JPS58181240A - Switch - Google Patents

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JPS58181240A
JPS58181240A JP6439282A JP6439282A JPS58181240A JP S58181240 A JPS58181240 A JP S58181240A JP 6439282 A JP6439282 A JP 6439282A JP 6439282 A JP6439282 A JP 6439282A JP S58181240 A JPS58181240 A JP S58181240A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arc
light
porous material
energy
inorganic
Prior art date
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Pending
Application number
JP6439282A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
村田 士郎
一 吉安
久常 文之
伸示 山県
寺地 淳一
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
Priority to JP6439282A priority Critical patent/JPS58181240A/en
Publication of JPS58181240A publication Critical patent/JPS58181240A/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to suppressing pressure within a container of a switch. Note that the term "switch" used in the present invention particularly refers to a circuit breaker, a current limiter, an electromagnetic switch, etc., which generates an arc within a container, usually a small container.

以下においては、回路しゃ断器全例に説明する。In the following, all examples of circuit breakers will be described.

第1図〜第8図は従来の回路しゃ断器を示す断面図で、
それぞれ異なった動作状態を示している。
Figures 1 to 8 are cross-sectional views showing conventional circuit breakers.
Each shows a different operating state.

(1)はカバー、(2)はベースで、カバー(1)とベ
ース(2)とで容器(3)全構成している。(4)は固
定接触子で、その固定導体f51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nるよ
うに端子部になっている。(7)は可動接触子で、その
可動導体(8)の一端に固定接、li (61に対向し
た可動接点(9)を有している。Qdは可動接触子装置
、(11)は可動子腕でクロスバ−(121に固定され
各極間時に開閉さnるように構成さnている。(131
は消弧室で消弧板α蜀が側板(15)により保持されて
いる。(1tはトグルリンク機構で、上りンク07)と
下リンク(国より構成されている。上リンク0ηの一端
はフレドルθ鴫に、また他端は下リンクHの一端にそれ
ぞれ軸−1,anにより連結さnている。なお下リンク
0榎の他端は上記可動接触子装置00の可動子腕(Il
lに連結されている。
(1) is a cover, (2) is a base, and the cover (1) and base (2) make up the entire container (3). (4) is a fixed contact, and one end of the fixed conductor f51 has a fixed contact (6
), and the other end serves as a terminal portion to be connected to an external conductor (not shown). (7) is a movable contact, which has a fixed contact at one end of its movable conductor (8), and a movable contact (9) opposite to li (61). Qd is a movable contact device, and (11) is a movable contact. The child arm is fixed to the crossbar (121) and is configured to open and close when each pole is spaced (131).
In the arc extinguishing chamber, an arc extinguishing plate α is held by a side plate (15). (1t is a toggle link mechanism, consisting of uplink 07) and lower link (kuni).One end of upper link 0η is attached to Freddle θ, and the other end is attached to one end of lower link H with axes -1 and an. The other end of the lower link 0 is connected to the movable arm (Il) of the movable contact device 00.
connected to l.

(イ)は起倒形操作ハンドル、0は作動ばねで、トグル
リンク機構0■の軸?!nと上記操作ハンドル翰との間
に架張式れている。(ハ)、翰は、それぞ’n熱動およ
び電磁引きはずし機構で、作動時には、それぞnバイメ
タル(ホ)および可動鉄心(ハ)にょシトリツブバー@
を反時計方向に回動させるようになっている。翰は一端
が上記トリップが−(至)に係止さn他端はフレドル(
1幼と保止しているラッチでおる。
(A) is the tilting operation handle, 0 is the operating spring, and the axis of the toggle link mechanism 0■? ! A suspension type is installed between n and the above-mentioned operating handle. (c), the handles are thermal and electromagnetic tripping mechanisms, and when activated, the bimetallic (e) and movable iron core (c), respectively, are activated.
is designed to rotate counterclockwise. One end of the wire is secured to the trip above - (to), and the other end is attached to the fredle (to).
A latch holds it in place.

フレドル(19)がラッチ翰に休止した状態で操作ハン
ドル(イ)を閉路位置に倒せばトグルリンク機構(1〜
が伸長して軸eDがフレドル(19)に係止され可動接
点(9)は固定接点(fi+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(ハ)を開路位置に
倒せばトグルリンク機構は屈曲して可動接、侭(9)全
固定接点(6)より開離1せ、可動子腕(11)がフレ
ドル軸(至)に係止さnる。この状態が第2図である。
When the operating handle (A) is tilted to the closing position with the Freddle (19) resting on the latch handle, the toggle link mechanism (1~
is extended, the shaft eD is locked to the fredle (19), and the movable contact (9) is connected to the fixed contact (fi+). This state is shown in Fig. 1. Next, the operating handle (c) is moved to the open position. When the toggle link mechanism is bent, the movable contact (9) is opened from the fully fixed contact (6), and the movable arm (11) is locked to the fredle shaft (to). This is Figure 2.

