JPS58181246A - Switch - Google Patents

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Publication number
JPS58181246A
JPS58181246A JP6439882A JP6439882A JPS58181246A JP S58181246 A JPS58181246 A JP S58181246A JP 6439882 A JP6439882 A JP 6439882A JP 6439882 A JP6439882 A JP 6439882A JP S58181246 A JPS58181246 A JP S58181246A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arc
porous material
light
inorganic
pores
Prior art date
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Pending
Application number
JP6439882A
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 JP6439882A priority Critical patent/JPS58181246A/en
Publication of JPS58181246A publication Critical patent/JPS58181246A/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
内でアークな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" as used in the present invention particularly refers to a container such as a circuit breaker, current limiter, or electromagnetic switch, which normally causes arcing within 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3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 3 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)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。(7)は可動接触子で、その
可動導体(8)の一端に固定接点(6)に対向した可動
接点(9)を有している。00は可動接触子装置、(1
1Jは可動子腕でクロスバ−(2)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)は消弧呈で
消弧板α荀が側板00により保持されている。αゆはト
グルリンク機構で、上リンクαηと下リンターより構成
されている。上リンクθηの一端はフレドルQ9)に、
また他端は下リンクHの一端にそれぞれ軸(イ)j 、
 伐1)により連結されている。なお下リンク(l(至
)の他端は上記可動接触子装RQOの可動子腕αυに連
結されている。
(1) is a cover, (2) is a base, and the cover (1) and base (2) constitute a container (3). (4) is a fixed contact, and a fixed contact (6) is attached to one end of the fixed conductor (5).
), and the other end is a terminal portion to be connected to an external conductor (not shown). (7) is a movable contact, and has a movable contact (9) at one end of its movable conductor (8) opposite to the fixed contact (6). 00 is a movable contact device, (1
1J is fixed to the crossbar (2) by a movable arm and is configured to be opened and closed at each pole interval. (To) is an arc-extinguishing state, and the arc-extinguishing plate α is held by the side plate 00. αYU is a toggle link mechanism, consisting of an upper link αη and a lower linter. One end of the upper link θη is attached to Fredol Q9),
In addition, the other end is attached to one end of the lower link H, respectively.
It is connected by cutting 1). The other end of the lower link (l) is connected to the movable arm αυ of the movable contact device RQO.

2′4は起倒形操作ハンドル、(ハ)は作動ばねで、ト
グルリンク機構clQの軸−と上記操作ハンドル(社)
との間に架張されている。Q4)、(ロ)は、それぞれ
熱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■および可動鉄心271によりトリップバ
ー(ハ)を反時計方向に回動させるようになっている。
2'4 is a tilting operation handle, (c) is an operating spring, which connects the shaft of the toggle link mechanism clQ and the above operation handle (manufactured by Co., Ltd.)
is stretched between. Q4) and (b) are thermal and electromagnetic trip mechanisms, respectively, and when activated, the trip bar (c) is rotated counterclockwise by bimetal (2) and movable iron core 271, respectively.

四は一端が上記トリップバー瞥に係止され他端はフレド
ルθ9jと係止しているラッチである。
Numeral 4 is a latch whose one end is locked to the trip bar and the other end is locked to the fredle θ9j.

