JPH1070830A - 回路遮断器 - Google Patents
回路遮断器Info
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- JPH1070830A JPH1070830A JP9147303A JP14730397A JPH1070830A JP H1070830 A JPH1070830 A JP H1070830A JP 9147303 A JP9147303 A JP 9147303A JP 14730397 A JP14730397 A JP 14730397A JP H1070830 A JPH1070830 A JP H1070830A
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 18
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/02—Details
- H02H3/025—Disconnection after limiting, e.g. when limiting is not sufficient or for facilitating disconnection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
- H02H9/026—Current limitation using PTC resistors, i.e. resistors with a large positive temperature coefficient
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Breakers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 限流ポリマー素子と並列に接続される分路抵
抗として引外しコイルを用いる回路遮断器を提供する。 【解決手段】 ソレノイド（34）から成る引外しユニッ
トは、回路遮断器の接点（36）に直列接続された限流ポ
リマー素子（32）と並列に接続されて、限流ポリマー素
子の分路抵抗として機能し、短絡故障により限流ポリマ
ー素子がその高抵抗状態に移行すると、付勢されて接点
を開くことにより、回路遮断器を引外す。ソレノイド
（34）は特に抵抗線を巻いて形成したものが良い。
抗として引外しコイルを用いる回路遮断器を提供する。 【解決手段】 ソレノイド（34）から成る引外しユニッ
トは、回路遮断器の接点（36）に直列接続された限流ポ
リマー素子（32）と並列に接続されて、限流ポリマー素
子の分路抵抗として機能し、短絡故障により限流ポリマ
ー素子がその高抵抗状態に移行すると、付勢されて接点
を開くことにより、回路遮断器を引外す。ソレノイド
（34）は特に抵抗線を巻いて形成したものが良い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、過電流回路保護装
置、例えば回路遮断器に関し、特に、限流作用を発揮す
る回路遮断器、即ち、短絡故障電流のピーク通過電流
を、負荷を損傷させない値に制限する回路遮断器に関す
る。
置、例えば回路遮断器に関し、特に、限流作用を発揮す
る回路遮断器、即ち、短絡故障電流のピーク通過電流
を、負荷を損傷させない値に制限する回路遮断器に関す
る。
【０００２】
【発明の背景】回路遮断器中を流れる故障電流を制限す
るために回路遮断器内に正の温度係数（以下、「ＰＴ
Ｃ」と略記する場合がある）を有する抵抗素子を用いる
ことが知られている。限流ポリマー（以下、「ＣＬＰ」
と略記する場合がある）材料は、ＰＴＣ特性を示す。Ｃ
ＬＰ材料は、回路遮断器の接点に回路接続されると、回
路遮断器を流れる故障電流が発生させる熱に応答してＣ
ＬＰ素子の電気抵抗を実質的に増大させる。その抵抗は
約１００倍に増大してＣＬＰ素子を通る電流の流れを十
分に減少させることができる。ＣＬＰ材料だけでは故障
電流のエネルギーを全て吸収できない場合があるため、
分路抵抗をＣＬＰ素子と並列接続することも知られてい
る。ＣＬＰ素子の抵抗が変化すると、電流がＣＬＰ素子
から並列接続の分路抵抗にシフトし、この分路抵抗にエ
ネルギーの一部が吸収されるため、回路遮断器が電流を
遮断して通過電流及びエネルギーを低くするのを助け
る。
るために回路遮断器内に正の温度係数（以下、「ＰＴ
