JPS59119625A - 真空インタラプタの電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は真空インタラプタの電極に関するものである。

一般に、真空インタラプタの′ＭＬ極は、（１）大電流
をしゃ断する能力が高いこと、Ｃ）絶縁耐力が高いこと
、 （３）耐溶着性が良好なこと、 （４）小電流を良好にしゃ断できること、等の条件を満
たすことが要求される。

従来、上述した条件を満足すべく、銅に微量の高蒸気圧
材料（低融点材料］を含有せしめた合金材料からなる電
極、たとえば米国特許第３．２４６，９７９号（％公昭
４ｌ−１２１３１）に記載された銅に０．５重量％のビ
スマスを含有せしめてなる電極（以下、「Ｃ！ｕ　−０
，５Ｂｉ電極」という）および米国特許第３，５９６，
０２７号（特公昭４８−３６０７１　３ＶＣ記載された
もの等が知られている。しかし、Ｃｕ−０，５Ｂｉ　　
電極等は、大−流しゃ断面力、耐溶着性および導電率に
優れてはいるものの、絶縁耐力、特に１−や断後の絶縁
耐力が著Ｌ　＜低下するとともに、電流さい断値がＩＯ
Ａと高いため、しゃ断時にさい断サージを発生すること
があり、進みおよび遅れ小電流を良好にしゃ断し得す、
負荷の電気機器の絶縁破壊を招来するおそれがある等の
問題がある。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、大電流しゃ断能力および耐溶着性等
を良好に維持しつつ、絶縁耐力に優れかつ小電流をも良
好に１−や断じ得るようにした真空インクラブタの電極
を提供するにある。以下、図面を参照してこの発明の実
施例を詳細に説明する。

図は本発明に係る′磁極を備えた真空インタラプタの縦
断面図で、この真空インタラプタは、円筒状に成形した
ガラスまたはセラミックス等の絶縁物からなる複数（本
実施例においては２本）の絶録面１．１を、それぞれの
両端に固着したコバール等の金１萬からなる薄肉円環状
の耐層金具２．２゜・・の一方を介し同軸的に接合して
１本の絶嫌筒とするとともに、その１両端間口部を他方
の耐層金具２．２を介しステンレス鋼等の金属からなる
円板状の金属端板３，３により閉塞し、かつ内部を高真
空に排気して真空容器４を形成し、この真空容器４内に
、１対の円板状の磁極５．５を、各金属端板３．３の中
央部から真空容器４の気密性を保持して相対的に接近離
反自在に導入した対をなす電極憚６．６を介し、接触離
反（接離）自在に設けて概！＠構成されている。

なお、図において７は金属ベローズ、８は各電極５等を
同心状に囲繞するシールドである。

前記各電極５は、２０〜７０重量％の銅、５〜４０重量
％のタングステンおよび５〜７０重量％のクロムの合金
からなる。

すなわち、各電極５は、−１００メツシユ（１４７μｍ
以下）のタングステンの粉末５〜４０重量％と一１００
メツシュのクロムの粉末５〜７０重量赫 チとの混合粉末をその酸点以下の温度で相互に拡散結合
して多孔質の基材を形成し、この基材に２０〜７０重量
％の銅を溶浸させて設けられている。

かかる電極５を製造する第１の方法は、まず、融点以下
の温度での相互拡散を可能にするため粒径を一１００メ
ツシュとしたタングステンとクロムの粉末を所定量機械
的に混合する。ついで、タングステ／とクロムの混合粉
末をタングステン、クロムおよび銅のいずれとも反応し
ないアルミナ等からなる容器に収納するとともに、５　
Ｘ　１Ｑ　Ｔｏｒｒ以下の圧力の真空雰囲気または水素
ガス、窒素ガスおよびアルゴンガス等の非酸化性雰囲気
中において８００℃の温度で６０分間加熱するか、また
はｉ、ｏ　ｏ　ｏ℃の温度で１０分間程度加熱し、相互
に拡散結合して多孔質の基材を形成する。最後に、この
多孔質の基材と銅を５×１０Ｔｏｒｒ　以下の圧力の真
空雰囲気中において１，１００℃または銅の融点（１，
０８３℃）以上の温度で５〜２０分間程度加熱し、所定
量の銅を基材に溶浸させると所望の電極５が完成する。

