JPS5935338A - Switch - Google Patents

Switch

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Publication number
JPS5935338A
JPS5935338A JP14592982A JP14592982A JPS5935338A JP S5935338 A JPS5935338 A JP S5935338A JP 14592982 A JP14592982 A JP 14592982A JP 14592982 A JP14592982 A JP 14592982A JP S5935338 A JPS5935338 A JP S5935338A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arc
light
inorganic
energy
light absorber
Prior art date
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Pending
Application number
JP14592982A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
伸示 山県
久常 文之
寺地 淳一
村田 士郎
一 吉安
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 JP14592982A priority Critical patent/JPS5935338A/en
Publication of JPS5935338A publication Critical patent/JPS5935338A/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、特に回路しゃ断
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 switch referred to in this invention particularly refers to a container such as a circuit breaker, a current limiter, an electromagnetic switch, etc., which usually generates an arc within a small container.

以下この発明を回路しゃ断器を例に説明する。The present invention will be explained below using a circuit breaker as an example.

第1図〜第8図は従来の回路しや障1器を示す断面図で
、それぞれ異なりた動作状態を示し°Cいる。
1 to 8 are cross-sectional views of conventional circuits and faults, each showing a different operating state.

(υはカバー、(2)はベースで、カバー(1)とベー
ス(2)とで容器(3)を構成する。(4)は固定接触
子で、固定導体(5)を自し、その一端に固定接点(6
)を有し、他端は外部導体(内示せず)に接続されるま
うに端子部になつ°Cいる。(7)は可動接触子で、可
動導体(8)を自し、その一端に固定接点(6)に対向
した可動接点(9)を有している。(10は可動接触子
装置、0ηは呵動子腕でクロスパー曹に固定され各極同
時に開閉されるように成されている。CIイは消弧室で
消弧板0勺が側板(至)により保持されCいる。06は
トグルリンク機構で上リンクQ71と下リンクa8より
構成されている。上リンク(17)の一端はフレドルQ
鏝に、また他端は下リンク(へ)の一端にそれぞれ軸f
J&υにより連結されている。なお下リンク(119の
他端は上記可動接触子装置(10の町動子腕0」〕に連
結されている。(2)は起到形操作ハンドル、脅は作動
はねでトグルリンク機構oQの軸Qυと上記操作ハンド
ル(2)との間に架張され°Cいる。−(2)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@によりトリップバー
(2)を反時計方向に回動させるようになつ°Cいる。
(υ is the cover, (2) is the base, and the cover (1) and the base (2) constitute the container (3). (4) is the fixed contact, which is the fixed conductor (5), and A fixed contact (6
), and the other end serves as a terminal portion to be connected to an external conductor (not shown). (7) is a movable contact, which has a movable conductor (8) and a movable contact (9) facing the fixed contact (6) at one end thereof. (10 is a movable contactor device, 0η is fixed to the cross spar plate with a movable arm so that each pole can be opened and closed at the same time. CI 1 is an arc extinguishing chamber, and an arc extinguishing plate 0 is connected to the side plate (to). 06 is a toggle link mechanism consisting of an upper link Q71 and a lower link a8. One end of the upper link (17)
The shaft f is attached to the trowel, and the other end is attached to one end of the lower link (to).
Connected by J&υ. The other end of the lower link (119 is connected to the above-mentioned movable contactor device (10 no Machi mover arm 0)). (2) is a raised-type operating handle, and the lower link is an operating spring and is a toggle link mechanism oQ. - (2) is a thermal and electromagnetic trip mechanism, respectively, and when activated, the trip bar ( 2) Rotate counterclockwise at °C.

四は一端が上記トリップバー(ハ)に係止され他端はク
レドルQIIJ:係止しているラッチである。フレドル
四かラッチ(2)に係止された状態で操作ハンドル(2
)を閉路位置蚤こ倒せはトグルリンク機構QQが伸長し
て軸■がフレドルQl lこ係止され可動接点(9)は
固定接点(6)に接合させる。この状態が第1図である
4 is a latch whose one end is locked to the trip bar (c) and the other end is locked to the cradle QIIJ. While it is locked in the fredl four-way latch (2), press the operating handle (2).
) is in the closing position, the toggle link mechanism QQ is extended, the shaft (2) is locked to the fredle (9), and the movable contact (9) is joined to the fixed contact (6). This state is shown in FIG.

