JPS5844633A - Circuit breaker - Google Patents

Circuit breaker

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Publication number
JPS5844633A
JPS5844633A JP14302781A JP14302781A JPS5844633A JP S5844633 A JPS5844633 A JP S5844633A JP 14302781 A JP14302781 A JP 14302781A JP 14302781 A JP14302781 A JP 14302781A JP S5844633 A JPS5844633 A JP S5844633A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arc
contact
pressure
conductor
circuit breaker
Prior art date
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Pending
Application number
JP14302781A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
阪本 芳昭
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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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP14302781A priority Critical patent/JPS5844633A/en
Publication of JPS5844633A publication Critical patent/JPS5844633A/en
Pending legal-status Critical Current

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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】 この発明は回路し中断器に関するもので7bシ、特にし
中断時における限流性能を向上させた回路しゃ断器に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit breaker, and more particularly to a circuit breaker with improved current-limiting performance during interruption.

第1図(a)は一般的な回路しゃ断器を示す一部切欠平
面図であ)、第1図(b)は第1図(a)のb−b線断
面図である。この図において、(1)は回路し中断器の
外枠を形成し九絶縁性の包囲体でら〕1−側壁に排出口
(lot)を備えている。(2)は固定接触子で、上記
包囲体(1)に固定された固定導体(201)と、この
固定導体(201)の先端部に固着された固定接点(2
02)とからなる、(3)は上記固定接触子(2)と対
をなt可動接触子で、操作機構部(4)によシ駆動する
可動導体(、aO,t)と、この可動導体(301)の
先端部に固着され、上記固定接触子(2)の固定接点(
202)に対して接離する可動接点(302)とからな
る。(6)は消弧板で、可動接点(302)が固定接点
(202)よシ開離するときに生じるアークAを冷却す
るものである。
FIG. 1(a) is a partially cutaway plan view showing a general circuit breaker), and FIG. 1(b) is a sectional view taken along the line bb of FIG. 1(a). In this figure, (1) is a circuit formed by an insulating enclosure which forms the outer frame of the interrupter; (2) is a fixed contact, which includes a fixed conductor (201) fixed to the enclosure (1) and a fixed contact (201) fixed to the tip of the fixed conductor (201).
02), (3) is a movable contact paired with the fixed contact (2), and a movable conductor (, aO, t) driven by the operating mechanism section (4); It is fixed to the tip of the conductor (301), and the fixed contact (
202), and a movable contact (302) that moves toward and away from the contact point (302). (6) is an arc extinguishing plate that cools the arc A generated when the movable contact (302) separates from the fixed contact (202).

いま、可動接点(302)と固定接点(202)間が閉
成していると、電流は固定導体(201)→固定接点(
202)−シ可動接点(302)→可動導体(301)
の経路で流れる。
Now, when the movable contact (302) and the fixed contact (202) are closed, the current flows from the fixed conductor (201) to the fixed contact (
202) - Movable contact (302) → Movable conductor (301)
flows along the route of

この状態において、短絡電流などの大電流がこの回路に
流れると、操作機構部(4)が作動して可動接点(30
2)を固定接点(202)から開離させる。このとき、
固定接点(202)と可動接点(302)間にはアーク
A如発生し、固定接点(202)と可動接点(302)
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(go2)からの可動接点(302)の開離距離が増
大するにしたがって上昇する。また、同時にアークAが
消弧板(6)の方向へ磁気力によって引き付けられ伸長
するために、アーク電圧はさらに上昇する。     
′ このようにして、アーク電流線電流零点を迎えてアーク
人を消弧し、しゃ断が完結する。このようなし中断動作
中において、可動接点(302)と固定接点(’202
)との間には、アーク人によって短時間、すなわち数ξ
り秒の内に大量のエネルギーが発生する。そのために、
包囲体(1)内の気体の温度は上昇し、かつ圧力も急激
に上昇するが、この高温高圧の気体は排出口(101)
から大気中に放出される。
In this state, when a large current such as a short-circuit current flows through this circuit, the operating mechanism section (4) is activated and the movable contact (30
2) is separated from the fixed contact (202). At this time,
An arc A is generated between the fixed contact (202) and the movable contact (302), and the arc A is generated between the fixed contact (202) and the movable contact (302).
An arc voltage is generated between them. This arc voltage increases as the separation distance of the movable contact (302) from the fixed contact (go2) increases. Moreover, at the same time, the arc A is attracted and expanded in the direction of the arc extinguishing plate (6) by the magnetic force, so that the arc voltage further increases.
' In this way, the arc current line current zero point is reached, the arc is extinguished, and the interruption is completed. During such no-interruption operation, the movable contact (302) and the fixed contact ('202)
) for a short period of time, i.e. the number ξ
A large amount of energy is generated within seconds. for that,
The temperature of the gas inside the enclosure (1) rises, and the pressure also rises rapidly, but this high-temperature, high-pressure gas flows through the outlet (101).
released into the atmosphere.

回路しゃ断器およびその内部構成部品は、そのしゃ断に
際して上記のような動作をするが、つぎに固定接点(2
02)と可動接点(302)との動作について特に説明
する。一般にアーク抵抗几はりぎのような式で与えられ
る。すなわち。
The circuit breaker and its internal components operate as described above when breaking the circuit breaker, but then the fixed contact (2
02) and the movable contact (302) will be particularly explained. Generally, arc resistance is given by the following formula: Namely.

! 几=−一 九だし、R:アーク抵抗0 p:アーク抵抗率(Ω・cIL) l:アーク長さくcIL) S:アーク断面積(m) しかるに一般に数KA以上の大電流でかつア−り長さl
が50131以下の短いアークAにおいては。
!几=-19, R: arc resistance 0 p: arc resistivity (Ω・cIL) l: arc length cIL) S: arc cross-sectional area (m) However, in general, at a large current of several KA or more, length l
In a short arc A where is 50131 or less.

