JPS63126136A

JPS63126136A - 消弧装置

Info

Publication number: JPS63126136A
Application number: JP27223586A
Authority: JP
Inventors: 青山　洋一
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1986-11-14
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1988-05-30

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、回路しゃ断器等に適用される消弧装置に関
するものである。

〔背景技術〕

第４図に示すように、開離により了−り５０を発生する
接点部５１と、この接点部５１の一方が内側に位置し両
端部５３が前記接点部５１の両側に位置するＵ字形をな
した磁気開極兼アーク駆動用のヨーク５４と、このヨー
ク５４の少なくとも前記接点部５１に対向する表面を被
覆した絶縁体５５とを備えた消弧装置が提案されている
。

この消弧装置は、短絡電流等の過大電流による接点部５
１の自己誘導磁場をヨーク５４により有効に接点部５１
に作用させて接点部５１を高速で磁気開極させるととも
に、接点部５１に発生したアーク５０を接点部５１から
離れる方向に駆動することによりアーク５０を伸長させ
て消弧させる。

またアーク５０の伸長する側に消弧グリッド５６を設け
てアーク５０を分割および冷却することにより消弧を促
進する。このため、この消弧装置は、有効な高速遮断の
手段として限流ブレーカに良く用いられる。

なお、ヨーク５４にアーク５０が橋絡するのを防止する
ため、耐アーク性の高い絶縁材料を使用した絶縁体５５
でヨーク５４の内側を被覆している。

しかしながら、このン肖弧装亙は、アーク５０の伸長効
果が十分でなく、消弧性能が良好でないという欠点があ
った。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、アークの伸長効果をより一層高める
ことができる消弧装置を提供することである。

〔発明の開示〕

この発明の消弧装置は、開離によりアークを発生する接
点部と、この接点部の一方が内側に位置し両端部が前記
接点部の両側に位置するＵ字形をなした磁気開極兼アー
ク駆動用のヨークと、このヨークの少なくとも内側面を
被覆して前記アークの熱により熱分解ガスを発生する絶
縁体とを備えたものである。

この発明の構成によれば、アークの熱により絶縁体が加
熱されて熱分解ガスを発生し、この熱分解ガスによりア
ークが急冷される。急冷されたアークは断面積が縮まっ
て電流密度が高くなり、ヨークのローレンツ力に基づ（
駆動力が大きくなるので、アークが接点部から急速に太
き（伸長される。このため、アークの伸長効果をより一
層高めることができる。

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、開離によりアーク
１を発生する接点部２と、この接点部２の一方が内側に
位置し両端部５が接点部２の両側に位置するＵ字形をな
した磁気開極兼アーク駆動用のヨーク６と、このヨーク
６の少なくとも内側面を被覆してアーク１の熱により；
熱分解ガスを発生ずる絶縁体７とを備えている。

前記接点部２は、接点３を存する可動接触子８と、接点
４を有する固定接触子９からなっている。

１０は固定接触子９の電源側端子であり、固定接触子９
の基端部を折り返してその端部に設けている。また可動
接触子８は短絡等の過大電流検出部（図示せず）を介し
てｆＡ、部側端子（図示せず）に接続される。接点部２
に短絡電流等の過大電流が流れたとき、過大電流検出部
が動作しこの動作に連動して回路しゃ断器の開閉・トリ
ップ機構がトリップ動作し、可動接触子８が開閉・トリ
ップ機＋＋＋等により開極する。このとき接点３．４間
にアークｌが発生する。

前記ヨーク６は、第２図に示すように、平面コ字形の鉄
板等の磁性薄板６ａを多数積層してＵ字形に形成してい
る。このヨーク６は固定接触子９を内側に位置させて、
両端部５を接点部２の両側に位置している。接点部２に
短絡電流等が流れると、固定接触子９のまわりの磁束が
を効にヨーク６に流れ、両端部５間に磁束Φが流れる。

この磁束Φが可動接触子１０を流れる電流に鎖交して可
動接触子１０を固定接触子９から離れる方向にローレン
ツ力が発生し、開閉・トリップ機構の動作により可動接
触子１０が開極動作する前に可動接触子ＩＯを高速に磁
気開極し、引き続いて開閉・トリップ機構の動作により
開極状態となる。同時に接点３．４間に発生したアーク
１が前記磁束φにより磁気駆動され、消弧グリッド１２
側に伸長する。

前記固定接触子９の接点４を有する先端にアーク走行板
１１が延出し、さらにアーク走行板１１に消弧グリッド
１２が配設されて、伸長したアーク１をさらに消弧グリ
ッド１２の切欠４１３内に誘引して、分割および冷却し
て消弧させる。

前記絶縁体７は、成形されたものをかしめや嵌合等の機
械的手段でヨーク６の内面に固定したり、また絶縁材料
をコーティングや蒸着する等の熱。

電気、化学的手段でヨーク６に一体化している。

この絶縁体７によりアーク１が橋絡するのを防止すると
ともに、アーク１により絶縁体７が加熱されると絶縁体
７は熱分解ガスを発生し、熱分解ガスによりアーク１を
冷却する。とくに後述の絶縁体７の場合、熱分解ガスと
して多量の水素ガスを発生し、水素ガスは熱の伝導率が
極めてよく冷却作用が極めて強いのでアーク１を急冷す
ることができる。冷却されたアークｌは断面積を縮めて
電流密度が大きくなり、前記磁束Φによる駆動力が大き
くなるので、急速にアーク１を伸長するとともに消弧グ
リッド１２に移行させる。

