JPH0132255Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はダイオードを組み込んだ開閉器の改良
に関し、特に、補助接点に直列にダイオードを挿
入して極めて短い時限でアークを遮断するダイオ
ード開閉器に関する。

従来より、良好な遮断性能を有した開閉器とし
て、真空開閉器やガス開閉器が存在する。しか
し、この種の開閉器は真空の維持とガス漏洩を防
止する必要性があつて、構成上、特別の気密設計
が要求されると共に装置の保守にも細心の配慮が
必要になる。一方、気中開閉器では、消弧室が使
用されているため、遮断電流の巾に制限が生じ、
更に、大電流の遮断に不安が残されている。ま
た、アークサイクルも1.5サイクル程度になつて、
接点および消弧室の損傷が大になり、遮断回数に
限度が生じる欠点を有している。

これらの問題点を解決するために提案されたも
のとして、例えば同一出願人によつて出願された
実願昭53−145617号がある。第１図は、一点切り
構成の開閉器の一般的構成を示し、第２図が、上
記出願で開示された一点切り構成の開閉器を示
し、第３図がその動作を示している。

第１図において、全体が外箱１に収納されてお
り、線路に接続される主回路端子２および２ａが
ブツシング３および３ａに支持されて外箱１より
突出している。ブツシング３には固定接点部４が
設けられており、これと開閉運動を行う可動接点
部５が連動シヤフト６に支持された回転碍子７に
設けられており、可動接点部５が可撓導体８を介
して主回路端子２ａに接続されている。

第２図における開閉器において、ブツシング３
の中を通る主回路端子２には固定主接点４１と固
定補助接点４２とが並列に接続されており、その
間に隔壁４３が設けられ、固定補助接点４２と直
列にダイオード４４が挿入されている。一方、回
転碍子には可撓導体８と接続された可動主接点５
１および可動補助接点５２が設けられている。

以上の構成において、回転碍子の動きによつ
て、補助接点は主接点より所定の時限だけ遅れて
開極および閉極するタイミングを有して動作する
が、このようなタイミングを有する開閉器につい
ては、同一出願人によつて出願された実願昭53−
68882号にその構成が開示されている。

第３図は以上の開閉器の動作を説明するもの
で、最上部にはこの開閉器を含む交流回路におけ
る電圧ｖと電流ｉの関係を示しており、(1)〜(4)に
かけて、開閉器の動作と電流ｉとの関係を示して
いる。(1)はt₀において主接点が開極し、t₁におい
て補助接点が開極する場合であり、t₀において
は、電流ｉが矢印方向に流れていてダイオードの
導通方向と同一であり、従つて、補助接点を介し
て電流が流れるため、主接点間にアークは発生し
ない。次いで、電流ｉの方向が逆転すると、主接
点は開極後0.5サイクル経過して充分な絶縁特性
を有する距離まで開極しているため、そこにアー
クの発生はなく、また、ダイオードの導通方向も
逆であるため、補助接点にも電流は流れない。主
接点より約１サイクル以上遅れたt₁において補助
接点が開極すると、電流ｉの方向がダイオードの
導通方向と同一であるため、補助接点に斜線で示
されるようにアークが発生するが、電流が逆転す
るとダイオードの存在によつてアークが完全に遮
断される。

以下、(2)より(4)において、それぞれ、主接点が
t₂，t₄，t₆で開極し、略１サイクル遅れて、補助
接点がt₃，t₅，t₇で開極する場合を示している。
何れの場合も、アークの発生は斜線で示されるよ
うに、略0.5サイクル以下であり、(2)の場合のよ
うに再発弧しても直ちにその遮断が可能である。

本考案は上記開閉器を改良したものであり、そ
の目的は、電流遮断をより確実に行い、かつ、ダ
イオードに負担をかけない１点切り構成の開閉器
を提供するにある。

すなわち、本考案によるダイオード開閉器によ
れば、アーキング現象の影響を受けないように、
隔壁により３分割に仕切られて並列に設けられた
主接点、第１の補助接点および第２の補助接点を
有し、該第１および第２の補助接点は、それぞれ
接続方向が反対方向になるように直列に挿入され
たダイオードを有すると共に、前記主接点より所
定の時限だけ遅延した開極および開極特性を有
し、前記主接点は0.5サイクル以下で、充分な絶
縁特性を有する距離まで開極するように構成され
ている。