アーク空間は金属粒子によって占められてしまうもので
ある。しかも、この金属粒子の放出線、接点表面に直角
方向に起こるものである。また、この放出された金属粒
子は、放出時においては接点の金属の沸点近くの温度を
有し、さらにアーク空間に注入されるや否や電気的エネ
ルギーの注入を受けて高温高圧化されるとともに導電性
を帯び。
The arc space is occupied by metal particles. Moreover, the emission line of this metal particle occurs in a direction perpendicular to the contact surface. In addition, these ejected metal particles have a temperature close to the boiling point of the metal at the contact point at the time of ejection, and as soon as they are injected into the arc space, they are injected with electrical energy and become high temperature and pressure, and become conductive. imbued with sexuality.

アーク空間の圧力分布にしたがった方向に膨張しながら
高速度で導体から遠ざかる方向に流れ去るものである。
It expands in a direction according to the pressure distribution in the arc space and flows away from the conductor at high speed.

そして、アーク空間におけるアーク抵抗率−およびアー
ク断面積Sは、この金属粒子の発生量とその放出方向に
よって定まる。したがってア゛−り電圧もこのような金
属粒子の挙動によって、決定されて埴るものである。つ
ぎに、このような金属粒子の挙動を第2図を用いて説明
する。
The arc resistivity and arc cross-sectional area S in the arc space are determined by the amount of metal particles generated and the direction in which they are released. Therefore, the electrical voltage is also determined by the behavior of the metal particles. Next, the behavior of such metal particles will be explained using FIG. 2.

第2図において、X面は固定接点(202)と可動接点
(302)とが接触する場合の対向面を示し、Y面は上
記X面以外の接点表面および導体表面の一部を示す。ま
た、図中一点鎖線で示した輪かくZは、固定接点(20
2)と可動接点(302)間に発生するアークAの外か
くを示す、さらにaおよびbは固定接点、(202) 
、可動接点(302)のX面およヒY面から蒸発などに
よシ発したそれぞれの金属粒子を模式的に示したもので
、その放出方向はそれぞれ矢印mおよび矢印nによって
示した各流線の方向である。
In FIG. 2, the X-plane shows the opposing surface when the fixed contact (202) and the movable contact (302) come into contact, and the Y-plane shows a part of the contact surface and the conductor surface other than the above-mentioned X-plane. In addition, the loop Z shown by the dashed line in the figure is a fixed contact (20
2) and the movable contact (302), further a and b are the fixed contacts, (202)
, are schematic illustrations of metal particles emitted by evaporation from the X-plane and Y-plane of the movable contact (302), and the emission directions are shown by the respective flows indicated by arrows m and n, respectively. It is the direction of the line.

このような固定接点(202)’ 、可動接点(302
)から放出された金属粒子a、bは、アーク空間のエネ
ルギーによって導体金属の沸点温度である約3、Goo
℃程度から、導電性を帯びる温度、すなわちs、ooo
℃以上、またれさらに高温の20,000℃程度にまで
昇温され、その昇温の過程でアニタ空間からエネルギー
を奪い去シ、アーク空間の温度を下げ、その結果アーク
抵抗Rを増大させる。なお、アーク空間から金属粒子a
、bが奪い去るエネルギー量は、金属粒子の昇温の程度
が大きい程大きく、その昇温の程度は、接点(202)
 、 (302)から発した金属粒子a、bのアーク空
間における位置および放出経路によって定まる。しかる
に、第2図に示す従来の回路し中断器においては、対向
面X面の中心付近から発する金属粒子aはアーク空間よ
シ大量のエネルギーを奪い去るが、しかし、接点表面お
よび導体表面の一部Y面から発する金属粒子すは、金属
粒子aに比べて、アーク空間から奪い去るエネルギー量
は少ない、すなわち。
Such a fixed contact (202)', a movable contact (302)'
) The metal particles a, b released from
From about ℃ to the temperature at which it becomes conductive, that is, s, ooo
The temperature is increased to 20,000°C or higher, and in the process of temperature rise, energy is removed from the anita space, lowering the temperature of the arc space, and as a result, increasing the arc resistance R. In addition, metal particles a from the arc space
The amount of energy taken away by , b increases as the degree of temperature rise of the metal particle increases, and the degree of temperature rise increases at the contact point (202).
, (302) is determined by the position in the arc space and the release path of the metal particles a and b emitted from the metal particles a and b emitted from (302). However, in the conventional circuit interrupter shown in Fig. 2, the metal particles a emitted from near the center of the opposing surface The metal particles emitted from the Y plane take away less energy from the arc space than the metal particles a, that is.

金属粒子aの流れる範囲においては大量のエネルギーを
奪ってアーク空間の温度を下げ、したがってアーク抵抗
率−を増大させるが金属粒子すの流れる範囲においては
、大量のエネルギーを奪わないために、アーク空間の温
度の低下も少なく、シたがって、アーク抵抗率Pの増大
も図れず、しかも、対向面X面および接点表面Y面から
アーク人が発生するために、アーク断面積Sも増大し、
したがってアーク抵抗比も低下する。
In the range where the metal particles A flow, a large amount of energy is taken away and the temperature of the arc space is lowered, thus increasing the arc resistivity. However, in the range where the metal particles A are flowed, in order not to take away a large amount of energy, the arc space is The temperature decrease is small, and therefore the arc resistivity P cannot be increased, and since the arc is generated from the opposing surface X and the contact surface Y, the arc cross-sectional area S also increases.
Therefore, the arc resistance ratio also decreases.

このような金属粒子a、bによるアーク空間からのエネ
ルギーの流出は、電気的注入エネルギーとつ9合ってい
るのであるから、もし、接点(202)(302)間に
発生する金属粒子のアーク空間への注入量を増大させれ
ば、当然にアーク空間の温度な大きく低下させ、その結
果、アーク抵抗率Pを大きくしてアーク電圧な大a<h
昇させることが可能であることがわかる。
Since the outflow of energy from the arc space by such metal particles a and b is in proportion to the electrically injected energy, if the metal particles generated between the contacts (202 and 302) If the injection amount is increased, the temperature of the arc space will naturally be greatly reduced, and as a result, the arc resistivity P will be increased and the arc voltage will be large (a<h).
It turns out that it is possible to raise the temperature.

