JPS596449B2 - 真空しや断器 - Google Patents
真空しや断器Info
- Publication number
- JPS596449B2 JPS596449B2 JP51060603A JP6060376A JPS596449B2 JP S596449 B2 JPS596449 B2 JP S596449B2 JP 51060603 A JP51060603 A JP 51060603A JP 6060376 A JP6060376 A JP 6060376A JP S596449 B2 JPS596449 B2 JP S596449B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- contact
- vacuum
- vacuum breaker
- alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/0203—Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
- Contacts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はＣｕ基合金接点を備えた大容量回路しゃ断片
の真空しゃ断器に関する。
の真空しゃ断器に関する。
一般に大容量の真空じ十析器に要求される基本的条件は
、そこに用いられる接点の耐溶着性、しゃ断性能および
耐電圧特性の３つであり、これらの条件を満すようなも
のとしてＣｕ −ＡＩ −Ｂｉ接点を用いて構成したも
のが知られている。
、そこに用いられる接点の耐溶着性、しゃ断性能および
耐電圧特性の３つであり、これらの条件を満すようなも
のとしてＣｕ −ＡＩ −Ｂｉ接点を用いて構成したも
のが知られている。
しかし、この種のＣｕ −Ａｌ−Ｂｉ接点を用いた真空
しゃ断器であっては、その電極を製造する場合、電極基
台へ接点を６００〜８００℃に加熱してろう付けする時
、あるいは接点のベーキング時の４００〜６００℃の熱
処理と、その冷却過程などでの熱的外力が加わった時な
どで合金固有の性質としてβ相から幅１００μ以上、長
さ１０００μにも達する粗大化した脆弱なγ相の化合物
を含むα＋γ相への共析変態が進行し、脆化現象を呈し
、多数回開閉、衝撃的開閉などによる機械的外力により
、亀裂、破断の発生、接点脱落破壊が生じるなどの多く
の欠点があった。
しゃ断器であっては、その電極を製造する場合、電極基
台へ接点を６００〜８００℃に加熱してろう付けする時
、あるいは接点のベーキング時の４００〜６００℃の熱
処理と、その冷却過程などでの熱的外力が加わった時な
どで合金固有の性質としてβ相から幅１００μ以上、長
さ１０００μにも達する粗大化した脆弱なγ相の化合物
を含むα＋γ相への共析変態が進行し、脆化現象を呈し
、多数回開閉、衝撃的開閉などによる機械的外力により
、亀裂、破断の発生、接点脱落破壊が生じるなどの多く
の欠点があった。
この発明は従来の欠点を改良したもので、Ｃｕ−Ａｌ
−Ｎｉ −Ｍｅ金合金接点を具備した転極を用いるこ
とにより、しゃ断耐電圧値を低下させることなく、投入
、しゃ新開閉時の衝撃的外力に耐え、電極製造時のろう
付、ベーキング時などの熱処理工程を経ても脆化せず、
製造時の取扱いが容易となり、大容量のものが容易に製
造できる真空しゃ断器を提供することを目的とする。
−Ｎｉ −Ｍｅ金合金接点を具備した転極を用いるこ
とにより、しゃ断耐電圧値を低下させることなく、投入
、しゃ新開閉時の衝撃的外力に耐え、電極製造時のろう
付、ベーキング時などの熱処理工程を経ても脆化せず、
製造時の取扱いが容易となり、大容量のものが容易に製
造できる真空しゃ断器を提供することを目的とする。
以下、この発明につき詳しく説明する。
第１図に示すしゃ明室１は上下を金属相２，３及び周囲
を適当な絶縁材料からなるほぼ円筒形の壁体４によって
形成されている。
を適当な絶縁材料からなるほぼ円筒形の壁体４によって
形成されている。
壁体４と端帽２及び３との間にはしゃ明室１を真空密に
んる適当な密封機構５が設け、られている。
んる適当な密封機構５が設け、られている。
室１内には図示の様に電弧電極６及び７がそれぞれ対向
して設けられている。
して設けられている。
この電極６及び７は接触区域と招弧区域とからなるが、
接触区域のみでもよい。
接触区域のみでもよい。
上部電極６は導電棒８に取付けられた静止電極であＱ１
導電棒８は端軸２に電気的かつ機械的に取付けられ、そ
の先端は室１外に真空密にして突出固設されている。
導電棒８は端軸２に電気的かつ機械的に取付けられ、そ
の先端は室１外に真空密にして突出固設されている。
一方、適当な導電棒１０に取付けられ、かつそれと電気
