DE3325264A1 - ELECTRODE CONTACTS FOR POWER INTERRUPT - Google Patents

ELECTRODE CONTACTS FOR POWER INTERRUPT

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DE3325264A1
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George Albert 12148 Rexford N.Y. Farrall
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General Electric Co
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General Electric Co
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/0203Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches

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  • Contacts (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Description

9153-RD-14OO19153-RD-14OO1

GENERAL ELECTRIC COMPANYGENERAL ELECTRIC COMPANY

Elektrodenkontakte für StarkstromleitungsunterbrechungElectrode contacts for power line interruption

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Kontakte und elektrische Kontaktmaterialien zur Verwendung in Starkstromunterbrechungsschaltern, insbesondere auf gerichtet erstarrte Materialien für die Verwendung in solchen Kontakten.The invention relates to electrical contacts and electrical Contact materials for use in power circuit breakers, in particular on directionally solidified materials for use in such contacts.

In Starkstromübertragungssystexnen wird es häufig nötig oder wünschenswert, den Stromfluß zu unterbrechen. Diese Funktion leisten häufig Kontakte, die in einem evakuierten Gehäuse abgetrennt sind. Diese Bauweise nutzt die wünschenswerten dielektrischen Eigenschaften von Vakuumbedingungen, in Vakuum sowie in anderen unterbrechenden Medien hört der Stromfluß jedoch nicht unmittelbar nach Trennung der Kontakte auf. Die Kontakttrennung zündet vielmehr einen Bogen, der im besonderen Falle von Vakuumunterbrechern durch ein heißes Plasma aufrecht erhalten wird, das durch örtliche Erhitzung, Verdampfen und Ionisieren von Kontaktmetall entsteht. In einem Wechselstromleistungssystem ist die Kontakttrennung im allgemeinen zeitlich zufällig hinsichtlich der sinusförmigen Veränderung von Systemstrom und -spannung. Nach Bildung des Bogens fließt der Systemstrom während des größten Teils der restlichen Halbperiode des Stroms, worin der Bogen gezündet wird,In heavy current transmission systems it is often necessary or desirable interrupt the flow of current. This function is often performed by contacts that are separated in an evacuated housing. This construction takes advantage of the desirable dielectric properties of vacuum conditions, vacuum as well as other interrupting ones However, the flow of current does not stop immediately after the contacts have been separated. Rather, the contact separation ignites an arc which, in the special case of vacuum interrupters, is maintained by a hot plasma that is passed through local heating, evaporation and ionization of contact metal arises. In an AC power system, the contact separation is generally random in time with respect to the sinusoidal Change in system current and voltage. After the arc is formed, the system current will flow for most of the time remaining half-cycle of the current in which the arc is ignited,

weiter. Nähert sich der Bogenstrom einem Sinus-Nulldurchgang, neigen die Prozesse, die die Entladung unterhalten, zur Instabilität, was den Bogen plötzlich zusammenbrechen läßt. An diesem Punkt kann die Größe des Stroms typischerweise im Bereich von einem Bruchteil eines Amperes bis zu einigen wenigen 10 A in Abhängigkeit vom Kontaktmaterial sowie einer Vielfalt weiterer Bedingungen liegen. Further. If the arc current approaches a sine zero crossing, incline the processes that sustain the discharge lead to instability, which suddenly causes the arc to collapse. At this point The magnitude of the current can typically range from a fraction of an ampere to a few tens of amps as a function from the contact material as well as a variety of other conditions.

Da dieser Sprung auf einen Strom-Nullzustand in einer so kurzenBecause this jump to a current zero state in such a short time

— 8- 8th

Zeit (bis herab zu etwa 10 s) eintritt, können parasitische induktive Effekte Anlaß zu hohen Spannungsstößen geben, insbesondere, wenn der Sprung auf den Nullstrom von einem relativ hohen Stromwert herab erfolgt. Wie auf dem elektrischen Gebiet gut bekannt, bestimmt sich der erzeugte Spannungsstoß durch die Beziehung E =-L dl/dt. So ist zu erkennen, daß ein rascher Sprung auf Nullstrom-Zustand leicht Anlaß zu verständlich hohen Spannungsstoßwerten gibt. Es ist daher wünschenswert, Plasmabögen hervorzurufen, die ein hohes Maß an Bogenstabilität entwickeln. Das heißt, in Wechselstromsystemen ist es im allgemeinen wünschenswert, Bedingungen zu schaffen, die die Fortdauer des Plasmabogens so lange wie möglich begünstigen, aber nicht langer als das Auftreten des nächsten Nullstrompunktes nach Kontakttrennung. So erfolgt der Sprung auf einen Stromnullwert nach dem Erlöschen eines Bogens von einem relativ niedrigen Bogenstromwert. Dies macht die Erzeugung unerwünscht hoher Spannungsstoßwerte minimal.Time (down to about 10 s) occurs, parasitic inductive Effects give rise to high voltage surges, especially when the jump to the zero current from a relatively high Current value takes place. As is well known in the electrical art, the generated voltage surge is determined by the relationship E = -L dl / dt. It can be seen that a rapid jump to zero-current state can easily lead to understandably high voltage surge values gives. It is therefore desirable to create plasma arcs that develop a high degree of arc stability. This means, In AC systems, it is generally desirable to create conditions that will allow the plasma arc to persist for so long as possible, but not longer than the occurrence of the next zero-current point after contact separation. So done the jump to a current zero value after the extinction of an arc from a relatively low arc current value. This makes the Generation of undesirably high voltage surge values minimal.

Die Erhöhung der Bogenstabilität bei niederen Werten des Bogenstroms ist ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Auswahl eines Kontaktmaterials zur Verwendung in Vakuumleitungsunterbrechungsvorrichtungen. Gewöhnlich wird eine hohe Bogenstabilität durch Wahl von Metallen, die niedere Siedepunkte haben, erzielt. Eine solche Wahl bedeutet einen beträchtlichen Kompromiß, indem solche tiefsiedenden Metalle als Klasse auch relativ mäßige dielektrische Festigkeit unter Vakuumbedingungen zeigen.The increase in the arc stability at lower values of the arc current is an important consideration in selecting a contact material for use in vacuum line interruption devices. Usually, high arc stability is achieved by choosing metals that have low boiling points. One such a choice represents a considerable compromise by including such low-boiling metals as a class of relatively poor dielectric Show strength under vacuum conditions.