さらに、従来の接触子(2)、(3)の大きな欠点紘、
Y面へのアーク人の足の拡大の丸めに一般にこのY面に
設けられることの多い接点(202) 、 (302)
と導体(201) e (3ot)との接合部に直接ア
ーク人の足が拡大しやすく、そのときの熱によって融点
の低い接合部材が溶融し、接点脱落を起こす危険性があ
った点である。
Furthermore, there are major drawbacks of conventional contacts (2) and (3).
A contact point (202), (302) which is generally provided on this Y plane to round off the enlargement of the arc of a person's foot to the Y plane.
There was a risk that the arc person's foot would expand directly at the joint between the conductor (201) e (3ot) and the heat generated at that time would melt the joint material with a low melting point, causing the contact to fall off. .

この発明は上記観点からなされたもので、導体とこれに
固着された接点とからなる接触子を少なくとも1対有し
、上記各接点の外周を取シ囲むように上記各導体に圧力
反射体を設け、かつ上記圧力反射体はガラスクロスまた
はガラスマットもしくはこれらを併用したものからなる
基材を、ホウ酸、無水ホウ酸と酸化亜鉛との混合粉末か
らなる結合材により加熱加圧積層成形した無機質複合絶
縁物で構成することによシ、アーク電圧を大きく上昇さ
せ、しゃ断時の限流性能の向上を図るとともに、接点の
脱落を防止できるようにした回路しゃ断器を提供するこ
とを目的としている。
This invention has been made from the above point of view, and includes at least one pair of contacts consisting of a conductor and a contact fixed to the conductor, and a pressure reflector is provided on each of the conductors so as to surround the outer periphery of each of the contacts. The pressure reflector is an inorganic material formed by heating and pressurizing a base material made of glass cloth, glass mat, or a combination thereof with a binder made of a mixed powder of boric acid, boric anhydride, and zinc oxide. The purpose of the present invention is to provide a circuit breaker that is constructed with a composite insulator to greatly increase the arc voltage, improve current-limiting performance at the time of interruption, and prevent the contacts from falling off. .

以下、この発明の実施例を図面にもとづいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第3図(a)はこの発明にかかる回路し中断器の一実施
例を示す一部切欠平面図であり、第3図(b)は第3図
(a)の線b−b@断面図である。第3図(a) t 
(b)において、回路しゃ断器の外枠を形成した包囲体
(1)は絶縁体により構成され、−側壁に排出口(10
1)を備えている。固定接触子(2)は包囲体(1)に
固定された固定導体(201)と、固定導体(201)
の先端部に取シ付けられた固定接点(202)とから構
成されている。可動接触子(3)は固定接触子(2)に
対して開閉するもので、可動導体(301)と、固定接
点(202)に相対して可動導体(301)の先端部に
取り付けられた可動接点(302)とから構成されてい
る。操作機構部(4)は可動接触子(3)を開閉操作す
るものである。消弧板(5)は可動接点(302)が固
定接点(202)から開離するときに生じるアークAを
消弧するものである。
FIG. 3(a) is a partially cutaway plan view showing an embodiment of the circuit interrupter according to the present invention, and FIG. 3(b) is a sectional view taken along line bb in FIG. 3(a). It is. Figure 3(a) t
In (b), the enclosure (1) forming the outer frame of the circuit breaker is made of an insulator, and the outlet (10) is provided on the - side wall.
1). The fixed contact (2) includes a fixed conductor (201) fixed to the enclosure (1) and a fixed conductor (201).
It consists of a fixed contact (202) attached to the tip of the holder. The movable contactor (3) opens and closes with respect to the fixed contactor (2), and includes a movable conductor (301) and a movable contactor attached to the tip of the movable conductor (301) opposite to the fixed contact (202). It is composed of a contact point (302). The operating mechanism section (4) opens and closes the movable contact (3). The arc extinguishing plate (5) extinguishes the arc A generated when the movable contact (302) separates from the fixed contact (202).

上記固定接触子(2)の固定導体(zof) 、可l1
ll接触子(a)の可動導体(301)には、これらに
設けられた固定接点(202) I可動接点(302)
の外周を取シ囲んでアーク人に対向するような板状の圧
力反射・体(6)、(7)が取シ付けられている。上記
両接点(202)。
Fixed conductor (zof) of the above fixed contact (2), OK l1
The movable conductor (301) of the ll contact (a) has a fixed contact (202) and an I movable contact (302) provided thereon.
A plate-shaped pressure reflection body (6), (7) is attached to surround the outer periphery of the Ark and face the Ark. Both of the contacts (202).

(302)は圧力反射体(6) 、 (nから突出し、
かつ圧力反射体(6) 、 (7)はガラスクロスまた
はガラスマットもしくはこれら併用したものからなる基
材を、ホウ酸、無水ホウ酸と酸化亜鉛との混合粉末から
なる結合材により加熱加圧積層成形した無機質複合絶縁
物で構成されている。
(302) protrudes from the pressure reflector (6), (n,
The pressure reflectors (6) and (7) are made by laminating a base material made of glass cloth, glass mat, or a combination thereof under heat and pressure using a binder made of a mixed powder of boric acid, boric anhydride, and zinc oxide. It is composed of a molded inorganic composite insulator.

