JPS63133420A - Arc extinguisher - Google Patents

Arc extinguisher

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Publication number
JPS63133420A
JPS63133420A JP28037186A JP28037186A JPS63133420A JP S63133420 A JPS63133420 A JP S63133420A JP 28037186 A JP28037186 A JP 28037186A JP 28037186 A JP28037186 A JP 28037186A JP S63133420 A JPS63133420 A JP S63133420A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arc
exhaust
opening
pyrolysis gas
back plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP28037186A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
健彦 岡田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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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】 〔技術分野〕 この発明は、回路しゃ断器や電磁接触器等に適用される
消弧装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to an arc extinguishing device applied to a circuit breaker, an electromagnetic contactor, etc.

〔背景技術〕[Background technology]

回路しゃ断器等の接点部の開閉動作にともなって接点部
に発生するアークを消弧室に導くため、通常、接点部の
接点および接触子で構成されるU字形態により自己誘導
磁場を形成したり、積極的にブローアウトコイル等を接
点部に設けてアークを接点から離れる方向に磁気駆動す
るようにしている。このように駆動されたアークの消弧
は従来、第4図ないし第8図のような手段により行われ
ていた。
In order to guide the arc generated in the contact part of a circuit breaker etc. to the arc extinguishing chamber when the contact part opens and closes, a self-induced magnetic field is usually created by the U-shaped structure made up of the contact point and the contact element of the contact part. Alternatively, a blowout coil or the like is actively provided at the contact portion to magnetically drive the arc in a direction away from the contact. Extinguishing the arc driven in this manner has conventionally been carried out by the means shown in FIGS. 4 to 8.

すなわち、第4図は絶縁材料による冷却消弧方式であり
、接点部50に隣接する消弧室51を絶縁材料で構成し
たものである。接点部5oは自己誘導磁場を形成するU
字形態に構成している。52はアークである。このもの
は、消弧室51を回路しゃ断器等のケースで構成するこ
とができ、構成がきわめて簡単でコストが安いという利
点がある。
That is, FIG. 4 shows a cooling arc extinguishing method using an insulating material, in which an arc extinguishing chamber 51 adjacent to the contact portion 50 is made of an insulating material. The contact portion 5o forms a self-induced magnetic field.
It is structured in the form of letters. 52 is an arc. This device has the advantage that the arc extinguishing chamber 51 can be constructed from a case such as a circuit breaker, and the construction is extremely simple and the cost is low.

しかし、磁気駆動されたアーク52は消弧室51で単に
冷却されるだけのため、アーク電圧が低くしゃ断能力は
低いという欠点がある。
However, since the magnetically driven arc 52 is simply cooled in the arc extinguishing chamber 51, there is a drawback that the arc voltage is low and the breaking ability is low.

第5図および第6図は磁性体による冷却方式であり、消
弧室51内にU字形をなす磁性体(通常は鉄板)53を
配置し、その開口側が接点部5゜に対向するようにして
いる。このものは、磁性体53にアーク52による磁束
が通り、この磁束によりアーク52を強力に吸引し、磁
性体53によりアーク52を急速に冷却することができ
る。しかも、構造が比較的簡単である。しかし、アーク
52を磁性体53により短絡するため、アーク52の伸
長効果(陽光柱電圧の上昇)は得られず、高いアーク電
圧を得ることができないという欠点がある。
Figures 5 and 6 show a cooling method using a magnetic material, in which a U-shaped magnetic material (usually an iron plate) 53 is placed inside the arc extinguishing chamber 51, and its opening side faces the contact portion 5°. ing. In this case, the magnetic flux caused by the arc 52 passes through the magnetic body 53, the arc 52 is strongly attracted by this magnetic flux, and the arc 52 can be rapidly cooled by the magnetic body 53. Furthermore, the structure is relatively simple. However, since the arc 52 is short-circuited by the magnetic material 53, the elongation effect of the arc 52 (increase in positive column voltage) cannot be obtained, and there is a drawback that a high arc voltage cannot be obtained.

