JPS59198629A - 回路しや断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、′低圧回路保護に使用し限流しゃ断及び選択
しゃ断を可能とした回路しゃ断器に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、低圧回路保護用として第１図（ａ）乃至（ｄ）に
示すような回路しゃ断器が使用されている。

第１図（ａ）は閉路状態を示すもので、この回路しゃ断
器の電流通路は、しゃ断器本体部（以下しゃ断部と称す
る）１と、限流しゃ断部（以下限流部と称する）２とで
互いに直列−路となっておシ、そして凹訛部２の限流部
固定導体３と限流部可動アーム４は平行導体をなし、大
電流の通電に伴う電磁反発力を有効に働かせる構成とし
ている。このような回路しゃ断器において、短絡事故等
に、ｌ：り大電流が流れると、限流部２における限流部
固定導体３と、・限流部可動アーム４からなる平行導体
には互いに逆方向の短絡電流が流れることによって電磁
反発力が発生し、限流部固定接点５と限流部可動接点６
（以下限流部接点５，６と称する）は、第１図（ｂ）に
示すように開離する。このとき、限流部接点５，６間に
アークが発生し、このアーク抵抗によって短絡電流は限
流をはじめる。更にこれと同時にしゃ断部１では、第１
のしゃ断部固定導体７に流れる短絡電流にニレ第２図に
示す特性Ａ、の如く瞬時引外しの電流−動作時間特性を
有した過電流列外し装置８も瞬時に付勢され、引外し動
作を始める。この場合、図示しない引外し機構部の若干
の機械的時間遅れがあるために、第１図（ｂ）’に示す
ようにしゃ断部１のしゃ断部固定接点９としゃ断部可動
接点１０（以下しゃ断部接点９，１０と略称する）は過
渡的に閉路状態が保持される。しかし、すぐに第１図（
ｃ）に示すようにしゃ断部１のしゃ断部接点９，１０は
開路する。このとき回路しゃ断器はしゃ断完了し、電流
は消滅するので、限流部２における電磁反　　′見方は
消滅し、従って開路していた限流部接点５．６は第１図
（ｄ）に示すようにバネ１１によシ復帰し、再び閉路す
る。

なお図中１２は絶縁ケース、１３は負荷側口出し端子、
１４は電源側口出し端子、１５は第１のしゃ断部固定導
体７に倒立して設けられ限流部可動アーム４を支持、す
る支持導体、１６は限流部可動アーム４の回動中心をな
す回動軸、１７は負荷側口出し端子１３が端部に設けら
れた第２のしゃ断部固定導体、１８は端部にしゃ断部可
動接点１０が設けられたしゃ断部可動アーム、１９は第
１のしゃ断部固定導体７としゃ断部可動アーム１８とを
電気的に接続する可とり導体、２０ば゛しゃ断部１にお
けるオン−オフ手動操作用のハンドルである。

〔背景技術の問題点〕

ところで、このような回路しゃ断器においては、アーク
抵抗による限流しゃ断が行われるので、しゃ断容量は大
きくてき、かつ回路に与える熱的、電磁的衝撃も小さく
なるという利点があるが、短絡電流が大きくならないう
ちに、速く接点を開き限流するという方式であるため、
回路を瞬時にしゃ断しなければならない。従って、上位
側と下位側の２つの回路しゃ断器が設置された低圧回路
では、第２図に示す特性Ｂ。

を有した下位側の回路しっ断器の側、即ち負荷側で短絡
事故が発生した場合、第２図の特−性Ａ。

を有した上位側の回路しゃ断器は、第２図に示すように
、特性Ａ、と特性Ｂ、とは交差しているので両しゃ断器
は同時にしゃ断動作を開始してしまう。すなわち、上位
しゃ断器もしゃ断するため停電範囲の拡大を招き、所謂
選択しゃ断ができないという欠点がある。