的に接続した下部電極７は動き得るものであって、ベロ
ーズ９はこれと等効の往復運動を許す真空密部分を貫通
して構成しである。
的に接続した下部電極７は動き得るものであって、ベロ
ーズ９はこれと等効の往復運動を許す真空密部分を貫通
して構成しである。
導電棒１０は端軸３の適当な孔１３を貫通して図示して
、ない適当な作動装置と連結し、電極６を電極７と接触
離間する様に電極７に往復運動を与える。
、ない適当な作動装置と連結し、電極６を電極７と接触
離間する様に電極７に往復運動を与える。
この真空しゃ断器でしゃ断すべき電流回路は棒８及び１
０にそれぞれ電気的に接続して設けた端子（図示してな
い）に適当な接続を施すことによって完成される。
０にそれぞれ電気的に接続して設けた端子（図示してな
い）に適当な接続を施すことによって完成される。
１１は金属円筒体からなり、電極６．７と壁体４との間
に介挿して壁体４がアーク蒸気で覆われることを防止す
るメタルシールドである。
に介挿して壁体４がアーク蒸気で覆われることを防止す
るメタルシールドである。
また１２は金属板からなジ、導電棒１０に増付けられた
電極７からややはずれて固定され、ベローズ９がアーク
蒸気で覆われることを防止するベローズ用シールドであ
る。
電極７からややはずれて固定され、ベローズ９がアーク
蒸気で覆われることを防止するベローズ用シールドであ
る。
しゃ明室１内の空所はその最後の組立中に排気管（図示
してない）を通じて適当に排気する。
してない）を通じて適当に排気する。
この真空しゃ断器を交流の真空しゃ断器として適当に作
用させるには、室１内の真空度を少なくとも１０−’ｒ
ｒａｎ Ｈｇに維持しなければならないが、１０−４〜
１０−” ｍｍ Ｈｇの範囲内に保つことが望ましい。
用させるには、室１内の真空度を少なくとも１０−’ｒ
ｒａｎ Ｈｇに維持しなければならないが、１０−４〜
１０−” ｍｍ Ｈｇの範囲内に保つことが望ましい。
この要求は装置を真空しゃ断器として作用させるために
重要であり、また電極６及び７間に発生する通電電弧を
最初に起る電気零点でしゃ断するためには、室１内にイ
オン化しうるガスが実質上存在してはならないためにも
必要である。
重要であり、また電極６及び７間に発生する通電電弧を
最初に起る電気零点でしゃ断するためには、室１内にイ
オン化しうるガスが実質上存在してはならないためにも
必要である。
電極７（電極６であっても良い）をさらに詳しく示すと
、第２図に示すように、導電棒１０の端部は電極部１４
をろう付１５によって固設し、その電極部１４の上部に
は対向電極と接触する接点１６がろう付１７で固定され
ている。
、第２図に示すように、導電棒１０の端部は電極部１４
をろう付１５によって固設し、その電極部１４の上部に
は対向電極と接触する接点１６がろう付１７で固定され
ている。
接点１６は、Ｃｓ −ＡＩ −Ｎｉ −Ｍｅ金合金ら
なり、その組成比は重量年でＡｌを９．４〜１５ ｓ
Ｎｌを４５〜２０ ％ 、Ｍｅを０．１〜１０％（ただ
しＭｅはＢ ］ 。
なり、その組成比は重量年でＡｌを９．４〜１５ ｓ
Ｎｌを４５〜２０ ％ 、Ｍｅを０．１〜１０％（ただ
しＭｅはＢ ］ 。
Ｔｅ 、 Ｓｅ 、ＳｂおよびＭｇのうちから選ば
れた少なくとも一種である。
れた少なくとも一種である。
）およびＣｕを主成分とする金属とを含有したものであ
る。
る。
この合金はたとえば約１０−５ｍＨｇの真空中で温度約
１２００℃として所定組成量のＣｕ −ＡＩ−Ｎｉ合金
を最初に作製し、その後Ａｒ雰囲気に増圧してＭｅを所
定量添加し、鋳型中で冷却固化して得られたものである
。
１２００℃として所定組成量のＣｕ −ＡＩ−Ｎｉ合金
を最初に作製し、その後Ａｒ雰囲気に増圧してＭｅを所
定量添加し、鋳型中で冷却固化して得られたものである
。
得られた合金は、その組成にＮｉを含んだＣｕ（ハ））
相とＮｉを含んだＣｕ（γ）相とからなる析出相が分散
する。
相とＮｉを含んだＣｕ（γ）相とからなる析出相が分散
する。
次に本発明による実施例の特性について説明する。
なお、以下に示すデータに記載の耐圧値はパフ研磨によ
って鏡面仕上げを施しだＮｉ針を陽極とべ同様に鏡面仕
上げを行なった表面を有する接点を陰極とし、それら陰
陽極間にそのギャップ長を０．５ ｒｒａｎとして電圧
を印加し、その電圧を徐々に上げてスパークを生じた電
圧を耐圧値として表わした。
って鏡面仕上げを施しだＮｉ針を陽極とべ同様に鏡面仕
上げを行なった表面を有する接点を陰極とし、それら陰
陽極間にそのギャップ長を０．５ ｒｒａｎとして電圧
を印加し、その電圧を徐々に上げてスパークを生じた電
圧を耐圧値として表わした。
第１表はＣｕ −１３八ｌ −９Ｎｉ −０，５Ｂｉの
合金を電極の接点として用いた本発明による真空しゃ断
