JPH1079208A - ガス遮断器の通電電極及びその製造方法並びにその検査方法 - Google Patents
ガス遮断器の通電電極及びその製造方法並びにその検査方法Info
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- JPH1079208A JPH1079208A JP23443296A JP23443296A JPH1079208A JP H1079208 A JPH1079208 A JP H1079208A JP 23443296 A JP23443296 A JP 23443296A JP 23443296 A JP23443296 A JP 23443296A JP H1079208 A JPH1079208 A JP H1079208A
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Abstract
電極の損傷を低減することができ、信頼性の高いガス遮
断器を提供する。 【解決手段】 アルミニウム製の可動電極30における
固定電極部との通電接触部に、導電率が高く、熱伝導性
に優れた高融点材料31が圧接法により接合されてい
る。この高融点材料31としては、銅、タングステン、
クロム、チタン若しくはこれらの合金又は炭素鋼が用い
られている。また、高融点材料31が接合された可動電
極30の重量が、従来のアルミニウムのみによる可動電
極と同等の重量となるように、高融点材料31は軽いも
を用いるとともに、その使用量を調節する。
Description
ーク性及び耐摩耗性を改善したガス遮断器の通電電極及
びその製造方法並びにその検査方法に関するものであ
る。
変電所で使用されるガス遮断器は、大容量化が進んでい
る。特に、高電圧の系統に使用されるガス遮断器は、通
電電流や遮断電流が大きくなるため、その性能向上が期
待されている。このようなガス遮断器の一例を、図8に
従って以下に説明する。すなわち、ガス遮断器1は、絶
縁性ガスを封入した容器2内に消孤室3を収納すること
によって構成されている。この消孤室3は、対向配置さ
れた固定部4及び可動部5を備えている。固定部4は、
通常電流を通電する固定フィンガー6と、固定アーク電
極7、固定側シールド8及びこれらの部材を支える固定
支え9とによって構成されている。
動電極10、可動アーク電極11、絶縁ノズル12、操
作ロッド13及びパッファシリンダ14によって構成さ
れている。また、可動部5を支持するために、支持絶縁
筒15、可動支え16が設けられ、パッファシリンダ1
4と共に圧縮室を構成するパッファピストン17が設置
されている。さらに、可動支え16は、極間絶縁筒18
を介して固定部4に連結されている。なお、極間絶縁筒
18としては、絶縁棒若しくはコンデンサが用いられる
場合もある。
する電流値が大きい場合に備えて、通電用の電極である
固定フィンガー6及び可動電極10、電流遮断用の電極
である固定アーク電極7及び可動アーク電極11という
2組の電極を有している。かかるガス遮断器の作用は以
下の通りである。すなわち、図8に示すように、ガス遮
断器1の投入状態、すなわち通電状態においては、電流
は導体19、固定支え9、固定フィンガー6を経て、可
動電極10、パッファシリンダ14、可動支え16から
導体20を通って流れる。一方、ガス遮断器1が事故電
流などを遮断する場合には、図示していない操作機構に
より、図9に示すように、操作ロッド13が矢印の方向
(図中右方向)へ引っ張られ、可動部5に矢印の方向の
力が働く。すると、まず固定フィンガー6と可動電極1
0とが離れる。その結果、固定支え9及び固定フィンガ
ー6を経て可動電極10及びパッファシリンダ14へと
流れていた電流は、固定アーク電極7と可動アーク電極
11とがまだ離れていないことから、固定支え9から固
定アーク電極7及び可動アーク電極11を経て、パッフ
ァシリンダ14へと転流し、流れの経路を変える。
電極7と可動アーク電極11とが離れると、この固定ア
ーク電極7と可動アーク電極11との間にアーク21が
発生する。このようにして発生したアーク21に対し
て、パッファシリンダ14とパッファピストン17によ
って圧縮された絶縁性ガスが、絶縁ノズル12を介して
吹き付けられ、その結果、図11に示すように、アーク
21が冷却されて消孤し、電流の遮断が完了する。
に示すように、高温のアーク21に絶えられる耐孤金属
22によって構成されている。一方、可動電極10は、
図13に示すように、重量が軽く、抵抗率の小さいアル
ミニウムを単一材料として構成されている。これは、遮
断器の投入状態では常時電流が流れること、また、遮断
器の開閉動作状態にあっては速やかに動作することがで
きるようにするためである。
たような従来のガス遮断器には、以下に述べるような改
良すべき点があった。すなわち、電流遮断過程の転流時
においては、固定フィンガー6と可動電極10との間に
流れていた電流が遮断され、固定アーク電極7と可動ア
ーク電極11との間へ電流経路が変わるが、このとき、
固定フィンガー6と可動電極10との間が接触対向によ
