(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に複数配列され、一側の両端部に突出部が形成されて空間部を形成するグリッドと、
前記グリッドを支持する固定部と、
前記グリッドの両側面にそれぞれ固定される絶縁板と、
前記グリッドの下方に位置し、アークランナ及び前記アークランナに隣接して配置される固定接点を有する固定子と、
前記空間部内で上下運動して前記固定接点に接離する可動子とを含む配線用遮断器において、
前記絶縁板は、
前記グリッドの側面に配置される第１絶縁板と、
前記第１絶縁板と連結され、前記空間部の内部に延びる第２絶縁板と、
を含み、
前記第２絶縁板は、
前記第１絶縁板と結合される結合部と、
前記結合部から前記グリッドに向かって傾斜して延びる傾斜部と、
を含み、
前記空間部内で前記第２絶縁板の前記傾斜部の端部間の間隔が前記可動子の幅より小さいことを特徴とする配線用遮断器。
【請求項２】
前記第２絶縁板が、前記グリッドの突出部と前記可動子との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の配線用遮断器。
【請求項３】
前記空間部内で前記第２絶縁板の前記傾斜部の端部間の間隔が前記アークランナの幅より小さいことを特徴とする請求項１に記載の配線用遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消弧部を有する配線用遮断器に関し、特に、事故電流により可動接触子が固定接触子から開離する際に発生するアークを消弧するための消弧部を有する配線用遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線用遮断器は、電気的に過負荷状態であるか又は短絡事故が発生したときに自動で回路を遮断して回路及び負荷を保護する電気機器である。一般に、電気回路を流れる電流は、定格電流と、短絡や接地などの故障が発生したときに流れる異常電流に大別される。
【０００３】
異常電流は定格電流に比べて非常に大きいため遮断が難しい。よって、配線用遮断器は、定格電流はもちろん異常電流も遮断できるように設計される。定格電流程度の小さな電流のみ遮断できるものを定格スイッチといい、配線用遮断器と区別する。電力系統は、発電機、変圧器、送電線などの様々な機器からなる。これらの一部を停止させたいときは、停止させたい発電機や送電線の電流を遮断器により遮断することで電力系統から分離しなければならない。また、電力系統に短絡や接地などの故障が発生すると大きな異常電流が流れるが、これを放置すると故障した部分の被害が大きくなり、残りの部分も大電流により故障する恐れがあるので、故障部分を遮断するために配線用遮断器が用いられる。
【０００４】
一般に、配線用遮断器は、消弧能力に優れ、電流の遮断にかかる時間が短いほど、優れた限流性能を有する。
【０００５】
図４は従来の配線用遮断器の構造を概略的に示す断面図であり、図５は従来の配線用遮断器の消弧部の構造を分解して示す分解斜視図であり、図６は従来の配線用遮断器の消弧部の作動を説明するための斜視図であり、図７は従来の配線用遮断器に発生するアークの放出方向を示す平面図である。
【０００６】
図４に示すように、従来の配線用遮断器１００は、電流が内側へ誘導されて流れるような導体からなる第１固定子１１０と、開閉機構部１２０の機構的作動により第１固定子１１０と選択的に接点を形成する可動子１３０と、可動子１３０と第１固定子１１０の接点間に発生するアークを消滅させる消弧部１４０と、可動子１３０の一端が結合される接続接触子１５０と、接続接触子１５０に接続されて流れる電流が外部へ誘導されて流れるような導体からなる第２固定子１６０と、異常電流及び事故電流の発生時にそれを検出して開閉機構部１２０を作動させるトリップ部１７０と、開閉機構部１２０を手動で作動させるハンドル１８０とから構成される。
【０００７】
図５に示すように、従来の配線用遮断器１００の消弧部１４０は、第１固定子１４１及び可動子１４２から構成され、第１固定子１４１には固定接点１４１ａが、可動子１４２には可動接点１４２ａがそれぞれろう付けされている。また、固定接点１４１ａには、固定接点１４１ａの後端をエンボス処理して形成されるアークランナ１４１ｂが備えられている。そして、第１固定子１４１と可動子１４２に隣接する位置にはアークシュート１４３が備えられ、アークシュート１４３は、強磁性を有する金属からなる複数のグリッド１４３ａと、グリッド１４３ａを固定する絶縁板１４３ｂとから構成される。第１固定子１４１、上部グリッド１４４、及びアークシュート１４３は、一体に組み立てられて絶縁ケース１４５の内部に取り付けられる。
【０００８】
以下、従来の配線用遮断器の消弧部の動作を説明する。
【０００９】
