配電機器の可動電極

【課題】グリッド形消弧装置を備えた開閉器の可動電極において、アークによって表面が荒れたとしても、固定電極との円滑な接触を保つことができるようにする。
【解決手段】グリッド形消弧装置４１を備えた開閉器の可動電極３３は、グリッド形消弧装置４１の電磁作用によりアークが移動される部位にメイン接触部の厚さより薄くしたアーク受け部３５ａ，３５ｂが形成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遮断器、開閉器等の配電機器に使用する可動電極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
配電機器としての遮断器、開閉器等は、固定電極と、該固定電極と接触することで通電する可動電極とを備えている。該可動電極は、回動可能に支持されており、投入方向への回動に伴い両電極を接触させ、開放方向への回動に伴い両電極を離間させる。これにより、配電機器としての遮断器、開閉器等は、電路の開閉を行う。そして、配電機器の可動電極が固定電極との接触状態から開放方向へ回動される際に、アークが発生するため、該アークを消弧するためのグリッド形消弧装置が備えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載のガス開閉器は、図４に示されるように、開閉器の本体ケース１０の互いに対向する両側壁に対しそれぞれ電源側ブッシング２１及び負荷側ブッシング３１が互いに対向するように貫通支持されている。電源側ブッシング２１の内端部には棒状の固定電極２２が突設されるとともに、固定電極２２の先端上部には耐弧メタル２３が固定されている。負荷側ブッシング３１の内端部には導電棒３２が突設されており、その先端部には軸６１を介して可動電極３３が回動可能に支持されている。可動電極３３の先端下部には耐弧メタル３４が固定されている。可動電極３３は平行平板状の一対の接触刃からなりたっている。固定電極２２の先端上部に設けられたグリッド形消弧装置４１は、磁性体により板状に形成された複数のグリッドが可動電極３３の移動方向に所定の間隔をおいて交互に配置されている。各グリッドは、それぞれ一対の支持部材間に配置され一括して支持されている。可動電極３３には、軸６２を介して操作ハンドル（図示略）に連動して駆動される作動リンク５１が設けられている。作動リンク５１が操作されると、可動電極３３は軸６１を中心に上方又は下方に回動する。これにより、可動電極３３の開放操作及び投入操作が行われる。
【０００４】
図５に示されるように、作動リンク５１によって開放操作が始まると、可動電極３３は固定電極２２から離間する。このとき、固定電極２２と可動電極３３との間にアークが発生する。すなわち、同アークは、固定電極２２の先端上部（耐弧メタル２３及びその周辺）と、可動電極３３の先端下部（耐弧メタル３４及びその周辺）とをアーク初期発生部として発生する。そして、可動電極３３が開放操作によって更に固定電極２２から離間すると、図６に示されるように、グリッドに発生する電磁力（電磁作用）により、同アークはグリッド形消弧装置４１の奥の方（図の左方向）、すなわち可動電極３３から離間する側へ駆動される。その結果、アークは引き延ばされるとともにグリッド間に分割され、アーク電圧を高めるとともに冷却効果により消弧される。また、消弧性分解ガスによっても消弧される。
【特許文献１】実開平６−７７１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図６に示されるように、アークがグリッド形消弧装置４１の奥の方（図の左方向）に駆動されると、アークの可動電極３３の発生部は、図５に示されるように、先端下部から先端部に遷移する。すなわち、グリッドに発生する電磁力（電磁作用）により引き延ばされ、可動電極３３のアーク発生部が、先端下部から先端部に移動する。これにより、図７に示されるように、可動電極３３の先端部の黒点部は、スパッタの付着及びアーク熱による溶解により凹凸となって表面が荒れてしまう。その結果、投入時に固定電極２２と円滑な接触が保てなくなるとともに、固定電極２２の接触部表面を傷つけることとなる。
【０００６】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、グリッド形消弧装置を備えた配電機器の可動電極において、アークによって表面が荒れたとしても、固定電極との円滑な接触を保つことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、グリッド形消弧装置を備えた配電機器の可動電極において、前記グリッド形消弧装置の電磁作用によりアークが遷移する部位にメイン接触部の厚さより薄くしたアーク受け部を形成したことをその要旨としている。
【０００８】
同構成によれば、アーク受け部がアークを受け、アークによって荒らされても、アーク受け部は固定電極とのメイン接触部の厚さより薄いので、接触時に固定電極を傷つけない。また、可動電極のメイン接触部とアーク受け部とを別部位とすることにより、メイン接触部が荒れることを抑制することができる。さらに、アーク受け部が、アークを受けるため、可動電極の先端下部に耐弧メタルを設けなくてもよい。
