JPS58181228A - 開閉器 - Google Patents
開閉器Info
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- JPS58181228A JPS58181228A JP57064380A JP6438082A JPS58181228A JP S58181228 A JPS58181228 A JP S58181228A JP 57064380 A JP57064380 A JP 57064380A JP 6438082 A JP6438082 A JP 6438082A JP S58181228 A JPS58181228 A JP S58181228A
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- Japan
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- arc
- container
- inorganic
- light
- highly porous
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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】
この発明は開閉器の容器内の圧力の抑制に関するもので
ある。なおこの発明でいう開閉器とは、とくに回路しゃ
断器−限流器、電磁開閉器などの容器、通常は小型容器
内でアークを生じるものを示している。
ある。なおこの発明でいう開閉器とは、とくに回路しゃ
断器−限流器、電磁開閉器などの容器、通常は小型容器
内でアークを生じるものを示している。
以下においては・回路しゃ断器を例に説明する。
第1@〜第6@は従来の回路しゃ断it示す断面図で・
それぞれ異なった動作状at示している。
それぞれ異なった動作状at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i1 (8) を構成している。(4
)は固定接触子で、その固定導体(5)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。(γ)は可動接触子で
、その可動導体(8〕の一端に固定接点(6)に対向し
たgJ動接点(9)を有している。aO)は可動接触子
装置、(1υは可動子腕でクロスパー(ロ)に固定され
各極間時に開閉されるように構成されている。(至)は
消弧室で消弧板C141が側板μs)によ如保持されて
いる。(16)はトグルリンク機構で、上リンク(ロ)
と下リンク(ホ)よ)構成されている。上リンク(17
)の一端はフレドル(至)に、また他端は下リンク(ト
)の一端にそれぞれ軸(社)、ψ心によ)連結されてい
る。なお下リンク(ト)の他端は上記可動接触子装置1
tuqlの可動子111i1(11)に連結されている
。
ース(2)とで容i1 (8) を構成している。(4
)は固定接触子で、その固定導体(5)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。(γ)は可動接触子で
、その可動導体(8〕の一端に固定接点(6)に対向し
たgJ動接点(9)を有している。aO)は可動接触子
装置、(1υは可動子腕でクロスパー(ロ)に固定され
各極間時に開閉されるように構成されている。(至)は
消弧室で消弧板C141が側板μs)によ如保持されて
いる。(16)はトグルリンク機構で、上リンク(ロ)
と下リンク(ホ)よ)構成されている。上リンク(17
)の一端はフレドル(至)に、また他端は下リンク(ト
)の一端にそれぞれ軸(社)、ψ心によ)連結されてい
る。なお下リンク(ト)の他端は上記可動接触子装置1
tuqlの可動子111i1(11)に連結されている
。
に)は起倒形操作ハンドル、(ハ)は作動はねて、トグ
ルリンク機構(16)の軸廖0と上記操作ノ\ンドルに
)との間に架張されている。94.(ハ)は、それぞれ
熱動および電磁引きはずし機構で一作動時には、それぞ
れバイメタルに)および可動鉄心に)によ)トリップバ
ー(ハ)を 反時計方向に回動させるようになっている
。に)は一端が上記トリップバーに)に係止され他端は
フレドル((2)と係止しているラッチである。
ルリンク機構(16)の軸廖0と上記操作ノ\ンドルに
)との間に架張されている。94.(ハ)は、それぞれ
熱動および電磁引きはずし機構で一作動時には、それぞ
れバイメタルに)および可動鉄心に)によ)トリップバ
ー(ハ)を 反時計方向に回動させるようになっている
。に)は一端が上記トリップバーに)に係止され他端は
フレドル((2)と係止しているラッチである。
フレドル(1g)がラッチに)に係止した状態で操作ノ
1ンドルQ棒を開路位置に倒せばトグルリンク機m (
16)が伸長して軸ン0がフレドル<m)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。ついで操作ハンドルに)を開路位置に
倒セばトグルリンク機構(16)は屈曲して可動接点(
9)を固定接点(6)よ)開離させ、可動子腕(1υが
フレドル軸−に係止される。この状態が第2図である。
1ンドルQ棒を開路位置に倒せばトグルリンク機m (
16)が伸長して軸ン0がフレドル<m)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。ついで操作ハンドルに)を開路位置に
倒セばトグルリンク機構(16)は屈曲して可動接点(
9)を固定接点(6)よ)開離させ、可動子腕(1υが
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(ハ)あるいは電磁引きはずし
機構に)が作動してフレドル(鴫とランチに)の保合が
解除され、フレドル軸に)を中心に時計方向にフレドル
(ロ)が回転しストッパー軸0])に係止される。
と、熱動引きはずし機構(ハ)あるいは電磁引きはずし
機構に)が作動してフレドル(鴫とランチに)の保合が
解除され、フレドル軸に)を中心に時計方向にフレドル
(ロ)が回転しストッパー軸0])に係止される。
