KR101829574B1

KR101829574B1 - Switching device

Info

Publication number: KR101829574B1
Application number: KR1020167036078A
Authority: KR
Inventors: 신야 와타나베; 겐타로 고쿠라; 유타 사가라; 노부오 미요시; 유타 고히
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-18
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2018-02-14
Also published as: CN106663556A; WO2016027499A1; EP3185270A4; EP3185270B1; JP5940225B1; EP3185270A1; CN106663556B; JPWO2016027499A1; KR20170007820A

Abstract

차단 신뢰성을 확보할 수 있는 개폐 장치를 얻는다. 개폐 장치(100)는 고정 접점(1a)과 가동 접점(2a)의 오픈시에, 고정 접촉자(1)와 가동 접촉자(2) 사이에서 발생한 아크를 신장시키기 위한 자계를 발생시키는 자석(4)과, 일단부가 고정 접촉자(1)와 가동 접촉자(2)의 사이의 아크 발생 영역(20)에 근접하도록 배치됨과 아울러, 타단부가 자석(4)의 한쪽의 자극면에 접하도록 배치된 자성체(3)와, 자석(4)과 자성체(3)를 보호함과 아울러, 아크의 통전 방향이 상이한 아크 신장 공간(21)을 격리하는 절연 커버(3c)를 구비하며, 자석(4)은 아크 발생 영역(20) 이외의 영역에 배치되어 있다.An opening / closing device capable of securing the blocking reliability is obtained. The opening and closing apparatus 100 includes a magnet 4 for generating a magnetic field for extending an arc generated between the stationary contactor 1 and the movable contactor 2 when the stationary contact 1a and the movable contact 2a are open, And the other end of the magnetic body 3 is disposed so as to be close to the arc generating region 20 between the stationary contactor 1 and the movable contactor 2 and the other end of the magnetic body 3 And an insulating cover 3c that protects the magnet 4 and the magnetic body 3 and isolates the arc elongating space 21 in which the direction of energization of the arc is different. (Not shown).

Description

{SWITCHING DEVICE}

본 발명은 전류를 차단하는 스위치, 개폐기, 차단기, 전자기 접촉기, 계전기 등의 개폐 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an opening / closing device for a switch for shutting off a current, a switch, a breaker, an electromagnetic contactor, a relay and the like.

개폐 장치에서는, 접점간에 발생한 아크를 늘여 아크 저항을 높이고, 아크 전압을 고전압화하여 전류를 차단한다. 특히, DC용 개폐 장치에서는, 전원 전압보다 아크 전압을 높게 하여, 전류 영점(current zero)을 발생시켜 차단할 필요가 있기 때문에, 아크를 늘이는 기술은 중요하다.In the opening / closing apparatus, the arc generated between the contacts is stretched to increase the arc resistance, and the arc voltage is made high voltage to interrupt the current. Particularly, in the DC switching apparatus, it is necessary to raise the arc voltage to higher than the power supply voltage and to generate and interrupt the current zero. Therefore, the technique of extending the arc is important.

종래, 일반적으로 아크를 늘이려면, 영구 자석의 자력선을 아크에 쇄교시키고, 아크에 로렌쯔 힘을 작용시킴으로써 아크 길이를 늘이고 있다(예를 들면, 특허문헌 1).Conventionally, in order to extend an arc in general, an arc length is increased by linking a magnetic force line of a permanent magnet with an arc and applying an Lorentz force to the arc (for example, Patent Document 1).

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2009-87918호 공보Patent Document 1: JP-A-2009-87918

그러나, 특허문헌 1에 개시된 종래의 개폐 장치는 아크를 소호(extinguishing)하기 위해서 소호실에 자석을 탑재한 개폐 장치에 있어서, 통전 방향이 반대로 되면, 아크의 구동 방향이 역전되기 때문에, 차단 신뢰성이 저하한다는 문제점이 있었다.However, in the conventional opening and closing apparatus disclosed in Patent Document 1, when the energizing direction is reversed, the driving direction of the arc is reversed in the opening / closing apparatus in which the magnets are mounted on the ceiling room for extinguishing the arc, .

또한, 아크가 역방향으로 구동한 경우라도 차단할 수 있도록, 소호 공간을 넓히는 수단도 있지만, 이 수단에서는 장치가 대형화된다는 문제가 있다. 또한, 자석의 자극면과의 대향면보다 외측까지 구동, 신장한 아크에는 자기 구동 작용이 적용되기 어려워질 뿐만 아니라, 자석으로부터 생성되는 자력선이 예기치 않은 방향의 전자력을 일으키기 때문에, 차단의 신뢰성이 저하한다.There is also a means for widening the small space so that even when the arc is driven in the opposite direction, it is possible to cut off the space. However, this means has a problem that the size of the apparatus is increased. Further, not only the magnetic drive action is applied to the arc driven and extended to the outside of the face opposite to the magnetic pole face of the magnet but also the magnetic force line generated from the magnet causes an electromagnetic force in an unexpected direction, .