そして、本考案の一実施態様によれば、前記所
定の遅延時限は0.5サイクル以上になるように構
成されている。

以下、添付図面を参照して本考案の実施例を詳
細に説明する。

第４図はロータリ式の１点切り構成の開閉器を
示している。第４図の開閉器と先に説明した第１
図の開閉器との相違は、固定接点部を主接点４１
と補助接点４２に、また、可動接点部を主接点５
１と補助接点５２に明確に分けて構成している
が、その他の構成は同一符号で示されている。

第５図および第６図は本考案の一実施例による
１点切り構成の開閉器を示し、第５図および第６
図は電気的構成および機械的構成をそれぞれ示し
ている。即ち、主回路端子２には固定主接点４
１、固定補助接点４２および４２′が並列に接続
されており、各接点間、即ち、主接点４１，５１
と補助接点４２′，５２′との間と、補助接点４
２′，５２′と補助接点４２，５２との間に、開極
距離より大なる長さの隔壁４３および４３′が設
けられ、アークが他の接点へ移行するのを防止し
ている。かつ接続方向が反対となるようにダイオ
ード４４および４４′が挿入されている。一方、
回転碍子には可撓導体８と接続された可動主接点
５１、可動補助接点５２および５２′が設けられ
ている。また、開極および閉極操作においては、
前述したように、補助接点が主接点より0.5サイ
クル以上遅延して動作するように構成されてい
る。この構成は第４図より第６図には図示されて
いないが、例えば、前述した実願昭53−68882号
の明細書および図面に示されているように、回転
碍子に開閉用の金具を固定し、この金具と主可動
接点の間に伸張ばねを配置し、投入時は回転碍子
の回転により金具が伸張ばねを介して主可動接点
を押して補助接点より先に投入する。主接点が投
入されると主接点の動きが止まり、伸張ばねが圧
縮され、金具に設けられている第１の突起が可動
補助接点と係合し、回転碍子の継続した回転によ
り補助接点を投入する。このとき金具に設けられ
ている第２の突起が主可動接点を押して投入状態
を安定させる。一方、開放時は回転碍子および金
具が反対方向に回転し、伸張ばねの圧縮が解かれ
ると、金具に設けられている第３の突起が主可動
接点と係合し、主接点を補助接点より先に開放す
る。更に、回転碍子および金具の回転が継続する
と、それに伴つて補助接点が開放する。このよう
にして可動補助接点５２，５２′が可動主接点５
１より遅れて開放し、また、可動主接点５１が可
動補助接点５２，５２′より早く投入される。

次に、第７図により、本考案による開閉器の動
作を説明する。

その最上部には、開閉器を含む回路の電圧ｖと
電流ｉの波形が示されている。また、(1)〜(3)にお
いて、開閉器の動作と電流ｉとの関係が示されて
いる。(1)はt₀において主接点４１，５１が開極
し、t₁において補助接点が開極する場合である。
t₀においては電流ｉが矢印方向に流れていて、ダ
イオード４４の導通方向と同一であり、従つて、
補助接点４２，５２を介して電流が流れるため、
主接点４１，５１間にアークは発生しない。次い
で、電流ｉの方向が逆転しても、補助接点４２，
５２および４２′，５２′が開極前（t₁以前）であ
れば、電流ｉは補助接点４２′，５２′およびダイ
オード４４′を介して流れるので、主接点４１，
５１間が充分な絶縁特性を有する距離に達してい
なくても、主接点４１，５１間にアークは発生し
ない。t₀から0.5サイクル経過すると主接点４１，
５１間は充分な絶縁特性を有する距離まで開極し
ているため、t₁において補助接点が開極しても主
接点４１，５１間にはアークの発生はない。この
とき、補助接点４２′，５２′間に斜線で示すアー
クが発生するが、電流ｉが逆転すると補助接点４
２′，５２′間のアークはダイオード４４′の存在
によつて完全に遮断される。また、補助接点４
２，５２間にアークが発生することもない。更
に、補助接点４２′，５２′間に発生したアークは
隔壁４３および４３′によつて遮断されているた
め、補助接点４２，５２および主接点４１，５１
に移行することはない。

(2)はt₂において主接点４１，５１が開極し、t₃
において補助接点が開極する場合である。t₂にお
いては電流ｉが矢印方向に流れていて、ダイオー
ド４４′の導通方向と同一であり、従つて、補助
接点４２′，５２′を介して電流が流れるため、主
接点４１，５１間にはアークは発生しない。次い
で、電流ｉの方向が逆転しても、補助接点４２，
５２および４２′，５２′が開極前（t₃以前）であ
れば、電流ｉは補助接点４２，５２およびダイオ
ード４４を介して流れるので、主接点４１，５１
間にアークは発生しない。t₂から0.5サイクル経
過すると主接点４１，５１間は充分な絶縁特性を
有する距離まで開極しているため、t₃において補
助接点が開極しても主接点４１，５１間にはアー
クの発生はない。このとき、補助接点４２，５２
間に斜線で示すアークが発生するが、電流ｉが逆
転すると、そのアークもダイオード４４の存在に
よつて完全に遮断される。また、補助接点４２，
５２間に発生したアークは隔壁４３によつて遮断
されているため、補助接点４２′，５２′に移行す
ることはない。

