JPS635846B2 - - Google Patents
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- JPS635846B2 JPS635846B2 JP55024539A JP2453980A JPS635846B2 JP S635846 B2 JPS635846 B2 JP S635846B2 JP 55024539 A JP55024539 A JP 55024539A JP 2453980 A JP2453980 A JP 2453980A JP S635846 B2 JPS635846 B2 JP S635846B2
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- electrode
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Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は真空しや断器の電極材料に関するもの
である。
である。
一般に真空しや断器における電流しや断性能は
電極材料の電気伝導度の高いもの（例えば銅、
銀）程良好である。しかし、一方では電気伝導度
の高いもの程電流截断レベルも高い。近年、真空
しや断器においては電流しや断性能の維持及び向
上が要求されるとともに、電流截断レベルが低く
サージフリーであることも要求され、従つて電極
材料も電流しや断特性と電流截断特性の両者を良
好にするものが要求されるようになつた。又、真
空しや断器としては電極間の耐電圧特性が耐溶着
性が良好なことおよび通電容量を増大するために
電極間の接触抵抗値の低いことなども求められて
おり、電極材料もこれらの諸特性を良好にするも
のが求められている。
電極材料の電気伝導度の高いもの（例えば銅、
銀）程良好である。しかし、一方では電気伝導度
の高いもの程電流截断レベルも高い。近年、真空
しや断器においては電流しや断性能の維持及び向
上が要求されるとともに、電流截断レベルが低く
サージフリーであることも要求され、従つて電極
材料も電流しや断特性と電流截断特性の両者を良
好にするものが要求されるようになつた。又、真
空しや断器としては電極間の耐電圧特性が耐溶着
性が良好なことおよび通電容量を増大するために
電極間の接触抵抗値の低いことなども求められて
おり、電極材料もこれらの諸特性を良好にするも
のが求められている。
本発明は上記の点を考慮して、大きな電流しや
断性能が得られるとともに電流截断レベルを低く
することができ、かつその他の特性も良好にする
ことができる真空しや断器の電極材料を提供する
ことを目的とする。
断性能が得られるとともに電流截断レベルを低く
することができ、かつその他の特性も良好にする
ことができる真空しや断器の電極材料を提供する
ことを目的とする。
以下本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は真空しや断器を示し、１，２は接続リン
グ３，４および中間リング５を介して一体に接続
された絶縁筒、６，７は絶縁筒１，２の端部に夫
夫接続リング８，９を介して封着された端板で、
これらの部材により真空容器が形成される。１０
は端板６に挿着された固定リード、１１は端板７
に挿通されるとともにベローズ１２を介して端板
７に取付けられた可動リード、１３，１４は夫々
各リード１０，１１の先端に相対向するよう取付
けられた固定電極および可動電極、１５は両電極
１３，１４を囲むよう中間リング５に取付けられ
た主シールド、１６，１７は夫々固定リード１０
および可動リード１１に取付けられた軸シールド
およびベローズシールド、１８，１９は夫々端板
６，７に取付けられた補助シールド、２０〜２３
は端板６，７に取付けられた取付用ボルトであ
る。
第１図は真空しや断器を示し、１，２は接続リン
グ３，４および中間リング５を介して一体に接続
された絶縁筒、６，７は絶縁筒１，２の端部に夫
夫接続リング８，９を介して封着された端板で、
これらの部材により真空容器が形成される。１０
は端板６に挿着された固定リード、１１は端板７
に挿通されるとともにベローズ１２を介して端板
７に取付けられた可動リード、１３，１４は夫々
各リード１０，１１の先端に相対向するよう取付
けられた固定電極および可動電極、１５は両電極
１３，１４を囲むよう中間リング５に取付けられ
た主シールド、１６，１７は夫々固定リード１０
および可動リード１１に取付けられた軸シールド
およびベローズシールド、１８，１９は夫々端板
６，７に取付けられた補助シールド、２０〜２３
は端板６，７に取付けられた取付用ボルトであ
る。
上記の真空しや断器においては可動リード１１
に連結した操作装置の操作により可動電極１４を
固定電極１３から開離すると両電極１３，１４間
にアークが発生し、電流零点で消弧して電流がし
や断されるが、前述したようにこのしや断時にお
けるしや断特性や電流截断特性などが問題にな
る。そこで、本実施例では電極１３，１４を電気
伝導度の高い金属例えば銅（Cu）あるいは銀
（Ag）を主成分とし、これにカーボンあるいはグ
ラフアイトあるいはこの両者を混合したもの〔以
