JP3441813B2 - 機械式スイッチの接点間アークの消去装置 - Google Patents
機械式スイッチの接点間アークの消去装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械式スイッチに発生
するアークを消去する機械式スイッチの接点間アークの
消去装置に関する。
するアークを消去する機械式スイッチの接点間アークの
消去装置に関する。
【０００２】
【従来技術】従来技術として実公平4-47876号公報があ
り、これを図７に示してある。図７において、１はケー
ス２に貫通状態で取り付けた磁器等よりなるブッシング
であり、ケース内に位置した先端には接点取付台３が固
定されている。この接点取付台３はブッシング１の中央
を挿通するスタッドボルト（特に図示しない）を介して
電源側の電線に接続されている。４は垂直の取付部４ａ
と斜状の接触部４ｂとからなるバットコンタクトの固定
接点であり、その取付部４ａをボルト５により接点取付
台３の先端面３ａに接続させている。６は接触部の外周
面を囲むようにして設けたコ字形の鉄片である。また、
７はバットコンタクトの可動接点であり、上記の固定接
点４の接触部４ｂと対抗する位置には耐弧メタルからな
る球面状の接触部７ａとその接触部７ａの外周面を囲む
ようにしてコ字形の鉄片８とが設けられており、大電流
投入時には両接点に流れる電流によって両接点４，７の
鉄片６，８が吸引し合ってチャタリングを防止するよう
にしている。９は可動接点７が揺動できるようにネジ状
の連結ピン１０とコイルスプリング１１によって連結し
た可動導電バーであり、可動接点７とは電気的に接続さ
れまた、同バー９には可動接点７と固定接点４とが投入
状態にある時、後述する消弧装置１２の補助接片１３の
上部１３ａに対しその上方より弾力的に接触するステン
レス板あるいはリン青銅板からなる補助接点１４を備え
ている。なお、上記可動接点７は可動導電バー９を介し
て終局的には図示外の負荷側の配電線に接続されてい
る。また、１２は固定接点４に対し取付接続する消弧装
置でありＬ形の端子１５を介して上記固定接点４の取付
部４ａにボルト５により吊下状に取付接続されている。
なお、消弧装置１２は逆並列に接続したサイリスタから
なる主体１６と、主体１６の一方に接続する上記取付金
具兼用の端子１５と、主体１６の他方に接続するバネ部
材例えばステンレス、リン青銅等からなるリング状の補
助接片１３と、さらに上記サイリスタをトリガさせるた
めの光ファイバ１７とから構成されており、上記主体１
６を固定接点４と可動接点７との間に電気的に介在させ
ると共に、光ファイバ１７は離間時に両接点４，７間で
発生するアークを検出できるようにその検出部１７ａが
両接点間の近傍に位置して取付けられている。
り、これを図７に示してある。図７において、１はケー
ス２に貫通状態で取り付けた磁器等よりなるブッシング
であり、ケース内に位置した先端には接点取付台３が固
定されている。この接点取付台３はブッシング１の中央
を挿通するスタッドボルト（特に図示しない）を介して
電源側の電線に接続されている。４は垂直の取付部４ａ
と斜状の接触部４ｂとからなるバットコンタクトの固定
接点であり、その取付部４ａをボルト５により接点取付
台３の先端面３ａに接続させている。６は接触部の外周
面を囲むようにして設けたコ字形の鉄片である。また、
７はバットコンタクトの可動接点であり、上記の固定接
点４の接触部４ｂと対抗する位置には耐弧メタルからな
る球面状の接触部７ａとその接触部７ａの外周面を囲む
ようにしてコ字形の鉄片８とが設けられており、大電流
投入時には両接点に流れる電流によって両接点４，７の
鉄片６，８が吸引し合ってチャタリングを防止するよう
にしている。９は可動接点７が揺動できるようにネジ状
の連結ピン１０とコイルスプリング１１によって連結し
た可動導電バーであり、可動接点７とは電気的に接続さ
れまた、同バー９には可動接点７と固定接点４とが投入
状態にある時、後述する消弧装置１２の補助接片１３の
上部１３ａに対しその上方より弾力的に接触するステン
レス板あるいはリン青銅板からなる補助接点１４を備え
ている。なお、上記可動接点７は可動導電バー９を介し
て終局的には図示外の負荷側の配電線に接続されてい
る。また、１２は固定接点４に対し取付接続する消弧装
置でありＬ形の端子１５を介して上記固定接点４の取付
部４ａにボルト５により吊下状に取付接続されている。
なお、消弧装置１２は逆並列に接続したサイリスタから
なる主体１６と、主体１６の一方に接続する上記取付金
具兼用の端子１５と、主体１６の他方に接続するバネ部
材例えばステンレス、リン青銅等からなるリング状の補
助接片１３と、さらに上記サイリスタをトリガさせるた
めの光ファイバ１７とから構成されており、上記主体１
６を固定接点４と可動接点７との間に電気的に介在させ
ると共に、光ファイバ１７は離間時に両接点４，７間で
発生するアークを検出できるようにその検出部１７ａが
両接点間の近傍に位置して取付けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来技
術では、可動接点７と固定接点４との間に光ファイバ１
７を設け、可動接点７が固定接点４に対して離間あるい
は接触する際、両接点７，４間で発生するアークを光と
して導入し、しかもこの導入した光によって可動接点７
と固定接点４に並列につながれている上記サイリスタを
オンさせ、アークを消すというものであった。しかしこ
