JPS5840512Y2 - 限流ヒユ−ズ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は電流■一時間を特性の長時間領域の傾きをゆ
るやかにさせて、ヒユーズ・エレメントを溶断させる故
障電流の全てを速やかにしゃ断すると共に過負荷保護も
可能にする限流ヒユーズに関するものである。

従来のこの種の高圧限流ヒユーズは、例えば変圧器とヒ
ユーズの保護協調がヒユーズ単独では十分満足し得るも
のではなかった。

即ち、第５図に示す変圧器と限流ヒユーズの保護協調特
性において、Ａは変圧器の励磁突入電流、Ｂは変圧器の
過負荷劣化領域、ＣとＤは従来の高圧限流ヒユーズのＩ
−を特性、Ｅは従来の限流ヒユーズに直列に挿入された
過負荷保護機器のＩ−を特性である。

これらから明らかなように、従来の限流ヒユーズ単独で
は、Ｉ−を特性が、ＡとＢの領域に侵入しない特性のみ
を示すものが得られないので、特性Ｅの助けを借りて過
負荷保護を行うのが常であった。

そのため、ヒユーズ自体のＩ−を特性の長時間領域勾配
をゆるやかにし、しかもＩ−を特性上の電流が全てすみ
やかにしゃ断でき、信頼度の高い高圧限流ヒユーズを用
いることによってより十分な電気機器の保護が強く要望
されてきた。

一般に回路に故障電流が流れた場合、これをしゃ断する
高圧ヒユーズとしては、限流ヒユーズとエクスパルジョ
ンヒユーズに大別される。

前者のものにおいては、故障電流が大電流の際には、ヒ
ユーズ・エレメントの全長にわたって瞬時に一様発弧す
るので充分な絶縁回復力が得られ、速やかにしゃ断でき
るのであるが、故障電流を定格電流の数倍以下の比較的
小電流の場合にはエレメントが部分的にしか溶断発弧し
ないために充分な絶縁回復力が得られず、長時間に渡り
アークが続く結果、熱的に筒が破壊されしゃ断不能にな
る。

このように大電流よりもむしろ小電流域の故障電流をし
ゃ断することが困難であるという欠点を有していた。

また後者のものにおっては、アーク発生時に発生する消
弧剤の分解ガスや金属蒸気などを必要な場合は湾外に放
出することによって、しや断するものであるから、小電
流域の故障電流では容易にしゃ断できるのであるが、大
電流域のものではヒユーズ筒内の発生圧力が非常に増大
され、ついにはヒユーズ筒を破壊させるに到り、しゃ断
不能になる。

このようなことから、エクスパルジョン・ヒユーズの場
合は上記の限流ヒユーズとは逆に小電流の方が良好なし
ゃ断性能を有することになる。

そこで、小電流域から大電流域までの故障電流を、安全
・確実にしゃ断できる小型の高圧ヒユーズを製作するこ
とは困難をきわめていた。

この考案はこのような点に鑑みてなされたもので、小電
流域から大電流域まで溶断特性上の電流は全て安全・確
実にしゃ断し得る高圧限流ヒユーズ、いわゆる広域ヒユ
ーズを提供するものである。

以下この考案の一実施例を図にもとづいて説明する。

第１図において、１は絶縁物から成るヒユーズ筒体で、
無機材料によって構成された支持体２と、この支持体２
の外周に定格電流に応じ複数本、スパイラル状に巻き付
けられた銀から成るヒユーズ・エレメント３を有し、そ
の周辺は珪砂等の消弧剤４が充填されている。

ヒユーズ・エレメント３の端部は支持体２の両端に取付
けられているエンド・スペーサ５，６に、ねじ７によっ
て取付けられている。

８は筒体１の両端を塞ぐキップである。９はヒユーズ・
エレメント３の所定部分を空隙を有して包囲する包被体
で、この部分は第２図のように構成されている。

即ちヒユーズ・エレメント３の中央部には例えばテルル
などの低温溶融金属１０が塗付されており、エレメント
に過電流が流れ温度が３５１℃に達すると、銀とテルル
の共晶化が進み、低温溶融合金となることによって溶断
する。

