JPS6070614A

JPS6070614A - 真空インタラプタ

Info

Publication number: JPS6070614A
Application number: JP17869583A
Authority: JP
Inventors: 佳行柏木; 泰司野田; 薫北寄崎
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1983-09-27
Filing date: 1983-09-27
Publication date: 1985-04-22
Also published as: JPH0510774B2

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】産業上の利用分野本発明は、真空インタラプタに係り、荷に磁気駆動形の
電極を備えた真空インタラプタに関する。

従来技術（磁気駆動形の電極を備えた真空インタラプタは、アー
クを含む′重置通路を往復ループ状にすることによって
生じる磁界とアーク電流との相互作用によりアークを駆
動し、′電極の局部的な溶融を防いで亀流しゃ断能力の
向上を図るものである。一般に、磁気駆動形の＊極は、
第１図に示すように、真空容器（図示省略）内に相対的
に接近離反自在に導入した１対の電極棒１（一方のみを
示す）の内端部には、スパイラル状捷たけスクリュー状
等の代数のアークペダルを有するアーク駆動部２が固層
されている。そして、このアーク駆動部２の中央部には
、リング状またはボタン状の接触部３が設けられている
。

ところで、真空インタラプタの電極材料は、次に示す（
１）〜（ｖＤの緒特性が要求されている。

（１）シゃ断性能が商いこと（１１耐電圧が肯いこと（ｌｌｉ１消耗が少ないことＯｖ）さい断匝が小さいこと（Ｖ）接触抵抗が小さいこと（ＶＤ溶着力が小さいこと電極材料は、真空インタラプタにとって最も重量なもの
であり、上記各特性を全て満足することが最も望ましい
。

従来、例えは特公昭４５−２９９３５号公報に開示され
るように、アーク駆動部（２をｍ　（−（３ｕ　）にヨ
リ形成するとともに、接触部３をｃｕにビスマス（Ｂ１
）を含有せしめたｔａｕ−Ｂ１合金により形成したもの
が知られている。し〃・・シながら、がかる電極は、大
電流しゃ断能力、耐溶肩性および接触抵抗に優れてはい
るものの、高゛成圧用としては不向きである。

また、尚電圧用としては、接触部３を特公昭５４−３６
１２１号公報に記載されている２０重量係のａｕ４８０
重凰チのタングステン（Ｗ）とからなる材料（以下ｒ２
００ｕ−８０ＷＪという目こしたものが知られている。

しかし、との電極は、ル故電流の如き大′−流をしゃ断
することが困難であるという欠点を有する。

一方、特開昭５０−３３４６６号公報には、接触部３を
（３ｕ−Ｂ１合金により形成した前記電極の欠点を解消
すべく、アーク駆動部２を鉄材料、例えばオーステナイ
ト系ステンレス鋼により形成したものが開示されている
。しかし、この′電極は、アーク駆動部２がＯｕにより
形成されたものよりも尚電圧用に改善されてはいるもの
の、接触部３が低融点で高蒸気圧成分のＢ１を含有して
いるために篩電圧化には限界があり、２０Ｕｕ−８０Ｗ
　を接触部３に用いたものと比較すると以前としてｍ１
重圧は低いものであった。

発明の目的本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、大電流
、高゛亀圧のしゃ断に供し得る磁気駆動形の電極を備え
た真空インタラプタを提供することを目的とする。

発明の構成かかる目的を達成するために、本発明は、Ａ９谷器内に
１対の電極棒を相対的に接近離反自任に尋人するととも
に、各電極棒の内端部に接触部とアーク駆動部とからな
る磁気駆動形の電極をそれぞれ固着してなる真空インタ
ラプタにおいて、前記各電極の接触部を銅２０〜７０重
ｆｆｌ係、クロム５〜７０爪Ｍ％およびモリブデン５〜
７０重量係からなる複合釜属により形成するとともに、
アーク駆動部をオーステナイト系ステンレス鋼により形
成したものである。