の方法では、環境条件によってアークが一定せず、不安
定になり易くアークの光を確実にとらえることができな
いのでアークが発生しても上記サイリスタをオンさせる
ことができないという問題があった。
術では、可動接点７と固定接点４との間に光ファイバ１
７を設け、可動接点７が固定接点４に対して離間あるい
は接触する際、両接点７，４間で発生するアークを光と
して導入し、しかもこの導入した光によって可動接点７
と固定接点４に並列につながれている上記サイリスタを
オンさせ、アークを消すというものであった。しかしこ
の方法では、環境条件によってアークが一定せず、不安
定になり易くアークの光を確実にとらえることができな
いのでアークが発生しても上記サイリスタをオンさせる
ことができないという問題があった。
【０００４】本発明の第１の目的は、アークの検知が確
実で、信頼性が高く、また、常時、電源回路に通電する
必要がなく、省電力が可能になる機械式スイッチの接点
間アークの消去装置を提供することにある。本発明の第
２の目的は、機械式スイッチの再アークを防ぐことがで
きる機械式スイッチの接点間アークの消去装置を提供す
ることにある。本発明の第３の目的は、時限回路のコン
デンサに蓄積された電荷をダイオードを通って速やかに
流し、素早く回路をリセットすることができる機械式ス
イッチの接点間アークの消去装置を提供することにあ
る。本発明の第４の目的は、機械式スイッチにアークが
飛んでいる時間を短くし機械式接点の損傷を防ぐことが
できる機械式スイッチの接点間アークの消去装置を提供
することにある。
実で、信頼性が高く、また、常時、電源回路に通電する
必要がなく、省電力が可能になる機械式スイッチの接点
間アークの消去装置を提供することにある。本発明の第
２の目的は、機械式スイッチの再アークを防ぐことがで
きる機械式スイッチの接点間アークの消去装置を提供す
ることにある。本発明の第３の目的は、時限回路のコン
デンサに蓄積された電荷をダイオードを通って速やかに
流し、素早く回路をリセットすることができる機械式ス
イッチの接点間アークの消去装置を提供することにあ
る。本発明の第４の目的は、機械式スイッチにアークが
飛んでいる時間を短くし機械式接点の損傷を防ぐことが
できる機械式スイッチの接点間アークの消去装置を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記第１の目的は、直流
電源と、この直流電源に直列に接続された機械式スイッ
チと、この機械式スイッチに発生するアークを消去する
ために前記機械式スイッチと並列に接続された半導体ス
イッチと、前記機械式スイッチの両接点に接続された電
源回路と、前記半導体スイッチをオン，オフするために
前記電源回路と前記半導体スイッチとの間に介在する制
御回路とを備え、前記機械式スイッチの一方の接点と前
記電源回路との間に時限回路を接続し、前記アークのア
ーク電圧により前記半導体スイッチをオンして前記アー
クを消去する第１の手段により達成される。
電源と、この直流電源に直列に接続された機械式スイッ
チと、この機械式スイッチに発生するアークを消去する
ために前記機械式スイッチと並列に接続された半導体ス
イッチと、前記機械式スイッチの両接点に接続された電
源回路と、前記半導体スイッチをオン，オフするために
前記電源回路と前記半導体スイッチとの間に介在する制
御回路とを備え、前記機械式スイッチの一方の接点と前
記電源回路との間に時限回路を接続し、前記アークのア
ーク電圧により前記半導体スイッチをオンして前記アー
クを消去する第１の手段により達成される。
【０００６】
【０００７】前記第１の目的は、第１の手段の機械式ス
イッチの接点間アークの消去装置において、前記時限回
路はコンデンサである第２の手段により達成される。
イッチの接点間アークの消去装置において、前記時限回
路はコンデンサである第２の手段により達成される。
【０００８】前記第２の目的は、第１の手段の機械式ス
イッチの接点間アークの消去装置において、前記電源回
路と並列にコンデンサを設けた第３の手段により達成さ
れる。
イッチの接点間アークの消去装置において、前記電源回
路と並列にコンデンサを設けた第３の手段により達成さ
れる。
【０００９】前記第３の目的は、第１の手段の機械式ス
イッチの接点間アークの消去装置において、前記時限回
路に蓄積された電荷による電流を流すダイオードを前記
時限回路と前記半導体スイッチとに直列に設けた第４の
手段により達成される。
イッチの接点間アークの消去装置において、前記時限回
路に蓄積された電荷による電流を流すダイオードを前記
時限回路と前記半導体スイッチとに直列に設けた第４の
手段により達成される。
【００１０】前記第４の目的は、第１の手段の機械式ス
イッチの接点間アークの消去装置において、前記アーク
によるアーク電圧を昇圧するための昇圧回路を設け、こ
の昇圧回路の出力を前記電源回路に接続した第５の手段
により達成される。
イッチの接点間アークの消去装置において、前記アーク
によるアーク電圧を昇圧するための昇圧回路を設け、こ
の昇圧回路の出力を前記電源回路に接続した第５の手段
により達成される。
【００１１】前記第４の目的は、第５の手段の機械式ス
イッチの接点間アークの消去装置において、前記昇圧回
路は複数のコンデンサと切り換えスイッチによって構成
されている第６の手段により達成される。
イッチの接点間アークの消去装置において、前記昇圧回
路は複数のコンデンサと切り換えスイッチによって構成
