JPH01206522A - 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】 〔産業上の利用分野〕 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。

〔従来の技術〕

第５図に示すような消弧装置が提案されている。

この消弧装置は、固定接点５０を有する固定接触子５１
と、この固定接触子５１に対向して前記固定接点５０に
接離する可動接点５２を有する可動接触子５３と、前記
固定接触子５１に直列に接続されるとともに前記固定接
点５０および可動接点５２の接触状態の両側に配置され
て前記可動接触子５３に過大電流が流れたときに前記過
大電流および開極直後の可動接点５２と固定接点５０と
の間のアーク５４に鎖交して前記可動接触子５３を前記
固定接触子５１から離れる方向に駆動しかつ前記アーク
５４を前記可動接点５２および固定接点５０から離れる
方向に伸長駆動する磁束Φを発生する一対の駆動コイル
５５と、前記アーク５４の伸長する側に配設された消弧
グリッド５６とを備えている。

この消弧装置は、駆動コイル５５のコイル中心間を通る
磁束Φにより回路しゃ断器の開閉・トリップ機構により
可動接触子５３が開極する直前に可動接触子５３を高速
開離させ、またアーク５４を消弧グリッド５６側に伸長
する。消弧グリッド５６はアーク５４を誘引する切欠溝
５７を形成した磁性板５８を間隔をおいて複数枚積層し
た構成であり、アーク５４の分割と磁性板５８による冷
却との相乗効果でアーク電圧を高め消弧する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、この消弧装置は、駆動コイル５５の外側を流
れる反対向きの磁束Φ′が、開離した可動接触子５３お
よびアーク５４に鎖交することにより前記可動接触子５
３の開離およびアーク５４の伸長を阻害するという欠点
があった。

また、消弧グリッド５６の切欠溝５７はアークの吸引力
が弱く、しかも高いアーク電圧を得るために磁性板５８
の枚数を増加する必要があり、そのため構造が複雑とな
り、大型化かつコスト高になるという欠点があった。

したがって、この発明の目的は、可動接触子の高速開極
およびアークの伸長を促進するとともに、アーク吸引力
が強く、また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消弧装置を提供することで
ある。

（課題を解決するための手段〕 この発明の消弧装置は、固定接点を有する固定接触子と
、この固定接触子に対向して前記固定接点に接離する可
動接点ををする可動接触子と、前記固定接触子に直列に
接続されるとともに前記固定接点および可動接点の接触
状態の両側に配置されて前記可動接触子、可動接点およ
び固定接点を流れる過大電流に鎖交して前記可動接触子
を前記固定接触子から離れる方向に駆動しかつ前記可動
接点と固定接点との間のアークを前記可動接点および固
定接点の対向方向および前記可動接点および固定接点の
接触状態の両側を結ぶ方向の双方と直角な方向に伸長駆
動する磁束を発生する一対の駆動コイルと、これらの駆
動コイルの前記可動接触子が開離する側に位置する一対
′の側板とこの一対の側板の前記固定接触子と反対側を
連結しかつ前記可動接触子の開閉方向に交差する背板と
で略Ｕ字形に形成された磁性体を有するとともに前記磁
性体の内面を被覆して前記アークの熱により熱分解ガス
を発生する絶縁体を有する消弧部とを備えたものである
。

