KR0185509B1 - 진공 차단기용 접촉 전극 - Google Patents
진공 차단기용 접촉 전극 Download PDFInfo
- Publication number
- KR0185509B1 KR0185509B1 KR1019960006369A KR19960006369A KR0185509B1 KR 0185509 B1 KR0185509 B1 KR 0185509B1 KR 1019960006369 A KR1019960006369 A KR 1019960006369A KR 19960006369 A KR19960006369 A KR 19960006369A KR 0185509 B1 KR0185509 B1 KR 0185509B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- contact electrode
- component
- point
- volume
- powder
- Prior art date
Links
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 112
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 125
- 239000000463 material Substances 0.000 description 113
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 70
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 31
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 19
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 19
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 19
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 13
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- BPJYAXCTOHRFDQ-UHFFFAOYSA-L tetracopper;2,4,6-trioxido-1,3,5,2,4,6-trioxatriarsinane;diacetate Chemical compound [Cu+2].[Cu+2].[Cu+2].[Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O.[O-][As]1O[As]([O-])O[As]([O-])O1.[O-][As]1O[As]([O-])O[As]([O-])O1 BPJYAXCTOHRFDQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910017722 AgMo Inorganic materials 0.000 description 2
- 101100368700 Caenorhabditis elegans tac-1 gene Proteins 0.000 description 2
- 229910017315 Mo—Cu Inorganic materials 0.000 description 2
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 101150029133 agmo gene Proteins 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 2
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000009718 spray deposition Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/64—Protective enclosures, baffle plates, or screens for contacts
- H01H1/66—Contacts sealed in an evacuated or gas-filled envelope, e.g. magnetic dry-reed contacts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/662—Housings or protective screens
- H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
- Contacts (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
Abstract
구리 및 은으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 된 도전성 성분과 용융 온도가 1500℃이상인 아크 방지 성분으로 구성된 진공 차단기용 접촉 전극. 접촉 전극내에서, 상기 접촉 전극의 표면상에서의 상기 접촉 전극의 구성 성분량의 기울기 A/X 가 0.2-12 체적%/mm(volumn %/mm)이며, 여기서 X1을 상기 접촉 전극의 상기 표면상의 임의의 반경 R1의 라인 상의 한 점이라 하고, X2를 상기 접촉 전극의 상기 표면상의 상기 임의의 반경 R1의 라인 상의 다른 한 점이라 할 때, 상기 X는 mm단위로 측정한 상기 한 점 X1과 상기 다른 한 점 X2 사이의 간격(여기서, X=X2-X1이고, X2＞X1≥0임)을 나타내고, A1을 상기 접촉 전극내의 상기 한 점 X1에서 체적% 단위로 측정된 상기 구성 성분의 양으로 하고, A2를 상기 접촉 전극내의 상기 다른 한 점 X2에서 체적% 단위로 측정된 상기 구성 성분의 양이라 할 때, 상기 A는 체적% 단위로 측정된 상기 구성 성분의 상기 양 A1과 A2 사이의 차를 나타냄(여기서, A=A2-A1임)
Description
제1도는 본 발명이 적용된 진공 차단기의 일례를 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 절연 실린더 2, 3 : 단판
4 : 진공 용기 5, 6 : 접촉 전극
7 : 고정축 8 : 가동축
9 : 벨로즈 10 : 아크 쉴드
본 발명은 진공 회로 차단기(vacuum circuit breaker)에 사용되는 진공 차단기용 접촉 전극(contact electrode for a vacuum interrupter)에 관한 것으로서, 특히 대전류 차단 특성(large current interrupting characteristics)및 내전압 특성(withstanding woltage characteristics)이 모두 우수한 진공 회로 차단기에 사용되는 진공 차단기용 접촉 전극에 관한 것이다.
제1도에 도시한 바와 같이, 진공 차단기는 일반적으로 다음과 같이 구성되어 있다. 진공 용기(vacuum vessel)(4)는 절연 실린더(insulating cylinder)(1)의 양단의 개방에 단판(end plate)(2,3)을 기밀 밀봉(hermetically sealing)하여 구성된다. 자유로이 접촉 및 분리 하게 되어 있는 한쌍의 접촉 전극(5,6)은 진공 용기(4)의 내부에 제공되어 있다. 접촉 전극(5)용 고정축(fixed stem)(7)은 단판(2)상에 기밀 탑재(hermetically mount)되어 있는 반면, 접촉 전극(6)용 도전성 가동축(movable conducting stem)(8)은 자유로이 움직이도록 벨로즈(bellows)(9)를 거쳐 단판(3)상에 기밀 탑재되어 있다. 또한, 접촉 전극(5,6)은 아크 쉴드(arc shield)(10)으로 둘러싸여 있다. 또한, 벨로즈(9)용 벨로즈 커버(11)이 도전성 가동축(8)상에 탑재되어 있다.
이러한 형태의 진공 차단기에서, 도전성 가동축(8)이 동작 메카니즘(도시안됨)에 의해 이탈 방향(disengagement direction)으로 조작되는 경우, 접촉 전극(5,6)이 분리된다. 이 때 접촉 전극(5,6)간에 발생된 아크는 진공 차단기 내부의 진공중에 확산되고 그 때 전류가 제로점(zero point)에 도달하게 됨으로써 회로 전류를 차단하게 된다.
