專利名稱：消弧用絕緣成型物及使用其的斷路器的制作方法
消弧用絕緣成型物及使用其的斷路器技術領域
本發(fā)明為涉及消弧用絕緣成型物以及使用其的配線用斷流器和漏電斷流器等斷 路器的技術。
背景技術：
配線用斷流器和漏電斷流器是用于通過在因過負荷、短路等主要原因在二次側(cè)回 路(負荷、電路)流過異常電流時將電路開放，將來自一次側(cè)的電源供給斷流，從而使負荷 回路和電線避免損害的裝置。
在這樣的配線用斷流器和漏電斷流器中，在過電流或額定電流的通電時，使活動 觸頭的接點和固定觸頭的接點離開時，在兩者之間產(chǎn)生電弧。將斷流時產(chǎn)生電弧附近的活 動觸頭和固定觸頭示意地表示在圖1(a)和圖1(b)中。圖1(b)為沿著圖1(a)中的Ib^b 的截面，是圖1(a)中所示的消弧裝置的側(cè)視圖。電弧成為對斷路器的構成部件的熱的和 電磁力的負擔，因此有必要迅速地進行消弧。為了迅速地進行電弧的消弧，如圖1(a)和圖 1 (b)所示，在活動觸頭1的活動接點2和固定觸頭3的固定接點4的周邊部配置有助于電 弧的消弧的消弧用絕緣成型物5。如圖1(a)所示，例如，從兩肋夾持活動觸頭1和固定觸頭 3來配置消弧用絕緣成型物5。消弧用絕緣成型物暴露于電弧時，構成該成型物的材料自身 分解而產(chǎn)生氣體，通過產(chǎn)生的氣體導致的電弧的冷卻和產(chǎn)生的氣體的噴射導致的電弧的延 伸等，有助于電弧的消弧。
此外，消弧用絕緣成型物，如圖2所示，還發(fā)揮將在活動接點和固定接點之間產(chǎn)生 的電弧拉伸，將其推入具有消弧板的消弧裝置中的作用。圖2中所示的消弧裝置將由磁性 體金屬制成的多個消弧板6 (格柵)彼此介由空隙地層疊排列，在各消弧板6中具有切口部 7。將消弧用絕緣成型物以夾持活動接點2和固定接點4的方式配置(參照圖1)，發(fā)揮將在 該接點間產(chǎn)生的電弧8引入并截斷，通過電極下降電壓的產(chǎn)生和電弧的冷卻等將限流即過 電流抑制得更低的作用。
消弧用絕緣成型物的材料，例如，特開昭64-77811號公報中公開了聚甲基戊烯和 蜜胺樹脂等絕緣材料等作為因絕緣體的熱分解而產(chǎn)生氫氣的材料。另外，特開2001-176372 號公報中公開了使用以脂肪族酮樹脂為主成分的樹脂，特開2007-149486號公報中公開了 使用尼龍、特氟隆(注冊商標)等材料作為消弧用絕緣成型物。發(fā)明內(nèi)容
由于低壓配線用設備的大容量化、省空間化，配線用斷流器和漏電斷流器等的小 型化變得必要。由于這些斷路器的小型化，斷流時的電弧產(chǎn)生的對構成部件的熱的、電磁力 的負擔增加，要求將斷流時的過電流抑制得更低。作為結果，要求消弧用絕緣成型物產(chǎn)生的 電弧的冷卻和該成型物的消弧性能的進一步改善。
上述文獻中所示的以往的消弧用絕緣成型物，未能得到對應小型化的足夠的限流 性能。本發(fā)明為了解決該問題，以提供即使過電流斷流時也能將電弧迅速冷卻，同時將全部電弧迅速導入消弧裝置，具有高斷流性能的斷路器為目的。
本發(fā)明涉及的第1消弧用絕緣成型物，是配置在斷路器的觸頭對周邊的消弧用絕 緣成型物，其特征在于，含有選自嘧啶、嘧啶衍生物、嘌呤、嘌呤衍生物、四唑和四唑衍生物 中的1種以上的化合物。
本發(fā)明涉及的第2消弧用絕緣成型物，其特征在于，上述消弧用絕緣成型物中所 含的嘧啶衍生物為選自尿嘧啶、尿嘧啶衍生物、胸腺嘧啶、胸脲嘧啶衍生物、胞嘧啶和胞嘧 啶衍生物中的任1種或者它們中2種以上的混合物。
