JPS58142245A - 耐電弧特性の試験装置 - Google Patents

耐電弧特性の試験装置

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JPS58142245A
JPS58142245A JP2642082A JP2642082A JPS58142245A JP S58142245 A JPS58142245 A JP S58142245A JP 2642082 A JP2642082 A JP 2642082A JP 2642082 A JP2642082 A JP 2642082A JP S58142245 A JPS58142245 A JP S58142245A
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JP
Japan
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electrode
arc
sample
electric arc
contact
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Pending
Application number
JP2642082A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiaki Sakamoto
井上武男
Takeo Inoue
阪本芳昭
Shigeyuki Uematsu
植松滋幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS58142245A publication Critical patent/JPS58142245A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation

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  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

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、例えば気中遮断装置の電流遮断接点の両側
に配設し発生1弧の逸散を防止する所謂消弧板等の耐電
弧特性の試験装置に関するものである。
前記気中遮断装置には異常電流の遮断を主目的にする遮
断器、電流の遮断、−短絡の反u1を主目的にする接触
器等がめる。前者の場合には単に発生1弧の逸散上防止
するだけでなく、その材質の保持する特性は装置の遮断
性能を大きく支配し、また後者の場合にはその損耗量は
装置の耐用寿命に直接関係するもので、一般に前者の特
性を消弧特性、後者の特性を耐弧特性わるいは耐弧寿命
特性と呼ばれて―る。
発生1弧の大きさは、遮断容量、交直流の違い、接点の
開極速度あるいは機種の差等に関連し、小は家庭用のナ
イフスイッチから、大は送電用の基幹遮断器に到るまで
千差万別である。消弧板材質は上記の発生1弧の大きさ
に従い種々雑多なものが使用されている。
例えばV農用ナイフスイッチ9ように発生電弧0小さい
機器には有機材料のモールド品が、′送電用基幹遮断器
のように発生1弧の太き部機器では磁器材料等が使用さ
れており、その他無機質および無機質、有機質の複合材
料等も使用されている。
また消弧板材質の特性の良否は上記のように遮断性能耐
弧冑命等特性面を支配するに留まらず機器の形状、大き
さに直接関係するので機器の設計において消弧板材質の
付定は極めて重要な因子であることは総べての設計者が
認めることである。
従来消弧板材質の付定3に:使用されていた耐電弧特性
の試験装置には次のようなものがある。
先ず第1図に示すような電極構成のA、 8. T、 
Mによる耐弧試験装置がある−これはタングステン等溶
融1度の高い所定の直径(L 4 w l )の金属棒
を斜に切断して、鋭角部を設けたもの2本を電極(2)
 13)に使用し、試験試料(1)の平面上に、上記電
m (り +3)の鋭角の先端部を密着させ所定の間隙
(a85w)?:像保持て対向するように配設する。
最初に両電極(り 13)間に商用局、波1!1500
’V[−印加する。この時両電極(2) 13)の先端
間ic10mAの電流が流れ、放電現象が発生し、電弧
t−1/4秒ON、l、874秒OFFの状態で1分間
保持する。
その後10mAで1/4秒ON、874秒OFFの状態
で1分間、1/4秒oN1/4秒OPFの状態で1分間
、連続通電状態で1分間と印加し、さらに連続通電状態
で電流20 m A 1分間、80mA1分間40 m
 A 1分間、と1分間ごとに段階的にアークの性質を
