JPS5828137A - 回路しや断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は回路しゃ断器に関するものであり、特にしゃ
断時に２ける限流性能を向上させた回路しゃ断器に関す
るものである。

第１図（勾は一般的な回路しゃ断器を示す断面平面図−
？’Ｓｌす、第１図（ｂ）Ｆｉ第１図（ａ）の線ｂ−ｂ
ＶＣ＄Ｐける側断面図である。第１図（ａ）　、　（ｂ
）に２いて、今、可動接点（８０２）と固定接点（２０
２）とが閉成していると、電流は固定導体（２０１）→
固定接点（２０２）→可動接点（８０２）→可動導体（
８０１）の経路で流れる。

この状態に２いて、短絡電流等の大電流がこの回路に流
ｎると、操作機構部（４）が作動して可動接点（８０２
）を固定接点（２０２）から開離させる。このとき、固
定接点（２０２）と可動接点（８０２）間にはア−りム
が発生し、固定接点（２０２）と可動接点（８０２）間
にはアーク電圧が発生する。このアーク電圧は固定接点
（２０２）からの可動接点（８０２）の開離距離が増大
するに従って上昇する。また、同時にアークＡが消弧板
（５）の方向へ磁気力によって引き付けられ伸長するた
めに、アーク電圧はさらに上昇するっ このようにして、アーク電流は電流零点を迎えてアーク
Ａｔ−消弧し、しゃ断が完結する。このようなしゃ所動
作中に２いて、可動接点（８０２）と固定接点（２０２
）との間には、アーク人によって短時間、すなわち数ミ
リ秒の内に大量のエネルギーが発生する。そのために、
包囲体（１）内の気体の温度は上昇し、かつ圧力も急激
に上昇するが、この高温高圧の気体は排出口（１０１）
から大気中に放出さｎる。

回路しゃ断器２よびその内部構成部品は、そのしゃ断に
際して上記のような動作をするが、次に固定接点（２０
２）と可動接点（８０２）との動作について特に説明す
る。一般にアーク抵抗Ｒは次のような式で与えられるっ
すなわち ただし、Ｒ−アーク抵抗（Ω） ρ：アーク抵抗率（Ω°Ｌｓ） ｌ：アーク長さくＩｆｆ） Ｓ：アーク断面積Ｃｃｉ） ところが、一般に数にム以上の大電流でかつアーク長さ
ｌが５０口以下の短いアークＡＫ２いては、アーク空間
は金属粒子によって占められてしまうものである。しか
も、この金属粒子の放出は、接点表面に直角方向に起こ
るものである。また、この放出された金属粒子は、放出
時に２いては接点の金属の沸点吉＜の温度を有し、さら
にアーク空間に注入さｎるや否や電気的エネルギーの注
入を受けて高温高圧化されるとともに導電性を帯び、ア
ーク空間のモカ分布に従った方向に膨張しながら高速度
で導体力１ら遠ざかる方向に流れ去るものである。ヒし
て、アーク空間に２けるアーク抵抗率ρ訃よびアーク断
面積Ｓは、この金属粒子の発生量とその放出方向によっ
て定まる。したがって、アーク電圧もこのような金属粒
子の挙動によって、決定されているものである。次に、
このような金属粒子の挙動を第２図を用いて説明する。

