JPS58181234A - 開閉器 - Google Patents
開閉器Info
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- JPS58181234A JPS58181234A JP6438682A JP6438682A JPS58181234A JP S58181234 A JPS58181234 A JP S58181234A JP 6438682 A JP6438682 A JP 6438682A JP 6438682 A JP6438682 A JP 6438682A JP S58181234 A JPS58181234 A JP S58181234A
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- inorganic
- highly porous
- porous material
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は開閉器に関する。なおこの発明でいう開閉器
とは、特に回路しゃ断器、限流器、電磁開閉器などをさ
し、通常は小型容器内でアークを生じる開閉器を意味す
る。
とは、特に回路しゃ断器、限流器、電磁開閉器などをさ
し、通常は小型容器内でアークを生じる開閉器を意味す
る。
以下この発明を回路しゃ断器を例に説明する。
第1図〜第8図は従来の回路しゃ断器を示す断面図で、
それぞれ異なった動作状態を示している。
それぞれ異なった動作状態を示している。
(1)はカバー、(2)はベースで、カバー(1)とベ
ース(2)とで容器(3)を構成する。(4)は固定接
触子で、固定導体(5)を有し、その一端に固定接点(
6)を有し、他端は外部導体(図示せず)に接続される
ように端子部になっている。(7)は可動接触子で、可
動導体(8)を有し、その一端に固定接点(6)に対向
した可動接点(9)を有している。叫は可動接触子装置
、圓は可動子腕でクロスバ−(2)に固定され各極間時
に開閉されるようになされている。(至)は消弧室で消
弧板04)が側板叫によプ保持されている。(頂はトグ
ルリンク機構で上リンクαηと下リンク叫よシ構成され
ている。−トリップ0′7)の一端はフレドル(1ωに
、また他端は下リンク(18)の一端にそれぞれ軸(2
0) (21)によシ連結されている。なお下リンク(
18)の他端は上記可動接触子装置(1■の可動子腕(
11)に連結されている。□□□は起倒形操作ハンドル
、(23)は作動ばねでトグルリンク機構叫の軸(21
)と上記操作ハンドル□□□との間に架張されている。
ース(2)とで容器(3)を構成する。(4)は固定接
触子で、固定導体(5)を有し、その一端に固定接点(
6)を有し、他端は外部導体(図示せず)に接続される
ように端子部になっている。(7)は可動接触子で、可
動導体(8)を有し、その一端に固定接点(6)に対向
した可動接点(9)を有している。叫は可動接触子装置
、圓は可動子腕でクロスバ−(2)に固定され各極間時
に開閉されるようになされている。(至)は消弧室で消
弧板04)が側板叫によプ保持されている。(頂はトグ
ルリンク機構で上リンクαηと下リンク叫よシ構成され
ている。−トリップ0′7)の一端はフレドル(1ωに
、また他端は下リンク(18)の一端にそれぞれ軸(2
0) (21)によシ連結されている。なお下リンク(
18)の他端は上記可動接触子装置(1■の可動子腕(
11)に連結されている。□□□は起倒形操作ハンドル
、(23)は作動ばねでトグルリンク機構叫の軸(21
)と上記操作ハンドル□□□との間に架張されている。
例(5)は、それぞれ熱動および電磁引きはずし機構で
作動時には、それぞれバイメタル(イ)および可動鉄心
端によりトリップバー(至)を反時計方向に回動させる
ようになっている。
作動時には、それぞれバイメタル(イ)および可動鉄心
端によりトリップバー(至)を反時計方向に回動させる
ようになっている。
(ロ)は一端が上記トリップバー(至)に係止され他端
はフレドル(19)と係止しているラッチである。フレ
ドル杷がラッチ(29)に係止し良状態で操作ハンドル
色を閉路位置に到せば、トグルリンク機1ll(1B)
が伸長して軸(21)がフレドル(19)に係止され可
動接点(9)は固定接点(6)に接合される。この状態
が第1図である。
はフレドル(19)と係止しているラッチである。フレ
ドル杷がラッチ(29)に係止し良状態で操作ハンドル
色を閉路位置に到せば、トグルリンク機1ll(1B)
が伸長して軸(21)がフレドル(19)に係止され可
動接点(9)は固定接点(6)に接合される。この状態
が第1図である。
次いで操作ハンドル(支)を開路位置に倒せば、トグル
リンク機構叫は屈曲して可動接点(9)を固定接点(6
)より開離させて可動子腕(11)をフレドル軸■に係
止される。この状態が第2図である。また前記第1図に
示す閉路状態で回路に過電流が流れると、熱動引きはず
し機構例あるいは電磁引きはずし機構傷)が作動してフ
レドル(19)とラッチ(29)の保合を解除し、それ
によりフレドル軸■を中心に時計方向にフレドル(19
)が回転しストッパー軸(31)に係止される。フレド
ル0(2)と上リンク(17)の連結点が上記作動ばね
(支)の作用線を越えるため、作動ばね臼)のばね力に
よってトグルリンク機構(16)が屈曲してクロスバ−
(1りによシ各極連動して自動しゃ断を行なう。
リンク機構叫は屈曲して可動接点(9)を固定接点(6
)より開離させて可動子腕(11)をフレドル軸■に係