上述したように限流部２によって限流しゃ断を行うとし
ゃ断容量の増大化は図られるが選択しゃ断は行われず、
一般にこれらを同時に満足することは困難であった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、限流しゃ
断及び選択しゃ断が可能な回路しゃ断器を提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕 本発明による回路しゃ断器は、上記目的を達成するため
に以下の如く構成したことを特徴としている。即ち、短
限時形の過電流例外し装置を有したしゃ断器本体部と、
大電流が流れた場合に電磁反発力を発生させる平行導体
を備え上記電磁反発力によシ接点を開離動作させるよう
にした限流しゃ断部とを直列接続し、前記限流しゃ断部
における通常時の通電経路を形成する導体に電磁石を装
着し、この電磁石が励磁されると上記接点の開離動作を
助長するように構成したことを特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第３
図（ａ）乃至（ｉ）は本発明による回路しゃ断器の一実
施例を示すもので、第３図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）　（
ｄ）は構成図、第３図（ｅ）　（ｆ）　（ｇ）　（ｈ）
　（１）は電気的な等価回路図である。なお第３図（ａ
）　（、）は閉路状態を示している。

第３図（ａ）において、５１は絶縁ケースで、これの内
部では、しゃ断器本体部（以下しゃ断部と称する）５２
と、限流しゃ断部（以下限流部と称する）５３が構成さ
れている。また絶縁ケース５１のしゃ断部５２側からは
負荷側口出し端子５４が導出され、限流部５３からは電
源側口出し端子５５が導出されている。限流部５３にお
いて、電源側口出し端子５５がその一端部に形成された
第１の限流部固定導体５６は、中間部位に限流部固定接
点５７が設けられ、他端部には限流用の抵抗５８の一端
が接続されている。また、絶縁ケース５１に倒立して設
けられた支持導体５９の中間部位には、限流部可動アー
ム６０の中間部位が回動軸６１に工って回動可能に取付
けられている。ここで回動軸６ノは限流部可動アーム６
００回動中心をなしている。

一方、支持導体５９の一端部には後述するしゃ断部固定
導体が支持接続され、更にこの支持導体５９の他端には
、第２の限流部固定導体６２の一端が接続されている。

限流部可動アーム６０の一端には限流部可動接点６５が
設けられ、回動軸６１の反対側の他端には、ピン７５に
よって可動鉄心６４が取付けられている。また前記第１
の限流部固定導体５６には固定鉄心６６が前記可動鉄心
６４と対応して設けられ、可動鉄心６４と固定鉄心６６
０間にはバネ６３が装着されている。この可動鉄心６４
と固定鉄心６６は、一つの電磁石部を構成し、第１の限
流部固定導体５６に流れる電流によって励磁されるよう
になっている。この電磁石部の詳細を第４図に示す。第
４図において、固定鉄心６６は略Ｕ字形状をなし、その
中を第１の限流部固定導体５６が通電、絶縁板７８によ
って絶縁されたバネ６３が装着されている。前記バネ６
３は、限流部可動アーム６０を回動軸６１を中心にして
時計方向に回動するように作用し、限流部接点５７．６
５の閉路時における接触圧力を発生させると同時に電磁
石部の復帰バネ機能も兼ねている。更に第２の限流部固
定導体６２の他端には前記抵抗５８の他端が接続されて
いる。

又、限流部５３における限流部接点５７．６５に対向す
る絶縁ケース５１にはしゃ断時のガスを放出するための
排気孔７７が設けられている０次にしゃ断部５２につい
て述べる。しゃ断部５２において、負荷側口出し端子５
４の一端には、過゛電流引外し装置６８が導体６７を介
して接続されている。この過電流列はずし装置６８は、
瞬時列はずし特性はも虐ず、短絡電流が流れた場合、サ
イクルの時間遅れをもって動作するように第５図に示す
特性Ａ２のような短限時列はずし特性を有したものであ
る。また過電流列はずし装置６８の他端には、可とう導
体６９の一端が接続され、更にこの可とう導体６９の他
端は、回動可能に設けられたしゃ断部可動アーム７０が
接続されている。そしてこのしゃ断部可動アーム７０の
回動中心に対して反対側の端部にはしゃ断部可動接点７
１が設けられている。また、支持導体５９の基底部側に
取付接続されたしゃ断部固定導体７２には、前記しゃ断
部可動接点７１と対応して、しゃ断部固定接点７３が設
けである。尚、図中７４は操作用のノ・ンドルである。