るジュール熱で熱せられる。
極7との間の抵抗値が比較的大きい場合には、転流が円
滑に行われず、その結果、可動電極10と固定フィンガ
ー6との間に短時間アークが発生することがある。ただ
し、このアークは、電流が固定アーク電極7と可動アー
ク電極11間へ転流することにより、すぐに消滅する。
しかし、図14に示すように、上記のジュール熱の発生
とこれに伴うアークによって、可動電極10および固定
フィンガー6の表面10aが粗面化したり、その一部が
溶損したり、メッキ面が剥離したりすると、遮断器の通
電性能が低下する。さらに、かかる電極表面10aの劣
化は、動作時のかじりの原因となり、最終的には遮断性
能の低下を招くことになる。
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
電流の遮断過程で発生するアークによる損傷を低減する
ことができ、信頼性の高いガス遮断器の通電電極を提供
することである。
及び耐摩耗性に優れた通電電極を製造することができる
ガス遮断器の通電電極の製造方法を提供することであ
る。
た通電電極の良否を容易かつ確実に判断することができ
るガス遮断器の通電電極の検査方法を提供することであ
る。
ために、請求項1記載の発明は、絶縁性ガスを充填した
容器内に、固定電極部と可動電極部とが対向配置され、
両電極部の開極時に発生するアークに絶縁性ガスを吹き
付けて消孤するガス吹き付け機構を備えたガス遮断器の
通電電極において、前記可動電極部がアルミニウム製で
あり、前記可動電極部における前記固定電極部との通電
接触部に、高融点材料が接合されていることを特徴とす
る。
動電極の通電接触部に、高融点材料が接合されているの
で、ジュール熱の発生による可動電極部および固定電極
部の表面の粗面化、その一部の溶損、メッキの剥離など
を防止できる。
ス遮断器の通電電極において、前記高融点材料は、銅、
タングステン、クロム、チタン若しくはこれらの合金又
は炭素鋼のいずれかであることを特徴とする。
動電極部の通電接触部に、銅、タングステン、クロム、
チタン若しくはこれらの合金又は炭素鋼のいずれかが接
合されているので、ジュール熱の発生による可動電極部
および固定電極部のの表面の粗面化、その一部の溶損、
メッキの剥離などを防止できる。
項2記載のガス遮断器の通電電極において、前記高融点
材料を接合した前記可動電極部が、総アルミニウム製の
可動電極部と同等の重量であることを特徴とする。
来の総アルミニウム製の可動電極部と同等の低重量であ
るため、開閉動作の際に可動電極部が速やかに動作する
ことができ、アーク発生時間が短縮する。従って、ジュ
ール熱の発生による可動電極および固定電極部の劣化を
防止できる。
ずれか1項に記載のガス遮断器の通電電極において、前
記可動電極部と前記高融点材料との接合部分に、中間層
が設けられていることを特徴とする。
動電極部におけるアルミニウムと高融点材料との接合部
分に中間層を設けることで、アルミニウムと高融点材料
との接合強度が高まると共に、欠陥の生じにくい接合界
面が得られる。
ス遮断器の通電電極において、前記中間層が、Si含有
量が0.8wt%以下のアルミニウムであることを特徴
とする。
間層をSi含有量が0.8wt%以下のアルミニウムと
することにより、可動電極部と高融点材料との接合強度
を高めることができる。
ス遮断器の通電電極において、前記中間層の接合長さ
が、前記可動電極部の板厚と同等若しくはそれ未満であ
ることを特徴とする。
間層の接合長さを、可動電極部の板厚と同等若しくはそ
れ未満とすることにより、Si含有量が0.8wt%以
下のアルミニウムの弱点である低い機械的強度を向上さ
せ、低荷重での破壊を防止することができる。
ス遮断器の通電電極において、前記可動電極部と前記高
融点材料との接合面が、斜め構造であることを特徴とす
る。
動電極部のアルミニウムと高融点材料との接合面に末接
合部が生じたとしても、接合面が斜め構造となっている
ため、接合面積が増え、単位面積あたりの荷重が低下す
る。従って、衝撃的な荷重によって一度に破壊すること
が防止され、他の部材への損傷拡大が防止される。
ス遮断器の通電電極において、前記可動電極部と前記高
融点材料との接合面が、インロー構造であることを特徴
とする。
動電極部のアルミニウムと高融点材料との接合面に末接
合部が生じたとしても、接合面がインロー構造となって
いるため、接合面に衝撃な荷重が加わっても、一度に破
壊することが防止される。従って、他の部材への損傷拡
大が防止される。
ス遮断器の通電電極の製造方法において、前記高融点材
料を、圧接法、溶接法、爆接法のいずれかによって接合
することを特徴とする。
融点材料が、圧接法、溶接法、爆接法のいずれかによっ
て接合されているので、接合を短時間に行うことがで
き、可動電極部のアルミニウムと高融点材料との密着強
度が高まるとともに、材料費の低減、製作費のコストダ
ウンを図ることができる。
ガス遮断器の通電電極の検査方法において、前記可動電
極部と前記高融点材料との接合部におけるアルミニウム
の寄り代の量又は高融点材料の寄り代の量に基づいて、