フレドル(19)がラッチ@功に係止した状態で操作ハ
ンドル(2−を閉路位置に倒せばトグルリンク機構(I
Iが伸長して軸しl)がフレドルθ9)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(22を開路位置に
倒せばトグルリンク機構Oゆは屈曲して可動接点(9)
を固定接点(6)より開離させ、可動子腕Qllがフレ
ドル軸間に係止される。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(241あるいは電磁引きはずし機
構(社)が作動してフレドルα9)とラツチイ9)の保
合が解除され、フレドル軸−を中心に時計方向にフレド
ル(19)が回転しストッパー軸@l)に係止される。
If the operating handle (2-) is turned to the closed position with the Freddle (19) locked in the latch @ go, the toggle link mechanism (I
I extends and pivots l) is locked to the fredle θ9), and the movable contact (9) is joined to the fixed contact (6). This state is shown in FIG. Next, when the operation handle (22) is tilted to the open position, the toggle link mechanism is bent and the movable contact (9)
is opened from the fixed contact (6), and the movable arm Qll is locked between the fredle shafts. This state is shown in FIG. Furthermore, if an overcurrent flows through the circuit in the closed state shown in Fig. 1,
The thermal trip mechanism (241 or electromagnetic trip mechanism) is activated to release the engagement between the fredle α9 and the latch 9), and the fredle (19) rotates clockwise around the fredle shaft, causing the stopper to close. It is locked to the shaft @l).

フレドル(19)と上リンクαηの連結点が上記作動ば
ねにの作用線を越えるため、作動はね(4))のばね力
によってトグルリンク機構α時が屈曲してクロスバ−(
2)により各極連動して自動しゃ断を行なう。この状態
が第3図である。
Since the connection point between the fredle (19) and the upper link αη crosses the line of action on the operating spring, the toggle link mechanism α is bent by the spring force of the operating spring (4), causing the crossbar (
2), 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(6) 、
 (9)間にはアークO′Aが発生し、固定および可動
接点(61、(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(34が消弧板QΦ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、
アーク電流は電流零点を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) and is sequentially supplied to the load side. In this state, when a large current such as a short-circuit current flows through this circuit, the movable contact (9) is separated from the fixed contact (6) as described above. At this time, the fixed and movable contacts (6),
(9), an arc O'A is generated between the fixed and movable contacts (61, (9)), and an arc voltage is generated between the fixed and movable contacts (61, (9). This arc voltage is generated from the fixed contact (6) to the movable contact (9) increases as the separation distance increases, and at the same time, the arc (34) is attracted and elongated by the magnetic force in the direction of the arc-extinguishing plate QΦ, so it further rises.In this way,
The arc current reaches the current zero point, extinguishes the arc, and completes the interruption. However, although this injected beautiful arc energy eventually becomes thermal energy and completely escapes from the container, it temporarily increases the temperature of the gas inside the limited container, and 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1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あった。
As a result, the insulation inside the circuit breaker may deteriorate, and the amount of sparks emitted to the outside of the circuit breaker may increase, leading to a power supply short-circuit accident or destruction of the circuit breaker body.

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) 、 (7)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、R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、アーク人のエネルギーの消費のメカ
ニズムにおいては、図中のmが圧倒的であシ、凡のエネ
ルギーはほとんど無視されていたが、発明者等の最近の
研究により、凡のエネルギー、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
俤にも達する程美大であることが解明されるに至った。
FIG. 4 shows an arc A generated between contacts (4) and (7). In the figure, T indicates the flow of thermal energy conducted from the arc A to the contact and escapes, and m indicates the flow of energy of metal particles escaping from the arc space. %R indicates the flow of energy due to light escaping from the arc space. In FIG. 4, the energy injected into the Ark person is mostly consumed by the three energy flows mentioned above, T, m, and R. Of this, heat escape T to the electrode is minute, and most of the energy is carried away by m and R. Now, in the past, in the energy consumption mechanism of Ark humans, m in the diagram was overwhelming, and ordinary energy was almost ignored, but recent research by the inventors has revealed that ordinary energy, In other words, the energy consumption by light is approximately 70% of the energy injected into arc A.
It has come to light that she is so beautiful that she even reaches the height of tai.

即ちアークA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。
That is, the consumption of energy injected into arc A can be analyzed as follows.