第２図に２いて、（２０２）は固定接点、（８０２）は
可動接点を示し、また、接点（２０２）　＋　（８Ｇ２
）のそれぞれのＸ面は接点（２０２）　、　（８０２）
が接触する場合の対向面であり、接点（２０２）　、　
（８０２）のそれぞれのＹ面は、対向面Ｘ面以外の接点
表＠ｓｒよび導体表面の一部を示す。また、図中一点鎖
線で示す輪かくｚＨ１接Ａ（２０２）、　（８０２）間
ＩＣ発生ｆルアー＞ムの外かくを示し、さらに、金属粒
子ａ２よび金属粒子すは、接点（２Ｇ２）　、　（８Ｇ
２）　ｔｖｘ　ｍ＞　ｘ　ヒｙ　ｍカラ蒸発などにより
発したそれぞれの金属粒子全模式的に示したもので、そ
の放出方向は、それぞれ矢印ｍ２よび矢印ｎによって示
し丸缶流線の方向である０ このような接点（２０２）　、　（８０２）から放出さ
れた金属粒子ａ、ｂは、アーク空間のエネルギーによっ
て導体金属の沸点温度である約３＋０００℃程度から、
導電性を帯びる温度、すなわちｓ、ｏｏｏ℃以上、ま九
はさらに高温の２０，０００℃１１度゛にまで昇温され
、その昇温の過程でアーク空間からエネルギーを奪い去
り、アーク空間の温度を下げ、その結果アーク抵抗ａを
増大させる。な２、アーク空間から金属粒子ａ、ｂが奪
い去るエネルギー量は、金属粒子の昇温の程度が大きい
程大きく、その昇温の程度は、接点（２０２）　、　（
８０２）から発した金属粒子ａ、ｂのアーク空間に２け
る位置及び放出経路によって定まる。

しかしながら、第２図に示す従来の回路しゃ断器に２い
ては、対向面Ｘ面の中心付近から発する金属粒子ａはア
ーク空間より大量のエネルギーを奪い去るが、しかし、
接点表面２よび導体表面の一部Ｙ面から発する金属粒子
すは、金属粒子ａに比べてアーク空間から奪い去るエネ
ルギー量は少ない。

すなわち、金属粒子ａの流れる範囲においては大ｔのエ
ネルギーを奪ってアーク空間の温度を下げ、したがって
アーク抵抗率ρを増大させるが、金属粒子すのｆＩＬれ
る範囲に２いては、大量エネルギーを奪わないために、
アーク空間の温度の低下も少なく、したがって、アーク
抵抗率ρの増大も図ｎず、しかも、対向面Ｘ面２よび接
点表面Ｙ面からアークが発生するために、アーク断面積
も増大し、その結果アーク抵抗も低下する。

コノような金属粒子によるアーク空間からのエネルギー
の流出は、電気的注入エネルギーとつり合っているので
あるから、もし、接点間に発生する金属粒子のアーク空
間への注入量を増大させｎば、当然にアーク空間の温度
を大きく低下させ、その結果、アーク抵抗率を大きくし
てアーク電圧を大きく上昇させることが可能であること
がわかる。

さらに従来の接点導体の大きな欠点は、Ｙ面へのアーク
の足の拡大のために一般にこのＹ面に設けられることの
多い導体との接合部に直接アークの足が拡大しやすく、
この熱によって融点の低い接合部材が溶融し、接点脱落
を起す危険性があっ九点である、 この発明の目的は、高いアーク電圧を有しかつしゃ断時
の限流性能がよく、しかも接点の脱落の２それのない回
路しゃ断器を得ることにある。

以下この発明の実施例を図面に基づいて説明する。第８
図（＆）はこの発明による回路しゃ断器の一実施例を示
す平断面図であり、第８図ｒｂ）は第８図（ａ）の線ｂ
−ｂに２ける側断面図である。第８図（ａ）。

（切に２いて、包囲体（１）は絶縁体により構成され、
開閉装置の外枠を形成するもので排出口（１０１）”ｉ
備えている。固定接触子（２）は包囲体（１）に国定さ
れた固定導体（２０１）と、固定導体（２０１）の一端
部に取付けられた固定接点（２０２）とから構成されて
いる。可動接触子（３）は固定接触子（２）に対して開
閉するもので、固定導体（２０１）に対して開閉動作音
する可動導体（８０１）と、固定接点（２０２）Ｋ相対
して可動導体（８０１）の一端部に取付けられた可動接
点（８Ｇ　２）とめさら構成さ１ている。操作機構部（
４）は可動接触子（３）を開閉操作するものでらる。消
弧板（５）は可動接点（８０２）が固定接点（２０２）
から開離する時に生じるアークを消弧するものである。

圧力反射体（ａ）　ｅ　（７）はそれぞれジアリルフタ
レート樹脂で構成され、それぞれ固定接点（２０２）、
可動接点（８０２）の外周を取囲んでかつ互いにアーク
人に対向するようにそれぞれ固定導体（２０１）、可動
導体（８０１）に取付けられている。

