JP2643037B2 - 真空スイッチ管 - Google Patents

真空スイッチ管

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JP2643037B2
JP2643037B2 JP3171720A JP17172091A JP2643037B2 JP 2643037 B2 JP2643037 B2 JP 2643037B2 JP 3171720 A JP3171720 A JP 3171720A JP 17172091 A JP17172091 A JP 17172091A JP 2643037 B2 JP2643037 B2 JP 2643037B2
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • 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
    • H01H1/0206Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches containing as major components Cu and Cr

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大電流を開閉するに際
し使用される真空スイッチ管の改良に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】特開平2−142024号公報等に開示
された従来の真空スイッチ管は図1及び図2に示す如く
構成されている。図中、1は10-4Torr以下の高真
空状態に排気された絶縁容器(真空容器)で、この絶縁
容器1は、上部に固定側端板2が、下部に可動側端板3
が取着され、該固定側端板2には固定電極棒4が吊着さ
れており、可動側端板3には、直上の固定電極棒4に対
向する可動電極棒5が上下動可能に挿入されるととも
に、可動側端板3には、可動電極棒5に嵌着されたベロ
ーズ6が固定されている。
【0003】7は固定電極棒4の端部に取着された固定
電極で、この固定電極7は中央部に位置する主電極7a
と、この主電極7aの周囲に設けられ固定電極棒4に接
続された補助電極7bと、この補助電極7bに穿設され
たスパイラル状の溝7cとを備えて構成されている。上
記主電極7aは、開閉の際の接触・通電部となるので、
Bi等の低融点金属を含有するような電極材料から構成
され、溶着引外力の低減が図られている。また、補助電
極7bは、大電流の遮断が可能で、より耐電圧性能の優
れた材料から構成されている。
【0004】8は可動電極棒5の端部に取着されて直上
の固定電極7に当接可能に対向する可動電極で、この可
動電極8は中央部に位置する主電極8aと、この主電極
8aの周囲に設けられ固定電極棒5に接続された補助電
極8bと、この補助電極8bに穿設されたスパイラル状
の溝8cとを備えて構成されている。上記主電極8a
は、開閉の際の接触・通電部となるので、Bi等の低融
点金属を含有するような電極材料から構成され、溶着引
外力の低減が図られている。また、補助電極8bは、大
電流の遮断が可能で、より耐電圧性能の優れた材料から
構成されている。
【0005】然して9は各電極7・8から発生する金属
蒸気を吸着するシールドで、絶縁容器1の内部両側にそ
れぞれ配設されている。
【0006】次に動作について説明する。電流の大きさ
が負荷電流・過負荷電流程度であるときに、固定電極7
と可動電極8が離隔すると、主電極7a・8aの領域に
おいて遮断が完了する。
【0007】一方、電流の大きさが短絡等による大電流
のときに、固定電極7と可動電極8が離隔すると、主電
極7a・8aの間にアーク(図示せず)が発生する。こ
の発生したアークは集中アークとなり、外部配線等によ
る磁界の影響を受け外方に向かって移動する。そして、
補助電極7b・8bに達すると、スパイラル状の溝7c
・8cにより駆動力を付与され、さらに外方に移動しな
がら中心軸の囲りで回転運動を行う。この回転運動によ
り、アークが局部に停滞して各電極7・8が溶融・損傷
するのが防止される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のスイッチ管は以
上のように構成され、固定電極7の主電極7aと可動電
極8の主電極8aがBi等の低融点金属を含有していた
ので、耐電圧性能が低かった。また、大電流の遮断時
に、主電極7a・8aに一担アークが発生すると、低融
点金属から金属蒸気が供給され続け、高密度な集中アー
クとならないのでアークの駆動力が弱くなり、局部停滞
や溶融を引き起こし易かった。従って、大電流を遮断す
るためには、勢い大形のものを使用せざるを得なかっ
た。
【0009】本発明は上記に鑑みなされたもので、低溶
着であるとともに、大電流の遮断が可能であり、高耐圧
である小形の真空スイッチ管を提供することを目的とし
ている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明においては上述の
目的を達成するため、10-4Torr以下の高真空状態
に排気された真空容器と、この真空容器の内部に配設さ
れた固定電極棒と、この固定電極棒の固定電極の中央部
に設けられた主電極と、この主電極の周囲に設けられた
補助電極と、該真空容器の内部に配設されて固定電極棒
に対向する動作可能な可動電極棒と、この可動電極棒の
可動電極の中央部に設けられた主電極と、この主電極の
周囲に設けられた補助電極とを備え、しかも、固定電極
と可動電極の主電極および補助電極を、導電性金属と
の導電性金属よりも高融点の耐火性金属とからなる合金
から構成するとともに、該主電極の導電性金属の体積成
分比を補助電極の導電性金属の体積成分比よりも小さく
選定したことを特徴としている。
【0011】また、上記固定電極と可動電極の主電極お
よび補助電極を、導電性金属と耐火性金属の合金から構
成するとともに、該主電極の理論密度に対する比率を補
助電極の理論密度に対する比率よりも低く選定したこと
