JPS60133623A - 回路しや断器 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は、消弧機能を改善した回路しゃ断器に関する
ものである。

［従来技術］ 第１図および第２図は従来の回路しゃ断器の一例を示す
。図において、（１）は絶縁体により構成された回路し
ゃ断器の外枠を形成する絶縁筺体、（２）は１対の電気
接触子のうち一方の電極を構成する固定導体であり、固
定導体（２）の一端部には、固定接点（３）が取す付け
られている。また、（４）は１対の電気接触子のうち他
方の電極を構成する可動導体であって、その一端部には
、可動接点（５）が取り伺けられている。

固定導体（２）には、第３図にも示すように、固定接点
（３）の全周を囲み導体（２）の表面を覆う圧力反射板
（２Ｏ）が設けられている。まｆ−ｉＹＴ　＆ｈ　’４
１　／ｊｃ　（Ａ　）１．’　Ｌ　ｆｆｔＴ　４％　１
．−　０’：　４＋　ｒ；’；　酊Ｂ５／　０■）が設
けられている。（６）は可動導体（４）を開閉運動させ
る開閉機構部、（７）は固定接点（３）と可動接点（５
）との間に発生するアーク（８）を冷却するための消弧
板、（９）は絶縁筺体（１）に形成されているアークも
しくはホットカスの排出口である。

従来の回路しゃ断器はこのように構成されているか、つ
ぎにその動作を説明する。

いま、可動接点（５）と固定接点（３）とが接触してい
る場合においては、その電力は電源側から固定導体（２
）、固定接点（３）、可動接点（５）および可動導体（
４）を順次経由して負荷側へ供給される。この状態にお
いて、短絡電流などの大電流かこの回路に流れると、開
閉機構部（６）が作動してＢ（動接点（５）を固定接点
（３）から開離させる。この際、上記固定および可動接
点（３）、（５）間にはアーク（８）が発生し、固定お
よび可動接点（３）、、（５）間にはアーク電圧が発生
するが、圧力反射板（２０）。

（２１）か接点蒸気の外部への飛散を防止し、金属粒子
を有効に陽光柱に封じ込めて陽光柱の冷却を促進するの
で、アーク電圧の増大が図れる。

このアーク電圧は、固定接点（３）からの可動接点（５
）の開離距離が増大するのにともなって上昇し、また、
同時にアーク（８）が消弧板（７）の方向へ磁気力によ
って引き伺けられ伸長するために、さらに上昇する。こ
のようにして、アーク電流は電流零点を迎えてアーク（
８）を消弧し、しゃ断が完結する。このようなしゃ断動
作中において、可動接点（５）と固定接点（３）との間
には、アーク（８）によって短時間、すなわち数ミリ秒
の内に多量のエネルギが発生し、そのために、絶縁筺体
（１）内の気体の温度は上昇しかつ圧力も急激に上昇す
るが、この高温高圧の気体はアーク排出口（９）から大
気中に放出される。

従来の回路しゃ断器は上述のようにしてアーク電圧を高
くして限流性能の向上を図っているが、反面、過電流や
負荷電流のような小電流に対しては以下に述べるような
問題があった。

すなわち、小電流に対しては、限流性能よりむしろ電流
零点におけるしゃ断性能、つまり電流零点におけるアー
ク空間の絶縁回復力が問題となる。これはつぎの理由に
よる。しゃ断電流Ｉｆは、　Ｉｆ＝Ｖ／Ｚ ただし、Ｉｆ：Ｌや断電流 ■＝回路電圧 Ｚ：回路インピータンス にて表現されるが、小電流の場合は、回路インピータン
スＺが大きく、その値はアークの抵Ｉ元よりはるかに大
きいために、アークによる限１１±（至とんど起こらな
い。したがって、電流零点Ｌ±回路インピータンスによ
って定められた時点に生しることになる。このような状
況で、回路インピータ゛ンスが大きく、かつインピーダ
ンス分カー大きし）と、電流零点における回路電圧の瞬
時値４士高く、しゃ断を可能にするためには、上記回路
電圧とアーク電圧との差の電圧に対して、アーク空間の
絶縁を回復しなければならないことしこなる。

ピーダンスが小さいときには、アークによる限流が太き
く、電流零点も限流の程度に応して大幅に変化し、アー
クの絶縁回復力が十分になった１寺点で零点を迎え、ア
ークの絶縁回復力が１．）わｊｆ主導権をもった形でし
ゃ断することか可能である。゛以上説明したように、小
電流しゃ断（士大電流しゃ断より、場合によってはるか
←こ過酷なしゃ断性能を要求されることになる。さて、
アーク空＋１４］の絶縁回復力は、アーク陽光柱部分の
熱冷却によって大きく左右されるものである。この陽光
柱の熱冷却力を得るために、従来より小電流に文４して
は、アーク陽光柱の引き伸ばし、および冷却部材による
直接の熱吸収を起こなって１／）る。この種の手段の一
例が消弧板である。消弧板４±一般番と磁性体により構
成され、アークを吸引、伸長しやすｌ／＼形状になって
いる。

