JP2011054369A - Arc electrode, gas-insulated switchgear - Google Patents

Arc electrode, gas-insulated switchgear Download PDF

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Yukio Kanazawa
幸雄 金澤
Hiroshi Furuta
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an arc electrode in which performance deterioration caused by surface unevenness is suppressed, and to provide a gas-insulated switchgear having the arc electrode. <P>SOLUTION: The arc electrode is an arc electrode used in a gas-insulated switchgear which extinguishes arc generated upon current cut-off, and has a region containing tungsten and copper and one or more layers that are arranged in the region and do not contain tungsten. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、アーク電極およびこのアーク電極を備えたガス絶縁開閉装置に関する。   The present invention relates to an arc electrode and a gas insulated switchgear provided with the arc electrode.

一般に、大きな電流を遮断するガス絶縁開閉装置のアーク電極は、高温(数千K)のアークに曝されるため損耗が激しい。そこで、耐熱性を考慮して、このアーク電極をタングステンと銅の混合物、もしくは合金で形成してアークによる損耗を抑制している。しかしながら、電流の遮断条件によっては、上記のようなタングステンと銅の合金であってもアーク電極が損耗する。アーク電極が損耗すると、アーク電極の表面にクラックが発生し、表面層が脱落する。
そこで、アーク電極の表面に発生するクラックの横方向へ進展を抑制し、表面層の脱落を防止するため、アークに曝される部分に熱伝導性の高い部材を埋め込む方法(特許文献1参照)や、スリットを設ける方法(特許文献2参照)が提案されている。
In general, an arc electrode of a gas-insulated switchgear that interrupts a large current is subject to severe wear because it is exposed to a high-temperature (several thousand K) arc. Therefore, in consideration of heat resistance, the arc electrode is formed of a mixture of tungsten and copper or an alloy to suppress wear due to the arc. However, depending on the current interruption conditions, the arc electrode is worn even with the above-described tungsten-copper alloy. When the arc electrode is worn out, a crack is generated on the surface of the arc electrode, and the surface layer falls off.
Therefore, a method of embedding a member having high thermal conductivity in a portion exposed to the arc in order to suppress the lateral development of cracks generated on the surface of the arc electrode and prevent the surface layer from falling off (see Patent Document 1). In addition, a method of providing a slit (see Patent Document 2) has been proposed.

特開2008−204787号公報JP 2008-204787 A 特開2008−288185号公報JP 2008-288185 A

上述した方法では、クラックの横方向への進展を抑制し、アーク電極の表面層が大きく脱落することを抑制できる。しかし、クラックによる表面層の細かな脱落は防止できない。このためアーク電極の表面にクラックによる凹凸が発生する。アーク電極の表面に凹凸が発生すると、アークが発生する部位(アーク電極上の位置)が安定せず、アーク電極の性能(例えば、電流遮断性能)が低下する。
本発明はかかる従来の課題を解決するためになされたものであり、表面の凹凸に起因する性能の低下を抑制したアーク電極およびこのアーク電極を備えたガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。
In the above-described method, it is possible to suppress the lateral development of the crack and to prevent the surface layer of the arc electrode from being largely dropped. However, fine removal of the surface layer due to cracks cannot be prevented. For this reason, unevenness due to cracks occurs on the surface of the arc electrode. When irregularities occur on the surface of the arc electrode, the portion where the arc is generated (position on the arc electrode) is not stable, and the performance of the arc electrode (for example, current interruption performance) is reduced.
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an arc electrode that suppresses a decrease in performance due to surface irregularities and a gas-insulated switchgear including the arc electrode. To do.

本発明の一実施形態に係るアーク電極は、電流切断時に発生するアークを消弧するガス絶縁開閉装置で用いられるアーク電極であって、タングステンおよび銅を含む領域と、その領域内に配置されたタングステンを含まない1以上の層とを有することを特徴とする。   An arc electrode according to an embodiment of the present invention is an arc electrode used in a gas-insulated switchgear that extinguishes an arc generated during current cutting, and is disposed in a region containing tungsten and copper. And one or more layers not containing tungsten.

