JPH05334941A - 消弧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】消弧性能を上げて気中遮断器の開閉寿命を延ば
す。 【構成】絶縁板１Ａ，１Ｂの中間部に、下部グリッド板
２を平行に配置する。この下部グリッド板２の上方に、
波形状グリッド板３を放射状に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気中遮断器に組み込ま
れる消弧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の定格電圧AC460Vの低圧気
中遮断器に組み込まれる消弧装置の縦断面図である。

【０００３】図６において、消弧材料で製作された一対
の絶縁板21の間には、縦横に形成された複数の溝のう
ち、両端の縦の溝に、絶縁材料で製作された長方形の側
面バリヤ７Ａ，７Ｂが挾持されている。これらのバリヤ
７Ａ，７Ｂの間には、軟鋼板で製作された短冊状のグリ
ッド板22ｂと、このグリッド板22ｂよりもわずかに短い
グリッド板22ｃが交互に放射状に挾持されている。この
うち、左端のグリッド板22ｃの内側には、略Ｌ字形に成
形されたグリッド板22ｄが配置され、グリッド板22ｃの
外側と右端のグリッド板22ｂの外側には、長いグリッド
板22ａが配置され、これらのグリッド板22ａ，22ｂ，22
ｃ，22ｄでグリッド板22を構成している。このグリッド
板22の上方には、短冊状の上部固定スリット板６Ａが横
に配置され、この上部固定スリット板６Ａには、図示し
ない複数の溝が紙面と直交方向にあらかじめ形成されて
いる。

【０００４】一対の絶縁板21には、左右の上下に締付穴
21ａが形成され、これらの締付穴２１ａには、軟鋼製の
スタッド１１が挿入され、一対の絶縁板21はスタッド11
で互いに締め付けられるとともに、各絶縁板21を介して
バリヤ７Ａ，７Ｂ、上部固定スリット板６Ａとグリッド
板22を挾持している。

【０００５】このように構成された消弧装置において
は、右側のグリッド板22ａの下方に位置する気中遮断器
の図示しない固定接点と、グリッド板22ｄの下方に位置
する図示しない可動接点が開極して、両接点間にアーク
４Ａが発生すると、このアーク４Ａは、矢印Ｇ１，Ｇ２
に示すように上方に駆動され、各グリッド板22ａ，22
ｂ，22ｃ，22ｄの間に送り込まれて冷却され、アーク長
が伸び、アーク電圧が上昇して消弧される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された消弧装置においては、この消弧装置が組み込
まれた気中遮断器を、例えば下水道の浄化設備のポンプ
の駆動用として使用するユーザにおいては、負荷側に接
続された誘導電動機の起動・停止の頻度に耐えるため
に、従来の気中遮断器の開閉寿命よりも更に寿命が長い
気中遮断器が要望され、そのため、消弧性能が優れ接点
の消耗を減らすことができる消弧装置が要望されてい
る。そこで、本発明の目的は、消弧性能を上げ、気中遮
断器の開閉寿命を延ばすことのできる消弧装置を得るこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の絶縁板
の間に、複数のグリッド板が挾持された消弧装置におい
て、グリッド板を、一対の絶縁板の中間部に平行に配列
された下部グリッド板と、この下部グリッド板の上部に
放射状に配置された波形状グリッド板で構成したことを
特徴とする。

【０００８】

【作用】下部グリッド板から波形状グリッド板に移行し
たアークは、波形状グリッド板の上端の波形状凸部でア
ークの脚が固定された状態で引き伸ばされる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の消弧装置の一実施例を図面を
参照して説明する。図１は、本発明の消弧装置を示す分
解斜視図、図２は同じく部分分解斜視図、図３は同じく
縦断面図で図６に対応する図である。

【００１０】図１，図２及び図３において、一対の絶縁
板１Ａ，１Ｂの中央部には、図３に示すように平行な複
数の下部グリッド溝１ｂが成形用の型で形成され、これ
らのグリッド溝１ｂの図１，図３において左端には、Ｌ
字形の下部グリッド溝１ｃ１が形成され、グリッド溝１
ｂの右端には、グリッド溝１ｂよりも長いグリッド溝１
ｃ２が形成されている。

【００１１】このうち、グリッド溝１ｃ１の左側には、
下部グリッド溝１ｂに平行で長い側面バリヤ溝１ａ１が
形成され、グリッド溝１ｃ２の右側には、下端の位置が
下部グリッド溝１ｂと同位置で上半が絶縁板１Ｂの上端
に達する側面バリヤ溝１ａ２が形成されている。

