專利名稱：消弧裝置及具有該裝置的開關(guān)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消弧裝置及具有該裝置的開關(guān)器，當(dāng)開路時，該消弧裝置可消除固定電極與可動電極之間所產(chǎn)生的電弧。
背景技術(shù)：
例如，
公開日為1987年8月8日的日本特公平6-77417號專利“消弧裝置”，該消弧裝置具有電弧吸引用凹部的多個格柵(grid)(磁性體)分別安裝在形成于絕緣體(消弧構(gòu)件)的背面?zhèn)鹊亩鄠€切入部。格柵的一部分從形成于絕緣體內(nèi)面中央的細(xì)槽露出。開路時，在電弧柱的周圍，由于格柵的存在，產(chǎn)生偏向的磁束分布，電弧被驅(qū)動往格柵缺口凹部的內(nèi)側(cè)。因此，電弧延伸的同時被各磁性體割斷，陰極下降電壓升高。通過電弧熱，從絕緣體產(chǎn)生的熱分解氣體促進(jìn)電弧的冷卻。結(jié)果，電弧電壓急速地升高，從而消除電弧。
又如，
公開日為1988年6月3日的日本實(shí)開昭63-84822號專利“消弧格柵”，其中的消弧裝置包括通過保持部來支撐著的具有電弧誘導(dǎo)用缺口、并以既定間隔層疊的多個格柵板(磁性板)，以及以既定間隔介于各磁性板之間的絕緣板(消弧構(gòu)件)。開路時，電弧被驅(qū)動往磁性板缺口的內(nèi)側(cè)，電弧被各磁性板截斷，從而使得電弧的陰極電壓降電壓升高。另外，電弧熱傳給格柵板，使得電弧被冷卻。由電弧熱從絕緣板所產(chǎn)生的熱分解氣體更加促進(jìn)該電弧的冷卻。結(jié)果，電弧電壓升高而完成電弧的消除。
然而，現(xiàn)有技術(shù)中格柵方式的消弧裝置，遮斷如3.6/7.2KV以上的高壓交流負(fù)載開關(guān)器中的激磁電流及充電電流等的數(shù)10安培以下的小電流，即消除小電流及更小電流產(chǎn)生的電弧有困難。由于電弧電流的能量不足而產(chǎn)生于格柵的電磁力弱，使電弧無法積極地接觸于消弧構(gòu)件(上述絕緣體及絕緣板)。另外一個原因就是由于能量不足，開路時產(chǎn)生的熱也較少，使得消弧性分解氣體也較少。
因此，在消弧裝置中，希望能確保從大電流范圍到小電流范圍之間寬區(qū)域的遮斷性能。特別由于上述磁性板產(chǎn)生的電磁力大小與遮斷性能有關(guān)，因此，在確保有效且穩(wěn)定的電磁力的同時，希望更加縮短激磁電流及充電電流等30安培以下小電流范圍中的電弧、特別是5安培以下的微小電流范圍中的電弧的遮斷時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種消弧裝置，其目的在于能提高消除電弧的性能，不但在大電流范圍可消除電弧，在小電流范圍內(nèi)也可消除電弧。
本發(fā)明還提供一種消弧裝置及具有該裝置的開關(guān)器，其目的是在大幅度縮短對微小電流范圍的電弧遮斷時間的同時，對于從大電流范圍到小電流范圍的寬廣區(qū)域中，確保產(chǎn)生穩(wěn)定的電磁力，使遮斷性能得以穩(wěn)定提高。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種消弧裝置，其磁性板由磁性體形成、并具有能讓可動電極通過的磁性板通路；其消弧構(gòu)件由具有絕緣性的、通過與電弧接觸而產(chǎn)生消弧性分解氣體的合成樹脂所形成、并具有能讓可動電極通過的消弧構(gòu)件通路；磁性板和消弧構(gòu)件交錯配置于可動電極的移動方向上，在開路時，讓從固定電極分離的可動電極依次通過上述磁性板通路及消弧構(gòu)件通路。
由上述各磁性板通路與各消弧構(gòu)件通路，構(gòu)成供可動電極通過的可動電極通過部；在上述磁性板通路的最里部，形成寬度比該磁性板通路窄的切槽，構(gòu)成由各切槽在開路時誘導(dǎo)在固定電極與可動電極之間產(chǎn)生的電弧的電弧誘導(dǎo)部；在上述電弧誘導(dǎo)部的延長線上，設(shè)有固定由該電弧誘導(dǎo)部所誘導(dǎo)的電弧的電弧拘束部；在上述消弧構(gòu)件通路的最里部，形成寬度比該消弧構(gòu)件通路窄的深切槽，讓各磁性板的電弧誘導(dǎo)部及電弧拘束部分別露出于各深切槽內(nèi)。
在開路時，伴隨著固定電極與可動電極之間產(chǎn)生的數(shù)10A(安培)以下的小電流而產(chǎn)生的電弧通過電弧誘導(dǎo)部誘導(dǎo)向各格柵的內(nèi)部，在電弧誘導(dǎo)部中被固定。然后，積極促進(jìn)消弧性分解氣體的產(chǎn)生，并通過該消弧性分解氣體消除電弧。
為確保消弧構(gòu)件側(cè)邊的沿面距離，在上述消弧構(gòu)件通路相向的側(cè)緣部上，設(shè)有確保該消弧構(gòu)件側(cè)邊沿面距離的沿面距離增大構(gòu)造。
同時，還可使上述消弧構(gòu)件的深切槽向該消弧構(gòu)件的內(nèi)側(cè)開放，通過消弧構(gòu)件與電弧的接觸，所產(chǎn)生的消弧性分解氣體通過消弧構(gòu)件通路及深切槽而向后方導(dǎo)出。
進(jìn)一步，在上述消弧構(gòu)件上設(shè)有讓磁性板間的配置間隔保持一定的間隔保持構(gòu)件；上述沿面距離增大構(gòu)造，是由在消弧構(gòu)件通路相向的側(cè)緣部上、沿該消弧構(gòu)件通路所形成的壁構(gòu)件，與消弧構(gòu)件的表面及內(nèi)面，以及間隔保持構(gòu)件所形成的凹部；以上述壁構(gòu)件與消弧構(gòu)件的表面及內(nèi)面分別不接觸磁性板為準(zhǔn)，來設(shè)定間隔保持構(gòu)件從消弧構(gòu)件的表面及內(nèi)面突出的高度。
在上述消弧構(gòu)件的側(cè)緣部，還可設(shè)有從磁性板側(cè)緣部突出的突出部，使抑制在各磁性板側(cè)緣部間電弧的產(chǎn)生。
在上述磁性板通路相向的內(nèi)側(cè)緣，使至少對應(yīng)于通過該磁性板通路之際的可動電極的部位相互平行而形成該磁性板通路。
上述消弧裝置中，切槽的寬度設(shè)定在0.5～2毫米的范圍內(nèi)，還可設(shè)定在1.5毫米以下，從而確保往該磁性板內(nèi)部的電磁力。
在上述消弧構(gòu)件通路的最里部，還可形成讓消弧分解氣體滯留的壓力室，該壓力室可設(shè)置有多個。
進(jìn)一步，在上述消弧構(gòu)件通路的中途，設(shè)有移動抑制構(gòu)造，抑制上述消弧性分解氣體往消弧構(gòu)件的開口側(cè)移動。因此，消弧性分解氣體也通過消弧構(gòu)件通路中的移動抑制構(gòu)造滯留于內(nèi)側(cè)，在該內(nèi)側(cè)的消弧性分解氣體壓力提高。
當(dāng)上述磁性板的厚度為d1，消弧構(gòu)件的厚度為d2，消弧構(gòu)件的配置間隔為d3時，形成且配置消弧構(gòu)件及磁性板而使d1＜d3＜d2。然后，通過該等多個消弧構(gòu)件以既定間隔配置，可動電極依次通過各消弧構(gòu)件通路之際，得到細(xì)間隙的效果，從而促進(jìn)電弧的消除。
本發(fā)明所述的一種開關(guān)器，包括(1)一對套管，在本體外殼的兩側(cè)壁上每個相位相對地貫通支撐；(2)一固定電極，設(shè)于一套管的內(nèi)端部；(3)一可動電極，可轉(zhuǎn)動地設(shè)于另一套管的內(nèi)端部，相對于上述固定電極可接合分離；以及(4)一消弧裝置，設(shè)于上述該一個套管的內(nèi)端部。其磁性板由磁性體形成、并具有能讓可動電極通過的磁性板通路；其消弧構(gòu)件由具有絕緣性的、通過與電弧接觸而產(chǎn)生消弧性分解氣體的合成樹脂所形成、并具有能讓可動電極通過的消弧構(gòu)件通路；磁性板和消弧構(gòu)件交錯配置于可動電極的移動方向上，在開路時，讓從固定電極分離的可動電極依次通過上述磁性板通路及消弧構(gòu)件通路；由上述各磁性板通路與各消弧構(gòu)件通路，構(gòu)成供可動電極通過的可動電極通過部；在上述磁性板通路的最里部，形成寬度比該磁性板通路窄的切槽，構(gòu)成由各切槽在開路時誘導(dǎo)在固定電極與可動電極之間產(chǎn)生的電弧的電弧誘導(dǎo)部；在上述電弧誘導(dǎo)部的延長線上，設(shè)有固定由該電弧誘導(dǎo)部所誘導(dǎo)的電弧的電弧拘束部；在上述消弧構(gòu)件通路的最里部，形成寬度比該消弧構(gòu)件通路窄的深切槽，讓各磁性板的電弧誘導(dǎo)部及電弧拘束部分別露出于各深切槽內(nèi)。
本發(fā)明所述的另一種消弧裝置，其磁性板由磁性體形成、并具有能讓可動電極通過的磁性板通路；其消弧構(gòu)件由具有絕緣性的、通過與電弧接觸而產(chǎn)生消弧性分解氣體的合成樹脂所形成、并具有能讓可動電極通過的消弧構(gòu)件通路；磁性板和消弧構(gòu)件交錯配置于可動電極的移動方向上，在開路時，讓從固定電極分離的可動電極依次通過上述磁性板通路及消弧構(gòu)件通路。
在上述磁性板通路的最里部，通過形成寬度比該磁性板通路窄的切槽而形成電弧誘導(dǎo)部，同時在該電弧誘導(dǎo)部的最里部，設(shè)有電弧拘束部，用來固定由該電弧誘導(dǎo)部所誘導(dǎo)的電弧。
進(jìn)一步，在上述消弧構(gòu)件通路的最里部，形成與該消弧構(gòu)件通路直交的電弧止壁部，形成從該電弧止壁部更向內(nèi)且與上述切槽平行的深切槽，在該深切槽的最里部及上述電弧止壁部的周邊，磁性板的一部分露出于上述深切槽內(nèi)及消弧構(gòu)件通路內(nèi)的同時，使該消弧構(gòu)件通路或深切槽向側(cè)面方向開放。
在電弧止壁部的周邊，磁性板的一部分露出于消弧構(gòu)件通路內(nèi)。因此，在固定電極與可動電極之間產(chǎn)生例如5安培以下的微小電流范圍的電弧(微小電流電弧)，追隨可動電極開放動作時的離心力以及通過電弧誘導(dǎo)部誘導(dǎo)往各磁性板通路的內(nèi)側(cè)、設(shè)于各電弧止壁部周邊的各磁性板的露出部間，以短接的狀態(tài)固定。因此，電弧與消弧構(gòu)件的接觸時間得以充分確保。然后，促進(jìn)并同時穩(wěn)定產(chǎn)生來自電弧止壁部的消弧性氣體。同時，消弧構(gòu)件的深切槽向該消弧構(gòu)件的側(cè)面開放。因此，在電弧止壁部的周邊，消弧氣體順利地向側(cè)面排出，新鮮的消弧氣體持續(xù)地供給電弧止壁部的周邊。
上述磁性板及消弧構(gòu)件支撐于一對支撐構(gòu)件之間，兩支撐構(gòu)件設(shè)于可動電極通路的開口側(cè)。
上述支撐構(gòu)件包括固定于固定電極的基部及支撐上述磁性板及消弧構(gòu)件的支撐部；最下層的消弧構(gòu)件密接于上述基部的上面。
在上述基部的內(nèi)面形成單個或多個的絕緣壁，使該絕緣壁與最下層的消弧構(gòu)件重疊。
進(jìn)一步，在上述消弧構(gòu)件的側(cè)部設(shè)有安裝用的卡合突部，將該卡合突部從內(nèi)側(cè)插入由上述支撐構(gòu)件所形成的消弧構(gòu)件用支撐孔，藉此將該消弧構(gòu)件支撐于兩支撐構(gòu)件之間，在上述卡合突部的前端部，設(shè)有防止拔出裝置。
各消弧構(gòu)件中的最下層的消弧構(gòu)件中，在消弧構(gòu)件通路的周緣設(shè)有細(xì)縫消弧裝置。
在上述消弧構(gòu)件的側(cè)部還設(shè)有供保持磁性板及上下配置間隔的間隔保持裝置，通過各消弧構(gòu)件中的最下層消弧構(gòu)件的間隔保持裝置，覆蓋上述支撐構(gòu)件的基部內(nèi)面。
上述兩種消弧裝置的磁性體是由含有9.0-16.0重量％的鉻以及0.006-0.020重量％的碳的鐵素體(ferrite)不銹鋼鋼材所形成。因此既得到防銹的效果，又可以通過退火等，得到即使高溫化也穩(wěn)定的鐵素體單相組織，提高磁性板的磁性。
本發(fā)明中的另一種開關(guān)器，包括(1)電源側(cè)套管及負(fù)載側(cè)套管，在本體外殼的兩側(cè)壁上每個相位相對地貫通支撐；(2)一固定電極，設(shè)于上述電源套管的內(nèi)端部；(3)一可動電極，可轉(zhuǎn)動地設(shè)于上述負(fù)載套管的內(nèi)端部，相對于上述固定電極可接合分離；(4)一消弧裝置，設(shè)于上述電源側(cè)套管的內(nèi)端部。其磁性板由磁性體形成、并具有能讓可動電極通過的磁性板通路；其消弧構(gòu)件由具有絕緣性的、通過與電弧接觸而產(chǎn)生消弧性分解氣體的合成樹脂所形成、并具有能讓可動電極通過的消弧構(gòu)件通路；磁性板和消弧構(gòu)件交錯配置于可動電極的移動方向上，在開路時，讓從固定電極分離的可動電極依次通過上述磁性板通路及消弧構(gòu)件通路；在上述磁性板通路的最里部，通過形成寬度比該磁性板通路窄的切槽而形成電弧誘導(dǎo)部，同時在該電弧誘導(dǎo)部的最里部，設(shè)有電弧拘束部，用來固定由該電弧誘導(dǎo)部所誘導(dǎo)的電?。辉谏鲜鱿?gòu)件通路的最里部，形成與該消弧構(gòu)件通路直交的電弧止壁部，形成從該電弧止壁部更向內(nèi)且與上述切槽平行的深切槽，在該深切槽的最里部及上述電弧止壁部的周邊，磁性板的一部分露出于上述深切槽內(nèi)及消弧構(gòu)件通路內(nèi)的同時，使該消弧構(gòu)件通路或深切槽向側(cè)面方向開放。(5)驅(qū)動連桿，動作連結(jié)于上述可動電極，通過該驅(qū)動連桿的驅(qū)動，上述可動電極相對于固定電極接合分離；(6)可動電極通過部，由上述各磁性通路與各消弧構(gòu)件通路所構(gòu)成，可使可動電極通過；(7)送風(fēng)構(gòu)件，在上述驅(qū)動連桿的可動電極通過部側(cè)或可動電極本身，在開路時，將產(chǎn)生于可動電極與固定電極之間的電弧壓入上述可動電極通過部內(nèi)。
伴隨驅(qū)動連桿的驅(qū)動而做的可動電極的開放動作，在固定電極與可動電極之間產(chǎn)生電弧，通過伴隨設(shè)于驅(qū)動連桿或可動電極本身的送風(fēng)構(gòu)件的移動而產(chǎn)生的風(fēng)壓，促進(jìn)電弧經(jīng)過消弧裝置的可動電極通過部向內(nèi)部誘導(dǎo)。
另外，在該消弧裝置中，上述送風(fēng)構(gòu)件與驅(qū)動連桿是整體成形。
本發(fā)明還指一種磁板式消弧裝置，以一定間隔配置復(fù)數(shù)片由磁性體構(gòu)成的磁性板的同時，在與其正交方向上形成通過可動電極的可動電極通過部；其特征為上述磁性體是由含有9.0～16.0重量％的鉻以及0.006～0.020重量％的碳的鐵素體(ferrite)不銹鋼鋼材所形成。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可消除大電流范圍及小電流范圍的電弧，提高了消弧的性能。在大幅縮短對微小電流范圍的電弧的遮斷時間的同時，對于從大電流到小電流的較大范圍內(nèi)，確保產(chǎn)生穩(wěn)定的電磁力，從而確保穩(wěn)定的遮斷性能。


圖1為第一實(shí)施例開關(guān)器的正剖視圖。
圖2為第一實(shí)施例消弧裝置的平面圖。
圖3為第一實(shí)施例消弧裝置的正視圖。
圖4為第一實(shí)施例消弧裝置的分解立體圖。
圖5為圖4所示消弧裝置另一方向的分解立體圖。
圖6為第一實(shí)施例消弧裝置的第2圖中沿1-1線的方向視圖。
圖7為第一實(shí)施例磁性板的平面圖。
圖8a為第一實(shí)施例中消弧構(gòu)件的仰視圖。
圖8b為第8a圖沿2-2線的剖視圖。
圖9為圖7所示磁性板的磁束分布示意圖。
圖10為第二實(shí)施例消弧裝置的立體圖。
圖11為第二實(shí)施例中圖10所示的消弧裝置另一方向的立體圖。
圖12為第二實(shí)施例消弧裝置的分解立體圖。
圖13為第二實(shí)施例消弧裝置的平面圖。
圖14為另一實(shí)施例消弧裝置的立體圖。
圖15為另一實(shí)施例消弧裝置的正視圖。
圖16為另一實(shí)施例消弧裝置的平面圖。
圖17為另一實(shí)施例消弧裝置的正視圖。