強めて試験するものである。
評価は試験面の絶縁が完全に破壊されて、1弧が消滅す
るまでの時間、すなわち耐電弧保持時間を求め時間の長
いもの程、特性が優れているものと判断する。
この装置による試験では、試料の材質が有機系の場合に
は試験途中に1弧が消滅することが多く、材料間の差1
mみ取ることが可能であるが、試料が無機系で例えば磁
器材質の場合最終条件においても殆んど1弧の消滅現象
がなくその差は読み取1す ることか出来ない。
この試験装置は高電圧、小電流の条件で1弧を発生させ
てはいるが実質的には高温小容量の熱源で試料表面を加
熱しているに過ぎない、有機系材質の場合には、熱伝導
率が小さいために極部的に温度が上昇し、材質が熱分解
して炭素質を析出し、この炭素が電路を形成するもので
あり、特性の良否は殆んど材質の炭素含有率に支配され
独自の耐電弧特性を表示することは無いようである。
上記のように、この耐弧試験装置犀では無機系材質の評
価が不可能であること、および有機系材質の場合でも独
自の耐電弧特性が把握出来ないという致命的な欠陥があ
る。
次に表面抵抗回復速度を測定する耐弧試験装置がある。
これも第1図に示すような電極構成で、タングステン等
の溶融温度の高い直径4闘−の金属棒を斜に切断して鋭
角部を設けたもの2本を電極(2) +3)に使用し、
試験試料(1)の平面上に、上記電極(2) +3)の
鋭角の先端部を密着させ5mの間隔を保持して対向する
ように配設する。
先ず両電極(2) (3)間にリーケージトランスが励
磁され交流t&ooovt−印加し、グロー放電現象會
発生させ、引続きメイントランスが励磁され交流300
0V10Aを印加し、大きな熱容量の1弧を20Hz保
持する。この時両電極(2) +3)間の試料(1)は
完全に溶融する。1弧の発生時間が完了すると同時に、
両電極(2) +3) t−抵一抗値測定用の電極(2
) +3)に切り換え、上記の電@ (2) +3)間
に生成した溶融物の抵抗値の変化を測定する。試料(1
)が溶融しているため初期の抵抗値は極めて低いが時間
の経過とともに溶融物の温度が低下するためその抵抗値
は急速に回復、する、この抵抗の回復速度の遅速を特性
良否の評価基準とするもので速いもの程良とする。
この試験装置では、有機系試料の場合電弧熱により試料
が燃焼するため試験不能である。無機系試料の場合、例
えば磁器材質の場合、溶融生成物の溶融軟化温度と高温
時における粘度変化特性、結晶性、非結晶性物質の存在
比率等に大きく支配され、これらは構成成分組成と密接
に関係するもので、成分組成中に含有されるアルカリ金
属酸化物Ml、 O,K、O等の比率の大小等は容易に
推定出来るが試料自体の消弧特性あるいは耐弧青金特性
等を判定することは極めて困難で現実には不可能に近い
上記のように、この試験装置では、有機系材質の試験が
不可能であること、および無S系材質の場合でも、消弧
特性ならびに耐弧青金特性が判定出来ないという致命的
な欠陥がある。
上記の説明で明らかなように、現在耐電弧試験装置を呼
称されている装置には消弧特性めるいは耐弧特性を把握
することは勿論のこと推定すら出来るものがなく、単に
製品購入に必要な規格試験に使用されているのが現実で
ある0本発明者らは遮断器あるいは接触器の性能の向上
金目的に優れた消弧特性、あるいは耐弧特性、もしくは
両者を兼備した消弧板を得る可く研究全開始したが、先
ず最初に当面した問題は試作した消弧板について成分構
成あるいは成形条件と上記の消弧あるいは耐弧特性の関
係を如何にして把握するかと云うことである。最も安易
な方法は1.!J器含金使用九試験である。この場合に
は常に突器相応の形状を保持する試料が必要であり、容
易に試作できる例えば板状の試料では試験が不可能で試
料の作成に多くの手数を要すること。加速試験が困難で
ある念めとくに耐弧特性を求める場合には、長期間を必
要とすること。電源設備が大掛かりになること。
等の理由によシ数多くの試作試料の試験は寮質的に実施
国難で現実的には頗んど価値を認め雌い方法ということ
になる。
本発明者らは、消弧板自体の研究に先立ち、消弧および
耐弧特性を有意義に把握出来る評価装置を得る可〈多く
の研究を重ね、従来の試験装置の欠陥を完全に除去し消
弧および耐弧特性の評価が可能で、材料の研究に有用に
活用し得る耐電弧特性の試験装置を得ることに成功し、
この発明を完成した。
即ち、この発明は消弧および耐弧特性の評価を好ましく
行なえる耐電弧特性の試験装置を得ることを目的とする
ものである。
以下図面により、・この発明の一実施例全説明する。
第2図において(1)は試料で一例として厚す8〜5U
%直径100〜120腑の円板で、中央に回転@ (I
llを貫通し得る貫通軸用貫通孔(1a)、外周に近い
円周軌道上の所定部分に固定室@ (2)を貫通し得る