本發(fā)明涉及的第3消弧用絕緣成型物，其特征在于，上述消弧用絕緣成型物中所 含的嘌呤衍生物為選自黃嘌呤、黃嘌呤衍生物、可可堿、可可堿衍生物、鳥嘌呤、鳥嘌呤衍生 物、腺嘌呤和腺嘌呤衍生物中的任1種或者它們中2種以上的混合物。
本發(fā)明涉及的第4消弧用絕緣成型物，其特征在于，上述消弧用絕緣成型物中所 含的四唑衍生物是聯(lián)四唑二銨。
本發(fā)明涉及的第5消弧用絕緣成型物，其特征在于，上述消弧用絕緣成型物中所 含主要的基體樹脂為聚酰胺。
本發(fā)明涉及的斷路器，其具有設置有固定接點的固定觸頭、設置有活動接點的活 動觸頭、使活動觸頭動作的開閉機構部、將固定接點和活動接點離開時產(chǎn)生的電弧消弧的 消弧裝置、和在由上述固定觸頭和上述活動觸頭構成的觸頭對周邊的消弧用絕緣成型物， 其特征在于，使用上述任一方式的消弧用絕緣成型物。
作為本發(fā)明涉及的斷路器的其它方式，上述斷路器具有絕緣容器，具有固定于該 絕緣容器的固定觸頭和通過開閉機構部進行開閉動作的活動觸頭的斷流部，和使所述固定 接點和所述活動接點之間產(chǎn)生的電弧轉(zhuǎn)移到多段重疊的消弧板的移動導體，在由所述固定 觸頭和所述活動觸頭構成的觸頭對周邊具有消弧用絕緣成型物，其特征在于，使用上述任 一方式的消弧用絕緣成型物。
根據(jù)本發(fā)明，在接點附近配置的消弧用絕緣成型物中，含有選自嘧啶、嘧啶衍生 物、嘌呤、嘌呤衍生物、四唑和四唑衍生物中的至少1種的化合物或者2種以上的混合物，因 此消弧用絕緣成型物因暴露于電弧而引起的分解產(chǎn)生的氣體量變多。因此，通過電弧的冷 卻、氣體噴射產(chǎn)生的電弧的延伸等促進電弧的消弧，能將大電流流過時的斷流時的過電流 抑制得低，能得到斷流性能優(yōu)異的斷路器。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過在接點附近設置的消弧用絕緣成型物因電弧產(chǎn)生的分解 氣體的貢獻，能夠提高限流性能，因此在事故發(fā)生等的過電流斷流時，由于注入斷路器自身 的能量的降低，對斷路器的構造物的負擔減輕，斷路器的小型化成為可能。
根據(jù)此發(fā)明，能提供即使在大電流斷流時也能將電弧冷卻，同時將全部電弧迅速 地導入消弧裝置，具有高斷流性能的斷路器。
圖1(a)為示意地表示本發(fā)明的消弧裝置斷流時的樣子的截面圖，圖1(b)為示意 地表示沿圖1(a)的rt-Ib的消弧裝置斷流時的樣子的側(cè)視圖。
圖2為表示本發(fā)明的消弧裝置的斷開狀態(tài)的側(cè)視說明圖。
圖3為表示本發(fā)明的斷路器的一例的接觸時(接通狀態(tài))的截面圖。
圖4為圖3中所示本發(fā)明的斷路器的一例的部分截面圖，是表示斷路器斷流時 (斷開狀態(tài))的圖。
圖5(a)為示意地表示固定觸頭和消弧用絕緣成型物的配置關系的一例的側(cè)視 圖，圖5(b)為圖5(a)的俯視圖。
圖6為表示本發(fā)明的斷路器的另一例的斷流時(斷開狀態(tài))的部分截面圖。
圖7(a)為表示用于消弧用絕緣成型物的絕緣性評價的裝置的正視圖，圖7(b)為 圖7 (a)的側(cè)視圖。
具體實施方式
以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應予說明，在以下的實施方式的說明中，使用附圖 進行說明，本申請的附圖中標記相同附圖標記的表示同一部分或者相當部分。
以下根據(jù)圖1 圖6說明本發(fā)明涉及的斷路器的實施方式。
