JPH09320405A - 消弧室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁界とアークの成す角を大きくして、アーク
を維持するホットガスの冷却・拡散を効果的に行い、電
流を確実に遮断できる小形で信頼性の高い消弧室を提供
する。 【解決手段】 絶縁ガスを封入した容器内に、固定主接
点２および固定アーク接点３を有する固定電極１と、可
動主接点１２および可動アーク接点１３を有する可動電
極１１とを、共通の中心軸を有するように配設する。ま
た、可動アーク接点１３を可動電極１１に絶縁物２５を
介して取付ける。さらに、一端が可動電極１１に接続さ
れ、かつ他端が可動アーク接点１３に接続されるととも
に、可動電極１１側からアーク接点１３側に近づくに従
って直径が徐々に拡がるじょうご形のコイル３１を、可
動アーク接点１３の外周部に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス遮断路の消弧室
に係わり、特にフレミングの左手則によりアークを駆動
する方式の消弧室に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から実用に供されているアーク駆動
方式の消弧室について、図３にもとづき説明する。一般
に、消弧室は絶縁ガスを封入した容器内に収納されてお
り、固定主接点２および固定アーク接点３を有するとと
もに、絶縁支持部５により容器壁に固定された固定電極
１と、可動主接点１２および可動アーク接点１３を有す
るとともに、操作ロッド１５により軸方向に移動可能な
可動電極１１とを、共通の中心軸を有するように配設し
ている。そして、可動アーク接点１３を可動電極１１に
絶縁物２５を介して取付け、さらに、一端が可動電極１
１に接続され、かつ他端が可動アーク接点１３に接続さ
れる円筒形のコイル３３を、可動アーク接点１３の外周
部に設けている。

【０００３】上述のような従来のアーク駆動方式の消弧
室では、閉路時には固定主接点２と可動主接点１２の間
で主に通電し、遮断動作時には両主接点２，１２よりも
時間的に遅れて離隔する固定アーク接点３と可動アーク
接点１３の間の絶縁ガス空間にアークが発生する。この
時、電流Ｉは可動電極１１から円筒形のコイル３３を経
由して、可動アーク接点１３、絶縁ガス空間および固定
アーク接点３へと流れる。したがって、アークの発生し
ている絶縁ガス空間には、円筒形のコイル３３を流れる
電流Ｉにより、磁界密度Ｂの磁界が誘起される。磁界と
アークの成す角をθ２とすると、フレミングの左手則に
よりアークは円周方向の力Ｆ２＝Ｉ・Ｂ・ｓｉｎ（θ
２）を受けて回転運動し、アークを維持するホットガス
は冷却・拡散されて消弧し、電流が遮断される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来のアーク駆動方式の消弧室では、円筒形のコイル
３３により磁界を発生させているため、アークの発生し
ている絶縁ガス空間における磁界の方向はほぼ軸方向と
なり、アークと成す角θ２は小さい。したがって、アー
クの受ける円周方向の力Ｆ２はｓｉｎ（θ２）に比例す
るため小さく、アークを維持するホットガスの冷却・拡
散が効果的に行われず、電流の遮断は困難である。それ
ゆえ、可動電極１１の移動距離を大きくするなど別の対
策が必要となり、結果的には消弧室が大形化している。

【０００５】なお、アークの受ける円周方向の力Ｆ２を
大きくするための手段としては、磁束密度Ｂの絶対値を
大きくすることも考えられる。しかしながら、円筒形の
コイル３３の巻数を増加させることは消弧室の大形化を
招き、また円筒形のコイル３３の位置をアークに近づけ
ることは極間の絶縁性能や円筒形のコイル３３の耐熱性
能の面で難があるため、実用には適さない。

【０００６】そこで、本発明の目的は、磁界とアークの
成す角を大きくして、アークを維持するホットガスの冷
却・拡散を効果的に行い、電流を確実に遮断できる小形
で信頼性の高い消弧室を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明の消弧室では、可動アーク接
点を可動電極に絶縁物を介して取付け、さらに、一端が
前記可動電極に接続され、かつ他端が前記可動アーク接
点に接続されるとともに、前記可動電極側から前記可動
アーク接点側に近づくに従って直径が徐々に拡がるじょ
うご形のコイルを、前記可動アーク接点の外周部に設け
る。