Andere Experimentatoren auf dem Gebiet haben beobachtet, daß bestimmte Legierungen Eigenschaften entwickeln, die denen jederOther experimenters in the field have observed that certain Alloys develop properties that are common to everyone

ihrer Bestandteile hinsichtlich Bogenstabilität überlegen sind. Beispielsweise entwickelt Kupfer in einer besonderen Schaltung einen Stromabreißwert von etwa 5 A, während Wolfram selbst einen Stromabreißwert von 10 - 20 A unter ähnlichen Bedingungen zeigt. Es wurde jedoch gefunden, daß eine Kupfer-Wolfram-Legierung einen kleineren Stromabreißwert als andere solche Werte zeigen kann. Das heißt, bestimmte Legierungen zeigen Eigenschaften, die denen eines jeden ihrer Bestandteile hinsichtlich Bogenstabilität bei hier interessierenden niederen Stromwerten überlegen sind.their components are superior in terms of arch stability. For example, copper developed in a special circuit a current draw value of about 5 A, while tungsten itself exhibits a current draw value of 10-20 A under similar conditions. However, it has been found that a copper-tungsten alloy may exhibit a smaller current draw value than other such values. That is, certain alloys exhibit properties that those of each of their components are superior in terms of arc stability at the low current values of interest here.

In vielen Leitungsunterbrecherformen sind die elektrischen Kontakte auf leitfähige Trägerteile montiert. Solch ein Aufbau ist häufig erforderlich aufgrund wirtschaftlicher Gesichtspunkte, da es im allgemeinen unerwünscht ist, die gesarate Elektrodeneinheit aus dem teureren Kontaktmaterial herzustellen. Ferner dienen die Trägerteile als bequeme Kühlkörper und Wärmeleiter zum Abführen von Wärme vom elektrischen Kontakt. Folglich ist eine äußerst wünschenswerte Eigenschaft jeden elektrischen Kontaktmaterials, daß es ein hohes Maß an Wärmeleitfähigkeit aufweist, insbesondere in einer Richtung von der Elektrodenkontaktoberfläche zum Körper des Trägerteils oder dem Elektrodenträger. Ferner ist es zusätzlich zur Existenz eines Wärmeweges auch höchst wünschenswert, eine Wegstrecke niedrigen elektrischen Widerstands zwischen der elektrischen Kontaktoberfläche und dem Körper des Trägerteils, auf den der Kontakt montiert ist, zu schaffen. In dieser Hinsicht sollte jedoch bemerkt werden, daß der Zusatz eines Metalls zu einem anderen, wofür die Löslichkeit einer Komponente in der anderen einige wenige Prozent oder mehr ist, die elektrische Leitfähigkeit herabsetzt. Die Wärmeleitungseigenschaften und ein geringes Maß an Energiestreuung in der Masse des Kontaktmaterials sind besonders wichtig im Vakuum, weil die an der Kontakt-Grenzfläche erzeugte Wärme hauptsächlich durch Leitung durch die Elektrodenträger hindurch verteilt wird. Für in Luft oder anderer Atmosphäre arbeitende Kontakte ergibt sich eine Kühlung zusätzlich durch Konvention an den Kontaktseitenflächen. Es gibt auch andere Unterschiede beim Betrieb von Kontakten in Luft im Vergleich mit dem Betrieb im Vakuum. Insbesondere ist die Wahl vonThe electrical contacts are in many line breaker forms mounted on conductive support parts. Such a structure is often necessary because of economic considerations it is generally undesirable to use the entire electrode assembly made from the more expensive contact material. Furthermore, the support parts serve as a convenient heat sink and heat conductor for dissipating Heat from electrical contact. Thus, an extremely desirable property of any electrical contact material is that it has a high degree of thermal conductivity, especially in a direction from the electrode contact surface to the body of the Carrier part or the electrode carrier. Furthermore, in addition to having a thermal path, it is also highly desirable to have a Distance of low electrical resistance between the electrical contact surface and the body of the carrier part that the contact is mounted to create. In this regard, however, it should be noted that the addition of a metal is too another, for which the solubility of one component in the other is a few percent or more, the electrical conductivity belittles. The heat conduction properties and a small amount of energy scattering in the bulk of the contact material are particularly important in a vacuum because the heat generated at the contact interface is mainly conducted by the electrode carriers is distributed through it. For contacts working in air or another atmosphere, there is additional cooling by convention on the contact side surfaces. There are also other differences when compared to the operation of contacts in air with operation in a vacuum. In particular, the choice of

Kontaktmaterial zur Verwendung in Luft durch das Problem der Oxidation und folglich hohen Kontaktwiderstand stark beschränkt. Dies gilt insbesondere für Kontaktmaterialien, die Kupfer verwenden. So ist im allgemeinen die Auswahl von Materialien zur Verwendung in Vakuumvorrichtungen wesentlich anders als die Auswahl zur Verwendung in Vorrichtungen, in denen die Kontakte Luft ausgesetzt sind.Contact material for use in air is severely limited by the problem of oxidation and consequently high contact resistance. This is especially true for contact materials that use copper. So, in general, is the selection of materials for use in vacuum devices significantly different from the selection for use in devices where the contacts are exposed to air are.

So waren Bemühungen in der Vergangenheit zur Bildung von Gemischen aus Metallkomponenten für Elektrodenkontakte im allgemeinen nicht voll erfolgreich, hauptsächlich aufgrund der unerwünschten Zunahme des spezifischen elektrischen Widerstands von Materialien mit gegenseitiger Löslichkeit. So scheint es wünschenswert, daß Kontaktmaterialien als Matrix verschiedener Materialien in elementarer Form vorliegen. In bestimmten Matrices jedoch haben sich höher siedende Metalle insbesondere als wünschenswert erwiesen, indem sie im Vakuum charakteristisch höhere dielektrische Festigkeit zeigen. Ferner wird die Stabilität von Vakuumbögen bekanntlich durch die Grenzflächen an der Elektrodenoberflache zwischen gegenseitig unlöslichen Komponenten erhöht. So wurde in der Vergangenheit gefunden, daß z.B. eine Wolframmatrix, die mit Kupfer imprägniert worden ist, eine größere Bogenstabilität hat als entweder Wolfram oder Kupfer, in Reinform verwendet.Such have been efforts in the past to form mixtures made of metal components for electrode contacts have generally not been fully successful, mainly due to undesirable growth the electrical resistivity of materials with mutual solubility. So it seems desirable that contact materials exist as a matrix of different materials in elemental form. In certain matrices, however, they have become higher Boiling metals in particular proved desirable by having characteristically higher dielectric strength in vacuo demonstrate. Furthermore, the stability of vacuum arcs is known to be due to the interfaces on the electrode surface between mutually insoluble components increased. It has been found in the past, for example, that a tungsten matrix that is bonded with copper impregnated, has greater arc stability than either tungsten or copper, used in its pure form.

