JPH0226326B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は回路しや断器に関するものであり、
特にしや断時における限流性能を向上させた回路
しや断器に関するものである。

〔従来の技術〕

第８図乃至第１３図は、例えば実開昭57−
140043号公報に示された従来の回路しや断器を示
す図であり、第８図は一従来例を示す平面図、第
９図は第８図の線−の断面図、第１０図は第
８図および第９図の回路しや断器における金属粒
子の挙動の模式的説明図、第１１図は他の従来例
を示す一部縦断面図、第１２図および第１３図は
第１１図に示す固定導体および可動導体に取付け
られた圧力反射体を示す斜視図である。

第８図および第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
対して開閉動作をする可動導体３０１と、固定接
点２０２に相対して可動導体３０１の一端部に取
付けられた可動接点３０２とから構成されてい
る。操作機構部４は可動接触子３を開閉操作する
ものである。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。圧力反射体６，７はそれぞれ前記
の高抵抗材料で構成され、それぞれ固定接点２０
２、可動接点３０２を突出させて、かつ互いにア
ークＡに対向するようにそれぞれ固定導体２０
１、可動導体３０１に取付けられている。

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
流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２
０２から開離させる。この時、固定接点２０２と
可動接点３０２間にアークＡが発生する。このア
ークＡにおいては第１０図において示すように、
圧力反射体６，７によつ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１０図において、一対の導体８，９は相対向
する一対の金属製円柱状の一般的な導体であつ
て、導体８は陽極であり、導体９は陰極である。
また導体８，９のそれぞれのＸ面は導体８，９が
接触する場合の接触面となる対向面であり、導体
８，９のそれぞれのＹ面はそれぞれの対向面であ
るＸ面以外の電気的接触面である導体表面を示
す。かつ圧力反射体６，７が導体８，９のそれぞ
れの対向面であるＸ面を突出させるようにアーク
Ａに対向して導体８，９に取付けてある。勿論Ｘ
面を接点部材で構成しても以下金属粒子の振舞い
は全く同一である。すなわち、空間Ｑ，Ｑにおけ
る圧力値は、アークＡ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、圧力反射体
６，７が設けられていない場合に比べて、圧倒的
に高い値を示す。従つて、圧力反射体６，７によ
つて生じた相当に高い圧力をもつ周辺空間Ｑ，Ｑ
は、アークＡの空間の拡がりを抑制する力を与
え、アークＡ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ａ，ｃなどの流量ｍ，m′o，o′をア
ーク空間にしぼり込み閉じ込めることになる。よ
つて、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。その結果、有効に注入さ
れた大量の金属粒子ａ，ｃ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
い去るため、アーク空間を著しく冷却する。従つ
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。

更に、この圧力反射体６，７を、例えば第８
図、第９図に示すように固定接点２０２と可動接
点３０２の接触面、すなわち第１０図に示す対向
面であるＸ面の周辺近くに設置するならば、導体
表面であるＹ面にまでアークＡが移動することを
防ぎ、アークＡの足の大きさをも制限することに
なる。このため、金属粒子ａ，ｃの発生をＸ面に
集中させ得るとともに、アーク断面積Ｓも縮小し
得て、金属粒子ａ，ｃのアーク空間への有効な注
入を一層促進することができる。従つて、アーク
空間の冷却、アーク抵抗率ρの上昇およびアーク
抵抗Ｒの上昇を一層促進して、アーク電圧を一層
上昇させることができる。

第１１図乃至第１３図において、図中第９図と
同一部分には同一符号を付している。圧力反射体
６，７にはそれぞれ固定接点２０２、可動接点３
０２から消弧板５方向に、それぞれ固定導体２０
１、可動導体３０１を露出させる直線状でかつ固
定接点２０２、可動接点３０２の幅より広い幅
を、有する溝６０１，７０１が設けられている。