上記構成では、タングステンおよび銅を含む領域と、その領域内に配置されたタングステンを含まない1以上の層とを有するので、アーク電極の表面の凹凸の発生を抑制できる。このため、電流遮断性能の低下を抑制できる。   In the said structure, since it has the area | region containing tungsten and copper, and 1 or more layers which do not contain tungsten arrange | positioned in the area | region, generation | occurrence | production of the unevenness | corrugation on the surface of an arc electrode can be suppressed. For this reason, the fall of an electric current interruption performance can be suppressed.

本発明の他の実施形態に係るアーク電極は、電流切断時に発生するアークを消弧するガス絶縁開閉装置で用いられるアーク電極であって、タングステン、銅および、銅よりも沸騰点が低い金属を含むことを特徴とする。
を特徴とする。
An arc electrode according to another embodiment of the present invention is an arc electrode used in a gas-insulated switchgear that extinguishes an arc generated during current cutting, and is made of tungsten, copper, and a metal having a boiling point lower than that of copper. It is characterized by including.
It is characterized by.

上記構成では、タングステン、銅および、銅よりも沸騰点が低い金属を含むため、アーク電極の表面の凹凸の発生を抑制できる。このため、電流遮断性能の低下を抑制できる。   In the said structure, since the metal whose boiling point is lower than copper, copper, and copper is included, generation | occurrence | production of the unevenness | corrugation on the surface of an arc electrode can be suppressed. For this reason, the fall of an electric current interruption performance can be suppressed.

本発明の他の実施形態に係るアーク電極は、電流切断時に発生するアークを消弧するガス絶縁開閉装置で用いられるアーク電極であって、タングステンおよび銅を含む領域と、その領域内に配置された銅よりも沸騰点が低い金属とを有することを特徴とする。   An arc electrode according to another embodiment of the present invention is an arc electrode used in a gas-insulated switchgear that extinguishes an arc generated during current cutting, and is disposed in a region containing tungsten and copper. And a metal having a boiling point lower than that of copper.

上記構成では、タングステンおよび銅を含む領域と、その領域内に配置された銅よりも沸騰点が低い金属とを有するため、アーク電極の表面の凹凸の発生を抑制できる。このため、電流遮断性能の低下を抑制できる。   In the said structure, since it has the area | region containing tungsten and copper and the metal whose boiling point is lower than the copper arrange | positioned in the area | region, generation | occurrence | production of the unevenness | corrugation on the surface of an arc electrode can be suppressed. For this reason, the fall of an electric current interruption performance can be suppressed.

前記金属を、粒子状または層状に配置してもよい。   The metal may be arranged in the form of particles or layers.

前記金属の蒸発熱は、銅よりも低いことが好ましい。   The heat of vaporization of the metal is preferably lower than that of copper.

本発明によれば、表面の凹凸に起因する性能の低下を抑制したアーク電極およびこのアーク電極を備えたガス絶縁開閉装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the arc electrode which suppressed the performance fall resulting from the unevenness | corrugation of the surface, and the gas insulated switchgear provided with this arc electrode can be provided.

第1の実施形態に係るガス絶縁開閉装置の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the gas insulated switchgear which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るアーク電極を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the arc electrode which concerns on 1st Embodiment. アーク放電後のアーク電極を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the arc electrode after arc discharge. 第2の実施形態に係るアーク電極を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the arc electrode which concerns on 2nd Embodiment. アーク放電後のアーク電極を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the arc electrode after arc discharge. 金属元素の特性を示した図である。It is the figure which showed the characteristic of the metal element. 第3の実施形態に係るアーク電極を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the arc electrode which concerns on 3rd Embodiment. アーク放電後のアーク電極を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the arc electrode after arc discharge. 第4の実施形態に係るアーク電極を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the arc electrode which concerns on 4th Embodiment. アーク放電後のアーク電極を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the arc electrode after arc discharge.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る絶縁ガス開閉装置100の構成を示した図である。
ガス絶縁開閉装置100は、接地容器1、固定電極2(アーク電極)、可動電極3(アーク電極)、絶縁物4、駆動装置5、接地導体6、接地線7を具備する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an insulating gas switching apparatus 100 according to the first embodiment.
The gas insulated switchgear 100 includes a grounding container 1, a fixed electrode 2 (arc electrode), a movable electrode 3 (arc electrode), an insulator 4, a driving device 5, a grounding conductor 6, and a grounding wire 7.

