JPS58181241A - Switch - Google Patents

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Publication number
JPS58181241A
JPS58181241A JP6439382A JP6439382A JPS58181241A JP S58181241 A JPS58181241 A JP S58181241A JP 6439382 A JP6439382 A JP 6439382A JP 6439382 A JP6439382 A JP 6439382A JP S58181241 A JPS58181241 A JP S58181241A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arc
light
energy
inorganic
container
Prior art date
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Pending
Application number
JP6439382A
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP6439382A priority Critical patent/JPS58181241A/en
Publication of JPS58181241A publication Critical patent/JPS58181241A/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、回路しゃ断器を例に説明する。In the following, a circuit breaker will be explained as an example.

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金示している。
Figures 1 to 8 are cross-sectional views showing conventional circuit breakers.
Each one shows a different operating status gold.

(1)はカバー、(2)はペースで、カバー(1)とベ
ース12)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(51の一端に固定液、((
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、! (61に対向
した可動接、保(’1)を有している。adは可動接触
子装置、(11)は可動子腕でクロスが−(12+に固
定さ口各極同時に開閉さnるように構成されている。(
13)は消弧室、で消弧板(14)が側板00により保
持されている。θ6はトグルリンク機構で、上リンクθ
乃と下リンク019より構成されている。上リンクθη
の一端はフレドルα9)に、甘た他端は下リンク(+8
+の一端にそれぞれ軸f211] 6!m)により連結
されている。なお下リンク(I→の他端は上記可動接触
子装置00の可動子腕(11)に連結さnている。(ハ
)は起倒形操作ハンドル、(ハ)は作動はねて、1. 
トグルリンク機構0■の輔侃υと上記操作ハンドル(イ
)との間に架張されている。(ハ)、(ハ)は、それぞ
れ無動および電磁引きはずし機構で、作動時には、それ
ぞれバイメタル(ハ)および可動鉄心勾にエリトリップ
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バー(ハ)に休止され他端はフレ
ドル(19)と係止しているラッチである。
(1) is a cover, (2) is a pace, and the cover (1) and base 12) constitute the entire container (3). (4) is a fixed contact, and one end of its fixed conductor (51) has a fixing liquid (((
6), and the other end serves as a terminal portion to be connected to an external conductor (not shown). +7) is a movable contact,
A fixed connection is made to one end of the movable conductor (8)! (It has a movable contact, holding ('1) opposite to 61. ad is a movable contact device, (11) is a movable arm, and the cross is fixed at -(12+). Each pole opens and closes at the same time. It is configured as follows. (
13) is an arc extinguishing chamber, in which an arc extinguishing plate (14) is held by a side plate 00. θ6 is a toggle link mechanism, and the upper link θ
It consists of No and the lower link 019. Upper link θη
One end is for Fredol α9), and the other end is for Lower Link (+8
Axis f211 at one end of + respectively] 6! m). The other end of the lower link (I) is connected to the movable arm (11) of the movable contact device 00. ..
It is stretched between the leg υ of the toggle link mechanism 0■ and the operation handle (A). (c) and (c) are non-moving and electromagnetic tripping mechanisms, respectively, and when activated, the eli lip bar @ is rotated counterclockwise to the bimetal (c) and the movable iron core, respectively. The handle is a latch whose one end rests on the trip bar (C) and the other end engages with the fredle (19).

フレドル(19)がラッチ翰に係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(丘が
伸長して軸6!l)がフレドル(19)に係止式れ可動
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(イ)全開路位置に
倒せばトグルリンク機構(1輸は屈曲して可動接点(9
)を固定接点(6)より開離きせ、可動子腕(11)が
フレドル輔■に停止場れる。この状態が第2図である。
When the operating handle (A) is tilted to the closed position with the fredle (19) locked to the latch handle, the toggle link mechanism (the hill extends and the shaft 6!L) is locked to the fredle (19), and the movable contact (9) is joined to the fixed contact (6). This state is shown in FIG. Next, when the operation handle (A) is tilted to the fully open position, the toggle link mechanism (1) is bent and the movable contact (9) is opened.
) is opened and separated from the fixed contact (6), and the movable arm (11) comes to a stop at the Freddle. This state is shown in FIG.