이러한 형태의 진공 차단기용 접촉 전극(5,6)은 반용접(anti-welding)특성, 내전압 특성, 차단 특성, 전류 쵸핑 특성, 내마모성, 접촉 저항 특성, 온도 상승 특성 등을 유지 및 개선시키기 위해 여러가지 재료로 구성되어 있다.
그러나, 상기한 필요 특성들은 서로 모순되는 재료 특성을 요구하고 있다. 이와 같이, 단일 요소를 사용하여 이들을 완전히 충족시키는 것은 불가능하다. 따라서, 재료들을 합성하여 상기 기본 특성들을 충분히 충족시키기 위한 시도가 이루어지고 있다.
진공 차단기가 이러한 재료들을 사용하여 된 접촉 전극으로 구성되어 있는 경우, 대전류를 차단할 때, 때때로 아크 전압이 낮은 접촉 전극 부분에서 대전류 차단시 여전히 아크의 잔류가 발생된다. 이와 같이 접촉 전극의 전체 표면상에서의 아크의 균일한 점화가 일어나도록 하는 것이 불가능하게 된다.
아크 잔류(arc retention)를 감소시키는 수단으로써, 차단시에 전극들간에 발생된 아크의 축에 평행한 축방향으로 자계를 가하기 위해 코일 전극을 제공하는 기술이 일본 특허 등록 제1140613호에 대전류 차단을 위한 접촉 물질 및 전극 구조를 고안하는 기술로서 개시되어 있다.
아크 잔류를 감소시키는 다른 수단으로써, 그 목표가 전류 차단 특성을 개선하는 것이기 때문에 작은 전류를 차단하는 것에 촛점이 있지만, 접촉 전극상에 다른 비등점을 갖는 다중 접촉 구역(multiple contact domains)을 제공함으로써 아크 이동을 도와주는 접촉 전극이 일본 공개 특허 소화 62-64012 공보에 제안되어 있다.
아크 잔류를 감소시키는 또다른 수단으로써, 상기한 공보에서와 동일하게 전류 쵸핑 특성을 개선할 목적으로 접촉 전극상에 다른 비등점을 갖는 다중 접촉 구역을 제공함으로써 아크 이동을 도와주는 접촉 전극이 일본 공개 특허 소화 63-266720 공보에 제안되어 있다.
또한, 동일한 목적으로 다중 접촉 구역에 사용된 기본적인 재료로서 일본 공개 특허 평성 04-20978 공보에서는 AgWC와 CuCr의 합성, 일본 공개 특허 평성 04-242029 공보의 AgWC와 CuTi의 합성, 및 일본 공개 특허 평성 05-47275 공보에서는 AgMo2C와 CuCr의 합성을 구체적으로 제안하였다.
그러나, 서로 다른 아크 전압을 갖는 2개 이상의 접촉 전극이 동일 표면상에 배치되어 있는 이러한 접촉 전극에서는, 상기 축방향 자계 전극이 있더라도 아크 전압이 낮은 부분에 아크가 일부분이 집중된다. 이와 같이, 이들은 아크 이동을 완벽하게 도와주지는 못한다. 따라서, 대전류 차단에 효과적인 축방향 자계 기술의 특징을 달성하지 못한다.
또한, 상기한 바와 같이 AgWC와 CuCr의 합성, AgWC와 CuTi의 합성, 및 AgMo2C와 CuCr의 합성으로 된 접촉 전극이 있다. 이들 접촉 전극의 경우에, 상기한 바와 똑같이, 대전류 차단시의 아크는 아크 전압이 낮은 부분에서 극성을 갖는다. 이와 같이, 저전류 쵸핑 특성이 이러한 접촉 전극에서 개선되기는 하지만, 대전류 차단 특성의 개선이라는 관점에서 볼 때 만족스럽지 못하다.
따라서, 본 발명의 목적은 진공 회로 차단기의 대전류 차단 특성을 개선시킬 수 있는 진공 회로 차단기에 사용되는 진공 차단기용 접촉 전극을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 진공 회로 차단기의 우수한 내전압 특성을 유지시킬 수 있는 진공 회로 차단기에 사용되는 진공 차단기용 접촉 전극을 제공하는데 있다.
본 발명의 이들 및 다른 목적은 구리 및 은으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 도전성 성분 및 용융 온도가 1500℃ 이상인 아크 방지 성분(arc-proof component)을 포함하는 진공 차단기용 접촉 전극을 제공함으로써 달성될 수 있다. 접촉 전극에서, 접촉 전극의 표면상의 접촉 전극의 구성 성분량의 기울기(gradient of quantity) A/X는 0.2-12 체적 %/mm이다. 여기서, X1은 접촉 전극의 표면상의 임의 반경 R1의 라인상의 한 점이며, X2는 접촉 전극의 표면상의 임의 반경 R1의 라인상의 다른 점이고, X는 상기 한 점 X1과 상기 다른 점 X2간의 간극을 mm로 측정한 것으로서, X=X2-X1, X2X1≥0이다. A1은 한점 X1에서 접촉 전극내의 체적 %로 측정한 구성 성분의 양이며, A2는 다른 점 X2에서 접촉 전극내의 체적 %로 측정한 구성 성분의 양이며, A는 체적%로 측정한 구성 성분의 양 A1과 A2간의 차로서, A=A2-A1이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면 접촉 전극의 구성 성분량의 구배가 대전류 차단 특성을 개선하기 위하여 소망의 값으로 한정되어 있는 진공 단속기용 접촉 전극이 제공된다.
