JPS5856926B2 - 自力消弧形開閉装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、固定接触子と可動接触子を囲って圧力室を
形成し、封入している消弧性流体を両液触子間のアーク
によって高圧流体にし、消弧に利用する自刃消弧形開閉
装置に関するものである。

第１図は従来の自刃消弧形開閉装置の消弧室部の縦断面
図で、しゃ所動作中を示している。

１は上部の端子板で、上部カバーをなし絶縁筒１５に取
付けられ、一端が導線２に接続されている。

３社端子板１に固着された固定接触子、４は封入されて
いる消弧性流体、例えば六慎つ化い釦うＳＦ６の圧力室
１２を形成する囲い体で、上端が端子板１に固着され、
底部には流通孔５が設けられている。

６はじょうご形をなし上端が囲い体４に固着され、下部
が筒状をなす下部囲い体で、耐熱絶縁材、例えばテフロ
ン（ポリ四ふつ化エチレン）材よりなる。

Ｉは可動棒で、一端側には筒状をなす可動接触子１ａが
設けられ上記固定接触子３にはめ込み接触され、他端は
操作装置（図示は略す）に連結されている。

８は可動接触子７ａの筒状部の底側に設けられた連通孔
、１０は下部の端子板で、下部カバーをなし絶縁筒１５
に取付けられており、取付けられたフィンガ接触片９に
より可動棒Ｉを上下方向のしゆう動可能に電気接触し、
端が導線１１に接続されている。

１４は軸封装置で、可動棒７を上下のしゆう動可能に、
かつ内部の消弧性流体を密封している。

上記従来の開閉装置では、閉路中電流は導線２端子板１
−固定接触子３−可動接触子７ａ、可動棒Ｉ−フィンガ
接触片９一端子板１０−導線１１と流れている。

開路動作の場合は、操作装置により可動棒７が引下げら
れ、固定接触子３と可動接触子７ａとの間にアーク１３
が発生する。

上。下の端子板１，１０と絶縁筒１５とにより形成され
た容器内には、消弧性流体が密封されている。

上記アーク１３の発生空間は高温、高圧の流体となり、
下部囲い体６の下方の筒状部を閉そくすると同時に、自
身のアークエイ・ルギによって圧力室１２の消弧性流体
を昇圧させる。

しかしながら、交流電流では零値を通過するので、零点
に近づくにつれてアーク電流が減少し、かつ、可動接触
子７ａの下降によってアーク空間の閉そくが解かれ、低
圧力となり、圧力室１２内の閉じ込められ高圧力となっ
ていた消弧性流体は、逆にアーク１３に吹付けて冷却作
用をすることにより零点で消弧される。

しかし、上記のように、しゃ断しようとする電流自身の
もつアークエイ・ルギで消弧性流体を昇圧させてしゃ断
する。

いわゆる自刃消弧形であるため、しゃ断電流が小さいと
きで、かつ、圧力室１２の容積が大きい場合には、圧力
室１２の圧力は十分病１らず、消弧に必要な新鮮な消弧
性流体の効果的な流れをアーク空間に吹付けることがで
きない欠点があった。

また、小電流しゃ断に適当な圧力を得るため圧力室１２
の容積を小さくすれば、大電流しゃ断の場合、圧力室１
２の消弧性流体は、アーク空間の消弧性の稀薄な高温流
体と混合し、交流電流の零点が近づくにつれ、アーク空
間に吹付ける流体は十°分な消弧能力を有せず、しゃ断
に失販する欠点をもっていた。

さらに、従来装置では、可動接触子７ａ側にのみ連通孔
８を設けてかり、アーク空間の消弧性の稀薄な高温流体
や、アークによって接触子の金属粒子の蒸発した浮遊す
る導電性粒子の排出が十分でなく、このため、圧力室１
２の容積を大きくしても、これに応じた大電流しゃ断性
能には限界があった。