捷たし機構(ハ)が作動してフレドル(19)とラッチ
に)の係合が解除キロ、フレドル軸(至)全中心に時計
方向にフレドルα9)が回転しストッパー軸e1に係止
される。
The shunting mechanism (c) operates and the engagement between the fredle (19) and the latch is released, and the fredle α9) rotates clockwise around the entire center of the fredle shaft (to) and is locked to the stopper shaft e1. Ru.

フレドルα9)と上リンク0?)の連結点が上記作動ば
ね(ハ)の作用線を越えるため、作動ばね岐のばね力に
よってグルリンク機構θφが屈曲してクロスバー02(
にエリ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。
Fredol α9) and above link 0? ) crosses the line of action of the actuating spring (c), the glu link mechanism θφ is bent by the spring force of the actuating spring, and the cross bar 02 (
Automatic shutoff is performed in conjunction with each pole. 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)と固定接点(6)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、((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式れる。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)全固定接点(6)から開
離させる。この際、上記固定および可動接点(6)、(
9)間にはアークc1つが発生し、固定および可動接点
(61+ (’l1間にはアーク電圧が発生する。この
アーク電圧は、固定接、g (61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0<の方向へ磁気力によって引き付
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?迎えてアークを消弧し、しゃ
断が完結する。しかし、この注入さn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nた賽器内のガスの
温度を上昇させ、延いてはガス圧力を急激に上昇させる
ことになる。
Now, when the movable contact (9) and the fixed contact (6) are in contact, the power is transferred from the power source side to the fixed conductor (5).
), fixed contact ((6), movable contact (9), and movable conductor (8) in order to be supplied to the load side. In this state, if a large current such as a short circuit current flows through this circuit, As mentioned above, all the movable contacts (9) are separated from the fixed contacts (6). At this time, the fixed and movable contacts (6), (
9) One arc c is generated between the fixed and movable contacts (61 + ('l1). An arc voltage is generated between the fixed contact, g (61
) rises as the separation distance of ) increases, and at the same time, the arc ( ) is attracted by the magnetic force in the direction of the arc-extinguishing plate 0<, and therefore rises further. In this way, is the arc current at the current zero point? The arc is extinguished and the interruption is completed. However, this huge amount of arc energy that is injected eventually turns into thermal energy and completely escapes from the container, but only transiently increases the temperature of the gas inside the slicing device and This will cause the gas pressure to rise rapidly.

これにより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七nがあっ°た。
This has led to deterioration of the insulation inside the circuit breaker, an increase in the amount of sparks emitted to the outside of the circuit breaker, which has led to power supply short-circuit accidents 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)、 +71間にアークA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n1m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れ、T+ 111+  Rによ
って概ね消費されてし壕う。この内、電極への熱の逃げ
TV′1Iil+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式れてぃたが
、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%にも達する程莫大であることが解
明さnるに至った。
FIG. 4 shows an arc A occurring between contact (4) and +71. In the figure, T indicates the flow of thermal energy conducted from the arc A to the contactor and escapes, n1m 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. Fourth
In the figure, the energy injected into arc A is largely dissipated by the three energy flows mentioned above, T+ 111+ R. Of this, heat escape to the electrodes TV′1Iil+ is small, and most of the energy is m and R
It will be taken away. Conventionally, in the energy consumption mechanism of arc A, m in the diagram was overwhelming, and the energy of R was almost ignored, but recent research by the inventors has revealed that the energy of R That is, it has been found that the energy consumption by light is so enormous that it reaches about 70% of the energy injected into the arc A.