이러한 개폐 장치에서는, 아크에 소망하는 로렌쯔 힘을 작용시키기 위해, 이 로렌쯔 힘의 작용면에 대해 일정한 방향의 자력선을 작용시킬 필요가 있다. 아크에 대해 일정한 방향의 자력선을 쇄교시키기 위해서는, 이 로렌쯔 힘의 작용면보다 영구 자석의 자극면을 크게 하지 않으면 안되어, 고비용의 구성이 되고, 배치 스페이스를 확보하는 것이 곤란해진다.In such an opening / closing apparatus, it is necessary to apply a magnetic force line in a certain direction to the acting surface of the Lorentz force so as to apply a desired Lorentz force to the arc. In order to link the magnetic force lines in a certain direction with respect to the arc, the pole faces of the permanent magnets must be made larger than the working surface of the Lorentz force, and the configuration is expensive, and it becomes difficult to secure the arrangement space.

또한, 영구 자석의 자극면에 대향하지 않는 개소에 위치하는 아크에 대해서는, 영구 자석으로부터 생성하는 자력선이 예기치 않은 방향의 로렌쯔 힘을 일으키게 하기 때문에, 차단의 신뢰성이 저하하여, 최악의 경우는 차단 불능으로 되는 사고를 발생시키게 된다. 종래의 영구 자석을 탑재한 개폐 장치에서는, 아크는 영구 자석의 대향면보다 외측까지 늘이는 경우가 대부분이고, 이러한 개폐 장치에서는 차단의 신뢰성이 부족해진다.Further, with respect to the arc located at a position not opposed to the pole face of the permanent magnet, the magnetic force lines generated from the permanent magnets cause Lorentz force in the unexpected direction, so that the reliability of the blocking is lowered. In the worst case, As shown in FIG. In the opening / closing apparatus equipped with the conventional permanent magnet, the arc is often extended to the outside of the opposing face of the permanent magnet, and the reliability of interception becomes insufficient in such opening / closing apparatus.

또한, 영구 자석으로부터의 자력선을 영구 자석의 대향면보다 외측에서도 형성시키기 때문에, 자기 요크를 이용하는 일이 있지만, 영구 자석으로부터의 자력선에 의해 생기는 로렌쯔 힘은 전류의 방향이 바뀌면 역방향으로 작용하기 때문에, 이 경우에서는 역(逆)으로 접속하면 차단이 곤란해져 사고의 원인으로 된다. 이 사고를 회피하기 위해서는, 전류의 방향이 역전되어 아크가 역방향으로 움직여도 충분히 신장할 수 있는 아크 신장 공간과 자기 요크를 탑재하지 않으면 안되어, 개폐 장치가 대형화한다는 문제가 있었다.Since the magnetic force lines from the permanent magnets are formed outside the opposing faces of the permanent magnets, magnetic yokes may be used. However, the Lorentz force generated by the magnetic force lines from the permanent magnets acts in the reverse direction when the direction of the current is changed. In the case of reverse connection, it becomes difficult to cut off and causes an accident. In order to avoid this accident, there is a problem that the opening and closing device becomes large because the direction of the current is reversed and the arc stretching space and the magnetic yoke, which can sufficiently extend even when the arc moves in the reverse direction, must be mounted.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 전류의 방향에 의존하지 않고 소형 자석을 이용한 경우에도 충분한 차단 신뢰성을 확보할 수 있는 개폐 장치를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to obtain an opening / closing apparatus which can secure sufficient blocking reliability even when a small magnet is used independently of the direction of a current.

본 발명에 따른 개폐 장치는 고정 접점을 가지는 고정 접촉자와, 상기 고정 접촉자에 대향하여 설치되고, 가동 접점을 가지는 가동 접촉자와, 상기 고정 접점과 상기 가동 접점의 개폐 동작을 행하는 개폐 기구부와, 상기 고정 접점과 상기 가동 접점의 오픈시에, 상기 고정 접촉자와 상기 가동 접촉자 사이에서 발생한 아크를 신장시키기 위한 자계를 발생시키는 자석과, 일단부가 상기 고정 접촉자와 상기 가동 접촉자의 사이의 아크 발생 영역에 근접하도록 배치됨과 아울러, 타단부가 상기 자석의 한쪽의 자극면에 접하도록 배치된 자성체와, 상기 자석과 상기 자성체를 보호함과 아울러, 상기 아크의 통전 방향이 상이한 아크 신장 공간을 격리하는 절연 커버를 구비하며, 상기 자석은 상기 아크 발생 영역 이외의 영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.According to the present invention, there is provided an opening / closing apparatus comprising: a fixed contact having a fixed contact; a movable contact which is opposed to the fixed contact and has a movable contact; an open / close mechanism for opening and closing the fixed contact and the movable contact; A magnet for generating a magnetic field for elongating an arc generated between the stationary contactor and the movable contact when the contact and the movable contact are opened and a magnet for generating a magnetic field in such a manner that one end thereof is close to the arc generation area between the stationary contactor and the movable contactor And an insulating cover which protects the magnet and the magnetic body and which isolates the arc elongating space in which the energizing direction of the arc is different from that of the magnetic elongating body And the magnet is disposed in an area other than the arc generation area It is.