電極用貫通孔(lb)’を有する。(4)は試料台で固
定されており、試料(1)が載置出来、試料り1)と同
位置に回転軸用貫通孔(4a)および電極用貫通孔(4
b)を有する。(b)は回転軸で試料(1)および試料
台(4)の回転軸用貫通孔(la) (4a)を貫通し
て位置し、その一端は回転機構(図示せず)に連結され
ている。
固定電極(2)は、試料(1)の電極用貫通孔(1b)
に嵌合する直径を有し、試料台(4)の電極用貫通孔(
4b)を貫通して設置され上面は試料(1)の上面と同
一で平滑面を保持しておシミ導性を有する例えば銅ある
いは鋼合金で構成され、直径はこの実施例の場合的8u
である。(3)は回転電極で、固定室@ (りと同様の
材料で構成され、直径は固定電極とほぼ同一で69先端
部は曲面に仕上げられ試料(1)の表面および固定室@
 (りに垂直に接するように発条により適圧で押し”つ
けられながら電極保持台(6)によシ保持される。C7
)は集電部で、上面(摺動面(7a) を有し、回転軸
(51に固定され、電極保持台(6]を連結保持してい
る。
(8)は刷子で刷子保持具(8a)に支えられ摺動面(
7a)に接し集電部(7)に通電出生るようになってい
る。
(9)は直流電源で固定室a@(2)と固定電極保持具
(2a)刷子保持具ωa)、刷子(8)集電部ty) 
を経由して回転電極(3)に電圧が印加されるように導
線αGにより接続されている。なお回転軸(6)の回転
速度は任意に調節、保持することが出来る。
次に試験であるが、固定室Fj7A+2)と回転電極(
3)に直流電源を接続し、回転電極電3)を回転して実
施する。先ず両極(り 、 tS)が接面して短絡する
。次に開極されるがこの時、電流が発生する。この電弧
が固定室N(2)に隣接する試料(1)の表面に接する
ためこの部分に電弧による損傷痕が発生するようになる
。この損傷痕は開極時の電流量が大きい程、開極速度が
遅い程tた開極回数が多−程大きくなる。
試験試料の材料構成によフ上記の条件は任意に変化させ
ることができ、例えば有機系材料の時には小さな電弧を
磁器系材料の時には逆に大きな電弧を発生させるように
する。
次に消弧特性および耐弧損耗量の評価でおるが、消弧特
性は開極による発生1弧の継続時間が基準になり、電気
的な継続時間の測定把握あるいは損傷痕の長すおよび巾
の測定により行なう、耐電弧損耗量は損傷痕の状態の肉
眼観察によるもよく、その他蒸発による減量の重量測定
、あるいは電弧により発生した損傷生成物の重量を測定
するのも有用な手段である。蒸発減量あるいは損傷生成
物重量を測定する場合、または小さな形状品などの試料
を試験する場合には、第8図に示すような試料(1)の
形状にして試験することも出来る。
第8図において、(+1)は試料固定板で、円板の一部
は欠損しておシ、この欠損部分に試料(1)が嵌まり両
者で上面が平滑な円板を形成するように構成されている
試料(1)は上記のように試料面・定板(Illに嵌め
るが、その形状は、電弧の損傷実管完全に収納し得る大
きさで、所定部に固定電極(2)を設けるための貫通孔
Qb)を有することは第2脂の場合と同様である。
第2図、第8図の実施例では構造の基本金示したが、放
電回数を多くして耐電弧特性の評価範囲を拡大するため
には、第4図に示すような構造にすると、試験はより容
易に実施することが出来る。
第4図の(4) (61(71(8)(9)およびαO
は、第2図と同様である。試料(1)は、第2図の方法
の試料(1)と同様厚さ8〜5 M 、直径100〜1
20 wx−の円板で、中央に回転軸(5)を貫通し得
る貫通軸用孔(la) 1’有するものである。固定電
極(2)は先端部を曲面に仕上げた板状のものを使用し
、試料(1)の上面に接触させて固定する0回転電極(
3)は先端を曲面に仕上げた部材を電極保持発条as’
を介して試料+1)の上面と一定の間隔を保持して集蝋
* (7)に固定され、回転した際に発条α匂の働きに
より、必ず固定電極(2)の先端と水平に接触するよう
になって−る。
この方法の場合、第2図の方法に比し、電極(2)(3
)の損耗は、極めて少く、放電回数が多い試験をする場
合には電極(2) +3)を取替えることが簡単であり
、かつ電弧の発生条件が安定するので極めて有用である
ためJ消弧特性試験はもちろん、耐弧損耗量の評価にお
いて効果を発揮するものである。
とくに蒸発減量あるいは損傷、溶融生成分重量を測定す
る場合においては第6図に示すような試料(1)の形状
にすると評価価値が向上し、試験および操作方法が容易
になる。
すなわち、第8図の方法と同様、試料(1)は電弧の損
傷痕を完全に収納し得る大きさで、試料固定板(Il)
に嵌め込めるものであるが、第8図に示す試料(1)の
ように貫通孔上必要とせず、試料固定板(11)と必ら
ずしも上面が円滑な円板を形成しなくても艮い、従って
