JPS62272419A - Tripping apparatus for circuit breaker - Google Patents

Tripping apparatus for circuit breaker

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JPS62272419A
JPS62272419A JP11363986A JP11363986A JPS62272419A JP S62272419 A JPS62272419 A JP S62272419A JP 11363986 A JP11363986 A JP 11363986A JP 11363986 A JP11363986 A JP 11363986A JP S62272419 A JPS62272419 A JP S62272419A
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tripping
circuit breaker
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magnetic
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Terasaki Electric Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回路遮断器の引外し機構を作動させるに際
して回路遮断器の引外し指令が電子回路によって制限さ
れた僅かな出力電流で引き外すことができる回路遮断器
の引外し装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] This invention provides a system in which a circuit breaker tripping command is limited by an electronic circuit when a circuit breaker tripping mechanism is activated. This invention relates to a circuit breaker tripping device that can be tripped with a small output current.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

図面の第1図乃至第4図はこの鱒明の背景となる従来例
を示すもので、第1図は回路遮断器の引外し回路構成図
、第2図は引外し用アクチュエータの側断面図、第3図
は第2図の部分拡大図、第4図は主回路電流と変流器2
次電流ならびにアクチュエータの引外しコイルに流れる
電流との関係を示す図である。
Figures 1 to 4 of the drawings show a conventional example that is the background of this method. Figure 1 is a circuit breaker tripping circuit configuration diagram, and Figure 2 is a side sectional view of a tripping actuator. , Fig. 3 is a partially enlarged view of Fig. 2, and Fig. 4 shows the main circuit current and current transformer 2.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the next current and the current flowing through the tripping coil of the actuator.

図面の第1図において回路遮断器1の電路には遮断部2
が介挿され、そしてこの電路に流れる電流を検出するた
めに変流器3が設けられている。この変流器3の2次側
出力電流が静止形の過電流継電器4に入力され、過電流
継電器4は予め定められた演算方法に応じて引外し電流
値を検出してその値を越えると引外し信号電流を出力す
る。過電流継電器4にはエネルギー蓄積用のコンデンサ
ー5が含まれており、引外し電流がアクチュエータ6の
引外しコイルに与えられ、アクチュエータ6が動作して
回路遮断器1の開閉機構7を釈放して遮断部2が開路す
るように構成されている。
In FIG. 1 of the drawings, the circuit breaker 1 has a breaking section 2 in the electrical path.
is inserted, and a current transformer 3 is provided to detect the current flowing in this electrical path. The secondary output current of this current transformer 3 is input to a static overcurrent relay 4, and the overcurrent relay 4 detects a tripping current value according to a predetermined calculation method, and when the current value exceeds that value, the overcurrent relay 4 detects a tripping current value according to a predetermined calculation method. Outputs trip signal current. The overcurrent relay 4 includes a capacitor 5 for storing energy, and a tripping current is applied to a tripping coil of an actuator 6, which operates to release the opening/closing mechanism 7 of the circuit breaker 1. The blocking section 2 is configured to open the circuit.

一般に上述のような過電流継電器4の引外し指令の出力
は電子回路を用いて出力される。この電子回路の出力レ
ベルは小さいため、回路遮断器の開閉機構を釈放するの
に磁束切換式のアクチュエータが使用されている。この
様な従来のアクチュエータが第2図に側断面図で示され
、アクチュエータは磁性体からなる磁性枠11の一端側
に一体に固定接極部を備える第1の磁極面11′が形成
され、磁性枠11に一体に植設された非磁性材料より成
る固定ガイドビン12が第1の磁極面11′より突出す
るように設けられている。第1の磁極面11′に可動コ
アー16の一端が対応するよう可動コアー13の中心部
に設けられたガイド孔り3a内に固定ガイドビン12が
挿入され、第1の磁極面11′と可動コアー15との間
に引外しばね14が常時開離する方向へ付勢されるよう
架設されている。可動コアー13の段付状に外筒径が縮
小された他端部13t)は磁性枠11の貫通孔15を挿
通するように配設され、その先端に作動部材の頭部突出
部13Cを備えている。また、第1の磁極面11′を囲
むように引外しコイル16が配設され、列外しコイル1
6と隣接して一対の永久磁石17.17が可動コアー1
3の胴部の両側に対向して設けられている。
Generally, the above-described tripping command for the overcurrent relay 4 is output using an electronic circuit. Because the output level of this electronic circuit is small, a flux-switched actuator is used to release the circuit breaker opening/closing mechanism. Such a conventional actuator is shown in a side cross-sectional view in FIG. 2, and the actuator has a first magnetic pole face 11' integrally provided with a fixed armature at one end side of a magnetic frame 11 made of a magnetic material, A fixed guide pin 12 made of a non-magnetic material and integrally implanted in the magnetic frame 11 is provided so as to protrude from the first magnetic pole face 11'. A fixed guide pin 12 is inserted into a guide hole 3a provided in the center of the movable core 13 so that one end of the movable core 16 corresponds to the first magnetic pole surface 11', and the movable core 16 is movable with the first magnetic pole surface 11'. A tripping spring 14 is installed between the core 15 and the tripping spring 14 so as to be always biased in the direction of opening. The other end 13t) of the movable core 13 whose outer cylinder diameter is reduced in a stepped manner is disposed so as to be inserted through the through hole 15 of the magnetic frame 11, and has a head protrusion 13C of the actuating member at its tip. ing. Further, a tripping coil 16 is disposed so as to surround the first magnetic pole surface 11'.
A pair of permanent magnets 17 and 17 adjacent to the movable core 1
They are provided facing each other on both sides of the body of No. 3.

このような構成の従来のアクチュエータは永久磁石17
.17からの磁束が可動コアー13、第1の磁極面11
′ならびに磁性枠11を通って永久磁石17.17に戻
る磁気回路を形成して可動コアー13を第1の磁極面1
1′の吸引位置に保持する作用力をもっている。
A conventional actuator with such a configuration has a permanent magnet 17.
.. 17, the magnetic flux from the movable core 13 and the first magnetic pole surface 11
' and returns to the permanent magnet 17.
It has an acting force to hold it at the suction position of 1'.

