JPH02117038A - 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
- Publication number
- JPH02117038A JPH02117038A JP26935288A JP26935288A JPH02117038A JP H02117038 A JPH02117038 A JP H02117038A JP 26935288 A JP26935288 A JP 26935288A JP 26935288 A JP26935288 A JP 26935288A JP H02117038 A JPH02117038 A JP H02117038A
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- Japan
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- chromium
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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。
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ｆ１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ｆ１極材料に関する。
Ｂ、 発明の概要
銅とクロムとニッケルとコバルト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の特性を向上させたもので
ある。
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の特性を向上させたもので
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、Ｍ（Ｃｕ）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銅焼結金属は、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
のであり、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５５−１
２１４２９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、Ｍ（Ｃｕ）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銅焼結金属は、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
のであり、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５５−１
２１４２９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課題
銅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＠
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＠
器の絶縁破壊を引き起こす虞がある。
又、タングステン銅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６７０重量％の範囲の銅と、２から７５
重量％の範囲のクロムと、０．１から１０重量％の範囲
のニッケルと、０．１から１０重量％の範囲のコバルト
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６７０重量％の範囲の銅と、２から７５
重量％の範囲のクロムと、０．１から１０重量％の範囲
のニッケルと、０．１から１０重量％の範囲のコバルト
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、クロム及びニッケル及びコバルトの各粉末を
均一に混合し、これをニッケル（及びクロム及びコバル
ト）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鋼及びビスマスを溶浸させ
て本発明の電極材料を得る。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。
均一に混合し、これをニッケル（及びクロム及びコバル
ト）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鋼及びビスマスを溶浸させ
て本発明の電極材料を得る。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
、耐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、クロムが７５重量％を越えたり、ニッケルが１
０重量％を越える場合には、電流しゃ断性能がそれぞれ
低下してしまう。又、ニッケルが０．１重量％未満の場
合には、銅及びビスマスの溶浸性が悪化して均質な電極
材料を得られない。そして、コバルトが１０重量％を越
える場合には、銅との反応が進んで導電率の低下をもた
らし、逆にコバルトが０．１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
える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。
して発熱量が多くなり、逆に銅が７０重量％を越えろと
、耐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、クロムが７５重量％を越えたり、ニッケルが１
０重量％を越える場合には、電流しゃ断性能がそれぞれ
低下してしまう。又、ニッケルが０．１重量％未満の場
合には、銅及びビスマスの溶浸性が悪化して均質な電極
材料を得られない。そして、コバルトが１０重量％を越
える場合には、銅との反応が進んで導電率の低下をもた
らし、逆にコバルトが０．１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
える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。
７１作 用
銅とクロムとニッケルとコバルト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
プタに要求される特性を向上させた電極材料が得られる
。
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
プタに要求される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２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、それぞれ電１１ｉ
１３．１４が一体的に設けである。これら電極１３，１
４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、それぞれ電１１ｉ
１３．１４が一体的に設けである。これら電極１３，１
４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ａ端板１８を気密に貫通した状態で、この金
属端板ＩＢ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属端板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８
１ｉ１４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ａ端板１８を気密に貫通した状態で、この金
属端板ＩＢ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属端板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８
１ｉ１４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。
前記型８１ｉ１３，１４１よ、２０から７０重量％の範
囲の銅（Ｃｕ）と、２から７５重量％の範囲のクロム（
Ｃｒ）と、０．１から１０重量％の範囲のニッケル（Ｎ
１）と、０．１から１０重量％の範囲のコバルト（Ｃｏ
）と、１から２０重量％の範囲のビスマス（Ｂｉ）とか
らなる複合金属で構成される。
囲の銅（Ｃｕ）と、２から７５重量％の範囲のクロム（
Ｃｒ）と、０．１から１０重量％の範囲のニッケル（Ｎ
１）と、０．１から１０重量％の範囲のコバルト（Ｃｏ
）と、１から２０重量％の範囲のビスマス（Ｂｉ）とか
らなる複合金属で構成される。
