JPS59169029A - 高温技術電流遮断器 - 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】 発明の技術的背景 本発明は、過負荷状態の電気的回路において自動的に電
流を遮断する装置に関する。より詳細には、短絡等の故
障が発生する第１の電流ピーク以前に電流を遮断可能な
、比較的大きい電流について使用される電流遮断装置に
関する。

電気的回路においては、過負荷若しくは故障の場合、特
に短絡等によりそれらの状態が生じた場合に、回路構成
部品への損傷を防止するために電流が遮断されなげれば
ならない。公共事業等で使用される配電装置や送電装置
のように比較的大きな電力機器においては、その電流は
、１振幅の大きさのピークに達する前、好適には４分の
１サイクル以内に、過負荷状態が発生する時に、急速に
遮断されなげればならない。

限流ヒユーズについては、開発が進み、約２００マイク
ロ秒以内、即ち４分の１サイクル以内に電流を遮断する
ことのできるものが実現されている。

一般に、そのようなヒーーズは砂などの中に置かれた可
溶素子を備えている。その可溶素子は、ハンダによって
充たされた１以上のノツチを有している。砂は、アーク
から十分エネルギーを吸収して消弧し、電流は遮断され
る。そのようなヒユーズは比較的低電流用に使用される
場合は有効であるが、直流電流容量は約２００アンペア
に制限される。過熱しないで高い直流を流すことのでき
る素材は、一般的にいって、回路の短絡状態において電
流が第１の電流ピークに到達できない程十分に速く過熱
したり回路を遮断したりはしない。

更に改良された電流遮断器の中には、約２００アンペア
の直流まで流すことができ、故障が起きたとき約２００
乃至３００アンペアの電流を遮断するものも開発されて
いる。そのような電流遮断器においては、大きな断面の
導体が通常の動作状態で電流を流している。短絡等の故
障が起きたときには、主導体に隣接する電気的検知回路
が、やや離れた位置の導体に付設された線形高温技術負
荷装置を点弧するために、電気パルスをトリガーする。

その負荷装置は導体をいくつかのセグメントに分解し、
更に負荷装置によって作られたギャップ間に放電が起こ
る。

比較的に低電圧の回路の場合には、そのように作られた
ギャップ間の抵抗を総和すると、電流を制限し遮断する
ためには十分である。高電圧の回路の場合には、前述し
たような限流ヒユーズは導体と並列に接続している。通
常の動作状態では、電流の大部分はそのヒーーズよりも
かなり抵抗の小さい導体中を流れる。もし短絡が起った
場合には、負荷装置が点弧し導体中に電荷によって作ら
れたギャップ間に放電が生じる。導体の線抵抗は、限流
ヒユーズにかなりの電流を流すのには十分であり、導体
中のギャップと導体中を流れる電流を遮断し、アークを
消弧するのに十分な電流を流す。

その際ヒユーズは溶解し、回路中の電流は遮断する。こ
の装置の前述した消弧特性のため、そのヒユーズ中には
アークは生じない。

そのような電流遮断器が有効なものであると実証されて
も、価格の点で問題があるため殆どの応用場面では用い
られなかった。その価格の大部分は、高温技術負荷装置
を点弧する電子検知回路に帰すことができる。電子検知
回路は絶縁トランス、電流検知変流器及び固体トリガ論
理回路を備えている。同様に、外部導線電圧電源が一般
的に検知回路に必要とされ、これを設けることにより装
置の価格は更に高くなる。電子検知装置のもう一つの問
題は、電子検知装置が導体のハウジングの外に遠く離れ
て置かれているため、導体の取り換えのときに切離され
たり再び接続されたりしなげればならないということで
ある。このため装置は一層複雑になり、取り換えがます
ます困難となった。

このようなことから、今まで述べてきたような形の電流
遮断器中の高温技術負荷装置を点弧するために、電子検
知回路はど高い価格ではなく、しかも、短絡された後の
第１電流ピーク前に、電流遮断器に電流を遮断させるこ
とができるような代わりの装置の必要性が生じた。同様
に、外部電源や外部端子を必要とせず、電流遮断器の他
の部品とともに１つのハウジング内に取り付けることの
できるような検知装置が必要となっている。

本発明の目的 従って、本発明の目的は電気回路において電流を遮断す
るための、新規で改良された装置を提供することである
。

他の目的は、短絡の後の第１電流ピーク前に電流を遮断
するための電流遮断器において、高温技術負荷装置を点
弧するための、新規で改良された電流検知装置を提供す
ることである。