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)おるいは電磁引きはずし
機構(ハ)が作動してフレドル(19)とラッチ翰の保
合が解除さ口、フレドル軸c@全中心に時計方向にフレ
ドル州が回転しストッパー軸clすに係止される。
In addition, if an overcurrent flows through the circuit in the closed state shown in Fig. 1, the thermal tripping mechanism (c) or electromagnetic tripping mechanism (c) operates to lock the fredle (19) and the latch handle. When released, the Freddle rotates clockwise around the entire center of the Freddle shaft and is locked to the stopper shaft Cl.

フレドルθ9)と上りンク0ηの連結点が上記作動ばね
(2)の作用線を越えるため、作動ばね翰のばね力によ
ってトグルリンク機構Odが屈曲してクロスバ−(I2
)に工り各極連動して自動しゃ断を行なう。この状態が
第8図である。
Since the connection point between the fredle θ9) and the uplink 0η crosses the line of action of the actuating spring (2), the toggle link mechanism Od is bent by the spring force of the actuating spring holder, causing the crossbar (I2
), each pole is linked to perform automatic shutoff. This state is shown in FIG.

つぎに回路しゃ断器が電流しゃ断時に発生するアークの
振舞いについて説明する。
Next, the behavior of the arc that occurs when the circuit breaker interrupts the current will be explained.

いま、可動接点(9)と固定接、g (61とが接触し
ている場合においては、その電力は電源側より固定導体
(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、短絡電流等の大電流がこの回路に流れると、
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(Ill
、 (91間にはアーク(至)が発生し、固定および可
動接点(6)、(9)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(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(至)が消弧板(141の方向へ磁気力に↓って引
き付けらn伸長するために、更に上昇する。このように
して、アーク電流は電流零点を迎えてアーク全消弧し、
しゃtr?が完結する。しかし、この注入された莫大な
アークエネルギーは最終的には熱エネルギーの形になり
完全に容器外に逃げ去るが、過渡的には限られた容器内
のガスの温度を上昇させ、延いてはガス圧力全急激に上
昇させることになる。
Now, when the movable contact (9) and the fixed contact, g (61) are in contact, the power is transferred from the power source to the fixed conductor (5), the fixed contact (6), the movable contact (9), and the movable conductor. It is supplied to the load side via (8) sequentially.In this state, if a large current such as a short circuit current flows through this circuit,
As described above, the movable contact (9) is separated from the fixed contact (6). At this time, the fixed and movable contacts (Ill.
, (91), and an arc voltage is generated between the fixed and movable contacts (6) and (9). This arc voltage is generated between the fixed contact (6) and the movable contact (9). )
As the separation distance increases, the arc rises, and at the same time, the arc further rises because it is attracted by the magnetic force in the direction of the arc extinguishing plate (141) and elongates.In this way, The arc current reaches the current zero point and the arc is completely extinguished.
Shatr? is completed. However, this huge amount of arc energy injected eventually becomes thermal energy and completely escapes from the container, but it temporarily increases the temperature of the gas inside the container, which eventually leads to This will cause the total gas pressure to rise rapidly.

これによ9回路しゃ断器内部の絶縁劣化、回路しゃ断器
外部への放出火花量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めった。
This raised the risk of deterioration of the insulation inside the circuit breaker, an increase in the amount of sparks emitted to the outside of the circuit breaker, resulting in a power supply short-circuit accident and destruction of the circuit breaker itself.

つぎにこの発明を創作する基になったアークのエネルギ
ー消費のメカニズムに関して述べる。
Next, we will discuss the energy consumption mechanism of the arc, which was the basis for creating this invention.

第4図は、接触子(4) 、 f7)間にアーク人が生
じた図である。図中Tはアーク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nぞれ示している。第
4図において、アークA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ns 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、大学のエネルギーはmとRVcで持ち去ら
れてしまう。さて、従来、アークAのエネルギーの消費
のメカニズムにおいては、図中のmが圧倒的であり、R
のエネルギーはほとんど無視さtてぃたが、発明者等の
最近の研究により、R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Aに注入されたエネルギーの
約70チ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AIC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。
FIG. 4 is a diagram showing an arc formed between contacts (4) and f7). In the figure, T indicates the flow of thermal energy conducted from the arc A to the contact and escapes, m indicates the flow of energy of metal particles escaping from the arc space, and R indicates the flow of energy due to light escaping from the arc space. There is. In FIG. 4, the energy injected into the arc A is almost consumed by the three energy flows ns T* m, H mentioned above. Of this, the amount of heat T that escapes to the electrode is minute, and the energy of the university is carried away by m and RVc. Now, conventionally, in the energy consumption mechanism of arc A, m in the figure is overwhelming, and R
The energy of R is almost ignored, but recent research by the inventors has shown that the energy of R, that is, the consumption of energy by light, is so huge that it reaches about 70 times the energy injected into arc A. It has now been clarified that the consumption of energy injected into the arc AIC can be analyzed as follows.