いま、列外しコイル16に前述の過電流継電器4よりの
列外しの直流電流が永久磁石17.17の作る磁束を打
ち消す方向に付勢されると、吸引力が減少して列外しは
ね14の作用力が吸引力より大きくなり、第2図に示さ
れる吸引状態から可動コアー13は第1の磁極面11′
より開離して作動部材130が直線状に動き、回路遮断
器1の列外し部材を作動して開閉機構7を釈放して遮断
部2を開路するものである。
Now, when the row removal coil 16 is energized by the row removal direct current from the above-mentioned overcurrent relay 4 in the direction of canceling the magnetic flux generated by the permanent magnets 17 and 17, the attractive force decreases and the row removal coil 14 The acting force becomes larger than the attractive force, and the movable core 13 moves from the attracted state shown in FIG.
The actuating member 130 moves linearly when the actuating member 130 is further opened, actuating the row removing member of the circuit breaker 1, releasing the opening/closing mechanism 7, and opening the interrupting portion 2.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述の如く、回路遮断器1の過電流継電器4は主回路に
挿入された変流器3の2次電流を制御することによって
列外し動作が行なわれる。
As mentioned above, the overcurrent relay 4 of the circuit breaker 1 performs the off-line operation by controlling the secondary current of the current transformer 3 inserted into the main circuit.

この作動範囲は定格電流の5〜10%の地絡遮断から数
千チの短絡電流に至るまで非常に範囲が広い。小電流で
も変流器3の2次側電力により列外しに十分な機械的エ
ネルギーが与えられるように過電流継電器4内にエネル
ギー蓄積用のコンデンサー5が用いられ、またアクチュ
エータは列外し力を直接与える列外しばね14が内蔵さ
れており、回路遮断器の通常の状態では列外しばね14
が蓄勢され永久磁石17で保持されていて、過電流継電
器4の動作時にもコンデンサー5の放電々流がアクチュ
エータの列外しコイル16に流れて永久磁石17による
保持磁路に対して逆励磁して列外しばね14の拘束を取
り除き、ばねのエネルギーを放出して作動部材tSCが
作動して回路遮断器を列外す。
The operating range is very wide, from ground fault interruption of 5 to 10% of the rated current to short circuit current of several thousand square feet. An energy storage capacitor 5 is used in the overcurrent relay 4 so that the secondary side power of the current transformer 3 provides sufficient mechanical energy to remove the string even with a small current, and the actuator directly receives the force for removing the string. A row release spring 14 is built-in to provide the row release spring 14.
is stored and held by a permanent magnet 17, and even when the overcurrent relay 4 is operated, the discharge current of the capacitor 5 flows to the actuator's line removal coil 16, and reverse excite the holding magnetic path by the permanent magnet 17. The uncoiling spring 14 is released from its restraint, and the spring energy is released to actuate the actuating member tSC to unalign the circuit breaker.

この種の永久磁石保持式アクチュエータにおいて、永久
磁石17によって列外しばね14を安定的に保持し、且
つ変流器3の1次電流が小さい場合でも安定した列外し
を行うためには、列外しばね14は列外しに要する最小
限の荷重とし、永久磁石17の保持力は列外しはね14
を拘束するに十分な値であって過大ではなく、コンデン
サー5から出力されるエネルギーが小さくても十分に列
外しできるようにされている。
In this type of permanent magnet holding type actuator, in order to stably hold the row removal spring 14 by the permanent magnet 17 and perform stable row removal even when the primary current of the current transformer 3 is small, it is necessary to The spring 14 has a minimum load required for removing the row, and the holding force of the permanent magnet 17 is equal to the force required for removing the row 14.
The value is sufficient to restrain the capacitor 5, but is not excessive, and even if the energy output from the capacitor 5 is small, it can be sufficiently removed from the array.

すなわち、この方法はコンデンサーの出力で直接回路遮
断器を列外すものでなく、蓄勢されたばねが列外すもの
であって、変流器2次電流およびコンデンサーの放電電
流はばねの作動を制御するものである。このように構成
されたアクチュエータは列外しに際して回路遮断器の列
外し機構およびアクチュエータの可動部分の慣性のため
に十分速い動作を望むことはできない。
That is, in this method, the circuit breaker is not directly disconnected from the circuit breaker using the output of the capacitor, but the stored spring is used to disconnect the circuit breaker, and the current transformer secondary current and the discharge current of the capacitor control the operation of the spring. It is something. An actuator constructed in this manner cannot be expected to operate sufficiently quickly during decoupling due to the inertia of the circuit breaker decoupling mechanism and the movable parts of the actuator.

また、小電流領域では遮断時間を短縮する必要性はない
が、短絡のような数千チの過大電流に対しては回路遮断
器が十分高速で動作し、早く遮断を完了させる必要があ
る。しかし、この種のアクチュエータを用いた回路遮断
器では主回路の電流によって直接作用する電磁石により
直接列外し機構を作動させる電気機械式瞬時例外し装置
に比べて列外しが若干遅延する傾向にある。
Although there is no need to shorten the breaking time in the small current region, the circuit breaker must operate at a sufficiently high speed and complete the breaking quickly in the case of an overcurrent of several thousands of times such as a short circuit. However, circuit breakers using this type of actuator tend to have a slight delay in decoupling compared to electromechanical instantaneous exception devices in which the decoupling mechanism is actuated directly by an electromagnet actuated directly by the current in the main circuit.