第7図および第8図は消弧グリッド56による分割方式
であり、アーク52を吸引する切欠54を形成した複数
のグリッド板55を連結板57により間隔をおいて積層
して消弧グリ・ノド56を形成し、この消弧グリッド5
6を消弧室51内に配置している。このものは、アーク
52を磁気効果により吸引するとともに、図のようにグ
リッド板55によりアーク52を分割するため、分割に
よる陰極降下電圧の上昇により高いアーク電圧を発生す
る。しかし、第5図および第6図と比べて磁気吸引力が
小さく、しかも構造が複雑で大型化しコスト高になると
いう欠点がある。
7 and 8 show a division method using an arc extinguishing grid 56, in which a plurality of grid plates 55 with cutouts 54 for attracting the arc 52 are stacked at intervals by a connecting plate 57 to form an arc extinguishing grid. 56, and this arc extinguishing grid 5
6 is arranged in the arc extinguishing chamber 51. This device attracts the arc 52 by magnetic effect and also divides the arc 52 by the grid plate 55 as shown in the figure, so that a high arc voltage is generated due to the increase in cathode drop voltage caused by the division. However, compared to FIGS. 5 and 6, the magnetic attraction force is small, and the structure is complicated and large, resulting in high cost.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明の目的は、構造が簡単でしかも高いアーク電圧
が得られる消弧装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide an arc extinguishing device that has a simple structure and can obtain a high arc voltage.

〔発明の開示〕[Disclosure of the invention]

この発明の消弧装置は、背板と一対の側板とでU字形に
形成されて前記背板側の一対の開口の一方をアーク進入
用開口部とし他方を排気用開口部とした磁性体と、この
磁性体の内側を被覆してアーク熱により熱分解ガスを発
生する絶縁体とを備え、前記磁性体の前記背板の前記排
気用開口部側に前記排気用開口部に連続する排気用切欠
部を形成したことを特徴とするものである。
The arc extinguishing device of the present invention includes a magnetic material formed in a U-shape by a back plate and a pair of side plates, and one of the pair of openings on the back plate side is an arc entry opening and the other is an exhaust opening. , an insulator that covers the inside of the magnetic material and generates pyrolysis gas by arc heat, and an exhaust hole connected to the exhaust opening on the exhaust opening side of the back plate of the magnetic material It is characterized by having a notch formed therein.

この発明の構成によれば、磁性体によるアークの吸引に
よりアークを伸長することができ、また絶縁体からの熱
分解ガスによりアークを冷却することができ、しかも排
気用切欠部により排気用開口部とともにアークガスおよ
び熱分解ガスの排気面積を広くすることができるためア
ークの伸長および冷却を促進することができる。このた
め、構造が簡単でしかも高いアーク電圧が得られる。
According to the configuration of this invention, the arc can be extended by attraction of the arc by the magnetic material, the arc can be cooled by pyrolysis gas from the insulator, and the exhaust opening is formed by the exhaust notch. At the same time, the evacuation area for arc gas and pyrolysis gas can be increased, so that arc expansion and cooling can be promoted. Therefore, the structure is simple and high arc voltage can be obtained.

実施例 この発明の一実施例を第1図ないし第3図に基づいて説
明する。すなわち、この消弧装置は、背板1と一対の側
板2.3とでU字形に形成されて背板1側の一対の開口
の一方をアーク進入用開口部4とし他方を排気用開口部
5とした磁性体6と、この磁性体6の内側を被覆してア
ーク熱により熱分解ガスを発生する絶縁体7とを備え、
磁性体6の背板lの排気用開口部5側に排気用開口部5
に連続する排気用切欠部8を形成している。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. That is, this arc extinguishing device is formed into a U-shape by a back plate 1 and a pair of side plates 2.3, and one of the pair of openings on the back plate 1 side is an arc entry opening 4 and the other is an exhaust opening. 5, and an insulator 7 that covers the inside of the magnetic material 6 and generates pyrolysis gas by arc heat,
An exhaust opening 5 is provided on the exhaust opening 5 side of the back plate l of the magnetic body 6.
An exhaust notch 8 is formed which is continuous with the exhaust gas.

前記アーク進入用開口部4には接点部9が配置され、接
点部9は固定接点10を有する固定接触子11と、固定
接点lOに接離する可動接点12を有する可動接触子1
3からなっている。
A contact portion 9 is disposed in the arc entry opening 4, and the contact portion 9 includes a fixed contact 11 having a fixed contact 10, and a movable contact 1 having a movable contact 12 that contacts and separates from the fixed contact IO.
It consists of 3.