フレドル(ロ)と上リンク(ロ)の連結点が上記作動ば
ね(ハ)の作用線を越えるため一作動はねに)のばね力
によってトグルリンク機構に)が屈曲してクロスパー(
ロ)によ)各極運動して自動しゃ断を行なう、この状態
が第6図である。
ね(ハ)の作用線を越えるため一作動はねに)のばね力
によってトグルリンク機構に)が屈曲してクロスパー(
ロ)によ)各極運動して自動しゃ断を行なう、この状態
が第6図である。
つぎに回路しゃ断器が′磁流しゃ断時に発生する了−り
の振舞いについて説明する。
の振舞いについて説明する。
いま、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、十〇′亀力は電源側よ如固定導体(
5)、固定接点(6)、可動接点(9)および可動導体
(8)を順次経由して負荷側へ供給される。この状態に
おいて一短絡′邂流等の大電流がこの回路に流れると一
前述したように、可動接点(9)を固定接点(6)から
開離させる。この際、上記固定および可動接点(8)
l (9)間にはアークに)が発生し、固定および可動
接点(6)、(g)間にはアーク電圧が発生する。この
アーク成圧は、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
クに)が消弧板041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、
アーク電流は磁流零点を迎えてアーク全消弧し、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6二容
詣外に逃げ去るが、過渡的には限られた容器内のガスの
温度全上昇させ、延いてはガス圧力を急激に上昇させる
ことになる。
る場合においては、十〇′亀力は電源側よ如固定導体(
5)、固定接点(6)、可動接点(9)および可動導体
(8)を順次経由して負荷側へ供給される。この状態に
おいて一短絡′邂流等の大電流がこの回路に流れると一
前述したように、可動接点(9)を固定接点(6)から
開離させる。この際、上記固定および可動接点(8)
l (9)間にはアークに)が発生し、固定および可動
接点(6)、(g)間にはアーク電圧が発生する。この
アーク成圧は、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
クに)が消弧板041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、
アーク電流は磁流零点を迎えてアーク全消弧し、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6二容
詣外に逃げ去るが、過渡的には限られた容器内のガスの
温度全上昇させ、延いてはガス圧力を急激に上昇させる
ことになる。
これによ多回路しゃ断器内部の絶縁劣化、回路しゃ断器
外部への放出火花濾の増大による電源短絡事故や回路し
ゃ断器本体の破壊等を招くおそれがあった。
外部への放出火花濾の増大による電源短絡事故や回路し
ゃ断器本体の破壊等を招くおそれがあった。
つぎにこの発明を創作する基になった了−りのx 本、
/l/ギー消費のメカニズムに関して述へる。
/l/ギー消費のメカニズムに関して述へる。
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は了−りAから接触子に伝導して
逃げる熱エネルギーの流れ、mはアーク空間から逃げる
金属粒子のエネルギーの流れ、Rはアーク空間から逃げ
る光によるエネルギーの流れをそれぞれ示している。第
4図において、アーク人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 @ H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は微小であり、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Aのエネルギーのf
II 費のメカニズムにおいては、図中のmが圧倒的で
あシ、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)、只のエネルギーすなわち、
光によるエネルギーの消費がアーク人に注入されたエネ
ルギーの約70%にも達する程莫大であることが解明さ
れるに至った。
じた図である。図中Tは了−りAから接触子に伝導して
逃げる熱エネルギーの流れ、mはアーク空間から逃げる
金属粒子のエネルギーの流れ、Rはアーク空間から逃げ
る光によるエネルギーの流れをそれぞれ示している。第
4図において、アーク人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 @ H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は微小であり、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Aのエネルギーのf
II 費のメカニズムにおいては、図中のmが圧倒的で
あシ、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)、只のエネルギーすなわち、
光によるエネルギーの消費がアーク人に注入されたエネ
ルギーの約70%にも達する程莫大であることが解明さ
れるに至った。
すなわちアークに注入されたエネルギーの消費はつぎの
ように解析できる。
ように解析できる。
Pw=V ・I=Plc+Pth十PBPk=’mV”
十〇、。p、’l’ 但し、 PW:瞬時注入エネルギー V :アーク電圧 工 ;電流 V・1:了−り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 1 mvl : qの金属粒子が速度Vで飛び去る時持
ち去る瞬時エネルギー消費量 m・□p4+:定圧比熱Op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 Pt、h :アーク空間から一接触子へ熱伝導にて逃げ