Ｃ」と略記する場合がある）を有する抵抗素子を用いる
ことが知られている。限流ポリマー（以下、「ＣＬＰ」
と略記する場合がある）材料は、ＰＴＣ特性を示す。Ｃ
ＬＰ材料は、回路遮断器の接点に回路接続されると、回
路遮断器を流れる故障電流が発生させる熱に応答してＣ
ＬＰ素子の電気抵抗を実質的に増大させる。その抵抗は
約１００倍に増大してＣＬＰ素子を通る電流の流れを十
分に減少させることができる。ＣＬＰ材料だけでは故障
電流のエネルギーを全て吸収できない場合があるため、
分路抵抗をＣＬＰ素子と並列接続することも知られてい
る。ＣＬＰ素子の抵抗が変化すると、電流がＣＬＰ素子
から並列接続の分路抵抗にシフトし、この分路抵抗にエ
ネルギーの一部が吸収されるため、回路遮断器が電流を
遮断して通過電流及びエネルギーを低くするのを助け
る。
【０００３】
【発明の概要】本発明は、限流ポリマーと分路抵抗の並
列接続体が回路遮断器の接点と直列接続された限流回路
遮断器であって、分路抵抗がソレノイド引外し素子から
成ることを特徴とする限流回路遮断器を提供する。本発
明は、部品点数を減らし、遮断器ハウジング内の回路遮
断器の構成要素に関するスペース上の要件を緩和し、し
かも、限流ポリマーが高抵抗状態に移行して電流を引外
しソレノイド（分路抵抗）中へ差し向けると回路遮断器
が引外されるようにして、限流ポリマー／分路抵抗回路
の作用と回路遮断器接点の動作とを本来的に協調させ
る。回路遮断器引外し機構のソレノイドは、分路抵抗と
して機能するよう特に抵抗線を巻いて形成したものであ
るのが良い。
列接続体が回路遮断器の接点と直列接続された限流回路
遮断器であって、分路抵抗がソレノイド引外し素子から
成ることを特徴とする限流回路遮断器を提供する。本発
明は、部品点数を減らし、遮断器ハウジング内の回路遮
断器の構成要素に関するスペース上の要件を緩和し、し
かも、限流ポリマーが高抵抗状態に移行して電流を引外
しソレノイド（分路抵抗）中へ差し向けると回路遮断器
が引外されるようにして、限流ポリマー／分路抵抗回路
の作用と回路遮断器接点の動作とを本来的に協調させ
る。回路遮断器引外し機構のソレノイドは、分路抵抗と
して機能するよう特に抵抗線を巻いて形成したものであ
るのが良い。
【０００４】本発明の内容及びその利点は、添付の図面
と関連して以下の説明を読むと一層明らかになろう。
と関連して以下の説明を読むと一層明らかになろう。
【０００５】
【発明の実施の形態】特に図１を参照すると、公知の限
流回路遮断器の構成は、並列接続された限流ポリマー素
子１２と分路抵抗１４がライン側端子１８と負荷側端子
２０との間で回路遮断器の接点１６と直列に接続された
回路遮断器１０である。回路遮断器１０は、バイメタル
素子２２及び電磁巻線２４を有する熱動−磁気式電流検
出／引外し機構を有する。図１の略図には特に示してい
ないが、回路遮断器の接点１６は開位置に付勢されてお
り、操作機構によって開位置と閉位置との間で手動で操
作でき、操作機構は、回路遮断器をそのオン位置に動作
させると接点１６を閉位置に保つラッチ機構を含む。ラ
ッチ機構は、熱動式引外し素子２２又は電磁式引外し素
子２４のいずれかの動作に応答してラッチを引外し位置
に動作させるこれら素子２２，２４との機械的相互連結
手段を含む。
流回路遮断器の構成は、並列接続された限流ポリマー素
子１２と分路抵抗１４がライン側端子１８と負荷側端子
２０との間で回路遮断器の接点１６と直列に接続された
回路遮断器１０である。回路遮断器１０は、バイメタル
素子２２及び電磁巻線２４を有する熱動−磁気式電流検
出／引外し機構を有する。図１の略図には特に示してい
ないが、回路遮断器の接点１６は開位置に付勢されてお
り、操作機構によって開位置と閉位置との間で手動で操
作でき、操作機構は、回路遮断器をそのオン位置に動作
させると接点１６を閉位置に保つラッチ機構を含む。ラ
ッチ機構は、熱動式引外し素子２２又は電磁式引外し素
子２４のいずれかの動作に応答してラッチを引外し位置
に動作させるこれら素子２２，２４との機械的相互連結
手段を含む。
【０００６】通常の動作条件のもとでは、限流ポリマー
素子１２の抵抗は非常に低いため、回路遮断器１０を流
れる実質的に全ての電流がこのＣＬＰ素子１２を流れ
る。回路遮断器を流れる電流が増加すると、ＣＬＰ素子
１２の温度が上昇し、その抵抗が増大する。例えば、短
絡故障電流により回路遮断器を流れる電流が著しく増加
すると、限流ポリマー素子１２の温度が上昇し、抵抗が
