JP4145384B2 - 交流電流を流している間に分離できる接点を持つ電気装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの固定接点と１つの可動接点ブリッジとを有する少なくとも１つの極電流路を備え、接点ブリッジは固定接点と協働する可動接点を備え、開放位置から閉鎖位置まで、又は閉鎖位置から開放位置まで動くことができてそれぞれ極電流路を形成するか、又は、極電流路を遮断する、分離可能な二重交流遮断接点を有する電気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高エネルギーを切り替えるためと、多数の切り替えサイクルを行うためとの少なくとも１つを行うためにこの種の電気装置が使用される時は、遮断時に生じるアークが接点に厳しい条件を課し、従って接点を早期に磨耗させる。接点の遮断によって生じたアークは、この分野の当業者が周知の手段で減少させることが望ましい。
【０００３】
１つの既知のやり方は、遮断装置に分路を形成することである。その遮断装置では、各極が主電流路と、遮断が行われた時に電流が主電流路から分路されている電流路へ切り替えられて接点を遮断し、接点の磨耗を減少するように配置された並列接続された電流路とを含む。
【０００４】
フランス特許第１５３２４３３号が、電流の半サイクル毎に、対応するダイオードによって、固定接点の開放中に、可動接点と固定接点との間に発生したアークを固定電極へ移転させる、簡単な遮断装置を特に記載している。しかしこの場合には、１つの半サイクルに遮断が起きたとすると、アークの根が固定接点から固定電極へ移転させられるのに、次の半サイクル中に遮断が起きたとすると、アークの根が可動接点から固定電極へ移転させられるために、遮断条件が一様ではない。さらに、最初の半サイクル中に固定接点から移転させられたアークが、次の半サイクル中に固定接点の余りに近くにあるために、アークが回復させられたり、他の放電が生ずる非常に高い危険が存在する。固定電極と可動接点との間の間隔を広げることによってこの問題を避けようとする試みがされたとすると、消弧手段の寸法を過大にしなければ遮断が遅すぎることになる。
【０００５】
ドイツ特許第３００５８７７号が、各遮断領域に２対の固定接点と、連続磁界発生器とを有し、１つの可動接点に近接する２つの電極が他の可動接点に近接する２つの電極に対応するダイオードとを介して相互に接続される二重遮断装置を記述している。このようにして、各遮断点で発生されたアークが磁界によって対応する電極対へ転換されると、電流は常に接点を流れず、電流が零まで減少する次の時に電流の遮断が起きる。この装置は、２つのアークが存在する場合しか動作しないことが欠点である。したがって、分路された電流路のインピーダンスが２つのアークの各々のインピーダンスを必ず含み、その結果は遮断領域の少なくとも１つに他のアークの放電の高い危険が存在する。そのアーク放電は大きい消弧手段を用いて減少しなければならない。
【０００６】
さらに、陰極アークの根よりも陽極アークの根により誘電体の不連続を克服することが容易であることが知られている。この装置では、可動接点に近接する分路電極との間の間隙を飛び越す際に、陰極アークの根よりも陽極アークの根を使用するか、又は陽極アークの根よりも陰極アークの根を使用するかの選択を行うことは容易ではない。その理由は、それが陽極アークの根から遮断領域の１つへの飛び越し、及び陰極アークの根から他の遮断領域への飛び越しを必ず伴うからである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のような種類の装置における接点数を減少して、非常に簡単な手段の使用による他の放電の危険を大幅に減少すると同時に、遮断の速さ及び安全に優先度を与えることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、主導体を通じて対応する極電流路接続端子に接続された固定接点と、この固定接点と協働して極電流路を接続したり、遮断したりする可動接点とを有する少なくとも１つの遮断領域と、
遮断アークによって起動でき、対応する可動接点から短い誘電体距離の所に置かれたアーク収集部と、対応する一方向電子部品とを備える、遮断領域に関連させられた分路電流路と、
を少なくとも１つの極電流路に備える、交流電流を流している間に分離できる接点を持つ電気装置に関する。
【０００９】
本発明の装置は、２つの遮断領域を備え、可動接点は接点ブリッジの上に置かれ、２つのアーク収集部が分路導体をそれぞれ介して反対側の主導体にそれぞれ接続され、かつ、一方向電子部品をそれぞれ介して遮断が行われた時に、端子間に単一のアーク分路電流路を設定するように、半サイクル毎に単一のアークの根を集めるために２つのアーク収集部が並べられることを特徴とする交流電流を流している間に分離できる接点を持つ。
