JPS5826432A

JPS5826432A - 回路しや断器

Info

Publication number: JPS5826432A
Application number: JP12695381A
Authority: JP
Inventors: 村上　貞利; 悟山崎; 伸示山県; 久常　文之; 寺地　淳一
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-08-11
Filing date: 1981-08-11
Publication date: 1983-02-16

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。

第１図（ａ）は一般的な回路しゃ断器を示す断面平面図
であり、第１図（ｂ）は第１図（ａ）の線ｂ−ｂにおけ
る側断面図である。第１図（ａ）　、　（ｂ）において
、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（２０＋）−同定接点（
２０２）→可動接点１：１１０２）−可動導体（８０１
）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。このとき、固
定接点（２０２）と可動接点（８０２）間にはアークＡ
が発生し、固定接点（２０２）と可動接点（ＪＯ２）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−Ｌ昇する。寸だ、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。

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（２０２）
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（＋０１）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
際して上記のよう々動作をするが、次に同定接点（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。

すなわち、Ｒ−ρ− ただし、Ｒ：アーク抵抗（Ω）ｅ：アーク抵抗率（Ω、礪）ｅ：アーク長さく関）ｓ：γ−り断面積（−）ところが、一般に数ＫＡ以上の大電流でかつアーク長さ
ｅが５０囮以下の短いアークＡにおいては、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１−ｕ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、
さらにアーク空間に注入されるや否や電気的エネルギー
の注入を受けて高淵高圧化もれるとともに導電性を帯び
、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ｅおよびアーク
断面ａｉｔ　ｓは、この金属粒子の発生量どその放出方
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貧：ｕＩｆ：第２図を用
いて説明する。

第２図において、（２０２）は固定接点、（８０２）は
可動接点を示し、寸た、接点（２０２）、（３０２）の
それ、それのＸ面は接点（２０２）、（３０２）が接触
する場合の対向面でを）す、接点（２０２）、（３０２
）のそれぞれのＹ面は、対向面Ｘ面以外の接点表面およ
び導体表面の一部を示す。廿た、図中一点鎖線で示す輪
かくＺけ、接府（２０２）、（：３０２）間に発生する
アークＡの外かくを示し、芒らに、金属粒子ａおよび金
属粒子すは、接点（２０２）、（８０２）　ノＸ面オヨ
びＹ面から蒸発など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ｎによって示した各流線の方向である。

このような接点（２０２）、（８０２）から放出された
金属粒子ａ、ｂけ、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ａ、ｏｏｏ℃程度から、導電
性を帯びる温度、すなわち８，０００℃以上、またはさ
らに高温の２０．０００℃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シ、アー
ク空間の温度を下げ、その結果アーク抵抗Ｒを増大させ
る。なお、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のアーク空間にお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おい
ては、対向面Ｘ面の中心付近から発する金属粒子ａはア
ーク空間よシ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
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量のエ
ネルギーを奪ってアーク空間の温度を下げ、しだがって
アーク抵抗率ｅを増大させるが、金属粒子すの流れる範
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の増大も図れず、しかも、対向面Ｘ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、その結果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シ合っているのであ
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
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た点である。

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ｎｉ’Ｆ、がよく、しかも接点の脱落のおそれ
のない回路［７や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
す平断面図であり、第８図（ｂ）は第３図（ａ）の線１
）　−１）における側断面図である。第３図（ａ）、（
ｂ）にひいて、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（＋０１）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（２０＋）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）　＆：ｊ−固定接触子（２）に対
して開閉するもので、固定導体（２０＋）に対して開閉
動作をする可動導体（８０１）と、固定接点（２０２）
に相対して可動導体（８０１）の一端部に取付けられた
可動接点（８０２）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
）から開離するときに生じるアークを消弧するものであ
る。圧力反射体（６）　、　（７）はそれぞれアクリル
酸アルキルエステルを主成分とするアクリルゴム絶縁組
成物（以下単にアクリルゴムという）で構成され、それ
ぞれ固定接点（２０２）、可動接点（３０２）の外周を
取囲んで、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＋）　、可動導体（８月）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（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（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（３０２）間にアークＡが発生する。このアーク
Ａにおいては第４図において示すように、圧力反射体（
６）　、　（力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３図の回路しゃ断器における金属粒子の挙動
の模式的説明図である。第１１図において、（２０２）
および（３０２）は相対する１対の接点であり、それぞ
れの接点（２０２）、（８０２）の全周を囲み、かつア
ークＡに対向するように固定導体（２０＋）、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、しかし少くとも、圧
力反射体（６）　、　（７）が設けられてい彦い場合に
比べて、圧倒的に高い値を示す。したがって、圧力反射
体（６）　、　（７）によって生じた和尚に高い圧力を
もつ周辺空間Ｑは、アークＡの空間の拡がシを抑制する
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面よシ発した金
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。よって、Ｘ面よシ発した金属粒
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、アーり空間から
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ｐ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、この発明においては圧力反射体（６）。

