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技術 回路遮断器の引き外し装置、およびこの回路遮断器の引き外し装置を用いた保護対象回路

出願人 三菱電機株式会社
発明者 内野聡介森貢甲斐孝幸
出願日 2016年3月9日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2016-045946
公開日 2017年9月14日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2017-162666
状態 特許登録済
技術分野 ブレーカ
主要キーワード 下位回路 ラッチホルダー 主回路遮断器 保護対象回路 トリップバー 選択遮断 事故発生箇所 磁気トルク
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

可動片抗力を付与する部品を新たに追加する必要がなく、簡潔な構成により引き外し動作を実現できる回路遮断器の引き外し装置を提供する。

解決手段

回路遮断器の引き外し装置100は、複数の回路遮断器について第一の回路遮断器B1と第一の回路遮断器B1に接続された第二の回路遮断器B2、B3との選択遮断を行わせる回路遮断器の引き外し装置100であって、過電流が流れる導体部1と、導体部1に過電流が流れて発生する磁力によって回動して引き外し動作を行う磁性材料からなる可動片3と、可動片3の一端に引き外し動作と反対方向の抗力を付与する抗力手段6とを備え、可動片3は、引き外し動作において、第一の回動中心4を中心として回動後、第二の回動中心5を中心として回動し、第二の回動中心5と可動片3の一端との距離は、第一の回動中心4と可動片3の一端との距離よりも長いものである。

概要

背景

従来、回路遮断器の引き外し装置が適用される保護対象回路において、電源側に比較的容量の大きい主回路遮断器が接続され、この主回路遮断器の負荷側に複数個分岐回路遮断器並列に接続されている。これらの回路遮断器は、負荷や配線過電流および短絡電流である事故電流から保護するために設けられている。回路遮断器に過電流が流れると、回路遮断器に組み込まれた引き外し装置がトリップ動作を行う。そして、回路遮断器の接点開極動作を行い、事故電流を遮断して負荷や配線の保護が行われる。

主回路遮断器の負荷側の地点事故が発生した場合、主回路遮断器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、同時に主回路遮断器の負荷側にある分岐回路遮断器に対する給電も全て停止してしまうこととなる。

もう1つの例として、分岐回路遮断器の負荷側の地点で事故が発生する場合を説明する。この場合、事故電流が流れるのは主回路遮断器および事故が発生した側の分岐回路遮断器であり、主回路遮断器がトリップ動作してしまうことで、健全回路である分岐回路遮断器への給電も停止してしまう。
以上のように、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のが一般的であった。

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たいという要求がある。
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回路遮断器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る。下位回路遮断器である分岐回路遮断器の接続点で事故が発生した場合、同回路遮断器が事故電流を遮断するまで、上位回路遮断器である主回路遮断器の開極動作を遅らせなければならない。両回路遮断器の動作特性曲線の両者の特性が交差していなければ、過電流の全領域で選択遮断が可能であると言える。

上位回路遮断器の開極動作は、回路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る。上述した特性を実現させるには、下位回路遮断器が過電流を遮断するまで、引き外し装置が引き外し動作を行わなければよい。

選択遮断方式に関しては、現在までにいくつかの技術が用いられており、以下に示した方式もそのひとつである。
例えば、特許文献1において、電路1に短絡電流が流れると、電路1の磁束により可動片3は復帰バネ5からの抗力に反して吸引され、軸4を中心に反時計方向回動し始める。そして、回動途中で可動片3が復帰バネ6に衝突することで抗力が新たに加わり、さらに過電流が電流零点に向かう領域に入り磁気吸引力が弱まるため、可動片3は一旦その位置で停滞する。その後、再び電流が増大し始めると、可動片3は初期位置よりも電路1に近い位置にあるため、復帰バネ5および6の効力を十分に押し切ることが可能となり、可動片がトリップバーを回動させることで、回路遮断器のリンク機構を動かし、接点を開極させる。この技術を用いた引き外し装置を用いた回路遮断器においては、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。

