JPH0458432A - 回路遮断器 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、負荷側端子に接続された回路素子を短絡電流
等から保護する機能を備えた回路遮断器に関する。

（従来の技術） 一般に、回路遮断器は、短絡事故等により主回路に過電
流が流れたときに引外し装置により可動接触子を固定接
触子から離間させて負荷電流を遮断する構成となってい
る。しかしながら、引外し装置の作動により負荷電流が
完全に遮断されるまでには、アークの発生等により若干
の時間遅れ（数ｍ秒〜数１０ｍ秒）を伴うため、その間
に・、負荷側端子に接続された半導体素子等の回路素子
にも、短時間ながら過電流か流れてしまうことになる。

このため、負荷側の回路素子が例えば整流素子等の半導
体素子のように過電流耐量か小さい場合には、遮断動作
時に流れる過電流により回路素子かジュール熱で耐熱温
度以上に過熱して破壊されてしまうおそれがあった。

この様な問題を解決するために、従来より、第６図に示
すように、負荷１側の回路素子たる半導体素子２と回路
遮断器３との間に速断ヒユーズ４を接続し、過電流が流
れたときには、速断ヒユーズ４の限流遮断により半導体
素子１の過電流耐量以下にｌ２ｔ（ここで１は電流、ｔ
は電流か流れる時間）を抑えて半導体素子１を保護する
ように１またちのがある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記構成では、事故発生後そのままでは
直ぐに回路を復旧することができず、速断ヒユーズ２の
交換か必要で復旧作業に手間がかかる欠点がある。

この様な問題を解決するために、本出願人は、先に出願
した特願平２−９５８４４号の明細書に示すように、主
回路中に転流用スイッチを設けると共にこの転流用スイ
ッチにより開閉されるバイパス回路を設け、主回路に過
電流が流れたときには、転流用スイッチをオンさせるこ
とによりバイパス回路を主回路に短絡させて、過電流を
バイパス回路に転流させる構成とすることを考えている
。

しかしながら、この場合、バイパス回路を負荷（半導体
開閉素子）と並列になるように回路遮断器の外部まで延
長しなければならず、その追加配線か面倒である。特に
、複数極の回路遮断器では、各極毎にバイパス回路の配
線処理を行わなければならないので、追加配線の手間も
増える。しかも、インバータやＵＰＳ等のような電源変
換回路では、複数個の半導体の各々に上述の回路遮断器
が必要になってしまうという欠点がある。

本発明はこの様な事情を考慮してなされたもので、従っ
てその目的は、事故発生後の復旧作業が簡単であると共
に、回路遮断器の負荷側に対して追加配線を必要とせず
に、負荷全体を過電流から有効に保護できる回路遮断器
を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の回路遮断器は、複数の電源側端子と複数の負荷
側端子との間に、それぞれ固定接触子と、この固定接触
子に接離する可動接触子とを設けて複数極の主回路を構
成すると共に、６極の主回路に過電流が流れたときに前
記可動接触子を前記固定接触子から離間させて負荷電流
を遮断する引外し装置を設けたものにおいて、６極の主
回路にそれぞれ可動導体を直列に設けると共に、６極の
可動導体に対応してそれぞれ短絡用接点を設け、これら
各短絡用接点を短絡回路により接続し、主回路に過電流
が流れたときに前記可動導体を前記短絡用接点に接触さ
せて、６極の主回路を短絡回路に短絡させるようにした
ものである。

（作用） ６極の主回路に過電流が流れたときには、弓外し装置か
作動して６極の可動接触子を固定接触子から離間させて
負荷電流を遮断する。この遮断動作と同時に、６極の可
動導体か短絡用接点に接触して６極の主回路を短絡回路
に短絡させ、それによって過電流を短絡回路側に転流さ
せることにより、負荷を過電流から保護する。

