JPS5828138A - 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お沙、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（ａ）は一般的な回路しゃ断器を示す断面平面１
ｆｆｌ−ｔ’６す、第１図（ｂ）は第１図（ａ）　ノ線
ｂ−ＪＣ？ける側断面図である。第１図（ａ）　、　（
ｂ）に２いて、今、可動接点＠０匂と固定接点（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（８
０１）の経路で流れる。

こｐ状ａに訃いで、短絡電流等の大を流がこの回路に流
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−りム
が発生し、固定接点（２０２）と可動接点（８０２）間
にはアーク成田が発生する。このアーク成田は固定接点
（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。

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（８０２）と固定接点（２０１り
との間には、アークムによって短時間、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、この高温高王の気体は排出口（１０１）か
ら大気中に放出される。

回路しゃ断器２よびその内部構成部品は、そのしゃ断に
際して上記のようを動作をするが、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。一般にアーク抵抗凡は次のような式で与えられる。

すなわち、 ただし、Ｒ：アーク抵抗（Ω） Ｐ：アーク抵抗率（Ω・ＣＭ） ｌ：アーク長さくａＩＩ） Ｓ：アーク断面積（ｄ） ところが、一般に数にム以上の大電流でかつアーク長さ
ばか５０ｆｉ以下の短いアークムにおいては、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近くの温度を有し、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ρ２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、アーク成田もこのよう々金属粒
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！１ｉ粒子の曽動を第２図を用いて説明す
る。

第２図に２いて、（２０２）は固定接点、（３Ｑ　２）
は可動接点を示し、また、接点（２０２）、（８０２）
のそれぞれのＸ面は接点（２Ｇ２）　、　（３Ｇ２）が
接触する場合の対向面であり、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。また、図中一点鎖線で
示す輪かく２は、接点（２０２）　、　（８０２）間に
発生するアークムの外かくを示し、さらに、金属粒子ａ
および金属粒子ｂｕ、接点（２０２）、（＋０２）ＯＸ
１１ｉｌｒ＆！ヒＹｍカラ蒸発などによし発したそれぞ
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ｍ２よび矢印ｎによつで示Ｌ７た各流線り
方向であニー このような接点（２Ｇ２）　、　（ａ０２）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°Ｃ程度から
、導電性を帯びる温度、すなわち８，０００°Ｃ以上、
またはさらに高温の２０，０００°Ｃ１１度にまで昇温
さ几、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［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）　、
　（８（ｌから発し念金属粒子ａ、ｂのアーク空間に２
ける位置お℃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ｔはｌしない。

すなわち、金属粒子＆の流れる範囲に２いては大量のエ
ネルギーを奪ってアーク空間の温１ｆ’−下げ、したが
ってアーク抵抗率Ｐ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。

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ｎ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Ｋある。

以下この発明の実施例全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（ｂ）は第８図（勾の線ｂ−ｂ
ｖＣ＄Ｐける側断面図である。第３図（ａ）。

（′ｂ）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）
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ｆｌ九固定接点（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（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（８０２）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ｎぞルエピクロル
ヒドリンゴムで構成され、そ１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Ａに対向するようにそｎ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＜２
０２＞→可動接点（８Ｇ　２）→可動導体（８０１）へ
と、電源側から負荷側に流れる。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（８０２）を固定接点（２０
２）から開離させる。このとき、固定接点＠０２）と可
動接点（８０２）間にアークムが発生する。このアーク
ムに２いては第４図に２いて示すように、圧力反射体（
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
消弧されるう 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、（２ｏ２）？
よび（８０２）は相対する１対の接点でちり、そｎＺれ
の接点（２０２）　、　（＄１０２）の全周を囲み、か
つアークＡに対向するように固定導体（２０１）、可動
導体（３０１）に圧力反射体（ｅ）　、　（７）が設け
られている。