又、しゃ断部５２の絶縁ケース５１には、しゃ断時のガ
スを放出する排気孔７６が設けられている。

次に第３図（ａ）　（ｅ）を参照して、この回路しゃ断
器の通電路について述べる。第３図（ａ）（ｅ）におい
て、電源側口出し端子５５がら、第１の限流部固定導体
５６を経て、限流部面定接点５７及び限流部可動接点６
５（以下、これらを限流部接点５７．６５と称す）、限
流部可動アーム６θを通り、回動軸６１を通り支持導体
５９がらしゃ断部固定導体７２に至る。更に、しゃ断部
固定導体７２からしゃ断部固定接点７３・しゃ断部可動
接点７１（以下これらをしゃ断部接点７１．７３と称す
）を経て可動接点アーム７ｏ、可とり導体６９、過電流
列はずし装置６８、導体６７を通り、負荷側端子５４に
至る。

次に、上述のように構成された回路しゃ断器の動作につ
いて説明する。いま、負荷側に短絡事故が発生し、第６
図で示す短絡電流ｉ１が流れたとすると、初期時にあっ
ては第３図（ａ）　（ｅ）に示すようにしゃ断部接点７
１．７３及び限流部接点５７．６５は閉路した状態で、
未だ通電路は形成されている。次に第３図（ｂ）　（ｆ
）に示すように、第１の限流部固定導体５６と限流部可
動アーム６０は平行導体を形成し、かつお互に逆方向に
電流が流れるため、この平行導体間には電磁反発力が発
生し、よって限流部接点５７゜６５は開離動作を始める
。同時に第１の限流部固定導体５６に流れる電流によっ
て、固定鉄心６６及び可動鉄心６４で構成される電磁石
部が励磁されるので可動鉄心６４は、バネ６３の反抗力
に打勝って吸引され始める。この場合の電磁反発力も電
磁石による吸引力も、限流部可動アーム６０を回動軸６
１を中心にして反時計方向に回動させる力となυ、この
両者の力が相乗され、限流部可動アーム６０は、回動軸
６１を中心にして急速に反時計方向に回動し、限流部接
点５７．６５ｆ急速に開離させる。尚、限鎌転モーメン
トが最小になるように回動軸６１が限流部可動アーム６
０のほぼ重心位置に取付けであるので、第１図に示す回
路しゃ断器よりも、その開離速度は著しく速くなる。

このように限流部接点５７．６５が急速に開離すると同
時に、短絡１１流によって強力に可動鉄心６４が固定鉄
心６６に吸引されて、保持される。すなわち限流部接点
５７．６５は開路位置に保持される。したがって・この
開路動作過程で、限流部接点５７．６５の間にアークが
発生し、アーク電圧がより急激に上昇し、このアーク電
圧にニジ、短絡電流は、第６図に示すようにｉ（からｉ
２へ限流され始める。また、限流部接点５７．６５間の
アーク発生によるアーク抵抗に、Ｊ：、６、短絡電流は
、限流部接点５７゜６７に対して並列回路′ｆ：Ｍ成す
る抵抗５８へ転流を始める。

つぎに限流部接点５７．６５が完全に開離し、抵抗５８
への転流が完全に完了すると第３図（ｂ）（ｇ）に示す
ように限流部接点５７．６５間のアークは消滅する。そ
の後も、短絡電流は、抵抗５８によって限流され、その
限流された電流は流れ続け、この電流が流れ続けている
間では可動鉄心６４は固定鉄心６６に吸引された状態を
保持し続ける。そしてこの電流は抵抗５８に工　　　。

って限定されて第６図に示すように電流ｉ３となシ、こ
の転流完了までに要する時間は時間ｔとなる。尚、限流
部接点５７．６５間に発生するアークは、その近傍の金
属部を溶解させるなどの影響を与えるが、可動鉄心６４
、固定鉄心６６、バネ６３は、限流部接点５７．６５と
は、支持導体５９を介してその反対側に設けであるので
、アークによシ損傷をうけることはない。