止される。この状態が第2図である。また前記第1図に
示す閉路状態で回路に過電流が流れると、熱動引きはず
し機構例あるいは電磁引きはずし機構傷)が作動してフ
レドル(19)とラッチ(29)の保合を解除し、それ
によりフレドル軸■を中心に時計方向にフレドル(19
)が回転しストッパー軸(31)に係止される。フレド
ル0(2)と上リンク(17)の連結点が上記作動ばね
(支)の作用線を越えるため、作動ばね臼)のばね力に
よってトグルリンク機構(16)が屈曲してクロスバ−
(1りによシ各極連動して自動しゃ断を行なう。
この状態が第8図である。
次に回路しゃ断器において電流しゃ断時に発生するアー
クの振舞いについて説明する。
クの振舞いについて説明する。
今、可動接点(9)と固定接点(6)とが接触している
場合においては、その電力は電源側よシ固定導体(5)
、固定接点(6)、可動接点(9)及び可動導体(8)
を順次経由して負荷側へ供給される。この状態において
、短絡電流などの大電流がこの回路に流れると、前述し
たように熱動引きはずし機構(至)あるいは電磁引きは
ずし機構(25)が作用して、可動接点(9)を固定接
点(6)から開離させる。この際、上記固定及び可動接
点(61、(9)間にはアーク(濶が発生し、固定及び
可動接点(61、(9)アーク電圧が発生し、それに伴
って固定接点(6)からの可動接点(9)の開離距離が
増大するに従って上昇し、また、同時にアーク(321
が消弧板(14)の方向へ磁気力によって引き付けられ
伸長するために、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を消弧し、しゃ断が完
結する。しかし、この注入された美大なアークエネルギ
ーは最終的には熱エネルギーの形になシ完全に容器外に
逃げ去るが、それまでの過渡時には限られた容器内のガ
スの温度を上昇させ、引いてはガス圧力を急激に上昇さ
せることになる。これによシ回路し中断器内部の絶縁劣
化、回路しゃ断器外部への放出火花量の増大による電源
短絡事故、回路しゃ断器本体の破壊等の重大な欠点があ
った。
場合においては、その電力は電源側よシ固定導体(5)
、固定接点(6)、可動接点(9)及び可動導体(8)
を順次経由して負荷側へ供給される。この状態において
、短絡電流などの大電流がこの回路に流れると、前述し
たように熱動引きはずし機構(至)あるいは電磁引きは
ずし機構(25)が作用して、可動接点(9)を固定接
点(6)から開離させる。この際、上記固定及び可動接
点(61、(9)間にはアーク(濶が発生し、固定及び
可動接点(61、(9)アーク電圧が発生し、それに伴
って固定接点(6)からの可動接点(9)の開離距離が
増大するに従って上昇し、また、同時にアーク(321
が消弧板(14)の方向へ磁気力によって引き付けられ
伸長するために、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を消弧し、しゃ断が完
結する。しかし、この注入された美大なアークエネルギ
ーは最終的には熱エネルギーの形になシ完全に容器外に
逃げ去るが、それまでの過渡時には限られた容器内のガ
スの温度を上昇させ、引いてはガス圧力を急激に上昇さ
せることになる。これによシ回路し中断器内部の絶縁劣
化、回路しゃ断器外部への放出火花量の増大による電源
短絡事故、回路しゃ断器本体の破壊等の重大な欠点があ
った。
このような欠点が生ずる理由として、アークのエネルギ
ー消費のメカニズムが関係している。即ち、第4図は、
接触子(4) (7)間にアークAが生じた図である。
ー消費のメカニズムが関係している。即ち、第4図は、
接触子(4) (7)間にアークAが生じた図である。
図中Tはアークから接触子に伝導してる光によるエネル
ギーの流れをそれぞれ示している。第8図において、ア
ークに注入されたエネルギーは、上記の三つのエネルギ
ーの流れ、T 、 m。
ギーの流れをそれぞれ示している。第8図において、ア
ークに注入されたエネルギーは、上記の三つのエネルギ
ーの流れ、T 、 m。
Rによって概ね消費されてしまう。この内、電極への熱
の逃げTは微少であシ、大半のエネルギーはmとRにて
持ち去られてしまう。さて、従来、アークのエネルギー
の消費のメカニズムにおいては1図中のmが圧倒的であ
り、Rのエネルギーはほとんど無視されていたが、発明
者等の最近の研究によシ、Rのエネルギー即ち、光によ
るエネルギーの消費がアークに注入されたエネルギーの
約70%にも達するほど美大であることがわかった。
の逃げTは微少であシ、大半のエネルギーはmとRにて
持ち去られてしまう。さて、従来、アークのエネルギー
の消費のメカニズムにおいては1図中のmが圧倒的であ
り、Rのエネルギーはほとんど無視されていたが、発明
者等の最近の研究によシ、Rのエネルギー即ち、光によ
るエネルギーの消費がアークに注入されたエネルギーの
約70%にも達するほど美大であることがわかった。
即ちアークに注入されたエネルギーの消費は次のように
解析できる。
解析できる。
PW−V−I−PK+Pth+PR
PK = 1mv”+ m−cP−T
但し、
PW:瞬時注入エネルギー
■ :アーク電圧
I :電流
V−I:アークに注入される瞬時電気エネルギーPK:
金属粒子が持ち去る瞬時エネルギー消費量 1mv” : mgの金肯粒子が速度Vで飛び去る時に
持ち去る瞬時エネルギー消費量 m−CP−T:定圧比熱CPのガス(金属粒子のガス)
が温度Tにて逃げた時に持ち去る瞬時エネルギー消費量 Pth:アーク空間から、電極へ熱伝導にて逃げ去る瞬