されている第６の手段により達成される。
【００１２】
【作用】前記第１、第２の手段にあっては、機械式スイ
ッチにアークが飛んだ時にこれと並列に接続された電源
回路に電圧をもたせて、半導体スイッチをオンするので
アークの検知が確実である。また、機械式スイッチにア
ークが飛んだ時のみ、電源回路が入って制御回路を駆動
して半導体スイッチをオンするので、常時、電源回路に
通電する必要がなく、省電力が可能になる。
ッチにアークが飛んだ時にこれと並列に接続された電源
回路に電圧をもたせて、半導体スイッチをオンするので
アークの検知が確実である。また、機械式スイッチにア
ークが飛んだ時のみ、電源回路が入って制御回路を駆動
して半導体スイッチをオンするので、常時、電源回路に
通電する必要がなく、省電力が可能になる。
【００１３】前記第３の手段にあっては、定電圧回路の
電圧を機械式スイッチの接点が開になっても更に短時間
維持することができ、その間半導体スイッチをオンにし
ておくことができるので、機械式スイッチの再アークを
防ぐことができる。前記第４の手段にあっては、時限回
路のコンデンサに蓄積された電荷はダイオードを通って
速やかに流すことができ、回路のリセットが早くでき
る。
電圧を機械式スイッチの接点が開になっても更に短時間
維持することができ、その間半導体スイッチをオンにし
ておくことができるので、機械式スイッチの再アークを
防ぐことができる。前記第４の手段にあっては、時限回
路のコンデンサに蓄積された電荷はダイオードを通って
速やかに流すことができ、回路のリセットが早くでき
る。
【００１４】前記第５，６の手段にあっては、使用する
半導体スイッチの駆動電圧が高い場合にも昇圧時間を短
くできるので、機械式スイッチにアークが飛んでいる時
間を短くし機械式スイッチの接点の損傷を防ぐことがで
きる。
半導体スイッチの駆動電圧が高い場合にも昇圧時間を短
くできるので、機械式スイッチにアークが飛んでいる時
間を短くし機械式スイッチの接点の損傷を防ぐことがで
きる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係る実施例を示すブロック図であ
る。図１において、２０は直流電源、２１は直流電源２
０に直列に接続された機械式スイッチ、２２は機械式ス
イッチ２１に発生するアークａを消去するために前記機
械式スイッチ２１と並列に接続された半導体スイッチ、
２３は機械式スイッチ２１の両接点に接続された電源回
路、２４は半導体スイッチ２２をオン，オフするために
電源回路２３と半導体スイッチ２２との間に介在する制
御回路、２５は機械式スイッチ２１の一方の接点と電源
回路２３との間に接続した時限回路、２６は機械式スイ
ッチ２１の他方の接点と直流電源２０との間に介在する
負荷である。
する。図１は本発明に係る実施例を示すブロック図であ
る。図１において、２０は直流電源、２１は直流電源２
０に直列に接続された機械式スイッチ、２２は機械式ス
イッチ２１に発生するアークａを消去するために前記機
械式スイッチ２１と並列に接続された半導体スイッチ、
２３は機械式スイッチ２１の両接点に接続された電源回
路、２４は半導体スイッチ２２をオン，オフするために
電源回路２３と半導体スイッチ２２との間に介在する制
御回路、２５は機械式スイッチ２１の一方の接点と電源
回路２３との間に接続した時限回路、２６は機械式スイ
ッチ２１の他方の接点と直流電源２０との間に介在する
負荷である。
【００１６】次に、前記実施例の動作について説明す
る。図１に示される機械式スイッチ２１がオフ状態から
オン状態に移るとき、機械式スイッチ２１の接点が近づ
くとアークａが発生する（図１の状態）。アークａが発
生すると接点間に電圧降下が発生する。この電圧降下を
受けて時限回路２５が作動し導通するため、電源回路２
３が電圧を持つ形になる。そして、電源回路２３が制御
回路２４を駆動し、半導体スイッチ２２をオンする。半
導体スイッチ２２をオンすると、半導体スイッチ２２を
電流が流れて機械式スイッチ２１のアークａは消えて機
械式スイッチ２１はオンされる。そして、機械式スイッ
チ２１がオンされると、機械式スイッチ２１と半導体ス
イッチ２２とでは機械式スイッチ２１の方がインピーダ
ンスが小さいので、機械式スイッチ２１の方に電流が流
れ、機械式スイッチ２１の両端では電位がほぼ等しくな
るので、電源回路２３が電圧をもたず、したがって制御
回路２４は駆動されず半導体スイッチ２２はオフとな
る。
る。図１に示される機械式スイッチ２１がオフ状態から
オン状態に移るとき、機械式スイッチ２１の接点が近づ
くとアークａが発生する（図１の状態）。アークａが発
生すると接点間に電圧降下が発生する。この電圧降下を
受けて時限回路２５が作動し導通するため、電源回路２
３が電圧を持つ形になる。そして、電源回路２３が制御
回路２４を駆動し、半導体スイッチ２２をオンする。半
導体スイッチ２２をオンすると、半導体スイッチ２２を
電流が流れて機械式スイッチ２１のアークａは消えて機
械式スイッチ２１はオンされる。そして、機械式スイッ
チ２１がオンされると、機械式スイッチ２１と半導体ス
イッチ２２とでは機械式スイッチ２１の方がインピーダ
ンスが小さいので、機械式スイッチ２１の方に電流が流
れ、機械式スイッチ２１の両端では電位がほぼ等しくな
るので、電源回路２３が電圧をもたず、したがって制御
回路２４は駆動されず半導体スイッチ２２はオフとな
る。
【００１７】一方、機械式スイッチ２１がオン状態から