下炭素（Ｃ）と総称する。〕を混入した材料によ
り形成する。このようにして形成した電極１３，
１４の一部の拡大図（粒界図）を第２〜３図に示
す。第２図は電極１３，１４を銅を主成分としこ
れに炭素を混合した材料により形成した場合で、
第２図ＡはＸ線マイクロアナライザによる二次電
子像で黒い部分がＣである。又、第２図ＢはＸ線
マイクロアナライザによる特性Ｘ線像で、白い部
分がCuである。さらに、第２図ＣはＸ線マイク
ロアナライザによる特性Ｘ線像で、白い部分がＣ
である。又、第３図は電極１３，１４を銀を主成
分としこれに炭素を混合した材料により形成した
場合で、第３図ＡはＸ線マイクロアナライザによ
る二次電子像で黒い部分がＣである。
に連結した操作装置の操作により可動電極１４を
固定電極１３から開離すると両電極１３，１４間
にアークが発生し、電流零点で消弧して電流がし
や断されるが、前述したようにこのしや断時にお
けるしや断特性や電流截断特性などが問題にな
る。そこで、本実施例では電極１３，１４を電気
伝導度の高い金属例えば銅（Cu）あるいは銀
（Ag）を主成分とし、これにカーボンあるいはグ
ラフアイトあるいはこの両者を混合したもの〔以
下炭素（Ｃ）と総称する。〕を混入した材料によ
り形成する。このようにして形成した電極１３，
１４の一部の拡大図（粒界図）を第２〜３図に示
す。第２図は電極１３，１４を銅を主成分としこ
れに炭素を混合した材料により形成した場合で、
第２図ＡはＸ線マイクロアナライザによる二次電
子像で黒い部分がＣである。又、第２図ＢはＸ線
マイクロアナライザによる特性Ｘ線像で、白い部
分がCuである。さらに、第２図ＣはＸ線マイク
ロアナライザによる特性Ｘ線像で、白い部分がＣ
である。又、第３図は電極１３，１４を銀を主成
分としこれに炭素を混合した材料により形成した
場合で、第３図ＡはＸ線マイクロアナライザによ
る二次電子像で黒い部分がＣである。
又、第３図ＢはＸ線マイクロアナライザによる
特性Ｘ線像で、白い部分がAgである。さらに、
第３図ＣはＸ線マイクロアナライザによる特性Ｘ
線像で白い部分がＣである。
特性Ｘ線像で、白い部分がAgである。さらに、
第３図ＣはＸ線マイクロアナライザによる特性Ｘ
線像で白い部分がＣである。
次に電極１３，１４を上記のように銅と炭素と
から構成される電極材料により形成した場合にお
ける各特性について述べる。その前に炭素の一般
的な性質について述べると、炭素には他の金属
と合金を作り難い。微細粒子で存在可能であ
る。融点と沸点が近接している。比電気抵抗
が高い。熱伝導度が比較的高い。などのような
性質がある。そこで、まず電流の截断特性を測定
した結果を第４図Ａに示す。第４図Ａは炭素の
Wt％と截断電流との関係を示したもので、炭素
を１％以上混入させると截断電流を1A以下に抑
えることができ、又１％より多く炭素を混入させ
ても截断電流はほぼ定常であることが判明した。
このように炭素を１％以上混入することにより截
断電流を小さくできるのは、銅と炭素が合金とな
らずに焼結材として材料個々の特性がそのまま発
揮でき、特に炭素は微細に分散可能なため特性と
して安定し、炭素は融点と沸点が近接していると
ともに比電気抵抗が高いためにアークが触れた場
合に容易に昇華し、微細粒子のため少量の昇華で
アークを電流零点まで維持するのに必要なイオン
を供給することができるからである。尚、炭素
（カーボン又はグラフアイト）は大気中で使われ
る電極材料としては公知であるが、一般に気中又
は油中においては、炭素系電極に限らず銅系電極
が銀系電極を用いた場合においてもアークによる
気体分子あるいは油分子のイオン化によりアーク
を電流零点まで維持して截断現象を抑えているの
であつて、電極自体からイオンを発生しているの
ではない。このため、真空中においては銅電極の
場合には截断電流が10〜15A、銀電極では截断電
流が15〜20Aとなり、本実施例と大きな差が生じ
てくる。これは材料により電気伝導度、熱伝導度
および蒸気圧などの物性が異り、真空中では物性
の差が明確に出るからである。
から構成される電極材料により形成した場合にお
ける各特性について述べる。その前に炭素の一般
的な性質について述べると、炭素には他の金属
と合金を作り難い。微細粒子で存在可能であ
る。融点と沸点が近接している。比電気抵抗
が高い。熱伝導度が比較的高い。などのような
性質がある。そこで、まず電流の截断特性を測定
した結果を第４図Ａに示す。第４図Ａは炭素の
Wt％と截断電流との関係を示したもので、炭素
を１％以上混入させると截断電流を1A以下に抑
えることができ、又１％より多く炭素を混入させ
ても截断電流はほぼ定常であることが判明した。
このように炭素を１％以上混入することにより截
断電流を小さくできるのは、銅と炭素が合金とな
らずに焼結材として材料個々の特性がそのまま発
揮でき、特に炭素は微細に分散可能なため特性と
して安定し、炭素は融点と沸点が近接していると
ともに比電気抵抗が高いためにアークが触れた場
合に容易に昇華し、微細粒子のため少量の昇華で
アークを電流零点まで維持するのに必要なイオン
を供給することができるからである。尚、炭素
（カーボン又はグラフアイト）は大気中で使われ
る電極材料としては公知であるが、一般に気中又