今、可動接点（８０２）と固定接点（２０２）とが閉成
していると、電流は固定導体（２０１）　　→固定接点
（２０２）→可動接点（８０２）→可動導体（８０１）
へと、電源側から電荷側に流れる。この状態に２いて、
短絡電流等の大電流がこの回路に流れると、操作機構部
（４）が作動して、可動接点（３０２）ｔ−固定接点（
２０２）から開離させる。このとき、固定接点（２０２
１と可動接点（８０２）間にアークＡが発生する。この
アーク人においては第４図に２いて示すように、圧力反
射体（ａ）　、　（７）によって金属粒子が反射され、
アーク空間が高圧となり、その結果アークが効果的に冷
却され消弧される。

第４図は第８図の回路しゃ断器に２ける金属粒子の挙動
の模式的説明図である。第４図に２いて、（２０２）お
よび（８０２）は相当する１対の接点でおり、それぞれ
の接点（２Ｇ２）　、　（１０２）の全周を囲み、かつ
アーク人に対向するように固定導体（２０１）、可動導
体（８０１＞に圧力反射体（６）　、　（７）が設けら
れている、このような回路しゃ断器における接点間の金
属粒子は次のような挙動をする。

すなわち、空間ＱＫｈける圧力値は、アーク断面積の空
間の圧力値以上にはなり得ないが、しかし少くとも、圧
力反射体（ｅ）　＋　（７）が設けられていない場合に
比べて、王濁的に高い値を示す。したがって、圧力反射
体（６）　、　（７）によって生じた相当に高い圧力を
もつ周辺空間Ｑは、アーク人の空間の絋かりを抑制する
力を与え、アーク人を狭い空間に「しぼシ込む」ことに
なる。これはすなわち、対向面であるＸ面より発した金
稿粒子ａ、Ｃ等の流線ｍ、ｏｔ−アーク空間にしぼり込
み閉じ込めることになる。よって、Ｘ面より発した金属
粒子ａ。

Ｃは、有効にアーク空間に注入される。その結東有効に
注入さまた大量の金属粒子Ａ、Ｑは、アーク空間から従
来装置とは比較にならないほど大量のエネルギーを奪い
去るため、アーク空間を著しく冷却する。したがって、
抵抗率ρすなわちアーク抵抗Ｒを著しく上昇させてアー
ク電圧をきわめて大きく上昇させる。

ところで１この発明に２いては圧力反射体（６）。

（７）カシアリルフタレート樹脂で形成されているので
、次のような利点がある。すなわち、ジアリルフタレー
ト樹／ＩＩＫよって構成された圧力反射体は、アークに
よシ温度上昇し分解ガスが発生する。この分解ガスによ
ってアークはエネルギーを奪ゎへ冷却される。また分解
ガスが発生するために圧力反射体の表面の王カは上昇し
、アークの絞り込みの効果が促進され、圧力反射体の受
ける王カが上昇するために、この王カが可動導体に加わ
れば開極速度を上げることができる。このように、圧力
反射体単独の効果に有機質材料特有の効果が加わってア
ーク電８Ｅｔ大きく上昇させることができる。

さらにこの樹脂は水利アルミナ等の添加物を加えること
が容易にでき、この量を加減することで前記分解ガス量
を制御することが可能と材、アーク電圧を制御すること
ができる。したがって、チした圧力反射体を作ることが
できる。また、ジアリルフタレート樹脂は化学変化を起
し龜く、回路しゃ断器の要求さｎる長期安定性、耐環境
性にすぐれた性能を発揮するものである。

このジアリルフタレート樹脂による絶縁処理方法として
は、成形、塗装、含浸テープによるテーピングなどがあ
り、処理部の形状、状況にあわせて使い分けられる。

また、絶縁物からなる圧力反射体（６）　＋　（７）を
上記のように装着することによってアークＡの足ＦｉＹ
面へ拡大しにくくなり一般にこのＹ面に設けらｎている
接点（２０２）　、　（８０２）と導体（２０１）　、
　（８０１）　（ｉり接合部に直接アークの足が触れに
くくなり、その結果接点脱落を起す危険性もなくなると
いう有利な点を有している。