又、このしゃ断過程で発生するアークガスは、排気孔７
７を通じて大気中に放出される。

その後、しゃ断部接点７１．７３は、第５図に示す特性
Ａ２のような短限時引はずし特性を有した過電流列外し
装置６８によシ、ある時間遅れをもって、第３図（Ｃ）
　（ｈ）に示すようにアークを発生して開離し、短絡電
流はさらに減少２始める。このため限流部５３の固定鉄
心６６の吸引力も減少を始め、更にバネ６３の効果によ
り、限流部接点５７．６５は閉成動作に移行する。

そしてしゃ断部接点ｖｘ、７３によってしゃ断が完了し
電流が零になると固定鉄心６６は励磁が解除され、第３
　ｚｌ　（ｄ）　（ｊ）に示すように限流部接点５７．
６５は閉駿し、しゃ断部接点７１゜７３は開離を完了（
〜、しゃ断が完全に完了する。

このしゃ断部５２のしゃ断過程で、発生したアークガス
は、排気孔７６ｆ：−り大気中に放出される。

次にこの回路しゃ断器を用いた限流選択しゃ断について
、第７図を参照して説明するっ糖７図において、第５図
に訃ける特性Ａ２、即ち短限時引はずし特性を有した上
位側の回路しゃ断器αと、第５図における特性Ｂ２、即
ち瞬時引はずし特性を有した下位側の一般汎用の回路し
ゃ断器βが接続された低圧回路において、下位側の回路
しゃ断器βの負荷側に短絡事故が発生したとする。この
場合第７図（ａ）の回路しゃ断器α、βが閉路している
状態から、まず第７図（ｂ）に示す状態になる。すなわ
ち、下位側の回路しゃ断器βは、瞬時引はずし動作によ
シ瞬時に接点を開き、しゃ断を始めると同時に、上位側
のしゃ断器αの限流部接点５７．６５も電磁反発力で瞬
時に開き、短絡電流を限流し始める。このとき、下位側
しゃ断器βと上位側しゃ断器αの限流部の両者でアーク
エネルギーを分担するし、下位側しゃ断器βは、上位側
しゃ断器αによって限流された電流をしゃ断することに
なるので、下位側しゃ断器βのしゃ断責務は大幅に軽減
される。つぎに、上位側しゃ断器αの短限時引はずし装
置６８が動作する前に下位側しゃ断器βのしゃ断が完了
し電流が零になると、すでに説明したように限流部接点
５７．６５が再閉路し、第７図（ｃ）のような状態にな
る。したがって健全な分岐回路への給電が持続できる。

なお、上位側の回路しゃ断器αと下位側の回路しゃ断器
βとの間で短絡事故が発生した場合は、すでに第３図で
説明したように短限時引けずし特性を有する過電流用は
ずし装置６８によって、しゃ断部接点７１．７３が開き
回路をしゃ断する。

以上述べたように本実施例では、限流しゃ断と選択しゃ
断の両者が同時に可能になるので、経済的な回路保護シ
ステムとすることができると同時に、事故範囲を最小限
に限定することが可能となる。電磁反発力で開離する限
流部可動アーム６０ｆ、短絡発生と同時に、短絡電流に
よって励磁される電磁石部で開離動作を助長すると同時
に、開離後は、その位置に確実に保持するので、抵抗５
８への転流は良好に行なわれる。さらに限流部接点５７
．６５の開離動作時における回転モーメントが最小とな
るように限流部可動アーム６０に電磁石部ｋｍ成したの
で、上記電磁石部の強力な接点開離助長作用と相乗して
、非常に間速な接点開離動作が得られ、アーク電１圧の
上昇も極めて早く、優れた限流作用を得ることができる
。また限流部接点５７　、６５に接触圧力を与えるバネ
６３をアークの発生する位置に対して反対側に設けたの
で、しゃ断時のアークにより、バネ６３が損傷をうける
ことがない。又、しゃ断時のアークガスは全て大気中に
放出するようにしたので、絶縁ケース５１内で相間短絡
することはない。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、短限時形の、過電流
列外し装置を有したしゃ断器本体部と、大％：流が流れ
た場合に電磁反発力を発生させる平行導体を備え上記電
磁反発力によシ接点を開離動作させるようにし、前記限
流しゃ断部における通常時の通電経路を形成する導体に
電磁石を装着し、この電磁石が励磁されると上記接点の
開離動作を助長するように構成したので、限流しゃ断及
び選択しゃ断が可能であると共に、上記接点の開離動作
の助長に伴い、限流しゃ断性能が極めて向上した回路し
ゃ断器が提供できるＯ