すなわちアークAに注入さnたエネルギーの消費はつぎ
のように解析できる。
That is, the consumption of energy injected into arc A can be analyzed as follows.

Pw=V−■=PK+Pth+PR PK=r−hnV”十m−CI)” 但し、 Pw:瞬時注入エネールギー ■ =アーク電圧 ■ =電流 V、I :アークに注入される瞬時電慨エネルギーPK
:金属粒子が持ち去る瞬時エネルギー消費量 −1−m v ” :■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 nl 、 Cp −T :定圧比熱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二光により、アークから直接放射さむる瞬時エネル
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
か、10〜20marのアークに対してはそれぞ口PK
=10〜20%、Pth=5 %、  PR= 75〜
85チである。
Pw=V-■=PK+Pth+PR PK=r-hnV"10m-CI)" However, Pw: Instantaneous injected energy■ = Arc voltage■ = Current V, I: Instantaneous electric energy PK injected into the arc
: Instantaneous energy consumption taken away by metal particles -1-m v ” : Instantaneous energy consumption nl when metal particles fly away at speed V, Cp -T : Gas with constant pressure specific heat Cp (metal particle gas) Instantaneous energy consumption that is carried away when escapes at temperature T Pth: Instantaneous energy consumption that escapes from the arc space to the contact by heat conduction PR Instantaneous energy consumption that is directly radiated from the arc due to light The above consumption The amount varies depending on the contact shape and arc length.
=10~20%, Pth=5%, PR=75~
It is 85 chi.

つぎにアークAを容器(3)に閉じ込めた時の状況全第
5図に示す。アークAを容器(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。6て、ア
ーク陽光柱した光は、アーに照射される、このような過
程全光量が零になるまで繰り返すのである。この間の、
光の経路全図中RB −P R1)−p R(−+Rd
にて示している。
Next, the situation when the arc A is confined in the container (3) is shown in Fig. 5. When the arc A is 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). 6. The light from the arc positive column is irradiated onto the arc, and this process is repeated until the total amount of light becomes zero. During this time,
RB -P R1)-p R(-+Rd
It is shown in

上記の過程において、アークAから発した光の消費はつ
き02点である。
In the above process, the consumption of light emitted from arc A is 02 points.

(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、1μlη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、たとえば表面が黒色をしてpっても、4
000A〜5500A程度の範囲にp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
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。
(1) Absorption on 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 1μlη. It consists of a continuous spectrum and a line spectrum over a wavelength range of . For example, even if the surface of a typical container wall is black,
It only has the ability to absorb light in the range of about 000A to 5500A, and in other ranges it only partially absorbs and reflects most of the light. However, absorption in the arc space and surrounding high temperature gas space is as follows.

長さLの一様な組成・温度を有するガス空間に波長λの
光音照射した時ガス空間による光の吸収1は、つぎの↓
うに算定できる。
When a gas space with a uniform composition and temperature of length L is irradiated with a light sound of wavelength λ, the absorption 1 of light by the gas space is as follows ↓
It can be calculated as follows.

Ia””Ae’ll’L工i n          
 −−−−(1)工a:ガスによる吸収エネルギー Ae:吸収確率 ■in:照射する光エネルギー n二粒子密度 L:光が通過する光路長 但し、(11式は、特定波長λに対する吸収エネルギー
量金示す。Aeは特定波要人に対する吸収確率であり、
波長λ、ガスl晶度、粒子の種類の関数である。
Ia""Ae'll'Lengineering
---- (1) Engineering a: Absorption energy by gas Ae: Absorption probability ■in: Light energy to irradiate n Two-particle density L: Optical path length through which light passes. However, (Equation 11 is the absorption energy for a specific wavelength λ The quantity is shown. Ae is the absorption probability for a specific wave important person,
It is a function of wavelength λ, gas l crystallinity, and particle type.