いま、第3図において、可動接点(302)と固定接点
(WO2)間が閉成していると、電流は固定導体(20
1)→固定接点(202)→可動接点(302)→可動
導体(301)へと、電源側から負荷側に流れる◎この
状態において、短絡電流などの大電流がこの回路に流れ
ると、操作機構部(4)が作動して、可動接点(302
)を固定接点(202)から開離させる。このとき、固
定接点(202)と可動接点(302)間にアーク人が
発生する。このアーク人においては第4図において示す
ように、圧力反射体(6) 、”(7)によって金属粒
子a、cが反射され、アーク空間が高圧となシ、その結
果アークAが効果的に冷却され消弧される。
Now, in FIG. 3, when the movable contact (302) and the fixed contact (WO2) are closed, the current flows through the fixed conductor (20
1) → Fixed contact (202) → Movable contact (302) → Movable conductor (301), flowing from the power supply side to the load side ◎ In this state, if a large current such as a short circuit current flows through this circuit, the operation mechanism When the part (4) is activated, the movable contact (302
) is separated from the fixed contact (202). At this time, an arc occurs between the fixed contact (202) and the movable contact (302). In this arc person, as shown in Figure 4, the metal particles a and c are reflected by the pressure reflectors (6) and (7), creating a high pressure in the arc space, and as a result, the arc A is effectively It is cooled and the arc is extinguished.

第4図は第3図の回路しゃ断器における固定接点(20
2)と可動接点(302)間の金属粒子a、c。
Figure 4 shows the fixed contacts (20
2) and metal particles a, c between the movable contact (302).

挙動の模式的観明図である。すなわち、第4図かられか
るように、接点(202) 、 (302)の周辺空間
Qにおける圧力値は、アーク人自身の空間の圧力値以上
にはなシ得ないが、しかし少なくとも、圧力反射体(6
) ? (7)が設けられていない場合に比べて、圧倒
的に高い値を示す。したがって、圧力反射体(6) t
 (7)によって生じた相当に高い圧力をもつ周辺空間
Qは、アークへの空間の拡がプを抑制するカを与え、ア
ーク人を狭い空間K「しぼシ込む」ことになる。これは
すなわち、対向面であるX面よシ発した金属粒子a、c
などの流線m、oをアーク空間にしぼシ込み閉じ込める
ことになる。よって、X面よ)発した金属粒子a、(は
、有効にアーク空間に注入される。その結果、有効に注
入された大量の金属粒子a、Cは、アーク空間から従来
装置とは比較にならない大量のエネルギーを奪い去って
、アーク空間を著しく冷却する。これによシ、アーク抵
抗率Cすなわちアーク抵抗孔が著しく上昇させてアーク
電圧がきわめて大きく上昇し、限流性能が向上する。
It is a schematic diagram of behavior. That is, as can be seen from Fig. 4, the pressure value in the space Q around the contact points (202) and (302) cannot be higher than the pressure value in the space of the Ark himself, but at least the pressure reflection Body (6
)? This value is overwhelmingly higher than that in the case where (7) is not provided. Therefore, the pressure reflector (6) t
The surrounding space Q, which has a considerably high pressure caused by (7), provides a force to suppress the expansion of the space into the arc, and causes the arc person to be "squeezed" into the narrow space K. This means that the metal particles a and c are emitted from the X-plane, which is the opposing surface.
The streamlines m and o such as these are squeezed and confined in the arc space. Therefore, the metal particles a and C emitted from the The arc space is cooled significantly by removing a large amount of energy that cannot be generated.This significantly increases the arc resistivity C, that is, the arc resistance hole, and the arc voltage increases significantly, improving the current limiting performance.

また、圧力反射体(6) 、 (7)によ)、アーク人
の足はY面へ拡大しにくくなル、一般に、このY−面に
設けられている接点(202) 、 (302)と導体
(201)。
In addition, due to the pressure reflectors (6) and (7)), the legs of the arc person are difficult to expand to the Y-plane, so generally, the contact points (202) and (302) provided on this Y-plane Conductor (201).

(301)との接合部に直接アークλの足が触れにくく
なシ、その結果、接点脱落を起すこともなくなる利点を
有している。
This has the advantage that the leg of the arc λ is less likely to directly touch the joint with (301), and as a result, the contact does not come off.

上記のような構造を有するしゃ断器は従来のしゃ断器に
比較して著しく優れた限流性能を有するが、その特性紘
圧力反射体(6) e (7)を構成する材料の特性に
大きく支配されるので、材料の選択線との発明にとって
重要な問題である・ 帥述のように短絡電流などの大電流が回路に流れた際、
操作機構部(4)が作動して、可動接点(302)を固
定接点(2f12)から開離させる。このとき、接点(
302) 、 (202)間にアークが発生する。この
ア−りの電圧を高め極めて優れた限流性能を得るために
は、アーク熱によシ圧力反射板(6)、(7)を構成す
る材料表面から多量のガスを発生させ、アークを冷却す
ると同時に接点(302) 、 (202)間のアーク
空間において圧力を上昇させ、アークの絞シ込みを助長
するとともに、開極速度を加速することが効果的である
。また、高温のアークに接したことにより、材料の表面
が分解または溶融で表面抵抗が低下しないことも、重要
である0表面抵抗が低下すると、アークAの足の拡大に
つながり、完全な限流効果が得られない。
Although the circuit breaker with the structure described above has significantly superior current limiting performance compared to conventional circuit breakers, its characteristics are largely determined by the characteristics of the material that composes the pressure reflector (6) e (7). This is an important issue for the invention regarding material selection for wires.As mentioned in the manual, when a large current such as a short-circuit current flows through the circuit,
The operating mechanism section (4) operates to separate the movable contact (302) from the fixed contact (2f12). At this time, the contact (
An arc occurs between 302) and (202). In order to increase the voltage of this arc and obtain extremely excellent current limiting performance, a large amount of gas is generated from the surface of the material constituting the pressure reflecting plates (6) and (7) due to arc heat, and the arc is It is effective to increase the pressure in the arc space between the contacts (302) and (202) at the same time as cooling, to promote narrowing of the arc and to accelerate the opening speed. It is also important that the surface resistance does not decrease due to decomposition or melting of the surface of the material due to contact with the high-temperature arc.If the surface resistance decreases, the legs of arc A will expand, resulting in complete current limiting. No effect is obtained.

