(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接点と、
前記固定接点に対して接離可能な可動接点と、
前記固定接点および前記可動接点の上方に配置され、前記固定接点と前記可動接点との間に発生したアークを消弧する消弧室と、
前記消弧室と前記固定接点との間に配置され、前記固定接点に最も近接している第１近接部、および、該第１近接部より上方かつ前記第１近接部に関して可動接点側とは反対側に位置する第１端部を含み、第１表面、該第１表面の反対側に位置する第１裏面、および、該第１表面と該第１裏面とを繋ぐ第１側面を有する、固定側アークランナと、
前記消弧室と前記可動接点との間に配置され、前記可動接点に最も近接している第２近接部、および、該第２近接部より上方かつ前記第２近接部に関して固定接点側とは反対側に位置する第２端部を含み、第２表面、該第２表面の反対側に位置する第２裏面、および、該第２表面と該第２裏面とを繋ぐ第２側面を有する、可動側アークランナと、
少なくとも前記第１端部の下方に位置し、第１磁石を含む第１磁界印加部と、
少なくとも前記第２端部の下方に位置し、第２磁石を含む第２磁界印加部とを備え、
前記第１磁界印加部は、前記固定側アークランナにおける前記第１端部から前記第１近接部まで磁束が通過して前記固定接点の周辺まで導かれる磁界、および、前記固定側アークランナにおける前記第１端部から前記第１近接部にわたって磁束が前記第１側面と交差する磁界を印加し、
前記第２磁界印加部は、前記可動側アークランナにおける前記第２端部から前記第２近接部まで磁束が通過して前記可動接点の周辺まで導かれる磁界、および、前記可動側アークランナにおける前記第２端部から前記第２近接部にわたって磁束が前記第２側面と交差する磁界を印加する、遮断器。
【請求項２】
前記固定接点および前記可動接点の各々の側面に対して隙間をあけつつ前記固定接点および前記可動接点を互いの間に挟むように配置された、電気絶縁性を有する１対の側壁板をさらに備え、
前記固定側アークランナおよび前記可動側アークランナの各々は、前記１対の側壁板の間に隙間を介して挟まれている、請求項１に記載の遮断器。
【請求項３】
前記第１磁石において前記固定側アークランナに近い方の磁極は、前記第２磁石において前記可動側アークランナに近い方の磁極と同一である、請求項１または請求項２に記載の遮断器。
【請求項４】
前記固定側アークランナは、前記第１近接部から前記第１端部に近づくにしたがって幅が広くなるとともに前記１対の側壁板との間の隙間が狭くなっている部分を有しており、
前記可動側アークランナは、前記第２近接部から前記第２端部に近づくにしたがって幅が広くなるとともに前記１対の側壁板との間の隙間が狭くなっている部分を有している、請求項２に記載の遮断器。
【請求項５】
前記第１磁石と前記固定側アークランナとの間に電気絶縁性を有する第１スペーサが配置されており、
前記第２磁石と前記可動側アークランナとの間に電気絶縁性を有する第２スペーサが配置されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の遮断器。
【請求項６】
前記第１スペーサは、前記第１磁石または前記固定側アークランナとの間に隙間が設けられており、
前記第２スペーサは、前記第２磁石または前記可動側アークランナとの間に隙間が設けられている、請求項５に記載の遮断器。
【請求項７】
前記第１磁界印加部は、前記第１磁石に接続された、磁性体で構成された第１ヨークをさらに含み、
前記第２磁界印加部は、前記第２磁石に接続された、磁性体で構成された第２ヨークをさらに含み、
前記第１磁石は、前記第１端部に関して前記第１近接部側とは反対側に位置し、前記第１ヨークを介して前記固定側アークランナと接続されており、
前記第２磁石は、前記第２端部に関して前記第２近接部側とは反対側に位置し、前記第２ヨークを介して前記可動側アークランナと接続されている、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の遮断器。
【請求項８】
前記第１磁界印加部は、前記第１磁石の前記第１ヨークが接続されている側とは反対側に接続された、磁性体で構成された第１補助ヨークをさらに含み、
前記第２磁界印加部は、前記第２磁石の前記第２ヨークが接続されている側とは反対側に接続された、磁性体で構成された第２補助ヨークをさらに含む、請求項７に記載の遮断器。
【請求項９】
前記固定側アークランナおよび前記可動側アークランナのうちの少なくとも一方は、磁性体で構成されている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