を特徴としている。
【0012】また、上記固定電極と可動電極の主電極お
よび補助電極を、導電性金属と耐火性金属の合金から構
成するとともに、該主電極の結晶粒度を補助電極の結晶
粒度より細かく選定したことを特徴としている。
【0013】
【作用】本発明によれば、固定電極と可動電極の主電極
の溶着力が低、大電流の遮断時に生じるアークを主電
極から補助電極に速やかに移行させることができる。
【0014】
【実施例】以下、図1及び図2に示す一実施例に基づき
本発明を詳述すると、図中、1は10-4Torr以下の
高真空状態に排気された絶縁容器(真空容器)で、この
絶縁容器1は、上部に固定側端板2が、下部に可動側端
板3が取着され、該固定側端板2には固定電極棒4が吊
着されており、可動側端板3には、直上の固定電極棒4
に対向する可動電極棒5が上下動可能に挿入されるとと
もに、可動側端板3には、可動電極棒5に嵌着されたベ
ローズ6が固定されている。
【0015】7は固定電極棒4の端部に取着された固定
電極で、この固定電極7は中央部に位置する主電極7a
と、この主電極7aの周囲に設けられ固定電極棒4に接
続された補助電極7bと、この補助電極7bに穿設され
たスパイラル状の溝7cとを備えて構成されている。上
記主電極7aは従来例とは異なり、Cu−55Cr(以
下、成分比は体積成分比を示すものとする)の合金から
構成され、導電性金属であるCuが少ないために延性が
低くなっており、大電流の投入・通電による溶着に対
し、引外力が低くなるようになっている。また、補助電
極7bはCu−30Crの合金から構成されている。
【0016】8は可動電極棒5の端部に取着されて直上
の固定電極7に当接可能に対向する可動電極で、この可
動電極8は中央部に位置する主電極8aと、この主電極
8aの周囲に設けられ固定電極棒5に接続された補助電
極8bと、この補助電極8bに穿設されたスパイラル状
の溝8cとを備えて構成されている。上記主電極8aは
従来例とは異なり、Cu−55Crの合金から構成さ
れ、導電性金属であるCuが少ないために延性が低くな
っており、大電流の投入・通電による溶着に対し、引外
力が低くなるようになっている。また、補助電極8bは
Cu−30Crの合金から構成されている。
【0017】然して、9は各電極7・8から発生する金
属蒸気を吸着するシールドで、絶縁容器1の内部両側に
それぞれ配設されている。
【0018】従って、電流遮断の場合、電流の大きさが
負荷電流・過負荷電流程度であるときは、主電極7a・
8aの領域において遮断が完了する。
【0019】一方、短絡等による大電流のときは、主電
極7a・8aの間に発生したアーク(図示せず)が外部
磁界の影響を受けて外方に向かって移動するが、主電極
7a・8aが低融点金属等を含んでいないので、アーク
が主電極7a・8aから補助電極7b・8bに速やかに
移行し、密な集中アークとなる。そしてその駆動力によ
り、アークが停滞することなく回転し、電極7・8の全
面が有効に使用されるため、局部溶融等の温度上昇が防
止され、大電流の遮断が可能となる。
【0020】また、耐電圧的にも主電極7a・8aが低
融点金属を含んでいないため、高性能を得ることができ
る。
【0021】尚、上記実施例では主電極7a・8aをC
u−55Crの合金から、補助電極7b・8bをCu−
30Crの合金から構成したものを示したが、成分比は
異なるものでも良く、要するに、主電極7a・8aを補
助電極7b・8bと比べ、導電性金属の金属比を減らす
とともに、耐火性金属の成分比を増やすことにより、延
性を低くしたものであれば、上記実施例と同様の作用効
果を奏する。また、導電性金属としてAg、Al等を用
いても良く、耐火性金属としてFe、Co、W、WC、
Mo、N6等を用いても上記実施例と同様の作用効果を
奏する。さらに、主電極7a・8aと補助電極7b・8
bとで異なる材質の組合わせとしても、上記実施例と同
様の作用効果を奏する。
【0022】また、上記実施例では主電極7a・8aと
補助電極7b・8bの成分比を変えたが、主電極7a・
8aの密度を疎とし、補助電極7b・8bを密とするこ
とによっても、上記実施例と同様の作用効果を奏する。
例えば、主電極7a・8aをCu−30Cr、密度比
(理論密度に対する比率)80%とし、補助電極7b・
8bをCu−30Cr、密度比98%とする。密度比8
5%のものは電極を粉末治金にて製作する過程におい
て、焼成温度を下げ、導電性金属の拡散収縮を押えるこ
とにより、容易に製作することができる。このようにし
て製作された低密度品は、内部に多数の空孔が存在する
ために溶着力の低減が十分に可能であり、又大電流の遮
断時には、アークが主電極7a・8aから補助電極7b
・8bに速やかに移行し、密な集中アークとなる。そし
て、補助電極7b・8bは高密度であり、大電流の遮断
が可能となる。
【0023】さらに、主電極7a・8aの結晶粒度を補
助電極7b・8bより細かくすることにより、溶着引外
し力を下げ、且つ高耐圧で大電流の遮断が可能なものと
することができる。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、固定電極
と可動電極の主電極および補助電極を、導電性金属と
の導電性金属よりも高融点の耐火性金属とからなる合金
から構成し、低融点金属を含まないようにするととも
に、該主電極の導電性金属の体積成分比を補助電極の導
電性金属の体積成分比よりも小さく選定しているので、
低溶着力で、しかも高耐圧・大電流遮断の可能な小形の
真空スイッチ管を確実に提供することができるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る真空スイッチ管と従来の真空スイ
ッチ管を示す断面説明図である。
【図2】本発明に係る真空スイッチ管の固定電極と従来
の真空スイッチ管の固定電極を示す平面図である。
【符号の説明】
1 絶縁容器(真空容器) 4 固定電極棒 5 可動電極棒 7 固定電極 8 可動電極 7a・8a 主電極 7b・8b 補助電極

