JPS612223A - 回路しや断器 - Google Patents

回路しや断器

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JPS612223A
JPS612223A JP12409884A JP12409884A JPS612223A JP S612223 A JPS612223 A JP S612223A JP 12409884 A JP12409884 A JP 12409884A JP 12409884 A JP12409884 A JP 12409884A JP S612223 A JPS612223 A JP S612223A
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arc
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村上 貞利
悟 山崎
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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】 〔発明の技術分計〕 この発明は回路しゃ断器に関するものであり、特にしゃ
断時にお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。
〔従来技術〕
第8図は一般的な回路しゃ断器を示す断面平面図であり
、第9図は第8図の線IX−IXにおける側断面図であ
る。第8図、第9図において、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)を備えている。固定接触子(2)は包囲体(
1)に固定された固定導体(201)と、固定導体(2
01)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
て開閉動作をする可動導体(301)と、固定接点(2
02)に相対して可動導体(301)の一端部に数句け
られた可動接点(302)とから構成されている。操作
機構部(41は可動接触−1−(q)かl1Ir!I4
湯性オス本のであるへ消弧板(5)は可動接点(302
)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。
今、可動接点(302)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(2
02)→可動接点(302)→可動導体(301)の経
路で流れる。この状態において、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)を固定接点(202)から開離させる。
この時、固定接点(202)と可動接点(302)との
間にはアーク(A)が発生し、固定接点(202)と可
動接点(302)との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(3
02)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、アーク電圧は更に上昇
する。
このようにして、アーク電流は電流零点を迎えてアーク
(A)を消弧し、しゃ断が完結する。このようなしゃ所
動作中において、可動接点(302)と固定接点(20
2)との間には、アーク(A)によって短時間、すなわ
ち数ミリ秒の内に大債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(10
1)から大気中に放出される。
回路しゃ断器およびその内部構成部品は、そのしゃ断に
際1.て」二記のような動作をするが、次に固定接点(
202)と可動接点(302)との動作について特に説
明する。一般にアーク抵抗(R1は次の2[、うな式で
与えられる。すなわち、R−ρ「 ただし、n:アーク抵抗(Ω) ρ:アーク抵抗率(Ω、σ) !、二アーク長さくcm) 0:アーク断面積(d) しかるに一般に数n以上の大電流でかつアーク長さく4
が50圏以下の短いアーク(Nに七いては、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、放出時にお
いては接点の金属の沸点近くの温度を有し、更にアーク
空間に注入され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共に導電性を帯び、アーク空間の
圧力分布に従った方向に膨張しながら高速度で導体から
遠ざかる方向に流れ去るものである。そして、アーク空
間におけるアーク抵抗率(ρ)およびアーク断面積(I
Iりは、この金属粒子の発生量とその放出方向によって
定まる。従ってアーク電圧もこのような金属粒子の挙動
によって決定されるものである。
次にこめような金属粒子の挙動を第10図を用いて説明
する。図において(202)は固定接点、(302)は
可動接点を示し、また両接点(202)、(302)の
それぞれの(X1面は接点(202)、(302)が接
触する場合の対向面であり、接点(202)、(302
)のそれぞれの(′i5面は対向面である(X1面以)
の接点′表面お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<(z)は接点(202)、(302
)間に発生するアーク(A)間に発生するアーク(A)
の外かくを示し、更に金属粒子(a)および金属粒子(
b)は、接点(202)、(302’)の(′A面およ
び(Y)面から蒸発等により発したそれぞれの金属粒子
を模式的に示したもので、その放出方向はそれぞれ矢印
(m)および矢印(mlによって示した各流線の方向で
ある。
このように接点(202)、(302)から放出された