Pw=V−1−PK十P j 11+PR但し、 Pw:瞬時注入エネルギー V :アーク電圧 工 :電流 ■・工:アーク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 一!−mv’ :■の金属粒子が速度Vで飛び去る特待
ち去る瞬時エネルギー消費量 m−Cp−TH定圧比#!cp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 pth :アーク空間から、接触子へ熱伝導にて逃げ去
る瞬時エネルギー消費量 PR:光により、アークから直接放射される瞬時エネル
ギー消費量 上記の消費量は接触子形状やアーク長によって変化する
が、10〜2(1mのアークに対してはそれぞれPK=
10〜20%、Pth=5チ、PR=75〜85チであ
る。
Pw = V-1 - PK 10 P j 11 + PR However, Pw: Instantaneous injected energy V: Arc voltage: Current: Current: Instantaneous electrical energy PK = injected into the arc
The instantaneous energy consumption carried away by metal particles is the highest! -mv': Instantaneous energy consumption m-Cp-TH constant pressure ratio #! Instantaneous energy consumption taken away when cp gas (metal particle gas) escapes at temperature T pth: Instantaneous energy consumption that escapes from the arc space to the contact by heat conduction PR: Direct radiation from the arc by light Instantaneous energy consumption The above consumption varies depending on the contact shape and arc length, but is 10 to 2 (for a 1 m arc, PK =
10-20%, Pth=5chi, PR=75-85chi.

つぎにアークA全容器+3)に閉じ込めた時の状況を第
5図に示す。アーク人全容器(3)に閉じ込めると、容
器(3)内空間は、金属粒子が充満しかつ高温の状態と
なる。とくに、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Aを発した光は、アーク陽光柱Aから放出され、容
器(3)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全通過し、再
度、壁面に照射される。このような過程を光量が零にな
るまで繰り返すのである。この間の、光の経路を図中R
a→R1)−eRC−PRdにて示している。
Next, Fig. 5 shows the situation when the arc A is confined in the entire container +3). When all Ark people are confined in the container (3), the space inside the container (3) is filled with metal particles and becomes hot. In particular, the above-mentioned state is strong in the gas space Q around the arc positive column A (the space Q indicated by diagonal lines in the figure). Now, the light emitted by the arc A is emitted from the arc positive column A, and is irradiated onto the wall of the container (3) and reflected. The reflected light is scattered, passes through the high temperature space filled with metal particles again, and is irradiated onto the wall surface again. This process is repeated until the amount of light becomes zero. The path of light during this time is R in the diagram.
a→R1)-eRC-PRd.

上記の過程において、アーク人から発した光の消費はつ
ぎの2.鑞である。
In the above process, the consumption of light emitted from the Ark is as follows. It is copper.

(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 またアークから発する光は、2000X以下の遠紫外か
ら、11tm以上の遠赤外までのすべての波長領域に渡
り、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、たとえ表面が黒囲においてのみ、光の吸
収能力を有するのみで、その他の範囲においては、一部
を吸収するにとどまりほとんど反射してしまうものであ
ります。ところが、アーク空間および周辺高温ガス空間
での吸収はっぎのようになる。
(1) Absorption at the wall surface (2) Absorption by the arc space and surrounding (high temperature) gas space, that is, absorption by the gas space and light emitted from the arc ranges from far ultraviolet light below 2000X to far infrared light above 11 tm. It consists of a continuous spectrum and a line spectrum over a wavelength range of . The wall surface of a typical container has the ability to absorb light only in the black area, and in other areas, it only absorbs some of the light and reflects most of it. However, absorption occurs in the arc space and surrounding high temperature gas space.

長さLの一様な組成・湿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量は、次のよう
に算出できる。
When a gas space of length L having a uniform composition and humidity is irradiated with light of wavelength λ, the amount of light absorbed by the gas space can be calculated as follows.

■a= Ae−n−LIin          −+
−・−・<11工a: ガスによる吸収エネルギー Ae:吸収確率 工in:照射する光エネルギー n: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
量を示す。八〇は特定波長λに対する吸収確率であり、
波長入、ガス湿度、粒子の種類の関数である。
■a= Ae-n-LIin −+
-・-・<11 engineering a: Absorption energy by gas Ae: Absorption probability engineering in: Irradiated light energy n: Particle density L: Optical path length through which light passes. However, equation (1) is the absorption energy for a specific wavelength λ. Indicate quantity. 80 is the absorption probability for a specific wavelength λ,
It is a function of wavelength input, gas humidity, and particle type.

(1)式について、量子力学の教えに従えば、吸収係数
Aeは、連続・紳スペクトルともに、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。
Regarding equation (1), according to the teachings of quantum mechanics, the absorption coefficient Ae has the largest value for a gas that is in the same state as the light source gas that emits light (that is, the type of particles and temperature are the same) for both continuous and solid spectra. will have the following. That is, the light emitted from the arc space is absorbed most by the arc space and the surrounding gas space.

(1)式において、光の吸収エネルギー量工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n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
部で吸収さ扛る光エネルギー量が増大することになる。
In equation (1), the amount of absorbed energy of light a is proportional to the optical path length. As shown in Figure 5, when light from the arc space is reflected by the wall surface, L in equation (1) increases by the number of reflections, and is absorbed in the high temperature part of the arc space. This results in an increase in the amount of light energy that is intercepted.

これは、アークAの発する光のエネルギー量局、容器(
3)内のガスに吸収さむ、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。
This is the amount of energy of the light emitted by arc A, the container (
3) It is absorbed by the gas inside, which means that the temperature of the gas increases and the pressure of the gas increases.