従来の永久磁石保持式アクチュエータは主回路に流れる
電流に応じて発生する変流器の2次電流が第4図に示さ
れるようにアクチュエータの作動電流において主回路の
大電流領域では余剰電流が生じ短絡電流のもつ電磁的エ
ネルギーが回路遮断器の列外しに十分利用されていない
という欠点がみられる。また、回路遮断器を列外すエネ
ルギ源は変流器の2次電流ではなく、蓄積されたばねの
エネルギーであるから、この様な方式ははね列外し方式
の回路遮断器ということができる。
In the conventional permanent magnet holding type actuator, the secondary current of the current transformer that is generated in response to the current flowing in the main circuit causes an excess current to occur in the large current region of the main circuit in the operating current of the actuator, as shown in Figure 4. The drawback is that the electromagnetic energy of the short circuit current is not fully utilized to unrow the circuit breaker. Further, since the energy source for disconnecting the circuit breaker is not the secondary current of the current transformer but the stored energy of the spring, such a system can be called a spring disconnection type circuit breaker.

更に、従来形の永久磁石保持式アクチュエータでは固定
の磁性枠と、可動コアーと、永久磁石と、列外しコイル
の相互関係は通常時永久磁石によって吸着されている場
合に、列外しコイルの逆励磁によって吸着は解消され回
路遮断器は列外されるが、作動電流が過大な場合は一旦
磁極面から遊離した可動コアーが永久磁石の磁束に打ち
勝つ過大な透磁束のため再吸引方向に力を発生し、引外
しばねの力を減殺し、可動コアーの開離速度を低下させ
る欠点があった。
Furthermore, in conventional permanent magnet holding type actuators, the mutual relationship between the fixed magnetic frame, movable core, permanent magnet, and row removal coil is such that when normally attracted by the permanent magnet, the row removal coil is reversely excited. The attraction is resolved and the circuit breaker is removed from the line, but if the operating current is excessive, the movable core, once released from the magnetic pole surface, generates a force in the re-attraction direction due to excessive permeable flux that overcomes the magnetic flux of the permanent magnet. However, it has the disadvantage that it reduces the force of the tripping spring and reduces the opening speed of the movable core.

尚、第3図に示されるように磁性枠11の貫通孔15と
、これを挿通ずる可動コアー13の外筒形の縮小部13
1)との間の空隙grを通る逆励磁の磁束は放射磁束で
あるために可動コアーに対して力が打ち消されるので吸
引力とはならない。また、可動コアー13のストッパー
となる磁性枠11の貫通孔15の周壁と可動コアー13
の段付部との間の空隙ghに生ずる縦磁束が存在する場
合でも空隙ghの磁束が有効な吸引力となるような位置
に引外しコイルが配置されていないという欠点がある。
Incidentally, as shown in FIG. 3, the through hole 15 of the magnetic frame 11 and the reduced cylindrical portion 13 of the movable core 13 inserted through the through hole 15.
Since the reverse excitation magnetic flux passing through the gap gr between the movable core and the movable core 1) is a radiation magnetic flux, the force on the movable core is canceled out, so it does not become an attractive force. Further, the peripheral wall of the through hole 15 of the magnetic frame 11 that serves as a stopper for the movable core 13 and the movable core 13
Even if there is a longitudinal magnetic flux generated in the gap gh between the gap gh and the stepped portion, the tripping coil has a drawback in that the tripping coil is not placed at a position where the magnetic flux in the gap gh becomes an effective attractive force.

この様に、大電流を遮断する回路遮断器では短絡時に過
大な電磁力がコンタクト機構に発生し、この力がある逓
減率でもって開閉機構を経由して回路遮断器の引外し機
構に伝えられる。
In this way, in a circuit breaker that cuts off a large current, an excessive electromagnetic force is generated in the contact mechanism when a short circuit occurs, and this force is transmitted to the tripping mechanism of the circuit breaker via the opening/closing mechanism at a certain gradual rate. .

このような場合には、特にこの力に十分打ち勝つほど引
外し力が十分でないと高速度な遮断が不可能であり、回
路遮断器の性能が低下し勝ちである。
In such a case, unless the tripping force is sufficient to sufficiently overcome this force, high-speed disconnection is impossible, and the performance of the circuit breaker is likely to deteriorate.

