ヒューズフリー遮断器

(1)

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HitachiFuse Free Breakers

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内容梗概ヒューズフリー遮断器は遮断容量ゐ大きい割に,′ト型軽量で,保守も容易であるから,最近広く川いられるようになった｡日立製作所でほ,多年の研究と経験を生かし,もつとも合理的な設計と,完璧な設備によって,ヒューズフリー遮断若芽を製作し,すでに多数予期以上の良好な成績で使用されている｡ここに,木器に対する温度上昇,引外, も,機械的にも,その性能が優秀であり, を述べる｡

〔Ⅰ〕緒

ヒューズフリー言過負荷,耐久,遮断等の各種の過酷な試験を缶い,電気的に十分信頼して使用できることを二＼■橘1三してあるので,その概要断器とは,JISⅦC-8370 配線用箸酎こ対する日立製作所商品名である｡本器は, 断容量の大きい割に,小型,軽量で,保守も容易であるため,建物,船舶,工作機械その他の産業機械における電気設備の分電盤,配電盤,制御盤などに最近広く用いられるようになった｡日立 _{作所では永年の研究と経験を生かし,もつとも} 合理的な設計と,完璧な設備によってヒューズフリー断器を製作し,すでに多数良好な成績のもとに使用されている｡ここに50A,100A,225A _{フレーム(フレームとは} 動作機構を同じ大きさの容量に納めうる最大定格電流値で表わす)のヒューズフリー鹸を行い予期以上の良好な陪賓を述べる｡

〔ⅠⅠ〕仕

ヒューズフリーある｡断器について,各種の試をえているので,その概断岩語の概略仕様は,つぎのとおりで型式………K-TF(3施用) K-DF(2極用) 定格電圧…………50Aフレーム 250V A.C.,125V D.C. 定格 ‖‥100A,225Aフレーム 600V A.C.,250V D.C. 断電流……50Aフレーム 5,000A lOOA,225Aフレーム 10,000A 引外方式……=…熱動引外と電磁引外を並用 2橿および3極用ヒューズフリー _{断器の外観を弟1} 図∼弟3図に示し,3棲用のカバーを外したところを弟｣図∼弟6図に示す｡また,これらの外形寸法を第7図 ∼弟9図に示す｡ * 日立製作所亀戸工場第1図 50Aフレーム2極,3極ヒューズフリー遮断器(K型DF,TF式二)

Fig.1.50A Frame 2Pole,3Pole Fuse Free _{Breakers(Type} K Form _DF,TF)

第2図 100Aフレーム2極,3極ヒューズフ

リー遮断器(K型DF,TF式)

Fig.2.100A Frame 2Pole,3Pole Fuse

Free _{Breakers(Type} K Form _DF,TF)

第3図 225A _{2極,3極ヒューズフリー遮断}

器(K型DF,TF式)

Fig.3.225A Frame _2Pole,3Pole Fuse Free _{Breakers(Type} K Form _DF,TF)

(2)

昭和31年9月第4図 50Aフレームヒューズフリ←遮断暑芹(カバーを外したところ) Fig.4.50AFrame Fuse Free _{Breaker(C()Ver} Removed) 第5図100Aフレームヒューズフリー遮断器(カバーを外したところ) Fig.5.100AFrameFuse Free _{Breaker(Cover} Removed) 日立評

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弓1 J施用川-7FJ a′｢7図 _{50Aフレーム2極,3極ヒューズ} フリー遮断器の外形寸法図 Fig.7.Dimension Franle 2Pole, Breaker β少軋メJ

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Z施用廿｢肝) Diagram _of 50A 3Pole Fuse Free

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∂少軋X∠グ刃■ .∬ --プ/♂--∫婚用(〟一丁/ ) 第8図100A _{フレーム2極,3極ヒュー} ズフリー遮断器の外形寸法図

Fig.8.Dimension Diagram _oflOOA Frame Breaker 第6図 225A フレームヒューズフリー遮断器(カバーを外したところ) Fig.6.225A Frame Fuse Free Breaker

(Cover Removed)

2Pole, 3Pole Fuse Free

ーβ ｣-∂リー---→｢月β断面国ターミナルスタソト､､､一 ∵∴ T 2J 〃 _---1 月β断面匝夕⊥ミナルスタ･リド

〔ⅠⅠⅠ〕模造および作用

弟10図ほ,50Aフレームの概略構造図である｡ケースとカバーほ,いずれも,塑造絶縁物製であり, これらによって,端子とハンドル以外を完全に密閉している｡電気的接触部分には,可動,固定の両接点があり,これらを囲んで,消弧装置を取付けてある｡接点の開閉は,ハンドルを手動で操作し, 作襟帯を動作させて,｢早軋I｢早入｣を行う｡また,そのハンド