前記磁性体6は鉄等の金属を実施例としている。The magnetic material 6 is made of metal such as iron.

前記絶縁体7は電気的絶縁性を有するとともにアーク熱
により熱分解ガスを発生する絶縁材料とくに高分子材料
を用いるが、好ましい実施例を下表に示す。
The insulator 7 is made of an insulating material, particularly a polymer material, which has electrical insulation properties and generates pyrolysis gas by arc heat. Preferred examples are shown in the table below.

この表中、ポリメチルペンテン樹脂、ポリブチレン樹脂
およびポリメチルメタクリレート樹脂が本発明に通用さ
れるものであり、ポリブチレンテレフタレート樹脂およ
びポリカーボネート樹脂は従来消弧室材料として用いら
れているもので比較の意味で示したものである。
In this table, polymethylpentene resin, polybutylene resin, and polymethyl methacrylate resin are applicable to the present invention, and polybutylene terephthalate resin and polycarbonate resin are conventionally used as arc-extinguishing chamber materials and are used for comparison. This is shown in .

この表において、ポリメチルペンテン樹脂は、で特徴づ
けられる構造式(Rはアルキル基でCn Hza*++
  n−1,2,3”・)中のnwa 3の樹脂を指し
、ポリブチレン樹脂は前記構造式のn−1すなわち で特徴づけられる構造式の樹脂を措し、ポリメチルメタ
クリレート樹脂は、 で特徴づけられる構造式の樹脂を指し、ポリブチレンテ
レフタレート樹脂は、 ボネート樹脂は、 で特徴づけられる構造式の樹脂を指している。
In this table, polymethylpentene resin is characterized by the structural formula (R is an alkyl group and Cn Hza*++
refers to resins with nwa 3 in n-1,2,3''・), polybutylene resins refer to resins with a structural formula characterized by n-1 of the above structural formula, and polymethyl methacrylate resins are characterized by Polybutylene terephthalate resin refers to a resin with a structural formula characterized by . Bonate resin refers to a resin with a structural formula characterized by .

ここで、ΔHcpdは化合物を構成するすべての結合の
エネルギーの総和、ΔHcは化合物の熱分解反応におい
てカーボンを生成する結合のエネルギーの和、ΔHvo
lは揮発物(熱分解ガス)を生成する結合のエネルギー
の和、ΔHe−1lは熱分解ガスとして水素を生成する
C−H結合のエネルギーの和である。またΔHvol/
△Hcpdは、揮発物の生成のし易さを示し、Δt(c
−w /ΔHcpdは水素ガスの発生のし易さを示すも
のである。この表に見られるように、本発明で用いると
ころのポリメチルペンテン樹脂、ポリブチレン樹脂およ
びポリメチルメタクリレート樹脂は従来の絶縁材料に比
べて熱分解反応時に熱分解生成物としてガス特に水素ガ
スを発生しやすいことが分かる。
Here, ΔHcpd is the sum of the energies of all the bonds constituting the compound, ΔHc is the sum of the energies of the bonds that produce carbon in the thermal decomposition reaction of the compound, ΔHvo
1 is the sum of energy of bonds that produce volatile matter (pyrolysis gas), and ΔHe-1l is the sum of energy of C-H bonds that produce hydrogen as pyrolysis gas. Also ΔHvol/
ΔHcpd indicates the ease with which volatiles are generated, and Δt(c
-w/ΔHcpd indicates the ease with which hydrogen gas is generated. As seen in this table, the polymethylpentene resin, polybutylene resin, and polymethyl methacrylate resin used in the present invention generate gases, especially hydrogen gas, as thermal decomposition products during thermal decomposition reactions, compared to conventional insulating materials. It turns out it's easy.

゛なお、結合エネルギーの値(単位 Kcal /ma
t)は、C−C:83、C−C:147、C−H:99
、C−Nニア0、C=N:213、C−0:  84、
C−o: 171、C−F2O3、C−(,1ニア8、
C−3t:69、N−H:  93、O−H: l l
01Q  7727である。
゛The value of binding energy (unit: Kcal/ma
t) is CC: 83, CC: 147, CH: 99
, C-N near 0, C=N: 213, C-0: 84,
C-o: 171, C-F2O3, C-(,1 near 8,
C-3t: 69, N-H: 93, O-H: l l
It is 01Q 7727.

