JPS63141218A - 保護装置用スイッチ装置 - Google Patents

保護装置用スイッチ装置

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JPS63141218A
JPS63141218A JP62288272A JP28827287A JPS63141218A JP S63141218 A JPS63141218 A JP S63141218A JP 62288272 A JP62288272 A JP 62288272A JP 28827287 A JP28827287 A JP 28827287A JP S63141218 A JPS63141218 A JP S63141218A
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JP
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current
voltage
switch
circuit
resistor
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JP62288272A
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エリー　ベルベル
アンドレ　ヴェルジェ
ルイス　フォション
ジャン‐ポール　リオテ
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Telemecanique SA
Original Assignee
La Telemecanique Electrique SA
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Publication date
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/16—Impedances connected with contacts
    • H01H33/161—Variable impedances
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    • H01H33/161—Variable impedances
    • H01H2033/163—Variable impedances using PTC elements

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

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】 技術分野 本発明は、スイッチ装置の保護装置に関し、特に、グリ
ットに接続された内部端子と負荷に接続された出力端子
との間に配置された内部回路を有しかつ異なるレベルに
達する障害電極電流を自動的に遮断する電気的保護装置
であって、内部回路に第１レベルに達する電流が流れた
とき開放する機械的スイッチと、電流が高い第２レベル
に達することにより短絡回路の存在から電流の成長速度
が生じたとき、機械的スイッチよりも急速に作用して、
その両端子間に電位差を発現せしめて、電源の初期開放
を生じさせる電流制限器と、その電位差が自身の安定化
電圧と等しい値に達したとき、電流の一部分を自身に移
行せしめるように電流制限器と並列に接続された定常電
圧安定化手段とからなるスイッチ装置に関する。
背景技術 従来の保護用スイッチにおいては、例えば米国特許第３
２４９８１０号明細書に開示されているように、高い温
度係数を持つ抵抗器と非線形の電圧制限抵抗器とが並列
に′Ｗ４１の機械的電流制限スイッチに配置されている
。係る公知の装置においては、第１のスイッチが開放さ
れたときに、そのスイッチを通過する電流は第１の抵抗
器に移行され、そして電圧制限抵抗器によって生ぜしめ
られる第１抵抗器の保護効果が起こる。第２スイッチの
開放が第１スイッチの開放１こ関して若干遅延している
ので、第２スイッチの存在により回路の完全な分離が可
能となる。
以下の記載から明らかになるように、電圧制限抵抗器の
閾値電圧は、グリット及びその役割とする通常のピーク
電圧の２倍から３倍に達する電圧を発生させるように適
応されているが、この閾値電圧は正の温度係数を持つ抵
抗器を保護する手段の閾値まで理論的に減少させること
