JPH02117031A - 真空インタラプタの電極材料 - Google Patents
真空インタラプタの電極材料Info
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- JPH02117031A JPH02117031A JP26934588A JP26934588A JPH02117031A JP H02117031 A JPH02117031 A JP H02117031A JP 26934588 A JP26934588 A JP 26934588A JP 26934588 A JP26934588 A JP 26934588A JP H02117031 A JPH02117031 A JP H02117031A
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Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
人、 産業上の利用分野
本発明は、電流しゃ断性能や電流さい断値等の特性を向
上させた安価な溶浸形の複合金属からなる真空インタラ
プタの電極材料に関する。
上させた安価な溶浸形の複合金属からなる真空インタラ
プタの電極材料に関する。
Ｂ、 発明の概要
銅とクロムとモリブデンとビスマスとからなる真空イン
タラプタの電極材料であり、耐溶着性や電流しゃ断性能
及び電流さい断値等をバランス良く設定したものである
。
タラプタの電極材料であり、耐溶着性や電流しゃ断性能
及び電流さい断値等をバランス良く設定したものである
。
Ｃ０従来の技術
一般に、真空インタラプタの電極材料として要求される
主な性能としては、 （１）耐溶着性が良いこと （２）電流しゃ断性能が高いこと （３） 電流さい断値が低いこと 等を挙げることができる。
主な性能としては、 （１）耐溶着性が良いこと （２）電流しゃ断性能が高いこと （３） 電流さい断値が低いこと 等を挙げることができる。
しかし、電極材料の電流しゃ断性能を高くすることと電
流さい断値を低くすることとは、互いに矛盾する物理的
特性に起因するため、単一の電極材料で上述した全ての
特性を満たすことは難しく、真空インタラプタの仕様に
最も適合した電極材料を選択しているのが現状である。
流さい断値を低くすることとは、互いに矛盾する物理的
特性に起因するため、単一の電極材料で上述した全ての
特性を満たすことは難しく、真空インタラプタの仕様に
最も適合した電極材料を選択しているのが現状である。
例えば、特公昭４１−１２１３１号公報等に開示された
銅ビスマス合金は、ＭＣＣｕ）に蒸気圧の高い低融点の
ビスマス（Ｂ１）を０．５重量％添加したものであり、
耐溶着性や電流しゃ断性能が良好であることは周知の通
りである。又、特公昭５４−．３６１２１号公報等に開
示されたタングステン鋼焼結金属は、蒸気圧の低い高融
点のタングステン（Ｗ）に銅を２０重量％添加したもの
であ抄、電流さい断値が低い利点を有する。この電流さ
い断値が特に低い電極材料としては、実開昭５５−１２
１４２９号公報等に開示された炭化タングステン銀焼結
金属、つまり炭化タングステン（ＷＣ）に銀（Ａｇ）を
３０重量％添加したもの等がある。
銅ビスマス合金は、ＭＣＣｕ）に蒸気圧の高い低融点の
ビスマス（Ｂ１）を０．５重量％添加したものであり、
耐溶着性や電流しゃ断性能が良好であることは周知の通
りである。又、特公昭５４−．３６１２１号公報等に開
示されたタングステン鋼焼結金属は、蒸気圧の低い高融
点のタングステン（Ｗ）に銅を２０重量％添加したもの
であ抄、電流さい断値が低い利点を有する。この電流さ
い断値が特に低い電極材料としては、実開昭５５−１２
１４２９号公報等に開示された炭化タングステン銀焼結
金属、つまり炭化タングステン（ＷＣ）に銀（Ａｇ）を
３０重量％添加したもの等がある。
Ｄ 発明が解決しようとする＊ａ
鋼ビスマス合金は電流しゃ断性能が良好である反面、電
流さい断値が例えばＩＯＡと高く、電流しゃ断時にさい
断サージを発生することがある。このため、遅れ小電流
を良好にしゃ断することが困難であり、負荷側の電気機
器の絶縁破壊を引き起こす虞がある。
流さい断値が例えばＩＯＡと高く、電流しゃ断時にさい