時エネルギー消費量 PR:光により、アークから直接放射される瞬時エネル
ギー消費量 上記の消費量は電極形状やアーク長によって変化するが
、10〜20mmのアークに対してはそれぞれPK=1
0〜20 % 、 Pth=6 % PR−75〜8
5チである。
金属粒子が持ち去る瞬時エネルギー消費量 1mv” : mgの金肯粒子が速度Vで飛び去る時に
持ち去る瞬時エネルギー消費量 m−CP−T:定圧比熱CPのガス(金属粒子のガス)
が温度Tにて逃げた時に持ち去る瞬時エネルギー消費量 Pth:アーク空間から、電極へ熱伝導にて逃げ去る瞬
時エネルギー消費量 PR:光により、アークから直接放射される瞬時エネル
ギー消費量 上記の消費量は電極形状やアーク長によって変化するが
、10〜20mmのアークに対してはそれぞれPK=1
0〜20 % 、 Pth=6 % PR−75〜8
5チである。
次にアークを容器に閉じ込めた時の状況を第6図に示す
。アークを容器に閉じ込めると、容器内空間は、電極の
金属粒子が充満しかつ高温の状態となる。特に、アーク
陽光柱Aの周辺ガス空間Q(図中斜線で示した空間Q)
は、上記の状態が著しい。さて、アークから発した光は
、アーク陽光柱Aから放出され、容器(3)の壁に照射
され反射する。反射された光は散乱され、再度、電極粒
子の充満した高温空間を通過し、再度、壁面に照射され
る、このような過程を光量が零になるまで繰シ返すので
ある。この間の、光の経路を図中Ra→Rb−+RC−
+Rdにて示している。
。アークを容器に閉じ込めると、容器内空間は、電極の
金属粒子が充満しかつ高温の状態となる。特に、アーク
陽光柱Aの周辺ガス空間Q(図中斜線で示した空間Q)
は、上記の状態が著しい。さて、アークから発した光は
、アーク陽光柱Aから放出され、容器(3)の壁に照射
され反射する。反射された光は散乱され、再度、電極粒
子の充満した高温空間を通過し、再度、壁面に照射され
る、このような過程を光量が零になるまで繰シ返すので
ある。この間の、光の経路を図中Ra→Rb−+RC−
+Rdにて示している。
上記の過程において、アークから発した光の消費は次の
二点である。
二点である。
(1)壁面での吸収
(2)アーク空間及び周辺(高温)ガス空間による吸収
、すなわちガス空間による吸収。アークから発する光は
、2000λ以下の遠紫外から、1μm以上の遠赤外ま
でのすべての波長領域に渡シ、連続スペクトルおよび線
スペクトルからなる。一般の容器壁面は、たとえ表面が
黒色をしていても、4OOOλ〜5000人程度の範囲
においてのみ、光の吸収能力を有するのみで、その他の
範囲においては、一部を吸収するにとど−1はとんど反
射してしまうものである。ところが、アーク空間及び周
辺高温ガス空間での吸収は次のようになる。
、すなわちガス空間による吸収。アークから発する光は
、2000λ以下の遠紫外から、1μm以上の遠赤外ま
でのすべての波長領域に渡シ、連続スペクトルおよび線
スペクトルからなる。一般の容器壁面は、たとえ表面が
黒色をしていても、4OOOλ〜5000人程度の範囲
においてのみ、光の吸収能力を有するのみで、その他の
範囲においては、一部を吸収するにとど−1はとんど反
射してしまうものである。ところが、アーク空間及び周
辺高温ガス空間での吸収は次のようになる。
長さしの一様な組成・温度を有するガス空間に波長λの
光を照射した時におけるガス空間による光の吸収量は、
次のように算定できる。
光を照射した時におけるガス空間による光の吸収量は、
次のように算定できる。
Ia −A書n峰LIin =・−(1
)■a:ミニガスる吸収エネルギー A :e、収確率 11n:照射する光エネルギー n :粒子密度 L :光が通過する光路長 但し、(1)式は、特定波長λに対する吸収エネルギー
量を示す。Aは特定波長λに対する吸収確率でLj)、
波長λ、ガス温度1粒子の種類の関数である。
)■a:ミニガスる吸収エネルギー A :e、収確率 11n:照射する光エネルギー n :粒子密度 L :光が通過する光路長 但し、(1)式は、特定波長λに対する吸収エネルギー
量を示す。Aは特定波長λに対する吸収確率でLj)、
波長λ、ガス温度1粒子の種類の関数である。
(1)式について、量子力学の教えに従えば、吸収係数
人は、連続・線スペクトルともに、光を発する光源ガス
と同一状態のガス(即ち、粒子の種類、温度が同一)が
最も大きな値を有することになる。
人は、連続・線スペクトルともに、光を発する光源ガス
と同一状態のガス(即ち、粒子の種類、温度が同一)が
最も大きな値を有することになる。
即ち、アーク空間から発する光は、アーク空間及びその
周辺ガス空間に最も多く吸収される。
周辺ガス空間に最も多く吸収される。
(1)式において、光の吸収エネルギー量Iaは、光路
長しに比例する。第5図に示すように、アーク空間から
の光が壁面にて反射されると、(1)式中のしは、その
反射回数の倍数だけ増大することになυ、アーク空間の
高温部で吸収される光エネルギー量が増大することにな
る。
長しに比例する。第5図に示すように、アーク空間から
の光が壁面にて反射されると、(1)式中のしは、その
反射回数の倍数だけ増大することになυ、アーク空間の
高温部で吸収される光エネルギー量が増大することにな
る。
これは、即ち、アークの発する光のエネルギーが結局、
容器内のガスに吸収され、これによってガスの温度が上
昇し、ガスの圧力が上昇することを意味している。
容器内のガスに吸収され、これによってガスの温度が上
昇し、ガスの圧力が上昇することを意味している。