遮断器の構成を開示した先行文献として、特表２００９−５０１４０８号公報（特許文献１）がある。特許文献１に記載された遮断器は、固定接触素子と、可動接触素子と、電極と、永久磁石と、案内ホーンとを含む。固定接触素子と可動接触素子との間に発生するアークは、永久磁石の電磁力により電極に向かって駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５０１４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された遮断器の磁石によっては、アークランナに転流した後のアークを駆動することができないため、アークがアークランナ上で膠着し、小電流のアークを遮断できないことがある。【０００５】
本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであって、小電流のアークを遮断することができる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】
【０００６】
本開示に基づく遮断器は、固定接点と、可動接点と、消弧室と、１対の側壁板と、固定側アークランナと、可動側アークランナと、第１磁界印加部と、第２磁界印加部とを備える。可動接点は、固定接点に対して接離可能である。消弧室は、固定接点および可動接点の上方に配置され、固定接点と可動接点との間に発生したアークを消弧する。固定側アークランナは、消弧室と固定接点との間に配置され、固定接点に最も近接している第１近接部、および、該第１近接部より上方かつ第１近接部に関して可動接点側とは反対側に位置する第１端部を含む。可動側アークランナは、消弧室と可動接点との間に配置され、可動接点に最も近接している第２近接部、および、該第２近接部より上方かつ第２近接部に関して固定接点側とは反対側に位置する第２端部を含む。第１磁界印加部は、少なくとも第１端部の下方に位置し、第１磁石を含む。第２磁界印加部は、少なくとも第２端部の下方に位置し、第２磁石を含む。第１磁界印加部は、固定側アークランナにおける第１端部から第１近接部まで磁束が通過するように磁界を印加する。第２磁界印加部は、可動側アークランナにおける第２端部から第２近接部まで磁束が通過するように磁界を印加する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、磁石の磁界による電磁力によってアークランナ上のアークをアークランナの端部まで駆動することにより、小電流のアークを遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る遮断器の構成を示す正面図である。
【図２】図１に示す遮断器を正面側の上方から見た断面斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周辺部の構成を示す斜視図である。
【図４】実施の形態１に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周辺部の構成を示す平面図である。
【図５】実施の形態１に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周辺部の構成を示す正面図である。
【図６】実施の形態１に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周囲の磁力線分布を示す斜視図である。
【図７】実施の形態１に係る遮断器において、固定接点と可動接点との間にアークが発生した状態を示す斜視図である。
【図８】実施の形態１に係る遮断器において、固定接点と可動接点との間に発生したアークが水平方向に広がりつつ上方に広がっている状態を示す斜視図である。
【図９】実施の形態１に係る遮断器において、固定接点と可動接点との間に発生したアークが固定側アークランナと可動側アークランナとに転流した状態を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態１に係る遮断器において、固定側アークランナと可動側アークランナとに転流したアークが水平方向に広がるように移動している状態を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態１に係る遮断器において、固定側アークランナと可動側アークランナの周囲における、磁力線の分布、アーク根の上下方向成分の向き、および、アークの駆動方向を示す平面図である。
【図１２】図１１の遮断器とは、アーク電流の向きが反対である場合の、固定側アークランナと可動側アークランナの周囲における、磁力線の分布、アーク根の上下方向成分の向き、および、アークの駆動方向を示す平面図である。
【図１３】実施の形態２に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周辺部の構成を示す正面図である。
【図１４】実施の形態３に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周辺部を示す正面図である。
