JPH10269923A - 限流装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、限流性能及び信頼性を向上させる
ことを目的とするものである。 【解決手段】 筒状絶縁物２１の外部に消弧装置３０を
配置し、筒状絶縁物２１に設けた穴２１ａと消弧装置３
０との間に設けたアークランナ３３，３４により、接点
２３，２５間のアークを消弧装置３０まで走行させるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、限流動作時にア
ークを発生する限流装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１７は例えば特公平１―４３９７３号
公報に示された従来の配線用遮断器を示す部分断面図、
図１８は図１７の右側面図、図１９は図１７の限流素子
の電気的接続状態を示す説明図である。

【０００３】図において、１は限流素子の筺体を構成す
る筒状絶縁物であり、この筒状絶縁物１には、複数の排
気穴１ａが設けられている。２は筒状絶縁物１内に固定
され、固定接点３を有する固定子、４は筒状絶縁物１内
に往復動可能に設けられている可動子であり、この可動
子４は、磁性材料からなる支持体５、この支持体５に支
持され固定接点３に接離する可動接点６、ピストン７及
びばね受け８を有している。また、接触子対は、固定子
２及び可動子４により構成されている。

【０００４】９は可動子４を固定子２側へ付勢し、接点
３，６に適切な接触圧力を発生させるばね、１０は支持
体５を囲むように筒状絶縁物１内に埋設され、接触子対
と電気的直列に接続される励磁コイル、１１は閉極時に
ピストン７が当接する円筒形のパッキン、１２ａ，１２
ｂは端子部、１３は上記の各部材１〜１２ｂにより構成
されている限流素子、１４は導体１５を介して限流素子
１３に電気的直列接続されている遮断器、１６は遮断器
１４のハンドルである。

【０００５】次に、動作について説明する。通常通電
時、限流遮断器には遮断器１４、導体１５、励磁コイル
１０、可動子４、固定子２、端子部１２ｂの経路で電流
が流れる。これに対し、限流素子１３が限流動作を行う
べき大きさの電流が流れると、可動接点６と固定接点３
とが両者間の電磁反発力により開極し、アークが発生す
る。このアークにより、接点３，６間の圧力が上昇する
ので、可動子４のピストン７がばね９の力に抗して押し
動かされる。さらに、可動子４の一部は、磁性材料の支
持体５により構成されているので、コイルプランジャを
構成する励磁コイル１０からも開極を支援する力を同時
に受ける。

【０００６】この可動子４が開極方向へ移動するとき
に、可動接点６の背面側の気体が排気穴１ａから排気さ
れ、アークにより上昇した圧力が付加的に排出される。
そして、ばね９の力に抗して開極を保持するのに十分な
圧力を維持できなくなるまで開極が保持される。

【０００７】続いて、限流素子１３を通過する電流が減
少し、アークの圧力がある値以下に減少すると、ばね９
の力により可動子４は閉極動作を開始する。このとき、
閉極過程を遅延させるために、排気穴１ａは閉極方向に
対して鋭角をなすように設けられており、これにより排
気の流体抵抗が大きくなっている。また、排気穴１ａの
方向は、開極動作時の排気の流体抵抗が小さくなる傾斜
にもなっている。

【０００８】このようなアークを発生する限流素子１３
では、主に接点３，６間に発生する電気抵抗と励磁コイ
ル１０のインダクタンスとにより、回路を流れる事故電
流が限流される。この接点対はシリンダ状の狭い空間に
設けられているので、限流動作時に発生するアークの圧
力が上昇し、アークの抵抗率が高くなる。従って、限流
に必要な高いアーク抵抗が得られる。また、図１７では
円筒形のパッキン１１により閉極時のピストン７が封止
されているので、僅かな過電流でもパッキン１１内空間
の圧力が十分上昇し、接触装置が開極して限流が行われ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来の限流素子１３においては、限流動作中にアーク
が常に接点３，６間に位置するため、接点３，６間に注
入されるエネルギが大きく、接点３，６の消耗が激しく
なり、限流動作後の再通電時に通電不能となったり、接
点接触抵抗が増大することによる通電損失の増大や接点
接触面での異常温度上昇が発生したりするという問題点
があった。また、電流遮断時の接点３，６間の絶縁回復
力が十分得られず、電流遮断直後の再起電圧による絶縁
破壊等による遮断失敗が生じるので、電流を限流素子１
３単体にて遮断できないという問題点もあった。

【００１０】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、遮断性能及び
信頼性を向上させることができる限流装置を得ることを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る限
流装置は、側面部に穴が設けられている筒状絶縁物と、
この筒状絶縁物に固定され、筒状絶縁物内に位置する固
定接点を有する固定子と、筒状絶縁物内に往復動可能に
挿入され、固定接点に接離する可動接点を有する可動子
と、筒状絶縁物の外部に配置されている消弧装置と、穴
と消弧装置との間に設けられ、限流動作時に固定接点と
可動接点との間に発生するアークを消弧装置まで走行さ
せるアークランナとを備えたものである。