この発明は、前述した諸欠点を解消すべくなされたもの
であって、導体とこれに固着された接点とからなシ、互
いに開閉動作を行う少くとも1対の電気接触子と、開放
動作時に両接触子間に生ずるアークを消弧する消弧板と
、上記接触子や上記消弧板を収納する容器、とを備えた
開閉器において、上記消弧板を、繊維、網および見掛は
気孔率が861以上の無機質高多孔材料のうちの1w7
1または2種以上の複合材で構成した開閉器を提供する
のを目的とするものである。
であって、導体とこれに固着された接点とからなシ、互
いに開閉動作を行う少くとも1対の電気接触子と、開放
動作時に両接触子間に生ずるアークを消弧する消弧板と
、上記接触子や上記消弧板を収納する容器、とを備えた
開閉器において、上記消弧板を、繊維、網および見掛は
気孔率が861以上の無機質高多孔材料のうちの1w7
1または2種以上の複合材で構成した開閉器を提供する
のを目的とするものである。
換言すれば、この発明においては、アークに注入された
エネルギーの約70%にも達する光のエネルギーを効果
的に吸収するために、41fI定の材料を消弧板の材質
として用いる。このように構成すれば、アークから生ず
る光エネルギーを効果的に吸収させることができ、こう
することによって、容器内の光を多量に吸収し、ガス空
間の温度を低下させ、それにより圧力を低下させるもの
である。
エネルギーの約70%にも達する光のエネルギーを効果
的に吸収するために、41fI定の材料を消弧板の材質
として用いる。このように構成すれば、アークから生ず
る光エネルギーを効果的に吸収させることができ、こう
することによって、容器内の光を多量に吸収し、ガス空
間の温度を低下させ、それにより圧力を低下させるもの
である。
上記繊維としては、無機系、金属、複合材、織材および
不織布などのうちから選択されるが、高温アークにさら
される空間に設置される関係上、熱的強度のあるものが
必要である。
不織布などのうちから選択されるが、高温アークにさら
される空間に設置される関係上、熱的強度のあるものが
必要である。
また、網としては、無機系、金属および複合材などのほ
か、細線金網を多層に重ねたもの中編素線などもその選
択の対象となシ得るものである。
か、細線金網を多層に重ねたもの中編素線などもその選
択の対象となシ得るものである。
この網の場合も、熱的強度のあるものが必要である。
上記繊維および網の材料のうち、無機系ではセラミック
、カーボン、アスベストなどが好適であシ、金属ではF
e、Cuが最適であり、Zn、Niなどにメッキを施こ
したものも適用可能である。
、カーボン、アスベストなどが好適であシ、金属ではF
e、Cuが最適であり、Zn、Niなどにメッキを施こ
したものも適用可能である。
多孔質素材とは、一般には固体構造内に多数の細孔を持
つ材料で、金属、無機系、有機質などの多くの範囲にお
ける材料に存在するもので、材質と細孔との関係におい
て、一つは固体粒子相互の接点で焼結固化したもの、他
の一つは孔が主体で孔を形成する隔壁が固体物質である
ものに区別されている。なおこの発明で素材とは、形状
にとられれない、形状加工前のもとの材料をいう。
つ材料で、金属、無機系、有機質などの多くの範囲にお
ける材料に存在するもので、材質と細孔との関係におい
て、一つは固体粒子相互の接点で焼結固化したもの、他
の一つは孔が主体で孔を形成する隔壁が固体物質である
ものに区別されている。なおこの発明で素材とは、形状
にとられれない、形状加工前のもとの材料をいう。
さらに細かく分類すると粒子間の隙間が細孔として存在
するもの、粒子間の隙間と粒子内の孔の細孔を共有する
もの、発泡性の孔を内部に包含するものなどに分けるこ
とができる。また通気性・通水性のあるものと、気孔が
内部に独立し通気性のないものとに大別することもでき
る。
するもの、粒子間の隙間と粒子内の孔の細孔を共有する
もの、発泡性の孔を内部に包含するものなどに分けるこ
とができる。また通気性・通水性のあるものと、気孔が
内部に独立し通気性のないものとに大別することもでき
る。
上記の細孔の形状は非常に複雑で、広義的には開孔と閉
孔に類別され、その構造は、細孔容積または気孔率、細
孔径および細孔径分布、比表面積などで表示する。
孔に類別され、その構造は、細孔容積または気孔率、細
孔径および細孔径分布、比表面積などで表示する。
気孔率には真の気孔率と見掛は気孔率とがあって、多孔
質素材に含まれる開孔と閉孔のすべての細孔容積の割合
を素材の全容積(カサ容積)に対する空隙比すなわち百
分率で示したものを真の気孔率とし、測定方法は液体ま
たは気体による置換法および吸収法などによるが、簡便
法としてJISR2614の耐火断熱レンガの比重およ
び気孔率の測定方法に定義されるとおシ次のように計算
される。
質素材に含まれる開孔と閉孔のすべての細孔容積の割合
を素材の全容積(カサ容積)に対する空隙比すなわち百
分率で示したものを真の気孔率とし、測定方法は液体ま
たは気体による置換法および吸収法などによるが、簡便
法としてJISR2614の耐火断熱レンガの比重およ
び気孔率の測定方法に定義されるとおシ次のように計算
される。
他方、見掛は気孔率とは、開孔の容積の割合を素材の全
容積(カサ容積)に対する空隙比すなわち百分率で示し
たものであって、JISR2206耐火レンガの見掛は
気孔率、吸収率及び比重の測定方法に定義されるとおり
、次のようにして計算される。なお見掛は気孔率は有効
気孔率ともいう。
容積(カサ容積)に対する空隙比すなわち百分率で示し
たものであって、JISR2206耐火レンガの見掛は
