JPS5816095Y2 - 交流ア−クの消弧装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は消弧ガス中の走行電極間で磁界の作用により
交流アークを動かして消弧する消弧装置に関するもので
あって、この消弧装置によって動作する交流しゃ断器は
特に１００ＯＶ以上の中電圧設備と高電圧設備に適する
ものである。

中電圧および高電圧の交流しゃ断器は周知のように電流
の零値通過時に消弧する。

圧縮ガスしゃ断器では不動のアークが強い消弧ガス流に
曝されているが、回転アークをもつしゃ断器ではアーク
に消弧ガスの中での早い運動を起させることによってア
ークは強力な対流冷却を受ける。

このガスは一般には静止しているが、消弧室を流れるこ
ともある。

消弧ガスとしては特に六弗化硫黄（ＳＦ ６）ガスが用
いられる。

回転アークをもつこのようなしゃ断器では消弧ガスの圧
力勾配を必要としない。

アーク脚が急速に動くので、電極の消耗が少なく従って
接点の寿命が長い。

西ドイツ特許第１２２８３３４ 号公報によりコンデン
サ用過電圧保護装置として用いられるアーク消滅装置が
公知である。

アークがギャップ間に発生すると自分の磁界で、平行に
並べられたリング状電極の間で回転する。

この電極は、一平面上で渦巻を構成するようにリングの
初まりと終りが並んでおかれている。

この互に平行な電極は、アークの走行Ｗとしての役をな
しているが、アークはこの走行電極の間を周行しなから
転轍装置の役をなし、機械的に動き得る絶縁物によって
消弧装置に導かれる。

この消弧装置は本質的にはつの形電極であってアークを
引き延ばすつの形電極の間でアークの動きは、しゃ断電
流を貫流させている磁気吹消コイルによって強められる
。

時報’Ｅｌｅｋｔｒｉｅ“１９６７．１０号、３６４〜
３６６ 頁でこのようなしゃ断器の実施形態が知られて
いるが、この形ではしゃ断点と直列にしゃ断電流の貫流
の際の磁界を発生し、従って吹消コイルと呼ばれるコイ
ルを含んでいる。

接点系は、すングギャップを構成する二つの同心電極か
らなり、このギャップ間でアークは、磁界の強さを追加
させながら閉じられた走行路上を消弧媒質の中で回転す
る。

アークは、ガスとアーク間の相対運動による冷却作用に
より、電流零値に向って上昇する磁界のため零点におい
て消弧する。

ところが、この磁気吹消コイルには、接点が閉じている
限り電流が貫流しない。

接点が開いて初めて、コイルはアークと直列に接続され
る。

犬ぎい・走行速度をつるには高い磁界が必要である。

巻数を多くしたり、場合によっては鉄の帰路を用いるこ
とがあり、これをするとインダクタンスが増大して電圧
降下が大きくなってしまう。

そしてこの電圧降下のため、アーク回転用に設けられた
電極へのアークの飛び移りが妨げられる。

本考案の課題は従って、アーク自身による磁界の発生を
問題なく行なえるようにすることである。

この課題はアークがその運動の間に磁界の強さを自動的
に、且つ連続的に高めることによって解決される。

この消弧方式ではアークがまず、接点間で自分の磁力で
動かされる。

この動きの間でアークが直ちに全磁界を発生させるので
はなく、磁界の一部分のみ、従って消弧さるべきアーク
の電流回路の電気抵抗を幾分高めるだけである。

この電気抵抗は、アークの動きが大きくなるにつれて連
続的に最終値まで増大する。

従って、アークはほんの僅かの電圧上昇を克服できれば
よい。

走行電極はアークがこの電極間で消滅するように構成す
るのがよい。

しかしまた、走行電極の端部に特別の７嘲ギヤツプを設
け、アークが回動した後にこのギャップに走り込むよう
にすることもできる。

さらに、この消弧ギャップは、もしアークが消弧ギャッ
プを通りすぎてもなお消弧しなＬ・とき、再度走行纜極
に戻るように構成することもできる。

走行電極は、例えば渦巻状に作り、これを同軸上に並行
におくことができる。

これら２個の電極によって磁気吹消コイルが構成され、
アークの毎回の走行毎に電流回路巻線が挿入されること
になる。

そうすると、アークが回転するにつれ、磁界は連続的に
増加する。

電極の端部はアークが電極を走り終った後に、再び渦巻
の最終巻の始まりの部分に飛び移るようにつくることが
できる。

本考案をさらに説明するため、本考案による消弧方式の
実施のための種々の装置を図式的に示した図面をみるこ
とにする。

第１図には走行電極の一実施形態が示されているが、そ
の接続導体４は、ここに示されないしゃ断器接点に導か
れ、また走行電極は渦巻を形造っているがここには簡単
にするため３個の巻線６〜８で示されている。