概要

可動片に抗力を付与する部品を新たに追加する必要がなく、簡潔な構成により引き外し動作を実現できる回路遮断器の引き外し装置を提供する。回路遮断器の引き外し装置100は、複数の回路遮断器について第一の回路遮断器B1と第一の回路遮断器B1に接続された第二の回路遮断器B2、B3との選択遮断を行わせる回路遮断器の引き外し装置100であって、過電流が流れる導体部1と、導体部1に過電流が流れて発生する磁力によって回動して引き外し動作を行う磁性材料からなる可動片3と、可動片3の一端に引き外し動作と反対方向の抗力を付与する抗力手段6とを備え、可動片3は、引き外し動作において、第一の回動中心4を中心として回動後、第二の回動中心5を中心として回動し、第二の回動中心5と可動片3の一端との距離は、第一の回動中心4と可動片3の一端との距離よりも長いものである。

目的

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、可動片の回動を抑制する抗力を可動片に付与する部品を新たに追加する必要がなく、簡潔な構成により引き外し動作を実現できる回路遮断器の引き外し装置を得ることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数の回路遮断器について第一の回路遮断器と前記第一の回路遮断器に接続された第二の回路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であって、過電流が流れる導体部と、前記導体部に前記過電流が流れて発生する磁力によって回動して引き外し動作を行う磁性材料からなる可動片と、前記可動片の一端に前記引き外し動作と反対方向の抗力を付与する抗力手段とを備え、前記可動片は、前記引き外し動作において、第一の回動中心を中心として回動後、第二の回動中心を中心として回動し、前記第二の回動中心と前記可動片の一端との距離は、前記第一の回動中心と前記可動片の一端との距離よりも長い回路遮断器の引き外し装置。

請求項2

複数の回路遮断器について第一の回路遮断器と前記第一の回路遮断器に接続された第二の回路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であって、過電流が流れる導体部と、前記導体部に前記過電流が流れて発生する磁力によって回動して引き外し動作を行う磁性材料からなる可動片と、前記可動片の一端に前記引き外し動作と反対方向の抗力を付与する抗力手段とを備え、前記可動片は、前記第一の回路遮断器の開極動作を開始させるラッチを回動して引き外すトリップバー作用点を押し、前記可動片は、前記引き外し動作において、第一の回動中心および第二の回動中心毎に回動し、前記第二の回動中心と前記可動片の一端との距離は、前記第一の回動中心と前記可動片の一端との距離よりも長く、前記第二の回動中心は、前記作用点と前記可動片とを含む平面内において、前記第一の回動中心と前記作用点とを結ぶ直線と、前記引き外し動作の開始位置にあるときの前記可動片との間にある回路遮断器の引き外し装置。

請求項3

前記可動片は、前記導体部側に突出する突起部を有する請求項1または請求項2に記載の回路遮断器の引き外し装置。

請求項4

前記第一の回動中心と前記第二の回動中心との距離が、前記引き外し動作に要する時間に応じて調整可能となっている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回路遮断器の引き外し装置。

請求項5

請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の回路遮断器の引き外し装置を有する前記第一の回路遮断器と、複数の前記第二の回路遮断器とを備え、前記複数の第二の回路遮断器は、互いに並列に接続されている保護対象回路

請求項6

前記第一の回路遮断器が有する前記回路遮断器の引き外し装置を第一の回路遮断器の引き外し装置としたとき、前記第二の回路遮断器は、第二の回路遮断器の引き外し装置を有し、前記第二の回路遮断器の引き外し装置は、前記第一の回路遮断器の引き外し装置における前記可動片が、前記引き外し動作において、第一の回動中心のみを中心として回動する回路遮断器の引き外し装置である請求項5に記載の保護対象回路。

技術分野

0001

この発明は、複数の回路遮断器について第一の回路遮断器と第二の回路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、およびこの回路遮断器の引き外し装置を用いた保護対象回路に関する。