は油中においては、炭素系電極に限らず銅系電極
が銀系電極を用いた場合においてもアークによる
気体分子あるいは油分子のイオン化によりアーク
を電流零点まで維持して截断現象を抑えているの
であつて、電極自体からイオンを発生しているの
ではない。このため、真空中においては銅電極の
場合には截断電流が10〜15A、銀電極では截断電
流が15〜20Aとなり、本実施例と大きな差が生じ
てくる。これは材料により電気伝導度、熱伝導度
および蒸気圧などの物性が異り、真空中では物性
の差が明確に出るからである。
次に第４図Ｂは炭素のWt％としや断性能の関
係を示し、銅100％の場合をしや断性能100％とし
て示している。この場合、炭素が４％を越えると
しや断性能は次第に低下を始め、炭素が５％を越
えると大きく低下し、炭素10％ではしや断性能は
ほぼ半減する。
係を示し、銅100％の場合をしや断性能100％とし
て示している。この場合、炭素が４％を越えると
しや断性能は次第に低下を始め、炭素が５％を越
えると大きく低下し、炭素10％ではしや断性能は
ほぼ半減する。
これはWt％で10％は体積％で30％になるため
電気伝導度が銅だけの場合の70％に減じるからで
ある。
電気伝導度が銅だけの場合の70％に減じるからで
ある。
第４図Ｃは炭素のWt％と電極間の耐電圧との
関係を示し、炭素を３％弱混入した場合に耐電圧
が最高となるのでこの時の耐電圧を100％として
いる。図から明らかなように炭素が５％（体積％
で20％）程度まではあまり大きな変動がないが、
炭素が５％を越えると耐電圧は次第に低下する。
これは炭素量が増加すると全体的に比電気抵抗が
高くなるためと考えられる。
関係を示し、炭素を３％弱混入した場合に耐電圧
が最高となるのでこの時の耐電圧を100％として
いる。図から明らかなように炭素が５％（体積％
で20％）程度まではあまり大きな変動がないが、
炭素が５％を越えると耐電圧は次第に低下する。
これは炭素量が増加すると全体的に比電気抵抗が
高くなるためと考えられる。
第４図Ｄは炭素のWt％と電極間の溶着力との
関係を示し、銅100％の場合の溶着力を100％とし
て示している。図から明らかなように炭素の混入
量が増加するに従つて溶着力は低減する。これは
炭素が他の金属と合金を作り難い性質を持つてい
るためである。尚、炭素が数％以上になると溶着
力はほぼ定常となる。
関係を示し、銅100％の場合の溶着力を100％とし
て示している。図から明らかなように炭素の混入
量が増加するに従つて溶着力は低減する。これは
炭素が他の金属と合金を作り難い性質を持つてい
るためである。尚、炭素が数％以上になると溶着
力はほぼ定常となる。
第４図Ｅは炭素のWt％と電極間の接触抵抗と
の関係を示し、銅100％のときの接触抵抗を100％
としている。図から明らかなように炭素の混入量
が増加するとほぼ比例して接触抵抗が増大し、従
つて通電容量が減少する。
の関係を示し、銅100％のときの接触抵抗を100％
としている。図から明らかなように炭素の混入量
が増加するとほぼ比例して接触抵抗が増大し、従
つて通電容量が減少する。
以上の測定結果から、銅にWt％で１％以上
の炭素を含有させると截断電流を1A以下に抑え
ることができるとともに電極間の溶着力も低減す
ることができる。銅にWt％で５％以下の炭素
を含有させた場合にはしや断性能、電極間の耐電
圧および接触抵抗を銅のみの場合と比べて大差の
ないものにすることができることが判明した。こ
のことは銀に炭素を含有させた電極材料により電
極を形成した場合も同様である。
の炭素を含有させると截断電流を1A以下に抑え
ることができるとともに電極間の溶着力も低減す
ることができる。銅にWt％で５％以下の炭素
を含有させた場合にはしや断性能、電極間の耐電
圧および接触抵抗を銅のみの場合と比べて大差の
ないものにすることができることが判明した。こ
のことは銀に炭素を含有させた電極材料により電
極を形成した場合も同様である。
尚、上記実施例においては電極１３，１４を板
状にするとともにその全体を電気伝導度の高い金
属に炭素を混入した電極材料により形成した場合
を示したが、該電極材料をいわゆるスパイラル電
極や縦磁界電極あるいはこれらの電極の一部に適
用した場合にも同様な効果を奏することができ
る。
状にするとともにその全体を電気伝導度の高い金
属に炭素を混入した電極材料により形成した場合
を示したが、該電極材料をいわゆるスパイラル電
極や縦磁界電極あるいはこれらの電極の一部に適
用した場合にも同様な効果を奏することができ
る。
以上のように本発明においては真空しや断器の
電極材料を電気伝導度の高い金属を主成分としこ
れに重量％で１％以上の炭素を混入して構成して
おり、この電極材料により電極を形成することに
より、截断レベルが低くサージフリーな真空しや
断器を得ることができるとともに電極間の耐溶着
特性も十分に改善することができ、又しや断性能
および電極間の耐電圧や接触抵抗も満足させるこ
とができる。又、上記の電極材料により電極を形
成することは極めて容易で、安価となる。
電極材料を電気伝導度の高い金属を主成分としこ
れに重量％で１％以上の炭素を混入して構成して
おり、この電極材料により電極を形成することに
より、截断レベルが低くサージフリーな真空しや
