JPS60189126A - 真空遮断器とその処理方法 - Google Patents

真空遮断器とその処理方法

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JPS60189126A
JPS60189126A JP59043151A JP4315184A JPS60189126A JP S60189126 A JPS60189126 A JP S60189126A JP 59043151 A JP59043151 A JP 59043151A JP 4315184 A JP4315184 A JP 4315184A JP S60189126 A JPS60189126 A JP S60189126A
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JP
Japan
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vacuum
circuit breaker
copper
main
electrode
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JP59043151A
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康一 安岡
徹 玉川
英治 金子
三孝 本間
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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
    • 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
    • H01H2001/0205Conditioning of the contact material through arcing during manufacturing, e.g. vacuum-depositing of layer on contact surface

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  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Manufacture Of Switches (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)

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】 〔発明の技術分野] 本発明は、いわゆる縦磁界を利用した真空遮断器、よシ
詳細には、真空容器と、仁の真空容器内に開閉自在に配
置された銅を主成分とする一対の主電極と、この両主電
極から前記真空容器の外部へそれぞれ気密に導出された
導電棒と、電流遮断時に前記両生電極間に発生するアー
クに対しそれと平行な磁界を両生電極間に発生させる磁
界発生部とを有する真空遮断器に関するものである。さ
らに本発明は、かかる真空遮断器の処理方法に関するも
のである。
〔発明の技術的背景〕
縦磁界を利用した真空遮断器は真空中でのアーク拡散性
を有効に利用して一流遮断を行なわせるものであって、
その要部をなす真空バルブ部の一般的構成は第7図に示
す通シである。はぼ円筒状に形成された絶縁容器lと、
その両開口端を密封するフランジλおよび3とで真空容
器を形成し、この内部に、フランジコ、3を気密に貫通
する固定側導電棒弘および可動側導電棒!の対向端に取
付けられた固定電極Sおよび可動電極Mが配置されてい
る。固定電極Sは主電極6およびコイル電極7からなつ
てbる。可動電極Mは主電極♂およびコイル電極りから
なつている。各電極は銅を主成分とする材料からなつて
いる。可動側導電棒jはフランジ3に対して気密を保ち
ながら図示していな−駆動装置によシ軸方向に駆動され
る。その、気密性保持のため真空容器内において導電棒
jとフランジ3との間にベローズIOが配設されている
コイル電極7.りは電流遮断の際に両主電極6゜を間に
発生するアークと平行な縦磁界l/を発生させる。また
電流遮断の際に金属蒸気が絶縁容器lに付着して真空バ
ルブの耐圧低下や損傷を生じたシする事態を防止するた
め電極部を取囲むようにシールド12が設けられて込る
両電極S、Mは同一の基本構成を持っており、その詳細
構成を可動電極Mにつ込て第、2図に示す。
主電極rは相手側主電極と対向する接触子13とこれを
保持する電極lηとからなっている。接触子13は遮断
器としての高耐圧化を図シ、かつ遮断性能および耐溶着
性を向上させるためにCu系合金で作、 られる場合が
多い。また、磁界を印加してアークの集中を防ぎ、高い
遮断性能を確保しようとするこの種の真空遮断器におい
ては、磁界を主電極間に有効に印加させるため主電極を
上に放射方向に走るスリットl!;を形成している。コ
イル電極りは縦方向の磁界を発生させるべく導電棒jの
軸心と直角な平面内で周方向に走るターンを形成して因
るのを認めることがで魚る。
〔背景技術の問題点〕
接触子13を構成するCu系合金材料は酸素や水素など
の不純物ガスを吸着する傾向があり、また、これらの不
純物ガスは合金材料との間に化合物を生成してしf5た
め取除くことが難しい。