気孔率、吸収率及び比重の測定方法に定義されるとおり
、次のようにして計算される。なお見掛は気孔率は有効
気孔率ともいう。
細孔径は細孔容積および比表面積の測定値よシ求められ
るが、原子やイオ/の大きさに近′いものから粒子間の
界面間隙まで数λ(オングストローム)から致鱈まで分
布するが、一般に、その分布の平均値として定義される
。多孔質素材では顕微鏡による方法ヤ水銀圧入法で気孔
の形状、大きさおよびその分布を測定することができる
。一般には複雑な気孔の形状や分布の状態を正確に知る
ためには顕微鏡を用いるのが直接的で好ましい。
るが、原子やイオ/の大きさに近′いものから粒子間の
界面間隙まで数λ(オングストローム)から致鱈まで分
布するが、一般に、その分布の平均値として定義される
。多孔質素材では顕微鏡による方法ヤ水銀圧入法で気孔
の形状、大きさおよびその分布を測定することができる
。一般には複雑な気孔の形状や分布の状態を正確に知る
ためには顕微鏡を用いるのが直接的で好ましい。
比表面積の測定には、各種吸着ガス質の各温度における
吸着等混線を利用して求めるBET法が多く用いられ、
特に窒素ガスが多く用いられる。
吸着等混線を利用して求めるBET法が多く用いられ、
特に窒素ガスが多く用いられる。
次にこの発明の前提である、高多孔質材料による光のエ
ネルギーの吸収とそれによるガスの圧力低下の摸様を、
無機質高多孔材料を例に説明する。
ネルギーの吸収とそれによるガスの圧力低下の摸様を、
無機質高多孔材料を例に説明する。
第6図は無機質高多孔素材を示した斜視図、第7図は第
6図の部分拡大断面図である。図において(至)は無機
質高多孔素材、(至)は無機質物表面に通じる開孔を示
している。開孔(財)の細孔径は数μから数■まであっ
て、大小さまざまな分布を示しているものである。
6図の部分拡大断面図である。図において(至)は無機
質高多孔素材、(至)は無機質物表面に通じる開孔を示
している。開孔(財)の細孔径は数μから数■まであっ
て、大小さまざまな分布を示しているものである。
さて、この多孔素材−に第7図のRにて示すように、光
が開孔(至)に入射すると、光は無機物の壁面に当ると
1反射される。これが細孔の内部で繰返して起シ、つい
には壁面に100襲吸収されてしまう。即ち開孔(至)
に入射した光は、無機物表面に直接吸収され、細孔内で
熱になるのである。
が開孔(至)に入射すると、光は無機物の壁面に当ると
1反射される。これが細孔の内部で繰返して起シ、つい
には壁面に100襲吸収されてしまう。即ち開孔(至)
に入射した光は、無機物表面に直接吸収され、細孔内で
熱になるのである。
第8図は無機質高多孔材料をモデル容器内に入れたもの
において、その無機質高多孔材料の見掛けの気孔率を変
化させた時のモデル容器内圧力変化の曲線図を示してい
る。第8図で横軸は見掛けの気孔率、縦軸は容器内壁を
Cu、Fa、AIなどの金属で構成した時の圧力を1と
して規格化しである。
において、その無機質高多孔材料の見掛けの気孔率を変
化させた時のモデル容器内圧力変化の曲線図を示してい
る。第8図で横軸は見掛けの気孔率、縦軸は容器内壁を
Cu、Fa、AIなどの金属で構成した時の圧力を1と
して規格化しである。
実験条件としては、−辺10mの立方体の密閉容器内に
AgW接点を10−の定ギャップに設置しピークl0K
Aの正弦波電流のアークを8m5(<9秒)発生させ、
この時のエネルギーで生じる容器内圧力を測定している
。
AgW接点を10−の定ギャップに設置しピークl0K
Aの正弦波電流のアークを8m5(<9秒)発生させ、
この時のエネルギーで生じる容器内圧力を測定している
。
上記実施例に使用した無機質高多孔材料としては、コー
ジライト材質の陶磁器原料を可燃性もしくは発泡剤を加
えるなどの方法で成形し焼結して、多気孔にした多孔質
陶磁器で、平均細孔径が10〜800μの範囲、多孔質
素材の見掛は気孔率がそれぞれ20%、80チ、85%
、40%、45%、60%、60%、70%、80%、
85%のもので、50■X50■X8wtの各種サンプ
ルを使用しこれを容器壁面に配置し、容器内面の表面積
の50%を覆うようにした。
ジライト材質の陶磁器原料を可燃性もしくは発泡剤を加
えるなどの方法で成形し焼結して、多気孔にした多孔質
陶磁器で、平均細孔径が10〜800μの範囲、多孔質
素材の見掛は気孔率がそれぞれ20%、80チ、85%
、40%、45%、60%、60%、70%、80%、
85%のもので、50■X50■X8wtの各種サンプ
ルを使用しこれを容器壁面に配置し、容器内面の表面積
の50%を覆うようにした。
細孔径としては、吸収される光の一波長領域を若干越え
る程度の平均細孔径とその細孔が表面に占める割合、即
ち、細孔の比表面積の多少が問題となる。又光の細孔内
吸収においては、細孔の深いものが効果がア如、連通孔
が好ましい。開閉器でアークから発生する光は数百λ〜
10000λ(1μm)に分布するので、これを若干越
える程度、即ち数千λ〜数1000μmの平均細孔径の
ものが適しておシ、表面に占める穴の面積が、見掛は気
孔率85−以上となる高多孔質材料がアークの発する光
の吸収に適している。特に細孔径上限が1000μm以
下の範囲にある細孔の比表面積が大きい程効果は大きい
。実験では平均細孔径6μ〜1■の高多孔質材料を用い
れば、アークの発する光に対して、良好な吸収特性を示
すことを確認した。また、材質がガラスで、平均細孔径
がbμ、20μである場合、アークの発する光に対して
良好な光の吸収を観測した。
る程度の平均細孔径とその細孔が表面に占める割合、即