(3)

∬･∬! l ⊥-｣瑚---- ⊥ 2棲用(〟-∂F) ガ≠子Lx∠ ーーーー2〝 J橋閂(′一7T) 第9回 225A _{フレーム2極,3極} ヒューズフリー遮断器の外形寸法図 Fig.9.Dimension Diagram _of 225AFrame2Pole,3Pole Fuse Free Breaker ズブリ l ト/庸一-JJl .‥･. トーー｣ぷ鞋 I-や黒ヾ1⊥ ターミナルスタ･ソトルの位置によって,｢ONJi｢OFF▼】｢TRIP｣の状態を表示できる｡引外機構ほ,各極共通で,各極にほ,バイメタルと, 電磁引外用の電磁石とがあり,いずれの極の引外しが動作しても,全極を同時に閉路する｡さらに,ハンドルを押えていても,その位置に無関係に引外が行われる｡引外によって断したあとは,回路が常態に復せば, ハンドルを戻すことによって,取替部品を要せず,再び投入できる｡ 100A,225Aフレームについても,その構造および作用の原理ほ同じである｡

〔ⅠⅤ〕諸特性試験

従来本器の規格としてほ,NEMA の Molded-Case BreakerやUuderwritersLaboratories,Inc.のBranch

Circuit _and Service Circuit _{Breaker等によっていた}

が,これらを参照し,使用上の要求を考昭和30年1月に,JIS-C18370 配線用して検討の末, 断器の規格 -定された｡したがって.本省の各種の試験ほ,この規格によって行った｡以 Fにその結果を示す｡ (り温度試験各フレームとも最高定格電流を温度一定となるまで, 連続通電したとき,各部の最高温度を第1表に示す｡いずれもきわめて少い値であって,規格値に対し十分の余裕をもっている｡この試験において,遮断器内の温度分布をみると,その最高温度の箇所は,引外機構のヒータおよび,これを取付けていると一夕端子部分である｡

断

器ケースの最高温度部分も同様に,ヒータ端子が埋込まれている金具の附近である｡電源側端子の温度は,負荷側端子より低い,これは負荷側端子には,ヒータの熱が伝わるが,電源側端子には,伝わらないためである｡電源側にも発熱源としての接点があるが,この熱の影響は比較的わずかであ (2)引外試験断箸別こ過電流が流れた場合,その電流によって,バイメタルが熟せられて曲がり,これによって引外機構が外れて開路する｡またもし,短絡電流等の大電流が流れたときは,バイメタルの温度が上昇するのをまたず,電磁引外が動作して瞬時に引外機構が外れて閉路する｡舞11図∼弟13図に各フレーム毎の引外試験の結果を示す｡図中の規格値は, 用中,なんらかの断掛こ規定の電線を接続して使困で危険な電流が流れた場合,その一引外機構＼一電石並引外第10図 50Aフレームヒューズフリー遮断器の構造図

Fig.10･Constraction Diagram _of 50A Frame Fuse Free Breaker

各部の最温度

MaximumTemperatureofEachPart

(4)

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_{等ミ頂｢す百官頂1}

hヾトヾヾ _N 負荷電流(%) 第11図 50A _{フレームヒューズフリー遮断器} の引外特性曲線

Fig･11･Tripping Characteristic _Curve _of 50A Frame Fuse Free Breaker

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-.こ負荷電こ･二 _て.j､‥ ■･･ヾト･こ h÷ N 第12図100Aフレームヒューズフリー遮断器の引外特性曲線

Fig.12.Tripping Characteristic Curve _of lOOA Frame Fuse Free Breaker

電線の温度上昇が使用限度以上にならないうちに,回路断して,電線を保護する値である｡試験結果は,いずれのフレームも規格値に対L十分な余裕をもって合格している｡. 試験方法として,定格電流の200%引外しは,各極毎に行い,125%引外しは各穣同時にこの理由ほ,200% 流を流して行った｡流の引外しほ,異常電流の試放で, いずれの極に異常電流が流れても,引外しが完全に動作する必要があるからである｡これに対し,125%電流の引外しは,一般に負荷流が徐々に増加してきている状態が多い点からみて,各相同時に電流を流して試験を行った｡つぎに,100%電流を流し,各部の温度が一定となつたとき,引外機構が動作しないことを確認した｡電磁引外の動作については, た｡引外し断試験でこれを確め鹸によって,その動作が規格に完全に合格し,十分回路を保護することができ,信頼性が高く安全第13図 225Aフレームヒューズフリー遮断器の引外特性曲線

