JPS639096Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は限流部材を使用した自己復旧形限流
素子に関するものである。

従来の自己復旧形限流素子の断面図を第１図に
示す。図において、第１の電極１はクロム銅など
の導電性のよい金属でつくられ、中心に長孔２お
よびねじ孔３が貫通している。ピストン４はＯリ
ング５で長孔２と間が密封されるとともに摺動可
能である。ねじ穴３には中心に細孔６およびねじ
穴７が貫通したシール端子８が螺合され、第１の
電極１とはＯリング９で密封されている。

ねじ穴７には密封用のニードルバルブ１０が螺
合されている。シール端子８のねじ１１は端子取
付に利用できる。第１の電極１の他端は絶縁筒１
２，１３、中間スペーサ１４，１５および絶縁筒
受スペーサ１６を介して第２の電極１７に対向し
ている。なお、第２の電極１７はステンレスなど
の機械的強度の大きいものでつくられている。第
２の電極１７の中心線上には長孔１８およびねじ
孔１９が貫通しており、端子取付用ねじ２０が設
けてある。ねじ孔１９には密封用のニードルバル
ブ２１が螺合されている。絶縁筒１２，１３はそ
れぞれ大きさの異なる直径の貫通孔１２ａ，１３
ａをもつ中空パイプ状のもので、ベリリア磁器ま
たはアルミナ磁器等の熱伝導率のよい、耐熱耐ア
ルカリ性の絶縁物で構成されている。なお、貫通
穴１２ａが貫通穴１３ａより大きくしてある。２
２は絶縁体であつて、絶縁筒１２，１３、中間ス
ペーサ１４，１５を介して第１の電極１と第２の
電極１７とを強固に結合させている。絶縁体２２
は、例えばマイカとガラスの粉末を結合すべき部
材と一体に焼結成形するようなものが適当であ
る。第１の電極１は絶縁体２２を介して止めねじ
２３で絶縁筒１２と強固に結合されている。孔
２，１２ａ，１３ａ，１８内には例えば、ナトリ
ウムやカリウム等のアルカリ金属からなる限流部
材２４が充填されている。なお、中間スペーサ
４，１５，１６には限流部材が充填できるように
中心線上に孔があいている。ピストン５とシール
端子８との間の長孔２内アルゴンガス等の不活性
ガスが圧力緩衝体２５として充填してある。

このように構成された限流素子に過電流が流れ
た場合、先ず、断面積の小さな絶縁筒１３の貫通
穴１３ａ内の限流部材２４が気化し、引き続いて
他の限流部材２４が順次気化してプラズマとな
り、高抵抗となつて過電流をある値以下に限流す
る。そして、気化時に発生する高い蒸気圧は、可
動性のピストン４が圧力緩衝体２５を圧縮して緩
衝される。

限流時に第１の電極１と第２の電極１７との間
には回路電圧が印加されるが、これに対する絶縁
は絶縁体２２で行なわれる。過電流はこの限流素
子により限流された後に、直列に設けた開閉器
（図示せず）で遮断される。その後、限流部材２
４は冷却し、圧力緩衝体２５の背圧によつて液化
または固化して常態に復旧する。

このような限流素子において、定常電流が流れ
ている場合には、限流部材２４はジユール熱を発
生している。このジユール熱のほとんどは絶縁筒
１２，１３の貫通孔１２ａ，１３ａに充填した限
流部材２４によるものである。このジユール熱は
第１の電極１または絶縁筒受スペーサ１６を介し
て第２の電極１７への軸方向への熱伝導、および
絶縁筒１２，１３、絶縁体２２、第２の電極１７
を介しての半径方向への熱伝導および熱伝達によ
り放散されて平衡状態となり、温度上昇限度から
通電々流が決定される。特に限流部材２４の断面
積の小さな絶縁筒１３部の発熱が大きい。しか
し、半径方向の放熱は絶縁体２２の熱伝導率が非
常に悪く、また軸方向の放熱も第２の電極１７が
機械的強度が強い材質、例えばステンレスである
ので熱伝導率が悪く、大きな通電々流が流せなか
つた。

この考案は発生熱量が最も大きくなる部分の絶
縁筒に熱伝導率の良好な電極を当接することによ
つて、放熱効果をあげて通電電流を大きくできる
自己復旧形限流素子を提供する。

以下、図について説明する。第２図において、
第１の電極１は絶縁筒１２，１３、中間スペーサ
１４，１５を介して第２の電極１１６に対向して
いる。第２の電極１１６には長孔１１８およびね
じ孔１１９が貫通しており、端子接続用のねじ１
２０が設けてある。ねじ孔１１９には密封用ニー
ドルバルブ１２１が螺合されている。長孔１１８
には限流部材２４が充填されている。第２の電極
１１６は例えばステンレスのような機械強度の大
きい外筒１１７の同心上を貫通して突出してい
る。

このように構成された限流素子に過電流が流れ
た場合、第１図と同様に限流部材２４が気化して
内部が高圧力になつてピストン４が移動する。こ
のとき圧力は圧力緩衝体２５で緩衝されるが、そ
れでも2000〜3000気圧にはなる。一方、第２の電
極１１６の受ける内圧面積は絶縁筒１３の貫通穴
１３ａの面積だけであるので、外筒に比較して機
械強度が劣るが、熱伝導率のよい銅あるいは銅合
金でも充分に耐えられる。

過電流が遮断された後は、第１図と同様に圧力
緩衝体２５の背圧によつて限流部材は元の状態に
復旧する。

この限流素子に定常電流が流れている場合、限
流部材２４に発生するジユール熱は、絶縁筒１３
の貫通穴１３ａの小さな部分が全発生熱量の30〜
40％を占めているため、熱伝導率のよい第２の電
極１１６を伝導して放散される。従つて、従来と
同一通電々流であれば、限流部材２４の温度が低
くなり発生熱量が低下する。逆に限流部材の温度
を従来と同一にすれば通電々流が大きくなること
を意味する。

第１図の従来の構造と第２図のこの考案の構造
とで比較すると、放熱抵抗が約1/2となり通電々
流は約1.4倍になつた。なお、第２の電極１１６
のねじ部１２０に放熱フインをつけることによつ
て効果はさらに大きくなる。

以上のようにこの考案は、限流動作時の機械的
強度を外筒にもたせ、絶縁筒に熱伝導および電気
伝導のよい第２の電極を直接接することによつ
て、絶縁筒の温度上昇を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の構造を示す断面図、第２図はこ
の考案の構造を示す断面図である。図において、
１は第１の電極、１２，１３は第１および第２の
絶縁筒、１２ａ，１３ａは貫通穴、２４は限流部
材、１１６は第２の電極および１１７は外筒であ
る。 なお各図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 第１の貫通穴を有する第１の絶縁筒と上記第
   １の貫通穴に接続された第１の貫通穴より断面
   積が小さい第２の貫通穴を有する第２の絶縁筒
   とを外筒の両端に設けた第１の電極と第２の電
   極との間に上記第２の絶縁筒が上記第２の電極
   側になるように配置して、常時は導電性を有し
   過電流によつて気化して限流作用を行う限流部
   材を上記両貫通穴に充填したものにおいて、上
   記第２の電極は熱電導の良好な金属部材で構成
   され、上記第２の絶縁筒と当接していることを
   特徴とする自己復旧形限流素子。 (2) 第２の電極はクロム銅で構成したことを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の自
   己復旧形限流素子。