金や77粒子(a) l (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3000°
C程度から、導電性を帯びる温度、すなわち8000°
C以上、または更に高温の20000°C程度にまで昇
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(R)を増大さぜる1、なおアーク空間から金属粒子
(&) l (b)が奪い去るエネルギー颯は、金属粒
子の混温の程摩が大きい程大きく、その昇温の程度は接
点(202)、(302)から発した金属粒子(ELI
 ’ 、 (b)のアーク空間における位1’i%(:
li;よび放出経路によって定まる。
しかるに、第10図に示す従来の回路しゃ断器において
は、対向面(4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
かし接点表面および導体表面の一部(Y)面から発する
金属粒子(t)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量のエネルギー4奮
ってアーク空間の湿度を下げ、従ってアーク抵抗率(ρ
)を増大させるが、金属粒子(b)の流れる範囲におい
ては大量エネルギーを奪わないためにアーク空間の湿度
の低下も少なく、従ってアーク抵抗率(ρ)の増大も図
れず、しかも対向面(4面および接点表面<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、従って
アーク抵抗も低下する。
この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れ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分る。
さらに従来の接点導体の大きな欠点は、(4面へのアー
クの足の拡大のために一般にこの(閉面に設けられるこ
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た点である。
〔発明の概要〕
この発明は、上記した従来のものの欠点を除失するため
になされたもので、接点の周りを囲むように導体に、耐
熱性、耐消弧性樹脂粉体からなる絶縁材を設けることに
より金属粒子を強制的にアーク空間に注入できるので高
いアーク電圧を有しかつしゃ断時の限流性能がよく、し
かも接点の脱落のおそれのない回路しゃ断器を提供する
ことを目的としている。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
1図はこの発明に係る回路しゃ断器の一実施例を示す平
断面図であり、第2図は第1図の線1−1における側断
面図である。第1図、第2図において(1)〜(5) 
、 (A)は第8図、第9図のものと同、じであるので
説明を省略する。(6)l(7)は各接点(202)、
(302)の全周に互いにアーク(A)と対向するよう
にそれぞれ固定導体(201)、可動導体(301)の
各対向面側に板状に取付けられた絶縁材で、水和アルミ
ナなど消弧性ガスを発生する無機質微粒体を含有した耐
熱性合成樹脂粉体からなる絶縁層で構成されている。
今、可動接点(302)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(2
02)→可動接点(302)→可動導体(301)へと
電源側から負荷側に流れる。この状態において短絡電流
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)を固定接点(202)から
開離させる。この時、固定接点(202)と可動接点(
302)との間にアーク(入が発生する。
このアーク(入においては第3図において示すように、
絶縁材(6) 、 (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。
このように各接点(202)、(302)の全周に絶縁
材(6) 、 (7)を設けると、各接点(202)。
(302)において金属粒子は次のように挙動するので
、以下第3図に従って説明する。
すなわち、空間(ψにおける圧力値はアーク(〜自身の
空間の圧力値以上にはなり得ないが、しかし少なくとも
絶縁材(6) 、 (7)が設けられてない場合に比べ
て圧倒的に高い値を示す。従って絶縁材(6ン、(7)
によって生じた相当に高い圧力をもつ周辺空間(りは、
アーク(A)の空間の拡がりを抑制する力を午え、アー
ク(蜀を狭い空間に「しぼり込;′む」ことになる。こ
れはすなわち、対向面である(X)面より発した金属粒
子(&) 、 (Q)等の流線(m)−+(o)をアー
ク空間にしぼり込み閉じ込めることになる。よって00
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。その結果有゛
効に注入された大量の金属粒子(a) 、 (0)は、
アーク空間から従来装置とは比較にならない大量のエネ
ルギーを奪い失るためアーク空間を著しく冷却する。従
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。
上記実施例における絶縁相(63、(7)は、例えばエ
ポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ビス
マレイミドトリアジン樹脂などをマトリックスとした耐
熱性合成樹脂に水和アルミナ、水酸化アルミニウムなど
を添加することにより、消弧性にすぐれる無機物を混和
あるいは表層に形成させるものである。
このような物質で構成された合成樹脂組成物を絶縁材(
6) 、 (7)として用いることにより、大電流しゃ
断時番ζ添加された水和アルミナの内部酸化機構により