〔作用〕

この発明の構成によれば、磁性体が駆動コイルの外側を
流れる磁束をバイパスするため開離した可動接触子およ
びアークに鎖交しない。また略Ｕ字形の磁性体によりア
ークを吸引するため、吸引力が大きい。さらに駆動コイ
ルによりアークの駆動力が強くなるため、アークの駆動
が速やかになされる。しかも伸長したアークが絶縁体に
触れて熱伝導により冷却されるとともに、アークに加熱
されて絶縁体より発生した熱分解ガスによりアークを冷
却するため、アーク電圧を高めて消弧することができる
。このため、可動接触子の高速開極およびアークの伸長
を促進するとともに、アーク吸引力が強く、また消弧装
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〕 この発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づいて説
明する。すなわち、この消弧装置は、固定接点１を有す
る固定接触子２と、この固定接触子２に対向して固定接
点１に接離する可動接点３を有する可動接触子４と、固
定接触子２に直列に接続されるとともに固定接点１およ
び可動接点３の接触状態の両側に配置されて可動接触子
４．可動接点３および固定接点１を流れる過大電流に鎖
交して可動接触子４を固定接触子２から離れる方向に駆
動しかつ可動接点３と固定接点１との間のアーク５を可
動接点３および固定接点ｌの対向方向および可動接点３
および固定接点１の接触状態の両側を結ぶ方向の双方と
直角な方向に伸長駆動する磁束を発生する一対の駆動コ
イル６と、これらの駆動コイル６の可動接触子６が開離
する側に位置する一対の側板７とこの一対の側板７の固
定接触子２と反対側を連結しかつ可動接触子４の開閉方
向と垂直な背板８とで略Ｕ字形に形成されたｃｎ磁性体
を有するとともに磁性体９の内面を被覆してアーク５の
熱により熱分解ガスを発生する絶縁体１０を有する消弧
部１）とを備えている。

前記固定接触子２は、導電板１２にＵ字形のスリット１
３を形成することによりその中央部に形成されている。

また固定接触子２に連続して固定接点１と反対側にアー
ク走行、板２ａを形成している。導電板１２の端部は電
源端子１４を設けている。

前記可動接触子４は回路しゃ断器の過大ＴＬ流を検出す
る検出部（図示せず）を介して負荷側端子（図示せず）
に接続される。また可動接触子４は回路しゃ断器の開閉
・トリップ機構（図示せず）のトリップ動作によりしゃ
断し、開閉・トリップ機構のセント状態でハンドル（図
示せず）により開閉される。

前記駆動コイル６は前記導電板１２の前記固定接点ｌの
両側部をＵ字に折曲することにより形成している。第４
図のように、固定接触子２および可動接触子４に矢印へ
の方向に電流が流れるとき、駆動コイル６間に中１の磁
束が発生する。この磁束Φ１が可動接触子４を流れる過
大電流に鎖交することにより可動接触子４は固定接触子
２から開離する方向にローレンツ力を受ける。このため
、第２図に示すように、過大電流が流れると瞬時に可動
接触子４が開離を始め、続いて開閉・トリップ機構が作
動して機械的に開極動作し第３図に示すようになる。ま
た可動接点３の開離により発生したアーク５も磁束φ１
が鎖交することにより電源端子１４側にローレンツ力を
受ける。このため、第２図および第３図に示すように、
アーク５が電ｔＡＸｉ子１４の方向に伸長する。

前記（ａ外体９は、０：す板７に切欠部１５を形成し、
切欠部１５を駆動コイル６に係合している。６イ支性体
９は鉄板等の金属板を実施例としている。前記絶縁体１
０は成形されたものをかしめや嵌合等の機械的手段で磁
性体９の内面に固定したり、また絶縁材料をコーティン
グや蒸着する等の熱、電気。

化学的手段で磁性体９に一体化している。そして、第３
図に示すように、消弧部１）に接近したアーク５の回り
に発生する磁束が磁性体９に集中して、磁性体９の側板
７間を通る磁束にアーク５が鎖交するため、第３図に示
すようにアーク５が背板８側に磁気吸引され、アーク５
が伸長することにより陽光柱の電圧が上昇してアーク電
圧が高まる。

またアーク５が背板８の内側の絶縁体１０に押付けられ
、これによりアーク５の熱が伝熱され冷却される。さら
に、絶縁体ｌＯはメラミン樹脂などを用いることにより
、アーク５により加熱されて発生する熱分解ガスである
水素ガスの熱伝導率が大きいため、アーク５を急冷する
。このため、アークの断面積が縮小し電流密度が高めら
れ吸引力が高められるとともに、アークの冷却効果によ
ってアーク電圧もさらに上昇する。

さらに、消弧部１）は第４図に示す磁束φ１の駆動コイ
ル６の外側を流れるΦ１′を磁性体９にバイパスさせて
おり、このバイパスにより、開離した可動接触子４およ
びアーク５がそのｔ■束に鎮交しないため、可動接触子
４を固定接触子２に接近する方向に駆動されることがな
く、またアーク５の伸長が阻害されることがない。