【０００９】
アーク受け部の位置としては、例えば、請求項２に記載の発明によるように、その先端部に設けてもよい。更に、請求項３に記載の発明によるように、アーク初期発生部の先端から開放方向に向かうに従い拡大して設けてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、グリッド形消弧装置を備えた配電機器の可動電極において、アークによって先端部の表面が荒れたとしても、固定電極との円滑な接触を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について図１〜３を参照して説明する。なお、グリッド形消弧装置を備えた開閉器については、先の図４〜７に示した構造と同様であるため説明を省略する。
【００１２】
図１は、開閉器の電極部の平面図である。図１に示されるように、開閉器の可動電極３３は、平行平板状の一対の接触刃３３ａ，３３ｂを備えている。固定電極２２の上方には、グリッド形消弧装置４１が設けられる。該グリッド形消弧装置４１には、可動電極３３側に凹部が二箇所設けられ、それぞれの凹部を各々の接触刃３３ａ，３３ｂが通過する。図２は、接触刃３３ａの平面図である。図２に示されるように、接触刃３３ａの厚みは、本実施形態においてそれぞれ５ｍｍである。接触刃３３ｂも同様である。
【００１３】
次に、図３を参照して可動電極３３について説明する。図３（ａ）は、右側接触刃３３ａの左側面図である。図３（ｂ）は、左側接触刃３３ｂの右側面図である。両接触刃３３ａ，３３ｂは、図３（ａ）に示されるように、右側接触刃３３ａの左側面には、アーク初期発生部３６、すなわち接触刃３３ａの先端下部、の先端から可動電極３３の開放方向に向かうに従い拡大するアーク受け部３５ａが形成されている。該アーク受け部３５ａは、一点鎖線部から縁部に向かうに従い、接触刃３３ａの厚さが徐々に薄くなるテーパ状に形成されている。最も薄い部分は３ｍｍの厚さになっている。なお、この最も薄い部分の厚さは、要求強度に併せて適宜変更してもよく、本来の厚さより少なくとも０．５ｍｍ減ずることが望ましい。アーク受け部３５ａの近傍に位置する一点鎖線で囲まれた部分は、固定電極２２と接触する（以下、メイン接触部３７という。）。右側接触刃３３ａの側面には、軸６１，６２それぞれが挿通される軸孔６１ａ，６２ａが設けられる。同様に、左側接触刃３３ｂの右側面にはアーク受け部３５ｂが設けられるとともに、メイン接触部３７は固定電極２２と接触する。また、左側接触刃３３ｂの側面には、軸６１，６２それぞれが挿通される軸孔６１ａ，６２ａが設けられる。これら接触刃３３ａ，３３ｂのアーク初期発生部３６に対応する部位には、それぞれ耐弧メタル３４が設けられている。
【００１４】
次に、可動電極３３を開放方向への回動操作について説明する。
両接触刃３３ａ，３３ｂの回動操作は、軸６２に連結されている作動リンク５１によって行われる。両接触刃３３ａ，３３ｂが開放方向に回動操作されると、図５に示されるように、固定電極２２との接触がなくなり、開放方向に離間する。すると、固定電極２２に設けられる耐弧メタル２３及びその周辺部の少なくとも一方と接触刃３３ａ，３３ｂのアーク初期発生部３６との間にアークが発生する。そして、更に開放方向に回動操作されると、図６に示されるように、固定電極２２と両接触刃３３ａ，３３ｂとが更に離間し、グリッド形消弧装置４１に発生する電磁力により、同アークはグリッド形消弧装置４１の奥の方、すなわち可動電極３３から離間する側へ駆動される。このため、両接触刃３３ａ，３３ｂのアーク発生部は、アーク初期発生部３６とは異なり、先端部、すなわちアーク受け部３５ａ，３５ｂに遷移する。この結果、アーク受け部３５ａ，３５ｂの表面が荒れる。
【００１５】
そして、このアーク受け部３５ａ，３５ｂが荒れた両接触刃３３ａ，３３ｂを投入方向（開放方向の逆方向）に回動操作すると、アーク受け部３５ａ，３５ｂは固定電極２２に接触することなく、メイン接触部３７が接触し、通電される。すなわち、アーク受け部３５ａ，３５ｂに発生するアーク発生時のスパッタの付着及びアーク熱による溶解によって生じる凹凸による表面の荒れは、同アーク受け部３５ａ，３５ｂがメイン接触部３７よりも薄く形成されているので、表面の荒れによる凹凸が固定電極２２をかじって接触部表面を荒らすことを防止できる。
【００１６】
以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）アーク受け部３５ａ，３５ｂがアークを受け、アークによって荒らされても、アーク受け部３５ａ，３５ｂは固定電極２２とのメイン接触部３７の厚さより薄いので、接触時に固定電極２２を傷つけない。また、可動電極３３のメイン接触部３７とアーク受け部３５ａ，３５ｂとを別部位とすることにより、メイン接触部３７が荒れることを抑制することができる。
【００１７】
（２）可動電極３３のアーク受け部３５ａ，３５ｂがアークによって荒らされ、０．５ｍｍほどの凹凸が生じたとしても、最も薄いところで３ｍｍの厚さとしているため、固定電極２２に接触することを抑制することができる。