そこで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70q6にも達する光のエネルギー金効果
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、アークの光のエネルギーを受ける特定
位置に、アークの発する光音効果的に吸収する繊維、網
および高多孔質材料のうちの1種もしくは2種以上を選
択的に配置することによって、容器内の光を多量に吸収
させてガス空間の湿度?低下させ、それにより圧力を低
下させるものであります。
Therefore, the premise of this invention is to use a specific material to effectively absorb the light energy, which reaches about 70q6 of the energy injected into the arc, and to remove the arc within the switch container. By selectively arranging one or more of fibers, nets, and highly porous materials that can effectively absorb the light sound emitted by the arc at specific positions that receive light energy, the light inside the container can be absorbed. Humidity in the gas space by absorbing a large amount? It lowers the pressure, thereby lowering the pressure.

上記繊維としては、無機系、金属、複合材、縁材および
不縁布などのうちから選択されるが、高温アークにさら
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。
The above-mentioned fibers are selected from inorganic materials, metals, composite materials, edge materials, non-edge fabrics, etc., but since they will be installed in a space exposed to high-temperature arcs, they must have thermal strength. .

−また、網としては、無機系、金属および複合材などの
ほか、細線金網全多層に重ねたものや網素線などもその
選択の対象となり得るものでbる。
- Also, as the mesh, in addition to inorganic materials, metals, composite materials, etc., fine wire wire meshes stacked in multiple layers, wire mesh wires, etc. can also be selected.

この網の場合も、熱的強度のめるものが必要である。In the case of this net as well, it is necessary to have something that increases thermal strength.

上記線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り、金属では’
e+ Cuが最適であり、zn+Nl などにメッキ全
施こしたものも適用可能である。
Among the materials for the fibers and nets mentioned above, ceramics, carbon, asbestos, etc. are suitable for inorganic materials, and
e+Cu is optimal, and fully plated zn+Nl is also applicable.

多孔質素材は、一般艮は固体構造内に多数の澗孔葡持つ
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、材質と細孔との関係において
、一つは固体粒子相互の接点で焼結固化したもの、他の
一つは孔が主体で礼金形成する隔壁が固体物質であるも
のに区別されている。なり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會いう。
A porous material is generally a material that has many pores within its solid structure, and exists in a wide range of materials such as metals, inorganic systems, and organic materials. One type is sintered and solidified at the points of contact between solid particles, and the other type is composed mainly of pores and the partition wall forming the key metal is a solid material. In this invention, the term "raw material" refers to the original material before shape processing, which is not shaped into a shape.

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有する
もの、発泡性の礼金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。
Further classification can be divided into those in which the gaps between particles exist as pores, those in which the gaps between particles and the pores within the particles are shared, and those in which the pores are contained within the foamable key metal. It can also be roughly divided into those that have air permeability and water permeability, and those that have independent pores and are not breathable.

上記の細孔の形状は非常に複雑で、大きくけ開孔と閉孔
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。
The shape of the above-mentioned pores is very complicated and is classified into large open pores and closed pores, and the structure is expressed by pore volume or porosity, pore diameter and pore diameter distribution, specific surface area, etc.

気孔率は多孔質素材に含1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、すなわち百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置換法訃よび吸収法など
によるが、簡便法としてJ工8R2614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詐るとおり
、つぎのように計算される。
Porosity is measured by defining the true porosity as the ratio of the volume of all open and closed pores contained in a porous material to the total volume of the material (bulk volume), that is, expressed as a percentage. The method is based on a liquid or gas displacement method, an absorption method, etc., but as a simple method, it is calculated as follows, as defined in the method for measuring specific gravity and porosity of fireproof and insulating bricks of J.K. 8R2614.

また開孔の容積の割合全素材の全容積(カサ容積)に対
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、JよりR2205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義さnるとおり、つぎ
のようにして計算される。
In addition, the ratio of the open pore volume to the total volume (bulk volume) of all materials, that is, the apparent porosity expressed as a percentage, is the apparent porosity of R2205 firebrick from J.
As defined in the method for measuring absorption rate and specific gravity, it is calculated as follows.

なお見掛は気孔率は有効気孔率ともいう。Note that the apparent porosity is also referred to as the effective porosity.

細孔径は細孔容積?工O: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さに近いものから粒子間の
界面間隙まで数人 (オングストローム)から数U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。多孔質素材では顕嶽鏡による方法や水銀圧入法で気
孔の形状、大さ゛さおよびその分布(i−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w4徽鏡を用いるのが直接的で好iし
い。
Is pore diameter the pore volume? O: Obtained from the measured value of the specific surface area, it ranges from a few angstroms to several angstroms, ranging from the size of an atom or ion to the interfacial gap between particles.In general, the average value of the distribution is defined. For porous materials, the shape, size, and distribution of pores can be measured using a microscope method or mercury intrusion method.In general, in order to accurately understand the complicated shape and distribution of pores, It is direct and preferable to use w4 mirror.