ν４１ｍ例以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図は本発明の一火施例を示す真空インタラプタの！
断面図で、この真空インタラプタは、真空容器４内に１
対の電極棒５．５を相対的に接近離反自在に〃゛手入る
とともに、各酩極仔５．５の内端部に磁気駆動形の電極
６．６をそ第１ぞれ固層して概略構成されている。

すなわち、真受容器４は、ガラスまたはセラミックスか
らなる円筒状の２本の絶縁筒７，７を両端に固着した鉄
（Ｆθ）−ニッケル（Ｎ１）−コバルト（Ｏｏ　）合金
Ｓｅ　−Ｎ　ｉ合金等からなる薄肉円環状の封着金具８
，８．・・・の一方を介し接合して１本の絶縁筒とする
とともに、その両開口端を他方の封着金具８．８を介し
円板状の金属端板９．９により閉基し、かつ内部をｔＮ
、Ａｘ（例えば５　Ｘ　１Ｏ−ＴＯｒｒ　以下の圧力）
に排気して形成されている。

そして、真空容器４内には、前記各電極棒５がそれぞれ
の金属端板９の中央から真空容器４の気密性を保持して
相対的に接近離反自在に導入されている。

なお、屯４［有］棒５の一方（第２り」において−ヒ方
）は、一方の金属端板９に気密に挿着されているもので
あり、他方は金属ベローズ１０を介し真空容器４の気密
性を保持しつつ他方の金属端板９を軸方向（爾２図にお
いて上下方向）へ移動自在に挿通さね、ているものであ
る。また、筺２図において１１および１２は軸シールド
およびベローズシールド、■３は主９ノールド、１４は
補助シールドである。

前記各電極棒５の内端部には、第３図に示すように、’
ｔ４Ｍ棒５の直径より適宜大径の円板状にしてかつＣｕ
の如く市導屯率の材料からなる取付ペース１５が、その
一方（第３図において下方）の面に形成した四部［６を
介しろう付により固層されている。

取付ベース１５の他方の面には、一方の面の凹部１６よ
り適宜大径の凹部１７が形成されており、この凹部１７
には、取付ベース１５の直径より適宜大径の薄肉円板状
に形成されるとともに、アークを磁気駆動すべくその周
辺から中央付近までスパイラル状の複数のアークペダル
を有するアーク駆動部６ａが、その一方の血の中央に９
ｉ　Ｂした突出部を介しろう付により固着されている。

このアーク駆ｗｈ部６ａは、後述する接触部６ｂと相俟
って磁気＃ｊＡ動形の電極６を形成するものである。

アーク駆動部６ａの対向面となる他方の面の中央部には
、電極棒５の直径より適宜大径の円形の凹部１９が形成
されており、この四部１９には、リング状の接触部６ｂ
がアーク駆動部６ａの対向面から突出してろうけにより
固着さ才１ている。

１’＋ｌＩ記ア一ク駆動部６ａは、オーステナイト系ス
テンレス鋼、例えばＣｕ８３０４　、３１６Ｌ　等によ
り形成されている。なお、このステンレス鋼は、２〜３
チの導電率（工ＡＯ８％）、４９Ｒりｆ／−以上の引張
強度および２００Ｈｖ　（ｌ　ｉｌり）の硬度を有する
ものである、捷だ、接触部６ｂは、Ｃｕ２Ｏ〜７０重量係、クロム（
（！ｒ）５〜７Ｏｆｆｉ世係およびモリブデン（ＭＯ）
５〜７０重Ｊｉ１４の複合金属により形成されている。

なお、この複合金属は、２０〜６０係の４電率および１
２０〜１８０Ｈｖ（ＩＫ））の硬度を有するものである
。

一方、接触部６ｂを形成する複合金属は、以下に述べる
各種の方法により製造されるものである。

シュのＭＯ粉末とを所定量混合し、この混合粉末をＯｒ
、ＭＯおよびＯｕと反応しない拐料（例えばアルミナ］
からなる容器に入れるとともにその上にＯｕのブロック
を載置し、真空中（５Ｘ　１０””　Ｔｏｒｒ　）にお
いてまず１０００℃で１０分間加熱して脱ガスするとと
もにＯｒとＭｏとからなる多孔質の基材を形成し、つい
でＯｕ　の融点（］０８３Ｃ）以上の温度の１ｔｏｏｃ
で１０分間７Ｊ［Ｉ熱してＯｕ　を多孔質の示材に溶浸
して行なう。