ができる。このことは、必然的にこの閾値電圧が比較的
高くなることを意味している。従来の回路はその装置内
で係るスイッチが既に曝されている応力の減少をもたら
すことになる。従って、従来装置においては、それら応
力が既に高い値に達してからだけしかその効果を発揮し
ないことになる。
更に、従来の装置に安定化抵抗器を設けて用いられるも
のの役割の１つとして、第１抵抗器における熱エネルギ
ーの放出を制限する方向でそれら装置が開発されている
ので、決してその抵抗を流れることがない電流が安定な
電圧閾値を有する動作範囲からそれ、従来の抵抗型タイ
プの操作ではその閾値を越えて電圧が現れることとなる
。
発明の概要 本発明は、従来の装置におけるような接点の開放時に電
流の一部をそらすように分流せしめることを可能とする
構造のスイッチの改良を目的とする。また、電流移行現
象（ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｆ’ｅｒ　ｐｈｅｎｏ
ａ＋ｅｎｏｎ　）をより早く作用させることによりアー
クケースの寸法を減少させ、該ケース内に現れるアーク
の表明を減少させることを目的とする。本発明は、電圧
制限特性を有する公知の材料が、従来技術においては回
避されていた抵抗特性の部分における動作点からの短い
分流電流に耐えることができることを見出だしたことに
よるものである。
本発明は、数ＫＪのオーダーの電源を有しかつ制限電流
が数ＫＡのオーダの装置に対して特に有効である。
本発明によれば、上記のスイッチ装置において亜鉛酸化
物素子を用いた電圧安定化手段を設けているので上述の
目的を達成することができる。すなわち本発明のスイッ
チ装置は、電圧安定化手段の亜鉛酸化物素子が次の特性
を有していることを特徴としている。
（ａ）電流制限器における所定減少値を有するエネルギ
ーの開放の発現に応じて電流が入力及び出力端子間に流
れるとき、電流制限器の端子間に現れる電圧以下の閾値
電圧。
（ｂ）初期移行電流がこの特性に画定された電流値近傍
またはこの電流値を越えない範囲で流れるように安定化
される特性を以て伸長する範囲の第１安定化特性部分と
それに続く曲線部分に続く第２抵抗特性部分とからなり
、この第２抵抗特性部分は、第１分流電流より大なる連
続した移行電流の流れが、電圧制限素子の端子において
、グリットの瞬間電圧に急速に到達する電圧を生せしめ
るような勾配を有する特性曲線。
特に、亜鉛酸化物を用いた電圧安定化抵抗器は、現時点
では、５００Ｊ／ｃｍ’のオーダーに達する過負荷エネ
ルギーが瞬時に発現する場合に、それに何ら障害なく耐
えることができる。その結果、通常、かかる保護スイッ
チをモールドケース内に組込む場合には、ケースの大き
さが増加する場合があるのでその組込みが難しい場合が
あったが、本発明によればアークチャンバーの容積を減
少させることができるようになる。
さらに、高い正の温度係数を有し適当な導電性を有した
高分子からなる抵抗器は、現在、短い時間の間隔であれ
ば数ＫＷの耐久ピークにも耐えるこ゛とができる。
一般的に、短絡回路電流が発現した時や、この電流を分
配して貯蔵する時に発現するいかなる形態のエネルギー
は制限されるべきであると考えられている。
電流遮断器やスイッチの挙動は本来、そこに現れるるエ
ネルギーを考慮して全エネルギーバランスの範囲内にて
取り扱われる。このエネルギーの発現は機械的熱的なも
のとして電流現象に瞬時に変換されるか、または、その
エネルギー発現が熱の形態で行なわれる場合には穏やか
である。本発明者は、これらの現象を利用することによ
り、グリットにおける急速なエネルギーの発現を抑える
ことが出来ることを見いだした。
実施例 以下、本発明の実施例を古書添付図面に基づいて説明す
る。
電流に対して保護をなす保護装置１においては直線的、
すなわち直列負荷におけるような第１図に図示する如き
直線的な障害電極電流が現れる傾向にある。ここで、参
照符合２は分離ケースを示し、該分離ケースには、少な
くともフェーズ（Ｐｈａｓｅ　）の２つの接続端子３．
４及びグリット（ｇｒｉｄ）　Ｒ、Ｓを解して供給され
かつ外部負荷６に直列に配置された内部回路５が設けら
れている。
回路５は、直列に静止電流制限装置７、機械的分離切断
スイッチ８、瞬時電流過負荷のための磁気型検出器９及
び伸長され適度な過負荷のための熱検出器１０からなる
。該検出器９は第１電流閾値Ｉｐに作用する。
この２つの検出器は、予め手動手段１１ａあるいはモー
タ１２の如き遠隔操作手段によって設定された機構１１