従って、この発明による回路遮断器の引外し装置は上述
のアクチュエータの欠点を改善し、小電流による引外し
動作を確実に行いながら大電流による過大なエネルギー
を有効に利用して高速度な引外しを行うことを目的とす
るものである。
Therefore, the circuit breaker tripping device according to the present invention improves the shortcomings of the above-mentioned actuator, and performs high-speed tripping by effectively utilizing excessive energy due to large current while reliably performing tripping operation using small current. The purpose is to do the following.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に依れば、回路遮断器の引外し装置は、回路遮
断器の主回路に挿入された変流器と、変流器の2次電流
を入力とし予め定められた演算方法に応じて電流を出力
する出力手段を有する過電流継電器と、回路遮断器引外
し機構に対応して設けられ前記出力電流が流れたときに
回路遮断器を引外すアクチュエータとにより引外し回路
が構成され、アクチュエータは磁性枠と、永久磁石と、
過電流継電器の出力電流を通じる引外しコイルと、可動
コアーと、可動コアーから回路遮断器の引外し機構部に
伸びる作動手段と、可動コアーを回路遮断器の引外し方
向に駆動する引外しばね手段と、可動コアーのガイド手
段と、可動コアーのリセット手段とより成り、磁性枠は
平行にして対向する第1および第2の磁極面をもつ第1
および第2の磁性板と、磁性板を磁気的に接続し、且つ
引外しコイルを囲繞するヨーク部分を備え、永久磁石は
可動コアーを第1の磁極面に吸着させる磁束を発生し、
可動コアーは第1および第2の磁極面の間隔内で揺動可
能で、且つ回路遮断器の引外し機構に必要なストローク
より僅かに大きい移動距離を有する長さをもち、ガイド
手段と共に装着され可動コアーの位置に応じて可動方向
のいずれの側にも第1および第2の磁極面との間に縦磁
束を発生する磁気的空隙が形成され、回路遮断器の開放
動作に応動してリセット機構が可動コアーを引外しばね
手段の力に抗して第1の磁極側に移動させて永久磁石で
吸着保持し、回路遮断器の投入状態において過電流継電
器が作動した場合に引外しコイルが永久磁石より供給さ
れる第1の磁極面の磁束を打消して保持林態を解消し、
引外しばねによって回路遮断器の引外し機構を作動させ
るものにおいて、引外しコイルが第2の磁極面の空隙の
周辺に及んで巻回され第2の磁極面の磁束を増加して吸
引力を発生させるようにしている。
According to this invention, the circuit breaker tripping device receives the current transformer inserted into the main circuit of the circuit breaker and the secondary current of the current transformer, and operates according to a predetermined calculation method. A tripping circuit is constituted by an overcurrent relay having an output means for outputting current, and an actuator that is provided corresponding to the circuit breaker tripping mechanism and trips the circuit breaker when the output current flows, and the actuator is a magnetic frame, a permanent magnet,
A tripping coil through which an output current of the overcurrent relay is passed, a movable core, an actuating means extending from the movable core to a tripping mechanism of the circuit breaker, and a tripping spring that drives the movable core in a direction to trip the circuit breaker. a means for guiding the movable core, and a means for resetting the movable core.
and a second magnetic plate, and a yoke portion that magnetically connects the magnetic plate and surrounds the tripping coil, and the permanent magnet generates a magnetic flux that attracts the movable core to the first magnetic pole surface;
The movable core is swingable within the spacing between the first and second pole faces, has a length having a travel distance slightly greater than the stroke required for the tripping mechanism of the circuit breaker, and is mounted with guide means. Depending on the position of the movable core, a magnetic gap that generates longitudinal magnetic flux is formed between the first and second magnetic pole faces on either side of the movable direction, and is reset in response to the opening operation of the circuit breaker. The mechanism moves the movable core to the first magnetic pole side against the force of the tripping spring means and holds the movable core by attraction with a permanent magnet, so that when the overcurrent relay is activated while the circuit breaker is closed, the tripping coil is activated. The magnetic flux of the first magnetic pole surface supplied by the permanent magnet is canceled to eliminate the retained forest state,
In a device that operates the tripping mechanism of a circuit breaker using a tripping spring, a tripping coil is wound around the air gap of the second magnetic pole face to increase the magnetic flux of the second magnetic pole face and create an attractive force. I'm trying to make it happen.

〔実施例〕〔Example〕

以下にこの発明の推奨実施例について添付図面に従って
説明する。回路遮断器の引外し回路構成は先の第1図が
適用されるものであって、この発明の実施例のアクチュ
エータは第5図、第6図に示されるものが使用される。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The tripping circuit configuration of the circuit breaker is as shown in FIG. 1, and the actuator shown in FIGS. 5 and 6 is used in the embodiment of the present invention.

第5図は吸引状態のアクチュエータの側断面図で、第6
図は開離状態を示すアクチュエータの側断面図である。
FIG. 5 is a side sectional view of the actuator in the suction state, and
The figure is a side sectional view of the actuator showing the opened state.

図示される様に、この発明でのアクチュエータにおいて
は磁性体から成る磁性枠101の一端側に円板状に形成
された永久磁石102と、同じく円板状に形成された固
定接極子103とが順次重ねられて装着されている。固
定接極子103の一側端面が第1の磁極面104となる
ようこれと対応して円筒状の可動コアー105が設けら
れる。また、非磁性材料から成るガイドピン106は軸
方向に磁性枠101の一端側より永久磁石102、固定
接極子103、可動コアー105、第2の磁極面107
をなす磁性枠101の他端を挿通しており、その一端に
作動部材108が装着されている。可動コアー105と
ガイドピン106は止めねじ109に一体に緊締されて
おり、可動コアー105と固定接極子103との間には
付勢手段として引外しばね110が架設され、常時可動
コアー105を開離する方向に付勢している。固定接極
子103と磁性枠101の第2の磁極面107との間の
可動コアー105の周囲には引外しコイル111が設け
られている。
As shown in the figure, in the actuator according to the present invention, a permanent magnet 102 formed in a disk shape at one end side of a magnetic frame 101 made of a magnetic material, and a fixed armature 103 also formed in a disk shape. They are installed one on top of the other. A cylindrical movable core 105 is provided so that one end surface of the fixed armature 103 becomes the first magnetic pole surface 104 . Further, the guide pin 106 made of a non-magnetic material is arranged in the axial direction from one end side of the magnetic frame 101 to the permanent magnet 102, the fixed armature 103, the movable core 105, and the second magnetic pole surface 107.
The other end of the magnetic frame 101 is inserted through the magnetic frame 101, and the actuating member 108 is attached to one end of the magnetic frame 101. The movable core 105 and the guide pin 106 are integrally tightened by a set screw 109, and a tripping spring 110 is installed between the movable core 105 and the fixed armature 103 as a biasing means to keep the movable core 105 open at all times. It is biased in the direction of separation. A tripping coil 111 is provided around the movable core 105 between the fixed armature 103 and the second magnetic pole surface 107 of the magnetic frame 101 .

作動部材108の先端は回路遮断器の引外し機構の引外
しリンク112と対応して設けられ、引外しリンク11
2の回動により回路遮断器の開閉機構を崩潰して開路す
るよう釈放装置を釈放するように設けられている。また
、作動部材tOaに形成された鍔部108aに対応して
リセットレバー113が設けられ、このリセットレバー
113は回路遮断器の開閉機構と連動して回路遮断器が
閉路されると作動部材の鍔部108aを押圧して可動コ
アー105を固定接極子106の第1の磁極面104に
吸引する位置に移動させるよう設けられている。
The tip of the actuating member 108 is provided to correspond to the trip link 112 of the trip mechanism of the circuit breaker, and
The release device is provided to release the opening/closing mechanism of the circuit breaker by rotation of the opening/closing mechanism of the circuit breaker to open the circuit. Further, a reset lever 113 is provided corresponding to the flange 108a formed on the actuating member tOa, and this reset lever 113 works in conjunction with the opening/closing mechanism of the circuit breaker so that when the circuit breaker is closed, the flange of the actuating member The movable core 105 is moved to a position where the movable core 105 is attracted to the first magnetic pole surface 104 of the fixed armature 106 by pressing the portion 108a.