【００１２】請求項２の発明に係る限流装置は、可動子
の側面に、絶縁物及び高抵抗金属の少なくともいずれか
一方を設けたものである。

【００１３】請求項３の発明に係る限流装置は、アーク
ランナを、固定接点の近傍で筒状絶縁物の内周面よりも
径方向外側に配置したものである。

【００１４】請求項４の発明に係る限流装置は、複数の
穴及び複数対のアークランナを、固定子及び可動子の中
心軸に対して対称に配置したものである。

【００１５】請求項５の発明に係る限流装置は、固定子
側筒状絶縁物と、この固定子側筒状絶縁物に対向してい
る可動子側筒状絶縁物と、固定子側筒状絶縁物に固定さ
れ、固定子側筒状絶縁物内に位置する固定接点を有する
固定子と、可動子側筒状絶縁物内に往復動可能に挿入さ
れ、固定接点に接離する可動接点を有する可動子と、固
定子側及び可動子側筒状絶縁物の外部に配置されている
消弧装置と、固定子側及び可動子側筒状絶縁物間の空間
と消弧装置との間に設けられ、限流動作時に固定接点と
可動接点との間に発生するアークを消弧装置まで走行さ
せるアークランナとを備えたものである。

【００１６】請求項６の発明に係る限流装置は、筒状絶
縁物と、この筒状絶縁物に固定され、筒状絶縁物内に位
置する固定接点を有する固定子と、閉成時に筒状絶縁物
内で固定接点に接するとともに開成時に筒状絶縁物外に
位置する可動接点を有する往復動可能な可動子と、を備
えたものである。

【００１７】請求項７の発明に係る限流装置は、側面部
に穴を有する筒状絶縁物と、この筒状絶縁物に固定さ
れ、筒状絶縁物内に位置する固定接点を有する固定子
と、筒状絶縁物内に往復動可能に挿入され、固定接点に
接離する可動接点を有する可動子と、筒状絶縁物の可動
子側の端部に設けられ、可動子が貫通する貫通孔が設け
られている可動子側端部部材と、可動子に設けられ、開
成時に貫通孔を塞ぐピストン部とを備えたものである。

【００１８】請求項８の発明に係る限流装置は、筒状絶
縁物と、この筒状絶縁物内の空間を２つに分断するよう
に筒状絶縁物内に固定され、第１及び第２の固定接点を
有する中間電極と、筒状絶縁物の一側に往復動可能に挿
入され、第１の固定接点に接離する第１の可動接点を有
する第１の可動子と、筒状絶縁物の他側に往復動可能に
挿入され、第２の固定接点に接離する第２の可動接点を
有する第２の可動子とを備えたものである。

【００１９】請求項９の発明に係る限流装置は、熱硬化
性樹脂及びポリテトラフルオロエチレンの少なくともい
ずれか一方により筒状絶縁物を構成したものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による限
流装置を一部切り欠いて示す斜視図である。図におい
て、２１は側面部に穴２１ａが設けられている円筒形の
筒状絶縁物、２２は筒状絶縁物２１の一端部（ここでは
下端部）に固定され、固定接点２３を有する固定子、２
４は先端部が筒状絶縁物１内に挿入されている往復動可
能な可動子であり、この可動子２４の先端部には、固定
接点２３に接離する可動接点２５が設けられている。ま
た、接触子対は、固定子２２及び可動子２４により構成
されている。

【００２１】２６は筒状絶縁物２１の他端部（ここでは
上端部）に固定されている円環状の導体、２７は導体２
６の内周面に接続され、可動子２４が摺動接触する摺動
接触子であり、この摺動接触子２７を介して可動子２４
と導体２６とが電気的に接続されている。２８は可動子
２４を固定子２２側へ付勢し、接点２３，２５に適切な
接触圧力を発生させるばね、２９ａ，２９ｂは導体２６
及び固定子２２にそれぞれ設けられている端子部であ
る。

【００２２】３０は筒状絶縁物２１の外部に配置されて
いる消弧装置であり、この消弧装置３０は、一対の消弧
側板３１と、これらの消弧側板３１間に互いに間隔をお
いて平行に固定されている磁性体からなる複数枚の消弧
板３２とを有している。３３，３４は基端部が筒状絶縁
物２１内に位置し先端部が消弧装置３０の近傍に設けら
れている一対のアークランナであり、これらのアークラ
ンナ３３，３４は、穴２１ａを貫通している。また、可
動子２４が開極する方向を上方向としたとき、穴２１ａ
は固定接点２３より上方にあり、かつ可動接点２５の最
大開極位置より下方になるように配置されている。