(1)式について、量子力学の教えに従えば、吸収体g
i、Aは、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。
Regarding equation (1), if we follow the teachings of quantum mechanics, the absorber g
For both continuous and line spectra, i and A have the largest values 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). 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。
In equation (1), the amount of absorbed energy of light a is proportional to the optical path length. As shown in Figure 5, when the light from the arc space is reflected by the wall surface, L in equation (1) increases by the number of reflections, and the light is absorbed in the high temperature part of the arc space. The amount of light energy used will increase.

これは、アークAの発する光のエネルギーが結局、容器
(3)内のガスに吸収さnl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 means that the energy of the light emitted by the arc A is eventually absorbed by the gas in the container (3), thereby increasing the temperature of the gas and the pressure of the gas.

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、アークの光のエネルギーを受ける特定位
置に、アークの発する光を効果的に吸収する繊維、網お
よび高多孔材料のうちの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、ガス空間の温度を低下させ、それにより圧力全低下
させるものである。
Therefore, the premise of this invention is to use a specific material to effectively absorb the light energy, which reaches about 70% of the energy injected into the arc. By selectively arranging one or more of fibers, nets, and highly porous materials that effectively absorb the light emitted by the arc at specific positions that receive the light energy of the arc, the light inside the container can be reduced. By absorbing a large amount, the temperature of the gas space is lowered, thereby reducing the total pressure.

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、高温アークにざら
き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, woven materials, non-woven fabrics, etc., but since the fibers 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2よび複合材などのほ
か、細線金網を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ある。
Further, as the mesh, in addition to inorganic materials, metals 2, composite materials, etc., the mesh may be selected from multi-layered fine wire meshes, mesh wires, and the like.

この網の場合も、熱的強度のあるものが必要である。This net also needs to have thermal strength.

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り、金属ではF
e+  Cuが最適であり、zn+  Ntなどにメッ
キを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 systems, and F for metals.
e+ Cu is optimal, and zn+ Nt or the like plated is also applicable.

多孔質素材は、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
のに区別式れている。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。
Porous materials are generally materials with a large number of pores within a solid structure, and exist in a wide range of materials such as metals, inorganic systems, and organic materials. One type is sintered and solidified at the contact points of 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 a material that has not yet been processed into a shape and has not yet been processed 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全共有する
もの、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。
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 all shared, and those in which foamable pores are included inside. 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、大きくは開孔と閉孔
に類別嘔れ、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 complex and can be broadly classified into 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まれる開孔と閉孔のすべての細
孔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υよび吸収法など
によるが、簡便法としてJ工SR2614の耐火断熱レ
ンガの比重お工び気孔率の測定方法に定義さnるとおり
、つぎのように計算される。
Porosity is the ratio of the volume of all open and closed pores contained in a porous material to the total volume of the entire material (bulk volume), that is, the true porosity is expressed as a percentage, and the measurement method is is determined by 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 the specific gravity and porosity of fireproof and insulating bricks in J.E.C. SR2614.

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、すなわち画分率で示したもの全見掛けの気
孔率とし、J工5R2205耐火レンガの見掛気孔率、
吸収率Pよび比重の測定方法に定義逼れるとυす、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 total apparent porosity expressed as a fraction, is the apparent porosity of J-K5R2205 firebrick,
If we focus on the definition of the method of measuring absorption rate P and specific gravity, they are calculated as follows.

なお見捌は気孔率は有効気孔率ともいう。Note that porosity is also referred to as effective porosity.

細孔径は細孔容積および比表面積の測定値よシ求められ
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X (オングストローム)から数社まで分
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、大きさおよびその分布全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gt碗を用いるのが直接的で好ましい。
Pore diameter can be determined from the measured values of pore volume and specific surface area, and ranges from those close to the size of atoms and ions to the interfacial gaps between particles, ranging from several angstroms (angstroms) to several angstroms, but generally, Defined as the mean value of the distribution. In porous materials, the shape, size, and distribution of pores can be completely measured using a microscope or mercury intrusion method. Generally, in order to accurately understand the shape and distribution of complicated pores, it is preferable to use a visual inspection bowl directly.