この発明は、密閉容器の中に消弧性流体を封入し、この
容器中に固定接触子と可動接触子を囲って形成した圧力
室の上方に配置され、可動接触子の押上げ閉路動作に連
動して押上げられ圧力室の容積を増大し、常時は下方位
置に押圧される連動ピストンと、この連動ピストンの上
方に配置され押上げ動作によりともに押上げられ、常時
は下方位置に押圧される少なくとも１段の加圧ピストン
とを設け、上記固定接触子及び可動接触子側にそれぞれ
接触部側から上方及び下方側に、アーク空間ガスを排出
する連通孔を設け、・」・電流から大電流に至る広範囲
にわたる電流を適切にしゃ断できる自己消弧形の開閉装
置を提供することを目的としている。

第２図はこの発明の一実施例による自己消弧形開閉装置
の消弧室部の縦断面図で、閉路状態を示して釦り、２，
７〜１１，１４．７ａは上記従来装置と同一のものであ
る。

１６は上カバーで、下カバーをなす下部の端子板１０と
ともに絶縁筒１７に取付げられ、消弧性流体（例えばＳ
Ｆ６ ）を封入した密閉容器３５を形成している。

１８は上部の端子板で、一端が絶縁筒１γを気密に貫通
して出され、導体２が接続されている。

１９は端子板１８に設げられ上記消弧性流体の流動を許
す流通孔、２０は筒状をなし先端側外円周が可動接触子
７ａに接触された固定接触子で、端子板１８に取付けら
れ、中間部の外周にばつば２０ａが設けられている。

２０ｂは中空部により形成された連通穴、２１は円筒状
をなし上端が端子板１８に固着された上部囲い体で、下
端には内径が小さくされた底部２２が設けられており、
圧力室３２の上方部を形成する。

２３はじょうご形をなし上端で囲い体２１に固着され、
下部が筒状をなす下部囲い体で、耐熱絶縁材例えばテフ
ロン材よりなり、圧力室３２の下方部を形成する。

この圧力室３２は消弧室を形成している。

２４は上昇する可動接触子１ａの先端に下端が接し押上
げられた連動ピストン、２５はこの連動ピストンの上面
に取代げられ、内円周の筒部が固定接触子２０の外円周
にしゆう動自在に耐摩耗性をもって接触し、消弧性流体
の上下の流通を防ぐ絶縁当板で、例えばテフロン材より
なる。

２６は絶縁当板２５を介し連動ピストン２４を常時下方
に押圧する第１のばね部材、２７は囲い体２１の内周に
はめられた耐熱耐摩耗性の絶縁内張部材で、例えばテフ
ロン材よりなり、連動ピストン２４の外円周がしゆう動
自在に接触し、消弧性流体の上下の流通を防いでいる。

２８は連動ピストン２４の上部に第１のばね部材２６を
介し配置された１段のカロ圧ピストンで、外円周が絶縁
内張部材２７にしゆう動自在に接している。

２９は加圧ピストン２８の上面に当てられた絶縁座板で
、例えばテフロン材よりなる。

３０は端子板１８の下にはめられ、絶縁座板２９を介し
加圧ピストン２８を常時下方に押圧する第２のばね部材
で、上記第１のばね部材２６よりばね圧を大きくしてい
る。

３１はカロ圧ピストン２８に設けられた流通孔で、消弧
性流体の上下の流通を許す。

３３はつば２０ａの上面にはめられた絶縁座板である。

上記囲い体２１．連動ピストン２４．絶縁当板２５、第
１のばね部材２６．絶縁内張部材２７゜抑圧ピストン２
８．絶縁座板２９．第２のばね部材３０により、加圧室
３２に対する２段のカロ圧装置が構成される。

次に上記一実施例の装置の動作を説明する。

第３図に開閉装置の開路状態を消弧室部の要部の縦断面
図で示している。

この状態から閉路にす。るには、閉路指令の信号により
操作装置（図示は略す）が動作して可動棒７を突上げ、
可動接触子７ａが下部囲い体２３の円筒部を通り、第２
図のように固定接触子２０の外円周には１り上方にしゆ
う動して行き、下降して底部２２側に受けられていた連
動ピストン２４を押上げる。

すると、下降してっば２０ａ側に受けられていたカロ圧
ピストン２８も下端が連動ピストン２４の上端に接し、
第２のばね部材３０のばね圧に抗し押上げられ、最後は
第２図に示す完全な閉路状態になる。