更に、他の目的は、外部電源を必要とせず、電流遮断器
は他の部品とともに１つのハウジング内に組み立てるこ
とのできる電流遮断器において高温技術負荷装置を点弧
するための、新規で改良された電流検知装置を提供する
ことである。

本発明の一つの特徴を保有するために過大な電流が流れ
た後で第１電流ピークが来る前に電気回路において電流
を自動的に遮断するための装置が設けられている。その
装置は、通常の動作状態で電流を流す電流経路に、主導
体部と、複数の離れた場所でその主導体部に関連して点
弧したときに導体を幾つかに分割する高温技術負荷装置
とを備えている。その負荷装置は、導体部と直列に接続
されたヒユーズリンクにより点弧されるが、このヒユー
ズリンクは、予め定められた最大値を超える電流が流れ
るとき熱くなって短時間のうちに負荷装置を点弧するの
に十分な熱を発生する。より高い電圧での動作の場合、
必要ならば限流ヒ一ズエレメントが導体部と並列に接続
され、そのヒーーズエレメントを含む装置全体は、その
方が望ましければ１つのノ・ウジング内に収めることも
できる。

本発明のこれらの目的及び目的達成手段は、添付図面と
共に以下の説明を参照することにより更に明確にされ、
本発明の構成自体も充分に理解されるであろう。

第１図及び第２図に示されるように、装置１０は、過大
電流が流れている状態の電気回路において、自動的に電
流を遮断するために設けられている。この回路は、はぼ
４８０ボルト（ｖ）乃至３８キロボルト（ＫＶ）の範囲
の電圧で比較的高い直流を流す装置内の回路ならばよい
。

装置１０は、通常の動作状態の回路の定格電流を流すこ
とができる、銅などで作られた適当な大きさの断面積を
有する導体１２を備えている。望ましくは、導体１２に
は電気回路には装置を取り付けるため、両端にボルト穴
１４及び１６のような接続装置を設ける。装置１０はハ
ウジング２１内に組み立てられ、単にボルトをはずすこ
とによりユニットとして回路から取りはずされる。

線形高温技術負荷装置２２は導体１２の切り取り位置２
４０近くに取りつげられている。この負荷装置２２は、
ＰＲＩＭＡＣＯＲＤのような爆発負荷材の連続片でもよ
く、導体１２に沿って、予め形成されたノツチ即ち切り
取り位置２４において巻かれている。ノツチ即ち切り取
り位置２４は導体１２の比較的薄い部分であって、より
厚い部分２６によって互いに離されている。

本発明に従えば、高温技術負荷装置２２は、導体１２に
直列に接続されたヒユーズリンク２８により点弧され、
予め定められた最大値を超える電流がリンクを通って流
れるとき、少なくとも負荷装置２２０点弧点弧型で熱く
なる。ヒユーズリンクはこのように電流検知装置として
機能し、障害電流即ち過負荷電流を感知し、電流がピー
クに達する以前に反応して高温技術負荷を点弧する。ヒ
ユーズリンク２８は、負荷装置２２の点弧する前に溶断
するが、このことはその機能にとって重要なことではな
い。

好適には、高温技術負荷装置２２の一部２９はヒユーズ
リンク２８の周囲に巻かれており、このためヒーーズリ
ンク２８から負荷装置２２へ効率よく熱が伝えられる。

負荷装置２２のこの部分２９が点弧温度まで熱せられれ
ば、負荷装置は殆んど一瞬にして全体が点弧し、このた
め導体１２の切り取り位置２４で切り込みがはいり、導
体にギャップが形成される。

比較的に電圧が低い場合には、導体中にギャップが形成
されることで電流を遮断するには十分である。然しなか
ら、比較的に電圧が高い場合にはギャップ間に電流がア
ーク放電を生じやすいため、電流を遮断するのに十分で
はない。

従って、電圧が高い場合には、限流ヒユーズエレメント
３０は導体１２と並列に接続され消弧に十分な期間、一
時的にかなりの量の電流を導体かう流ス。そのヒユーズ
エレメント３０は通常の動作状態では導体より大きい抵
抗を有しているが、高温技術負荷が導体中にギャップを
形成した後では、導体１２より低い抵抗を有する。従っ
て、通常の動作状態においては、ヒーーズ中を殆ど電流
は流れず、実質的に全部の電流は導体１２を流れる。導
体１２が負荷装置２２により分割された後電流はヒユー
ズエレメント３０に流れ込む。ヒユーズエレメントは速
やかに溶断するが、その間に導体１２のギャップ間のア
ークは消弧される。ヒユーズエレメントが溶断したとき
、電流は完全に遮断される。ヒユーズ３０は閉鎖形容器
３２に収納されるが、熱シンクとして機能しヒユーズが
溶断した後にアークを防ぐためにエネルギーを吸収する
砂によって囲まれている。