去る瞬時エネルギー消費量 PR:光によシ、了−りから直接放射される瞬時エネル
ギー消費量 上記の消III量は接触子形状やγ−り長によって変化
するが、10〜20−I+のアークに対してはそれぞれ
pk= 10〜20%、 Pth==5%* P R”
75〜85%である。
十〇、。p、’l’ 但し、 PW:瞬時注入エネルギー V :アーク電圧 工 ;電流 V・1:了−り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 1 mvl : qの金属粒子が速度Vで飛び去る時持
ち去る瞬時エネルギー消費量 m・□p4+:定圧比熱Op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 Pt、h :アーク空間から一接触子へ熱伝導にて逃げ
去る瞬時エネルギー消費量 PR:光によシ、了−りから直接放射される瞬時エネル
ギー消費量 上記の消III量は接触子形状やγ−り長によって変化
するが、10〜20−I+のアークに対してはそれぞれ
pk= 10〜20%、 Pth==5%* P R”
75〜85%である。
つぎにアークAを容器(8)に閉じ込めた時の状況を第
5図に示す。アークAを容器(8)に閉じ込めると、容
器(8)内空間は、金属粒子が充満しかつ高温の状態と
なる。とくニ、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、上記の状態が強い、さて、ア
ーク陽光柱した光は、了−夕陽先住Aから放出され、容
器(8)の壁に照射され反射する。反射された光は散乱
され、再度、金属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)返すのである。この間の、光の経路を図中R
a −$ Rb −+ RO+ RdLにて示している
。
5図に示す。アークAを容器(8)に閉じ込めると、容
器(8)内空間は、金属粒子が充満しかつ高温の状態と
なる。とくニ、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、上記の状態が強い、さて、ア
ーク陽光柱した光は、了−夕陽先住Aから放出され、容
器(8)の壁に照射され反射する。反射された光は散乱
され、再度、金属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)返すのである。この間の、光の経路を図中R
a −$ Rb −+ RO+ RdLにて示している
。
上記の過程において、アークAから発した光の消費はつ
ぎの2点である。
ぎの2点である。
(1)壁面での吸収
(2)アーク空間および周辺(高温)ガス空間による吸
収、すなわちガス空間による吸収 また了−りから発する光は、2000A以下の速波外か
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−たとえ表面が黒の1lfliにおいてのみ
、光の吸収能力を有するのみで、その他のS囲において
は、一部を吸収するにとどま力はとんど反射してしまう
ものである。ところが、アーク空間および周辺高温ガス
空間での吸収はつぎのようになる。
収、すなわちガス空間による吸収 また了−りから発する光は、2000A以下の速波外か
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−たとえ表面が黒の1lfliにおいてのみ
、光の吸収能力を有するのみで、その他のS囲において
は、一部を吸収するにとどま力はとんど反射してしまう
ものである。ところが、アーク空間および周辺高温ガス
空間での吸収はつぎのようになる。
長ざLの一儀な組成・温度を有するガス空間に波長λの
光を照射した時、ガス空間による光の吸収磁は一つぎの
ように算定できる。
光を照射した時、ガス空間による光の吸収磁は一つぎの
ように算定できる。
工m=Ae−n−L工i n −
(1)工& :ガスによる吸収エネルギー A・ :吸収確率 工1n:照射する元エネルギー n 二粒子密度 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
J1を示す、As は特定波長λに対する吸収確率であ
〕、波長λ−ガス温度、粒子の種類の関数である。
(1)工& :ガスによる吸収エネルギー A・ :吸収確率 工1n:照射する元エネルギー n 二粒子密度 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
J1を示す、As は特定波長λに対する吸収確率であ
〕、波長λ−ガス温度、粒子の種類の関数である。
(1)式について、敏子力学の教えに 従えば、吸収係
数A・は一連続・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(すなわち、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。すなわち、
アーク空間から発する光は、アーク空間およびその周辺
ガス空間が最も多く吸収するわけである。
数A・は一連続・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(すなわち、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。すなわち、
アーク空間から発する光は、アーク空間およびその周辺
ガス空間が最も多く吸収するわけである。
[1)式において、光の吸収エネルギー磁工aは、光路
長りに比例する。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Lは、その
反射回数倍だけ増大することになり、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。
長りに比例する。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Lは、その
反射回数倍だけ増大することになり、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、すなわち、アークAの発する光のエネ。