、小さな形状品の試料および複雑な形状品のものを加工
して作成した試料拡もとより、電@ (2) (3)と
試料(υとの上下関係の調節ならびに試料(1)の下に
スペーサなどを置くことなどによシ、試料(1)の厚さ
會限定しなくても容易に試験t97!施することができ
る。
本発明になる耐電弧特性の評価装置の場合、上記説明で
明らかなように、一定条件を設定し、この条件により無
機系、有機系その他、各種材料を対象にその特性の良否
を表示することが可能でめるが、無機系、有機系と各材
料の系統に応じ、最適条件倉設定することによシ、さら
に試料間の特性の良否全数値的に明らかに評価すること
が可能である。また条件の設定に際しては、適用機器の
発生1弧の大きさを基準にすることにより、有用な結果
を得ることが出来る。
なお上記実施例はこの発明の理解を容易にするために示
した具体例にすぎず1例えば固定電極と可動電極の配置
構成を変え、あるいは試料、試料台の形状を変えるなど
種々の変形、変更が可能であることは言うまでもない。
このように本発明によれば、各種材料の消弧および耐電
弧損耗特性を数値的に把握し、比較、評価が  −可能
で、従来の評価装置の致命的な欠陥全完全に除去したに
留まらず、新しい1能を保持しており消弧板の開発に必
要な特性が得られる。
また試料の形態が至極単純であり、試料作成に殆んど手
数を必要とせず、試験も長時間を要せず設備も大樹かシ
でなく、消弧板の開発が容易に実施出来るようになりそ
の技術的および東用的効果は極めて大きい。
また磁器系消弧板は実話で使用中電弧熱による熱衝撃に
より、破+lすることがしばしばある0本発明の装置に
より大きな電弧を用いて熱衝撃試験’t*施することが
可能でこれは大きな副次的効果である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の耐電弧特性試験装置の電極構成を示す配
置図、第2図、第8図は本発明になる耐電弧特性の試験
装置の構造の一実施例を示す鳥踵図、第4図、第6図は
他の構造の一実施例を示す鳥諏図でおる。 図中、(1)は被測定試料、(2)は電極(固定側)、
(3)は電極(@転側) 、(4)は試料台、+61は
回転軸。 (@)は電極保持台、(7)は集電部、(8)は刷子、
(9)は直流電源、ωは導線、(川は試料固定板、Oカ
は発条である。 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3図 第4図 第5図 つ 手続補正書(自発) 特許庁長官殿 1、事件の表示    特願昭6マ一5aaso号2、
発明の名称 Il零瓢臂牲の試験装置 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  一端部が被測定試料の表面上に配設された第
    1の電極、一端部が上記被測定試料の表面上に配設され
    、上記第1の電極と接触することができ、かつ上記被測
    定試料の表面に泪って移動可能な第2の電極、上記第1
    の電極及び第2の電極間に1弧を発生させ得る電源装置
    を備えたこと管特徴とする耐電弧特性の試験装置。
  2. (2)  被測定試料が平板からなり、その所定部に貫
    通孔を有し、第1の電極が上記貫通孔に嵌合しその一端
    部が試料表面と同一面・になるように設けられ%第2の
    電極の先端部が上記第1の電極の一端部を含む円周軌道
    上を上記被測定試料面上に接しながら所定速度で回転す
    るふうに構成された、特許請求の範囲第1項記載の耐電
    弧特性の試験装
JP2642082A 1982-02-18 1982-02-18 耐電弧特性の試験装置 Pending JPS58142245A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5651676A (en) * 1979-10-04 1981-05-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and device for predicting ignition due to electric leakage

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5651676A (en) * 1979-10-04 1981-05-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and device for predicting ignition due to electric leakage

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