【図１５】実施の形態４に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周辺部を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、各実施の形態に係る超電導電磁石装置について図面を参照して説明する。以下の実施の形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る遮断器の構成を示す正面図である。図２は、図１に示す遮断器を正面側の上方から見た断面斜視図である。図１および図２においては、遮断器が開極している状態を示している。
【００１１】
図１および図２に示すように、本実施の形態に係る遮断器１００は、固定接点１２１と、可動接点１２２と、消弧室１１０と、固定側アークランナ１４０と、可動側アークランナ１５０と、第１磁界印加部１６０と、第２磁界印加部１７０とを備えている。
【００１２】
本実施の形態に係る遮断器１００は、上部導体１２０、可動導体１２３、可撓シャント１２４、下部導体１２５、および、１対の側壁板１３０をさらに備えている。上部導体１２０は、板状であり、水平方向に延在している。可動導体１２３は、上下方向に延在しており、可動導体１２３の上端部は、上部導体１２０の先端部と対向している。可撓シャント１２４は、正面から見て、略Ｕ字状に曲折している。下部導体１２５は、上部導体１２０の下方の位置にて水平方向に延在している。
【００１３】
固定接点１２１は、上部導体１２０の水平方向の先端部に接合されている。可動接点１２２は、可動導体１２３の上端部に接合されており、固定接点１２１と向かい合うように配置されている。可動導体１２３の下端部に、可撓シャント１２４の端部が接続されている。可撓シャント１２４は、可動導体１２３と接続される端部とは反対側の端部において、下部導体１２５と接続されている。可動導体１２３は、可撓シャント１２４を介して下部導体１２５と電気的に接続されている。
【００１４】
下部導体１２５は、図示しないアクチュエータによって水平方向に駆動される。これにより、可動接点１２２は、固定接点１２１に対して接離可能となっている。本実施の形態に係る遮断器１００は、短絡電流を検知してアクチュエータが動作することにより、固定接点１２１から可動接点１２２が切り離される。
【００１５】
本実施の形態に係る遮断器１００においては、通電状態において電流は、上部導体１２０から固定接点１２１、可動接点１２２、可動導体１２３および可撓シャント１２４を通じて下部導体１２５に流れる。固定接点１２１と可動接点１２２とが接触状態にあるときが遮断器１００の閉極状態であり、固定接点１２１と可動接点１２２が離隔された状態にあるときが遮断器１００の開極状態である。
【００１６】
消弧室１１０は、固定接点１２１および可動接点１２２の上方に配置され、固定接点１２１と可動接点１２２との間に発生したアークを消弧する。消弧室１１０は、底板１１１と、グリッドサポート板１１２と、デアイオングリッド１１３とを含む。グリッドサポート板１１２上にデアイオングリッド１１３が積層された複数の積層体が、底板１１１の上方において、互いに隙間あけつつ上下方向に並んで配置されている。
【００１７】
１対の側壁板１３０の各々は、平板状の形状および電気絶縁性を有し、互いに間隔をあけて対向している。１対の側壁板１３０は、固定接点１２１および可動接点１２２の各々の側面に対して隙間をあけつつ固定接点１２１および可動接点１２２を互いの間に挟むように配置されている。
【００１８】
図３は、実施の形態１に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周辺部の構成を示す斜視図である。図４は、実施の形態１に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周辺部の構成を示す平面図である。図５は、実施の形態１に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周辺部の構成を示す正面図である。
【００１９】
図１〜図５に示すように、固定側アークランナ１４０は、消弧室１１０と上部導体１２０および固定接点１２１との間に配置される板状の導電体である。本実施の形態においては、固定側アークランナ１４０は、磁性体で構成されている。
【００２０】
図２〜図５に示すように、固定側アークランナ１４０は、幅広部１４０ｖとテーパ部１４０ｖと折り返し部１４０ｒとを含む。幅広部１４０ｖは、略水平方向に延在しており、第１端部１４０ｅを含む。幅広部１４０ｖの幅は、Ｗ２である。幅広部１４０ｖは、底板１１１と略同一平面上に位置している。
【００２１】
テーパ部１４０ｖは、幅広部１４０ｖにおける第１端部１４０ｅとは反対側の端部に接続されており、固定接点１２１に向かって斜め下方に延在している。テーパ部１４０ｖの先端に位置する第１近接部１４０ｎは、固定接点１２１に最も近接している。テーパ部１４０ｖの幅は、固定接点１２１に近づくにしたがって狭くなっており、第１近接部１４０ｎの幅は、Ｗ１である。Ｗ１＜Ｗ２を満たしている。
