JPS5868820A - 真空しや断器用電極 - Google Patents

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】 本発明は真空しゃ断器に係り、特に、低サージタイプ真
空しゃ断器用電極に関する。

低サージ形の汎用真空１７や断器電極の利質は、Ｃｕに
多量の低融点・高蒸気圧元素であるＢ１゜ｐｂ、　Ｔｅ
、　Ｓｅ等を添加したもの、あるいけＷｃ、、Ｗｃ−Ｃ
ｏスケルトンにＡｇを焼結もしくは溶浸等により含ませ
たものが公知である。前者のＣＬＩベース合金では［（
ｉ、ｐｂなどの低融点・高蒸気圧元素がしゃ断時に蒸気
となって低サージ効果′をもたらすことが知られている
。しかし、大電流しゃ断をくり返すことによってＢｉ、
ｐｂ等が激しくしみ出したり、蒸発が多くなりすぎて、
次第に化サージ性を失っていく傾向にあり、このため、
あｔｂ実用的ではない。一方、後者のＡｇ−Ｗｅ、Ａ　
ｇ−Ｗｅ−Ｃｏ系電極は上記のような低融点・高蒸気圧
元素を含まずとも大電流し２や断の前後とも低サージ性
が良好である。しかし、この電極は大電流しゃ断性が良
い方とは言えず、大容量化に限界がある。又、ＷＣをベ
ースとするために材質的に硬く、加工性が悪いと−う欠
点がある。一方、ＣｒをベースとしてＣｕを溶ｆｆ１ｌ
〜た（’：ｒ−Ｃｕ系の電・腐も知ら′ね−ている１、
この相別はＣｒを仮焼結し、スケルトン状にｊ〜、脆弱
層を形成−中るため、しゃ断時の高温下における耐溶着
特性が良く大容量真空しゃ断器用電極に通している。

そのザージ特性も比較的良いとされているが、一般の受
配電設備に用いてザージアブノーバヲ不用にできるほど
の低サージ特性ではなく、もう−歩の改良が必要である
。

本発明の目的は、低サージ性を維持しつつ、大電流しゃ
断性能を兼ね備えた直空１７や断器用電極を提供するに
ある。

本発明電極は、Ｔ、Ｎ　ｅ族元素Ａｇ−’Ｉ”ｅ、Ｓｅ
。

Ｒ＋　、　Ｐ　ｂ　、　Ｃｄ　、　　ｒ　”　＋　Ｓ　
ｎ系電極（７）Ｃｏあるいはｐｅ、Ｎ’などのスケルト
ンを新たにＣｒスケルｈ　ンＫ　変Ｌ　タ、ｍワユルＣ
ｒ　−Ａ、　ｇ　−Ｔ　ｅ　。

ｓｅ、　Ｂ１．ｐｂ、（”：ｄ、ｌｎ、ｓｎ、ｓｂ系電
極である。したがって、製法としても同様に、Ｃｒ粉末
を所定の気孔率をもつように仮成形、真空焼結し、これ
をスケル［・ンとしておいてＡｇ合金を溶浸中ることで
よい。Ｆｅ族元素スケルトン材に比べ大電流しゃ断性能
はほぼ同等であるが、耐溶着性及び低サージ性はそわを
上回る傾向にある。総合的にみれば、前記した従来材及
びＦｅ族元素Ａｇ−Ｔｅ、Ｓｅ、Ｂｉ、１）ｂ、　Ｃｄ
、Ｉｎ。

Ｓｎ系電極をさらに改善した性能が得られることが判明
した。

本電極におけるＣｒスケルトンはＡｇ、Ａｇ−Ｔｅ、　
Ｓｅ、１３ｉ、ｐｂ、Ｑｄ、　Ｉｎ、　Ｓｎ、Ｓｂ合金
との溶浸性が良く、理論密度に対し約９６〜９８係の密
度比の高密度相が得られる。Ｃｒ−Ａｇ−Ｔｅ、ｓｅ、
　Ｂｒ、ｐｂ、ｃ、ｄ、　Ｉｎ。