본 발명에 따른 개폐 장치에 의하면, 전류의 방향에 관계없이, 접촉자 사이에 발생한 아크를 자성체인 흡인봉(attraction rod)의 측면을 따라 자석의 방향으로 구동할 수 있다. 이 때, 아크는 자성체인 흡인봉의 측면을 따라 구동되면서 자석의 방향으로 향해 주행, 신장하기 때문에, 아크는 급속히 냉각된다. 이것에 의해, 역극성의 전류가 흐른 경우에도 높은 차단 신뢰성을 유지하면서, 저렴하고 소형인 개폐 장치를 얻을 수 있다.According to the opening and closing apparatus of the present invention, the arc generated between the contacts can be driven in the direction of the magnet along the side surface of the attraction rod, which is a magnetic body, irrespective of the direction of the current. At this time, since the arc is driven along the side of the suction rod, which is a magnetic body, to travel and extend toward the magnet, the arc is rapidly cooled. This makes it possible to obtain an inexpensive and compact opening / closing apparatus while maintaining a high blocking reliability even when a reverse polarity current flows.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 개폐 장치의 개극(open pole) 상태를 나타내는 측단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선에 있어서의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 개폐 장치의 아크의 소호 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 개폐 장치의 개극 상태를 나타내는 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 개폐 장치의 개극 상태를 나타내는 측단면도이다.
도 6은 도 5의 A-A'선에 있어서의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 4에 있어서의 개폐 장치의 개극 상태를 나타내는 측단면도이다.
도 8은 도 7의 A-A'선에 있어서의 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a side cross-sectional view showing an open pole state of an opening and closing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Fig.
2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in Fig.
Fig. 3 is an explanatory view for explaining the arc extinguishing operation of the opening and closing apparatus in the first embodiment of the present invention. Fig.
4 is a side cross-sectional view showing the open state of the opening and closing device in the second embodiment of the present invention.
5 is a side cross-sectional view showing the opening state of the opening and closing device in the third embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in FIG.
Fig. 7 is a side cross-sectional view showing the opening state of the opening and closing device in the fourth embodiment of the present invention. Fig.
8 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in FIG.

실시 형태 1Embodiment 1

이하, 도면에 근거하여 본 발명의 실시 형태 1에 대해 설명한다. 또, 각 도면에서, 동일 부호는 동일 혹은 상당 부분을 나타낸다.Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 개폐 장치의 개극 상태를 개략적으로 나타내는 측단면도이다. 또한, 도 2는 도 1의 A-A'선의 단면도이다. 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 개폐 장치(100)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 고정 접점(1a)을 가지는 고정 접촉자(1)와, 가동 접점(2a)을 가지는 가동 접촉자(2)와, 고정 접점(1a)과 가동 접점(2a)의 개폐 동작을 행하는 개폐 기구부(103)를 구비하고 있다. 또한, 개폐 장치(100)는 고정 접점(1a)과 가동 접점(2a)의 오픈시에, 고정 접촉자(1)와 가동 접촉자(2) 사이에서 발생한 아크 A를 신장시키기 위한 자계를 발생시키는 자석(4)을 구비하고 있다. 또한, 개폐 장치(100)는 일단부가 고정 접촉자(1)와 가동 접촉자(2)의 사이의 아크 발생 영역(20)에 근접하도록 배치됨과 아울러, 타단부가 자석(4)의 한쪽의 자극면에 접하도록 배치된 길이가 긴 형상의 자성체로 이루어지는 흡인봉(attraction rod)(3)을 구비하고 있다. 자석(4)는, 아크 발생 영역(20) 이외의 영역에 배치되어 있다. 또한, 개폐 장치(100)는 자석(4)과 길이가 긴 형상의 자성체로 이루어지는 흡인봉(3)을 보호하는 절연 커버(3c)를 구비하고 있다. 절연 커버(3c)는, 예를 들면 나일론 등의 수지 재료로 형성되어 있다. 여기서, 아크 발생 영역(20)이란, 도 1에 있어서의 점선으로 둘러싸인 고정 접촉자(1)과 가동 접촉자(2) 사이의 공간을 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a side cross-sectional view schematically showing the open state of an opening and closing device in Embodiment 1 of the present invention. Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in Fig. 1, the opening and closing apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention includes a fixed contact 1 having a fixed contact 1a, a movable contact 2 having a movable contact 2a, And an opening and closing mechanism 103 for opening and closing the fixed contact 1a and the movable contact 2a. The opening and closing apparatus 100 further includes a magnet for generating a magnetic field for extending the arc A generated between the stationary contactor 1 and the movable contactor 2 when the stationary contact point 1a and the movable contact point 2a are opened 4). One end of the opening and closing device 100 is arranged to be close to the arc generating region 20 between the stationary contactor 1 and the movable contactor 2 and the other end is disposed on one pole face of the magnet 4 And a attraction rod 3 made of a magnetic material having a long shape and arranged so as to be in contact with each other. The magnets 4 are arranged in an area other than the arc generating area 20. [ The opening and closing apparatus 100 further includes an insulating cover 3c for protecting the magnet 4 and the suction bar 3 made of a magnetic material having a long shape. The insulating cover 3c is made of a resin material such as nylon. Here, the arc generating region 20 represents a space between the stationary contactor 1 and the movable contactor 2 surrounded by the dotted line in Fig.