따라서, 대전류 차단의 경우에, 아크 전압이 낮은 접촉 전극 부분에서 대전류를 차단함으로써 발생된 아크의 잔류를 감소시킴으로써 접촉 전극의 표면 전체에 걸쳐 아크가 균일하게 점화된다. 즉, 아크는 특정값의 구성 성분의 기울기를 갖는 접촉 전극상에서 곧바로 이동한다. 따라서, 아크의 확산이 가속화되며, 그 결과 실질적으로 차단전류를 처리하는 접촉 전극의 표면적이 증가되므로 차단 전류 특성이 개선된다.
또한, 아크의 잔류를 감소시킨 결과로서, 접촉 전극의 국부 이상 증발과 표면이 거칠어지는 현상을 방지하는 잇점도 얻게 된다.
일반적으로, 접촉 전극은 완전히 균일한 조성물로 이루어져 있다. 이러한 형태의 정상적인 조성 분포를 갖는 접촉 전극에서도, 외부자계(예를 들어 세로방향 자계)가 접촉전극에 인가되는 때, 전류를 차단함으로써 발생된 아크는 접촉 전극상에 균일하게 퍼지고 이동하여 확산된다. 이와 같이, 전류 차단 특성이 어느 정도 개선된다.
관찰에 의하면, 일정값 이상의 전류를 차단하는 때, 예측할 수 없는 지점 또는 다중 지점에 아크가 잔류되어 아크가 잔류되는 곳에서 접촉 전극이 이상 용융(abnormal melting)된다. 또한, 이상 용융시에 접촉 전극 재료의 순간적인 폭발적 증발에 의해 발생된 금속 증기는 접촉부 개방과 링에서 진공 회로 차단기의 절연회복을 상당히 지연시키게 된다. 이 때문에 접촉 전극의 차단 특성이 열화한다. 또한, 이상 용융으로 인해 접촉 전극 재료의 큰 용융방울(giant molten drops)이 생겨 접촉 전극의 표면이 거칠어지고 또한 내전압 특성의 감소, 재점화 발생인자의 증가, 및 재료의 이상 소모(abnormal consumption)가 일어나게 된다.
이러한 현상의 원인이 되는 접촉 전극상에서의 아크의 잔류 위치는 상기한 바와 같이 완전히 예측불가능하다. 따라서, 발생된 아크가 잔류를 야기하지 않고 이동 및 확산할 수 있도록 접촉 전극에 표면 조건을 부여하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 이러한 바람직한 조건들은 접촉 전극 표면의 방사 방향에서 규정된 구성 성분 기울기를 부여함으로써 곧바로 달성되고 그에 따라서 차단 전류의 여유값(marginal value) 및 전류 차단 특성을 개선할 수 있다.
실험에 의하면, 방사 방향에서 이러한 특정 구성 성분 기울기의 부여는 내마모성을 고려한 접촉 전극의 경우에 접촉 전극의 전체 두께에 걸쳐서 행할수도 있다. 그러나, 더 적은 차단을 위해 설계된 진공 회로 차단기에서 또는 접촉 저항을 고려한 접촉 전극에서는, 그들 전체 두께에 걸쳐 규정된 구성 성분량 기울기를 항상 요구하는 것은 아니다. 전극의 최상부층으로부터 두께 방향(내부 방향)으로 예를 들어 0.01mm의 특정 깊이 구역에 특정구성성 성분량 기울기를 부가한 경우에도 동일 기능을 나타낸다. 이 경우에 이 조성물층 밑의 표면으로부터 0.01mm이상정도 더 깊은 위치에 이층보다 더 큰 전기전도성을 갖는 재료(예를들어 순동)를 전체 접촉 전극의 전극의 전기 도전성을 향상시킴으로써 전류 차단 특성을 더욱 개선하게 된다.
첨부된 도면과 관련하여 기술된 이하의 상세한 설명을 참조하면 본 발명 및 본 발명의 부수적인 잇점들을 곧바로 더욱 완벽하게 이해하게 될 것이다.
이제 제1도를 참조하여 본 발명의 실시예들을 이하에 설명하기로 한다.
먼저, 접촉 전극 테스트 샘플(test sample)의 제조 방법을 설명한다.
접촉 전극 테스트 샘플(접촉 전극 재료)는 예를 들어 이하의 제1 내지 제3방법 중 하나를 적당히 선택함으로써 제조된다.
제1방법은 도전성 성분 분말, 아크 방지 성분 분말, 및 필요한 경우 보조 성분 분말을 일정 비율로 혼합한 다음에 혼합된 분말을 그들의 용융 온도 이하에서 가열 및 소결시켜 테스트 샘플을 제조하는 방법이다.