つぎに、アークと消弧板との関係を図にて説明する。第
４図において、（７）ｔ−１消弧板、（８）はアークの
断面であり、電流は紙面番二文４して垂直Ｌ″寥す）ち
真に向かう方向に流れてｌ／）ル。コノアーり（８）に
よって生じる磁界は図中ｍにてその分布を示している。

このような構成において、アーク（８）の周辺の磁界は
消弧板（７）の影響によって変歪され、消弧板（７）に
近い空間の磁束は粗となり、結局、゛電磁力によって、
図中Ｆにて示す方向、すなわち消弧板（７）に吸引され
る方向へ引き付けられる。このようにして、アーク（８
）は伸長されて消弧板（７）に熱を吸収され、陽光柱部
の絶縁回復力を強くすることになる。

ところが、前述のような圧力反射板（２０）。

（２１）の構造では、アーク（８）の足か接点表面」二
に限定されるため、消弧板（７）からアーク（８）まで
の距離が遠く、したがって、有効なる吸引力も働かず、
アーク（８）の伸長が十分に行なわれない。このため、
電流零点における陽光柱の冷却が不十分であって、小電
流に対する絶縁回復力が小さく、しゃ断性能に難点を有
するものであった。

［発明の概要］ この発明は上記のような従来の欠点を除去するためにな
されたもので、小電流に対する絶縁回復力を高めて電流
零点におけるしゃ断性能を向上させるとともに、接点の
消耗も軽減できる回路しゃ断器を提供することを目的と
する。

［発明の実施例］− 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第５図および第６図において、（４）は第１可動導体で
あって、一端部に第１可動接点（５）が固着されており
、他端部は軸（１１）によって保持板（１２）に回動自
在に保持されている。また、第１可動導体（４）のほぼ
中央部には軸（１３ａ）を介してリンク（１３）が回動
自在に連結され、このリンク（１３）によって第１可動
導体（４）は開閉機構部（６）につながっている。

（２）は第２可動導体であって、第７図にも示すように
、一端部に第２可動接点（３）が固着されているととも
に、この第２可動接点（３）の全周を囲み、導体（２）
の表面を覆う圧力反射板（２０）が取り付けられている
。

この圧力反射板（２Ｏ）には、一端を第２可動接点（３
）の側面に発し、他端が消弧板（７）側に延在する細長
の溝（２０ａ）か形成されており、溝（２０ａ）には第
２可動導体（２）の導体表面が霧出している。さらに、
この溝（２０ａ）の非接点側端部における第２可動導体
（２）の表面には突起（１００）が設けられている。こ
の突起（１００）は金属からなり、第２可動導体（２）
と一体重に突設して−もよく、あるいは別部材によって
構成してもよい。

なお、第２可動導体（２）は軸（１４）によって保持板
（１５）に回動自在に保持され、接点（３）の固着され
ていない端部はシャント（１６）を介して端子板（１７
）に接続されている。

そして、第１可動導体（４）と第２可動導体（２）とは
、第１および第２可動接点（５）。

（３）が接触した閉路状態において、各導体（４）’、
（２）に流れる電流の方向が同方向になるように平行配
置されている。（１８）は第２可動、導体（２）と筺体
（１）の底壁との間に介装され、第２可動導体（２）を
常時時計方向へ付勢するスプリングである。その他の構
成については従来のものと同一であるから、その説明を
省略する。

つぎに、上記構成の動作につ？）で説明する。開閉機構
部（６）を操作することにより、第１可動導体（４）は
開閉動作するが、それによって、第１可動接点（５）と
第２可動接点（３）とが接触した状態を第８図に示す。

この状態において、電流は端子板（１７）から第２可動
導体（２）へ流れ、接点（３）、（５）を通じて第１可
動導体（４）へ流れるが、第１可動導体（４）に流れて
いる電流と、第２可動導体（２）に流れている電流とは
方向が同一であるから、内導体（４）。

（２）は電磁力によって互いに吸引し合う傾向にあ。す
、比較的大きな瞬時電流が流れた場合でも電流による電
磁反発が起こらない。つまり、接点（３）、（５）が不
要意に開離することがないので、接点の消耗が少なく、
溶着も防止することができる。

さて、過電流が流れた場合には、開閉機構部（６）が作
動して第１５ｆ動導体（４）を反時計方向へ回動させて
、第１可動接点（５）を第２可動接点（３）から開離さ
せるので、接点（３）。