前記接合部の良否を判定することを特徴とする。
高融点材料の接合部の接合不良、施工条件等の不具合が
発生した場合には、製作時のアルミニウムの寄り代の量
又は高融点材料の寄り代の量が変化する。従って、この
寄り代の量に基づいて接合の良否を判定すれば、接合不
良を目視にて容易に判断することができる。
遮断器の通電電極の検査方法において、前記可動電極部
と前記高融点材料との接合部の良否を、赤外線映像装置
を用いて判定することを特徴とする。
高融点材料の接合部の接合不良、施工条件等の不具合が
発生した場合には、赤外線映像装置の熱画像に温度の不
連続場として表示される。従って、赤外線映像装置を用
いることにより、欠陥を即座に検出することができ、製
造時の不良を判断できる。
ガス遮断器の通電電極の検査方法において、前記可動電
極部と前記高融点材料との接合部の良否を、治工具によ
り荷重を負荷して判定することを特徴とする。
高融点材料の接合部の接合不良、施工条件等の不具合が
発生した場合には、治工具により荷重を負荷すると、接
合部で一部破壊あるいは全破壊する。このため、接合不
良品を実機に装着することを未然に防止でき、信頼性の
高いガス遮断器の通電電極を構成できる。
を参照して以下に説明する。なお、図9〜図14に示し
た従来技術と同様の部材は同一の符号を付し、説明は省
略する。
実施の形態を、第1の実施の形態として図1を参照して
以下に説明する。なお、図1は可動電極の断面図であ
る。
する。すなわち、アルミニウム製の可動電極30におけ
る固定電極部との通電接触部には、導電率が高く、熱伝
導性に優れた高融点材料31が圧接法により接合されて
いる。この高融点材料31としては、銅、タングステ
ン、クロム、チタン若しくはこれらの合金又は炭素鋼が
用いられている。また、高融点材料31が接合された可
動電極30の重量が、従来のアルミニウムのみによる可
動電極と同等の重量となるように、高融点材料31は比
較的軽いもを用いるとともに、その使用量を調節する。
本実施の形態の作用・効果は、以下の通りである。すな
わち、図9に示すように、ガス遮断器が電流を遮断する
際、固定支え9、固定フィンガー6を経て、可動電極3
0、パッファシリンダ14へと流れていた電流は、固定
支え9から固定アーク電極7および可動アーク電極11
を経て、パッファシリンダ14へとその流れを変える。
との間に、アークが短時間発生する。しかし、可動電極
30の主たる構成部材である可動電極母体30aがアル
ミニウムで構成され、固定電極部との通電接触部には導
電率が高く、熱伝導性に優れた高融点材料31が接合さ
れている。従って、従来のアルミニウムのみで構成され
た可動電極10と比べて、遮断電流によるジュール熱の
発生を低減できるとともに、発生したジュール熱を速や
かに外部へ逃がすことができる。このため、可動電極3
0のアークによる損傷を小さく抑えることができ、ジュ
ール熱の発生による可動電極30および固定フィンガー
6の表面の粗面化、その一部の溶損、メッキのはく離な
どを防止できる。
量であるため、開閉動作において可動部が速やかに動作
することができ、アーク発生時間が短縮する。従って、
可動電極30のアークによる損傷を一層小さく抑えるこ
とができ、機器の長寿命化が図れる。
接合されているので、ニアネットシェイプによる加工が
できるとともに、短時間(10秒以内)に接合が可能で
ある。従って、加工費の低減、加工時間の短縮化が図ら
れ、製品コストを低減する優れた効果がある。
を、第2の実施の形態として図2を参照して以下に説明
する。なお、図2は可動電極の断面図である。
する。すなわち、アルミニウム製の可動電極30におけ
る固定電極部との通電接触部には、導電率が高く、熱伝
導性に優れた高融点材料31が接合されている。この接
合にあたり、アルミニウム製の可動電極母材30aと高
融点材料31との接合面には、中間層33が設けられて
いる。この中間層33としては、Si含有量が0.8w
t%以下のアルミニウムが用いられている。さらに、中
間層33の接合長さは、可動電極30の板厚と同等ある
いはそれ未満となっている。
の作用・効果は以下の通りである。すなわち、可動電極
母材30aと高融点材料31との接合面の中間層33と
して、Si含有量が0.8wt%以下のアルミニウムが
用いられているので、接合強度が高まる。特に、アルミ
ニウムの可動電極母材31aとSi含有量が0.8wt
%以下のアルミニウムの中間層33は同じ材料系である
ため、接合強度が高い。
極30の板厚と同等あるいはそれ未満となっているの
で、可動電極30に引張荷重が作用しても中間層33で
破壊することが防止される。以上のように、本実施の形
態によれば、可動電極母材30aと高融点材料31との
接合強度が高まるので、遮断時の急激な衝撃荷重に耐え
ることができ、装置の信頼性が高まる。
3の実施の形態として図3に従って以下に説明する。な
お、図3は可動電極の断面図である。
する。すなわち、本実施の形態においては、アルミニウ
ムの可動電極母材30aと高融点材料31との接合面が
斜め構造32aとなっている。
の作用・効果は以下の通りである。すなわち、可動電極