제2방법은 테스트 샘플을 다음과 같이 제조하는 방법이다. 먼저, 아크 방지 성분 분말 및 필요한 경우 보조 성분 분말을 그들의 용융 온도 이하에서 가열 및 소결시킴으로써, 특정 다공성을 갖는 아크 방지 성분 스켈레톤(skeleton)을 얻는다. 그 다음에, 나머지 성분을 그의 용융 온도 이상으로 가열하여 가열된 스켈레톤의 기공으로 침투시켜 테스트 샘플을 얻는다.
제3방법은 도전성 성분 분말, 아크 방지 분말 및 필요한 경우 보조 성분 분말의 혼합 분말을 구리판 등의 기판 또는 접촉 전극 샘플 상의 특정 위치에 스프레이 증착 또는 용융 분사 증착한 다음에 이것에 열처리를 가해 테스트 샘플을 얻는다.
접촉 전극 표면상에 특정 구성 성분량 기울기 A/X를 부여하는 기술에 있어서, 특정 구성 성분량 기울기를 갖는 테스트 샘플은 하기 방법에 의해 생산된다. 첫째, 다른 성분들로 이루어진 혼합 분말 녹색 콤팩트(compacts)를 각각 생산한다. 예를 들어, 2가지 형태의 경우에, 하나는 고리 형상으로 제조되고 다른 하나는 디스크 형상으로 제조된다. 이들 2가지 혼합 분말 녹색 콤팩트는 합성 및 배열되어 특정 구성 성분량 A/X가 부여 된다. 그 다음에, 이들 2가지 혼합 분말 녹색 콤팩트는 그들의 용융 온도 이하에서 혼합된 상태로 가열 및 소결된다. 둘째로, 다른 성분들을 갖는 혼합 분말 녹색 콤팩트를 먼저 제조하는 방법이 있다. 예를 들어, 2가지 형태의 경우, 하나는 고리 형상으로 제조되고 다른 하나는 디스크 형상으로 제조된다. 이들은 그 다음에 소결되어 2개의 소결체를 얻게 된다. 이들 2개의 소결체는 결합되어 기울기 A/X가 주어져 테스트 샘플을 얻게 된다.
이들 경우에, 기울기 A/X가 크게 변동하도록 하기 위하여, 도전성 성분 분말과 아크 방지 성분 분말의 혼합비를 조정을 하는 것이 유리하다.
또한, 기울기 A/X가 좁은 범위내에서 변하도록 하기 위하여, 아크 방지 성분 분말, 아크 방지 성분 분말의 성형 압력 및 소결 온도 및 시간을 적절히 변동시킴으로써 미세 조정을 행하는것이 유리하다.
실제로, 이들은 적절히 조합하여 행해진다. 즉, 특정 구성 성분량 기울기 A/X를 갖는 테스트 샘플은 이하의 방법들에 의해 제조된다. 복수의 성분을 갖는 아크 방지 성분 분말을 그들의 용융 온도 이하에서 미리 소결한다. 예를 들어, 2가지 형태의 경우, 하나는 고리 형상으로 제조되는 반면 다른 하나는 디스크 형상으로 제조되며, 3가지 형태가 있는 경우에는 2개는 고리 형상 하나는 디스크 형상으로 한다.
이와 같이, 특정 다공성을 갖는 아크 방지 성분 스켈레톤이 얻어진다. 이들 2가지 또는 3가지 스켈레톤은 기울기 A/X를 부여하도록 배열되며 나머지 분말은 그 용융 온도 이상으로 가열되어 스켈레톤의 기공으로 투입되어 테스트 샘플을 얻게 된다.
상기한 테스트 샘플에서, 접촉 전극은 그 전체 두께에 걸쳐 기울기 A/X가 부여된다. 그러나, 다수의 층으로 구성된 다른 테스트 샘플들도 제공될 수 있으며, 여기서 특정 구성 성분량 기울기를 갖는 접촉 전극 재료는 두께가 1-5mm의 Cu판 또는 CuAg판상에 배열한다.
그 다음에, 상기와 같이 제조된 테스트 샘플의 평가 방법을 이하에 설명한다. 먼저, 그 샘플로서, 접촉 전극 표면상에서 특정 구성 성분 기울기 A/X를 갖는 접촉 직경 45mm, 접촉 두께 5mm의 디스크 형상의 접촉 전극을 착탈식(demountable-type) 진공 회로 차단기에 부착한다. 그 다음에, 동일한 일정 조건하에서 테스트 샘플에 대해 접촉 전극의 표면을 소성(baking)하여 그들의 전류 및 전압 경년 변화를 행한다. 그 다음에 테스트 샘플 각각에 대해 이하의 3가지 평가를 행한다.
(1) 아크 속도
접촉 전극에 대한 개방 속도 조건은 일정하고 동일하게 되어 있다. 전류 12kA가 7.2kV, 50Hz로 4번 차단된 이후에 아크 발생 부위의 면적을 면적계(planimeter)로 측정한다. 각각의 접촉 전극 재료에 대한 아크 확산에 대해 측정한 면적을 가지고, 기준 접촉 전극의 아크 확산값과 이들 값을 비교하여 이들을 판단하였다. 이후부터, 예 1을 기준 접촉 전극으로 한다.
