EP0172442A2 - Expulsion chamber for an electric switching device, particularly for application in low-voltage energy technics - Google Patents

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EP0172442A2
EP0172442A2 EP85109354A EP85109354A EP0172442A2 EP 0172442 A2 EP0172442 A2 EP 0172442A2 EP 85109354 A EP85109354 A EP 85109354A EP 85109354 A EP85109354 A EP 85109354A EP 0172442 A2 EP0172442 A2 EP 0172442A2
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EP
European Patent Office
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low
contact
copper
volume
tungsten
Prior art date
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EP85109354A
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Peter Dr. Dipl.-Phys. Frey
Ursula Dr. Dipl.-Phys. Mayer
Harald Dipl.-Phys. Hönninger
Karl Dr. Dipl.-Phys. Saeger
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Doduco Solutions GmbH
Original Assignee
Doduco GmbH and Co KG Dr Eugen Duerrwaechter
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/021Composite material
    • H01H1/025Composite material having copper as the basic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/64Protective enclosures, baffle plates, or screens for contacts
    • H01H1/66Contacts sealed in an evacuated or gas-filled envelope, e.g. magnetic dry-reed contacts

Definitions

  • any gas which does not react in an undesirable manner with the contact material (as would be possible with nitrogen with the formation of nitride) and which does not release any harmful decomposition products under the action of the switching arc can be used as protective gas.
  • argon is the only protective gas that can be used, because argon is cheap and consequent Due to its large atomic radius, it is easy to enclose, ie, with modest effort, it is possible to implement an argon-filled switching chamber from which the argon will not diffuse for years. Unfortunately, however, argon has a very low dielectric strength (see Manfred von Ardenne: Tables on Applied Physics, Volume 3, page 418; VEB Deutscher Verlag dermaschineen Berlin 1973).
  • the low dielectric strength of the argon gives rise to concerns that the arc cannot be reliably re-ignited after a switch has been opened, and this concern has arisen in studies carried out by the inventors, inter alia, on contact pieces made of 88% by weight copper and 12% cadmium oxide, from 75% by weight copper and 25% by weight chromium.
  • a contact material for encapsulated contact systems in low-voltage switching devices which contains 5 to 25% by weight, preferably 10% by weight, molybdenum and the balance copper. None is known about the type of protective gas used. According to the information in this published specification, a contact resistance was measured with contact pieces made of 10% molybdenum and 90% copper, which was comparable to the contact resistance of contact pieces made of silver with 12% by weight cadmium oxide. However, this material does not behave satisfactorily with regard to the resistance to erosion and the tendency to weld as well especially with regard to the reignition of the arc after opening the switch.
  • the invention has for its object to find a contact material which is particularly suitable in switchgear, in particular in those for low-voltage energy technology, for use under argon as a protective gas.
  • This object is achieved through the use of a contact material which, apart from any minor addition of one or more metals serving as a sintering aid or wetting aid, consists of 35 to 75% by volume of tungsten or molybdenum and 0 to 12% by volume of one or more elements consists of the group tellurium, antimony and bismuth as well as the rest of copper.
  • the contact material used according to the invention contains a very high proportion of heavy metals (in the case of tungsten, the 35 to 75% by volume corresponds to a content of around 55 to 85% by weight. -%).
  • the additional metals tellurium, antimony and bismuth - of which antimony is particularly suitable - represent at most a small proportion of the contact material; they are preferably used in a proportion of 1 to 6% by volume (corresponding to approximately 0.5 to 2.5% by weight) in the contact material, low contents being particularly preferred.
  • Contact pieces can be produced from the contact material according to the invention by first producing a porous molded body from tungsten powder or from molybdenum powder by sintering, which is then infiltrated with copper, which contains the additional metals tellurium, antimony and / or bismuth, optionally as alloy metals, and preferably by excess soaking.
  • the tungsten powder or the molybdenum powder can contain small amounts of an additional metal in a manner known per se which promotes the sintering process; Suitable sintering aids are, for example, nickel or cobalt, which may be added to the tungsten in a proportion of around 0.5% by weight.
  • the contact material can contain small amounts (less than 1% by weight) of one or more Contain metals, which serve as a wetting aid and favor the infiltration of the copper or the copper alloy;
  • Contain metals which serve as a wetting aid and favor the infiltration of the copper or the copper alloy
  • cobalt and nickel are also suitable as wetting aids, which can optionally be added to the copper to be infiltrated.
  • the tungsten or molybdenum powder with copper powder as well as with antimony, tellurium and / or bismuth powder, possibly also with an additional metal provided as a sintering aid or wetting aid, and produce a shaped body from the powder mixture by sintering in the liquid phase.
  • an excess amount of the impregnating material (copper and the intended additional metal from the group of antimony, bismuth and tellurium) is preferably placed on the powder mixture given in a mold in order to impregnate the tungsten or molybdenum structure formed during sintering as completely as possible guarantee and at the same time to get a well solderable and weldable surface layer on one side.
  • Contact pieces made of the material according to the invention not only have a low contact resistance and thus only a low contact heating, but also a long service life, sufficiently low erosion and sufficiently low tendency to weld, and in particular excellent suitability for arc quenching, especially under argon as a protective gas.
  • tungsten powder with an average grain size between 1 and 10 ⁇ m (FSSS) and 0.5 part by weight of fine-grained nickel powder are mixed together, placed in a mold, compacted therein and then at a temperature of around 1100 ° C for a period of 30 min. sintered under cracked gas.
  • a molded body is formed from a porous tungsten framework, which is then impregnated with an alloy of copper with 3% by weight of antimony. Soaking takes place at a temperature of approx. 1150 ° C in a vacuum.
  • the contact piece blank After the impregnation process, the contact piece blank has a residual porosity of less than 2% and has the following composition by weight
  • Arc duration r arc 10 ms) to values between 300 - 400 ⁇ rise.
  • the corresponding values for contact pieces made of silver with 12% cadmium oxide when switching in air are 300 - 400 ⁇ or 500 - 700 ⁇ .
  • the burnup for the contact pieces made of silver with 12% cadmium oxide in air is 20 mg / 1000 switching cycles, for the contact pieces made of the material according to the invention in the above composition in combination with argon as protective gas, 15 mg / 1000 switching cycles.