【００２３】次に、動作について説明する。通常通電時
の主な電流は、端子部２９ａ、導体２６、摺動接触子２
７、可動子２４、固定子２２、端子部２９ｂの経路で流
れる。これに対し、事故等が発生して所定の値以上の電
流が限流装置に流れると、接点２３，２５の接触点への
電流集中により発生する電磁反発力がばね２８による接
圧に勝り、接点２３，２５が開極される。そして、開極
と同時に接点２３，２５間にアークが発生し、筒状絶縁
物２１と両接点２３，２５とに囲まれる空間の圧力が急
上昇する。この圧力上昇により、可動子２４の開極動作
が加速されるため、可動子２４は高速で開極する。ま
た、筒状絶縁物２１を有機絶縁物などのガスを発生し易
い材料で構成すると、先述の圧力上昇が一層速くなり、
開極速度がさらに向上する。

【００２４】この接点２３，２５間に発生したアーク
は、電流の増大とともに径方向に膨張し、筒状絶縁物２
１内面から発生する蒸気により冷却されるとともに、筒
状絶縁物２１内の圧力上昇に伴い、アークを形成してい
るプラズマ粒子間の衝突が増大してアーク抵抗が上昇す
る。このようなアーク電圧の上昇に伴い、事故電流が限
流される。

【００２５】また、前述のアーク径の増大に伴い、アー
クはアークランナ３３，３４に触れるので、アーク電流
が接点２３，２５間からアークランナ３３，３４間へと
転流を開始する。筒状絶縁物２１内は、アークの発生に
伴って高圧の状態となっているので、筒状絶縁物２１の
側面部に設けられた穴２１ａから外部へと熱流が生じて
おり、この熱流により前述の転流を開始したアークが筒
状絶縁物２１外へと押し出され、アークのアークランナ
３３，３４への転流が促進される。

【００２６】アークランナ３３，３４に転流したアーク
は、アークランナ３３，３４に流れる電流による電磁駆
動力、消弧板３２の磁気吸引力、及び前述の熱流による
駆動力等により、消弧装置３０側へと駆動される。そし
て、アークランナ３３，３４の先端部まで駆動されたア
ークは、前述の電磁力と熱流の力とにより消弧装置３０
方向へ引き伸ばされ、消弧装置３０により消弧される。

【００２７】また、筒状絶縁物２１内の空間が一種の圧
力溜めとなるため、筒状絶縁物２１内の空間に蓄積され
た圧力が穴２１ａを通して放出されるのには時間がかか
り、前述の熱流による駆動力は、アークがアークランナ
３３，３４に転流してから消弧されるまで利用すること
ができる。

【００２８】このような限流装置では、限流動作時に接
点２３，２５間からアークランナ３３，３４間へとアー
クが転流するので、接点２３，２５の消耗が抑えられ
る。また、アークランナ３３，３４へと転流したアーク
を、電磁力と筒状絶縁物２１内からの流れの力とにより
消弧装置３０側と駆動して消弧することができるので、
限流装置単体で十分な遮断性能を得ることができる。

【００２９】ところで、図１のように、筒状絶縁物２１
内にてアークを発生させる場合、筒状絶縁物２１を構成
する材料によっては絶縁部内面にアークによる火膨れが
発生し、可動子２４の開極もしくは再閉極動作を妨げる
可能性がある。限流性能を向上させるためには、筒状絶
縁物２１の材料として、アークに暴露されたときに大量
の蒸気を発生するプラスチック等を用いるのが好ましい
が、熱可塑性プラスチックは前述の火膨れを起こし易
い。

【００３０】従って、筒状絶縁物２１の材料としては、
熱硬化性プラスチックやポリテトラフルオロエチレン
等、アーク暴露により大量の蒸気を発生しかつ火膨れの
生じにくい材料が好適である。特に、ポリテトラフルオ
ロエチレンは、比較的高温まで安定で、電気的特性も優
れており、アークに暴露されても表面が炭化しにくいの
で、筒状絶縁物２１の内面の沿面破壊による遮断失敗が
防止される。また、熱可塑性プラスチックを用いる場合
は、無機物質のファイバ等の充填剤を充填して前述の火
膨れを防ぐことも有効である。

【００３１】図２は図１のアークランナ３３，３４の構
造の一例を示す要部断面図である。この例では、アーク
ランナ３３，３４の基端部が、筒状絶縁物２１の内面に
沿って図の上下に延びている。また、固定子２２側のア
ークランナ３４の基端部が固定子２２と、可動子２４側
のアークランナ３４の基端部が導体２６及び摺動接触子
２７を介して可動子２４とそれぞれ電気的に接続されて
いる。さらに、アークランナ３３，３４は、筒状絶縁物
２１に設けられた穴２１ａを貫通し、これらアークラン
ナ３３，３４の先端部がラッパ状に広がっている。