圖1(a)為示意地表示本發(fā)明涉及的斷路器中消弧裝置斷流時的樣子的截面圖， 圖1(b)為示意地表示沿圖1(a)的H3-Ib的消弧裝置斷流時的樣子的側(cè)視圖。圖1(a)和 圖1 (b)中，在活動觸頭1的開動側(cè)設置活動接點2，在固定觸頭3的一端并且與活動接點2 對應的位置設置固定接點4，以將活動接點2和固定接點4的周圍夾持的方式設置消弧用絕 緣成型物5。本發(fā)明涉及的斷路器，其特征在于，在圖1(a)和圖1(b)中，在暴露于在活動接 點2和固定接點4之間產(chǎn)生的電弧的部分設置含有特定化合物的消弧用絕緣成型物5。
其次，對斷路器的動作進行說明。圖1(a)和圖1(b)中，通過開閉機構部(參照圖 3和圖4)動作，活動觸頭1轉(zhuǎn)動，成為活動接點2和固定接點4接觸或者離開的結構。通過 使接點之間接觸，從電源向負荷供給電力。為確保通電的可靠性，以規(guī)定的接觸壓力將活動 接點2壓到固定接點4。
短路事故等發(fā)生，大的過電流在回路中流動時，活動接點2和固定接點4之間的接 觸面的電磁斥力變得非常強。為了克服加在上述活動接點2的接觸壓力，活動觸頭1轉(zhuǎn)動， 活動接點2和固定接點4離開，進而通過開閉機構部和斷開裝置的動作，隨著固定接點4和 活動接點2的離開距離增大，電弧阻抗增大，由此電弧電壓上升。
在這樣的斷流動作中，在活動接點2和固定接點4之間，因電弧而在短時間即數(shù)毫 秒內(nèi)產(chǎn)生大量的能量。此時，通過將在消弧裝置的側(cè)面設置的消弧用絕緣成型物暴露于電 弧而產(chǎn)生分解氣體，通過產(chǎn)生的分解氣體將電弧冷卻并消弧。
另外，圖2為以一定間隔層疊了具有U字型、V字型的切口部7的多個消弧板6的 斷路器的消弧裝置部分的側(cè)視圖。利用磁力將活動接點2和固定接點4之間產(chǎn)生的電弧8 向消弧板20的方向吸引并伸長，因此電弧電壓進一步上升。進而，通過拉入作為消弧裝置 的由多塊板構成的金屬制消弧板中，使過電流限流，將電弧消弧，將回路斷流。
對于上述斷路器進行更詳細的說明。圖3和圖4為本發(fā)明的斷路器的一例的截面 示意圖，圖3表示斷路器接觸時(接通狀態(tài))，圖4為圖3中所示的斷路器的一部分并且表 示斷路器斷流時(斷開狀態(tài))。圖3和圖4中，斷路器具有由銅等導體構成的活動觸頭1、 在活動觸頭1的一端固定的活動接點2、與活動接點2接觸和分離的固定接點4、固定著固 定接點4的由銅等導體構成的固定觸頭3、和在固定觸頭3的另一端部構成的電源側(cè)的端 子部9，從外部電源連接配線。將消弧裝置100部分中的消弧板6彼此介由空隙層疊排列。消弧裝置100由將在活動接點2和固定接點4之間產(chǎn)生的電弧冷卻和消弧的磁性體金屬構 成的多塊消弧板6(格柵)、在兩側(cè)保持格柵的消弧側(cè)板Ila(圖3和圖4中示出消弧側(cè)板 的單側(cè))和消弧用絕緣成型物5構成。消弧用絕緣成型物5和消弧側(cè)板Ila由絕緣材料構 成，消弧用絕緣成型物5含有后述特定的材料。消弧用絕緣成型物5設置在活動接點2和 固定接點4之間，以使固定接點4露出，將暴露于電弧的固定觸頭3的全面覆蓋的方式設置 (參照圖5(a)和圖5(b))。上述斷路器中還具有例如轉(zhuǎn)動地開閉驅(qū)動活動觸頭1的開閉機 構部110、用于用手動操作該開閉機構部110的把手13、斷開裝置部120和負荷側(cè)的端子部 10等。蓋14和基座15容納和/或固定上述各部件，構成框體19的一部分。將端子部9與 框體19內(nèi)隔離的端板17具有將因電弧產(chǎn)生的熱氣體排出的排氣孔17a，插入安裝于設置于 基座15的導槽16。還設置有使電弧向消弧板lib的中央移動的電弧流道18。