オフ状態に移るとき、機械式スイッチ２１の接点が少し
離れるとアークａが発生する（図１の状態）。アークａ
が発生すると接点間に電圧降下が発生する。この電圧降
下を受けて時限回路２５が作動を開始し導通した後、電
源回路２３が電圧を持つ形になる。そして、電源回路２
３が制御回路２４を駆動し、半導体スイッチ２２をオン
する。半導体スイッチ２２をオンすると、半導体スイッ
チ２２を電流が流れて機械式スイッチ２１のアークａは
消えて機械式スイッチ２１はオフされる。この後、充分
な時間的余裕をもって時限回路２５が作動を停止し非導
通状態となるため、電源回路２３は電圧をもたず、した
がって制御回路２４は駆動されず半導体スイッチ２２は
オフとなる。
オフ状態に移るとき、機械式スイッチ２１の接点が少し
離れるとアークａが発生する（図１の状態）。アークａ
が発生すると接点間に電圧降下が発生する。この電圧降
下を受けて時限回路２５が作動を開始し導通した後、電
源回路２３が電圧を持つ形になる。そして、電源回路２
３が制御回路２４を駆動し、半導体スイッチ２２をオン
する。半導体スイッチ２２をオンすると、半導体スイッ
チ２２を電流が流れて機械式スイッチ２１のアークａは
消えて機械式スイッチ２１はオフされる。この後、充分
な時間的余裕をもって時限回路２５が作動を停止し非導
通状態となるため、電源回路２３は電圧をもたず、した
がって制御回路２４は駆動されず半導体スイッチ２２は
オフとなる。
【００１８】このように構成された前記実施例にあって
は、直流電源２０と、この直流電源２０に直列に接続さ
れた機械式スイッチ２１と、この機械式スイッチ２１に
発生するアークを消去するために機械式スイッチ２１と
並列に接続された半導体スイッチ２２と、機械式スイッ
チ２１の両接点に接続された電源回路２３と、半導体ス
イッチ２２をオン，オフするために電源回路２３と半導
体スイッチ２２との間に介在する制御回路２４とを備え
たため、また、機械式スイッチ２１の一方の接点と電源
回路２３との間に時限回路２５を接続したため、また、
時限回路２５はコンデンサであるため、機械式スイッチ
２１にアークａが飛んだ時にこれと並列に接続された電
源回路２３に電圧をもたせて、半導体スイッチ２２をオ
ンするので、アークａの検知が確実で、信頼性の高い機
械式スイッチの接点間アークの消去装置を提供すること
ができる。また、機械式スイッチ２１にアークａが飛ん
だ時のみ、電源回路２３が入って制御回路２４を駆動し
て半導体スイッチ２２をオンするので、常時、電源回路
２３に通電する必要がなく、省電力が可能になる。
は、直流電源２０と、この直流電源２０に直列に接続さ
れた機械式スイッチ２１と、この機械式スイッチ２１に
発生するアークを消去するために機械式スイッチ２１と
並列に接続された半導体スイッチ２２と、機械式スイッ
チ２１の両接点に接続された電源回路２３と、半導体ス
イッチ２２をオン，オフするために電源回路２３と半導
体スイッチ２２との間に介在する制御回路２４とを備え
たため、また、機械式スイッチ２１の一方の接点と電源
回路２３との間に時限回路２５を接続したため、また、
時限回路２５はコンデンサであるため、機械式スイッチ
２１にアークａが飛んだ時にこれと並列に接続された電
源回路２３に電圧をもたせて、半導体スイッチ２２をオ
ンするので、アークａの検知が確実で、信頼性の高い機
械式スイッチの接点間アークの消去装置を提供すること
ができる。また、機械式スイッチ２１にアークａが飛ん
だ時のみ、電源回路２３が入って制御回路２４を駆動し
て半導体スイッチ２２をオンするので、常時、電源回路
２３に通電する必要がなく、省電力が可能になる。
【００１９】ところで、アークの発生は機械式スイッチ
２１がオンからオフになるときの方が顕著に見られる。
そこで、機械式スイッチ２１のアークが半導体スイッチ
の導通によりなくなった後、半導体スイッチがオフにな
ることによる再アークを防ぐことができる変形例を以下
説明する。図２は変形例を示すブロック図である。な
お、前記実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な
説明を省略する。図２において、３０は定電圧回路、３
１，３２は定電圧回路に並列に接続したダイオード，コ
ンデンサである。機械式スイッチ２１の接点開のときの
定電圧回路３０に並列にコンデンサ３２を接続したた
め、定電圧回路３０の電圧を機械式スイッチ２１の接点
が開になっても（アークがなくなっても）更に短時間維
持することができ、その間半導体スイッチ２２をオンに
しておくことができる。機械式スイッチ２１のアークが
なくなった時点で半導体スイッチがオフになると機械式
スイッチ２１の再アークが始まる。そのため、機械式ス
イッチ２１の再アークを防ぐことができる。また、図２
には時限回路２５と半導体スイッチ２２とダイオード３
１がループを形成するため、時限回路２５のコンデンサ
に蓄積された電荷はダイオード３１を通って速やかに流
れる。図３には実際の回路を示す。この図３に示すよう
に、定電圧回路はツェナーダイオード４０，抵抗４１，
コンデンサ４２，ダイオード４３により構成され、制御
回路は抵抗４４，４５及びコンデンサ４６により構成さ
れ、時限回路はコンデンサ４７により構成されている。
２１がオンからオフになるときの方が顕著に見られる。
そこで、機械式スイッチ２１のアークが半導体スイッチ
の導通によりなくなった後、半導体スイッチがオフにな
ることによる再アークを防ぐことができる変形例を以下