또한, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 개폐 장치(100)는 절연물로 이루어지는 케이스(101)에 의해 구성된 케이스의 양단부에, 외부의 전력 회로와 접속되는 고정측 단자부(11) 및 가동측 단자부(12)가 마련되고, 하부에는 아크를 소호하기 위한 소호실(102)이 마련되어 있다. 이 소호실(102)에는, 고정측 단자부(11)와 일체적으로 형성되고, 소정 부분에 고정 접점(1a)이 마련된 고정 접촉자(1)와, 고정 접점(1a)에 접촉/분리하는 가동 접점(2a)을 갖고 회동하도록 마련된 가동 접촉자(2)와, 고정 접촉자(1)와 가동 접촉자(2)의 사이에 삽입되는 공간에 대향하도록, 일단부가 아크 발생 영역(20)의 근방에 배치된 길이가 긴 형상의 자성체로 이루어지는 흡인봉(3)과, 이 흡인봉(3)에 접하여 배치되고, 고정 접촉자(1)와 가동 접촉자(2) 사이에서 발생한 아크 A를 신장시키기 위한 자계를 발생시키는 자석(4)이 배치되어 있다.The opening and closing apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention includes a case 101 constituted by a case 101 made of an insulating material and provided at both ends thereof with a fixed side terminal portion 11 and a movable side terminal portion 12, and a lower chamber 102 is provided at the lower portion thereof for extinguishing an arc. The stationary contactor 1 is integrally formed with the fixed-side terminal portion 11 and has a fixed contact 1a on a predetermined portion thereof. The stationary contactor 1 has a fixed contact 1a and a fixed contact 1a. A movable contact 2 provided with one end in the vicinity of the arc generating region 20 so as to face a space inserted between the stationary contact 1 and the movable contact 2, And a magnetic field generating device for generating a magnetic field for extending the arc A generated between the stationary contactor 1 and the movable contactor 2. The attracting rod 3 comprises a magnetic pole, (4).

이상과 같이, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 개폐 장치(100)에서는, 양접점의 접촉/분리시에, 양 접촉자 사이에서 발생한 아크 A를 제어하여 신장시키는 자석(4)과, 일단부가 아크 발생 영역(20)의 근방에 배치됨과 아울러 타단부가 자석(4)의 한쪽의 자극면에 접하여 배치된 길이가 긴 형상의 자성체로 이루어지는 흡인봉(3)을 기본 구성으로 하는 것이다. 이 구조에 의해, 아크 A는 자석(4)에 의해 발생한 자계에 의해, 길이가 긴 형상의 자성체로 이루어지는 흡인봉(3)의 길이 방향 측면을 따라 신장된다. 여기서, 도 1에 있어서의 아크 발생 영역(20)보다 우측에 위치하는 흡인봉(3) 측면으로부터 자기(磁氣) 보강판(6)까지의 사이의 공간을 아크 신장 공간(21)으로 하고 있다.As described above, in the opening / closing apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention, the magnets 4 that control and extend the arc A generated between the two contacts at the time of contact / separation of the two contacts, (3) which is disposed in the vicinity of the generation region (20) and is made of a magnetic material having a long shape and the other end is disposed in contact with one of the pole faces of the magnet (4). With this structure, the arc A is elongated along the longitudinal side surface of the suction bar 3 made of a magnetic material having a long shape by the magnetic field generated by the magnet 4. [ Here, a space between the side of the suction rods 3 located on the right side of the arc generating region 20 in Fig. 1 and the magnetic reinforcing plate 6 is used as the arc elongating space 21 .

또, 길이가 긴 형상의 자성체로 이루어지는 흡인봉(3)은 원형봉(round rod), 또는 직육면체, 또는 원통형, 또는 다각 형상의 봉 등의 형태를 이용해도 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 길이가 긴 형상의 자성체로 이루어지는 흡인봉(3)은 후술하는 바와 같이, 지면 바로 앞에 통전 방향을 가지는 아크 A의 발생 영역에 대향하도록 마련한 자성체용의 절연 커버(3c)로 보호되어 있다. 자석(4)에는, 후술하는 자기 보강판(6)이 장착되어 있다.In addition, the suction rods 3 made of a magnetic material having a long shape can be obtained in the form of a round rod, a rectangular parallelepiped, a cylinder, or a rod having a polygonal shape. The attracting rod 3 made of a magnetic material having a long shape is protected by an insulating cover 3c for a magnetic substance which is provided so as to face a generation region of an arc A having an energizing direction immediately in front of the paper as described later. The magnet 4 is provided with a magnetically reinforced plate 6 to be described later.

도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 개폐 장치의 아크의 소호 동작을 설명하기 위한 설명도이다. 자성체용의 절연 커버(3c)로 보호된 길이가 긴 형상의 자성체로 이루어지는 흡인봉(3)이 배치되고, 아크 발생 위치와는 반대측의 흡인봉(3)의 단면을, N극을 갖는 영구 자석(41)의 자극면에 접하도록 배치한 도 3의 모델에 의해, 아크의 소호 원리를, 소호에 이르는 진전 단계인 도 3의 a 내지 도 3의 e의 5단계로 나누어 설명한다.Fig. 3 is an explanatory view for explaining the arc extinguishing operation of the opening and closing apparatus in the first embodiment of the present invention. Fig. A suction pole 3 made of a magnetic material having a long shape and protected by an insulating cover 3c for a magnetic body is disposed and the end face of the attracting rod 3 on the opposite side of the arc generating position is constituted by a permanent magnet 3, which is arranged so as to be in contact with the pole face of the arc-shaped magnet 41, will be explained by dividing the principle of the arc of arc into five stages of the steps a to e shown in FIG.