（２１ＯｒとＭＯとを粉末にし、これらを所定Ａｔ　ｒ
Ｌ？。

合するとともに、この混合粉末をアルミナ等からなる容
器に入れ、かつ非酸化性雰囲気中（例えば真空中、水嵩
ガス中、蓋素ガス中捷た番まアルゴンガス中等］におい
て、各金属の一点以下の温度（例えは粉体上にＣｕ月を
あらかじめ載置している場合には（３ｕの融点以下、ま
たｃｕｌをあらかじめａ置していない場合にはＯｒの融
点以下）にて加熱保持（例えば６ｏｏ　−ｊｏｏｏＣ−
ｃ　５−６０分間程度）シテ多孔賀の暴利を形成し、し
かる後に上記雰囲気中においてＯｕの融点以上に加熱保
持（例えば１１００゛Ｃで５〜２０分程度）してこの基
材にＯｕを沼浸し一体紹付して行う。

（３１（ｊｕ、ｏｒおよびＭｏの各金属を粉本にし、そ
れらを所定量混合するとともに、この混合粉末をプレス
成型して混合素体を成形し、しかる後にこの混合素体−
を非酸化性雰囲気中において［ｊｕ　の融点以下（例え
ば１００ＯＣ）またはＯｕ　の融点以上でかつ他の金九
の融点以下（例えばｌ１００Ｃ）の温度に加熱保持（５
〜６０分間８厩）し各金属粉末粒子を一体結合して行な
う。

ここに、金属粉末の粒径は、−１００メツシユ（１４９
μｍ以下）に限定されるものではなく、−６０メツシユ
（２５０μｍ以下）であればよい。

ただ、粒径が６０メツシユより大きくなると、各金属粉
末粒子を拡散結合させる場合、拡散距離の増大に伴って
加熱温度を冒＜シたりまたは加熱時間を長くしたりする
ことが必要となり、生産性が低下することとなる。一方
、粒径の上限が低下するにしたがって均一な混合（各金
属粉末粒子の均一な分散］が固締となり、また酸化しや
すいためその取扱いが面倒であるとともにその使用に際
して前処理を必要とする等の問題があるので、おのづと
限界があり１粒径の上限は、種々の条件のもとに選定さ
れるものである。

また、上述した製造方法（２１、（３１のいずれにあっ
ても非酸化性謬囲気としては、真空雰囲気の万が加熱保
持の除に脱ガスを同時に行なえる利点があって好適であ
る。しかし、真空雰囲気以外の非酸化性雰囲気中で製造
した。ソｊ合であっても真空インタラプタの電極として
は性能上差異はない。

次に、製造方法（１）により製造したＩ成分組成（ａｕ
　５０ｔｉｉ４　、　ｃｒ　１Ｏｔｆｆ１％およびＭｏ
　４Ｑ　ｉ　ｊｉ　％Ｌｎ成分組成（（３ｕ　５０重量
係、　Ｏｒ　２５重量係およびＭＯ２５重遺憾）および
旧成分組成（Ｃｕ　５０重量０優、Ｏｒ　４９重量係およびＭ討憧量４）の各複合金属
の組織状態は、それぞれ第４図（Ａｌ〜Ｃ′Ｄ）、第５
図（Ａ）〜（Ｄｌおよび第６図（Ａ）〜（Ｄｉに示すＸ
線写真のようになった。