次いで操作ハンドル(イ)を閉路位6+こ倒せはトグル
リンク機構αQは屈曲して可動接点(9)が固定接点(
6)より開離され可動腕aυか回動してフレドル軸(7
)に係止される。この状態が第2図である。また前記第
1図に示す閉路状態で回路に過電流が流れると熱動引き
はずし機構(ハ)あるいは電磁引きはずし機構(ハ)に
よりトリップバー(ホ)が作動してフレドル01とラッ
チに)の係合が解除され、フレドル軸…を中心に時計方
向にフレドル曲が回転しストッパー軸6vに係止される
。このときフレドル曲と上リンク071の連結点が上記
作動はね曽の作用線を越えるため作動はね翰のはね力に
よつ゛Cトグルリンク機構QQが屈曲してクロスバ−σ
4により各極連動して自動しゃ断を行なう。この状態が
第8図である。
Next, when the operating handle (A) is turned to the closed position 6+, the toggle link mechanism αQ is bent and the movable contact (9) is moved to the fixed contact (
6) The movable arm aυ is opened and rotated, and the fredl shaft (7
). This state is shown in FIG. Additionally, if an overcurrent flows through the circuit in the closed state shown in Figure 1, the trip bar (E) is activated by the thermal tripping mechanism (C) or the electromagnetic tripping mechanism (C), causing the Freddle 01 and the latch to close. The engagement is released, the Freddle music rotates clockwise around the Freddle shaft, and is locked to the stopper shaft 6v. At this time, since the connection point between the Freddle bend and the upper link 071 crosses the line of action of the above-mentioned actuation spring, the actuation is caused by the spring force of the spring to bend the C toggle link mechanism QQ, and the crossbar σ
4, each pole is interlocked to perform automatic shutoff. This state is shown in FIG.

次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゛C説明する。
Next, the behavior of the arc generated when the circuit breaker interrupts the current will be explained.

今、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t(6)、可動接点側・及び可動導体(8)
を順次経由して負荷側へ倶給される。この状態におり1
て、短絡電流等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1離させ
る。この際、上記固定及び可動接点(6) 、 (97
間にはアーク■が発生し、固定及び’rrJ動接点(6
) 、 (9)間にはアーク電圧が発生する。このアー
ク電圧は、固定接点(6)からの可動接点(9)の開1
σ比距離が増大するに従って上昇し、また、同時にアー
ク曽が消弧板Q4の方向へ磁気力によって引きイ」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m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、この注入された重大なアークエネル
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
に逃げ去るか、過渡的には限られた容器内のガスの温度
を上昇させ、引いてlはガス圧力を急激に上昇させるこ
とになる。これにより回路しゃ断器内部の絶縁劣化、回
路しゃ断@8外部への放出火花肱の増大による電源短絡
事故、回路しゃ断器本体の破壊等の重大な欠点が鼠っだ
Now, when the movable contact (9) and the fixed contact (6) are in contact, the power is transferred from the power supply side to the fixed conductor (5).
, fixed contact t (6), movable contact side and movable conductor (8)
is supplied to the load side via the In this state 1
When a large current such as a short circuit current flows through this circuit, the movable contact (9) is moved one distance away from the fixed contact (6) as described above. At this time, the fixed and movable contacts (6) and (97
An arc ■ occurs between the fixed and 'rrJ moving contacts (6
) and (9), an arc voltage is generated between them. This arc voltage is applied to the opening 1 of the movable contact (9) from the fixed contact (6).
As the σ ratio distance increases, it rises, and at the same time, the arc is drawn and elongated by the magnetic force in the direction of the arc-extinguishing plate Q4, so it further rises. In this way, the arc current reaches m current zero point, extinguishes the arc, and completes the interruption. However, this injected significant arc energy will eventually either escape completely out of the vessel in the form of thermal energy, or transiently increase the temperature of the gas within the confined vessel, causing will cause the gas pressure to rise rapidly. This resulted in serious drawbacks such as deterioration of the insulation inside the circuit breaker, power supply short-circuit accidents due to an increase in the number of sparks emitted to the outside of the circuit breaker, and destruction of the circuit breaker itself.

次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′rはアークから接触子1こ伝導して逃
げる熱エネルギーの旅れ、mはアーク望向から逃げる金
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°Cいる。第
8図Iこおい゛C1アーク(功(こ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、Tlm、Rによ
つC概ね消費されてしまう。
FIG. 4 shows an arc A generated between the contacts (4) and (7). In the figure, 'r' represents the journey of thermal energy escaping from the arc by conduction through one contact, m represents the flow of energy of metal particles escaping from the direction of the arc, and R represents the flow of energy due to light escaping from the arc space. There is C. FIG. 8: The injected energy is almost consumed by the above three energy flows, Tlm and R.

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°C持ち去られCしまう。
Of this, the amount of heat T that escapes to the electrode is minute, and most of the energy is carried away by m and R by °C.