ルギーが結局、容器(8)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。
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。
ソコテこの発明の前提としては、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、特定の材料を使用するもので、開閉
器の容器内で一アークの光のエネルギーを受ける特定位
ifに、アークの発する光を効果的に吸収する繊維、網
および見掛は気孔率65%以上の高多孔質材料のうちの
1種または2種以上を選択的に配置することによって一
容器内の光を多産に吸収させてガス空間の温度を低下さ
せ、それによシ圧力を低下させるものである。
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、特定の材料を使用するもので、開閉
器の容器内で一アークの光のエネルギーを受ける特定位
ifに、アークの発する光を効果的に吸収する繊維、網
および見掛は気孔率65%以上の高多孔質材料のうちの
1種または2種以上を選択的に配置することによって一
容器内の光を多産に吸収させてガス空間の温度を低下さ
せ、それによシ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、高湿アークにざら
される空間に設置する関係上、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、高湿アークにざら
される空間に設置する関係上、熱的強度のあるものが必
要である。
また−網としては、無[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や銅素線などもその選
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や銅素線などもその選
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ー金属では?
e、Ouが最適であシ、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ー金属では?
e、Ouが最適であシ、Zn、Niなどにメッキを施こ
したものも適用可能である。
多孔質素材は一一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、材質と細孔との間係において
、一つは固体粒子相互の接点で焼結固化したもの一他の
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。
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、材質と細孔との間係において
、一つは固体粒子相互の接点で焼結固化したもの一他の
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するも
の一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するも
の一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、大きくは開孔と閉孔
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。
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。
気孔率は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6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fit換法および吸収法
などによるが、簡便法として1.Tl5R2614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、つぎのように計算される。
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6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fit換法および吸収法
などによるが、簡便法として1.Tl5R2614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、つぎのように計算される。
また開孔の容積の割合を素材の全容積(カサ容&)1.
:対する空隙比、すなわち百分率で示したものを見掛け
の気孔率とし1.rISR2205耐火レンガの見掛気
孔率、吸収率および比重の測定方法に定#!!されると
おシ、つぎのようにして計算される。
:対する空隙比、すなわち百分率で示したものを見掛け
の気孔率とし1.rISR2205耐火レンガの見掛気
孔率、吸収率および比重の測定方法に定#!!されると
おシ、つぎ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り求められ
るが、原子やイオンの大きざに近いものから粒子間の界
面間隙まで数λCオングストローム)から数−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。
るが、原子やイオンの大きざに近いものから粒子間の界
面間隙まで数λCオングストローム)から数−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や水銀圧入法で気孔の
形状、大きざおよびその分布を測定することができる。
形状、大きざ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。
めには顕微鏡を用いるのが直接的で好ましい。
比表面積の測定は各種吸着ガス質の各湿度における吸着
等温線を利用して求められるBEAT法が多く用いられ
、とくに窒素ガスが多く用いられる。