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ニッケル及びコバルト
の粉末を機械的に混合し、この混合粉末をアルミナセラ
ミックス製の容器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容器にＭ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
クロム粒子及びニッケル粒子及びコバルト粒子を相互に
拡散結合させ、多孔質の溶浸母材を得る。しかるのち、
乙の溶浸母材の空隙部分に銅及びビスマスを溶浸させろ
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、得られる電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。
００メツシユの粒径のクロム及びニッケル及びコバルト
の粉末を機械的に混合し、この混合粉末をアルミナセラ
ミックス製の容器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容器にＭ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
クロム粒子及びニッケル粒子及びコバルト粒子を相互に
拡散結合させ、多孔質の溶浸母材を得る。しかるのち、
乙の溶浸母材の空隙部分に銅及びビスマスを溶浸させろ
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、得られる電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。
このようにして
Ｃｒ： ３Ｂ重量％
Ｎｉ： ５重量％
Ｃｏ： １重量％
Ｂｉ： １０重量％
Ｃｕ： 残り
からなる電極材料を第一試料として作成し、この第一試
料の他に、 Ｃｒ： ３９重量％ Ｎｉ： ３重量％ ＣＯ： ３重量％ Ｂｉ： １５重重量 Ｃｕ： 残り からなる第二試料及び Ｃｒ： ３４重量％ Ｎｉ： １重量％ ＣＯ： ５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５゜震で厚さ
が６．５ｍの円盤状に加工すると共にその外周縁に４１
Ｉ１１の曲率半径の丸味を付けたものを第２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。
料の他に、 Ｃｒ： ３９重量％ Ｎｉ： ３重量％ ＣＯ： ３重量％ Ｂｉ： １５重重量 Ｃｕ： 残り からなる第二試料及び Ｃｒ： ３４重量％ Ｎｉ： １重量％ ＣＯ： ５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５゜震で厚さ
が６．５ｍの円盤状に加工すると共にその外周縁に４１
Ｉ１１の曲率半径の丸味を付けたものを第２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、可動側の電極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 （ｒＩＬｓ、 ）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ｌＲ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。
１４に対して１３０ ｋｇｆで加圧し、この状態で２５
ｋＡ （ｒＩＬｓ、 ）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ｌＲ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２７ ｋＡ （ｒ、ｍｓ、）の電流を
しゃ断でき、第二試料では２４ ｋＡ（「、−Ｌ！、）
の電流をしゃ断でき、第三試料では２３ ｋＡ （ｒ、
ｍｓ、 ）の電流をしゃ断することができた。
にて第一試料では２７ ｋＡ （ｒ、ｍｓ、）の電流を
しゃ断でき、第二試料では２４ ｋＡ（「、−Ｌ！、）
の電流をしゃ断でき、第三試料では２３ ｋＡ （ｒ、
ｍｓ、 ）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で真空インクラブタを負荷開閉し、百回後、千
回後、−万回後、十万回後の電流さい断値の平均値をそ
れぞれ求めた結果、第１図に示すように十万回後でもＩ
Ａ程度に収まる好結果が得られた。なお、この第１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。
回後、−万回後、十万回後の電流さい断値の平均値をそ
れぞれ求めた結果、第１図に示すように十万回後でもＩ
Ａ程度に収まる好結果が得られた。なお、この第１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。
さ・るが第二試料、 Ｘ−−−−Ｘが第三゛試料の各電
流さい断値の推移を示す。
流さい断値の推移を示す。
■、 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、０．１から１０重量％の範囲のニッケルと、
０．１から１０重量％の範囲のコバルトと、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
鋼ビスマス合金よりも電流さい断値が低く、シかもタン
グステン銅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電極材料を
得ることができろ。具体的には、十万回の開閉後でも電
流さい断値をＩＡ程度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ろ。更に、高価な銀を全く使用
していないことから電極材料自体のコストを下げること
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、０．１から１０重量％の範囲のニッケルと、
０．１から１０重量％の範囲のコバルトと、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
鋼ビスマス合金よりも電流さい断値が低く、シかもタン
グステン銅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電極材料を
得ることができろ。具体的には、十万回の開閉後でも電
流さい断値をＩＡ程度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ろ。更に、高価な銀を全く使用
していないことから電極材料自体のコストを下げること
ができる。
第１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２図はその真空イン
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は電極
である。 特 許 出 願 株式会社 明 代 理
流さい断値の特性を表すグラフ、第２図はその真空イン
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は電極
である。 特 許 出 願 株式会社 明 代 理
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、０．１から１０重量％の範囲のニッケ
ルと、０．１から１０重量％の範囲のコバルトと、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 |
|---|---|---|---|
| JP26935288A JPH02117038A (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 |
|---|---|---|---|
| JP26935288A JPH02117038A (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 真空インタラプタの電極材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02117038A true JPH02117038A (ja) | 1990-05-01 |
Family
ID=17471185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26935288A Pending JPH02117038A (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) | JPH02117038A (ja) |
-
1988
- 1988-10-27 JP JP26935288A patent/JPH02117038A/ja active Pending
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