接地容器1は、絶縁ガス7が封入された密閉容器である。この接地容器の内部には、固定電極2と可動電極3が対向して配置されている。固定電極2は、絶縁物4を介して接地電位を有する接地容器1に支持固定されている。また、可動電極3は、絶縁物4を介して接地容器1に支持されると共に、駆動装置5が備える駆動ロッド(図示せず)に接続されている。駆動装置5は、駆動ロッド(図示せず)により、可動電極3を上下方向に駆動する。可動電極3が上下に駆動されることで、可動電極3と固定電極2とが電気的に接触または非接触状態となる。接地導体6は、絶縁物4を介して接地容器1に支持される。接地導体6の一端は、可動電極3に接続され、他端は、接地線7を介して接地される。   The ground container 1 is a sealed container in which an insulating gas 7 is enclosed. A fixed electrode 2 and a movable electrode 3 are disposed opposite to each other inside the ground container. The fixed electrode 2 is supported and fixed to a ground container 1 having a ground potential via an insulator 4. In addition, the movable electrode 3 is supported by the ground container 1 via the insulator 4 and is connected to a drive rod (not shown) provided in the drive device 5. The drive device 5 drives the movable electrode 3 in the vertical direction by a drive rod (not shown). When the movable electrode 3 is driven up and down, the movable electrode 3 and the fixed electrode 2 are brought into electrical contact or non-contact state. The ground conductor 6 is supported by the ground container 1 through the insulator 4. One end of the ground conductor 6 is connected to the movable electrode 3, and the other end is grounded via the ground line 7.

駆動装置5により可動電極3を駆動して、固定電極2と可動電極3を接触状態から非接触状態とすると、固定電極2と可動電極3の間にアークが発生する。この第1の実施形態に係るガス絶縁開閉装置100では、絶縁ガスをアークへ吹き付けて、該アークを消弧する。   When the movable electrode 3 is driven by the driving device 5 and the fixed electrode 2 and the movable electrode 3 are changed from the contact state to the non-contact state, an arc is generated between the fixed electrode 2 and the movable electrode 3. In the gas insulated switchgear 100 according to the first embodiment, the arc is extinguished by blowing an insulating gas onto the arc.

図2Aは、固定電極2の構成を示す断面図である。ここでは、図2Aを参照して、固定電極2の構成について説明する。第1の実施形態に係る固定電極2は、タングステン(W)粒子12(粒径数十μm)および銅(Cu)13の粒子(粒径数十μm)で形成される。図2Aに示すように、固定電極2はタングステン粒子12および銅13を含む領域と、その領域内に配置されたタングステン粒子12を含まない1以上の銅層14とを有する   FIG. 2A is a cross-sectional view showing the configuration of the fixed electrode 2. Here, the configuration of the fixed electrode 2 will be described with reference to FIG. 2A. The fixed electrode 2 according to the first embodiment is formed of tungsten (W) particles 12 (particle diameter of several tens of μm) and copper (Cu) 13 particles (particle diameter of several tens of μm). As shown in FIG. 2A, the fixed electrode 2 has a region including the tungsten particles 12 and the copper 13, and one or more copper layers 14 not including the tungsten particles 12 disposed in the region.

固定電極2は、以下の手順で作成する。
1.タングステン粒子12を含む領域を形成する。
2.銅の薄板をこの形成した領域の周面上に配置する。
3.1および2の手順を必要に応じて繰り返す。
The fixed electrode 2 is created by the following procedure.
1. A region including the tungsten particles 12 is formed.
2. A copper thin plate is placed on the peripheral surface of the formed region.
3. Repeat steps 1 and 2 as necessary.

上記のように、タングステン粒子12を含む領域上に銅の薄板を配置する動作を繰り返した後、焼結粉末冶金法により圧縮成形し焼き固めて形成する。なお、図2Aでは、タングステン粒子12を含む領域の周面上の一部分に銅の薄板を配置しているが、タングステン粒子12を含む領域の周面全体に銅の薄板を配置してもよい。   As described above, after repeating the operation of disposing the copper thin plate on the region containing the tungsten particles 12, the powder is compression-molded and sintered by the sintered powder metallurgy method. In FIG. 2A, the copper thin plate is disposed on a part of the peripheral surface of the region including the tungsten particles 12, but the copper thin plate may be disposed on the entire peripheral surface of the region including the tungsten particles 12.