の引きはずし信号を生じさせるものであって、負荷６を
保護する実質的働きをする。
一方、静止（定常）制限装置７は、短絡回路電流の発生
時に作用するように設計されており、その電流の成長は
特に供給線路を保護するように制限されなければならな
い。
非常に高い正の温度係数を有しかつ例えば導電性高分子
からなる抵抗器により形成された電流制限装置７と並列
に、主に亜鉛酸化物を主原料とした静止電圧制限装置１
３が設けられている。これら部材７及び１３の特性並び
に寸法は、一方においては、短絡回路電流の成長が第１
の高温度において急激に起こるように選ばれる。この高
温度は電流ｔｇの増加につれてその抵抗値Ｒ７を急激に
上昇せしめる。第２図に示した特性曲線は、この熱の発
生の理想的な傾向を示している。
他方において、静止電圧制限装置１３においては、第３
ａ図に示すその安定化閾値ＵＳが十分低い値をもつよう
に選ばれる。この低い値は、移行電流ｔｄを増加させて
、熱エネルギーが放出される前に装置に流すためのもの
である。この熱エネルギーは、電流制限抵抗器７中をあ
る値に達した初期短絡回路電流ｉｇが流れた時に、抵抗
器７中におけるジュール効果によって現れる特性を破壊
する程高いものである。すなわち、高い分流電流ｉｄは
、電位差が閾値電圧よりも大となるように抵抗器７の端
子に生じると同時に、電圧安定化素子１３を通過し始め
る。
本発明によれば分流電流ｉｄが第３ａ図に示された水平
部分Ａにおいて生じるとき、電流の移行が電圧制限装置
中において起こる。この電流の移行は上昇部分Ｂに関係
する以前に略２倍大きさの割合に達する。部分Ｂは急峻
な傾斜αをもった抵抗特性を示している。次に、部分Ｂ
に続いて電流【ｊを生じさせる特性を示す屈曲部分Ｃが
ある。
値ＵＳ、ｉｊ及びαの選択は抵抗器７及び素子１３間の
所望のエネルギー分配から起こり、抵抗器７及び素子１
３は、いかなる損傷の危険もなくこれらの特性を保存す
る。
これら部材の挙動による発熱は、部分Ｂではそれらに流
れるほど高くなるが、破壊をもたらすほどの電流ではな
く、ある種の並列の２つの抵抗の間に短い間だけ生じる
ものである。第１及び３ａ図に示されるこの動作モード
（電圧安定部材１３による）は、ここでは２つの協働素
子１３ａ、　　１３ｂの直列組合せで示され、各特性曲
線の部分Ａ及びＢに対応する特性を有している。この２
つの部分における電流の発出は第４図に示されている。
連結して発現する２つの現象に必要な短い期間の最後に
おいて、磁気的電流に検知器９は順に作用して、部材１
１に包含された機械的エネルギーを放出する。このエネ
ルギーは順に使用されてスイッチ８を開放させ、それは
、かなり減少させられた電流ｉｅを遮断するだけのエネ
ルギーであって、回路の完全な分離を達成させる（第４
及び７ａ図参照）。障害電流が短絡回路のこれらの水準
に達しない場合は、スイッチ８は回路遮断動作だけをな
す。
第５図に示す回路の変形例２１においては、第１図に示
す部品と同一の符合で示すものは同一の動作をなしてい
る。ここでは第２機械的スイッチ１７が短絡電流制限動
作をなしている。かかるスイッチにおいては高電流に対
して有効となる電気力学的反発作用が用いられる。
かかるスイッチの開放の時点において、グリット電圧に
関してその端子に現れるアーク電圧Ｕａは回路１５にお
ける電流ｉｆの成長を支配している。その成長ができる
だけ急峻でなければならないアーク電圧の発出が特にア
ーク（たぶん、フィンによって破壊される）の伸長速度
によって、又は／及びその冷却比率と同様にそのアーク
断面の（ある制限によって制限される）の減少比率によ
って、決定されている。これらの配列又は組合せの各々
は二重遮断接点ブリッジと同様に、必要に応じて、例え
ば接点間にて急速に通過する分離スクリーン２０の如き
適当な手段を用いてアーク電圧の急峻な成長を生じさせ
るように選択される。
前述の実施例は第１図に示されているが、定常電圧制限
部材２３は第３ｂ図においても機械スイッチ１７に並列
に配置されている。この電圧制限部材２３は、電流ｉｊ
に対する曲線部分Ｃにまで伸長する閾値電圧Ｕｓを有す
る純制限部月２３ａと、特性曲線部分Ｂにおいて傾斜α
を有する抵抗部材２３ｂとからなっている。
回路１５に短絡が生じた場合（第７ａ及び７ｂ図参照）
、通常強度１ｃから生成方向Ｉｃｃに向かう電流が時点
ｔ□から流れ始める。時点ｔ１において、この電流は値
ＩＰに達し、この値において、この成長が急でない場合