比表面積の測定は各種吸着ガス質の各温度に訃ける吸盾
静(M M k利用して求められるBET法が多く用い
らn、とくに窒素ガスが多く用いらrLる。
To measure the specific surface area, the BET method is often used, which is determined by using the absorption coefficient (M M k) at each temperature of various adsorbed gases, and nitrogen gas is especially used.

つぎにこの発明の前提である、特定の材料による光のエ
ネルギーの吸収と七〇によるガスの圧力低下の模様を、
#i機質茜多孔材料を例に貌、明する。
Next, we will explain the premise of this invention, the absorption of light energy by a specific material and the pattern of gas pressure drop due to 70.
#i A detailed description will be given using a porous material with a deep red structure as an example.

第6図は無機質高多孔素材全示した斜視図、第7図は第
6図の部分拡大断面図である。同図にνいて、■は無機
質高多孔素材、轡は無機質物表面に通じる開孔會示して
いる。開孔(ロ)の細孔径は数μから数冨1まで大小さ
まざまな分布金示しているものである。
FIG. 6 is a perspective view showing the entire inorganic highly porous material, and FIG. 7 is a partially enlarged sectional view of FIG. 6. In the same figure, ■ indicates a highly porous inorganic material, and 轡 indicates an opening that leads to the surface of the inorganic material. The pore diameters of the open pores (b) vary in size from a few microns to a few microns.

さて、この多孔素材(ハ)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(ロ)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nl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。
Now, as shown by R in Figure 7, when light enters this porous material (c) and enters the aperture (b), the light hits the wall of the inorganic material and is reflected. The multiple reflections inside the hole eventually result in 100% absorption by the wall surface. In other words, the light incident on the opening (2) is directly absorbed by the surface of the inorganic material and becomes heat within the pore.

第8図は無機質高多孔材料全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
をCu+ Fe+ A I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
1ocrnの定ギャップに設置しピークl0KAの正弦
波電流のアークを8mB (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。
FIG. 8 shows a curve diagram of the pressure change inside the model container when the apparent porosity of the inorganic and highly porous material is changed when all the inorganic and highly porous materials are placed in the model container. In FIG. 8, the horizontal axis is the apparent porosity, and the vertical axis is the pressure normalized to 1 when the inner wall of the container is made of metal such as Cu+Fe+AI. The experimental conditions were as follows: The device was installed at a constant gap of 1 ocrn on the negative side, and an arc of a sinusoidal current with a peak of 10 KA was generated for 8 mB (milliseconds), and the pressure inside the container generated by the energy at this time was measured.

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器原料全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10〜800μ多孔質素材の
見掛は気孔率20係。
The inorganic highly porous material used in the above example is a porous ceramic material made of cordierite material that is fully flammable or molded and sintered using a method such as adding a foaming agent to make it porous, with an average pore size. The apparent porosity of the porous material ranges from 10 to 800 μm.

80チ、85チ、40係、45チ、50チ、60チ、7
0チ、80チ、85%のもので、60關×50111J
X8−の各種サンプルを使用しこnを容器壁面に配置し
、容器内面の表面積の50チを覆うようにした。
80chi, 85chi, 40chi, 45chi, 50chi, 60chi, 7
0 inch, 80 inch, 85%, 60 inch x 50111J
Various samples of X8- were used and placed on the wall of the container so as to cover 50 inches of the surface area of the inner surface of the container.

細孔径としては、吸収される光の波長領域全若干越える
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、細孔の深いものが効果があり、連通
気孔が好ましい。開閉器でアーク人から発生する光は数
百X〜10000λ(1μm)に分布するので、これを
若干越える程度、すなわち数千f〜数1000μmの平
均細孔径のものが適しており、表面に占める孔の面積が
、見掛は気孔率85チ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適している。とくに細孔径上限が
1000μm以下の範囲にあり、細孔の比表面積が大き
い程効果がある。実験では平均細孔径5μ〜1wJでア
ークの発する光に対して、艮好な吸収特性を示すこと全
確認した。また材質がガラスで、平均細孔径が5μ、2
0μのものがアークA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。
Regarding the pore diameter, the issues are the average pore diameter, which slightly exceeds the entire wavelength range of the absorbed light, and the ratio of the pores to the surface, that is, the specific surface area of the pores. Further, in terms of absorption of light within the pores, deep pores are effective, and continuous pores are preferable. The light emitted from the arc in the switch is distributed over several hundred X to 10,000λ (1 μm), so it is suitable to have an average pore diameter that slightly exceeds this, that is, from several thousand f to several 1000 μm, and to occupy the surface area. A highly porous material whose pore area has an apparent porosity of 85 cm or more is suitable for absorbing the light emitted by the arc A. In particular, the upper limit of the pore diameter is in the range of 1000 μm or less, and the larger the specific surface area of the pores, the more effective it is. In experiments, it was confirmed that an average pore diameter of 5 μ to 1 wJ exhibited excellent absorption characteristics for light emitted by an arc. In addition, the material is glass and the average pore size is 5μ, 2
It was observed that a material with a diameter of 0μ absorbs light emitted by Arc A well.