タングステン(W)は、融点が約3700Kと非常に高い。そこで、この第1の実施形態では、粒径数十μmのタングステン粒子12(粒径数十μm)と銅13の粒子(粒径数十μm)とを圧縮成形し焼き固める焼結粉末冶金法を用いて固定電極2を形成している。   Tungsten (W) has a very high melting point of about 3700K. Therefore, in the first embodiment, a sintered powder metallurgy method in which tungsten particles 12 (particle size of several tens of μm) having a particle size of several tens of μm and copper 13 particles (particle size of several tens of μm) are compression-molded and sintered. Is used to form the fixed electrode 2.

なお、銅の薄板の代わりに樹脂等を、タングステン粒子12を含む領域上に配置してもよい。銅13が溶融する温度で焼結すれば、樹脂は、溶融した銅13に置き換わり、図2Aに示すように、タングステン粒子12が存在しない銅層14が形成される。また、台金11は、アークに曝されないので、耐熱性を考慮する必要がない。このため、台金11は、電気伝導性の高い鉄(Fe)や銅(Cu)で形成される。   A resin or the like may be disposed on the region including the tungsten particles 12 instead of the copper thin plate. If sintering is performed at a temperature at which the copper 13 is melted, the resin is replaced with the molten copper 13, and as shown in FIG. 2A, a copper layer 14 without the tungsten particles 12 is formed. Moreover, since the base 11 is not exposed to an arc, it is not necessary to consider heat resistance. For this reason, the base metal 11 is formed of iron (Fe) or copper (Cu) having high electrical conductivity.

粉末冶金法以外にも、鋳型にタングステン粒子12を詰めた後、溶融した銅を流し込んで固定電極2を形成するようにしてもよい。また、タングステンと銅との両方を溶融させて固定電極2を形成してもよい。   In addition to the powder metallurgy method, the fixed electrode 2 may be formed by pouring molten copper into the mold after filling the tungsten particles 12. Alternatively, the fixed electrode 2 may be formed by melting both tungsten and copper.

図2Bは、アーク放電後(電流遮断後)の固定電極2を示す断面図である。ここでは、図2Bを参照して、この第1の実施形態に係る固定電極2の損耗について説明する。駆動装置5により可動電極3を駆動して、固定電極2と可動電極3が電気的に接触している状態から、固定電極2と可動電極3が電気的に接触していない状態、つまり、固定電極2、可動電極3を流れる電流を遮断する。   FIG. 2B is a cross-sectional view showing the fixed electrode 2 after arc discharge (after current interruption). Here, the wear of the fixed electrode 2 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 2B. When the movable electrode 3 is driven by the driving device 5 and the fixed electrode 2 and the movable electrode 3 are in electrical contact, the fixed electrode 2 and the movable electrode 3 are not in electrical contact, that is, fixed. The current flowing through the electrode 2 and the movable electrode 3 is cut off.

すると、固定電極2と可動電極3に間に、アークが発生する。固定電極2のアークに曝された部分では、表層のタングステン粒子12が蒸発・溶融する。また、タングステンよりも沸騰点の低い銅13は、タングステン粒子12より内部まで蒸発・溶融する。このため、固定電極2のアークに曝される部分では、表面に凹凸が形成される。固定電極2の蒸発や溶融が進むにつれて、表面に形成される凹凸は大きくなる。   Then, an arc is generated between the fixed electrode 2 and the movable electrode 3. In the portion of the fixed electrode 2 exposed to the arc, the surface tungsten particles 12 are evaporated and melted. Further, the copper 13 having a boiling point lower than that of tungsten evaporates and melts from the tungsten particles 12 to the inside. For this reason, in the part exposed to the arc of the fixed electrode 2, an unevenness | corrugation is formed in the surface. As the fixed electrode 2 evaporates and melts, the unevenness formed on the surface increases.

しかしながら、固定電極2の蒸発や溶融が銅層14まで進むと、この銅層14の外側(表面側)に残留していたタングステン粒子12が脱落する。このため、固定電極2の表面に形成されていた凹凸が平坦化され、表面に形成される凹凸が大きくなるのを抑制できる。   However, when evaporation or melting of the fixed electrode 2 proceeds to the copper layer 14, the tungsten particles 12 remaining on the outer side (surface side) of the copper layer 14 fall off. For this reason, the unevenness | corrugation currently formed in the surface of the fixed electrode 2 is planarized, and it can suppress that the unevenness | corrugation formed in the surface becomes large.