断器を得ることができるとともに電極間の耐溶着
特性も十分に改善することができ、又しや断性能
および電極間の耐電圧や接触抵抗も満足させるこ
とができる。又、上記の電極材料により電極を形
成することは極めて容易で、安価となる。
第１図は本発明に係る真空しや断器の縦断正面
図、第２図Ａ〜Ｃは夫々銅と炭素とから成る電極
材料により電極を形成した場合における電極の一
部拡大図（粒界図）で、第２図ＡはＸ線マイクロ
アナライザによる二点電子像、第２図ＢおよびＣ
はＸ線マイクロアナライザによる特性Ｘ線像であ
る。第３図Ａ〜Ｃは夫々銀と炭素とから成る電極
材料により電極を形成した場合における電極の一
部拡大図（粒界図）で、第３図ＡはＸ線マイクロ
アナライザによる二次電子像、第３図ＢおよびＣ
はＸ線マイクロアナライザによる特性Ｘ線像、第
４図Ａ〜Ｅは夫々銅と炭素とから成る電極材料に
より電極を形成した場合における截断電流特性
図、しや断性能特性図、耐電圧特性図、溶着力特
性図および接触抵抗特性図。 １３，１４…電極。
図、第２図Ａ〜Ｃは夫々銅と炭素とから成る電極
材料により電極を形成した場合における電極の一
部拡大図（粒界図）で、第２図ＡはＸ線マイクロ
アナライザによる二点電子像、第２図ＢおよびＣ
はＸ線マイクロアナライザによる特性Ｘ線像であ
る。第３図Ａ〜Ｃは夫々銀と炭素とから成る電極
材料により電極を形成した場合における電極の一
部拡大図（粒界図）で、第３図ＡはＸ線マイクロ
アナライザによる二次電子像、第３図ＢおよびＣ
はＸ線マイクロアナライザによる特性Ｘ線像、第
４図Ａ〜Ｅは夫々銅と炭素とから成る電極材料に
より電極を形成した場合における截断電流特性
図、しや断性能特性図、耐電圧特性図、溶着力特
性図および接触抵抗特性図。 １３，１４…電極。
Claims (1)
- １ 電気伝導度が少くとも銅の電気伝導度以上で
ある金属を主成分としこれに重量％で１から４％
の炭素を混入したことを特徴とする真空しや断器
の電極材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2453980A JPS56121228A (en) | 1980-02-28 | 1980-02-28 | Electrode material for vacuum breaker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2453980A JPS56121228A (en) | 1980-02-28 | 1980-02-28 | Electrode material for vacuum breaker |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56121228A JPS56121228A (en) | 1981-09-24 |
| JPS635846B2 true JPS635846B2 (ja) | 1988-02-05 |
Family
ID=12140951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2453980A Granted JPS56121228A (en) | 1980-02-28 | 1980-02-28 | Electrode material for vacuum breaker |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56121228A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0513280Y2 (ja) * | 1988-02-22 | 1993-04-07 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3154968U (ja) * | 2006-10-31 | 2009-10-29 | デンゲン株式会社 | 板金修復用治具 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5322262A (en) * | 1976-08-09 | 1978-03-01 | Honeywell Inf Systems | Sequencer |
-
1980
- 1980-02-28 JP JP2453980A patent/JPS56121228A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5322262A (en) * | 1976-08-09 | 1978-03-01 | Honeywell Inf Systems | Sequencer |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0513280Y2 (ja) * | 1988-02-22 | 1993-04-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56121228A (en) | 1981-09-24 |
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