比表面積の測定は各種吸着ガス質の各温度における吸着
等製線を利用して求められるBET法が多く用いられ、
とくに窒素ガスが多く用いられる。
The BET method is often used to measure the specific surface area, which is determined using the adsorption contour lines at each temperature for various adsorbed gases.
In particular, nitrogen gas is often 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
ネルギーの吸収とそれによるガスの圧力低下の模様を、
無機質高多孔材料を例に説明する。
Next, we will explain the absorption of light energy by a specific material and the resulting drop in gas pressure, which is the premise of this invention.
This will be explained using an inorganic highly porous material as an example.

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、■は無機
質高多孔素材、(ロ)は無機質物表面に通じる開孔を示
している。開孔(ハ)の細孔径は数μから数IIjまで
大小さまざまな分布を示している゛ものである。
FIG. 6 is a perspective view showing the inorganic highly porous material, and FIG. 7 is a partially enlarged sectional view of FIG. 6. In the figure, ■ indicates a highly porous inorganic material, and (b) indicates an opening leading to the surface of the inorganic material. The pore diameters of the open pores (c) show a variety of sizes ranging from several microns to several IIj.

さて、この多孔素材(至)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
は無機質の壁面に当り、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チ吸収されてしまう
。すなわち開孔(ロ)に入射した光は、無機物表面に直
接吸収さn、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 (to) and enters the opening (b), the light hits the inorganic wall and is reflected, and the It undergoes multiple reflections inside the hole, and eventually 100 pieces of light are absorbed by the wall. That is, the light incident on the opening (b) is directly absorbed by the surface of the inorganic substance, and becomes heat within the pore.

第8図は無機質高多孔材料をモデル容器内に入−n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CLb ’ea A1などの金属で構成した時の圧力
全1として規格化しである。実験条件としては、−辺1
0crnの立方体の密閉容器内にAgW接点を10隷の
定ギャップに設置しピークl0KAの正弦波電流のアー
クf 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。
FIG. 8 shows a curve diagram of the pressure change inside the model container when the apparent porosity of the inorganic highly porous material is changed in a model container in which the inorganic highly porous material is placed. In FIG. 8, the horizontal axis is the apparent porosity, and the vertical axis is normalized as the total pressure of 1 when the inner wall of the container is made of metal such as CLb'ea A1. As for the experimental conditions, −side 1
AgW contacts are installed at a constant gap of 10 in a cubic hermetic container of 0 crn, and a sinusoidal current arc f of 8 m5 (milliseconds) with a peak of 10 KA is generated, and the pressure inside the container generated by the energy at this time is 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
ジフイト材質の陶磁器原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、多完孔にした多孔質
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チ。
The inorganic highly porous material used in the above examples is a porous ceramic made by molding and sintering a cordiphyte ceramic raw material using a method such as adding a combustible or foaming agent to make it fully porous. Pore size range: 10-800μ) The apparent porosity of the porous material is 20cm.

80係、85チ、40チ、45ヂ、50%、60チア0
%、80%、85%のもので、50 y X50m1J
l+×81Utの各種サンプル全使用しこれ?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
80th grade, 85th grade, 40th grade, 45th grade, 50%, 60th grade 0
%, 80%, 85%, 50y x 50m1J
Is this all the various samples of l+×81Ut used? It was placed on the wall of the container 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)や多少が問題となる。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。
Regarding the pore diameter, the average pore diameter slightly exceeds the entire wavelength range of the absorbed light, and the proportion of the surface occupied by the pores (that is, the specific surface area of the pores) is a problem. Further, in terms of absorption of light within the pores, deep pores are effective, and continuous pores are preferable.

