JPS6337453B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は回路しや断器に関するものであり、
特にしや断時における限流性能およびしや断性能
を向上させた回路しや断器に関するものである。

第１図ａは従来の回路しや断器を示す一部切欠
した平面図であり、第１図ｂは第１図ａの線ｂ―
ｂにおける一部切欠した側面図である。

図において、１は絶縁体により構成されて回路
しや断器の外枠を形成する包囲体、２は固定導体
で、一端に外部導体を接続する端子２ａを有し、
他端に固定接点３が取付けられ、固定導体２と固
定接点３とにより固定接触子２０を構成してい
る。４は可動導体で、一端に可動接点５が取付け
られ、可動導体４と可動接点５とにより可動接触
子３０を構成している。６は操作機構部で、可動
導体４を開閉操作する。７は固定接点３と可動接
点５間に生じるアーク８を引き付けて伸長し、冷
却するための消弧板で、側板９により保持され、
可動接触子３０の自由端に対向して配置されてい
る。この可動接触子３０と上記固定接触子２０と
により閉成時にほぼ平行な同方向平行電流路を形
成する。

従来装置はこのように構成されるが、次にその
動作を説明する。いま、固定接点３と可動接点５
とが閉成していると、電流は端子２ａ→固定導体
２→固定接点３→可動接点５→可動導体４の経路
で流れる。この状態において、短絡電流等の大電
流が流れると、操作機構部６が作動して可動接点
５を固定接点３から開離させる。この時、固定接
点３と可動接点５との間にはアーク８が発生し、
固定接点３と可動接点５との間にはアーク電圧が
発生する。このアーク電圧は固定接点３からの可
動接点５の開離距離が増大するに従つて上昇す
る。また、同時にアーク８が消弧板７の方向へ磁
気力によつて引き付けられて伸長するために、ア
ーク電圧は更に上昇する。上昇したアーク電圧に
よつて電流は抑制され減少する。

このようにして、アーク電流は電流零点を迎え
てアーク８を消弧し、しや断が完結する。このよ
うなしや断動作中において、アーク８によつて包
囲体１内の気体の温度と圧力は急激に上昇し、こ
の高温高圧の気体は排出孔１０から大気中に放出
される。

従来の回路しや断器のしや断動作は上記のとお
りであるが、以下のような欠点を有していた。

すなわち、従来の回路しや断器内で発生する大
電流アークにおいては、陰極点あるいは陽極点で
あるアーク８の足の面積は電流密度をほぼ一定に
保持すべく増大し、第２図に示すように接点３，
５の全領域をはみだして、その支持台である固定
導体２、可動導体４の一部にまで広がり、アーク
陽光柱は増大したアークエネルギのためアーク自
身の内圧で周囲に飛散する。このような状況のも
とでは、接点３，５より供給されるアーク空間へ
の接点材で構成された接点粒子は接点３，５間の
広範囲に広がり、アーク電圧を高めることができ
ない。これは接点３，５より供給される接点粒子
がその温度を高温度にまで高められずにアーク空
間より飛び出してしまうので有効な熱損失が得ら
れないためである。したがつて限流性能に限界が
あつた。

また、可動導体４に流れる電流I₁が作る磁束B₁
は、第３図に示すようにアーク８に駆動力Faを
与えて消弧板７の方向、つまり排出孔１０の方向
へ駆動するため、アーク８は排出孔１０を通つて
外部へ放出されやすくなり、高温高圧の気体が多
量に放出されることになる。これによつて回路極
間の相間短絡が起つたり、人体への危険も増した
り、排出孔１０へ直接アーク８が触れるためにそ
の部分の絶縁抵抗が低下して人体が触れると危険
になるという欠点を有していた。

また、導体を溶融・焼損させたり、さらにろう
付けで固着された接点においては、そのろう付け
面上にアーク８の足ができるため非常に高温とな
り、接点脱落の原因となり、また、このためしや
断容量を増大できないという欠点があつた。

この発明は従来の上記欠点を除去するためにな
されたもので、固定接点と可動接点の外周を取り
囲むように、固定導体上には非磁性材料より成る
圧力反射体を取付け、可動導体上には磁性材料よ
り成る圧力反射体を取付けて可動導体に流れる電
流によるアークの排出孔方向への駆動をなくし、
極力アーク８を回路しや断器から外部へ出さない
ようにしたものである。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