さ°C1従来、アークのエネルギーの消費のメカニスム
においては、図中のmが圧4M EF+であり、R(7
)エネルギーはほとんど無視されCいたか、発明者等の
最近の研究により、Rのエネルギー即ち、光によるエネ
ルギーの消費がアークに注入されたエネルギーの約70
%にも達するkA犬であることが解かつて来た。
C1 Conventionally, in the mechanism of arc energy consumption, m in the figure is the pressure 4M EF+, and R(7
) energy has been largely ignored, or recent research by the inventors has shown that the energy of R, that is, the consumption of energy by light, is approximately 70% of the energy injected into the arc.
It has now been discovered that the dog is a kA dog with a kA of up to %.

即ちアークに注入されたエネルギーの消費は次のように
解析できる。
That is, the consumption of energy injected into the arc can be analyzed as follows.

Pw=V−1=Pk+PLh+Pir PK = −!−mv”十m−Cp −T2 但し、 PW:  瞬時注入エネルギー V : アーク電圧 I 二 電流 V−I:  アークに注入される瞬時電気エネルギーP
K:  金属粒子が持ち去る瞬時エネルギー消費量 ’mv” : mgの金属粒子が速度Vで飛び去る船待
ち去る瞬時エネルギー消費量 m−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tコ時に持ち去る瞬時エネルギー消費
量 pth :アーク空間から、電極へ熱伝導にて逃げ去る
瞬時エネルギー消費量 PR:  光により、アークから直接放射される瞬時エ
ネルギー消費量 上記の消費量は電極形状やアーク長によつC及化するが
、10〜2QIIINのアークに対してはそれぞれPK
 = 10〜2096. 、Pth = 5%PR=7
5〜85%である。
Pw=V-1=Pk+PLh+Pir PK=-! -mv"10m-Cp -T2 However, PW: Instantaneous injection energy V: Arc voltage I2 Current V-I: Instantaneous electrical energy P injected into the arc
K: Instantaneous energy consumption 'mv' carried away by metal particles: Instantaneous energy consumption when mg metal particles wait for a ship to fly away at speed V m-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 electrode by heat conduction PR: Instantaneous energy consumption that is radiated directly from the arc by light The above consumption The amount varies depending on the electrode shape and arc length, but for arcs of 10 to 2QIIIN, PK
= 10~2096. , Pth = 5%PR = 7
It is 5-85%.

次にアークを容器1こ閉じ込めた時の状況を第6図に示
す。アークを容器に閉じ込めると、容器内空間は、電極
金属が充満しかつ高温の状態となる。
Next, Figure 6 shows the situation when the arc is confined in one container. When the arc is confined in the container, the space inside the container is filled with electrode metal and becomes hot.

特に、アーク陽光柱Aの周辺ガス空+1A3Q(図中斜
線で示した空間Q)は、上記の状態が強い。さ°C。
In particular, the above-mentioned state is strong in the surrounding gas space +1A3Q of the arc positive column A (space Q indicated by diagonal lines in the figure). °C.

アークを発した光は、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、電極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患が零にな
るまで繰り返すのである。
The light emitted by the arc is emitted from the arc positive column A, and is irradiated onto the wall of the container (3) and reflected. The reflected light is scattered, passes through the high temperature space filled with electrode particles again, and is irradiated onto the wall surface again. This process is repeated until the photodamage is reduced to zero.

この聞の、光の経路を図中Ra−+ Rb −> Rc
 −p Rdにて示し°Cいる。
The path of light in this period is shown in the figure as Ra-+ Rb->Rc
−p Shown at Rd °C.

上記の過程におい′C1アークから発した光の消費は次
の二点である。
In the above process, the light emitted from the 'C1 arc is consumed in the following two ways.

(1)壁面での吸収 (2)アーク空間及び周辺(高温)ガス空間による吸収
、すなわちガス空間による吸収、又、アークから発する
光は、2000X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、連続スペクトル及び
線スペクトルからなる。一般の容器壁面は、たとえ表向
が黒色をしておつ°Cも、・4oooX〜5500X社
度の範囲においCのみ、光の吸収能力を自するのみで、
その他の範囲にお゛いては、一部を吸収するにとどまり
はと八と反射してしまうものである。ところが、アーク
空間及び周辺高温ガス空間での吸収は次の、r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.Also, the light emitted from the arc ranges from far ultraviolet light below 2000X to far infrared light above 1 μm. 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 400X to 5500X.
In other ranges, only a portion is absorbed and a large portion is reflected. However, absorption in the arc space and surrounding high temperature gas space is as follows.

長さしの一様な組りん・温度を自するガス空間4こ波長
人の光を照射した時ガス空間による光の吸収臘は、次の
ように算定出来る。
When a gas space with a uniform length and temperature is irradiated with human light of four wavelengths, the absorption of light by the gas space can be calculated as follows.

