JPWO2003015114A1 - 気中遮断器 - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、過大電流を遮断する多極気中遮断器に関し、とくに開閉接点部分の短時間通電容量を確保するためのものである。
背景技術
第5図は、例えば日本国特開平6−089650号公報に示された従来の気中遮断器の要部側断面図、第6図は従来の気中遮断器の開閉接点部の要部斜視図、第7図は従来の気中遮断器の開閉接点部の周囲に設けられた磁性部材の配置を示した図である。
図において、1は気中遮断器の外殻函体、2は周知のトグルリンクからなる開閉機構である。この様な気中遮断器では大きな投入力を必要とするためチャージハンドル2aまたは図示していないモータによりラチェット2bと偏心カム2cにより投入バネ2dに蓄勢したバネ力により投入されるようになっている。
開閉機構2の下部リンク2eには連結ピン3を介してコンタクトアーム4が連設され、このコンタクトアーム4はコンタクトアームピン5により回動可能に軸支されている。6は可動接触子であり、一端に可動接点6aが固着され、他端には薄板導体を積層した可撓導体7が接続されている。可撓導体7の終端は下側端子8に接続され、可撓導体7は下側端子8の接続位置から略U字形に成形配置される。また、可動接触子6の中央付近に設けられた支点穴6bとコンタクトアーム4の支持穴に可動接触子ピン6cを挿通して可動接触子6が揺動可能に支持される。9は上側端子であり、一端に可動接点6aに接離する固定接点9aが設けられている。10は接圧バネであり、可撓導体7のU字形を開く方向へ可動接触子6との接続部を付勢する。この付勢力は可動接触子ピン6cを梃子支点にして可動接触子6を図上で時計方向に働き可動接点6aの固定接点9aへの接圧力にする。11は電流遮断時に接点間に発生するアークを消滅させる消弧装置である。12は各極相間に配設された磁性板である。この磁性板12は可撓導体7のU字形の側部を覆うように配設され、後述の過大電流が通電された際に可動接点6a浮き上がり抑制するための電磁力を強化する磁路となっている。
次に従来の気中遮断器の事故電流時の接点押え込み動作について説明する。気中遮断器に過大な事故電流が通電されると、通常は接圧バネ10によって固定接点9aへ押えられている可動接点6aは電磁反発力により開離しようとする。この過大電流は可撓導体7を通過するのであって可撓導体7はU字形を開く方向へ電磁力が働き過大電流が通過しても接点浮き上がりが起こらず、接点間発弧をさせないで短時間通電容量が増大するようにしている。
しかし、このような気中遮断器が遮断する負荷短絡時の過大事故電流は3相交流であり、3極を同時に通過する。このため、相間に配設された磁性板12には120度位相のずれた磁束が同時に通る。このため、遮断電流が大きくなると電流の隣接極と同相域では磁性板12が磁気飽和、また逆相域では磁束が相殺され、可撓導体7のU字形を開く電磁力(接点押圧力)が電流値の増加に比して大きくならず、固定接点9aと可動接点6a間の開離電磁反発力が勝り接点が浮き上がり易くなる。そこで磁性板12の板厚を増しても期待するほどの接点浮き上がり防止効果が得られなかった。
また、磁性板12が可撓導体7の周辺のみへの配置のため、可動接触子6は隣接極の磁界の影響を受け自極電流との電磁力により横方向への力を受ける。この横方向への力は可動接点6aを横方向へ動かせ固定接点9aとの間に発弧を生じ接点面損傷により短時間通電容量が上がらないという問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、事故電流が大きくなっても隣接極の磁束の影響を抑制し、固定接点9aと可動接点6aの浮き上がりを押え、接点の横ズレを抑え、接点面の発弧をしにくくして短時間通電容量の高い気中遮断器を得ることを目的とする。
発明の開示
この発明に係る気中遮断器は、開閉接点のうちの可動接点を有する可動接触子を開閉可能に開閉方向に屈曲し略U字形に整形した可撓導体と、通電電流による可撓導体のU字形部の開拡方向の電磁力を可動接点の押圧力に変換する梃子作用の支軸と、可撓導体のU字形の側面極間に配置した電磁力を強化する磁性板を並列配置複数枚にしてその間に磁気空隙を介在させたものである。
また、各極間の磁性板を可撓導体のU字形の側面から開閉接点の側部にまで延在させたものである。
そして、多極の開閉接点を絶縁隔離する相間隔壁に磁気空隙相当の空隙をもって穿設された挿入溝に磁性板を挿入配設するようにしたものである
また、磁性板を可撓導体のU字形側面配置と可動接触子を含む開閉接点部の遮磁板に分割して、相間隔壁に各個の配設挿入溝を独立して設けたものである。
そしてまた、各磁性板及び各遮磁板を磁性薄板の積層体で構成したものである。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態1.