Ｓｎ電極におけるＣｒスケルトンはそれ自身が電極とし
て導体の役目もあるが、主として前記のＡｇ合金の補強
目的な働きを持っている。すなわち、Ａ、ｇ合金牟独で
け融点が低（、アークしゃ断時に変形したり、あるいけ
消耗が大であるが、周囲を融点の高いＣｒ粒子でとり囲
んでやると、これらの高温特性が改善される。ここで、
低サージ性に寄与しているのは、主として低融点・高蒸
気圧元素を含んだＡｇ合金であるが、Ｃｒスケルトン自
体も若干その効果を発揮する。

本発明材は従来電極材に比べ、（Ｆ　ｒスケルトンがし
ゃ断面において非常に脆弱な層をなすため、大電流［７
や断時の面１溶着性も優ね、ている。

実施例１ 本発明の真空しゃ断器用真空バルブは第１図に示すよう
な構造をもつ。かかる真空ｌ〜や断器用真空バルブは、
セラミックスもしくは結晶化ガラスなどのような絶縁筒
１をもち、その両端を金属製の端子板２．２′によって
固定し、その内部には一対の電極、すなわち、固定電極
３と、ベローズ６を介し、動けるようにした可動電極４
とから成っている。端子板２の一方に排気管５を設け、
真空ポンプに接続することによって内部は真空に排気さ
れる。一対の電極をとり囲むように設けられた円筒状の
シールド７は、電極構成６相がしゃ断時に蒸発し内部の
壁面に耐着することを防止するためのものである。この
実施例でけ電極３及び５けロウ付張り合せ構造となって
いる。すなわち、円板状の電極を導電性部相であ６補助
電極板８゜８′に接合し、アーク発生部が本発明電極材
となっている。かかるアーク発生部の電極相は、２００
ｍｅｓｈ以下のＣｒ粉末を約２１−ン／釧２の圧力で仮
成形し、１１００〜１２０００Ｃの温度で真空中で焼結
してスケルトンを作り、このスケルトン空隙へあらかじ
め母合金化しておいたＡｇ−１０Ｔｅ合金を溶解し、こ
の溶湯を浸透させることにより製作された。ちなみに、
前記Ｃｒスケルトンのもっている気孔率は４０〜４５チ
であった。この電極における顕微鏡組織は、第２図に示
すように粉末のＣｒ粒子の周囲にＡ、　ｇと、ＡｇとＴ
ｅの金属間化合物Ａｇ２Ｔｅが晶出した形となり、全体
として均一な組織を呈する。

低寸−シタイブ電極とは、真空しゃ断器における小電流
［７や断時のさい断電流値が低いものを意味することが
知らｊｔているが、かかる電極により、定格耐圧７．２
　Ｋ　Ｖ・定格しゃ断電流１２．５　Ｋ　Ａの真空バル
ブによる小電流１．や断時のさｂ断電流は最大１．５　
Ａ以下となり低ザー　ジ性が実証さｆｌ、又、実際の三
相負荷試験等を通じ１面１電圧性、定格しゃ断性能も満
足された。

実施例２ 第１表に示−ｒような組成をもった各種試）験電極を製
作した。こｆｌらの電画は以下のようにして製作された
。

第１表 ２００ｍｅｓｈ以下のＣｒ粉末約／ＩＯｇをφ２５聴高
さ３０聴の石莢るつは中に振動を−りえながら、いわゆ
るタップ充てんし、この１１で真空中で１１００〜１２
００°Ｃの温度で焼結した。この結果、Ｃｒ粉末は仮焼
結及び脱ガスさＪｌ、加４辰量を変、＋−ることによっ
て４５〜６０係の範囲の気孔率を有するＣ、ｒスケルト
ンを得ることができた。なお、気孔率を６０％以上に上
げることは通常の焼成方法では困難であるが、今回はあ
らかじめＡｇ粉末をＣ「粉末中に混合、仮成形しておい
て、その後にＡｇ、Ａｇ合金を溶浸することに」：つて
全体のＡｇ、Ａｇ合金等を６０Ｌｌ）以上含１せること
かできた。又、４５％以下の気孔率をもつＣｒスケルト
７け、実施例１のようにプレス成形し、この時のプレス
圧力を変えることで節電に得られた。