背景技術

0002

従来、回路遮断器の引き外し装置が適用される保護対象回路において、電源側に比較的容量の大きい主回路遮断器が接続され、この主回路遮断器の負荷側に複数個分岐回路遮断器並列に接続されている。これらの回路遮断器は、負荷や配線過電流および短絡電流である事故電流から保護するために設けられている。回路遮断器に過電流が流れると、回路遮断器に組み込まれた引き外し装置がトリップ動作を行う。そして、回路遮断器の接点開極動作を行い、事故電流を遮断して負荷や配線の保護が行われる。

0003

主回路遮断器の負荷側の地点事故が発生した場合、主回路遮断器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、同時に主回路遮断器の負荷側にある分岐回路遮断器に対する給電も全て停止してしまうこととなる。

0004

もう1つの例として、分岐回路遮断器の負荷側の地点で事故が発生する場合を説明する。この場合、事故電流が流れるのは主回路遮断器および事故が発生した側の分岐回路遮断器であり、主回路遮断器がトリップ動作してしまうことで、健全回路である分岐回路遮断器への給電も停止してしまう。
以上のように、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のが一般的であった。

0005

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たいという要求がある。
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回路遮断器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る。下位回路遮断器である分岐回路遮断器の接続点で事故が発生した場合、同回路遮断器が事故電流を遮断するまで、上位回路遮断器である主回路遮断器の開極動作を遅らせなければならない。両回路遮断器の動作特性曲線の両者の特性が交差していなければ、過電流の全領域で選択遮断が可能であると言える。

0006

上位回路遮断器の開極動作は、回路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る。上述した特性を実現させるには、下位回路遮断器が過電流を遮断するまで、引き外し装置が引き外し動作を行わなければよい。

0007

選択遮断方式に関しては、現在までにいくつかの技術が用いられており、以下に示した方式もそのひとつである。
例えば、特許文献1において、電路1に短絡電流が流れると、電路1の磁束により可動片3は復帰バネ5からの抗力に反して吸引され、軸4を中心に反時計方向回動し始める。そして、回動途中で可動片3が復帰バネ6に衝突することで抗力が新たに加わり、さらに過電流が電流零点に向かう領域に入り磁気吸引力が弱まるため、可動片3は一旦その位置で停滞する。その後、再び電流が増大し始めると、可動片3は初期位置よりも電路1に近い位置にあるため、復帰バネ5および6の効力を十分に押し切ることが可能となり、可動片がトリップバーを回動させることで、回路遮断器のリンク機構を動かし、接点を開極させる。この技術を用いた引き外し装置を用いた回路遮断器においては、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。

先行技術

0008

特開2006−236785号公報

発明が解決しようとする課題

0009

特許文献1に示された構成では、初期位置で可動片に抗力を加えている部材に加えて、可動片の回動途中で回動を抑制する抗力を付与する部材が新たに必要である。このため、部品点数が増えることから構成が複雑になるという課題があった。
また、可動片に回動を抑制する抗力を付与する部材が増えることから、部材のばらつきにより、引き外し装置の動作ばらつきが大きくなるという課題があった。

0010

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、可動片の回動を抑制する抗力を可動片に付与する部品を新たに追加する必要がなく、簡潔な構成により引き外し動作を実現できる回路遮断器の引き外し装置を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

この発明に係る回路遮断器の引き外し装置は、
複数の回路遮断器について第一の回路遮断器と第一の回路遮断器に接続された第二の回路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であって、
過電流が流れる導体部と、
導体部に過電流が流れて発生する磁力によって回動して引き外し動作を行う磁性材料からなる可動片と、
可動片の一端に引き外し動作と反対方向の抗力を付与する抗力手段とを備え、
可動片は、引き外し動作において、第一の回動中心を中心として回動後、第二の回動中心を中心として回動し、
第二の回動中心と可動片の一端との距離は、第一の回動中心と可動片の一端との距離よりも長いものである。