以上の説明により、本発明の多くの長所利点が明らかに
なった。ヒーーズリンク２８は、電子的故障発見装置よ
りもかなり安価であって、以前は高い価格のため実用に
供されなかった多くの場合においても経済的で実用的な
高温技術電流遮断器となっている。本発明は、外部電源
を必要としない電流検知装置を提供し、遮断器ノ・ウジ
ング内にその検知装置を設けることにより、回路への遮
断器の取り付けを簡易にするものである。

尚、ここまで本発明の好適な実施例に関し説明し、例示
のため詳細に渡って記述してきたが、本発明の属する技
術分野め当業者にとって明らかなように、本発明は他の
様々の実施態様に適用され得るものであり、本発明の本
旨からはずれることなく本明細書において記載した細部
を様々に変更することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う電流遮断器の斜視図であり、 第２図は、第１図の電流遮断器の概略図である。 尚、図面において、 １２・・・・・・・・導　体、 ２２・・・・・・・・・高温技術負荷装置、２４・・−
・・・・ノツチ部、 ２８・・・・・・・・ヒユーズリンク、３０・・−・・
・・・−ヒユーズエレメント。 特許出願人　　　ジー・アンド・ダブリュー・エレクト
リック舎カンパニー （外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　過電流状態の発生後の第１の電流ピーク前に
   、電気回路の電流を自動的に遮断する装置であって、次
   の（、）乃至（ｅ）を備えることを特徴とする前記装置
   。 （ａ）　　前記回路の導体装置、 （ｂ）　　前記導体装置に関連する高温技術負荷装置で
   あって、該負荷装置が点弧したときに、前記導体装置を
   複数の位置で分割する前記高温技術負荷装置、 （ｃ）前記導体に直列接続されて前記過負荷状態に応答
   し、急速な温度上昇をもたらして前記負荷装置を点弧す
   るヒユーズリンクを備える電流検知装置。 （２）前記負荷装置及び前記検知装置が一つのハウジン
   グ内に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 （３）前記負荷装置が点弧したときに電流のかなりの部
   分を流す前記導体装置に並列接続されている電流制限ヒ
   ユーズ装置であって、電流を制限して前記の導体の分割
   部分間のアークを消弧し、溶断して電流を遮断する前記
   電流制限ヒユーズ装置を備えることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 （４）前記負荷装置、前記検知装置及び前記電流制限ヒ
   ユーズ装置は一つのハウジング内に設けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 （５）故障が発生した後の第１の電流ピーク前に、電気
   回路の電流を自動的に遮断する装置であって、長さ方向
   に沿って離れて位置する複数の譜皆有する金属棒を備え
   た導体装置と、 該導体装置の周囲に巻かれており前記導体装置のノツチ
   部付近に設けられる部分を有する爆発コードと、前記ヒ
   ユーズリンクを流れる電流が予め定められた最大値を超
   えたとき前記高温技術負荷装置に熱を伝える前記導体装
   置に電気的に直列接続されたヒユーズリンクと、を設け
   ることと、前記高温技術負荷装置は、前記ヒユーズリン
   クから伝えられる熱を受は取るために、前記ヒユーズリ
   ンクの周囲に巻かれた部分を有するため、障害電流の発
   生したときに前記高温技術負荷が点弧され、前記導体は
   複数の切断部分に切断されること、とを特徴とする前記
   の自動的遮断装置。 （６）前記導体のノツチ部、前記の高温技術負荷装置及
   び前記ヒユーズリンクは、一つのハウジング内に設けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
   装置。 （力　前記負荷装置が点弧した後に、前記導体部の切断
   部分間のアークを消弧するのに十分な時間、電流を流す
   ための前記導体装置に電気的に並列接続された電流制限
   ヒーーズ装置を更に備えることを特徴とする特許請求の
   範囲第５項記載の装置。 （８）前記導体部のノツチ部、前記高温技術負荷装置、
   前記ヒユーズリンク及び前記電流制限装置は一つのハウ
   ジング内に設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第７項記載の装置。