断サージを発生することがある。このため、遅れ小電流
を良好にしゃ断することが困難であり、負荷側の電気機
器の絶縁破壊を引き起こす虞がある。
又、タングステン鋼焼結金属や炭化タングステン銀焼結
金属は電流さい断値が低い反面、電流しゃ断性能が悪く
、短絡電流の如き大電流をしゃ断することができない。
金属は電流さい断値が低い反面、電流しゃ断性能が悪く
、短絡電流の如き大電流をしゃ断することができない。
更に、炭化タングステン銀焼結金属では銀を比較的多量
に含んでいることから、電極材料としては高価なもので
あり、真空インタラプタの製造単価を下げる際の障害と
なる。
に含んでいることから、電極材料としては高価なもので
あり、真空インタラプタの製造単価を下げる際の障害と
なる。
Ｅ、 課題を解決するための手段
本発明による真空インタラプタの電極材料は、耐溶着性
や電流しゃ断性能及び電流さい断値等の特性を向上させ
るため、２０から７０重量％の範囲の胴と、２から７５
重量％の範囲のクロムと、２から７５重量％の範囲のモ
リブデンと、１から２０重量％の範囲のビスマスとから
なるものである。
や電流しゃ断性能及び電流さい断値等の特性を向上させ
るため、２０から７０重量％の範囲の胴と、２から７５
重量％の範囲のクロムと、２から７５重量％の範囲のモ
リブデンと、１から２０重量％の範囲のビスマスとから
なるものである。
この場合、クロムの粉末とモリブデンの粉末とを均一に
混合し、これをクロム（及びモリブデン）の融点以下の
温度で加熱して多孔質の焼結体を得、更にこの焼結体の
空隙部分に銅及びビスマスを溶浸させて本発明のＷａ場
材料を得ろ。なお、これら焼結や溶浸工程は、非酸化性
雰囲気にて脱ガスしつつ行うことが望ましい。
混合し、これをクロム（及びモリブデン）の融点以下の
温度で加熱して多孔質の焼結体を得、更にこの焼結体の
空隙部分に銅及びビスマスを溶浸させて本発明のＷａ場
材料を得ろ。なお、これら焼結や溶浸工程は、非酸化性
雰囲気にて脱ガスしつつ行うことが望ましい。
ここで、銅が２０重量％未満の場合には、導電率が低下
して発熱量が多くなり、逆に銅が７０重量％を越えろと
、ｉ１溶着性の低下や電流さい断値の増大をもたらす。
して発熱量が多くなり、逆に銅が７０重量％を越えろと
、ｉ１溶着性の低下や電流さい断値の増大をもたらす。
クロムが２重量％未満の場合やビスマスが１重量％未満
の場合には、電流さい断値がそれぞれ増大することとな
る。更に、クロムやモリブデンがそれぞれ７５重量％を
越えろ場合には、電流しゃ断性能が低下してしまう。又
、モリブデンが２重量％未満の場合には、耐電圧特性が
低下する。一方、ビスマスが２０重量％を越えろと電極
及び真空インタラプタとしての耐久性が急激に低下する
。
の場合には、電流さい断値がそれぞれ増大することとな
る。更に、クロムやモリブデンがそれぞれ７５重量％を
越えろ場合には、電流しゃ断性能が低下してしまう。又
、モリブデンが２重量％未満の場合には、耐電圧特性が
低下する。一方、ビスマスが２０重量％を越えろと電極
及び真空インタラプタとしての耐久性が急激に低下する
。
Ｆ 作 用
銅とクロムとモリブデンとビスマスとの最適な組成を見
い出したので、全体として耐溶着性や絶縁耐力及び電流
しゃ断性能及び電流さい断値等の真空インタラプタに要
求されろ特性を向上させた電極材料が得られる。
い出したので、全体として耐溶着性や絶縁耐力及び電流
しゃ断性能及び電流さい断値等の真空インタラプタに要
求されろ特性を向上させた電極材料が得られる。
Ｇ実施例
真空インタラプタは、その概略構造の一例を表す第７図
に示すようなものであり、相互に一直線状をなす一対の
リード棒１１，１２の対向端面には、それぞれｌＲ極１
３，１４が一体的に設けである。これら電極１３，１４
を囲む筒状のシールド１５の外周中央部は、このシール
ド１５を囲む一対の絶縁筒１６゜１７の間に挾まれた状
態で保持されている。
に示すようなものであり、相互に一直線状をなす一対の
リード棒１１，１２の対向端面には、それぞれｌＲ極１
３，１４が一体的に設けである。これら電極１３，１４
を囲む筒状のシールド１５の外周中央部は、このシール
ド１５を囲む一対の絶縁筒１６゜１７の間に挾まれた状
態で保持されている。
一方の前記リード棒１１は一方の絶縁筒１６の一端に接
