DE1765626A1

DE1765626A1 - Vakuumschalter

Info

Publication number: DE1765626A1
Application number: DE19681765626
Authority: DE
Inventors: Horn Fordyce Hubbard; Talento Joseph Lawrence; Porter Joseph William
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1967-06-21
Filing date: 1968-06-21
Publication date: 1971-08-12
Also published as: SE352477B; JPS4716384B1; GB1219805A; FR1569419A; CH478450A; DE1765626C3; DE1765626B2

Description

Docket llD-2925
US Ser.No. 647,646
Piled: June 21, I967

General Electric Company, Schenectady, N.Y. (V,St.A.)

Vakuumschalter

Die Erfindung betrifft einen Vakuumschalter, insbesondere die Kontaktanordnung eines solchen Schalters.

Es ist bekannt (USA-Patentschrift 3 246 979), die Kontakte eines Vakuumschalters aus einer Legierung zu fertigen, die im wesentlichen aus einem Hauptbestandteil in Form eines gut leitenden, schmelzbaren Metalls und einem Nebenbestandteil in Form eines Metalls, das einen niedrigeren Gefrierpunkt als der Hauptbestandteil Λ hat und im Hauptbestandteil im festen Zustand wenig oder gar nicht lösbar, d.h. mischkristallisierbar ist, besteht, wobei der Nebenbestandteil in einer Menge von einigen wenigen Gewichtsprozent oder weniger der Legierung anwesend ist. Beispiele derartiger Legierungen sind Rupfer/Wismut, Kupfer/Blei, Kupfer/Tellur, Silber/ Wismut, Silber/Blei und Silber/Tellur, wobei jede dieser Legierungen einige wenige Gewichtsprozent oder weniger des jeweils zweitgenannten Bestandteils, d.h. des Nebenbestandteils enthält.

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Vakuumschalter mit Kontakten aus diesen Legierungen können starke induktive Ströme (von z.B. mehr als 8000 Ampere eff. symmetrisch) bei Nennspannung abschalten, solche Ströme führen und ohne schädliches Kontaktverschweißen einschalten sowie Impulsspitzenspannungen von mindestens 95 kV und 60 Hz-Dauerspannungen von mindestens J6 kV eff. standhalten, wenn ihre Kontakte voll abgehoben sind. Das entspricht denjenigen Spännungen, denen öllose w Innenraum-Leistungsschalter mit Nennwerten von 7*2 kV bzw. Ij5,8 kV standhalten können müssen, wenn sie den Anforderungen der Normen der NEMA (National Electrical Manufacturers Association) für Leistungsschalter, Veröffentlichung SG4-195²J-, März 195²J-* revidiert im November 1955* Teil 2, Seite 5* genügen sollen.

Für höhere Nennspannungen und bestimmte Schaltoperationen, beispielsweise Kapazitätsschaltern, sind die Anforderungen bezüglich der dielektrischen Festigkeit sogar noch strenger. Ein Maß dafür, ob ein Schalter diesen noch strengeren Anforderungen genügt, P ist besonders seine Fähigkeit, der hohen Stoß- oder Einschwingspannung zu widerstehen, die unmittelbar auf einen Kontaktabhebvorgang folgt, bei dem eine Verschweißung zwischen den Kontakten, insbesondere eine solche, wie sie sich beim Schließen unter mehreren tausend Ampere oder mehr bildet, aufgebrochen wird.

Obwohl für viele Zwecke absolut zufriedenstellend, sind Vakuumschalter, deren kontaktgebende Teile aus Kupfer/Wismut, Kupfer/Blei oder den anderen genannten Legierungen bestehen, nicht in der Lage, dieser letztgenannten Anforderung in dem gewünschten

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Maße zu genügen. Anscheinend bleiben beim Aufbrechen der Verschweißung zwischen den Kontakten Oberflächenunregelmäßigkeiten zurück, welche die Fähigkeit der Zwisehenkontaktstrecke oder Schaltstrecke, der hohen Einschwingspannung standzuhalten, beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vakuumschalter zu schaffen, der hohen Spannungen, die unmittelbar auf einen Kontaktabhebvorgang, bei dem eine Verschweißung zwischen den g*

Kontakten aufgebrochen wird, feigen, besser standzuhalten vermag und der in der Lage ist, (l) hohe induktive Ströme von 8000 A „_f symm. abzuschalten, (2) keine störende Kontaktverschweißung aufweist und (>) den hohen Isollerfestigkeitserfordernissen der herkömmlichen Normen bei Nennspannungen von 14,4 kV oder höher genügt. (Die obenerwähnten NEMA-Normen verlangen, daß ein ölloser Leistungsschalter für eine Nennspannung von ]Λ,4 kV einer Impulsspitzenspannung von 110 kV und einer Dauerspannung von 50 kV_ef,_f standzuhalten vermag.)