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Abstract

The contact points of the switchgear are situated in an argon-filled expulsion chamber and, apart from any minor additions of one or more metals used as sintering aid or wetting aid, are composed of 35 to 75% by volume of tungsten or molybdenum and 0 to 12% by volume of one or more elements from the group comprising tellurium, antimony and bismuth, the remainder being copper.

Description

Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Schaltkammer für ein elektrisches Schaltgerät mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Bis heute ist Silber der wesentliche Bestandteil der meisten in Niederspannungsschaltgeräten verwendeten Kontaktwerkstoffe, und zwar am häufigsten in Verbindung mit Metalloxiden (Kadmiumoxid, Zinnoxid, Indiumoxid, Zinkoxid und andere mehr, einzeln oder in Kombination), welche im Silber dispergiert sind und deren Anteil 10 bis 15 Gew.-% nicht übersteigt. Silber ist nämlich praktisch das einzige Metall, welches in Niederspannungsschaltgeräten als Basis für Werkstoffe für elektrische Kontakte, die in Luft schalten sollen, infrage kommt, weil es an Luft keine stabilen Oxide bildet und eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Silber ist jedoch ein Metall, dessen Preis verhältnismäßig hoch und darüberhinaus durch Spekulation beeinflußt ist. Es sind deshalb Bestrebungen im Gange, in Niederspannungsschaltgeräten die Kontaktwerkstoffe auf Silberbasis durch Kontaktwerkstoffe auf Unedelmetallbasis zu ersetzen. Wegen der guten elektrischen Leitfähigkeit des Kupfers bieten sich zu diesem Zweck Kontaktwerkstoffe an, die Kupfer enthalten. Sie Können jedoch nur dann in Niederspannungsschaltgeräten eingesetzt werden, wenn sie eine Reihe von Anforderungen erfüllen:

  • - Der Kontaktwiderstand soll gering sein, und zwar auf Dauer,
  • - die Kontaktstücke sollen eine gute Abbrandfestigkeit unter dem Einfluß von Schaltlichtbögen zeigen,
  • - die Kontaktstücke sollen beim Schließen unter Last eine möglichst geringe Neigung zum Verschweißen zeigen,
  • - und nach dem Öffnen des Schalters soll ein Wiederzünden des Schaltlichtbogens nicht auftreten.
The starting point of the invention is a switching chamber for an electrical switching device with the features specified in the preamble of claim 1. To date, silver is the essential component of most contact materials used in low-voltage switchgear, most often in connection with metal oxides (cadmium oxide, tin oxide, indium oxide, zinc oxide and others, individually or in combination), which are dispersed in silver and their proportion 10 to Does not exceed 15% by weight. Silver is practically the only metal that can be used in low-voltage switchgear as the basis for materials for electrical contacts that are supposed to switch in air, because it does not form stable oxides in air and has a high electrical conductivity. However, silver is a metal whose price is relatively high and is also influenced by speculation. Efforts are therefore underway to replace the silver-based contact materials with base metal-based contact materials in low-voltage switchgear. Because of the good electrical conductivity of copper, contact materials containing copper are suitable for this purpose. However, they can only be used in low-voltage switchgear if they meet a number of requirements:
  • - The contact resistance should be low, in the long run,
  • - The contact pieces should have good resistance to erosion under the influence of switching arcs,
  • the contact pieces should have the lowest possible tendency to weld when closed under load,
  • - And after opening the switch, the switching arc should not be re-ignited.

Wegen der leichten Oxidierbarkeit des Kupfers ist ein auf Dauer geringer Kontaktwiderstand nur zu erreichen, wenn die kupferhaltigen Schaltkontakte nicht in Luft, sondern unter einem sauerstoffreien Schutzgas betrieben werden. Als Schutzgas kann im Prinzip jedes Gas verwendet werden, welches nicht in unerwünschter Weise mit dem Kontaktwerkstoff reagiert (wie es bei Stickstoff unter Nitridbildung möglich wäre) und welches unter der Wirkung des Schaltlichtbogens keine schädlichen Zersetzungsprodukte freisetzt. Da Schaltgeräte, deren Kontaktstücke in einer mit Schutzgas gefüllten Schaltkammer eingeschlossen sind, aber im Wettbewerb mit den in Luft schaltenden, konstruktiv einfacheren Schaltgeräten mit Kontaktstücken auf Silberbasis konkurrieren müssen, kommt es beim Ersatz der Kontaktstücke auf Silberbasis durch solche auf Unedelmetallbasis entscheidend darauf an, für die dann nötige Schaltkammer mit Schutzgasfüllung eine möglichst einfache und preisgünstige Lösung zu finden.Because of the easy oxidizability of the copper, a long-term low contact resistance can only be achieved if the copper-containing switch contacts are not operated in air but under an oxygen-free protective gas. In principle, any gas which does not react in an undesirable manner with the contact material (as would be possible with nitrogen with the formation of nitride) and which does not release any harmful decomposition products under the action of the switching arc can be used as protective gas. Since switching devices whose contact pieces are enclosed in a switching chamber filled with protective gas, but have to compete with the air-switching, structurally simpler switching devices with silver-based contact pieces, it is crucial to replace the silver-based contact pieces with those based on non-precious metals to find the necessary switching chamber with protective gas filling as simple and inexpensive a solution as possible.

Aus diesen Erwägungen heraus kommt als Schutzgas praktisch nur Argon in Betracht, denn Argon ist billig und infolge seines großen Atomradius ist es gut einschließbar, d.h., man kann mit bescheidenem Aufwand eine mit Argon gefüllte Schaltkammer verwirklichen, aus welcher das Argon über Jahre hinweg nicht hinausdiffundiert. Leider hat jedoch Argon eine sehr niedrige dielektrische Durchschlagsfestigkeit (vergl. Manfred von Ardenne: Tabellen zur angewandten Physik, Band 3, Seite 418; VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften Berlin 1973). Die niedrige Durchschlagsfestigkeit des Argons läßt befürchten, daß ein Wiederzünden des Lichtbogens nach dem Öffnen eines Schalters nicht zuverlässig verhindert werden kann, und diese Befürchtung hat sich bei Untersuchungen, die die Erfinder u.a. an Kontaktstücken aus 88 Gew.-% Kupfer und 12 % Kadmiumoxid, aus 75 Gew.-% Kupfer und 25 Gew.-% Chrom durchgeführt haben, bestätigt.Based on these considerations, argon is the only protective gas that can be used, because argon is cheap and consequent Due to its large atomic radius, it is easy to enclose, ie, with modest effort, it is possible to implement an argon-filled switching chamber from which the argon will not diffuse for years. Unfortunately, however, argon has a very low dielectric strength (see Manfred von Ardenne: Tables on Applied Physics, Volume 3, page 418; VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften Berlin 1973). The low dielectric strength of the argon gives rise to concerns that the arc cannot be reliably re-ignited after a switch has been opened, and this concern has arisen in studies carried out by the inventors, inter alia, on contact pieces made of 88% by weight copper and 12% cadmium oxide, from 75% by weight copper and 25% by weight chromium.

