JPH0574892B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は電極と負荷との間の電路を開閉する
ようにしてある高圧負荷開閉器に関するものであ
る。

（従来の技術） この種の高圧負荷開閉器にあつては電路を開閉
する場合に可動電極と固定電極との間でアークが
生じ、それらの電極の消耗を早める問題点があつ
た。

これを解決するために可動電極と固定電極との
間にアークを消すためのサイリスタを相互に逆並
列に接続することが試みられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし電路開放後もサイリスタは常時接続され
ているのでサイリスターには漏電電流が流れ、サ
イリスターが劣化し、ついには絶縁不良によりサ
イリスターの破壊を招く。また電路の開放状態に
あつても負荷の側で感電事故を起こす恐れが生じ
る等の問題点があつた。

この発明は上記従来の問題点を除く為のもの
で、上記固定電極と可動電極との間にアークが生
じ始めた時にはこれを直ちに素早く消し、その後
は固定電極と可動電極との間を完全に離反させよ
うとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本願発明の高圧負荷開閉器は、固定電極と、可
動電極と、可動電極の投入状態及び可動電極が固
定電極から離反する過程の初期の間において可動
電極に接触する位置に配置されている補助電極
と、上記固定電極と補助電極との間に相互に逆並
列に接続されているサイリスタと、上記投入状態
の可動電極を経由して構成される主回路に装着さ
れていて出力端は上記サイリスタを作動させる為
の上記サイリスタのゲートに連らなる変流器とを
備えたものである。

（作用） 開閉器における固定電極と可動電極とが離反し
かけてそこにアークが生じ始めた時、そのアーク
電圧によつて予め変流器の出力端からサイリスタ
のゲートにトリガー用の信号が加えられていたサ
イリスタが極めて早く導通させられる。その結
果、上記固定電極と可動電極との間は無電圧とな
りアークの発生が停止する。

（実施例） 以下本願の実施例の説明に必要な技術が示され
ている第１図について説明する。

第１図において、１は単相乃至三相の交流電
源、２は負荷、３は電源と負荷との間に介設した
高圧負荷開閉器を示す。これにおいて３ａは金属
等からなる密閉ケース、４は電源側端子、５は負
荷側端子、６はケース内に備えられた開閉部を示
し、周知の如く固定電極（固定接点）７とそれに
接離する可動電極（可動接点）８とからなる。次
に９，１０は高耐圧、大電流用のサイリスタで、
図示される如く逆並列に接続してあり、それらを
上記固定電極７と可動電極８との間に並列に接続
してある。９ａ，１０ａはトリガ端子（ゲート）
を示す。１１は電路５ａに装着した変流器（CT）
で、電路の電流を検出してパルス発生器１２に向
けて電気信号を発するようにしたものである。変
流器１１によつて検出した信号はパルス発生器１
２によりパルス信号に変換して上記サイリスタ
９，１０のゲートに加えるようにしたもので、電
路、つまり両電極間に電流が流れている場合は常
時ゲートに対し信号を与え続けるようになつてい
る。なお、上記においてパルス発生器１２は充電
式バツテリまたは別電源、例えば電源を降圧して
AC100Vで駆動させるようにしてもよい。

上記構成のものにあつては、開閉部６において
固定電極７と可動電極８とが接続された状態にお
いては、交流電源１からの交流電力はその開閉部
６を通つて負荷２に供給される（第４図のニ図の
波形参照）。

次に開閉部６を開放する時の動作を説明する。
可動電極８が手動操作により動かされて固定電極
７から離反し始めると、それらの間にアーク４０
が発生し始める。この間、第４図のホ図のように
変流器１１、パルス発生器１２からはサイリスタ
９，１０のトリガ端子９ａ，１０ａにトリガ信号
igを与え続けている。するとサイリスタ９及び１
０は、固定電極７と可動電極８との間のその時の
電気的な極性に応じて、その何れか一方が上記ア
ーク４０の発生によるアーク電圧によつて導通す
る（なおアーク電圧はアーク発生後、サイリスタ
の最低動作電圧にすぐ達する）。従つて端子４，
５の間においてはその導通した側のサイリスタに
よつて通電が行われ、固定電極７と可動電極８と
の間は無電圧となつて上記アークが消滅する。や
がて電源１の位相が0°又は180°となつて端子４，
５間が０ボルトになると、上記導通したサイリス
タ９又は１０はオフとなる。上記初期アークが消
されて上記のようにサイリスタがオフとなるまで
の間において周知の如く可動電極８は固定電極７
から充分に離間させられている為、上記サイリス
タ９又は１０がオフとなる事によつて端子４，５
間は電気的に完全に遮断され、負荷２への電源供
給が断たれる。尚上記サイリスタ９，１０には長
くても半波しか電流が流れない為、電流定格（容
量）の小さなもの（例えば30A・瞬時通電は
600A程度まで可能）で足りる。なお動作中の波
形は第４図のホ図参照 また、今とは逆に開放状態つまり、電路の開放
状態より閉路する場合は次のようになる。即ち図
示外の操作ハンドルを閉路すべく操作すると可動
電極８が逆に動いて固定電極７に接近するため両
者間ではアーク放電が発生し、アーク電流が流れ
る。するとこの電流は変流器１１で直ちに検出さ
れ、サイリスタ９，１０のゲートにはこのトリガ
ー用の信号が与えられる。同時に上記の如くサイ
リスタにはアーク電圧により電圧が印加されてい
るためサイリスタは点弧し、電流はサイリスタに
流れる。そして上記アーク電圧は時間の経過（可
動接点の固定接点に対する接近）とともになくな
り、電流は両電極間にのみ流れて通常の電路とな
る（第４図ヘ図の波形参照）。