Pw = V ・I = PK十Pth 十PRPK=
丁mv”+m −Cp −’r 但し、 Pw:瞬時注入エネルギー V :アーク電圧 ■ :電流 V・■: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 2 m V2’ m g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−Cp−T:定圧比熱Cp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11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、 10〜20mmのアークに対してはそれぞれPK
=10〜20チ、 Pth二5係、 PR=75〜85
係である。
Pw = V ・I = PK 10Pth 10PRPK=
mv"+m -Cp -'r However, Pw: Instantaneous injection energy V: Arc voltage ■: Current V・■: Instantaneous electric energy injected into the arc PK:
Instantaneous energy consumption carried away by metal particles 2 m V2' m Instantaneous energy consumption carried away when g metal particles fly away at speed V m-Cp-T: constant pressure specific heat Cp gas (metal particle gas) at temperature T Instantaneous energy consumption carried away when escaping pth: Instantaneous energy consumption that escapes from the arc space to the contact by heat conduction PR Instantaneous energy consumption radiated from the arc by two lights The above consumption is the contact It varies depending on the shape and arc length, but for arcs of 10 to 20 mm, each PK
= 10~20chi, Pth 25th section, PR=75~85
I am in charge.

つぎにアークを容器に閉じ込めた時の状況を第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。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
り返すのである。この間の、光の経路を図中Ra→h→
Re−+何にて示している。
Next, Figure 5 shows the situation when the arc is confined in a container. When arc A is confined in container (3), container (3)
The inner space 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 from the arc A is emitted from the arc positive column A and is sent to the container (3).
It is irradiated and reflected from the wall. 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 shown in the figure from Ra→h→
What is Re-+ indicated?

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。
In the above process, the light emitted from arc A is consumed at the following two points.

(1)壁面での吸収 (2)アーク空間および周辺(高温)ガス空間にょる吸
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、2000A以下の遠紫外か
ら、1μm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、たとえ表面が黒色をしておっても、40
00A〜5500A程度の範囲においてのみ、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 at the wall surface (2) Absorption by the arc space and surrounding (high temperature) gas space, that is, absorption by the gas space, and the light emitted from the arc ranges from the far ultraviolet below 2000A to the far infrared above 1μm. It consists of a continuous spectrum and a line spectrum over all wavelength ranges. Even if the surface of a typical container wall is black,
It only has the ability to absorb light in the range of about 00A 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
光を照射した時ガス空間による光の吸収量は、つぎのよ
うに算定できる。
When a gas space of length L having a uniform composition and temperature is irradiated with light of wavelength λ, the amount of light absorbed by the gas space can be calculated as follows.

Ia  = Ae −n −Lfin       −
=−−−・(1)■aミニガスよる吸収エネルギー Ae:吸収確率 Iin :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。Mは特定波長λに対する吸収確率であり、波
長λ、ガス温度、粒子の種類の関数である。
Ia = Ae −n −Lfin −
=---・(1)■a Absorbed energy by mini gas Ae: Absorption probability Iin: Irradiated light energy n: Particle density L: Optical path length through which light passes. However, equation (1) is the absorbed energy for a specific wavelength λ. Indicate quantity. M is the absorption probability for a specific wavelength λ and is a function of wavelength λ, gas temperature, and particle type.

(1)式について、量子力学の教えに従えば、吸収係数
M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), according to the teachings of quantum mechanics, the absorption coefficient M 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 line 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Ia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 Ia of light 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。
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
よび見掛は気孔率35%以上の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温度を低下さ
せ、それにより圧力を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. fibers, nets, and highly porous materials with an apparent porosity of 35% or more that effectively absorb the light emitted by the arc at specific locations that receive the energy of the light.
By selectively arranging a species or two or more species,
It absorbs a large amount of light inside the container to lower the temperature of the gas space, thereby lowering the 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, woven materials, non-woven fabrics, etc., but since they are installed in a space exposed to high-temperature arcs, they must have thermal strength.