Aus der japanischen Offenlegungsschrift 58-22 346 ist ein Kontaktwerkstoff für gekapselte Kontaktsysteme in Niederspannungsschaltgeräten bekannt, welcher 5 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.-% Molybdän und als Rest Kupfer enthält. Über die Art des verwendeten Schutzgases ist nichts bekannt. Nach den Angaben in dieser Offenlegungsschrift wurde mit Kontaktstücken aus 10 % Molybdän und 90 % Kupfer ein Kontaktwiderstand gemessen, welcher dem Kontaktwiderstand von Kontaktstücken aus Silber mit 12 Gew.-% Kadmiumoxid vergleichbar war. Nicht zufriedenstellend verhält sich dieser Werkstoff jedoch hinsichtlich der Abbrandfestigkeit und der Verschweißneigung sowie insbesondere hinsichtlich des Wiederzündens des Lichtbogens nach dem Öffnen des Schalters. Letzteres ist nicht verwunderlich, denn die Sofortverfestigungsspannung, welche das Wiederzündverhalten entscheidend beeinflußt, ist für hochsiedende Metalle wie Wolfram und Molybdän sowie für Werkstoffe, die diese hochsiedenden Metalle enthalten, z.B. für Wolfram mit 30 Gew.-% Silber, sehr niedrig und damit schlechtgeeignet, das Wiederzünden des Lichtbogens zu verhindern, wohingegen die Sofortverfestigungsspannung für Werkstoffe wie Silber-Nickel und Silber-Kadmiumoxid hoch und damit günstig liegt (vergl. A. Keil, W.A. Merl, E. Vinaricky: Elektrische Kontakte und ihre Werkstoffe, Springer-Verlag 1984, Seite 101).From Japanese published patent application 58-22 346 a contact material for encapsulated contact systems in low-voltage switching devices is known, which contains 5 to 25% by weight, preferably 10% by weight, molybdenum and the balance copper. Nothing is known about the type of protective gas used. According to the information in this published specification, a contact resistance was measured with contact pieces made of 10% molybdenum and 90% copper, which was comparable to the contact resistance of contact pieces made of silver with 12% by weight cadmium oxide. However, this material does not behave satisfactorily with regard to the resistance to erosion and the tendency to weld as well especially with regard to the reignition of the arc after opening the switch. The latter is not surprising, since the instant hardening tension, which has a decisive influence on the reignition behavior, is very low and therefore unsuitable for high-boiling metals such as tungsten and molybdenum and for materials containing these high-boiling metals, e.g. for tungsten with 30% by weight silver, to prevent the arc from re-igniting, whereas the instant hardening voltage for materials such as silver-nickel and silver-cadmium oxide is high and therefore favorable (see A. Keil, WA Merl, E. Vinaricky: Electrical contacts and their materials, Springer-Verlag 1984, Page 101).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kontaktwerkstoff zu finden, welcher sich in Schaltgeräten, insbesondere in solchen für die Niederspannungsenergietechnik, in besonderem Maße dafür eignet, unter Argon als Schutzgas verwendet zu werden. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung eines Kontaktwerkstoffs, welcher - abgesehen von ggfs. vorhandenen geringfügige Zusätzm eines oder mehrerer als Sinterhilfe oder Benetzungshilfe dienender Metalle - aus 35 bis 75 Vol-% Wolfram oder Molybdän und 0 bis 12 Vol-% eines oder mehrerer Elemente aus der Gruppe Tellur, Antimon und Wismut sowie zum Rest aus Kupfer besteht. Die besondere Eignung solcher Kontaktwerkstoffe ist angesichts der bekannt schlechten dielektrischen Eigenschaften des Argons und der niedrigen Sofortverfestigungsspannung des Wolframs und des Molybdäns ausserordentlich überraschend, und zwar umso mehr, als der erfindungsgemäß verwendete Kontaktwerkstoff einen sehr hohen Schwermetallanteil enthält (bei Wolfram entsprechen die 35 bis 75 Vol-% einem Gehalt von rund 55 bis 85 Gew.-%). Die Zusatzmetalle Tellur, Antimon und Wismut - von denen Antimon besonders geeignet ist - stellen allenfalls einen kleinen Anteil am Kontaktwerkstoff; sie werden vorzugsweise mit einem Anteil von 1 bis 6 Vol.% (entsprechend etwa 0,5 bis 2,5 Gew.-%) im Kontaktwerkstoff eingesetzt, wobei niedrige Gehalte besonders bevorzugt sind.The invention has for its object to find a contact material which is particularly suitable in switchgear, in particular in those for low-voltage energy technology, for use under argon as a protective gas. This object is achieved through the use of a contact material which, apart from any minor addition of one or more metals serving as a sintering aid or wetting aid, consists of 35 to 75% by volume of tungsten or molybdenum and 0 to 12% by volume of one or more elements consists of the group tellurium, antimony and bismuth as well as the rest of copper. The particular suitability of such contact materials is given the known poor dielectric Properties of the argon and the low instantaneous hardening stress of the tungsten and the molybdenum are extremely surprising, and all the more so since the contact material used according to the invention contains a very high proportion of heavy metals (in the case of tungsten, the 35 to 75% by volume corresponds to a content of around 55 to 85% by weight. -%). The additional metals tellurium, antimony and bismuth - of which antimony is particularly suitable - represent at most a small proportion of the contact material; they are preferably used in a proportion of 1 to 6% by volume (corresponding to approximately 0.5 to 2.5% by weight) in the contact material, low contents being particularly preferred.