図６に示すように、従来の配線用遮断器１００は、定格電流では固定接点１４１ａと可動接点１４２ａが接触した状態を維持するが、過電流や短絡電流などの異常電流が発生すると、固定接点１４１ａと可動接点１４２ａ間に発生する電磁反発力により可動子１４２が開離して電流を遮断する。可動子１４２が開離する際に、固定接点１４１ａと可動接点１４２ａ間にアークが発生し、発生したアークはアークランナ１４１ｂに誘導されてアークシュート１４３に移動する。アークシュート１４３のグリッド１４３ａによりアークが分割され、アーク電圧が電源電圧より高く上昇して短絡電流が制限されることにより、アークが消滅する。アークシュート１４３のグリッド１４３ａを固定する絶縁板１４３ｂから発生する消弧性ガスによってもアーク消弧効果が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、このような従来の配線用遮断器１００の消弧部１４０においては、可動子１４２の回動により発生したアークがアークランナ１４１ｂを介してアークシュート１４３に移動した後にアークシュート１４３間で伸びる際に、アーク柱が上部グリッド１４４まで誘導されないため、十分なアーク電圧の上昇を得ることができず、グリッド１４３ａを支持する絶縁板１４３ｂからもアークエネルギーによる消弧性ガスの発生が十分でないため、圧力の上昇によるアーク電圧上昇効果を期待することができない。また、図７に示すように、従来の配線用遮断器１００の消弧部１４０は、グリッド１４３ａによるアークの様々な方向（ａ、ｂ、ｃ）への分割と冷却効果によってのみアークが消弧するため、消弧時間が長くなり、可動子１４２の回動軸が設けられた方向（ｄ）にアーク熱ガスが逆排気されるので、アークの再発弧現象と可動接点１４２ａ及び固定接点１４１ａの損傷を発生させるという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたもので、異常電流の遮断時に発生するアークをグリッドの内部に均一かつ円滑に分散させることにより消弧性能を向上させることのできる、消弧部を有する配線用遮断器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の一態様によれば、上下方向に複数配列され、一側の両端部に突出部が形成されて空間部を形成するグリッドと、前記グリッドを支持する固定部と、前記グリッドの両側面にそれぞれ固定される絶縁板と、前記グリッドの下方に位置し、アークランナ及び前記アークランナの上方に配置される固定接点を有する固定子と、前記空間部内で上下運動して前記固定接点に接離する可動子とを含む配線用遮断器において、前記空間部内で前記絶縁板間の間隔が前記可動子の幅より小さいことを特徴とする配線用遮断器が提供される。
【００１３】
本発明の上記態様においては、１対の前記絶縁板間の間隔を前記可動子の幅より小さく設定することにより、すなわち、前記絶縁板の端部を前記空間部の内部に突出させることにより、発生したアークを前記グリッドの内部へより円滑に誘導すると共に、前記絶縁板により発生する消弧ガスの量を増加させることにより、消弧性能を改善する。
【００１４】
ここで、前記絶縁板は、前記グリッドの側面に配置される第１絶縁板と、前記第１絶縁板と連結され、前記空間部の内部に延びる第２絶縁板とを含んでもよい。また、前記第２絶縁板は、前記第１絶縁板と結合される結合部と、前記結合部から前記グリッドに向かって傾斜して延びる傾斜部とを含んでもよい。
【００１５】
また、前記第２絶縁板は、前記グリッドの突出部と前記可動子との間に配置されるように構成してもよい。
【００１６】
また、前記空間部内で前記絶縁板間の間隔を前記アークランナの幅より小さく設定することにより、アークをさらにグリッドの内部へ誘導することができる。
【発明の効果】
【００１７】
このように構成される本発明の一態様による配線用遮断器においては、遮断動作時に発生するアークがグリッドの内部へ集中して誘導され、絶縁板との接触面積をより増加させることができるので、消弧性能を改善することができる。
【００１８】
上記態様においては、第２絶縁板が消弧空間部の内部に突出しているため、アークがより迅速に絶縁板に接触して消弧性ガスを発生させるようにすることができる。また、前記第２絶縁板の傾斜部は、前記消弧空間部をさらに遮断する役割を果たすので、アーク発生時に前記消弧空間部内の圧力をさらに増加させることにより、アークがさらに迅速にグリッドの内部に広がるようにすることができる。
【００１９】
また、前記第２絶縁板の傾斜部は、発生したアークが可動子側に逆排気されることを防止する役割も兼ねる。これにより、前記消弧空間部内部の熱ガス及びアーク熱により溶融した金属粒子が前記可動子側に排気されることを防止して、固定接点及び可動子の損傷を防止し、アークの逆排気による再発弧現象を防止することにより、配線用遮断器の限流性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による配線用遮断器の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す配線用遮断器の断面図である。