0012

また、この発明に係る回路遮断器の引き外し装置は、
複数の回路遮断器について第一の回路遮断器と第一の回路遮断器に接続された第二の回路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であって、
過電流が流れる導体部と、
前記導体部に前記過電流が流れて発生する磁力によって回動して引き外し動作を行う磁性材料からなる可動片と、
可動片の一端に前記引き外し動作と反対方向の抗力を付与する抗力手段とを備え、
可動片は、第一の回路遮断器の開極動作を開始させるラッチを回動して引き外すトリップバーの作用点を押し、
可動片は、引き外し動作において、第一の回動中心および第二の回動中心毎に回動し、
第二の回動中心と可動片の一端との距離は、第一の回動中心と可動片の一端との距離よりも長く、
第二の回動中心は、作用点と可動片とを含む平面内において、第一の回動中心と作用点とを結ぶ直線と、引き外し動作の開始位置にあるときの可動片との間にあるものである。

発明の効果

0013

上記のように構成された回路遮断器の引き外し装置は、可動片の回動を抑制する抗力を可動片に付与する部品を新たに追加する必要がなく、簡潔な構成により引き外し動作を実現できる。

図面の簡単な説明

0014

この発明の実施の形態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。
この発明の実施の形態1における回路遮断器の上位回路遮断器と下位回路遮断器との動作特性曲線図である。
この発明の実施の形態1における回路遮断器が閉極状態の引き外し装置の断面図である。
この発明の実施の形態1における回路遮断器が動作途中の引き外し装置の断面図である。
この発明の実施の形態1における回路遮断器が開極状態の引き外し装置の断面図である。
この発明の実施の形態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。
この発明の実施の形態1における第二の回路遮断器の引き外し装置の断面図である。
この発明の実施の形態2における回路遮断器が閉極状態の引き外し装置の断面図である。
この発明の実施の形態2における回路遮断器が動作途中の引き外し装置の断面図である。
この発明の実施の形態2における回路遮断器が開極状態の引き外し装置の断面図である。
この発明の実施の形態3における回路遮断器が閉極状態の引き外し装置の断面図である。
この発明の実施の形態3における回路遮断器が動作途中の引き外し装置の断面図である。
この発明の実施の形態3における回路遮断器が開極状態の引き外し装置の断面図である。
この発明の実施の形態4における回路遮断器が閉極状態の引き外し装置の断面図である。

実施例

0015

以下、本発明の回路遮断器の引き外し装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明を実施するための実施の形態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1において、電源側に比較的容量の大きい主回路遮断器であるブレーカーB1が接続されている。この主回路遮断器の負荷側に複数個の分岐回路遮断器であるブレーカーB2およびB3が並列に接続されている。これら回路遮断器は、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いる。過電流が流れると回路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回路遮断器の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。

0016

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、事故電流がブレーカーB1およびB2に流れる。その際、ブレーカーB1がトリップ動作してしまうと、健全な回路であるブレーカーB3への給電が停止してしまう。健全な回路への給電停止を防ぐために、ブレーカーB1のトリップ動作よりも先にブレーカーB2をトリップ動作させる選択遮断動作が行われる。

0017

このように、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他の健全な回路にはそのまま給電を継続させる保護方式である選択遮断方式が採用されている。

0018

図2は、本実施の形態における回路遮断器の上位回路遮断器と下位回路遮断器との動作特性曲線図である。図2横軸は、回路遮断器に流れる電流を表す。図2縦軸は、時間を表す。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のように設定されている。また、分岐回路遮断器としてのブレーカーB2および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。

0019

下位回路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およびB3の接続点で事故が発生した場合、同回路遮断器が事故電流を遮断するまで、上位回路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。

0020

上位回路遮断器の開極動作は、回路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いる。上述した特性を実現させるには、下位回路遮断器が過電流を遮断するまで引き外し装置を動作させないようすればよい。

0021

本実施の形態における上位回路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100の構成および動作を図3から図5を用いて説明する。
図3は、本実施の形態における回路遮断器が閉極状態の引き外し装置の断面図である。図4は、本実施の形態における回路遮断器が動作途中の引き外し装置の断面図である。図5は、本実施の形態における回路遮断器が開極状態の引き外し装置の断面図である。