次に第２図は本願の実施例を示すもので、変流
器１１を備えた開閉器の具体的構造を示すもので
ある。図において２１，２２はブツシングで、磁
器或いはエポキシ樹脂で形成される。２３は接続
端子４ｆに固定した導電材製の取付片で、これに
はサイリスタ９ｆ，１０ｆが取付けてある。尚サ
イリスタ９ｆと１０ｆは紙面と垂直な方向に並設
され、かつ、逆並列接続された状態で両電極７
ｆ，８ｆ間に並列に接続されている。上記サイリ
スタ９ｆにおいて、２４はアノード、２５はカソ
ードを示す。また両サイリスタのゲート（図示し
ない）にはパルス発生器からのトリガー用の信号
が与えられるように接続されている。１１ｆは固
定電極７ｆに可動電極８ｆを投入した状態におい
て構成される主回路５afに流れる電流を検出する
為に装着された変流器（CT）であり、この検出
した信号を変流器（CT）の出力端から図示外の
パルス発生器を経てサイリスタのゲートに対しト
リガー用の信号として継続的に与えるように連ね
てあり、装着状態は電源のブツシング２１の外周
にブツシングを貫通させる状態に装着してある。
２７は取付片２３に固定した絶縁材製の支持体
で、可動電極８ｆに弾力的に接触する補助接触片
２８が取付けてある。２９は接続片を示す。３０
はチユーリツプ形の固定電極７ｆに周設した引締
め用のコイルスプリングである。３１は図示外の
操作ハンドルに連らなる開閉用の操作軸で、開閉
用レバー３２が取付けてありレバー３２の矢印方
向への揺動によつて可動電極８ｆが矢印方向に直
線運動するようになつている。尚本例において
は、負荷側の接続端子５ｆとしてチユーリツプ形
のものが用いてあり、コイルスプリング３４によ
つて引き締められている。

上記構成のものにあつては、図示される如き投
入状態において電流は電源側端子４ｆ、固定電極
７ｆ、可動電極８ｆ、負荷側端子５ｆの主回路５
afに流れる。そして変流器１１ｆと図示外のパル
ス発生器から成るトリガー信号発生器からはトリ
ガー用の信号が上記サイリスタに常時流れてい
る。上記状態において、操作軸３１の開放操作に
より可動電極８ｆが図の状態から右方へ移動し始
め、先端３３が固定電極７ｆから離れると、先端
３３と固定電極７ｆとの間にアークが発生し始め
る。発生したアーク電圧はサイリスタがまだ固定
補助接触片２８を介して固定電極８ｆに接触して
いるためサイリスタに印加される。そしてその電
圧が最低動作電圧に達するとサイリスタは直ちに
オン状態となり、同サイリスタに電流は移行す
る。つまり、アーク電圧が発生した状態において
は主回路には依然としてアーク電流が流れている
ため、変流器１１ｆがこの電流を検出してゲート
にはトリガー用の信号を与え続けるため、上記の
如くアーク電圧がサイリスタの最低動作電圧に達
すると直ちに同サイリスタはオン状態となる。そ
して接続端子４ｆと可動電極８ｆとの間において
は取付片２３、サイリスタ９ｆ（又は１０ｆ）、接
続片２９、補助接触片２８を通る経路で通電がな
される。その結果、固定電極７ｆと可動電極８ｆ
の先端３３との間は無電圧となり、上記アークが
消滅する。やがて電源の位相が0°又は180°となる
とサイリスタ９ｆ（又は１０ｆ）はオフとなり、
接続端子４ｆ，５ｆ間の通電が遮断される。更に
引き続いて可動電極８ｆが右方へ移動することに
よりやがてその先端３３が補助接触片２８から離
れるが、その時には既にサイリスタ９ｆ（又は１
０ｆ）がオフとなつている為、先端３３が補助接
触片２８から離れてもそこでアークが生ずるよう
なことは無い。このようにして先端３３が想像線
で示される如き位置まで至ることにより、接続端
子４ｆ，５ｆ間は電気的、機械的に完全に開放さ
れた状態となる。