Außerdem wird hier darauf hingewiesen, daß Experimentatoren auf anderen Gebieten in der Vergangenheit die Technik gerichteter Erstarrung von Materialien in einer Reihe verschiedener Prozesse und Materialien angewandt haben. Jedoch sind diese Prozesse nicht allgemein für die Herstellung von Vakuumkontaktmaterialien angewandt worden. Doch haben K. Chrost und S. Wojciechowski vom Institute of Transformers, Electrical Machines and Apparatus an der Technischen Universität von Lodz, Lodz, Polen, die Verwendung gerichtet erstarrter Ag-Cu-Gemische für elektrische Kontakte in einer Veröffentlichung mit dem Titel "Properties of Directionally Solidified Silver-Copper Contact Materials" in Proceedings of the 9th International Conference on Electric Contact Phenomena, S. 259-264, 1978, offenbart. Außerdem haben andere ExperimentatorenIt is also pointed out here that experimenters in other fields in the past have used the technique of directional freezing of materials applied in a number of different processes and materials. However, these processes are not has been widely used for the manufacture of vacuum contact materials. But K. Chrost and S. Wojciechowski from the Institute of Transformers, Electrical Machines and Apparatus at the Technical University of Lodz, Lodz, Poland Directionally solidified Ag-Cu mixtures for electrical contacts in a publication entitled "Properties of Directionally Solidified Silver-Copper Contact Materials "in Proceedings of the 9th International Conference on Electric Contact Phenomena, p. 259-264, 1978. Also, other experimenters have

die Konstruktion aus fasrigem Material, hergestellt aus extrudiertem Draht, vorgeschlagen. Beispielsweise haben H. H. Kocher und D. Stöckel die Verwendung solcher heterogener Faser-Verbund-Kontaktmaterialien in einer Veröffentlichung mit dem Titel "Material Transformer of Composite Contact Materials" offenbart. Es wird jedoch keine gerichtete Erstarrung erörtert. Auch werden keinerlei Mittel diskutiert, die Kupfer in Vanadium umfassen. In einer Veröffentlichung mit dem Titel "Behavior at Closing or Opening of Silver-Metallic-Oxide Materials in Electric Power Engineering" von M. Poniatowski, K.-H. Schröder und E. P. Schulz in Proceedings of the 8th International Conference on Electric Contact Phenomena, S. 353-358, 1976, ist ein extrudiertes Silber/ Silberoxid-Material mit SnO2~Einschlüssen auf einer vertikal zur Kontaktoberfläche orientierten Faserstruktur gezeigt. Ein ähnlicher Silber/Silberoxid-Verbund ist in einer Veröffentlichung mit dem Titel "Replacement of Silver/Cadmium Oxide by Silver/Tin Oxide in Low Voltage Switching Devices" von Manfred Poniatowski, Ernst-Dieter Schulz und Axel Wirths in Proceedings of the 8th International Conference on Electric Contact Phenomena, S. 359-364, 1976, offenbart. Keine dieser Veröffentlichungen ist jedoch auf die gerichtete Erstarrung von Materialien, wie Kupfer, Vanadium und anderen solchen Materialien, gerichtet. Ferner sind Kupfer- und Vanadium-Mischungen zuvor bei der Herstellung elektrischer Kontaktmaterialien nicht verwendet worden.the construction of fibrous material made from extruded Wire, suggested. For example, H. H. Kocher and D. Stöckel have used such heterogeneous fiber composite contact materials in a publication entitled "Material Transformer of Composite Contact Materials". However, no directional solidification is discussed. Also, no agents are discussed that include copper in vanadium. In a publication entitled "Behavior at Closing or Opening of Silver-Metallic-Oxide Materials in Electric Power Engineering "by M. Poniatowski, K.-H. Schröder and E. P. Schulz in Proceedings of the 8th International Conference on Electric Contact Phenomena, pp. 353-358, 1976, is an extruded silver / silver oxide material with SnO2 inclusions on a vertical plane Contact surface oriented fiber structure shown. A similar silver / silver oxide composite is in a publication with the title "Replacement of Silver / Cadmium Oxide by Silver / Tin Oxide in Low Voltage Switching Devices" by Manfred Poniatowski, Ernst-Dieter Schulz and Axel Wirths in Proceedings of the 8th International Conference on Electric Contact Phenomena, pp. 359-364, 1976 disclosed. However, none of these publications is on the directional solidification of materials such as copper, Vanadium and other such materials. Furthermore, copper and vanadium mixtures are previously used in the manufacture of electrical Contact materials have not been used.

Die US-PS 3 514 557 lehrt, daß es wünschenswert ist, ein nichtrefraktäres Metall, wie Kupfer, in einer Matrix aus Vanadiumborid (VB2)/ einer refraktären Verbindung, zu verwenden. Gerichtete, dendritische oder faserige Strukturgebung des Materials ist nicht erwähnt, und die Lehren dieser Patentschrift scheinen ausschließlich auf Fälle gerichtet zu sein, bei denen Metalloide, wie Bor oder Silicium, zur Herstellung eines refraktären Verbundmaterials anstelle elementaren Materials verwendet werden.U.S. Patent 3,514,557 teaches that it is desirable to have a non-refractory one Metal, such as copper, in a vanadium boride (VB2) / refractory compound matrix. Directed, dendritic or fibrous structuring of the material is not mentioned and the teachings of this patent appear aimed solely at cases where metalloids, such as boron or silicon, are used to make a refractory composite be used in place of elemental material.

Ferner sollte auch darauf hingewiesen werden, daß es in mehreren Fällen von Interesse auch wünschenswert ist, den Bogen von seiner derzeitigen Position zu anderen Positionen oder anderen Elektroden zu lenken. Auch solche Ubergangsphänomene sind in der Ver-It should also be pointed out that in several cases of interest it is also desirable to remove the bow from his steer current position to other positions or other electrodes. Such transition phenomena are also

