JP4388488B2

JP4388488B2 - 回路遮断器の引き外し装置

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Publication number: JP4388488B2
Application number: JP2005049831A
Authority: JP
Inventors: 健太郎小倉; 孝夫三橋; 敦澤田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2025-02-25
Also published as: JP2006236785A

Description

この発明は、回路遮断器の引き外し装置、特に、電源側に接続される主回路遮断器とその負荷側に接続される複数の分岐回路遮断器がある回路網において、事故回路に直接関係する分岐回路遮断器のみが動作し、他の健全な回路はそのまま給電を継続するような選択遮断システムに利用される主回路遮断器の引き外し装置に関するものである。

従来技術における回路遮断器の引き外し装置が適用される保護対象回路は、この発明による実施の形態におけると同様に、図１に示すように構成されている。
図１において、電源側に比較的容量の大きい主回路遮断器（ブレーカーＢ１）が接続され、この主回路遮断器の負荷側に複数個の分岐回路遮断器（ブレーカーＢ２，Ｂ３）が並列に接続されている。これら遮断器は負荷や配線を過電流および短絡電流から保護するために設けられており、過電流が流れると遮断器に組み込まれた引き外し装置がトリップ動作して遮断器接点が開極動作を行い、電流を遮断して負荷や配線の保護が行われる。
図１を例に取ると、ブレーカーＢ１の負荷側Ｓ１の地点で事故が発生した場合、ブレーカーＢ１の引き外し装置がトリップ動作して、事故電流が遮断される。しかしながら、同時にブレーカー１の負荷側にあるブレーカーＢ２，Ｂ３に対する給電も全て停止してしまうこととなる。
もう一例として、ブレーカーＢ２の負荷側Ｓ２の地点で事故が発生する場合を挙げる。この場合、事故電流が流れるのはブレーカーＢ１，Ｂ２であり、ブレーカーＢ１がトリップ動作してしまうことで健全な回路であるブレーカーＢ３への給電も停止してしまう。
以上のように、一般的には事故が発生すると他の健全な回路への給電までもが停止してしまうが、しかしながら、可能な限り健全な回路への給電は継続させる必要がある。

そこで、分岐回路で発生する事故への対策として、事故に直接関係するブレーカーのみが動作して他の健全な回路はそのまま給電を継続させるような保護方式である選択遮断方式が採用されている。同方式では主回路遮断器と分岐回路遮断器の両者の動作特性曲線を考慮する必要があり、下位遮断器の接続点で事故が発生した場合、同遮断器が事故電流を遮断する時間の間だけ、上位遮断器の開極動作を遅らせなければならない。例えば、両遮断器の動作特性曲線が図２のようであるとすれば、両者の特性は交差していないため過電流の全領域で選択遮断が可能であると言える。
上位遮断器の開極動作は遮断器に組み込まれている引き外し装置によって行われており、上述した特性を実現させるには、引き外し装置に下位遮断器が過電流を遮断する間だけ動作させないようすればよい。
選択遮断方式に関しては現在までに幾つかの技術が用いられており、以下に示した、機械的な引き外し動作の遅延方式もその中の一つである。

従来技術においては、リンク機構によって選択遮断システムを実現することができる回路遮断器の引き外し装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１において、回路を流れる電流が閾値を越えたときは可動コア１９が動作ばね２３を蓄勢するとともに係合手段（動作ピン２２）を介して動作部材（イナーシャローラ２１）を変位させながら途中まで吸引される。しかし、動作部材（イナーシャローラ２１）がストッパ手段（イナーシャローラ保持腕２０ａ）によってその変位が阻止されるため、可動コア１９はトリップラッチ１５の掛止が解除されるトリップシャフト動作腕１４ａに係合する位置まで吸引されない。この状態において電流が低下して可動コア１９と固定コア１８の吸引力が弱まったとき、蓄勢されていた動作ばね２３が放勢して可動コア１９の吸引時とは逆方向に動作部材（イナーシャローラ２１）を変位させる。
このように、動作ばね２３の放勢によって変位した動作部材（イナーシャローラ２１）が、復帰ばね２４の作用により元の位置に復帰するまでに、電流の値が再び閾値を越えて可動コア１９が再吸引されたとき、係合手段（動作ピン２２）と係合することがないため可動コア１９はストッパ手段（イナーシャローラ保持腕２０ａ）の影響を受けることなく十分に移動してトリップシャフト動作腕１４ａに係合しトリップラッチ１５の掛止を解除させて開路遮断器を開極状態とする。
この技術を用いた遮断器を用いた電気回路においては、引き外し装置の動作の閾値を越える電流が１回流れても、この回路遮断器は開路状態とならない。