0022

引き外し装置100は、図示していない回路遮断器筐体内に収納されて回路遮断器本体と一体となっている。事故などによって回路遮断器自体に過電流が流れると引き外し装置100が動作して、図3の状態から図4の状態を経て図5の状態になる。図5において、トリップバー7のラッチ9に対する引き外し動作が行われる。ラッチ9は、図示していない接点の開極動作を行うリンク機構とつながっており、引き外されたラッチ9が動作することで、上位回路遮断器の接点が開極される。

0023

図3から図5において、引き外し装置100は、導体1、フレーム2、可動片3、軸4、軸5、およびバネ6を備える。また、図示しない回路遮断器は、トリップバー7、およびラッチ9を備える。
導体1は、過電流が流れる導体部であり、図示しない回路遮断器の接点に機械的に接続されている。また、導体1は、可動片3に対向して配置されている。そして、導体1は、底部1a、中央部1bおよび上部1cを有し、Z字状の形状で形成されている。中央部1bと底部1aとの角度は、90°より小さい鋭角となっている。また、中央部1bは、図3に示す位置にある可動片3の長さ方向に平行な形状となっている。回路遮断器接点を開離するための引き外し装置100のフレーム2は、導体1に対向して取り付けられている。
なお、図3から図5において、導体1は、上記のようなZ字状の形状に限らず、過電流時に可動片3を反時計方向、すなわち、引き外し動作方向に回転させる構成であればよい。

0024

磁性体材料からなる可動片3は、上位回路遮断器が閉極状態では、軸4である第一の回動中心を中心に回動するように配置されている。そして、可動片3が回動する途中で、回動中心が軸4である第一の回動中心から軸5である第二の回動中心に変わるように配置されている。すなわち、可動片3は、引き外し動作において、第一の回動中心を中心として回動後、第二の回動中心を中心として回動する。

0025

バネ6は、図3において、トリップバー7側と反対側における、可動片3の一端、およびフレーム2の一端に接続されており、可動片3に対して時計方向に抗力を付与する。すなわち、バネ6は、可動片3の一端に反時計方向の引き外し動作と反対方向の抗力を付与する抗力手段である。そして、軸5である第二の回動中心と可動片3の一端との距離は、軸4である第一の回動中心と可動片3の一端との距離よりも長い。
なお、バネ6については、実施するに当たり可動片3に対して抗力を付与できるものならば、板バネコイルバネ等、バネの種類を問わない。

0026

トリップバー7は、ラッチ9を保持するラッチホルダー8を有する。図3から図5に示すように、可動片3は、軸4を中心に反時計方向に回動した後、軸5を中心に反時計方向に回動する。そして、図5に示すように、トリップバー7は、可動片3によって作用点20で押されて時計方向に回動する。ラッチ9を保持するラッチホルダー8を有するトリップバー7が回動することによって、トリップバー7は、主回路遮断器の開極動作を開始させるラッチ9を引き外す。
また、図3から図5において、軸4である第一の回動中心と作用点20との距離は、軸5である第二の回動中心と作用点20との距離よりも長い。

0027

図6は、本実施の形態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。図6の横軸は、時間を表す。図6の縦軸は、引き外し装置に流れる電流を表す。短絡事故等によって図6に示すような波形の過電流が導体1に流れると、可動片3に対向する導体1の磁束が可動片3の磁気回路に流れて、可動片3と導体1との間に磁気吸引力が発生する。図6の領域R1では、電流値ピークP1に向かって増大するにつれて可動片3と導体1との間の磁気吸引力も次第に増大する。そして、可動片3は、バネ6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を中心として回動変位し始める。変位開始時には、可動片3に作用する磁気吸引力は、電流値の増大と、可動片3と導体1との距離が短くなることで増大していく。