一方開閉器を投入する場合においては、可動電
極８ｆの先端３３が想像線で示される位置から左
方へ移動してくると先ず先端３３が補助接触片２
８に接触する。この場合、サイリスタはオフとな
つている為、何等の現象も生じない。やがて先端
３３が固定電極７ｆに極めて近接すると両者間に
おいて先行放電のアークが発生する。このアーク
の発生によつて主回路５af（両接点）には電流が
流れ、この電流は変流器１１によつて検出され、
検出された信号はサイリスタのゲートに対しトリ
ガー用の信号として継続的に与えられる。また同
時にアーク電圧がサイリスタに印加され、それが
最低動作電圧に達するとサイリスタは直ちにオン
状態となり電流はサイリスタに移行する。そして
可動電極８ｆが更に左方に動いて先端３３が固定
電極７ｆに完全に接触すると極間電圧が０とな
り、サイリスタに流れる電流がその保持電流以下
となつてサイリスタはオフ状態となる。この状態
において、電流は電源側端子４ｆ、固定電極７
ｆ、可動電極８ｆ、負荷側端子５ｆの主回路に流
れる状態となる。

なお、機能上前図のものと同一又は均等構成と
考えられる部分には、前図と同一の符号にアルフ
アベツトのｆを付して重複する説明を省略した。
（また次図のものにおいても、同様の考えでアル
フアベツトのｅを付して、重複する説明を省略す
る。） 次に、第３図は固定接点７ｅと可動接点８ｅと
さらには固定補助接触片２８ｅからなるジスコン
部の異なつた他の例を示したもので、第２図にお
いては可動電極が棒状に形成されているのに対し
て第３図のものは可動接点がブレード形になつて
いることが相違する。つまり、電路を開放する場
合にイ図の状態から可動接点８ｅが動くと、これ
はロ図の如く固定接点７ｅから離間し、その後は
固定接触片２８ｅにだけ一時的に接触し、さらに
同可動接点が動くとハ図の如く同接触片から離脱
してサイリスタ９ｅは電路から完全に切り離され
るようになつている。

（発明の効果） 以上のように本発明にあつては、高圧負荷開閉
器３ｆにおける可動電極８ｆと固定電極７ｆとを
電源から負荷への電路の遮断の為に離反させる場
合、それら両電極間でアークが生じかけても、予
め上記両電極間に接続しておいたサイリスタ９
ｆ，１０ｆを導通させて上記両電極間の上記アー
クを消して上記可動電極８ｆ及び固定電極７ｆの
消耗を防止できる効果がある。

また上記両電極の開離時、電源電圧の極性が正
負のいずれであつても上記のごとく逆並列のサイ
リスタ９ｆ，１０ｆが両電極に対し並列に接続さ
れているため、両電極間の開離動作とも相まつて
半サイクル以下で確実に消弧でき、上記電極の消
耗をより一層少なくする上に効果がある。

その上、上記の場合、上記可動電極８ｆと固定
電極７ｆを通る電流があるときには、高い信頼性
を有する変流器１１ｆによつて確実に電流を検出
することができ、上記のサイリスタ９ｆ，１０ｆ
にトリガー用の信号が加わるようにしてあるた
め、可動と固定の両電極間７ｆ，８ｆでアーク電
流が生ずると直ちに極めて早くサイリスタ９ｆ，
１０ｆが導通するから、アークの発生時に対して
サイリスタ９ｆ，１０ｆの導通による消弧作用の
逐行がぴつたりと電気的に同期して、消弧の確実
性を高め、極めて高い信頼度のもとに上記の効果
が得られる。

その上、上記初期アークの消弧は固定電極７ｆ
から可動電極８ｆを上記電路の遮断の為に離反さ
せる過程において行えるものであり、消弧目的達
成後は上記固定電極７ｆから可動電極８ｆを上記
電路の遮断の為に離反させる行為を続行させるこ
とにより、可動電極８ｆを固定電極７ｆから遠く
離すと共にサイリスタ９ｆ，１０ｆの一端となる
補助接触片２８を開放でき、これによりサイリス
タ９ｆ，１０ｆの一端は完全に切離される。従つ
てサイリスタ９ｆ，１０ｆを利用して初期アーク
の消弧ができるものであつても従来品のようなサ
イリスタ９ｆ，１０ｆの配設に基づく感電事故は
防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は電源と負荷との間の接続回路のブロツ
ク図、第２図は高圧負荷開閉器の縦断面図、第３
図のイ，ロ，ハの図はジスコン部の異なる例を示
す動作説明図、第４図のニ，ホ，ヘの図は夫々波
形図。 １……電源、２……負荷、５af……主回路、７
ｆ……固定電極、８ｆ……可動電極、９ｆ，１０
ｆ……サイリスタ、１１ｆ……変流器、２８……
補助電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固定電極と、可動電極と、可動電極の投入状
   態及び可動電極が固定電極から離反する過程の初
   期の間において可動電極に接触する位置に配置さ
   れている補助電極と、上記固定電極と補助電極と
   の間に相互に逆並列に接続されているサイリスタ
   と、上記投入状態の可動電極を経由して構成され
   る主回路に装着されていて出力端は上記サイリス
   タを作動させる為の上記サイリスタのゲートに連
   らなる変流器とを備えたことを特徴とする高圧負
   荷開閉器。