JPS5820445B2 - 消弧室 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はしゃ断器の消弧室に関する。

一般に自力形消弧室においては、しゃ断電流が大きな場
合には消弧室内の圧力は増大し、この増大した圧力によ
って消弧室内の固定、可動側接触子間に発生したアーク
に対し、横方向の油流を生ぜしめこれをアークに吹付け
て消弧を可能ならしめる横吹付方式が採用せられている
が、しゃ断電流が小さな場合には消弧室内に発生する圧
力は小さく、従ってこの場合ガス圧によって発生する油
流をもって消弧する自刃作用のみではもはや消弧は困難
な状態となる。

そこでこれを補うために前記自力形消弧室の上部にシリ
ンダを設けその内部にピストンを配し、ばねの弾性によ
って該ピストンを押圧して強制油流を発生せしめ小電流
しゃ断時にはこの強制油流をアークに作用させて消弧を
行うための他力作用を加味した消弧室が製作されている
。

すなわち第１図は従来製作されたこの種消弧室の一例を
示す縦断面図で、１０１は消弧室本体でその内部に固定
接触子１０２とこれを嵌合接触するための接触子台１０
３および複数の消弧板１０４が設置されてあり、可動接
触子１０５が消弧室本体１０１内を進退して固定接触子
１０２に接触閉路し、または離脱開離する。

１０６は消弧室本体１０１の上部にこれと連通して設け
られたシリンダで、その内部にピストン１０７、ピスト
ン棒１０８が配置され、可動接触子１０５が投入される
ときに上方に押し上げられる。

１０９はピストン１０７を可動接角好１０５の開離とと
もに下降復帰させるための復帰ばねである。

いま可動接触子１０５が開離しはじめるとピストン１０
７に復帰ばね１０９の復原弾力によって下方に押し下げ
られるが、このときシリフタ１０６内のピストン１０７
の下部の油は押圧されて油流を生じ、接触子台１０３の
軸心部Ａおよび通油孔Ｂより固定接触子１０２の中心部
および周囲を経て固定接触子１０２の先端中心部Ｃなら
びに固定接触子１０２の先端周面と最上段の消弧板１０
４との間隙りを通って固定接触子１０２と開離しつつあ
る可動接角好１０５間に噴流されて両接触子１０２．１
０５間に発生したアークに作用して消弧作用を行うもの
である。

しかしながら前記油流は面接触子間に発生するアークに
対して軸方向に噴出され、しかもピストンによる付勢の
みで特別な加速構成を施した通路内を通過したものでは
なくそのために流速が比較的小さいのでアークに対する
作用が比較的緩慢でアーク発生箇所の汚れて絶縁度の低
下した油を流出移動させる速度が極めて緩慢である。

従ってこの強制油流発生源のみを備えた消弧室において
は通常の負荷電流や頬部小電流をしゃ断し得る能力は備
えているものの、回路条件がかなり苛酷とされているコ
ンデンサ回路等の進み小電流を無再点発弧においてしゃ
断を行うことは困難とされていた。

すなわちコンデンサ電流のしゃ断に際しては固定、可動
接触子の開離時に面接触子間にあられれる瞬時回復電圧
が低いために、コンデンサ電流は比較的容易にしゃ断さ
れる一面、他方にはまた両接触子が充分に開離して完全
な絶縁距離が確立されていないあいだに、しゃ断点間に
コンデンサの残留電荷による高い回復電性があられれて
しばしば再点発弧を誘発するといった苛酷な回路条件が
存在するものである。

しかしてこれを克服して無再点発弧しゃ断を完遂せしめ
るためにはしゃ断速度を極度に増大しなげればならない
が、あまりしゃ断速度が増大すると、第１の電流零点で
のしゃ断が失敗に終った場合次の電流零点に至るまでの
しゃ断距離が増大することとなり消弧室の長さを異常に
大きくしなげればならなくなり、また一面このような非
常に速いしゃ断速度は機構設計上あるいは経済性ならび
に実用性能上の観点から非常な困難さが伴う。

従ってこのようにしゃ断速度を増大することな（しゃ断
を完遂せしめるための一手段として、最初のしゃ断時の
アークによって汚損し絶縁耐力の劣化した面接触子間に
存在する油を強制油流発生源よりの油流を強力に噴射し
て速やかに流出し、新鮮な油と置換することによってし
ゃ断時における早急な絶縁回復をはかることが考えられ
る。