【００３２】図２は限流動作初期の開極距離が小さい状
態を示しており、接点２３，２５間にはアーク（図中
Ａ）が発生している。また、接点２３，２５の近くにア
ークランナ３４の基端部が位置しているので、図のよう
に、接点２３，２５間に発生したアークは開極初期から
その一部がアークランナ３４に分流する。この開極初期
の分流により、アークランナ３３，３４へのアークの転
流が素早く完了し、アークが接点を離れる。このため、
接点消耗を大幅に小さくすることができる。

【００３３】しかし、図２のような構成のアークランナ
３３，３４では、開極直後に前述の分流が生じるので、
筒状絶縁物２１の内面からアークの熱によって発生する
蒸気量が減少し、アーク圧力の上昇に伴うアーク電圧の
増大の幅が小さくなる。開極初期のアーク電圧の増大率
は、限流性能、特に電流ピーク値を決定する重要な値で
あり、この開極初期のアーク電圧の増大率の減少によ
り、限流装置の限流性能がアークランナを設けない場合
に比べ低下する可能性もある。

【００３４】これに対し、図３〜図６は図２のアークラ
ンナの変形例を示す要部断面図である。まず、図３の変
形例では、アークランナ３５，３６の基端部が筒状絶縁
物２１の壁部内に埋設されており、一部の突出部３５
ａ，３６ａのみがそれぞれ筒状絶縁物２１内に露出して
いる。

【００３５】図３のような構成では、開極初期における
アークランナ３５，３６へのアーク（図中Ａ）の分流を
防ぐことができるため、図２の構造が有する開極初期の
アーク電圧の増大幅の減少という問題は解消される。ま
た、開極動作が進み、可動接点２５がアークランナ３
５，３６の突出部３５ａ又は３６ａ近傍まで開極すれ
ば、アークは接点２３，２５間からアークランナ３５，
３６に即座に転流するので、アークランナ３５，３６を
設けない場合に比べて接点消耗を低減することができ
る。

【００３６】また、図４の変形例では固定子側のアーク
ランナ３７が、図５の変形例では固定子側と可動子側の
両方のアークランナ３７，３８の一部がＵ字状に折り返
されている。このような形状のアークランナ３７，３８
を用いることにより、アークランナ３７，３８に転流し
たアークへの電磁駆動力を強めることができる。従っ
て、アークが素早く消弧装置３０（図１）へと駆動さ
れ、遮断時間を短くできるので、事故電流が流れる時間
を短くすることができる。

【００３７】ここで、図２のように、筒状絶縁物２１の
一方のみに穴２１ａとアークランナ３３，３４を設ける
と、アークランナ３３，３４へ転流する前のアークがア
ークランナ３３，３４側へと片寄り、筒状絶縁物２１や
接点２３，２５が片寄って消耗する。

【００３８】これに対し、図６の変形例では、筒状絶縁
物２１に複数の穴２１ａ，２１ｂが設けられており、ア
ークランナ３３，３４が接触子対の中心軸に対して略対
称に配置されている。このように、穴２１ａ，２１ｂ及
びアークランナ３３，３４を略対称な配置とすると、前
述の片寄った消耗を防ぐことができ、この片寄った消耗
による限流装置の寿命の低下を防止できる。

【００３９】実施の形態２．次に、図７はこの発明の実
施の形態２による限流装置の要部断面図である。この例
では、可動子２４の可動接点２５側の側面に絶縁物４０
が設けられている。この絶縁物４０は、接点２３，２５
が閉じた状態で、少なくとも可動接点２５の近傍からア
ークランナ３７の上面より上方までの可動子２４の部位
を覆うように設けられている。なお、消弧装置及び接圧
を発生させる装置等は、図１と同様であるため省略し
た。また、アークランナ３３，３７は、一例として図４
と同様の構造を採用した。

【００４０】ここで、図２に示したように、可動子２４
の側面を絶縁していない場合、開極直後に接点２３，２
５間に発生したアークが、圧力の上昇に伴い可動接点２
５から可動子２４の側面へと広がろうとする。一般に、
可動子２４の可動接点２５以外の部分は、銅などの導電
性の良い材料で構成されており、接点２５に用いられる
材料より耐アーク性に劣っているため、アークに暴露さ
れると急激に消耗し、可動接点２５の脱落が発生する恐
れがある。また、このようにアークが可動子２４の側面
へ広がることにより、アークの電流密度が低下し、アー
ク抵抗が低下、即ち限流性能の低下が発生する。

【００４１】これに対し、図７に示す実施の形態２で
は、可動子２４の側面に絶縁物４０が設けられているた
め、可動子２４の側面にアーク（図中Ａ）が広がらず、
可動接点２５の脱落やアーク電流密度の低下による限流
性能の低下が防止される。