には符号８として電流検出器が作動されることもできる
。この値ＩＰは、負荷としてモータを例えば保護する場
合において、通常電流Ｉｎの１２倍から１５倍の大きさ
のオーダーである。
制限スイッチ１７の有効な開放は、電流がそれ自体を通
過した時に、時点ｔ２において通常電流の５０倍から１
００倍のオーダである値ｉ（に達する。
低電圧で用いられる従来の制限スイッチにおいては、機
械スイッチのアーク電圧は急速に生ぜしめられる。この
アーク電圧は１５Ｖから２０Ｖのオーダの初期値から始
まり〈例えば８００Ｖの最大値にまで達して制限された
電流ピークＬｍは急に生ぜしめられる。この現象は以下
の式にて示される。
ここでＬ及びＲは回路におけるインダクタンス及び抵抗
であり、Ｕ「及びＵａはそれぞれグリットの電圧及びア
ーク電圧を示している。かかる現象は、Ｕａ−Ｕｒの時
に、制限電流ピークｉｍに到達して現れる。
第５図に示される回路１５においては、制限抵抗２３は
、例えば２０Ｖのオーダの閾値電圧ＵＳを有するように
選択されている。この閾値は曲線Ｃの電流ｉｊが電流ｉ
（の値の近傍に達した場合に、特性曲線部分Ａに沿って
伸長する特性をとる。
したがって、Ｕａが２０Ｖに達すると同時にスイッチ１
７を通って安定化素子２３へ流れる急速な移行電流が生
じることとなり、かかる安定化素子２３は、実際には非
常に低い抵抗分路のように働き、これを通って分流電流
ｉｄが流れる。
しかしながら、アークを生じさせる状態に比して安定的
に制限動作がなされるように設定することを望む場合、
増加するアーク電圧に代えて他の電圧、例えば第１図の
回路５に起こるような電圧にすることが必要である。
この電圧Ｕｚの増加はここでは得られる。なぜならば、
素子１３の特性曲線の部分Ｂ１が傾斜α１の抵抗傾向を
もって上昇する部分を有しており、この部分が傾斜β１
の増加電圧Ｕｚを端子において生ぜしめると共に連続電
流ｉｚを通過させるようにする（第３ｂ図参照）。
この傾斜が高ければ高いほど時点ｔ３はＵｒ−Ｕｚの点
に速く達することになり、電流ｉｚはｉｍに等しいピー
ク値に達する（第７ａ及び７ｂ図参照）。
これらの図から、遮断により放出されたエネルギーの主
要ピークが消費されてＺｎＯ素子２３１；貯蔵される。
一方、スイッチ１７は、非常に短いアークを形成して、
エネルギーの発現を極めて制限する位置に置かれる。
外部への温度、機械的動き及び音の発散はスイッチの接
点の腐食と同様に結果としてかなり制限される。
したがって、点Ａ１において低い値のとき、閾値電圧Ｌ
Ｊｓｔを瞬時に有し、高い値の時に抵抗特性の傾斜α１
、すなわちＢ１において急速に増加する特性を有し、か
つその伸長し部分の安定化範囲を有するＺｎＯ素子を用
いることは好適である。
このことは、エネルギーの所定の低い量が開放する時に
おいてアークを減少させる移行に必要な最大電流と、Ｚ
ｎＯ素子が浸されることなく吸収される最大エネルギー
とを両立させることができる。
その結果、この操作の両立性は、固定された動作周期に
対して確保される。
ＺｎＯ電圧制限素子が所定熱衝撃（ｔｈｅｒｍａｌｓｈ
ｏｃｋ）すなわち予め発生せしめられた熱衝撃を支持す
る方法の一つは、同様の特性を有する並列した２つの素
子を協働させるこ。とによって形成することで行われる
。
これらの条件下において安定化範囲の延長は減少されて
これら素子の各が強度の小さい電流、例えばｉｄ／２を
流すようになるけれども、高い傾斜αを有しているそれ
らの間の範囲では端子間の電圧Ｕｚの現象が実質的に同
じ傾斜で保持される。
いくつかの協働するＺｎＯ電圧制限素子において放出さ
れるエネルギーを分離する第２の方法は、それらの２つ
、２３ｃ及び２３ｄが実質的に異なる安定化閾値Ｕ′ｓ
及びＵｌｌｓを有して、さらにそれが並列に接続される
ことにより行なわれる。
この場合、第１素子２３ｃの端において第２素子の最高
閾値電圧Ｕｌｌｓに等しい電圧Ｕｚ１を生じさせながら
、電流ｉｚ１が達するときに、電流の第２移行が起りで
第１素子はもはや高いエネルギーを受けることがなくな
る。
素子２３ｄの曲部の電流ｉ１′ｊが素子２３ｃの曲部の
電流ｉ′ｊよりも第となる場合、第２電流の移行しか実
現しないことはとあきらかである。
別個の抵抗特性を有するＢタイプの２つの分岐の並列接
続から生じる電圧の成長の傾斜の値は、予定された成長
の傾斜βの減少を導き、対応する小さい傾斜の全傾斜に
追従することになる。この欠点は曲部の電流１１１ｊが
高い素子を選ぶことにより克服できる。
電流移行装置は異なる閾値電圧ＵＳ３及びＵＳ４を有す