Erfindungsgemäß ist ein Vakuumschalter vorgesehen, dessen

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Gehäuse auf einen Innendruck von 10 mm Hg oder weniger evakuiert ist und zwei gegeneinander bewegliche Kontakte enthält, die im wesentlichen frei von absorbierten Gasen und Oberflächenverunreinigungen sind, wobei mindestens einer der ,Kontakte in seinen kontaktgebenden Teilen aus einer Legierung gefertigt ist, die im wesentlichen aus einem gut leitenden Metall, Beryllium und'einem verschweißungshemmenden Metall besteht, das im gut leitenden Metall

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und Beryllium im festen Zustand im wesentlichen unlöslich ist und eine effektive Gefriertemperatur unterhalb derjenigen des mit . . ,. Beryllium legierten gut leitenden Metalls hat., wobei das, Beryllium, in einer Menge von 2 bis 11,5 Gewichtsprozent der Legierung aus dem gut leitenden Metall und Beryllium anwesend ist und das ver- , schweißungshemmende Metall in einer Menge von einigen, wenigen Gewichtsprozent oder weniger der Gesamtlegierung anwesend und innerhalb der gesamten Legierung verteilt ist.

In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 einen Schnitt eines Vakuumschalters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines der Kontakte des Schalters nach Pig. I.

Der in Fig. 1 gezeigte Schalter hat ein hochevakuiertes Gehäuse 10 mit einer Wandung 11 aus geeignetem Isoliermaterial wie Glas und zwei metallischen Stirnkappen 12 und 13, die das Gehäuse an den Stirnenden abschließen. Zwischen den Stirnkappen und der Gehäusewandung sind geeignete Dichtungen 14 vorgesehen, die das Gehäuse 10 vakuumdicht abdichten. Der Normaldruck im Gehäuse 10 unter statischen Bedingungen ist niedriger als 10 mm Hg, so daß die mittlere freie Weglänge für Elektronen mit einiger Sicherheit länger als die Spannungsüberschlagsstrecken oder Lichtbogenlängen im Gehäuse ist. ' '

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Die isolierenden Innenflächen der Gehäusewimdung Π sini gegen Kondensation von durch den Lichtbogen erzeugten Metali« . $%f>en durch ein metallisches Absohirmrohr 1$ gesohUfezfe, dasm 4er Waning 11 gehaltert und vorzugsweise von den beiden Stirn*· kapgew 12 und 13 isoliert ist. Diese Abschirmung fängt in bekannter Weise die Metalldämpfe ab, bevor sie die Wandung 11 erreichen,

Im Gehäuse 10 sind zwei voneinander abhebbare Kontakte 17 und 18, dargestellt im geschlossenen oder kontaktgebenden angeordnet» Der obere, feststehende Kontakt 17 ist an einer Senden Kontaktstange 17a befestigt, die mit ihrem oberen Ende an ' d.ei? oberen Stirnkappe 12 befestigt ist. Der untere, bewegliche j£p.ntakt 18 ist an einer leitenden Betätigungsstange 18a befestigt, •■Öie vertikalbeweglich gelagert ist. Bei Abwärtsbewegung des Kontaktes 18 werden die Kontakte abgehoben und der Sehalter geöffnet, während bei Aufwärtsbewegung des Kontaktes 18 die Kontakte Kontakt geben und dadurch der Schalter geschlossen wird. Der Kontaktab*· stand bei voll abgezogenen Kontakten beträgt typischerweise ungefähr 1,27 cm (1/2 Zoll). Die Betätigungsstange l8a steht durch eine Öffnung in der unteren Stirnkappe IJ vor, und ein flexibler jtäiefeallball 20 dientet die Stange 18a ab, so daß sie ohne BeeinferSohtigung des Vakuums innerhalb des Gehäuses 10 in Vertikal* richtung verschoben werden kann. Wie gezeigt, ist der Balg 20 abdichtend einerseits an der Betätigungsstange l8a und andererseits an der unteren Stirnkappe \'^zj> befestigt.