Die Herstellung von Kontaktstücken aus dem erfindungsgemäßen Kontaktwerkstoff kann dadurch erfolgen, daß man aus Wolframpulver oder aus Molybdänpulver durch Sintern zunächst einen porösen Formkörper herstellt, welcher anschließend mit Kupfer, welches die Zusatzmetalle Tellur, Antimon und/oder Wismut gegebenenfalls als Legierungsmetalle enthält, infiltriert wird und zwar bevorzugt durch Überschußtränkung. Das Wolframpulver oder das Molybdänpulver kann dabei in an sich bekannter Weise geringe Mengen eines Zusatzmetalls enthalten, welches den Sintervorgang begünstigt; als Sinterhilfe eignen sich z.B. Nickel oder Kobalt, welche dem Wolfram ggfs. in einem Anteil von rund 0,5 Gew.-% zugesetzt werden. Ferner kann der Kontaktwerkstoff geringe Mengen (weniger als 1 Gew.-%) eines oder mehrerer Metalle enthalten, welche als Benetzungshilfe dienen und das Infiltrieren des Kupfers bzw. der Kupferlegierung begünstigen; als Benetzungshilfe eignen sich neben Zirkon beispielsweise auch Kobalt und Nickel, welche man ggfs. dem zu infiltrierenden Kupfer zusetzen kann.Contact pieces can be produced from the contact material according to the invention by first producing a porous molded body from tungsten powder or from molybdenum powder by sintering, which is then infiltrated with copper, which contains the additional metals tellurium, antimony and / or bismuth, optionally as alloy metals, and preferably by excess soaking. The tungsten powder or the molybdenum powder can contain small amounts of an additional metal in a manner known per se which promotes the sintering process; Suitable sintering aids are, for example, nickel or cobalt, which may be added to the tungsten in a proportion of around 0.5% by weight. Furthermore, the contact material can contain small amounts (less than 1% by weight) of one or more Contain metals, which serve as a wetting aid and favor the infiltration of the copper or the copper alloy; In addition to zircon, cobalt and nickel are also suitable as wetting aids, which can optionally be added to the copper to be infiltrated.