説明する。図２は変形例を示すブロック図である。な
お、前記実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な
説明を省略する。図２において、３０は定電圧回路、３
１，３２は定電圧回路に並列に接続したダイオード，コ
ンデンサである。機械式スイッチ２１の接点開のときの
定電圧回路３０に並列にコンデンサ３２を接続したた
め、定電圧回路３０の電圧を機械式スイッチ２１の接点
が開になっても（アークがなくなっても）更に短時間維
持することができ、その間半導体スイッチ２２をオンに
しておくことができる。機械式スイッチ２１のアークが
なくなった時点で半導体スイッチがオフになると機械式
スイッチ２１の再アークが始まる。そのため、機械式ス
イッチ２１の再アークを防ぐことができる。また、図２
には時限回路２５と半導体スイッチ２２とダイオード３
１がループを形成するため、時限回路２５のコンデンサ
に蓄積された電荷はダイオード３１を通って速やかに流
れる。図３には実際の回路を示す。この図３に示すよう
に、定電圧回路はツェナーダイオード４０，抵抗４１，
コンデンサ４２，ダイオード４３により構成され、制御
回路は抵抗４４，４５及びコンデンサ４６により構成さ
れ、時限回路はコンデンサ４７により構成されている。
【００２０】このように構成された変形例にあっては、
機械式スイッチ２１の接点開のときの定電圧回路３０に
並列にコンデンサ３２を接続したため、定電圧回路３０
に印加される電圧が減衰するのを防ぐことができるの
で、定電圧回路３０の電圧を機械式スイッチ２１の接点
が開になっても短時間維持することができ、その間半導
体スイッチ２２をオンにしておくことができる。そのた
め、機械式スイッチ２１の再アークを防ぐことができ
る。また、前記変形例にあっては、時限回路２５に蓄積
された電荷による電流を流すダイオード３１を時限回路
２５と半導体スイッチ２２とに直列に設けたため、時限
回路２５のコンデンサに蓄積された電荷はダイオード３
１を通って速やかに流れる。
機械式スイッチ２１の接点開のときの定電圧回路３０に
並列にコンデンサ３２を接続したため、定電圧回路３０
に印加される電圧が減衰するのを防ぐことができるの
で、定電圧回路３０の電圧を機械式スイッチ２１の接点
が開になっても短時間維持することができ、その間半導
体スイッチ２２をオンにしておくことができる。そのた
め、機械式スイッチ２１の再アークを防ぐことができ
る。また、前記変形例にあっては、時限回路２５に蓄積
された電荷による電流を流すダイオード３１を時限回路
２５と半導体スイッチ２２とに直列に設けたため、時限
回路２５のコンデンサに蓄積された電荷はダイオード３
１を通って速やかに流れる。
【００２１】図４には機械式スイッチのアーク現象とし
てアーク時間とアーク電圧との関係を示してある。使用
する半導体スイッチ２２の駆動電圧によって適当なアー
ク時間の時の電圧を使う。しかし、使用する半導体スイ
ッチ２２の駆動電圧が高い場合はその電圧になるまで待
っていると、その待っている時間に機械式スイッチ２１
にアークが飛んでいることになるので、待っている時間
が長くなると機械式スイッチ２１の接点の損傷が大きく
なる。例えば半導体スイッチ２２の駆動電圧が30〜35ｖ
でこの電圧間で待つと5ms程度かかってしまう（図４参
照）。これでは機械式スイッチ２１のダメージが大き過
ぎる。そこで、これを解決するために、1.5ms待ってア
ーク電圧を17vまで上げて、これを２倍に昇圧する方法
について説明する。図５は充電期間の昇圧回路を示す回
路図、図６は放電期間の昇圧回路を示す回路図である。
ここで、５０は昇圧回路で、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は
半導体スイッチ（切り換えスイッチ）で、図５に示す充
電期間にコンデンサＣ１，Ｃ２にアーク電圧Ｖ１＝17v
にて充電される。この後、図６に示すように、ＳＷ１，
ＳＷ２をオンからオフに、ＳＷ３をオフからオンにして
コンデンサＣ１，Ｃ２を直列につないで、Ｖ２＝２×Ｖ
１＝34vを得る。
てアーク時間とアーク電圧との関係を示してある。使用
する半導体スイッチ２２の駆動電圧によって適当なアー
ク時間の時の電圧を使う。しかし、使用する半導体スイ
ッチ２２の駆動電圧が高い場合はその電圧になるまで待
っていると、その待っている時間に機械式スイッチ２１
にアークが飛んでいることになるので、待っている時間
が長くなると機械式スイッチ２１の接点の損傷が大きく
なる。例えば半導体スイッチ２２の駆動電圧が30〜35ｖ
でこの電圧間で待つと5ms程度かかってしまう（図４参
照）。これでは機械式スイッチ２１のダメージが大き過
ぎる。そこで、これを解決するために、1.5ms待ってア
ーク電圧を17vまで上げて、これを２倍に昇圧する方法
について説明する。図５は充電期間の昇圧回路を示す回
路図、図６は放電期間の昇圧回路を示す回路図である。
ここで、５０は昇圧回路で、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は
半導体スイッチ（切り換えスイッチ）で、図５に示す充
電期間にコンデンサＣ１，Ｃ２にアーク電圧Ｖ１＝17v
にて充電される。この後、図６に示すように、ＳＷ１，
ＳＷ２をオンからオフに、ＳＷ３をオフからオンにして
コンデンサＣ１，Ｃ２を直列につないで、Ｖ２＝２×Ｖ
１＝34vを得る。
【００２２】このように構成された前記第２実施例にあ