このような回路しゃ断器に２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ＱＫ？ける圧力値は、アーク人自身の空
間の上方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）が設けられていない場合に
比べて、王制的に高い値を示す。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Ａの空間の拡がりを抑制する
力を与え、アークムを狭い空間に「しぼり込む」ことに
なる。これはすなＶち、対向面でおるｘＩｌｆｉより発
した金属粒子＆、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ｎる。その結東有効に
注入された大量の金属粒子ユ、Ｃ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
去る丸め、アーク空間全署し〈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、ｓする。

ところで、この発明に２いては、圧力反射体（６）。

（７）がエピクロルヒドリンゴムで形成されているのテ
、次ノような利点がある。すなづち、エピクロルヒドリ
ンゴムは犀性に富み、かつ耐衝撃性に優ｔ’しているＣ
Ｄで、接点消耗時にエピクロルヒドリンゴムと接点、あ
るｂはエピクロルヒドリン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、接触部のエビクロル
ヒドリ／ゴムは接触圧力に屈して収縮し、接点（２０２
）と接点（８０２）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、エピクロルヒドリンゴムによって構成された圧力
反射体は、アークにより温度上昇し分解ガスが発生する
っこの分解ガスによってアークはエネルギーを奪わ１、
冷却される。また分解ガスが発生するために、圧力反射
体の表面の上方は上昇し、アークの校抄込みの効果が促
進さｎ１王力反射体の受ける圧力が上昇する丸めに、こ
の咀力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Ｅｒ大きく上昇させるこ
とができる。

またエピクロルヒドリンゴムは耐熱性が高くしかも側鎖
にクロロメチル基をもつため難燃性であり、直接アーク
して接触してもその焼損量が少ないので、多数回のアー
クしゃ断が可能でおる。なお、接点間に異物が混入して
導通不良あるいは異常な温度上昇を起す例をたび九び見
かけるが、この原因は接点近傍に８元素で構成される材
料を使用している場合が多いためであるが、エピクロル
ヒドリンゴムは８元素を含まないのでその点安心である
。さらに耐オゾン性にもすぐれ、環境変化に際しても信
頼性の高い圧力反射体を提供できろうまた、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ムの足はＹ面へ拡大しにくくな
り、一般にこのＹ面に設けらｔｔティる接点（２０２）
　＊　（８０２）と導体（２０１）　、　（８０１）　
ノ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（→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（ａ）　、　（７）は板状のものでおるが、第５図（
→、第５図（ｂ）に示すようにテーピングあるｂはコー
チイブ等によって導体（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（りは第
６図（ａ）のものの平面図である。すなわち、圧力反射
体（６）　、　（７）の一部に接点の一端側面より接点
■ｏｍｏ匂から遠ざかる方向に導体（２０１）　、　（
８０１）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ムの
足が溝（６０１）　、　（７０１）を走り、アークムが
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５ｉｌｌ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
それよりも突出し九もつである。このように構成すると
アークム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、従来に比べてける
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（→は一般的な回路しゃ断器を示す千面臥第１図
（ｂ）は第１図（１）の線ｂ−ｂｖＣ２−ける＃Ｒ１１
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、第８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８図（ロ）は
第８図（ａ）７）＠ｂ　−ｂ　ＶＣｓｐける側断面図、
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、＄５図（ａ）は圧力反射体、つ他り実
施例を示す側面図、第５図（′ｂ）は同平面図、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（切は同平面図、第７図（勾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、（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、図中同一符号は同一１＆は相当部分を示す。 代理人　葛野信−（外１名） 第１１４ ＜ａ＞ （ｂ） 第２図 凧３図

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エピ
   クロルヒドリンゴム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ゃ断器。
2. （２）圧力反射体は上記導体の外周を覆う被覆物でらる
   と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. （３）　　ＥＥ圧力反射体上記導体の接点側表面に装着
   さｎた板状部材でお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. （４）　　圧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項ま九は第８項記載の回路しゃ断器。
5. （５）溝に突出する導体の一部の表面は子方反射体の表
   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。