JPS63126138A - 消弧装置 - 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】 〔技術分野〕 この発明は、回路しゃ断器等に適用される消弧装置に関
するものである。

〔背景技術〕

第６図に提案例を適用した回路しゃ断器を示す。

すなわち、この消弧装置は、接点部５０と、この接点部
５０に一端部５１を有して前記接点部５０の開離により
発生したアークを磁気駆動により走行させる一対のアー
ク走行板５２．５３と、これらのアーク走行＋Ｆｉ５２
．５３の他端部５４０間に積層状態に配設された多数の
グリッド板５５を有する消弧部５６とで構成されている
。

接点部５０は略平行に対向する固定接触子５７と可動接
触子５８の対向面に固定接点５９と可動接点６０とを設
けており、接点部５０の開離時に可動接点６０と固定接
点５９との間に発生したアークを通じて流れる電流は固
定接触子５７と可動接触子５８とで構成されるＵ字形態
の電路経路によりアークをアーク走行板５２．５３側に
磁気駆動する。

アーク走行板５２．５３の一方は固定接触子５７に接続
され、他方は可動接触子５８と同電位となるように可と
う電線７０により接続されており、アークを通して流れ
る電流はアーク走行板５２゜５３によりＵ字形の電路を
構成するため、磁気駆動されて、消弧部５６に誘導する
。

消弧部５６では、グリッド板５５によりアークが多数に
分υ１されるとともに、冷却されて消弧される。

なお、回路しゃ断器において、６Ｉは電源端子、６２は
負荷端子、６３は短絡電流検出用電磁石装置、６４は過
電流検出用バイメタル、６５はハンドル、６６は開閉・
トリップ機構であり、開閉・トリップ機構６６のラッチ
リンク６７がトリップリンク６８にラッチされた状態で
可動接触子５８が開極方向に勢力を蓄積しており、ハン
ドル６５をオン、オフに切換えることにより接点部５０
を開閉できるとともに、過電流時または短絡時には過電
゛流検出用バイメタル６４または短ｖｌｔ電流検出用電
磁石装置６３が動作してトリップリンク６８を作動しラ
ッチリンク６７を釈放して、開閉・トリップ機構６６が
引外し動作し接点部５０を開離する。

とくに、短絡時には短絡電流検出用電磁石装置６３のプ
ランジャ６９により、開閉・トリップ機構６６が引外し
動作する前に直接可動接触子５８を固定接触子５７から
引き離して高速開離させる。

またアークは通常、短絡開極時に発生する。

第７図は他の提案例を適用した回路しゃ断器を示してい
るが、消弧装置に関する第６図との主たる相違は、第６
図の消弧部５６が接点部５０に対して負荷端子６２側に
位置するのに対して、第７図は消弧部５６が電源端子６
１側に位置することである。回路しゃ断器の構造も第６
図と異なるが機能的に共通する部分を同一符号で示して
いる。

なお、前記接点部５０は可動接触子５８と固定接触子５
７の構成によりアークを磁気駆動したが、積掻的にブロ
ーアウトコイル（図示せず）等を設けて磁気駆動するよ
うにしてもよい。

ところで、前記各消弧装置は、アーク電圧を高くして限
流性能を向上するためにグリッド板５５の枚数を増加す
る必要がある。

しかしながら、構造が複雑になるとともに、限られたス
ペース内に多数のグリッド板５５を積層することは困難
であって大型化かつコスト高になるという欠点があった
。

またグリッド板５５は切欠によりアークを吸引する磁気
力を発生しているため、アーク吸引力が弱いという欠点
があった。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、アーク吸引力が強く、構造力＜ｆｉ
ｎｆｔｉで小型にでき、しかも高い限流性能を維持する
ことができる消弧装置を提供することである。

〔発明の開示〕

この発明の消弧装置は、接点部と、この接点部に一端部
を有して前記接点部の開離により発生したアークを磁気
駆動により走行させる一対のアークと打機と、一対の側
板と背板とで形成されたＵ字形のもＪ外板の内面に前記
アークにより加熱されて熱分解ガスを発生する（色縁体
を被覆するとともに前記磁性板の前記側板が前記アーク
走行板の１１；１記他端部の対向方向と平行であって前
記磁性板の開口部が前記アーク走行板の他端部に対向す
るように配置された消弧部とを備えたものである。