可動コアー105は第1の磁極面104と第2の磁極面
107との間において移動可能であって、回路遮断器の
引外し機構に必要なストロークより僅かに大きい移動距
離を有する長さをもち、ガイド手段と共に装着され、可
動コアー105の位置に応じて軸方向のいずれの側にも
第1め磁極面104および第2の磁極面107との間に
縦磁束を発生する磁気的空隙Gが生ずるように形成され
ている。
The movable core 105 is movable between the first pole face 104 and the second pole face 107 and has a length having a travel distance slightly greater than the stroke required for the circuit breaker tripping mechanism. , a magnetic gap G is attached to the guide means and generates a longitudinal magnetic flux between the first magnetic pole surface 104 and the second magnetic pole surface 107 on either side in the axial direction depending on the position of the movable core 105. It is formed to occur.

尚、永久磁石102は円板状であっても2分割されてガ
イドピン106の周辺に夫々対応するよう設けられた複
数個の方形状のものであっても差支えない。
It should be noted that the permanent magnet 102 may be in the shape of a disk or in the form of a plurality of rectangles that are divided into two parts and provided so as to correspond to the peripheries of the guide pins 106, respectively.

この様なこの発明でのアクチュエータの実施例を磁束と
作用の関係について第7図乃至第9図を参照して以下に
説明すれば、第7図は永久磁石により生ずる磁束を鎖線
で示し、引外しコイルにより生ずる磁束を実線で示した
説明図で、第8図、第9図は可動コアーの位置に対応す
る磁束変化を示す説明図であり、第8図は通常の動作時
を示し、第9図は引外しコイルに過大電流通電時の場合
を示すものである。
Embodiments of the actuator according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 7 to 9 regarding the relationship between magnetic flux and action. FIG. This is an explanatory diagram showing the magnetic flux generated by the detached coil as a solid line, and FIGS. 8 and 9 are explanatory diagrams showing magnetic flux changes corresponding to the position of the movable core. FIG. Figure 9 shows the case when excessive current is applied to the tripping coil.

図示される様に、第7図において、永久磁石103によ
って第1の磁極面104に発生する磁束(Φい、+Φ6
□)に対して過電流継電器の作動時に引外しコイル11
1によって発生する磁束のうちΦBNとΦB+2が逆方
向に作用することによって引外しばね110の拘束が解
かれ、可動コアー105が第2の磁極面107側の空隙
Gに向って移動することにより引外しが行われるもので
、引外しに際して引外しコイル111に流れる電流は引
外しコイル111のインダクタンスのために瞬時には最
大値に達せず、僅かの時間遅れを経て第1の磁極面10
4に作用する磁束(ΦBN+ΦB12)が永久磁石10
3の磁束(ΦA1+ΦA2)を減殺して引外しはね11
0の作用力が吸引力に打ち勝った時点より可動コアー1
05の移動が始まる。可動コアー105の移動の初期状
態では第1の磁極面104との空隙が増大するにつれて
引外しコイル111に流れる電流も増大し、第1の磁極
面104との間の空隙の磁束は一旦完全に零となるが、
引外しコイル111の電流が引続き増大し、この電流に
よる磁束が永久磁石の磁束に打ち勝って遂には再吸引力
に転する。従って、この状態においては可動コアー10
5の移動が妨げられる。しかし、この発明のアクチュエ
ータはこの時点では可動コアー105の移動が進み、第
2の磁極面107との空隙が減少してくるにつれて引外
しコイル111内の漏洩電束ΦB2が増加してくるので
、第2の磁極面107側への吸引力が増加され、可動コ
アー105は第2の磁極面+07側へ加速される。
As shown in FIG. 7, the magnetic flux (Φi, +Φ6
□) When the overcurrent relay is activated, the tripping coil 11
Among the magnetic fluxes generated by 1, ΦBN and ΦB+2 act in opposite directions, so that the restraint on the tripping spring 110 is released, and the movable core 105 moves toward the air gap G on the second magnetic pole face 107 side, causing the tripping to occur. The current flowing through the tripping coil 111 does not reach the maximum value instantaneously due to the inductance of the tripping coil 111, and after a slight time delay, the current flowing through the tripping coil 111 reaches the maximum value.
The magnetic flux (ΦBN+ΦB12) acting on the permanent magnet 10
The magnetic flux (ΦA1 + ΦA2) of 3 is reduced and the tripping occurs 11.
From the moment the acting force of 0 overcomes the attraction force, the movable core 1
05's movement begins. In the initial state of movement of the movable core 105, as the air gap with the first magnetic pole face 104 increases, the current flowing through the tripping coil 111 also increases, and the magnetic flux in the air gap with the first magnetic pole face 104 is once completely reduced. It becomes zero, but
The current in the tripping coil 111 continues to increase, and the magnetic flux due to this current overcomes the magnetic flux of the permanent magnet, eventually converting into re-attractive force. Therefore, in this state, the movable core 10
5's movement is impeded. However, in the actuator of the present invention, at this point, as the movement of the movable core 105 progresses and the air gap with the second magnetic pole face 107 decreases, the leakage electric flux ΦB2 in the tripping coil 111 increases. The attractive force toward the second magnetic pole surface 107 side is increased, and the movable core 105 is accelerated toward the second magnetic pole surface +07 side.

この効果は第9図に示されるように過大電流が流れたと
きに第8図に示される通常の場合より磁束が増大し著し
く効果を生ずる。また、この種のアクチュエータは一般
に軸方向に長い寸法構成であるために漏洩磁束ΦB2の
割合が多いので、これを有効に駆動として利用すること
により強力な加速力を得ることができる。
This effect becomes more pronounced when an excessive current flows as shown in FIG. 9, as the magnetic flux increases compared to the normal case shown in FIG. 8. Furthermore, since this type of actuator generally has a long dimension in the axial direction, the leakage magnetic flux ΦB2 has a large proportion, so by effectively utilizing this as a drive, a strong accelerating force can be obtained.