【００４２】また、図７の例では、固定子２２側に図４
と同様のアークランナ３７を用いたので、限流性能がさ
らに向上する。また、アークランナ３７と絶縁物４０と
を組み合わせることにより、アークの転流の時期をある
程度正確に制御することができる。

【００４３】図７は開極初期の状態を示しており、アー
クは可動子側面に広がることなく接点２３，２５と筒状
絶縁物２１とに囲まれる狭い空間に閉じ込められる。従
って、アークの圧力が急速に上昇し、アーク電圧が素早
く立ち上がる。このとき、絶縁物４０の長さが短く、可
動子２４のアークランナ３７の横に位置する部分が露出
していると、可動子２４とアークランナ３７との間で絶
縁破壊を起こし、アークを前述の狭い空間に閉じこめる
ことができなくなる。従って、絶縁物４０は、接点２
３，２５が閉じた状態で、少なくとも可動接点２５の近
傍からアークランナ３７の上面より上方までの範囲で可
動子２４の側面部を覆うように設ける必要がある。

【００４４】さらに、開極動作が進むと、図８に示すよ
うに、アークランナ３７の筒状絶縁物２１内への露出部
分の高さまで可動接点２５が移動する。そして、アーク
は、アークランナ３７の筒状絶縁物２１内への露出部分
と可動接点２５との間の絶縁破壊により、即座に固定接
点２３からアークランナ３７へと転流する。従って、こ
の時点で固定接点２３上からアークがいなくなり、固定
接点２３の消耗が低減される。

【００４５】続いて、図９に示すように、可動子２４側
のアークランナ３３の近傍まで可動接点２５が移動する
と、今度は可動接点２５からアークランナ３３へとアー
クが転流し、接点間からアークランナ３３，３７間への
アークの転流が完了する。アークランナ３３，３７に転
流したアークは、筒状絶縁物２１内からの蒸気の流れと
電磁駆動力とにより駆動され、図１０に示すように、ア
ークランナ３３，３７の先端部へと到達し、引き伸ばさ
れて遮断される。

【００４６】また、図１０に示すように、可動子２４が
最大開極位置まで移動したときに、摺動接触子２７と可
動子２４の導体部との間に絶縁物４０が介在するような
構成としておけば、電流遮断時の再起電圧等による可動
子２４とアークランナ３７との間又は可動子２４と固定
子２２との間の絶縁破壊に起因する遮断失敗を防止する
ことができる。

【００４７】なお、上記の例では、可動子２４の側面部
に絶縁物４０を設けたが、鉄などの抵抗が比較的高い金
属を配置しても、アークの広がりをある程度抑えること
ができるので、同様の効果が期待できる。

【００４８】実施の形態３．次に、図１１はこの発明の
実施の形態３による限流装置の要部を示す斜視図であ
る。図において、４１，４２は互いに間隔をおいて設け
られている可動子側及び固定子側筒状絶縁物、４３はこ
れらの筒状絶縁物４１，４２の間隔を保持する絶縁構造
体である。他の構成は、上記実施の形態１と同様であ
る。

【００４９】上記実施の形態１のように筒状絶縁物２１
を一体物とした場合、電流遮断直後に筒状絶縁物２１内
の沿面及び筒状絶縁物２１内の空間の絶縁耐力が十分回
復せず、接点２３，２５間の再起電圧等により絶縁破壊
が生じ、遮断失敗が生じる恐れがある。

【００５０】これに対し、図１１のように筒状絶縁物４
１，４２を分離させると、たとえ筒状絶縁物４１，４２
内の沿面の絶縁耐力が回復しなくても、筒状絶縁物４
１，４２の内面がつながっていないので、沿面での絶縁
破壊は生じない。また、接点２３，２５間の空間におい
ても、アークがアークランナへ転流した後には、図の矢
印のように外部空間から筒状絶縁物４１，４２間の空間
へと温度の低い気体が流れ込むので、接点２３，２５間
の絶縁耐力は急速に回復する。従って、前述の接点２
３，２５間の再起電圧等による絶縁破壊に起因する遮断
失敗が生じることがない。

【００５１】実施の形態４．次に、図１２はこの発明の
実施の形態４による限流装置の要部断面図である。この
例では、固定子２２側のみに筒状絶縁物４４が設けられ
ており、可動接点２５が固定接点２３から所定の距離以
上開極すると、筒状絶縁物４４に囲まれる空間から可動
子２４が完全に抜け出る構成となっている。

【００５２】このような構成とすると、上記実施の形態
３と同様に、電流遮断時にたとえ筒状絶縁物４４内の沿
面の絶縁耐力が回復しなくても、筒状絶縁物４４の内面
が導体２６や摺動接触子２７と電気的に直接つながって
いないため、筒状絶縁物４４内の沿面での絶縁破壊が生
じにくい。従って、電流遮断後の接点２３，２５間の再
起電圧等による絶縁破壊に起因する遮断失敗が生じるこ
とがない。