このとき、電流は導線２一端子板１８−固定接触子２〇
−可動接触子７ａｔ可動棒７−フィンガ接触片９一端子
板１〇−導線１１と流れる。

連動ピストン２４．第１のばね部材２６．加圧ピストン
２８及び第２のばね部材３０は、それぞれ絶縁当板２５
．絶縁内張部材２７及び絶縁座板２９により絶縁されて
おり、電流が分流して通らないようにしている。

この閉路状態のとき、開路指令の信号が出されると、操
作装置が動作して可動棒７が引下げられて可動接触子７
ａが下降を始める。

すると連動ピストン２４とカロ圧ピストン２８はそれぞ
れ両ばね部材２６と３０とにより押下げられ、圧力室３
２にある消弧性流体を圧縮して圧力を高める。

さらに可動棒７が下ると可動接触子７ａが固定接触子２
０から引離され、アーク１３が発生する。

このとき、加圧ピストン２８はばね部材３０により押下
げられ、つば２０ａに受止められる。

第１のばね部材２６により押下げられた連動ピストン２
４も、底部２２に受止められる。

このしゃ話中の状態を第４図に縦断面図で示す。

圧力室３２のアーク１３自身による圧力上昇は、圧力室
３２の容積が小さい程高くなるので、あら力・じめ、小
電流しゃ断に適当になるように圧力室３２の容積を設定
してお−き、かつ、このときの圧力上昇値では、連動ピ
ストン２４及び加圧ピストン２８が押上げられないよう
に、両ばね部材２６及び３０のばね常数を設定している
。

これにより、圧力室３２の容積が小さくされ、小電流ア
ークを十分に消弧することができる。

さらに小さな電流をしゃ断する場合には、アーク自身に
よる圧力室３２の圧力はほとんど上昇しないので、消弧
に必要な消弧性流体の流れを作り出せないが、連動ピス
トン２４及び加圧ピストン２８の押下げ動作による圧縮
作用で上昇した圧力は、このような小さな電流のアーク
を消弧するに十分な流体の流れを起こすことができる。

一方、大電流しゃ断の場合には、大電流アークの工洋ル
ギによって圧力室３２の圧力は上昇するが、この圧力室
の容積が小さいため、アーク周辺の高温流体と圧力室３
２内の消弧性流体との混合が進み、電流零点が近づくに
つれアーク空間に吹付けられる流体は消弧性の稀薄な流
れとなり、消弧が困難となる。

しかし、この場合、・」・電流しゃ断の場合に比べて圧
力室３２の圧力は高くなるので、これを利用し、あらか
じめ、第１のばね部材２６のばね常数を、この大電流し
ゃ断の場合の圧力上昇値に対応し連動ピストン２４が押
上げられるように設定してトげば、圧力室３２の容積は
押し広げられ、アーク空間の高温流体との混合が避けら
れ、圧力室３２の上方に圧縮された冷温高圧の消弧性流
体が、電流零点に近づくにつれてアーク空間に吹付け、
アークを冷却消弧することができる。

上記大電流よりさらに大きな電流しゃ断の場合には、圧
力室３２の圧力はいっそう高くなるので、この圧力に対
応させ、あらかじめ、第２のばね部材３０のはね常数を
、カロ圧ピストン２８が押上げられるように設定して釦
く。

カロ圧室３２のいっそう高い圧力によりカロ圧ピストン
２８が連動ピストンを介し押上げられ、圧力室３２の容
積はさらに大きくなり、上記大電流しゃ断の場合と同様
により、さらに増えた大電流アークの消弧が確実に行な
える。

そのうえ、第４図に示すように、下方の可動接触子７ａ
に設けた連通孔８の外に、上方に固定接触子２０の中空
部が貫通して連通孔２０ａを形成して釦り、消弧に有効
でないアーク空間の高温流体や、消弧に有害な蒸発金属
粒子は、アーク発生期間中上記上、下方の各孔に２分し
て排出され続け、しゃ断電流が零点に近づくにつれ、圧
力室３２の上方側の新鮮な消弧性流体がアーク空間に吹
付けられ、いわゆる２方向吹付けとなり、いっそう大電
流アークの消弧を効果的にする。