特開平１０−２２９５８９号公報

特許文献１に示された構成では、このような選択遮断方式を可能にする引き外し装置として、部品点数が多くリンク機構を含む複雑な構成となる。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、簡潔な構成により選択遮断動作を実現することによって、上位遮断器は下位遮断器が過電流を遮断するまでの間、開極動作に至ることはなく、事故発生箇所に直接関係する下位遮断器だけが開極動作して事故電流を遮断し、健全な他の分岐回路は正常な給電を継続できるようにしようとするものである。

この発明に係る回路遮断器の引き外し装置では、電源側に接続される上位遮断器と、前記上位遮断器に分岐して接続される複数の下位遮断器とについて、前記上位遮断器と前記下位遮断器との選択遮断を行わせる回路遮断器の引き外し装置において、前記上位遮断器の引き外し装置は、過電流による磁気吸引力により変位して引き外し動作を行う磁性材料からなる作動部材と、前記作動部材の初期位置からの変位に応じて前記作動部材に抑止力を付与し過電流の最初の半サイクルでは前記作動部材を前記過電流による磁気吸引力に抗して初期位置から変位した所定位置に抑止し前記作動部材による引き外し動作を阻止する抑止手段とを備え、過電流が次の半サイクルにも継続するときは前記作動部材を前記抑止手段により抑止された所定位置から過電流による磁気吸引力により変位させて引き外し動作を行わせるようにしたものである。

この発明によれば、簡潔な構成により選択遮断動作を実現することによって、上位遮断器は下位遮断器が過電流を遮断するまでの間、開極動作に至ることはなく、事故発生箇所に直接関係する下位遮断器だけが開極動作して事故電流を遮断し、健全な他の分岐回路は正常な給電を継続することができる。

実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１から図６までについて説明する。図１は実施の形態１における回路遮断器の引き外し装置が適用される保護対象回路を示す接続図である。図２は実施の形態１における回路遮断器の引き外し装置が適用される保護対象回路で選択遮断を可能とする上位遮断器と下位遮断器の動作特性曲線図である。図３は実施の形態１における回路遮断器の引き外し装置の要部を示す断面図である。図４は実施の形態１における回路遮断器の引き外し装置の要部を示す上面図である。図５は実施の形態１における可動鉄片を付勢する復帰バネの斜視図である。図６は実施の形態１における引き外し装置に流れる過電流を示す波形図である。

実施の形態１における回路遮断器の引き外し装置が適用される保護対象回路を示す図１において、電源側に比較的容量の大きい主回路遮断器（ブレーカーＢ１）が接続され、この主回路遮断器の負荷側に複数個の分岐回路遮断器（ブレーカーＢ２，Ｂ３）が並列に接続されている。これら遮断器は負荷や配線を過電流および短絡電流から保護するために設けられており、過電流が流れると遮断器に組み込まれた引き外し装置がトリップ動作して遮断器接点が開極動作を行い、電流を遮断して負荷や配線の保護が行われる。
ブレーカーＢ１の負荷側Ｓ１の地点で事故が発生した場合、ブレーカーＢ１の引き外し装置がトリップ動作して、事故電流が遮断される。
また、ブレーカーＢ２の負荷側Ｓ２の地点で事故が発生した場合には、事故電流が流れるのはブレーカーＢ１，Ｂ２であり、ブレーカーＢ１がトリップ動作してしまうことで健全な回路であるブレーカーＢ３への給電が停止しないようにするために、ブレーカーＢ１のトリップ動作よりも先にブレーカーＢ２がトリップ動作するように、選択遮断動作が行われる。
分岐回路で発生する事故への対策として、事故に直接関係するブレーカーのみが動作して他の健全な回路はそのまま給電を継続させるような保護方式である選択遮断方式が採用されているのである。