等温線を利用して求められるBEAT法が多く用いられ
、とくに窒素ガスが多く用いられる。
つぎにこの発明の前提である、特定の材料による光のエ
ネルギーの吸収とそれによるガスの圧力区下の模様を一
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区下の模様を一
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。同図において、(ハ)は
無機質高多孔素材、―◆は無機質物表面に通じる開孔を
示している。開孔−の細孔径は数μから機部まで大小ざ
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。同図において、(ハ)は
無機質高多孔素材、―◆は無機質物表面に通じる開孔を
示している。開孔−の細孔径は数μから機部まで大小ざ
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
が入射した場合に光が開孔04に入射すると、光は無機
物の壁面に当り、反射され、その細孔の内部で多重反射
され、ついには壁面に100%吸収されてしまう。すな
わち開孔−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。
が入射した場合に光が開孔04に入射すると、光は無機
物の壁面に当り、反射され、その細孔の内部で多重反射
され、ついには壁面に100%吸収されてしまう。すな
わち開孔−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k
Ou、Fe、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k
Ou、Fe、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10画の立方体の唇間容器内に
ムgW接点を10m+の定ギャップに設置しビーク10
KAの正弦波電流のアークを8m5(ミリ秒)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。
ムgW接点を10m+の定ギャップに設置しビーク10
KAの正弦波電流のアークを8m5(ミリ秒)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i1[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、平均細孔径範囲10〜600μ多孔質素材
の見掛は気孔率20%。
ジライト材質の陶磁i1[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、平均細孔径範囲10〜600μ多孔質素材
の見掛は気孔率20%。
60%、65%、40%、45%、50%、60%#7
0%、80%、85%のもので、50閣×5 Q w
X 3 ttrm の各櫨サンプルを使用し、これを
容器壁面に配置し、容器内面の表面積の50%を億うよ
うにした。
0%、80%、85%のもので、50閣×5 Q w
X 3 ttrm の各櫨サンプルを使用し、これを
容器壁面に配置し、容器内面の表面積の50%を億うよ
うにした。
細孔径としては、吸収される光の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、すな
わち細孔の比表面積の多少が問題となる。また光の細孔
内吸収においては一細孔の探いものが効果があシ、連a
気孔が好ましい、開閉器でアークAから発生する光は数
百A〜i ooo。
程度の平均細孔径とその細孔が表面に占める割合、すな
わち細孔の比表面積の多少が問題となる。また光の細孔
内吸収においては一細孔の探いものが効果があシ、連a
気孔が好ましい、開閉器でアークAから発生する光は数
百A〜i ooo。
A(1μm)に分布するので、これを若干越える程度、
すなわち数千A〜数1000μmの平均細孔径のものが
適しておシ、表面に占める孔の1檀が、見掛は気孔率6
5%以上となる高多孔質材料がアークAの発する光の吸
収に濾している。とくに細孔径上限が1000戸m以丁
の範囲にありへ細孔の比表面が大きい程、効果がある。
すなわち数千A〜数1000μmの平均細孔径のものが
適しておシ、表面に占める孔の1檀が、見掛は気孔率6
5%以上となる高多孔質材料がアークAの発する光の吸
収に濾している。とくに細孔径上限が1000戸m以丁
の範囲にありへ細孔の比表面が大きい程、効果がある。
実験では平均細孔径5μ〜1mでアークムの発する光に
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5μ、20μのものがアー
クの発する光に対して良好に光を吸収することが観測さ
れた。
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5μ、20μのものがアー
クの発する光に対して良好に光を吸収することが観測さ
れた。
第8図の特性曲線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金吸収し、開閉器内部の圧力を
低下する効果があり、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り、とくに気孔率が65%以上
から顕著にな郵−85%までの範囲で効果が確認された
。気孔率がざらに増大すれば、高多孔材料の厚さ全一層
増加させることによシ対応させる必要がある。
料の気孔は光エネルギー金吸収し、開閉器内部の圧力を
低下する効果があり、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り、とくに気孔率が65%以上
から顕著にな郵−85%までの範囲で効果が確認された
。気孔率がざらに増大すれば、高多孔材料の厚さ全一層
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9熱伝導
性が吐下し高熱により溶融し易く、また気孔率が小ざい