Man könnte aber auch das Wolfram- oder Molybdänpulver mit Kupferpulver sowie mit Antimon-, Tellur- und/oder Wismutpulver, ggfs. auch mit einem als Sinterhilfe oder Benetzungshilfe vorgesehenen Zusatzmetall in Pulverform mischnund aus der Pulvermischung durch Sintern bei flüssiger Phase einen Formkörper herstellen. Dabei legt man vorzugsweise auf die in eine Form gegebene Pulvermischung noch eine überschüssige Menge des Tränkwerkstoffs (Kupfer und das vorgesehene Zusatzmetall aus der Gruppe Antimon, Wismut und Tellur) auf, um eine möglichst vollständige Tränkung des sich beim Sintern ausbildenden Wolfram- bzw. Molybdängerüsts zu gewährleisten und zugleich auf einer Seite eine gut löt- und schweißbare Oberflächenschicht zu erhalten.However, one could also mix the tungsten or molybdenum powder with copper powder as well as with antimony, tellurium and / or bismuth powder, possibly also with an additional metal provided as a sintering aid or wetting aid, and produce a shaped body from the powder mixture by sintering in the liquid phase. In this case, an excess amount of the impregnating material (copper and the intended additional metal from the group of antimony, bismuth and tellurium) is preferably placed on the powder mixture given in a mold in order to impregnate the tungsten or molybdenum structure formed during sintering as completely as possible guarantee and at the same time to get a well solderable and weldable surface layer on one side.

Kontaktstücke aus dem erfindungsgemäßm Werkstoff haben nicht nur einen niedrigen Kontaktwiderstand und damit eine nur geringe Kontakterwärmung, sondern auch eine hohe Lebensdauer, hinreichend niedrigen Abbrand und hinreichend niedrige Verschweißneigung sowie insbesondere eine hervorragende Eignung zur Lichtbogenlöschung gerade unter Argon als Schutzgas.Contact pieces made of the material according to the invention not only have a low contact resistance and thus only a low contact heating, but also a long service life, sufficiently low erosion and sufficiently low tendency to weld, and in particular excellent suitability for arc quenching, especially under argon as a protective gas.

Nachfolgend wird noch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung angegeben: 99,5 Gewichtsteile Wolframpulver mit einer mittleren Korngröße zwischen 1 und 10 um (FSSS) und 0,5 Gewichtsteile feinkörniges Nickelpulver werden miteinander vermischt, in eine Preßform gegeben, darin verdichtet und anschließend bei einer Temperatur von rund 1100°C für die Dauer von 30 min. unter Spaltgas gesintert. Es entsteht auf diese Weise ein Formkörper aus einem porösen Wolframgerüst, welches anschließend mit einer Legierung aus Kupfer mit 3 Gew-%Antimon getränkt wird. Das Tränken erfolgt bei einer Temperatur von ca. 1150°C im Vakuum.An embodiment of the invention is given below: 99.5 parts by weight of tungsten powder with an average grain size between 1 and 10 µm (FSSS) and 0.5 part by weight of fine-grained nickel powder are mixed together, placed in a mold, compacted therein and then at a temperature of around 1100 ° C for a period of 30 min. sintered under cracked gas. In this way, a molded body is formed from a porous tungsten framework, which is then impregnated with an alloy of copper with 3% by weight of antimony. Soaking takes place at a temperature of approx. 1150 ° C in a vacuum.

Nach dem Tränkvorgang weist der Kontaktstückrohling eine Restporosität von weniger als 2 % auf und besitzt die folgende gewichtsmässige Zusammensetzung

Figure imgb0001
After the impregnation process, the contact piece blank has a residual porosity of less than 2% and has the following composition by weight
Figure imgb0001

Derart zusammengesetzte Kontaktstücke zeigen unter Argon anfänglich einen Kontaktwiderstand von 200 - 300 µΩ (50 % - bzw. 99 %-Werte der Summenhäufigkeit, Prüfstrom Ip= 50A, Prüfspannung Up= 37V, Kontaktkraft FK= 7N, kein Lichtbogen) welcher im Laufe von 10 000 Schaltspielen (Ip= 300A, Up= 220V, Leistungsfaktor cos ϕ = 0,35,Contact pieces assembled in this way initially show a contact resistance of 200 - 300 µΩ under argon (50% or 99% values of the total frequency, test current Ip = 50A, test voltage U p = 37V, contact force F K = 7N, no arc), which in the course of 10,000 switching cycles (I p = 300A, Up = 220V, power factor cos ϕ = 0.35,

Lichtbogenbrenndauer r arc= 10 ms) auf Werte zwischen 300 - 400 µΩanstieg.Arc duration r arc = 10 ms) to values between 300 - 400 µΩ rise.