図２に示すように、主回路遮断器としてのブレーカーＢ１の動作特性は動作特性曲線Ｍのように設定され、分岐回路遮断器としてのブレーカーＢ２，Ｂ３の動作特性は動作特性曲線Ｎのように設定されており、両者の特性は交差していないため過電流の全領域で選択遮断が可能であると言える。
下位遮断器を構成する分岐回路遮断器としてのブレーカーＢ２，Ｂ３の接続点で事故が発生した場合、同遮断器が事故電流を遮断する時間の間だけ、上位遮断器を構成する主回路遮断器としてのブレーカーＢ１の開極動作を遅らせることができる。
上位遮断器の開極動作は遮断器に組み込まれている引き外し装置ＴＡによって行われており、上述した特性を実現させるには、引き外し装置ＴＡを下位遮断器が過電流を遮断する間だけ動作させないようすればよい。

実施の形態１における上位遮断器としての主回路遮断器を構成するブレーカーＢ１からなる回路遮断器の引き外し装置ＴＡの構成を示す図３および図４において、遮断器引き外し装置ＴＡは遮断器筐体内に収納されて遮断器本体と一体となっている。遮断器自体に事故などによって過電流が流れると引き外し装置ＴＡが動作してトリップバー７のラッチ１０に対する引き外し動作が行われ、図には示していないリンク機構を介して遮断器接点を開極する構造となっている。

図３および図４では、電路１は遮断器接点（図示せず）に機械的に接続され、遮断器接点を開離するための引き外し装置ＴＡのフレーム２は電路１に対向するように取り付けられている。フレーム２には磁性材料からなる可動鉄片３が軸４を中心に回転自在に組み込まれ、さらに、可動鉄片３に対して時計方向に抗力を付与する復帰バネ（ａ）５および復帰バネ（ｂ）６から成っている。
ここに示されている２つの復帰バネ５，６は図５のようなダブルトーションバー構造のバネである。図５（ａ）は復帰バネ（ａ）５の外形構成を示す斜視図である。図５（ｂ）は復帰バネ（ｂ）６の外形構成を示す斜視図である。
復帰バネ（ａ）５および復帰バネ（ｂ）６は、実施するに当たり可動鉄片３に対して抗力を付与できるものならば、バネの種類（板バネ、コイルバネ等々）は問わない。
復帰バネ（ａ）５は可動鉄片３に対して常時抗力を付与しているため、回路が健全な状態では図の位置が可動鉄片の定位置である。復帰バネ（ｂ）６は可動鉄片３が復帰バネ（ａ）５の抗力に逆らいながら反時計に回転変位する途中から抗力を追加付与する構造となっている。
可動鉄片３が復帰バネ（ａ）５および復帰バネ（ｂ）６からの抗力を押し切り、反時計に回転変位し到達した位置には回転自在なトリップバー７が設けられており、トリップバー７は可動鉄片３が接触する動作腕８とラッチ１０を保持するラッチホルダー９から成っている。ラッチ１０は図には示していないが遮断器接点の開極動作機構にリンクしており、ラッチホルダー９の保持が解除されると遮断器接点が開極動作する。

このような構成で、電路１に短絡事故等によって図６に示すような波形の過電流が流れると、可動鉄片３に対向する電路１の磁束が可動鉄片３の磁気回路に流れて磁気吸引力が発生する。
図６の領域Ｒ１のように、電流値がピークＰ１に向かって増大するにつれ磁気吸引力も次第に増大し、可動鉄片３は復帰バネ（ａ）５からの抗力に反してトリップバー７との距離を縮める反時計方向に、軸４を中心にして回転変位し始める。変位開始時、可動鉄片３に作用する磁気吸引力は電流値の増大と電路１との距離が接近することで増大していくが、途中で復帰バネ（ｂ）６に衝突して抗力が新たに加わり、さらに過電流が領域Ｒ２に入り電流零点にむかうことで磁気吸引力が弱まるため、可動鉄片３は一旦、その位置で停滞、または時計方向に後退しようとする。
その後、電流が領域Ｒ３に入りピークＰ２にむかって再び増大していくと、可動鉄片３が初期位置よりも電路１に近い位置に有るため、発生する磁気吸引力が過電流の領域Ｒ１よりも大きく発生し、復帰バネ（ａ）５および復帰バネ（ｂ）６の抗力を十分に押し切ることが可能になり、動作腕８に接触してトリップバー７に時計方向の回転力を発生させる。これにより、トリップバー７が回転してラッチホルダー９のラッチ１０との係合を解除して、図には示していない遮断器接点の開極動作を伝達するリンク機構が動作し始め、接点の開極に至る。