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を吸収し、開閉器内部の圧力を
低下させる効果があり、こn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85係以
上から顕著になり、85チまでの範囲で効果が確認され
た。気孔率がさらに増大すれば、高多孔材料の厚さ全一
層増加させることにより対応させる必要がある。
As can be seen from the characteristic curve a in Figure 8, the pores of the inorganic highly porous material absorb light energy and have the effect of reducing the pressure inside the switch. It becomes larger as the porosity increases, and becomes especially noticeable when the porosity is 85 or higher, and the effect was confirmed in the range up to 85. Further increases in porosity require corresponding increases in the total thickness of the highly porous material.

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、もろくなったり熱伝導
性が低下し高熱により溶融し易く、また気孔率が小さい
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チの範囲
の高多孔質材料が最適でおる。
However, the appearance of porous materials is related to the porosity and mechanical strength.If the porosity becomes large, it becomes brittle, has low thermal conductivity, and is easily melted by high heat, and if the porosity is small, the switch The effect of internal decompression is weak. Therefore, in practical terms, the most suitable porous material is a highly porous material with a porosity in the range of 40 to 70 inches.

第8図の特性傾向は無機質多孔材料全般について言える
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。
The characteristic trends shown in FIG. 8 apply to inorganic porous materials in general, and this can be inferred from the above explanation regarding light absorption.

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、とくに有機物容器のアークA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、法化対策が求められてお
り、これらを満す無機質材料は必然的にち密指向で構成
さfL、目的を異にするもので、その見掛は気孔率は2
0係前後となっている。
Some conventional switches use inorganic materials, but their purpose is primarily to protect organic containers from arc A, and their characteristics include arc resistance, service life,
Heat conduction, mechanical strength, insulation, and legal measures are required, and inorganic materials that meet these requirements are necessarily composed of dense materials, but have different purposes, and their apparent porosity is 2
It is around 0.

高多孔質素材としては無機、金属、有機系などがあるが
、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、開閉器の容器内部に設
置する材料としては格好であり、電気的に絶縁物々ので
、しゃ断に対し悪影響を及ぼすことがなく、また、亮偏
にさらされても、融けたり、ガス全黒したりしないので
、圧力抑制材料としては最適でおる。
Highly porous materials include inorganic, metallic, and organic materials, among which inorganic materials are characterized as insulators and high melting point materials. These two properties make it ideal as a material to be installed inside the switch container.Since it is an electrically insulating material, it will not have a negative effect on shutoff, and it will not melt even when exposed to sunlight. It is ideal as a pressure suppressing material because it does not burn or completely blacken the gas.

無機質多孔材料としては、多孔質の陶磁器、耐火物、ガ
ラス、セメント硬化体などがありいずれも開閉器内のガ
スの圧力の低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り
、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。
Porous inorganic materials include porous ceramics, refractories, glass, hardened cement, and the like, and any of them can be used to reduce the pressure of gas in the switch. Note that organic porous materials have problems with heat resistance and gas generation, and metal porous materials have problems with insulation and withstand voltage, so the places where they can be used are limited.

ところで、接、へ間に生じたアークからの光エネルギー
を有効に吸収きせるために、前述の特定の材料、たとえ
ば無機質高多孔材料からなる立壁全上記接点近傍に設け
ることが考えられる。
By the way, in order to effectively absorb the light energy from the arc generated between the contact and the hem, it is conceivable to provide a vertical wall made of the above-mentioned specific material, for example, an inorganic highly porous material, in the vicinity of the contact point.

しかるに、この手段では内圧の抑制には著しいがある 効果零反面、内圧が過度に低下され易いため、小電流で
しゃ断容量の小さい場合やアークに対する磁気駆動がな
くてアークが接点に残り易いものにおっては、電流零点
での消弧性能に劣る問題を生じる。
However, although this method has a remarkable effect on suppressing the internal pressure, it tends to reduce the internal pressure excessively, so it can be used in cases where the breaking capacity is small with a small current, or where there is no magnetic drive against the arc, making it easy for the arc to remain in the contact. This results in a problem of poor arc extinguishing performance at the zero current point.

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、前述の特
定材料からなり、接、(近傍に配置された第1の立壁と
、第1の立壁に直列状に配置される勲奔華性有機物から
なる第2の立壁との組み合せにより、内圧の抑制を図る
とともに、消弧性能の向上も確約できる開閉器を提供す
ることを目的としている。
This invention was made in view of the above circumstances, and is made of the above-mentioned specific material, and includes a first standing wall disposed in the vicinity (a first standing wall disposed in the vicinity) and an organic substance disposed in series on the first standing wall. It is an object of the present invention to provide a switch which can suppress internal pressure and also ensure improved arc extinguishing performance by combining with a second vertical wall consisting of.

以下、この発明の一実施例金(2)面にしたがって説明
する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described according to the gold (2) side.

第9図はこの発明に係る開閉器を適用した回路しゃ断器
の一例を示すもので、第1図〜第8図と同一部所には、
同一符号を付して説明を省略する。
Fig. 9 shows an example of a circuit breaker to which the switch according to the present invention is applied, and the same parts as Figs. 1 to 8 are shown.
The same reference numerals are used to omit the explanation.