【００２２】
折り返し部１４０ｒは、第１近接部１４０ｎに接続されており、可動接点１２２側とは反対側に向かって水平方向に延在している。折り返し部１４０ｒは、上部導体１２０と接続されている。上記のように、固定側アークランナ１４０は、第１近接部１４０ｎ、および、第１近接部１４０ｎより上方かつ第１近接部１４０ｎに関して可動接点１２２側とは反対側に位置する第１端部１４０ｅを含んでいる。
【００２３】
固定側アークランナ１４０は、表面１４０ｔ、表面１４０ｔの反対側に位置する裏面１４０ｂ、および、表面１４０ｔと裏面１４０ｂとを繋ぎ側壁板１３０と対向している側面１４０ｓを有している。固定側アークランナ１４０の側面１４０ｓにおいて、幅広部１４０ｈとテーパ部１４０ｖとの境界の位置にエッジ１４０ｃが位置している。
【００２４】
図１〜図５に示すように、可動側アークランナ１５０は、消弧室１１０と可動接点１２２との間に配置される板状の導電体である。本実施の形態においては、可動側アークランナ１５０は、磁性体で構成されている。
【００２５】
図２〜図５に示すように、可動側アークランナ１５０は、幅広部１５０ｖとテーパ部１５０ｖと折り返し部１５０ｒとを含む。幅広部１５０ｖは、略水平方向に延在しており、第２端部１５０ｅを含む。幅広部１５０ｖの幅は、Ｗ４である。幅広部１５０ｖは、底板１１１と略同一平面上に位置している。
【００２６】
テーパ部１５０ｖは、幅広部１５０ｖにおける第２端部１５０ｅとは反対側の端部に接続されており、可動接点１２２に向かって斜め下方に延在している。テーパ部１５０ｖの先端に位置する第２近接部１５０ｎは、可動接点１２２に最も近接している。テーパ部１５０ｖの幅は、可動接点１２２に近づくにしたがって狭くなっており、第２近接部１５０ｎの幅は、Ｗ３である。Ｗ３＜Ｗ４を満たしている。
【００２７】
折り返し部１５０ｒは、第２近接部１５０ｎに接続されており、固定接点１２１側とは反対側に向かって水平方向に延在している。折り返し部１５０ｒは、可動接点１２２および可動導体１２３の可動位置の上方に位置している。上記のように、可動側アークランナ１５０は、第２近接部１５０ｎ、および、第２近接部１５０ｎより上方かつ第２近接部１５０ｎに関して固定接点１２１側とは反対側に位置する第２端部１５０ｅを含んでいる。
【００２８】
可動側アークランナ１５０は、表面１５０ｔ、表面１５０ｔの反対側に位置する裏面１５０ｂ、および、表面１５０ｔと裏面１５０ｂとを繋ぎ側壁板１３０と対向している側面１５０ｓを有している。可動側アークランナ１５０の側面１５０ｓにおいて、幅広部１５０ｈとテーパ部１５０ｖとの境界の位置にエッジ１５０ｃが位置している。
【００２９】
図４に示すように、固定側アークランナ１４０および可動側アークランナ１５０の各々は、１対の側壁板１３０の間に隙間を介して挟まれている。
【００３０】
固定側アークランナ１４０においては、テーパ部１４０ｖと側壁板１３０との間に隙間ｓ１が形成されており、幅広部１４０ｈと側壁板１３０との間に隙間ｓ２が形成されている。隙間ｓ１は、第１近接部１４０ｎと側壁板１３０との間において最も大きくなっており、幅広部１４０ｈに向かうにしたがって小さくなっている。よって、隙間ｓ１の大きさ≧隙間ｓ２の大きさの関係を満たす。隙間ｓ１は、固定接点１２１の周囲においてアークが移動可能な空間である。
【００３１】
このように、固定側アークランナ１４０は、第１近接部１４０ｎから第１端部１４０ｅに近づくにしたがって幅が広くなるとともに１対の側壁板１３０との間の隙間が狭くなっているテーパ部１４０ｖを有している。
【００３２】
可動側アークランナ１５０においては、テーパ部１５０ｖと側壁板１３０との間に隙間ｓ３が形成されており、幅広部１５０ｈと側壁板１３０との間に隙間ｓ４が形成されている。隙間ｓ３は、第２近接部１５０ｎと側壁板１３０との間において最も大きくなっており、幅広部１５０ｈに向かうにしたがって小さくなっている。よって、隙間ｓ３の大きさ≧隙間ｓ４の大きさの関係を満たす。隙間ｓ３は、固定接点１２１の周囲においてアークが移動可能な空間である。
【００３３】
このように、可動側アークランナ１５０は、第２近接部１５０ｎから第２端部１５０ｅに近づくにしたがって幅が広くなるとともに１対の側壁板１３０との間の隙間が狭くなっているテーパ部１５０ｖを有している。
【００３４】
図２、図３および図５に示すように、第１磁界印加部１６０は、第１磁石１６１から構成されている。第１磁界印加部１６０は、少なくとも第１端部１４０ｅの下方に位置している。第１磁石１６１は、第１端部１４０ｅの下方に位置している。なお、第１磁石１６１は、第１端部１４０ｅの直下の位置からずれていてもよい。図５に示すように、本実施の形態においては、第１磁石１６１において固定側アークランナ１４０に近い方の磁極は、Ｎ極であるが、Ｓ極であってもよい。
【００３５】