圖18為另一實(shí)施例消弧裝置的平面圖。
圖19為圖18所示消弧裝置中橫槽53a，53b的第二種結(jié)構(gòu)。
圖20a為另一實(shí)施例消弧構(gòu)件的平面圖。
圖20b為圖12a沿3-3線的剖視圖。
圖21為圖18所示消弧裝置中橫槽53a，53b的替換結(jié)構(gòu)。
圖22為另一實(shí)施例中磁性板的重要部位平面圖。
圖23為另一實(shí)施例中消弧構(gòu)件的俯視圖。
圖24a為另一實(shí)施例中磁性板與消弧構(gòu)件一體化的平面圖。
圖24b為圖24a沿4-4線的剖視圖。
圖25為第三實(shí)施例開關(guān)器的正剖視圖。
圖26為第三實(shí)施例消弧裝置的平面圖。
圖27為第三實(shí)施例消弧裝置的正視圖。
圖28為第三實(shí)施例消弧裝置的A方向視圖。
圖29為第三實(shí)施例消弧裝置的分解立體圖。
圖30為圖29中所示消弧裝置的另一方向分解立體圖。
圖31為第三實(shí)施例消弧裝置的B方向視圖。
圖32為第三實(shí)施例磁性板的平面圖。
圖33為第三實(shí)施例消弧構(gòu)件的仰視圖。
圖34a為圖33沿1-1線剖面圖。
圖34b為圖33沿2-2線剖面圖。
圖35為圖27中C部分的放大圖。
圖36為圖33中沿3-3線的剖視圖。
圖37為第三實(shí)施例中驅(qū)動連桿的正視圖。
圖38為第三實(shí)施例中驅(qū)動連桿的側(cè)視圖。
圖39為第三實(shí)施例中消弧構(gòu)件重要部位的仰視圖。
圖40為另一實(shí)施例中消弧裝置重要部位的側(cè)視圖。
符號說明11～開關(guān)器；12～本體外殼；12a、12b～側(cè)壁；13～電源側(cè)套筒；14～負(fù)載側(cè)套筒；15～固定電極；16～導(dǎo)電棒；17～軸；19～旋轉(zhuǎn)軸；18、21、73、74、75、78～可動電極；18a、18b、21a、21b～接觸刃；24～驅(qū)動連桿；30、100、100A～消弧裝置；33～送風(fēng)裝置；40、110～磁性板(格柵)；41a、41b、111a、111b～磁性板通路；42a、42b、112a、112b～電流拘束部及切槽；50、120～消弧構(gòu)件；51a、51b、76b、121a、121b～消弧構(gòu)件通路；52a、52b～連通溝；53a、53b～構(gòu)成壓力室的橫槽；70a、123～壁構(gòu)件(電弧接觸壁)；122a、122b～深槽(深切槽)；123b～開放口；122e、128b～錐拔面；124～間隔保持構(gòu)件；125～構(gòu)成沿面距離增大構(gòu)造的凹部；126～擴(kuò)散突部；127～突出部；130～支撐構(gòu)件；131～基部、132～支撐部；134～消弧構(gòu)件用支撐孔；135～絕緣壁；140～卡合突部；141～側(cè)部拔止突部；142～上部拔止突部；150～電弧固定部；151～細(xì)隙壁；324a～電弧止壁部；d1～磁性板厚度；d2～消弧構(gòu)件的厚度；d3～消弧構(gòu)件的配置間隙；D1～磁性板通路的寬度；D2～細(xì)槽的寬度；I～電弧；W～狹部；W1～消弧構(gòu)件通路的寬度；W2～細(xì)槽的寬度；α～可動電極通過部；β～電弧誘導(dǎo)部；γ～電弧拘束部；δ～空隙部。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例以下，針對將本發(fā)明具體化為開關(guān)器的消弧裝置的第一實(shí)施例，根據(jù)圖1至圖9進(jìn)行說明。
如圖1所示，在開關(guān)器11的本體外殼12相向的兩側(cè)壁上，電源側(cè)套管13及負(fù)載側(cè)套管14是三相每相各自相對地貫通支撐(圖1中表示一相分)。在電源側(cè)套管13的內(nèi)端部上，突設(shè)有棒狀的固定電極15，在同一固定電極15的前端上部固定有耐電弧的金屬15a。負(fù)載側(cè)套管14的內(nèi)端部上，突設(shè)有導(dǎo)電棒16，在同一導(dǎo)電棒16上，通過軸17，可旋轉(zhuǎn)地被支撐于可動電極18的基端部。如圖2中雙點(diǎn)劃線所示，可動電極18是具有平行平板狀的一對接觸刃18a、18b。在本實(shí)施例中，接觸刃18a、18b的厚度分別為4毫米。
一方面，如圖1所示，在本體外殼12內(nèi)的下部，通過多個連桿所構(gòu)成的連桿機(jī)構(gòu)(圖式省略)，設(shè)有作動連結(jié)于本體外殼12外部的操作把手(圖式省略)上的旋轉(zhuǎn)軸19，杠桿20可一體旋轉(zhuǎn)地固定于同一旋轉(zhuǎn)軸19上。驅(qū)動連桿24的一端可旋轉(zhuǎn)地連接于杠桿20的前端，同一驅(qū)動連桿24的另一端可旋轉(zhuǎn)地連接于可動電極18的中央附近。然后，操作上述操作把手時，可動電極18是經(jīng)由上述連桿機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)軸19、杠桿20及驅(qū)動連桿24，以軸17為中心在圖1實(shí)線所示的投入位置與相同雙點(diǎn)劃線所示的開放位置之間移動。
消弧裝置如圖1所示，消弧裝置100是經(jīng)由固定用配件318而固定在電源側(cè)套管13的內(nèi)端。如圖3～5所示，消弧裝置100是由磁性體形成板狀體的復(fù)數(shù)格柵(磁性板)110，以及由具有絕緣性及消弧性的合成樹脂材料所形成的多個消弧構(gòu)件120，在可動電極18的移動方向上，以既定的間隔交錯地配置而成。如圖4～6所示，各磁性板110及各消弧構(gòu)件120分別配置于一對支撐構(gòu)件130之間而一并支撐著。
支撐構(gòu)件如圖3～6所示，支撐構(gòu)件130是由含有絕緣性的合成樹脂材料或無機(jī)材料整體成形而成，并具有固定于固定電極15的基部131與相對于同一基部131成斜狀的支撐部132。在支撐部132上，兩個為一組的多組磁性板用支撐孔133，在同一支撐部132的長度方向上，每隔以既定間隔形成。同時，在支撐部132中的磁性板支撐孔133的各組間，形成消弧構(gòu)件用支撐孔134。
如圖5所示，消弧構(gòu)件用支撐孔134及磁性板用支撐孔133相互連通。然后，在消弧構(gòu)件120與磁性板110組合時，將消弧構(gòu)件120的后述的卡合突部140從內(nèi)側(cè)插入于消弧構(gòu)件用支撐孔134。同樣的方法，磁性板110的突起113可同時固定于支撐構(gòu)件130。
磁性板如圖7所示，磁性板110是由磁性體(在本實(shí)施例中為磁性軟鋼)形成的W字板狀。在磁性板110的前端緣(負(fù)載側(cè)套管14側(cè)的側(cè)緣)，作為分別可通過接觸刃18a、18b的一對磁性板通路111a、111b，以既定間隔形成。在磁性板通路111a、111b相向的內(nèi)側(cè)緣，至少分別對應(yīng)于通過該磁性板通路111a、111b之際的接觸刃18a、18b的部位成相互平行，形成磁性板通路111a、111b。從產(chǎn)生于磁性板110的電磁吸引力增大的觀點(diǎn)，磁性板通路111a、111b的寬度D1最好是極窄，在本實(shí)施例中，寬度D1為8毫米，比接觸刃18a、18b的厚度稍寬。
在兩磁性板通路111a、111b的最里部，形成作為切槽的細(xì)槽112a、112b。細(xì)槽112a、112b的寬度D2比磁性板通路111a、111b的寬度D1窄，在本實(shí)施例中為0.5毫米。細(xì)槽112a、112b在與磁性板通路111a、111b相同的方向上向內(nèi)側(cè)(即，磁性板110的后端緣側(cè))延伸出形成既定的長度L(在本實(shí)施例中L＝10毫米)。細(xì)槽112a、112b為在上述既定長度L的范圍內(nèi)，寬度D2為一定的平行槽。對于該細(xì)槽112a、112b的寬度D2將在后面詳述。在靠磁性板110的兩側(cè)緣的前端，分別形成一對突起113、113，兩突起113、113分別從內(nèi)側(cè)卡合于兩支撐構(gòu)件130的磁性板用支撐孔133。
消弧構(gòu)件如圖2及圖4所示，消弧構(gòu)件120具有絕緣性，且由電弧熱產(chǎn)生的消弧性分解氣體的合成樹脂材料(例如四氟乙烯共聚合物(PFA)等氟素樹脂)形成W字板狀。然后，消弧構(gòu)件120通過與電弧接觸而產(chǎn)生消弧性分解氣體。
在消弧構(gòu)件120的前端緣(負(fù)載側(cè)套管14側(cè)的側(cè)邊)上，作為分別可通過接觸刃18a、18b的一對消弧構(gòu)件通路121a、121b，以既定間隔形成。消弧構(gòu)件通路121a、121b的形狀大體上與磁性板通路111a、111b一致(參照圖2)。
在兩消弧構(gòu)件通路121a、121b的最里部，分別形成作為深切槽的深槽122a、122b。深槽122a、122b是與消弧構(gòu)件通路121a、121b同方向朝內(nèi)部(即，消弧構(gòu)件120的后端緣)延伸出。深槽122a、122b的寬度也比消弧構(gòu)件通路121a、121b的寬度窄。
在支撐構(gòu)件130、130之間，消弧構(gòu)件120與磁性板110交錯地積載配置，參照圖3，可見消弧裝置100在消弧構(gòu)件120及磁性板110的層疊方向，深槽122a、122b與細(xì)槽112a、112b的位置關(guān)系如圖2所示，細(xì)槽112a、112b全部位于深槽122a、122b內(nèi)。
如圖4及圖6所示，在消弧構(gòu)件通路121a、121b及深槽122a、122b相向的內(nèi)側(cè)緣上，壁構(gòu)件123突出于消弧構(gòu)件120的內(nèi)面(圖2中省略)。突出于消弧構(gòu)件120內(nèi)面的壁構(gòu)件123的內(nèi)面形成連續(xù)的平面123a。壁構(gòu)件123(精確地說，壁構(gòu)件123的平面123a)在大電流開放時，與該大電流電弧接觸而作為產(chǎn)生消弧分解氣體的電弧接觸構(gòu)件。
另外，在各壁構(gòu)件123中，在位于最外側(cè)的二個壁構(gòu)件123與消弧構(gòu)件120外側(cè)邊之間，間隔保持構(gòu)件124突出于消弧構(gòu)件120的表面及里面。該間隔保持構(gòu)件124，當(dāng)支撐構(gòu)件130、130間消弧構(gòu)件120與磁性板110交錯層疊配置時，通過抵接于各磁性板110，使該各磁性板110的配置間隔保持一定。
間隔保持構(gòu)件124從消弧構(gòu)件120里面所突出的長度，比壁構(gòu)件123從消弧構(gòu)件120里面所突出的長度大。因此，間隔保持構(gòu)件124，當(dāng)支撐構(gòu)件130間消弧構(gòu)件120與磁性板110交錯層疊配置時，使壁構(gòu)件123、消弧構(gòu)件120的表面及相同的里面各個不與磁性板110接觸。然后，壁構(gòu)件123、消弧構(gòu)件120的表面及相同的里面與磁性板110之間，形成既定的間隙。換言之，壁構(gòu)件123與消弧構(gòu)件120的表面及相同的里面，由不與磁性板110接觸的程度，設(shè)定間隔保持構(gòu)件124從消弧構(gòu)件120的表面及里面所突出的高度。
如圖3及圖6所示，間隔保持構(gòu)件124在消弧構(gòu)件120與磁性板110交錯層疊配置時，在各消弧構(gòu)件120的兩側(cè)(第6圖中的左側(cè)及右側(cè))兼做為使各磁性板110之間絕緣的絕緣阻隔物。間隔保持構(gòu)件124在消弧構(gòu)件120與磁性板110交錯層疊配置時，閉塞各消弧構(gòu)件120間的兩側(cè)，而分別形成開口空隙S(參照圖6)。
在消弧構(gòu)件120的表面及里面，從壁構(gòu)件123與間隔保持構(gòu)件124以及消弧構(gòu)件120的表面或里面，形成凹部125。藉此，消弧構(gòu)件120的側(cè)邊(相對于消弧構(gòu)件通路121a、121b的長度方向成直交的方向)試圖增大沿面距離。
如圖2所示，在消弧構(gòu)件120的兩側(cè)緣的后側(cè)端，分別形成突出部127。消弧構(gòu)件120支撐于支撐構(gòu)件130的支撐部132之間，使突出部127從磁性板110的兩側(cè)邊分別突出。通過該突出部127，確保消弧裝置100側(cè)部的沿面距離。
在消弧構(gòu)件120的兩側(cè)緣的前端側(cè)，分別形成卡合突部140。突出部127及卡合突部140，其各個的外端緣位于同一平面上。兩卡合部140、140分別從內(nèi)側(cè)卡合于兩支撐構(gòu)件130、130的消弧構(gòu)件用支撐孔134中。
此外，對消弧構(gòu)件120進(jìn)行說明。深槽122a、122b通過空隙122c、122d向消弧裝置100的后方開口。在壁構(gòu)件123的后端側(cè)，形成厚壁部122g、122h。如圖8b所示，在上下阻隔面122j中，在壁構(gòu)件123的后端側(cè)，形成厚壁部122f。該厚壁部122f向消弧構(gòu)件120的后端側(cè)壁厚變小，該厚壁部122f的表面與上下阻隔面122j通過錐拔面122e而連接。通過該構(gòu)造，處理電弧造成的消耗的同時，消弧性分解氣體可順利地放出。
參照圖2所示，通過上下阻隔面122j從磁性板110的后端緣大大地突出，遮斷時消弧性分解氣體順利地向消弧裝置100的后方引導(dǎo)的同時，避免由消弧性分解氣體的返回使磁性板110間的氛圍氣成為容易短路的氛圍氣。向該上下阻隔面122j后方突出的部位(圖2中以ε表示的范圍)接近于消弧裝置100的后方，在沒有構(gòu)件妨礙消弧性分解氣體放出的狀況下，磁性板110的后端緣到達(dá)隱藏的程度，即使省略也可。即，磁性板110的后端緣與上下阻隔面122j的后端緣成為同一面。
細(xì)槽的尺寸其次，針對上述磁性板110中的細(xì)槽112a、112b的寬度D2進(jìn)行說明。
為了決定細(xì)槽112a、112b的寬度D2的尺寸，由磁性不銹鋼鋼材及磁性軟鐵形成磁性板110，分別對此，改變細(xì)槽112a、112b的寬度D2而進(jìn)行小電流(后述的激磁電流及充電電流，日本工業(yè)規(guī)格4605準(zhǔn)則)的遮斷實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果表示于表一及表二。
實(shí)驗(yàn)條件如下。即，實(shí)驗(yàn)電極為棒狀電極(固定電極15)?？蓜与姌O為銅制的直刃兩片(接觸刃18a、18b)呈夾持接觸型。接觸刃18a、18b的厚度為4毫米。對于消弧裝置而言，7片磁性板110與8個消弧構(gòu)件120呈交錯層疊狀。磁性板110的厚度為1毫米，消弧構(gòu)件120的厚度為6.5毫米。
附帶說明，高壓交流用的負(fù)載開關(guān)器(3.6/7.2V)是要求如表三所示的額定值及性能(日本工業(yè)規(guī)格JIS 4605準(zhǔn)則)。例如額定電流為600A(安培)的情況下，要求可遮斷600A的負(fù)載電流200次，可分別遮斷30A激磁電流及10A的充電電流各10次。同時，在本實(shí)施例中，負(fù)載電流稱為大電流，激磁電流及充電電流中，超過5A且在30A以下的稱為小電流。在激磁電流及充電電流中，小于5A的稱為微小電流。
從表一所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見，在磁性板110為磁性不銹鋼鋼材的情況下，細(xì)槽112a、112b的寬度D2的選取范圍為0～1.5毫米。若細(xì)槽112a、112b的寬度D2在0.3毫米以下，對應(yīng)于日本工業(yè)規(guī)格(JIS)的全實(shí)驗(yàn)電流范圍(參照表三)可以遮斷電弧。也就是說，可將電弧吸引固定于磁性板110的細(xì)槽112a、112b內(nèi)。從而可以得出，細(xì)槽112a、112b的寬度D2越小，向該細(xì)槽112a、112b內(nèi)部的電磁吸引力就越強(qiáng)。
