JPS5828144A - 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！１に関すｂものであり、特１
ｃＬや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（＆）は一般的な回路しゃ断器を示す一部切欠平
面園であり、ａ１図バｂ）は第１図（−のｂ−ｂ線断面
図である。この図において、（１）は回路りや、断器の
外枠を形成した絶縁性の包囲体であり、−側壁に排出口
（１０１）を備えている。（２）　Ｆｉ固定接触子で、
上記包囲体（１）に固定された固定導体（２０１）と、
この固定導体（２０１”）の先端部に固着された固定接
点（２０２）とからなる。（３）は上記固定接触子（２
）と対をなす可動接触子で、操作機構部（４）により駆
動する可動導体＜５０１）と、この可動導体（４０１）
の先端部に固着され、上記固定接点（２０２）に対して
接離する可動接点（３０２）とからなる。（６）は消弧
板で、可動接点（３０２）−ｓ固定接点（２０２）より
開離すると禽に生じる了−りムを冷却するものである。

いま、可動接点（３０２）と固定接点（２０２）間が閉
成していると、電流は固定導体（２０１）→固定接点（
２０２）→可動接点（３０２）→可動導体（５０１）の
経路で流れる。

コノ状ＩＩＩＶｃオいて、短絡電流なでの大電流カコの
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
七き％固定接点（２０２）と可動接点（３０２）・間に
けアーク人が発生し一固定接点（２０２）と可動接点（
５０２）ｎｌｉ　Ｋ　＃ｆｉ７−り電圧が発生する。こ
のアーク電圧は固定接点（２ｏ２）からの可動接点（３
０２）の開離距離が増大するにしたがって上昇する。ま
た、同時にアーク人が消弧板（５）の方向へ磁気力にょ
っで引き付けられ伸長するために、アーク電圧はざらに
上昇する。

このようＶｒ−シて・アーク電流は電流零点を迎えてア
ーク人を消弧り、Ｌや断が完結する。このようなしゃ所
動作中ｉｃおいて、可動接点（５０２）と固定接点（２
０２）との間には、アークＡ　’Ｃよってｆｉ待時間す
なわち数ミリ秒の内に大波のエネルギーが発生する。そ
のなめに−包凹体（１）内の気体の温度ＨＪＪＴＬ、か
つ圧力も急□激゛で上昇するが覧この高温高圧の気体は
排出口（１ＯＮ）から大気中に放出される。

回路しゃ断器およびその内邪楊戊部品は、そのしゃ断Ｃ
ｍＬで上記のような動作をするが、つぎに固定接点（２
０２）と可動接点（３０２）との動作について陵に説明
する。−ｆＢ！にアーク抵抗、Ｒけっぎのような式で与
えられる。すなわち、 Ｒ″″ρ； ただし％Ｒニアーク抵抗（巧 ρ：アーク抵抗率（Ω・１） ｔ：アーク長さくｅｓ） Ｂ：了−り断面積（−） Ｌ　カルに一般でｆｌｋＫＡ以上の大電流でがっ了−夕
長ざｔが５ｏ■以下の短い了−夕ムにおいては、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。

Ｌかも、この金属粒子の放出け一接点表面に直角方向で
起こるものである。まな、この放！Ｂされた金属粒子は
、放出時において°けそが点の金属の沸点近くの温度を
有し％さらにアーク空間で注入されるや否やＷ気的エネ
ルギーの注入を受けて高温高圧化されるとと４に導電性
を帯び、了−夕空間の圧力分布にしたがった方向に膨張
りながら高速度で導体から遠ざかｂ方向に流れ来るもの
である。そして、アーク空ｒ！ＩＣおけるアーク低抗率
ρおよびテーク断面積Ｓけ、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−アーク電圧も
このような金属粒子の挙動によって決定されてゐるもの
である。つぎに、このような金属粒子の挙動を１１２図
を用いて説明する。

第２図において、Ｘ（ｆＪは固定接点（２０２）と可動
接点（５０２）とが接触する場合の対向面を示し％Ｙ面
は上記１面以外の接点表面および導体表面の一部を示す
。また、図中一点鎖線で示した輪か〈２は、固定接点（
２０２）と可動接点＜Ｓａｔ＞間に発生するアーク人の
外かくを示す、ざらにａおよび′ｂは、固定接点（２０
２）、可動接点（３０２）のＸ面および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で示したも
！で−その放出方向けそれぞれ矢印ｍおよび矢９印ｎに
よって示した各流線の方向である。