図２、図３および図５に示すように、第２磁界印加部１７０は、第２磁石１７１から構成されている。第２磁界印加部１７０は、少なくとも第２端部１５０ｅの下方に位置している。第２磁石１７１は、第２端部１５０ｅの下方に位置している。なお、第２磁石１７１は、第２端部１５０ｅの直下の位置からずれていてもよい。図５に示すように、本実施の形態においては、第２磁石１７１において可動側アークランナ１５０に近い方の磁極は、Ｎ極であるが、Ｓ極であってもよい。
【００３６】
本実施の形態においては、第１磁石１６１における固定側アークランナ１４０に近い方の磁極は、第２磁石１７１における可動側アークランナ１５０に近い方の磁極と同一である。ただし、第１磁石１６１における固定側アークランナ１４０に近い方の磁極は、第２磁石１７１における可動側アークランナ１５０に近い方の磁極と異なっていてもよい。
【００３７】
図５に示すように、本実施の形態においては、第１磁石１６１と固定側アークランナ１４０との間に電気絶縁性を有する第１スペーサ１６２が配置されている。第１スペーサ１６２は、平板状の形状を有している。第１スペーサ１６２は、固定側アークランナ１４０の裏面１４０ｂに取り付けられている。第１磁石１６１と第１スペーサ１６２との間には、隙間ｇ１が設けられている。なお、隙間ｇ１は、第１磁石１６１と固定側アークランナ１４０との間に設けられていてもよい。
【００３８】
図５に示すように、第２磁石１７１と可動側アークランナ１５０との間に電気絶縁性を有する第２スペーサ１７２が配置されている。第２スペーサ１７２は、平板状の形状を有している。第２スペーサ１７２は、可動側アークランナ１５０の裏面１５０ｂに取り付けられている。第２磁石１７１と第２スペーサ１７２との間には、隙間ｇ２が設けられている。なお、隙間ｇ２は、第２磁石１７１と可動側アークランナ１５０との間に設けられてもよい。
【００３９】
図６は、実施の形態１に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周囲の磁力線分布を示す斜視図である。固定側アークランナ１４０は、磁性体で構成されているため、第１磁石１６１から印加された磁界の磁束は、固定側アークランナ１４０を通過して固定接点１２１の周辺まで導かれる。その結果、第１磁界印加部１６０は、固定側アークランナ１４０における第１端部１４０ｅから第１近接部１４０ｎまで磁束が通過するように磁界を印加する。
【００４０】
図６に示すように、磁力線Ｂは、固定側アークランナ１４０から外方に放出されるように分布している。磁力線Ｂは、表面１４０ｔにおいては上方に向いており、側面１４０ｓにおいては対向する側壁板１３０に向いている。さらに、磁力線Ｂは、固定接点１２１の表面上では、下方に向いている。
【００４１】
可動側アークランナ１５０は、磁性体で構成されているため、第２磁石１７１から印加された磁界の磁束は、可動側アークランナ１５０を通過して可動接点１２２の周辺まで導かれる。その結果、第２磁界印加部１７０は、可動側アークランナ１５０における第２端部１５０ｅから第２近接部１５０ｎまで磁束が通過するように磁界を印加する。
【００４２】
図６に示すように、磁力線Ｂは、可動側アークランナ１５０から外方に放出されるように分布している。磁力線Ｂは、表面１５０ｔにおいては上方に向いており、側面１５０ｓにおいては対向する側壁板１３０に向いている。さらに、磁力線Ｂは、可動接点１２２の表面上では、下方に向いている。
【００４３】
図７は、実施の形態１に係る遮断器において、固定接点と可動接点との間にアークが発生した状態を示す斜視図である。図８は、実施の形態１に係る遮断器において、固定接点と可動接点との間に発生したアークが水平方向に広がりつつ上方に広がっている状態を示す斜視図である。図９は、実施の形態１に係る遮断器において、固定接点と可動接点との間に発生したアークが固定側アークランナと可動側アークランナとに転流した状態を示す斜視図である。図１０は、実施の形態１に係る遮断器において、固定側アークランナと可動側アークランナとに転流したアークが水平方向に広がるように移動している状態を示す斜視図である。図１１は、実施の形態１に係る遮断器において、固定側アークランナと可動側アークランナの周囲における、磁力線の分布、アーク根の上下方向成分の向き、および、アークの駆動方向を示す平面図である。図７〜１１においては、アーク電流が、可動接点１２２から固定接点１２１に向かって流れる場合ついて図示している。図１１においては、磁力線の分布を実線矢印、アークの駆動方向を矢印Ｍで示している。
【００４４】
図７に示すように、通電状態において固定接点１２１から可動接点１２２が離間すると、固定接点１２１と可動接点１２２との間においてアークＡが発生する。アークＡは、可動接点１２２側の端部に位置する陽極側アーク根Ａａと、固定接点１２１側の端部に位置する陰極側アーク根Ａｃを含む。
【００４５】
図７に示すように、アークＡは、陽極側アーク根Ａａ周辺において、固定接点１２１の表面上の下方に向いた磁力線Ｂによって発生する電磁力Ｆ１を受け、陰極側アーク根Ａｃ周辺において、可動接点１２２の表面上の下方に向いた磁力線Ｂによって発生する電磁力Ｆ２を受ける。これにより、アークＡは、図７における正面側に向かって駆動され、湾曲する。