ち、細孔の比表面積の多少が問題となる。又光の細孔内
吸収においては、細孔の深いものが効果がア如、連通孔
が好ましい。開閉器でアークから発生する光は数百λ〜
10000λ(1μm)に分布するので、これを若干越
える程度、即ち数千λ〜数1000μmの平均細孔径の
ものが適しておシ、表面に占める穴の面積が、見掛は気
孔率85−以上となる高多孔質材料がアークの発する光
の吸収に適している。特に細孔径上限が1000μm以
下の範囲にある細孔の比表面積が大きい程効果は大きい
。実験では平均細孔径6μ〜1■の高多孔質材料を用い
れば、アークの発する光に対して、良好な吸収特性を示
すことを確認した。また、材質がガラスで、平均細孔径
がbμ、20μである場合、アークの発する光に対して
良好な光の吸収を観測した。
第8図特性曲線aかられかるように、無機質高多孔材料
の気孔は光エネルギーを吸収し、開閉器内部の圧力を低
下する効果がある。これは多孔質素材の見掛は気孔率の
増大とともに大きくな9、特に気孔率が85%以上であ
れば、顕著になシ、8611での範囲で効果が確認され
た。気孔率がさらに増大すれば、高多孔材料の厚さを一
層増加させることによシ対応させる必要がある。
の気孔は光エネルギーを吸収し、開閉器内部の圧力を低
下する効果がある。これは多孔質素材の見掛は気孔率の
増大とともに大きくな9、特に気孔率が85%以上であ
れば、顕著になシ、8611での範囲で効果が確認され
た。気孔率がさらに増大すれば、高多孔材料の厚さを一
層増加させることによシ対応させる必要がある。
ただし多孔質素材の見掛は気孔率と機械的強度の関係に
おいて、気孔率が大きくなると、もろくなったシ、熱伝
導性が低下し高熱によシ溶融し易く、反対に、気孔率が
小さい場合には、開閉器内減圧の効果が薄い。従って実
用的には多孔質素材の見掛は気孔率が40〜70%の範
囲の高多孔質材料が最適である。
おいて、気孔率が大きくなると、もろくなったシ、熱伝
導性が低下し高熱によシ溶融し易く、反対に、気孔率が
小さい場合には、開閉器内減圧の効果が薄い。従って実
用的には多孔質素材の見掛は気孔率が40〜70%の範
囲の高多孔質材料が最適である。
第8図の特性傾向は無機質多孔材料全般について言える
ことであって、これは光の吸収に関する以上の説明から
も推察できるところである。
ことであって、これは光の吸収に関する以上の説明から
も推察できるところである。
従来の開閉器には無機質材料が使用されているものがあ
るが、その使用目的は、特に有機物容器のアークからの
保護が主であって、そのため、無機質材料の選定にあた
っては、耐アーク性、寿命、熱伝導、機械的強度、絶縁
性、炭化対策などの特性が重視されていた。これらの特
性を満す無機質材料は必然的にち密化指向で構成されて
おシ、シたがって、この発明とは目的を異にするもので
、その見掛は気孔率はgos前後となっている。
るが、その使用目的は、特に有機物容器のアークからの
保護が主であって、そのため、無機質材料の選定にあた
っては、耐アーク性、寿命、熱伝導、機械的強度、絶縁
性、炭化対策などの特性が重視されていた。これらの特
性を満す無機質材料は必然的にち密化指向で構成されて
おシ、シたがって、この発明とは目的を異にするもので
、その見掛は気孔率はgos前後となっている。
高多孔質素材としては無機、金属、有機系などがあるが
、中でも無機系は、絶縁物でかつ高融点材料として特徴
ずけられる。この2つの性質は、開閉器の容器内部に設
置する材料としては好適であり、電気的に絶縁物なので
、しゃ断に対し悪影響を及ぼすことはなく、又、高温に
さらされても、融けたり、ガスを出したりしないので、
圧力抑制材料としては最適である。
、中でも無機系は、絶縁物でかつ高融点材料として特徴
ずけられる。この2つの性質は、開閉器の容器内部に設
置する材料としては好適であり、電気的に絶縁物なので
、しゃ断に対し悪影響を及ぼすことはなく、又、高温に
さらされても、融けたり、ガスを出したりしないので、
圧力抑制材料としては最適である。
無機質多孔材料としては、多孔質の陶磁器、耐火物、ガ
ラス、セメント硬化体などがあシ、いずれも開閉器内の
ガスの圧力の低下をさせるために使用できる。なお、有
機系の多孔質材料では、耐熱性およびガス発生に問題が
あり、金属系の多孔質材料では、絶縁性、耐圧に問題が
あるので、それぞれ使用する場所が限定される。
ラス、セメント硬化体などがあシ、いずれも開閉器内の
ガスの圧力の低下をさせるために使用できる。なお、有
機系の多孔質材料では、耐熱性およびガス発生に問題が
あり、金属系の多孔質材料では、絶縁性、耐圧に問題が
あるので、それぞれ使用する場所が限定される。
以後、この発明の好ましい一実施例について、第9図と
第1θ図を参照しながら説明する。尚、この発明による
開閉器の主要構成は、回路しゃ断器を例にとれば、第1
図から第8図に示したものと同一構成であっても良いの
で、第9図と第1θ図においては、この発明の要部のみ
を示す。
第1θ図を参照しながら説明する。尚、この発明による
開閉器の主要構成は、回路しゃ断器を例にとれば、第1
図から第8図に示したものと同一構成であっても良いの
で、第9図と第1θ図においては、この発明の要部のみ
を示す。
第9図と第1O図とにおいて、□□□は、従来公知の開
閉器における消弧板(第1図から第8図において(14
)を以って示したもの。)に機能的に相当するものの、
この発明によシ、たとえば無機質高多孔材料で構成した
消弧板を示す。これらの消弧板(至)は無機質高多孔材
料、即ち、見掛は気孔率が85チ以上、好ましくは40