從表二的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見，在磁性板110為磁性軟鐵的情況下，細(xì)槽112a、112b的寬度D2最好在0～1.5毫米之間。
若超過該范圍，細(xì)槽112a、112b會無法充分產(chǎn)生驅(qū)向該細(xì)槽112a、112b內(nèi)部的電磁吸引力，將很難將電弧吸引固定在細(xì)槽112a、112b的內(nèi)部。換言之，日本工業(yè)規(guī)格(JIS)的全實(shí)驗(yàn)電流范圍中的電弧要吸引固定于磁性板110的細(xì)槽112a、112b會變得困難。雖然細(xì)槽112a、112b的寬度D2變小，可使驅(qū)向該細(xì)槽112a、112b內(nèi)部的電磁吸引力變強(qiáng)，但細(xì)槽112a、112b的寬度D2在0.3毫米以下時，對于厚度為1毫米的磁性板110，形成細(xì)槽112a、112b有困難。因此，隨著電流遮斷的操作，可能造成細(xì)槽112a、112b閉塞。
在本實(shí)施例中，磁性板110由磁性不銹鋼鋼材所形成。磁性不銹鋼鋼材與磁性軟鐵相比，雖然電磁吸引力較差，但耐蝕性較佳。細(xì)槽112a、112b的寬度D2為0.5毫米。
另外，在本實(shí)施例中，細(xì)槽112a、112b構(gòu)成后述的電弧誘導(dǎo)部。細(xì)槽112a、112b構(gòu)成切槽。凹部125構(gòu)成沿面距離增大構(gòu)造。
更進(jìn)一步，磁性板通路111a、111b及消弧構(gòu)件通路121a、121b構(gòu)成可動電極通過部α。寬度比可動電極通過部α窄的消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b及磁性板110的細(xì)槽112a、112b構(gòu)成具有既定長度的電弧誘導(dǎo)部β。在磁性板110的細(xì)槽112a、112b最里部的平板部112c、112d中，露出于消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b內(nèi)的部位及該深槽122a、122b構(gòu)成電弧拘束部γ。一對間隔保持構(gòu)件124、124和消弧構(gòu)件120的表面(上阻隔面)及消弧構(gòu)件120的里面(下阻隔面)，經(jīng)由消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b與空隙122c、122d連通的同時，構(gòu)成向消弧裝置100的后方開口的空隙部δ。然后，如圖2所示，在消弧裝置100中，可動電極部α、電弧誘導(dǎo)部β、電弧拘束部γ以及空隙部δ分別從可動電極18側(cè)依序直列配置。
構(gòu)成電弧誘導(dǎo)部β的磁性板110的細(xì)槽122a、122b的兩側(cè)，保持既定寬度而露出于消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b內(nèi)。對于小電流范圍的電弧，特別是有效地作用于電力弱的場合。即，通過產(chǎn)生于磁性板110細(xì)槽112a、112b的磁束，電弧被誘引到細(xì)槽112a、112b的最深處時，電弧不容易接觸到消弧構(gòu)件120，抑制此部分產(chǎn)生消弧性分解氣體。因此，避免細(xì)槽112a、112b中的內(nèi)壓上升。例如，即使對于小電流范圍內(nèi)電磁力產(chǎn)生的弱驅(qū)動力，也能夠抑制成為反力的內(nèi)壓上升。因此，不會妨礙電弧電磁力的動作，該電弧順利地移行至電弧拘束部γ。
實(shí)施例的作用下面，針對如上述構(gòu)造的開關(guān)器的消弧動作進(jìn)行說明。
在圖1以實(shí)線表示的投入狀態(tài)中，上述操作把手做開路操作時，經(jīng)由轉(zhuǎn)動軸19杠桿20向右轉(zhuǎn)動。驅(qū)動連桿24隨之向上方移動，可動電極18以軸17為中心向右轉(zhuǎn)動?？蓜与姌O18從固定電極15分離時，兩電極15、18之間，即固定電極15與兩接觸刃18a、18b之間分別產(chǎn)生電弧I。
如圖9所示，在該電弧柱的周圍，由于磁性板110的存在，產(chǎn)生向一邊靠攏的磁束分布。根據(jù)右手螺旋定則及左手定則，通過產(chǎn)生于磁性板110的電磁力，電弧I被持續(xù)地驅(qū)向磁性板110的內(nèi)部(圖9的箭頭方向)，經(jīng)過兩磁性板通路111a、111b(參照圖2)的最里部，而固定集中于細(xì)槽112a、112b的內(nèi)部。
如圖2所示，在消弧構(gòu)件通路121a、121b內(nèi)，由于磁性板通路111a、111b全部露出，電弧I不會被消弧構(gòu)件120干擾，而順利地向磁性板110(精確地說，細(xì)槽112a、112b)的內(nèi)部驅(qū)動。
在磁性板通路111a、111b相向的內(nèi)側(cè)緣中，至少對應(yīng)于通過該磁性板通路111a、111b之際的可動電極18(精確地說，接觸刃18a、18b)的部位互相平行的緣故，產(chǎn)生于該部位間的電磁力的強(qiáng)度變成相同。因此，電弧I穩(wěn)定地驅(qū)向磁性板通路111a、111b的內(nèi)部。
磁性板通路111a、111b的寬度D1由于在開閉時，在接觸刃18a、18b不干涉的范圍內(nèi)盡量小，例如使接觸刃18a、18b通過形成于磁性板110前端緣的一個缺口部內(nèi)的情況相比，向磁性板110內(nèi)部的電磁吸引力增大。磁性板通路111a、111b的寬度D1愈窄，該電磁吸引力的強(qiáng)度越大。即，對于缺口部的寬度可供2片接觸刃18a、18b一并通過，磁性板通路111a、111b的寬度D1是分別可通過一片的接觸刃18a、18b。因此，試圖增大電磁吸引力。特別是，5A程度的微小電流開放時為有效。
又由于細(xì)槽112a、112b的寬度D2比磁性板通路111a、111b的寬度D1窄，在細(xì)槽112a、112b產(chǎn)生比磁性板通路111a、111b強(qiáng)的電磁吸引力。因此，例如，在激磁電流及充電電流等小電流開放時，電弧時間即使變長，通過分別產(chǎn)生在構(gòu)成磁性板通路111a、111b及電弧誘導(dǎo)部β的細(xì)槽112a、112b上的強(qiáng)力電磁力，激磁電流電弧及充電電流電弧吸引至該細(xì)槽112a、112b的深處。然后，被位于該細(xì)槽112a、112b深處的電弧拘束部γ所固定(拘束)，形成電弧區(qū)域。
附帶說明，未形成細(xì)槽112a、112b的狀況下，無法實(shí)施激磁電流電弧及充電電流電弧等小電流電弧的固定控制。由于能量不足，使電弧I往磁性板通路111a、111b的深處驅(qū)動的電磁吸引力很弱，隨著磁性板通路111a、111b內(nèi)消弧性分解氣體壓力升高，電弧I向磁性板通路111a、111b的前端側(cè)壓回。因此，無法得到電弧穩(wěn)定的遮斷動作。
如此，電弧I在集中至細(xì)槽112a、112b的最深處而固定的狀態(tài)下延伸的同時，由各磁性板110所截斷。陽極、陰極下降及冷卻等有效地作用，電弧電壓急劇升高。電弧穩(wěn)定在磁性板110中的電弧拘束部γ附近。
一方面，通過磁性板110與消弧構(gòu)件120交錯地配置于可動電極18的移動方向上，電弧I電弧接觸于消弧構(gòu)件120上下阻隔面122j的上面(表面)及下面(里面)，并更向磁性板110的深處驅(qū)動。此時，通過電弧熱，從消弧構(gòu)件120之上下阻隔面122j的上面及下面及壁構(gòu)件123產(chǎn)生消弧性分解氣體，通過該消弧性分解氣體促進(jìn)電弧的消除。特別是在超過30A的大電流開放時，能更有效的發(fā)揮作用。
即，大電流電弧產(chǎn)生于能量大的各磁性板110的電磁吸引力也強(qiáng)。因此，電弧I一口氣向細(xì)槽112a、112b的深處，直至消弧構(gòu)件120的后方側(cè)驅(qū)動。與微小電流電弧與小電流電弧相比，由于產(chǎn)生的熱量也多，所以來自消弧構(gòu)件120上面及下面的消弧性分解氣體產(chǎn)生量也被充分地確保。并且，形成位于電弧誘導(dǎo)部β的深槽122a、122b的壁構(gòu)件123也對消弧性分解氣體的產(chǎn)生有貢獻(xiàn)。
消弧構(gòu)件120由于由包含作為一種陰性原子的氟元素的合成樹脂(在本實(shí)施例中為PFA)所形成，在電弧熱所產(chǎn)生的消弧性分解氣體中，含有容易吸附電弧中電子的一種陰性原子的氟原子。通過該氟原子吸附電弧中的電子，消弧性能(電流遮斷性能)得以提高。
接觸刃18a、18b通過消弧構(gòu)件通路121a、121b時，消弧構(gòu)件通路121a、121b的內(nèi)面暴露在電弧下。通過電弧熱，從消弧構(gòu)件通路121a、121b的內(nèi)面產(chǎn)生消弧性分解氣體，由該消弧性分解氣體促進(jìn)電弧的消除。特別是在微小電流開放時有效地作用。
由于與大電流電弧相比，微小電流電弧能量非常少，產(chǎn)生于各磁性板110的磁性也弱。因此，電弧不會被驅(qū)動至細(xì)槽112a、112b的深處。在這種情況下，來自消弧構(gòu)件120的上面及下面的消弧性分解氣體的產(chǎn)生量，比大電流開放時低。但是，此微小電流開放時消弧性分解氣體的發(fā)熱量降低，由位于微小電流電弧點(diǎn)附近的消弧構(gòu)件通路121a、121b的內(nèi)面產(chǎn)生的消弧性分解氣體補(bǔ)充。
由于從消弧構(gòu)件通路121a、121b的內(nèi)面產(chǎn)生的消弧性分解氣體滯留于消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b內(nèi)。因此，深槽122a、122b內(nèi)的消弧性分解氣體的壓力升高。通過升高壓力的消弧性分解氣體接觸于電弧I而促進(jìn)電弧的消除。例如在激磁電流及充電電流等小電流開放時的電弧時間變長的情況中能有效地作用。激磁電流電弧及充電電流電弧是通過細(xì)槽112a、112b的強(qiáng)力電磁力，誘導(dǎo)至該細(xì)槽112a、112b的深處。
即，通常的負(fù)載電流由于電流波形與電壓波形大約同一周期，電流0A時，電壓也變成0V。因此，遮斷是容易的。但是，由于激磁電流的電壓相位比電流相位遲90度，而充電電流的電壓相位比電流相位領(lǐng)先90度，即電流為0A時電壓達(dá)到峰值，因此遮斷很困難。在消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b內(nèi)，通過使壓力升高的消弧性分解氣體接觸于激磁電流電弧及充電電流電弧，即使電壓為峰值而電流為0點(diǎn)時也可消除電弧。
更進(jìn)一步，消弧構(gòu)件通路121a、121b的寬度極為狹窄，該消弧構(gòu)件通路121a、121b的內(nèi)面(即，平面123a)分別接近于接觸刃18a、18b的兩側(cè)面。因此，通過兩接觸刃18a、18b依次通過各消弧構(gòu)件通路121a、121b，而得到細(xì)縫效果。即，電弧I被關(guān)進(jìn)構(gòu)成消弧構(gòu)件通路121a、121b的平面123a之間而成為密度高的狀態(tài)，此種所謂通過細(xì)縫效果而促進(jìn)消除電弧。在微小電流的場合為有效。
通過磁性板110與消弧構(gòu)件120在可動電極18的移動方向上以既定的間隔交錯地配置，防止各消弧構(gòu)件120的內(nèi)面間碳化物連續(xù)地附著。因此，消弧構(gòu)件120的內(nèi)面不會形成連續(xù)的碳化面，抑制消弧性能的劣化。更進(jìn)一步，消弧構(gòu)件120的表面及里面分別形成凹部125，確保朝該消弧構(gòu)件120側(cè)面的沿面距離。此外，在消弧構(gòu)件120的側(cè)部形成突出部127。因此，抑制電弧I朝各磁性板110的側(cè)邊轉(zhuǎn)入，并防止在各磁性板110的兩側(cè)部間發(fā)生電弧I。
在消弧構(gòu)件通路121a、121b內(nèi)所產(chǎn)生的消弧性分解氣體被導(dǎo)引入平面123a，并朝消弧構(gòu)件120的后方導(dǎo)出。特別是在大電流開放時，伴隨電流的產(chǎn)生消弧性分解氣體是主要朝磁性板110及消弧構(gòu)件120的后方流動。通過該消弧性分解氣體，電弧I朝磁性板110及消弧構(gòu)件120的后方吹散，而該電弧I被更加地稀釋。即，通過朝磁性板110及消弧構(gòu)件120的后方流動的消弧性分解氣體將電弧吹散的效果，促進(jìn)電弧的消除。壁構(gòu)件123a的外面(平面123a的相反面)成為電弧產(chǎn)生部位的背面，包含于消弧性分解氣體的金屬蒸氣等附著。因此，不會形成連續(xù)的污損面，并確保各磁性板110間的沿面距離。
如圖8a中箭頭所示，可向消弧構(gòu)件120后方導(dǎo)出的消弧性分解氣體，經(jīng)由大開口的空隙S(參照圖6)，而導(dǎo)向消弧裝置100的后方。同時，消弧性分解氣體不會滯留，并向消弧構(gòu)件120后方抽出的同時，新的氛圍氣(空氣)導(dǎo)入。結(jié)果，在消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b后方的氛圍氣的絕緣阻抗變高而有助于消除電弧。更進(jìn)一步，通過新導(dǎo)入的氛圍氣(空氣)，冷卻磁性板110并促進(jìn)電弧的消除。
一旦發(fā)揮消弧功能的消弧性分解氣體含有金屬蒸氣及游離元素碳，雖然其為電弧再點(diǎn)著的原因，但是通過消弧性分解氣體快速地向磁性板110及消弧構(gòu)件120的后方導(dǎo)出，而防止電弧再點(diǎn)著。當(dāng)可動電極18移動到第1圖中以雙點(diǎn)劃線表示的開放位置時，電弧完全地被消除，開路動作結(jié)束。閉路時，與上述開路時的動作相反而行。
第一實(shí)施例的效果(1)磁性板通路111a、111b的最里部，在開路時，在固定電極15與可動電極18之間，設(shè)有電弧誘導(dǎo)部β，將產(chǎn)生的電弧誘導(dǎo)向形成于消弧裝置100最深處的電弧拘束部γ。具體而言，在磁性板通路111a、111b最深處，具有既定長度(10mm)切割形成的細(xì)槽112a、112b中，即使是小電流也產(chǎn)生強(qiáng)力的電磁力，電弧是快速地被誘導(dǎo)向電弧拘束部γ。特別是通過將小電流范圍的電弧I拘束于消弧裝置100內(nèi)，確保該電弧I與從消弧構(gòu)件120產(chǎn)生的消弧性分解氣體的接觸時間。結(jié)果，小電流范圍的電弧I也可快速地消除。所以，不論大電流范圍及小電流范圍的電弧I均可被消除。換言之，大電流范圍及小電流范圍的遮斷性能(JIS4650準(zhǔn)則)均可被確保。
(2)消弧構(gòu)件通路121a、121b相向的側(cè)緣部設(shè)有確保消弧構(gòu)件120側(cè)邊的沿面距離的沿面距離增大構(gòu)造。具體而言，在消弧構(gòu)件通路121a、121b相向的側(cè)緣部，通過沿消弧構(gòu)件通路121a、121b所形成的壁構(gòu)件123與消弧構(gòu)件120的表面及里面，以及間隔保持構(gòu)件124所構(gòu)成的凹部125，確保消弧構(gòu)件120側(cè)面的沿面距離。即，確保各磁性板110之間的沿面距離。