Fig.13.Tripping Characteristic Curve _of 225A Frame Fuse Free Breaker

(5)

第 2 Table

断

器

表過負荷試験および耐久試験(JIS規格値)

2. Overload Test _and Durability Test(JIS Rules)

(註) 回路の力率は0.75∼0.8とする｡であることを立証した｡ (3)過負荷および耐久試験過負荷試験は,電動機の拘流のような過電流を閑閲しうる能力があるかどうかを確かめるために行い,完ヒューズフリー 231 22 _ち 100 231100 224 岳 100 流の6倍の電流を50回開閉する試険である｡このときの回路条件を第2表に示す｡耐久試験は, 実際に断器の命を検討する試験であって, 断器を使用するときには,電磁開閉器等と並用断器の交流遮断試験成績

Results _of A.C.Interrupting Test for Fuse-free Breaker

0.24 4 2 0 0 21 210 R9500 SllOOO T9800 L 豆蘭 0.084弓SllOOO j T9800

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0.084 0.084 7200

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(6)

昭和31年9月 _日 _立

_評

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邦ごガβ 第14図 50Aフレームのヒューズフリー遮断器の交流遮断試験のオシ′ログラフ Fig･14･Oscillogram _of _{A･C･Rupturing}

Test _of50A _Frame _Fuse _Free _Breaker

する場合が多く,回路を電磁開閉器で切ってから, 器を閉路することも少なくないので,定格電流を通電した場合はもちろん,無通電の場合をも含めて,開閉試験を行う｡このときの回路条件を舞2表に示す｡この試験において,実際には,50Aフレームは規格値 10･000回に対し80,000回,100Aフレームは同じく規格値10･000回に対して50,000回,225Aフレームは規格値8,000珂に対して20･000回の過酷な試験を行い良好な成績で合格した｡以上の2桂類の _{験の結果ほ,接点の損傷,焼損がき} わめて少なく,熔着ほ全然起さず,そのほか電気的ならびに機械的に異常を認めなかった｡このように過負荷に十分耐え,耐久力もまたすぐれているので･十分信癒して使用することができる｡ (8)遮断試験本器は交直両用に使用されるので, 断試験と,直流 (A)交流 _断試験験にさいし,まず放とに分けて行った｡断電流値について,つぎのこと第38巻第9号事賢這こ弓跨が‡ご∫β 行 _{蚕t三･え亀贅}

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ヽヽ･第15図100Aフレームのヒューズフリー遮断器の交流遮断試験のオシログラフ Fig■15･Oscillogram _of _{A･C･Rupturing}

Test _oflOOA _Frame _Fuse _Free _Breaker

が考慮されている｡この遮断器の断時間は短かく,一般に1サイクル前後であるため,遮断電流値は,閉路後の兢サイクルにおける直流分を含んだ全電流の実効値で表わし,三相回路では各相の電流値の平均値,単相回路では,引続き3回測定した値の平均値を採用している｡回路の力 _{は0･45∼0･5が規定値であるが,実際の試} 験では,第3表のように低い値を用い過酷な試験を待つた｡断試験i･ま,三相用として3趨同時に行い,さらに, 各相ごとの引外機構の動作をしらべるため,各極ごとにも待った｡引外機構ほ熱動式と電磁式とを並用しているが,

_{断試験でほ,熱動式が動作する前に,ほとんど}

磁式が動作する｡断試験の呆の一部を弟3表に示し, ログラムを舞1｣図∼第1る図に示す｡試鹸電流としてほ,定格 _{断電流値以下の} 断時のオシ電も含ませてある｡これは低電流の場合の電磁引外の動作を試験するためで,いずれすその動作が確実であることを立証

(7)

器ーーブ/ル㍗野牒瀦如藤間電圧ニキ'射′ 濾瞞

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- -､第16図 225Aフレームのヒューズフリー遮断器の交流遮断試験のオシログラフ Fig.16･Oscillogram of A･C･Rupturing