第1図は、この発明の実施の形態1による気中遮断器の要部縦断面図、
第2図は、実施の形態1の磁性板を函体へ取り付け配設を説明する図である。
図において、1〜11は上記従来装置での説明と同様のものであり、説明を省略する。13は磁性板であり、可撓導体7のU字形の側部に配設される。この磁性板13は多極開閉部の各極間に配設され複数枚からなり板間には磁気空隙13aを持たせている。
磁性板13は第2図に示すように気中遮断器の外殻函体1を形成する絶縁性樹脂材で成形された函体であるのベースの相間隔壁1aに設けられた挿入溝1bに挿入することで所定位置に取り付けられる。挿入溝1bは複数枚の磁性板13を磁気空隙13aを確保して平行に取り付けられるようにベース成形材の絶縁性樹脂材の相間隔壁1aの中央部を磁気空隙13aにして並列に設けられている。
この様に構成された気中遮断器では、自極の電流による磁束と隣接極電流による磁束は磁気空隙13aが分離して、複数の磁性板13により極毎の位相差がある電流であっても、磁気飽和、磁束打ち消しが軽減されるので、可撓導体7のU字形を開く電磁力(接点押圧力)が電流の大きさに比例して増加し易くなり、接点間の電磁反発による接点浮き上がりを抑えることができる。
従って、過大電流が通電されるとき接点の浮き上がりがなくなるので短時間通電容量が増大することができる。
実施の形態2.
第3図は、実施の形態2の開閉接点部の周囲に設けられた磁性板の配置を示した図である。図において、1、6〜9は上記実施の形態1と同様のものである。14は複数枚の磁性板である。この実施の形態2においては、各磁性板14を可撓導体7のU字形側部から開閉接点の側部にまで延在させている。複数の磁性板14は相間隔壁1aに設けられた磁気空隙13aを介在した並列に設けられた挿入溝(採番なし)に挿入して取り付け配置がなされる。
このように可動接触子6を含めた開閉接点の側部に磁性板14を延在配置することで、隣接極の電流による周回磁束を磁性板14が遮蔽するので可動接触子6が自己の電流と隣接極周回磁束の電磁力により横ズレを起こすのを防止する。
従って、上記実施の形態1で説明の可撓導体7のU字形を開く電磁力(接点押圧力)の増加の接点浮き上がりを抑えることに加え、可動接触子6の横ズレが抑えられ、さらなる短時間通電容量を増大させることができる。
実施の形態3.