(3)消弧構(gòu)件通路121a、121b的最深處，形成具有既定長度的深槽122a、122b的同時，使該深槽122a、122b開放于消弧構(gòu)件120的內(nèi)側(cè)。因此，由消弧構(gòu)件120與電弧I接觸所產(chǎn)生的消弧性分解氣體是通過消弧構(gòu)件通路121a、121b及深槽122a、122b，而向消弧構(gòu)件120，即消弧裝置100的后方導(dǎo)出。此時，消弧性分解氣體由于通過平面123a導(dǎo)引，順利地導(dǎo)向消弧構(gòu)件120的后方。
(4)消弧構(gòu)件120設(shè)有使磁性板110間的配置間隔保持一定的保持構(gòu)件124。同時，在消弧構(gòu)件通路121a、121b相向的側(cè)緣部，通過沿消弧構(gòu)件通路121a、121b所形成的壁構(gòu)件123與消弧構(gòu)件120的表面及里面，以及間隔保持構(gòu)件124所構(gòu)成的凹部125，確保消弧構(gòu)件120側(cè)面的沿面距離。然后，壁構(gòu)件123與消弧構(gòu)件120的表面及里面分別不與磁性板110接觸的程度，分別設(shè)定從間隔保持構(gòu)件124的消弧構(gòu)件120的表面及里面突出的高度。因此，各磁性板110之間的沿面距離的確定變得容易。
(5)在消弧構(gòu)件120的側(cè)緣部，設(shè)有突出部127。因此，可抑制在各磁性板110的側(cè)緣部間電弧的產(chǎn)生。
(6)上述細(xì)槽112a、112b的寬度是超過0且在1.5mm以下。因此，確保向磁性板110的深處的電磁吸引力，即使是小電流范圍的電弧I，也可確保在細(xì)槽112a、112b內(nèi)。
第二實(shí)施例下面，根據(jù)圖10～13對本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行說明。
如圖10及圖11所示，在電源測套管13的內(nèi)端，設(shè)有消弧裝置30。消弧裝置30是由磁性體所形成的多個薄板狀的磁性板40與由具有絕緣性及消弧性的合成樹脂材料所形成的多個消弧構(gòu)件50，在可動電極18的移動方向以既定的間隔交錯配置而成。
磁性板如圖12所示，磁性板40由鋼材等磁性體形成W字板狀。在本實(shí)施例中，磁性板40的厚度d1為1毫米。在磁性板40的前端緣(負(fù)載側(cè)套管14側(cè)的側(cè)緣)，作為分別可通過接觸刃18a、18b的一對磁性板通路41a、41b，以既定間隔形成。
如圖13所示，在磁性板通路41a、41b相向的內(nèi)側(cè)緣，至少分別對應(yīng)于通過該磁性板通路41a、41b之際的接觸刃18a、18b的部位成相互平行，形成磁性板通路41a、41b。為使產(chǎn)生于磁性板40的電磁吸引力增大，磁性板通路41a、41b的寬度D1最好是極窄，在本實(shí)施例中，是比接觸刃18a、18b的厚度(4毫米)稍微寬的8毫米。
在兩磁性板通路41a、41b的最里部，分別形成作為切槽的細(xì)槽42a、42b。細(xì)槽42a、42b的寬度D2(參照第13圖)比磁性板通路41a、41b的寬度D1窄，與磁性板通路111a、111b相同的方向上向內(nèi)側(cè)延伸出。細(xì)槽42a、42b寬度D2的選取范圍為0.5毫米～2.0毫米，最好是在0.8毫米～1.8毫米，最適當(dāng)?shù)姆秶?.8毫米～1.2毫米。本實(shí)施例中，細(xì)槽42a、42b的寬度D2分別為1.0毫米。
若超過此范圍，產(chǎn)生于細(xì)槽42a、42b的向該細(xì)槽42a、42b深處的電磁吸引力無法充分獲得，電弧無法穩(wěn)定地吸引固定在細(xì)槽42a、42b的深處。在未滿該范圍的情況下，磁性板40的組裝精度有嚴(yán)格管理的必要，以防止組裝作業(yè)效率降低。在磁性板40的四角分別形成插通孔44。在磁性板40的后端，二個插通孔44間形成缺口部45。在本實(shí)施例中，細(xì)槽42a、42b構(gòu)成電流拘束部。
消弧構(gòu)件如圖12所示，消弧構(gòu)件50是由具有絕緣性及消弧性的合成樹脂材料(例如四氟乙烯共聚合物(PFA)等氟素樹脂)形成W字厚板狀。然后，通過與電弧接觸而產(chǎn)生消弧性分解氣體。在本實(shí)施例中，消弧構(gòu)件50的厚度為6毫米。
在消弧構(gòu)件50的前端緣(負(fù)載側(cè)套管14側(cè)的側(cè)邊)上，作為分別可通過接觸刃18a、18b的一對消弧構(gòu)件通路121a、121b，以既定間隔形成。消弧構(gòu)件通路51a、51b的形狀大體上與磁性板通路41a、41b一致，其寬度W1為7毫米，比磁性板通路41a、41b的寬度稍窄。
在兩消弧構(gòu)件通路51a、51b的最里部，分別經(jīng)由連通槽52a、52b而形成橫槽53a、53b。換言之，在消弧構(gòu)件通路51a、51b的中途設(shè)有狹部W，該狹部W構(gòu)成移動抑制構(gòu)造，用來抑制上述消弧性分解氣體向消弧構(gòu)件50的開口側(cè)移動。
連通槽52a、52b的寬度W2比消弧構(gòu)件通路51a、51b的寬度W1窄。在本實(shí)施例中，設(shè)定為2.5毫米。橫槽53a、53b是形成相對于連通槽52a、52b的延伸方向呈直交方向延伸的長孔狀。連通槽52a、52b是在橫槽53a、53b的中央附近連通。兩橫槽53a、53b構(gòu)成供電弧熱產(chǎn)生的消弧性分解氣體滯留的壓力室。
在消弧構(gòu)件50的上下兩面的四角分別形成突部54，在各突部54上分別形成貫通孔55。各突部54的功能是作為使磁性板40與消弧構(gòu)件50的間隔保持一定，而且保持在可動電極18的移動方向上相互鄰接的消弧構(gòu)件50、50的間隔。在磁性板40與消弧構(gòu)件50相互層疊的狀態(tài)下，設(shè)定各突部54的突出高度，使在可動電極18的移動方向上相互鄰接的消弧構(gòu)件50、50的配置間隔d3成為既定值(在本實(shí)施例中為3毫米)。
固定構(gòu)造如圖11所示，消弧裝置30對于固定電極15的上面，通過支撐構(gòu)件60固定。即消弧裝置30設(shè)置于支撐構(gòu)件60的上面，且設(shè)置于支撐構(gòu)件60上面，既定間隔突設(shè)的一對固定構(gòu)件61、61之間的同時，通過分別在內(nèi)側(cè)突設(shè)于兩固定構(gòu)件61、61上端部的壓構(gòu)件62、62，從上方壓入。在使各磁性板40的插通孔44及消弧構(gòu)件50的貫通孔55相互一致的狀態(tài)下，從消弧裝置30的四角上方，分別插通具有絕緣性的固定螺栓63(參照圖12)，鎖緊于支撐構(gòu)件60上，藉此，消弧裝置30固定在支撐構(gòu)件60的上面。
實(shí)施例的作用其次，對如前述所構(gòu)成的開關(guān)器的消弧裝置的作用進(jìn)行說明。
通過上述操作把手的開路操作而使可動電極18從固定電極15分離時，兩電極15、18之間，即固定電極15與兩接觸刃18a、18b之間分別產(chǎn)生電弧。在該電弧柱的周圍，由于磁性板40的存在，產(chǎn)生靠向一邊的磁束分布。根據(jù)右手螺旋定則及左手定則，由磁性板40產(chǎn)生的電磁力，電弧被持續(xù)地向磁性板40的內(nèi)部驅(qū)動，經(jīng)過兩磁性板通路41a、41b(參照圖12)的最里部，而固定集中于細(xì)槽42a、42b的內(nèi)部。
在磁性板通路41a、41b相向的內(nèi)側(cè)緣中，至少對應(yīng)于通過該磁性板通路41a、41b之際的可動電極18(嚴(yán)格地說，接觸刃18a、18b)的部位互相平行的緣故，產(chǎn)生于該部位間的電磁力的強(qiáng)度變成相同。因此，電弧穩(wěn)定地向磁性板通路41a、41b的內(nèi)部驅(qū)動。
磁性板通路41a、41b的寬度D1由于在開閉時，在接觸刃18a、18b不干涉的范圍內(nèi)盡量小，例如使接觸刃18a、18b通過形成于磁性板40前端緣的一個缺口部內(nèi)的情況相比，向磁性板40內(nèi)部的電磁吸引力增大。磁性板通路41a、41b的寬度D1愈窄，該電磁吸引力的強(qiáng)度越大。即，對于缺口部的寬度可供2片接觸刃18a、18b一并通過，磁性板通路41a、41b的寬度D1是分別可通過一片的接觸刃18a、18b。因此，試圖增大電磁吸引力。特別是，5A程度的微小電流開放時為有效。
由于細(xì)槽42a、42b的寬度D2比磁性板通路41a、41b的寬度D1窄，在細(xì)槽42a、42b產(chǎn)生比磁性板通路41a、41b強(qiáng)的電磁吸引力。因此，例如，在激磁電流及充電電流等小電流開放時，電弧時間即使變長，通過分別產(chǎn)生于細(xì)槽42a、42b上的強(qiáng)力電磁力，激磁電流電弧及充電電流電弧吸引固定至該細(xì)槽42a、42b的深處，而在該細(xì)槽42a、42b的深處形成電弧區(qū)域。附帶說明，未形成細(xì)槽42a、42b的狀態(tài)下，無法實(shí)施激磁電流電弧及充電電流電弧等的電弧控制。
如此，電弧在集中至細(xì)槽42a、42b的最深處而固定的狀態(tài)下延伸的同時，被各磁性板40截斷。陽極、陰極下降及冷卻等有效地作用，電弧電壓急劇升高。電弧穩(wěn)定在磁性板40中的細(xì)槽42a、42b最深處與后緣端的中央附近。
通過磁性板40與消弧構(gòu)件50交錯配置于可動電極18的移動方向上，電弧接觸于消弧構(gòu)件50的上面及下面，并更向磁性板40的深處驅(qū)動。此時，通過電弧熱，從消弧構(gòu)件50的上面及下面產(chǎn)生消弧性分解氣體，通過該消弧性分解氣體促進(jìn)消除防止電弧。特別是在超過30A的大電流開放時，能有效地作用。
即，大電流電弧產(chǎn)生于能量大的各磁性板40的電磁吸引力也強(qiáng)。因此，電弧是一口氣向細(xì)槽42a、42b的深處，甚至消弧構(gòu)件50的后方側(cè)驅(qū)動，而積極地與消弧構(gòu)件50的上面及下面接觸。又因?yàn)榕c微小電流電弧與小電流電弧相比，產(chǎn)生的熱量也多，所以來自消弧構(gòu)件50上面及下面的消弧性分解氣體產(chǎn)生量也被充分地確保。
接觸刃18a、18b通過消弧構(gòu)件通路51a、51b之際，消弧構(gòu)件通路51a、51b的內(nèi)面暴露在電弧下。通過電弧熱，從消弧構(gòu)件通路51a、51b的內(nèi)面產(chǎn)生消弧性分解氣體，由該消弧性分解氣體促進(jìn)電弧的消除。特別是在微小電流開放時能有效地作用。
與大電流電弧相比，微小電流電弧能量非常少，產(chǎn)生于各磁性板40的磁性也弱。因此，電弧不會被驅(qū)動至細(xì)槽42a、42b的深處。這種情況下，來自消弧構(gòu)件50的上面及下面的消弧性分解氣體的產(chǎn)生量，比大電流開放時低。但是，此微小電流開放時消弧性分解氣體的發(fā)熱量降低，由位于微小電流電弧點(diǎn)附近的消弧構(gòu)件通路51a、51b的內(nèi)面產(chǎn)生的消弧性分解氣體補(bǔ)充。
當(dāng)電弧在各磁性板40的細(xì)槽42a、42b深處的電弧區(qū)域移走之際，從各消弧構(gòu)件50的連通槽52a、52b的盡頭，即從橫槽53a、53b的內(nèi)壁上對應(yīng)于連通槽52a、52b的部分(以下稱盡頭壁)也產(chǎn)生消弧性分解氣體。也通過該消弧性分解氣體促進(jìn)電弧的消除。例如，在激磁電流及充電電流等小電流開放時，電弧時間即使變長，通過分別產(chǎn)生于細(xì)槽42a、42b上的強(qiáng)力電磁力，激磁電流電弧及充電電流電弧被吸引固定至該細(xì)槽42a、42b的深處。
從上述盡頭壁產(chǎn)生的消弧性分解氣體向消弧構(gòu)件50開口側(cè)(內(nèi)側(cè)的相反側(cè))的移動是通過連通槽52a、52b的寬度W2比消弧構(gòu)件通路51a、51b的寬度W1窄而抑制。即，橫槽53a、53b內(nèi)的消弧性分解氣體從該橫槽53a、53b產(chǎn)生。因此，存在于橫槽53a、53b內(nèi)的消弧性分解氣體儲存滯留在橫槽53a、53b內(nèi)，藉此，橫槽53a、53b內(nèi)的消弧性分解氣體壓力升高。通過使壓力升高的消弧性分解氣體與電弧接觸而促進(jìn)電弧的消除。特別是在激磁電流及充電電流開放時有效。
通常的負(fù)載電流由于電流波形與電壓波形大約同一周期，電流為0安培時，電壓也變成0。因此，遮斷是容易的。但是，激磁電流由于電壓相位比電流相位遲90度，又因?yàn)槌潆婋娏鞯碾妷合辔槐入娏飨辔活I(lǐng)先90度，電流為0A時電壓為峰值，遮斷是困難的。在橫槽53a、53b內(nèi)，通過使壓力升高的消弧性分解氣體接觸于激磁電流電弧及充電電流電弧，即使電壓為峰值而電流為0點(diǎn)也可消除電弧。
更進(jìn)一步，消弧構(gòu)件通路51a、51b的寬度極為狹窄，該消弧構(gòu)件通路51a、51b的內(nèi)面分別接近于接觸刃18a、18b的兩側(cè)面。磁性板40的厚度d1＜消弧構(gòu)件50的配置間隔d3＜消弧構(gòu)件的厚度d2，確保該消弧構(gòu)件50的厚度d2在一定值以上(參照圖12)。因此，通過兩接觸刃18a、18b依次通過各消弧構(gòu)件通路51a、51b，而得細(xì)縫效果。即，電弧被關(guān)進(jìn)構(gòu)成消弧構(gòu)件通路51a、5b之間而成為密度高的狀態(tài)，這就是所謂通過細(xì)縫效果促進(jìn)消除電弧。
通過磁性板40與消弧構(gòu)件50在可動電極18的移動方向上以既定的間隔交錯地配置，防止各消弧構(gòu)件50的內(nèi)面(消弧構(gòu)件通路51a、51b的內(nèi)面，連通槽52a、52b的內(nèi)面，橫槽53a、53b的內(nèi)面)碳化物連續(xù)地附著。因此，消弧構(gòu)件120的內(nèi)面不會形成連續(xù)的碳化面，防止消弧性能的劣化。
磁性板40與消弧構(gòu)件50的間隙是橫過其全周圍而開放，在消弧構(gòu)件通路51a、51b內(nèi)產(chǎn)生的消弧性分解氣體可導(dǎo)出于外部。特別是在大電流開放時，伴隨電弧的產(chǎn)生，消弧性分解氣體是主要朝磁性板40及消弧構(gòu)件50的后方流動。通過該消弧性分解氣體，電弧朝磁性板40及消弧構(gòu)件50的后方吹散，而該電弧被更加地稀釋。
即通過朝磁性板40及消弧構(gòu)件50的后方流動的消弧性分解氣體將電弧吹散的效果，促進(jìn)電弧的消除。一旦發(fā)揮消弧功能的消弧性分解氣體含有金屬蒸氣及游離元素碳，雖然其為電弧再點(diǎn)著的原因，但是通過消弧性分解氣體快速地向磁性板40及消弧構(gòu)件50的后方導(dǎo)出，而防止電弧再點(diǎn)著。當(dāng)可動電極18移動到圖1中以雙點(diǎn)劃線表示的開放位置時，電弧完全地被防止，開路動作結(jié)束。閉路時，動作與上述開路時相反。
第二實(shí)施例的效果(1)具有磁性板通路41a、41b的磁性板40與由具有消弧構(gòu)件通路51a、51b的電弧構(gòu)件50，在可動電極18的移動方向以既定的間隔交錯配制而成。然后，開路時，從固定電極15分離的可動電極18依次通過磁性板通路41a、41b及消弧構(gòu)件通路51a、51b。因此，電弧接觸于消弧構(gòu)件50的上面及下面，并更向磁性板40的深處驅(qū)動。此時，由于電弧熱，從消弧構(gòu)件50的上面及下面產(chǎn)生消弧性分解氣體，通過該消弧性分解氣體促進(jìn)消除電弧。進(jìn)而提高消弧性能。
(2)同樣通過磁性板40與消弧構(gòu)件50在可動電極18的移動方向上以既定的間隔交錯地配置，防止各消弧構(gòu)件50的內(nèi)面(消弧構(gòu)件通路51a、51b的內(nèi)面，連通槽52a、52b的內(nèi)面，橫槽53a、53b的內(nèi)面)碳化物連續(xù)地附著。因此，消弧構(gòu)件120的內(nèi)面不會形成連續(xù)的碳化面，抑制消弧性能的劣化。甚至可維持消弧性能的長久。