【００５３】また、実施の形態３の構成で、さらに高い
限流性能を確保するには、固定子側筒状絶縁物４２の高
さを高くする必要があり、これに伴い可動子側筒状絶縁
物４１の位置が上方へとずれ、縦方向の外形寸法が大き
くなる。ここで、可動子側筒状絶縁物４１は、限流動作
後半においてアークに暴露され、アークを冷却する蒸気
を発生することから、可動子側筒状絶縁物４１による限
流効果は電流ピークには殆ど現われず、電流ピーク後の
通過エネルギーを小さくする働きがある。従って、電流
ピーク後の通過エネルギーが、電流ピーク値と比較して
あまり問題とならない場合、図１２のように可動子側筒
状絶縁物４１を省略して、外形寸法を小形化することが
できる。

【００５４】なお、図１２ではアークランナを設けない
場合を示したが、固定子２２及び可動子２４側にアーク
ランナをそれぞれ設けてもよい。

【００５５】実施の形態５．次に、図１３はこの発明の
実施の形態５による限流装置の要部断面図である。図に
おいて、４５は筒状絶縁物２１の上端部に固定されてい
る可動子側端部部材としての導体であり、この導体４５
には、可動子２４が貫通する貫通孔４５ａが設けられて
いる。４６は可動子２４の開閉動作を許容しつつ導体４
５と可動子２４とを電気的に接続する可撓導体、４７は
筒状絶縁物２１内で可動子２４に固定されているピスト
ン部である。また、図１４は図１３の可動子２４が最大
開極位置まで移動した状態を示す断面図である。

【００５６】このような限流装置では、可動子２４の開
極動作中に、図１３に示すように、ピストン部４７の上
方に位置する筒状絶縁物２１の内部空間の気体がピスト
ン部３７により圧縮される。しかし、圧縮された気体は
導体４５の貫通孔４５ａから外部へと排気されるので、
ピストン部４７の上方空間の圧力上昇が抑えられ、可動
子２４の開極動作が妨げられることはない。

【００５７】一方、図１４に示すように、可動子２４が
最大開極位置に達すると、ピストン部４７により導体４
５の貫通孔４５ａが塞がれる。このため、筒状絶縁物２
１内の空間の圧力は穴（排気孔）２１ａ以外からは外部
に漏れることができず、筒状絶縁物２１内の圧力が上昇
して高いアーク電圧を得ることができ、限流性能が向上
する。

【００５８】これに対し、最大開極位置に達した後にお
いても継続的に熱流が導体４５の貫通孔４５ａに流れ込
むと、貫通孔４５ａの周囲や可動子２４の側面が熱流に
より溶融したり、接点等の溶融物が前述の貫通孔４５ａ
の回りや可動子２４に付着したりして、可動子２４の再
閉極動作を妨げる恐れがある。しかし、この例では、可
動子２４が最大開極位置に達した後には、ピストン部４
７により貫通孔４５ａが塞がれるので、貫通孔４５ａに
は筒状絶縁物２１内からの熱流が流れ込まず、より確実
に再閉極することができ、再通電の信頼性も向上する。

【００５９】なお、図１３ではアークランナを設けてい
ないが、図１５に示す変形例のように、アークランナ３
７，３８を設けてもよい。このように、ピストン部４７
を持つ可動子２４とアークランナ３７，３８とを組み合
わせると、可動子２４が最大開極位置に達しピストン部
３７が導体４５の貫通孔４５ａを塞いだ後に、筒状絶縁
物２１内の圧力が穴２１ａ以外から外部に漏れることが
ないので、アークランナ３７，３８にアークが転流した
後の蒸気流によるアークの駆動及び引き伸ばしが効果的
に行われ、遮断性能がさらに向上する。

【００６０】実施の形態６．次に、図１６はこの発明の
実施の形態６による限流装置を示す要部断面図である。
図において、５１は筒状絶縁物、５２は筒状絶縁物５１
内の中間部に固定されている中間電極であり、この中間
電極５２は、第１及び第２の固定接点５３，５４を有し
ている。

【００６１】５５は筒状絶縁物５１の一側に往復動可能
に挿入されている第１の可動子であり、この第１の可動
子５５は、第１の固定接点５３に接離する第１の可動接
点５６と、第１のピストン部５７とを有している。５８
は筒状絶縁物５１の他側に往復動可能に挿入されている
第２の可動子であり、この第２の可動子５８は、第２の
固定接点５３に接離する第２の可動接点５９と、第２の
ピストン部６０とを有している。