0028

そして、図4に示すように、可動片3の回動途中で、可動片3が軸5に衝突する。その後、可動片3は、軸5を中心として、さらに反時計方向に回動する。可動片3の回動中心が軸4から軸5に変わることで、可動片3の回動中心とバネ6の抗力が付与される位置との距離が長くなるため、可動片3にかかるバネ6による負荷トルクが増大する。さらに、過電流が領域R2に入り電流零点に向かうため、可動片3と導体1との間の磁気吸引力が弱まる。このため、可動片3は一旦その位置で停滞、または軸4を中心に時計方向に後退しようとする。

0029

その後、電流値が領域R3に入りピークP2に向かって再び増大していくと、可動片3が初期位置よりも導体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よりも大きくなる。このため、バネ6による負荷トルクを押し切ることが可能となり、可動片3が再び反時計方向に回動を開始する。そして、トリップバー7に接触することで、トリップバー7に時計方向の回転力を発生させる。トリップバー7が回転してラッチホルダー8のラッチ9との係合解除された図5の状態になり、図示していない上位回路遮断器の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。

0030

上記の動作を実現する引き外し装置100では、第二の回動中心である軸5は、作用点20と可動片3とを含む平面内において、第一の回動中心である軸4と作用点20とを結ぶ直線と、引き外し動作の開始位置にあるときの可動片3との間にある必要がある。
また、図3に示すように、引き外し動作を開始するときには、可動片3と第一の回動中心である軸4との距離は、可動片3と第二の回動中心である軸5との距離よりも短くなっている。
また、引き外し装置100の軸4、軸5、および作用点20を、図6の過電流波形に基づいて配置することで、上述したように、この引き外し装置100が組み込まれた上位回路遮断器としての主回路遮断器を構成するブレーカーB1が、領域R1である過電流の最初の0.5サイクルで開極動作に至らないようにできる。

0031

図7は、本実施の形態における第二の回路遮断器の引き外し装置の断面図である。図7では、第二の回路遮断器が閉極状態となっている。上位回路遮断器としての主回路遮断器を第一の回路遮断器とし、下位回路遮断器としての分岐回路遮断器を第二の回路遮断器としたとき、図7に示すように、第二の回路遮断器を構成するブレーカーB2およびB3における第二の回路遮断器の引き外し装置である引き外し装置101は、ブレーカーB1における第一の回路遮断器の引き外し装置である引き外し装置100の構成から第二の回動中心である軸5を除いて構成される。すなわち、ブレーカーB2およびB3における引き外し装置101の可動片3は、軸4である第一の回動中心のみで回動する。また、ブレーカーB2および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。よって、事故発生箇所に直接関係する下位回路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が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するため、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。この結果、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、負荷に給電を継続できることになる。

0032

この発明による実施の形態1によれば、複数の回路遮断器についてブレーカーB1からなる上位回路遮断器である第一の回路遮断器と、ブレーカーB2およびB3からなる下位回路遮断器である第二の回路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100であって、ブレーカーB1からなる上位回路遮断器の引き外し装置100は、過電流が流れる導体1である導体部と、導体部に過電流が流れて発生する磁力によって回動して引き外し動作を行う磁性材料からなる可動片3と、可動片3の一端に引き外し動作と反対方向の抗力を付与するバネ6である抗力手段とを備えている。可動片3は、引き外し動作において、軸4である第一の回動中心を中心として回動後、軸5である第二の回動中心を中心として回動する。第二の回動中心と可動片3の一端との距離は、第一の回動中心と可動片3の一端との距離よりも長い。
この構成によって、可動片3にバネ6以外の回動を抑制する抗力を付与する部材を新たに追加する必要がなく、簡素な構造により、引き外し動作を実現できる。

0033

また、引き外し装置100の可動片3は、引き外し動作において、軸4である第一の回動中心および軸5である第二の回動中心毎に回動する。そして、可動片3は、上位回路遮断器である第一の回路遮断器の開極動作を開始させるラッチ9を回動して引き外すトリップバー7の作用点20を押す。第二の回動中心である軸5は、作用点20と可動片3とを含む平面内において、第一の回動中心である軸4と作用点20とを結ぶ直線と、引き外し動作の開始位置にあるときの可動片3との間にある。
この構成によっても、上述と同様に、可動片3にバネ6以外の回動を抑制する抗力を付与する部材を新たに追加する必要なく、簡素な構造により、引き外し動作を実現できる。