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gangenheit nicht durch die Anwendung von Prozessen oder Materiali en gerichteter Erstarrung erzielt worden, wie sie bei der Herstel lung elektrischer Kontakte angewandt werden.has not been achieved through the use of processes or materials of directional solidification, as is the case in manufacturing electrical contacts are applied.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein elektrischer Kontakt tür Verwendung in elektrischen Starkstromkreisunterbrechungsvorrichtungen einen Block aus leitfähigem Material mit wenigstens einer Kontaktfläche; das Material umfaßt ein gerichtet erstarrtes Gemisch aus wenigstens zwei gegenseitig unlöslicheri Metallkomponenten. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Elektrodenkontaktmaterial ein Gemisch aus Kupfer und Vanadium mit zwischen etwa 1 und etwa 92 Gewichtsprozent Vanadium. Solche elektrischen Kontakte werden auf zwei verschiedene Weisen in Elektrodeneinheiten eingesetzt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Ausrichtung der Erstarrung im allgemeinen parallel zur Kontaktoberfläche, auf die der Bogen aufschlägt. Diese Ausführungsform ist besonders wünschenswert in solchen Situationen, in denen die Bogenbewegung oder -Verlagerung erzielt werden soll. Außerdem kann der erfindungsgemäße Elektrodenkontakt in einer Elektrodeneinheit eingesetzt werden, in der die Richtung der Erstarrung im allgemeinen senkrecht zur Oberfläche ist, auf der der Plasmabogen auftrifft. Gerade diese letztere Ausführungsform ist die wirksamste für Wärmeübertragungs- und elektrische Widerstandseigenschaften. According to a preferred embodiment of the invention comprises a electrical contact for use in electrical power circuit interruption devices a block of conductive material having at least one contact surface; the material includes a directionally solidified mixture of at least two mutually insoluble metal components. According to a preferred embodiment According to the invention, the electrode contact material comprises a mixture of copper and vanadium having between about 1 and about 92 Weight percent vanadium. Such electrical contacts are used in electrode assemblies in two different ways. at In one embodiment of the invention, the orientation of the solidification is generally parallel to the contact surface on which the bow hits. This embodiment is particularly desirable in those situations where arching motion or relocation is to be achieved. In addition, the electrode contact according to the invention can be used in an electrode unit in which the direction of solidification is generally perpendicular to the surface on which the plasma arc is incident. It is precisely this latter embodiment that is the most effective for heat transfer and electrical resistance properties.

Die Erfindung umfaßt auch die Verwendung gerichtet erstarrter Kontaktmaterialien in Vakuumunterbrechern. Insbesondere eine bevorzugte Kontaktform umfaßt ein Vielkomponentengemisch, gebildet unter Verwendung von wenigstens zwei gegenseitig unlöslichen Metallkomponenten. Weiter kann auch ein Material, das ein Gemisch aus Kupfer und Vanadium umfaßt, als elektrischer Kontakt mit oder ohne gerichtete Erstarrung verwendet werden.The invention also encompasses the use of directionally solidified contact materials in vacuum interrupters. Especially a preferred one Contact form comprises a multicomponent mixture formed using at least two mutually insoluble metal components. Next can also be a material that is a mixture comprised of copper and vanadium, can be used as an electrical contact with or without directional solidification.

Somit ist es ein Ziel der Erfindung, einen elektrischen Kontakt zu schaffen, der hohe Bogenstabilität bei geringen Bogenstromwerten zeigt; es sollen gerichtet erstarrte elektrische Kontakte undThus, it is an object of the invention to provide an electrical contact which has high arc stability at low arc current values shows; there should be directed solidified electrical contacts and

Materialien dafür geschaffen werden, die Wärme- und elektrische Kontakteigenschaften, insbesondere im Vakuum, verbessern; außerdem sollen gerichtet erstarrte Elektrodenkontakte und Materialien dafür geschaffen werden, die die Verlagerung des Plasmabogens von einer Position zu einer anderen verstärken; auch sollen elektrische Kontakte und Kontaktmaterial geschaffen werden, insbesondere für Vakuumkreisunterbrecher, die ein Gemisch aus Kupfer und Vanadium, nicht nur als ein Gemisch, sondern auch in gerichtet erstarrter Form, umfassen; und schließlich sollen Elektrodeneinheiten entstehen, die die elektrischen Kontakte und Ma- «, terialien gemäß der Erfindung verwenden.Materials are created for it that improve the thermal and electrical contact properties, especially in a vacuum; aside from that Directionally solidified electrode contacts and materials are to be created for them to prevent the displacement of the plasma arc reinforce from one position to another; electrical contacts and contact material should also be created, especially for vacuum circuit breakers that use a mixture of copper and vanadium, not only as a mixture, but also in directionally solidified form include; and finally, electrode assemblies should arise that use the electrical contacts and Ma- «, materials according to the invention.

Was als erfindungswesentlich angesehen wird, ist im abschließenden Teil der Beschreibung besonders ausgeführt und klar beansprucht. Die Erfindung ist jedoch sowohl hinsichtlich Organisation als auch Methode der Praxis zusammen mit weiteren Zielen und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den Figuren zu verstehen; von diesen istWhat is considered essential to the invention is in the final Part of the description specially executed and clearly claimed. The invention, however, is both organizational as well as method of practice along with further objects and advantages, best with reference to the following description to be understood in conjunction with the figures; of these is

Fig. 1 ein Strom/Zeit-Diagramm, das eine Stromunterbrechungsperiode veranschaulicht;Fig. 1 is a current / time diagram showing a current interruption period illustrates;

Fig. 2 ist ein Diagramm ähnlich Fig. 1, das spezieller ver- **"· schiedene Bogenstabilitätszustände bei niedrigem Strom veranschaulicht; FIG. 2 is a diagram similar to FIG. 1, more particularly illustrating various low current arc stability conditions;

Fig. 3 ist ein Querschnitts-Seitenaufriß einer Elektrodeneinheit mit Elektrodenmaterial gemäß der Erfindung;Fig. 3 is a cross-sectional side elevation of an electrode unit with electrode material according to the invention;

Fig. 4 ist eine Draufsicht einer der in Fig. 3 gezeigten Elektrodeneinheiten;Fig. 4 is a top plan view of one of the electrode units shown in Fig. 3;

Fig. 5 ist eine geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung, die ferner die Verwendung von gerichtet erstarrtem Elektrodenkontaktmaterial veranschaulicht;Fig. 5 is a sectional side view of an embodiment the invention which further illustrates the use of directionally solidified electrode contact material;

Fig. 6 ist eine Seitenschnittansicht einer Elektrodenein-Fig. 6 is a side sectional view of an electrode insert

heit ähnlich Fig. 5, die eine andere Orientierung für das gerichtet erstarrte Material veranschaulicht;is called similar to Fig. 5, which directed a different orientation for the illustrates solidified material;

Fig. 7 ist eine Mikrofotografie eines Kupfer-Vanadium-Elektrodenkontaktmaterials im Längsschnitt, undFigure 7 is a photomicrograph of a copper-vanadium electrode contact material in longitudinal section, and

Fi.g 8 ist ähnlich Fig. 7, mit der Ausnahme, daß eine Querschnittsansicht des Materials dargestellt ist.Fig. 8 is similar to Fig. 7 except that a cross-sectional view of the material is shown.