【００６２】６１は筒状絶縁物５１の上端部に固定され
ている第１の導体であり、この第１の導体６１には、第
１の可動子５５が貫通する貫通孔６１ａが設けられてい
る。６２は第１の可動子５５の開閉動作を許容しつつ第
１の可動子５５と第１の導体６１とを電気的に接続する
第１の可撓導体である。

【００６３】６３は筒状絶縁物５１の下端部に固定され
ている第２の導体であり、この第２の導体６３には、第
２の可動子５８が貫通する貫通孔６３ａが設けられてい
る。６４は第２の可動子５８の開閉動作を許容しつつ第
２の可動子５８と第２の導体６３とを電気的に接続する
第２の可撓導体、６５ａ，６５ｂは第１及び第２の導体
６１，６３にそれぞれ設けられている第１及び第２の端
子部である。

【００６４】このような限流装置では、限流動作時に２
つの接点対が開極し電気的直列の２つのアーク（図中
Ａ）が発生する。特に、開極初期においては、上記実施
の形態５（図１３）のように接点対を１つしか持たない
ものに比べ、電極降下電圧が２倍となるとともに２つの
接点対を合計した開極速度も２倍近くに向上させること
ができる。従って、限流動作初期に急激にアーク電圧を
上昇させることができ、限流性能が一層向上する。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
限流装置は、筒状絶縁物の外部に消弧装置を配置し、筒
状絶縁物に設けた穴と消弧装置との間に設けたアークラ
ンナにより、接点間のアークを消弧装置まで走行させる
ようにしたので、接点の消耗を減少させることができる
とともに、限流動作後の再通電をより確実に行うことが
でき、限流性能及び信頼性を向上させることができる。

【００６６】請求項２の発明の限流装置は、可動子の側
面に絶縁物又は高抵抗金属を設けたので、アークが可動
子側面へ広がるのを防止することができ、かつアークの
アークランナへの転流時期を制御することができ、これ
により可動接点の脱落を防止することができるととも
に、限流性能をさらに向上させることができる。

【００６７】請求項３の発明の限流装置は、固定子側の
アークランナを、固定接点の近傍で筒状絶縁物の内周面
よりも径方向外側に配置したので、開極初期におけるア
ークランナへのアークの分流を防ぐことができ、開極初
期のアーク電圧の増大幅の減少を防止することができ
る。

【００６８】請求項４の発明の限流装置は、複数の穴及
び複数対のアークランナを、固定子及び可動子の中心軸
に対して対称に配置したので、筒状絶縁物や接点の片寄
った消耗を防止することができる。

【００６９】請求項５の発明の限流装置は、筒状絶縁物
を可動子側及び固定子側筒状絶縁物に分割したので、電
流遮断時の接点間の絶縁回復力を向上させることがで
き、電流遮断時の再起電圧による絶縁破壊等に起因する
遮断失敗をより確実に防止することができる。

【００７０】請求項６の発明の限流装置は、筒状絶縁物
を固定子側のみに設けたので、限流装置の外形寸法を抑
えつつ、電流遮断時の接点間の絶縁回復力を向上させる
ことができる。

【００７１】請求項７の発明の限流装置は、可動子が貫
通する可動子側端部部材の貫通孔を、可動子に設けたピ
ストン部により開成時に閉塞するようにしたので、熱流
による可動子の溶融や可動子への溶融物の付着を防止す
ることができ、これにより再閉極不能となるのを防止
し、かつ限流性能を向上させることができる。

【００７２】請求項８の発明の限流装置は、筒状絶縁物
内を２つに仕切る中間電極を設け、この中間電極の２つ
の固定接点に対応する２つの可動子を設けたので、限流
動作時に電気的に直列な２つのアークを発生させること
ができ、これにより開極初期において急激なアーク電圧
の上昇を実現でき、限流性能をさらに向上させることが
できる。

【００７３】請求項９の発明の限流装置は、熱硬化性樹
脂又はポリテトラフルオロエチレンにより筒状絶縁物を
構成したので、筒状絶縁物の火膨れによる再閉極不能を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による限流装置を一
部切り欠いて示す斜視図である。

【図２】 図１のアークランナの構造の一例を示す要部
断面図である。

【図３】 図２の変形例を示す要部断面図である。

【図４】 図２の変形例を示す要部断面図である。

【図５】 図２の変形例を示す要部断面図である。

【図６】 図２の変形例を示す要部断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態２による限流装置の要
部断面図である。