また第3図は各種の絶縁材料を用い、短絡試験を行った
場合のアーク電圧を示す、なお、短絡試験はコンデンサ
の放電により行った。すなわち、充電したコンデンサの
両端を限流抵抗を介して回路しゃ断器で短絡し、しゃ断
時の接点間のアーク電圧を測定した。この場合、短絡電
流のピーク値をIKA、接点材料をAg−W(W40χ
)、接点開離速度を3m/秒とした0図において、Ql
はポリメチルペンテン、Qtはポリメチルメタクリレー
ト、Q3はポリブチレンテレフタレート、Q4はセラミ
ックである。この図からQ+ 、Qzのアーク電圧が高
くしゃ断性能が優れていることがわかる。
Moreover, FIG. 3 shows the arc voltage when a short circuit test was performed using various insulating materials.The short circuit test was performed by discharging a capacitor. That is, both ends of the charged capacitor were short-circuited with a circuit breaker via a current-limiting resistor, and the arc voltage between the contacts was measured when the capacitor was cut off. In this case, the peak value of the short circuit current is IKA, and the contact material is Ag-W (W40χ
), and in the diagram 0 where the contact opening speed is 3 m/s, Q
is polymethylpentene, Qt is polymethyl methacrylate, Q3 is polybutylene terephthalate, and Q4 is ceramic. From this figure, it can be seen that the arc voltages of Q+ and Qz are high and the breaking performance is excellent.

また、前記!縁材料にガラス繊維を重量比で5〜35重
量%充填すると、接点部の開閉により熱し一トサイクル
を受けて熱劣化により絶縁体にクラックが発生するのを
防止する補強効果が得られる。なお、ガラス繊維を5〜
35重景%に限定したのは、5重量%以下ではガラス繊
維による補強効果がなくなるためであり、また35重量
%以上は絶縁体の熱分解の効果が少なくなるとともにガ
ラス繊維の成形性が悪くなり金型の損傷が激しくなるた
めである。
Also, the above! When the edge material is filled with 5 to 35% by weight of glass fiber, a reinforcing effect can be obtained to prevent cracks from occurring in the insulator due to thermal deterioration caused by heating and one cycle of opening and closing of the contact portion. In addition, the glass fiber is
The reason why the content is limited to 35% by weight is because if it is less than 5% by weight, the reinforcing effect of the glass fiber will be lost, and if it is more than 35% by weight, the effect of thermal decomposition of the insulator will be reduced and the moldability of the glass fiber will be poor. This is because the damage to the mold becomes severe.

(以下余白) この消弧装置は、接点部9に過大電流が流れ、可動接触
子13が回路しゃ断器のトリップ機構等によりしゃ断動
作すると、可動接点12と固定接点10との間に第2図
に示すようにアーク14が発生する。発生したアーク1
4はアーク14のまわりに発生する磁束が磁性体6に集
中し、アーク進入用開口部4にアーク14に鎖交する磁
束が発生する。この磁束によりアーク14にローレンツ
力が作用し、磁性体6の背板1側にアーク14が吸引さ
れてアーク14が第2図に示すように伸長する。またア
ーク14により絶縁体7が加熱されると絶縁体より熱分
解ガスが発生して熱分解ガスによりアーク14を冷却す
る。さらにアーク14の発生に伴うアークガスおよび熱
分解ガスが排気用開口部5から排気されるが、排気用切
欠部8を有するため排気面積が大きく、このため排気し
易いのでアーク14が効果的に矢印の方向に伸長され、
これによりアーク電圧が高くなる。
(Left below) In this arc extinguishing device, when an excessive current flows through the contact portion 9 and the movable contact 13 is disconnected by a trip mechanism of a circuit breaker, etc., the arc extinguishing device is constructed between the movable contact 12 and the fixed contact 10 as shown in Fig. 2. An arc 14 is generated as shown in FIG. Arc generated 1
4, magnetic flux generated around the arc 14 is concentrated on the magnetic body 6, and magnetic flux interlinking with the arc 14 is generated in the arc entry opening 4. This magnetic flux causes a Lorentz force to act on the arc 14, and the arc 14 is attracted to the back plate 1 side of the magnetic body 6, causing the arc 14 to expand as shown in FIG. Further, when the insulator 7 is heated by the arc 14, pyrolysis gas is generated from the insulator, and the arc 14 is cooled by the pyrolysis gas. Furthermore, the arc gas and pyrolysis gas accompanying the generation of the arc 14 are exhausted from the exhaust opening 5, but since the exhaust opening 5 has the exhaust area, the exhaust area is large, and therefore it is easy to exhaust, so that the arc 14 is effectively is stretched in the direction of
This increases the arc voltage.