（実施例） 以下、本発明を３極の回路遮断器に適用した第１実施例
を第１図乃至第３図に基づいて説明する。

まず、回路遮断器の機械的構成を第２図に基づいて説明
する。この回路遮断器の本体ケース１１の左右両側には
、電源側端子１２と負荷側端子１３とが３個ずつ設けら
れている。そして、６極の電源側端子１２には、Ｕ字状
に曲成された固定接触子１４が接続され、この固定接触
子１４の先端部の上面には、固定側接点１４ａが固着さ
れている。この固定接触子１４の上方には、可動接触子
］５か軸１６を介して上下回動可能に設けられ、この可
動接触子１５の先端部の下面に固着された可動側接点１
５ａが固定接触子１４の固定側接点１４、ｌと接離して
、６極の主回路３４を開閉するようになっている。そし
て、６極の可動接触子１５は、操作ハンドル１７にリン
ク機構１８を介して連結され、その操作ハンドル１７を
回動操作することにより、可動接触子１５の可動側接点
１５ａを固定接触子１４の固定側接点１４ａに接触させ
た状態（閉路状態）に復帰させることができるようにな
っている。

一方、リンク機構１８の右側には引外し装置１９が設け
られている。この引外し装置１９は、非磁性体製のオイ
ルケース２０に瞬時引外しコイル２１を巻装し、この瞬
時引外しコイル２１の一端を可撓導体２２を介して可動
接触子１５に接続すると共に、その瞬時引外しコイル２
１の他端を、過負荷電流を検出するバイメタル２３の加
熱用のヒータ２３Ｈに接続している。そして、このノく
イメタル２３のヒータ２３ａの下端部には、左方向に延
びる固定導体２４が接続され、この固定導体２４の左端
部に、転流用スイッチ２５の可動導体２６がピン２７を
介して上下回動可能に支持され、この可動導体２６の右
端部下面に可動側接点２８か設けられている。この可動
導体２６は、６極の主回路３４の途中（ヒータ２３Ｂよ
り負荷側）にそれぞれ直列に接続されている。そして、
６極の可動導体２６の可動側接点２８の下方には、その
ぞれ短絡用接点２９を有する固定導体３０が右方向に延
びるように設けられている。更に、６極の固定導体３０
の右端部には短絡用端子３０ａが設けられ、これら６極
の短絡用端子３０ａが互いに固定導体３１を介して接続
されており、これにより６極の短絡用接点２９を短絡さ
せる短絡回路３２が構成されている。

一方、転流用スイッチ２５の可動導体２６は、可撓導体
３３を介して負荷側端子１３に接続され、従って、負荷
電流が流れる主回路３４は、電源側端子１２−固定接触
子１４−可動接触子１５−可撓導体２２−瞬時引外しコ
イル２１−ヒータ２３ａ−固定導体２４−可動導体２６
−可撓導体３′３−負荷側端子１３の経路となる。

而して、転流用スイッチ２５の可動導体２６はばね３５
により上方に付勢されて、常には、可動側接点２８か短
絡用接点２９から上方に離間した状態に保持され、短絡
回路３２と主回路３４との間が開放された状態に維持さ
れる。この状態では、負荷電流は短絡回路３２へ転流（
分流）せず、可動導体２６−可撓導体３３−負荷側端子
１３の経路で流れる。この場合、主回路３４の固定導体
２４と可動導体２６とが互いに平行に設けられて、負荷
電流が互いに逆方向に流れるようになっており、過電流
が流れたときには、固定導体２４と可動導体２６との間
に逆方向電流による電磁反発力が発生して、可動導体２
６をばね３５に抗して下方に回動させ、可動側接点２８
を固定側接点２９に接触させて、短絡回路３２を主回路
３４に短絡させるようになっている。

以上のように構成した３極の回路遮断器を使用する場合
には、第１図に示すように、６極の電源側端子１２を電
源３６に接続すると共に、６極の負荷側端子１３を負荷
回路３７に接続するだけで良い。　次に、上記構成の作
用について説明する。