る素子を並列に用い゛ることによって形成することがで
きる。動作特性はヒステリシス特性を有し、さらにピー
ク値に達した後に往路において閾値電圧Ｕｓａを通って
帰路において電流は減少する（第１９図参照）。
かなりの値である電流減少傾斜γを供給又は保持させる
ことができるこのような装置の使用は、全遮断時間ｔ６
を減少させる結果をもたらす。
第２０図に示された第１回路９０、すなわち、２つの異
なるＺｎＯ閾値電圧素子９１及び９２（たとえば、一方
は２０Ｖ、他方は６００Ｖ）が制限装置９３に並列に配
置されている場合、制御半導体９４が低い閾値電圧を有
する第１素子９１を受ける第１分枝９１中に使用される
。
特に、第１７図に示された回路９６においては、機械的
制限スイッチ９７に並列に配置されている。
一方においては、第１亜鉛酸化物電圧制限素子９８であ
る。これは高い温度係数を有した導電性高分子の抵抗器
９９に直列に接続されており、２０ｖに近い値の閾値電
圧を有するものである。
他方においては、第２亜鉛酸化物電圧制限素子１００で
ある。これは、グリット電圧が３８０Ｖから４４０ｖの
オーダである時、例えば６００ｖ付近にある高い閾値電
圧を有するものである。
制限スイッチ９７が開放した時及び移行電流ｉｄ１が第
１分枝１０１中に生じた時、前のように、アークの発現
と高エネルギーの開放が抵抗器９９中で起こる。この現
象は、電流が曲部Ｃの値Ｉｊに達する時点（連続線の曲
線を参照）か、又は電流ｉｊ＋に連続的になった時点（
破線の曲線を参照）か、によって抵抗の急激な現象が起
こることに依存するいくつかの局面において起こるので
ある。
両者の場合において、唯一の閾値素子が有するし傾斜に
関して抵抗成長傾斜は変形される。
第１分枝１０１の端子における電圧が第２素子１００の
閾値電圧Ｕ４に等しい値に達するやいなや、電流ｔｄ２
は第２分枝１０２へ移行させられる。
正の温度係数抵抗はまた高温において連続した高い抵抗
を示すものであり、その存在は、電流が素子９８の特性
に従って分枝１０１を通って流れないことを意味する。
端子における電圧は、第２素子１００の唯一の存在によ
る制御の下で現れる。
その量は電流の減少によるものである。この減少は動作
点が移動するに従って、分枝りの状態を観察することに
より起こる（第２１図参照）。
においては右辺のＵｒ−Ｕｓが非常に零に近く維持され
るので、ｄ　ｉ／ｄ　ｔが比較発散（Ｃｏｍｐａｒａｂ
ｌｅ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）に従う。結果として、全遮
断時間ｔ６を減少させるように電流の急速な減少をもた
らす。さらに続いて、時点ｔ□及びｔ６間に放出される
エネルギーの減少をももたらす。
他の実施例として、第５図の回路におけるアークによっ
て放出されるエネルギーの減少は、参照符合７で前に示
されかつ破線でも示される高い温度係数をもつ抵抗器を
、制限スイッチ１７に並列に配置することにより得られ
る。
この抵抗は第１図で示した実施例の場合とは同一ではな
いが、この抵抗器の役割は、一方において安定化抵抗２
３の閾値電圧Ｕｓに達する前に付加的移行電流ｉｇを急
速に生じさせることである。
他方において、その役割は、電圧制限抵抗器の抵抗特性
部分の上昇分枝に達する前にエネルギーのかなりの消費
を起こさせることである。これらは、そこに流れる電流
ｉｚを順次有することになる。
制限電流はそのピーク値の穏やかな減少だけに支配され
ているけれども、アーク（これは例えば、ｌ’１２ｄｔ
によって示される）によって瞬時に放出されるエネルギ
ーが興味ある特性において減少する。このことは、２つ
の電流の移行現象の傾向として示される。
前述の実施例にあるように、実質的に制限された電流を
遮断するだけの機械的スイッチ１８の連続する開放は電
流の全分離を可能とする。
しかしながら、単一２０ＶＺｎＯ閾値素子では、最後の
開放が起る時点ｔ４は再設定電圧Ｕｍが閾値電圧よりも
高く装置の端子間に現れる時点ｔ９よりも先でなくては
ならない。
抵抗器１９及び素子２３中から熱として貯蔵されたエネ
ルギーはケース２２の−又はそれ以上の領域２４．２５
において連続的に発散されるるこれら領域は急速な発散
がなされるように設計されている（第６図参照）。
改良された装置３１においては、安定化抵抗器及び／又
は素子が所定熱平衡をまだ発見されていないならば、温
度検出器、例えば２６．２９に示すようなバイメタル片
は、機械的手段２ｇ、２８ｂ又は電気的手段２８．２８