器を実施例とし、従来例としてＣｕ−１３ＡＩ−０，５
Ｂｉ合金を用いたしゃ断器の各々緒特性を示す。
合金を電極の接点として用いた本発明による真空しゃ断
器を実施例とし、従来例としてＣｕ−１３ＡＩ−０，５
Ｂｉ合金を用いたしゃ断器の各々緒特性を示す。
なお溶解条件は各々同様に１２００℃で溶解後鋳造した
。
。
第１表よシ明らかな如く、この発明による真空しゃ断器
が、従来のものと比較し耐圧が改善されていることが判
る。
が、従来のものと比較し耐圧が改善されていることが判
る。
さらに合金の中に生成される化合物がＮｉ を含むＣｕ
（ｏ）相とＮｉを含むＣｕ（γ）相とからなる幅１μ以
下、長さ１〜１００μ程度の微細化した析出物が得られ
るので、靭性などの強化がなされた。
（ｏ）相とＮｉを含むＣｕ（γ）相とからなる幅１μ以
下、長さ１〜１００μ程度の微細化した析出物が得られ
るので、靭性などの強化がなされた。
この析出物の微細化は、鋳造直後での静耐圧値のばらつ
き幅を減少させ、かつ実施後の耐圧変動幅を少なくする
などの効果を得る。
き幅を減少させ、かつ実施後の耐圧変動幅を少なくする
などの効果を得る。
次に真空しゃ断器を製造する匹際し、電極接点のインミ
ツト作製から始まシ多くの工程を経て製品となるが、そ
の進行過程の諸環境で表面汚染の蓄積が生じる。
ツト作製から始まシ多くの工程を経て製品となるが、そ
の進行過程の諸環境で表面汚染の蓄積が生じる。
たとえば接点と電極部とを水素中で８００℃に茄熱しで
銀ろう接合を行ない６０℃に冷却した時に空気中部９出
した場合の接点の汚染の受は方は第１表に示すようにこ
の発明のものが極めてすぐれていることが判る。
銀ろう接合を行ない６０℃に冷却した時に空気中部９出
した場合の接点の汚染の受は方は第１表に示すようにこ
の発明のものが極めてすぐれていることが判る。
すなわちろう付前の接触抵抗とろう付後の接触抵抗との
差が極めて小さく表面汚染されにくい。
差が極めて小さく表面汚染されにくい。
真空しゃ断器は、そのしゃ断時性、耐圧特性に重要な影
響を与える因子として接点合金内のガス含有量があり、
内蔵ガスが多いとしゃ断直後のしゃ明室内の真空度が低
下して再点弧、再発弧の発生となるがこの発明による真
空しゃ断器ではそのガス内蔵量は従来の６〜ｌｌｐｐｍ
に対し３〜４ｐｐｍであり吸着ガスを加えても２０〜４
０ｐｐｍに対し１５〜２０ｐｐｍと少ない。
響を与える因子として接点合金内のガス含有量があり、
内蔵ガスが多いとしゃ断直後のしゃ明室内の真空度が低
下して再点弧、再発弧の発生となるがこの発明による真
空しゃ断器ではそのガス内蔵量は従来の６〜ｌｌｐｐｍ
に対し３〜４ｐｐｍであり吸着ガスを加えても２０〜４
０ｐｐｍに対し１５〜２０ｐｐｍと少ない。
そして２０ＫＡでしゃ断直後の真空度の劣化は従来のも
のは１σ８ｒｒｒｍ Ｈｇから１１０−６ｒｒｔｊｎＨ
へ低下したにもかかわらず、この発明のものは１０−８
ｍｍＨｇで変化は殆んど認められなかった。
のは１σ８ｒｒｒｍ Ｈｇから１１０−６ｒｒｔｊｎＨ
へ低下したにもかかわらず、この発明のものは１０−８
ｍｍＨｇで変化は殆んど認められなかった。
また再点弧は従来のものではしゃ断回数５０回中に１〜
２回起ったがこの発明のものであればまったく起らない
。
２回起ったがこの発明のものであればまったく起らない
。
すなわちこのことは合金の溶解時の溶湯の粘性を低下さ
せガス拡散速度を高め、かつ脱ガス効率を高める為にガ
ス含有量が少なくでき、結果的に使用中に特性変化を生
じることがなく、安定に動作することになる。
せガス拡散速度を高め、かつ脱ガス効率を高める為にガ
ス含有量が少なくでき、結果的に使用中に特性変化を生
じることがなく、安定に動作することになる。
次にこの発明による真空しゃ断器に用いる接点は、その
組成範囲を重量比でＡＩ を９．４〜１５係、Ｎｉを４
．５〜２０％、Ｍｅを０．１〜１０％（だだしＭｅはＢ
ｉ 、 Ｔｅ 、 Ｓｅ 、 Ｓｂ 、Ｍｇのう
ちから選択されたすくなくとも一種である。
組成範囲を重量比でＡＩ を９．４〜１５係、Ｎｉを４
．５〜２０％、Ｍｅを０．１〜１０％（だだしＭｅはＢ
ｉ 、 Ｔｅ 、 Ｓｅ 、 Ｓｂ 、Ｍｇのう
ちから選択されたすくなくとも一種である。
）および残部Ｃｕとした合金でその組成内にＮｉを含ん
だＣｕ（α）相とＮｉを含んだＣｕ（γ）相とを分散す
るように構成すれば良く、シかし、ＡＩが９．４係未満
であっては耐溶着性が劣り、１５％を超えては耐溶着性
も低下するがさらに脆化も起る。
だＣｕ（α）相とＮｉを含んだＣｕ（γ）相とを分散す
るように構成すれば良く、シかし、ＡＩが９．４係未満
であっては耐溶着性が劣り、１５％を超えては耐溶着性
も低下するがさらに脆化も起る。
Ｎｉは４．５％未満の添加であってはビッカース硬度が