際立って、即ち約１００倍に増加し、それにより電流の
大部分が分路抵抗を流れる。同じ故障電流が、熱動式引
外し素子２２及び電磁式引外し素子２４を流れる。高い
短絡故障電流により、電磁式引外し機構が動作し、ラッ
チ機構を引外して接点１６を開く。分路抵抗１４は、故
障電流のエネルギーの一部を吸収することにより回路遮
断器による回路の遮断を助ける。しかしながら、高抵抗
状態への限流ポリマー素子１２の移行と電磁式引外し機
構２４の動作との間には直接的な相関関係はない。限流
ポリマー素子１２の高抵抗状態への移行時に接点１６を
開離させることにより潜在的に損傷を及ぼす恐れのある
通過電流が分路抵抗を通って負荷に流れることのないよ
うにすることが望ましい。
素子１２の抵抗は非常に低いため、回路遮断器１０を流
れる実質的に全ての電流がこのＣＬＰ素子１２を流れ
る。回路遮断器を流れる電流が増加すると、ＣＬＰ素子
１２の温度が上昇し、その抵抗が増大する。例えば、短
絡故障電流により回路遮断器を流れる電流が著しく増加
すると、限流ポリマー素子１２の温度が上昇し、抵抗が
際立って、即ち約１００倍に増加し、それにより電流の
大部分が分路抵抗を流れる。同じ故障電流が、熱動式引
外し素子２２及び電磁式引外し素子２４を流れる。高い
短絡故障電流により、電磁式引外し機構が動作し、ラッ
チ機構を引外して接点１６を開く。分路抵抗１４は、故
障電流のエネルギーの一部を吸収することにより回路遮
断器による回路の遮断を助ける。しかしながら、高抵抗
状態への限流ポリマー素子１２の移行と電磁式引外し機
構２４の動作との間には直接的な相関関係はない。限流
ポリマー素子１２の高抵抗状態への移行時に接点１６を
開離させることにより潜在的に損傷を及ぼす恐れのある
通過電流が分路抵抗を通って負荷に流れることのないよ
うにすることが望ましい。
【０００７】図２を参照すると、本発明に従って構成さ
れた回路遮断器３０が示されている。
れた回路遮断器３０が示されている。
【０００８】回路遮断器３０は、限流ポリマー素子３２
と、これと並列に接続されていて、ライン側端子３８と
負荷側端子４０との間で回路遮断器の接点３６と直列に
接続された分路抵抗を有する。
と、これと並列に接続されていて、ライン側端子３８と
負荷側端子４０との間で回路遮断器の接点３６と直列に
接続された分路抵抗を有する。
【０００９】回路遮断器３０の電磁引外し機能は、ソレ
ノイド３４が分路抵抗としてＣＬＰ素子３２と並列に接
続されているソレノイド引外しユニットによって得られ
る。ソレノイド３４は、所望の抵抗特性を得るよう特に
抵抗線を巻いて形成したものであるのが良い。ソレノイ
ド３４は、図１の別個の電磁式引外し部材に代えて用い
られた回路遮断器３０の電磁式引外し素子である。動作
中、電流は主として、低抵抗状態にあるＣＬＰ素子３２
を通って流れる。高い短絡故障電流は、ＣＬＰ素子３２
の加熱を引き起し、その結果ＣＬＰ素子はその高抵抗状
態に移行することになり、これを通る電流の流れを効果
的に遮断する。この移行により、電流はソレノイド３４
を通って流れ、それによりソレノイドを付勢して引外し
動作により回路遮断器の接点３６を開させる。
ノイド３４が分路抵抗としてＣＬＰ素子３２と並列に接
続されているソレノイド引外しユニットによって得られ
る。ソレノイド３４は、所望の抵抗特性を得るよう特に
抵抗線を巻いて形成したものであるのが良い。ソレノイ
ド３４は、図１の別個の電磁式引外し部材に代えて用い
られた回路遮断器３０の電磁式引外し素子である。動作
中、電流は主として、低抵抗状態にあるＣＬＰ素子３２
を通って流れる。高い短絡故障電流は、ＣＬＰ素子３２
の加熱を引き起し、その結果ＣＬＰ素子はその高抵抗状
態に移行することになり、これを通る電流の流れを効果
的に遮断する。この移行により、電流はソレノイド３４
を通って流れ、それによりソレノイドを付勢して引外し
動作により回路遮断器の接点３６を開させる。
【００１０】本発明は、公知の回路遮断器１０と比べて
いくつかの利点を有している。本発明は、図１の別個の
分路抵抗１４及び電磁式引外し部材２４を不要にし、こ
れらに代えてソレノイド引外しユニットのソレノイド３
４を用いることにより回路遮断器３０の部品点数を減ら
す。本発明は限流ポリマー素子３２の高抵抗状態への移
行と回路遮断器の接点３６の動作とを本来的に協調させ
る。というのは、高抵抗状態への限流ポリマー素子３２
の移行により、電流がソレノイド３４を流れ、それによ