なお熱論前記強制油流発生源のみを備えた消弧室におい
てもシリンダの容積を異常なほどに増加して強制油流発
生源の容量を増大することによって発生する強制油流の
速度は増昇し前記置換効果を挙げ得ることも考えられる
が、このような強制油流発生源の異常な容量増加は反面
しゃ断器の投入力と反対方向の力の増加となるので、こ
れにうち勝つためにしゃ断器の投入力を増大させ、かつ
これらの応力に対するしゃ断器各部の増強を考慮せねば
ならな（なり、このためしゃ断器全体が大形化すること
となり経済性に欠は製品化は望めない。

すなわち強制油流発生源の容量増加にはおのずから限度
が存在するものである。

本発明は以上の点に鑑み、強制油流発生源の増強はこれ
を備えるしゃ断器の許容範囲内にとどめ、かつ消弧室の
外部に特別な装置を付加することもなく消弧室内部にお
いて前記強制油流発生源によって発生した強制油流の方
向と加速に関する解明を行うことによって当該強制油流
を有効かつ適切に最大限度に利用して至難とされている
進み小電流をも無再点発弧でしゃ断し、かつこのような
しゃ断性能を永続させるような消弧室を提案するもので
、以下に本発明による２、３の実施列を図面に従って説
明する。

第２図は本発明による一実施例を示す可動接触子開離直
後の消弧室の縦断面図で、１は消弧室本体を示し、外筒
２．底板３、各種形状の異った複数の消弧板を積み重ね
た消弧板群４とその上部に配置された各種形状の異った
複数の消弧板を一体的に固着形成した消弧板ユニット５
およびさらにその上部に配置された固定接触子旦によっ
て構成されている。

しかして消弧板ユニット５はａｐｂｓＣｓｄｐｅの５種
類の形状の異った消弧板を第３図に示す如く上方より１
ａｊ ２ｂ、 ３ｂ、４ｃ。

ｓｂ、６ｂ、７ｂ、８ｅの順位に図示の各方向に積重ね
て一体に固着してあり、かて消弧板ａｔ ｂｃ、ｄのそ
れぞれには消弧室本体１に設けられた第一の噴油ロアの
対向側に位置する箇所に、扇形の断面で油の通路となる
圧力室８が形成され該消弧板を積み重ねて消弧板ユニッ
ト５を組立てると扇形の圧力室８は横方向に噴射させる
ための縦方向に長い油流の通路となる圧力室８を構成す
る。

また消弧板ａ、ｂｙ Ｃｍ ｄｓ ｅのそれぞれにはそ
の中心部に可動接触子９が開閉時に移動する大きさおよ
び形状の異る貫通孔１０，１１，１２゜１３が形成され
てあり、さらに消弧板すには扇形の圧力室８と中心部の
貫通孔１１とをつなぐ油の噴射口１４が、また中心部の
貫通孔１１より消弧板外部に通じるその巾が狭小となり
、かつその断面積が噴射口１４の断面積よりも大きくな
るような第二の噴油口１５がそれぞれ該消弧板の直径方
向に形成されている。

つぎに固定接触子６は複数の固定接触片１６と、該固定
接触片１６の上部な嵌合接触する固定接触子台１７と、
固定接触片１６を固定接触子台１７および可動接触子９
の周面に圧接するための圧縮ばね１８および該圧縮ばね
１８を嵌支するためのばね受げ１９とによって構成され
てあり、かつ固定接触子台１７の中心部にはその軸心方
向に可動接触子９の貫通し得る貫通孔２０が形成されて
いる。

２１は消弧室本体１内の固定接触子６の上方に設けられ
た強制油流発生源で次の各種部材によって構成されてい
る。

すなわち２２は消弧室本体１内に連通ずるシリンダ、２
３はシリンダ２２の底面の一端の前記消弧板ユニット５
の圧力室８に対向する位置に設けられた連通孔で、その
断面積は圧力室８の圧力が強制油流発生源２１のピスト
ン２４の下降動作によって生じる油圧とほぼ等圧となる
ように、噴射口１４の断面積よりも遥かに大きく形成さ
れている。

２４はシリンダ２２内に配置されたピストン、２５はピ
ストン２４に設はうれた油の流通孔、２６はピストン棒
、２７はピストン棒２６とピストン２４間にピストン棒
２６に摺動自在に嵌支された弁板でピストン２４の上昇
時にはピストン２４と離間して流通孔２５より油を通過
させ、下降時にはピストン２４と密着して油の流通を阻
止している。

２８はピストン２４をしゃ断時に下降させるように復原
弾力を作用させるだめのコイル状の復帰ばね、２９は貫
通孔２０とピストン棒２６との間隙で強制油流の噴油口
となる。

３０はシリンダ２２を消弧室本体１の外筒２に固着する
ためのボルト、３１は該消弧室をブッシング底座３２に
固着するためのボルトである。

以上の構成において、可動接触子９が開離しはじめると
該可動接触子９によってピストン棒２６を介してピスト
ン２４を押し上げていた押上刃がとり除かれることとな
るので、ピストン２４はピストン棒２６とともに＞ｉｆ
ｆね２８の復原弾力によって下方に押し下げられる。