도 3에서, 우선, 소호의 진전 단계인 도 3의 a에서는, 영구 자석(41)으로부터 발생하는 자력선 M이 흡인봉(3)에 의해 유도되고, 흡인봉(3)의 선단으로부터 아크로 향해, 아크로의 쇄교 자기장이 발생하게 된다. 쇄교 자기장에 의해 아크에 로렌쯔 힘이 작용하여, 아크는 도 3의 a의 하측 방향으로 구동된다. 도 3의 a에서, 부호 8은 아크 및 그 전류 방향을 나타내고, 부호 9는 로렌쯔 힘의 작용 방향을 나타낸다.3, a magnetic force line M generated from the permanent magnet 41 is guided by the suction rods 3 and is directed from the tip of the suction rods 3 toward the arc, A coupling magnetic field is generated. The Lorentz force acts on the arc by the coupling magnetic field, and the arc is driven in the lower direction of FIG. In Fig. 3 (a), reference numeral 8 denotes the arc and its current direction, and reference numeral 9 denotes the acting direction of the Lorentz force.

다음에, 소호의 진전 단계인 도 3의 b에서는, 도 3의 a의 단계에서 구동된 아크에, 흡인봉(3)의 선단으로부터 영구 자석(41)의 S극측으로 돌아들어가도록 형성되는 자력선 M이 쇄교하게 된다. 이 쇄교 자기장에 의해, 흡인봉(3)의 길이 방향의 측면 부분으로 확장되는 아크 신장 공간(21)으로 아크가 끌어당겨진다. 도 3의 b에서, 부호 10은 전류 방향이 반대로 되는 경우의 아크를 나타낸다.3B, which is an advanced stage of the subroutine, a magnetic force line M (see FIG. 3A) formed so as to move from the tip of the suction rod 3 to the S pole side of the permanent magnet 41, . By this coupling magnetic field, the arc is drawn into the arc elongating space 21 which extends to the side portion in the longitudinal direction of the suction rod 3. In Fig. 3B, reference numeral 10 denotes an arc when the current direction is reversed.

다음에, 소호의 진전 단계인 도 3의 c에서, 아크 신장 공간(21)으로 끌어당겨진 아크는, 흡인봉(3)의 측면으로부터 법선상으로 발생하는 자력선 M에 의해 더 안쪽까지 끌어당겨진다. 아크는 안쪽으로 끌어당겨질수록, 흡인봉(3)의 측면으로부터 발생하는 자기장 강도가 높아지기 때문에, 아크는 흡인봉(3)으로부터의 이탈이 곤란해져, 안정하게 아크를 흡인봉(3)의 안쪽(우측)으로 신장시킬 수 있다. 또한, 안쪽으로 끌어당겨진 아크에 쇄교하는 자력선에는, 영구 자석(41)의 S극측으로 돌아들어가는 자력선이 많이 포함되게 되어, 이 방향(도면의 우측 방향)의 자력선에 의한 쇄교 자기장은 아크를 흡인봉(3)의 안쪽으로 끌어당기는 힘을 일으킨다.Next, in Fig. 3C, which is an advancing step of the sub-arc, the arc drawn into the arc elongating space 21 is pulled further to the inside by the magnetic line of force M generated in the normal line from the side of the suction rod 3. As the arc is pulled inward, the intensity of the magnetic field generated from the side surface of the suction rod 3 becomes higher, so that it is difficult to separate the arc from the suction rod 3 and the arc is stably held on the inner side of the suction rod 3 Right side). In addition, the magnetic lines of force which are drawn into the arc drawn inwardly include a large number of lines of magnetic force that turn toward the S-pole side of the permanent magnet 41, and the coupling magnetic field by the magnetic lines of force in this direction It causes a pulling force to the inside of the rod (3).

다음에, 소호의 진전 단계인 도 3의 d에서, 흡인봉(3)을 보호하는 자성체용의 절연 커버(3c)에 근접한 아크에는, 더 강한 힘으로 흡인봉(3)의 안쪽으로 밀어넣는 로렌쯔 힘이 작용하게 된다. 이것에 의해, 아크는 자성체용의 절연 커버(3c)로 향해 압축되어, 아크 내부의 저항이 급격하게 높아진다. 그리고, 자성체용의 절연 커버(3c)의 아크 노출면으로부터 아크열에 의해 발생하는 증발 가스(ablated gas)가 아크를 향해 분무되게 되어, 이것에 의해 아크는 냉각되고, 아크 내부의 저항이 더욱 높아지게 된다.Next, in the step d of FIG. 3, which is an advancing stage of the subhead, the arc close to the insulating cover 3c for the magnetic body for protecting the suction rod 3 is loaded with Lorentz The force acts. As a result, the arc is compressed toward the insulating cover 3c for the magnetic body, and the resistance inside the arc rapidly increases. Then, the ablated gas generated by the arc heat is sprayed toward the arc from the arc exposed surface of the insulating cover 3c for the magnetic body, whereby the arc is cooled and the resistance inside the arc is further increased .

마지막으로, 소호의 진전 단계인 도 3의 e에서, 자성체용의 절연 커버(3c)의 일부에 도 3에 나타내는 오목한 상태의 미세 간극(3e)을 마련한 경우에는, 흡인봉(3)의 안쪽으로 밀어넣는 로렌쯔 힘에 의해 미세 간극(3e) 내에 아크가 끌어넣어져 아크가 가늘게 수축하게 된다. 더 수축한 아크의 주위로부터 자성체용의 절연 커버(3c)에 의한 증발 가스가 분무되고, 아크 내부에서 그 도전성을 유지할 수 없게 될 때까지 저항이 높아져, 소호에 이른다.Lastly, in the case where the micro gap 3e in the concave state shown in Fig. 3 is provided in a part of the insulating cover 3c for the magnetic body in the step e of FIG. 3, An arc is drawn into the fine gap 3e by the Lorentz force to be pushed, and the arc is shrunken narrowly. The evaporation gas generated by the insulating cover 3c for the magnetic substance is sprayed from the periphery of the further contracted arc, and the resistance increases until the conductivity can not be maintained in the arc.