對于上述消弧用絕緣成型物和觸頭對(固定觸頭和活動觸頭)的配置關系，圖 5(a)中示出觸頭對的側(cè)視圖和圖5(b)中示出圖5(a)的平面圖。圖5 (a)和圖5(b)中，消 弧用絕緣成型物5設置在活動觸頭1的活動接點2和固定觸頭3的固定接點4的觸頭對附 近，以使固定接點4露出，將暴露于電弧的固定觸頭3的全面覆蓋的方式設置。
圖6為示意地表示斷路器的消弧室部的另一例的側(cè)視圖。沒有圖示，但這樣的消 弧室部在絕緣物構成的容器(絕緣容器)中，一體容納有檢測異常電流并發(fā)出斷路指令的 繼電器部和作為同一指令的傳達位置的驅(qū)動機構部等。如圖6中所示，消弧室部100具有 具有固定接點4的固定側(cè)移動導體20，具有與固定接點4接觸和離開的活動接點2并與固 定側(cè)移動導體20形成觸頭對的活動觸頭1，將上述活動觸頭1離開時固定接點4和活動接 點2之間產(chǎn)生的電弧引入并截斷的多片重疊的消弧板6構成的消弧裝置22，活動觸頭1上 的電弧換流并感應到消弧裝置的活動側(cè)移動導體21，和用于將與電弧產(chǎn)生相伴的分解氣體 排出到斷路器外部的排氣孔17a。固定側(cè)移動導體20具有與固定于絕緣容器的固定觸頭一 體化的形狀。
圖6中，固定著固定接點4的固定觸頭3與固定側(cè)移動導體20連接，該固定側(cè)移 動導體20向消弧裝置22側(cè)延伸。將活動接點2固定于活動觸頭1，此外，用導體將活動觸 頭1與活動側(cè)移動導體21連接，處于電氣連接狀態(tài)。再者，固定接點4或活動接點2可以 由構成固定側(cè)移動導體20或活動觸頭1的導電構件代用。固定著固定接點4的固定側(cè)移 動導體20和活動側(cè)移動導體21向消弧裝置22延伸，成為從消弧裝置22的兩側(cè)夾持的結 構。
消弧用絕緣成型物5，在圖6中，以夾持固定接點4和活動接點2之間與固定側(cè)移 動導體20之間形成的空間的形式配置。如果是板狀構件則配置成對狀，例如如果是二字狀 構件則以包圍的方式配置。
排氣孔17a由絕緣構件構成，如圖所示，配置在消弧裝置22的背面?zhèn)取?br>
上述消弧室部100中，過電流在斷路器中流動時，圖中沒有示出的與活動觸頭1連 接的開閉機構部動作，活動觸頭1斷路，在固定接點4和活動接點2之間產(chǎn)生電弧(圖中電 弧I)。電弧產(chǎn)生的同時，從消弧用絕緣成型物5產(chǎn)生分解氣體，消弧室部100內(nèi)的壓力上 升。周圍的壓力梯度產(chǎn)生的向排氣孔17a方向的分解氣體流和來自在活動側(cè)移動導體21 中流動的過電流的電磁力等作用于該固定接點4和活動接點2的接點對間的電弧I，首先固 定側(cè)部的電弧端在從固定接點4連續(xù)延伸的固定側(cè)移動導體20中向消弧裝置100方向移動。接著，另一電弧端在活動側(cè)移動導體21中換流(圖中電弧II)。通過該換流，電弧以 相對于消弧裝置100中具有的消弧板6大致垂直的狀態(tài)到達，被消弧板6截斷(圖中電弧 III)。其結果，電極下降電壓產(chǎn)生，電弧電壓變高，限流性能得到提高。上述固定觸頭和通 過開閉機構部進行開閉動作的活動觸頭合在一起也稱為斷流部。