第４図ａはこの発明に係る回路しや断器の一実
施例を示す一部切欠した平面図であり、第４図ｂ
は第４図ａの線ｂ―ｂにおける一部切欠した側面
図である。第４図ａ，ｂにおいて、１０１は固定
側の圧力反射体で、磁性材料で構成されて固定接
点３の外周を囲み、固定接点３を突出させ、固定
導体２を覆うように取付けられている。２０１は
可動側の圧力反射体で、非磁性材料で構成されて
可動接点５の外周を囲み、可動接点５を突出さ
せ、可動導体４を覆うように取付けられている。
その他の部分は従来のものと同様なので説明は省
略する。

つぎに動作について説明する。固定接点３と可
動接点５が閉成している時短絡電流のような大電
流が流れると接点３，５が開離してアーク８が発
生するのは従来のものと同様であるが、可動導体
４には磁性材料より成る圧力反射体２０１が取付
けられているため、第５図に示すように可動導体
４に流れる電流I₁による磁束B₁は磁気抵抗の低い
圧力反射体２０１に流れ、アーク８を排出孔１０
の方向へ駆動する力Faは弱まり、更にまた、第
７図に示すように、固定導体２の圧力反射体１０
１は非磁性材料で構成されているため、固定導体
２に流れる電流I₁の作る磁束B₂はアーク８に有効
に負荷側への押し込み力F₂を与え、上記２つの
作用によつて第４図のアーク８は排出孔１０から
放出される量が極端に減少されることになる。従
つて、外部の相間短絡が防げ、人体への危険もな
くなり、排出孔１０部の絶縁抵抗の低下を抑える
ことができる。

また接点３，５の外周に圧力反射体１０１，２
０１が設けられているため、接点３，５の導体
２，４との固着面にもアーク８の足もできにくく
なり、接点脱落の心配もなくなる。

固定側の圧力反射体１０１を非磁性材料で、且
つ高抵抗の金属材料で構成すれば、アーク８の足
は圧力反射体１０１上にはできにくくなり、絞り
込みの効果も充分発揮される。その材料として非
磁鋼、非磁鋳鉄、銅ニツケル合金などがある。

また、固定側の圧力反射体１０１を絶縁物で構
成すれば、アーク８の足は圧力反射体１０１上に
は全くできなくなり、その絞り込みの効果も最大
限に発揮される。

第６図はアーク８を圧力反射体１０１，２０１
にて絞り込んだ様子を示す。

また、固定側の圧力反射体１０１を非磁性材料
で、かつ、抵抗温度係数の高い金属材料で構成す
れば、定格負荷電流や、過負荷電流等の比較的小
さな電流領域ではアーク８は小さくて圧力反射体
１０１の温度は上がらず、従つて圧力反射体１０
１は抵抗が低いのでアーク８の足は圧力反射体１
０１上にできて移動するためにしや断性能は優
れ、また、短絡電流のような大電流の場合その限
流性能が要求されるが、大電流のアーク８の熱は
非常に高く従つて圧力反射体１０１の温度は非常
に高くなり、温度係数の高い材料であるためにそ
の抵抗は高くなり、アーク８の足も圧力反射体１
０１上にはできにくくなり、絞り込みの効果が高
くなり、限流性能は非常に向上する。この場合、
アーク８の排出孔１０からの放出量は、小電流の
アークでは少ないのでアーク８の足は圧力反射体
１０１上を移動しても問題はなく、また、アーク
の放出量の多い大電流ではアーク８の足を接点面
に限定するためにその放出量を抑えることができ
る。この種の材料として銅・ニツケル・亜鉛合
金、銀・マンガン・錫合金、ニツケル・クロム合
金や銅・ニツケル合金の中のモネメタルなどが一
例としてあげられる。

第８図に圧力反射体１０１の詳細を示す。

第８図において、１０２は圧力反射体１０１
に、固定導体２の表面を露出するように設けられ
た溝からなり、上記接点よりも幅狭のアーク走行
路で、定格負荷電流や過負荷電流等の小電流では
アーク８の足が小さいので、このアーク８の足は
アーク走行路１０２上を容易に消弧板７の方向へ
移動し、そのためしや断性能が向上し、また、固
定接点３からアーク８の足が容易に移動するので
接点消耗も軽減する。また短絡電流等の大電流の
アーク８の足は大きく、そのためアーク走行路１
０２へはアーク８の足は入りにくく、排出孔１０
からのアーク放出は問題にならず、また、限流性
能も減殺されない。