同図において、電気接触子(4L(力の幅方向両側方に
は、第10図のように接、((6)、(9)と対向する
位置に第1の立壁c119.(至)が設けられている。
In the same figure, there is a first vertical wall c119. (to) at a position opposite to the electric contact (4L) (on both sides of the force in the width direction, as shown in Fig. 10), and ((6), (9)). It is provided.

これら立壁(至)、(至)は、前述した光エネルギー吸
収材料、たとえば見掛は気孔率85チ以上の無機質高多
孔材料で構成されている。(至)、(至)は上記電気接
触子(4)、 +7)の電流の流れ方向と平行であって
、かつ上記第1の立壁(至)に直列状に配置された第2
の立壁であり、テフロンのような熱昇華性有機物で構成
されている。
These vertical walls are made of the above-mentioned light energy absorbing material, such as an inorganic highly porous material with an apparent porosity of 85 cm or more. (to) and (to) are parallel to the current flow direction of the electric contacts (4) and +7), and are arranged in series with the first vertical wall (to).
It is a standing wall made of heat-sublimable organic material like Teflon.

つぎに、上記構成の作用について説明する。Next, the operation of the above configuration will be explained.

接点(B)# (93間に生じたアーク(至)の発する
光エネルギーの一部は接点(81m (9)に対向配設
された無機質高多孔材料(2)からなる第1の立壁(至
)、(至)で吸収されてし′まい、アーク(至)に吸収
されることがないので、上記接点(6)、(9)の近傍
の湿度上昇が抑制さn1延いては内子が抑制されること
になる。
A part of the light energy emitted by the arc (to) generated between contact point (B) ), (to), and is not absorbed by the arc (to), suppressing the rise in humidity near the contacts (6) and (9), and by extension suppressing the inner core. will be done.

電流零点付近になると、接、く(6)、(9)近傍の光
エネルギーは弱くなり、かつ上記第1の立壁(至)、(
7)にて吸収さnているため圧力は低くなって、これが
過度になると、アーク(至)は接点(6)、(9)に留
まろうとする。ところが熱昇華性有機物からなる第2の
立壁(至)、(至)が配設されている部位は、上記第2
の立壁(至)、0Iがらの蒸気の発生により千力は高い
状態に維持される。その結果、圧力差によっ・て、上記
第2の立壁(至)、c!4が配設されている部位から接
点m1(9)近傍に向っての流れが生じる。これによっ
て電流零点付近でのアークに)は一度に伸張され、アー
ク電圧は一時上昇するので、消弧性能が向上することに
なる。
When the current reaches the zero point, the light energy near the contact points (6) and (9) becomes weaker, and the light energy near the first vertical wall (to), (
7), the pressure becomes low, and if this becomes excessive, the arc tends to stay at the contacts (6) and (9). However, the part where the second standing walls (to) and (to) made of heat-sublimable organic matter are arranged is
The standing wall (to), the generation of steam from 0I maintains the Senriki in a high state. As a result, due to the pressure difference, the second vertical wall (to), c! A flow is generated from the portion where the contact point m1 (9) is disposed toward the vicinity of the contact point m1 (9). As a result, the arc (near the current zero point) is expanded at once, and the arc voltage temporarily increases, resulting in improved arc extinguishing performance.

第11図は他の実施例を示し、熱昇華性有機物からなる
第2の立壁■、(至)を第1の立壁(2)、(至)の前
方側に設けたものであり、この場合も上記実施例と同様
の効果を奏するものである。勿論、上記第1の立壁(2
)と第2の立壁(7)との配置関係は同一直線上に限ら
れるものではない。
FIG. 11 shows another embodiment, in which a second vertical wall (2), (to) made of a heat-sublimable organic substance is provided in front of the first vertical wall (2), (to). This embodiment also has the same effects as the above embodiment. Of course, the first standing wall (2
) and the second standing wall (7) are not limited to being on the same straight line.

ところで、上記各ヂ施例では、第1の立壁(至)。By the way, in each of the above embodiments, the first standing wall (end).

(至)を見掛は気孔率85チ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
構成できるほか、繊維、網および上記特定の気孔率の多
孔質材料のうち、2種以上の複合材で構成することも可
能である。
(To) Although it is apparently made of an inorganic highly porous material with a porosity of 85 cm or more, it may be made of a porous material other than an inorganic material, or it may be made of fibers or nets instead of the porous material. In addition, it is also possible to use a composite material of two or more of fibers, nets, and porous materials having the above-mentioned specific porosity.

また、上記第2の立壁(2)、(至)としては、テフロ
ンのほか、ポリアセタール樹脂やアクリル樹脂などがあ
る。
In addition to Teflon, the second vertical walls (2) and (to) may be made of polyacetal resin, acrylic resin, or the like.

なお、上記第2の立壁(至)、(至)は、容器+3)も
有機質材料にて構成されているところから、容器(3)
を構成する有機質材料よりも蒸気を出すものが望ましい
Note that the second vertical walls (to) and (to) are similar to container (3) since container +3) is also made of organic material.
It is preferable to use a material that emits steam rather than the organic materials that make up the material.