第4図は、実施の形態3の開閉接点部の周囲に設けられた磁性板の配置を示した図である。図において、1、6〜9、13は上記実施の形態1と同様のものである。15は遮磁板であり、磁性板13と別に可動接触子6及び可動接点6aと固定接点9aの接点開閉部の側部に各極相間に配設されている。磁性板13と遮磁板15の間は補強部1cとなっている。
上記実施の形態2では相間隔壁1aに可撓導体7のU字側部から接点開閉部の側部に至る長い挿入溝が設けられ、これに磁性板14を挿入配置される。このため、磁性板14が受ける強大な電磁力により挿入溝側壁にひび割れを生ずることがあり、この対策として相間隔壁1aを厚くすることは気中遮断器の体積を大型化するので望ましくない。そこで、磁性板13は磁路確保、遮磁板15は隣接極の遮磁の機能を持たせるように分割した構成で、通電遮断させたところ短時間通電容量の低下は無く、従前の相間隔壁1aの厚さで、磁性板13および遮磁板15の挿入溝を各独立させ補強部1cを設ける構成で相間隔壁1aのひび割れを防止することができた。そして、相間隔壁1aと一体に函体1は絶縁性樹脂を成形金型成形にて製造される。この成形金型から函体1を取り出す際のエゼクターピンの当接位置として上記補強部1cの場所は有効である。
なお、上記説明では遮磁板15も磁気空隙13aを有した複数枚としているが、相間隔壁1aの強度確保の面から補強部1cを具備させて、磁性板13は複数枚に、遮磁板15は1枚の構成であってもよい。
実施の形態4.
次に、磁性板13、14及び遮磁板15を磁気空隙13aを隔て複数枚に配置することは、隣接極の磁束の影響はなくなるが、自極の周回磁束による渦電流は磁気空隙を持たず1枚で構成する磁性板、遮磁板に比べ多くなり、通常の定格電流範囲での渦電流損による磁性板13、14及び遮磁板15の発熱はエネルギーロスと気中遮断器の温度上昇の原因となる。
この対策としては、表面を弱絶縁処理した磁性薄板を積層した磁性板13、14及び遮磁板15にすることで渦電流損を軽減して発熱を抑えることができる。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明の気中遮断器においては、自極の電流による磁束と隣接極の電流による磁束は磁気空隙13aが分離して、極毎の位相差がある電流であっても、磁性板13での磁気飽和、磁束打ち消しが軽減されるので、可撓導体7のU字形を開く電磁力(接点押圧力)が電流の大きさに比例して増加し、接点間の電磁反発による接点浮き上がりを抑える。また、可動接点6aと固定接点9aの接点開閉部の極間に設けられた遮磁板14は隣接極の電流による周回磁束を遮蔽して可動接触子6が自己の電流との電磁力により横ズレを起こすのを防止する。
従って、過大電流が通電されるとき接点の浮き上がりと横ズレがなくなるので短時間通電容量を増大させる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の実施の形態1による気中遮断器の要部縦断面図である。
第2図は、実施の形態1の磁性板の函体への取り付け配設を説明する図である。
第3図は、実施の形態2の開閉接点部の周囲に設けられた磁性板の配置を示した図である。
第4図は、実施の形態3の磁性板および遮弊材の配置を示した図である。
第5図は、従来の気中遮断器の要部側断面図である。
第6図は、従来の気中遮断器の開閉接点部の要部斜視図である。
第7図は、従来の気中遮断器の開閉接点部の周囲に設けられた磁性部材の配置を示した図である。
Claims (5)
- 固定接点と可動接点からなる多極の開閉接点と、上記可動接点を有する可動接触子を開閉可能に開閉方向に屈曲し略U字形に整形した可撓導体と、上記可撓導体の通電電流による上記U字形の開拡方向の電磁力を上記可動接点の押圧力に変換する梃子作用の支軸と、上記電磁力を強化する上記可撓導体のU字形の側面極間に配置した磁性板と、この磁性板を並列配置複数枚にしてその間に磁気空隙を介在させたことを特徴とする気中遮断器。
- 上記磁性板を多極の開閉接点の極間にまで延在させたことを特徴とする請求項1記載の気中遮断器。
- 気中遮断器の外殻を形成する絶縁樹脂製の函体に設けた多極の開閉接点を絶縁隔離する相間隔壁と、この相間壁に磁気空隙相当の空隙をもって穿設された挿入溝に磁性板を挿入配設したことを特徴とする請求項1または2記載の気中遮断器。
- 可撓導体のU字形側面配置の磁性板と、可動接触子を含む開閉接点部の遮磁板に分割して、相間隔壁に各個の配設挿入溝を独立して設けたことを特徴とする請求項2または3記載の気中遮断器。
- 磁性板及び各遮磁板を磁性薄板の積層体で構成したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の気中遮断器。
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