開閉器でアークから発生する光は数百λ〜100OOX
(1μm)に分布するので、こn’e若干越える程度、
すなわち数千λ〜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8
5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。
The light generated from the arc in the switch is several hundred λ to 1000X
(1μm), so it slightly exceeds this,
In other words, pores with an average pore diameter of several thousand λ to several thousand μm are suitable, and the area of the pores on the surface has an apparent porosity of 8.
A highly porous material with a diameter of 5 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.

実験では平均細孔径5μ〜1uでアークAの発する光に
対して、艮好な吸収特性會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Aの発する光に対して良好に光音吸収することが観測
された。
In experiments, it was confirmed that an average pore diameter of 5 μm to 1 μm exhibited excellent absorption characteristics for the light emitted by Arc A. Furthermore, it was observed that glass materials with average pore diameters of 5 μm and 20 μm absorb light and sound 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全吸収し、開閉器内部の圧力を
低下させる効果があり、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35%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
層増加きせることにより対応きせる必要がある。
As can be seen from the characteristic curve a in Figure 8, the pores of the inorganic highly porous material absorb all of the light energy and have the effect of lowering the pressure inside the switch. It becomes larger as the porosity increases, and becomes particularly noticeable when the porosity is 35% or more, and the effect was confirmed in the range up to 85 cm. 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
2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40〜7(1%の範
囲の高多孔質材料が最適である。
However, the appearance of a porous material depends on the relationship between its porosity and mechanical strength.2 If the porosity increases, it becomes brittle, has lower thermal conductivity, and is more likely to melt due to high heat; The effect of reducing pressure inside the switch is weak. Therefore, in practical terms, a highly porous material with an apparent porosity of 40 to 7 (1%) is optimal.

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、炭化対策が求められてお
り、こnらを満す無機質材料は必然的にち密化指向で構
成され、目的を異にするもので、その見掛は気孔率は2
0%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 countermeasures against carbonization are required, and inorganic materials that meet these requirements are necessarily oriented towards densification and have different purposes, and their appearance is that of pores. The rate 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
にさらさ打ても、融けたり、ガスを出したりしないので
、圧力抑制材料としては最適である。
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 electrical insulator, it will not have a negative effect on shutoff, and will not melt even if exposed to high temperatures. Since it does not emit gas, it is ideal as a pressure suppressing material.

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、そむ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 pressure resistance, so the places where they can be used are limited.

ところで、接点間に生じたアークからの光エネルギー全
有効に吸収させるために、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を接点近傍に設けること
が考えられる。
By the way, in order to effectively absorb all of the light energy from the arc generated between the contacts, it is conceivable to provide a vertical wall made of the above-mentioned specific material, for example, an inorganic highly porous material, near the contacts.

しかるに、この手段では内圧の抑制のみに対しては有効
であるけれども、アークに対する駆動が積極的になさn
ない場合にあっては、しゃ断性に一抹の不安が残る。
However, although this method is effective only for suppressing the internal pressure, it does not actively drive the arc.
In the case where there is no such thing, there remains some concern about the interruption performance.

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、熱昇華性
有機物で構成した第1の立壁と前述した光エネルギー吸
収材料で構成した第2の立壁とを特定の位置に設けるこ
とにより、内圧を抑制でき、とくにしゃ断容量およびし
ゃ断性の向上ゲ図り得る開閉器を提供すること全目的と
している。
This invention was made in view of the above circumstances, and by providing a first vertical wall made of a heat sublimable organic substance and a second vertical wall made of the above-mentioned light energy absorbing material at specific positions, the internal pressure can be reduced. The overall purpose is to provide a switch which can reduce the amount of electricity and, in particular, improve the breaking capacity and breaking properties.

以下、この発明の一丈施例會図面にしたがって説明する
An embodiment of this invention will be explained below with reference to the drawings.