【００１２】各下部グリッド溝１ｂの上方には、この各
下部グリッド溝１ｂの上端とわずかな間隙を形成して上
部グリッド溝１ａが放射状に形成されている。絶縁板１
Ｂの上端やや下方には、絶縁板１Ｂの上端面と平行に上
部固定溝１ｄが形成され、この上部固定溝１ｄの下方に
は、この上部固定溝１ｄと平行、かつ、同一長さの下部
固定溝１ｅが形成され、これらの上部固定溝１ｄと下部
固定溝１ｅは、各上部グリッド溝１ａと交差している。

【００１３】このうち、下部グリッド溝１ｂには、図１
に示す短い下部グリッド板２ａが挿入されて両側の絶縁
板１Ａ，１Ｂに挾持され、同じく、グリッド溝１ｃ１に
は、Ｌ字形のグリッド板２ｂが、グリッド溝１ｃ２には
長いグリッド板２ｃが挿入され、両側の絶縁板１Ａ，１
Ｂで挾持されている。

【００１４】図３において、左端のバリヤ溝１ａ１に
は、絶縁材料で製作された、図１，図２で示す略逆凸字
状の側面バリヤ７Ａが挿入され、右端のバリヤ溝１ａ２
には、同じく絶縁材料で製作された長方形の側面バリヤ
７Ｂが挿入されている。一方、上部グリッド溝１ａに
は、図１，図２で示すように、中間部が波形に折り曲げ
られた波形状グリッド板３がそれぞれ挿入されている。
上部固定溝１ｄには、図１，図２で示すように、長円形
の複数の溝６ａが平行に形成された上部固定スリット板
６Ａが挿入され、同じく、下部固定溝１ｅには、上部固
定スリット板６Ａと同形状でやや短い下部固定スリット
板６Ｂが挿入され、左右の絶縁板１Ａ，１Ｂで挾持され
ている。

【００１５】絶縁板１Ｂの図３において左端下部には、
短いバリヤサポート溝１ｆが形成され、このバリヤサポ
ート溝１ｆには、図１及び図２で示す略Ｕ字形のバリヤ
サポート８が横から挿入され、絶縁板１Ｂの下部には、
耐アーク材料板で製作された略逆凸字状の下部平板グリ
ッド固定バリヤ９が、絶縁板１Ｂの右側上下と左側上部
には、従来と同様に締付穴１ｇが設けられ、両側の絶縁
板１Ａ，１Ｂは、各締付穴１ｇに挿入されたスタッド11
と小ねじ12で締め付けられている。

【００１６】このように構成された消弧装置は、気中遮
断器に設けられた固定接触子５Ａの上方にグリッド板２
ｃの下端が、可動接触子５Ｂの上方にグリッド板２ｂの
下端が位置するように、気中遮断器に組み込まれる。こ
の気中遮断器の固定接触子５Ａには、上部主回路導体10
Ａの一端が接続され、可動接触子５Ｂには、可撓導線を
介して下部主回路導体10Ｂの一端が接続され、これらの
上部主回路導体10Ａと下部主回路導体10Ｂの他端は、こ
の気中遮断器の外部接続用の端子部となっている。次
に、このように構成された消弧装置の作用を説明する。

【００１７】気中遮断器が回路に発生した短絡などの事
故電流を遮断するときに固定接触子５Ａと可動接触子５
Ｂの間に発生したアーク４Ａは、接点開極動作とともに
伸ばされ、主回路導体10Ａ，10Ｂで形成された閉ループ
の電路で生じる電磁力により図３の矢印４Ｂに示すよう
に消弧装置内の下部平板グリッド板１ｂ，１ｃ２に転移
し、更に、図３の矢印４Ｃに示すように波形状グリッド
板３の方向へと伸ばされ、波形状グリッド板３へと移行
する。

【００１８】このように、絶縁板１Ａ，１Ｂの内側の上
部に波形状グリッド板３を配置し、絶縁板１Ａ，１Ｂの
下部に下部平板グリッド板１ｂ，１ｃ，１ｃ２を配置す
ることにより、上方に移行するアーク４Ａは、下部平板
グリッド板１ｂ，１ｃ１，１ｃ２から波形状グリッド板
３に移行するとき、陰極点降下作用により冷却される。

【００１９】また、図１，図２及び図３の部分拡大斜視
図を示す図４に示すように、波形状グリッド板３の間を
流れるアーク４Ｃで発生する磁界の磁束Ｅによって任意
の位置にあるアーク４Ｃは、波形状グリッド板３のＶ字
形形状部の頂点に矢印Ｃ，Ｄのように一様に等しい力を
受ける（ビオサバールの法則より）。