場合には、開閉器内減圧の効果が薄い、したがって実用
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9熱伝導
性が吐下し高熱により溶融し易く、また気孔率が小ざい
場合には、開閉器内減圧の効果が薄い、したがって実用
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百える
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、とくに有機物容器ノアークムか
らの保護が主であって、その特性は耐アーク性、寿命、
熱伝導、機械的強度、絶縁性−炭化対策が求められてお
シ、これらを満す無機質材料は必然的にち密化指向で構
成され、目的k14にするもので、その見掛は気孔率は
20%前後となっている。
るが、その使用目的は、とくに有機物容器ノアークムか
らの保護が主であって、その特性は耐アーク性、寿命、
熱伝導、機械的強度、絶縁性−炭化対策が求められてお
シ、これらを満す無機質材料は必然的にち密化指向で構
成され、目的k14にするもので、その見掛は気孔率は
20%前後となっている。
高多孔質素材としては無機、金属、有ja系などがある
が一中でも無機系は、絶縁物でかつ高融点材料として特
徴ずけられる。この2つの性質は一開閉器の容器内部に
設置する材料としては格好であ〕−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がなく、また、高
温にざらされても、融けたシ、ガスを出した如しないの
で、圧力抑制材料としては液源である。
が一中でも無機系は、絶縁物でかつ高融点材料として特
徴ずけられる。この2つの性質は一開閉器の容器内部に
設置する材料としては格好であ〕−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がなく、また、高
温にざらされても、融けたシ、ガスを出した如しないの
で、圧力抑制材料としては液源である。
無機質多孔材料としては、多孔質の陶磁器、耐大物−ガ
ラスーセメント硬化体などかあ多いずれも開閉器内のガ
スの圧力の吐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如
、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。
ラスーセメント硬化体などかあ多いずれも開閉器内のガ
スの圧力の吐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如
、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。
つぎにこの発明の一実施例を図面にしたがって説明する
。
。
第9図はこの発明の一実施例における消弧板の部分を示
すものである。
すものである。
同図において、α彎は複数個の消弧板で・接点(6)。
(9)と対向する前端面に略V状の切欠部(140)が
形成されている。峙、峙は各消弧板に)の左右両側端部
をそれぞれ支持する側板であり、これら側板に)。
形成されている。峙、峙は各消弧板に)の左右両側端部
をそれぞれ支持する側板であり、これら側板に)。
−は前述の見掛は気孔率が65%以上の無機質高多孔材
料で構成されている。
料で構成されている。
上記無機質高多孔材料で側板−1(至)を構成した理由
はつぎの通りである。すなわち、一般に了−りAは、第
10図(蜀に示すように消弧板α4に吸引され、これに
接触することによって冷却を受ける。
はつぎの通りである。すなわち、一般に了−りAは、第
10図(蜀に示すように消弧板α4に吸引され、これに
接触することによって冷却を受ける。
この時、同図(B)に示すようにアークAからの光エネ
ルギーRが放射されるため、消弧板C141上に位置し
たアーク(A)から最も近い位置にある側板−,1ai
19を光吸収材料−すなわち無機多孔質材料で構成する
ことによって、上記光エネルギーRを効果的に吸収させ
ることができる。
ルギーRが放射されるため、消弧板C141上に位置し
たアーク(A)から最も近い位置にある側板−,1ai
19を光吸収材料−すなわち無機多孔質材料で構成する
ことによって、上記光エネルギーRを効果的に吸収させ
ることができる。
これについて、第11図で詳しく説明する。第11図は
第9図に示す消弧板ブロックを開閉器に実装した例を示
すものである。
第9図に示す消弧板ブロックを開閉器に実装した例を示
すものである。
電気接触子(4)、(7)の開放動作にもなって接点間
(a) + (’)にアーク人が発生するが一接点(e
) # (9)の距離が長くなり、消弧板04の吸引作
用が有効になると、アークAは消弧板α4方同に駆動さ
れて消弧板に)に接触する。一般にしゃ断電流が大きい
程、接点(6) * (93間距離は早く大きくなり、
かつ消弧板041の吸引力も大きくなるので、アークA
は大きい電流程−迅速に接点(6) 、 (9)からは
ずれて消弧板Hに接触し、該消弧板α→内に滞在する。
(a) + (’)にアーク人が発生するが一接点(e
) # (9)の距離が長くなり、消弧板04の吸引作
用が有効になると、アークAは消弧板α4方同に駆動さ
れて消弧板に)に接触する。一般にしゃ断電流が大きい
程、接点(6) * (93間距離は早く大きくなり、
かつ消弧板041の吸引力も大きくなるので、アークA
は大きい電流程−迅速に接点(6) 、 (9)からは
ずれて消弧板Hに接触し、該消弧板α→内に滞在する。
そして−ここでのアークAの滞在時間のアーク発生期間
に占める割合は充分に大きい。したがって、消弧板α→
から最も近い距離にある場所、すなわち側板に)、に)
1c無機質高多孔材で構成してあれば・これら側板に)
、に)で上記アークAからの光エネルギーRi多鰍に吸
収させることができ、開閉器の内部の圧力を有効に抑制
することができる。
に占める割合は充分に大きい。したがって、消弧板α→
から最も近い距離にある場所、すなわち側板に)、に)
1c無機質高多孔材で構成してあれば・これら側板に)
、に)で上記アークAからの光エネルギーRi多鰍に吸