【００１８】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、接触刃３３ａ，３３ｂの厚みを５ｍｍとしたが、用途に併せて適宜変更可能である。ただし、アーク受け部３５ａ，３５ｂの厚さは、メイン接触部３７の厚さが最低１ｍｍ残るように１ｍｍ以上減じた厚さとするのが望ましい。
【００１９】
・上記実施形態では図３（ａ），（ｂ）に示されるように、アーク受け部３５ａ，３５ｂをアーク初期発生部３６、すなわち接触刃３３ａの先端下部、の先端から可動電極３３の開放方向に向かうに従い拡大するように形成したが、図８に示されるように、接触刃３３ａの固定電極２２と接触する側面、すなわち左側面の先端部全体に設けるようにしてもよい。ただし、アーク受け部３５ａは、メイン接触部３７を確保できる範囲で形成する（アーク受け部３５ｂも同様。図示略。）。
【００２０】
・図９に示されるように、アーク受け部３５ａをメイン接触部３７から段差状に形成してもよい（アーク受け部３５ｂも同様。図示略。）。
・図１０に示されるように、アーク受け部３５ａをメイン接触部３７からその外縁に向かって連続的に厚さが減じられるように形成してもよい（アーク受け部３５ｂも同様。図示略。）。
【００２１】
・図１１に示されるように、アーク受け部３５ａをメイン接触部３７からテーパ状に厚さを減じ、その先フラットになるように形成してもよい（アーク受け部３５ｂも同様。図示略。）。
【００２２】
・図１２に示されるように、アーク受け部３５ａを接触刃３３ａの回動中心を中心としてアーク初期発生部３６の先端までの半径Ｒの少なくとも外側に設けられるように形成してもよい（アーク受け部３５ｂも同様。図示略。）。同構成によれば、可動電極３３の回動に併せてアーク受け部３５ａ，３５ｂを形成することにより、固定電極２２との接触を極力残しながら、アークを受ける部分を設けることができる。
【００２３】
・上記実施形態では、接触刃３３ａ，３３ｂの先端下部に耐弧メタル３４を設けるようにしたが耐弧メタル３４を設けなくてもよい。
・図１３に示されるように、アーク受け部３５ａを接触刃３３ａの両側面の先端部に形成するようにしてもよい（アーク受け部３５ｂも同様。図示略。）。同構成によれば、左右それぞれに専用の接触刃を設けることがなくなり、同一の接触刃で可動電極を形成することができる。
【００２４】
・上記実施形態では、ガス開閉器に具体化したが、気中開閉器、遮断器等に適宜変更可能である。
次に、前記実施形態から把握できる請求項記載の発明以外の技術的思想をその効果と共に記載する。
【００２５】
（ａ）請求項１又は２に記載の配電機器の可動電極において、前記アーク受け部は、前記可動電極の回動中心を中心としてアーク初期発生部の先端までの半径Ｒの少なくとも外側に設けられることを特徴とする配電機器の可動電極。同構成によれば、可動電極の回動に併せてアーク受け部を形成することにより、固定電極との接触を極力残しながら、アークを受ける部分を設けることができる。
【００２６】
（ｂ）請求項１〜３のいずれか一項に記載の配電機器の可動電極において、前記アーク受け部の厚さは、前記メイン接触部の厚さが最低１ｍｍ残るように１ｍｍ以上減じた厚さとすることを特徴とする配電機器の可動電極。同構成によれば、アーク受け部にアーク荒れによる凹凸ができたとしても、凹凸を勘案した厚さとすることにより固定電極に接触することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】開閉器の電極部の平面図。
【図２】可動電極の平面図。
【図３】（ａ）右側接触刃の左側面図、（ｂ）左側接触刃の右側面図。
【図４】開閉器の電極部の側面図（通電時）。
【図５】開閉器の電極部の側面図（開放時）。
【図６】開閉器の電極部の側面図（開放時）。
【図７】可動電極の斜視図。
【図８】可動電極の側面図。
【図９】可動電極の平面図。
【図１０】可動電極の平面図。
【図１１】可動電極の平面図。
【図１２】可動電極の側面図。
【図１３】可動電極の平面図。
【符号の説明】
【００２８】
１０…本体ケース、２１…電源側ブッシング、２２…固定電極、２３…耐弧メタル、３１…負荷側ブッシング、３２…導電棒、３３…可動電極、３３ａ…右側接触刃、３３ｂ…左側接触刃、３４…耐弧メタル、３５ａ，３５ｂ…アーク受け部、３６…アーク初期発生部、３７…メイン接触部、４１…グリッド形消弧装置、５１…作動リンク、６１，６２…軸、Ｒ…半径。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリッド形消弧装置を備えた配電機器の可動電極において、
前記グリッド形消弧装置の電磁作用によりアークが遷移する部位にメイン接触部の厚さより薄くしたアーク受け部を形成したことを特徴とする配電機器の可動電極。
【請求項２】
請求項１に記載の配電機器の可動電極において、
前記アーク受け部は、その先端部に設けられることを特徴とする配電機器の可動電極。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の配電機器の可動電極において、
前記アーク受け部は、アーク初期発生部の先端から開放方向に向かうに従い拡大して設けられることを特徴とする配電機器の可動電極。

【図１】