耐熱性合成樹脂が炭化水素ガス、水蒸気等を主体とする
ガス体となって表面あるいは内部ともに炭化現象を生じ
ないので炭化物による電路を生じにくくなる。また絶縁
材(6)。
(7〕に使用した水和アルミナ等の消弧性物質から発生
する消弧性ガスあるいは遊離する水分による冷却作用に
より消弧装置の消弧作用は更に強化される。この場合絶
縁材(6) 、 (7)に添加−\れる水和アルミナの
幇は、絶縁被覆構成加工発生ガス間の調整等から20〜
60重量百分率の範囲が適している。史にアーク(Nの
足は(力面へ拡大しにくくなるので一般にこの(Y)面
に設けられている接点(202)、(302)と導体(
201)。
(301)の1寥合部に直接アークの足が触れにくくな
り、その結呆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4図、第5図に絶縁材(6) 、 (7)の他の実施
例を示す。この実施例では導体(201)、(301)
をテーピングあるいはコーティング等によって被覆して
絶縁材(6A)、(7A)を形成している。そしてこの
絶縁材(6A)、(7A)の一部に、第6図、9g 7
図に示すように接点(202) 。
(302)から消弧板(5)に向う方向に導体(201
)。
(301)の表面を露出させる溝(601)。
(701)を設けて詔くと、アーク(蜀の足がこの溝(
601)’ 、 (701)内を走って消弧板(5)に
触れて冷却されるのでしゃ断性能がさらに向上する。な
おこの溝は絶縁材(6A)、(7A)の一方に設けても
よいし、また数本設けてもよい。さらにこの溝を+1図
、第2図の絶縁材(6)。
(7)に設けてもよい。
〔発明の効果〕
以−ヒのように、この発明によれば接点の周りを囲むよ
うに導体に絶縁材を設けることにより金属粒子を強制的
にアーク空間に注入できるので、従来に比べはるかに高
い限流性能を有する消弧性に優れた、しかも安全な回路
しゃ断器が得られる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る回路しゃ断器の一実施例を示す
平面図、第2図は第1図の線ト」における側ftノi面
図、第3図は第1図、第2図の回路しゃ断器における金
属粒子の挙動の模式的説明図、第4図は絶縁材の他の実
施例を示す側面図、第5図は第4図の下面図、第6図は
絶縁材の更に他の実施例を示す側面図、第7図は第6図
の下面図、第8図は一般的な回路しゃ断器を示す平面図
、・」S9図は第8図の線]X−IXにおける断面崗、
第1.0「ては第8図、第9図の回路しゃ断器にお+3
る金属粒子の挙動の模式的説明図である。1て中間一部
分には同一符号を付しである。 図中(2〕は固宝祷触子、(201)は固定導体、(2
02)は固>i22A、(3)は可動接触子、(301
)は可動導体、(302)は可動接点、(6)+(6A
)1(7) 、 (7A )は+f+縁材、(601)
、(7’01)は溝である。 代理人 弁理士  大  岩  増  雄第1図 第2図 第10図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)開閉動作をし、導体と接点とによつて構成される
    電気接触子を少なくとも一対有する回路しや断器におい
    て、前記導体の少なくとも前記接点の周りに、消弧性ガ
    スを発生する無機質微粒体を含有した耐熱性合成樹脂粉
    体からなる絶縁材を設けたことを特徴とする回路しや断
    器。
  2. (2)絶縁材を接点の全周に設けた特許請求の範囲第1
    項記載の回路しや断器。
  3. (3)絶縁材を導体の対向面側に板状に設けた特許請求
    の範囲第1項記載の回路しや断器。
  4. (4)絶縁材を導体に被覆させた特許請求の範囲第1項
    記載の回路しや断器。
  5. (5)絶縁材に、接点から消弧板に向う方向に導体の表
    面を露出させる溝を設けた特許請求の範囲第1項記載の
    回路しや断器。
JP12409884A 1984-06-13 1984-06-13 回路しや断器 Granted JPS612223A (ja)

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JPS612223A true JPS612223A (ja) 1986-01-08
JPH0226326B2 JPH0226326B2 (ja) 1990-06-08

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JP (1) JPS612223A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006124900A (ja) * 2004-05-28 2006-05-18 Matsuyama Keori Kk 導電性織物及び金属製織物
JP2010272451A (ja) * 2009-05-25 2010-12-02 Panasonic Electric Works Co Ltd 回路遮断器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006124900A (ja) * 2004-05-28 2006-05-18 Matsuyama Keori Kk 導電性織物及び金属製織物
JP2010272451A (ja) * 2009-05-25 2010-12-02 Panasonic Electric Works Co Ltd 回路遮断器

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JPH0226326B2 (ja) 1990-06-08

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