第9図tまこの発明に係る開閉器全適用した回路しゃ断
器の一例を示すもので、第1図〜第8図と同一部所には
同一符号ケ付して説明全省略する。
FIG. 9 shows an example of a circuit breaker to which all the switches according to the present invention are applied, and the same parts as in FIGS. 1 to 8 are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

同図において、電気接触子44L t7)の幅方向両側
方には、第10図に示すように接、li’j (61、
(91と対向する位置に消弧板(14)の支持ケ兼ねf
c、第1の立壁(2)。
In the same figure, on both sides in the width direction of the electric contact 44L t7), as shown in FIG.
(It also serves as a support for the arc extinguishing plate (14) at the position facing 91.
c. First standing wall (2).

(至)が設けられている。これら第1の立壁(至)、0
→は熱昇華性有機物、たとえばテフロンで構成されてい
る。(至)、(ト)は上記電気接触子(4) 、 f7
1の電流の流れる方向と平行であって、かつ上記第1の
立壁働に直列状に配置された第2の立壁であり、前述し
た光エネルギーの吸収材料、たとえば見掛は気孔率85
%IJ上の無機質高多孔材料で構成されている。この第
2の立壁(7)、(至)は消弧板(14)もしくけこの
実施例のように容器(3)に接着されている。
(to) is provided. These first standing walls (to), 0
→ is composed of heat-sublimable organic substances, such as Teflon. (To) and (G) are the above electric contact (4), f7
The second standing wall is parallel to the direction in which the current flows and is arranged in series with the first standing wall, and is made of the above-mentioned light energy absorbing material, for example, with an apparent porosity of 85.
%IJ is composed of an inorganic highly porous material. The second vertical walls (7), (to) are bonded to the container (3) like the arc extinguishing plate (14) or this embodiment.

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

接点ftut (91間に生じたアークに)からの光エ
ネルギーは第2の立壁(至)、(至)で吸収さ口るから
、内圧が抑制される。
Since the light energy from the contact point ftut (to the arc generated between 91) is absorbed by the second vertical walls (to), (to), the internal pressure is suppressed.

とくに電流の増加にともない第1の立壁(至)、(至)
間の空間はアーク(至)の熱により高温となり、しかも
その熱で熱昇華性有機物からなる立壁(ハ)、(ハ)が
多欲の蒸気を放出するために圧力が上昇する。一方、ア
ーク0りが第2の立壁(7)、(至)間の空間へ駆動さ
れた場合、その空間でのアーク(至)からの光エネルギ
ーは無機質高多孔材料からなる第2の立壁(7)。
Especially as the current increases, the first vertical wall (to), (to)
The space between them becomes high temperature due to the heat of the arc, and the pressure rises as the standing walls (c) and (c) made of thermally sublimable organic matter release greedy steam. On the other hand, when the arc is driven into the space between the second vertical wall (7), the light energy from the arc (7) in that space is transferred to the second vertical wall (7) made of an inorganic highly porous material. 7).

に)に吸収され、この空間はその部分のガスに吸収され
ることがないので、第2の立壁(至)、(至)がない場
合に比較して低湿・低圧になっている。このた間 め、上記第1の立壁(至)、(至)ρ空間の圧力が上記
第1の立壁(至)、(至)間の空間の圧力よりも高い状
態となる。この結果、上記第1の立壁(至)、に)間の
空間長される。アーク(至)が伸長されれば、アーク電
圧は上昇するので、しゃ断容量およびしゃ断性能が向上
することになる。
Since this space is not absorbed by the gas in that area, the humidity and pressure are lower than if there were no second vertical walls. During this time, the pressure in the space between the first vertical walls (to) and (to) becomes higher than the pressure in the space between the first vertical walls (to) and (to). As a result, the space length between the first vertical walls is increased. If the arc is extended, the arc voltage will increase, and the breaking capacity and performance will improve.

ところで、上記第1の立壁(至)、05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の他の有
機物からも選択できるものである。
By the way, the first vertical wall 05 can be selected from Teflon as well as other organic materials such as polyacetal resin and acrylic resin.