第９図にアーク走行路の他の実施例を示す。す
なわち、アーク走行路１０２の面は圧力反射体１
０１の面よりも高くなつているため、アーク８の
足はすばやく固定接点３から移動するため、しや
断性能は非常に向上し、接点消耗も大きく軽減で
きる。

また第１０図に示すように、固定導体２に誘弧
部２ｂを突出形成してもアーク８の足はこの誘弧
部２ｂに移り、接点消耗は軽減できる。

また、可動側の圧力反射体２０１を磁性材料
で、且つ高抵抗の金属材料で構成すれば、固定側
の場合に述べたと同じ理由で、絞り込みの効果が
充分発揮できる。その材料としては炭素鋼、ケイ
素鋼板等がある。

また、可動側の圧力反射体２０１を磁性材料
で、且つ抵抗温度係数の高い金属材料で構成すれ
ば、固定側で述べたと同じ効果を示す。その材料
としてはニツケル・銅合金、銅・マンガン合金等
が掲げられる。

第１１図、第１２図は可動側の圧力反射体２０
１の他の実施例を示す図で、幅狭のアーク走行路
２０２を有することで、固定側で述べたものと同
様な効果を発揮でき、しや断性能を向上させ、可
動接点５の消耗を軽減できる。

また、第１３図に示すように可動導体４に誘弧
部４ａを突出形成させても、アーク８の足は誘弧
部４ａに移り、接点消耗は軽減できる。以上のよ
うに、この発明によれば、従来に比べはるかに高
い限流性能を有しかつ、しや断性能が優れ、接点
脱落の恐れもなく、アーク排出量も少ない安全な
回路しや断器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の回路しや断器を示す一部切欠
した平面図、第１図ｂは第１図ａの線ｂ―ｂに沿
う一部切欠した側面図、第２図は第１図の回路し
や断器におけるアークの挙動の説明図、第３図は
第１図の回路しや断器における可動導体の電流に
よる磁束がアークを駆動する様子を示す説明図、
第４図ａはこの発明に係る回路しや断器の一実施
例を示す一部切欠した平面図、第４図ｂは第４図
ａの線ｂ―ｂに沿う一部切欠した側面図、第５図
は第４図の可動導体付近の磁束の様子を示す説明
図、第６図は圧力反射体によるアークの絞り込み
効果を示す説明図、第７図は固定導体の電流によ
るアークの駆動を示す説明図、第８図はアーク走
行路を形成した固定側の圧力反射体の一実施例を
示す斜視図、第９図はアーク走行路の他の実施例
を示す固定側の圧力反射体の斜視図、第１０図は
誘弧部を形成した固定側の圧力反射体の一実施例
を示す斜視図、第１１図はアーク走行路を形成し
た可動側の圧力反射体の一実施例を示す斜視図、
第１２図はアーク走行路の他の実施例を示す可動
側の圧力反射体の斜視図、第１３図は誘弧体を突
出形成した可動側の圧力反射体の一実施例を示す
斜視図である。 ２……固定導体、３……固定接点、４……可動
導体、５……可動接点、７……消弧板、８……ア
ーク、２０……固定接触子、３０……可動接触
子、１０１，２０１……圧力反射体、１０２，２
０２……アーク走行路。なお、図中、同一符号は
同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導体と、これに固着された接点とを有する固
   定接触子および可動接触子により同方向平行電流
   路を形成するとともに、開離時に上記両接点間に
   発生するアークを消弧するための消弧板と、アー
   クを外部に排出する排出孔を、上記可動接触子の
   自由端に対向して配置した回路しや断器におい
   て、上記固定接触子の導体上にはこの導体よりも
   抵抗率の高い非磁性材料、上記可動接触子の導体
   上にはこの導体よりも抵抗率の高い高抵抗金属か
   らなる磁性材料で形成された圧力反射体を、上記
   各接点の外周を取り囲むようにそれぞれ配設し、
   この圧力反射体の少なくとも一方に、接点から排
   出孔側に向かつて延び、かつ、この接点よりも幅
   狭で、上記圧力反射体よりも導電性の高いアーク
   走行路を形成したことを特徴とする回路しや断
   器。 ２ 上記非磁性材料は絶縁物である特許請求の範
   囲第１項記載の回路しや断器。