このとき弁板２７はピストン２４の押下刃とシリンダ２
２内のピストン２４下方の油の押圧反力による押上刃と
によって、ピストン２４の下面に密接してピストン２４
に設けられた油の流通孔２５を閉塞することとなるので
、ピストン２４下方の油は該ピストン２４の下降につれ
て押圧される。

しかして押圧された油はシリンダ２２下部の固定接触子
台１７中心部の貫通孔２０とピストン棒２６との間隙か
らなる噴油口２９および連通孔２３より消弧室本体１の
上部に圧出されて油流を発生するが、噴出口２９を通過
した油流は可動接触子９の移動路を直下して固定接触片
１６の先端部より開離中の可動°接触子９の先端部に向
うアークに対する軸方向に噴田される。

また連通孔２３を通過した油流は消弧室本体１の上部す
なわちばね受げ１９の外周を経て消弧板ユニット５に設
けられた扇形の縦方向に長い油流の通路となる圧力室８
内に圧入され、消弧板ユニット５を構成する消弧板２ｂ
、３ｂおよび５ｂ、６ｂに設けられた小口径噴射口１４
によってアークに対して横方向に方向を転じるとともに
加速されて開離中の固定、可動接触子間に噴射される。

なお連通孔２３の断面積（Ｓ□ ）噴射口１４＝ １４
’、１１’）断面積（Ｓ２ ）、噴油口１５．７の断
面積（Ｓ３）の大小関係は、Ｓｔ ＞８２ ＜８３ の
ように設けられているので質射口１４．１４’、１４’
！過点の油流が最も速い。

そのため可動接角好９の先端部がこの速い油流によって
洗われ、アーク並びにアークによる汚損痕跡が速やかに
排除され、絶縁回復力が太き（速やかな電流遮断が行な
われることになる。

次いでアークにより絶縁耐力の劣化した油は消弧板２ｂ
、３ｂおよび５ｂ、６ｂに設げられた狭小な第二の噴油
口１５を経て第一の噴油ロアより速かに消弧室外部に噴
出される。

第４図および第６図は他の実施例を示す可動接触子開離
直後の消弧室の縦断面図で、第２図の消弧室と異る主要
点は消弧板ユニットタおよびデの構成にある。

すなわち第２図の消弧室においては消弧板ユニット５を
構成する複数の消弧板１ａ乃至７ｅにそれぞれ扇形の貫
通孔８を、また消弧板２ｂ、３ｂ、５ｂ、６ｂにそれぞ
れ噴射口１４を設けてこれを積み重ねることによって油
の横流通路を形成し、かつ油流の加速を行っているのに
対し、第４図ならびに第６図の消弧室においては消弧板
ユニット５′およびゴ′を構成する複数の消弧板として
、前記第３図の消弧板中の扇形貫通孔８および噴射口１
４に該当する部分を切り欠いて削除した第５図および第
７図に示す複数の消弧板１ａ′１２ｂ’ｓ ３ｃ’ｓ
４ｃ’ｓ ｓｄ′、 ６ｔ／、 ７ｃ’を設け、こ
れを順次積み重ねるとともに、この切り欠き部分の空間
を光足し得る形状を備え、かつ縦溝ぎに形成された縦方
向に長い油流の通路と噴射口１４′および同じく縦方向
に長い油流の通路と噴射口１１を備えた噴射室８ ｅ’
および８ｅ″を設け、これを前記切り欠き部分の空間に
充足付加することによって前記油の横流通路を構成し、
かつ油流の加速を行っている。

また第４図の消弧室においては消弧板ユニットｃｆを構
成する噴射室８０′の噴射口１４′は噴射室８ｅ’の壁
部に貫通口を穿設したのみの構成に対し、第６図の消弧
室における消弧板ユニット５′を構成する噴射室８／の
噴射口１４’は噴射室８／の壁部より外部に延びる筒状
に構成されている点に差異が存在する。

しかしながら以上説明した３実施列はその構成上におい
て多少の差異は認められるが、前記はいずれも消弧室上
部の強制油流発生源より送り込まれる強制油流をしゃ断
点に横吹付けするための横流通路と加速構成としての噴
射口を消弧板ユニット内に設けたことが一貫した共通点
である。