さらに、この種のしゃ断器においては、極めて多い回数
のしゃ断が反復されるものであるから。
Furthermore, in this type of circuit breaker, the circuit breaker is repeatedly shut off an extremely large number of times.

アークによ多材料1体の消耗、損耗が少なく、耐痔命性
が良好であるとともに、機械的あるいは熱的衝撃強度に
対して破損しないことが要求される。
It is required that the wear and tear of a single material due to arcing is small, that it has good hemorrhoid resistance, and that it does not break due to mechanical or thermal shock strength.

もし消耗、損耗が大きかったシ、破損したシすると接点
(302) 、 (202)間のアーク空間において圧
力上昇が得られず、限流性能の低下に連らなる。
If the wear and tear is large or the contact is damaged, no pressure increase can be achieved in the arc space between the contacts (302) and (202), leading to a decrease in current limiting performance.

上記のように圧力反射体(a) 、 (7)を構成する
材料が具備すべき条件は多岐にわたる。
As mentioned above, there are a wide variety of conditions that the materials constituting the pressure reflectors (a) and (7) must meet.

ところで、限流性能に限定して、アークの高温にさらさ
れた際、多くの分解ガスを発生するものとしては、有機
質の材料が考えられ、現実的にもこの発明の圧力反射体
を有機質材料のみで構成したものは、優れた特性が得ら
れる・ しかし、耐熱温度が低く、熱伝導性が悪いため、大電流
しゃ断中度重なるしゃ断において高温のアークにさらさ
れると、圧力反射体そのものが消耗劣化および消失する
という耐痔命性に欠点があること、あるいは分解ガスを
発生し九のちに、分解生成物の炭素質が析出し、材料表
面の抵抗が低下するなどの問題がある。
By the way, in terms of current-limiting performance, organic materials can be considered as materials that generate a large amount of decomposed gas when exposed to the high temperature of an arc. However, due to its low heat resistance and poor thermal conductivity, the pressure reflector itself will wear out if exposed to high-temperature arcs during heavy current interruptions. There are problems such as deterioration and disappearance, which is a disadvantage in hemorrhoid resistance, or after generation of decomposition gas, carbonaceous substances of decomposition products are precipitated, reducing the resistance of the material surface.

を九、この耐寿命性に関して、無機質系の代表的な材料
である磁器質系材料のみで構成したものについては、高
融点で耐熱温度が高く一高温のアークに接しても分解し
て電気伝導性の物質を生成することもなく、損耗、消耗
もない。しかも自らの熱伝導性が良好で、極所的な温度
上昇も生じないため、高温時の抵抗低下がないことおよ
びア−り熱の冷却効果も顕著で、有機質材料の発生ガス
による冷却と同等の効果を発揮し、限流性能的にも優れ
ている。しかし、耐衝撃強さが小さいため、過酷度の高
いしゃ断による一衝撃あるいはしゃ断器の開閉などにと
もなう機械的衝隼によシ破損しやすいという致命的な欠
陥がある。
9. Regarding this lifespan, materials made only of porcelain materials, which are typical inorganic materials, have a high melting point and high heat resistance, and even if they come in contact with a high-temperature arc, they will decompose and conduct electricity. It does not produce sexual substances, and there is no wear and tear. In addition, it has good thermal conductivity and does not cause local temperature rises, so there is no drop in resistance at high temperatures and the cooling effect of arc heat is remarkable, equivalent to cooling by gas generated from organic materials. It has excellent current limiting performance. However, because of its low impact resistance, it has a fatal flaw in that it is easily damaged by a single shock caused by a severe breaker or by mechanical impact caused by opening and closing the breaker.

そこで、この発明では、圧力反射体を構成する材料とし
て、限流性能と耐鳥命性を兼備し、機械的強度の良好な
絶縁材料を検討した結果、ガラスクロスまたはガラスマ
ットもしくはこれらを併用したものを基材とし、この基
材間に粒状ホウ酸。
Therefore, in this invention, as a material constituting the pressure reflector, we investigated an insulating material that has both current-limiting performance and bird life resistance, and has good mechanical strength. A material is used as a base material, and granular boric acid is placed between this base material.

無水ホウ酸と酸化亜鉛との混合粉末からなる結合材を均
等に散布し、積み重ねたものを加熱加圧積J−成形した
無機質複合−絶縁物が限流性能、耐寿命性はちとよシ耐
熱性、耐衝撃性、m械加工性に優れた材料であるとの結
論に達し、圧力反射体を構成する材料として使用した。
A binder made of a mixed powder of boric anhydride and zinc oxide is evenly spread and stacked, heated and pressurized. It was concluded that the material had excellent strength, impact resistance, and machinability, and was used as a material constituting a pressure reflector.

上記結合材は熱分解により水蒸気などの蒸発物を発生す
る構造で、しかも、1加熱状態で結着力を有するホウ酸
を主材としている。
The above-mentioned binding material has a structure that generates evaporated substances such as water vapor by thermal decomposition, and is mainly composed of boric acid, which has binding strength in one heating state.

つ酸が熱分解によp発生した水分を無水ホウ酸が化学的
に取シ込み、そして無水ホウ酸自体も変成して酸化亜鉛
と反応を生じ、結着性に富み、かつ安一定し光ホウ素化
合物に変化し、基材を完全に結着するとともに射水耐湿
性を良好にするものである。
The boric anhydride chemically absorbs the moisture generated by the thermal decomposition of the acid, and the boric anhydride itself is denatured and reacts with zinc oxide, resulting in a highly binding and stable light source. It converts into a boron compound, completely binds the substrate, and improves water spray and moisture resistance.