母材30aと高融点材料31との接合面が、斜め構造3
2であるため、圧接時の接触面積が増加する。従って、
圧接による接合時の単位面積あたりの受け持つ荷重が少
なくなり、可動電極30に引張荷重が作用しても、圧接
の接合部で破壊することが防止される。特に、衝撃的な
荷重によって一度に破壊されることが防止され、他の部
材への損傷拡大が防止される。また、接触面積を広くす
ることができるため、可動電極30の肉厚を薄くするこ
とができ、製造コスト低減、加工コスト低減を図ること
ができる。
4の実施の形態として図4に従って以下に説明する。な
お、図4は可動電極の断面図である。
する。すなわち、本実施の形態においては、アルミニウ
ムの可動電極母材30aと高融点材料31との接合面
が、凹凸がかみ合ったインロー構造32aとなってい
る。
の作用・効果は以下の通りである。すなわち、可動電極
母材30aと高融点材料31との接合面が、インロー構
造32aであるため、圧接時の接触面積が増加する。従
って、上記第4の実施の形態と同様の作用・効果が得ら
れる。特に、本実施の形態においては、可動電極母材3
0aと高融点材料31との接合面が凹凸がかみ合う構造
となっているので、機械的強度がより一層増す。
第5の実施の形態として図5を参照して以下に説明す
る。なお、図5は可動電極の断面図である。
融点材料31の圧接は、一度施工条件が整えば何回その
条件を用いても同じ製品ができるが、欠陥も同様に生じ
る。そして、欠陥が無く、製品として十分使用できるよ
うに施工条件を確立して施工した場合の寄り代(バリ
量)は、常に一定の量となることが知られている。
点材料31を圧接した可動電極30の検査合格可否を、
圧接時に生じるアルミニウム又は高融点材料の寄り代3
2d(バリ量)の量で判定するものである。このよう
に、寄り代量を常に測定し、品質管理に用いることで、
欠陥が無く、製品として十分使用できる製品とすること
ができる。
第6の実施の形態として図6を参照して以下に説明す
る。
1を圧接した可動電極30の検査合格可否を、赤外線カ
メラ33、赤外線映像装置34aを用いて判定する検査
方法である。より具体的には、赤外線カメラ33を、可
動電極母材30aと高融点材料31との接合部32近傍
に設置し、可動電極30に強制的に電流35を流す。す
ると、接合部32の欠陥が生じている部位が発熱36す
るので、この非定常な温度場を赤外線カメラ33でとら
え、赤外線映像装置34aにて熱画像として表示し検出
する。
部の欠陥、未接合部により生ずる温度差を、熱画像とし
て表示することができるので、非破壊で、接合不良を視
覚的に容易に判断することができ、寄り代等で検出でき
なかった欠陥をも発見可能となる。従って、製品の信頼
性が向上する。
第7の実施の形態として図7を参照して以下に説明す
る。
うに、高融点材料31を圧接した可動電極30の検査合
格可否を、治工具38によって、実機に作用する相当荷
重37を負荷することにより判定する検査方法である。
の荷重が負荷されても大丈夫であることが、非破壊で製
品挿入前に確認することができ、寄り代等で検出できな
かった欠陥をも発見可能となる。従って、製品の信頼性
が向上する。
限定されるものではなく、各部材の材質、大きさ、形
状、数量等は適宜変更可能である。また、高融点材料の
接合法は、圧接法、溶接法、爆接法のいずれでもよい。
さらに、上記実施の形態を適宜組み合わせて使用するこ
とも可能である。
電流の遮断過程で発生するアークによる損傷を低減する
ことができ、信頼性の高いガス遮断器の通電電極を提供
することができる。
摩耗性に優れた通電電極を製造することができるガス遮
断器の通電電極の製造方法を提供することができる。
電極の良否を容易かつ確実に判断することができるガス
遮断器の通電電極の検査方法を提供することができる。
形態における可動電極を示す断面図である。
形態における可動電極を示す断面図である。
形態における可動電極を示す断面図である。
形態における可動電極を示す断面図である。
5の実施の形態に使用される可動電極を示す断面図であ
る。
6の実施の形態を示す簡略説明図である。
7の実施の形態に使用される可動電極を示す側面図であ
る。
る。
面図である。
状態を示す断面図である。
図である。
面図である。
可動電極の一例を示す断面図である。
ークによって表面の荒れ、溶損、メッキ剥離が生じた状
態を示す断面図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 絶縁性ガスを充填した容器内に、固定電
極部と可動電極部とが対向配置され、両電極部の開極時
に発生するアークに絶縁性ガスを吹き付けて消孤するガ
ス吹き付け機構を備えたガス遮断器の通電電極におい
て、 前記可動電極部がアルミニウム製であり、 前記可動電極部における前記固定電極部との通電接触部
に、高融点材料が接合されていることを特徴とするガス
遮断器の通電電極。 - 【請求項2】 前記高融点材料は、銅、タングステン、
クロム、チタン若しくはこれらの合金又は炭素鋼のいず
れかであることを特徴とする請求項1記載のガス遮断器
の通電電極。 - 【請求項3】 前記高融点材料を接合した前記可動電極