또, 상기의 구조에 의하면, 통전 방향이 반대인 경우에도 동일한 효과가 있으며, 각각의 소호의 진전 단계에서, 도 3에 나타내는 바와 같이 흡인봉(3)의 축에 대칭이 되도록 아크가 신장해간다. 또한, 영구 자석(41)(또는 자석(4))의 자극면의 방향이 반대인 경우에도 동일한 효과가 얻어지며, 각각의 소호의 진전 단계에서, 흡인봉(3)의 축에 대칭으로 되도록 아크가 신장해간다.According to the above structure, the same effect is obtained even when the energization direction is reversed. In the progress stage of each sub-arc, as shown in Fig. 3, the arc is elongated so as to be symmetrical to the axis of the attracting rod 3 . The same effect can be obtained even when the direction of the magnetic pole faces of the permanent magnet 41 (or the magnet 4) is opposite to each other. In the advancing step of each sub-arc, Is growing.

이와 같이, 흡인봉(3)과 영구 자석(41)(또는 자석(4))을 이용함으로써 아크를 동일 방향으로 구동, 신장할 수 있게 되어, 개폐 장치(100)를 대형화하는 일없이, 차단의 신뢰성을 높일 수 있다.As described above, by using the suction rods 3 and the permanent magnets 41 (or the magnets 4), it is possible to drive and extend the arc in the same direction, so that the opening / closing device 100 is not enlarged, The reliability can be enhanced.

또한, 본 실시 형태 1에서는, 상기의 기본 구성 외에 이하의 부재를 부가하는 것에 의해 한층 더의 효과를 가지는 것이다.In addition, in Embodiment 1, the following components are added in addition to the above-described basic structure, thereby achieving further effects.

우선, 개폐 장치(100)는 아크 신장 공간(21)을 구비하고 있고, 영구 자석(41)(또는 자석(4))을 아크 신장 공간(21)에 배치함으로써, 아크를 신장할 수 있는 길이를 확장할 수 있어, 아크 저항을 더 높일 수 있다.First, the opening and closing apparatus 100 is provided with the arc elongating space 21. By arranging the permanent magnets 41 (or the magnets 4) in the arc elongating space 21, So that the arc resistance can be further increased.

또한, 영구 자석(41)(또는 자석(4))의 흡인봉(3)과 인접하고(접하여 배치되어) 있지 않은 반대측(반흡인봉측) 자극면에, 자성체로 이루어지는 자기 보강판(6)을 마련함으로써, 흡인봉(3)을 거쳐서 영구 자석(41)(또는 자석(4))의 주위를 도는 자력선이 형성하는 자기 회로의 자기 저항이 저하하기 때문에, 흡인봉(3)의 표면으로부터 발생하는 자기장 강도가 높아져, 소호 성능을 더 높일 수 있다.A magnetostrictive plate 6 made of a magnetic material is provided on the opposite side (semi-suction rod side) pole face adjacent to (adjacent to) the suction pole 3 of the permanent magnet 41 (or the magnet 4) The magnetoresistance of the magnetic circuit formed around the permanent magnet 41 (or the magnet 4) around the attracting rod 3 is lowered and the magnetic resistance of the magnetic circuit formed on the surface of the attracting rod 3 The magnetic field strength is increased, and the soho performance can be further increased.

또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 1에서는 절연 커버(3c)에 의해 2개의 아크 신장 공간(21)(흡인봉(3)의 양측면의 공간)을 격리하는 벽을 마련하고 있다. 절연 커버(3c)에 의해, 아크의 통전 방향이 상이한 2개소의 아크 신장 공간(21)을 격리하는 벽을 형성했기 때문에, 한쪽의 아크 신장 공간(21)으로부터, 다른쪽의 아크 신장 공간(21)으로의, 아크의 돌아들어감을 방지할 수 있게 되어, 아크의 안정된 신장이 가능해진다.As shown in Fig. 2, in the first embodiment, walls for isolating the two arc stretching spaces 21 (spaces on both side surfaces of the suction rods 3) are provided by the insulating cover 3c. Since the insulating cover 3c forms a wall isolating the two arc extension spaces 21 having different arc energizing directions from one arc extension space 21 to the other arc extension space 21 , It is possible to prevent the arc from returning, and it is possible to stably extend the arc.

또한, 본 발명의 실시 형태 1에서는, 자석(4)을 영구 자석(41)으로 구성함으로써, 아크에 일정 자속을 작용할 수 있기 때문에, 통전 도체로부터 발생하는 자속이 약한 전류 영역(예를 들면 1㎄ 미만)에서도 안정된 차단을 행할 수 있다.Furthermore, in the first embodiment of the present invention, since the permanent magnet 41 constitutes the magnet 4, a certain magnetic flux can act on the arc, so that the magnetic flux generated from the conductive conductor is in the weak current region ) Can be stably intercepted.