っては、アークａによるアーク電圧Ｖ１を昇圧するため
の昇圧回路５０を設け、この昇圧回路５０の出力を電源
回路２３に接続したため、また、昇圧回路５０は複数の
コンデンサＣ１，Ｃ２と切り換えスイッチＳＷ１，ＳＷ
２，ＳＷ３によって構成されているため、使用する半導
体スイッチ２２の駆動電圧が高い場合にも昇圧時間を短
くできるので、機械式スイッチ２１にアークａが飛んで
いる時間を短くし機械式スイッチ２１の接点の損傷を防
ぐことができる。
っては、アークａによるアーク電圧Ｖ１を昇圧するため
の昇圧回路５０を設け、この昇圧回路５０の出力を電源
回路２３に接続したため、また、昇圧回路５０は複数の
コンデンサＣ１，Ｃ２と切り換えスイッチＳＷ１，ＳＷ
２，ＳＷ３によって構成されているため、使用する半導
体スイッチ２２の駆動電圧が高い場合にも昇圧時間を短
くできるので、機械式スイッチ２１にアークａが飛んで
いる時間を短くし機械式スイッチ２１の接点の損傷を防
ぐことができる。
【００２３】
【発明の効果】請求項１、２記載の発明によれば、機械
式スイッチにアークが飛んだ時にこれと並列に接続され
た電源回路に電圧をもたせて、半導体スイッチをオンす
るのでアークの検知が確実で、信頼性の高い機械式スイ
ッチの接点間アークの消去装置を提供することができ
る。また、機械式スイッチにアークが飛んだ時のみ、電
源回路が入って制御回路を駆動して半導体スイッチをオ
ンするので、常時、電源回路に通電する必要がなく、省
電力が可能になる。
式スイッチにアークが飛んだ時にこれと並列に接続され
た電源回路に電圧をもたせて、半導体スイッチをオンす
るのでアークの検知が確実で、信頼性の高い機械式スイ
ッチの接点間アークの消去装置を提供することができ
る。また、機械式スイッチにアークが飛んだ時のみ、電
源回路が入って制御回路を駆動して半導体スイッチをオ
ンするので、常時、電源回路に通電する必要がなく、省
電力が可能になる。
【００２４】請求項３記載の発明によれば、定電圧回路
の電圧を機械式スイッチの接点が開になっても更に短時
間維持することができ、その間半導体スイッチをオンに
しておくことができるので、機械式スイッチの再アーク
を防ぐことができる。請求項４記載の発明によれば、時
限回路のコンデンサに蓄積された電荷はダイオードを通
って速やかに流すことができる。
の電圧を機械式スイッチの接点が開になっても更に短時
間維持することができ、その間半導体スイッチをオンに
しておくことができるので、機械式スイッチの再アーク
を防ぐことができる。請求項４記載の発明によれば、時
限回路のコンデンサに蓄積された電荷はダイオードを通
って速やかに流すことができる。
【００２５】請求項５，６記載の発明によれば、使用す
る半導体スイッチの駆動電圧が高い場合にも昇圧時間を
短くできるので、機械式スイッチにアークが飛んでいる
時間を短くし機械式接点の損傷を防ぐことができる。
る半導体スイッチの駆動電圧が高い場合にも昇圧時間を
短くできるので、機械式スイッチにアークが飛んでいる
時間を短くし機械式接点の損傷を防ぐことができる。
【図１】本発明に係る実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る実施例の変形例を示すブロック図
である。
である。
【図３】変形例の回路図である。
【図４】機械式スイッチのアーク現象としてアーク時間
とアーク電圧との関係を示す説明図である。
とアーク電圧との関係を示す説明図である。
【図５】本発明に係る第２実施例の充電期間の昇圧回路
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図６】本発明に係る第２実施例の放電期間の昇圧回路
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図７】従来例を示す説明図である。
２０ 直流電源
２１ 機械式スイッチ
２２ 半導体スイッチ
２３ 電源回路
２４ 制御回路
２５ 時限回路
３０ 定電圧回路
３１ ダイオード
３２ コンデンサ
５０ 昇圧回路
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３ 切り換えスイッチ
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭51−9246（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−43015（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−260516（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−117652（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−139220（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−43228（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−162880（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−259416（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−129614（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−917（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−174675（ＪＰ，Ａ)