【００１０】
接点が離れると、この電気装置は低インピーダンス電流路と、アークが回復されるという危険が非常に低いことが利点であると考えられる。
主導体が延長部により接点ブリッジにほぼ平行に延長させられ、この延長部は対応するアーク収集部から短い距離であるから有利である。
一方向部品はそれのアノード又はカソードが、求められる遮断条件の関数としての要求に応じて、対応するアーク収集部に接続される。アノードスイッチングが一般に好ましく、したがって、各ダイオードのカソードが適切な分路導体に対応するアーク収集部に接続される。
一方向部品は、分路導体上に配置されている電流制限装置に直列にできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
図１に示す電気装置１０は、例えば、ハウジング内にいくつかの二重遮断極電流路１１を有する接触器のためのものである。この電気装置では制御器Ｍの作用のもとで接点を開放することができる。極電流路１１はそれぞれ主導体Ｅ１，Ｅ２を介して接続端子Ｂ１，Ｂ２に接続される２つの固定接点１３，２３を有する。接点ブリッジ１２を制御器Ｍによって動かすことができる。この接点ブリッジは、固定接点１３，２３に接離する２つの主接点１４，２４を有する。
【００１２】
２つのアーク収集部Ｆ１，Ｆ２が可動接点１４，２４の近くで接点ブリッジ１２に面して設けられる。従って、それらのアーク収集部はブリッジから互いに逆向きに離れている。アーク収集部Ｆ１は分路導体Ｌ２を介して、主導体Ｅ２上の、それに特有の固定接点２３に対応する接続端子Ｂ２との間の点Ｐ２に接続される。同様に、アーク収集部Ｆ２は分路導体Ｌ１を介して、主導体Ｅ１上の、それに特有の固定接点１３に対応する接続端子Ｂ１との間の点Ｐ１に接続される。
【００１３】
接続端子Ｂ１とＢ２の間を１方向にのみ電流を流すために、各分路導体Ｌ２，Ｌ１に一方向電子部品Ｄ２，Ｄ１が接続される。それらの部品Ｄ２，Ｄ１はダイオードである。それらの部品は、それのオン、オフ制御を求められた時に制御できる半導体部品で構成することもできる。
【００１４】
接点対１３及び１４と、２３及び２４の近くに、実際の接点を含む接触及び遮断領域Ｚ１，Ｚ２がある。それらの接触及び遮断領域Ｚ１，Ｚ２でアークが発生する。そして、消弧領域へアークが向けられて消される。遮断時に２つの遮断領域Ｚ１，Ｚ２で発生したアークを分路するように、各接触及び遮断領域Ｚ１，Ｚ２に外部磁界を発生させるための磁界発生器Ｈ１，Ｈ２が組合わされる。磁界発生器Ｈ１，Ｈ２は、本発明の付随的な効果である遮断速度を高めるための磁界発生器Ｈ１，Ｈ２を小型にできる。例えば、磁界発生器は永久磁石と磁気回路との組合わせとすることができる。それらの磁界発生器は図１に破線で示されており、その作用を図２ないし図５に矢印ｈ１，ｈ２で表している。
【００１５】
接触及び遮断領域Ｚ１，Ｚ２ではアークの根の電流路内の素子が適切なやり方で製作されることに注目されたい。図示の製作態様では、主導体Ｅ１，Ｅ２はＪ形をしている。そのＪ形はアークの移動を助長し、ブリッジ１２に平行なホーン又はレールなどの延長部Ｅ′１及びＥ′２が接点１３，２３の外側に延出する。同様に、アーク収集部Ｆ１，Ｆ２はブリッジ１２に平行なホーン又はレールなどの延長部Ｆ′１及びＦ′２を有する。それらの延長部は可動ブリッジ１２に接近するアーク収集点を構成する。このアーク収集点は非常に狭い誘電体間隙Ｇ１，Ｇ２によってブリッジの対応する端部から隔てられる。アーク収集部Ｆ１，Ｆ２の形はアークの移動を助長し、他の放電を阻止するために適切であって、例えば、Ｊ形である。本発明の電気装置は消弧構造を縮小し、又は解消することさえできるが、この種の構造のリブ（ｒｉｂ）に延長部Ｅ′，Ｆ′を設けることができる。
【００１６】
以下に、図２ないし図５を参照して本実施形態の動作を説明する。固定接点１３，２３をここではＡ１，Ｃ２で示し、可動接点１４，２４をＣ１，Ａ２で示して、それらの接点は陽極性（Ａ）又は陰極性（Ｃ）を意図したものである。また同様に、延長部Ｅ′１，Ｆ′１をＡ′１，Ｃ′１で示し、延長部Ｅ′２，Ｆ′２をＣ′２，Ａ′２で示す。
接点は最初は閉じられており（図２参照）、交流電流ｉが端子Ｂ１からＢ２まで循環し、かつ端子Ｂ２からＢ１まで循環すると仮定する。
【００１７】
可動ブリッジ１２が開いて電流ｉが端子Ｂ１からＢ２まで循環すると、接点Ａ１とＣ１の間にアークａ₁ が現れ、接点Ａ２とＣ２の間にアークａ₂ が現れる。（図３参照）。電流は主導体Ｅ１，Ｅ２を流れ続け、アークａ₁ とａ₂ が磁界Ｈ１，Ｈ２によって右へ転じられようとする（図３）。可動接点Ａ２と、アーク収集部Ｆ２の延長部Ａ′２との間の間隙Ｇ２からの陽極交差モードに組合わせたダイオードＤ１の極性について行われる選択でアークａ₂ の切り替えが容易にされる。アークａ₂ が間隙Ｇ２を通ると、延長部Ａ′２とＣ′２との間にアークａ₃ が現れる。その後で電流は端子Ｂ１とＢ２の間を、最初はダイオードＤ１を通って分路導体Ｌ１を流れ、その後で主導体Ｅ２を流れ、副次的に、主導体Ｅ１と、アークａ₁ と、ブリッジ１２と、アークａ₂ と、主導体Ｅ２とを通じて短時間流れ続ける。