閉路状態では、可動接触子１５が固定接触子１４に接触
して主回路３４を閉路し、電源側端子１２−固定接触子
１４−可動接触子１５−可撓導体２２−瞬時引外しコイ
ル２１−ヒータ２３ａ−固定導体２４−可動導体２６−
可撓導体３３−負荷側端子１３−負荷回路３７という経
路で負荷電流が流れる。その後、短絡事故等により６極
の主回路３４に過電流が流れると、瞬時引外しコイル２
１によって引外し装置１９が動作し、可動接触子１５を
固定接触子１４から開離させて遮断動作を開始する。こ
のとき同時に、６極の固定導体２４と転流用スイッチ２
５の可動導体２６との間に逆方向の過電流が流れて電磁
反発力が発生し、その電磁反発力により６極の可動導体
２６をばね３５に抗して下方に回動させ、可動側接点２
８を短絡用接点２９に接触させて、短絡回路３２を６極
の主回路３４に短絡させる。これにより、６極の主回路
３４の過電流は、転流用スイッチ２５の両接点２８．２
９を通して短絡回路３２に転流分流される。このとき、
転流用スイッチ２５０固接点２８２９は、電流値が大き
いほど速く閉路し、１ｍ秒以下の短時間で過電流が短絡
回路３２に転流して６極の主回路３４が短絡された状態
になるため、負荷回路３７には過電流がほとんど流れな
くなる。

尚、両接点２８．２９が閉路する電流値以下の過電流が
流れたときには、引外し装置１９のみが作動して可動接
触子１５のみを開離させる。

以上説明した本実施例の試験結果の一例を第３図に示す
。この試験に用いた回路遮断器の極数は２極で、単相２
２０Ｖに接続し推定短絡電流Ｊｎを５０ＫＡとしたとき
の遮断波形を第３図に示しており、■、は遮断器に流れ
る全電流で、転流後はほぼ短絡回路３２に流れる電流で
ある。また、Ｉ２は、負荷回路３７に流れる電流であり
、遮断動作開始後ｔユでほぼＯに近い値になっている。

この場合、１１とＩ２に関するＩ２　ｔの値は、２ｘｌ
Ｏ５０，１ｘ１０５であるから、例えば負荷３７がｌ２
ｔ−０，２Ｘ１０５の許容値であるサイリスタの場合、
従来の回路遮断器では完全に焼損するが、この回路遮断
器では過電流か短絡回、路３２に流れ、サイリスクには
小電流Ｉ２が流れるだけであり、許容値に対して十分に
余裕がある。

従って、過電流耐量の小さい負荷であっても過電流から
十分に保護することかできる。

また、負荷回路３７中の半導体の定格が異なる場合には
、転流用スイ・ソチ２５の可動導体２６１こ働く電磁反
発力や接点２８．２９の間隔を適当な値に調整すること
により、その半導体のｌ２ｔの許容値以下に抑えること
が可能である。

更に、上述した保護遮断は全て回路遮断器内で行われる
ので、負荷回路３７にバイパス回路を設けるといった追
加配線が不要であり、配線処理が極めて容易であると共
に、負荷回路３７全体を過電流から有効に保護できる。

そして、事故発生後に復旧する場合には、操作ハンドル
１７を時計回り方向へ回動すれば、それに連動するリン
ク機構１８により可動接触子１５が押し下げられて、そ
の可動接触子１５の接点１５ａが固定接触子１４の接点
１４ａに接触し、主回路３４が閉路される。従って、従
来のような速断ヒユーズ４の取換という面倒な作業が不
要で、復旧作業が極めて簡単である。