特公 昭45−2939（ＪＰ，Ｂ２)
特公 昭45−2940（ＪＰ，Ｂ２)
実公 平４−47876（ＪＰ，Ｙ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01H 33/59
H01H 33/16
Claims (6)
- 【請求項１】 直流電源と、この直流電源に直列に接続
された機械式スイッチと、この機械式スイッチに発生す
るアークを消去するために前記機械式スイッチと並列に
接続された半導体スイッチと、前記機械式スイッチの両
接点に接続された電源回路と、前記半導体スイッチをオ
ン，オフするために前記電源回路と前記半導体スイッチ
との間に介在する制御回路とを備え、前記機械式スイッチの一方の接点と前記電源回路との間
に時限回路を接続し、 前記アークのアーク電圧により前記半導体スイッチをオ
ンして前記アークを消去することを特徴とする機械式ス
イッチの接点間アークの消去装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の機械式スイッチの接点間
アークの消去装置において、 前記時限回路はコンデンサであることを特徴とする機械
式スイッチの接点間アークの消去装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の機械式スイッチの接点間
アークの消去装置において、 前記電源回路と並列にコンデンサを設けたことを特徴と
する機械式スイッチの接点間アークの消去装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の機械式スイッチの接点間
アークの消去装置において、 前記時限回路に蓄積された電荷による電流を流すダイオ
ードを前記時限回路と前記半導体スイッチとに直列に設
けたことを特徴とする機械式スイッチの接点間アークの
消去装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の機械式スイッチの接点間
アークの消去装置において、 前記アークによるアーク電圧を昇圧するための昇圧回路
を設け、この昇圧回路の出力を前記電源回路に接続した
ことを特徴とする機械式スイッチの接点間アークの消去
装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の機械式スイッチの接点間
アークの消去装置において、 前記昇圧回路は複数のコンデンサと切り換えスイッチに
よって構成されていることを特徴とする機械式スイッチ
の接点間アークの消去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24150494A JP3441813B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 機械式スイッチの接点間アークの消去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24150494A JP3441813B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 機械式スイッチの接点間アークの消去装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08106839A JPH08106839A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3441813B2 true JP3441813B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=17075317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24150494A Expired - Fee Related JP3441813B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 機械式スイッチの接点間アークの消去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3441813B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018113223A (ja) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | オムロン株式会社 | 直流開閉器のアーク消去装置 |
| JP2018113221A (ja) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | オムロン株式会社 | 直流開閉器のアーク消去装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3190563B2 (ja) * | 1996-02-27 | 2001-07-23 | 三菱電機株式会社 | 開閉装置 |
| DE202009004198U1 (de) | 2009-03-25 | 2010-08-12 | Ellenberger & Poensgen Gmbh | Trennschalter zur galvanischen Gleichstromunterbrechung |