Das in Fig. 1 gezeigte Diagramm veranschaulicht eine vollständige Periode einer elektrisch unterbrochenen Stromwellenform. Im wiedergegebenen Diagramm hat die Kurve eine Periodizität T. Für den Fall herkömmlicher US-Netzstromfrequenzen ist T 16,6 ms. Um einen Stromkreis mit der beschriebenen sinusförmigen Wellenform elektrisch zu unterbrechen, ist es herkömmliche Praxis, die Trennung elektrischer Stromkreisunterbrecherkontakte bei einer Zufallszeit, z.B. t-, zu beginnen. Doch in fast allen Fällen entwickelt sich ein Plasmabogen zwischen den getrennten elektrischen Kontakten, wodurch ein fortbestehender Stromweg durch das ionisierte Plasmamaterial geschaffen wird, der hauptsächlich verdampftes metallisches Material von der Oberfläche der elektrischen Kontakte umfaßt. Der Strom steigt weiter bis zu einem Maximalwert an und fällt dann sinusartig ab, bis zu einer Zeit, da der Strom einen Wertebereich erreicht, bei dem der Strom plötzlich und unvorhersagbar zu einer Zeit t2 auf Null fällt. Beim kritischen Stromwert fällt der Strom sehr rasch ab. Wie oben erörtert, ist diese hohe Geschwindigkeit der Stromänderung verantwortlich für die Erzeugung großer Spannungsstöße. Es ist daher somit im allgemeinen wünschenswert, den Schwellen-Stromwert, von dem aus dieser rasche Stoß erfolgt, so niedrig wie möglich zu halten. Zeitwahl und Stromwert, die mit diesem Stromabfall verknüpft sind, sind eine Folge des Fehlens der Bogenstabilität bei niederen Stromwerten. Dieser plötzliche Stromabbruch wird als Stromabriß bezeichnet. Abreißströme werden hauptsächlich durch das verwendete Elektroden-Kontaktmaterial bestimmt. Unter idealen Bedingungen würde der Bogen zu einer Zeit t3 entsprechend einem Punkt T/2 s nach dem vorausgehenden Nullpunkt erlöschen.The diagram shown in Figure 1 illustrates a full period of an electrically interrupted current waveform. In the diagram shown, the curve has a periodicity T. For the case of conventional US mains current frequencies, T is 16.6 ms. In order to electrically break a circuit having the sinusoidal waveform described, it is conventional practice to begin disconnecting electrical circuit breaker contacts at a random time, e.g., t-. In almost all cases, however, a plasma arc develops between the separated electrical contacts, creating a persistent current path through the ionized plasma material, which primarily comprises vaporized metallic material from the surface of the electrical contacts. The current continues to rise up to a maximum value and then falls sinusoidally until a time when the current reaches a value range at which the current suddenly and unpredictably falls to zero at a time t 2. At the critical current value, the current drops very quickly. As discussed above, this high rate of change in current is responsible for generating large voltage surges. It is therefore generally desirable to keep the threshold current value from which this rapid surge occurs as low as possible. The timing and current value associated with this current drop are a consequence of the lack of arc stability at low current values. This sudden power failure is known as a power failure. Chopping currents are mainly determined by the electrode contact material used. Under ideal conditions, the arc would extinguish at a time t 3 corresponding to a point T / 2 s after the preceding zero point.

Das Phänomen des Stromabrisses wird noch weiter ins einzelne gehend in Fig. 2 untersucht, die eine Vergrößerung eines Teils des in Fig. 1 veranschaulichten Diagramms unmittelbar vor der Zeit t3 zeigt. Insbesondere sind dort drei mögliche Lichtbogenlöschungsübergänge zu Zeiten t2a, t2b und t2c gezeigt. Wenn der Stromabriß zu einer Zeit t2 eintritt, wird der Lichtbogen als relativ instabil beschrieben. Wenn jedoch der Stromabriß zu einer Zeit t- eintritt, wird der Lichtbogen als relativ stabil beschrieben. Im allgemeinen ist eine hohe Lichtbogenstabilität bei diesen niedrigen Stromwerten ein wünschenswertes Merkmal von elektrisehen Schaltkreisunterbrechervorrichtungen und ist insbesondere ein grundlegender Vorteil der Erfindung.The phenomenon of the current interruption is examined in more detail in FIG. 2, which shows an enlargement of part of the diagram illustrated in FIG. 1 immediately before time t 3 . In particular, there are shown three possible arc extinction transitions at times t 2a , t 2b and t 2c . If the current stall occurs at time t 2 , the arc is described as being relatively unstable. However, if the current stall occurs at a time t-, the arc is described as being relatively stable. In general, high arc stability at these low current levels is a desirable feature of electrical circuit breaker devices and, in particular, is a fundamental advantage of the invention.

Fig. 3 veranschaulicht einen weiteren Vorteil, der mit dem erfindungsgemäßen, gerichtet erstarrten Elektrodenkontaktmaterial zu erzielen ist. Insbesondere weisen leitfähige Elektrodenträgertei-Ie 12 eingebettet in ihnen ringförmige Elektrodenkontaktringe 10 auf. Im einzelnen ist ein Lichtbogen 13 gezeigt, der zwischen Kontakten 10 überschlägt. Die in Fig. 3 gezeigte Elektrodenstruktureinheit ist ähnlich den derzeit in herkömmlichen Vorrichtungen für Vakuumschaltkreisunterbrechervorrichtungen eingesetztenKonstruktionen. Insbesondere ist es im allgemeinen in solchen Vorrichtungen wünschenwert, den Übergang des Lichtbogens von einem Bereich zwischen Elektrodenkontakten 10 zum leitfähigen Trägerteil 12 zu fördern. Erfindungsgemäß ist der ringförmige Elektrodenkontakt 10 aus Verbundmaterialien, die in radialer Richtung gerichtet erstarrt sind, wie durch die horizontale Strichelung des Kontakts 10 angedeutet. Insbesondere erleichtert eine solche Erstarrung den übergang des Lichtbogens 13 von einem Bereich zwischen Kontakten 10 zu einem Bereich zwischen den größeren, weiter getrennten, stromführenden Strukturen 12. Die Struktur 12 ist weiter ins einzelne gehend in Fig. 4 veranschaulicht, die zeigt, daß sie im wesentlichen eine scheibenförmige Struktur mit ringförmigem Elektrodenkontakt 10 darauf befestigt umfaßt. Ferner weist das leitfähige Trägerteil 12 vorzugsweise Schlitze oder spiralige Einbuchtungen 14 auf, um die Lichtbogenrotation zu begünstigen. Solch ein Aufbau ist für elektrische Vakuumschalt-Fig. 3 illustrates another advantage that comes with the inventive, directionally solidified electrode contact material is to be achieved. In particular, have conductive electrode carrier parts 12 embedded in them annular electrode contact rings 10. In detail, an arc 13 is shown, which between Contacts 10 flips over. The electrode structural unit shown in FIG. 3 is similar to the constructions currently used in conventional vacuum circuit breaker devices. In particular, it is generally desirable in such devices to avoid the transition of the arc from a To promote the area between the electrode contacts 10 to the conductive carrier part 12. The ring-shaped electrode contact is according to the invention 10 made of composite materials which have solidified directed in the radial direction, as shown by the horizontal dashed lines of the contact 10 indicated. In particular, such solidification facilitates the transition of the arc 13 from an area between Contacts 10 to an area between the larger, more separated, current-carrying structures 12. The structure 12 is illustrated in further detail in Fig. 4, which shows that it has a substantially disk-shaped structure comprises annular electrode contact 10 attached thereon. Furthermore, the conductive carrier part 12 preferably has slots or spiral indentations 14 to promote the arc rotation. Such a structure is suitable for electrical vacuum switching

kreisunterbrecher-Formen herkömmlich.circuit breaker shapes conventional.

