JPS5838426A - 遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は遮断器に関するものである。

第１のチャンバ内の固定接点に中空の可動接点が接触で
き、前記接点が引き離される時に電弧が発生された時に
第１のチャンバ内の六７ツ化硫黄ＳＦ６のようなガスが
熱膨張させられるようになっている遮断器が提案されて
いる。ガスの熱膨張の結果として、Ｍｌのチャンバから
中空可動接点を通って第２のチャンバへ移動するガスの
流れはガスの突風であって、その突風によシアークは吹
き消される。

この遮断器にはコイルも設けられる。固定接点からアー
クが転流された後でそのコイルＫｔ流が流れ、その電流
によシ生じ六磁界によシアークは回転させられる。この
遮断器においてはコイルの一端が遮断器の１つの端子に
直結され、その同じ端子に固定接点が直結される。コイ
ルの他端はアーク転流電極に接続される。したがって、
接点が接触している時はコイルには電流は流れない。

この遮断器では、アークが転流させられるまでは磁界を
利用できず、比較的強い磁界を発生させるためにこの遮
断器のコイルの巻数はわシあい多くなっている。

本発明によれば、消弧性を有する圧縮ガスを含ｔｒ第１
と第２のチャンバに分割されるケーシングと、第１と第
２の端子と、舘１のチャンバ内に配置され、中空可動接
触部材によシ保持される輪状の可動接点によシ接触でき
る固定輪状接点と、接触部材の動線と同軸状のコイルと
を備え、前記中空可動接触部材を通じてチャンバの間を
連通させることができ、接点部材は第２の端子Ｋｌｉ気
的に接続さｎる遮断器であって、接点部材は、接触部材
の位置に依存してチャンバの間の前記連通を制御するポ
ートを有しコイルに隣接して強磁性体ボデーが位置させ
られ、コイルの一端は第１の端子へ接続され、他端は固
定接点に接続されることを特徴とする遮断器が得られる
。

以下、図面を参照して本発明を詳細に！ｊ２ＦｙＪする
。

図に示す遮断器は内部中央輪状壁１２を有する円筒形ケ
ーシング１０と、上部端子アセンブリ１８と、下部端子
アセンブリ２０と、隣接する外部強磁性体ボデー２４と
内部ボデー２６を有するコイル２２と、固定接点２８と
、可動接点アセンブリ３０と、この接点アセンブリを動
かすように動作する機構３２との主な部品とよシ成シ、
前記り制秩輪状壁１２はケーシング内部を等しい寸法の
上部チャンバ１４と下部チャンバ１６に分ける。

ケーシング１０と壁１２は強化合成樹脂、たとえば「Ｋ
１１ｉＬｖＡＲ」という商標でデュポン社（ＤｕＦｏｎ
ｔ　ｃｏｍｐａｎｙ　）から発売系れている繊維を充填
したエポキシ樹脂、で作られる。ケーシング１０は、圧
縮成型または射出成型で作られた２個のコツプ形半分を
、それらのコツプ形半分の口部に隣接して外方へ延びる
フランジ（図示せず）を貫通すゐねじ（図示せず）で互
いに固定して作る。壁１２は、それらのコツプ形半分の
口部に隣接して向き合う輪状肩部の間に入れられ、かつ
完全な気密アセンブリとするために、壁１２０周縁部に
０リング・シール１５が設けられる。

上部端子アセンブリ１８（第３図も参照）は、ケーシン
グ１０の上端部壁の内面にねじ３６により固定される銅
板３４を含む。この銅板３４と一体の中央ボス４００円
周溝の中に０リング・シール３８が挿入される。この０
リング会シールは端部壁の中心貫通穴の円筒状内面に接
触する。ボス４０がねじ４２を保持する。このねじ４２
によって導体（図示せず）を端子に固定できる。下部端
子アセンブリ２０は上部端子アセンブリ１８に全体とし
て類似するが、孔があけられている輪状コンテナ４４が
固定ねじによシ下部端子板に対して保持され、ケーシン
グ１０に含まれているガスに対する電気的作用によｐ発
生されるフッ酸の形成を減少させるか、フッ酸の発生を
阻止するゲッタ物質を含んでいる点が異なる。そのゲッ
タ物質はなるべく六フッ化硫黄とする。下部端子アセン
フ。

す２０は柱の形の部材４７を含み、かつ、たとえばポリ
テトラフルオロエチレン（ｐｏｌｙｔａｔｒａｆｌｕｏ
ｒｏ＊Ｌｈｙｌｅｎｅ）製の輪状インサート１４８（第
５図）有する点も上部端子アセンブリ１８とは異る。