このよ’Ｓ＆固定接点（２０２）、可動接一点（３０２
）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
℃程度から、イ導電性を帯びる温度、すなわちａ、ｏｏ
ｏ℃以上、またはざらに高温の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
ーを奪い去り、アーク空間の温度を下げ、その結果アー
ク抵抗Ｒを境大させる。アーク空間から金属粒子畠、　
１１１％奪い来るエネルギー量は、金属粒子の昇温の程
度が大きい程大きく篭その昇温Ｏ程度は、接点（２０２
）、　（３０２）から発した金属粒子ａ、ｂのアーク空
間における位置および放出経路によって・定まる。しか
るに、＠２図に示す従来の回路しゃ断器Ｖｃおいては、
対白面Ｘ面の中心付近から発する金属粒子＆はアーク空
間より大量のエネルギーを奪い−ｉ！４が、Ｌかり、接
点表面および導体表面の−ｇＹ面から発する金属粒子す
は一金属粒子ａに比べて−７−タ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２
１！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、したがって了−り抵抗率ρを増大させるが
、金属粒子すの流れる範ｉ！！においては、大量のエネ
ルギーを奪わないために１了−夕空間の温度の低下も少
なく、し七がって、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Ｙｌｉから了−りムが発
生するために、了−夕断面積８も増大し−したがってア
ーク抵抗Ｒも低下する。

このような金属粒子ａ、　１１ｖｃよるアーク空間から
のエネルギーの流出は、′ｆＩＬ気的注人的注入エネル
ギー合っているのであるから、もし、接点（２０，１）
、　Ｃ５０２凋に発生する金−粒・五のアーク空間への
注入量を増大させれば、当然に了−夕空間の温度を大食
（低下ご６せ、その結果、アーク抵抗率ｐを大暑（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。

ざらに、従来の接触子（２）、　（３）の大暑な欠点は
、Ｙ面への大−夕ムの足の拡大のためで１一般にこ１Ｆ
）ＹｒＭＫ：設けられることの多い接点（２０２）、　
（３０２）と導体（２０１）、　（３０１）との接合部
ａｃｔ接テータ人の足が拡大しやすく、そのと古の熱に
よって融点の低い接合部材が溶融し、接点脱落を起こす
危険性があった点である。

この発明は上記観点からなされたもので、導体とこれに
固着された接点とからなる１対の接触子を有Ｌ−上記各
接点の外周を取り囲むように上記各導体に圧力反射体を
設け、かつ上記圧力反射体の少なくとも一方を、表面に
酸化銅皮膜を生Ｆｌｃさせた銅で構成することにより−
７−り電圧を大暑〈上昇させ、しゃ断時の限流性能の向
上を図るとともに一接点の脱落を防止できるようｃした
回路しゃ断器を提供することを目的としている。

以下、この発明の実施例を図面に１七づいて説明する・
第５図（＆）はこの発明にかかる回路しゃ断器ｎ−実施
例を示す一部切欠平面図であり、第３図（ｂ）は佛３図
（ｓｌ）のｂ−１３＠断面図である。第５図（荀、（ｂ
）において、回路しゃ断器の外枠を形成した包囲体（１
）は絶縁体により構成され、−側壁に排出口（１０１）
を備えている。固定接触子（２）　ｔ！包囲体（１）で
固定され之固定導体Ｃ２０１）と、この固定導体（２０
１）の先端Ｉ！１ｌｌＶＣ取り付けられな固定接点（２
０２）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、可動導体（３０
１）と、固定接点（２０２）　Ｋ相対して可動導体（３
０１）の先端部で取り付けられた可動接点（３０２）と
から構＠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。

上記固定接触子（２）の固定導体（２０１）、可動接触
子（３）の可動導体（３０１）には、これらに設けられ
た固定接点（２０２）　、可動接点（３０２）の外周を
取り囲んでアーク人に対向するような板状の圧力反射体
（６）（７）が取り付けられている。上記両接点（２０
２）、　（３０乃は圧力反射体（６）、　＜７）から突
出し、かつ圧力反射体（６）、（γ）は表面′ＩｃＩｃ
酸化膜皮膜成させた銅で構成されている。

なお−消弧板（５）は使用Ｌｌ＜てもよいが−使用した
方が効果的である。消弧板（５）　Ｖｉ磁性体あるいは
非磁性体で形成されているが、非磁性消弧板を使用する
と、定格の大きい回路しゃ断器では定格運転時の一温度
上昇が問題で、磁性体でよる渦電流が大きな原因となっ
ていたが、その欠点を除失することかで禽ろ。