（５）間にアーク（８）が発生することは従来と同様で
あるが、前述のように圧力反射板（２０）には消弧板（
７）の方向へ延びる溝（２０ａ）が形成されているので
、アークは消弧板（７）によって吸引力を受けると、溝
（２０ａ）に沿って第２可動導体（２）の表面を消弧板
（７）側へ走行する。したかつて、陽光柱は従来に比較
してはるかに大きく伸長され、消弧板（７）に直接接触
し−Ｃ多量の熱が吸収されるから、電流零点におけるア
ーク空間の絶縁回復力が高められ、優れたしゃ断性能を
得ることができる。

他方、短絡電流などの大電流が流れた場合、同様に接点
（３）、（５）間にアーク（８）が発生するが、第２可
動導体（２）は回動自在に保持されているために、接点
開離直後にアークが発生すると、圧力反射板（２０）の
効果により圧力反射板（２０，）の表面の圧力が非常に
高くなり、その力によって、第２可動導体（２）はスプ
リング（１８）の力に抗して反時計方向へ高速で反発開
離動作をする。その様子を第９図に示す。ここで、第２
可動導体（２）の開離は、開閉機構部（６）の慣性のた
めに比較型繰やかな開離スピードしかもち得ない第１可
動導体（４）の開離よりも非常に速いスピードでなされ
、開離直後のアーク電圧の立」ニリが急で、そのために
回路に流れる′電流の波高値を非常に小さく抑制するこ
とができる。

なお、圧力反射板（２０）は第２可動導体（２）のみに
設けているが、両導体（２）。

（４）に設ける場合に比較して、それはとの性能の低下
はなく、それ以上に製造コストが安価になるという利点
がある。

また、」ニ記大電流時にアーク（８）が発生した場合、
第２可動導体（２）が圧力を受けて反発離反すると、第
９図に示すように、第１可動導体（４）と突起（１００
）との距離が瞬間的に短かくなるので、第２可動導体（
２）」−のアーク（８）はこの突起（１００）へ転流し
て、アークＣ２００）を形成する。したがって、接点開
離後はアーク（８）が第２　ｉＴｆ動接点（３）上にと
どまることがないので、第２可動接点（３）の消耗を軽
減することができる。

［発明の効果］ 以下説明したように、この発明によれば、圧力反射板に
溝を設けたことによって、アークの伸長か促進され、゛
電流零点における絶縁回復力が高まる結果、小゛ｆ柱流
に対するしゃ断性能を向上させることかできる。また、
接点の反発開離が不要意に生しない導体配置にしたこと
により、接点の消耗や溶着を抑制することができる。他
方、溝の非接点側端部にアーク転流用の突起を設けたこ
とにより、大電流しゃ断時においては、第２可動導体の
反発開離の際にアークが即座に突起へ転流できるため、
接点の消耗を軽減できることが可能であ

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回路しゃ断器を示す一部断面平面図、第
２図は第１図の！Ｉ　−ＩＩ線における一部断面正面図
、第３図は従来の回路しゃ断器における固定導体の接点
部を示す斜視図、第４図は従来の回路しゃ断器における
アークと消弧板との相互作用を説明する図、第５図はこ
の発明の実施例を示す一部断面平面図、第６図は第５図
のｖｒ−ｖｒ線における一部断面正面図、第７図は同実
施例における第２　’Ｊ動動体体接点部を示す斜視図、
第８図は同実施例の接点接触状態を示す一部断面正面図
、第９図は大電流時の接点開離直後の状態を示す一部断
面正面図である。 （２）・・・第２可動導体、（３）・・・第２可動接点
、（４）・・・第１可動導体、（５）・・・第１可動接
点、（６）・・・開閉機構部、（７）・・・消弧板、（
２０）−・・圧力反射板、（２０ａ）・・−溝、（１０
０）・・・突起。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を云す− 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端部に第１可動接点を有するとともに回動自在
   に保持されて開閉機構部に連結され、この開閉機構部に
   よって開閉動作する第１　ｐｆ動導体と、１−記第１　
   ’ｎｆ動接点と相対する第２可動接点を一端部に有し回
   動Ｉ」在に保持された第２町動導体と、上記第１および
   第２可動接点間に発生するアークを消弧するための消弧
   板とを備え、上記第１町動導体と第２　ｉｆｒ動導体と
   は、」−記第１および第２　ｒ５ｆ５Ｔ動接接触した閉
   路状態において各導体に流れる電流の方向が同方向にな
   るように平行配置され、上記第２可動導体に第２０Ｔ動
   接点の全周を囲み導体表面を覆う圧力反射板を設けた回
   路しゃ断器において、上記圧力反射板に、一端を第２町
   動接点側面に発し他端が上記消弧板側に延在して導体表
   面が露出する溝を形成するとともに、こ流用の突起を設
   けたことを特徴とする回路しゃ断器。