(3)同樣通過磁性板40與消弧構(gòu)件50在可動電極18的移動方向上以既定的間隔交錯地配置，磁性板40與消弧構(gòu)件50的間隙是橫過其全周圍而開放，在消弧構(gòu)件通路51a、51b內(nèi)產(chǎn)生的消弧性分解氣體可導(dǎo)出于外部。特別是在大電流開放時，伴隨電弧的產(chǎn)生，消弧性分解氣體是主要朝磁性板40及消弧構(gòu)件50的后方流動。通過該消弧性分解氣體，電弧朝磁性板40及消弧構(gòu)件50的后方吹散，而該電弧被更加地稀釋。即通過向磁性板40后方流動的消弧性分解氣體吹散電弧的效果，促進(jìn)電弧的消除。
(4)在消弧構(gòu)件通路51a、51b的最深處，形成供消弧性分解氣體滯留的橫槽53a、53b。因此，電弧熱產(chǎn)生的消弧分解氣體滯留在橫槽53a、53b內(nèi)，藉此，橫槽53a、53b內(nèi)的消弧性分解氣體的壓力升高。通過壓力升高的消弧性分解氣體與電弧接觸而促進(jìn)電弧的消除，甚至提高消弧的性能。
(5)磁性板40的厚度為d1，消弧構(gòu)件50的厚度為d2，消弧構(gòu)件50的配置間隔為d3時，以d1＜d3＜d2配置形成磁性板40及消弧構(gòu)件50。即，消弧構(gòu)件50的厚度d2確保在一定值以上的同時，多個消弧構(gòu)件50以既定間隔配置。因此，通過兩接觸刃18a、18b依次通過各消弧構(gòu)件通路51a、51b，而得細(xì)縫效果。然后，可對與大電流電弧及小電流電弧相比驅(qū)動力小的微小電流做電弧的消除。即消弧性能提高。
(6)磁性板通路41a、41b的寬度D1由于在開閉時，在接觸刃18a、18b不干涉的范圍內(nèi)盡量小，例如使接觸刃18a、18b通過形成于磁性板40前端緣的一個缺口部內(nèi)的情況相比，向磁性板40內(nèi)部的電磁吸引力增大。
(7)在磁性板通路41a、41b的最深處形成細(xì)槽42a、42b，細(xì)槽42a、42b的寬度D2比磁性板通路41a、41b的寬度D1窄。因此，在細(xì)槽42a、42b產(chǎn)生比磁性板通路41a、41b強(qiáng)的電磁吸引力。例如，在激磁電流及充電電流等小電流開放時，電弧時間即使變長，通過分別產(chǎn)生于細(xì)槽42a、42b上的強(qiáng)力電磁力，激磁電流電弧及充電電流電弧被吸引固定至該細(xì)槽42a、42b的深處。
(8)在磁性板40的后端緣形成缺口部45。在磁性板40與消弧構(gòu)件50組合的狀態(tài)下，缺口部45比消弧構(gòu)件50的后端緣處于更內(nèi)部的位置。因此，可防止電弧移走于各磁性板40的后端緣。
(9)可動電極18為由兩片接觸刃18a、18b所構(gòu)成的雙刃(doubleblade)型。因此，例如與使用棒狀電極的場合不同，使磁性板通路41a、41b的寬度變得較窄。甚至，由電弧產(chǎn)生的電磁力也變大。
(10)在磁性板通路41a、41b相向的內(nèi)側(cè)緣中，至少對應(yīng)于通過該磁性板通路41a、41b之際的可動電極18的部位互相平行的緣故，產(chǎn)生于該部位間的電磁力的強(qiáng)度變成相同。因此，電弧穩(wěn)定地向磁性板通路41a、41b的內(nèi)部驅(qū)動。因此，可使消弧裝置30的消弧性能提高。
(11)在磁性板通路41a、41b的最深處，形成寬度比該磁性板通路41a、41b窄的細(xì)槽42a、42b，該細(xì)槽42a、42b的寬度D2設(shè)定在0.5～2毫米的范圍內(nèi)。因此，可充分地得到產(chǎn)生于細(xì)槽42a、42b、向該細(xì)槽42a、42b深處的電磁吸引力。因此，可防止電弧返回磁性板40的開口側(cè)。
(12)通過在消弧構(gòu)件通路51a、51b的中途設(shè)置狹部W，形成連通槽52a、52b。由于連通槽52a、52b的寬度W2比消弧構(gòu)件通路51a、51b的寬度W1窄，滯留在橫槽53a、53b內(nèi)的消弧性分解氣體返回消弧構(gòu)件50的開口側(cè)。因此，存在于比消弧構(gòu)件通路51a、51b的狹部W更內(nèi)側(cè)的消弧性分解氣體(即滯留在橫槽53a、53b內(nèi)的消弧性分解氣體)向消弧構(gòu)件50的開口側(cè)(內(nèi)側(cè)的相反側(cè))的移動被抑制。然后，上述消弧性分解氣體滯留在比消弧構(gòu)件通路51a、51b的狹部W更內(nèi)側(cè)，在該內(nèi)側(cè)的消弧性分解氣體壓力升高。因此，可使消弧裝置30的消弧性能提高。
上述第一、二實(shí)施例也可作以下的變更。
在上述第二實(shí)施例中，雖然通過在磁性板40的后端緣形成缺口部45，可防止電弧移走于各磁性板40的后端緣間，但通過以下方法也可實(shí)現(xiàn)。即，不形成磁性板40的缺口部45，而在消弧構(gòu)件50的后端緣，形成比磁性板40的后端緣更向外邊突出的后端突出部(圖中省略)。如此也可防止電弧移走于各磁性板40的后端緣間。
在上述第二實(shí)施例中，也可在磁性板40的兩側(cè)緣分別形成像缺口部45的缺口部(圖中省略)。或者是，在消弧構(gòu)件50的兩側(cè)緣上比，形成磁性板40的兩側(cè)緣更向外側(cè)突出的側(cè)緣突出部(圖中省略)也可。如此，電弧不會返回磁性板40的側(cè)邊，可防止電弧移走于各磁性板40的兩側(cè)緣間。在無法遮斷之際，也可防止電弧移走于各磁性板40的兩側(cè)緣間。
在上述第二實(shí)施例中，如圖14所示，對消弧構(gòu)件50實(shí)施部分挖除，除去不需要的部分也可。即，消弧構(gòu)件50主要由構(gòu)成消弧構(gòu)件通路51a、51b、連通槽52a、52b及橫槽53a、53b的壁構(gòu)件70a，以及形成于壁構(gòu)件70a的外面的補(bǔ)強(qiáng)用壁70b所構(gòu)成。如此，與消弧構(gòu)件50的厚度d2均一的場合不同，形成消弧構(gòu)件50所需的材料變少。因此，可使消弧構(gòu)件50的材料成本降低。甚至可使消弧裝置30的產(chǎn)品成本降低。壁構(gòu)件70a是在大電流開放時，與該大電流電弧接觸，而作為具有產(chǎn)生消弧性分解氣體功能的電弧接觸構(gòu)件。補(bǔ)強(qiáng)用壁70b是作為具有確保在圖14中所示的上下方向上以每既定間隔配置的磁性板40間具絕緣功能的磁性板間絕緣構(gòu)件。
在上述第二實(shí)施例中，消弧裝置30雖然使用于雙刃型的開關(guān)器，使用于雙刃型或單刃式的開關(guān)器也可。即，如圖15所示，在通過可外部操作的開關(guān)連桿機(jī)構(gòu)的作動、以軸71為中心轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)絕緣子72上，一對可動電極73、74以相反的方向突設(shè)?？蓜与姌O73、74是由各個二片接觸刃或單片接觸刃所構(gòu)成。如此，在轉(zhuǎn)子式的開關(guān)器中，可得到與第二實(shí)施例中第(1)～(12)相同的效果。
在上述第二實(shí)施例中，如圖16所示，消弧裝置30使用于單刃型的開關(guān)也可。在此狀況下，由于可動電極75由單數(shù)片的接觸刃75a所構(gòu)成，磁性板通路(圖中省略)、橫槽76a及消弧構(gòu)件通路76b分別形成各一個。固定電極(圖中省略)是例如一對固定接觸子以固定間隔相的同時，可在兩接觸子之間夾入接觸刃75a。如此，在單刃型的開關(guān)器中，可得到與第二實(shí)施例中第(1)～(12)相同的效果。
在上述第二實(shí)施例中，如圖17所示，也可在可動電極于同相間方向上拔插型式的開關(guān)器中使用消弧裝置30。在此狀況下，配置消弧裝置30，使磁性板40及消弧構(gòu)件50的配置方向成為同相間方向。將可撓性的導(dǎo)電體77固定在負(fù)載側(cè)套管14的內(nèi)端部，將可動電極78的基部固定在該導(dǎo)電體77的前端部。更進(jìn)一步，可動電極78的基部是經(jīng)由絕緣性連桿79連結(jié)于轉(zhuǎn)動軸80。因此，伴隨轉(zhuǎn)動軸80的轉(zhuǎn)動，可動電極78是在同相間方向移動。如此，在可動電極于同相間方向上拔插型式的開關(guān)器中，可得到與第二實(shí)施例中第(1)～(12)相同的效果。
與上述第一及第二實(shí)施例有關(guān)的消弧裝置100及消弧裝置30中，也可以與二氧化碳(CO2)等氣體消弧媒質(zhì)一起使用。
在上述第二實(shí)施例中，消弧構(gòu)件50可以使用任何含有鹵素族元素(電負(fù)度高)樹脂的材料。
在上述第二實(shí)施例中，相對于消弧構(gòu)件通路51a、51b分別設(shè)置一個橫槽53a、53b，如圖18所示，相對于消弧構(gòu)件通路51a、51b，在消弧構(gòu)件通路51a、51b延伸的方向上，也可以分別設(shè)置多個橫槽53a、53b。
在上述第二實(shí)施例中，如圖19所示，也可在橫槽53a、53b的深處壁上，形成單數(shù)或多個氣體抽取通路81(圖19為2個)。但是，氣體抽取通路81最好避開橫槽53a、53b的上述的盡頭壁。通過電弧頂?shù)皆摫M頭壁，使產(chǎn)生的消弧性分解氣體量不會減低。如此，消弧性分解氣體更順利地向消弧構(gòu)件50的后方流動，從而提高電弧吹散的效果。
在上述第二實(shí)施例中，形成有貫通消弧構(gòu)件50表面及內(nèi)面的橫槽53a，53b，但僅貫通橫槽53a，53b的一部分也可以。比如說，如圖20(a)，(b)所示，橫槽53a，53b為凹狀，連通溝52a，52b就延伸形成于橫槽53a，53b內(nèi)。即便如此，也可以得到與第二實(shí)施例中(3)和(11)相同的效果。
在上述第二實(shí)施例中，如圖21所示，亦可省略橫槽53a、53b。即，僅在消弧構(gòu)件通路51a、51b的中途設(shè)置狹部W，形成連通槽52a、52b。如此，可對存在于比消弧構(gòu)件通路51a、51b的狹部W更內(nèi)側(cè)的消弧性分解氣體向消弧構(gòu)件50的開口側(cè)(內(nèi)側(cè)的相反側(cè))的移動做抑制。
在上述第一實(shí)施例中，雖然構(gòu)成小電流拘束部的磁性板110的細(xì)槽112a、112b為各個寬度D2一定的平行槽，也可為向內(nèi)寬度漸窄的錐拔槽。例如圖22所示，細(xì)槽112a、112b的入口部寬度為0.8毫米，最深處的寬度為0.5毫米。通過從細(xì)槽112a、112b的入口部向最深處寬度變化的設(shè)計，可抑制伴隨電流遮斷的操作而造成的細(xì)槽112a、112b的閉塞。
當(dāng)使用率變高時，在細(xì)槽112a、112b的入口部，磁性板110的表面及里面變的混亂。于是，由于細(xì)槽112a、112b的寬度D2非常狹窄，細(xì)槽112a、112b會閉塞。細(xì)槽112a、112b的入口部寬度，在小電流范圍內(nèi)電弧可被拘束的情況下，使其變大，藉此，減輕細(xì)槽112a、112b的入口部的閉塞。但是，細(xì)槽112a、112b的入口部寬度也設(shè)定在上述細(xì)槽112a、112b寬度D2的選取范圍內(nèi)。
在上述第一實(shí)施例中，如圖23所示，在磁性板通路111a、111b的相向內(nèi)側(cè)緣上所分別設(shè)置的一對壁構(gòu)件123、123的后端部，也可分別設(shè)置引導(dǎo)壁G。兩引導(dǎo)壁G是分別向消弧構(gòu)件120的后方擴(kuò)開而形成。如此，可使含有金屬蒸氣的消弧性分解氣體有效率地擴(kuò)散至消弧構(gòu)件120的后方。
在上述第一實(shí)施例中，如圖23所示，在消弧構(gòu)件120的里面?zhèn)?，也可在深?22a、122b的延長線上，分別形成擴(kuò)散突部126。在圖23中，擴(kuò)散突部126形成臺形柱狀，該擴(kuò)散突部126配置成向消弧構(gòu)件120的后方漸寬。如此，向消弧構(gòu)件120后方導(dǎo)出、含有金屬蒸氣的消弧性氣體通過擴(kuò)散突部126擴(kuò)散，向該擴(kuò)散突部126的后方回入的同時，與新鮮空氣混合而稀釋，藉此，快速地恢復(fù)氛圍氣的絕緣。消弧性分解氣體可順利地導(dǎo)向后方。然后，通過消弧性分解氣體的擴(kuò)散，消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b后方的氛圍氣的絕緣電阻提高的同時，電弧I的經(jīng)路絕緣電阻提高而有助于消除電弧。擴(kuò)散突部126也可形成四角柱狀或三角柱狀。
在上述第一實(shí)施例中，如圖6的雙點(diǎn)劃線所示，支撐構(gòu)件130的支撐部132也可通過絕緣構(gòu)件Z從外側(cè)加以覆蓋。精確地說，露出于支撐部132外面的磁性板110的突起113，通過絕緣構(gòu)件Z從外側(cè)加以覆蓋。如此，可避免在各磁性板110的兩側(cè)緣之間產(chǎn)生電弧。
在上述第一實(shí)施例中，消弧構(gòu)件120是由四氟乙烯共聚物(PFA)形成，以含有作為陰性原子的氟元素的合成樹脂材料任意地變更消弧構(gòu)件120的材質(zhì)也可。例如，消弧構(gòu)件120的材質(zhì)可為聚四氟乙烯(PTFE)、全氟乙丙烯(FEP)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氟化亞乙烯(PVdF)、聚三氟氯乙烯樹脂(PCTFE)中的任一種。另外，也可為聚三氟氯乙烯、氟化乙烯、三氟乙烯、氟化亞乙烯及六氟化丙烯中的任一種。陰性原子除前述的氟元素外，還有例如氯元素、溴元素及硫元素等。消弧構(gòu)件120的材質(zhì)可從包含該等陰性原子的材料中選擇，電弧熱使消弧構(gòu)件120放出陰性原子，通過該等陰性原子吸附電弧中的原子，從而提高消弧性能。
在上述第一實(shí)施例中，磁性體可由含有9.0-16.0重量％的鉻以及0.006-0.020重量％的碳的鐵素體不銹鋼鋼材所形成。
在上述第一實(shí)施例中，也可將最下層的消弧構(gòu)件120與基部131的上面緊密相連。
在上述第一實(shí)施例中，也可在基部的內(nèi)面形成單個或多個絕緣壁，并讓該絕緣壁與最下層的消弧構(gòu)件120部分重疊。
在上述第一實(shí)施例中，也可在卡合突部140的前端部設(shè)置防止拔出裝置。
在上述第一實(shí)施例中，也可在最下層的消弧構(gòu)件120的消弧構(gòu)件通路121a、121b的周緣上設(shè)置細(xì)縫消弧裝置。
在上述第一實(shí)施例中，也可通過最下層的消弧構(gòu)件120的間隔保持構(gòu)件124，覆蓋支撐構(gòu)件130的基部131內(nèi)面。
在上述第一及第二實(shí)施例中，雖然消弧裝置100及消弧裝置30是分別使用于高壓交流負(fù)載開關(guān)器，但也可使用于高壓遮斷器。
在上述第一及第二實(shí)施例中，消弧構(gòu)件120、50與磁性板110、40是分別被制成后組裝在一起的，如圖24a、24b所示，消弧構(gòu)件120與磁性板110為整體結(jié)構(gòu)的組件也可。由此，可適當(dāng)選擇消弧構(gòu)件120、50與磁性板110、40的層疊數(shù)進(jìn)行組裝。
第三實(shí)施例以下，針對將本發(fā)明具體化為開關(guān)器的消弧裝置100A的第三實(shí)施例，根據(jù)圖25至圖39進(jìn)行說明。而且，與第一實(shí)施例相同的構(gòu)件給予相同的構(gòu)件編號，省略重復(fù)的說明。