本發(fā)明的消弧用絕緣成型物(以下有時稱為成型物)中，作為具有產(chǎn)生氣體能力 的添加劑，含有選自嘧啶、嘧啶衍生物、嘌呤、嘌呤衍生物、四唑和四唑衍生物中的至少1種 以上的化合物。嘧啶衍生物是由化學式(1)表示的嘧啶的衍生物。嘌呤衍生物是由化學式 (2)表示的嘌呤的衍生物，四唑衍生物是由化學式(3)表示的四唑的衍生物。另外，衍生物 是指對于上述嘧啶、嘌呤或四唑，分別具有嘧啶骨架、嘌呤骨架或四唑骨架的化合物，并且 具有產(chǎn)生氣體的能力(消弧能力)。這樣的衍生物中包括嘧啶、嘌呤或四唑的各自的取代或 加成化合物等。將這些材料多種混合使用的情形下，其混合比例并無特別限定。通過在消 弧用絕緣成型物中含有選自嘧啶或其衍生物、嘌呤或其衍生物、四唑或其衍生物中的至少1 種以上的化合物，暴露于電弧的結果，由消弧用絕緣成型物的分解產(chǎn)生的氣體量多，因此通 過電弧的冷卻和因噴射導致的電弧延伸等，能促進電弧的消弧，將大電流斷流時的過電流 抑制得低，能得到斷流性能優(yōu)異的消弧用絕緣成型物。其結果，通過在斷路器的接點附近配 置消弧用絕緣成型物，能得到小型并且斷流性能優(yōu)異的斷路器。
化1
權利要求
1.消弧用絕緣成型物，是配置在斷路器的觸頭周邊的消弧用絕緣成型物，其特征在于， 含有選自嘧啶、嘧啶衍生物、嘌呤、嘌呤衍生物、四唑和四唑衍生物中的1種以上的化合物。
2.權利要求1所述的消弧用絕緣成型物，其中所述嘧啶衍生物包含選自尿嘧啶、尿嘧 啶衍生物、胸腺嘧啶、胸腺嘧啶衍生物、胞嘧啶和胞嘧啶衍生物中的1種以上的化合物。
3.權利要求1所述的消弧用絕緣成型物，其中所述嘌呤衍生物包含選自黃嘌呤、黃嘌 呤衍生物、可可堿、可可堿衍生物、鳥嘌呤、鳥嘌呤衍生物、腺嘌呤和腺嘌呤衍生物中的1種 以上的化合物。
4.權利要求1所述的消弧用絕緣成型物，其中所述四唑衍生物是聯(lián)四唑二銨。
5.權利要求1 4任一項所述的消弧用絕緣成型物，其中上述消弧用絕緣成型物含有 50重量％以上的基體樹脂，該基體樹脂為聚酰胺。
6.斷路器，是具有權利要求1所述的消弧用絕緣成型物的斷路器，其具有設置有固定 接點的固定觸頭、設置有活動接點的活動觸頭、使所述活動觸頭動作的開閉機構部、將通過 開閉機構部將所述固定接點和所述活動接點離開時產(chǎn)生的電弧消弧的消弧裝置、和在由所 述固定觸頭和所述活動觸頭構成的觸頭對周邊的所述消弧用絕緣成型物。
7.斷路器，是具有權利要求1所述的消弧用絕緣成型物的斷路器，其具有絕緣容器， 具有固定于該絕緣容器的固定觸頭和通過開閉機構部進行開閉動作的活動觸頭的斷流部， 和使所述固定觸頭和所述活動觸頭之間產(chǎn)生的電弧轉(zhuǎn)移到多段重疊的消弧板的移動導體; 在由所述固定觸頭和所述活動觸頭構成的觸頭對周邊具有所述消弧用絕緣成型物。
全文摘要
本發(fā)明的目的為提供消弧用絕緣成型物和具有高斷流性能的斷路器，該消弧用絕緣成型物在過電流斷流時也能將電弧迅速冷卻，同時將全部電弧迅速導入到消弧裝置，本發(fā)明涉及的第1消弧用絕緣成型物是配置在斷路器的觸頭對周邊的消弧用絕緣成型物，其特征在于，含有選自嘧啶、嘧啶衍生物、嘌呤、嘌呤衍生物、四唑和四唑衍生物中的1種以上的化合物。
文檔編號H01H73/18GK102034624SQ20101013270
公開日2011年4月27日 申請日期2010年3月15日 優(yōu)先權日2009年9月28日
發(fā)明者久保一樹, 小倉健太郎, 濱野浩司, 牧田陽 申請人:三菱電機株式會社