上述のように、この第1の実施形態に係る固定電極2は、電極表面に凹凸が形成されるのを効果的に抑制できるので、この凹凸に起因するアーク電極の性能(例えば、電流遮断性能)の低下を抑制できる。なお、上記説明では、固定電極2について説明したが、可動電極3にも同様の構成を採用すれば、固定電極2と同様の効果を得ることができる。   As described above, since the fixed electrode 2 according to the first embodiment can effectively suppress the formation of irregularities on the electrode surface, the performance of the arc electrode caused by the irregularities (for example, the current interruption performance) ) Can be suppressed. In the above description, the fixed electrode 2 has been described. However, if the same configuration is adopted for the movable electrode 3, the same effect as that of the fixed electrode 2 can be obtained.

(第2の実施形態)
図3Aは、第2の実施形態に係る絶縁ガス開閉装置200の固定電極2A(アーク電極)を示した断面図である。ここでは、図3Aを参照して、固定電極2Aの構成について説明する。なお、図2Aで説明した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、第2の実施形態に係る絶縁ガス開閉装置200の構成は、図1で説明した絶縁ガス開閉装置100と同様の構成であるため重複した説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a fixed electrode 2A (arc electrode) of an insulating gas switchgear 200 according to the second embodiment. Here, the configuration of the fixed electrode 2A will be described with reference to FIG. 3A. Note that the same components as those described in FIG. 2A are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The configuration of the insulating gas switchgear 200 according to the second embodiment is the same as that of the insulating gas switchgear 100 described with reference to FIG.

第2の実施形態に係る固定電極2Aは、タングステン粒子12、銅13および銅よりも沸騰点の低い金属(以下、低沸騰点金属と称する)との混合物13Aから形成される。固定電極2Aの形成には、第1の実施形態と同様に粉末冶金法等により形成できる。なお、この第2の実施形態では、電気伝導率を考慮して、銅に対する低沸騰点金属の含有量を約10重量%としている。なお、電気伝導率は低くなるが、混合物13Aを銅との混合物とせず、低沸騰点金属のみとしてもよい。   The fixed electrode 2A according to the second embodiment is formed from a mixture 13A of tungsten particles 12, copper 13, and a metal having a boiling point lower than that of copper (hereinafter referred to as a low boiling point metal). The fixed electrode 2A can be formed by a powder metallurgy method or the like as in the first embodiment. In the second embodiment, considering the electrical conductivity, the content of the low boiling point metal with respect to copper is about 10% by weight. In addition, although electrical conductivity becomes low, the mixture 13A may not be a mixture with copper, but only a low boiling point metal.

図3Bは、アーク放電後(電流遮断後)の固定電極2Aを示す断面図である。ここでは、図3Bを参照して、この第2の実施形態に係る固定電極2Aの損耗について説明する。図2Bでの説明と同様に、固定電極2Aを流れる電流を遮断すると、固定電極2Aにアークが発生する。固定電極2Aのアークに曝された部分では、表層のタングステン粒子12が蒸発・溶融する。また、タングステンよりも沸騰点の低い混合物13Aも蒸発・溶融する。   FIG. 3B is a cross-sectional view showing fixed electrode 2A after arc discharge (after current interruption). Here, the wear of the fixed electrode 2A according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 3B. Similarly to the description in FIG. 2B, when the current flowing through the fixed electrode 2A is interrupted, an arc is generated in the fixed electrode 2A. In the portion of the fixed electrode 2A exposed to the arc, the surface tungsten particles 12 are evaporated and melted. Further, the mixture 13A having a boiling point lower than that of tungsten is also evaporated and melted.

ここで混合物13Aに含まれる低沸騰点金属は、沸騰点が銅よりも低い。このため、蒸発する際に発生するガス量が銅のみの場合に比べて多くなる。そして、この発生した多量のガスが、表面側に残留しているタングステン粒子12を吹き飛ばして脱落させる。このため、表層の凹凸が大きくなるのを抑制でき、この凹凸に起因するアーク電極の性能低下を抑制できる。また、混合物13Aに含まれる低沸騰点金属が気化することにより、固定電極2Aの温度上昇を低減できる。   Here, the low boiling point metal contained in the mixture 13A has a boiling point lower than that of copper. For this reason, the amount of gas generated when evaporating increases compared to the case of only copper. The generated large amount of gas blows off the tungsten particles 12 remaining on the surface side and drops them off. For this reason, it can suppress that the unevenness | corrugation of a surface layer becomes large, and can suppress the performance fall of the arc electrode resulting from this unevenness | corrugation. Moreover, the temperature rise of 2 A of fixed electrodes can be reduced because the low boiling point metal contained in the mixture 13A vaporizes.