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auf keine bestimmte Konti,ktfQp8 b.t§©hrfaiirt * i§t die Erfindung vorzugsweise auf eine Kontaktform v©n $ep in der USA« Patentschrift 2 949 520 gezeigten Art anwtndbfii', Dabei und ate Kontakt?© scheibenförmig ausgebildet; und mit ihrer einen Haupt'-fläche gegeneinander· gewandt, Im Mittelteil der Kontakte befindet sich jeweils eine Eintiefung an dieser Haupt fliehijpiit einer kontaktgebenden Fläche 50 ura dies© Eintiefung herum, Pitse ringförmigen Kontaktgabeflächen 50 liegen bei gegchloisentn Kontakten aneinander an und haben einen solchen Durßhmeg^er, daß der durch die geschlossenen Kontakte fließende Btrom einem schleifenförmig gen Weg I», angedeutet durch die gestrichelte Linit in Fig. Ϊ, folgt. Der diesen sqhleifenförroigen Weg durthfließende Strom ruft eine magnetische Wirkung hervor, die in bekannter Weise die Schleife verlängert. Dies hat zur Folge, daS beim Abziehen der Kontakte unter Bildung eines Lichtbogens zwischen den Flächen JO durch die magnetische Wirkung des den Sehieifenweg L durchfließen*· den Stromes der Lichtbogen radial nach außen gedrückt wird.

Wenn die LiehtbogenkÖpfe in den Bereich, des Auienuinf angg der Scheiben 17 und 18 gelangen, erfahrt der Lichtbogen eint in Um» fangsrichtung wirkende Magnetkraftι die ihn up die Mittelachsen der Scheiben umlaufen läßt. Diese in Umfanftrißhtupp wirkende Magnetkraft wird vorzugsweise dureh eine Beihe von iahlitien 52 erzeugt, die in den Scheiben von deren Außenumfang allgemein spiralig radial nach innen verlaufen, wie in Fig. 2 gegeigt. Diese Schlitze 52 zwingen den in einen Lichtbogenkopf an irgend-

einer Stelle am Außenumfang der Scheibe eintretenden Strom auf v einen Weg mit einer resultierenden Richtungskomponente, die allgemein tangential zum Umfang in der Nähe des Lichtbogens orientiert 1st. Diese tangentiale Orientierung des Stromweges ergibt eine resultierende Tangentialkraft, die den Lichtbogen in Umfangsrichtung um die Kontakte treibt. .

Eine der Aufgaben der Erfindung besteht darin, einen Vakuumschalter mit Einfachunterbrechung der bisher beschriebenen all- H gemeinen Art zu schaffen, der den Anforderungen der herkömmlichen NEMA-Normen für einen öHosen Leistungsschalter mit einer Nennspannung von mindestens ]Λ, 4- kV und einem Abschaltvermögen von mindestens 8000 A „_ symm. genügt und außerdem hohen Einschwingspannungen, die unmittelbar auf einen Kontaktabhebvorgang unter Aufbrechen einer Verschweißung zwischen den Kontakten folgen, standzuhalten vermag. Mit hohen Einschwingspannungen sind dabei solche Einsehwingspannungen gemeint, wie sie typischerweise beim Schalten und Unterbrechen von Stromkreisen mit Nennspannungen von M 14,4 kV und höher auftreten. Mit Verschweißungen zwischen den Kontakten sind besonders solche Kontaktverschweißungen gemeint, die entstehen können, wenn beim Kontaktschließen ein Lichtbogen, der Einschaltstromspitzen von mehreren tausend Ampere führt, erzeugt wird. ■-."■■■'"

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß diese Forderungen dadurch erfüllt werden können, daß man die kontaktgebenden Teile 30 der Vakuumschalterkontakte aus einer Legierung aus Kupfer/

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Beryllium und Wismut fertigt, wobei das Beryllium in einer Menge von 2 bis 11,5 Gewichtsprozent des Kupfer/Berylliums und das Wismut in einer Menge von einigen wenigen Gewichtsprozent oder weniger der Gesamtlegierung anwesend ist·. Eine spezielle Legierung die den genannten Erfordernissen außerordentlich gut genügt, ist eine Kupfer/Beryllium-Wismutlegierung mit im wesentlichen einem Berylliumgehalt von 7 Gewichtsprozent des Kupfer/Berylliums und . einem Wismutgehalt von 1 Gewichtsprozent der Gesamtlegierung. Diese Legierung wird im folgenden als Cu-Be-Bi (7$ Be) bezeichnet.