Die Figuren 5 und 6 veranschaulichen weitere Elektrodeneinheiten, die mit den erfindungsgemäßen, gerichtet erstarrten Materialien verwendet werden können. Insbesondere wirkt in Fig. 5 das leitfähige Trägerteil 16 nicht nur als stromleitendes Element, sondern auch als Kühlkörper. Doch stellt der Elektrodenkontakt 20 die Hauptoberfläche dar, die der Lichtbogen trifft. Es ist der Kontakt 20, der das Ausmaß der Lichtbogenstabilität im Unterbrecher bestimmt. Im einzelnen zeigt, wie durch vertikale Strichelung angedeutet, der Kontakt 20 gerichtete Erstarrung in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche ist, die der Lichtbogen trifft. Somit bietet die in Fig. 5 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsform drei wesentliche Vorteile gegenüber den herkömmlicherweise verwendeten Elektrodenkontakten. Erstens liefert die gerichtete Erstarrung in der dargestellten Richtung erhöhte Wärmeleitfähigkeit zwischen der Lichtbogenoberfläche 21 und dem leitfähigen Trägerteil 16. Zweitens schafft die gerichtete Erstarrung in der dargestellten Richtung eine erhöhte elektrische Leitfähigkeit zwischen der lichtbogenbildenden Oberfläche 21 und dem Trägerteil 16. Dies entspringt dem Vorhandensein zahlreicher leitfähiger Kanäle im Kontakt 20. Drittens erhält die im Kontakt 20 vorgesehene gerichtete Erstarrung die Bogenstabilität durch Aufrechterhaltung der Grenzflächenstruktur zwischen elementaren Metallen. Ferner zeigt das Elektrodenmaterial ausgezeichnete dielektrische Festigkeit. Somit veranschaulicht Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.FIGS. 5 and 6 illustrate further electrode units made with the directionally solidified materials according to the invention can be used. In particular, in FIG. 5 the conductive carrier part 16 acts not only as an electrically conductive element, but rather also as a heat sink. However, the electrode contact 20 is the main surface that the arc hits. It's the contact 20, which determines the degree of arc stability in the interrupter. In detail shows, as indicated by vertical dashed lines, the contact 20 directional solidification in a direction substantially perpendicular to the surface that the Arc hits. The embodiment according to the invention shown in FIG. 5 thus offers three significant advantages over this the commonly used electrode contacts. First, the directional solidification provides in the direction shown increased thermal conductivity between the arc surface 21 and the conductive support member 16. Second, creates the Directional solidification in the direction shown increases electrical conductivity between the arc-forming surface 21 and the carrier part 16. This arises from the presence of numerous conductive channels in the contact 20. Third, it is obtained the directional solidification provided in the contact 20, the arc stability by maintaining the interface structure between elemental metals. Furthermore, the electrode material shows excellent dielectric strength. Thus illustrated Fig. 5 shows a preferred embodiment of the invention.

Bei den Anwendungen, bei denen Lichtbogenwanderung oder -bewegung erwünscht ist, kann ein gerichtet erstarrtes Material verwendet werden, um diese Wanderung zu erleichtern. Solch ein Material und Aufbau ist in Fig. 6 veranschaulicht, in der ein Kontakt 30 verwendet wird. Der Kontakt 30 zeigt gerichtete Erstarrung in einer Richtung praktisch parallel zur lichtbogenbildenden Oberfläche Da Lichtbogen dazu neigen, sich leichter in Richtung des ausgedehnten Bestandteils zu bewegen, ist diese gerichtete Erstarrung somit brauchbar bei der Steuerung der Bewegung des Bogens an denIn those applications where arc migration or movement is desired, a directionally solidified material can be used to make this hike easier. Such a material and structure is illustrated in Figure 6 in which a contact 30 is used will. Contact 30 shows directional solidification in a direction practically parallel to the arcing surface Since arcs tend to move more easily towards the expanded component, this is directional solidification thus useful in controlling the movement of the sheet to the

52645264

-X--X-

Elektrodenkontaktoberflächen, d.h. den lichtbogenbildenden Oberflächen. Dieser Aspekt der Erfindung ist auch in Fig. 3 oben dargestellt, wonach es allgemein wünschenswert ist, dem Plasmabogen eine radiale Auswärtsbewegung zu erteilen.Electrode contact surfaces, i.e. the arcing surfaces. This aspect of the invention is also illustrated in Figure 3 above, after which it is generally desirable to use the plasma arc to impart a radial outward movement.

Im allgemeinen umfaßt das erfindungsgemäße Elektrodenmaterial ein Gemisch von wenigstens zwei gegenseitig unlöslichen Metallkomponenten, die gerichtet erstarrt sind. Ein Material, das sich als besonders brauchbar erwiesen hat, ist ein Gemisch aus Kupfer und Vanadium, worin das Vanadium in einer Menge zwischen etwa 1 und etwa 92 Gew.-% vorliegt. Das gerichtet erstarrte Kupfer-Vanadium-Material gemäß der Erfindung ist nachfolgend weiter ins einzelne gehend beschrieben und in den Fig. 7 und 8 wiedergegeben. Andere gegenseitig unlösliche Materialien, die erfindungsgemäß gerichtet erstarrt werden können, umfassen Aluminium und Antimon, Silber und Kupfer, Kupfer und Kismut , Kupfer und Blei, Kupfer und Lithium, Aluminium und Beryllium, Silber und Nickel und Aluminium, Aluminium und Chrom, Aluminium und Titan und Aluminium und Vanadium. Die folgende Tabelle I zeigt eine nicht ausschließliche Liste von Materialien und Zusammensetzungsbereichen, die erfindungsgemäß verwendbar sind.In general, the electrode material according to the invention comprises a mixture of at least two mutually insoluble metal components, that are rigidly directed. One material that has been found to be particularly useful is a mixture of copper and Vanadium, wherein the vanadium is present in an amount between about 1 and about 92 weight percent. The directionally solidified copper-vanadium material according to the invention is described in more detail below and shown in FIGS. Other Mutually insoluble materials which can be directionally solidified according to the invention include aluminum and antimony, silver and Copper, copper and bismuth, copper and lead, copper and lithium, aluminum and beryllium, silver and nickel and aluminum, aluminum and chromium, aluminum and titanium and aluminum and vanadium. The following Table I shows a non-exclusive list of Materials and composition ranges useful in the present invention.