従って、この引き外し装置ＴＡが組み込まれた上位遮断器としての主回路遮断器を構成するブレーカーＢ１は過電流の最初の０．５サイクルで開極動作に至ることはない。
これに対して、下位遮断器としての分岐回路遮断器を構成するブレーカーＢ２，Ｂ３には、復帰バネ（ｂ）６等を含む引き外し装置ＴＡの構成は採用されておらず、ブレーカーＢ２，Ｂ３は過電流の最初の０．５サイクルで開極動作を的確に行うように構成されているので、事故発生箇所に直接関係する下位遮断器としてのブレーカーＢ２だけが開極動作して事故電流を遮断し、健全な他の分岐回路は正常な給電を継続することが可能になる。ブレーカーＢ１は最初の０．５サイクルでは開極動作を行うことなく給電を継続し、ブレーカーＢ３は事故電流が流れることなく閉極状態を維持するものであって、ブレーカーＢ３が接続された健全な分岐回路は正常状態に保持され、負荷に給電を継続することになる。

この発明による実施の形態１によれば、電源側に接続される主回路遮断器としてのブレーカーＢ１からなる上位遮断器と、前記主回路遮断器としてのブレーカーＢ１からなる上位遮断器から並列に分岐して接続され負荷回路に接続される分岐回路遮断器としてのブレーカーＢ２，Ｂ３からなる複数の下位遮断器とについて、前記主回路遮断器としてのブレーカーＢ１からなる上位遮断器と前記分岐回路遮断器としてのブレーカーＢ２，Ｂ３からなる下位遮断器との選択遮断を行わせる回路遮断器の引き外し装置において、前記ブレーカーＢ１からなる上位遮断器の引き外し装置ＴＡは、過電流による磁気吸引力により変位して引き外し動作を行う磁性材料からなる可動鉄片３で構成される作動部材と、前記可動鉄片３で構成される作動部材の変位に応じて前記可動鉄片３で構成される作動部材に抑止力を付与し過電流の最初の半サイクルでは前記可動鉄片３で構成される作動部材を所定位置に抑止し前記可動鉄片３で構成される作動部材による引き外し動作を阻止する抑止手段とを備え、過電流が次の半サイクルにも継続するときは前記作動部材を前記抑止手段により抑止された所定位置から過電流による磁気吸引力により変位させて引き外し動作を行わせるようにするとともに、前記ブレーカーＢ１からなる上位遮断器の引き外し装置ＴＡには、前記可動鉄片３で構成される作動部材に対して引き外し動作と反対方向の抗力を付与する第１の復帰バネ（ａ）５と、前記可動鉄片３で構成される作動部材が変位すると前記可動鉄片３で構成される作動部材に途中から抗力を追加付与する前記抑止手段としての第２の復帰バネ（ｂ）６を設けたので、前記作動部材が変位すると前記作動部材に途中から抗力を追加付与する第２の復帰バネを設けて、簡潔な構成により選択遮断動作を実現することによって、上位遮断器は下位遮断器が過電流を遮断するまでの間、開極動作に至ることはなく、事故発生箇所に直接関係する下位遮断器だけが開極動作して事故電流を遮断し、健全な他の分岐回路は正常な給電を継続することができる。

実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図７および図８について説明する。図７は実施の形態２における回路遮断器の引き外し装置の要部を示す断面図である。図８は実施の形態２における回路遮断器の引き外し装置の要部を示す上面図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