なお、この低温溶融金属１０としては金シリコン合金等
他の方法によっても得られるが、銀−テルル塗金属の方
がはるかに安価である。

包被体９の両端は消弧剤４が入り込まないように断熱材
１１で栓をしている。

１２は包被体９とヒユーズ・エレメント３との空気層で
ある。

この考案は上記の如き構成によって、次の２点を可能に
するものである。

まず第１に、テルル塗付部の低温溶融金属１０によるヒ
ユーズ・エレメントの低温溶融化と、包被体細隙中の空
気層１２によってヒユーズ・エレメントから簡単径方向
への熱伝達を非常に低下させているので、その溶断は必
ずこの部分で生じる。

そして、Ｉ−を特性の長時間領域での勾配はゆるやかに
なる。

即ち、第３図のａは従来のＡｇ線エレメントに珪砂等の
消弧剤４が充填されている場合、同図すはａの状態で銀
線エレメント中央部にテルルが塗付されている場合、同
図Ｃは第２図の如く包被体で包囲された部分にテルルを
塗付した銀線をヒユーズ・エレメントとして挿入した場
合の平均溶断特性を示す。

第３図ａ、ｌ）、ｃのそれぞれの場合の２時間溶断電流
■２ｈ、■２ｈ′、■２ｈ″で表わすと、一例として、
Ｉ２ｈ′／■２ｈ″＝０，６７Ｉ２ｈ″／■２ｈ＝Ｆ−
０，６７のような結果になり、その効果は著しく見られ
る。

また、包被体によって小電流域の故障電流をしゃ断させ
ることができる。

これはエクスパルジョンヒユーズのしゃ断動作と同じで
あり、アーク発生時に生じる包被体内壁からの発生分解
ガスによる内部圧力の上昇と、それに伴って包被体９両
口から吹き出す時に作られる圧力勾配と流速とがアーク
を冷却させるのである。

その様子を第４図のａとｂで表わしている。

即ち、同図ａは発弧時の包被体内壁から発生する分解ガ
スを矢印１３で表わし、同図すはしゃ断直前の様子を表
わしており、包被体の外へ放出された高温の分解ガスＡ
ｇ蒸気は激しく吹き出すが、包被体９周辺の消弧剤によ
って急速な吸熱が行なわれ、半球状のファルゲライト（
融解珪砂）１４を形成してしゃ断完了する。

従って、第５図に示す曲線Ｆの満足すべき特性が得られ
る。

このようなことから包被体に関しては、ヒユーズ・エレ
メントの溶断点３５１℃近傍まで熱変形されることなく
、また、アーク発生時には大量のガス発生（難燃性ガス
）を伴ない、内圧上昇に充分耐えるだけの機械的・熱的
強度を有するものが選ばれる。

その具体例として、耐熱温度が高く、高温での絶縁抵抗
の高い無アルカリガラス・クロス等の第２の絶縁部材に
シリコンゴム等の第１の絶縁部材を含浸または塗布させ
たものが使用される。

包被体の寸法に関しては長さ５０〜８０ｍｍ、内径は１
〜３ｍｍが適当である。

以上述べたようにこの考案によれば、極めて簡単な構造
によって、従来定格電流の数倍までがしゃ断の限度であ
ったものが、ヒユーズ・エレメントを溶断させる故障電
流の全てが安全・確実にしゃ断することができ、また、
Ｉ−を特性の長時間領域での勾配をゆるくすることによ
って過負荷保護性能・範囲も向上させることのできる、
極めて優秀な高圧ヒユーズを得ることができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による一実施である限流ヒユーズを示
す側断面図、第２図はこの考案の要部を拡大して示す部
分構成図、第３図は限流ヒユーズの平均溶断特性を示す
図、第４図はこの考案の要部の作用状態を示す説明図、
第５図は変圧器と限流ヒユーズの保護協調特性を示す図
である。 図中 １は筒体、３はヒユーズ・エレメント、４は消弧
剤、９は包被体、１０は低温溶融金属である。 なお、図中同一符号は同一部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 絶縁筒体内に支承され且つ所定部分に低温溶融部を設け
   たヒユーズエレメントと、上記低温溶融部の周囲を空隙
   を介して包囲する包被体とを備えたものにおいて、上記
   包被体を、上記低温溶融部の溶融点近傍の耐熱性を有し
   、且つ溶融時のアークによって難燃性ガスを発生する第
   １の絶縁部材と、上記第１の絶縁部材よりも機械的強度
   および耐熱性が優れた繊維状で且つ上記第１の絶縁部材
   が含浸又は塗布される第２の絶縁部材とで構成したこと
   を特徴とする限流ヒユーズ。