【００１８】
主電流路のインピーダンスが高いために、アークａ₁ とａ₂ は消され、その後で全電流がアークａ₃ に沿って流れて（図５）、その後で電流が零を次に通る時にアークは消える。このようにして接点上におけるアークａ₁ とａ₂ が最小にされる。アークの一方のそれのアーク収集部への好ましい飛び越しは、導電部の形状及び配置の固有の消弧と、磁界発生器Ｈ１，Ｈ２により行われる補助消弧とによって助長されることが観察されるであろう。この好ましい飛び越しは、ブリッジの２つの側に組合わされたアークの根の陽極と陰極との分化と、磁界によりアーク移動の向きの違いとによっても助長され、切り替えを一層早くして、他の放電の危険を最小にする分岐回路にアークインピーダンスのほんの一部が存在するようにする。
【００１９】
端子Ｂ２からダイオードＤ２を通って端子Ｂ１に流れる半サイクルでも動作は同じである。ダイオードＤ１，Ｄ２は図６のように接続することもできる。この場合には、アークは可動接点１４からそれの陰極の根を通じてアーク収集部Ｆ１まで切り替わる。接触器として説明したこの装置は遮断器とすることもできる。遮断器としてのこの装置の１つの応用においては、電流制限器１５を分路導体Ｌ１，Ｌ２に設けると有利である（図６の破線参照）。代わりに（図７参照）、ダイオードブリッジの対角点の間に１つの電流制限器１５を組合わせることによって、ダイオードブリッジを形成するために２個のダイオードを各分路導体に設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気装置の一実施形態の概略構成を示す回路図。
【図２】遮断中における装置内での電流の流れの第１の段階を示す略図。
【図３】遮断中における装置内での電流の流れの第２の段階を示す略図。
【図４】遮断中における装置内での電流の流れの第３の段階を示す略図。
【図５】遮断中における装置内での電流の流れの第４の段階を示す略図。
【図６】本発明の電気装置の他の実施形態の構成を示す回路図。
【図７】本発明の電気装置の更に他の実施形態の構成を示す回路図。
【符号の説明】
１０ 電気装置
１１ 極電流路
１２ 接点ブリッジ
２５ 電流制限器
Ｂ１，Ｂ２ 端子
Ｅ１，Ｅ２ 主導体
Ｅ′１，Ｅ′２ 延長部
Ｆ１，Ｆ２ アーク収集部
Ｌ１，Ｌ２ 分路導体

Claims (5)

1. 主導体を通じて対応する極電流路の接続端子に接続された固定接点と、この固定接点と協働して前記極電流路を接続及び遮断する可動接点とを有する少なくとも１つの遮断領域と、
   遮断アークによって起動でき、対応する前記可動接点から短い誘電体距離をおいて位置するアーク収集部と、対応する一方向電子部品を含む分路導体とを備える、前記遮断領域に関連させられた分路電流路と、
   を少なくとも１つの極電流路（１１）に備える、交流電流を流している間に分離できる接点を持つ電気装置において、
   前記電気装置は２つの遮断領域を備え、前記可動接点は接点ブリッジ（１２）の上に置かれ、
   ２つの前記アーク収集部（Ｆ１，Ｆ２）が、分路導体（Ｌ２，Ｌ１）をそれぞれ介して反対側の主導体（Ｅ２，Ｅ１）にそれぞれ接続され、かつ、半サイクル毎に単一のアークの根を集めるように配置されており、前記一方向電子部品（Ｄ２，Ｄ１）を介して遮断が行われた時に、前記接続端子（Ｂ１，Ｂ２）の間に単一のアークの分路電流路を構成する、ことを特徴とする電気装置。
2. 前記主導体（Ｅ１，Ｅ２）が延長部（Ｅ′１，Ｅ′２）により前記接点ブリッジ（１２）にほぼ平行に延長させられ、この延長部は対応する前記アーク収集部の延長部（Ｆ′１，Ｆ′２）から短い距離にあることを特徴とする請求項１に記載の電気装置。
3. 前記一方向電子部品（Ｄ２，Ｄ１）はそのアノード又はカソードが、要求に応じて、対応する前記アーク収集部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気装置。
4. 前記一方向電子部品（Ｄ２，Ｄ１）は、前記分路導体上に配置されている電流制限装置（１５）に直列であることを特徴とする請求項１に記載の電気装置。
5. 磁界発生器（Ｈ１，Ｈ２）が、アークを前記アーク収集部（Ｆ１，Ｆ２）に転じるために、各接触及び遮断領域（Ｚ１，Ｚ２）に関連させられていることを特徴とする請求項１に記載の電気装置。

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