合された金属端板１８を気密に貫通した状態で、この金
属端板１８に一体的に固定されている。図示しない駆動
装置に連結される他方のリード棒１２は、他方の絶縁筒
１７の他端に気密に接合された他方の金ＷＩ４端板１９
にベローズ２０を介して連結され、駆動装置の作動に伴
って電極１３，１４の対向方向に往復動可能に可動側の
電極１４が固定側の電極１３に対して開閉動作するよう
になっている。
合された金属端板１８を気密に貫通した状態で、この金
属端板１８に一体的に固定されている。図示しない駆動
装置に連結される他方のリード棒１２は、他方の絶縁筒
１７の他端に気密に接合された他方の金ＷＩ４端板１９
にベローズ２０を介して連結され、駆動装置の作動に伴
って電極１３，１４の対向方向に往復動可能に可動側の
電極１４が固定側の電極１３に対して開閉動作するよう
になっている。
前記電極１３，１４は、２０から７０重量％の範囲のｆ
！１４（Ｃｕ）と、２から７５重量％の範囲のクロム（
Ｃｒ）と、２から７５重量％の範囲のモリブデン（ＭＯ
）と、１から２０重量％の範囲のビスマス（Ｂ ｉ ）
とからなるものである。
！１４（Ｃｕ）と、２から７５重量％の範囲のクロム（
Ｃｒ）と、２から７５重量％の範囲のモリブデン（ＭＯ
）と、１から２０重量％の範囲のビスマス（Ｂ ｉ ）
とからなるものである。
この電極材料の製造法の一例を以下に記すと、まず−１
００メツシユの粒径のクロム及びモリブデンの粉末を機
械的に混合し、この混合粉末をアルミナセラミックス製
の官話に所定量装入すると共に該混合粉末上に銅ビスマ
ス合金の塊を載置した状態で春型に蓋を被せ、これらを
真空炉内にて脱ガスしつつ加熱処理し、まずクロム粒子
とモリブデン粒子とを拡散結合させ、多孔質の溶浸母材
を得る。
００メツシユの粒径のクロム及びモリブデンの粉末を機
械的に混合し、この混合粉末をアルミナセラミックス製
の官話に所定量装入すると共に該混合粉末上に銅ビスマ
ス合金の塊を載置した状態で春型に蓋を被せ、これらを
真空炉内にて脱ガスしつつ加熱処理し、まずクロム粒子
とモリブデン粒子とを拡散結合させ、多孔質の溶浸母材
を得る。
しかるのち、との溶浸母材の空隙部分に銅及びビスマス
を溶浸させるが、この際、容器内はビスマス蒸気を多量
に含んｔ！雰囲気となる。
を溶浸させるが、この際、容器内はビスマス蒸気を多量
に含んｔ！雰囲気となる。
そして、得られるＴｉ極材料を容器から出して所定の寸
法形状に機械加工する。
法形状に機械加工する。
このようにして
Ｃｒ： ３０重量％
Ｍｏ：１０重量％
Ｂｉ： １２重量％
Ｃｕ−： 残り
からなる電極材料を第一試料として作成し、その金属組
織の状態をｘ′！ｓマイクロアナライザにて調べた。金
属組織の二次電子像は第１図に示す通りであり、この試
料における銅の分布状態を表すＸ線像が第２図、クロム
の分布状態を表すＸ線像が第３図、モリブデンの分布状
態を表すＸ線像が第４図、ビスマスの分布状態を表すＸ
線像が第５図にそれぞれ示されている。第２図〜第５図
で点状に分布する白い部分が各金属元素の存在箇所であ
り、クロムとモリブデンとからなる多孔質の溶浸母材の
空隙部分に銅及びビスマスが溶浸し、全体として強固な
結合体を構成していることが判る。
織の状態をｘ′！ｓマイクロアナライザにて調べた。金
属組織の二次電子像は第１図に示す通りであり、この試
料における銅の分布状態を表すＸ線像が第２図、クロム
の分布状態を表すＸ線像が第３図、モリブデンの分布状
態を表すＸ線像が第４図、ビスマスの分布状態を表すＸ
線像が第５図にそれぞれ示されている。第２図〜第５図
で点状に分布する白い部分が各金属元素の存在箇所であ
り、クロムとモリブデンとからなる多孔質の溶浸母材の
空隙部分に銅及びビスマスが溶浸し、全体として強固な
結合体を構成していることが判る。
以上の第−試料の他に、
Ｃｒ： １０１ｊ量％
Ｍｏ：２５重量％
Ｂｉ： １５重量％
Ｃｕ： 残り
からなる第二試料及び
Ｃｒ： １０重量％
Ｍｏ：３０重量％
Ｂｉ： １５重量％
Ｃｕ： 残り
からなる第三試料を用意し、それぞれ直径５０鴎で厚さ
が６．５ｍの円盤状に加工すると共にその外周縁に４ｍ
の曲率半径の丸味を付けたものを第７図に示す真空イン
タラプタの電極１３．１４として組込み、耐溶着性及び