この発明によるガラスクロスまたはガラスマットなどの
基材と結合材との望ましい比率は基材:結合材=20〜
80チ(重量%、以下同じ):80〜20*の範囲内が
好適であシ、特に好ましくは30〜70 % : 70
〜30−の範囲である。上記結合材の割合が20チ以下
では基材間の結合力が不十分となシ、8〇−以上ではも
ろくなる・ また、結合材組成の比率としては、ホウ酸20〜701
G、好ましくは30〜60 % 、llk水ホウ115
〜25チ、好ましくは10〜20チ、酸化亜鉛30〜5
5チ好ましくは35〜509Gの範囲が望ましく、ホウ
酸量が前記範囲外2〇−以下になると、結着力が乏しく
、7〇−以上になると、もろくて耐湿性が悪くなる。
The desirable ratio of the base material such as glass cloth or glass mat according to the present invention and the binder is base material: binder = 20~
80% (weight %, same hereinafter): preferably within the range of 80 to 20*, particularly preferably 30 to 70%: 70
It is in the range of ~30-. If the ratio of the binder is less than 20%, the bonding force between the base materials will be insufficient, and if it is more than 80%, it will become brittle.In addition, as for the ratio of the binder composition, boric acid is 20 to 70%.
G, preferably 30-60%, 115
~25 inches, preferably 10-20 inches, zinc oxide 30-5 inches
5 g is preferably in the range of 35 to 509 g. If the amount of boric acid is less than 20 g outside of the above range, the binding force will be poor, and if it is more than 70 g, it will be brittle and have poor moisture resistance.

以下にこの発明に使用した圧力反射体を構成する絶縁材
料について具体的に説明する。旭ファイバー製ガラスマ
ット(0M305FA)を500 wx X 50G關
の大きさで、1枚当り約75gのものを6枚、旭ファイ
バー製ガラスクロス(厚さ0.1g tm )を同じ<
 500 n X soo IIIの大きさで、1枚幽
シ約65gのもの2枚、および重量比でホウ酸45チ、
無水ホウ酸11%、酸化亜鉛44チの割合で混合した結
合材を1分割当り約55gのもの7分割を原料として用
意する。
The insulating material constituting the pressure reflector used in the present invention will be specifically explained below. Six pieces of Asahi Fiber glass mat (0M305FA) with a size of 500 w x 50 G and approximately 75 g each, and the same Asahi Fiber glass cloth (thickness 0.1 g tm)
Two pieces of 500 n x soo III size, each weighing about 65 g, and 45 grams of boric acid by weight,
Seven portions of a binder mixed with 11% boric anhydride and 44% zinc oxide, each portion weighing approximately 55 g, were prepared as raw materials.

そしてまず、ガラスクロス1枚のとに結合材1分割分5
5gを均等に散布し、その上に6枚のガラスマットそれ
ぞれに結合材1分割分各55gを均等散布し九ものを次
々と積重ね、さらにその上にガラスクロスを1枚乗せ、
準備工程を完了する・つぎに上下に熱盤を備えたプレス
に前記工程で積み重ねた原料をセットし、180℃の温
度で加熱、100 kg7cdの圧力で加圧する。加圧
を10分間保持したのち、熱5原を断ち、直ちに熱盤に
通水して冷却を行い、50℃に達した時点で加圧を解き
、成形品を取シ出して成形を完了する。この成形品を1
00”Qから20℃間扉間隔00℃まで段階熱処理し、
厚さ1.5−■の積層絶縁物を得た。
First, add 1 portion of the bonding material to 1 sheet of glass cloth.
Spread 5g evenly on each of the 6 glass mats, then spread 55g of the binder in 1 portion on each of the 6 glass mats, stack the 9 mats one after another, and then place a sheet of glass cloth on top of it.
Complete the preparation process - Next, set the raw materials stacked in the previous process in a press equipped with upper and lower heating plates, heat at a temperature of 180°C, and pressurize at a pressure of 100 kg 7 cd. After maintaining the pressure for 10 minutes, the heat source is cut off, water is immediately passed through the heating plate to cool it down, and when the temperature reaches 50°C, the pressure is released and the molded product is taken out to complete the molding. . This molded product is 1
Stepwise heat treatment from 00"Q to 20℃ with door spacing of 00℃,
A laminated insulator having a thickness of 1.5 mm was obtained.

この絶縁物によ〕構成した圧力反射体はアークの高温に
さらされても、消耗、損耗および破損することもなく、
限流性能も良好であった。しかも、有機質材料のように
分解生成物としてp素質を析出することもないので、表
面抵抗が低下することも全くなかった。
The pressure reflector made of this insulator will not wear out, wear out, or break even when exposed to the high temperature of the arc.
The current limiting performance was also good. Furthermore, unlike organic materials, p-element was not precipitated as a decomposition product, so the surface resistance did not decrease at all.

同様にして500震lX500m+1の大きさの1枚当
シロ5gのガラスクロス12枚の基材にホウ酸55チ、
無水ホウ酸12チ、酸化亜鉛33チの割合で混合した結
合材を1分割当J) 33gのものを11分割用意し、
積層成形したもの、あるいは500 m X 5G03
110太きさの1枚当F) 75gのガラスマットフ枚
の基材にホウ酸45部、無水ホウ酸11部、11!化亜
鉛44部の割合で混合した結合材を1分割嶋シ約158
gのものを6分割用意し、積層成形し友ものについても
同等の特性が得られた。
Similarly, 55 g of boric acid was added to the base material of 12 pieces of glass cloth with a size of 500 tremors x 500 m + 1 and weighing 5 g each.
Prepare 11 portions of 33 g of a binding material mixed with 12 g of boric anhydride and 33 g of zinc oxide,
Laminated molded or 500 m x 5G03
1 sheet of 110 thickness F) 45 parts of boric acid, 11 parts of boric anhydride, 11! A binder mixed with 44 parts of zinc chloride is divided into approximately 158 parts.
The same characteristics were obtained for the other parts obtained by preparing 6 pieces of 1.g and laminating them and molding them.