Tabelle ITable I. Materialienmaterials

Ag-Ni Al-Be Al-Bi Al-Cr Al-Sb Al-Ti Cu-Bi Cu-Li Cu-Pb Cu-VAg-Ni Al-Be Al-Bi Al-Cr Al-Sb Al-Ti Cu-Bi Cu-Li Cu-Pb Cu-V

Bereich (Gew.-%) Range (wt%)

1-98 Ni1-98 Ni

1 - 98 Al1 - 98 al

(jeder Zusammensetzungsbereich) 80- 99 Al 1-82 Sb 63- 99 Al (jeder Zusammensetzungsbereich)(any composition range) 80-99 Al 1-82 Sb 63- 99 Al (any composition range)

1 - 92 V1 - 92 V

Der Prozeß der gerichteten Erstarrung selbst ist auf dem metallurgischen Gebiet gut bekannt. Er ist jedoch bisher nicht für den Zweck der Verstärkung der Lichtbogenbewegung in Vakuumkontaktma-The process of directional solidification itself is on the metallurgical level Area well known. However, it has not yet been used for the purpose of amplifying the arc movement in vacuum contact machines.

terialien angewandt worden. Ferner ist er bislang noch nicht bei dem mit Bogenstabilität bei niederen Lichtbogenstromwerten verbundenen Problem angewandt worden. Bei der gerichteten Erstarrung wird ein Rohling aus dem gewünschten Gemisch durch eine heiße Zone geführt, in der das Material lokal geschmolzen wird und wieder erstarrt, wenn der Rohling in einem Stufenprozeß durch die heiße Zone geführt wird. Die Ausrichtung der anfallenden Struktur scheint auf der Affinität gleicher Atome zu einander während der Wiedererstarrung zu beruhen. Für die erfindungsgemäßen Zwecke umfaßt das Elektrodenmaterial zur Verwendung beim Prozeß der gerichteten Erstarrung zwei oder mehr Komponenten, von denen eine in den übrigen Bestandteilen im wesentlichen unlöslich ist, wobei dieser Bestandteil vorzugsweise ein Metall relativ hoher elektrischer Leitfähigkeit ist. Wieder wurde festgestellt, daß insbesondere Kupfer und Vanadium die erwünschten Unlöslichkeiten, Siedepunkte und elektrischen Leitfähigkeiten haben. Ferner wurde gefunden, daß sie der gerichteten Erstarrung sehr gut zuzuführen sind. Doch wurde auch gefunden, daß ein Elektrodenkontakt mit Kupfer und Vanadium selbst unter ungerichtet erstarrten Bedingungen überlegene Lichtbogenstabilitätseigenschaften zeigt.materials have been applied. Furthermore, it has not yet reached that associated with arc stability at low arc current values Problem has been applied. In directional solidification, a blank is made from the desired mixture through a hot one Zone out in which the material is melted locally and again solidifies when the blank is passed through the hot zone in a step process. The alignment of the resulting structure appears to be based on the affinity of like atoms for each other during re-solidification. For the purposes of the invention includes the electrode material for use in the process of directional solidification has two or more components, one of which is in is essentially insoluble in the remaining constituents, this constituent preferably being a metal of relatively high electrical Conductivity is. Again it was found that in particular Copper and vanadium have the desired insolubilities, boiling points and electrical conductivities. It was also found that they are very well suited to directed solidification. But it was also found that an electrode contact with Copper and vanadium exhibit superior arc stability properties even under non-directional solidified conditions.

Die leichte Zuführbarkeit des Kupfer-Vanadium-Gemischs der gerichteten Erstarrung ist des näheren in den Fig. 7 und 8 veranschaulicht, die beide Rasterelektronenmikroskopaufnahmen von Kupfer-Vanadium darstellen. Fig. 7 veranschaulicht einen Längsschnitt eines gerichtet erstarrten Kupfer-Vanadium-Gemischs. Fig. 8 ist identisch mit Fig. 7, ausgenommen, daß eine Querschnittsansicht des Kupfer-Vanadium-Gemischs veranschaulicht ist. In der wiedergegebenen Darstellung zeigt sich das Kupfer als das leichtere der beiden vorhandenen Materialien. Jede der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Rasterelektronenmikroskopaufnahmen wurde mit der gleichen Probe hergestellt, und die Ansicht ist die von Oberflächen, die metallographisch poliert wurden. Ferner sind in Fig. 7 auch eine Reihe weißer Flecken zu sehen, die tatsächlich Kunstprodukte des AbbildungsVorgangs sind. Ähnliche Flecken sind auch in geringerem Ausmaß in Fig. 8 zu sehen. Auch dies sind Kunstprodukte des Abbildungsvorgangs. Bei jeder Mikroskopaufnahme istThe ease of delivery of the copper-vanadium mixture of the directional Solidification is illustrated in greater detail in FIGS. 7 and 8, both of which are scanning electron microscope images of FIG Represent copper vanadium. Fig. 7 illustrates a longitudinal section a directionally solidified copper-vanadium mixture. Fig. 8 is identical to Fig. 7 except that it is a cross-sectional view of the copper-vanadium mixture is illustrated. In the representation shown, the copper shows itself to be the lighter one of the two existing materials. Each of the scanning electron micrographs shown in FIGS. 7 and 8 was taken with the made of the same specimen, and the view is that of surfaces which have been metallographically polished. Furthermore, in FIG. 7 also see a series of white spots that are actually artifacts of the imaging process. Similar spots are also seen to a lesser extent in FIG. These, too, are artifacts of the imaging process. With every microscope image is

eine Längenskala von 150 pm zu Vergleichszwecken mit abgebildet. Aus den Fig. 7 und 8 geht hervor, daß das Kupfer in Form einer Vielzahl säulenförmiger Schichten vorliegt, die von einer Oberfläche zur Anderen in einer Vanadiummatrix reichen. So ist zu erkennen, daß sich die Erscheinung der gerichteten Erstarrung durch ,das gesamte Material hindurch erstreckt und nicht nur ein Oberflächenphänomen ist. So sind die erfindungsgemäßen, gerichtet erstarrten Materialien, abgesehen davon, daß sie Grenzflächen zwischen Bestandteilmaterialien an der Elektrodenoberfläche zur Stabilisierung des Lichtbogens aufweisen, mit einer weiteren Eigenschaft ausgestattet, daß Fasern oder dendritische Säulen einer Komponente, wie Kupfer, entlang der Kontakt-Symmetrieachse vereint sind und somit die elektrische und Wärmeleitung von der Kontaktoberfläche fördern. Das in den Fig. 7 und 8 verwendete Material ist ein 50% Vanadium/50% Kupfer-Gemisch (auf Gewichtebasis} Ferner wurden die Mikroskopaufnahmen der Fig. 7 und 8 von Oberflächen aufgenommen, die im wesentlichen senkrecht zueinander sind.a length scale of 150 pm is also shown for comparison purposes. It can be seen from Figures 7 and 8 that the copper is in the form of a plurality of columnar layers extending from a surface to the other in a vanadium matrix. It can thus be seen that the phenomenon of directed solidification is evident , extends all through the material and not just a surface phenomenon is. So are the directionally solidified according to the invention Materials, apart from being interfaces between constituent materials on the electrode surface for stabilization of the arc, equipped with a further property that fibers or dendritic columns of a Components, such as copper, are united along the contact axis of symmetry and thus the electrical and thermal conduction from the contact surface support financially. The material used in Figures 7 and 8 is a 50% vanadium / 50% copper mixture (on a weight basis) Furthermore, the microscope photographs of FIGS. 7 and 8 were taken from surfaces which are essentially perpendicular to one another are.