〜70%で、平均細孔径が数千λから数1000μmの
無機質多孔材料でできている。セして消弧板(至)にア
ークAを接触させるべく誘引させるために、固定および
可動導体(5)。
閉器における消弧板(第1図から第8図において(14
)を以って示したもの。)に機能的に相当するものの、
この発明によシ、たとえば無機質高多孔材料で構成した
消弧板を示す。これらの消弧板(至)は無機質高多孔材
料、即ち、見掛は気孔率が85チ以上、好ましくは40
〜70%で、平均細孔径が数千λから数1000μmの
無機質多孔材料でできている。セして消弧板(至)にア
ークAを接触させるべく誘引させるために、固定および
可動導体(5)。
(8)にそれぞれ延長部(5m)、(8m)を形成する
。この延長部(5a)を固定導体(5)と平行に延長さ
せるべく、はぼU字状にまけることにより、いわゆる電
磁反撥力が生ずるようにする。つtb、一種のアーク駆
動手段を設けるわけである。その際、接点(6)は、可
動導体(8)上の接点(9)と相対向するように、その
位置を定める。このようにすることによ如、アーク人を
消弧板(至)へと駆動させることができるのであるが、
消弧板(至)が無機絶縁物であるために、アークAは同
図に示すように曲線的な径路となシ、実効長の長いもの
になる。さらに、消弧板((5)が無機質高多孔材料で
構成されていることによって、アークAの光エネルギー
は該消弧板(至)に大量に奪われ、このためアーク人の
周辺空間の電離は抑制される。また、アークAが接点(
6) 、 (91側から押し出されて消弧板(35)側
に駆動されるので、該消弧板(至)よる光エネルギーの
吸収量は多量であり、開閉器の内圧は効果的に抑制され
る。
。この延長部(5a)を固定導体(5)と平行に延長さ
せるべく、はぼU字状にまけることにより、いわゆる電
磁反撥力が生ずるようにする。つtb、一種のアーク駆
動手段を設けるわけである。その際、接点(6)は、可
動導体(8)上の接点(9)と相対向するように、その
位置を定める。このようにすることによ如、アーク人を
消弧板(至)へと駆動させることができるのであるが、
消弧板(至)が無機絶縁物であるために、アークAは同
図に示すように曲線的な径路となシ、実効長の長いもの
になる。さらに、消弧板((5)が無機質高多孔材料で
構成されていることによって、アークAの光エネルギー
は該消弧板(至)に大量に奪われ、このためアーク人の
周辺空間の電離は抑制される。また、アークAが接点(
6) 、 (91側から押し出されて消弧板(35)側
に駆動されるので、該消弧板(至)よる光エネルギーの
吸収量は多量であり、開閉器の内圧は効果的に抑制され
る。
第11図はこの発明の実施例にもとづく実測例である。
同図において、横軸は見掛は気孔率、縦軸は標準品にお
けるアーク発生時の容器内圧力を規格値lとして、これ
に対して示す圧力値である。
けるアーク発生時の容器内圧力を規格値lとして、これ
に対して示す圧力値である。
実験条件はつぎの通りである。
50Aフレームの実機を使用した。内容積は2an X
9 cm X深さ5mの密閉容器で、この容器は有機
物であるフェノール樹脂で構成されたものである。この
実機の接点はAgWからなるもので、これによ〕しゃ断
動作を行ない、ピーク値が14KAの亨 正シん、波電流のアークを8mS (i9秒)発生させ
、この時のエネルギーで生じる容器内圧を測定したもの
である。
9 cm X深さ5mの密閉容器で、この容器は有機
物であるフェノール樹脂で構成されたものである。この
実機の接点はAgWからなるもので、これによ〕しゃ断
動作を行ない、ピーク値が14KAの亨 正シん、波電流のアークを8mS (i9秒)発生させ
、この時のエネルギーで生じる容器内圧を測定したもの
である。
上記消弧板(35)を構成する無機質高多孔材料としで
は、前述のコージライトを使用した。平均細孔径範囲1
0μ〜800μで見掛は気孔率20%。
は、前述のコージライトを使用した。平均細孔径範囲1
0μ〜800μで見掛は気孔率20%。
80%、85%、40チ、50チ、70チのもので、2
0mX 20NIX 8■1のサンプルを4枚使用した
。
0mX 20NIX 8■1のサンプルを4枚使用した
。
同図中、曲線すが実測値から得られた特性曲線である。
黒点aは第8図の測定値aと同一である。
上記特性曲線すからも明らかなように、無機質高多孔材
料からなる消弧板(謹を用いることにより、内圧抑制に
著しい効果をあげ得ることがわかる。
料からなる消弧板(謹を用いることにより、内圧抑制に
著しい効果をあげ得ることがわかる。
ところで、アークAに対する駆動手段としては、導体の
配置形状、たとえば、上記実施例のように平行導体配置
によって電磁反撥、を生起させるものに限られるもので
はなく、消弧板(至)を支持する側板−を磁性材料で構
成したシ、あるいはブロー・アウト・コイルを設置する
などの手段が考えられる。
配置形状、たとえば、上記実施例のように平行導体配置
によって電磁反撥、を生起させるものに限られるもので
はなく、消弧板(至)を支持する側板−を磁性材料で構
成したシ、あるいはブロー・アウト・コイルを設置する
などの手段が考えられる。
上記実施例では、消弧板((5)を見掛は気孔率85チ
以上の無機質高多孔材料で構成したものであるが1無機
質以外の多孔質材料で構成してもよく、また多孔質材に
代えて繊維もしくは網で構成することもできるほか、繊
維、網および特定の気孔率の多孔質材料のうち、2種以
上の複合材で構成することも可能である。
以上の無機質高多孔材料で構成したものであるが1無機