いま、第３図Ｖｒ：′１３イて、可動接点（３０２）と
固定接点（２０２）間が閉成していると、電流は固定導
体（２０１）→固定接点（ｆ０２）→可動接点（３０２
）→可動導体（３０１）へと、電源側から負荷１ＩＩｒ
Ｉｃ流れる。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、操作機構部（４）が作動して、
可動接点（，５０２）を固定接点（２０２）からａｍさ
せる。このとき、固定接点（２０２）と可動接点（３０
２）関ｒ了−り人が発生する。この了−りムｆ′に３い
ては第ｔｇＶｃおいて示すように・圧−力反射体（６）
、（７）によって金属粒子＆、ｏＤ１反射され、アーク
空間が高圧となり−その結果アーク人が効果的に冷却さ
れ消弧される。

第４図は第３図の回路しゃ断器でおける固定接点（２０
２）と可動接点（５０２）間の金属粒子ａ、ａの挙動の
模式的説明図である。すなわち％第４ｖ！Ｊかられかる
よう（、接゛点（２０２）、　（５０２）の周辺空間＾
ｖｃおける圧力値は、了−りｉ自身の空間の圧力値以上
にはなり得ないが、ＬかＬ少くと１、圧力反射体（６）
、（７）が設けられていない場合に比べて、圧倒的で高
い値を示す。したがって、圧力反射体（６）。

（テ）によって生じた相当に高い圧力をｔつ周辺空間ｑ
は、了−夕ムの空間の拡がりを抑制する力を与え、アー
ク電を狭い空間ｖｃ「しぼり込む」ことになる、これは
すなわち、対向面である１面より発した金属粒子ａ、ｏ
１にどの流線鳳、Ｑを了−夕空間にしぼり込み閉じ込め
ることになるｅよって、１面より発した金属粒子息＊　
　ａＦｉ−有効に了−夕空間で注入さ、れる。その結果
、有効に注入された大量の金属粒子＆、Ｏは、了−り懲
関から従来装置とは比較ＩＩｃｆｋらな一大量のエネル
ギーを奪い去って、アーク空間を著Ｌ〈冷却する。これ
により一了−タ抵抗率Ｉすなわちアータ抵抗スが著しく
上昇してアーク電ＥＥがきわめて大食〈上昇し、高い限
流性能が得られる。

さらに圧力反射体＋６）、　（７）は表面に酸化銅皮膜
を生成させた銅からなるが、表面の酸化銅皮膜は絶縁物
で耐熱性ｖｃ４ねており、したがって了−り五の足は接
点（２０２）、　（５０２）以外に形成されることがす
く、かつ了−夕ムによって表面皮膜が損傷する゛おそれ
が少ない。また、母材が熱伝導ｖｃ慶れた銅であるため
、接点（２０２）　（３韓）、導体（２０１）、　（５
０１）の熱放散が有効で行なわれ、接点（２０２）、　
（５０２）の温度上昇が抑えられるとともに、アーク電
にざらされた圧力反射体（６）、（７）表面の熱が導体
（２０１）、　（３０１’？ｓ容易に逃げ、圧力反射畔
（６）、（７）の温度上昇による消耗が少なく抑えられ
る。また、醸化皮膜はアークＡＫｇらされて塩ガスを発
生することがなく、Ｌなかって接点、（２０２）、　（
５０２）の表面への影響（腐食）ｔＩｉない。ざらＩＣ
％圧力反射体＋６）　、　（７）は酸化処理材で、母材
（銅）と表面絶縁皮膜との密着性がよいから、熱−撃に
よ〈耐える。また−母材の銅は割れなどの心配もないの
で、圧力反射体（ａ）、　（７）の取り付は強度が強く
−かっ母材の＃Ｉけ型抜性、曲げ性がよく、Ｌ２がって
咎易！ＩＣ圧力反射体Ｌ６）、　（７）を得ることがで
きる。さらに、圧力反射体−〇）、（γ）によ・つて、
了−り人力足はＹ面へ拡大りに〈＜、一般にこのＹ面に
設けられている接点（−２０２）、　（３０２）と導体
（２０１）、　（３０１）との接合部に直接アーク電の
足が触れに〈（なり・その結果、接点（２０２）、　（
５０２）の脱落を起こす危１λ性もなくなるという有利
な点を有している。