電流しゃ断性能及び電流さい断値を調べた。
が６．５ｍの円盤状に加工すると共にその外周縁に４ｍ
の曲率半径の丸味を付けたものを第７図に示す真空イン
タラプタの電極１３．１４として組込み、耐溶着性及び
電流しゃ断性能及び電流さい断値を調べた。
耐溶着性に関しては、可動側の電８１！１３を固定側の
電極１４に対して１３０ ｋｇｆで加圧し、この状態で
２５ ｋＡ （ｒ、ｍｓ、 ）の電流を３秒間通電した
後、２００ ｋｇｆの静的な引張り力を電極１３に加え
た所、三つの試料とも電極１４から電極１３を問題なく
引き離すことができた。又、その後の接触抵抗の増加は
三つの試料とも２０％以内に収まった。
電極１４に対して１３０ ｋｇｆで加圧し、この状態で
２５ ｋＡ （ｒ、ｍｓ、 ）の電流を３秒間通電した
後、２００ ｋｇｆの静的な引張り力を電極１３に加え
た所、三つの試料とも電極１４から電極１３を問題なく
引き離すことができた。又、その後の接触抵抗の増加は
三つの試料とも２０％以内に収まった。
又、電流しゃ断性能に関しては、７．２ｋＶの電圧条件
にて第一試料では２０ ｋＡ （ｒ、ｍｓ、）の電流を
しゃ断でき、第二試料では２５ ｋＡ（ｒ、ｍｓ、］の
電流をしゃ断でき、第三試料では２３ ｋＡ （ｒＩＬ
ｓ、 ）の電流をしゃ断することができた。
にて第一試料では２０ ｋＡ （ｒ、ｍｓ、）の電流を
しゃ断でき、第二試料では２５ ｋＡ（ｒ、ｍｓ、］の
電流をしゃ断でき、第三試料では２３ ｋＡ （ｒＩＬ
ｓ、 ）の電流をしゃ断することができた。
一方、電流さい断値に関しては、２００Ｖ。
１２０Ａで真空インタラプタを負荷開閉し、百回後、千
回後、−万回後、十万回後の電流さい断値をそれぞれ求
めた結果、第６図に示すように十万回後でもＩＡ以下に
収まる好結果が得られた。なお、この第６図に示すＯ印
。
回後、−万回後、十万回後の電流さい断値をそれぞれ求
めた結果、第６図に示すように十万回後でもＩＡ以下に
収まる好結果が得られた。なお、この第６図に示すＯ印
。
Δ印、Ｘ印はそれぞれ５０回測定の平均値を表しており
、ωつが第一試料、八・仏が第二試料、 Ｘ−−−−Ｘ
が第三試料の各電流さい断値の推移を示す。
、ωつが第一試料、八・仏が第二試料、 Ｘ−−−−Ｘ
が第三試料の各電流さい断値の推移を示す。
Ｈ０発明の効果
本発明の真空インタラプタの電極材料によると、２０か
ら７０重量％の範囲の銅と、２から７５重量％の範囲の
クロムと、２から７５重量％の範囲のモリブデンと、１
から２０重量％の範囲のビスマスとで構成しているため
、従来の銅ビスマス合金よりも電流さい断値が低く、シ
かもタングステン鋼焼結金属や炭化タングステン銀焼結
金属よりも電流しゃ断性能が高く、耐溶着性や電流しゃ
断性能及び電流さい断値等の特性が全体的に向上したｍ
極材料を得ろことができろ。具体的には、十万回の開閉
後でも電流さい断値をＩＡ以下の低い値に保つことが可
能な真空インタラプタを提供できる。更に、高価な銀を
全く使用していないことから′Ｉａ極材料自体のコスト
を下げろことができる。
ら７０重量％の範囲の銅と、２から７５重量％の範囲の
クロムと、２から７５重量％の範囲のモリブデンと、１
から２０重量％の範囲のビスマスとで構成しているため
、従来の銅ビスマス合金よりも電流さい断値が低く、シ
かもタングステン鋼焼結金属や炭化タングステン銀焼結
金属よりも電流しゃ断性能が高く、耐溶着性や電流しゃ
断性能及び電流さい断値等の特性が全体的に向上したｍ
極材料を得ろことができろ。具体的には、十万回の開閉
後でも電流さい断値をＩＡ以下の低い値に保つことが可
能な真空インタラプタを提供できる。更に、高価な銀を
全く使用していないことから′Ｉａ極材料自体のコスト
を下げろことができる。
第１図は本発明による真空インタラプタの電極材料の一
実施例において、Ｘ線マイクロアナライザによる金属組
織の二次電子像を表すａ（！に鏡写真、第２図はその銅
の分布状態を表す顕微鏡写真、第３図はクロムの分布状
態を表すｉａ微鏡写真、第４図はモリブデンの分布状態
を表すｗＩ黴鏡写真、第５図はビスマスの分布状態を表
す頚ｍ鏡写真、第６図は本発明を真空インタラプタに応
用した場合の電流さい断値の特性を表すグラフ、第７ｒ
ＩＡはその真空インタラプタの一例を表す断面図である