如圖25所示，在開關(guān)器11的本體外殼12的相向兩側(cè)壁12a、12b上，電源側(cè)套管13及負(fù)載側(cè)套管14是三相位每相位各自地相對貫通支撐(圖25中僅表示一相位)。在電源側(cè)套管13的內(nèi)端(固定電極15的前端)上，消弧裝置100A通過固定用金屬318固定。負(fù)載側(cè)套管14的導(dǎo)電棒16，經(jīng)由軸17，可旋轉(zhuǎn)地被支撐于可動電極18的基端部。如圖26中雙點(diǎn)劃線所示，可動電極21是具有平行平板狀的一對接觸刃21a、21b。
一方面，如圖25所示，驅(qū)動連桿24的一端可旋轉(zhuǎn)地連接于杠桿20的前端，該驅(qū)動連桿24的另一端可旋轉(zhuǎn)地連接于可動電極21的中央附近。因此，操作上述操作把手時，可動電極21是經(jīng)由上述連桿機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)軸19、杠桿20及驅(qū)動連桿24，以軸17為中心在第25圖雙點(diǎn)劃線所示的投入位置與相同實(shí)線所示的開放位置之間移動。
驅(qū)動連桿其次，針對驅(qū)動連桿24做詳細(xì)的說明。如圖37所示，驅(qū)動連桿24是由例如聚丁烯對苯二甲酸及耐綸等的絕緣耐力大的合成樹脂形成。在驅(qū)動連桿24的外周面，固定電極15側(cè)的面及轉(zhuǎn)動軸19側(cè)的面上，分別形成多個凹部31。藉此，確保驅(qū)動連桿24的可動電極21側(cè)的連結(jié)部與杠桿20側(cè)的連結(jié)部之間的沿面距離。
如圖37及圖38所示，在驅(qū)動連桿24的外周面上，相對于形成各凹部31的面呈直交的二個面上，同相間阻隔面32于異相間方向上(圖38中的左右方向)突出而形成。驅(qū)動連桿24及兩同相間阻隔面32的固定電極15側(cè)的側(cè)面上，在驅(qū)動連桿24與可動電極21的聚合處上，突設(shè)有送風(fēng)構(gòu)件33橫過兩同相間阻隔面32、32的外側(cè)緣。送風(fēng)構(gòu)件33相對于兩同相間阻隔面32、32形成直交。
如圖25的雙點(diǎn)劃線所示，在開關(guān)器11的投入狀態(tài)(閉路狀態(tài))中，同相間阻隔面32及送風(fēng)構(gòu)件33是分別位于消弧裝置100A的下方。又如圖25的實(shí)線所示，在開關(guān)器11的開放狀態(tài)(開路狀態(tài))中，同相間阻隔面32位于固定電極15與轉(zhuǎn)動軸19的同時，送風(fēng)構(gòu)件33是對應(yīng)于消弧裝置100A的中央。送風(fēng)構(gòu)件33從如圖25的雙點(diǎn)劃線所示的投入位置移動至實(shí)線所示的開放位置，藉此，產(chǎn)生向消弧裝置100A側(cè)的風(fēng)。通過風(fēng)壓，在開路時，固定電極15與可動電極21之間所產(chǎn)生的電弧被推壓向電弧裝置100A的深處。如此，設(shè)定驅(qū)動連桿24的長度、同相間阻隔面32的寬度以及送風(fēng)構(gòu)件33的位置。
消弧裝置其次針對消弧裝置100A做詳細(xì)的說明。如圖27～29所示，消弧裝置100A具有磁性體形成板狀體的多個磁性板110，以及由具有絕緣性及消弧性的合成樹脂材料所形成的多個消弧構(gòu)件120。各磁性板110及各消弧構(gòu)件120在可動電極21的移動方向上，以既定的間隔交錯配置而成。各磁性板110及各消弧構(gòu)件120是分別配置于一對支撐構(gòu)件130之間而一并支撐著。以下依支撐構(gòu)件130、磁性板110及消弧構(gòu)件120的順序進(jìn)行說明。
支撐構(gòu)件首先對支撐構(gòu)件130進(jìn)行說明。如圖27～30所示，支撐構(gòu)件130并具有以固定用金屬件318固定于固定電極15的基部131與相對于同一基部131成斜狀的支撐部132。
如圖27所示，在基部131上形成傾斜面131a。最下層的消弧構(gòu)件120的側(cè)緣部(后述的突出部127)的下面密接在傾斜面131a上。最下層的消弧構(gòu)件120的前側(cè)側(cè)緣部(后述的突出部127的前側(cè)側(cè)緣部)密接在支撐部132的后側(cè)側(cè)緣上。藉此，抑制暴露于電弧I而從消弧構(gòu)件120產(chǎn)生的消弧性分解氣體從消弧裝置100A內(nèi)泄漏。
又如圖30所示，在基部131的內(nèi)側(cè)面上，形成絕緣壁135。絕緣壁135形成與兩支撐構(gòu)件130、130所支撐的磁性板110及消弧構(gòu)件120平行。如圖39所示，絕緣壁135是設(shè)置成重疊于支撐于兩支撐構(gòu)件130、130的消弧構(gòu)件120中最下層的消弧構(gòu)件120的側(cè)緣部(后述的突出部127)的一部份。藉此，抑制消弧性分解氣體向消弧裝置100A的兩支撐構(gòu)件130側(cè)的外部泄漏。更進(jìn)一步，兩支撐構(gòu)件130、130分別配置于消弧裝置100A的前面?zhèn)?即后述可動電極通過部α的開口側(cè))。通過兩支撐構(gòu)件130、130配置于離消弧裝置100A后面遠(yuǎn)的位置，抑制向該消弧裝置100A的后方放出的消弧性分解氣體返回而造成兩支撐構(gòu)件130、130的污損。
磁性板其次，對磁性板110進(jìn)行說明。如圖32所示，磁性板110是由磁性體形成W字板狀。在本實(shí)施例中，用鐵素體(ferrite)的不銹鋼鋼材作為磁性體。鐵素體不銹鋼鋼材的胚材本身具有防銹效果，產(chǎn)生電磁力的性能也佳。磁性板110是將鐵素體不銹鋼鋼材制的板材由壓床打拔，之后，通過退火而成形。所謂退火是將鋼加熱至既定溫度后，通過慢慢冷卻，除去壓床加工時施加于磁性板110的殘留應(yīng)力所造成的歪斜。包含于鐵素體的不銹鋼鋼材中的鉻(Cr)及碳(C)的含有量，在后詳述。
在磁性板110的前端緣(負(fù)載側(cè)套管14側(cè)的側(cè)緣)，作為分別可通過接觸刃21a、21b的一對磁性板通路111a、111b，以既定間隔形成。兩磁性板通路111a、111b分別形成愈向后端側(cè)寬度(第32圖左右方向的長度)愈窄的錐拔狀而形成缺口。
在兩磁性板通路111a、111b的最里部，分別形成作為切槽的細(xì)槽112a、112b。兩切槽112a、112b是分別與磁性板通路111a、111b同方向，即內(nèi)部(磁性板110的后端側(cè))延伸出。兩磁性板通路111a、111b的最深處與兩切槽112a、112b是平滑地連續(xù)著。兩切槽112a、112b為寬度一定的平行槽。
在磁性板110的兩側(cè)緣的前端匯集處，分別形成一對突起113。如圖30及31所示，兩突起113是分別從內(nèi)側(cè)卡合于兩支撐構(gòu)件130的磁性板用支撐孔133。在此狀態(tài)下，將突起113的支撐構(gòu)件130從外側(cè)面的突出部分，從外部用鑿子打入而使塑料變形，藉此，使該突起113無法從磁性板支撐孔133拔出。
消弧構(gòu)件其次，對消弧構(gòu)件120加以說明。如圖26及圖28所示，在消弧構(gòu)件120的前端緣(負(fù)載側(cè)套管14側(cè)的側(cè)邊)上，作為分別可通過接觸刃21a、21b的一對消弧構(gòu)件通路121a、121b，以既定間隔形成。在兩消弧構(gòu)件通路121a、121b的最深處分別形成深槽122a、122b。深槽122a、122b是與消弧構(gòu)件通路121a、121b同樣地向內(nèi)部(即，消弧構(gòu)件120的后端緣側(cè))與上述切槽112a、112b平行延伸。深槽122a、122b的寬度比消弧構(gòu)件通路121a、121b的寬度窄。
如圖33所示，在消弧構(gòu)件120的里面，在消弧構(gòu)件121a、121b相向的內(nèi)側(cè)緣上，分別突設(shè)有電弧接觸壁(壁構(gòu)件)123。電弧接觸壁123的內(nèi)面形成連續(xù)的平面123a。電弧接觸壁123(嚴(yán)格地說，電弧接觸壁123的平面123a)在大電流開放時，與該大電流電弧接觸，并作為具有產(chǎn)生消弧性分解氣體功能的電弧接觸構(gòu)件。
開放口如圖29、30及33所示，在各電弧接觸壁123的最深處，分別形成消弧性分解氣體的開放口123b。各開放口123b是分別成同列而形成缺口。由消弧構(gòu)件120暴露于電弧中所產(chǎn)生的消弧性分解氣體通過各開放口123b而向側(cè)方散逸。
電弧止壁部如圖33所示，在消弧構(gòu)件120的里面，深槽122a、122b相向的內(nèi)側(cè)緣上，分別形成塊狀的厚壁324。各厚壁324的前端側(cè)側(cè)面(消弧構(gòu)件通路121a、121b側(cè)的側(cè)面)面對消弧構(gòu)件通路121a、121b，相對于消弧構(gòu)件通路121a、121b的中心軸形成直交。因此，在微小電流開放時，該微小電流范圍的電弧I向內(nèi)側(cè)(消弧構(gòu)件120的后端側(cè))的移動被厚壁324前端側(cè)的側(cè)面所限制。即，厚壁324的前端側(cè)側(cè)面是作為電弧止壁部而具有限制電弧向內(nèi)側(cè)移動的功能。換言之，在兩電弧構(gòu)件通路121a、121b的最里部，分別形成電弧止壁部324a。通過微小電流范圍的電弧I滯留于電弧止壁部324a附近，該電弧止壁部324a被電弧熱熔解而產(chǎn)生消弧性分解氣體。
間隔保持構(gòu)件如圖29及30所示，與第一實(shí)施例相同，在消弧構(gòu)件120的表面及里面，在位于各電弧接觸壁123中最外側(cè)的二電弧接觸壁123與消弧構(gòu)件120的外側(cè)緣之間，間隔保持構(gòu)件124分別突出而形成。
凹部如圖29及33所示，在消弧構(gòu)件120的里面，由電弧接觸壁123與間隔保持構(gòu)件124以及消弧構(gòu)件120的表面及里面形成凹部125。
上下阻隔部此外，對消弧構(gòu)件120進(jìn)行說明。如圖33所示，消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b是經(jīng)由空隙127a、127b向消弧裝置100A的后端側(cè)開口。在消弧構(gòu)件120中，厚壁324后端側(cè)的部位為供確保磁性板110的上下方向的絕緣的上下阻隔部128。如圖34a所示，在上下阻隔部128中，在電弧接觸壁123的后端側(cè)形成厚壁部128a。該厚壁部128a向消弧構(gòu)件120的后端側(cè)壁厚漸小而形成錐拔面128b。通過此構(gòu)造，應(yīng)付電弧消耗的同時，消弧性分解氣體可向后方順利地放出。
如圖26～27所示，在各磁性板110及各消弧構(gòu)件120被支撐于支撐構(gòu)件130、130之間的狀態(tài)下，各上下阻隔部128分別從磁性板110的后端緣變大突出。藉此，遮斷時的消弧性分解氣體可順利地導(dǎo)引向消弧裝置100A的后方。同時消弧性分解氣體向消弧裝置100A內(nèi)的返回被抑制，而避免由于該返回而造成磁性板110間的氛圍氣容易短路。
突出部如圖26所示，位于消弧構(gòu)件120兩側(cè)緣的后端側(cè)，分別形成突出部127。在磁性板110及消弧構(gòu)件120被支撐于支撐構(gòu)件130、130之間的狀態(tài)下，突出部127從磁性板110的兩側(cè)緣分別突出，設(shè)定該突出部127的突出長度。
卡合突部在消弧構(gòu)件120兩側(cè)緣的前端側(cè)，分別形成卡合突部140。如圖29所示，卡合突部140的上面與上述突出部127的上面大體上位于同一平面。
卡合突部的防止拔出如圖35所示，在卡合突部140中，在位于相反側(cè)的短側(cè)面的上部，分別形成側(cè)部拔止突部141。參照圖36所示，在卡合突部140上，位于相反側(cè)的兩長側(cè)面中，位于上部的長側(cè)面的外側(cè)匯集處形成上部拔止突部142?？ê贤徊?40從內(nèi)側(cè)插入消弧構(gòu)件支撐孔134之際，該消弧構(gòu)件支撐孔134的內(nèi)面被導(dǎo)引至側(cè)部拔止突部141的錐形面141a及上部拔止突部142的錐形面142a。然后，側(cè)部拔止突部141及上部拔止突部142通過消弧構(gòu)件支撐孔134，通過該側(cè)部拔止突部141及上部拔止突部142卡合于支撐構(gòu)件130(支撐部132)的外側(cè)面，卡合突部140可防止從消弧構(gòu)件支撐孔134拔出。
磁性板與消弧構(gòu)件的位置關(guān)系如圖26所示，消弧裝置100A于消弧構(gòu)件120及磁性板110的層疊方向做平面觀時，消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b與磁性板110的切槽112a、112b的位置關(guān)系如下所述。即，在深槽122a、122b內(nèi)，磁性板110的切槽112a、112b全體定位的同時，磁性板110的一部份露出于該深槽122a、122b的最深處。在兩消弧構(gòu)件通路121a、121b的最深處的內(nèi)側(cè)，磁性板110露出于內(nèi)側(cè)(消弧構(gòu)件120的前端側(cè))。因此，產(chǎn)生于固定電極15與可動電極21之間的電弧I是對應(yīng)于該遮斷電流而被拘束于磁性板110的各露出部位。即，大電流及小電流范圍的電弧I被拘束于位于兩深槽122a、122b內(nèi)最深處的磁性板110的電弧拘束部γ(后述)。微小電流被拘束于位于兩消弧構(gòu)件通路121a、121b的最深處附近的磁性板110的電弧固定部150。
磁性板的材質(zhì)其次，對上述磁性板110的材質(zhì)做詳細(xì)的說明。
現(xiàn)有技術(shù)中磁性板的材料一般使用鐵材。因?yàn)殍F材廉價且保磁力小，在遮斷時能產(chǎn)生非常適當(dāng)?shù)碾姶帕?。然而鐵材的耐蝕性小，由于鐵銹的產(chǎn)生表面有做電鍍加工的必要。特別是廉價且耐蝕性佳的材料，SUS430(日本工業(yè)規(guī)格)所代表的鐵素體不銹鋼鋼材已為大眾所熟知，但保磁力過大，而不適合成為開關(guān)器的遮斷動成為其缺點(diǎn)。在此，本案申請人著眼于鐵素體不銹鋼鋼材的胚料的鉻(Cr)及碳(C)的含有量，從保有該等胚料的特性而與鐵材略同等的價格及具有磁性(保磁力)的各種鐵素體不銹鋼鋼材中選定。而且，對于磁性優(yōu)的高導(dǎo)磁鐵鎳合金(permalloy)(鎳及鐵為主成分的高透磁率的磁性合金)，不止價格很高且耐蝕性差，故排除在選定材料之外。
首先，為決定鉻(Cr)及碳(C)的含有量，由鉻及碳的含有量不同的試料1～試料9制作成同一形狀的磁性板110，針對每個進(jìn)行小電流的遮斷試驗(yàn)。在本實(shí)施形態(tài)中，遮斷電流為10A(安培)。其結(jié)果表示于表四。在該表四中，○表示遮斷良好，×表示遮斷不良。
試驗(yàn)條件如下。即，試驗(yàn)電極構(gòu)造為棒狀電極(固定電極15)?？蓜与姌O為銅制的直刃兩片(接觸刃21a、21b)為夾持接觸型，接觸刃21a、21b的厚度為4毫米。消弧裝置是使用磁性板110與消弧構(gòu)件120交錯地四段層疊的氣中磁性板式消弧裝置。磁性板110的厚度為1毫米，消弧構(gòu)件120的高度為6.5毫米。
從表四所示的試驗(yàn)結(jié)果中，磁性板110的材質(zhì)為試料1～試料6的情況下，對小電流電弧有良好的遮斷性。磁性板110的材質(zhì)為試料7～試料9的情況下，對小電流電弧則難有良好的遮斷性。因此，磁性板110以含有9.0～16.0重量％的鉻及0.006～0.030重量％的碳的鐵素體不銹鋼鋼材所形成者較佳。如此，可對小電流電弧及微小電流電弧分別做良好的遮斷。
磁性板110的材質(zhì)，在鐵素體不銹鋼鋼材中特別是含碳量少者較佳。這是因?yàn)榻?jīng)過退火等高溫化處理碳容易形成碳化物(如碳化鉻)，隨著含碳量的增加，磁性板110的磁性及耐蝕性會劣化。因此，在本實(shí)施例中，由含有9.0～16.0重量％的鉻及0.006～0.020重量％的碳的鐵素體不銹鋼鋼材所形成者較佳。