Ia −A°n°LI+n         ・・・・
・・・・・・・・・・・(1)Ia:ガスによるし、収
エネルキー A :吸収確率 fin: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、(IJ式は、特定波要人に対する吸収エネルギー
塩な示す。Aは特定波要人に対する吸収確率であり、波
長人、ガス温度、粒子の種類の関数である。
Ia −A°n°LI+n...
・・・・・・・・・・・・(1) Ia: Depends on the gas. Energy harvesting key A: Absorption probability fin: Irradiated light energy n: Particle density L: Optical path length through which light passes. However, (IJ formula is , shows the absorbed energy salt for a specific wave target. A is the absorption probability for a specific wave target, and is a function of the wavelength target, gas temperature, and particle type.

(υ式について、量子力学の教え1こ従えは、吸収係数
Aは、連続・線スペクトルともに、光を発する光源ガス
と同一状態のカス(即ち、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。
(Concerning the υ equation, according to quantum mechanics teaching 1, the absorption coefficient A is the largest value for dregs in the same state as the light source gas that emits light (i.e., the type of particles and temperature are the same) for both continuous and line spectra. will have the following.

即ち、アーク空間から発する光は、アーク空間及びその
周辺ガス空間が最も多く吸収するわけである。
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°C1光の吸収エネルギ−1aば、光I
RX長しに比色する。第5図に示すように、アーク空間
からの光が旺…jにて反射されると、(1)式中のしは
、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ごと1
こなる。
In equation (1), the absorption energy of °C1 light -1a, the light I
Compare the colors according to the RX length. As shown in Fig. 5, when the light from the arc space is reflected at the desired point...j, the value in equation (1) increases by the number of reflections, and in the high temperature part of the arc space, As the amount of light energy absorbed increases
This will happen.

これlet、即ち、アークの発する光のエネルギーが結
局、容器内のガスに吸収され、これによってガスの温1
(が上昇し、ガスの圧力が上昇づ−ることを忽味してい
る。
In other words, the energy of the light emitted by the arc is eventually absorbed by the gas in the container, which causes the temperature of the gas to decrease.
(is rising, and the pressure of the gas is rising.

そこでこの発明の前提とし°C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
効果的督こ吸収するために、高多孔質材料を使用するも
ので、開閉器の容し内で、アークの光のエネルギーを受
ける空間に、アークの発する光を効果的に吸収する高多
孔質材料を配胤することによって、容器内の光を多坦に
吸収し、ガス令聞の温度を低下させ、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 that a highly porous material is used to effectively deflect and absorb the light energy, which reaches approximately 70% of the energy injected into the arc. By distributing a highly porous material that effectively absorbs the light emitted by the arc in the space that receives the energy of the arc light, the light inside the container is evenly absorbed and the gas level is increased. It lowers the temperature between the two, thereby lowering the pressure.

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、無機糸、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°C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 threads, and organic materials. One type is sintered and solidified at the contact points between solid particles, and the other type is composed mainly of pores and the partition walls forming the pores are solid materials. Note that in this invention, the raw material refers to the original material before shape processing, which is not shaped into a shape.

さらに細かく公知すると粒子間の隙間か細孔として存在
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Iこ包含するものなどに分ける
ことができる。i、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。
More precisely, it can be divided into those that exist as gaps or pores between particles, those that share gaps between particles and pores within particles, and those that contain foamable pores 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富に複雑で大きくは開孔と閉孔1
こ類別され、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 pores is quite complex, and there are two main types: open pores and closed pores.
They are classified into these categories, and their structures are expressed in terms of 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°Cの
細孔容積の割合を素材の全容積(カサ容積)に対する空
隙比すなイ)ぢ百分率で示したものか真の気孔率とし、
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Qが、簡便法としてJISR2614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
り次のように計算される。
Porosity is the ratio of the total pore volume of open and closed pores contained in a porous material to the total volume (bulk volume) of the material. rate,
The measurement method is a liquid or gas displacement method, an absorption method, etc., and Q is calculated as follows as a simple method as defined in JISR 2614 method for measuring specific gravity and porosity of fireproof and insulating bricks.

また曲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
収率及び比重の測定方法に定義されるとおり、次のよう
にして計算される。なお見掛は気孔率は有効気孔率とも
いう。
In addition, the ratio of the volume of curved holes to the total volume (bulk volume) of the material, that is, the void ratio, expressed as a percentage, is defined as the apparent porosity, and is defined in JISR 2205 Method for measuring apparent porosity, absorption rate, and specific gravity of firebrick. As shown, it is calculated as follows. Note that the apparent porosity is also referred to as the effective porosity.