또한, 상기의 소호 원리의 설명에서는, 사용하는 자석으로서 영구 자석(41)을 사용했지만, 접촉자의 한쪽, 및 외부 전원의 어느 한쪽과 전기적으로 접속된 코일 모양의 도체를 흡인봉(3)의 주위의 일부에 감고, 흡인봉(3)의 일부를 전자석(도시하지 않음)으로서 구성하여도, 상기와 같은 현상에 의해 아크를 소호할 수 있다.Although the permanent magnet 41 is used as the magnet to be used in the explanation of the above-described sub-principles, a coil-shaped conductor electrically connected to one of the contacts and either of the external power sources is connected to the periphery of the suction rods 3 The arc can be extinguished by the above-described phenomenon even if a part of the suction rods 3 is constituted as an electromagnet (not shown).

자석(4)으로 영구 자석(41)을 사용한 경우와, 전자석(도시하지 않음)을 사용한 경우는 효과를 최고로 발휘할 수 있는 전류 범위가 달라, 영구 자석(41)을 사용하는 경우에는, 비교적 약한 전류 영역(예를 들면 1㎄ 미만)에서 효과를 발휘하고, 전자석(도시하지 않음)을 사용하는 경우에서는 도체에 흐르는 전류로부터 발생하는 자속이 커지는 비교적 큰 전류 영역(예를 들면 1㎄ 이상)에서 효과를 발휘한다.In the case where the permanent magnet 41 is used as the magnet 4 and the case where the electromagnet (not shown) is used, the current range in which the effect can be maximized is different. In the case of using the permanent magnet 41, In the case of using an electromagnet (not shown), it is effective in a relatively large current region (for example, 1 kA or more) in which the magnetic flux generated from the current flowing in the conductor is large .

이상과 같이, 본 발명의 기본 구성을 채용하는 것에 의해, 통전 방향에 관계없이 발생한 아크 A를 흡인봉(3)의 안쪽으로 끌여들이고, 아크를 신장하고, 그 후 냉각하여 소호할 수 있다. 즉, 전류의 방향에 의존하지 않고 영구 자석 배치 방향으로 아크를 신장·냉각할 수 있기 때문에, 전류가 역류한 경우에도 차단 신뢰성을 확보할 수 있음과 아울러 개폐 장치(100)를 소형화할 수 있다. 또한, 절연 커버(3c)에 의해 형성한 격리벽에 의해, 아크의 다른쪽의 아크 신장 공간(21)으로의 돌아들어감을 방지하여, 차단 성능을 안정화 할 수 있다.As described above, by adopting the basic structure of the present invention, the arc A generated regardless of the energizing direction can be drawn to the inside of the suction rods 3, the arc can be elongated, and then the arc A can be cooled. In other words, since the arc can be elongated and cooled in the permanent magnet arrangement direction without depending on the direction of the current, the blocking reliability can be ensured even when the current flows backward, and the opening and closing device 100 can be downsized. Moreover, the isolation wall formed by the insulating cover 3c prevents the arc from returning to the other arc extension space 21, and the blocking performance can be stabilized.

실시 형태 2Embodiment 2

도 4는 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 개폐 장치의 개극(open pole) 상태를 나타내는 측단면도이다. 실시 형태 1에서는, 길이가 긴 형상의 자성체로 이루어지는 흡인봉(3)을 형성하고 있지만, 실시 형태 2에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 흡인봉(3)의 형상을, 통전 방향에 따라 상이한 2개소의 아크의 신장처의 공간을 분리하도록 확대시켜 배치하고 있다. 이것에 의해, 흡인봉(3)에 있어서의 자석(4)과 접하는 면 부근의 자기 포화를 억제할 수 있게 되어, 접점 사이에서 발생하는 아크를 효율적으로 아크 신장 공간(21)으로 끌여들일 수 있게 된다. 또, 흡인봉(3)의 확대에 따라, 아크 신장 공간(21) 내의 자기장 강도가 높아지는 영역도 확장되기 때문에, 상기 아크의 신장 상태를 유지하기 쉬워져 차단 신뢰성이 향상된다.4 is a side cross-sectional view showing an open pole state of the opening and closing device in Embodiment 2 of the present invention. In the first embodiment, the suction rods 3 made of a magnetic material having a long shape are formed. In the second embodiment, as shown in Fig. 4, the shape of the suction rods 3 is changed from 2 And enlargedly arranged so as to separate the space of the elongated arc of the part. This makes it possible to suppress magnetic saturation in the vicinity of the surface of the suction rods 3 in contact with the magnets 4 so that the arc generated between the contacts can be efficiently drawn into the arc stretching space 21 do. In addition, as the suction rod 3 is expanded, the area where the magnetic field intensity in the arc elongating space 21 is increased is expanded, so that the elongation state of the arc is easily maintained and the blocking reliability is improved.

실시 형태 3Embodiment 3

도 5는 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 개폐 장치의 개극 상태를 나타내는 측단면도이다. 또한 6은 도 5의 A-A'선에 있어서의 단면도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 3에서는 절연 커버(3c)에 의해, 아크의 통전 방향이 상이한 2개소의 아크 신장 공간(21)을 격리하는 벽을 형성한 것에 부가하여, 신장시의 아크를 둘러싸도록 절연 커버(3c)를 배치하고 있다. 일반적으로, 개폐 장치(100)의 케이스(101)는 발생한 아크열에 노출된 경우에도 손모(損耗)되지 않도록 증발하기 어려운 재료가 선정되기 때문에, 아크에의 증발 가스의 분사 효율은 낮다.5 is a side cross-sectional view showing the opening state of the opening and closing device in the third embodiment of the present invention. And 6 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in Fig. As shown in Fig. 5, in the third embodiment, in addition to the insulating cover 3c which forms a wall isolating two arc extension spaces 21 having different arc energizing directions, And an insulating cover 3c is disposed so as to surround the insulating cover 3c. In general, the case 101 of the opening and closing apparatus 100 has a low injection efficiency of the evaporation gas to the arc because a material which is difficult to evaporate is selected so as not to be worn out even when exposed to the generated arc heat.