以上詳述した通り本消弧室の特徴とするところは、消弧
室上部に設けられた強制油流発生源の１駆動によって消
弧室中心部の可動接触子の移動路を直下する軸方向の油
流と、消弧室内に設けられた横流通路と加速構成によっ
て、噴油口の対向側より消弧室の中心部を横切って噴油
口に向って加速横流する油流との二つの油流を同時に生
ぜしめて開離中の固定、可動接触子間に噴流せしめる点
および連通孔２３の断面積（Ｓｌ）、噴射口１４゜１４
′、１４′の断面積（Ｓ２）、噴油口１５，７の断面積
（Ｓ３）の大小関係を、８１ ＞８２ ＜８３とする点
にある。

なお前記説明においては進み小電流のしゃ断についての
み詳述しているが一般の短絡大電流に対するしゃ断能力
を備えていることは勿論である。

次に本発明による実験例を示すと、第２図に示す消弧室
においては初開離速度を現行の８０係程度で完全に無再
点発弧しゃ断が可能で、同じ（７０％程度に下降して無
再点発弧極限との好成績を収めている。

なお第４図および第６図に示す消弧室においても殆んど
これと同程度の効果を収めている。

以上の構成からなる本発明によれば、詳述したように発
生源の駆動によって生じた強制油流を消弧室内部におい
て有効適切に処理し、これを最大限度に利用して開離中
の固接触子間に噴流して消弧せしめ、かつしゃ断点にお
ける汚損劣化した油と新鮮と油との置換を急速に行い得
るようにしたので、しゃ断点における絶縁回復を早め、
そのためコンデンサの残留電荷による高い回復電圧があ
られれても再点発弧を誘発することもなく、苛酷な回路
条件下における進み小電流の無再点発弧しゃ断を行い得
るとともに、噴射口の位置が発生アークの通路に存在す
るこくなく、またアークよりも離れて設けられているの
でアークにより焼損して断面積が大きくなったり異状変
形することによる吹きつげ速度や吹きつげ方向の変化す
ることなく、また第一、第二の噴油口がアークにより焼
損してその断面積が太き（なっても、噴射口の断面積が
第一、第二それぞれの噴油口の断面積よりも小さく、か
つ圧力室８と強制油流発生源との連通口の断面積が噴射
口の断面積よりも遥かに大きいといった関係が永続維持
されることによって、強制油流の吹きつげ効果の変化し
ない、すなわちしゃ断性能の変化しない消弧室が得られ
るといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の消弧室の可動接触子開離直後を示す縦断
面図、第２図および第３図は本発明による一実施例を示
す消弧室の可動接触子開離直後の縦断面図および消弧板
ユニットの分解平面図、第４図および第６図は同じく他
の実施列を示す消弧室の可動接触子開離直後の縦断面図
、第５図および第７図は同じく消弧板ユニットの分解平
面図である。 １・・・消弧室本体、５・・・消弧板ユニット、６・・
・固定接触子、７・・・第一の噴油口、８・・・圧力室
、９・・・可動接触子、１４，１４’、１４’・・・噴
射口、１５・・・第二の噴油口、２１・・・強制油流発
生源、２２・・・シリンダ、２４・・・ピストン、２８
・・・復帰ばね、２９・・・噴出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 側壁に第一の噴油ロアを備え、かつ中心部を貫通す
   る可動接触子９の移動路を設けた消弧室本体１と、前記
   可動接触子９が接触、開離する固定接触子６とを備え、
   さらに該固定接触子６の上方に前記消弧室本体１内と連
   通孔２３により連通ずるシリンダ２２と、該シリンダ２
   ２内に配置され前記可動接触子９の投入動作によって押
   し上げられるピストン２４と、該ピストン２４をしゃ断
   時に下降させるように復元弾力を作用させるための復帰
   ばね２８とからなる強制油流発生源２１とを備えた消弧
   室において、前記消弧室本体１内上方に設けられる複数
   の消弧板からなる消弧板ユニット５内、かつ前記第一の
   噴油ロアの対向側に、前記連通孔２３により前記シリン
   ダ２２の下部に通じる圧力室８と、該圧力室８の前記可
   動接触子９の移動路に対面した周壁を貫通する小断面積
   の噴射口１４．１４’、１４”と、該噴射口１４．１４
   ’。 １４′より前記可動接触子９の移動路を横切った位置に
   、前記消弧板ユニット５によって構成される前記第一の
   噴油ロアに接続する第二の噴油口１５を設けてなり、か
   つ前記噴射口１４，１４’、１４’の断面積を前記第一
   、第二の噴油ロア、１５それぞれの断面積よりも小さく
   形成するとともに、前記圧力室８の圧力が前記強制油流
   発生源２１内のピストン２４によって生じる油圧とほぼ
   等圧となるような、噴射口１４．１４’、 １４”、ｌ
   ：りも遥かに大きい断面の前記連通孔２３をもって、前
   記強制油流発生源２１のシリンダ２２と前記圧力室８と
   を連結したことを特徴とする消弧室。