Der am besten geeignete der bisher bekannten Werkstoffe für die Kontakte von Vakuumschaltern ist eine Kupfer/Wismutlegierung mit einem Wismutgehalt von einigen wenigen Gewichtsprozent oder weniger, z.B. 0,5$ Wismut. Ein Vakuumschalter mit Kontakten aus diesem Werkstoff genügt zwar der üblichen NEMA-Norm für öllose Leistungsschalter mit einer Nennspannung von 14,4 kV und einem Nennabschaltstrom von 8000 A _ff, vermag jedoch nicht mit der gewünschten Sicherheit einer hohen Einschwingspannung im Anschluß an einen Kontaktabhebvorgang unter Aufbrechen einer Kontaktverschweißung standzuhalten.

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Um ein Maß dieser Isolierfestigkeit nach dem Aufbrechen der Kontaktverschweißung zu erhalten, wurde im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung eine ausgedehnte Testserie mit Vakuumschaltern mit unterschiedlichen Kontaktmaterialien bei sonst vergleichbarer Konstruktion durchgeführt. Und zwar wurden als erstes die Kontakte eines gegebenen Vakuumschalters gegen Ströme, die für eine Kontakt-

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verschweißung ausreichend groß sind, geschlossen. Sodann wurden ·. die Kontakte im; stromlosen Zustand geöffnet, um die Verschweißung aufzubrechen, Danach wurde die geöffnete Schaltstreeke mit einer Spannung beaufschlagt, deren Form einen Einschalt- oder Einschwingspannungsstoß simuliert. Der verfügbare Scheitel- oder Spitzenwert "dieser Spannung war groß genug, um die Schaltstreeke jedesmal beim Anlegen der Spannung zu durchschlagen.'Die Momentanspannung im Augenblick des Durchschlags wurde aufgezeichnet. Der verfügbare Spitzenwert betrug 2^0 kV, und die Anstiegsgesehwindigkeit war so, daß dieser Spitzenwert bei nichterfοIgendeni Durchschlag in 100 Mikrosekunden erreicht worden wären. Der Strom, gegen den die Kontakte geschlossen wurden, war bei sämtlichen Tests der gleiche, und zwar JOOO A Spitze. Die Testresultate wurden in einem Wahrscheinlichkeit sdiagramm aufgetragen, und zwar die für den Durchschlag erforderliche Spannungsbelastung als Funktion der Durchschlagswahrscheinlichkeit. Für gegebene Durchschlagswahrscheinlichkeiten wurde gefunden, daß bei Kontakten aus Cu-Be-Bi {1% Be) die Schaltstreeke einer Spannungsbelastung standhalten kann, die um mehr als 300 $ größer ist als diejenige Belastung, der eine Schaltstirecke mit Kontakten aus Cu-Be (0,5$ Be) standzuhalten vermag. Beispielsweise ergab eine Spannungsbelastung von 105 kV pro 2,54 cm eine 50#ige Durchschlagswahrscheinlichkeit für die ..· Cu-Bi-Kontakte, während 360 kV pro 2,54 cm für ungefähr j54Q# der ' Cu-Bl-Spannungsbelastung benötigt wurden, um die gleiche Durch-,sGhlagswahrscheinlichkeit bei den Cu-Be-Bi (7^Be)-Kontakten zu

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erzeugen. Es ist daher offensichtlich, daß die Gu-Be-Bi {J% Be)-Kqntakte vom Standpunkt der Isolierfestigkeit nach Aufbruch der Kontaktverschweißung den Cu-Bi (0,5$ Bi)-Kontakten stark überlegen sind.