一方、第４図は本発明の第２実施例を示したものであり
、１極分のみを図示しており、他の極も同一の構成であ
る。この第２実施例では、転流用スイッチ３９は、固定
導体４０をバイメタル２３のヒータ２３ａに接続して垂
直に立設し、この固定導体４０の上端に可動導体４１を
導通状態で回動可能に支持させている。そして、この可
動導体４１の下端部右側面には可動側接点４４か設けら
れ、この可動側接点４４が本体ケース１１の右端部に固
定された固定導体４５の短絡用接点４６と接離可能にな
っている。この固定導体４５の右端部には短絡回路用端
子４７が設けられ、凸極の短絡回路用端子４７が互いに
接続されて短絡回路４８が形成されている。更に、転流
用スイッチ３９の可動導体４１はばね４９によって左側
に付勢され、常には、両接点４４．４６間を開放した状
態に保持されて、短絡回路４８と主回路３４との間が開
放された状態に維持される。そして、固定導体４０と可
動導体４１との間には逆方向の電流が流れるから、側導
体４０．４１に過電流が流れたときには、側導体４０．
４１間に大きな電磁反発力か発生して、可動導体４１を
右方向に回動させ、両接点４４．４６を接触させて、短
絡回路４８を主回路３４に短絡させる。

一方、可動導体４１の下端には、可撓導体５０を介して
固定アーム５１か水平に支持されている。

これに対応して、可動アーム５２がビン５３を介して固
定導体６０に回動可能に支持され、この可動アーム５２
の接点５５が固定アーム５１の接点５４に接離可能にな
っている。そして、常には、ばね５６の付勢力により両
接点５４．５５が接触した状態に保持される。これら両
アーム５１，５２から限流装置５８が構成され、この限
流装置５８の左側方には消弧装置５９が設けられている
。

一方、可動アーム５２はピン５３を介して固定導体６０
に導通され、この固定導体６０の右端部に負荷側端子６
１が設置すられている。

以上のように構成した回路遮断器を使用する場合には、
電源側端子１２を電源（図示せず）に接続する一方、負
荷側端子６１を負荷回路（図示せず）に接続する。

この第２実施例では、短絡事故等により主回路３４に過
電流か流れると、引外し装置１９が動作して、可動接触
子１５を固定接触子１４から開離させて遮断動作を開始
する。このとき同時に、固定導体４０と転流用スイッチ
３９の可動導体４１との間に逆方向に過電流が流れて電
磁反発力が発生し、その電磁反発力により可動導体４１
をばね４９に抗して回動させ、可動側接点４４を固定側
接点４６に接触させて、短絡回路４８を主回路３４に短
絡させる。これにより、主回路３４の過電流は、転流用
スイッチ３９の両接点４４．４６を通して短絡回路４８
に転流分流される。このとき、限流装置５８の両アーム
５１．５２間に逆方向電流による電磁反発力が発生し、
それによって両アーム５１．５２をばね５６に抗して開
離させる。

これにより、負荷回路に流れる電流は、接点５４゜５５
の開離による消弧装置５９の限流遮断によって、主回路
３４のインピーダンスが急激に大きくなって最終的には
遮断される。このため、短絡回路４８への転流が極めて
速やかに行われるようになり、負荷回路の保護が一層完
全になる。

一方、第５図は本発明の第３実施例を示したもので、１
極分のみを図示している。この第３実施例の転流用スイ
ッチ６２の構成は次のような構成になっている。即ち、
ヒータ２３ａに接続された固定導体６３に、ビン６４を
介して可動導体６５を回動可能に設けている。この可動
導体６５の先端側部分には、２つの接点６６．６７が左
右両側に設けられ、右側の接点６７が固定導体６８の短
絡用接点６９に接離可能になっている。この固定導体６
８の右端部には短絡回路用端子７０が設けられ、凸極の
短絡回路用端子７０が互いに接続されて短絡回路７１が
形成されている。

一方、可動導体６５はばね７２により左方に付勢され、
常には、可動導体６５の右側の接点６７が固定導体６８
の接点６９から開離された状態に保持されると共に、可
動導体６５の左側の接点６６がアークランナー７３に設
けた接点７４に接触された状態に保持される。この場合
、アークランナー７３は、本体ケース１１の右側部に設
けられた固定導体７５に一体に形成され、この固定導体
７５の右端部に負荷側端子７６が設けられている。