본 발명의 실시 형태 3에 의하면, 증발하기 쉬운 재료로 절연 커버(3c)를 성형할 수 있기 때문에, 신장시의 아크를 절연 커버(3c)로 둘러싸도록 배치함으로써, 아크로의 증발 가스의 분사 효율을 개선할 수 있어, 차단 신뢰성을 높일 수 있다. 또, 실시 형태 3은 실시 형태 2의 흡인봉(3)의 형상과 조합하여도 좋고, 조합에 의해 차단 신뢰성이 더 향상된다.According to the third embodiment of the present invention, since the insulating cover 3c can be formed of a material that is easy to evaporate, the arc at the time of elongation is arranged so as to be surrounded by the insulating cover 3c, It is possible to improve the blocking reliability. The third embodiment may be combined with the shape of the suction rods 3 of the second embodiment, and the blocking reliability is further improved by the combination.

실시 형태 4Embodiment 4

도 7은 본 발명의 실시 형태 4에 있어서의 개폐 장치의 개극 상태를 나타내는 측단면도이다. 또한, 도 8은 도 7의 A-A'선에 있어서의 단면도이다. 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 4에서는, 절연 커버(3c)에 의해, 아크의 통전 방향이 상이한 2개소의 아크 신장 공간(21)을 격리하는 벽을 형성한 것에 부가하여, 신장시의 아크를 충돌 또는 압축할 수 있도록, 아크의 중앙부(아크 신장 공간(21)의 중앙부)에 돌기부(7)를 마련하고 있다. 돌기부(7)는 절연 커버(3c)와 동일한 재료이며, 케이스(101)의 측면에 대해 돌출한 형상이다.Fig. 7 is a side cross-sectional view showing the opening state of the opening and closing device in the fourth embodiment of the present invention. Fig. 8 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in Fig. As shown in Fig. 7 and Fig. 8, in the fourth embodiment, in addition to forming the wall isolating the arc extension spaces 21 at two places different in energization direction of the arc by the insulating cover 3c, The protruding portion 7 is provided at the central portion of the arc (the central portion of the arc elongating space 21) so that the arc of the arc can be collided or compressed. The protrusion 7 is made of the same material as the insulating cover 3c and protrudes from the side surface of the case 101. [

본 발명의 실시 형태 4에 의하면, 돌기부(7)에서 아크가 충돌 또는 압축함과 아울러 돌기부(7)의 주위에서 아크가 늘어져, 아크의 냉각 효율을 더 개선할 수 있게 된다.According to the fourth embodiment of the present invention, the arc is collided or compressed at the protruding portion 7, and the arc is looped around the protruding portion 7, thereby further improving the cooling efficiency of the arc.

또, 본 발명은, 그 발명의 범위 내에서, 각 실시 형태를 자유롭게 조합하거나, 각 실시 형태를 적절히 변형, 생략하는 것이 가능하다.It is to be noted that the present invention can be freely combined with each embodiment within the scope of the invention, and each embodiment can be suitably modified or omitted.

1: 고정 접촉자
1a: 고정 접점
2: 가동 접촉자
2a: 가동 접점
3: 흡인봉
3c: 절연 커버
4: 자석
6: 자기 보강판
7: 돌기부
11: 고정측 단자부
12: 가동측 단자부
15: 가요 도체
20: 아크 발생 영역
21: 아크 신장 공간
41: 영구 자석
100: 개폐 장치
101: 케이스
102: 소호실
103: 개폐 기구부1: Fixed contact
1a: Fixed contact
2: Operational contact
2a: movable contact
3: Suction rod
3c: Insulated cover
4: Magnet
6: self-reinforced plate
7: protrusion
11: Fixed-
12:
15:
20: arc generation area
21: Arc extension space
41: permanent magnet
100: Switchgear
101: Case
102: Soho room
103: opening /

Claims

A fixed contact having a fixed contact,
A movable contact provided opposite to the stationary contactor and having a movable contact,
An open / close mechanism for opening and closing the fixed contact and the movable contact;
A magnet for generating a magnetic field for elongating an arc generated between the fixed contact and the movable contact when the fixed contact and the movable contact are opened;
A magnetic body disposed so that one end thereof is close to the arc generating region between the stationary contactor and the movable contactor and the other end thereof is in contact with one pole face of the magnet;
And a wall insulating cover which protects the magnet and the magnetic body and isolates the arc extension space in which the arc extends by two spaces corresponding to the energization direction of the arc,
Respectively,
The magnet is disposed in an area other than the arc generation area
And an opening / closing device.

The method according to claim 1,
Wherein the magnetic substance is enlarged at the other end so as to divide the arc elongating space into two spaces corresponding to the energizing direction of the arc.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the insulating cover is arranged so as to surround the arc at the time of elongation.

The method according to claim 1,
Wherein the insulating cover is provided with a protrusion at a central portion of the arc elongating space so as to collide or compress the arc at the time of elongation.

The method according to claim 1,
Wherein the insulating cover is a resin material.