【００４６】
湾曲したアークＡは、図１１に示すように、陰極側アーク根Ａｃは図１１の斜め左下方向すなわち固定側アークランナ１４０の側面１４０ｓに回り込むように駆動され、陽極側アーク根Ａａは図１１の斜め右下方向すなわち可動側アークランナ１５０の側面１５０ｓに回り込むように駆動される。
【００４７】
これにより、図８に示すように、アークＡは、浮力により上方に伸長しつつ、電磁力Ｆ１および電磁力Ｆ２を受けて、固定側アークランナ１４０の側面１４０ｓおよび可動側アークランナ１５０の側面１５０ｓに回り込むような形態で、テーパ部１４０ｖと側壁板１３０との間の隙間ｓ１、および、テーパ部１５０ｖと側壁板１３０との間の隙間ｓ３において、伸長する。
【００４８】
隙間ｓ１および隙間ｓ３は、上方にいくにしたがって狭くなっているため、アークＡは、浮力により上方に伸長しつつ水平方向に広がるように伸長することにより、図９に示すように、エッジ１４０ｃおよびエッジ１５０ｃに衝突する。その結果、アークＡは、固定側アークランナ１４０および可動側アークランナ１５０に転流する。転流したアークＡは、浮力により上方に伸長しているため、アーク電流の方向はほぼ上下方向上向きである。
【００４９】
図１１に示すように、陰極側アーク根Ａｃは、固定側アークランナ１４０の幅広部１４０ｈの側面１４０ｓから出ている側壁板１３０に向かう磁界と、下向きに流れるアーク電流の作る電磁力Ｆ２により、固定側アークランナ１４０の側面１４０ｓに沿って図１１の左方向に駆動さる。陽極側アーク根Ａａは、可動側アークランナ１５０の幅広部１５０ｈの側面１５０ｓから出ている側壁板１３０に向かう磁界と、上向きに流れるアーク電流の作る電磁力Ｆ１により、可動側アークランナ１５０の側面１５０ｓに沿って図１１の右方向に駆動さる。これにより、図１０に示すように、アークＡは、固定側アークランナ１４０の第１端部１４０ｅおよび可動側アークランナ１５０の第２端部１５０ｅに向かって伸長するとともに、浮力によって上方に伸長する。
【００５０】
アークＡは、浮力によって、固定側アークランナ１４０および可動側アークランナ１５０から消弧室１１０内へ伸長し、アーク電圧が高まることで、回路内の短絡電流が限流されて遮断される。
【００５１】
図１２は、図１１の遮断器とは、アーク電流の向きが反対である場合の、固定側アークランナと可動側アークランナの周囲における、磁力線の分布、アーク根の上下方向成分の向き、および、アークの駆動方向を示す平面図である。図１２においては、磁力線の分布を実線矢印、アークの駆動方向を矢印Ｍで示している。図１２においては、アーク電流が、固定接点１２１から可動接点１２２に向かって流れる場合ついて図示している。
【００５２】
図１２に示すように、陰極側アーク根Ａｃは図１２の斜め左上方向に駆動され、陽極側アーク根Ａａは図１２の斜め右上方向に駆動される。この場合も、アークＡは、固定側アークランナ１４０の側面１４０ｓおよび可動側アークランナ１５０の側面１５０ｓに回り込むように駆動される。すなわち、アーク電流の流れる向きが変わった場合、アークＡは、反対側の側面１４０ｓおよび側面１５０ｓに沿って駆動される。
【００５３】
実施の形態１に係る遮断器１００においては、第１磁界印加部１６０は、固定側アークランナ１４０における第１端部１４０ｅから第１近接部１４０ｎまで磁束が通過するように磁界を印加する。第２磁界印加部１７０は、可動側アークランナ１５０における第２端部１５０ｅから第２近接部１５０ｎまで磁束が通過するように磁界を印加する。印加された磁界による電磁力によって、固定側アークランナ１４０および可動側アークランナ１５０に転流した後のアークＡを第１端部１４０ｅおよび第２端部１５０ｅまで駆動することができる。これにより、固定側アークランナ１４０および可動側アークランナ１５０上でアークが膠着することを抑制し、アークを伸長させることができるため、小電流のアークを効果的に遮断することができる。
【００５４】
実施の形態１に係る遮断器１００においては、第１磁石１６１の固定側アークランナ１４０に近い方の極性と第２磁石１７１の可動側アークランナ１５０に近い方の極性とを同一にすることにより、同一仮想平面上の側面１４０ｓおよび側面１５０ｓに沿ってアークＡを駆動させることができる。これにより、アークＡを安定して伸長させることができる。
【００５５】
実施の形態１に係る遮断器１００においては、固定側アークランナ１４０は、第１近接部１４０ｎから第１端部１４０ｅに近づくにしたがって幅が広くなるとともに１対の側壁板１３０との間の隙間が狭くなっているテーパ部１４０ｖを有している。可動側アークランナ１５０は、第２近接部１５０ｎから第２端部１５０ｅに近づくにしたがって幅が広くなるとともに１対の側壁板１３０との間の隙間が狭くなっているテーパ部１５０ｖを有している。これにより、固定接点１２１および可動接点１２２の周囲にアークが移動可能な空間を確保しつつ、エッジ１４０ｃおよびエッジ１５０ｃにアークを衝突させて、固定側アークランナ１４０および可動側アークランナ１５０にアークを転流させることができる。