0034

なお、過電流波形に基づいて、引き外し装置100の軸4、軸5、および作用点20を配置することで、ブレーカーB1が、領域R1である過電流の最初の0.5サイクルで開極動作に至らないように引き外し装置100を構成できる。従って、上位回路遮断器は下位回路遮断器が過電流を遮断するまで、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回路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。

0035

実施の形態2.
この発明を実施するための実施の形態2における回路遮断器の引き外し装置100の構成および動作を図8から図10を用いて説明する。
図8は、本実施の形態における回路遮断器が閉極状態の引き外し装置の断面図である。図9は、本実施の形態における回路遮断器が動作途中の引き外し装置の断面図である。図10は、本実施の形態における回路遮断器が開極状態の引き外し装置の断面図である。

0036

本実施の形態に係る引き外し装置100の構成は、以下に述べる点で、実施の形態1と異なる。図8において、導体1の中央部1bと底部1aとの角度は、90°より大きい鈍角となっている。
なお、図8から図10において、導体1は、上記のようなZ字状の形状に限らず、過電流時に可動片3を時計方向、すなわち、引き外し動作方向に回転させる構成であればよい。

0037

バネ6は、図8において、トリップバー7側における、可動片3の他端、およびフレーム2の他端に接続されており、可動片3に対して反時計方向に抗力を付与する。すなわち、バネ6は、可動片3の一端に時計方向の引き外し動作と反対方向の抗力を付与する抗力手段である。そして、軸5である第二の回動中心と可動片3の他端との距離は、軸4である第一の回動中心と可動片3の他端との距離よりも長い。

0038

図8から図10に示すように、可動片3は、軸4を中心に時計方向に回動した後、軸5を中心に時計方向に回動する。そして、図10に示すように、トリップバー7は、可動片3によって作用点20で押されて反時計方向に回動してラッチ9を引き外す。
また、図8から図10において、軸4である第一の回動中心と作用点20との距離は、軸5である第二の回動中心と作用点20との距離よりも短い。

0039

図8から図10における引き外し動作における可動片3の回動方向は、実施の形態1と反対の時計方向になる。また、可動片3にかかるバネ6による負荷トルクの方向は、実施の形態1と反対の反時計方向になる。そして、トリップバー7の回動方向は、実施の形態1と反対の反時計方向になる。
この構成によっても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。

0040

なお、実施の形態1と同様に、上記の動作を実現する引き外し装置100では、第二の回動中心である軸5は、作用点20と可動片3とを含む平面内において、第一の回動中心である軸4と作用点20とを結ぶ直線と、引き外し動作の開始位置にあるときの可動片3との間にある必要がある。

0041

また、実施の形態1と同様に、図8に示すように、引き外し動作を開始するときには、可動片3と第一の回動中心である軸4との距離は、可動片3と第二の回動中心である軸5との距離よりも短くなっている。

0042

実施の形態3.
この発明を実施するための実施の形態3における回路遮断器の引き外し装置100の構成および動作を図11から図13を用いて説明する。
図11は、本実施の形態における回路遮断器が閉極状態の引き外し装置の断面図である。図12は、本実施の形態における回路遮断器が動作途中の引き外し装置の断面図である。図13は、本実施の形態における回路遮断器が開極状態の引き外し装置の断面図である。

0043

本実施の形態に係る引き外し装置100の構成は、以下に述べる点で、実施の形態1と異なる。図11において、導体1には、過電流が流れることで電流に応じた磁力を発生させるヨーク部10が、導体1を覆って取り付けられている。
可動片3は、ヨーク部10からの磁力を集中させるための突起部3aを有する。すなわち、可動片3の突起部3aは、ヨーク部10と対向している。また、突起部3aは、軸4よりも軸5の方が可動片の突起部3aの近くに配置されている。すなわち、軸5である第二の回動中心と突起部3aとの距離は、軸4である第一の回動中心と突起部3aとの距離よりも短い。