実施の形態２における上位遮断器としての主回路遮断器を構成するブレーカーＢ１（図１参照）からなる回路遮断器の引き外し装置ＴＡの構成を示す図７および図８において、遮断器引き外し装置ＴＡは遮断器筐体内に収納されて遮断器本体と一体となっている。遮断器自体に事故などによって過電流が流れると引き外し装置ＴＡが動作してトリップバー７のラッチ１０に対する引き外し動作が行われ、図には示していないリンク機構を介して遮断器接点を開極する構造となっている。

図７および図８では、電路１は遮断器接点に機械的に接続され、遮断器接点の引き外し装置のフレーム２は電路１に対向するように取り付けられている。フレーム２には磁性材料からなる可動鉄片３が軸４を中心に回転自在に組み込まれ、さらに、可動鉄片３に対して時計方向に抗力を付与する復帰バネ５から成っている。
ここに示されている復帰バネ５は図５（ａ）のようなダブルトーションバー構造のバネである。復帰バネ５は、実施するに当たり可動鉄片３に対して抗力を付与できるものならば、バネの種類（板バネ、コイルバネ等々）は問わない。
復帰バネ５は可動鉄片３に対して常時抗力を付与しているため、回路が健全な状態では図の位置が可動鉄片３の定位置である。さらに、可動鉄片３にはエアダッシュポット１１が取り付けられており、可動鉄片３が反時計方向に回転変位すると抗力が付与される構造となっている。
可動鉄片３が復帰バネ５からの抗力を押し切り、反時計に回転変位し到達した位置には回転自在なトリップバー７が設けられており、トリップバー７は可動鉄片３が接触する動作腕８とラッチ１０を保持するラッチホルダー９から成っている。ラッチ１０は図には示していないが遮断器接点の開極動作機構にリンクしており、ラッチホルダー９の保持が解除されると遮断器接点が開極動作する。

このような構成で、電路１に短絡事故等によって図６に示すような過電流が流れると、可動鉄片３に対向する電路１の磁束が可動鉄片３の磁気回路に流れて磁気吸引力が発生する。
図６の領域Ｒ１のように、電流値がピークＰ１に向かって増大するにつれ磁気吸引力も次第に増大し、可動鉄片３は復帰バネ５からの抗力に反してトリップバー７との距離を縮める反時計方向に、軸４を中心にして回転変位し始める。変位開始初期、可動鉄片３に作用する磁気吸引力は電流値の増大と電路１との距離が接近することで増大していくが、途中でエアダッシュポット１１からの抗力が増大していき、さらに過電流が領域Ｒ２に入り電流零点にむかうことで磁気吸引力が弱まるため、可動鉄片３は一旦、その位置で停滞、または時計方向に後退しようとする。
その後、電流が領域Ｒ３に入りピークＰ２にむかって再び増大していくと、可動鉄片３が初期位置よりも電路１に近い位置に有るため、発生する磁気吸引力が過電流の領域Ｒ１よりも大きく発生し、復帰バネ５とエアダッシュポット１１の抗力を十分に押し切ることが可能になり、動作腕８に接触してトリップバー７に時計方向の回転力を発生させる。これにより、トリップバー７が回転してラッチホルダー９のラッチ１０との係合を解除して、図には示していない遮断器接点の開極動作を伝達するリンク機構が動作し始め、接点の開極に至る。

従って、この引き外し装置ＴＡが組み込まれた上位遮断器としての主回路遮断器を構成するブレーカーＢ１（図１参照）は過電流の最初の０．５サイクルで開極動作に至ることはない。
これに対して、下位遮断器としての分岐回路遮断器を構成するブレーカーＢ２，Ｂ３（図１参照）には、エアダッシュポット１１等を含む引き外し装置ＴＡの構成は採用されておらず、ブレーカーＢ２，Ｂ３は過電流の最初の０．５サイクルで開極動作を的確に行うように構成されているので、事故発生箇所に直接関係する下位遮断器としてのブレーカーＢ２だけが開極動作して事故電流を遮断し、健全な他の分岐回路は正常な給電を継続することが可能になる。ブレーカーＢ１は最初の０．５サイクルでは開極動作を行うことなく給電を継続し、ブレーカーＢ３は事故電流が流れることなく閉極状態を維持するものであって、ブレーカーＢ３が接続された健全な分岐回路は正常状態に保持され、負荷に給電を継続することになる。

