(57)【要約】【課題】  開閉時のアークを、アークによって発生する水素で冷却し、断路器の開閉特性を向上させる。【解決手段】  一方の電路となる固定側通電軸４と、固定側通電軸４端に設けられた固定側接触子５と、固定側接触子５を包囲するように設けられた固定側アーク接続部６と、固定側アーク接続部６を移動自在に貫通するとともに、固定側接触子５と接離する他方の電路となる可動側通電軸８と、可動側通電軸８端に設けられるとともに、固定側アーク接続部６と対向配置された可動側アーク接続部９と、可動側通電軸８に連結された操作機構とを備え、固定側アーク接続部６および可動側アーク接続部９に水素吸蔵合金を用いたことを特徴とする。【選択図】  図１
2008021576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の電路となる固定側通電軸と、
前記固定側通電軸端に設けられた固定側接触子と、
前記固定側接触子を包囲するように設けられた固定側アーク接続部と、
前記固定側アーク接続部を移動自在に貫通するとともに、前記固定側接触子と接離する他方の電路となる可動側通電軸と、
前記可動側通電軸端に設けられるとともに、前記固定側アーク接続部と対向配置された可動側アーク接続部と、
前記可動側通電軸に連結された操作機構とを備え、
前記固定側アーク接続部および前記可動側アーク接続部に水素吸蔵合金を用いたことを特徴とする断路器。
【請求項２】
前記固定側アーク接続部の内面に凸部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の断路器。
【請求項３】
前記固定側接触子に前記水素吸蔵合金を用いたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の断路器。
【請求項４】
前記水素吸蔵合金は、銅ニッケル合金であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の断路器。
【請求項５】
一方の電路となる固定側通電軸と、
前記固定側通電軸端に設けられた水素吸蔵合金からなる固定側接触子と、
前記固定側接触子と接離する他方の電路となる可動側通電軸と、
前記可動側通電軸に連結された操作機構とを備えたことを特徴とする断路器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力回路の充電電流や励磁電流などの開閉の責務を有する断路器に係り、特に開閉特性を向上し得る断路器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、断路器は、電力回路を開放する責務から、電流を開閉する責務を有していない。しかしながら、実際には、ケーブルなどの充電電流や、変圧器の励磁電流などの電流を開閉することがある。
【０００３】
このため、開路時に発生したアークに絶縁ガスを吹き付け、強制的に消弧させる開閉能力を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。他のものとして、アークに磁界をかけてアーク長を伸ばし冷却するもの、アークを吸い込むもの、開閉速度を向上させるものなどがある。
【特許文献１】特開平７−２４９３５５号公報  （第３ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来の断路器においては、次のような問題がある。  
アークを消弧させるために、絶縁ガスを吹き付けたり、磁界をかけたりする構造が複雑となり、部品点数が増加して高価なものとなっていた。
【０００５】
このため、簡易な構造において、充電電流や励磁電流の開閉に伴って発生するアークを確実に消弧し、開閉特性を向上させることのできる断路器が望まれていた。特に、断路器では、電力回路を開放する責務から、開閉特性の向上は重要な要素となる。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、接続部に設けた金属材料によってアークを冷却し、開閉特性を向上させることのできる断路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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の断路器は、一方の電路となる固定側通電軸と、前記固定側通電軸端に設けられた固定側接触子と、前記固定側接触子を包囲するように設けられた固定側アーク接続部と、前記固定側アーク接続部を移動自在に貫通するとともに、前記固定側接触子と接離する他方の電路となる可動側通電軸と、前記可動側通電軸端に設けられるとともに、前記固定側アーク接続部と対向配置された可動側アーク接続部と、前記可動側通電軸に連結された操作機構とを備え、前記固定側アーク接続部および前記可動側アーク接続部に水素吸蔵合金を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通電軸の接続部に水素を取り込む性質のある水素吸蔵合金を用いているので、充電電流や励磁電流などの電流開閉時に発生するアークによって水素が放出され、アークを冷却し、開閉特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
先ず、本発明の実施例１に係る断路器を図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る断路器の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る断路器のアークの消弧を説明する図である。
【００１１】
図１に示すように、ガラス繊維入りエポキシ樹脂のような絶縁材料からなる筒状の絶縁容器１の両端には、固定側固定部材２と可動側固定部材３とが固定されている。
【００１２】
固定側固定部材２には、一方の電路となる固定側通電軸４が貫通固定されている。絶縁容器１内の固定側通電軸４端には、中心部が窪んだ凹部４ａが設けられ、その外周に複数本のフィンガー形接触子を環状に組み立てた銅製の固定側接触子５が設けられている。また、固定側通電軸４端には、固定側接触子５を包囲するとともに、固定側接触子５よりも可動側固定部材３側に突出した筒状のアークリング６が固定されている。このアークリング６は、ニッケル、チタン、亜鉛などの金属材料からなる合金であって、水素を取り込む性質を有する水素吸蔵合金からなっている。
【００１３】
アークリング６の内面には、固定側接触子５を、固定側通電軸４端の段差部と挟持して固定する環状の凸部６ａが設けられている。また、アークリング６の外周には、固定側通電軸４端を電界緩和する固定側電界緩和シールド７が固定されている。