。 図中の符号で１１．１２はリード棒、１３゜１４はＴ１
極である。 第 １ 図 木天施例の金属Ｍ枠の二゛５次電了像 第６図 本笑施例の電流ぎり断値を表すグラフ ｏ２ｔｏ３ 負荷開閉回数（回） 手 続 補 正 書 （方式） Ｘ空インタラプタの断面図 平成元年４月１９日
実施例において、Ｘ線マイクロアナライザによる金属組
織の二次電子像を表すａ（！に鏡写真、第２図はその銅
の分布状態を表す顕微鏡写真、第３図はクロムの分布状
態を表すｉａ微鏡写真、第４図はモリブデンの分布状態
を表すｗＩ黴鏡写真、第５図はビスマスの分布状態を表
す頚ｍ鏡写真、第６図は本発明を真空インタラプタに応
用した場合の電流さい断値の特性を表すグラフ、第７ｒ
ＩＡはその真空インタラプタの一例を表す断面図である
。 図中の符号で１１．１２はリード棒、１３゜１４はＴ１
極である。 第 １ 図 木天施例の金属Ｍ枠の二゛５次電了像 第６図 本笑施例の電流ぎり断値を表すグラフ ｏ２ｔｏ３ 負荷開閉回数（回） 手 続 補 正 書 （方式） Ｘ空インタラプタの断面図 平成元年４月１９日
Claims (1)
- ２０から７０重量％の範囲の銅と、２から７５重量％の
範囲のクロムと、２から７５重量％の範囲のモリブデン
と、１から２０重量％の範囲のビスマスとからなる真空
インタラプタの電極材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63269345A JP2661199B2 (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 真空インタラプタの電極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63269345A JP2661199B2 (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 真空インタラプタの電極材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02117031A true JPH02117031A (ja) | 1990-05-01 |
| JP2661199B2 JP2661199B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=17471087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63269345A Expired - Lifetime JP2661199B2 (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 真空インタラプタの電極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661199B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3106534B1 (en) * | 2014-03-04 | 2019-08-07 | Meidensha Corporation | Alloy comprising copper and chromium |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60211717A (ja) * | 1984-04-04 | 1985-10-24 | 株式会社日立製作所 | 真空しや断器用電極の製造法 |
-
1988
- 1988-10-27 JP JP63269345A patent/JP2661199B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60211717A (ja) * | 1984-04-04 | 1985-10-24 | 株式会社日立製作所 | 真空しや断器用電極の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2661199B2 (ja) | 1997-10-08 |
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