Die entsprechenden Werte für Kontaktstücke aus Silber mit 12 % Kadmiumoxid beim Schalten an Luft sind 300 - 400 µΩ bzw. 500 - 700 µΩ.The corresponding values for contact pieces made of silver with 12% cadmium oxide when switching in air are 300 - 400 µΩ or 500 - 700 µΩ.

Der Abbrand beträgt bei den Kontaktstücken aus Silber mit 12 % Kadmiumoxid in Luft 20 mg/1000 Schaltspiele, für die Kontaktstücke aus dem erfindungsgemäßen Werkstoff in obiger Zusammensetzung in Kombination mit Argon als Schutzgas 15 mg/1000 Schaltspiele. Die Wiederverfestigungsspannung, welche unter Argon für Frequenzen im Bereich von 20 - 100 kHz der einschwingenden Spannung mit einem Überschwingfaktor von 1,1 bestimmt wurde (Prüfstrom Ip=300A, Prüfspannung Up= 220V, Leistungsfaktor cos f = 0,35, Lichtbogenbrenndauer τ arc= 10 ms, mittlere Trennungsgeschwindigkeit der Kontaktstücke vo= 1ms-1, Kontaktdistanz in Endlage d= 5 mm), erreichte Werte, wie man sie sonst mit Kontaktstücken aus Silber mit 12 % Kadmiumoxid beim Schalten in Luft erreicht.The burnup for the contact pieces made of silver with 12% cadmium oxide in air is 20 mg / 1000 switching cycles, for the contact pieces made of the material according to the invention in the above composition in combination with argon as protective gas, 15 mg / 1000 switching cycles. The reconsolidation voltage, which was determined under argon for frequencies in the range of 20 - 100 kHz of the transient voltage with an overshoot factor of 1.1 (test current Ip = 300A, test voltage Up = 220V, power factor cos f = 0.35, arc duration τ arc = 10 ms, average separation speed of the contact pieces v o = 1ms -1 , contact distance in the end position d = 5 mm), reached values that are otherwise achieved with contact pieces made of silver with 12% cadmium oxide when switching in air.

Claims (2)

1. Schaltkammer für ein elektrisches Schaltgerät, insbesondere zur Verwendung in der NiederspannungsEnergietechnik, in welcher Kontaktstücke aus einem Kupfer und ein hochschmelzendes Metall enthaltenden Kontaktwerkstoff sowie ein Schutzgas eingeschlossen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktwerkstoff - abgesehen von ggfs. vorhandenen geringfügigen Zusätzen eines oder mehrerer als Sinterhilfe oder Benetzungshilfe dienender Metalle - aus 35 bis 75 Vol- % Wolfram oder Molybdän und 0 bis 12 Vol-% eines oder mehrerer Elemente aus der Gruppe Tellur, Antimon und Wismut, zum Rest aus Kupfer besteht, und daß das Schutzgas Argon ist.
1. switching chamber for an electrical switching device, in particular for use in low-voltage energy technology, in which contact pieces made of a contact material containing copper and a high-melting metal and a protective gas are enclosed,
characterized in that the contact material - apart from any minor additions of one or more metals serving as sintering or wetting aid - from 35 to 75% by volume of tungsten or molybdenum and 0 to 12% by volume of one or more elements from the group tellurium, antimony and bismuth, to the rest consists of copper and that the protective gas is argon.
2. Schaltkammer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente aus der
Gruppe Tellur, Antimon und Wismut mit einem Anteil von 1 bis 6 Vol-% im Kontaktwerkstoff enthalten sind.
2. switching chamber according to claim 1,
characterized in that the elements from the
Tellurium, antimony and bismuth with a proportion of 1 to 6% by volume are contained in the contact material.
EP85109354A 1984-08-18 1985-07-25 Expulsion chamber for an electric switching device, particularly for application in low-voltage energy technics Withdrawn EP0172442A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3430490 1984-08-18
DE19843430490 DE3430490A1 (en) 1984-08-18 1984-08-18 SWITCHING CHAMBER FOR AN ELECTRICAL SWITCHGEAR, ESPECIALLY FOR USE IN LOW VOLTAGE ENERGY TECHNOLOGY

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0172442A2 true EP0172442A2 (en) 1986-02-26
EP0172442A3 EP0172442A3 (en) 1987-01-14

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ID=6243398

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP85109354A Withdrawn EP0172442A3 (en) 1984-08-18 1985-07-25 Expulsion chamber for an electric switching device, particularly for application in low-voltage energy technics

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