＠　５１１　（＆）け接触子（２）、　（３）の他の実
施例を示す側面図であり、第５図（ｂ）は第５図（＆）
に示された接触子（２）、　（３）の平面図でらる。す
なわち、第３罰に示した圧力反射体！０）、　（７）は
導体（２０１）、　（３０１）の接点側表面だけＶｃａ
ける板状物であるが、第５図（荀（ｂ）に示すように一
圧力反射体（６）、（７）は銅よりなる導体（２°０１
　）、　（５０１）自体を表面酸化して−この導体（２
０１）、　Ｃ５０１）の周囲を被覆するような被覆物と
してもよい。この構成では、上に述べた効果Ｖｃｌｌｉ
ｌえ、容易に圧力反射体（６）、　（７）を形成でき、
他の部品を取り付ける必要本ないという優れた利点が得
られる。

また（第６図（＆）は接触子（２）、（３１Ｆ）他の実
施例を示す側面図であり、第６図（ｂ）は第６図（−で
示された接触子（２）、　（３）の平Ｕｆｉ図である。

すなわち、圧力反射体（６）＃（７）の−ｇには、接点
（２０２）、　（５０２）の一端側面を基点としてこれ
より排出口（１［］１　）側に遠ざかる方向に導体（２
０１）、　（３０１）の表面が露出するようなｍ　（６
０１）、　（７０１）が設けられている。この構成では
、了−り五の足が溝（６０１）、　（７０１）を走り°
、了−夕人が消弧板（５）に触れて冷却され、しゃ断性
能が向上する。

さらに、１１６図のように溝（６０１）、　（７０１）
より露出した導体表面は、圧力反射体（ａ）、（））の
表面と同一またはそれ以上に盛り上げることかできる。

第７図（−はその盛り上がり構造をもった接呼子（２）
。

（３）の実施例を示す側面図であり、第７図（ｂ）は第
７図（−に示された接触子４２）’、　（３）の平面図
である。すなわち、（８０１）、　（９０１）で示すよ
うで、上記溝（６０１）、（１ｄ１）から露出した導体
（２０１）、　（３０１）の表面は、圧力反射体（６）
、（））の表面よりも突出している。このように構成す
ると、了−りムの足が素早く排出口（、ｔｏｌ）側へ移
動して、しゃ断性能が向上するとと％に、接点（２０２
）、　（３０２）の消耗が少なくなる。

以上のａ明かられかるように、この発明によれば、了−
夕電圧を犬書く上昇させ、しゃ断時の限流性能の向上を
図るとともに、接点の脱落を防止で自為回路しゃ断器を
提供することがで龜る。

【図面の簡単な説明】

８１ｍ（ａｌけ一般的な回ＩＬや断器を示す一部切欠平
面図、１１１図（ｂ）は第１図（荀ｎｂ−ｔｉ線断面図
、＠２ｐＸｉけ第１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３図（→けこの発明にかかる
回路しゃ断器の一実施例を示す一部切欠平面図、１１３
図（ｂ）は第３図（−の１−１線断面図、第４図はＩＩ
ｓ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（荀は接触子の他の実施例を示す側面図、
＠５図（ｂ）は第５図（ａ）　ＶＣ示ａれた接触子の平
面図、箇６図（ｓＪｔｆ接触子の他の実施例を示す側面
図、第６図（１，、）は第６図（荀に示された接触子の
平面図、第７図（ａ）は接触子の他の実施例を示す側面
図、第７図（１））は第７図（ａ）に示された接触子の
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、
（５０１）・・・可動導体−（３０２）・・・可動接点
、（ａ）　、　（７）−・・圧力反射体、（６０１）。 （７０１）・・・溝 なお、図中同一符号は同一まなは相当部分を示す。 鴎人　葛野信−（外１名） 第１図 （ａ） （ｂ） 第２薗 ノ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体とこれに固着された接点とか゛らなる１対の
   接触子について、上記各接点の外周を取り囲むように上
   記各導体に圧力反射体を設け、かつ−上記圧力反射体の
   少なくとも一方を、表面に酸化銅皮膜を生成させた銅で
   構１ｆｆｉＬな、ことを特徴とする回路しゃ断器。
2. （２）圧力反射体は導体の接点側表面だけに設ける板状
   物である特許請求の範囲第１項記載の回路しゃ断器。
3. （３）圧力反射体は導体の周囲を被覆する被覆物である
   特許請求の範囲第１項記載の回路しゃ断器。
4. （４）少なくとも一方の圧力反射体に、接点の一端側面
   を基点としてこれより遠ざかる方向に導体の表面が４出
   するような溝を設けた特許請求の範囲第１項、第シ項ま
   なは第５項記載の回路しゃ断器。
5. （５）露出Ｌｌ導体表面を圧力反射体の表面と同一また
   はそれ以上で盛り上げてな本特許請求の範匪第４項記載
   の回路しゃ断器。