こうした不純物は遮断性能に多大な悪影響を与えるため
各種の不純物処理方法が考えられている。
しかしながら、電極を真空容器内に組込んだ状態で不純
物の除去処理を行なうには技術的な制約があシ、現在性
なわれているのは、電極間に電圧を加えて行なう放電処
理方法や電流を流してアークで処理する方法などである
。ところが、との゛よ5t・・方法では、接触子の処理
に際して、その面積に応じて多大な処理時間がかかる°
ことなどから実施困難な場合が多い。その上、仮にこの
ような方法を実施したとしても、スリット/Sの近傍お
よびその内側の不純物を取除くことは困難である。
さらに従来の真空遮断器の接触子13は機械加工時や組
立の際に表面に欠損などの欠陥が生じ易く、アークを一
様に分布させるのが困難であった。
〔発明の目的〕
本発明は以上述べた従来技術の欠点を除去し、高耐圧宅
遮断性能に優れ、しかも信頼性の高い縦磁界方式の真空
遮断器とその処理方法を提供することを目的とするもの
である。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために本発明は、一方の主電極の少
なぐともアーク発生部に銅とクロムを主成分とする合金
材料からなる接触子を設けたことを特徴とするものであ
る。
さらに本発明は、銅を主成分とする一対の主電極の一方
の少なくともアーク発生部に銅とクロムを主成分とする
合金材料からなる接触子を設けて真空容器内に開閉自在
に組込み、真空容器内を真空にした状態で、接触子を設
けた主電極を陽極とし、他方の主電極を陰極として電流
密度1000A/、、1 (実効値)以上の電流を数回
遮断させ、次いで接触子を設けた主電極を陰極とし、他
方の主電極を陽極として電流密度j00−/ 000 
A//1=ll+″(実効値)の電流を数回以上遮断さ
せることを特徴とするものである。このような処理を施
すことKよシ、クロムと銅を接触子以外の部分に蒸発さ
せ、電極全面を銅クロム接点と等価なものにすることを
意図するものである。
〔発明の実施例〕
第3図は本発明の真空遮断器の電極構成例を示すもので
ある。一対の電極のうち、一方、すなわちここでは固定
電極Sは従来の、たとえば第7図のものと変わシがない
。これに対して他方の電極すなわち可動電極Mにおいて
は、導電棒!、コイル電極り、および主電極tの電極l
μは第2図のものと同一であるが、主電極tの接触子1
6は本発明に従い任意の成分比の銅とクロムを主成分と
する合金材料からなシ、これの平面面積は電極l弘のそ
れの301Ib以下に構成されている。
このような固定電極Sおよび可動電極Mを第1図に示し
たような真空容器内に組込み、ベーキングを行ないなが
ら真空引きし、さらに接触子/Aを有する電極すなわち
可動電極Mを陽極とし、他方の固定電極Sを陰極として
、1000 Vcn+” (実効値)以上の電流密度で
数回の遮断を行ない、真空アークを発生させることによ
って両生電極6.ざの欠陥を取除く。次いで可動電極M
を陰極とし、固定電極Sを陽極として、joo −10
00A7crl (実効値)の電流密度で数回以上の電
流遮断にょシアークを発生させて主電極6.rの表面処
理を行なう。
銅からなる部位の不純物除去は上述のベーキングと真空
排気によつてかなシの程度まで達成することができる。
しかしながら銅−クロム材部分では、合金の構造上、お
よびクロムが酸素と結合し易い性質であることから、一
般にベーキングのみでは不十分である。そこでアーク放
電による処理が必要となるが、このとき処理に要する時
間やエネルギーなどは接触子の面積−とほぼ比例関係に
あるため、経済性の面からは接触子の面積は小さい方が
良いことになる。そこで本発明にお−ては、接触子面積
を電極面積の309A以下とすることによシ、経済性を
向上させている訳である。ただし、接触子面積として、
銅−クロム合金の有する優れた耐圧特性や遮断性能を失
わない程度の最低限の大きさは確保しておく必要がある
前述のごとく電流密度1oooAβ以上の真空アークを
、接触子/lを陽極として発生させた場合、接触子lA
の銅−クロム材は蒸発して陰極側の対向電極Sの鋼材に
蒸着されることになる。とのとき、接触子/Aの欠陥は
陽極に注入されたエネルギーによる溶融でほとんど除去
される。他方、陰極側(固定電極S)に銅−クロム材が
蒸着することによ−て等制約に銅−クロムからなる接点
層が出来ることになる。しかし、この蒸着層は薄く、実
用時の遮断アークによって再び蒸発してbくため、前述
のごとく蒸着層形成のための遮断を数回性ない蒸着層の
強度を増す必要がある。続いて、接触子/Aを陰極にし
てアーク処理を行なうととによシ、先に溶融した接触子
16が滑らかになる一方、対向電極すなわち固定電極S
から、先に蒸着した銅−クロム材の一部が再び蒸発し、
接触子/Aおよびその周辺の銅電極に蒸着することにな
る。その過程では大してエネルギーを必要としないため
、処理に必要な電流密度は100− / 000 へ〜
程度でよい。
以上の処理によって電極表面は滑らかな、欠陥のない清
浄面となり、かつ電極全面はもちろんスリットの間など
にも”銅−クロム層が形成され、耐圧性能および遮断性
能あ向上を達成することがで八る。
また、接触子/Aを小面積にすることによ−て、これに
スリットを形成する必要が無くなり、欠陥の発生要因を
減らすことがで八る。
このように、安価で欠陥が少なく、マた欠陥を取除くこ