以上のように、この発明はアークの光エネルギ−’l−
吸収し得る特定の材料からなる第1の立壁と、熱昇華性
有機物からなる第2の立壁とを特定の位置関係をもって
配設することにより、内圧抑制の効果を挙げられるほか
、とくに消弧性の向上全図り得る開閉器を提供すること
ができる。
As described above, this invention utilizes arc light energy
By arranging the first vertical wall made of a specific absorptive material and the second vertical wall made of a heat-sublimable organic material in a specific positional relationship, it is possible to suppress internal pressure, and also to improve arc-extinguishing properties. Therefore, it is possible to provide a switch that can achieve all improvements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第8図は従来の回路しゃ断器の断面図で、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図はイf器内の接
触子間にアークが発生した様子に示す説明図、第6図は
無機質高多孔素材ケ示す斜視図、第7図は第6図の部分
拡大断面図、第8図はアーク全発生させたときの、見掛
けの気孔率に対する容器内1王力変化を示す曲線図、第
9図はこの発明に係る開閉器全適用した回路しゃ断器の
一例を示す断面図、第10図は第9図のX−X線断面図
、第11図はこの発明の他の実施例を示す要部の平面断
面図である。 (3)・・・容器、(4L m・・・電気接触子、r5
1 、 (8)・・・導体、till 1 (9)・・
・接1ぐ、働・・・アーク、(至)・・・第1の立壁、
(至)・・・第2の立壁。 なお、図中向−符゛号は同一もしくは相当部分を示す。 代理人 葛野信−外1谷 第6図         第7図 第8図 20 30 40 50 60 70 80 90兇↑
圭1(丁の気北牢〔°l。〕 第9図 第10図
FIGS. 1-8 are cross-sectional views of conventional circuit breakers, each showing different operating conditions. Fig. 4 is an explanatory diagram showing how an arc is generated between contacts, Fig. 5 is an explanatory diagram showing how an arc is generated between contacts in an if device, and Fig. 6 is an explanatory diagram showing how an arc is generated between contacts in an if device. 7 is a partially enlarged sectional view of FIG. 6, FIG. 8 is a curve diagram showing the change in the internal royal power of the container with respect to the apparent porosity when the arc is fully generated, and FIG. 9 is a partial enlarged sectional view of FIG. A sectional view showing an example of a circuit breaker to which the entire switch according to the invention is applied, FIG. 10 is a sectional view taken along the line X-X of FIG. 9, and FIG. 11 is a plan view of the main part showing another embodiment of the invention. FIG. (3)...Container, (4L m...Electric contact, r5
1, (8)...Conductor, till 1 (9)...
・Tangential 1st, work...arc, (to)...first standing wall,
(To)...Second standing wall. Note that the arrows in the figures indicate the same or corresponding parts. Agent Makoto Kuzuno - Outside 1 Valley Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 20 30 40 50 60 70 80 90↑
Kei 1 (Ding no Ki Hokujyo [°l.] Figure 9 Figure 10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  導体およびこれに固着された接点により構成
されて、開閉動作する少なくとも1対の電気接触子と、
上記電気接触子を収納する容器とを備え、繊維、網およ
び多孔質材料のうちの1種または2種以上の複合材で構
成式れて、上記電気接触子が開放動作する際に生じるア
ークの光エネルギーを受ける第1の立壁を、上記電気接
触子の幅方向の少なくとも一側方に上記接点と対向して
設け、熱昇華性有機物からなる第2の立壁を、電流の流
れの方向に平行で、かつ上記第1の立壁に対して電流の
流nの方向で直列状に配列したことを特徴とする開閉器
(1) at least one pair of electrical contacts that are configured of a conductor and a contact fixed thereto and that operate to open and close;
and a container for storing the electrical contact, which is made of a composite material of one or more of fibers, nets, and porous materials, and is configured to prevent an arc generated when the electrical contact opens. A first vertical wall that receives light energy is provided on at least one side of the electrical contact in the width direction, facing the contact, and a second vertical wall made of a heat sublimable organic substance is provided parallel to the direction of current flow. and are arranged in series in the direction of current flow n with respect to the first vertical wall.
(2)  上記第1の立壁が無機質高多孔材料で構成さ
れ、この無機質高多孔材料d多孔質素材の見掛けの気孔
率が40チ〜70チである特許請求の範囲第1項記載の
開閉器。
(2) The switch according to claim 1, wherein the first vertical wall is made of an inorganic highly porous material, and the apparent porosity of the inorganic highly porous material is 40 to 70 cm. .
(3)  上記無機質高多孔材料は多孔質の陶磁器、耐
火物、ガラス、およびセメント硬化体のうちから選択き
れている特許請求の範囲第2項記載の開閉器。
(3) The switch according to claim 2, wherein the inorganic highly porous material is selected from porous ceramics, refractories, glass, and hardened cement.
(4)  上記無機質高多孔材料はその平均細孔径が数
千A〜数1000μmである特許請求の範囲第2項また
は第8項記載の開閉器。
(4) The switch according to claim 2 or 8, wherein the inorganic highly porous material has an average pore diameter of several thousand amps to several thousand μm.
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