JPH02117039A - 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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- JPH02117039A JPH02117039A JP26935388A JP26935388A JPH02117039A JP H02117039 A JPH02117039 A JP H02117039A JP 26935388 A JP26935388 A JP 26935388A JP 26935388 A JP26935388 A JP 26935388A JP H02117039 A JPH02117039 A JP H02117039A
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- 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】
Ａ 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
銅とクロムとコバルトと鉄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。
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。
Ｃ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ろ
主な性能としては、 （１） ＃４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 等を挙げろことができろ。
主な性能としては、 （１） ＃４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 等を挙げろことができろ。
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、＠（Ｃｕ）に蒸気圧の高い低融点の
ビスマス（Ｂｉ）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
呻である。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５５−１２１
４２９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３
０重量％添加したもの等がある。
銅ビスマス合金は、＠（Ｃｕ）に蒸気圧の高い低融点の
ビスマス（Ｂｉ）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
呻である。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５５−１２１
４２９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３
０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
痢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（、電流しゃ断時にさい
断す−・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や、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（、電流しゃ断時にさい
断す−・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や、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
のコバルトと、０．１から１０重量％の範囲の鉄と、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
のコバルトと、０．１から１０重量％の範囲の鉄と、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、クロム及びコバルト及び鉄の各粉末を均一に
混合し、これをコバルト（及びクロム及び鉄）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乙とが望ましい。
混合し、これをコバルト（及びクロム及び鉄）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乙とが望ましい。
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、逆に鋼が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、り四ムが７５重量％を越えたり、コバルトや鉄
がそれぞれ１０重量％を越えろ場合には、それぞれ鋼と
の反応が進んで導電率の低下をもたらす。又、コバルト
や鉄がそれぞれ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、逆に鋼が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、り四ムが７５重量％を越えたり、コバルトや鉄
がそれぞれ１０重量％を越えろ場合には、それぞれ鋼と
の反応が進んで導電率の低下をもたらす。又、コバルト
や鉄がそれぞれ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。
Ｆ、 作 用
銅とクロムとコバルトと鉄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。
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。
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−ＩＩ線状をなす一対
のリード棒１１，１２の対向端面には、それぞれ電極１
３．１４が一体的に設けである。これら電［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−ＩＩ線状をなす一対
のリード棒１１，１２の対向端面には、それぞれ電極１
３．１４が一体的に設けである。これら電［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”ｔ
ｉ１８１ｉ１４が固定側のＳ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”ｔ
ｉ１８１ｉ１４が固定側のＳ極１３に対して開閉動作す
るようになっている。
前記ｍ極１３，１４は、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％の範囲のコバルト（Ｇｏ）と
、０．１から１０重量％の範囲の鉄（Ｆｅ）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。
（Ｃｕ）と、２から７５重量％の範囲のクロム（Ｃｒ）
と、０．１から１０重量％の範囲のコバルト（Ｇｏ）と
、０．１から１０重量％の範囲の鉄（Ｆｅ）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ｆｌ極材料の製造法の一例を以下に記すと、まず−
１００メツシユの粒径のクロム及びコバルト及び鉄の粉
末を機械的に混合し、この混合粉末をアルミナセラミッ
クス族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
ム粒子及びコバルト粒子及び鉄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、この溶浸母
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だ雰囲気となる。
１００メツシユの粒径のクロム及びコバルト及び鉄の粉
末を機械的に混合し、この混合粉末をアルミナセラミッ
クス族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
ム粒子及びコバルト粒子及び鉄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、この溶浸母
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だ雰囲気となる。
そして、得られろ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。
形状に機械加工する。
このようにして
Ｃｒ： ３８重量％
Ｃｏ： １重量％
Ｆｅ： １重量％
Ｂｉ： １５重量％
Ｃｕ： 残り
からなろ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：４３重量％ Ｃｏ： １．５重量％ Ｆｅ： ０．５重量％ Ｂｉ： １３重量％ Ｃｕ： 残り からなる第二試料及び Ｃｒ： ３６重量％ Ｃｏ： １重量％ Ｆｅ： ３重量％ Ｂｉ： １０重１％ 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６．５糊の円盤状に加工すると共にその外周縁に４鴎
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：４３重量％ Ｃｏ： １．５重量％ Ｆｅ： ０．５重量％ Ｂｉ： １３重量％ Ｃｕ： 残り からなる第二試料及び Ｃｒ： ３６重量％ Ｃｏ： １重量％ Ｆｅ： ３重量％ Ｂｉ： １０重１％ 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６．５糊の円盤状に加工すると共にその外周縁に４鴎
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’Ｒ
Ｆｉｌｉｌ ４に対して１３０ ｋｇｆで加圧し、この
状態で２５ ｋＡ （ｒ、ｌＬｓ、 ）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１
３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。
Ｆｉｌｉｌ ４に対して１３０ ｋｇｆで加圧し、この
状態で２５ ｋＡ （ｒ、ｌＬｓ、 ）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１
３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２５ ｋＡ （ｒ、ｔｓ、）の電流を
しゃ断でき、第二試料では２６ ｋＡ（、、、ｓ、）の
電流をしゃ断でき、第三試料では２３ ｋＡ （ｒ、ｍ
ｓ、、）の電流をしゃ断することができた。
にて第一試料では２５ ｋＡ （ｒ、ｔｓ、）の電流を
しゃ断でき、第二試料では２６ ｋＡ（、、、ｓ、）の
電流をしゃ断でき、第三試料では２３ ｋＡ （ｒ、ｍ
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１図に示すように十万回後でもＩＡ程度に
収まる好結果が得られた。なお、この第１図に示す０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１図に示すように十万回後でもＩＡ程度に
収まる好結果が得られた。なお、この第１図に示す０印
。
Δ印、Ｘ印はそれぞれ５０回測定の平均値を表しておす
、ωつが第一試料、さ・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、さ・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。
■１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％の範囲のコバルトと、
０．１から１０重量％の範囲の鉄と、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、しかもタングステ
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電極材料を得ろこ
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程度の低いイα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％の範囲のコバルトと、
０．１から１０重量％の範囲の鉄と、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、しかもタングステ
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電極材料を得ろこ
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程度の低いイα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。
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。
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％の範囲のコバル
トと、０．１から１０重量％の範囲の鉄と、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 |
|---|---|---|---|
| JP63269353A JP2661203B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP63269353A JP2661203B2 (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 |
|---|---|
| JPH02117039A true JPH02117039A (ja) | 1990-05-01 |
| JP2661203B2 JP2661203B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=17471197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63269353A Expired - Lifetime JP2661203B2 (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) | JP2661203B2 (ja) |
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 JP63269353A patent/JP2661203B2/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 |
|---|---|
| JP2661203B2 (ja) | 1997-10-08 |
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