そのインサートはチューブ６０の端部とアセンフ。

す２０との間の接触を緩衝する。

通常は、ケーシングはたとえば４気圧（４％−ル）の圧
力のＳＦ、を含む。

コイル２２（第３図も見よ）は板３４と一体であって、
短い傾斜をしているほぼ０形の平行で平らなターンよシ
成る。このコイルは板３４と一体の管状部分をフライス
加工することＫよ９作られる。

コイルの下端部は完全なリング５０と一体である。この
リング５０の下面には内側輪状くほみ５１（第３図）が
形成される。そのくほみ５１の中には固定接点２８が配
置される。可動接点アセンブリ３０の接点５２と同様に
、接点２８け銀−クングステンーカーバイドの低抵抗合
金のリングである。

コイル２２けエポキシ樹脂５４の中に包まれ、鉄の円筒
であるボデー２４によシ囲まれる。

内側ボデーは鉄の円筒状コアであって、ＰＴ’ＦＨ！の
端部キャップ５６によシ保護される。

可動接点アセンブリ３０は中空円筒チューブの形の銅接
触部材６０を含む。この接触部材は壁１２の管状拡大部
６３内の部分的にテーパーを成す開口部６２の中を滑動
できる。管５ｏはその上端部に接点５２を保持し、その
接点５２の内部を部分的に覆う円筒状のｐ’ｒｐｇシー
ス６４を含む。このシース６４の下端部は管６ｏの中に
配置されているコイル状圧縮ばね６６の上端部に対する
ストップを形成する。ばね６６の下端部はブツシュ６８
に接触する。

管６０の下端部は、下部端子アセンブリ２ｏの板および
ボスと一体の柱４７によシ保持されている接触リングＴ
Ｏによシ渭動できるようにして案内される。したがって
、可動接点アセンブリ３゜は下部端子Ｋｍ気的に接続さ
れる。

柱４７とリングγ０の詳細を第４図に示す。リング７０
け硫黄−銅で作られ、リング７０が弾力的に膨張および
収縮できるよう罠、細い開放斜めスロットがリング７０
に形成される。リング７０は上部円錐台形側面と下部円
錐台形側面およびゎずかに樽形の円周面Ｔ２を有する。

柱４７の上端部は輪状の傾斜したわずかに凸状の肩部７
３を有する。この肩部７３にはリングγ〇−７−− の下部円錐台形側面が接触する。リンク７Ｇの上部円錐
台形側面にはニトリルゴム製のｏリング７４が接触する
。この０りングは、中央ねじγ６と１枚のコイルワッシ
ャ７７によシ柱４Ｔに固定されている輪状キャップ７５
によシ所定位置に保持される。

０リング７４はキャップ７５によシ形成される輪状のさ
ねはぎ形受面とリング７００間に圧縮されて、リング７
０を境界面７２において管６０の内面と３６０度の線接
触させる荷重をリングＴＯに加えるよう圧する。リング
７０と管６００間の電気接触を良くするために管６０の
内面は銀めっきされる。

分割壁１２の穴の縁部面６３と管６０の外面の間には約
０．２５ａｒｇの半径方向間Ｉ！ｉがある。リングγ０
の表面Ｔ２の樽形と、０リング７４および凸状肩部７３
によシ与えられるコンプライアンスとＫより、管６０の
全ての位置において管６０とリング７００間の３６０度
にわたる線接触が維持される。

リング７０と管６０の間の線接触部を通じて４５８− キロアンペアまでの電流を流すことができる。管６０と
リングＴＯの間で相対的な乾燥すべり運動を行わせるの
に必要な力が４．５〜５．５〜（１０〜１２ボンド）と
なるように１　リング１０へは０リング７４により力が
加えられる。

ガスを流すためにブツシュ６８には貫通穴８０がいくつ
か設けられる。同様に、管６０にもいくつかの貫通穴が
設けられる。

管６０の壁のわずかに鐘形の輪状部分８２の中には穴が
設けられ、その穴の中にビン８４が挿入される。このビ
ン８４は、チャンバ１６からケーシング１０を貫通して
延びる動作軸８８に固定されているアーム８６に固定さ
れる。動作軸８８にはアーム９０がとシつけられる。ビ
ン８４は、スリーブ６８に鐘形部分８２の近くに設けら
れている小さな穴と、ブツシュ６８と管６０にアーム８
６の近くに設けられる大きな穴とを通る。