また、電極５を製造する第２の方法は、第１の製造方法
と同様に、まず、融点以下の温度での相互拡散を可能に
するため一１００メツシュとじたタングステンとクロム
の粉末を所定清機械的に混合し、このタングステンとク
ロムの混合粉末をタングステン、クロムおよび銅のいず
れとも反応しないアルミナ等からなる容器に収納すると
ともに、容器に収納された混合粉末上に所定量の銅のブ
ロックを載置する。ついで、混合粉末と銅のブロックを
収納した容器を５　Ｘ　１０　　Ｔｏｒｒ　　以下の圧
力に保持自在の真空炉中に納置する。そして、真空炉を
６００℃の温度で６０分＋Ｍｌ運転して混合粉末等の脱
ガス処理を最初に行ない、ついで真空炉を８００℃の温
度で３０分間運転するとともに、温度を１，０００℃に
上昇して３０分間運転してタングステンとクロムの粉末
を相互に拡散結合せしめて多孔質の基材を形成し、最後
に真空炉を１，１００’Ｃの温度で３０分間運転して銅
を基材に溶浸させると所望の電極５が完成する。

さらに、電極５を製造する第３の方法は、まず、所定組
成割合のタングステンとクロムの合金全製造するととも
に、このタングステンとクロムの合金を粉砕し、−１０
０メツシユの粉末とする。ついで、タングステンとクロ
ムの合金粉末を、タングステン、クロムおよび銅のいず
れとも反応しないアルミナ等からなる容器に収納すると
ともに、５　Ｘ　１０　　Ｔｏｒｒ　以下の圧力の真空
雰囲気まだは水系ガス、アルゴンガス等の非酸化性雰囲
気中においてその融点以下の温度で所定時間加熱し、相
互に結合した多孔質の基材とする。最後に、この多孔質
の基材に５　Ｘ　１．ＯＴｏｒｒ　以下の圧力の真空雰
囲気中において所定量の銅を溶浸させると所望の電極が
完成する。

ここで、直径５０ｍ／ｍにしてかつ周縁を４アールの円
板状に形成するとともに、そのタングステン、クロムお
よび銅の組成割合をそれぞれ４０重量％、１０重量％お
よび５０重量％とした工組成の材料、または２５重量％
、２５重量％、および５０重量％とした■組成の材料、
あるいは１０重量％、４０重ｆｑｂおよび５０重ｔＳと
した１組成の材料からなる１対の電極５を有する真空イ
ンタラプタの諸性能の検証結果は、以下に示すようにな
った。

１）大電流しゃ断能力 各組成とも１２ＫＡ（ＲＭＳ）の電流をしゃ断すること
ができた。

１１）絶縁耐力 ギャップを３　ｍ　／　ｍに保持し、衝撃波耐電圧試験
を行なったところ、各組成とも士１２０Ｋｖ（バラツキ
＋：１５ＫＶ）の絶縁耐力を示した。また、大電流（１
，２Ｋ　Ａ　）のしゃ断後に同様の試験を行なったが、
絶縁耐力に変化はなかった。さらに、進み小電流（８０
Ａ）の開閉後に同様の試験を行なったが、絶縁耐力は殆
んど変化しなかった。

１１１）耐溶着性 各組成とも１３０にりの加圧下で、２５ＫＡ（ＩＲＭＳ
）の電流を３秒間通電（工ＦｉＯ短時間電流規格）した
後、２０（１＋の静的な引き外し力で問題なく引き外す
ことができ、その後の接触抵抗の増加は２〜８チにとど
まった。また、ＬＯＯＯＫりの加圧下で、５０ＫＡ（Ｒ
ＭＳ）の′＃Ｌ流を３秒間通電した後の引き外しも問題
なく、その後の接触抵抗の増加は、０〜５チにとどまっ
た。したがって、各組成とも十分な耐溶着性を備えてい
る。