そして、アークランナー７３は消弧装置７７に対向して
いる。

この第３実施例では、短絡事故等により主回路３４に過
電流が流れると、引外し装置１９が動作して、可動接触
子１５を固定接触子１４から開離させて遮断動作を開始
する。このとき同時に、転流用スイッチ６２の可動導体
６５と固定導体７５との間に逆方向に過電流が流れて電
磁反発力が発生し、その電磁反発力により可動導体６５
をばね７２に抗して右方に回動させ、左側の接点６６を
アークランナー７３の接点７４から開離させると共に、
右側の接点６７を短絡回路７１の接点６９に接触させて
、短絡回路７１を主回路３４に短絡させる。これにより
、主回路３４の過電流は、転流用スイッチ６２の両接点
６７．６９を通して短絡回路７１に転流される。

この場合においても、負荷側の主回路３４が転流用スイ
ッチ６２の両接点６６．７４間の開離により速やかに限
流遮断されるので、負荷回路の保護が万全なものとなる
。

尚、本発明は、前記実施例のような２極、３極の回路遮
断器に限定されず、４極以上であっても全ての極を短絡
回路で接続する構成とすれば、本発明の所期の目的は達
成できる。

その他、本発明は、例えばリンク機構１８や引外し装置
１９の構成を適宜変更しても良い等、種々の変形が可能
である。

［発明の効果］ 本発明は以上の説明から明らかなように、凸極の主回路
にそれぞれ可動導体を直列に設けると共に、凸極の可動
導体に対応してそれぞれ短絡用接点を設け、これら各短
絡用接点を短絡回路により接続し、主回路に過電流が流
れたときに前記可動導体を前記短絡用接点に接触させて
、凸極の主回路を短絡回路に短絡させるように構成した
ので、事故発生後の復旧作業が簡単であると共に、回路
遮断器の負荷側に対して追加配線を必要とせず、配線処
理か簡単であり、しかも、負荷回路に過電流耐量の小さ
い半導体等があっても、その負荷回路全体を過電流から
有効に保護できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の第１実施例を示したもので
、第１図は電気回路図、第２図は全体の縦断正面図、第
３図（ａ）乃至（ｃ）は遮断動作詩の各部の電流の経時
的変化を示す図である。 そして、第４図は本発明の第２実施例を示す１極分の電
気回路図、第５図は本発明の第３実施例を示す１極分の
電気回路図である。そして、第６図は従来例を示す電気
回路図である。 図面中、１１は本体ケース、１２は電源側端子、１３は
負荷側端子、１４は固定接触子、１５は可動接触子、１
７は操作ハンドル、１８はリンク機構、１９は引外し装
置、２１は瞬時例外しコイル、２４は固定導体、２５は
転流用スイッチ、２６は可動導体、３０は固定導体、３
０ａは短絡回路用端子、３２は短絡回路、３４は主回路
、３７は負荷回路、３９は転施用スイッチ、４０は固定
導体、４１は可動導体、４７は短絡回路用端子、４８は
短絡回路、５８は限流装置、５９は消弧装置、６０は固
定導体、６１は負荷側端子、６２は転流用スイッチ、６
３は固定導体、６５は可動導体、６８は固定導体、７０
は短絡回路用端子、７１は短絡回路、７３はアークラン
ナー　７５は固定導体、７６は負荷側端子、７７は消弧
装置である。 ≦ｒ　　　”ｉＪ　　　Ｌ〜 平成 年 月１１ １　。 ２゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数の電源側端子と複数の負荷側端子との間に、そ
   れぞれ固定接触子と、この固定接触子に接離する可動接
   触子とを設けて複数極の主回路を構成すると共に、各極
   の主回路に過電流が流れたときに前記可動接触子を前記
   固定接触子から離間させて負荷電流を遮断する引外し装
   置を設けた回路遮断器において、各極の主回路にそれぞ
   れ直列に設けられ主回路に過電流が流れたときに所定方
   向に変位する可動導体と、各極の可動導体に対応してそ
   れぞれ設けられ主回路に過電流が流れたときに当該可動
   導体が接触する短絡用接点と、各極の短絡用接点を接続
   する短絡回路とを具備して成る回路遮断器。