ビン８４け第１図と第２図が描かれている紙面に対して
傾斜している。

この遮断器を動作させるためにアーム９０にとシつけら
れる手段は本発明の構成部分ではないから、それについ
ての説明は省略する。

次に、本発明の遮断器の動作を説明する。

第１図および第２図に示されている位置においては遮断
器は閉じられている状態にあシ、接点２８と可動接点５
２は接触している。たとえば、地下の採掘作業用の遮断
器の定格は最大定格電流４００アンペア、定格電圧３．
３キロボルトである。

コイル２２け閉じられている接点に直列接続され、固定
接点２８を上部端子へ接続する。接点２８と５２けばね
６６によシ加えられる圧縮力によって互いに密着させら
れる。

接点２８と５２が接触している間はコイル２２に電流が
流れるからコイル２２によシ磁界が発生される。

したがって、接点２８と５２が離れる瞬間にそれらの接
点２８．５２の間に生ずるアークはその磁界の作用を受
ける。アークはその磁界の磁束と相互に作用して接点の
周囲を動かされるから、アークの熱は接点上の１点に集
中されることはない。

コイル２２の下端部に存在するリング５０によ）、磁束
は電流と位相が異ゐことになる。したがって、電流が零
に近づくとアークにけ比較的大きな駆動力を受ける。こ
の大きな駆動力によシ消弧作用が促進される。

アークは２つの接点２８と５２の間で延び、そのアーク
の根はアークが消滅するまで接点上に残る。

強磁性体ボデー２４．２６が存在すゐことによシ非常に
僅かなターン数のコイル２２でも効果的である。接点２
８の寸法と位置は、アークの円形経路か安定にされ、か
つアークがその経路から半径方向へ離れることを禁止す
るように、２つの強磁性体２４．２６に対して定められ
る。

コイル２２の抵抗値は比較的低く、それに組合わされて
いる強磁性体ボデー２４．２６は、閉じられている遮断
器を流れる正常な電流に対して大キナインピーダンスを
呈することはない。コイルは、アークが動かないために
生ずゐ過大な温度上昇によって接点２８．５２が損傷を
受けることを防止するに十分なだけアークを回転させる
ように作られる。

接点２８と５２が分離した後で、チャンバ１４内のＳＦ
、ガスの圧力は、接点の分離が続くにつれて上昇する。

チャンバ１４と１６の間の連通は管６０のポートとボー
）８０を通じて次第に開かれる。

チャンバ１４からガスを流出させるための経路が接触管
部材６０の動きによシ次第に開かれて、管の開口部と開
口部８ｏを管状拡大部６３の被覆作用から脱するよう圧
するから、アークの経路を通ってガス流を導くようＫｗ
：点２８は形成される。

ガスＲは管６０の中を急速に流下してチャンバ１６の中
に入シ、アークを消滅させる。そのガス速度を適切なも
のとするよりに管６ｏの内径が選択されゐ。２つのチャ
ンバ１４と１６の中の圧力の差が十分に速く上昇してガ
スの流量と速度を適切なものとするように、管６ｏの開
口部は選択される。

接点が離れてから第２回目の電流零の時にアークが消滅
させられる正常な動作状態の下では、アークの典型的な
持続時間は１５ミリ秒である。

この遮断器が完全に開かれた時の接点２８と５２の間隔
は約３０ｍｔｓであって、アーム８６は下に向けられる
。ビン８４はアーム８６から左土へ向つって傾斜させら
れ、ブツシュ６８け管６０に対して下側の位置を占める
。ばね６６は最もゆるんでいる状態にあるが、それでも
ある程度の力は加える。

この遮断器を閉じるためには軸８８を回してアーム８６
を上昇させ、ビン８４を第１，２に示す位置へ向って動
かす。ピン８４をそのように動かすと、ピン８４は第２
図に示されているようにその傾きを管６０を中心として
逆時計回りに変える。

この動きによシ管６０とブツシュ６８も同様に回る。そ
うすると、この動きの最後の部分でブツシュ６８が静止
している管６０に対して約６龍上昇して、ばね６６によ
シ加えられる力を僅かに太きく［２、接点５２を接点２
８に押しつけたま１にするように、回転運動が終る前に
接点５２は接点２８に接触する。僅かな摺動回転作用が
接点５２へ伝えられるように、上記の回転運動のこの最
後の部分の間も管６０は回っている。これによシ接点５
２と２８の電気的接触度が良くなって接触抵抗値が低く
なる。

本発明の別の実施例では、（Ｉ）ケーシングはエポキシ
樹脂の代）にポリエステルで作ることができ、（１１）
コイルは前記した単一スタート・コイルの代ＤＫ多重ス
タート・コイルとすることができ、０１Ｄ吹きつけピス
トン−シリンダ機構を付加できる。このピストンとシリ
ンダの間の相対運動は、ガスの流れが吹きつけ作用によ
シ助勢されるよりに１可動接点の動きによ多発生される
。