前記絶縁体７の好ましい実施例を下表に示す絶縁材料が
選択される。

（以下余白）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適用さ
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。

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Ｃ−Ｈｚ、ｌ−ｚ　
　ｎ＝　１．２．３・・・）中のｎ＝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指し、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、で特徴づけられる構造式の樹脂を指し、ポリカーボネー
ト樹脂は、で特徴づけられる構造式の樹脂を指している。

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、△１（ｖ
ｏｌは揮発物（熱分解ガス）を生成する結合のエネルギ
ーの和、ΔＨＣ−１＋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。またへＨｖｏｌ
／△）Ｉｃｐｄは、１１発物の生成のし易さを示し、△
Ｈｃ−＋／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。

°なお、結合エネルギーの値（電位　Ｋｃａｌ　／ｍｏ
ｌ）は、Ｃ−Ｃ：８３、Ｃ＝Ｃ：１４７、Ｃ−Ｈ：９９
、Ｃ−Ｎ　：　　７０、Ｃ＝Ｎ：２１３、Ｃ−０：　　
８４、Ｃ工Ｏ：１７１、Ｃ−Ｆ：１０５、Ｃ−Ｃ１：１
Ｂ、Ｃ−３ｉ：６９、Ｎ−Ｈ：　　９３、Ｏ−Ｈ：１１
０、○　ニア２７である。

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＠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、短絡を
流のピーク値をＩＫＡ、接点材料をＡｇ−ｗ（Ｗ４０％
）、接点開離速度を３ｍ／秒とした。図において、Ｑ、
はポリメチルペンテン、Ｑ２はポリメチルメタクリレー
ト、Ｑ。

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、、Ｑ、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。

また、前記絶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ヒートサイクル
を受けて熱劣化により絶縁体にクランクが発生するのを
防止する補強効果が得られる。なお、ガラス繊維を５〜
３５重世％に限定したのは、５重世％以下ではガラス繊
維による補強効果がな（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１員傷が激しくなる
ためである。

（以下余白）この実施例によれば、アークｌの熱により絶縁体７が加
熱されて熱分解ガスを発生し、この熱分解ガスによりア
ーク１が急冷される。急冷されたアーク１は断面積が縮
まって電流密度が高くなり、ヨーク６のローレンツ力に
基づく駆動力が大きくなるので、アーク１が接点部２か
ら急速に大きく伸長される。このため、アークｌの伸長
効果をより一層高めることができる。

なお、前記実施例は消弧グリッド１２を有するが、絶縁
体７の熱分解ガスに基づく伸長効果により十分にアーク
１を伸長させ消弧させることができるので、消弧グリッ
ド１２はなくてもよい。

〔発明の効果〕

この発明の消弧装置によれば、アークの熱により絶縁体
が加熱されて熱分解ガスを発生し、この熱分解ガスによ
りアークが急冷される。急冷されたアークは断面積が縮
まって電流密度が高くなり、ヨークのローレンツ力に基
づく駆動力が大きくなるので、アークが接点部から急速
に大きく伸長される。このため、アークの伸長効果をよ
り一層高めることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の斜視図、第２図はそのヨ
ークの斜視図、第３図は各種絶縁体のアーク電圧特性図
、第４図は提案例の断面図である。１・・・アーク、２・・・接点部、５・・・両端部、６
・・・ヨーク、７・・・絶縁体第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）開離によりアークを発生する接点部と、この接点
部の一方が内側に位置し両端部が前記接点部の両側に位
置するＵ字形をなした磁気開極兼アーク駆動用のヨーク
と、このヨークの少なくとも内側面を被覆して前記アー
クの熱により熱分解ガスを発生する絶縁体とを備えた消
弧装置。
（２）前記絶縁体の絶縁材料の構造式が ▲数式、化学式、表等があります▼ で表され、かつＲはアルキル基でＣ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿＋
＿１（ｎ＝１、２…）で表される特許請求の範囲第（１
）項記載の消弧装置。
（３）前記絶縁材料がポリメチルペンテン樹脂である特
許請求の範囲第（２）項記載の消弧装置。
（４）前記絶縁材料がポリブチレン樹脂である特許請求
の範囲第（２）項記載の消弧装置。
（５）前記絶縁体の絶縁材料の構造式が ▲数式、化学式、表等があります▼ で表される特許請求の範囲第（１）項記載の消弧装置。
（６）前記絶縁材料がポリメチルメタクリレート樹脂で
ある特許請求の範囲第（５）項記載の消弧装置。
（７）前記絶縁材料はガラス繊維を５〜３５重量％充填
している特許請求の範囲第（２）項、第（３）項、第（
４）項、第（５）項または第（６）項記載の消弧装置。