第５図（ａ）は、圧力反射体（８）　、　（７）の他の
実施例を示す側面図であり、第５図（ｂ）は＠５図（ａ
）のものの平面図である。すなわち、第８図に示す圧力
反射体（６）　、　（７）は板状のものであるが、第５
図（ａ）、第５図（ｂ）に示すようにテーピングあるい
はコーティング等によって導体（２０１）　、　（８０
１）の外周を被覆するよう圧力反射体（６）　、　（７
）を形成してもよい。

また、第６図（ａ）は圧力反射体（６）　、　（７）の
さらに他の実施例を示す側面図であり、第６図（′ｂ）
は第６図（ａ）のものの平面図である。す・なわち、圧
力反射体（ｅ）　、　（７）の一部に接点の一端側面よ
り接点ｔａｏｓ、■θのから遠ざかる方向に導体（２０
１）　、　（８０１）の表面が露出するように、溝（６
０１）　、　（７０１）が設けである。このようにすれ
ばアーク人の足がｍ　（６０１）　、　（７０１）を走
り、アーク人が消弧板（５）に触ｎ１冷却されてしゃ断
性能が向上する。

第７図（→は圧力反射体（６）　、　（７）のさらに他
の実施例を示す側面図であり、第７図（ｋ））は第７図
（ａ）のものの平面図である。すなわち溝に露出する導
体の一部（８０１）　、　（９０１）の表面が、圧力反
射体（６）　ｔ　（７）の表面と同一かもしくはそれよ
りも突出したものである。このように構成するとアーク
人の足が素早く移動することが可能であり、しゃ断性能
がさらに向上する利点がある。

以上のように、この発明によれば、従来に比べてはるか
に高い限流性能を有し、かつ接点脱落のない安全な回路
しゃ断器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は一般的な回路しゃ断器を示す千面臥第１
図（ロ）は第１図（ａ）の線ｂ−ｂに２ける断面図、第
２図は第１図の回路しゃ断器に２ける金属粒子の挙動の
模式的説明図、＠３図（ａ）はこの発明による回路しゃ
断器の一実施例を示す平面図、第３図中）ハ第８図（ａ
）Ｏ線ｂ−ｂｒｃ′ｓ？ける側断面図、第４図は第８図
の回路しゃ断器に−一ける金属粒子の挙動の模式的説明
図、第５図（ａ）は圧力反射体の他の実施列を示す側面
図、第５図（切は同平面図、第６図（→は圧力反射体の
さらに他の実施例を示す側面図、第６図（ｂ）は同平面
図、第７図（ａ）は圧力反射体のさらに他の実施例を示
す側面図、第７図（′ｂ）は同平面図である。 （２）・・・固定接触子、（２０１）・・・固定導体、
（２Ｇ２＞・・・固定接点、（３）・・・可動接触子、
（８０１）・・・可動導体、（８０２）・・・可動接点
、（６）　、　（７）・・・圧力反射体。 な２、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　葛野信−（外１名） 第１１４ （ａ） （ｂ） 第２図　。 第３．４ （ｂ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体とこの導体に固着された接点とからなる電気
   接触子を少くとも一対備え、上記電気接触子のぞ１ぞれ
   は接点の外周を取囲むように導体上に装着さｎた圧力反
   射体を有し、この圧力反射体の少くとも一方がジアリル
   フタレート樹脂を主体とする絶縁組成物で形成されてい
   ることを特徴とする回路し？断器。
2. （２）圧力反射体は上記導体の外周全種う被覆物である
   こと全特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回路しゃ
   、１＃？器。
3. （３）圧力反射体は上記導体の接点側表面に装着された
   数次部材であることｔ−特徴とする特許請求の範囲ｇｔ
   項記載の回路しゃ断器っ
4. （４）　　ｒＥ力反射体の少くとも一方は、一端が接点
   側面より発し接点より遠ざかる方向に上記導体の一部が
   ４出するような＃Ｉ＃を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項、第２項または第８項記載の回路しゃ断
   器。
5. （５）溝に露出する導体の一部の表面は圧力反射体の表
   面と同一かもしくはそれ以上に突出しでいることを特徴
   とする特許請求の範囲第４項記載の回路しゃ断器。