この発明の構成によれば、アーク走行板を走行するアー
クのまわりの自己誘導された磁束が前記Ｕ字形の磁性板
を磁路とし、前記磁性板のアークが侵入する開口部の側
板間を通る前記磁束がアークに鎖交することにより、ア
ークを磁性板の背板側に誘引し、絶縁体にアークを押付
けてアークを冷却する。さらに絶縁体がアークにより加
熱されて熱分解ガスを発生し、熱分解ガスによりアーク
を冷却し消弧する。このため、アーク吸引力が強く、消
弧装置の構造が簡単で小型にでき、しかも高い限流性能
を維持することができる。

実施例 この発明の第１の実施例を第１図および第２図に基づい
て説明する。すなわち、この消弧装置は、接点部ｌと、
この接点部１に一端部２を有して前記接点部ｌの開離に
より発生したアークを磁気駆動により走行させる一対の
アーク走行（反３，４と、一対の側板６と背板７とで形
成されたＵ字形の磁外板８の内面にアークにより加熱さ
れて熱分解ガスを発生する絶縁体９を被覆するとともに
前記磁性板９の前記側板６が前記アーク走行板３，４の
前記他端部５の対向方向と平行であって前記磁性板８の
開口部８ａが前記アーク走行板３．４の他端部５に対向
するように配置された消弧部１０とを備えている。

前記接点部ｌは、固定接点１１を有する固定接触子１２
と、可動接点１３を有する可動接触子１４とが略平行に
対向するように構成され、固定接点１１に可動接点１３
が接離する。そして、回路しめ断器の開閉・トリップ機
構（図示せず）の短絡トリップ動作により接点部１が開
離して接点部１間にアークが発生したとする。こうして
固定接点１１と可動接点１３との間に発生したアークは
固定接触子１２と可動接触子１４とを含むＵ字の電流路
が形成されるため、自己誘導磁場によりアークがアーク
走行板３．４の長手方向に沿う方向に磁気駆動される。

前記アーク走行板３，４のうちアーク走行板３は固定接
触子１２に連続して延出し、アーク走行板４の一端部２
は可動接触子１２と同電位になるように可とう電線１５
により接続されている。そして、アーク走行板３．４に
接点部１から移行したアークは、アーク走行板３．４と
アークとにより構成されるＵ字の電流経路によりアーク
がアーク走行板３，４の他端部５側に磁気駆動される。

前記消弧部１０は、アーク走行板３．４の他端部５側に
配置されるが、回路しゃ断器の負荷端子側に位置する。

またアーク走行板３．４の他端部５は前記背板７から離
れて位置するようにしている。

前記磁性板８は鉄板等の金属板を実施例とし、これをＵ
字に折曲して一対の側板６と背板７とを形成している。

前記絶縁体９は成形された絶縁体９をかしめや歌合等の
機械的手段で磁性板８の内面に固定したり、また絶縁材
料をコーティングや遺著する等の熱、電気、化学的手段
で磁性板８に一体化している。そして、第２図に示すよ
うに、アーク走行板３．４を走行して消弧部１０に接近
したアークＸの回りに発生する磁束Φが磁性板８に集中
して、（ｄ性板８の側板６の背板７と反対側の側板６間
を通る磁束ΦにアークＸが鎖交するため、アークＸが背
板７側に磁気吸引され、背板７の前面の絶縁体１０に押
付けられ、これによりアークＸが冷却されて消弧する。

この場合、アーク走行板３，４の他端部５が前記背板７
から離れているため、背板７に引き付けられるアークＸ
は第１図に示すように伸長状態となるので陽光柱の電圧
が上昇し、アーク電圧が高まるので消弧性がよくなる。