との容易な鋼材からなる電極を基本としながら、耐圧お
よび遮断性能に優れた銅−クロム材を少量使用し、銅−
クロム材の持つ欠陥を取除くために要する時間や費用を
節減し、かつアーク処理を所定の手順で行なうことによ
シミ極全面を銅−クロム材で覆うことができる。したが
って、比較的簡単に高耐圧、大容量の遮断器を提供する
ことがでへる。
以上述べた実施例においては接触子/Aを円板状すなわ
ち平面形状円形としたが、それに限られることはなく、
円形以外の平面形状にしてもよい。
また、接触子/6は電極/4Aの中央に配置するのが一
般的であるが、どちらかに片寄っていてもよい。
銅製の電極/グも平板である必要はなく、小面積の接触
子を付設する形のものでもよい。さらに接触子/1は図
示のごとく1個でもよいが、複数個に分割してもよい。
ただ、分割個数を極端に多くすれば単位接触子当りの面
積が小さくなつて銅−クロム材を均一に電極表面に蒸着
させるのが困難になるので、単位接触子当シの面積が小
さくなシすぎないように適当な分割個数にすべきである
〔発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、高耐圧で大電流遮断
能力のある高信頼性の真空遮断器を価格的にも有利に提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
第7図は従来の真空遮断器を構成する真空パルプの縦断
面図、 第2図は第1図における可動電極の詳細構成を示す斜視
図、 第3図は本発明による真空遮断器の電極構成の一実施例
を示す斜視図である。 ハ・・絶縁容器、コ、3・・・フランジ、p、t・・・
導電棒、S・・・固定電極、M・−・可動電極、A、f
・・・主電極、7.り・・・コイル電極、/弘・・・電
極、/2・・・接触子。 出願人代理人 猪 股 清 ′$1図 ?l’52E21 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、真空容器と、この真空容器内に開閉自在に配置され
    た銅を主成分とする一対の主電極と、この両生電極から
    前記真空容器の外部へそれぞれ気密に導出された導電棒
    と、電流遮断時に前記両生電極間に発生するアークに対
    しそれと平行な磁界を両生電極間に発生させる磁界発生
    部とを有する真空遮断器において、 一方の主電極の少なくともアーク発生部に銅とクロムを
    主成分とする合金材料からなる接触子を設けたことを特
    徴とする真空遮断器。 λ、接触子が円形であることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の真空遮i器。 3、主電極の面積に占める接触子の面積が30%以下で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2
    項記載の真空遮断器。 ダ、銅を主成分とする一対の主電極の一方の少な′くと
    もアーク発生部に銅とクロムを主成分とする合金材料か
    らなる接触子を設けて真空容器内に開閉自在に組込み、
    真空容器内を真空にした状態で、接触子を設けた主電極
    を陽極とし、他方の主電極を陰極として電流密度10O
    OA/cm”(実効値)以上の電流を数回遮断させ、次
    いで接触子を設けた主電極を陰極とし、他方の主電極を
    陽極として電流密度zoo −tooθA々2(実効値
    )の電流を数回以上遮断させることを特徴とする真空遮
    断器の処理方法。 !、真空容器内を排気装置により真空引きした後、真空
    容器を排気装置から外した状態で電流遮断を行なうこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の真空遮断器の
    処理方法。
JP59043151A 1983-10-07 1984-03-07 真空遮断器とその処理方法 Pending JPS60189126A (ja)

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EP85102407A EP0155584B2 (en) 1984-03-07 1985-03-04 Method for processing vacuum switch
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KR1019850001424A KR890001720B1 (ko) 1984-03-07 1985-03-06 진공스위치와 그의 제조방법
US07/045,754 US4736078A (en) 1983-10-07 1987-04-28 Method for processing vacuum switch and vacuum switch processed by the method

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KR850007164A (ko) 1985-10-30
EP0155584A1 (en) 1985-09-25
KR890001720B1 (ko) 1989-05-18
EP0155584B2 (en) 1992-02-12
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