又如圖26所示，在本實(shí)施例中，磁性板通路111a、111b及消弧構(gòu)件通路121a、121b構(gòu)成可動電極通過部α。寬度比可動電極通過部α窄的消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b及磁性板110的切槽112a、112b構(gòu)成電弧誘導(dǎo)部β。磁性板110的切槽112a、112b最深處的平板部中，露出于消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b的部位構(gòu)成電弧拘束部γ。
實(shí)施例的作用其次，對上述構(gòu)造的開關(guān)器的消弧裝置的作用進(jìn)行說明。
在圖25所示的雙點(diǎn)劃線所示的投入狀態(tài)中，上述操作把手做開路操作時，以轉(zhuǎn)動軸19為中心杠桿20朝順時鐘方向轉(zhuǎn)動。接著，驅(qū)動連桿24向上方移動，可動電極21以軸17為中心朝順時鐘方向轉(zhuǎn)動?？蓜与姌O21從固定電極15分離時，該固定電極15與可動電極21之間，即固定電極15與兩接觸刃21a、21b之間分別產(chǎn)生電弧I(參照第32圖)。
如圖32所示，在該電弧柱的周圍，由于磁性板110的存在，產(chǎn)生靠向一邊的磁束分布。根據(jù)右手螺旋定則及左手定則，由產(chǎn)生于磁性板110的電磁力，電弧I被持續(xù)地向磁性板110的內(nèi)部(第32圖中箭頭方向)驅(qū)動，經(jīng)過兩磁性板通路111a、111b(參照第26圖)的最里部，而固定集中于細(xì)槽112a、112b的內(nèi)部。電弧I在集中至細(xì)槽112a、112b的最深處而固定的狀態(tài)下延伸的同時，由各磁性板110所截斷。陽極、陰極下降及冷卻等有效地作用，電弧電壓急劇升高?？蓜与姌O21移動至第25圖中以實(shí)線表示的開放位置時，電弧完全地被防止，開路動作完畢。閉路時，逆上述開路時的動作而行。
大電流電弧的遮斷其次，對遮斷例如超過30A(安培)的大電流之際的消弧裝置的作用進(jìn)行說明。
通過磁性板110與消弧構(gòu)件120交錯地配置于可動電極21的移動方向上，電弧I電弧接觸于消弧構(gòu)件120的上下阻隔面128的上面(表面)及下面(里面)，并更向磁性板110的深處驅(qū)動。此時，通過電弧熱，從消弧構(gòu)件120的上下阻隔面128的上面及下面及電弧接觸壁123產(chǎn)生消弧性分解氣體，通過該消弧性分解氣體促進(jìn)防止電弧。
即，大電流電弧產(chǎn)生于能量大的各磁性板110的電磁吸引力也強(qiáng)。因此，大電流的電弧I是不固定于電弧固定部150，一口氣向細(xì)槽112a、112b的深處，甚至消弧構(gòu)件120的后方側(cè)驅(qū)動。與激磁電流及充電電流等微小電流電弧與小電流電弧相比，由于產(chǎn)生的熱量也多，所以來自消弧構(gòu)件120上面及下面的消弧性分解氣體產(chǎn)生量也被充分地確保。同時，接觸壁123及厚壁324也對消弧性分解氣體的產(chǎn)生有貢獻(xiàn)。
消弧構(gòu)件120由于是由包含作為一種陰性原子的氟元素的合成樹脂(在本實(shí)施例中為PFA)所形成，在電弧熱所產(chǎn)生的消弧性分解氣體中，含有具有容易吸附電弧中電子的作為一種陰性原子的氟原子。通過該氟原子吸附電弧中的電子，消弧性能(電流遮斷性能)得以提高。
通過磁性板110與消弧構(gòu)件120在可動電極21的移動方向上以既定的間隔交錯地配置，防止各消弧構(gòu)件120的內(nèi)面間碳化物連續(xù)地附著。因此，消弧構(gòu)件120的內(nèi)面不會形成連續(xù)的碳化面，抑制消弧性能的劣化。更進(jìn)一步，消弧構(gòu)件120的表面及里面分別形成凹部125，充分地確保朝該消弧構(gòu)件120側(cè)面的沿面距離。此外，在消弧構(gòu)件120的側(cè)部形成突出部127。因此，抑制電弧I朝各磁性板110的側(cè)邊轉(zhuǎn)入，并防止在各磁性板110的兩側(cè)部間發(fā)生電弧I。
如前所述，在消弧構(gòu)件通路121a、121b內(nèi)所產(chǎn)生的消弧性分解氣體(即，從上下阻隔面128的上下面及電弧接觸壁123所產(chǎn)生的消弧性分解氣體)被導(dǎo)引入接觸壁123，并朝消弧構(gòu)件120的后方導(dǎo)出。特別是在大電流開放時，伴隨電弧I的產(chǎn)生，消弧性分解氣體是主要朝磁性板110及消弧構(gòu)件120的后方流動。通過該消弧性分解氣體，電弧I朝磁性板110及消弧構(gòu)件120的后方吹散，而該電弧I更加被稀釋。即通過朝磁性板110及消弧構(gòu)件120的后方流動的消弧性分解氣體將電弧吹散的效果，促進(jìn)電弧的消除。又因?yàn)榻佑|壁123的外面成為電弧產(chǎn)生部位的背面，包含于消弧性分解氣體的金屬蒸氣等附著。因此，不會形成連續(xù)的污損面，并確保各磁性板110間的沿面距離。
如圖33中箭頭所示，可向消弧構(gòu)件120后方導(dǎo)出的消弧性分解氣體，經(jīng)由大開口的空隙S(參照第31圖)，而導(dǎo)向消弧裝置100A的后方。消弧性分解氣體向消弧構(gòu)件120的后方抽出，并排出該后方。因此，消弧性分解氣體的排出順利地進(jìn)行，該消弧性分解氣體向消弧裝置100A的后方順利排出的同時，新的氛圍氣(空氣)導(dǎo)入消弧裝置100A的內(nèi)部。
結(jié)果，在消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b后方的氛圍氣的絕緣阻抗變高而有助于消除電弧。更進(jìn)一步，通過新導(dǎo)入的氛圍氣(空氣)，冷卻磁性板110并促進(jìn)電弧的消除。一旦發(fā)揮消弧功能的消弧性分解氣體含有金屬蒸氣及游離元素碳，雖然其為電弧再點(diǎn)著的原因，但是通過消弧性分解氣體快速地向磁性板110及消弧構(gòu)件120的后方導(dǎo)出。然后，消弧裝置100A的內(nèi)部的氛圍氣由新的氛圍氣替代而恢復(fù)絕緣，防止電弧再點(diǎn)著。
小電流電弧的遮斷其次，對遮斷如充電電流及激磁電流等30A以下的小電流時的消弧裝置100A的作用進(jìn)行說明。
如圖26所示，在消弧構(gòu)件通路121a、121b內(nèi)，由于磁性板通路111a、111b全部露出，電弧I不會被消弧構(gòu)件120妨礙，通過伴隨可動電極21轉(zhuǎn)動的離心力與產(chǎn)生于磁性板110的電磁力的吸引作用，向磁性板110(精確地說，磁性板通路111a、111b)的內(nèi)部平滑地驅(qū)動。又由于切槽112a、112b的寬度比磁性板通路111a、111b的寬度窄，在切槽112a、112b上產(chǎn)生比磁性板通路111a、111b強(qiáng)的電磁吸引力，激磁電流電弧及充電電流電弧被吸引至該切槽112a、112b的內(nèi)部。
小電流范圍的電弧I能量比大電流電弧能量少，在遮斷時，消弧性分解氣體產(chǎn)生量比大電流開放時降低。但是，該小電流范圍的電弧I通過上述電弧誘導(dǎo)部β快速移行至位于消弧裝置100A最深處的電弧拘束部γ，并在該電弧拘束部γ中被固定。即，該電弧拘束部γ成為電弧區(qū)域。小電流的電弧I通過分別接觸于位在電弧拘束部γ周圍的消弧構(gòu)件120的厚壁324(參照第33圖)及厚壁部128a(參照第34a圖)，將來自該厚壁324及該厚壁部128a的消弧性分解氣體順利地放出。通過在該電弧拘束部γ產(chǎn)生的消弧性分解氣體加入在電弧誘導(dǎo)部β所產(chǎn)生的消弧性分解氣體，消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b內(nèi)的消弧性分解氣體壓力升高。壓力升高的消弧性分解氣體接觸于小電流區(qū)域的電弧I，從而消除該電弧I。
微小電流電弧的遮斷其次，在小電流范圍中，針對遮斷5A以下的微小電流的消弧裝置100A的作用進(jìn)行說明。
微小電流電弧能量非常少，產(chǎn)生于各磁性板110的電磁力也弱。因此，遮斷要素為平衡于微小電流電弧的消弧性分解氣體的穩(wěn)定產(chǎn)生。微小電流電弧，通過伴隨可動電極旋轉(zhuǎn)的離心力及少量且產(chǎn)生于磁性板110的磁束，順利地驅(qū)動往磁性板110(精確地說，切槽112a、112b)的內(nèi)部。此時，伴隨在驅(qū)動連桿24的送風(fēng)構(gòu)件33的開放方向的移動，所產(chǎn)生的風(fēng)壓的幫助，微小電流電弧I被壓向消弧裝置100A(可動電極通過部α)的深處。該微小電流電弧I由電弧止壁部324a限制往深處移動的同時，在電弧固定部150被固定。因此，確保消弧構(gòu)件通路121a、121b的最深處(電弧固定部150的周邊)的電弧固定時間。結(jié)果，確保微小電流范圍的電弧I與電弧止壁部324a的接觸時間，即使是能量少的微小電流電弧，來自該電弧止壁部324a的消弧性分解氣體也可穩(wěn)定地產(chǎn)生。甚至，穩(wěn)定消弧裝置100A的遮斷特性。
該消弧性分解氣體不會滯留在消弧構(gòu)件120的深槽122a、122b內(nèi)，從形成于電弧接觸壁123內(nèi)側(cè)的開放口123b快速地向側(cè)邊抽出，然后從消弧裝置100A的后方排出于外部(參照第33圖)。因此，抑制含有金屬蒸氣等的舊的消弧性分解氣體等滯留于消弧構(gòu)件通路121a、121b及深槽122a、122b的深處，持續(xù)供給消弧性能高的消弧性分解氣體。因此，消弧性分解氣體的替換變得順利，抑制電弧再點(diǎn)著。
如此，如本實(shí)施例的消弧裝置100A，可以大幅縮短對微小電流范圍的電弧I的遮斷時間。對于從大電流范圍到小電流范圍的廣大范圍，確保穩(wěn)定電磁力的產(chǎn)生，從而提高遮斷性能。
第三實(shí)施例的效果(1)在磁性板通路111a、111b的最深處，形成寬度比該磁性板通路111a、111b窄的切槽112a、112b，藉此，構(gòu)成在開路時將產(chǎn)生于固定電極15與可動電極21之間的電弧I向深處誘導(dǎo)的電弧誘導(dǎo)部β。同時在電弧誘導(dǎo)部β的深處延長線上，設(shè)有將該電弧誘導(dǎo)部β所誘導(dǎo)的電弧I固定的電弧拘束部γ。因此，特別是在小電流遮斷時，對于小電流范圍的電弧I，可使消弧性分解氣體有效地產(chǎn)生。甚至，可快速完成小電流的遮斷。
同時在該消弧構(gòu)件通路121a、121b的最里部，形成與該消弧構(gòu)件通路121a、121b直交的電弧止壁部324a的同時，從該電弧止壁部324a的中央更向內(nèi)而形成電弧壓入用的深槽122a、122b。然后，在消弧構(gòu)件120的電弧止壁部324a周邊，磁性板110內(nèi)側(cè)，即使露出于消弧構(gòu)件通路121a、121b內(nèi)。因此，在微小電流遮斷時，造成電弧能量不足，微小電流范圍的電弧I通過止壁部324a向深處的驅(qū)動被限制的同時，拘束于電弧固定部150。因此，微小電流范圍的電弧I滯留于消弧構(gòu)件120的電弧止壁部324a周邊，確保該電弧I與消弧構(gòu)件120的接觸時間。積極地促進(jìn)消弧性分解氣體的產(chǎn)生，通過該消弧性分解氣體，微小電流范圍的電弧I被消除。
更進(jìn)一步，在電弧接觸壁123的深處形成開放口123b，使消弧構(gòu)件通路121a、121b向側(cè)面開放。因此，在電弧止壁部324a周邊的消弧性分解氣體通過開放口123b，向消弧構(gòu)件120(消弧裝置100A)的側(cè)面順利地排出。抑制在電弧接觸壁123周邊的消弧性分解氣體滯留的同時，新鮮的消弧性分解氣體被供給于電弧接觸壁123的周邊。因此，往消弧裝置100A內(nèi)側(cè)的驅(qū)動力將小的微小電流范圍的電弧I快速地消除。
(2)磁性板110是由含有9.0～16.0重量％的鉻及0.006～0.020重量％的碳的鐵素體不銹鋼鋼材所形成。由此，可以得到穩(wěn)定的鐵素體單相組織，可使磁性板的磁性得以提高。因此，可分別提高小電流范圍及微小電流范圍的電弧I的遮斷性能。又由于含有鉻，使得磁性板110的防銹效果好。
一般而言，磁性體多使用鐵材。但是，對于鐵銹必須做電鍍加工。又必須考慮電弧熱造成的電鍍剝離問題。在本實(shí)施例中，磁性體是使用母材本身具有防銹效果，又能產(chǎn)生優(yōu)良電磁力的鐵素體不銹鋼鋼材。因此，磁性板無須做電鍍加工，也無須考慮電弧熱造成的電鍍剝離問題。
(3)驅(qū)動連桿24活動連結(jié)于可動電極21，通過該驅(qū)動連桿24的驅(qū)動，上述可動電極21對于固定電極15構(gòu)成可接合分離。由磁性板通路111a、111b與消弧構(gòu)件通路121a、121b構(gòu)成可使可動電極21通過的可動電極通過部α。然后，在驅(qū)動連桿24的可動電極通過部α上，設(shè)有送風(fēng)構(gòu)件33，在開路時，將產(chǎn)生于固定電極15及可動電極21之間的電弧I壓入可動電極通過部內(nèi)。因此，伴隨驅(qū)動連桿24的開路動作，送風(fēng)構(gòu)件33往上方移動。藉此，在將電弧I壓入可動電極通過部α內(nèi)方向上產(chǎn)生風(fēng)壓。通過該風(fēng)壓，補(bǔ)充例如微小電流電弧向可動電極通過部α內(nèi)的驅(qū)動力。然后，可使遮斷性能提高。
(4)送風(fēng)構(gòu)件33與驅(qū)動連桿24整體成形。在驅(qū)動連桿24同相間的阻隔件32也是整體成形。因此，可使構(gòu)件數(shù)量降低，又在本體外殼12內(nèi)節(jié)省了空間。
(5)基部131的上面形成傾斜面131a。最下層的消弧構(gòu)件120的側(cè)緣部(后述的突出部127)的下面密接在傾斜面131a上。最下層的消弧構(gòu)件120的前側(cè)側(cè)緣部(后述的突出部127的前側(cè)側(cè)緣部)密接在基部131的后側(cè)側(cè)緣上。藉此，抑制消弧性分解氣體從消弧裝置100A內(nèi)泄漏。泄漏于消弧裝置100A外的消弧性分解氣體不會污損支撐構(gòu)件130的表面，磁性板110的突起113間不會成為同電位。不會發(fā)生于支撐構(gòu)件130的表面突起113間電弧I導(dǎo)通，而無法遮斷的情形。因此，可使遮斷性能提高。
(6)在基部131的內(nèi)側(cè)面形成絕緣壁135。該絕緣壁135的最下層與消弧構(gòu)件120的突出部127重疊(overlap)設(shè)置。藉此，可抑制消弧性分解氣體從消弧裝置100A內(nèi)泄漏。
(7)兩支撐構(gòu)件130、130分別配置于消弧裝置100A的前面?zhèn)?可動電極通過部α的開口側(cè))。因此，電弧I的消除可順利地進(jìn)行。
(8)在消弧構(gòu)件的側(cè)面設(shè)有安裝用的卡合突部140。在該卡合突部140的前端，設(shè)有防止該卡合突部140拔出的拔出防止裝置。具體而言，在卡合突部140的前后方向上，在位于相反側(cè)的短側(cè)面的上部，分別形成側(cè)部拔止突部141。又在合突部140的上下方向上，在位于相反側(cè)的長側(cè)面中，位于上部的長側(cè)面的外側(cè)匯集處形成上部拔止突部142。因此，將卡合突部140嵌合于支撐構(gòu)件130的消弧構(gòu)件用支撐孔134中，側(cè)部拔止突部141及上部拔止突部142卡合于支撐構(gòu)件130的消弧構(gòu)件用支撐孔134周緣，可以防止該卡合突部140從支撐構(gòu)件130拔出。
(9)將磁性板110及突起113插入支撐構(gòu)件130的磁性板用支撐孔133后，從該支撐構(gòu)件130的外側(cè)，用鑿子敲打磁性板110的突起113，通過其塑料變形，防止磁性板110從支撐構(gòu)件130拔出。因此，磁性板110的突起113的防拔出構(gòu)造無須另外設(shè)計，構(gòu)造不會變復(fù)雜。