図4は、金属元素の特性(融点、融解熱、沸騰点、蒸発熱)を示した図である。この第2の実施形態では、低沸騰点金属として、図4に示した沸騰点および蒸発熱が銅よりも低い金属を用いることが好ましい。このうち、沸騰点が1000K程度と低いCs(セシウム)、Hg(水銀)、K(カリウム)、Rb(ルビジウム)、Sb(アンチモン)は、低沸騰点金属として特に好ましい。   FIG. 4 is a diagram showing the characteristics (melting point, heat of fusion, boiling point, heat of evaporation) of the metal element. In the second embodiment, it is preferable to use a metal having a boiling point and evaporation heat shown in FIG. 4 lower than that of copper as the low boiling point metal. Among these, Cs (cesium), Hg (mercury), K (potassium), Rb (rubidium), and Sb (antimony) having a boiling point as low as about 1000 K are particularly preferable as low boiling point metals.

上述のように、この第2の実施形態に係る固定電極2Aは、電極表面に凹凸が形成されるのを効果的に抑制できる。このため、凹凸に起因するアーク電極の性能低下を抑制できる。また、混合物13Aに含まれる低沸騰点金属が気化することにより、固定電極2Aの温度上昇を低減できる。なお、上記説明では、固定電極2Aについて説明したが、可動電極にも同様の構成を採用すれば、固定電極2Aと同様の効果を得ることができる。   As described above, the fixed electrode 2A according to the second embodiment can effectively suppress the formation of irregularities on the electrode surface. For this reason, the performance fall of the arc electrode resulting from an unevenness | corrugation can be suppressed. Moreover, the temperature rise of 2 A of fixed electrodes can be reduced because the low boiling point metal contained in the mixture 13A vaporizes. In the above description, the fixed electrode 2A has been described. However, if the same configuration is adopted for the movable electrode, the same effect as that of the fixed electrode 2A can be obtained.

(第3の実施形態)
図5Aは、第3の実施形態に係る絶縁ガス開閉装置300の固定電極2B(アーク電極)を示した断面図である。ここでは、図5Aを参照して、固定電極2Bの構成について説明する。なお、図2Aで説明した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、第3の実施形態に係る絶縁ガス開閉装置300の構成は、図1で説明した絶縁ガス開閉装置100と同様の構成であるため重複した説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 5A is a cross-sectional view showing a fixed electrode 2B (arc electrode) of an insulating gas switchgear 300 according to the third embodiment. Here, the configuration of the fixed electrode 2B will be described with reference to FIG. 5A. Note that the same components as those described in FIG. 2A are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The configuration of the insulating gas switchgear 300 according to the third embodiment is the same as that of the insulating gas switchgear 100 described with reference to FIG.

第3の実施形態に係る固定電極2Bは、タングステン粒子12および銅13を含む領域と、その領域内に配置された銅13よりも沸騰点が低い金属からなる粒子15(以下、低沸騰点金属粒子15と称する)を有する。粒子15の大きさ(直径)は、タングステン粒子12よりも十分大きいことが好ましい(電極の大きさ(最大φ50程度)を考慮すると、0.1mmから1mm程度が好ましい)。固定電極2Bの形成には、第1の実施形態と同様に粉末冶金法等により形成できる。低沸騰点金属粒子15の材料は、第2の実施形態と同様にCs(セシウム)、Hg(水銀)、K(カリウム)、Rb(ルビジウム)、Sb(アンチモン)を用いるのが好ましい。なお、Hgは、常温で液体であるため、他の金属との合金(アマルガム)とすると取り扱いに便利である。   The fixed electrode 2B according to the third embodiment includes a region containing tungsten particles 12 and copper 13, and a particle 15 (hereinafter referred to as a low boiling point metal) made of a metal having a boiling point lower than that of the copper 13 disposed in the region. (Referred to as particles 15). The size (diameter) of the particles 15 is preferably sufficiently larger than that of the tungsten particles 12 (in consideration of the size of the electrode (maximum φ50), preferably about 0.1 mm to 1 mm). The fixed electrode 2B can be formed by a powder metallurgy method or the like as in the first embodiment. As for the material of the low boiling point metal particles 15, it is preferable to use Cs (cesium), Hg (mercury), K (potassium), Rb (rubidium), and Sb (antimony) as in the second embodiment. In addition, since Hg is a liquid at normal temperature, it is convenient to handle if it is an alloy (amalgam) with another metal.