収させることができ、開閉器の内部の圧力を有効に抑制
することができる。
第12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1として、これ
に対比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1として、これ
に対比して示す圧力値である。
実験条件はつぎの通シである。
50Aフレームの実機を使用した。内容積は2crIt
x9cInxRざ5crn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−これにヨシ通常
のしゃ断動作を行ない、ピーク値が14kAの正弦半波
電流の了−りi8ma(t!J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。
x9cInxRざ5crn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−これにヨシ通常
のしゃ断動作を行ない、ピーク値が14kAの正弦半波
電流の了−りi8ma(t!J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。
上記側板に)、に)を構成する無機質高多孔材料として
は、前述のコージライトを使用した。平均細孔径範囲1
0μ〜600μ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〜600μで見掛は気孔率20%。
60%、65%、40%、50%、70%のもので、2
Q ma X 6Q mm X 3 m のサンプル
を両側に1枚づつ合計2枚使用した。
Q ma X 6Q mm X 3 m のサンプル
を両側に1枚づつ合計2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、側板−1−全無
機多孔質材料で構成することによ)、アーク人の光エネ
ルギーが多量に吸収されて内圧を有効に抑制できること
がわかる。
機多孔質材料で構成することによ)、アーク人の光エネ
ルギーが多量に吸収されて内圧を有効に抑制できること
がわかる。
第16図はこの発明の他の実施例を示し、各導体(5)
I (8)の先端に特別の導体(120)、(121
)を設けたものである。同図のものは、接点(6) 、
(9)と消弧板U→とが距離的に離れているのである
が、特殊な4体(120)、(121) を配置してい
るため、上記接点間(6) 、 (9)に生じたアーク
Aは導体(120)、(121)からの電磁反発力によ
って瞬時に消弧板Q41の位置まで駆動される。したが
って、この場合においてもアークAは消弧板041の近
傍に滞在する期間がその寿命期間に対して十分に長いこ
とから、上記実施例のものと同1!1に側板に)、に)
を無機質高多孔材で溝用すれば、アーク人の光エネルギ
ーを多電に吸収させることができる。
I (8)の先端に特別の導体(120)、(121
)を設けたものである。同図のものは、接点(6) 、
(9)と消弧板U→とが距離的に離れているのである
が、特殊な4体(120)、(121) を配置してい
るため、上記接点間(6) 、 (9)に生じたアーク
Aは導体(120)、(121)からの電磁反発力によ
って瞬時に消弧板Q41の位置まで駆動される。したが
って、この場合においてもアークAは消弧板041の近
傍に滞在する期間がその寿命期間に対して十分に長いこ
とから、上記実施例のものと同1!1に側板に)、に)
を無機質高多孔材で溝用すれば、アーク人の光エネルギ
ーを多電に吸収させることができる。
ところで−上記各実施例では、側板に)を見掛は気孔率
65%以上の無機質高多孔材料で構成したものであるが
、無機質以外の多孔質材料で構成してもよく、また多孔
質材料に代えて繊維もしくは網で構成することもできる
はか、繊維、網および上記特定の気孔率の多孔質材料の
うち、2櫨以上の複合材で構成することも可能である。
65%以上の無機質高多孔材料で構成したものであるが
、無機質以外の多孔質材料で構成してもよく、また多孔
質材料に代えて繊維もしくは網で構成することもできる
はか、繊維、網および上記特定の気孔率の多孔質材料の
うち、2櫨以上の複合材で構成することも可能である。
また、上記実施例では一上記側板に)全体を5たとえば
多孔質材で構成したが、側板時の内側面を上記のもので
構成した場合、たとえば側板基体の内側面に繊維シート
を貼増したものにおいても、アークAの光エネルギーR
i有効に吸収させることができることは勿論である。
多孔質材で構成したが、側板時の内側面を上記のもので
構成した場合、たとえば側板基体の内側面に繊維シート
を貼増したものにおいても、アークAの光エネルギーR
i有効に吸収させることができることは勿論である。
以上のように、この発明は消弧板を支持する側板の少な
くとも内側面を繊維、網および見掛は気孔率65%以上
の多孔質材で構成したから、アークよυ光エネルギーを
多量に吸収させることができ、開閉器の内圧を著しく抑
制させることができる。
くとも内側面を繊維、網および見掛は気孔率65%以上
の多孔質材で構成したから、アークよυ光エネルギーを
多量に吸収させることができ、開閉器の内圧を著しく抑
制させることができる。
第1図〜第6図は従来の回路しゃ断−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
この発明の要部を示す消弧板と側板の斜視図、第10図
(A) 、 (B)はそれぞれ消弧板とアークのかかわ
りを示す消弧板の上面図および正面図、第11図は第9
図の消弧板と側板とを組み込んだ開閉器の要部の構成図
、第12図はこの発明の一実施例にもとづく容器内圧の
実側例の特性図、第16図は他の実施例を示す開閉器の
要部の構成図である。 (8)・・・容器、(4)、(7)・・・電気接触子、
(5) 、 (8)・・・導体、(a) # (g)・
・・接点、(141・・・消弧板、に)・・・側板、(