(2) 차단 특성
접촉 전극에 대한 개방 속도 조건은 일정하고 동일하게 되어 있다. 차단 전류값은 7.2kV, 50Hz에서 5kA로부터 점차적으로 증가되었다. 각각의 접촉 전극 재료의 단속 전류 여유값을 얻었다. 기준 접촉 전극의 차단 전류 여유값과 이들 값을 비교하여 이들을 판정하였다.
(3) 정적 내전압 특성
상기와 같이 아크 확산에 대해 평가된 접촉 전극은 착탈식 진공회로 차단기로 복귀시켰다. 동일한 일정 조건하에서 테스트 샘플에 대해 접촉 전극 표면의 소성, 그들의 전류 및 전압 경년 변화를 행했다. 전극간 거리를 규정된 값으로 조정한 후, 전압은 한번에 1kV만큼 증가시켰으며, 스파크가 발생했을 때의 전압을 각각의 정적 내전압값으로서 얻었다. 기준 접촉 전극의 정적 내전압과 이들 값을 비교 판정하였다.
이하는 각각의 접촉 전극에 대해 아크 확산, 차단 배가 인자 및 정적 내전압 특성을 나타내는 표 1 내지 표 3을 참조하면서 본 발명에 따른 접촉 전극의 효과를 설명한 것이다. 여기서, 접촉 전극 표면상에서의 구성 성분량 기울기 A/X가 0.2(체적%/mm)인 곳을 구역 I로 하고, 기울기가 0.2-12(체적%/mm)인 곳을 구역 I1로 하며, 기울기가 12(체적%/mm)이상인 곳을 구역 III이라고 한다. 여기서 A는 임의의 지점 X1에서의 구성 성분량 A1과 접촉 전극 샘플의 반경 방향 라인 R1상의 임의의 다른 지점 X2에서의 구성 성분량 A2간의 차이다. A/X는 지점 X1과 X2간의 구성 성분량 A1과 A2의 기울기이다.
[실시예 1-3, 비교예 1-3]
실시예 1에서는 30체적%Cr-Cu를 형성하도록 일정 비율로 혼합된 평균 입자 크기 100㎛의 Cr분말과 평균 입자 크기 44㎛의 Cu분말의 혼합물로 이루어진 분말을 7Ton/cm2의 성형 압력에서 성형하였다. 이는 그 다음에 30Cr-Cu 재료를 얻기 위해 수소 분위기에서 1060℃ x 1Hr의 조건하에서 소결하였다. 이는 그 다음에 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 형성하도록 기계적으로 처리하였다. 33체적%Cr-Cu를 형성하도록 일정 비율로 혼합된 상기의 혼합물로 이루어진 분말을 7Ton/cm2의 성형 압력에서 성형하였다. 그 다음 33Cr-Cu 재료를 얻기 위해 상기의 조건하에서 소결하였다. 그 다음 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체를 형성하도록 가공 처리하였다. 그 다음 내부 부분이 30Cr-Cu 재료로 구성되고 외부 부분이 33Cr-Cu 재료로 구성된 이들 2개의 몸체를 결합하여 접촉 전극 재료를 얻었다. 이 접촉 전극 재료에서, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 15mm떨어진 점 X2 사이의 Cr성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=0.2(체적%/mm)가 되었다. 이 테스트 편(예1)에 대한 평가 데이타를 기준값으로 하였다.
실시예 2에서는 30Cr-Cu 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 42.5Cr-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 내부 부분이 30Cr-Cu 재료로 구성되고 외부 부분이 42.5Cr-Cu 재료로 구성된 접촉전극 재료를 얻었다. 이 접촉 전극 재료에서 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=2.5(체적%/mm)가 되었다.
실시예 3에서는 5Cr-Cu 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 65Cr-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 내부 부분이 5Cr-Cu 재료로 구성되고 외부 부분이 65Cr-Cu 재료로 구성된 접촉전극 재료를 얻었다. 이 접촉 전극 재료에서, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=12(체적%/mm)가 되었다.
비교예 1에서는 30Cr-Cu 재료로 구성된 직경이 45mm인 디스크 형상의 몸체는 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었으며, 비교예 1에 대한 접촉 전극 재료로서 사용하였다. 이 접촉 전극 재료에서, Cr성분의 평균 기울기 A/X는 외견상 A/X=0(체적%/mm)가 되었다.
비교예 2에서는 30Cr-Cu 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체는 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 32.4Cr-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 내부 부분이 30Cr-Cu 재료로 구성되고 외부 부분이 32.4Cr-Cu 재료로 구성된 접촉 전극 재료를 얻었다. 이 접촉 전극 재료에서, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 15mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=0.16(체적 %/mm)가 되었다.
비교예 3에서는 0Cr-Cu 재료(100% Cu)로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 100Cr-Cu(100% Cr) 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 내부 부분이 0Cr-Cu 재료로 구성되고 외부 부분이 100Cr-Cu 재료로 구성된 접촉 전극 재료를 얻었다. 이 접촉 전극 재료에서, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=20(최적 %/mm)가 되었다.