アクチュエータが作動して回路遮断器を引外すときには
アクチュエータの作動部材108が回路遮断器の引外し
機構の引外しリンク112と接触または衝突を起し、そ
の際にアクチュエータの作動部材108は引外し機構の
慣性が付加されるので運動量保存則に従い速度が低下す
る。この速度低下を少くするためにアクチュエータは十
分な加速が必要であるが、可動コアー105の第2の磁
極面107への吸引力が引外しばね110の加速力に相
加されるので可動コアー105の速度の低下を予防し、
引外し速度を向上することができる。
When the actuator is actuated to trip the circuit breaker, the actuator actuation member 108 contacts or collides with the trip link 112 of the circuit breaker tripping mechanism; Since the inertia of is added, the speed decreases according to the law of conservation of momentum. In order to reduce this speed reduction, the actuator needs sufficient acceleration, but since the attractive force of the movable core 105 to the second magnetic pole surface 107 is added to the acceleration force of the tripping spring 110, the movable core 105 prevent a decrease in the speed of
The tripping speed can be improved.

第10図乃至第12図はこの発明の他の実施例を示すも
ので、第10図はアクチュエータの側断面図、第11図
、第12図は第10図の引外しコイルの接続方式を示す
もので、第11図は2つの引外しコイルを直列に接続し
た結線図で、第12図は引外しコイルを並列に接続した
場合を示す結線図である。
Figures 10 to 12 show other embodiments of the present invention, with Figure 10 being a side sectional view of the actuator, and Figures 11 and 12 showing the connection method of the tripping coil in Figure 10. Fig. 11 is a wiring diagram showing two tripping coils connected in series, and Fig. 12 is a wiring diagram showing a case where tripping coils are connected in parallel.

第10図に示される様に、この発明のアクチュエータの
他の実施例においては磁性体から成る磁性枠201の両
端の第1の磁極面202と第2の磁極面203との間に
移動可能に円筒状の可動コアー204が設けられ、第)
の磁極面202および第2の磁極面203との間に磁気
的空隙Gが生ずるように形成されている。磁性枠201
の一側外方より非磁性材料より成るガイドピン205が
軸方向に可動コアー204を挿通して磁性枠201の他
端外方に導出され、その先端に作動部材206が装着さ
れている。
As shown in FIG. 10, in another embodiment of the actuator of the present invention, a magnetic frame 201 made of a magnetic material is movable between a first magnetic pole surface 202 and a second magnetic pole surface 203 at both ends. A cylindrical movable core 204 is provided;
A magnetic gap G is formed between the magnetic pole face 202 and the second magnetic pole face 203. Magnetic frame 201
A guide pin 205 made of a non-magnetic material passes through the movable core 204 in the axial direction from the outside of one side and is guided out of the other end of the magnetic frame 201, and an actuating member 206 is attached to the tip thereof.

可動コアー204とガイドピン205は止めねじ207
により一体に緊締され、可動コアー204と第1の磁極
面202との間には引外しばね208が架設され、常時
可動コアー204を第1の磁極面202より開離する方
向に付勢している。磁性枠201の両端部には可動コア
ー24を囲むように引外しコイル209,209’が配
設される。また、磁性枠201の軸方向の中央部で画引
外しコイル209,209’の間に一対の永久磁石21
0が設けられている。この一対の永久磁石210は方形
状で、可動コアー204を挾んで対向するように設けら
れている。
The movable core 204 and guide pin 205 are connected by a set screw 207
A tripping spring 208 is installed between the movable core 204 and the first magnetic pole surface 202, and constantly urges the movable core 204 in the direction of separating from the first magnetic pole surface 202. There is. Tripping coils 209 and 209' are arranged at both ends of the magnetic frame 201 so as to surround the movable core 24. In addition, a pair of permanent magnets 21 are placed between the picture tripping coils 209 and 209' at the center of the magnetic frame 201 in the axial direction.
0 is set. The pair of permanent magnets 210 have a rectangular shape and are provided so as to face each other with the movable core 204 in between.