140)・・・切欠部、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) (ハ) 第1図 σ 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 第12図 2θ )Odo 50 6θ 70 ?θ慴−塀号
の丸孔ネ〔%〕 第13図
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
この発明の要部を示す消弧板と側板の斜視図、第10図
(A) 、 (B)はそれぞれ消弧板とアークのかかわ
りを示す消弧板の上面図および正面図、第11図は第9
図の消弧板と側板とを組み込んだ開閉器の要部の構成図
、第12図はこの発明の一実施例にもとづく容器内圧の
実側例の特性図、第16図は他の実施例を示す開閉器の
要部の構成図である。 (8)・・・容器、(4)、(7)・・・電気接触子、
(5) 、 (8)・・・導体、(a) # (g)・
・・接点、(141・・・消弧板、に)・・・側板、(
140)・・・切欠部、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) (ハ) 第1図 σ 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 第12図 2θ )Odo 50 6θ 70 ?θ慴−塀号
の丸孔ネ〔%〕 第13図
Claims (4)
- (1)、導体およびこれに固着された接点により構成さ
れて、容器内で開閉動作する少なくとも1対のg気液触
子と、これら電気接触子の開放動作時に生じるアークを
消弧するために上記容器内に配設された消弧板と、上記
消弧板の両側端部をそれぞれ支持する側板とを備え、上
記両側板の少なくとも各内側面を、繊維、網および見掛
は気孔率65%以上の多孔質材料のうちの1種または2
種以上の複合材で構成したことを特徴とする開閉器。 - (2)、上記側板の少なくとも内側面が無機質高多孔材
料で構成され・この無機質高多孔質材料は見掛は気孔率
が40%〜70%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
1〜数11000pである特許請求の範囲第2項または
第6項記載の開閉器。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57064380A JPS58181228A (ja) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | 開閉器 |
KR1019830001507A KR870002152B1 (ko) | 1982-04-15 | 1983-04-11 | 호광(弧光) 흡수체를 부설한 회로차단기 |
EP83103631A EP0092184B1 (en) | 1982-04-15 | 1983-04-14 | Circuit breaker with arc light absorber |
DE8383103631T DE3377437D1 (en) | 1982-04-15 | 1983-04-14 | Circuit breaker with arc light absorber |
US06/485,070 US4521653A (en) | 1982-04-15 | 1983-04-14 | Circuit breaker with arc light absorber |
ZA832661A ZA832661B (en) | 1982-04-15 | 1983-04-15 | Circuit breaker with arc light absorber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57064380A JPS58181228A (ja) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | 開閉器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58181228A true JPS58181228A (ja) | 1983-10-22 |
Family
ID=13256638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57064380A Pending JPS58181228A (ja) | 1982-04-15 | 1982-04-15 | 開閉器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58181228A (ja) |
ZA (1) | ZA832661B (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50131070A (ja) * | 1974-04-04 | 1975-10-16 | ||
JPS587961U (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-19 | 永瀬 孝 | 円筒部を有する部材の接合構成 |
-
1982
- 1982-04-15 JP JP57064380A patent/JPS58181228A/ja active Pending
-
1983
- 1983-04-15 ZA ZA832661A patent/ZA832661B/xx unknown
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50131070A (ja) * | 1974-04-04 | 1975-10-16 | ||
JPS587961U (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-19 | 永瀬 孝 | 円筒部を有する部材の接合構成 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA832661B (en) | 1983-12-28 |
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