３００以上と硬く、さうに引張り強さが低いため経済的
な加工を行なうととが難かしい。
３００以上と硬く、さうに引張り強さが低いため経済的
な加工を行なうととが難かしい。
一方、２０％を超えては導電率が低下し大容量化が困難
となる。
となる。
Ｍｅの添加が０．１〜１０％の範囲外であっては耐溶着
性を持せることかできず真空しゃ断器としての特性を低
下させる。
性を持せることかできず真空しゃ断器としての特性を低
下させる。
これらの関係については、代表的な組成の合金について
、その機械的特性を第２表に示しだ。
、その機械的特性を第２表に示しだ。
なお第２表内で示した耐圧および耐溶着性は、１０回の
繰返しテストを行なった時のバラツキ値を含めて記載し
た。
繰返しテストを行なった時のバラツキ値を含めて記載し
た。
第２表で示した耐溶着性は陰陽電極間に１００Ｋｇの荷
重をかけて接触させ、かつ直流１００ｖの電圧を印加し
て、接点表面を溶着させた後、それを引きはずす時の引
きはずし力Ｃ〜）で表わしだ。
重をかけて接触させ、かつ直流１００ｖの電圧を印加し
て、接点表面を溶着させた後、それを引きはずす時の引
きはずし力Ｃ〜）で表わしだ。
上記Ｃｕ −ＡＩ −Ｎｉ−Ｍｅ金合金内、Ｎｊの一部
をＦｅで置換することによシ耐圧、接触抵抗分布のバラ
ツキ幅を縮少することができる。
をＦｅで置換することによシ耐圧、接触抵抗分布のバラ
ツキ幅を縮少することができる。
ただし、０．１重量年未満ではその効果がなく５重量年
を超えては偏析傾向が生じ、実用的でない。
を超えては偏析傾向が生じ、実用的でない。
上記接点は共析変態点以上からの冷却を意識的に遅くす
ることによってこの接点にＮｉを含むＣｕ＠相とＣｕ（
γ）相とを共存させて分散することが出来るから接点の
直径が大型の（直径１５〜２０ ｃｍ ）のものが得ら
れる。
ることによってこの接点にＮｉを含むＣｕ＠相とＣｕ（
γ）相とを共存させて分散することが出来るから接点の
直径が大型の（直径１５〜２０ ｃｍ ）のものが得ら
れる。
しかも製造が容易で安価（同一大きさにおいて）に形成
出来るという特徴もある。
出来るという特徴もある。
第１図はこの発明による真空しゃ断器を示す断面図、第
２図はこの発明による実施例の電極を示す部分断面図で
ある。 ４・・・しゃ明室、６，７・・・電極、１６・・・接点
。
２図はこの発明による実施例の電極を示す部分断面図で
ある。 ４・・・しゃ明室、６，７・・・電極、１６・・・接点
。
Claims (1)
- １ 内部を１０−４ｍｍＨｇ以下の真空状態としたし慴
室と、このしゃ明室内に配置され少なくとも一方が重量
比でＡＩを９．４〜１５％、Ｎｉを４．５〜２０係、Ｍ
ｅを０．１〜１０％（ただし、ＭｅはＢ ］ −Ｔｃ
ｓ Ｓ ｅ ｓ Ｂ ｂ ｓ Ｍｇのうちから選択さ
れた少なくとも一種である）および残部Ｃｕとを含有し
てなる合金で形成されている一対の相対移動可能な接点
とを具備し、前記接点の合金組成にＮｉ を含んだＣｕ
（→相とＮｉを含んだＣｕ（ｙ）相とを分散させてなる
ことを特徴とする真空しゃ断器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51060603A JPS596449B2 (ja) | 1976-05-27 | 1976-05-27 | 真空しや断器 |
| GB21352/77A GB1519136A (en) | 1976-05-27 | 1977-05-20 | Vacuum-type circuit interrupter |
| CA279,201A CA1082268A (en) | 1976-05-27 | 1977-05-26 | Contact alloy for a vacuum circuit breaker |
| DE2723822A DE2723822C3 (de) | 1976-05-27 | 1977-05-26 | KontaktstUcke für Vakuum-Trennschalter |
| US05/801,218 US4129761A (en) | 1976-05-27 | 1977-05-27 | Vacuum circuit breaker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51060603A JPS596449B2 (ja) | 1976-05-27 | 1976-05-27 | 真空しや断器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52149368A JPS52149368A (en) | 1977-12-12 |
| JPS596449B2 true JPS596449B2 (ja) | 1984-02-10 |
Family