（７）がアクリルゴムで形成されているので、次のよう
な利点がある。すなわち、アクリルゴムは弾性に冨み、
かつ耐衝撃性に優れているので、接点消耗時にアクリル
ゴムと接点、あるいはアクリルゴム同志の接触が発生し
ても、亀裂や破損を生ずることがなく、接触部のアクリ
ルゴムは接触圧力にＩ＋１１．て収縮し、接点（２０２
）と接点（３０２）とは接点消耗前と同様の安定した接
触を得ることができる。

また、アクリルゴムに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われ冷却される。

また分解ガスが発生するために、圧力反射体の表面の圧
力は上昇し、アーク・の絞シ込みの効果が促進され、圧
力反射体の受は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圧を太きく−ｈ昇させること
ができる。

さらに、アクリルゴムで圧力反射体を形成する場合、成
形品の装着、テープ状部材の巻回、塗布、コーティング
等回路しゃ断器の構成に応じた多種類の加工装着が可能
である。捷だアクリルゴＪ、は耐熱性が高いので、直接
アークに接触１７てもその焼損量が少なく、多数回のア
ークしゃ断が可能である。しかもアクリルゴムは他の耐
熱ゴム系に比べて軽いので、特に回路しゃ断器の可動子
あるいは反賂可動子に装着すれば、接点開極速度を遅ら
・すことがない。なお、安価であることも大きな利点の
一つである。

壕だ、絶縁物からなる圧力反射体（６）　、　（７）を
前記のように装着することによってアークＡの足はＹ面
へ拡大しにくくなシ、一般にこのＹ面に設けられている
接点（２０２）　、（８０２）と導体（２０１）、（８
０１）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５図（ａ）は圧力反射体（６）　、　（７）の他の実
施例を示す側面図であり、第５図（ｂ）は第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）、（８０１）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。す々わち、圧力反
射体（６）　、　（７）の一部に接点の一端側面より接
点（２０２）　。

（８０２）から遠ざかる方向に導体（２０１）、（８０
１）の表面が露出するように、溝（６０１）、（７０１
）が設けである。このようにすればアークＡの足が溝（
６０１）　。

（７０１）を走シ、アークＡが消弧板（５）に触れ、冷
却されてしゃ断性能が向上する。

第７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７図（ｂ）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）　、　（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Ａ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７、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平面図、第
１図（ｂ）は第１図（ａ）の＆！ｂ−ｂにおける断面図
、第２図は第１図の回路しやル）器における金属粒子の
挙動の模式的説明図、第３図（ａｊ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（ｂ）は第
３図（ａ）の線１）−すにおける佃ル■面図、第４図は
第３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５図（ａ）は圧力反射体の他の実施例を示す
側面図、第５図（ｌＪ）は同Ｙ面図、第６図（ａ）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、
（２０２）・・・固定接点、（８）・・・可動接触子、
（８０１）・・・可動導体、（８０２）・・・可動接点
、（６）　、　（７）・・・圧力反射体。なお、図中同一符号は同一まだは和尚部分を示す。代理人葛野信−（外１名）

Claims

【特許請求の範囲】

（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、上記電気接触子のそれぞれ
は接点の外周を取囲むように導体上に装着され−た圧力
反射体を有し、この圧力反射体の少くとも一方がアクリ
ル酸アルキルエステルを主成分とするアクリルゴム絶縁
組成物で形成されていることを特徴とする回路しゃ断器
。
（２）圧力反射体は上記導体の外周を覆う被覆物である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回路しゃ
断器。
（３）圧力反射体は上記導体の接点側表面に装着された
板状部材であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の回路しゃ断器。
（４）圧力反射体の少くとも一方は、一端が接点側面よ
シ発し接点よシ遠ざかる方向に°上記導体の一部が露出
するような溝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３項記載の回路しゃ断器。
（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ているととを特徴
とする特許請求の範囲第４項記載の回路しゃ断器。