【００５６】
実施の形態１に係る遮断器１００においては、電気絶縁性を有する第１スペーサ１６２および第２スペーサ１７２が設けられることにより、固定側アークランナ１４０および可動側アークランナ１５０を通じてアークＡの熱が第１磁石１６１および第２磁石１７１へ伝わりにくくすることができる。これにより、第１磁石１６１および第２磁石１７１の減磁を抑制して、アークＡを駆動する電磁力の低下を抑制することができる。
【００５７】
実施の形態１に係る遮断器１００においては、第１磁石１６１と第１スペーサ１６２の間および第２磁石１７１と第２スペーサ１７２の間において隙間ｇ１，ｇ２が設けられている。これによって、第１磁石１６１および第２磁石１７１にアークＡの熱が伝わることをさらに抑制することができる。
【００５８】
実施の形態２．
以下、実施の形態２に係る遮断器について説明する。実施の形態２に係る遮断器は、第１磁界印加部および第２磁界印加部の構成のみ実施の形態１と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
【００５９】
図１３は、実施の形態２に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周辺部の構成を示す正面図である。
【００６０】
図１３に示すように、実施の形態２に係る遮断器においては、第１磁界印加部１６０は、第１ヨーク１６３をさらに含んでいる。第１ヨーク１６３は、第１磁石１６１に接続され、磁性体で構成されている。第１ヨーク１６３は、第１磁石１６１のＮ極に接続されている。第１ヨーク１６３は、固定側アークランナ１４０の第１端部１４０ｅの下方に位置している。第１磁石１６１は、第１端部１４０ｅに関して第１近接部１４０ｎ側とは反対側に位置し、第１ヨーク１６３を介して固定側アークランナ１４０の裏面１４０ｂと接続されている。
【００６１】
第２磁界印加部１７０は、第２ヨーク１７３をさらに含んでいる。第２ヨーク１７３は、第２磁石１７１に接続され、磁性体で構成されている。第２ヨーク１７３は、第２磁石１７１のＮ極に接続されている。第２ヨーク１７３は、可動側アークランナ１５０の第２端部１５０ｅの下方に位置している。第２磁石１７１は、第２端部１５０ｅに関して第２近接部１５０ｎ側とは反対側に位置し、第２ヨーク１７３を介して可動側アークランナ１５０の裏面１５０ｂと接続されている。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、第１磁石１６１および第２磁石１７１における固定側アークランナ１４０および可動側アークランナ１５０に近い方の磁極はＮ極側であるが、Ｓ極側であってもよい。
【００６３】
実施の形態２に係る遮断器１００においては、磁性体で構成された第１ヨーク１６３は、第１磁石１６１の磁束を固定側アークランナ１４０に誘導する。これにより、第１磁石１６１を、第１近接部１４０ｎとは反対側に第１端部１４０ｅの下方から離れた位置に配置することができる。磁性体で構成された第２ヨーク１７３は、第２磁石１７１の磁束を可動側アークランナ１５０に誘導する。これにより、第２磁石１７１を、第２近接部１５０ｎとは反対側に第２端部１５０ｅの下方から離れた位置に配置することができる。すなわち、第１ヨーク１６３および第２ヨーク１７３を設けることにより、第１磁石１６１および第２磁石１７１の配置の自由度を高めることができる。
【００６４】
実施の形態３．
以下、実施の形態３に係る遮断器について説明する。実施の形態３に係る遮断器は、第１磁界印加部および第２磁界印加部の構成のみ実施の形態２と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
【００６５】
図１４は、実施の形態３に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周辺部を示す正面図である。
【００６６】
図１４に示すように、本実施の形態に係る遮断器においては、第１磁界印加部１６０は、第１補助ヨーク１６４をさらに含んでいる。第１補助ヨーク１６４は、第１磁石１６１の第１ヨーク１６３が接続されている側とは反対側に接続され、磁性体で構成されている。第１補助ヨーク１６４は、第１磁石１６１のＳ極に接続されている。第１補助ヨーク１６４の上端部は、固定側アークランナ１４０の第１端部１４０ｅと間隔をあけて対向している。
【００６７】
第２磁界印加部１７０は、第２補助ヨーク１７４をさらに含んでいる。第２補助ヨーク１７４は、第２磁石１７１の第２ヨーク１７３が接続されている側とは反対側に接続され、磁性体で構成されている。第２補助ヨーク１７４は、第２磁石１７１のＳ極に接続されている。第２補助ヨーク１７４の上端部は、可動側アークランナ１５０の第２端部１５０ｅと間隔をあけて対向している。