Test _of225A Frame Fuse Free Breaker

した｡中動作時間とは,短絡電流が流れ始めてから,電孤電圧の波形の最初の立上りまでの時間をいい,電弧時間とは,それから遮断が完了して電流が流れなくなるまでの時間をいう｡つぎに, 断電流と電弧時間との関係を弟17図∼舞19 図に示す｡いずれも,確実に定格断電流を断し,その電弧時間ほ1サイクルよりもはるかに短時間である｡このように低電流の断においても,また大電流の断においても良好な性能を示し,使用上十分信板できることが立証された｡ (B)直流直流用は2極断器を用いるので, 断試験は2極で行うのが当然である｡しかし,各魔の引外矧生を試験するために,1極ごとの断試験もあわせて行った｡これらの結果の-一部を第4表に示し,そのオシログラムの一部を策刃国策21図に示す｡いずれも確に定格ほ0.022秒以下であり, 断電流を断し,その断時間ほとんど交流用と大差なく,ま ○‖リ〓｢へヽかし矩冊芸芯腱 (｣｢へヽナ〉距浩一苛躍 m肌､

]〕

J ∠ J J 7 β 捷紆電流沌高値(か研第17図 50A _{フレームのヒューズフリー遮断} 器の交流遮断特性

Fig.17･A･C･Rupturing Character of50A

Frame Fuse Free Breaker

ト｣…

●l l 一____..+l 仁 β ′仰ノブ ′リ /■(; ニラ折電流)虐烹イ!て〕て■れキ:フJ) ノ7β 二子ク第18図100Aフレームのヒューズフリー遮断器交流遮断特性 Fig.18･A･C･RupturingCharacteroflOOA Frame Fuse Free Breaker

(｣｢へ＼ト) 誕監督紆

虻

財郎瓜. β β 〝〟〝ノラ連隊斤電流接高値(月Xが) 第19図 225Aフレームのヒューズフリー遮断器の交流遮断特性 Fig.19.A･C･RupturingCharacterof225A

Frame Fuse Free Breaker

⊥ガ

た,電弧の発生状態も交,直両方とも,あまり,いちじるしい相違は認められなかった｡

〔Ⅴ〕緯

ヒューズフリーを行い,

言

断器の性能について種々過酷な試験気的にも,機械的にも,完全で十分信頼して

(8)

昭和 3 1 _年 9 月 _日 _立評 5000 5000 5000 5000 5000 5000 11400 11400 10400 10400 10400 11400 11400 10400 10400 10400 10400

き妻彊放電薮主筆等撃,議

≡首ごノ′こ三ごこ､

草薮幸宏㌫写☆杢

十+++ 嘉緊烹曇さ

重萎難文警薫ご

､､′抑 ‡′簑‥ 第20図 Fig.20. 第38 瞬時瞬時瞬時瞬時 0.05 瞬時 0.68 0.42 瞬時 0.38 瞬時 1.00 1.04 0.94 0.75 0.2 0.46 1.3 0.94 1.43 1.06 1.62 1.82 1.98 1.62 1.86 2.00 1.76 2.12 2.00 2.2 1.62 2.1 1.72 第9号 50Aフレームのヒューズフリー遮断器の直流遮断試験のオシ｡グラフ

Oscillogram _{ofD･C･Rupturing} _Test

of50A Frame Fuse Free Beraker

､､一∴∵ ､‥∴､､‥､鷲敷電圧 .

撃貯鷲鱒アトム灘怒格

遮断電流､

輌呈

戚藩廓第21図100A,225Aフレームのと_ユーズフリー遮断器の直流遮断試験のオシログラフ Fig･21･Oscillogram _of _{D･C･Rupturing}

Test _oflOOA,225A _Frame _Fuse _Free

(9)

リ

_断

_器

使用できることが立証された｡また,すでに型式承認の検定にも合格し,そのすぐれた性能を認められている｡木器の特長を要約すると,つぎのようになる｡ (1) 断容量が大きく, 断時間が短かいので,短絡等の大電流に対しても,完全に回路を保護する｡ (2)引外装置ほ,適当な時延特性をもつ熱動式と, 瞬時動作の電磁式とを並用Lてあるので,過電流に対し,回路の保護が十分できる.｡特許策221001号

抄

紙

用 (3) 作ハンドルを｢ON｣の位置に押えていても, それに無関係に,引外しが作動するので, 動作することがない｡断動作は誤 (4)引外しが動作したあとほ,一何らの取替部品を要することなく,ハンドルを戻して｢RESET｣すれば,再び使用することができる｡終りに木器の断試験について終始熱心に御協力していただいた,日立製作所日立山手,水戸両工場の検査の■月各位に厚く感謝する｡