また、2つの引外しコイル209,209’を第11図
に示すように直列に接続して過電流継電器の出力素子2
11より同一方向に通電することもでき、さらに第12
図に示すように画引外しコイル209,209’が過電
流継電器の2つの出力素子211,211’により制御
されるよう並列に設けられ、通常の電流に対して第1の
磁極面202に近い引外しコイル209にのみ通電し、
過大な電流に対しては両方のコイル209゜209′に
通電するようにすることもできる。
In addition, the two tripping coils 209 and 209' are connected in series as shown in FIG.
It is also possible to conduct electricity in the same direction from the 11th
As shown in the figure, the tripping coils 209, 209' are provided in parallel to be controlled by the two output elements 211, 211' of the overcurrent relay, and are close to the first magnetic pole face 202 for normal current. Only the tripping coil 209 is energized,
In case of excessive current, both coils 209° and 209' may be energized.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この様に、この発明の回路遮断器の引外し装置に依れば
、アクチュエータを、磁性枠と、永久磁石と、過電流継
電器の出力電流を通じる引外しコイルと、可動コアーと
、可動コアーから回路遮断器の引外し機構部に伸びる作
動手段と、可動コアーを回路遮断器の引外し方向に駆動
する引外しばね手段と、可動コアーのガイド手段と、可
動コアーのリセット手段とから構成し引外しコイルを第
2磁極面の空隙の周辺に及んで巻回して、アクチュエー
タの引外しコイルの磁束を可動コアーの第2の磁極面へ
の吸引力が増加するよう発生させることによって可動コ
アーの開離速度が加速され、特に回路遮断器に過大電流
が流れた際に高速反引外しを行うことができ、所期の目
的とするところの小電流による引外し動作を確実に行い
ながら大電流による過大なエネルギーを利用して高速度
な引外しを行うようできるものであり、回路遮断器の引
外し指令が電子回路によって制限された僅かな出力電流
にて確実に引出すことができる等の効果を奏するもので
ある。
As described above, according to the circuit breaker tripping device of the present invention, the actuator is separated from the magnetic frame, the permanent magnet, the tripping coil through which the output current of the overcurrent relay is passed, the movable core, and the movable core. The tripping mechanism comprises an actuating means extending to the tripping mechanism of the circuit breaker, a tripping spring means for driving the movable core in the direction of tripping the circuit breaker, a guide means for the movable core, and a reset means for the movable core. The movable core is opened by winding the disengagement coil around the air gap of the second magnetic pole surface to generate magnetic flux of the actuator's disengagement coil so as to increase the attractive force toward the second magnetic pole surface of the movable core. The release speed is accelerated, and high-speed anti-tripping can be performed especially when an excessive current flows through the circuit breaker, and the intended purpose is to perform the tripping operation with a small current while reliably performing a tripping operation with a large current. It is capable of performing high-speed tripping using excessive energy, and has the effect that the circuit breaker tripping command can be reliably pulled out with a small output current limited by the electronic circuit. It is something to play.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第4図は回路遮断器の引外し装置の従来例を
示すもので、第1図は回路遮断器の引外し回路構成図、
第2図は引外し用アクチュエータの側断面図、第3図は
第2図の部分拡大図、第4図は主回路電流と変流器2次
電流ならびにアクチュエータの引外しコイルに流れる電
流との関係を示す図、第5図、第6図はこの発明でのア
クチュエータの一実施例を示すもので、第5図は吸引状
態のアクチュエータの側断面図、第6図は開離状態を示
すアクチュエータの側断面図、第7図乃至第9図は第5
,6図のアクチュエータの実施例での磁束と作用の関係
を示すもので、第7図は永久磁石により生ずる磁束を鎖
線で示し、引外しコイルにより生ずる磁束を実線で示し
た説明図、第8図、第9図は可動コアーの位置に対応す
る磁束変化を示す説明図で、第8図は通常の動作時を示
し、第9図は引外しコイルに過大電流通電時の場合を示
す図、第10図乃至第12図はこの発明でのアクチュエ
ータの他の実施例を示すもので、第10図はアクチュエ
ータの側断面図、第11図、第12図は第10図の引外
しコイルの接続方式を示すもので、第11図は2つの引
外しコイルを直列に接続した結線図、第12図は引外し
コイルを並列に接続した場合を示す結線図である。 図中、1:回路遮断器、2:遮断部、3:変流器、4:
過電流継電器、5:コンデンサー、6:アクチュエータ
、7:開閉機構、11:磁性枠、13:可動コアー、1
4:引外しばね、16:引外しコイル、17:永久磁石
、1o1:磁性枠、102:永久磁石、103:固定接
触子、104.107 :磁極面、1o5:可動コアー
、+08=作動部材、11o:引外しばね、111:引
外しコイル、112:引外しリンク、113:リセット
レバー、2o1:磁性枠、202.203 :磁極面、
204:可動コアー、2o6:作動部材、208:引外
しばね、209,209’ :引外しコイル、21o:
永久磁石、211,211’:出力素子。 第7図 第8図        第9図 第10図 第11図 第12図
1 to 4 show conventional examples of circuit breaker tripping devices, and FIG. 1 is a circuit breaker tripping circuit configuration diagram;
Figure 2 is a side sectional view of the tripping actuator, Figure 3 is a partially enlarged view of Figure 2, and Figure 4 shows the relationship between the main circuit current, the current transformer secondary current, and the current flowing through the actuator's tripping coil. Figures 5 and 6 showing the relationship show one embodiment of the actuator according to the present invention. Figure 5 is a side sectional view of the actuator in the suction state, and Figure 6 is a side sectional view of the actuator in the open state. The side sectional views of FIGS. 7 to 9 are
, 6 shows the relationship between magnetic flux and action in the example of the actuator shown in Fig. 7, where the magnetic flux generated by the permanent magnet is shown by a chain line, and the magnetic flux generated by the tripping coil is shown by a solid line. 9 are explanatory diagrams showing magnetic flux changes corresponding to the position of the movable core, FIG. 8 shows normal operation, and FIG. 9 shows the case when excessive current is applied to the tripping coil. 10 to 12 show other embodiments of the actuator according to the present invention, FIG. 10 is a side sectional view of the actuator, and FIGS. 11 and 12 are connections of the tripping coil shown in FIG. 10. Fig. 11 is a wiring diagram showing two tripping coils connected in series, and Fig. 12 is a wiring diagram showing a case where tripping coils are connected in parallel. In the figure, 1: circuit breaker, 2: breaking section, 3: current transformer, 4:
Overcurrent relay, 5: Capacitor, 6: Actuator, 7: Opening/closing mechanism, 11: Magnetic frame, 13: Movable core, 1
4: tripping spring, 16: tripping coil, 17: permanent magnet, 1o1: magnetic frame, 102: permanent magnet, 103: fixed contact, 104.107: magnetic pole surface, 1o5: movable core, +08 = operating member, 11o: tripping spring, 111: tripping coil, 112: tripping link, 113: reset lever, 2o1: magnetic frame, 202.203: magnetic pole surface,
204: Movable core, 2o6: Operating member, 208: Trip spring, 209, 209': Trip coil, 21o:
Permanent magnet, 211, 211': Output element. Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、回路遮断器の主回路に挿入された変流器と、前記変
流器の2次電流を入力とし予め定められた演算方法に応
じて電流を出力する出力手段を有する過電流継電器と、
回路遮断器引外し機構に対応して設けられ前記出力電流
が流れたときに回路遮断器を引外すアクチュエータとに
より引外し回路が構成され、 前記アクチュエータは磁性枠と、永久磁石 と、前記過電流継電器の出力電流を通じる引外しコイル
と、可動コアーと、前記可動コアーから回路遮断器の引
外し機構部に伸びる作動手段と、可動コアーを回路遮断
器の引外し方向に駆動する引外しばね手段と、可動コア
ーのガイド手段と、可動コアーのリセット手段とより成
り、前記磁性枠は平行にして対向する第1および第2の
磁極面をもつ第1および第2の磁性板と、前記磁性板を
磁気的に接続し、且つ前記引外しコイルを囲繞するヨー
ク部分を備え、 前記永久磁石は前記可動コアーを第1の磁 極面に吸着させる磁束を発生し、 前記可動コアーは前記第1および第2の磁 極面の間隔内で揺動可能で、且つ回路遮断器の引外し機
構に必要なストロークより僅かに大きい移動距離を有す
る長さをもち、ガイド手段と共に装着され前記可動コア
ーの位置に応じて可動方向のいずれの側にも前記第1お
よび第2の磁極面との間に縦磁束を発生する磁気的空隙
が形成され、 回路遮断器の開放動作に応動してリセット 機構が可動コアーを引外しばね手段の力に抗して第1の
磁極側に移動させて永久磁石で吸着保持し、 回路遮断器の投入状態において過電流継電 器が作動した場合に前記引外しコイルが永久磁石より供
給される第1の磁極面の磁束を打消して保持状態を解消
し、引外しばねによって回路遮断器の引外し機構を作動
させるものにおいて、 前記引外しコイルが前記第2の磁極面の空 隙の周辺に及んで巻回され第2の磁極面の磁束を増加し
て吸引力を発生させることを特徴とする回路遮断器の引
外し装置。 2、永久磁石は第1の磁極面の外側に配置されていて磁
束の一部が可動コアーを第1の磁極面に吸着させる力を
発生することを特徴とする特許請求範囲第1項記載の回
路遮断器の引外し装置。 3、永久磁石は磁性枠の内側で第1および第2の磁極面
の中間において、可動コアーを介して同一極性が対向す
るように配置され、引外しコイルが2分されて一方は第
1の磁極面側に、他方は第2の磁極面側に同一巻方向で
直列接続されることを特徴とする特許請求範囲第1項記
載の回路遮断器の引外し装置。 4、永久磁石は磁性枠の内側で第1および第2の磁極面
の中間において、可動コアーを介して同一極性が対向す
るように配置され、引外しコイルが2分されて一方は第
1の磁極面側に、他方は第2の磁極面側に同一巻方向で
配置され、通常の過電流では第1の磁極面側の引外しコ
イルのみ励磁されるが、過大な短絡電流が発生した場合
には第1および第2の磁極面側に夫々配置された引外し
コイルが共に励磁されることを特徴とする特許請求範囲
第1項記載の回路遮断器の引外し装置。
[Claims] 1. A current transformer inserted into the main circuit of a circuit breaker, and an output means that receives the secondary current of the current transformer and outputs a current according to a predetermined calculation method. an overcurrent relay having;
A tripping circuit is constituted by an actuator that is provided corresponding to the circuit breaker tripping mechanism and trips the circuit breaker when the output current flows, and the actuator includes a magnetic frame, a permanent magnet, and the overcurrent. a tripping coil through which the output current of the relay is passed, a movable core, actuation means extending from the movable core to a tripping mechanism of the circuit breaker, and tripping spring means for driving the movable core in a direction to trip the circuit breaker. a movable core guide means, and a movable core reset means; the magnetic frame includes first and second magnetic plates having parallel and opposing first and second magnetic pole surfaces; and the magnetic plate. a yoke portion that magnetically connects the tripping coils and surrounds the tripping coil, the permanent magnet generates a magnetic flux that attracts the movable core to the first magnetic pole surface, and the movable core The movable core has a length that is swingable within the spacing between the two magnetic pole faces and has a travel distance slightly larger than the stroke required for the tripping mechanism of the circuit breaker, and is mounted with a guide means and is adapted to the position of the movable core. A magnetic gap that generates a longitudinal magnetic flux is formed between the first and second magnetic pole faces on either side in the movable direction, and a reset mechanism opens the movable core in response to the opening operation of the circuit breaker. It is moved to the first magnetic pole side against the force of the tripping spring means and held by a permanent magnet, and when the overcurrent relay is activated in the closed state of the circuit breaker, the tripping coil is supplied from the permanent magnet. In the circuit breaker, the tripping mechanism of the circuit breaker is actuated by a tripping spring by canceling the magnetic flux in the first magnetic pole surface to cancel the holding state, and in which the tripping coil is inserted into the air gap of the second magnetic pole surface. A tripping device for a circuit breaker, characterized in that it is wound around the periphery to increase the magnetic flux of the second magnetic pole face to generate an attractive force. 2. The permanent magnet is disposed outside the first magnetic pole surface, and part of the magnetic flux generates a force that attracts the movable core to the first magnetic pole surface. Circuit breaker tripping device. 3. The permanent magnets are arranged inside the magnetic frame between the first and second magnetic pole surfaces so that the same polarity faces each other through the movable core, and the tripping coil is divided into two, one being the first and the other. 2. The circuit breaker tripping device according to claim 1, wherein one of the two windings is connected in series in the same winding direction to the magnetic pole face side and the other to the second magnetic pole face side. 4. The permanent magnets are arranged inside the magnetic frame between the first and second magnetic pole surfaces so that the same polarity faces each other via the movable core, and the tripping coil is divided into two parts, one of which is the first and the other. One is placed on the magnetic pole side and the other is placed on the second magnetic pole side in the same winding direction, and under normal overcurrent, only the tripping coil on the first magnetic pole side is energized, but if an excessive short-circuit current occurs 2. The circuit breaker tripping device according to claim 1, wherein the tripping coils disposed on the first and second magnetic pole surfaces are both excited.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009199899A (en) * 2008-02-21 2009-09-03 Panasonic Electric Works Denro Co Ltd Circuit breaker

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JP2009199899A (en) * 2008-02-21 2009-09-03 Panasonic Electric Works Denro Co Ltd Circuit breaker

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