【図８】 図７の可動子が開極した状態を示す断面図で
ある。

【図９】 図８の可動子がさらに開極した状態を示す断
面図である。

【図１０】 図９の可動子が最大開極位置まで移動した
状態を示す断面図である。

【図１１】 この発明の実施の形態３による限流装置の
要部を示す斜視図である。

【図１２】 この発明の実施の形態４による限流装置の
要部断面図である。

【図１３】 この発明の実施の形態５による限流装置の
要部断面図である。

【図１４】 図１３の可動子が最大開極位置まで移動し
た状態を示す断面図である。

【図１５】 図１３の限流装置にアークランナを設けた
例を示す断面図である。

【図１６】 この発明の実施の形態６による限流装置を
示す要部断面図である。

【図１７】 従来の配線用遮断器の一例を示す部分断面
図である。

【図１８】 図１７の右側面図である。

【図１９】 図１７の限流素子の電気的接続状態を示す
説明図である。

【符号の説明】

２１，４４，５１ 筒状絶縁物、２１ａ 穴、２２ 固
定子、２３ 固定接点、２４ 可動子、２５ 可動接
点、３０ 消弧装置、３３，３４，３５，３６，３７，
３８ アークランナ、４０ 絶縁物、４１ 可動子側筒
状絶縁物、４２固定子側筒状絶縁物、４５ 導体（可動
子側端部部材）、４５ａ 貫通孔、４７ピストン部、５
２ 中間電極、５３ 第１の固定接点、５４ 第２の固
定接点、５５ 第１の可動子、５６ 第１の可動接点、
５８ 第２の可動子、５９ 第２の可動接点。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面部に穴が設けられている筒状絶縁物
   と、 この筒状絶縁物に固定され、上記筒状絶縁物内に位置す
   る固定接点を有する固定子と、 上記筒状絶縁物内に往復動可能に挿入され、上記固定接
   点に接離する可動接点を有する可動子と、 上記筒状絶縁物の外部に配置されている消弧装置と、 上記穴と上記消弧装置との間に設けられ、限流動作時に
   上記固定接点と上記可動接点との間に発生するアークを
   上記消弧装置まで走行させるアークランナとを備えてい
   ることを特徴とする限流装置。
2. 【請求項２】 可動子の側面には、絶縁物及び高抵抗金
   属の少なくともいずれか一方が設けられていることを特
   徴とする請求項１記載の限流装置。
3. 【請求項３】 アークランナは、固定接点の近傍で筒状
   絶縁物の内周面よりも径方向外側に配置されていること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の限流装置。
4. 【請求項４】 複数の穴及び複数対のアークランナが、
   固定子及び可動子の中心軸に対して対称に配置されてい
   ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
   に記載の限流装置。
5. 【請求項５】 固定子側筒状絶縁物と、 この固定子側筒状絶縁物に対向している可動子側筒状絶
   縁物と、 上記固定子側筒状絶縁物に固定され、上記固定子側筒状
   絶縁物内に位置する固定接点を有する固定子と、 上記可動子側筒状絶縁物内に往復動可能に挿入され、上
   記固定接点に接離する可動接点を有する可動子と、 上記固定子側及び可動子側筒状絶縁物の外部に配置され
   ている消弧装置と、 上記固定子側及び可動子側筒状絶縁物間の空間と上記消
   弧装置との間に設けられ、限流動作時に上記固定接点と
   上記可動接点との間に発生するアークを上記消弧装置ま
   で走行させるアークランナとを備えていることを特徴と
   する限流装置。
6. 【請求項６】 筒状絶縁物と、この筒状絶縁物に固定さ
   れ、上記筒状絶縁物内に位置する固定接点を有する固定
   子と、 閉成時に上記筒状絶縁物内で上記固定接点に接するとと
   もに開成時に上記筒状絶縁物外に位置する可動接点を有
   する往復動可能な可動子と、 を備えていることを特徴とする限流装置。
7. 【請求項７】 側面部に穴を有する筒状絶縁物と、 この筒状絶縁物に固定され、上記筒状絶縁物内に位置す
   る固定接点を有する固定子と、 上記筒状絶縁物内に往復動可能に挿入され、上記固定接
   点に接離する可動接点を有する可動子と、 上記筒状絶縁物の上記可動子側の端部に設けられ、上記
   可動子が貫通する貫通孔が設けられている可動子側端部
   部材と、 上記可動子に設けられ、開成時に上記貫通孔を塞ぐピス
   トン部とを備えていることを特徴とする限流装置。
8. 【請求項８】 筒状絶縁物と、 この筒状絶縁物内の空間を２つに分断するように上記筒
   状絶縁物内に固定され、第１及び第２の固定接点を有す
   る中間電極と、 上記筒状絶縁物の一側に往復動可能に挿入され、上記第
   １の固定接点に接離する第１の可動接点を有する第１の
   可動子と、 上記筒状絶縁物の他側に往復動可能に挿入され、上記第
   ２の固定接点に接離する第２の可動接点を有する第２の
   可動子とを備えていることを特徴とする限流装置。
9. 【請求項９】 筒状絶縁物は、熱硬化性樹脂及びポリテ
   トラフルオロエチレンの少なくともいずれか一方により
   構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項
   ８のいずれかに記載の限流装置。