図5Bは、アーク放電後(電流遮断後)の固定電極2Bを示す断面図である。図5Bに示すように、第2の実施形態に係る固定電極2Aと同様に、この第3の実施形態に係る固定電極2Bにおいても、低沸騰点金属粒子15が蒸発する際に発生するガスが、表面側に残留しているタングステン粒子12を吹き飛ばして脱落させる。このため、表層の凹凸が大きくなるのを抑制でき、この凹凸に起因するアーク電極の性能低下を抑制できる。また、低沸騰点金属粒子15が気化することにより、固定電極2Bの温度が上昇することを抑制できる。   FIG. 5B is a cross-sectional view showing the fixed electrode 2B after arc discharge (after current interruption). As shown in FIG. 5B, similarly to the fixed electrode 2A according to the second embodiment, the gas generated when the low boiling point metal particles 15 evaporate also in the fixed electrode 2B according to the third embodiment. Then, the tungsten particles 12 remaining on the surface side are blown off and dropped off. For this reason, it can suppress that the unevenness | corrugation of a surface layer becomes large, and can suppress the performance fall of the arc electrode resulting from this unevenness | corrugation. Moreover, it can suppress that the temperature of the fixed electrode 2B rises because the low boiling point metal particle 15 vaporizes.

(第4の実施形態)
図6Aは、第4の実施形態に係る絶縁ガス開閉装置400の固定電極2C(アーク電極)を示した断面図である。ここでは、図6Aを参照して、固定電極2Cの構成について説明する。なお、図2Aで説明した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、第4の実施形態に係る絶縁ガス開閉装置400の構成は、図1で説明した絶縁ガス開閉装置100と同様の構成であるため重複した説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 6A is a cross-sectional view showing a fixed electrode 2C (arc electrode) of an insulating gas switchgear 400 according to the fourth embodiment. Here, the configuration of the fixed electrode 2C will be described with reference to FIG. 6A. Note that the same components as those described in FIG. 2A are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The configuration of the insulating gas switchgear 400 according to the fourth embodiment is the same as that of the insulating gas switchgear 100 described with reference to FIG.

第4の実施形態に係る固定電極2Cは、タングステン粒子12および銅13を含む領域と、その領域内に配置された銅13よりも沸騰点が低い金属からなる層16(以下、低沸騰点金属層16と称する)とを有する。固定電極2Cの形成には、第1の実施形態と同様に粉末冶金法等により形成できる。低沸騰点金属層16の材料は、第2の実施形態と同様にCs(セシウム)、Hg(水銀)、K(カリウム)、Rb(ルビジウム)、Sb(アンチモン)を用いるのが好ましい。なお、低沸騰点金属層16は、図2Aに示した銅層14と同じ配置としてもよい。   The fixed electrode 2C according to the fourth embodiment includes a region containing tungsten particles 12 and copper 13, and a layer 16 (hereinafter referred to as a low boiling point metal) made of a metal having a boiling point lower than that of the copper 13 disposed in the region. Referred to as layer 16). The fixed electrode 2C can be formed by a powder metallurgy method or the like as in the first embodiment. As the material of the low boiling point metal layer 16, it is preferable to use Cs (cesium), Hg (mercury), K (potassium), Rb (rubidium), and Sb (antimony) as in the second embodiment. The low boiling point metal layer 16 may have the same arrangement as the copper layer 14 shown in FIG. 2A.