以上のように、上記絶縁物で構成した圧力反射体は高温
のアークによシ温度上昇し、結合材中のホウ酸が熱分解
して水分すなわち水蒸気ガスを発生するため、アークは
エネルギーを奪われて極めて効果的に冷却される。また
、水蒸気ガスが発生するために、圧力反射体の表面の圧
力は上昇し、アークの絞9込み効果が促進されると同時
に、圧力反射体自体に受ける圧力も上昇ひいては可動導
体にも圧力が加わシ、開極速度を上げることができる。
As described above, the temperature of the pressure reflector made of the above-mentioned insulator increases due to the high-temperature arc, and the boric acid in the binder thermally decomposes and generates moisture, or water vapor gas, so the arc deprives energy. and is extremely effectively cooled. Additionally, due to the generation of water vapor gas, the pressure on the surface of the pressure reflector increases, promoting the arc constriction effect, and at the same time, the pressure applied to the pressure reflector itself also increases, which in turn increases the pressure on the movable conductor. In addition, the opening speed can be increased.

したがって、圧力反射体単独の効果に無機質の水蒸気ガ
スを発生する複合材料特有の効果が加わって、アーク電
圧を大きく上昇させ、極めて優れた限流性能を得ること
ができる。
Therefore, the unique effect of the composite material that generates inorganic water vapor gas is added to the effect of the pressure reflector alone, making it possible to greatly increase the arc voltage and obtain extremely excellent current limiting performance.

また、優れた限流効果によシ、アークエネルギーも小さ
くなるため、高温のアークによる消耗。
In addition, due to its excellent current limiting effect, the arc energy is also reduced, reducing consumption caused by high-temperature arcs.

損耗の程度も少なく、耐寿命性が良好で、表面の抵抗が
低下することもない。
The degree of wear and tear is low, the lifespan is good, and the surface resistance does not decrease.

しかも熱的および機械的な衝撃に対しても、ガラスクロ
スまたはガラスマットなどのガラス繊維が補強材として
の役目もするために十分に耐えるコトかテ睡る。かつ機
械的加工性も良好であるため、打抜きなども容易で欠け
、破損なども生じない、tた、衛生公害面で問題のある
アスベストを使用せず、比較的低温での成形が可能で省
エネルギー材料としての利点もある。
Moreover, glass fibers such as glass cloth or glass mat also serve as reinforcing materials, so they can withstand thermal and mechanical shocks. In addition, it has good mechanical processability, so it can be easily punched out and will not chip or break.In addition, it does not use asbestos, which is problematic in terms of hygiene and pollution, and can be formed at relatively low temperatures, which saves energy. It also has advantages as a material.

上記のようにガラスクロスまたはガラスマットなどのガ
ラス繊維基材をホウ酸、無水ホウ酸と酸化亜鉛との混合
粉末からなる結合材を介して積層固着し、しかも高温に
接した際、ホウ酸が熱分解して水蒸気ガスを発生する無
機質複合絶縁物を用いることによシ、限流性能、耐寿命
性、絶縁性。
As mentioned above, when glass fiber base materials such as glass cloth or glass mat are laminated and fixed through a binder made of boric acid or a mixed powder of boric acid anhydride and zinc oxide, and when exposed to high temperatures, boric acid By using an inorganic composite insulator that thermally decomposes and generates steam gas, it has current-limiting performance, longevity, and insulation properties.

耐衝撃性などに優れた特性を示す衛生的で安価な圧力反
射体を供することかでする。
The purpose is to provide a hygienic and inexpensive pressure reflector that exhibits excellent properties such as impact resistance.

第5図(a)は上記接触子(2) 、 (3)の他の実
施例を示す側面図であり、第5図(b)は第5図(a)
に示された接触子(2) 、 (3)の平面図である。
FIG. 5(a) is a side view showing another embodiment of the contacts (2) and (3), and FIG. 5(b) is a side view showing another embodiment of the contacts (2) and (3).
FIG. 3 is a plan view of the contacts (2) and (3) shown in FIG.

すなわち、第3図に示した圧力反射体(6) ? (7
)は導体(202) 1.(302)の接点側表面だけ
に設ける板状物としたが、第5図(a) 、 (b)に
示すように、固定導体(201) 、可動導体(301
)の周囲をテピングある腔はコーティングなどによって
被覆するような圧力反射体(a) 、 (y)を形成し
てもよい。
That is, the pressure reflector (6) shown in FIG. (7
) is a conductor (202) 1. (302) is provided only on the contact side surface, but as shown in FIGS. 5(a) and (b), the fixed conductor (201), the movable conductor (301)
A pressure reflector (a), (y) may be formed by taping the circumference of the cavity and covering it with a coating or the like.

また、第6図(a)は上記接触子(21、(3)の他の
実施例を示す側面図でらシ、第6図(b)は第6図(a
lに示された接触子(2) 、 (3)の平面図である
。すなわち。
6(a) is a side view showing another embodiment of the contactor (21, (3)), and FIG. 6(b) is a side view showing another embodiment of the contactor (21, (3)).
1 is a plan view of the contacts (2) and (3) shown in FIG. Namely.

圧力反射体(6) −t (7)の一部に杜、固定接点
(202) +可動接点(302)の一端側面を基点と
してこれよシ排出口(101)側に遠ざかる方向に固定
導体(201) 。
A part of the pressure reflector (6) -t (7) is covered with a fixed contact (202) + a fixed conductor (in the direction away from the discharge port (101) side from one end side of the movable contact (302) as a base point. 201).

可動導体(301)の表面が露出するような溝(sol
)。
A groove (sol) is formed so that the surface of the movable conductor (301) is exposed.
).

(701)が設けられている・この構成では、アーク人
の足が溝(601) # (701)を走り、アークA
が消弧板(6]に触れて冷却されることによシ、しゃ断
性能が向上する。
(701) is provided - In this configuration, the legs of the arc person run in the groove (601) # (701), and the arc A
By contacting the arc extinguishing plate (6) and being cooled, the breaking performance is improved.