次にこの動作を説明する。今、可動接点３０２
が固定接点２０２から開離すると、可動接点３０
２と固定接点２０２間にアークＡが発生する。こ
のアークＡは磁性材からなる消弧板５によつて吸
引されるため、アークＡの足は溝６０１，７０１
内を消弧板５方向に一直線に走行し、第８図に示
すようアークＡは伸張してアーク電圧が上昇する
と共に、アークＡが直接消弧板５に触れて急速に
分断冷却される。またこの場合、溝６０１，７０
１の幅が固定接点２０２および可動接点３０２の
幅より広いため、アークＡの足の溝６０１，７０
１内への転流後の断面積は大きく、アーク抵抗が
小さい。従つて、たとえ回路電流が大電流であつ
ても、アークＡの足は容易に溝６０１，７０１内
を転流して、アークＡは急速に分断冷却される。
またアークＡの足が溝６０１，７０１内を走行す
るため、固定接点２０２および可動接点３０２の
消耗を軽減することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の回路しや断器では、圧力反
射体６，７が高抵抗材料例えば銅ニツケル、銅マ
ンガン、鉄炭素、鉄ニツケル、鉄クロム、鉄等の
比抵抗が10^-5〜10^-4Ω・cmレベルの高抵抗金属で
構成されているので、圧力反射体６，７に電気的
な絶縁性がなく、短絡時等に発生するアークによ
りその表面へもアークタツチが発生し、しや断時
の限流性能の向上が図れないという問題点があつ
た。

この発明はかかる問題点を解決するためになさ
れたもので、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
導体の少なくとも接点の周りに設けることによ
り、金属粒子を強制的にアーク空間に注入でき、
しや断時の限流性能の向上が図れる回路しや断器
を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る回路しや断器は、導体の少なく
とも接点の周りに、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
縁材を設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、しや断時に絶縁材におけ
る無機質微粒体の内部酸化機構により耐熱性合成
樹脂粉体がガス体となり、また無機質微粒体から
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作用が更に強化される。

〔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や断器の一
実施例を示す平断面図であり、第２図は第１図の
線−における側断面図、第３図は第１図およ
び第２図の回路しや断器における金属粒子の挙動
の模式的説明図である。図において１〜５，Ａは
第８図〜第１０図のものと同じであるので説明を
省略する。６Ａ，７Ａ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Ａが発生する。このアー
クＡにおいては第３図において示すように、絶縁
材６Ａ，７Ａによつ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６Ａ，７Ａ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図に従つて説明する。

すなわち、空間Ｑにおける圧力値はアークＡ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６Ａ，７Ａが設けられてない場
合に比べて圧倒的に高い値を示す。従つて絶縁材
６Ａ，７Ａによつて生じた相当に高い圧力をもつ
周辺空間Ｑは、アークＡの空間の拡がりを抑制す
る力を与え、アークＡ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ａ，ｃ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。
よつて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。その結果有効に注入され
た大量の金属粒子ａ，ｃ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
去るためアーク空間を著しく冷却する。従つて抵
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材６Ａ，７Ａ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、ヒスマレイミドトリアジン樹脂などをマ
トリツクスとした耐熱性合成樹脂粉体に水和アル
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６Ａ，７Ａとして用いることにより、大電
流しや時に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つ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６Ａ，７Ａ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６Ａ，７Ａに添加される水和アルミナ
の量は、絶縁被覆構成加工発生ガス量の調整等か
ら20〜60重量百分率の範囲が適している。更にア
ークＡの足はＹ表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４図、第５図に絶縁材６Ａ，７Ａ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イング等によつて被覆
して絶縁材６Ｂ，７Ｂを形成している。そしてこ
の絶縁材６Ｂ，７Ｂの一部に、第６図、第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を設けておくと、アークＡの足
がこの溝６０１，７０１内を走つて消弧板５に触
れて冷却されるのでしや断性能がさらに向上す
る。なおこの溝は絶縁材６Ｂ，７Ｂ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
溝を第１図、第２図の絶縁材６Ａ，７Ａに設けて
もよい。

〔発明の効果〕

以上のように、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や断器が得られる効
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や断器の一実施
例を示す平断面図、第２図は第１図の線−に
おける側断面図、第３図は第１図および第２図の
回路しや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図は一従来例を示す平面図、第９図
は第８図の線−の断面図、第１０図は第８図
および第９図の回路しや断器における金属粒子の
挙動の模式的説明図、第１１図は他の従来例を示
す一部縦断面図、第１２図および第１３図は第１
１図に示す固定導体および可動導体に取付けられ
た圧力反射体を示す斜視図である。 図において、２は固定接触子、２０１は固定導
体、２０２は固定接点、３は可動接触子、３０１
は可動導体、３０２は可動接点、６Ａ，６Ｂ，７
Ａ，７Ｂは絶縁材である。なお、各図中同一符号
は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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 絶縁材を導体に被覆させたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の回路しや断器。