特

許

の

紹

介

電

平川克巳･

動

機

運

転

制

御

装

置

抄紙用電動機の自動制御においてGD2 _の大なる _#1ドライヤにその駆動用電動機の回転数に比例した電とEを発生する指導発電機を連設し,この指導発電機の発生電圧を基準としてこれに対し一連の各電動機のパイロット発電機電圧を比較せしめて一定関係速度に日動制御せしめることが行われる｡このような関連制御でほもし#1ドライヤがかりにロープの断線などによって停止する場合ほはかのセクション電動機をも一応これに応じて停止させるのが一般であるが,特にクーチまたはプレスセクションの電動機ほもとのままの速度で運転継続するように望まれることがある｡この発明は以上のような特殊処置に応ずる対策に関するものである｡いまMを発電機Gによって運転される各セクション電動機中のクーチまたはプレスセクショソ電動機としDMを#1ドライヤ電動機としHT発電機ほDM直結の指導発電機1Gによって附勢される指導界磁f4,M直結のパイロット発電機PG に連なる帰還界磁 f3,分巻界磁f2を有し,その出力電流によってMの制御界磁flを附勢するようにして,通常はDMに対するMの予定関係速度が維持されている｡なお,AはDM開閉用接触器,Alほその順補助接触子,A2ほ逆補助接触子,BlはDM _{の整定抄紙速度に} 達したとき閉路し,B2は逆に開くように楷成され図の城秀夫￡ぺ田〃けトー1〟 J 〃 PJ _斤 ′ 〟J毒ろβ & ｣2 =l 月Jβ′ ように配置される｡Rは発電機Gの出力電圧母線に接征した抵抗である｡このようにしてAl,Blが開きA2またほB2が閉ぢてf4がRを介して発電機電圧によって附勢されるときのf4の励磁度がLGの電圧によって附､勢されるときの励磁度とひとしくなるように調整してお-くときはDMの平常運転中も,DMがAにおいて開放されたのちRを介してf4が附勢されるときもMは同一状態で運転されることになるので所期の目的を達することができる｡ (宮崎)

(10)

(その2)

31.5.21 // ll 修潔善治男雄男男次次務善一徳雄郎郎一畳治博浄美美治夫明三清三久二太代正利陽春遥忠三三三夫雄清豊昌雄雄雄治治豊治三馬功雄治治幸雄次雄喜一安部 (第52頁へ続く) 種俊英喜弥隆千忠勝勝忠武正正正正政茂秀政改定責忠正司義繁忠長孝正清明健俊信哲

最近登録された日立製作所の特許および実用新案

田 _附御法川小野飯塚中藤山田原原

牢沼栖岡藤口田問垣土晶沢田田土所木賀川賀賀陣野川見本

野野播幡垣土賀島沢橋原土田岡村藤田柄井林田加中吉菅菅室照探外近川豊本桧自高官角角白田鈴甲滑甲甲佐菅滑北塚坪菅菅沢沢桧自甲池韮大桑白須書角加沼森探検小日 _立工場日 _立工場日立工場場日 _立工場日 _立工場日 _立工場日 _立工場場場場工工工場場場場場場場場場場工工工工工工工工立立立立立立立立日日日日日日日日工場立 RH 日立工抄紙機用駆動制御装置レオナード電動機の完電流昇降連装置油圧 _式バ _ル _ブ _操 _作 _盤貯油槽内混水検出装置動界磁調整器の操作電動機制御装置相電動機の単相運転防止装置置置置装装装蝕止付防防取動蝕具置器電閉〓の器熱腐動白H 器熱電金え抑線ド ■ 〓ソ気空蓄管出吸幸水相動操作力ム塑開 _閉 _器力開 _閉器旺電気開 _閉器 _操 _作装置電磁接触器の可動接触干支持片取付装置装装器用 _隔 _壁 _取 _付触動環極性転換電湿発流接滑防交補風通の機電転回 -関前T ∴ 固線置置器器器

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換亘切換切線持持触構装付心取調達の発付保拝機気子磁直直補夕詞操交滑刷電 (第24頁より続く) 444873 444876 444881 444882 444884 444885 444886 444887 444889 444891 444892 444897 444900 444901 444902 444905 444906 444907 444908 444909 りり †/ // り J/ ;444910 444911 444912 444913 444914 444915 444916 444917 444918 444919 444920 444922 444923 444924 444926 444932 ∫･