Metallographische Untersuchungen wurden vorgenommen, um diejenigen Gefügeuntersohiede zu ermitteln, die für die Überlegenheit der Kupfer/Beryllium/Wismutlegierungen mit einem Berylliumgehalt von 2-11,5 Gewichtsprozent des Kupfer/Berylliums verantwortlich sind. Wenn der Berylliumanteil unter 2% erniedrigt wird, ist die Körnung der Legierung ziemlich groß oder grob und ist ein beträchtlicher Teil des Berylliums mit dem Kupfer mischkristallisiert. Das Wismut bildet einen dünnen Film um jedes dieser Legierungskörner und hat eine beträchtliche Versprödungswirkung auf die Legierung. Bei größeren Mengenanteilen an Beryllium befinden sich -beträchtliche Mengen des Berylliums im eutektischen Gemisch mit Kupfer (94 Cu-6Be), wobei das Eutektikum als feine Dispersion . innerhalb der Körner und an den Korngrenzflächen erscheint. Die Anwesenheit dieser feinen Dispersion bewirkt eine bessere Verteilung des Wismuts innerhalb der Körner und eine starke Verringerung der Wismutausscheidung an den Korngrenzflächen. Das Wismut, obwohl immer noch als verschweißungshemmender Stoff verfügbar, hat eine weit geringere Versprödungswirkung auf die Hauptlegierung, so daß deren mechanische Festigkeit und Formbarkeit erheblich besser ist. Es wird angenommen, daß diese Verbesserung der raecha-; nischen Festigkeit und Formbarkeit oder Geschmeidigkeit zur ver*

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besserten Isolierfestigkeit beiträgt, da dadurch die Möglichkeit verringert wird, daß beim Abziehen der Kontakte im Anschluß an eine etwaige geringfügige Kontaktverschweißung einzelne diskrete Metallteilchen aus dem Gegenkontakt herausgerissen werden. Ferner ist das Wismut, selbst wenn es nicht an den Korngrenzen in der Hauptlegierung konzentriert ist, immer noch innerhalb des Korngefüges verteilt, so daß es zur Ausscheidung in der Verschweißungszone bei der Lichtbogenbildung verfügbar ist. Dieses ausgeschiedene Wismut schwächt die Verschweißung, indem es eine schwache Grenzfläche bildet, längs deren die Kontakte beim anschließenden öffnen leicht voneinander abgehoben werden können. Dadurch wird die Möglichkeit, daß ein einzelnes Metallteilchen entlang einer Korngrenze aus dem Gegenkontakt herausgerissen wird, weiter verringert. Auf diese Weise werden glattere Kontaktflächen mit weniger Vorsprüngen von einer die Durchschlagsfestigkeit der Isolierstrecke gefährdenden Größe erhalten.

Wird der Mengenänteil des Berylliums auf über ungefähr 11,5$." erhöht, so entsteht ein gewisser Anteil der intermetallischen Phase Be-,Cu, wodurch das Kontaktmaterial übermäßig spröde wird. Eine derartige Sprödigkeit kann zu einer Rißbildung oder einem Springen beim Kontaktschließstoß führen, so daß lose Stücke entstehen, die die Isolierfestigkeit herabsetzen. Der Berylliumgehalt sollte daher auf ungefähr 11,5 Gewichtsprozent des Kupfer/Berylliums begrenzt sein.

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Kontakte aus Kupfer/Beryllium-Wismutlegierung zeigen auch einen außergewöhnlichen Widerstand gegen Kaltverschweißen, d.h. gegen Verschweißen unter dem Einfluß von hohem Kontaktdruck ohne Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten.-Beispielsweise wurde eine Testreihe durchgeführt, bei der Kontakte aus verschiedenen Materialien mit einer Kraft von I56I kg (3OOO lbs) zusammengedrückt und anschließend abgehoben wurden, um eine etwa zwischen ihnen entstandene Verschweißung aufzubrechen. Die für das Abheben erforderliche Kraft wurde gemessen. Bei Kontakten aus der oben genannten gewöhnlichen Cu-Bi (0,5$ Bi)-Legierung entstanden Verschweißungen, die eine Kraft von ungefähr 36 kg (80 lbs) zum Aufbrechen benötigten. Bei Kontakten aus Cu-Be-Bi (~$% Be)-Legierung entstanden keine Verschweißungen. Bei Kontakten aus Cu-Be-Bi (7$ Be)-Legierung entstanden ebenfalls-keine Verschweißungen, Diese weitgehende Freiheit von Kaltverschweißung ist ein erheblicher Vorteil, und zwar nicht nur weil dadurch die für das Abheben der Kontakte erforderliche Kraft sich verringert, sondern auch weil die Wahrscheinlichkeit des Entstehens von Auswüchsen oder Protuberanzen an der aufgebrochenen Verschweißung mit entsprechender Beeinträchtigung der Isolierfestigkeit geringer wird.