この発明による実施の形態２によれば、電源側に接続される主回路遮断器としてのブレーカーＢ１（図１参照）からなる上位遮断器と、前記主回路遮断器としてのブレーカーＢ１からなる上位遮断器から並列に分岐して接続され負荷回路に接続される分岐回路遮断器としてのブレーカーＢ２，Ｂ３（図１参照）からなる複数の下位遮断器とについて、前記主回路遮断器としてのブレーカーＢ１からなる上位遮断器と前記分岐回路遮断器としてのブレーカーＢ２，Ｂ３からなる下位遮断器との選択遮断を行わせる回路遮断器の引き外し装置において、前記ブレーカーＢ１からなる上位遮断器の引き外し装置ＴＡは、過電流による磁気吸引力により変位して引き外し動作を行う磁性材料からなる可動鉄片３で構成される作動部材と、前記可動鉄片３で構成される作動部材の変位に応じて前記可動鉄片３で構成される作動部材に抑止力を付与し過電流の最初の半サイクルでは前記可動鉄片３で構成される作動部材を所定位置に抑止し前記可動鉄片３で構成される作動部材による引き外し動作を阻止する抑止手段とを備え、過電流が次の半サイクルにも継続するときは前記作動部材を前記抑止手段により抑止された所定位置から過電流による磁気吸引力により変位させて引き外し動作を行わせるようにするとともに、前記ブレーカーＢ１からなる上位遮断器の引き外し装置ＴＡには、前記可動鉄片３で構成される作動部材に対して引き外し動作と反対方向の抗力を付与する復帰バネ５と、前記作動部材が引き外し動作方向に変位すると前記可動鉄片３で構成される作動部材に抗力を付与する前記抑止手段としてのエアダッシュポット１１を設けたので、作動部材が変位すると作動部材に抗力を付与するエアダッシュポットを設けて、簡潔な構成により選択遮断動作を実現することによって、上位遮断器は下位遮断器が過電流を遮断するまでの間、開極動作に至ることはなく、事故発生箇所に直接関係する下位遮断器だけが開極動作して事故電流を遮断し、健全な他の分岐回路は正常な給電を継続することができる。

実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図９および図１０について説明する。図９は実施の形態３における回路遮断器の引き外し装置の要部を示す断面図である。図１０は実施の形態３における回路遮断器の引き外し装置の要部を示す上面図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

実施の形態３における上位遮断器としての主回路遮断器を構成するブレーカーＢ１（図１参照）からなる回路遮断器の引き外し装置ＴＡの構成を示す図９および図１０において、遮断器引き外し装置ＴＡは遮断器筐体内に収納されて遮断器本体と一体となっている。遮断器自体に事故などによって過電流が流れると引き外し装置ＴＡが動作してトリップバー７のラッチ１０に対する引き外し動作が行われ、図には示していないリンク機構を介して遮断器接点を開極する構造となっている。

図９および図１０において、電路１は遮断器接点に機械的に接続され、遮断器接点の引き外し装置のフレーム２は電路１に対向するように取り付けられている。フレーム２には磁性材料からなる可動鉄片３が軸４を中心に回転自在に組み込まれ、さらに、可動鉄片３に対して時計方向に抗力を付与する復帰バネ５から成っている。
ここに示されている復帰バネ５は図５（ａ）のようなダブルトーションバー構造のバネである。復帰バネ５は、実施するに当たり可動鉄片３に対して抗力を付与できるものならば、バネの種類（板バネ、コイルバネ等々）は問わない。
復帰バネ５は可動鉄片３に対して常時抗力を付与しているため、回路が健全な状態では図の位置が可動鉄片の定位置である。さらに、フレーム側板１２には樹脂等から成るブレーキ板１３が取り付けられており、可動鉄片３が反時計方向に回転変位するとブレーキ板１３に接触して抗力が増大する構造となっている。
可動鉄片３が復帰バネ５からの抗力を押し切り、反時計に回転変位し到達した位置には回転自在なトリップバー７が設けられており、トリップバー７は可動鉄片が接触する動作腕８とラッチ１０を保持するラッチホルダー９から成っている。ラッチ１０は図には示していないが遮断器接点の開極動作機構にリンクしており、ラッチホルダー９の保持が解除されると遮断器接点が開極動作する。