【０００８】上述の請求項１記載の発明の消弧室では、
遮断動作時に電流がじょうご形のコイルに流れて誘起さ
れる磁界の方向は、コイルの直径がじょうご形に徐々に
拡がっているために、軸方向の成分だけでなく、径方向
の成分をも有する。この時、磁界とアークの成す角は従
来の消弧室よりも大きくなり、アークの受ける円周方向
の力ならびにアークの回転運動の速度も大きくなり、ア
ークを維持するホットガスの冷却・拡散が効果的に行わ
れ、電流は確実に遮断される。

【０００９】また、請求項２記載の発明の消弧室では、
可動アーク接点を可動電極に導通させて取付け、さら
に、前記可動電極側から前記可動アーク接点側に近づく
に従って直径が徐々に拡がるじょうご形の永久磁石を前
記可動アーク接点の外周部に設ける。

【００１０】上述の請求項２記載の発明の消弧室では、
永久磁石に誘起される磁界の方向は永久磁石の直径がじ
ょうご形に徐々に拡がっているために、軸方向の成分だ
けでなく、径方向の成分をも有する。したがって、遮断
動作時に磁界とアークの成す角は従来の消弧室よりも大
きくなり、アークの受ける円周方向の力ならびにアーク
の回転運動の速度も大きくなり、アークを維持するホッ
トガスの冷却・拡散が効果的に行われ、電流は確実に遮
断される。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、請求項１記載の発明の消
弧室の実施の形態における遮断動作時の状態を示す図で
あり、以下に説明する。固定電極１の固定アーク接点３
と対向する可動アーク接点１３は可動電極１１に絶縁物
２５を介して取付けられている。また、一端が可動電極
１１に接続され、かつ他端が可動アーク接点１３に接続
されるとともに、可動電極１１側から可動アーク接点１
３側に近づくに従って直径が徐々に拡がるじょうご形の
コイル３１が、可動アーク接点１３の外周部に設けられ
ている。

【００１２】じょうご形のコイル３１は、アークの発生
する絶縁ガス空間に磁界を誘起する役割を果たすが、そ
の線径ならびに材質は、遮断電流容量に見合ったもので
あることが必要である。また、じょうご形の具体的な形
状については、磁界とアークの成す角を９０゜とするこ
とが理想であり、詳細な電磁界解析を実施して最適化を
図ればよい。

【００１３】次に、上述の消弧室の動作、機能について
説明する。閉路時には、可動電極１１は固定電極１に接
触しており、電流Ｉは可動電極１１の可動主接点１２か
ら固定電極１の固定主接点２に流れている。遮断動作が
始まると、操作ロッド１５により可動電極１１は閉路の
位置から開路の位置へと移動（図１における右方向への
移動）を始め、両主接点２，１２は離隔するが、可動ア
ーク接点１３と固定アーク接点３により導通が維持され
る。この時には、電流Ｉは可動電極１１からじょうご形
のコイル３１、可動アーク接点１３を経由して固定アー
ク接点３へと流れる。さらに、可動電極１１の移動が進
むと、両アーク接点３，１３も離隔するが、この間の絶
縁ガス空間には図１の波線に示すような経路のアークが
発生して橋絡され、電流Ｉは流れ続ける。

【００１４】一方、アークの発生している絶縁ガス空間
には、じょうご形のコイル３１に流れる電流Ｉにより、
図１中に点線で示すような磁束密度Ｂの磁界が誘起され
る。この磁界の方向は、直径の小さい可動電極１１側で
はほぼ軸方向となり、直径の徐々に拡がる可動アーク接
点１３側に近づくにつれ、軸方向だけでなく径方向の成
分も増加してくる。したがって、図３に示す従来の消弧
室の場合と比較して、磁界とアークの成す角θ１は大き
くなり、フレミングの左手則によりアークの受ける円周
方向の力Ｆ１＝Ｉ・Ｂ・ｓｉｎ（θ１）ならびにアーク
の回転運動の速度も大きくなる。さらに、可動電極１１
の移動が進み、上述のアークの回転運動によりアークを
維持しているホットガスの冷却・拡散が効果的に行われ
ている状態で、流れている電流Ｉがゼロ点に至ると、ア
ークは再発弧せずに消弧されて、確実に遮断される。