ａもしくは手動又は遠隔操作の再設定手段１１によって
形成され得るこれらの領域と協動させることもできる。
もし、スイッチ１７及び２７の構造がこれらの温度検出
器を阻害した場合には、自動的開放の前にそれを自発的
に再閉塞させ、たとえば直列スイッチ３５ａによって遠
隔操作電磁石３０の電源回路３５に作用させることによ
って操作することもできる（第１４図参照）。このため
には、可動制限接点４４ａ及び電磁石３０によって駆動
される仮り固定接点４４ｂを有するスイッチ４４が適当
である。
このような遠隔操作の場合には、障害が解消されるが、
付加的手段として、抵抗器１９．２３を切って、この動
作が閉じたスイッチ８に作用した時に路線の分離を完全
とする手段が必要である。
装置４１の制限スイッチ３７が接点ブリッジタイブ３８
の場合においては、該ブリッジは例えば導電ブライド（
ｂｒａｌｄ）　３７　ａによって抵抗器３３゜３９の端
子３２．３２’に接続されている。その他の端子３４．
３４’は回路３５の供給端子３若しくはスイッチ８に直
接接続されている（第８図参照）。かかる回路では、必
要に応じて、スイッチ８を省略して機構１１によって遠
隔操作電磁石３０の作用で連続的にスイ・シ千３７を作
用させる。
第９図に示した実施例３１ａにおいては、電磁石３０に
よって遠隔操作されて開放かが行なわれる制限スイッチ
２７′は２つの固定分離接点２７ｂ、２８Ｃを閉塞位置
に押圧する可動接点２７ａを有しており、分離接点の一
方はスイッチ８に接続され、他方は２つの抵抗器２３．
１９に接続されており、かかる可動接点の開放が回路３
５ａの全体分断を達成するようになっている。
もし装置４１ａの制限スイッチ４７が可動接点による単
一遮断タイプであるならば、付加的スイッチ４２を設け
なければならず、このスイッチの動作４よ回路４５から
２つの抵抗器を離し全体分離を行うためにｆｆｌｌｏ図
に示されるような制限スイッチと同様に協動したり、又
は協動しなかったりしなければならない。
第１６図に示す装置８１に属する回路８５の遠隔操作に
よる開放は、遠隔操作電磁石３０が可動部８ａ又は固定
部８ｂの一方に作用して、それを引きはなす、又は分離
する動作のいずれかをなす機構１１と適当に協動するス
イッチと接触させることにより達成される。
第１１図に示す第１の変形例５１においては、第１及び
第５図から考え出される組合せが用いられている。安定
化抵抗器５３は機械的制限スイッチ５７及び高い性の温
度係数を有する抵抗器の直列接続に並列に接続されてい
る。ここでは、完全な回路の分離はスイッチ８の開放が
連続的に起ったときのみ起こる。
第１２図に示す変形例５１ａにおいては、上記のものの
比較例としての組合せが示されている。
安定化抵抗器５３ａは制限スイッチ５７ａに並列に接続
されており、この並列回路は回路５５ａ中において、高
い温度係数を有する抵抗器５９ａに直列に順に配置され
ている。
第１３図示す実施例６１においては、制限スイッチ６７
は高温度係数抵抗器６９と直列に配置されており、この
直列回路はそれ自体が、回路６５中において、分離スイ
ッチ６８及び電圧制限抵抗器６３を有する直列回路に並
列に配置されている。
短絡回路電流状態の下の第１動作フェーズにおいては、
この保護装置は第１１図に示すような動作をする。なぜ
ならば、電流ｉｇを始めに遮断しなければならない制限
スイッチ６７の先行する開放があるからである。素子６
３の抵抗を瞬時に上昇させるような分流電流ｉｄは、電
磁石コイル９が機構１１を引き離す時において、分離ス
イッチ６８を開放することによって遮断される。
かかるタイプの回路には、電流障害がコイル９又はバイ
メタル片１０によってのみ検出された時全回路の分離を
達成するような２つのスイッチ６８．５７に作用する機
構１１に機械的組合せ６２゜６４が必要であることは明
らかである。
公称定格が低い制限開閉装置１７，２７，３７゜４８．
５７．６７を構成するということが提案されており、そ
れは第１５図に符合７０として示されている。ここで、
単−又は二重遮断を有する可動接点７７は、短絡回路電
流が現れた時にたとえば、プランジャーコアの瞬間的な
動き等の打撃による伝達に支配されている。このプラン
ジャーは、第１図のコイル９の比較的低速の駆動が行な
われる第１コイル７３に直列に配置された第２高速度電
磁石コイル７２と協動する。
分離開閉の可動接点においては磁化可能なＵ字形態の構
造を採用することもできる。この構造は、一方において