ＩＶ）遅れおよび進み小電流しゃ断能力■遅れ小ｉｉｔ
流（誘導性の負荷）のしゃ断面力電流さい断値は、工組
成のものが平均４，２Ａ　（ａ、　＝１．２．　ｎ＝１
００　）を示し、また■組成のものが平均３．８Ａ（σ
、＝ｌ、Ｑ、ｎ＝＝１００）を示し、さらに旧組成のも
のが平均３．６Ａ（σｎ＝＝Ｑ、９　、ｎ＝１００１を
示した。

■進み小電流（容量性の負荷）のしゃ断面力電圧；　８
４　ｋ　ｖ　Ｘ　１．２５／ｖ／’３″、８０Ａの進み
小電流試Ｍ（Ｊｌ！ｔｃ！１８１）を、１０，０００回
行なったが再点弧は０回であった。

■）導電率 各組成とも導電率（ＩＡＯ８）は、２０〜５０チのチ導
電率を示した。

ｖｉ）硬度 各組成とも硬度は、１．００−１９０　ＨＶ　（ＩＮｊ
’）を示した。

また、本発明に係る電極を有する真空インタラプタと、
従来のＯｕ　−０５Ｂｉ電極を有する真空インタラプタ
との諸性能を比較したところ、以下に示すようになった
。

１）大′ポ流しゃ断面力 双方同程度である。

１１）絶縁耐力 従来のものの１０　ｍ　／　ｍのギャップでの絶縁耐力
が、本発明のものの３　ｍ　／　ｍのギャップでの絶縁
耐力と等しくなる。したがって、本発明に係る電極を有
する真空インタラプタは、従来のものの約３倍の絶縁耐
力を有している。

１１１）耐溶着性 本発明に係る電極の耐溶着性は、従来のものの８０チで
あるが実用上殆んど問題がない。

ｉｖ）遅れおよび進み小電流Ｌ〜や断能力■遅れ小電流
しゃ断面力 本発明に係る電極の電流さい断値は、従来のものの４０
チと小さいので、さい断サージが殆んど問題とならず、
かつ開閉後もその値が変化しない。

■進み小電流しゃ断面力 本発明に係る電極は、従来のものに比して２倍のキャパ
シタンス容量の負荷をしゃ断することができる。

なお、タングステンが、５重量％未満の場合には、絶縁
耐力が急激に低下し、かつ４０重ｆチを超える場合には
、大電流しゃ断面力が急激に低下した。

また、クロムが、５重置チ未満の場合には、゛電流さい
断値が大きくなるとともに、遅れ小電流しゃ断面力が低
下し、かつ７０重量−を超える場合には、大電流しゃ断
面力が急激に低下した。

さらに、銅が、２０重量％未満の場合には、導電率が急
激に低下するとともに、短時間電流試験後の接触抵抗が
急激に増大し、定格電流通電時におけるジュール熱の発
生が大きく、その実用性が低下し、かつ７０重ｉｔｓを
超える場合には、絶縁耐力が低下するとともに、耐溶着
性が急激に悪化した。

以上の如く本発明は、２０〜７０重量％の銅、５〜４０
重量％のタングステンおよび５〜７０重ｉ％のクロムの
合金からなる真空インタラプタの電極であるから、従来
のＯｕ　−０，５Ｂｉ　　電極に比して、真空インタラ
プタの絶縁耐力を飛蹟的に高めることができるとともに
、真空インタラプタを大電流のしゃ断能力に優れ、かつ
遅れおよび進み小電流のしゃ断能力にも優れたものとす
ることができる。

また、５〜４０重量％のタングステンの粉末と５〜７０
重量％のクロムの粉末とを相互に拡散結合した多孔質の
基材に、２０〜７０重嵐チの銅を溶浸させてなる真空イ
ンタラプタの電極であるから、上述したものの効果に加
えて機械的強度および導電率を高めることができる等の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る電極を備えた真空インタラプタの縦断
面図である。 ４・・・真空容器、５・・・電極。 ／ｂ −一一一一ノ １１ ／“

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２０〜７０重量％の銅、５〜４０重量％のタング
   ステンおよび５〜７０重Ｍ：チのクロムの合金からなる
   真空インタラプタの電極。
2. （２）５〜４０重量％のタングステンの粉末と５〜７０
   重′１にチのクロムの粉末とる相互に拡散結合して成る
   多孔質の基材に、２０〜７０重量％の銅を溶浸させてな
   る真空インタラプタの電極。