【図３】図１に示す配線用遮断器の平面図である。
【図４】従来の配線用遮断器の構造を概略的に示す断面図である。
【図５】従来の配線用遮断器の消弧部の構造を分解して示す分解斜視図である。
【図６】従来の配線用遮断器の消弧部の作動を説明するための斜視図である。
【図７】従来の配線用遮断器に発生するアークの放出方向を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明による配線用遮断器の実施形態について詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明による配線用遮断器の一実施形態を示す斜視図であり、図２は図１に示す配線用遮断器の断面図であり、図３は図１に示す配線用遮断器の平面図である。図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態による配線用遮断器１０は、複数枚が上下方向に所定の間隔で積層されるグリッド２０を含む。
【００２３】
グリッド２０は、強磁性を有する金属材からなり、図１における前面部両端には突出部２２が形成されている。これら突出部２２間に形成される空間は、後述する可動子６０の上下運動により発生するアークが広がって消弧する消弧空間部２４を形成する。ここで、グリッド２０の最上段には上部グリッド２６が配置される。上部グリッド２６は、消弧空間部２４の上部を覆うことにより、発生したアークがグリッド２０の上方に漏れることを防止できるように構成される。
【００２４】
グリッド２０の後端部には固定部３０が設けられる。固定部３０は、グリッド２０が所定の間隔をおいて固定された状態を維持できるように、グリッド２０を固定する役割を果たす。また、固定部３０は、遮断器本体（図示せず）に固定される。
【００２５】
グリッド２０の両側面にはそれぞれ第１絶縁板４０が固定される。第１絶縁板４０は、上部グリッド２６と共に、発生したアークがグリッド２０の外部に漏れることを防止する役割を果たし、グリッド２０を固定する役割も兼ねる。また、第１絶縁板４０は、アークにさらされると消弧ガスを発生する材質からなり、アークを迅速に消弧することができる。
【００２６】
第１絶縁板４０は、グリッド２０より長く形成され、前面側がグリッド２０の前面から突出するように配置される。このように突出した部分に第２絶縁板５０が固定される。第２絶縁板５０は、図１に示すように、第１絶縁板４０と結合される結合部５２と、結合部５２から消弧空間部２４の内側に傾斜して延びる傾斜部５４とを含む。従って、傾斜部５４の端部間の間隔（図３のａ）は、結合部５２間の間隔より小さく形成される。
【００２７】
第２絶縁板５０の前面側には可動子６０が設けられる。可動子６０は、通常の配線用遮断器の可動子と同様に構成され、複数の可動接触子６２が平行に配置された形態を有する。
【００２８】
可動子６０の下方には固定子７０が配置される。固定子７０は、可動子６０に接触する固定接点７２と、遮断過程で発生するアークを誘導するためのアークランナ７４とを含む。図３を参照すると、傾斜部５４の端部間の間隔ａ、アークランナ７４の幅ｂ、及び可動子６０の幅ｃ間には、次のような関係があることが分かる。
【００２９】
ａ＜ｂ＜ｃ
【００３０】
以下、本発明の一実施形態による配線用遮断器の動作について説明する。
【００３１】
可動子６０と固定子７０とが接触して通電する正常状態で、何らかの原因により異常電流が発生すると、固定接点７２と可動子６０との間で発生する電磁反発力により可動子６０が開離し、このとき２つの電極間でアークが発生する。２つの電極間で発生したアークは、ある程度固定接点７２で停滞してアークランナ７４に誘導され、アークランナ７４に誘導されたアークは、消弧空間部２４の内壁を形成する第１絶縁板４０及び第２絶縁板５０から消弧性ガスを発生させる。
【００３２】
ここで、発生した消弧性ガスは、消弧空間部２４で瞬間的に急上昇した圧力によりアーク柱を圧縮、伸張させてアーク電圧を上昇させることにより、限流性能を向上させる役割を果たす。アークは、グリッド２０により発生した磁界による吸引力と圧力によりグリッド２０の内部へ迅速に移動して分割及び冷却される。
【符号の説明】
【００３３】
１０    配線用遮断器
２０    グリッド
２２    突出部
２４    空間部
３０    固定部
４０    第１絶縁板
５０    第２絶縁板
５２    結合部
５４    傾斜部
６０    可動子
７０    固定子
７２    固定接点
７４    アークランナ
【図１】
0005449416.tif 000002
【図２】
0005449416.tif 000003
【図３】
0005449416.tif 000004
【図４】
0005449416.tif 000005
【図５】
0005449416.tif 000006
【図６】
0005449416.tif 000007
【図７】
0005449416.tif 000008