また、網としては、無機糸、金属および複合材などのほ
か、MB線合金網多層に重ねたものや編素線などもその
選択の対象となり得るものである。
In addition to inorganic threads, metals, composite materials, etc., the mesh may also be selected from multilayered MB wire alloy meshes, knitted 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P
e 、 Cuが最適であり、Zn 、 Ni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 P for metals.
E, Cu is most suitable, and those plated with Zn, Ni, etc. are 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。
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 between solid particles, and the other type is mainly composed of pores and the partition walls forming the pores are made of solid material. In this invention, the term "material" refers to the original material before being processed into a shape, and can be further classified into materials in which gaps between particles exist as pores, and materials in which gaps between particles and pores within particles exist. They can be divided into those that share pores and those that contain foamable pores. 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、太きくは開孔と閉孔
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。
The shape of the above-mentioned pores is very complicated and is roughly 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および吸収法など
によるが、簡便法として、JISR2624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
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 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 substitution method, an absorption method, etc., but as a simple method, it is calculated as follows, as defined in JISR2624, Method for Measuring Specific Gravity and Porosity of Fireproof and Insulating Bricks.

また開孔の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見掛けの気
孔率とし、 JISR2205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れるとおり、つ
ぎのようにして計算される。
In addition, the ratio of the volume of the open pores to the total volume (bulk volume) of the material, that is, the apparent porosity expressed as a percentage, is defined as the JISR 2205 method for measuring the apparent porosity, absorption rate, and specific gravity of firebrick. As defined, 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.

飽水重量−乾燥重量 見掛けの気孔単一            ×100チ
飽水重置−水中重量 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さに近いものから粒子間の界
面間隙まで数λ(オングストローム)から致顛まで分布
するが、一般に、その分布の平均値として定義される。
Saturated water weight - Dry weight Apparent single pore x 100 cm Saturated water weight - Weight in water Although the interfacial gap ranges from several λ (angstroms) to the maximum, it is generally defined as the average value of the distribution.

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を測定することができる。
In porous materials, the shape, size, and distribution of pores can be measured using a microscope or mercury intrusion method.

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。
In general, it is preferable to use a microscope directly in order to accurately understand the complicated shape and distribution of pores.

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
等混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 by using adsorption crosstalk at each temperature of 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、
無機質高多孔材料な例に説明する。
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 example of an inorganic highly porous material.

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、(至)は
無機質高多孔素材、(財)は無機質物表面に通じる開孔
を示している。開孔(財)の細孔径は数μから数1R1
1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, (to) indicates a highly porous inorganic material, and (goods) indicates an opening leading to the surface of the inorganic material. The pore diameter of the open pores is from several μ to several R1
It shows a distribution of various sizes up to 1.

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(財)に入射すると、光は無
機物の壁面に当夛、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(財)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 and enters the opening, the light is reflected by the wall of the inorganic material, and the pores of the material are reflected. It undergoes multiple reflections inside the wall, and is finally absorbed 100% by the wall surface. In other words, the light that enters the pores is directly absorbed by the surface of the inorganic material and becomes heat within the pores.

第8圀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答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、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。
The eighth panel 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 the pressure normalized to 1 when the inner wall of the container is made of metal such as Cu, Fe, or AI.

実験条件としては、−辺10cIrLの立方体の密閉容
器内にAgW接点を10關の定ギャップに設置しピーク
10KAの正弦波電流のアークを8mS (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。
The experimental conditions were as follows: AgW contacts were installed at a constant gap of 10 degrees in a cubic hermetic container with sides of 10 cIrL, and an arc of a sinusoidal current with a peak of 10 KA was generated for 8 mS (milliseconds). Measuring internal pressure.

上記実施例に使用した無機質高多孔材料とじては、コー
ジラ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、多気孔にした多孔質
陶磁器で、平均細孔径範囲10〜300μ多孔質素材の
見掛は気孔率20チ、30チ。
The inorganic highly porous material used in the above examples is a porous ceramic made by molding and sintering cordierite ceramic raw material by adding a combustible or foaming agent to make it porous. The apparent porosity of the porous material with a pore size range of 10-300μ is 20 and 30μ.