ID=13146980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51060603A Expired JPS596449B2 (ja) | 1976-05-27 | 1976-05-27 | 真空しや断器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4129761A (ja) |
| JP (1) | JPS596449B2 (ja) |
| CA (1) | CA1082268A (ja) |
| DE (1) | DE2723822C3 (ja) |
| GB (1) | GB1519136A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2123852B (en) * | 1982-07-19 | 1986-06-11 | Gen Electric | Electrode contacts for high currant circuit interruption |
| JP5542545B2 (ja) * | 2009-11-24 | 2014-07-09 | パナソニック株式会社 | 断路器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5530644A (en) * | 1978-08-28 | 1980-03-04 | Tokyo Shibaura Electric Co | Seal mechanism of shielding plug |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL241567A (ja) * | 1958-07-24 | |||
| DE1251406B (ja) * | 1962-01-24 | |||
| US3551622A (en) * | 1963-03-22 | 1970-12-29 | Hitachi Ltd | Alloy materials for electrodes of vacuum circuit breakers |
| US3497652A (en) * | 1968-11-01 | 1970-02-24 | Helen W Horn | Vacuum-type circuit interrupter with contact material containing a minor percentage of aluminum |
| DE2014638A1 (de) * | 1970-03-26 | 1971-10-14 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines Zweischichten Kontaktstuckes |
-
1976
- 1976-05-27 JP JP51060603A patent/JPS596449B2/ja not_active Expired
-
1977
- 1977-05-20 GB GB21352/77A patent/GB1519136A/en not_active Expired
- 1977-05-26 DE DE2723822A patent/DE2723822C3/de not_active Expired
- 1977-05-26 CA CA279,201A patent/CA1082268A/en not_active Expired
- 1977-05-27 US US05/801,218 patent/US4129761A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5530644A (en) * | 1978-08-28 | 1980-03-04 | Tokyo Shibaura Electric Co | Seal mechanism of shielding plug |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2723822C3 (de) | 1980-04-17 |
| GB1519136A (en) | 1978-07-26 |
| CA1082268A (en) | 1980-07-22 |
| DE2723822B2 (de) | 1979-08-02 |
| DE2723822A1 (de) | 1977-12-01 |
| US4129761A (en) | 1978-12-12 |
| JPS52149368A (en) | 1977-12-12 |
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