部が、総アルミニウム製の可動電極部と同等の重量であ
ることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のガス遮
断器の通電電極。 - 【請求項4】 前記可動電極部と前記高融点材料との接
合部分に、中間層が設けられていることを特徴とする請
求項1〜3のいずれか1項に記載のガス遮断器の通電電
極。 - 【請求項5】 前記中間層が、Si含有量が0.8wt
%以下のアルミニウムであることを特徴とする請求項4
記載のガス遮断器の通電電極。 - 【請求項6】 前記中間層の接合長さが、前記可動電極
部の板厚と同等若しくはそれ未満であることを特徴とす
る請求項5記載のガス遮断器の通電電極。 - 【請求項7】 前記可動電極部と前記高融点材料との接
合面が、斜め構造であることを特徴とする請求項1記載
のガス遮断器の通電電極。 - 【請求項8】 前記可動電極部と前記高融点材料との接
合面が、インロー構造であることを特徴とする請求項1
記載のガス遮断器の通電電極。 - 【請求項9】 前記高融点材料を、圧接法、溶接法、爆
接法のいずれかによって接合することを特徴とする請求
項1記載のガス遮断器の通電電極の製造方法。 - 【請求項10】 前記可動電極部と前記高融点材料との
接合部におけるアルミニウムの寄り代の量又は高融点材
料の寄り代の量に基づいて、前記接合部の良否を判定す
ることを特徴とする請求項1記載のガス遮断器の通電電
極の検査方法。 - 【請求項11】 前記可動電極部と前記高融点材料との
接合部の良否を、赤外線映像装置を用いて判定すること
を特徴とする請求項1記載のガス遮断器の通電電極の検
査方法。 - 【請求項12】 前記可動電極部と前記高融点材料との
接合部の良否を、治工具により荷重を負荷して判定する
ことを特徴とする請求項1記載のガス遮断器の通電電極
の検査方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23443296A JPH1079208A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | ガス遮断器の通電電極及びその製造方法並びにその検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23443296A JPH1079208A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | ガス遮断器の通電電極及びその製造方法並びにその検査方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1079208A true JPH1079208A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=16970927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23443296A Pending JPH1079208A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | ガス遮断器の通電電極及びその製造方法並びにその検査方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1079208A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6492037B2 (en) * | 1997-07-11 | 2002-12-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Joined structure of dissimilar metallic materials |
KR101423142B1 (ko) * | 2007-06-25 | 2014-07-25 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 버퍼형 가스 차단기 |
-
1996
- 1996-09-04 JP JP23443296A patent/JPH1079208A/ja active Pending
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US6692841B2 (en) | 1997-11-19 | 2004-02-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Joined structure of dissimilar metallic materials |
KR101423142B1 (ko) * | 2007-06-25 | 2014-07-25 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 버퍼형 가스 차단기 |
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