前記絶縁体１０の絶縁材料は、アークの熱などによって
熱分解する時に、水素ガスをできるだけ多量に発生する
材料が好ましい。表は各絶縁材料を窒素ガスの雰囲気中
で約１秒間高周波加熱した場合の水素ガスの発生量を示
すものである。

（以下余白） 分析方法はキューリポイントパイロライザを用いて熱分
解させたガスをガスクロマトグラフィに通して分析した
。試料量は０．１ｍｇ、熱分解温度は７６４℃、熱分解
雰囲気は窒素ガスである。分析条件はカラムがモレキエ
ラーシーブ−５Ａ、　カラム温度は５０℃、検出器は熱
伝導型検出器（ＴＣＤ）、試料気化室温度は１００°Ｃ
５検出器温度１００℃、キャリアガスは窒素ガスである
。

表より、メラミン樹脂は他の樹脂に比べて熱分解時の水
素発生量が多いことがわかる。したがって、前記絶縁体
１０にメラミン樹脂を用いる場合、絶縁体１０の熱分解
によって発生する水素ガスの発生量が多いため、アーク
５を効果的に冷却でき、より早く消弧することができる
。このため、簡単な構成により高いアーク電圧を得るこ
とができる。

なお、この発明の消弧装置において、絶縁体１０の背板
８側を細幅にすると紳幅内の圧力が高まりアーク５が圧
力消弧される作用が加わるのでさらに消弧性がよくなる
。

さらに、絶縁体１０の表面にアーク５に交差する１つま
たは複数の溝を形成することにより、アーク５は溝に交
差するように溝に沿って伸長するため、伸長効果により
アーク電圧をさらに高めることがきる。

〔発明の効果〕

この発明の消弧装置によれば、磁性体が駆動コイルの外
側を流れる磁束をバイパスするため開離した可動接触子
およびアークに鎖交しない。また略Ｕ字形の磁性体によ
りアークを吸引するため、吸引力が大きい。さらに駆動
コイルによりアークの駆動力が強くなるため、アークの
駆動が速やかになされる。しかも伸長したアークが絶縁
体に触れて熱伝導により冷却されるとともに、アークに
加熱されて！１！１８ｉ体より発生した熱分解ガスによ
りアークを冷却するため、アーク電圧を高めて消弧する
ことができる。このため、可動接触子の高速開極および
アークの伸長を促進するとともに、アーク吸引力が強く
、また消弧４Ａ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図はこの発明の一実施例の斜視図、第２図は開極直
後の状態を示す側面図、第３図は開極状態を示す断面図
、第４図は駆動コイルの動作原理を示す斜視図、第５図
は提案例の斜視図である。 １・・・固定接点、２・・・固定接触子、３・・・可動
接点、４・・・可動接触子、５・・・アーク、６・・・
駆動コイル、７・・・側板、８・・・背板、９・・・磁
性体、１０・・・絶縁体、１）・・・消弧部 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定接点を有する固定接触子と、この固定接触子
   に対向して前記固定接点に接離する可動接点を有する可
   動接触子と、前記固定接触子に直列に接続されるととも
   に前記固定接点および可動接点の接触状態の両側に配置
   されて前記可動接触子、可動接点および固定接点を流れ
   る過大電流に鎖交して前記可動接触子を前記固定接触子
   から離れる方向に駆動しかつ前記可動接点と固定接点と
   の間のアークを前記可動接点および固定接点の対向方向
   および前記可動接点および固定接点の接触状態の両側を
   結ぶ方向の双方と直角な方向に伸長駆動する磁束を発生
   する一対の駆動コイルと、これらの駆動コイルの前記可
   動接触子が開離する側に位置する一対の側板とこの一対
   の側板の前記固定接触子と反対側を連結しかつ前記可動
   接触子の開閉方向に交差する背板とで略Ｕ字形に形成さ
   れた磁性体を有するとともに前記磁性体の内面を被覆し
   て前記アークの熱により熱分解ガスを発生する絶縁体を
   有する消弧部とを備えた消弧装置。
2. （２）前記絶縁体の材料はメラミン樹脂である特許請求
   の範囲第（１）項記載の消弧装置。