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
面間隙まで数入(オングストローム)から散開まで分布
するか、一般に、その分布の平均値とし°C定躾される
。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を測定することができる
。一般には複雑な気孔の形状や分布の状態を正確に知る
ためには顕微鏡を用いるのが直接的で好ましい。
The pore diameter is determined from the measured values of pore volume and specific surface area, and it generally ranges from the size of atoms or ions to the interfacial gap between particles, ranging from a few angstroms to a large number of angstroms. The average value is used for regular training at °C. In porous materials, the shape, size, and distribution of pores can be measured using a microscope or mercury intrusion method. 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C求められるBET法が多く用いられ、
特に窒素ガスが多く用いられる。
To measure the specific surface area, the BET method is often used, which uses adsorption crosstalk at each temperature of various adsorbed gases to determine C.
In particular, nitrogen gas is often used.

次にこの発明の前提である、高多孔質材料による光のエ
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 highly porous 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図は無機質高多孔材料キした斜視図、第7図は第6
図の部分拡大断面図である。図1こおいて儲は無機質高
多孔素材、(財)は無機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から数量まで大小さまざ
まな分布を示しているものである。
Figure 6 is a perspective view of an inorganic highly porous material, and Figure 7 is a perspective view of an inorganic highly porous material.
It is a partially enlarged sectional view of the figure. In Figure 1, ``Tame'' indicates a highly porous inorganic material, and ``(Corporate)'' indicates an opening that leads to the surface of the inorganic material. The pore diameters of the open pores [C] show a wide distribution ranging from a few microns to a large number.

さて、この多孔素材Qに第7図の1くにて示すように、
光が入射した場合に光が開孔■に入射すると、光は無機
物の壁面に当り、反射され、その細孔の内部で多重反射
され、ついには壁面に100%吸収されCしまう。即ち
開孔■に入射した光は、無機物表面に直接吸収され、細
孔内で熱になるのである。
Now, as shown in Figure 7, this porous material Q has the following properties:
When light enters the opening (1), it hits the wall of the inorganic substance, is reflected, undergoes multiple reflections inside the pore, and is finally absorbed 100% by the wall (C). That is, the light incident on the opening (2) is directly absorbed by the surface of the inorganic material and becomes heat within the pore.

第8図は無機質高多孔材料をモデル各器内に入れたもの
においC1その無機質高多孔材料の見掛けの気孔率を変
化させた時のモテル容器内圧力変化の曲線図を示し°C
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゛C規格化しである。実験条件とし°Cは
、−辺10cmの立方体の密閉容器内にAgW接点を1
Qlf!INの定ギャップに設置しビークl0KAの正
弦波電流のアークを8mS (iり秒)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Cいる。
Figure 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 when the inorganic highly porous material is placed in each model container.
There is. In FIG. 8, the horizontal axis is the apparent porosity, and the vertical axis is the pressure when the inner wall of the container is made of metal such as Cu, Fe, AI, etc., which is normalized to C. The experimental conditions were as follows: 1 AgW contact was placed in a cubic closed container with a -side of 10 cm.
Qlf! It was installed at a constant gap of IN, and a sinusoidal current arc with a peak of 10 KA was generated for 8 mS (i seconds), and the pressure inside the container generated by the energy at this time was measured.

上記実施例に使用しtコ無機質高多孔材料として+、h
 s 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%、 80%、85%、
40%、45%、 50%、 60%、 70%。
As the inorganic highly porous material used in the above example, +, h
s Porous ceramics made by molding and sintering cordierite ceramic raw materials using methods such as adding combustible or foaming agents to create multiple pores, with an average pore size ranging from 10 to 300μ.
The apparent porosity of porous materials is 20%, 80%, 85%,
40%, 45%, 50%, 60%, 70%.

80%、85%のもノテ、50Mhl X 50fff
f X IJM” Q)各種サンプルを使用しこれを容
器壁面に配設し、容器内面の表面積の50%を覆うよう
にした。
80%, 85% Monote, 50Mhl x 50fff
f X IJM” Q) Various samples were used and placed on the wall of the container so as to cover 50% 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。父兄の細孔内吸
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X〜1
oooo X (1μm)に分布するので、これを若干
越える程度、即ち数千X〜数1000μmの平均細孔径
のものが適しており、表面に占める穴の商機か、見出は
気孔率85%以上となる高多孔質材料かアークの発する
光の吸収に適している。特に細孔径が数千久〜数100
0μmの範囲、好ましくは上限が1000μm以下の範
囲にある細孔の比表面積か大きい程効果がある。
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. For absorption within the pores of parents, deep pores are effective and continuous pores are preferred. The light generated from the arc in the switch is several hundred times to 1
OOOO It is a highly porous material that is suitable for absorbing the light emitted by the arc. In particular, the pore diameter is several thousand to several hundred.
The larger the specific surface area of the pores is in the range of 0 μm, preferably the upper limit is 1000 μm or less, the more effective it is.