また、前記絶縁体９は、アークＸにより加熱されて熱伝
導性の優れた水素ガスの熱分解ガスを発生する下表に示
すような絶縁材料が選択される。

（以下余白） この表中、ポリメチルペンテン樹脂、ポリブチレン樹脂
およびポリメチルメタクリレート樹脂が本発明に適用さ
れるものであり、ポリブチレンテレフタレート樹脂およ
びポリカーボネート樹脂は従来消弧室材料として用いら
れているもので比較の意味で示したものである。

この表において、ポリメチルペンテン樹脂は、で特徴づ
けられる構造式（Ｒはアルキル基でＣ，１Ｈｚ１１．＋
、ｎ＝１．２．３”・）中のｎ＝３の樹脂を指し、ポリ
ブチレン樹脂は前記構造式のｎ−１すなわち で特徴づけられる構造式の樹脂を指し、ポリメチルメタ
クリレート樹脂は、 で特徴づけられる構造式の樹脂を指し、ポリブチレンチ
レフタレ−１４１脂は、 で特徴づけられる構造式の樹脂を指し、ポリカーボネー
ト樹脂は、 で特徴づけられる構造式の樹脂を指している。

ここで、ΔＨｃｐｄは化合物を構成するすべての結合の
エネルギーの総和、Δｌｌｃは化合物の熱分解反応にお
いてカーボンを生成する結合のエネルギーの和、△１ｌ
ｖｏｌは揮発物（熱分解ガス）を生成する結合のエネル
ギーの和、ΔＨ６１は熱分解ガスとして水素を生成する
Ｃ−Ｈ結合のエネルギーの和である。また△Ｈｖｏｌ／
△Ｈｃｐｄは、揮発物の生成のし易さを示し、△Ｈｅ−
＋＋／△ｔｌｃｐｄは水素ガスの発生のし易さを示すも
のである。この表に見られるように、本発明で用いると
ころのポリメチルペンテン樹脂、ポリブチレン樹脂およ
びポリメチルメタクリレート樹脂は従来の絶縁材料に比
べて熱分解反応時に熱分解生成物としてガス特に水素ガ
スを発生しやすいことが分かる。

なお、結合エネルギーの値（ｖ４位　Ｋｃａｌ　／ｍｏ
ｌ）は、Ｃ−Ｃ：　８３、Ｃ＝Ｃ１４７、Ｃ−Ｈ：９９
、Ｃ−Ｎニア０、ＣＥＮ　：　２１３、Ｃ−０：　８４
、Ｃ＝Ｏ：１７１、Ｃ−Ｆ：１０５、Ｃ−（１ニア８、
Ｃ−３ｉ：６９、Ｎ−Ｈ：　９３、Ｏ−Ｈ・１１０、Ｃ
＞　　：１２１である。

また第３図は各種の絶縁材料を用い、短絡試験を行った
場合のアーク電圧を示す。なお、短（８試験はコンデン
サの放電により行った。すなわち、充電したコンデンサ
の両端を限流抵抗を介して回路しゃ断器で短絡し、しゃ
断時の接点間のアーク電圧を測定した。この場合、短絡
電流のピーク値をＩＫＡ、接点材料をＡｇ−作４０Ｘ）
、接点開＾■速度を３ｍ／秒とした０図において、Ｑ、
はポリメチルペンテン、Ｑ２はポリメチルメタクリレー
ト、Ｑ３はポリブチレンテレフタレート、Ｑ４はセラミ
ックである。この図からＱ＋　、Ｑ２のアーク電圧が高
くしゃ断性能が優れていることがわかる。

また、前記絶縁材料にガラス繊維を重量比で５〜３５重
盟％充填すると、接点部の開閉により熱ヒートサイクル
を受けて熱劣化により’４ｆＡ　縁体にクラックが発生
するのを防止する補強効果が得られる。なお、ガラス繊
維を５〜３５重世％に限定したのは、５重世％以下では
ガラス繊維による補強効果がなくなるためであり、また
３５重冊％以上は鞄縁体の熱分解の効果が少なくなると
ともにガラス繊維の成形性が悪くなり金型のｌ員傷が激
しくなるためである。