なむ、上記実施例では、加圧ピストン２８及び第２のば
ね部材３０の１組を１段設けているが、複数組を多段に
重ねた加圧装置とすることにより、小電流から大電流に
いっそう広範囲なしゃ断ができる開閉装置が得られる。

また、上記実施例では下部端子板１０で絶縁筒１７の下
カバーを兼用しているが、別個に専用の下カバーを設け
てもよい。

さらにまた、消弧性流体としてはＳＦ６に限らず、絶縁
油などの流体を用いることができる。

この場合は、圧力室や連動及び加圧ピストンなどはそれ
に応じ適した構造に変形される。

以上のように、この発明によれば、圧力室の上方ニ装置
した連動ピストン及びこの連動ピストンの上方に配置し
た少なくとも１段の加圧ピストンとが、可動接触子の押
上げ閉路動作により押上げられて上記圧力室の容積を増
大し、可動接触子の引下げ開路によりばね部材の押圧に
より共に押下げられ、アーク電流による圧力上昇に応じ
上記連動ピストン、さらには加圧ピストンが押上げられ
て圧力室の容積を増大し、圧縮された消弧性流体の吹付
けによりアークを消弧し、さらに、固定接触子及び可動
接触子側にはそれぞれアーク空間ガスを上方及び下方側
に排出する連通孔を設けたので、小電流から大電流に至
る広範囲にわたってそれぞれ確実にしゃ断でき、また、
アーク空間ガスが圧力室から上、下２方向に効果的に排
出され、消弧作用がいっそう促進される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自刃消弧開閉装置の消弧室部を示すしゃ
断動作中の縦断面図、第２図はこの発明の一実施例によ
る自刃消弧開閉装置の消弧室部を示す閉路状態の縦断面
図、第３図は第２図の装置の開路状態を示す要部の縦断
面図、第４図は第２図の開閉装置のしゃ断動作中を示す
要部の縦断面図である。 ７・・・可動棒、７ａ・・・可動接触子、８・・・連通
孔、１０・・・下カバーをなす下部端子板、１３・・・
アーク、１６・・・上カバー、１７・・・絶縁筒、２０
・・・固定接触子、２０ｂ・・・連通孔、２１・・・上
部囲い体、２３・・・下部囲い体、２４・・・連動ピス
トン、２６・・・第１のばね部材、２８・・・加圧ピス
トン、３０・・・第２のばね部材、３２・・・圧力室、
３５・・・密閉容器。 なむ、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁筒に上カバーと下カバーとが取付けられて形成
   され、消弧性流体を封入した密閉容器、この密閉容器内
   に設けられ、上方の固定接触子と下方の可動接触子との
   接触部を囲い体により囲い消弧室を形成する圧力室、こ
   の圧力室の上方に配置され、常時は上記圧力室内の圧力
   に対応したばね常数を有する第１のばね部材により下方
   の所定位置に押下げられて上記圧力室の容積を小さくし
   ており、押上げられ閉路する上記可動接触子に接し連動
   して押上げられ、上記圧力室の容積を増大する連動ピス
   トン、この連動ピストンの上部に上記第１のばね部材を
   介し配置され、常時は上記第１のばね部材より犬なるば
   ね常数を有する第２のばね部材により下方の所定位置に
   押下げられており、上記連動ピストンが押上げられると
   これに接し押上げられる少なくとも１段設けられたカロ
   圧ピストン、上記固定接触子の下端から上方に通され、
   しゃ断時のアーク空間ガスを上方に排出するための連通
   孔、及び上記可動接触子の上端から下側に通じ、しゃ断
   時のアーク空間ガスを下方に排出するための連通孔を備
   え、閉路状態の上記可動接触子のしゃ所動作による下降
   とともに上記連動ピストン及び力ｎ圧ピストンが下方の
   所定位置に押下げられて上記圧力室の容積を小さくシ、
   発生したアーク電流の大きさによる消弧性流体の昇圧の
   程度に応じ上記連動ピストン、さらには上記加圧ピスト
   ンをばね圧に抗して押上げ、上記圧力室の容積を増大す
   るようにしたことを特徴とする自刃消弧形開閉装置。