この実施例によれば、磁性体6によるアーク14の吸引
によりアーク14を伸長することができ、また絶縁体7
からの熱分解ガスによりアーク14を冷却することがで
き、しかも排気用切欠部8により排気用開口部5ととも
にアークガスおよび熱分解ガスの排気面積を広くするこ
とができるためアーク14の伸長および冷却を促進する
ことができる。このため、構造が簡単でしかも高いアー
ク電圧が得られる。
According to this embodiment, the arc 14 can be extended by attraction of the arc 14 by the magnetic body 6, and the insulator 7
The arc 14 can be cooled by the pyrolysis gas from the pyrolysis gas, and since the exhaust notch 8 and the exhaust opening 5 can widen the exhaust area of the arc gas and the pyrolysis gas, the expansion and cooling of the arc 14 is facilitated. can be promoted. Therefore, the structure is simple and high arc voltage can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明の消弧装置によれば、磁性体によるアークの吸
引によりアークを伸長することができ、また絶縁体から
の熱分解ガスによりアークを冷却することができ、しか
も排気用切欠部により排気用開口部とともにアークガス
および熱分解ガスの排気面積を広くすることができるた
めアークの伸長および冷却を促進することができる。こ
のため、構造が簡単でしかも高いアーク電圧が得られる
という効果がある。
According to the arc extinguishing device of the present invention, the arc can be extended by attraction of the arc by the magnetic material, and the arc can be cooled by the pyrolysis gas from the insulator. Since the exhaust area of arc gas and pyrolysis gas can be increased together with the opening, expansion and cooling of the arc can be promoted. Therefore, the structure is simple and high arc voltage can be obtained.

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

第1図はこの発明の一実施例の斜視図、第2図はその断
面図、第3図は各種絶縁体のアーク電圧特性図、第4図
は従来例の要部断面図、第5図は他の従来例の要部断面
図、第6図はその磁性体の断面図、第7図はさらに他の
従来例の要部断面図、第8図はその消弧グリッドの正面
図である。 1・・・背板、2.3・・・側板、4・・・アーク進入
用開口部、5・・・排気用開口部、6・・・磁性体、7
・・・絶縁体、8・・・排気用切欠部 第2図
Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view thereof, Fig. 3 is an arc voltage characteristic diagram of various insulators, Fig. 4 is a sectional view of main parts of a conventional example, and Fig. 5 6 is a sectional view of the main part of another conventional example, FIG. 6 is a sectional view of the magnetic material, FIG. 7 is a sectional view of the main part of another conventional example, and FIG. 8 is a front view of the arc extinguishing grid. . DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Back plate, 2.3... Side plate, 4... Arc entry opening, 5... Exhaust opening, 6... Magnetic material, 7
...Insulator, 8...Exhaust notch Fig. 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 背板と一対の側板とでU字形に形成されて前記背板側の
一対の開口の一方をアーク進入用開口部とし他方を排気
用開口部とした磁性体と、この磁性体の内側を被覆して
アーク熱により熱分解ガスを発生する絶縁体とを備え、
前記磁性体の前記背板の前記排気用開口部側に前記排気
用開口部に連続する排気用切欠部を形成したことを特徴
とする消弧装置。
A magnetic body formed in a U-shape by a back plate and a pair of side plates, with one of the pair of openings on the back plate serving as an opening for arc entry and the other as an opening for exhaust, and the inside of this magnetic body being coated. and an insulator that generates pyrolysis gas by arc heat.
An arc extinguishing device characterized in that an exhaust notch that is continuous with the exhaust opening is formed on the exhaust opening side of the back plate of the magnetic material.
JP28037186A 1986-11-25 1986-11-25 Arc extinguisher Pending JPS63133420A (en)

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