（以下余白） なお、２２は接点部ｌ、アーク走行板３．４および消弧
部ＩＯを収納する消弧室であり、回路しゃ断器の器台２
３に形成されている。

また、回路しゃ断器において、１６は回路しゃ断器の電
源端子、１７は可動接触子１４の開極ばね、１８は負荷
端子部、１９は開閉・トリップ機構のリンク、２０は短
絡検出用電磁石装置、２１はそのプランジャで先端部が
可動接触子１４に係合している。

この実施例によれば、アーク走行板３．４を走行するア
ークＸのまわりに自己誘導された磁束φが前記Ｕ字形の
磁性板８を磁路とし、前記磁性板８のアークが侵入する
開口部８ａの側板６間を通る前記磁束ΦがアークＸに鎖
交することにより、アークＸを磁性板８の背板７側に誘
引し、絶縁体９にアークＸを押付けてアークＸを冷却す
る。さらに絶縁体９がアークにより１３ｕ熱されて熱分
解ガスを発生し、熱分解ガスによりアークＸを冷却し消
弧する。このため、アーク吸引力が強く、消弧装置の構
造が簡単で小型にでき、しかも高い限流性能を維持する
ことができる。

また、この実施例は、アーク走行板３．４の他端部５が
背板７から離れているため、背板７に押付けられるアー
クＸは第１図に示すように、引き伸ばされた伸長状態と
なるので、より一部アーク電圧を高めることができる。

この発明の第２の実施例を第４図および第５図に示す。

すなわち、この消弧装置は、第１の実施例が提案例の第
６図に対応するのに対して、提案例の第７図に対応する
ものであり、消弧部ｌＯが電源端子１６側に位置する構
成である。その他は第１の実施例と同様である。

なお、前記実施例はアーク走行板３．４の長手方向に対
して磁性板８の背板７が直角に対面したが、７−り走行
板３，４の長手方向に対して背板７が平行となるように
配置されてもよい。

また、磁性板８の内側の側板６間の幅の背板７側を細幅
にすると細幅内に進入するアークＸのアークガスにより
細幅内の圧力が高まり、アークＸが圧力消弧される作用
が働くので、効果が高い。

さらに絶縁体９の表面にアークＸに交差する１または複
数の溝を形成するとアークＸは溝に沿って伸長するため
、その伸長効果によりさらにアーク電圧を高めることが
できる。

〔発明の効果〕

この発明の消弧装置によれば、アーク走行板を走行する
了−りのまわりの自己誘導された磁束が前記Ｕ字形の磁
性板を磁路とし、前記磁性板のアークが侵入する開口部
の側板間を通る前記磁束がアークに鎖交することにより
、アークを磁性板の背板側に誘引し、絶縁体にアークを
押イー１けてアークを冷却する。さらに絶縁体がアーク
により加熱されて熱分解ガスを発生し、熱分解ガスによ
りアークを冷却し消弧する。このため、アーク吸引力が
強く、消弧装置の構造が簡単で小型にでき、しかも高い
限流性能を維持することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を適用した回路しゃ断
器の一部を示す部分断面図、第２図は消弧部の平面図、
第３図は各種絶縁体のアーク電圧特性図、第４図は第２
の実施例を通用した回路しゃ断器の一部を示す部分断面
図、第５図はその消弧部の平面図、第６図および第７図
はそれぞれ提案例を適用した回路じゃ１ｔｌＴ器の断面
図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）接点部と、この接点部に一端部を有して前記接点
   部の開離により発生したアークを磁気駆動により走行さ
   せる一対のアーク走行板と、一対の側板と背板とで形成
   されたＵ字形の磁性板の内面に前記アークにより加熱さ
   れて熱分解ガスを発生する絶縁体を被覆するとともに前
   記磁性板の前記側板が前記アーク走行板の前記他端部の
   対向方向と平行であって前記磁性板の開口部が前記アー
   ク走行板の他端部に対向するように配置された消弧部と
   を備えた消弧装置。
2. （２）前記背板は前記アーク走行板の前記他端部から離
   間している特許請求の範囲第（１）項記載の消弧装置。