実験では平均細孔径5μ〜IMでアークの発する光に対
し”C1良好な吸収特性を示すことを確認した。又杓寅
がガスで、平均細孔径が5μ、20μでアークの発する
光に対し゛C良好な光の吸収を観測した。
In experiments, it was confirmed that ``C1'' exhibits good absorption characteristics for the light emitted by the arc with an average pore diameter of 5μ to IM.Also, when the dipstick is a gas and the average pore diameter is 5μ and 20μ, it is C Good light absorption was observed.

第8囚かられかるように、無機質高多孔材木コl O)
気孔は光エネルギーを吸収し、開閉乱内部の圧力を低下
す、■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、特に気孔率が35%以上から
顕著になり85%までの範囲で効果が確認された。気孔
率がさらに堝大ずれは、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 told by the 8th prisoner, inorganic highly porous lumber (O)
Pores have the effect of absorbing light energy and reducing the pressure inside the opening/closing turbulence.The apparent appearance of porous materials increases as the porosity increases, and becomes especially noticeable when the porosity is 35% or more. Effectiveness was confirmed up to 85%. A larger shift in porosity needs to be accommodated by further increasing the thickness of the highly porous material.

ただし多孔質素材の見出・け気孔率と機械的強度の関係
において、気孔率が大きくなると、もろくなったり熱伝
導性が低下し高熱により溶融し易く、又気孔率か小さい
場合には、開閉器内慇圧の効果が薄い。従って実用的に
は多孔質素材の見掛は気孔率が40〜70%の範囲の褐
多孔質材料が最個である。
However, in terms of the relationship between porosity and mechanical strength of porous materials, when the porosity increases, it becomes brittle, has low thermal conductivity, and is easily melted by high heat, and when the porosity is low, opening and closing The effect of internal pressure is weak. Therefore, in practical use, the most apparent porous material is a brown porous material with a porosity in the range of 40 to 70%.

第8図の特性傾向は能機賀多−1−L材料全般につい°
C帛えることであって、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 in Figure 8 are for the functional Kata-1-L material in general.
This can be inferred from the above explanation regarding light absorption.

従来の開閉器には無機質材料か使用され°Cいるものか
めるか、その使用目的は、特に有機物容器のアークから
の保護が主であって、そのh性は耐アーク性、寿命、熱
伝尋、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が
こされ、目的を異にするもので、その見掛は気孔率は2
0%前後となつ°Cいる。
Conventional switches use inorganic materials.The main purpose of their use is to protect organic containers from arcing, and their properties include arc resistance, service life, and thermal conductivity. , mechanical strength, insulation, and anti-carbonization are required, and the inorganic materials that meet these requirements are inevitably designed to be densified and serve different purposes, and their apparent porosity is 2
The temperature is around 0%.

高多孔質シム材としては無機、金属、有機系などがある
か、中でも無機系は、絶縁物でかつ高融点材料として特
徴ず(ブられる。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Cは格好であり、電気的に絶縁物な
ので、しゃ断に刻し悪影響が少なく、又、高温にさらさ
れても、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 shim materials include inorganic, metallic, and organic materials.Among them, inorganic materials have the characteristics of being insulators and high melting point materials. Since C is an electrically insulating material, it has little negative impact on cutting, and it does not melt or emit gas even when exposed to high temperatures, making it ideal as a pressure suppressing material. be.

無機質多孔材料とし°C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。
Inorganic porous materials °C: porous ceramics, refractories,
There are glass, hardened cement, etc., and either can be used to reduce the pressure of gas inside the switch.

次に本発明の一実施例を第9図に基づいて説明する。図
面におい°Cs (51(81はそれぞれ端部に固定接
点(6) HJ動接点(9)を固着した固定導体および
可動導体で、これらはそれぞれ固定接触子、可動接触子
を構成し、上記両液触子は、接点(6)(9)が接離す
るように互いに対向して配置され°Cいる。
Next, one embodiment of the present invention will be described based on FIG. 9. In the drawing, °Cs (51 (81 is a fixed conductor and a movable conductor each having a fixed contact (6) and a HJ movable contact (9) fixed to their ends, and these constitute a fixed contact and a movable contact respectively, and both of the above The liquid contactors are arranged facing each other so that the contact points (6) and (9) come into contact with and separate from each other.