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｄ）は従来の回路しゃ断器を示す構
成図、第２図は従来の回路しゃ断器における電流対動作
時間の特性を示す特性図、第３図（ａ）乃至（１）（は
本発明による回路しゃ断器の一実柚例を示すもので、第
３図（ａ）乃至（ｄ）は構成図、第３図（ｅ）乃至（ｉ
）は乱気的な等価回路図、第４図は第３図における一部
詳細図、第５図は選択しゃ断を可能とする電流対動作時
間の特性を示す特性図、第６図は第３図における限流電
流の様相を説明するための波形図、第７図（ａ）乃至（
ｃ）は限流しゃ断及び選択しゃ断を説明するだめの回路
図である。 ５１・・・絶縁ケース、５２・・・しゃ断部（しゃ断器
本体部）、５３・・・限流部（限流しゃ断部）、５４・
・・負荷側口出し端子、５５・・・電源側口出し端；子
、５６・・・第１の限流部固定導体、５７・・・限流部
固定接点、５８・・・抵抗、５９・・・支持導体、６０
・・・限流部可動アーム、６１・・・回動軸、６２・・
・第２の限流部固定導体、６３・・・バネ、６４・・・
可動鉄心、６５・・・限流部可動接点、６６・・・固定
鉄心、６７・・・導体、６８・・・過電流列はずし装置
、６９・・・可とり導体、７０・・・しゃ断部可動アー
ム、７１・・・しゃ断部可動接点、７２・・・しゃ断部
固定導体、７３・・・しゃ断部固定接点、７４・・ノ・
ンドル、７５・・・ピン、７６．７７・・・排気孔、７
８・・・絶縁板。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第４図 ｔ）Ｕ 第５図 第６図 第７図 （ａ）　　　　　　　　（ｂ） 忙）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の口出し端子を有し且つ大電流が流れた場合
   に予定時間の遅れをもって引外し動作する短限時形の過
   電流列外し装置を有したしゃ断器本体部と、第２の口出
   し端子が設けられ且つ限流しゃ断部固定接点が設けられ
   た限流しゃ断部固定導体と、前記しゃ断器本体部と電気
   的に接続され且つ前記限流しゃ断部固定接点と対応して
   限流しゃ断部可動接点が設けられ且つこの限流しゃ断部
   可動接点と前記限流しゃ断部固定接点とが閉路状態では
   前記限流しゃ断部固定導体に対して逆方向に通電路が形
   成される如く前記限流しゃ断部固定導体と共に平行導体
   を形成する回動可能な限流しゃ断部可動接触子と、前記
   限流しゃ断部固定導体における前記限流しゃ断部固定接
   点と前記第２の口出し端子とが設けられた位置に対する
   中間部位に設けた固定鉄心と、この固定鉄心と共に電磁
   石部を構成するものであって前記固定鉄心に対応した前
   記限流しゃ断部可動接触子の所定の位置に設けられ且つ
   前記限流しゃ断部固定導体に大電流が流れ前記固定鉄心
   が励磁されると前記限流しゃ断部固定接点及び前記限流
   しゃ断部可動接点を開路させるように吸引動作する可動
   鉄心とを具備したことを特徴とする回路しゃ断器。
2. （２）可動鉄心は、前記限流しゃ断部可動接触子の回動
   中心に対し回転モーメントが最小となる位置に設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の回路し
   ゃ断器・
3. （３）電磁石部は、前記限流しゃ断部固定接点及び前記
   限流しゃ断部可動接点に、非励磁時には接触圧力を付与
   すると共に励磁時には開離動作を遅らせるように機能す
   るバネを有したことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の回路しゃ断器。