【００２０】さらに、波形状グリッド板３の両側に形成
された凸部の頂点で発生する磁束Ｅのうち、頂点の鉄板
を貫く磁束量が増え、上記理由によりアーク４Ｃは、ア
ークの脚が移動することなく、各頂点に収束しやすくな
る。

【００２１】したがって、遮断時に発生したアーク４Ａ
は、２段構成のグリッド配置により、陰極点降下による
冷却作用と波形状グリッド板３によりアークの脚が固定
された状態で図４の矢印Ｆで示すように上方に引き伸ば
され、アーク抵抗が増え、アーク電圧が上昇して、短時
間に消弧する。周知のように、アーク抵抗とアークの伸
延作用の相関関係は、次式のように表される。 Ｒａ＝ρ・Ｌ／Ａ …(1) ただし、Ｒａはアーク抵抗、ρは比例定数、Ｌはアーク
長、Ａはアークの断面積である。この式(1) からも明ら
かなように、アークを収束させて絞り込むことにより、
断面積Ａを減らし、伸延されたアークはそのアーク長Ｌ
を増やすことで、アーク抵抗Ｒａが高められることがわ
かる。

【００２２】しかも、図１で示すように、３箇所の固定
用のスタッド11により、絶縁板１Ａ，１Ｂの間に、絶縁
板１Ａ，１Ｂに形成された上部グリッド溝１ａ，下部グ
リッド溝１ｂ，上部固定溝１ｄ及び下部固定溝１ｅに対
して波形状グリッド板３，下部平板グリッド板２ａ，側
面バリヤ７Ａ，７Ｂと下部平板グリッド固定バリヤ９，
バリヤサポート８，上下部固定スリット板６Ａ，６Ｂを
内側の下部平板グリッド固定バリヤ９から先に順序よく
挿入することにより、簡単にしかも短時間で組立でき
る。

【００２３】このように、気中遮断器の開路時に電極間
に発生するアークは、２段配置構成グリッドにより、十
分な伸延経路が確保され、更に、上部に配置したグリッ
ドを波形状とすることにより、伸延するアークを収束さ
せ絞り込んでアーク抵抗を上げることができる。

【００２４】しかも、一定の手順で組立されることによ
り、容易に組み立てることができ、品質、性能が一定の
消弧装置を得ることができる。このように、本発明の消
弧装置は、 (1)グリッド板の２段配置構成により、発生
したアークを冷却する陰極点降下の箇所を増やすことが
でき、アークの冷却を促進し、消弧能力を上げることが
できる。 (2)２段配置構成の上部グリッド板を波形状と
することによって、グリッド板の上方で引き伸ばされた
アークを収束させ、アーク抵抗を高めることができ、ア
ーク電圧を上昇させて短時間にアークを消弧し、主接点
の消耗を減らすことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上、本発明によれば、一対の絶縁板の
間に、複数のグリッド板が挾持された消弧装置におい
て、グリッド板を、一対の絶縁板の中間部に平行に配列
された下部グリッド板と、この下部グリッド板の上部に
放射状に配置された波形状グリッド板で構成すること
で、下部グリッド板から波形状グリッド板に移行したア
ークを、波形状グリッド板の上端の波形状凸部でアーク
の脚が固定された状態で引き伸ばしたので、消弧性能を
上げ、気中遮断器の開閉寿命を延ばすことのできる消弧
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の消弧装置の一実施例を示す分解斜視
図。

【図２】本発明の消弧装置の一実施例を示す一部分解斜
視図。

【図３】本発明の消弧装置の一実施例を示す縦断面図。

【図４】本発明の消弧装置の作用を示す要部拡大詳細斜
視図。

【図５】本発明の消弧装置の作用を示す要部拡大詳細平
面図。

【図６】従来の消弧装置の一例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ…絶縁板、２…下部グリッド板、３…波形状
グリッド板、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…アーク、５Ａ…
固定接触子、５Ｂ…可動接触子、６Ａ…上部固定スリッ
ト板、６Ｂ…下部固定スリット板、７Ａ，７Ｂ…側面バ
リヤ、８…バリヤサポート、９…下部平板グリッド固定
バリヤ、11…スタッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の絶縁板の間に、複数のグリッド板
   が挾持された消弧装置において、前記グリッド板を、前
   記一対の絶縁板の中間部に平行に配列された下部グリッ
   ド板と、この下部グリッド板の上部に放射状に配置され
   た波形状グリッド板で構成したことを特徴とする消弧装
   置。