図6Bは、アーク放電後(電流遮断後)の固定電極2Cを示す断面図である。図6Bに示すように、第2の実施形態に係る固定電極2Aと同様に、この第4の実施形態に係る固定電極2Cにおいても、低沸騰点金属層16が蒸発する際に発生するガスが、表面側に残留しているタングステン粒子12を吹き飛ばして脱落させる。このため、表層の凹凸が大きくなるのを抑制でき、この凹凸に起因するアーク電極の性能低下を抑制できる。また、低沸騰点金属層16が気化することにより、固定電極2Cの温度が上昇することを抑制できる。   FIG. 6B is a cross-sectional view showing fixed electrode 2C after arc discharge (after current interruption). As shown in FIG. 6B, similarly to the fixed electrode 2A according to the second embodiment, the gas generated when the low boiling point metal layer 16 evaporates also in the fixed electrode 2C according to the fourth embodiment. Then, the tungsten particles 12 remaining on the surface side are blown off and dropped off. For this reason, it can suppress that the unevenness | corrugation of a surface layer becomes large, and can suppress the performance fall of the arc electrode resulting from this unevenness | corrugation. Moreover, it can suppress that the temperature of 2 C of fixed electrodes rises because the low boiling point metal layer 16 vaporizes.

1…接地容器、2…固定電極(アーク電極)、3…可動電極(アーク電極)、4…絶縁物、5…駆動装置、6…接地導体、7…接地線、11…台金、12…タングステン粒子、13…銅、14…銅層、15…低沸騰点金属粒子、16…低沸騰点金属層、100から400…ガス絶縁開閉装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ground container, 2 ... Fixed electrode (arc electrode), 3 ... Movable electrode (arc electrode), 4 ... Insulator, 5 ... Drive apparatus, 6 ... Ground conductor, 7 ... Ground wire, 11 ... Base metal, 12 ... Tungsten particles, 13 ... copper, 14 ... copper layer, 15 ... low boiling point metal particles, 16 ... low boiling point metal layer, 100 to 400 ... gas insulated switchgear.

Claims (7)

電流切断時に発生するアークを消弧するガス絶縁開閉装置で用いられるアーク電極であって、
タングステンおよび銅を含む領域と、その領域内に配置された前記タングステンを含まない1以上の層とを有することを特徴とするアーク電極。
An arc electrode used in a gas-insulated switchgear that extinguishes an arc generated when current is cut off,
An arc electrode comprising: a region containing tungsten and copper; and one or more layers not containing tungsten disposed in the region.
電流切断時に発生するアークを消弧するガス絶縁開閉装置で用いられるアーク電極であって、
タングステン、銅および銅よりも沸騰点が低い金属を含むことを特徴とするアーク電極。
An arc electrode used in a gas-insulated switchgear that extinguishes an arc generated when current is cut off,
An arc electrode comprising tungsten, copper and a metal having a boiling point lower than that of copper.
電流切断時に発生するアークを消弧するガス絶縁開閉装置で用いられるアーク電極であって、
タングステンおよび銅を含む領域と、その領域内に配置された銅よりも沸騰点が低い金属とを有することを特徴とするアーク電極。
An arc electrode used in a gas-insulated switchgear that extinguishes an arc generated when current is cut off,
An arc electrode comprising: a region containing tungsten and copper; and a metal having a boiling point lower than that of copper disposed in the region.
前記金属からなる1以上の粒子が前記領域内に配置されていることを特徴とする請求項3記載のアーク電極。   The arc electrode according to claim 3, wherein one or more particles made of the metal are arranged in the region. 前記金属からなる1以上の層が前記領域内に配置されていることを特徴とする請求項3記載のアーク電極。   The arc electrode according to claim 3, wherein one or more layers of the metal are disposed in the region. 前記金属の蒸発熱は、前記銅の蒸発熱よりも低いことを特徴とする請求項3ないし請求項5のいずれか1項記載のアーク電極。   The arc electrode according to any one of claims 3 to 5, wherein the heat of vaporization of the metal is lower than the heat of vaporization of the copper. 絶縁ガスを充填した容器と、
前記容器内に対向して配置された固定電極および可動電極と、
前記可動電極を駆動する駆動部と、
を具備し、
前記固定電極または前記可動電極の少なくとも一方は、請求項1ないし6のいずれか1項記載のアーク電極であることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
A container filled with insulating gas;
A fixed electrode and a movable electrode disposed opposite to each other in the container;
A drive unit for driving the movable electrode;
Comprising
7. The gas insulated switchgear according to claim 1, wherein at least one of the fixed electrode and the movable electrode is an arc electrode according to claim 1.
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