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 10-4Torr以下の高真空状態に排気
    された真空容器と、この真空容器の内部に配設された固
    定電極棒と、この固定電極棒の固定電極の中央部に設け
    られた主電極と、この主電極の周囲に設けられた補助電
    極と、該真空容器の内部に配設されて固定電極棒に対向
    する動作可能な可動電極棒と、この可動電極棒の可動電
    極の中央部に設けられた主電極と、この主電極の周囲に
    設けられた補助電極とを備えた真空スイッチ管におい
    て、上記固定電極と可動電極の主電極および補助電極
    を、導電性金属とこの導電性金属よりも高融点の耐火性
    金属とからなる合金から構成するとともに、該主電極の
    導電性金属の体積成分比を補助電極の導電性金属の体積
    成分比よりも小さく選定したことを特徴とする真空スイ
    ッチ管。
  2. 【請求項2】 上記固定電極と可動電極の主電極および
    補助電極を、導電性金属と耐火性金属の合金から構成す
    るとともに、該主電極の理論密度に対する比率を補助電
    極の理論密度に対する比率よりも低く選定したことを特
    徴とする請求項1記載の真空スイッチ管。
  3. 【請求項3】 上記固定電極と可動電極の主電極および
    補助電極を、導電性金属と耐火性金属の合金から構成す
    るとともに、該主電極の結晶粒度を補助電極の結晶粒度
    より細かく選定したことを特徴とする請求項1記載の真
    空スイッチ管。
JP3171720A 1991-06-17 1991-06-17 真空スイッチ管 Expired - Lifetime JP2643037B2 (ja)

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US07/898,329 US5254817A (en) 1991-06-17 1992-06-15 Vacuum switch tube
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