其它實(shí)施例上述第三實(shí)施例也可變更成以下的其它實(shí)施例。
如圖40所示，通過將最下層的消弧構(gòu)件120的電弧接觸壁123向下方延設(shè)，也可形成細(xì)隙壁151。如此，開路時，接觸刃21a、21b分別夾持在細(xì)隙壁151間，得到細(xì)隙效果，可使遮斷性能更高。各細(xì)隙壁151是由設(shè)于消弧構(gòu)件120中最下層的消弧構(gòu)件的消弧構(gòu)件120的消弧構(gòu)件通路121a、121b的周緣的細(xì)隙消弧裝置所構(gòu)成。
又如圖40所示，在最下層的消弧構(gòu)件120中，通過下面?zhèn)鹊拈g隔保持構(gòu)件124下方的延長而形成被覆壁152，通過該被覆壁152，覆蓋支撐構(gòu)件130的基部131也可。
在第三實(shí)施例中，雖然絕緣壁135是每側(cè)設(shè)置一個，在第30圖以雙點(diǎn)劃線表示，每側(cè)設(shè)置兩個，三個或三個以上的絕緣壁135均可。如此，可確保消弧構(gòu)件120側(cè)邊的沿面距離。
在第三實(shí)施例中，雖然通過在電弧接觸壁123上形成開放口123b，使消弧構(gòu)件通路121a、121b向側(cè)邊開放，省略電弧接觸壁123也可。在消弧構(gòu)件120中，省略消弧構(gòu)件通路121a、121b間的部位也可。即，消弧構(gòu)件通路變成一個。即使如此，包含金屬蒸氣的舊的消弧性分解氣體向消弧構(gòu)件通路的側(cè)邊抽出。然后，由于持續(xù)供給新鮮的消弧性分解氣體，可提高遮斷性能。
在第三實(shí)施例中，雖然一個電弧接觸壁123設(shè)置一個開放口123b，但是一個電弧接觸壁123設(shè)置兩個、三個或三個以上的開放口123b也可。如此，可使消弧性分解氣體向側(cè)邊散逸。
在第三實(shí)施例中，雖然送風(fēng)構(gòu)件與驅(qū)動連桿是整體成形，但送風(fēng)構(gòu)件與驅(qū)動連桿也可為可組裝的各個構(gòu)件。
在第三實(shí)施例中，雖然送風(fēng)構(gòu)件33是設(shè)置于驅(qū)動連桿24上，但設(shè)于可動電極21本身也可。如此，通過伴隨設(shè)于可動電極本身的送風(fēng)構(gòu)件的移動而產(chǎn)生的風(fēng)壓，促進(jìn)向電弧的可動電極通過部α內(nèi)部的誘導(dǎo)。
在第三實(shí)施例中，雖然磁性板110與消弧構(gòu)件120在可動電極21的移動方向上交錯地配置，但以下的構(gòu)造也可。即省略各消弧構(gòu)件120，復(fù)數(shù)片磁性板110在可動電極21的移動方向上以一定間隔配置，而構(gòu)成磁性板式消弧裝置。在此狀況下，各磁性板110的磁性板通路111a、111b構(gòu)成可動電極通過部α。可動電極21在與各磁性板110直交的方向通過可動電極通過部α。磁性板110的材質(zhì)選擇代表組成為低碳量的磁性體。具體而言，磁性板110由以含有9.0～16.0重量％的鉻及0.006～0.020重量％的碳的鐵素體不銹鋼鋼材所形成。如此，與鐵材形成的磁性板所構(gòu)成的磁性板消弧裝置相比，確保磁性板110的磁性。又由于含有鉻，可確保磁性板110的耐蝕防銹性。因此，可分別提高對小電流及微小電流范圍產(chǎn)生的電弧I的遮斷性能。
在第三實(shí)施例中，雖然送風(fēng)構(gòu)件33與驅(qū)動連桿24是整體成形，但以下的構(gòu)造也可。即，送風(fēng)構(gòu)件33與驅(qū)動連桿24也可為各個構(gòu)件。然后，由具有柔軟性的合成樹脂材料(含橡膠材料)形成送風(fēng)構(gòu)件33，伴隨可動電極的驅(qū)動，將該送風(fēng)構(gòu)件33置于其基端部(驅(qū)動連桿24固定側(cè))，而向可動電極21的移動方向的反方向彎曲亦可。如此，伴隨驅(qū)動連桿24的驅(qū)動，彎曲得送風(fēng)構(gòu)件33保持時間差而彈性回復(fù)至原位置(原始狀態(tài))。因此，與送風(fēng)構(gòu)件33伴隨驅(qū)動連桿24的驅(qū)動而向上方移動的狀況相比，由該送風(fēng)構(gòu)件33所產(chǎn)生的風(fēng)壓變高。甚至，小電流范圍及微小電流范圍的電弧I更被壓向消弧裝置100A的內(nèi)部。
在第三實(shí)施例中，雖然消弧裝置100A使用于雙刃型的一點(diǎn)切的開關(guān)器11，使用于單刃型的一點(diǎn)切開關(guān)器也可。使用于雙刃型或單刃型的二點(diǎn)切開關(guān)器也可。在此狀況下，電源側(cè)套筒13及負(fù)載側(cè)套筒14的內(nèi)端上分別配置消弧裝置100A，對于兩防制電弧裝置，旋轉(zhuǎn)操作由兩片或一片Z字形的接觸刃所構(gòu)成的可動電極，對兩個地方的固定電極實(shí)施開閉。如此，可得到本實(shí)施例(1)～(9)的效果。
在第三實(shí)施例中，雖然在電源側(cè)套筒13的內(nèi)端設(shè)置固定電極15及消弧裝置100A的同時，負(fù)載側(cè)套筒14的內(nèi)端上可旋轉(zhuǎn)地支撐可動電極21，但以下的構(gòu)造也可，即在電源側(cè)套筒13的內(nèi)端可旋轉(zhuǎn)地支撐可動電極21的同時，在負(fù)載側(cè)套筒14的內(nèi)端上設(shè)置固定電極15及消弧裝置100A。如此，可得到本實(shí)施例(1)～(9)的效果。
表一表示細(xì)槽的寬度與小電流(JIS4605準(zhǔn)則)可否拘束的關(guān)系

○拘束良好×不能拘束
表二表示細(xì)槽的寬度與小電流(JIS4605準(zhǔn)則)可否拘束的關(guān)系

○拘束良好×不能拘束
表三高壓交流負(fù)載開關(guān)器(3.6/7.2kV)所要求的額定值及規(guī)格

表四(重量％)

權(quán)利要求
1.一種消弧裝置，其磁性板由磁性體形成、并具有能讓可動電極通過的磁性板通路；其消弧構(gòu)件由具有絕緣性的、通過與電弧接觸而產(chǎn)生消弧性分解氣體的合成樹脂所形成、并具有能讓可動電極通過的消弧構(gòu)件通路；磁性板和消弧構(gòu)件交錯配置于可動電極的移動方向上，在開路時，讓從固定電極分離的可動電極依次通過上述磁性板通路及消弧構(gòu)件通路；其特征在于由上述各磁性板通路與各消弧構(gòu)件通路，構(gòu)成供可動電極通過的可動電極通過部；在上述磁性板通路的最里部，形成寬度比該磁性板通路窄的切槽，構(gòu)成由各切槽在開路時誘導(dǎo)在固定電極與可動電極之間產(chǎn)生的電弧的電弧誘導(dǎo)部；在上述電弧誘導(dǎo)部的延長線上，設(shè)有固定由該電弧誘導(dǎo)部所誘導(dǎo)的電弧的電弧拘束部；在上述消弧構(gòu)件通路的最里部，形成寬度比該消弧構(gòu)件通路窄的深切槽，讓各磁性板的電弧誘導(dǎo)部及電弧拘束部分別露出于各深切槽內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的消弧裝置，其特征在于，在上述消弧構(gòu)件通路相向的側(cè)緣部上，設(shè)有確保該消弧構(gòu)件側(cè)邊沿面距離的沿面距離增大構(gòu)造。
3.如權(quán)利要求1或2所述的消弧裝置，其特征在于，上述消弧構(gòu)件的深切槽向該消弧構(gòu)件的內(nèi)側(cè)開放。
4.如權(quán)利要求3所述的消弧裝置，其特征在于，在上述消弧構(gòu)件上設(shè)有讓磁性板間的配置間隔保持一定的間隔保持構(gòu)件；上述沿面距離增大構(gòu)造，是由在消弧構(gòu)件通路相向的側(cè)緣部上、沿該消弧構(gòu)件通路所形成的壁構(gòu)件，與消弧構(gòu)件的表面及內(nèi)面，以及間隔保持構(gòu)件所形成的凹部；以上述壁構(gòu)件與消弧構(gòu)件的表面及內(nèi)面分別不接觸磁性板為準(zhǔn)，來設(shè)定間隔保持構(gòu)件從消弧構(gòu)件的表面及內(nèi)面突出的高度。
5.如權(quán)利要求1所述的消弧裝置，其特征在于，在上述消弧構(gòu)件的側(cè)緣部，設(shè)有從磁性板的側(cè)緣部突出的突出部。
6.如權(quán)利要求1所述的消弧裝置，其特征在于，在上述磁性板通路相向的內(nèi)側(cè)緣，使至少對應(yīng)于通過該磁性板通路之際的可動電極的部位相互平行，從而形成該磁性板通路。
7.如權(quán)利要求1所述的消弧裝置，其特征在于，上述切槽的寬度設(shè)定在0.5～2毫米的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的消弧裝置，其特征在于，上述切槽的寬度在1.5毫米以下。
9.如權(quán)利要求1所述的消弧裝置，其特征在于，在上述消弧構(gòu)件通路的最里部，形成讓消弧分解氣體滯留的壓力室。
10.如權(quán)利要求9所述的消弧裝置，其特征在于，上述壓力室設(shè)置有多個。
11.如權(quán)利要求1所述的消弧裝置，其特征在于，在上述消弧構(gòu)件通路的中途，設(shè)有移動抑制構(gòu)造，抑制上述消弧性分解氣體往消弧構(gòu)件的開口側(cè)移動。
12.如權(quán)利要求1所述的消弧裝置，其特征在于，當(dāng)上述磁性板的厚度為d1，消弧構(gòu)件的厚度為d2，消弧構(gòu)件的配置間隔為d3時，形成且配置消弧構(gòu)件及磁性板而使d1＜d3＜d2。
13.一種開關(guān)器，包括一對套管，在本體外殼的兩側(cè)壁上，每相位相對地貫通支撐；一固定電極，設(shè)于一套管的內(nèi)端部；一可動電極，可轉(zhuǎn)動地設(shè)于另一套管的內(nèi)端部，相對于上述固定電極可接合分離；權(quán)利要求1所述的消弧裝置，設(shè)于上述一個套管的內(nèi)端部。
14.一種消弧裝置，其磁性板由磁性體形成、并具有能讓可動電極通過的磁性板通路；其消弧構(gòu)件由具有絕緣性的、通過與電弧接觸而產(chǎn)生消弧性分解氣體的合成樹脂所形成、并具有能讓可動電極通過的消弧構(gòu)件通路；磁性板和消弧構(gòu)件交錯配置于可動電極的移動方向上，在開路時，讓從固定電極分離的可動電極依次通過上述磁性板通路及消弧構(gòu)件通路；其特征在于在上述磁性板通路的最里部，通過形成寬度比該磁性板通路窄的切槽而形成電弧誘導(dǎo)部，同時在該電弧誘導(dǎo)部的最里部，設(shè)有電弧拘束部，用來固定由該電弧誘導(dǎo)部所誘導(dǎo)的電?。辉谏鲜鱿?gòu)件通路的最里部，形成與該消弧構(gòu)件通路直交的電弧止壁部，形成從該電弧止壁部更向內(nèi)且與上述切槽平行的深切槽，在該深切槽的最里部及上述電弧止壁部的周邊，磁性板的一部分露出于上述深切槽內(nèi)及消弧構(gòu)件通路內(nèi)的同時，使該消弧構(gòu)件通路或深切槽向側(cè)面方向開放。
15.如權(quán)利要求1或14所述的消弧裝置，其特征在于，上述磁性體由含有9.0-16.0重量％的鉻以及0.006-0.020重量％的碳的鐵素體(ferrite)不銹鋼鋼材所形成。
16.如權(quán)利要求1或14所述的消弧裝置，其特征在于，上述磁性板及消弧構(gòu)件支撐于一對支撐構(gòu)件之間，兩支撐構(gòu)件設(shè)于可動電極通路的開口側(cè)。
17.如權(quán)利要求16項(xiàng)所述的消弧裝置，其特征在于，上述支撐構(gòu)件包括固定于固定電極的基部及支撐上述磁性板及消弧構(gòu)件的支撐部；最下層的消弧構(gòu)件密接于上述基部的上面。
18.如權(quán)利要求16所述的消弧裝置，其特征在于，在上述基部的內(nèi)面形成單個或多個絕緣壁，使該絕緣壁與最下層的消弧構(gòu)件重疊。
19.如權(quán)利要求16所述的消弧裝置，其特征在于，在上述消弧構(gòu)件的側(cè)部，設(shè)有安裝用的卡合突部，將該卡合突部從內(nèi)側(cè)插入于由上述支撐構(gòu)件所形成的消弧構(gòu)件用支撐孔，藉此，將該消弧構(gòu)件支撐于兩支撐構(gòu)件之間，在上述卡合突部的前端部，設(shè)有防止拔出裝置。
20.如權(quán)利要求1或14所述的消弧裝置，其特征在于，各消弧構(gòu)件中的最下層的消弧構(gòu)件中，在消弧構(gòu)件通路的周邊設(shè)有細(xì)縫消弧裝置。
21.如權(quán)利要求1或14所述的消弧裝置，其特征在于，在上述消弧構(gòu)件的側(cè)部設(shè)有供保持磁性板及上下配置間隔的間隔保持裝置，通過各消弧構(gòu)件中的最下層的消弧構(gòu)件的間隔保持裝置，覆蓋上述支撐構(gòu)件的基部內(nèi)面。
22.一種開關(guān)器，包括電源側(cè)套管及負(fù)載側(cè)套管，在本體外殼的兩側(cè)壁上每個相位相對地貫通支撐；一固定電極，設(shè)于上述電源套管的內(nèi)端部；以及一可動電極，可轉(zhuǎn)動地設(shè)于上述負(fù)載套管的內(nèi)端部，相對于上述固定電極可接合分離；其特征在于，還包括，如權(quán)利要求14所述的消弧裝置，設(shè)于上述電源側(cè)套管的內(nèi)端部；驅(qū)動連桿，動作連結(jié)于上述可動電極，通過該驅(qū)動連桿的驅(qū)動，上述可動電極相對于固定電極接合分離；可動電極通過部，由上述各磁性通路與各消弧構(gòu)件通路所構(gòu)成，可使可動電極通過；送風(fēng)構(gòu)件，在上述驅(qū)動連桿的可動電極通過部側(cè)或可動電極本身，在開路時，將產(chǎn)生于可動電極與固定電極之間的電弧壓入上述可動電極通過部內(nèi)。
23.如權(quán)利要求22所述的開關(guān)器，其特征在于，上述送風(fēng)構(gòu)件與驅(qū)動連桿是整體成形。
24.一種采用了磁板的消弧裝置，以一定間隔配置復(fù)數(shù)片由磁性體構(gòu)成的磁性板的同時，在與其正交方向上形成通過可動電極的可動電極通過部；其特征在于，上述磁性體是由含有9.0-16.0重量％的鉻以及0.006-0.020重量％的碳的鐵素體(ferrite)不銹鋼鋼材所形成。
25.一種采用了磁性板的消弧裝置，以一定間隔配置復(fù)數(shù)片由磁性體構(gòu)成的磁性板的同時，在與其正交方向上形成通過可動電極的可動電極通過部；其特征在于，上述磁性體是選擇代表組成為低碳量(0.006-0.020重量％)的材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種消弧裝置及具有該裝置的開關(guān)器。具有磁性板通路(111a，111b)的磁性板(110)與具有消弧構(gòu)件通路(121a，121b)的消弧構(gòu)件(120)在可動電極的移動方向上以即定的間隔交錯配置。開路時，可動電極依次通過上述磁性板通路及消弧構(gòu)件通路。然后，在上述磁性板通路的最深處，形成細(xì)槽(112a，112b)，電弧被吸引固定于細(xì)槽。特別是通過將小電流范圍的電弧吸引固定于消弧裝置(100)內(nèi)，確保電弧與從上述消弧構(gòu)件產(chǎn)生的消弧性分解氣體的接觸時間，從而使小電流范圍的電弧也可快速地被消除。本發(fā)明可消除大電流范圍及小電流范圍的由弧，提高消弧的性能。
文檔編號H01H9/30GK1499552SQ200310103130
公開日2004年5月26日 申請日期2003年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月31日
發(fā)明者三口邦夫, 北折光博, 春日井茂雄, 荻原隆宏, 博, 宏, 茂雄 申請人:日本能源服務(wù)株式會社