内側の巻線８の端部はこの巻線の始まり方向に曲げて、
隣の巻線との間に空隙１１を作るのがよい。

この空隙１１は、アークの走行速度が内側巻線８を回っ
た後なお所定値を超過すると、アークによって飛び越さ
れる。

そうすると、アークは消滅するまで内側巻線８を回りつ
づける。

アークは周知のごとく、常にそれが最小のパワ一つまり
最小アーク電圧になるように燃えようとする。

アークの脚が吹消コイルと直列になっている走行電極に
飛び移ろうとするとぎ、アークはこれに相当して高いア
ーク電圧にならなければならない。

何となれば、吹消コイルの電圧降下が追加されるからで
ある。

特に吹消コイルの巻数が大きく、インダクタンスが大き
いと、アークが飛び越すときにアーク電圧が飛躍的に大
きくなるものと思われる。

そこで第１図による走行電甑の実施形態は、アークの脚
が接触子４から走行電極２の外側巻線６に飛び移るとき
に、実際上は伺等の電圧上昇は現われないという利点が
ある。

何となれば、まだ吹消コイルは挿入されていないからで
ある。

アークが外側巻線６の上を回って吹消、コイルの１巻き
が効いてくる。

アークの動きと共に、この巻線と次の巻線が連続的に回
路に挿入されるのでアークに対しては何の飛躍的な電圧
上昇もあられれない。

第２図では、電極２と同心的にかつ平行に、対向電極の
役をなす走行電極１２が設けられているが、この走行電
極は電極２と同様に形づくられ、また１６，１７，１８
の３つの巻線をもっている。

接触子４とならんで本実施形態では、もう一つの可動接
触子１４が設げられている。

本装置の２本の接続導体は２２と２４で示され、走行電
極２と１２への接続導体には２６と２８の番号がついて
いる。

両接角好４と１４が相対的に動くことによって、両者の
間にはアークが発生する。

両級触子４と１４はアーク２０と共に電流ループを形俄
し、走行電極２と１２に向うローレンツ力（Ｌｏｒｅｎ
ｔｚ−Ｋｒａｆｔ）をアーク２０におよぼす。

この固有磁気力は、アーク２０を走行電極２と１２の外
側巻線６と１６の初まりに向って跳躍させる。

ここで、アーク２０は接続導体２６゜２８と直列に接続
され、走行電険２と１２の外側巻線６と１６の上で動く
につれて連続的に吹消コイルの役をなす電極の部分が増
加する。

コイルはここで、電気的に直列に、磁気的には逆方向に
つながって磁気的に合成磁界を生ずる。

その磁界が図で一点鎖線が示さね、１９０番号がつげで
ある。

これはカスプ磁界（Ｃｕｓｐ Ｆｅ１ｄ）として知ら
れているものである。

この磁界は、アークの回転数と共に強まり、このアーク
に対する追加磁界によって発生する磁気力が強くなる。

この磁気力は、走行電極の巻線の切線方向で、アークが
回転している間、アークをますます加速する。

電極２と１２と１２はガスを充した消弧空間内に設けで
ある。

このガスは、消弧性のガスであって、特にＳＦ６ガスが
目的に適っている。

第３図による電極２の特別の実施形態では、接触子４と
渦巻を作っている巻線６〜８と共に、内側巻線８はリン
グ９で終っている。

このリング９の所でアークの脚は、アークが消え従って
電流が消滅するまで回転する。

巻線６〜８が磁気吹消コイルを形成しているのでこの実
施形態では磁界は同様にアークの回転と共に連続的に大
きくなり、リング８を回り切った所でその最大値に達す
る。

以上述べたようにこの考案によれば走行電極を渦巻状に
形成するとともに同軸上に対向並設して運動中のアーク
が磁界の強さを自動的にかつ連続的に高まるようにした
ことで特に消弧のためにたとえば消弧ガスを吹付けるよ
うな機構を備えることなく良好な消弧性能が得られるこ
とになり、この消弧装置採用が中、高圧しゃ断器のコス
トダウンに貢献できることは疑いがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の走行電極の一実施例の側面図、第２
図は第１図の走行電極を備えた消弧装置の構成図、第３
図はこの考案の走行電極の別の実施例の側面図である。 ２．１２・・・・・徒行電極、９・・・・・・リング、
１１・・・・・・空隙。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １）消弧ガス中の走行電極間で磁界の作用により交流ア
   ークを動かして消弧する消弧装置において、前記走行電
   極を互に対向する同軸上に並設さ刺同一平面上に巻回さ
   れた渦巻状に形成し、前記アークがその運獄中に磁界の
   強さを自動的にかつ連続的に高めるようにしたことを特
   ・牧とする交流アークの消弧装置。 ２）実用新案登録請求の範囲第１項記載のものにおいて
   、前記走行電極の内側になる巻終り端をその巻回の巻始
   めに向けて折り曲げたことを特徴とする交流アークの消
   弧装置。 ３）実用新案登録請求の範囲第１項記載のものにおいて
   、前記走行電極の内側になる最終巻回を環状に形成した
   ことを特徴とする交流子−りの消弧装置。