0044

図11の状態で、導体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、可動片3の回動中心が、軸4から軸5に変わるまでは、実施の形態1と同様の動作を行う。そして、図12に示すように、可動片3の回動途中で、可動片3は軸5に衝突し、可動片3の回動中心が軸4から軸5に変わる。この結果、可動片3の回動中心とバネ6の抗力が付与される位置との距離が長くなるため、可動片3にかかるバネ6による負荷トルクが増大する点では実施の形態1と同様である。一方、ヨーク部10と磁気吸引力が集中している可動片3の突起部3aとの距離が短くなるため、可動片3にかかる磁気吸引力が実施の形態1よりも増大する点で実施の形態1と異なる。この結果、時計方向のトルクは減少する。その後の動作は、実施の形態1と同様となる。

0045

また、可動片3の回動中心と磁気吸引力が集中している可動片3の突起部3aとの距離が短くなるため、可動片3にかかる磁気トルクが、図7に示す第二の回路遮断器の引き外し装置101よりも減少する点では、実施の形態1と同様である。このため、ブレーカーB1が、領域R1である過電流の最初の0.5サイクルで開極動作に至らないように引き外し装置100を構成できる。

0046

この構成によって、実施の形態1の効果に加えて、可動片3が、一旦その位置で停滞、または軸4を中心に時計方向に後退する時間を実施の形態1よりも短縮できる。従って、本実施の形態に係る引き外し装置100は、実施の形態1よりも早い引き外し動作を実現でき、簡易な構造により、下位回路遮断器の開極から上位回路遮断器の開極までの時間を短縮できる。

0047

実施の形態4.
図14は、この発明を実施するための実施の形態4における回路遮断器が閉極状態の引き外し装置の断面図である。

0048

本実施の形態に係る引き外し装置100の構成は、以下に述べる点で、実施の形態1と異なる。図14において、軸5の位置は、軸5aから軸5bまでの範囲で調整可能となっている。

0049

軸5の位置が軸5bの位置である場合、軸5aの位置である場合に対して、可動片3が衝突した時のバネ6からの距離が長くなるため、可動片3にかかるバネ6による負荷トルクがさらに増大する。このため、可動片3の引き外し動作が実施の形態1の場合よりも遅くなる。

0050

この構成によって、実施の形態1の効果に加えて、軸5の位置が実施の形態1と同じ軸5aの場合に比べて、軸5の位置が軸5bにある時の方が、遅いタイミングで可動片3をトリップバー7に接触させることができる。従って、本実施の形態に係る引き外し装置100は、実施の形態1よりも遅い引き外し動作を実現でき、上位回路遮断器の開極動作までに、より確実に下位回路遮断器が過電流を遮断することができる。これによって、事故発生箇所に直接関係する下位回路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。また、下位回路遮断器の動作が0.5サイクル以上かかってしまう場合でも、事故発生箇所に直接関係する下位回路遮断器だけが開極動作して事故電流を遮断できるため、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。

0051

また、軸4の位置を調整可能とし、可動片3にかかるバネ6による負荷トルクを調整してもよい。この構成によっても、引き外し動作の時間を調整できる。この場合、軸4の位置とバネ6の抗力が付与される位置との距離が長いほど、可動片3にかかるバネ6による負荷トルクを大きくできる。このため、引き外し装置100の引き外し動作を遅くできる。

0052

1導体(導体部)、 1a 底部、 1b 中央部、 1c 上部、 2フレーム、 3可動片、 3a突起部、 4 軸(第一の回動中心)、 5、5a、5b 軸(第二の回動中心)、 6バネ、 7トリップバー、 8ラッチホルダー、 9ラッチ、 10ヨーク部、 20作用点、 B1上位回路遮断器、 B2、B3下位回路遮断器、 100、101 引き外し装置。

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