りコイルが付勢されて遮断器接点３６が引外されるから
である。分路抵抗１４を不要にすることにより、回路遮
断器のハウジング内におけるこの素子に関するスペース
上の要件が緩和される。さらに、ソレノイド３４は、Ｃ
ＬＰ素子３２の高抵抗状態への移行の時にのみ、即ち、
短絡状態の間に限り、電流がソレノイドを流れるように
接続されている。かくして、引外し用ソレノイドを電流
が常時流れるために通常発生する熱は存在せず、消散さ
せる必要がない。
いくつかの利点を有している。本発明は、図１の別個の
分路抵抗１４及び電磁式引外し部材２４を不要にし、こ
れらに代えてソレノイド引外しユニットのソレノイド３
４を用いることにより回路遮断器３０の部品点数を減ら
す。本発明は限流ポリマー素子３２の高抵抗状態への移
行と回路遮断器の接点３６の動作とを本来的に協調させ
る。というのは、高抵抗状態への限流ポリマー素子３２
の移行により、電流がソレノイド３４を流れ、それによ
りコイルが付勢されて遮断器接点３６が引外されるから
である。分路抵抗１４を不要にすることにより、回路遮
断器のハウジング内におけるこの素子に関するスペース
上の要件が緩和される。さらに、ソレノイド３４は、Ｃ
ＬＰ素子３２の高抵抗状態への移行の時にのみ、即ち、
短絡状態の間に限り、電流がソレノイドを流れるように
接続されている。かくして、引外し用ソレノイドを電流
が常時流れるために通常発生する熱は存在せず、消散さ
せる必要がない。
【００１１】本発明の限流回路遮断器の好ましい一実施
形態を上述したが、本発明は請求項の範囲から逸脱する
ことなく種々の設計変更を想到できることは理解される
べきである。
形態を上述したが、本発明は請求項の範囲から逸脱する
ことなく種々の設計変更を想到できることは理解される
べきである。
【００１２】
【図１】限流ポリマー素子と分路抵抗の並列接続体が回
路遮断器の接点と直列に接続されている公知の限流回路
遮断器の略図である。
路遮断器の接点と直列に接続されている公知の限流回路
遮断器の略図である。
【図２】本発明に従って構成された改良型限流回路遮断
器の略図である。
器の略図である。
３０ 回路遮断器 ３２ 限流ポリマー素子 ３４ ソレノイド ３６ 回路遮断器の接点 ３８ ライン側端子 ４０ 負荷側端子 ４２ バイメタル素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ウイリアム アーネスト グラス アメリカ合衆国 ウイスコンシン州 53089 サセックス ノース リッジビュ ー サークル エヌ75ダブリュ23216
Claims (7)
- 【請求項１】 閉位置でラッチされ、開位置に付勢され
る接点と、接点と回路接続されていて、所定の閾値を越
えるレベルの電流が接点を流れるのに応答してラッチ状
態の接点を解除するよう動作できる電流応答引外し手段
と、接点と直列に接続された導電性ポリマーの限流素子
とを有し、引外し手段は、導電性ポリマーの限流素子と
並列に接続されたソレノイドを含むことを特徴とする回
路遮断器。 - 【請求項２】 ソレノイドは抵抗線を巻いて形成したも
のであることを特徴とする請求項１記載の回路遮断器。 - 【請求項３】 ソレノイドの抵抗は、接点による電流の
遮断を助けるように接点に直列インピーダンスを付加す
ることを特徴とする請求項２記載の回路遮断器。 - 【請求項４】 導電性ポリマーの限流素子が高抵抗状態
に移行することにより、ソレノイドが付勢されて回路遮
断器が引き外されることを特徴とする請求項１記載の回
路遮断器。 - 【請求項５】 開位置へ付勢され、ラッチされた閉位置
で動作可能な接点と、接点と直列に接続された正の温度
係数を有する導電性ポリマー素子と、導電性ポリマー素
子と並列に接続された分路抵抗とを有し、分路抵抗は、
回路遮断器の接点引外し用ソレノイドから成ることを特
徴とする回路遮断器。 - 【請求項６】 ソレノイドは抵抗線から成ることを特徴
とする請求項５記載の回路遮断器。 - 【請求項７】 開位置と閉位置との間で動作可能な接点
と、接点を開位置に付勢する手段と、接点を閉位置に保
持するよう動作可能なラッチ手段と、接点と直列に接続
された導電性ポリマーの限流素子と、ラッチ手段を引外
すためのソレノイドとを有し、ソレノイドは分路抵抗と
して導電性ポリマーの限流素子と並列に接続されている