質以外の多孔質材料で構成してもよく、また多孔質材に
代えて繊維もしくは網で構成することもできるほか、繊
維、網および特定の気孔率の多孔質材料のうち、2種以
上の複合材で構成することも可能である。
以上のようにこの発明は、繊維、網および見掛は気孔率
が85%以上の多孔質材料のうちの1種または2種以上
の複合材で消弧板を構成することによシ、アークの光エ
ネルギーが効果的に吸収され、容器の内圧を確実に抑制
させることができる。
が85%以上の多孔質材料のうちの1種または2種以上
の複合材で消弧板を構成することによシ、アークの光エ
ネルギーが効果的に吸収され、容器の内圧を確実に抑制
させることができる。
第1図〜第8図は従来の回路しゃ断器の断面図で、それ
ぞれ異なった動作状態を示す。第4図は接触子間にアー
クが発生した様子を示す説明図、第5図は容器内の接触
子間にアークが発生した様子を示す説明図、第6図は無
機質高多孔素材を示す斜視図、第7図は第6図の部分拡
大断面図、第8図はアークを発生させたときの、見掛け
の気孔率に対する容器内圧力変化を示す曲線図、第9図
はこの発明に係る開閉器における輛弧板の一例を示す斜
視図、第10図は同消弧板を組み込んだ回路しゃ断器の
要部を示す側面断面図、第11図はこの発明の一実施例
による回路しゃ断器の内圧実測値から求めた特性図であ
る。 (3)・・・容器、(4) 、 (7)・・・電気接触
子、 (5) 、 (8)・・・導体、(6) 、 (
9)・・・接点、(至)・・・消弧板、A・・・アーク
。 なお、図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。 代理人葛野信−(外1名) 第1図 第2図 24 b ” □・ 第3図 第4図 RR 第8図 第9図 第10図 $11図 見カ+(す會了し4!(%〕
ぞれ異なった動作状態を示す。第4図は接触子間にアー
クが発生した様子を示す説明図、第5図は容器内の接触
子間にアークが発生した様子を示す説明図、第6図は無
機質高多孔素材を示す斜視図、第7図は第6図の部分拡
大断面図、第8図はアークを発生させたときの、見掛け
の気孔率に対する容器内圧力変化を示す曲線図、第9図
はこの発明に係る開閉器における輛弧板の一例を示す斜
視図、第10図は同消弧板を組み込んだ回路しゃ断器の
要部を示す側面断面図、第11図はこの発明の一実施例
による回路しゃ断器の内圧実測値から求めた特性図であ
る。 (3)・・・容器、(4) 、 (7)・・・電気接触
子、 (5) 、 (8)・・・導体、(6) 、 (
9)・・・接点、(至)・・・消弧板、A・・・アーク
。 なお、図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。 代理人葛野信−(外1名) 第1図 第2図 24 b ” □・ 第3図 第4図 RR 第8図 第9図 第10図 $11図 見カ+(す會了し4!(%〕
Claims (4)
- (1)、導体およびこれに固着され九接点によ多構成さ
れて容器内で開閉動作をする少なくとも1対の電気接触
子と、開閉動作時に周接触子間に生じるアークを消弧す
る消弧板と、アークを上記消弧板の方向へ向けて駆動す
るアーク駆動手段とを備え、上記消弧板を、繊維、網お
よび見掛は気孔率が85−以上の多孔質材料のうち1m
または2種以上の複合材で構成したことを特徴とする開
閉器。 - (2)、上記消弧板が無機質高多孔材料で構成され、こ
の無機質高多孔材料は見掛は気孔率が40u 70ts
である特許請求の範囲第1項記載の開閉器。 - (3)、上記無機質高多孔材料は、高多孔度の陶磁器、
耐火物、ガラス、およびセメント硬化体のうちから選択
されている特許請求の範囲第2項記載の開閉器。 - (4)、上記無機質高多孔材料はその平均細孔径が数千
λ〜数1000μmである特許請求の範囲第2項または
第8項記載の開閉器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6438682A JPS58181234A (ja) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | 開閉器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6438682A JPS58181234A (ja) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | 開閉器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58181234A true JPS58181234A (ja) | 1983-10-22 |
Family
ID=13256821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6438682A Pending JPS58181234A (ja) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | 開閉器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58181234A (ja) |
-
1982
- 1982-04-15 JP JP6438682A patent/JPS58181234A/ja active Pending
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