【００１５】図２は、請求項２記載の発明の消弧室の実
施の形態を示す図であり、以下に説明する。固定電極１
の固定アーク接点３と対向する可動アーク接点１３は可
動電極１１に導通して取付けられている。また、可動電
極１１側から可動アーク接点１３側に近づくに従って直
径が徐々に拡がるじょうご形の永久磁石３２が、可動ア
ーク接点１３の外周部に設けられている。じょうご形の
永久磁石３２は可動電極１１側と可動アーク接点１３側
にそれぞれ異なる磁極を有して、アークの発生する絶縁
ガス空間に磁界を誘起する役割を果たす。

【００１６】次に、上述の消弧室の動作、機能について
説明する。遮断動作が始まり、可動電極１１が移動し
て、可動主接点１２と固定主接点２が離れると、電流Ｉ
は可動アーク接点１３から固定アーク接点３に流れる。
さらに、可動電極１１の移動が進むと、両アーク接点
３，１３も離れるが、この間の絶縁ガス空間にはアーク
が発生して橋絡され、電流Ｉは流れ続ける。一方、アー
クの発生している絶縁ガス空間には、じょうご形の永久
磁石３２により磁界が誘起され、この磁界の方向は、直
径の小さい可動電極１１側ではほぼ軸方向となり、直径
の徐々に拡がる可動アーク接点１３側に近づくにつれ、
軸方向だけでなく径方向の成分も増加してくる。したが
って、請求項１記載の発明の実施の形態の場合と同様
に、磁界とアークの成す角は大きくなり、アークの受け
る円周方向の力ならびにアークの回転運動の速度も大き
くなり、電流Ｉのゼロ点でアークは再発弧せずに消弧さ
れて、確実に遮断される。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、遮断動作時に電流をじょうご形のコイルに
導くことにより誘起される磁界とアークの成す角を大き
くして、アークの受ける円周方向の力ならびにアークの
回転運動の速度を大きくし、アークを維持するホットガ
スの冷却・拡散を効果的に行えるようにしたので、電流
を確実に遮断できる小形で信頼性の高い消弧室を提供す
ることができる。また、請求項２記載の発明によれば、
じょうご形の永久磁石に誘起される磁界とアークの成す
角を大きくして、同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明による消弧室の実施の形態
を示す図である。

【図２】請求項２記載の発明による消弧室の実施の形態
を示す図である。

【図３】従来の消弧室の一例を示す図である。

【符号の説明】 １ 固定電極 ２ 固定主接点 ３ 固定アーク接点 ５ 絶縁支持部 １１ 可動電極 １２ 可動主接点 １３ 可動アーク接点 １５ 操作ロッド ２５ 絶縁物 ３１ じょうご形のコイル ３２ じょうご形の永久磁石

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁ガスを封入した容器内に、固定主接
   点および固定アーク接点を有するとともに、固定された
   固定電極と、可動主接点および可動アーク接点を有する
   とともに、軸方向に移動可能な可動電極とを、共通の中
   心軸を有するように配設し、閉路時には前記固定主接点
   と前記可動主接点との間で主に通電し、遮断動作時には
   前記両主接点よりも時間的に遅れて離隔する前記両アー
   ク接点に生じるアークを消弧して、電流を遮断する消弧
   室において、 前記可動アーク接点を前記可動電極に絶縁物を介して取
   付け、 一端が前記可動電極に接続され、かつ他端が可動アーク
   接点に接続されるとともに、前記可動電極側から前記可
   動アーク接点側に近づくに従って直径が徐々に拡がるじ
   ょうご形のコイルを、前記可動アーク接点の外周部に設
   けた、 ことを特徴とする消弧室。
2. 【請求項２】 絶縁ガスを封入した容器内に、固定主接
   点および固定アーク接点を有するとともに、固定された
   固定電極と、可動主接点および可動アーク接点を有する
   とともに、軸方向に移動可能な可動電極とを、共通の中
   心軸を有するように配設し、閉路時には前記固定主接点
   と前記可動主接点との間で主に通電し、遮断動作時には
   前記両主接点よりも時間的に遅れて離隔する前記両アー
   ク接点間に生じるアークを消弧して、電流を遮断する消
   弧室において、 前記可動アーク接点を前記可動電極に導通させて取付
   け、 前記可動電極側から前記可動アーク接点側に近づくに従
   って直径が徐々に拡がるじょうご形の永久磁石を、前記
   可動アーク接点の外周部に設けた、 ことを特徴とする消弧室。