표 1에 나타낸 바와 같이 기울기 A/X의 값이 0.2-12이었을 때(예 2,3), 기준 데이타로서 취한 예 1의 값보다 각각의 예 2, 3의 아크 확산 특성 및 차단 성능 모두에서 상당한 개선이 이루어졌다는 결론을 얻었다. 반면에, 기울기 A/X의 값이 0이었을 때(비교예 1), 표 1에 나타낸 바와 같이 아크 확산은 예 1에 비해 작았다. 즉 표 1로부터 명백하듯이 아크 방출점에 근접한 것으로 간주된 접촉 전극 표면상의 특정 위치에서 아크 잔류가 관찰되었다.
아크의 잔류는 비교예 1과 큰 차이 없이 기울기 A/X의 값이 0.16 이었을 때(비교예 2)도 관찰되었다.
아크 확산 및 차단 성능 모두가 각각의 비교예 1, 2에서 A/X의 값이 0.2인 경우(예 1)와 비교할 때 크게 감소되었다.
매우 큰 직경을 갖는 접촉 전극을 제조하는 것이 어렵다. 따라서, A/X의 값이 20인 샘플 피스를 비교예 3으로 제조하였다. A/X의 값이 0 이었을 때보다도 비교예 3에서 아크 잔류 현상이 감소하는 경향이 있었지만, 이 감소는 불충분한 것으로 판정되었다.
실시예 1-3 및 비교예 1-2에서의 정적 내전압은 표 1에 나타낸 바와 같이 큰 차이가 없기 때문에 바람직한 것으로 판정되었다. 그러나, 비교예 3에서, 정적 내전압의 감소 및 불규칙성(randomness)의 발생이 관측되었다. 따라서, 본 발명에서 실시예 1을 포함하여 0.2-12의 범위를 기울기 A/X의 값에 대한 바람직한 범위로 취하였다.
[실시예 5-8]
상기 실시예 1-3 및 비교예 1-3는 그 각각에 있어서 전체 접촉 전극 표면에 균일한 구성 성분 기울기가 제공되어 있다. 그러나, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다. 접촉 전극 표면에 하나가 아니라 서로 다른 기울기를 각각 갖는 다중 구역이 제공되어 있다.
실시예 5에서는 30Cr-Cu 재료로 구성된 직경이 15mm인 디스크 형상의 몸체는 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 32.4Cr-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 15mm이고 외부 직경이 35mm인 제1의 고리 형상의 몸체와 45Cr-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 35mm이고 외부 직경이 45mm인 제2의 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 3개의 몸체를 결합하여 얻어지며 내부 부분이 30Cr-Cu 재료로 구성되고, 중간 부분은 32.4Cr-Cu 재료로 구성되며, 외부 부분이 45Cr-Cu 재료로 구성된 접촉 전극 재료를 얻었다. 이 접촉 전극 재료에서, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 디스크 형상의 몸체와 제1의 고리 형상의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 15mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=0.16(체적 %/mm)가 되었으며, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 제1 및 제2의 고리 형상의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사의의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되었다.
실시예 6에서는 25Cr-Cu 재료로 구성된 직경이 15mm인 디스크 형상의 몸체는 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 37.5Cr-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 15mm이고 외부 직경이 35mm인 제1의 고리 형상의 몸체와 60Cr-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 35mm이고 외부 직경이 45mm인 제2의 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 3개의 몸체를 결합하여 내부 부분이 25Cr-Cu 재료로 구성되고, 중간 부분은 37.5Cr-Cu 재료로 구성되며, 외부 부분이 60Cr-Cu 재료로 구성된 접촉 전극 재료를 얻었다. 이 접촉 전극 재료에서, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 디스크 형상의 몸체와 제1의 고리 형상의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되었으며, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 제1 및 제2의 고리 형상의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=4.5(체적 %/mm)가 되었다.
실시예 7에서는 5Cr-Cu 재료로 구성된 직경이 15mm인 디스크 형상의 몸체는 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 17.5Cr-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 15mm이고 외부 직경이 35mm인 제1의 고리 형상이 몸체와 87.5Cr-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 35mm이고 외부 직경이 45mm인 제2의 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 3개의 몸체를 결합하여 내부 부분이 5Cr-Cu 재료로 구성되고, 중간 부분은 17.5Cr-Cu 재료로 구성되며, 외부 부분이 87.5Cr-Cu 재료로 구성된 접촉 전극 재료를 얻었다. 이 접촉 전극 재료에서, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 디스크 형상의 몸체와 제1의 고리 형상의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 15mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되었으며, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 제1 및 제2의 고리 형상의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=14(체적 %/mm)가 되었다.
실시예 8에서는 0Cr-Cu 재료로 구성된 직경이 10mm인 디스크 형상의 몸체는 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 2.4Cr-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 10mm이고 외부 직경이 20mm인 제1의 고리 형상이 몸체, 15Cr-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 20mm이고 외부 직경이 30mm인 제2의 고리 형상의 몸체 및 85Cr-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 30mm이고 외부 직경이 45mm인 제2의 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 4개의 몸체를 결합하여 내부 부분이 0Cr-Cu 재료로 구성되고, 그 다음 내부 부분이 2.4Cr-Cu 재료로 구성되고, 그 다음 내부 부분은 15Cr-Cu 재료로 구성되며, 외부 부분이 85Cr-Cu 재료로 구성된 접촉 전극 재료를 얻었다. 이 접촉 전극 재료에서, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 디스크 형상의 몸체와 제1의 고리 형상의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 15mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=0.16(체적 %/mm)가 되었으며, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 제1 및 제1의 고리 형상의 몸체와 제2의 고리 형상의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되었고, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 제2 및 제3의 고리 형상의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=14(체적 %/mm)가 되었다.