Somit ist aus vorstehendem zu ersehen, daß das erfindungsgemäße Elektrodenmaterial die Lichtbogenstabilität bei niederen Stromwerten erhöht, erhöhte Wärmeleitfähigkeit zwischen lichtbogenbildender Oberfläche und dem leitfähigen Trägerteil und außerdem er-•s höhte elektrische Leitfähigkeit in der gleichen Richtung erbringt. Ferner sollte auch gewürdigt werden, daß die Erfindung die Verwendung gerichtet erstarrter Elektrodenkontaktmaterialien in einer Reihe von elektrischen Schaltkreisunterbrechervorrichtungen ermöglicht, worin die Lichtbogenwanderung durch überlegte Wahl der Erstarrungsrichtung sehr begünstigt werden kann. Schließlich ist auch zu sehen, daß die Erfindung die Leistungsfähigkeit von Vakuumlichtbogenschaltkreisunterbrechern erhöht.It can thus be seen from the above that the electrode material according to the invention increases the arc stability at low current values, increased thermal conductivity between arc-forming Surface and the conductive carrier part and also he • s provides increased electrical conductivity in the same direction. Furthermore, it should also be appreciated that the invention the use of directionally solidified electrode contact materials in a variety of electrical circuit breaker devices allows where the arc migration is deliberated through Choice of the direction of solidification can be very favored. Finally, it can also be seen that the invention's performance increased by vacuum arc circuit breakers.

Während die Erfindung hier im einzelnen anhand bestimmter bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, können vom Fachmann sahireiche Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden. Daher sollen alle solchen Abwandlungen und Änderungen, die in den Rahmen der Erfindung fallen, durch die Ansprüche gedeckt sein.While the invention is more preferred here in detail by way of certain Embodiments has been described, modifications and changes can be made by those skilled in the art. Therefore All such modifications and changes that come within the scope of the invention are intended to be covered by the claims.

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Claims (9)

1 River Road Schenectady, N.Y./U.S.A. Patentansprüche1 River Road Schenectady, N.Y./U.S.A. Claims 1. Elektrischer Kontakt zur Verwendung in einer Vakuumunterbrechervorrichtung mit einem Block aus leitfähigem Material mit wenigstens einer Kontaktfläche, wobei das Material ein gerichtet erstarrtes Gemisch,ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Paaren,gegenseitig unlöslicher Metallbestandteile, umfaßt;1. An electrical contact for use in a vacuum interrupter apparatus with a block of conductive material having at least one contact surface, wherein the material is a directionally solidified mixture, selected from the group consisting of the following pairs of mutually insoluble metal components comprises; Kupfer und Vanadium mit etwa 1 bis etwa 92 % Vanadium,Copper and vanadium with about 1 to about 92% vanadium, Kupfer und Wismut ,Copper and bismuth, Kupfer und Lithium,Copper and lithium, Kupfer und Blei,Copper and lead, Aluminium und Titan mit etwa 63 bis etwa 99 % Aluminium,Aluminum and titanium with about 63 to about 99% aluminum, Aluminium und Antimon mit etwa 1 bis etwa 82 % Antimon,Aluminum and antimony with about 1 to about 82% antimony, Aluminium und Chrom mit etwa 80 bis etwa 99 % Aluminium,Aluminum and chromium with about 80 to about 99% aluminum, Aluminium und Beryllium mit etwa 1 bis etwa 98 % Aluminium,Aluminum and beryllium with about 1 to about 98% aluminum, Aluminium und Wismut undAluminum and bismuth and Silber und Nickel mit etwa 1 bis etwa 98 % Nickel,Silver and nickel with about 1 to about 98% nickel, wobei die Prozentsätze Gewichtsprozent sind.the percentages being percentages by weight. 2. Elektrodenkontakt nach Anspruch 1, dessen Elektrode eine kreisförmige Scheibe umfaßt.2. An electrode contact according to claim 1, the electrode of which is a includes circular disc. 3. Elektrodenkontakt nach Anspruch 1, dessen Elektrode einen Ring umfaßt.3. An electrode contact according to claim 1, the electrode of which is a Ring includes. 4. Elektrodenkontakt nach Anspruch 1, dessen Elektrode eine flache Platte umfaßt.4. The electrode contact according to claim 1, the electrode of which is a flat plate includes. 5. Elektrodeneinheit mit einem leitfähigen Trägerteil und der Elektrode gemäß Anspruch 1, auf einer Oberfläche des Trägerteils befestigt.5. Electrode unit with a conductive support part and the electrode according to claim 1, on a surface of the support part attached. 6. Elektrodeneinheit nach Anspruch 5, in der gerichtete Erstarrung im allgemeinen rechtwinklig zu der Oberfläche vorliegt.6. Electrode unit according to claim 5, in the directional solidification is generally perpendicular to the surface. 7. Elektrodeneinheit nach Anspruch 5, deren gerichtete Erstarrung im wesentlichen parallel zu der Oberfläche ist.7. Electrode unit according to claim 5, the directional solidification of which is substantially parallel to the surface. 8. Elektrodenkontakt zur Verwendung in Starkstrom-Schaltkreisunterbrechervorrichtungen, ein erstarrtes Gemisch aus Kupfer und Vanadium aufweisend, wobei das Vanadium zwischen etwa 1 und etwa 92 Gew.-% der Elektrodenkontakte ausmacht.8. electrode contact for use in high voltage circuit breaker devices; comprising a solidified mixture of copper and vanadium, the vanadium between about 1 and makes up about 92% by weight of the electrode contacts. 9. Material, insbesondere brauchbar in einem elektrischen Kontakt, mit einem erstarrten Gemisch aus Kupfer und Vanadium, wobei das Vanadium zwischen etwa 1 und etwa 92 Gew.-% ausmacht.9. Material, particularly useful in electrical contact, with a solidified mixture of copper and vanadium, wherein the vanadium is between about 1 and about 92 weight percent.
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