ことを特徴とする電気回路保護装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/650199 | 1996-05-20 | ||
| US08/650,199 US5667711A (en) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | Circuit breaker incorporating trip coil as shunt resistor in parallel with current limiting polymer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070830A true JPH1070830A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=24607900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9147303A Withdrawn JPH1070830A (ja) | 1996-05-20 | 1997-05-20 | 回路遮断器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5667711A (ja) |
| EP (1) | EP0809267A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1070830A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10326269B2 (en) | 2011-04-15 | 2019-06-18 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Fault current limiter system with current splitting device |
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| US5920251A (en) * | 1997-03-12 | 1999-07-06 | Eaton Corporation | Reusable fuse using current limiting polymer |
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| US5969928A (en) * | 1997-12-03 | 1999-10-19 | Gould Electronics Inc. | Shunt for circuit protection device |
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- 1996-05-20 US US08/650,199 patent/US5667711A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-05-16 EP EP97108026A patent/EP0809267A3/en not_active Withdrawn
- 1997-05-20 JP JP9147303A patent/JPH1070830A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10326269B2 (en) | 2011-04-15 | 2019-06-18 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Fault current limiter system with current splitting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5667711A (en) | 1997-09-16 |
| EP0809267A3 (en) | 1998-10-21 |
| EP0809267A2 (en) | 1997-11-26 |
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| Date | Code | Title | Description |
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