| JP5628184B2 (ja) * | 2009-09-16 | 2014-11-19 | 株式会社ワイ・ワイ・エル | スイッチ |
| JP5594728B2 (ja) | 2010-07-23 | 2014-09-24 | 松尾博文 | 直流スイッチ |
| JP5610435B2 (ja) * | 2010-11-30 | 2014-10-22 | 松尾博文 | 直流電力供給システム |
| JP5669537B2 (ja) * | 2010-11-30 | 2015-02-12 | 富士電機株式会社 | 電力監視制御装置およびブレーカ |
| JP6105231B2 (ja) * | 2012-09-05 | 2017-03-29 | 富士電機株式会社 | 開閉器 |
| JP6284827B2 (ja) * | 2014-05-29 | 2018-02-28 | 富士電機株式会社 | 開閉器 |
| JP6327991B2 (ja) * | 2014-07-22 | 2018-05-23 | 富士電機株式会社 | 開閉器 |
| JP6399848B2 (ja) * | 2014-07-31 | 2018-10-03 | 富士電機株式会社 | 開閉器 |
| CN104616926B (zh) * | 2015-02-06 | 2018-06-26 | 孙毅彪 | 无电弧型串联智能桥式高压断路器 |
| WO2017046885A1 (ja) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | 三菱電機株式会社 | 回路遮断器 |
| KR101978286B1 (ko) * | 2016-01-24 | 2019-05-14 | 광저우 킹서 일렉트로닉스 씨오., 엘티디 | 소호용 파워 디바이스의 구동 장치 및 소호 장치 |
| JP6977721B2 (ja) * | 2016-06-20 | 2021-12-08 | ソニーグループ株式会社 | 直流回路 |
| JP2018113222A (ja) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | オムロン株式会社 | 直流開閉器のアーク消去装置 |
| DE102017204044A1 (de) | 2017-02-14 | 2018-08-16 | Ellenberger & Poensgen Gmbh | Verfahren und Spannungsvervielfacher zur Wandlung einer Eingangsspannung sowie Trennschaltung |
-
1994
- 1994-10-05 JP JP24150494A patent/JP3441813B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2018113223A (ja) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | オムロン株式会社 | 直流開閉器のアーク消去装置 |
| JP2018113221A (ja) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | オムロン株式会社 | 直流開閉器のアーク消去装置 |
| DE112017006826T5 (de) | 2017-01-13 | 2019-10-02 | Omron Corporation | Lichtbogenlöscheinrichtung für Gleichstromschalter |
| DE112017006814T5 (de) | 2017-01-13 | 2019-10-02 | Omron Corporation | Lichtbogenlöscheinrichtung für Gleichstromschalter |
| US10964493B2 (en) | 2017-01-13 | 2021-03-30 | Omron Corporation | Arc-quenching device for direct current switch |
| DE112017006826B4 (de) * | 2017-01-13 | 2021-06-10 | Omron Corporation | Lichtbogenlöscheinrichtung für Gleichstromschalter |
| US11087934B2 (en) | 2017-01-13 | 2021-08-10 | Omron Corporation | Arc-quenching device for direct current switch |
| DE112017006814B4 (de) | 2017-01-13 | 2022-01-20 | Omron Corporation | Lichtbogenlöscheinrichtung für Gleichstromschalter |
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| JPH08106839A (ja) | 1996-04-23 |
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