35チ、40チ、45チ、50係、60チ、70係、8
0チ、85チのもので、50趨X50mmX3mm’の
各種サンプルを使用しこれを容器壁面に配装置し、容器
内面の表面積の50チを覆うようにした。
35chi, 40chi, 45chi, 50chi, 60chi, 70chi, 8
Various samples measuring 50 mm x 50 mm x 3 mm were used and were 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、細孔の深いものが効果があり、連通
気孔が好ましい。開閉器でアークから発生する光は数百
A〜1oo00 A(1μm)に分布するので、これを
若干越える程度、すなわち数千尺〜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35%以上となる高多孔質材料がアーク
の発する光の吸収に適している。とくに細孔径上限が1
000μm以下の範囲にあシ、細孔の比表面積が太きい
程効果がある。実験では平均細孔径5μ〜11111で
アークA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のものがアーク人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 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. Since the light generated from the arc in a switch is distributed in the range of several hundred A to 1000 A (1 μm), it is suitable to have an average pore diameter that slightly exceeds this, that is, from several thousand feet to several thousand μm, and to occupy the surface area. A highly porous material in which the area of the pores has an apparent porosity of 35% or more is suitable for absorbing the light emitted by the arc. In particular, the upper limit of pore size is 1
The larger the specific surface area of the pores, the greater the effect. In experiments, it was confirmed that an average pore diameter of 5 μm to 11111 μm showed good absorption characteristics for the light emitted by Arc A. The material is glass and the average pore diameter is 5μ.
, 20μ was observed to absorb light emitted by Ark 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シ、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チ以
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、高多孔材料の厚さを一
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.This is because the apparent porosity of the porous material is It becomes larger as the porosity increases, and becomes particularly noticeable when the porosity exceeds 35 inches, and the effect was confirmed in the range up to 85 inches. Further increases in porosity require corresponding increases in the 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多溶融し易く、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%の範囲
の高多孔質材料が最第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。
However, the appearance of porous materials is related to the porosity and mechanical strength; when the porosity becomes large, it becomes brittle, has low thermal conductivity, and is easily melted by high heat, and when the porosity is small, The effect of reducing pressure inside the switch is weak. Therefore, in practical terms, the apparent appearance of a porous material is a highly porous material with a porosity in the range of 40 to 70%. This can be inferred from the above explanation regarding 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人か
らの保護が王であって、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、目的を異にするもので、その見掛は気孔率は2
0チ前後となっている。
Some conventional switches use inorganic materials, but their primary purpose is to protect organic containers from arcing, and their characteristics include arc resistance, longevity,
Heat conduction, mechanical strength, insulation, and countermeasures against carbonization are required, and inorganic materials that meet these requirements are necessarily oriented toward densification and have different purposes, and their apparent porosity is 2
It is around 0chi.

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
づ′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
温にさらされてt1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, and since it is an electrical insulator, it will not have a negative effect on shutoff, and it will not melt when exposed to high temperatures or cause gas It is ideal as a pressure suppressing material because it does not emit any gas.

無機質多孔材料としては、多孔質の陶磁器、耐人物、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, anti-corrosion materials, 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、小電流時または消弧板を有しない開閉器にお
いては、一方の電気接触子にアークランナを設けてあっ
ても、アークに働く磁気駆動力が小さいため、接点に生
じたアークは接点間に停滞する傾向にあった。
By the way, when the current is small or in a switch without an arc-extinguishing plate, even if one electric contact is provided with an arc runner, the magnetic driving force acting on the arc is small, so the arc generated at the contact is It tended to stagnate.