Wie erwähnt, kann eine Kontaktverschweißung auch beim Schließen des Schalters gegen starke Ströme entstehen. Wenn die Kontakte -in die Schließstellung getrieben werden, geschieht es häufig, daß sie unmittelbar nach der anfänglichen Kontaktgabe ein kurzes Stück auseinanderprallen, um anschließend mit Unterstützung

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durch die am beweglichen Kontakt angreifende Schließkraft wieder gegeneinander zu prallen. Beim ersten Auseinanderprallen der Kontakte bildet sich ein Lichtbogen aus, der die kontaktgebenden Oberflächenteile der Kontakte aufschmilzt, so daß bei der anschließenden erneuten Kontaktgäbe an der Grenzfläche der Kontakte eine aufgeschmolzene Schicht vorhanden ist. Wenn nach der erneuten Kontaktgabe der Lichtbogen verlöscht, fällt die Energiezufuhr in die Kontaktflächen sehr rasch ab, so daß die Schicht an der Grenzfläche sich schnell abkühlt und erstarrt. Dies führt zu einer Verschweißung zwischen den beiden Kontakten. Je stärker der Lichtbogenstrom ist, desto großer ist der von der Schmelzschicht überzogene Oberflächenbereich und desto größer und stärker ist folglich in der Regel die Verschweißung. Auf diese Weise entstandene Verschweißungen werden als Wärmverschweißungen bezeichnet.

Um die relative Stärke von unter solchen Voraussetzungen ; gebildeten Verschweißungen zu bestimmen, wurden saubere Kontakte aus verschiedenen Materialien unter Starkstromlichtbogenverhältnissen zur Kontaktgäbe gebracht und die für das anschließende Abheben der Kontakte erforderliche Kraft gemessen. Um die Bildung von Oxydschichten oder anderweitigen Schichten auf den Kontakten zu verhindern, wurden diese Tests In einer inerten Argonatmosphäre durchgeführt, die bezüglich der Oxydation Bedingungen schafft, die denen eines Hochvakuums weitgehend gleichen. Bei Kontakten aus gewöhnlichem Kupfer wurde typischerweise eine Öffnungskraft von 2268 kg (5000 lbs) benötigt, um die Verschweißung aufzubre-

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chen und die Kontakte abzuheben. Bei Kontakten aus Cu-Bi (0,5$ Bi) wurde typischerweise eine Öffnungskraft von 57 bis 91 kg (125 lbs) benötigt, während bei Cu-Be-Bi (J% Be) die typischerweise erforderliche Öffnungskraft nur 0 bis 4,5 kg (0 bis 10 lbs) betrug.

Dieser stark verbesserte Widerstand gegen die Ausbildung von sowohl Kaltverschweißungen als auch Warmverschweißungen stellt eine überraschende Eigenschaft der Kontakte aus Kupfer/Beryllium/Wismut mit einem Berylliumgehalt von ungefähr der bevorzugten Menge von 7 Gewichtsprozent des Kupfer/Berylliums dar.

Obwohl hier speziell von Kontakten aus einer Legierung auf Kupferbasis mit einem Gehalt an Wismut als verschwelßungshemmendem Stoff die Rede gewesen ist, läßt sich die Erfindung auch auf Kontakte aus Legierungen auf Kupferbasis anwenden, die als verschweißungshemmenden Zusatz die anderen in der genannten USA-Patentschrift 5 2^6 979 angegebenen Stoffe enthalten. Beispielsweise können Kontakte aus Legierung auf Kupferbasis mit Blei oder Tellur in ihren Isoliereigenschaften durch den Zusatz von Beryllium in Mengen von 2 bis 11,5 Gewichtsprozent der Kupfer/Berylliumlegierung verbessert werden. Bei jedem dieser Materialien ist der verschweißungshemmende Stoff in sowohl dem Kupfer als auch dem Beryllium im festen Zustand im wesentlichen unlöslich, wobei seine Gefriertemperatur niedriger als die des Kupfer/Berylliums ist. Ebenso können Kontakte aus Legierung auf Silberbasis mit Wismut oder Blei als verschweißungshemmendem Stoff in ihren Isoliereigenschaften durch Zusatz von Beryllium in ungefähr dem gleichen