このような構成で、電路１に短絡事故等によって図６に示すような過電流が流れると、可動鉄片３に対向する電路１の磁束が可動鉄片３の磁気回路に流れて磁気吸引力が発生する。
図６の領域Ｒ１のように、電流値がピークＰ１に向かって増大するにつれ磁気吸引力も次第に増大し、可動鉄片３は復帰バネ５からの抗力に反してトリップバー７との距離を縮める反時計方向に、軸４を中心にして回転変位し始める。変位開始初期、可動鉄片３に作用する磁気吸引力は電流値の増大と電路１との距離が接近することで増大していくが、変位の途中でブレーキ板１３からの抗力が新たに加わり、さらに過電流が領域Ｒ２に入り電流零点にむかうことで磁気吸引力が弱まるため、可動鉄片３は一旦、その位置で停滞、または時計方向に後退しようとする。
その後、電流が領域Ｒ３に入りピークＰ２にむかって再び増大していくと、可動鉄片３が初期位置よりも電路１に近い位置に有るため、発生する磁気吸引力が過電流の領域Ｐ１よりも大きく発生し、復帰バネ５とブレーキ板１３の抗力を十分に押し切ることが可能になり、動作腕８に接触してトリップバー７に時計方向の回転力を発生させる。これにより、トリップバー７が回転してラッチホルダー９のラッチ１０との係合を解除して、図には示していない遮断器接点の開極動作を伝達するリンク機構が動作し始め、接点の開極に至る。

従って、この引き外し装置ＴＡが組み込まれた上位遮断器としての主回路遮断器を構成するブレーカーＢ１（図１参照）は過電流の最初の０．５サイクルで開極動作に至ることはない。
これに対して、下位遮断器としての分岐回路遮断器を構成するブレーカーＢ２，Ｂ３（図１参照）には、ブレーキ板１３等を含む引き外し装置ＴＡの構成は採用されておらず、ブレーカーＢ２，Ｂ３は過電流の最初の０．５サイクルで開極動作を的確に行うように構成されているので、事故発生箇所に直接関係する下位遮断器としてのブレーカーＢ２だけが開極動作して事故電流を遮断し、健全な他の分岐回路は正常な給電を継続することが可能になる。ブレーカーＢ１は最初の０．５サイクルでは開極動作を行うことなく給電を継続し、ブレーカーＢ３は事故電流が流れることなく閉極状態を維持するものであって、ブレーカーＢ３が接続された健全な分岐回路は正常状態に保持され、負荷に給電を継続することになる。

この発明による実施の形態３によれば、電源側に接続される主回路遮断器としてのブレーカーＢ１（図１参照）からなる上位遮断器と、前記主回路遮断器としてのブレーカーＢ１からなる上位遮断器から並列に分岐して接続され負荷回路に接続される分岐回路遮断器としてのブレーカーＢ２，Ｂ３（図１参照）からなる複数の下位遮断器とについて、前記主回路遮断器としてのブレーカーＢ１からなる上位遮断器と前記分岐回路遮断器としてのブレーカーＢ２，Ｂ３からなる下位遮断器との選択遮断を行わせる回路遮断器の引き外し装置において、前記ブレーカーＢ１からなる上位遮断器の引き外し装置ＴＡは、過電流による磁気吸引力により変位して引き外し動作を行う磁性材料からなる可動鉄片３で構成される作動部材と、前記可動鉄片３で構成される作動部材の変位に応じて前記可動鉄片３で構成される作動部材に抑止力を付与し過電流の最初の半サイクルでは前記可動鉄片３で構成される作動部材を所定位置に抑止し前記可動鉄片３で構成される作動部材による引き外し動作を阻止する抑止手段とを備え、過電流が次の半サイクルにも継続するときは前記作動部材を前記抑止手段により抑止された所定位置から過電流による磁気吸引力により変位させて引き外し動作を行わせるようにするとともに、前記ブレーカーＢ１からなる上位遮断器の引き外し装置ＴＡには、前記可動鉄片３で構成される作動部材に対して引き外し動作と反対方向の抗力を付与する復帰バネ５と、前記可動鉄片３で構成される作動部材が引き外し動作方向に変位すると前記可動鉄片３で構成される作動部材に途中から摺動接触して抗力を付与する前記抑止手段としての樹脂等で形成されたブレーキ板１３からなるブレーキ部材を設けたので、作動部材が変位すると作動部材に途中から抗力を付与するブレーキ部材を設けて、簡潔な構成により選択遮断動作を実現することによって、上位遮断器は下位遮断器が過電流を遮断するまでの間、開極動作に至ることはなく、事故発生箇所に直接関係する下位遮断器だけが開極動作して事故電流を遮断し、健全な他の分岐回路は正常な給電を継続することができる。