실시예 5-8에서는 테스트 샘플에서 Cu는 도전성 성분으로 사용되었고, Cr은 아크 방지 성분으로 사용되었다. 또한, 테스트 샘플에는 표 1에 나타낸 바와 같이 아크 방지 성분 Cr의 기울기 A/X가 주어졌다. 여기서 실시예 4는 삭제되었다.
실시예 5-8의 평가 결과는 표 1에 나타내고 있다. 표 1로부터 분명한 바와 같이, 기울기 값 A/X가 0.2-12인 구역이 존재하는 경우에 접촉 전극 표면의 일부분에서도 아크 확산 특성 및 차단 성능 모두가 기울기 값이 0.2인 실시예 1과 비교하여 상당히 개선되었다.
또한, 정적 내전압값은 상당한 차이가 없기 때문에 바람직한 범위에 있는 것으로 판정되었다. 따라서, 기울기 A/X의 값이 0.2-12인 구역이 실시예 1-3에서와 같이 전체 접촉 전극 표면상에 존재할 필요가 없다. 기울기 값이 0.2-12인 구역이 접촉 전극 표면의 일부분상에 존재하는 경우에 만족할만한 기능을 나타냄이 증명되었다.
[실시예 9-15]
상기 실시예 1-8 및 비교예 1-3에는 표 1에 나타낸 바와 같은 CuCr을 접촉 전극 재료의 예들이 주어져 있다. 그러나, 본 발명은 이들 예에 한정되는 것은 아니다. 접촉 전극 재료는 이하의 실시예 9-15에서와 같이 선택될 수 있다.
실시예 9에서, 25 체적 % T1-Cu를 형성하도록 일정 비율로 혼합된 평균 입자 크기 100㎛의 Ti 분말과 평균 입자 크기 44㎛의 Cu 분말의 혼합물로 이루어진 분말이 실시예 1과 동일한 방식으로 성형되고, 소결되어 가공 처리되었다. 마찬가지로, 37.5T1-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 접촉 전극 재료를 얻었으며, 그의 내부 부분은 25T1-Cu 재료로 구성되고 외부 부분은 37.5T1-Cu 재료로 구성되어 있다. 이 접촉 전극 재료에서, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되었다.
실시예 10에서, 평균 입자 크기 100㎛의 Zr 분말과 평균 입자 크기 44㎛의 Cu 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여, 32Zr-Cu 재료로 구성된 반경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 44.5Zr-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 접촉 전극 재료는 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 얻어지며, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Zr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되었다.
실시예 11에서는 평균 입자 크기 100㎛의 V 분말과 평균 입자 크기 44㎛의 Cu 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여, 30V-Cu 재료로 구성된 반경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 42.5V-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 접촉 전극 재료는 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 얻어지며, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 V 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되었다.
실시예 12에서는 평균 입자 크기 80㎛의 Nb 분말과 평균 입자 크기 44㎛의 Cu 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여, 42Nb-Cu 재료로 구성된 반경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 54.5Nb-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 접촉 전극 재료를 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Nb 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 13에서는 평균 입자 크기 80㎛의 Ta 분말과 평균 입자 크기 44㎛의 Cu 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여, 60Ta-Cu 재료로 구성된 반경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 72.5Ta-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Ta 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 14에서는 평균 입자 크기 5㎛의 Mo 분말과 평균 입자 크기 44㎛의 Cu분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여, 45Mo-Cu 재료로 구성된 반경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 57.5Mo-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 얻어지며, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Mo 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 15에서는 평균 입자 크기 5㎛의 W 분말과 평균 입자 크기 44㎛의 Cu 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여, 75W-Cu 재료로 구성된 반경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 마찬가지로, 87.5W-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 W 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
표 2로부터 분명한 바와 같이, 평가의 결과 아크 확산 특성 및 차단 성능 모두가 기울기 값 A/X 가 0.2인 실시예 1과 비교하여 개선되었음이 관측되었다. 또한, 큰 차이가 없기 때문에 정적 내전압 값은 바람직한 범위내에 있는 것으로 판정되었다.
[실시예 16-18]
상기 실시예 1-15 및 비교예 1-3에는 표 1에 나타낸 바와 같이 접촉 전극 재료내에 아크 방지 성분으로 1 형태의 성분이 각각 존재하는 예를 제시했다. 그러나, 본 발명은 이들 예에 한정되는 것은 아니다. 접촉 전극 재료내에 복수 종류의 아크 방지 성분을 선택할 수도 있다.
실시예 16에서는 10Cr-10Nb-Cu를 형성하도록 일정 비율로 혼합된 Cr 분말, Nb 분말 및 Cu 분말의 혼합물로 이루어진 분말이 실시예 1과 동일한 방식으로 성형되고 소결되어 가공 처리되었다. 마찬가지로, 22.5Cr-10Nb-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 내부 부분이 10Cr-Nb-Cu 재료로 구성되고 외부 부분이 22.5Cr-10Nb-Cu 재료로 구성되는 접촉 전극 재료를 얻었다. 이 접촉 전극 재료에서, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되었다.