さらに、第7図(a)は接触子(21e (3)の他の
実施例を示す側面図であ〕、第7図(b)は第7図(a
)に示された接触子(21、(3)の平面図である。す
なわち、(801) v (eol)で示すように、第
6図の@ (601)。
Furthermore, FIG. 7(a) is a side view showing another embodiment of the contact (21e (3)), and FIG. 7(b) is a side view showing another embodiment of the contactor (21e (3)), and FIG.
) is a plan view of the contactor (21, (3)) shown in (801) v (eol) of FIG. 6 @ (601).

(701)から露出した導体表面を圧力反射体(a)、
(y)の表面よりも盛り土けたものである。このように
構成すると、アーク人の足が素早く移動することが可能
であシ、シ中断性能が向上する利点がある・以上の説明
かられかるように、この発明によれば、アーク電圧を大
きく上昇させ、しゃ断時の限流性能の向上を図るととも
に、接点の脱落を防止できる回路゛しゃ断器を提供する
ことができる。
(701) The conductor surface exposed from the pressure reflector (a),
The mound is higher than the surface of (y). This configuration allows the arc person's legs to move quickly, and has the advantage of improving the arc interruption performance.As can be seen from the above description, according to the present invention, the arc voltage can be greatly increased Thus, it is possible to provide a circuit breaker that can improve the current-limiting performance at the time of breaker and prevent the contact from falling off.

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

第1図(1)は一般的な回路しゃ断器を示す一部切欠平
面図、第1図伽)は第1図(a)のb−b線断面図、第
2図は第1図の回路しゃ断器における金属粒子の挙動の
模式的説明図、第3図(a) triこの発明にかかる
回路し中断器の一実施例を示す一部切欠平面図、第3図
(b)は第3図(a)のb−b線断面図、第4図は第3
図の回路しゃ断器における金属粒子の挙動の模式的説明
図、第S図(alは接触子の他の実施例を示す側面図、
第5図(b)は第5図(a)に示された接触子の平面図
、第6図(a)は接触子の他の実施例を示す側面図、第
6図(b)は第6図(a)に示された接触その平面図、
第7図(a)は接触子の他の実施例を示す側面図、第7
図(b)は第7図(a)に示された接触子の平面図であ
る。 (2)・・・固定接触子、(201)・・・固定導体、
(202)・・・固定接点、(3)・・・可動接触子、
(301)・・・可動導体、(302)・・・可動接点
、(6) 、 (7)・・・圧力反射体、(601)。 (701)・・・溝 なお、面中同−符号は同一または相当部分を示す。 代理人 葛野信−(外1名) 第1図(a) 第1図(b) 第2図 第4図 コ 第3図(a) ! 第3図(b)
Figure 1(1) is a partially cutaway plan view showing a general circuit breaker, Figure 1(a) is a cross-sectional view taken along line bb of Figure 1(a), and Figure 2 is the circuit of Figure 1. A schematic explanatory diagram of the behavior of metal particles in a circuit breaker, FIG. A cross-sectional view taken along the line bb in (a), Figure 4 is the 3rd
A schematic explanatory diagram of the behavior of metal particles in the circuit breaker shown in the figure, Figure S (al is a side view showing another example of the contactor,
FIG. 5(b) is a plan view of the contact shown in FIG. 5(a), FIG. 6(a) is a side view showing another embodiment of the contact, and FIG. 6(b) is a plan view of the contact shown in FIG. 5(a). A plan view of the contact shown in FIG. 6(a),
FIG. 7(a) is a side view showing another embodiment of the contact;
FIG. 7(b) is a plan view of the contact shown in FIG. 7(a). (2)... Fixed contact, (201)... Fixed conductor,
(202)... Fixed contact, (3)... Movable contact,
(301)...Movable conductor, (302)...Movable contact, (6), (7)...Pressure reflector, (601). (701)... Groove Note that the same reference numerals in the plane indicate the same or equivalent parts. Agent Makoto Kuzuno (1 other person) Figure 1 (a) Figure 1 (b) Figure 2 Figure 4 Figure 3 (a)! Figure 3(b)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)導体とこれに固着された接点とからなる接息子を
少なくとも1対有し、上記各接点の外周を取り囲むよう
に上記各導体に圧力反射体を設け、かつと紀圧力反射体
はガラスクロスまたはガラスマットもしくはこれらを併
用したものからなる基材を、ホウ酸、無水ホウ酸と酸化
亜鉛との混合粉末からなる結合材によシ加熱加圧積層成
形した無機質複合絶縁物で構成したことを特徴とする回
路しゃ断器。
(1) It has at least one pair of contact points consisting of a conductor and a contact fixed thereto, and a pressure reflector is provided on each of the conductors so as to surround the outer periphery of each contact, and the pressure reflector is made of glass. A base material made of cloth, glass mat, or a combination of these is made of an inorganic composite insulator that is laminated under heat and pressure with a binder made of a mixed powder of boric acid, boric anhydride, and zinc oxide. A circuit breaker featuring:
(2)圧力反射体は導体の接点側表面だけに設ける板状
物である特許請求の範囲第1項記載の回路しゃ断器。
(2) The circuit breaker according to claim 1, wherein the pressure reflector is a plate-like member provided only on the contact side surface of the conductor.
(3)圧力反射体は導体の周囲を被覆する被覆物である
特許請求の範囲第1項記載の回路しゃ断器。
(3) The circuit breaker according to claim 1, wherein the pressure reflector is a covering that surrounds the conductor.
(4)少なくとも一方の圧力反射体に、接点の一端側面
を基点としてこれよシ遠ざかる方向に導体の表面が露出
するような溝を設けた特許請求の範囲第1項、第2項ま
えは第3項記載の回路しゃ断器。
(4) At least one pressure reflector is provided with a groove such that the surface of the conductor is exposed in a direction moving away from one end side surface of the contact point. The circuit breaker described in item 3.
(5)露出した導体表面を圧力反射体の表面よりも盛夛
上げてなる特許請求の範囲第4項記載の回路し中断器。
(5) The circuit interrupter according to claim 4, wherein the exposed conductor surface is raised more than the surface of the pressure reflector.
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