(88a) (ssb)は光吸収体であり、素材の見掛
けの気孔率が85%以上の無機質あるいは無機質と有機
質の複合材料より成る多孔質材料にまつ゛C形成され、
かつ、しゃ断時に上記接点(6) (9)の間で発生し
たアーク94を両側から挾むように配設されている。
(88a) (ssb) is a light absorber, which is formed in a porous material made of an inorganic material or a composite material of inorganic and organic materials with an apparent porosity of 85% or more,
Moreover, it is arranged so as to sandwich the arc 94 generated between the contacts (6) and (9) from both sides when the contact is cut off.

(84a) (84b)は上記光吸収体(88a) (
88b)の補強を目的とし°C光吸収体(88a) (
88b)の外面側に一体的に設置された補強板であり、
絶縁物あるいは表面を絶縁処理された金属板で形成され
ている。
(84a) (84b) is the light absorber (88a) (
°C light absorber (88a) (
88b) is a reinforcing plate integrally installed on the outer surface side of the
It is made of an insulator or a metal plate with an insulated surface.

上記のような構成の開閉器によれは、接点(6) (9
)の間に発生したアーク<3′4は、前述の作用により
光吸収体(88a) (8ab)に吸収され、この場合
、光吸収体(88a) (88b)の外面側に補強板(
34a) ’(84b)を膜島していることから、下記
のような効果を秦し、安全で高信頼度の開閉器を安価に
提供できる。
If a switch with the above configuration is damaged, contact (6) (9
) is absorbed by the light absorbers (88a) (8ab) due to the above-mentioned action, and in this case, a reinforcing plate (
Since 34a)' (84b) is formed into a membrane, the following effects can be achieved, and a safe and highly reliable switch can be provided at a low cost.

(イ) しゃ断時、カバー(υベース(2〕内に発生す
る圧力1昇が抑制されるので、カバー(1)ベース(2
)の機械的強度に対する特別な注意か不要になり、累材
ルの大巾低顛か計れる。また、素伺患か同じなら機械的
強度の低い安価なグレードの素材を選定することを可能
にする。
(b) When the cover (υ base (2)
), it is no longer necessary to pay special attention to the mechanical strength of the material, and the width of the composite material can be measured. Furthermore, it is possible to select an inexpensive grade of material with low mechanical strength if the material is the same.

(ロ) しゃ断時の内圧上昇が抑制されるので、開閉器
からの排出火花量が減少し、大lea Mvしや師1時
のアークによる電源短絡事故等の2次災害が防止できる
ようになる。
(b) Since the increase in internal pressure during shutoff is suppressed, the amount of sparks emitted from the switch is reduced, making it possible to prevent secondary disasters such as power supply short-circuit accidents due to arcs in large lea Mv shields and 1 hour. .

(ハ) 開閉器の運搬もしくは誤って落下させたときの
振動、衝撃、あるいは大電流しゃ断時の衝撃などで光吸
収体が破損する危険性が、補強板の設置により解消され
る。特に、光吸収体の厚さが薄い場合1ここの補強板の
効果が大きい。
(c) The risk of damage to the light absorber due to vibrations and shocks when the switch is transported or accidentally dropped, or shocks when a large current is cut off, is eliminated by installing a reinforcing plate. Particularly, when the thickness of the light absorber is thin, the effect of the reinforcing plate 1 is large.

に) アークにより光吸収体が加熱さtllでも、補強
板へ効率よく熱伝導を行ない、光吸収体の焼損を防止す
ることができる。
) Even if the light absorber is heated by the arc, heat can be efficiently conducted to the reinforcing plate and burnout of the light absorber can be prevented.

(ホ) 補強板は、少なくとも表面が絶縁物になってい
るので、電流しゃ断時のアーク発生期間中、アークの足
(アーク発生点)が転移することなく、本来の目的とし
た光吸収体の機械的強度の向上を確実に達成することが
できる。
(E) Since the reinforcing plate has at least an insulating material on its surface, the legs of the arc (arc generation point) do not transfer during the arc generation period when the current is cut off, and the light absorber, which was the original purpose, can be used. Improved mechanical strength can be reliably achieved.

(へ) 光吸収体の材料として、ジルコニアあるいはマ
グネシア等を主成分とする無機、多孔物質を使用すると
、アークに直射されて高温に達した光吸収体表面が、ガ
ラス化することなく結晶化゛」るので、アーク期間中の
光吸収体の表面のメグオームが低下せず良好なしゃ断性
能が得られる。
(f) If an inorganic, porous material containing zirconia or magnesia as a main component is used as the material for the light absorber, the surface of the light absorber will crystallize without becoming vitrified when it reaches a high temperature due to direct exposure to the arc. Therefore, the megohm on the surface of the light absorber during the arc period does not decrease and good interrupting performance can be obtained.