【００１４】
可動側固定部材３には、図示しない操作機構に連結された他方の電路となる可動側通電軸８が移動自在に貫通している。絶縁容器１内の可動側通電軸８端には、中央部が窪んで外周部が突出したアークコンタクト９が固定され、固定側接触子５と対向配置されている。このアークコンタクト９は、アークリング６と同様の金属材料からなる合金の水素吸蔵合金からなっている。
【００１５】
なお、接続時には、アークコンタクト９は凹部４ａに嵌合される。凹部４ａに嵌合されたときには、可動側通電軸８の外周面が固定側接触子５と接触し、通常の通電が行えるようになっている。即ち、可動側通電軸８は、アークリング６を移動自在に貫通し、その外周面が固定側接触子５と接離するようになっている。
【００１６】
可動側通電軸８の外周には、通電と電界緩和とを兼ねた可動側電界緩和シールド１０が可動側固定部材３に固定されている。可動側電界緩和シールド１０と可動側通電軸８間には、フィンガー形接触子を環状に組み立てた可動側接触子１１が設けられている。なお、絶縁容器１内には、乾燥空気、窒素ガスなどを封入してもよいが、一般の大気がフィルターなどを介して流通していてもよい。
【００１７】
次に、この断路器を開路したときのアークの動きを説明する。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、固定側接触子５から可動側通電軸８を図示矢印方向に引き出すと、固定側接触子５とアークコンタクト９の先端間でアーク２１が発生する。更に可動側通電軸８を引き出すと、図２（ｂ）で示すように、アーク２１は引き伸ばされるとともに、アークリング６の凸部６ａとアークコンタクト９間でもアーク２１が発生するようになる。凸部６ａは、比較的電界集中を起こし易いので、容易にアーク２１が発生するようになる。
【００１９】
更に可動側通電軸８を引き出すと、図２（ｃ）に示すように、アーク２１は引き伸ばされる。そして、可動側通電軸８を所定の絶縁距離まで引き出すと、アーク２１は冷却され、消弧する。
【００２０】
ここで、アークリング６およびアークコンタクト９は、水素吸蔵合金からなっているので、アーク２１に曝されると溶解して水素が放出される。水素は、熱伝導率が高いので、アーク２１を冷却する。その結果、アーク２１をすばやく消弧させることができる。
【００２１】
このようなアークリング６は、固定側においてアーク２１に曝される接続部となるので、固定側アーク接続部と定義する。また、アークコンタクト９も同様に、可動側においてアーク２１に曝される接続部となるので、可動側アーク接続部と定義する。
【００２２】
銅ニッケル合金や銅亜鉛合金で製作したアークリング６およびアークコンタクト９を備えた断路器を用い、回路電圧６６ｋＶの充電電流１Ａ、および励磁電流５Ａの開閉試験をしたところ、問題なく開閉することができた。なお、アークリング６およびアークコンタクト９を用いない一般的な断路器では、上記の条件における開閉試験でアークを消弧することができなかった。
【００２３】
上記実施例１の断路器によれば、固定側通電軸４端のアークリング６からなる固定側アーク接続部と、可動側通電軸８端のアークコンタクト９からなる可動側アーク接続部とに水素を取り込む性質のある水素吸蔵合金を用いているので、充電電流や励磁電流などの電流開閉時に発生するアーク２１に曝されることによって水素吸蔵合金から水素が放出され、アーク２１を冷却してすばやく消弧させ、開閉特性を向上させることができる。
【実施例２】
【００２４】
次に、本発明の実施例２に係る断路器を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る断路器の構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、固定側シールドの形状である。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２５】
図３に示すように、固定側通電軸４の周りには、固定側シールド固定部材３１を介して、固定側通電軸４端の電界緩和と開閉特性向上とを兼ねた水素吸蔵合金からなるアークシールド３２が固定されている。その内面には、環状の凸部３２ａが設けられている。
【００２６】
これにより、固定側接触子５から可動側通電軸８を引き出すと、固定側接触子５とアークコンタクト９間でアーク２１が発生する。更に引き出すと、凸部３２ａが比較的電界集中を起こし易いので、この凸部３２ａにアーク２１が移動する。そして、凸部３２ａがアーク２１に曝されると水素が放出され、アーク２１を冷却する。
【００２７】
ここで、アークシールド３２は、実施例１と同様に、アーク２１に曝される固定側の接続部となるので、固定側アーク接続部と定義する。
【００２８】
上記実施例２の断路器によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。上記実施例では、固定側接触子５を銅製で説明したが、断路器の通電電流が小さい場合や余裕のある通電容量を有する場合には、固定側接触子５自体を水素吸蔵合金で製作してもよい。この場合、開離直後に固定側接触子５からアーク２１が発生するので、固定側接触子５から水素が放出され、開閉特性を向上させることができる。
【００３０】
更には、例えば定格電圧が６ｋＶと使用電圧が低い場合には、電界緩和のための電界緩和シールド７、１０が不要となる。この場合、固定側接触子５のみを水素吸蔵合金として、アークコンタクト９を取り除き、可動側通電軸８を固定側接触子５と接離させても、アーク２１によって水素が放出され、開閉特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１に係る断路器の構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る断路器のアークの消弧を説明する図。
【図３】本発明の実施例２に係る断路器の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１  絶縁容器
２  固定側固定部材
３  可動側固定部材
４  固定側通電軸
４ａ  凹部
５  固定側接触子
６  アークリング
６ａ、３２ａ  凸部
７  固定側電界緩和シールド
８  可動側通電軸
９  アークコンタクト
１０  可動側電界緩和シールド
１１  可動側接触子
２１  アーク
３１  固定側シールド固定部材
３２  アークシールド
【図１】
2008021576.tif 000003
【図２】
2008021576.tif 000004
【図３】
2008021576.tif 000005