(3)はt₄において主接点４１，５１が開極し、t₅
において補助接点が開極する場合であるが、t₅以
降において、補助接点４２，５２間に発生するア
ークの量が(2)の場合と異なるだけで、電流ｉが完
全に遮断されるまでの過程は(2)における動作と同
じである。上記説明は、主接点４１，５１より補
助接点４２，５２および４２′，５２′を遅れるよ
うにして開極した場合について行われたが、主接
点４１，５１を補助接点４２，５２および４２′，
５２′より早く閉極する場合については、次のよ
うに考えることができる。その投入動作は実願昭
53−68882号を援用して前に述べた通りであるが、
投入時は開放時と違つてアークを懸念する必要が
ないので、換言すれば、投入時はアークを殆んど
無視して良く、従つて接点の損傷が生じないの
で、主接点を先に投入し、遅れて補助接点を投入
する。従つて、事故時の大電流投入を行つても主
接点が先に投入されるため、補助接点のダイオー
ドに事故電流が流れることがなくなり、容量不足
によるダイオードの破壊は生じない。同時に、事
故時は線路電圧が低下するため、主接点の投入過
程におけるアークはこの場合も問題にする必要は
ない。

以上説明したように、本考案による開閉器によ
れば、電流遮断は主接点の開極後約0.5サイクル
で確実に行われる。またアークも0.5サイクル以
下しか発生しないのでダイオードの容量は小さい
もので良く、逆耐電圧特性だけが要求されること
により、安価な開閉器を容易に実現できる。更
に、各接点間に開極距離より大なる長さの隔壁を
設けたため、次の0.5サイクルの次元において他
の補助接点、もしくは主接点へアークが移行する
のを確実に防止することができる。

また、開閉器接点の可動部を回転させるために
ロータリ式機構を採用して説明したが、本考案は
これに限定するものではなく、他の方式、例え
ば、スライド式を使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はロータリー式開閉器の一般的構成説明
図である。第２図は１点開閉器の構成説明図であ
る。第３図は第２図の構成をなす開閉器の動作説
明図である。第４図はロータリ式開閉器の一般的
構成説明図である。第５図は本考案の一実施例に
よる開閉器の電気的構成説明図である。第６図は
本考案の一実施例による開閉器の機械的構成説明
図である。第７図は本考案の一実施例による開閉
器の動作説明図である。 符号の設明、１……外箱、２，２ａ……主回路
端子、３，３ａ……ブツシング、４……固定接点
部、５……可動接点部、６……連動シヤフト、７
……回転碍子、８……可撓導体、４１……固定主
接点、４２，４２′……固定補助接点、４３，４
３′……隔壁、４４，４４′……ダイオード、５１
……可動主接点、５２，５２′……可動補助接点。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一つの主固定接点と一つの主可動接点より成る
   一つの主接点と、一対の補助固定接点と前記主可
   動接点と共通の可動部材で支持された一対の補助
   可動接点より成る並列に設けられた一対の補助接
   点を有し、 前記一対の補助固定接点は、 (a) 導通方向が逆のダイオードにそれぞれ接続さ
   れ、 (b) 開放時に前記主接点が開放してから0.5サイ
   クル以上遅れて前記一対の補助接点が同時に開
   放するように前記主固定接点より開放方向側に
   ずれて位置し、 (c) 開放時に前記一対の補助可動接点の一つとの
   間で発生するアークの長さより大なる長さの隔
   壁によつて仕切られており、 前記一つの主接点は、 (a) 前記0.5サイクル以上の時間が経過したとき
   前記一つの主固定接点と前記一つの主可動接点
   は充分な絶縁特性を有する距離まで開極する構
   成を有し、 (b) 前記アークの長さより大なる長さの隔壁によ
   つて前記一対の補助接点と仕切られており、 前記一対の補助接点中の一つの補助接点は前記
   0.5サイクル以上の時間が経過したとき遅くとも
   その後に発生する電流零点において確実にアーク
   を遮断する構成を有することを特徴とするダイオ
   ード開閉器。