以上、図面を参照して説明した遮断器においては、アー
クによｐｓｖ６ＳＦ６ガスされるためにＳＦ６ガスの圧
力は約８気圧（８バール）まで上昇するから、ケーシン
グ１０はたとえば４０気圧（４０パール）までの圧力に
耐えることができることが好ましい。

次に１第５図乃至第７図に示されている電気接触構造の
別の実施例について駅間する。この実施例の端子アセン
ブリ１２０は第１図に示す端子アセンブリ２０に類似す
る。しかし、アセシブ１月２０の柱１４７は、その長さ
の大部分にわたって、横断面が凸面状である向き合う表
面１００を有するような形に作られる。

柱１４７を同軸状に囲むように管状の黄銅製ローラｍ−
ケージ１０１が設けられる。このローラー・ケージ１０
１には向き合う穴１０２が形成される。各穴１０２の中
には円周方向に延びゐ一対のスロット１０３が開く。各
穴１０２の中で回転するように、スロット１０３の中に
設けられている端部ビンによって、樽形の銅製ローラー
１０４がとシつけられる。

それらのローラー１０４の表面は柱１４７の表面１００
とは相補的な形をしている。ローラーｅケージ１０１は
一対の細長いスロット１０５を有する。それらのスロッ
ト１０５の中にけ柱１４７を貫通するビン１０６の端部
が入れられるから、それによシ柱１４７に対するローラ
ー・ケージ１０１の動きが制限される。ローラー・ケー
ジ１０１を軽くするために、ロー２−・ケージ１０１に
は別に一対の穴１０７本設けられる。

可動接点アセンブリ３０の管１６０は管１６０に類似す
る。しかし、管１６０は両側面には一対のスロッ）　１
６Ｌ１６３が設けられる。スロット１６１はその底から
開口部の大きい方へ延びてピン８４を受け、スロット１
６３けそれらの開口部の小さい方の短絡を停止して、応
力開放穴（図示せず）の中で終る。断面が０形のばねス
リーブ１０８が管１６０の下端部を囲む。スリーブ１０
８は管１６０を押してロー２−１０４に確実に接触させ
る。それらのローラー１０４は柱１４７の表面に押しつ
けられる。スリーブ１０８は管１６０に対して固定され
る。

この遮断器の動作中は、ローラー１０４は表面１００と
管１６０に接触して転動し、管１６０が動く距離のほぼ
半分を直線状に動く。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の遮断器の縦断面図、第２図は第１図の
■−■線に沿う断面図、第３図は端子アセ：ｙ’、芸’
、７）の一部と第１図に示す固定接点に組合わされてい
るコイルの側面図、第４図は第１図に示す下部端子アセ
ンブリの一部を通る拡大断面図、第５図は接点が開かれ
ている時に占められる位置にある、接触部材の下側部分
と下部端子アセンブリの間の変更された電気接触構造を
示す第７図のＶ−Ｖ線に沿う部分断面図、第６図は接点
が閉じられている時に占められる位置にある、接触部材
の下側部分と下部端子アセンブリの間の変更された電気
接触構造を示す第７図のＶｌ−Ｖｌ線に沿う断面図、第
７図は第６図の■−■線に沿う断面図である。 １４．１６・・・・チャンバ、２２・・・１第１の端子
、２２・拳・・コイル、２４，２６・Φ拳・強磁性体ボ
デー、２８・・・・可動接点、６０・・−・接触部材。 特許出願人　　ノーザン・エンジニアリング会インダス
トリーズ・ピーエルシー 代　理　人　山　　川　　政　　樹（ほか１名）＼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 消弧性を有する圧縮ガスを含む第１と第２のチャンバに
   分割されるケーシングと、第１１Ｅ２Ｏ端子と、第１の
   チャンバ内に配置され、中空可動接触部材により保持さ
   れる輪状の可動接点によシ接触できる固定輪状接点と、
   接触部材の動線と同軸状のコイルとを備え、前記中空可
   動接触部材を通じてチャンバの間を連通させることがで
   き、接触部材は第２の端子に電気的に接続される遮断器
   であって、接触部材（６０）は、接触部材（６０）の位
   置に依存してチャンバ（１４，１６）の間の前記連通を
   制御するボートを有し、コイル（２２）に隣接して強磁
   性体ボデー（２４，２６）が位置させられ、コイル（２
   ２）の一端は第１の端子（１８）へ接続され、他端は固
   定接点（２８）に接続されることを特徴とする遮断器。