、短絡回路に起因する高い電流が流れた時に閉塞方向に
接点圧力を強化する電気力学的力をこれら接点に伝達す
ることができる。また、他方において、この短絡回路電
流の強度が減少する場合において可動接点の動きを開放
方向に与えなければならない時点でこの接点圧力を解除
するることもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は第１電流制限装置が特別な抵抗器により形成さ
れた本発明による第１実施例の概略説明図、第２図は導
電性高分子タイプの有機物主体の導電性化合物抵抗の放
熱のグラフ、第３ａ図及び第３ｂ図は亜鉛酸化物電圧制
限抵抗器を通る電流が増加する時におけるそれら抵抗器
の端子に現れる電圧のグラフ、第４図は短絡回路が発現
した時点の第１図の回路を通る電流のグラフ、第５図は
第１機械的スイッチにより形成された本発明による第２
実施例の概略説明図、第６図は第１図、第８図または第
９図の回路の装置の一つの応用改良例の概略説明図、第
７ａ図及び第７ｂ図は短絡回路が発現した時点の第５図
に示す一つの装置において現れる電流と電圧とのグラフ
、第８図は遠隔操作電磁石により駆動される接点ブリッ
ジが設けられ電流制限がなされた保護装置の実施例の概
略説明図、第９図は制限接点が遠隔操作電磁石と協働す
る特別構造の保護装置の実施例の概略説明図、第１０図
は回路の分離が可能な２つの協働スイッチを有する保護
装置の概略説明図、第１１図、第１２図及び第１３図は
第５図において用いられている開閉手段の第２．第３及
び第４の組み合わせの概略説明図、第１４図は熱的負荷
素子と協働しかつ速く起こる再度の遮断を防止する監視
手段における障害電流開閉回路の一部分の概略説明図、
第１５図は制限スイッチが特別である障害電流に対する
保護装置の概略説明図、第１６図は分離スイッチに取り
付けられた遠隔操作解放装置の変形例の概略説明図、第
１７図は異なる特性を有する２つの安定化素子を有する
第１特別回路の概略説明図、第１８図及び第１９図は安
定化素子の並列回路を用いた動作モードを示す曲線のグ
ラフ、第２０図は異なる特性を有する２つの安定化素子
を有する第２特別回路の概略説明図、第２１図は短絡回
路の発現にしたがって自動的に遮断した後の急速な電流
の減少による放出を示すグラフである。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・保護装置 ２・・・・・・絶縁ケース ３．４・・・・・・接続端子 Ｒ，Ｓ・・・・・・グリット ６・・・・・・外部負荷 ５・・・・・・内部回路 ７・・・・・・静止電流制限装置 ８・・・・・・機械的分離切断スイッチ９・・・・・・
磁気型検出器 １０・・・・・・熱検出器 １１ａ・・・・・・手動手段 １２・・・・・・モータ １３・・・・・・静止電圧制限装置 代理人　　　弁理士　　藤村元彦 ｊ、　　　　　、、、、、、−

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）グリットに接続された内部端子と負荷に接続され
    た出力端子との間に配置された内部回路を有し、異なる
    レベルに達する障害電極電流を自動的に遮断する電気的
    保護装置であって、前記内部回路に第１レベルに達する
    電流が流れたとき開放する機械的スイッチと、 前記電流が高い第２レベルに達することにより短絡回路
    の存在から電流の成長速度が生じたとき前記機械的スイ
    ッチよりも急速に作用して、その両端子間に電位差を発
    現せしめて、電源の初期開放を生じさせる電流制限器と
    、 前記電位差が自身の安定化電圧と等しい値に達したとき
    、前記電流の一部分を自身に移行せしめるように前記制
    限器と並列に接続された定常電圧安定化手段とからなり
    、 前記定常電圧安定化手段は亜鉛酸化物素子を有し、前記
    亜鉛酸化物素子は、 （ａ）前記制限器における所定減少値を有するエネルギ
    ーの開放の発現に応じて電流が入力及び出力端子間に流
    れるとき、前記制限器の端子間に現れる電圧以下の閾値
    電圧と、 （ｂ）初期移行電流がこの特性に画定された電流値近傍
    またはこの電流値を越えない範囲で流れるように安定化
    される特性を以て伸長する範囲の第１安定化特性部分と
    それに続く曲線部分に続く第２抵抗特性部分とからなり
    、この第２抵抗特性部分は、第１分流電流より大なる連
    続した移行電流の流れが、前記素子の端子において、前