(ト)  無機質の多孔質材料より成る光吸収体の表面
を熱処理したり、無機多孔物質に有機材を適当に複合さ
せると、内圧上昇抑制の作用に大きな妨げになることな
く、開閉器の振動、衝撃による光吸収体からの微粉末の
析出を防止することができる。
(g) By heat-treating the surface of a light absorber made of an inorganic porous material, or by appropriately compounding an inorganic porous material with an organic material, the vibration of the switch can be reduced without significantly hindering the internal pressure rise suppression effect. , it is possible to prevent the precipitation of fine powder from the light absorber due to impact.

なお、第10図は第9図に示した実施例に複数枚の金属
板製デアイオン消弧板a<を設けたもので、この実施例
によれは、前述の効果のほかに、消弧板C14)がアー
ク(2)を直接冷却して、電流零点での確実なしゃ断を
なさせることができる。
In addition, FIG. 10 shows the embodiment shown in FIG. 9 in which a plurality of de-ion arc-extinguishing plates a< made of metal plates are provided. C14) can directly cool the arc (2) and ensure reliable interruption at the current zero point.

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

第1図〜第8図は従来の回路しゃ断器の断面図で、それ
ぞれ異なった動作状態を示すU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uIJにアークが発生した様子を示す説明図、第6図
は無機質高多孔素材を示す斜視図、第7図は第6図の部
分拡大断面図、第8図はアークを発生させたときの、見
掛けの気孔率に刻する容し内圧力変化を示す曲線−1第
9図はこの発明の一実施例を部分的に示す斜視図、第1
0図はこの発明の他の実施例を部分的に示す斜視図であ
る。 図中、(5]は固定導体、(6)は固定接点、(8)は
可動導体、(9)は可動接点、a・0はデアイオン消弧
板、C888’)C88b’)は光吸収体、(84a)
(84b)は補1強板である。 なお、図中同一符号は夫々同一または相当部カを示す。 代理人  葛 野 信 − 第3図 22 ( 第4図 第ら図 第6図        第7図 第8図 第9図 第10図
Figures 1 to 8 are cross-sectional views of conventional circuit breakers, each showing different operating states. Figure 4 is an explanatory diagram showing how an arc is generated between the contacts, and Figure 5 is inside the container. Fig. 6 is a perspective view showing the inorganic highly porous material, Fig. 7 is a partially enlarged sectional view of Fig. 6, and Fig. 8 shows how an arc is generated. 9 is a perspective view partially showing an embodiment of the present invention.
FIG. 0 is a perspective view partially showing another embodiment of the present invention. In the figure, (5) is a fixed conductor, (6) is a fixed contact, (8) is a movable conductor, (9) is a movable contact, a and 0 are deion arc extinguishing plates, C888') C88b') are light absorbers , (84a)
(84b) is a reinforcement board. Note that the same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts. Agent Makoto Kuzuno - Figure 3 22 (Figure 4 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (υ導体とこの導体に固着された接点とにより構成され
て開閉動作をする少なくとも一対の接触子を有するもの
におい°C1素材の見掛は気孔率が35%以上の無機質
あるいは無機質と自機質の複合材料より成る多孔質材料
によって形成され、かつ、しゃ断時上記接点間に発生し
たアークを両側から挾み込む如く配設された光吸収体と
、少なくとも全表面が絶縁物で形成された上記光吸収体
の外面側に上記光吸収体と一体的に重ね合せた補強板と
を備えてなる開閉器。 (2ン光吸収体の表面を熱処理によって硬化させたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の開閉器。 (3)光吸収体は、マグネシアあるいはジルコニアで形
成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
2項記載の開閉器。 (4)対向する光吸収体の1に、磁性材料で形成された
複数枚のデアイオン消弧板を配設したことを特徴とする
特許請求の範囲第1項ないし第8項の何れかに記載の開
閉器。
[Claims] (A device that has at least one pair of contacts that open and close, consisting of a υ conductor and a contact fixed to the conductor.) The appearance of the C1 material is an inorganic material with a porosity of 35% or more. Alternatively, at least the entire surface is insulated with a light absorber made of a porous material made of a composite material of inorganic and organic materials, and arranged so as to sandwich the arc generated between the contacts from both sides at the time of disconnection. A switch comprising a reinforcing plate integrally stacked with the light absorber on the outer surface side of the light absorber made of a material. The switch according to claim 1, characterized in that the light absorber is made of magnesia or zirconia. (4) A plurality of de-ion arc-extinguishing plates made of a magnetic material are disposed on one of the opposing light absorbers, according to any one of claims 1 to 8. switch.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5619052A (en) * 1979-07-25 1981-02-23 Fujitsu Ltd Pattern correcting device
JPS5652841B2 (en) * 1979-07-19 1981-12-15

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