一方、上記Ｃｒスケルトン中に溶浸する各種Ａ、　ｇ合
金製作方法は、添加元素のそＪｌぞｆｌが蒸気圧の高い
元素につき通常の添加・溶製法では蒸発損失が大きくて
適当でなく、このため、溶解用のＡｇ及び添加元素をい
ったんφ２０陥高さ３００陥の石英管中に真空封止し、
これを外熱式で加熱、溶解させる方法を採用した。この
結果、蒸発損失もなく、目的とする各種Ａｇ合金を製作
することができた。

これらの電極の試験方法は、直径２０耶の電極を２５調
のギャップとなるように対向させ、これらは真空排気セ
ット中で３０００Ｃのベーキングを施した。この後、最
大６０　Ｋ　Ｖの高電圧を電極間に印加［７、電極表面
のクリーニングを施した。そしてさい断電流及びしゃ断
性能等を測定した。さい断電流測定は約５０１−Ｉ　Ｚ
、１００Ｖ回路でＩＯＡ以下の小電流をしゃ断したさい
、最大のさい断電流が発生するように電流を調節してお
いた。この小電流しゃ断時のさい断電流をそれぞれ１０
０回測定し、最大値と平均値を求めた。しゃ断性能試験
は約５０Ｈ２で６０００〜７０００ｖの高電圧をかけ、
しゃ断電流を約５００〜１００ＯＡステツプで増加させ
ながらしゃ断し、この時しゃ断が限界となる電流値を求
めるようにした。

各種試験電極の組成及び上記試験結果を第１表に示す。

同表には圧絞のため、従来月利として、Ａ、　ｇ　−７
０Ｗ　ｃ焼結合金及びＣｔ＋−Ｉ　ＱＢｉ　ｐｂ合金電
極の測定結果も示した。なお、しゃ断電流の限界（チ）
は、ＡｇＡｇ−７ｏ焼結合金電極の限界しゃ断電流値を
１００％とし、そ］に対する割合で示［、た。

本発明によるとＣｒ−Ａｇ−Ｔｅ、Ｓｅ、　Ｂｉ。

１）　ｂ　、　ｃｄ　、　　Ｉｎ　、　Ｓ　ＩＩ　、　
Ｓ　ｌ）電極ＡＡハ最大でも２Ａ以下の低さい断電流値
をもった低サージ特性を発揮し、しかも大電流（〜や断
性能イ、優りていることが判明した。こ−ｈらの電極は
定格面」電圧７２〜３６１（、Ｖ、定格しゃ断電流８〜
６０　Ｋ　Ａの真空１、や断器においてし７や断時性が
満足された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の貞空しゃ断器ｆｆ１真空バルブの断面
図、第２図は実施例１にもとづいたＣｒ−Ａ、ｇ−Ｔｅ
溶溶浸合金極極月顕微鏡組織写真である。 第　　ｌ　　胆

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＣｒもしくはＣｒを主成分とした合金のスケルトン
   中にＡｇもしくは、Ｔｅ、ｓｅ、　ＢＩ。 ｐｂ、　Ｃｄ、Ｉ　ｎ、　Ｓｎ、　５ｂ（７’）いｆｈ
   か一種以上を含有し残部がＡｇからなる合金を溶解浸透
   させるととによって得られることを特徴とする弁子Ｔｌ
   ’Ｉｔ’１ 普＝係真空しゃ断器用電極。 ２、スケル用・ンに対するＡｇもしくはＡｇ合金の溶浸
   量が１０〜８０重量係で重量て、かつＡｇ合金のＡ　ｇ
   に対するＴｅ、ｓｅ、　Ｂｉ、ｐｂ、ｃｄ。 Ｉｎ、５ｎｒ８ｂ量がいずれか１種以上を１〜５０重量
   係重量ような組成であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の １　１　　　’Ｉ　　　＋　　　−１，ｌ　　　ｌ　　
   　／、真空しゃ断器用電極。 ３、スケルトンに対し、Ａ、　ｇもしくけＡｇ合金を非
   酸化性のガスにより強制加圧含浸させることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のや主ズ嘲ｌ＋ 音モチ去毒手真空しゃ断器用電極。