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Gewichtsprozentanteil der Silber/Berylliumlegierung wie bei den ■ Legierungen auf Kupferbasis, d.h. 2 bis 11,5' %> verbessert werden. Ebenso kann eine Legierung auf Nickelbasis mit Wismut als verschweißungshemmender Substanz in ihren Isoliereigensehaften durch Zusatz von Beryllium in ungefähr dem gleichen Gewichtsprozentan- \ teil der Nickel/Berylliumlegierung verbessert werden.

Mit verschweißungshemmenden Substanzen, die in den anderen Bestandteilen im festen Zustand im wesentlichen unlöslich sind, sind hier solche verschweißungshemmende Metalle gemeint, deren Mischkristallisierbarkelt oder Löslichkeit im festen Zustand in den anderen Bestandteilen kleiner als ungefähr 2 Gewichtsprozent der/ Legierung ist, und zwar betrachtet bei der eutektischen Temperatur der Legierung oder der Gefriertemperatur des Nebenbestandteils, wenn kein Eutektikum gegeben ist.

Bei der Herstellung dieser Kontaktmaterialien sollte sollte jeder einzelne Bestandteil zunächst so behandelt werden, daß er von absorbierten Gasen und anderen Unreinigungen befreit wird, beispielsweise nach dem in der USA-Patentschrift 3 234 351 der Anmelderin beschriebenen Zonenvergütungsverfahren. Die Bestandteile werden dann geschmolzen und im flüssigen Zustand vermischt. Anschließend wird die Temperatur erniedrigt, so daß die Bestandteile erstarren und die feste Legierung bilden.

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Claims

Patentansprüche

1.) Vakuumschalter mit einem auf einen Innendruck von 10" mm Hg oder weniger evakuierten Gehäuse, in dem zwei gegeneinander bewegliche Kontakte, die im wesentlichen frei von absorbierten Gasen und Oberflächenverunreinigungen sind, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Kontakte in seinen kontaktgebenden Teilen aus einer Legierung aus im wesentlichen einem gut leitenden Metall, Beryllium, und einem verschweißungshemmenden Metall besteht, das im festen Zustand im gut leitenden Metall und Beryllium im wesentlichen unlöslichjist und dessen Gefriertemperatur unter der des gut leitenden Metalls in Legierung mit Beryllium liegt, wobei das Beryllium in einer Menge von 2 bis 11,5 Gewichtsprozent der Legierung aus dem gut leitenden Metall und Beryllium anwesend ist und das verschweißungshemmende Metall in einer Menge von einigen wenigen Gewichtsprozent oder weniger der Gesamtlegierung anwesend und innerhalb der gesamten Legierung verteilt ist.

2.) Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gut leitende Metall Silber ist.

3.) Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gut leitende Metall Nickel ist.

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4.) Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gut leitende Metall Kupfer ist.

5.) Vakuumschalternach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t ,; daß die Kontaktlegierung im wesentlichen aus Kupfer/Beryllium und Wismut besteht, wobei das Wismut in einer Menge von einigen wenigen Gewichtsprozent oder weniger der Gesamt Ie gierung anwesend ist».

6.)Vakuumschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Beryllium in einer Menge von 5 bis 9 Gewichtsprozent des Kupfer/Berylliums anwesend ist..

7.) Vakuumschalter nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Beryllium in einer Menge von ungefähr 7 Gewichtsprozent des Kupfer/Berylliums anwesend ist.

8.) Vakuumschalter nach Anspruch 5> d a d u r c h g e k en nzeichnet, daß das Viismut in einer Menge von einigen wenigen Gewichtsprozent oder weniger der Gesamtlegierung anwesend Λ und innerhalb der gesamten Legierung verteilt ist.

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