すなわち、Ｉｔ４図η図仏第５Ｎａ）および第６図囚の
Ｘ線写真は、二次′電子像であり、各図（ＢｌのＸ線写
真は、Ｏｒの分散状態を示す特性Ｘ線１象で、島状に点
在する白色の部分が（３ｒである。また、ｅ図（０１の
Ｘ線写真は、ＭＯの分散状態を示す！１１性Ｘ線像で、
島状に点在する白い部分がＭＯである。さらに、各図ω
］のＸ線写真は、Ｑｕの分散状態を示すｌＩ？性Ｘｗ像
で、白い部分がＯｕである。

したがって、Ｏｒ　ｌ　Ｍｏの粒子は、相互に拡敵結合
して多孔質の築材を形成し−Ｃおり、しかもこの基材の
孔（空隙）に０ｕ７Ｊｉ＃浸されて独固に結上した複合
金属となっていることが判る。

一方、接触部を形成するｌ成分組成、ｌｌ成分組成およ
び１成分組成の複合金属の諸時性の試験結果は、次のよ
うになった。

（１）導電率（工Ａ（ｊＥＩ係）４０〜５０　係（２）硬度１２０−１８０Ｈｖ（１に７）また、アーク駆動部６ａをｓｕｓ　３０４により、８枚
のアークペダルを有する直径ｌｏｏｍ　／　ｍ　に形成
するとともに、接触部６ｂをｌ成分組成の複合金属によ
り、内径３９ｍ／ｍ、外径６０ｍ　／　ｍのリング状に
形成して第３図に示す電極６を＝ｇ成し、この１対の６
像６を第２図に示す真空インタラプタに組込んで諸性能
の検証結果は、次のようになった。

（１）亀流しやＵｔ＋ｊ目力しゃ断栄件が、定格電圧１２ＫＶ（８起電圧２１ＫＶ。

ＪＪｅｌＪ　−１８１１、Ｌや断連ｅ　１．２−１．５
　ｍ　／　ｅの時に４７ＫＡ（ｒ−ｍ−ｓ・）の電流を
しゃ断するこさができた。捷た、定格電圧８４ＫＶ（ゼ
＋Ａ’ａ　’重圧１４３ＫＶ　、　；ｒｎａ−１８１３
、Ｌや断辻度３．Ｑ　ｍ　／　ｅの時に３３ＫＡ（ｒ−
ｍ・θ・）の６流をしゃ断することができ　ｌこ。

なお、接触部６ｂを■成分組成、Ｉ成分組成とした場合
および同一条件で誠訣した（ｒｅ米品の各１Ｌ流しやげ
【能力は衣１に示すように７．Ｃつだ。

表　１（２）絶縁耐力ギャップを３０Ｉｎ／ｍに保持し、衝撃波を印加する価
撃波耐１ｈ、圧試験を行メ（つたところ、二２８０ＫＶ
（バラツキ　ｌ０ＫＶ）の絶縁１１１１１力を示した。

１だ、大電流（４！７ＫＡｌの多数回しゃ断後に同様の
試験を行なったが、絶縁耐力に変化はなかった。さらに
、進み小屯流（１３ＯＡ）のしゃ断後に同様の試鮒を行
なったが、絶縁耐力は殆んど変化しなかった。

なお、ｊ妾触部６ｂを■成分組成、Ｉ成分組成とした場
合の各絶ａ１ｍ４力は、いずイ１．もｌ成分組成のもの
と同様の１直を示した。表２に発明品と従来品と０絶縁
耐力を万Ｉ≧　２（３）耐溶着性１３０９の加圧下で、２５　ＫＡ（ｒ−ｍ−ｓ・）の電
流を３秒間通電（工ＨＯ短時間′亀流規格）した段に、
２００りの静的な引き外し力で問題な′く引き外すこと
ができ、その後の接融抵抗の増加は、２〜８係にとどま
った。また、１００ＯＩＩＰの加圧下で、５０　ＫＡ（
ｒ−ｍ・θ・）の電流を３秒間通電した後の引き外しも
問題なく、その仮の接触抵抗のハノ加は、０〜５係にと
ど唸り、十分な耐に４Ｍ性を備えていた。