この発明による実施の形態１における回路遮断器の引き外し装置が適用される保護対象回路を示す接続図である。図２は実施の形態１における回路遮断器の引き外し装置が適用される保護対象回路での背景技術における一般的な遮断器の接続を示す回路図である。この発明による実施の形態１における回路遮断器の引き外し装置が適用される保護対象回路での選択遮断を可能にする上位遮断器と下位遮断器の動作特性曲線図である。この発明による実施の形態１における回路遮断器の引き外し装置の要部を示す断面図である。この発明による実施の形態１における回路遮断器の引き外し装置の要部を示す上面図である。この発明による実施の形態１および実施の形態２ならびに実施の形態３における可動鉄片を付勢する復帰バネの斜視図である。この発明による実施の形態１および実施の形態２ならびに実施の形態３における引き外し装置に流れる過電流を示す波形図である。この発明による実施の形態２における回路遮断器の引き外し装置の要部を示す断面図である。この発明による実施の形態２における回路遮断器の引き外し装置の要部を示す上面図である。この発明による実施の形態３における回路遮断器の引き外し装置の要部を示す断面図である。この発明による実施の形態３における回路遮断器の引き外し装置の要部を示す上面図である。

符号の説明

１電路、２フレーム、３可動鉄片、４軸、５復帰バネ（ａ）、６復帰バネ（ｂ）、７トリップバー、８可動腕、９ラッチホルダー、１０ラッチ、１１エアダッシュポット、１２フレーム側板、１３ブレーキ板。

Claims

電源側に接続される上位遮断器と、前記上位遮断器に分岐して接続される複数の下位遮断器とについて、前記上位遮断器と前記下位遮断器との選択遮断を行わせる回路遮断器の引き外し装置において、前記上位遮断器の引き外し装置は、過電流による磁気吸引力により変位して引き外し動作を行う磁性材料からなる作動部材と、前記作動部材の初期位置からの変位に応じて前記作動部材に抑止力を付与し過電流の最初の半サイクルでは前記作動部材を前記過電流による磁気吸引力に抗して初期位置から変位した所定位置に抑止し前記作動部材による引き外し動作を阻止する抑止手段とを備え、過電流が次の半サイクルにも継続するときは前記作動部材を前記抑止手段により抑止された所定位置から過電流による磁気吸引力により変位させて引き外し動作を行わせるようにしたことを特徴とする回路遮断器の引き外し装置。
前記上位遮断器の引き外し装置には、前記作動部材に対して引き外し動作と反対方向の抗力を付与する第１の復帰バネと、前記作動部材が変位すると前記作動部材に途中から抗力を追加付与する前記抑止手段としての第２の復帰バネを設けたことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器の引き外し装置。
前記上位遮断器の引き外し装置には、前記作動部材に対して引き外し動作と反対方向の抗力を付与する復帰バネと、前記作動部材が引き外し動作方向に変位すると前記作動部材に抗力を付与する前記抑止手段としてのエアダッシュポットを設けたことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器の引き外し装置。
前記上位遮断器の引き外し装置には、前記作動部材に対して引き外し動作と反対方向の抗力を付与する復帰バネと、前記作動部材が引き外し動作方向に変位すると前記作動部材に途中から抗力を付与する前記抑止手段としてのブレーキ部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器の引き外し装置。