ここに言う熱昇華性有機物というのは、容器(3)自身
が有機質材料で構成されており、蒸気金高すので、少な
くとも容器(3)自身よりも蒸気を出すものが望ましい
The heat-sublimable organic substance mentioned here is desirably one that emits at least more steam than the container (3) itself, since the container (3) itself is made of an organic material and increases the steam rate.

また、上記実施例では、第2の立壁OI、(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。
Further, in the above embodiment, the second vertical wall OI (to) is made of an inorganic highly porous material with an apparent porosity of 85 cm or more, but it may be made of a porous material other than inorganic material. ,
-Furthermore, instead of the porous material, it can be constructed of fibers or nets, or it can be constructed of a composite material of two or more of the above-mentioned fibers, nets, and porous materials having the above-mentioned specific porosity.

以上のように、この発明は熱昇華性有機物からなる第1
の立壁とアークの光エネルギーを吸収し得る特定の材料
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、内圧全抑制できるほか、とくに大電流時
のしゃ断容量およびしゃ断性の向上を図り得る開閉器を
提供することができる。
As described above, this invention provides a first
By arranging the vertical wall and the second vertical wall made of a specific material capable of absorbing the optical energy of the arc in a specific positional relationship, it is possible to completely suppress the internal pressure, and in particular to reduce the breaking capacity and breaking performance at high currents. It is possible to provide a switch that can be improved.

【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、七〇
それ異なった動作状態を示フ。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6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
機質高多孔素材會示す斜視図、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會示す曲線図、第9図
はこの発明Vr、係る開閉器金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
である。 (3)・・・容器、(4)、(7)・・・電気接触子、
fil 、 (8)・・・4陣、(6)、(9)・・・
接点、■・・・アーク、■・・・第1の立壁、(至)・
・・第2の立壁。 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) 鍮 第1図 第2図 F  F)lへ 第6図         第7図 第8図 見世1丁の気子し+[’/、] 第9図 第10図
1 to 8 are cross-sectional views of a conventional circuit breaker, showing 70 different operating conditions. Figure 4 is an explanatory diagram showing how an arc occurs between contacts. Figure 6 is an explanatory diagram showing how an arc occurs between contacts in a container. Figure 6 is a perspective view showing an inorganic highly porous material. 7 is a partial enlarged sectional view of FIG. 6, FIG. 8 is a curve diagram showing the change in pressure inside the container with respect to the apparent porosity when an arc is generated, and FIG. A cross-sectional view showing an example of a circuit breaker to which a switch metal is applied, FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line X--X in FIG. 9. (3)... Container, (4), (7)... Electric contact,
fil, (8)...4 groups, (6), (9)...
Contact point, ■...Arc, ■...First standing wall, (to)
...Second standing wall. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts. Agent Makoto Kuzuno - (1 other person) Figure 1 Figure 2 F

Claims (3)

【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N完接触子を収納する容器とを備え、熱昇華性有機
物で構成さn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両側方に上記接点と対向して設
け、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された第2の立壁全電流の流れの方
向に平行で、かつ上記第1の立壁に直列状に配列したこ
と全特徴とする開閉器。
(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;
a container for storing the N perfect contact; the first vertical wall is made of a thermally sublimable organic material and receives the light energy of the arc generated when the electrical contact is opened; A second standing wall is provided on both sides in the width direction of the child, facing the contact point, and is made of a composite material of one or more of fibers, nets, and porous materials, and is arranged in the direction of the total current flow. A switch characterized in that it is arranged in parallel and in series with the first vertical wall.
(2)  上記第2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は多孔質素材の見掛けの気孔
率が40チ〜70%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 second vertical wall is made of an inorganic highly porous material, and the inorganic highly porous material has an apparent porosity of 40 cm to 70%. .
(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さ
れている特許請求の範囲第2項記載の開千λ〜数100
0μm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。
(3) The inorganic highly porous material is selected from porous ceramics, refractories, glass, and cement hardened bodies.
The switch according to claim 2 or 8, which has a diameter of 0 μm.
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