なお、接触部６ｂをＵ成分組成、Ｉ成分組成とした場む
も同様な効果であった。

（（４）遅れ小′山、流（ｉ％導性の負荷］のしやＷ「
能力３０Ａ通′屯して行なったＩ電流ざい断姐は、半均
３．９ｈ（ＪｉＡ準偏４ａ。＝　０．９６　、Ｍ体数ｎ
　＝　１００　）を示した。

なお、接触部６ｂをＢ成分組成とした場合には、平均３
．７　Ａ　（ａ。＝　１．２６　、　ｎ−１００１、Ｉ
Ｉ成分＋ｔＪ　ＩＪ’Ｘ；と１、た場合には、平均３．
９Ａ（σｎ＝ｉ、　５　、　ｒｌ−１００３を示した。

（５）進み小電流（容置性の負荷）のしゃ断能カＢ圧；
８４ｘｖｘセｆＬ＊　８０　Ａ　ノｍミ小％ｉＡｔ試Ｍ
　（ＪＰｉＯ−１８１）　ヲ、１００００回行なったが
、υ点弧は０回であった。

なお、接触部６ｂを…成分組成、Ｉ成分組成とした場合
も同様な結呆であった。

ところで、接触部６ｂを形成する核倫金橋の成分組成が
、ｅｕ−２０−７０Ｍ量％、Ｏｒ５−７０　重１ｋＱ６
　＊Ｍｏ５〜７０重報係の組成屹１ｌｊ以外の場合には
、満足する緒特性を得ることができなかった。

すなわち、（Ｊｕが２０重量％より少ない場合には、導
電率が低下し岬触抵抗が著しく大きくなり、一方７０重
量係を超える場合には、溶腐力およびさい断値が著しく
大きくなり、しかも絶縁耐力が著しく低下した。また、
Ｏｒが５重量％より少ない場合には、絶縁耐力が著しく
低下し、一方７０重量％を超える場合には、導電率およ
び機械的強度が著しく低下した。さらに、　Ｍｏが５重
量％より少ない場合には、絶縁耐力が著しく低下し、一
方７０重量憾を超える場合には、機械的強度の低下が者
しく、そのうえさい断値が著しく大きくなった。

発明の効果以上のように、本発明は、真竪インタラプタの各電極の
接触部を０ｕ２０〜７０−＠量’４　、　（ｊｒ５−７
０重蓋憾およびＭｏ５〜７０重量係からなる複曾金椙に
より形成するとともに、アーク駆動部をオーステナイト
系ステンレス鋼により形成したので、従来のものに比し
て電流しゃ断能力を大幅に向上できる。しかも％接触部
を２００ｕ−８０Ｗ　により形成した従来のものとほぼ
同様に優れた絶縁耐力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁気駆動形の電極の縦断面図、第２図は
本発明の真空インタラプタの一実施列を示す縦断面図、
第３図は第２図における電極の縦断面図、第４図（Ａ）
　、　（Ｂ）　、　（（３）　、　（Ｄ）、第５図（４
）、　（Ｂ）　。（ｔ））　、　ＣＤ）および第６図（４）、　（Ｂ）　
、　（（ｊ）　、　（Ｄ）はそれぞれ接触部を形成する
被合金員の異なる組成の組織状態を示すＸ線写真である
。４・・・Ａ−空容器、５・・・１１極棒、６・・・電極
、６ａ・・・アーク駆動部、６ｂ・・・接Ｊ独部。第１図１第２図第３図第５図（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１１真空容器内に１対の電極棒を相対的に接近離反自
在に導入するとともに、各屯惚棒の内１１品部に接触部
とアーク駆動部上からなる磁気駆動形の電極をそれぞれ
固゛涜してなる真空インタラプタにおいて、前記各′１
極の接触部を銅２０〜７０重量係、クロム５〜７０重量
優およびモリブデン５〜７０重ｉ１からなる複合金属に
より形成するとともに、アーク駆動部をオーステナイト
系ステンレス鋼により形１ｊＷ　Ｌ、たことを９な１救
とする真空インタラプタ。