【００６８】
なお、本実施の形態においては、第１磁石１６１および第２磁石１７１における固定側アークランナ１４０および可動側アークランナ１５０に近い方の磁極はＮ極側であるが、Ｓ極側であってもよい。
【００６９】
実施の形態３に係る遮断器１００においては、磁性体で構成された第１補助ヨーク１６４を設けることにより、第１磁石１６１の磁束を強くすることができる。磁性体で構成された第２補助ヨーク１７４を設けることにより、第２磁石１７１の磁束を強くすることができる。これにより、アークＡを駆動させる電磁力を高めることができる。
【００７０】
実施の形態４．
以下、実施の形態４に係る遮断器について説明する。実施の形態４に係る遮断器は、固定側アークランナ、可動側アークランナ、第１磁界印加部および第２磁界印加部の構成のみ実施の形態３と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。
【００７１】
図１５は、実施の形態４に係る遮断器が備える固定側アークランナおよび可動側アークランナの周辺部を示す正面図である。
【００７２】
図１５に示すように、第１磁石１６１に接続されている第１ヨーク１６３は、固定側アークランナ１４０の裏面１４０ｂに沿って第１近接部１４０ｎの近傍まで延在している。本実施の形態に係る固定側アークランナ１４０は、形状については他の実施の形態と同じであるが、材質は磁性体であっても非磁性体であってもよい。
【００７３】
第２磁石１７１に接続されている第２ヨーク１７３は、可動側アークランナ１５０の裏面１５０ｂに沿って第２近接部１５０ｎの近傍まで延在している。本実施の形態に係る可動側アークランナ１５０は、形状については他の実施の形態と同じであるが、材質は磁性体であっても非磁性体であってもよい。
【００７４】
実施の形態４に係る遮断器１００においては、第１ヨーク１６３によって第１端部１４０ｅから第１近接部１４０ｎまで磁束が通過するように第１磁石１６１の磁界を印加することができ、第２ヨーク１７３によって第２端部１５０ｅから第２近接部１５０ｎまで磁束が通過するように第２磁石１７１の磁界を印加することができる。これにより、固定側アークランナ１４０および可動側アークランナの材質によらず、アークＡを駆動させるための電磁力を得ることができる。
【００７５】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本開示の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではない。また、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。上述した実施の形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１００  遮断器、１１０  消弧室、１１１  底板、１１２  グリッドサポート板、１１３  デアイオングリッド、１２０  上部導体、１２１  固定接点、１２２  可動接点、１２３  可動導体、１２４  シャント、１２５  下部導体、１３０  側壁板、１４０  固定側アークランナ、１４０ｂ，１５０ｂ  裏面、１４０ｃ，１５０ｃ  エッジ、１４０ｅ  第１端部、１４０ｈ，１４０ｖ，１５０ｈ，１５０ｖ  幅広部、１４０ｎ  第１近接部、１４０ｒ，１５０ｒ  折り返し部、１４０ｓ，１５０ｓ  側面、１４０ｔ，１５０ｔ  表面、１４０ｖ，１５０ｖ  テーパ部、１５０  可動側アークランナ、１５０ｅ  第２端部、１５０ｎ  第２近接部、１６０  第１磁界印加部、１６１  第１磁石、１６２  第１スペーサ、１６３  第１ヨーク、１６４  第１補助ヨーク、１７０  第２磁界印加部、１７１  第２磁石、１７２  第２スペーサ、１７３  第２ヨーク、１７４  第２補助ヨーク、Ａ  アーク、Ａａ  陽極側アーク根、Ａｃ  陰極側アーク根、Ｂ  磁力線、Ｆ１，Ｆ２  電磁力、Ｍ  矢印、ｇ１，ｇ２，ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４  隙間。
【要約】
第１磁界印加部(１６０)は、第１端部(１４０ｅ)の下方に位置し、第１磁石(１６１)を含む。第２磁界印加部(１７０)は、第２端部(１５０ｅ)の下方に位置し、第２磁石(１７１)を含む。第１磁界印加部(１６０)は、固定側アークランナ(１４０)における第１端部(１４０ｅ)から第１近接部(１４０ｎ)まで磁束が通過するように磁界を印加する。第２磁界印加部(１７０)は、可動側アークランナ(１５０)における第２端部(１５０ｅ)から第２近接部(１５０ｎ)まで磁束が通過するように磁界を印加する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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