この発明は上記のような問題を解消するへめにになされ
たものであり、アークランナを設けた電気接触子の上記
アークランナに近接して、前述の特定の材料からなるパ
ネルを設けることにより、内圧の抑制としゃ断性の向上
を図り得る開閉器な提供することを目的としている。
This invention was made to solve the above problems, and by providing a panel made of the above-mentioned specific material in the vicinity of the arc runner of an electric contact provided with an arc runner, the internal pressure can be reduced. The purpose of the present invention is to provide a switch that can suppress the noise and improve the interrupting performance.

以下、この発明の一実施例を図面にしたがって説明する
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第9図(A) 、 (B)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3
図と同一部所には同一符号を付して説明を省略する。
9(A) and 9(B) show an example of a circuit breaker to which the switch according to the present invention is applied, and FIGS.
The same parts as those in the figure are given the same reference numerals and the explanation will be omitted.

同図において、州は固定導体(5)の先端に設けられた
アークランナである。このアークランナ(ハ)の裏面に
は、無機質高多孔材料からなるパネルOQが上記アーク
ランナの均に平行状に設けられており、このパネル(鏝
は第9図(13)に示すように、アークランナO0の両
側縁(35a)よりも側方いηへ張り出して、アークの
光を十分受けられるようになっている。
In the figure, the arc runner is provided at the tip of the fixed conductor (5). On the back side of this arc runner (C), a panel OQ made of an inorganic highly porous material is provided evenly parallel to the arc runner. It protrudes laterally from both side edges (35a) to η, so that it can receive sufficient arc light.

つぎに上記構成の作用効果について述べる。Next, the effects of the above configuration will be described.

開成時に接点(6) 、 (9)間に生じたアーク02
における光エネルギーのうち、無機質高多孔材料からな
るパネル(ト)の配役側に向う光は該パネル端により速
やかに吸収されるので、パネル−側の空間X内の温度上
昇は起りにくい。一方、上記パネル配設空間Xとは反対
側の空間Yは、光エネルギーの吸収が少ないため急激な
温度上昇が起こし易い、このため電気接触子(4) 、
 (7)間では第10図の等温合Q+。
Arc 02 that occurred between contacts (6) and (9) when opening
Among the light energy, the light directed toward the casting side of the panel (G) made of an inorganic highly porous material is quickly absorbed by the panel edge, so that a temperature rise in the space X on the panel side is unlikely to occur. On the other hand, the space Y on the opposite side of the panel installation space
(7) is an isothermal combination Q+ in Figure 10.

Q! 、 Qaで示すような温度分布になるものと思わ
れ、る。上記パネル配設空間Xとは反対側の空間Yは。
Q! , it is thought that the temperature distribution will be as shown by Qa. The space Y on the opposite side of the panel installation space X is.

高温領域が広域に及んでいるため、気中および容器材料
などの解離電離が起し易い。その結果これが局所的な圧
力の発生源となりうるから、アーク@2からみて、パネ
ル−〇配設されている側の空間Xと反対側の空間Yとの
圧力差によって、上記アークbaはパネル−の配設側へ
移行する。その際。
Since the high temperature region is spread over a wide area, dissociation and ionization in the air and in the container material are likely to occur. As a result, this can become a source of local pressure, so from the perspective of arc @2, the arc ba is caused by the pressure difference between the space X on the side where the panel-〇 is installed and the space Y on the opposite side. Move to the installation side. that time.

固・定導体(5)側には無機質多孔材料からなるパネル
州が近接して設けられているため、アーク@匂は導電性
のアークランナーに確実に転移して伸長されることにな
り、したがってしゃ断性を向上させることができる。
Since the panel plate made of inorganic porous material is provided close to the fixed conductor (5) side, the arc @ odor is reliably transferred to the conductive arc runner and extended. Breaking properties can be improved.

ところで、上記実施例では、パネルの(2)を見掛は気
孔率35%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。
By the way, in the above embodiment, the panel (2) is apparently made of an inorganic highly porous material with a porosity of 35% or more, but it may be made of a porous material other than inorganic material, or it may be made of a porous material other than an inorganic material. In addition to being able to be composed of fibers or nets instead of the material, it is also possible to be composed of a composite material of two or more of fibers, nets, and porous materials having the above-mentioned specific porosity.