    記グリットの瞬間電圧に急速に到達する電圧を生ぜしめ
    るような勾配を有する特性曲線とを有することを特徴と
    する保護装置用スイッチ装置。
  2. （２）前記第１電流制限手段は、高い性能温度係数を有
    する導電性高分子抵抗器であり、前記電圧制限素子の閾
    値電圧は、短絡回路電流の発現により流れる開放エネル
    ギーがこの抵抗器の逆操作を可能とするような値になさ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置
    。
  3. （３）前記第１電流制限手段は機械的接点スイッチであ
    り、電圧制限素子の閾値電圧値は、２０Ｖ及び３０Ｖの
    近傍にて選ばれることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の装置。
  4. （４）前記電圧制限素子に高い正の温度係数を有する導
    電性高分子抵抗が並列に接続されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第３項記載の装置。
  5. （５）前記機械的制限スイッチと協働し、初期アーク電
    圧を急速に増加せしめる手段を有していることを特徴と
    する特許請求の範囲第３項記載の装置。
  6. （６）前記電圧制限素子は、制限スイッチを含む直列回
    路及び高い温度係数を有する抵抗器に亘って、並列に配
    置されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
    載の装置。
  7. （７）前記高い温度係数を有する抵抗器は、制限スイッ
    チ及び電圧制限素子を含む並列回路に直列に配置されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置
    。
  8. （８）前記第１電圧制限スイッチは、高い温度係数を有
    する抵抗器に直列に配置されており、前記第１直列回路
    はそれ自身が電圧制限素子及び分離スイッチを含む第２
    直列回路に並列に配置されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第３項記載の装置。
  9. （９）前記高い温度係数を有する抵抗器と電圧制限素子
    との各々に協働する熱監視手段を有し、該熱監視手段が
    熱的安定に達しない限り、前記分離スイッチの再閉塞を
    機械的又は電気的手段によって阻止することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載装置。
  10. （１０）前記制限スイッチの遠隔操作を可能とする電磁
    気手段を有し、且つ該制限スイッチは、高い温度係数抵
    抗器及び前記電圧制限素子を前記回路の外に配置せしめ
    るような電気接続手段と協働することを特徴とする特許
    請求の範囲第３項記載の装置。
  11. （１１）分離スイッチをそれと協働する引離し機構と独
    立して遠隔操作可能とする電磁気的手段を有することを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。
  12. （１２）一方は高く他方は低い安定化閾値を有する２つ
    の定常電圧制限素子が並列回路内に配置されており、前
    記電流制限手段の端子に発生する電圧が増加したときに
    、連続的に２つの分流電流をそれ自体に流させることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。
  13. （１３）自体の安定化閾値が最低である素子を有する並
    列回路の分路は、更に最高安定化閾値の値に等しい値を
    通過した後に、前記並列回路の端子における電圧が減少
    したときに、前記分路を遮断せしめる手段を含むことを
    特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の装置。
  14. （１４）前記素子に直列に配置された閉塞手段は、高い
    温度係数を有する抵抗器及び制限された定常スイッチを
    有していることを特徴とする特許請求の範囲第１３項記
    載の装置。
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