以上のように、この発明はアークの光エネルギーを吸収
し得る特定の材料で構成したパネルを一方の電気接触子
に設けられたアークランナに平行で、かつ近接して設け
ることにより、内圧の抑制が図れ、しかもしゃ断性の向
上に寄与することができる。
As described above, the present invention suppresses internal pressure by providing a panel made of a specific material capable of absorbing arc light energy in parallel to and close to the arc runner provided on one of the electrical contacts. Moreover, it can contribute to improving the breaker performance.

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

第1図〜第3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
機質高多孔索材を示す斜視図、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
(A)はこの発明に係る開閉器が適用された回路しゃ断
器の一例を示す断面図、第9図(B)は同図(AlのB
−B線断面図、第10図は接点間の温度分布の説明図で
ある。 (3)・・・容器、(4) 、 (7)・・・電気接触
子、(51、(8)・・・導体、(6) 、 (9)・
・・接点、(32・・・アーク、(ハ)・・・アークラ
ンナ、(35a)・・・画側縁、(ト)・・・パネル、
G7)・・・側方。 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 第2図 第3図 z □ 第5図 第6図         第7図 第8図 第9図 (B) 第10図 り
1-3 are cross-sectional views of conventional circuit breakers, each showing different operating conditions. Figure 4 is an explanatory diagram showing how an arc occurs between contacts. Figure 5 is an explanatory diagram showing how an arc occurs between contacts in a container. Figure 6 shows an inorganic highly porous cable material. Fig. 7 is a partially enlarged cross-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. 9 (A) is a partial enlarged sectional view of Fig. 6. FIG. 9(B) is a sectional view showing an example of a circuit breaker to which the switch according to the invention is applied (Al B
-B line sectional view, FIG. 10 is an explanatory diagram of the temperature distribution between the contacts. (3)...Container, (4), (7)...Electric contact, (51, (8)...Conductor, (6), (9)...
... Contact, (32... Arc, (C)... Arc runner, (35a)... Image side edge, (G)... Panel,
G7)...Lateral. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts. Agent Makoto Kuzuno (1 other person) (c) Figure 1 Figure 2 Figure 3 z □ Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 (B) Figure 10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、導体およびこ九に固着された接点によ多構成さ
れ、一方にアークランナを有し開閉動作する少なくとも
1対の電気接触子と、これら電気接触子を収納する容器
とを備え、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パネルを、上記アークラン
ナの裏面側に*堵しかつ、該アークランナの両側縁t−
ナナ許すを瞼よりも何方へ張勺出して配設し、繊維、網
および見掛は気孔率35チ以上の多孔質材料のうちの1
種または2種以上の複合材で上記パネルを構成したこと
を特徴とする開閉器。
(1), comprising at least one pair of electrical contacts which are composed of a conductor and a contact fixed to a conductor, one of which has an arc runner and which operates to open and close, and a container for storing these electrical contacts; A panel that receives the light energy of the arc generated when the electrical contact opens is placed on the back side of the arc runner, and is attached to both sides of the arc runner.
The fibers, net, and appearance are made of porous material with a porosity of 35 cm or more.
A switch characterized in that the above-mentioned panel is made of a seed or a composite material of two or more types.
(2)、上記パネル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4
0チ〜70チである特許請求の範囲第1項記載の開閉器
(2) The panel is made of an inorganic highly porous material, and the inorganic highly porous material has an apparent porosity of 4.
The switch according to claim 1, which has a diameter of 0 to 70 inches.
(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項記載の開閉器0
(3) The switch 0 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3項記載の開閉器。
(4) The switch according to claim 2 or 3, wherein the inorganic highly porous material has an average pore diameter of several thousand amps to several thousand μm.
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