실시예 18에서는 0Cr-5Nb-Cu 재료로 구성된 직경이 15mm인 디스크 형상의 몸체가 실시예 1과 동일한 방식으로 얻어졌다. 마찬가지로, 12.5Cr-5Nb-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 15mm이고 외부 직경이 35mm인 제1의 고리 형상의 몸체 및 82.5Cr-5Nb-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 35mm이고 외부 직경이 45mm인 제2의 고리 형상의 몸체 실시예1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 얻어지며 내부 부분이 0Cr-5Nb-Cu 재료로 구성되고, 중간 부분은 12.5Cr-5Nb-Cu 재료로 구성되며, 외부 부분이 82.5Cr-5Nb-Cu 재료로 구성되는 접촉 전극 재료를 얻었다. 이 접촉 전극 재료에서, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 디스크 형상의 몸체와 제1의 고리 형상의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되었고, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 제1의 고리 형상의 몸체와 제2의 고리 형상의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=14(체적 %/mm)가 되었다.
표 2로부터 분명한 바와 같이, 평가의 결과 아크 확산 특성 및 차단 성능 모두가 기울기 값 A/X 가 0.2인 실시예 1과 비교하여 개선되었음이 관측되었다. 또한, 큰 차이가 없기 때문에 정전 내전압 값은 바람직한 범위내에 있는 것으로 판정되었다. 여기서, 실시예 17은 삭제하였다.
[실시예 19-22]
상기 실시예 1-18 및 비교예 1-3에서는 각각 접촉 전극 재료내에 어떤 경우에 보조성분을 부가하지는 않았지만 소결 보조제를 소량 첨가했다. 그러나, 본 발명은 이러한 실시예들에 한정되지 않는다. 접촉 전극 재료내의 보조 성분은 선택할 수 있다.
실시예 19에서는 실시예 1에서 사용된 Cr 분말 및 Cu 분말 이외에, Bi 분말이 보조 성분으로서 부가되었다. 30 체적%Cr-0.1체적%Bi-Cu를 형성하도록 일정 비율로 혼합된 상기 평균 입자 크기의 Cr 분말 및 Cu 분말과 평균 입자 크기가 40㎛인 Bi 분말의 혼합물로 이루어진 분말이 실시예 1과 동일한 방식으로 성형되고, 소결되어 가공 처리되어 30Cr-0.1Bi-Cu 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5Cr-0.1Bi-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 내부 부분이 30Cr-0.1Bi-Cu 재료로 구성되고 외부 부분이 42.5Cr-0.1Bi-Cu 재료로 구성되는 접촉 전극 재료를 얻었다. 이 접촉 전극 재료에서, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되었다.
실시예 20에서는 실시예 1에서 사용된 Cr 분말 및 Cu 분말 이외에, Pb 분말이 보조 성분으로서 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 Cr 분말 및 Cu 분말과 평균 입자 크기가 40㎛인 Pb 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방식으로 30Cr-0.05Pb-Cu 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5Cr-0.05Pb-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 21에서는 실시예 1에서 사용된 Cr 분말 및 Cu 분말 이외에, Te 분말이 보조 성분으로서 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 Cr 분말 및 Cu 분말과 평균 입자 크기가 40㎛인 Te 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방식으로 30Cr-4.5Te-Cu 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5Cr-4.5Te-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)인 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 22에서는 실시예 1에서 사용된 Cr 분말 및 Cu 분말 이외에, Sb 분말이 보조 성분으로서 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 Cr 분말 및 Cu 분말과 평균 입자 크기가 40㎛인 Sb 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여, 실시예 1과 동일한 방식으로 30Cr-0.5Sb-Cu 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5Cr-0.5Sb-Cu 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
표 2로부터 분명한 바와 같이, 평가의 결과 아크 확산 특성 및 차단 성능 모두가 기울기 값 A/X가 0.2인 실시예 1과 비교하여 개선되었음이 관측되었다. 또한, 큰 차이가 없기 때문에 정적 내전압 값은 바람직한 범위내에 있는 것으로 판정되었다.
[실시예 23-35]
상기 실시예 1-22 및 비교예 1-3에서는 각각의 접촉 전극 재료내에 Cu가 도전성 성분으로서 주어져 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 예들에 한정되지 않는다. 접촉 전극 재료내에 다른 도전성 성분을 선택할 수 있다.
또한, 상기 실시예 1-22 및 비교예 1-3은 각각 접촉 전극 재료에서 Cr 및 Ti 등의 금속 성분이 아크 방지 성분으로서 주어져 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 예들에 한정되지 않는다. 접촉 전극 재료내에 다른 아크 방지 성분을 선택할 수 있다.
실시예 23에서, 30 체적%WC-1체적%Co-Ag를 형성하도록 일정 비율로 혼합된 평균 입자 크기가 3㎛인 WC 분말, 평균 입자 크기가 10㎛인 Co 분말 및 평균 입자 크기가 40㎛인 Ag 분말의 혼합물로 이루어진 분말 실시예 1과 동일한 방식으로 성형되고, 소결되어 가공 처리되어 30WC-1Co-Ag 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5WC-1Co-Ag 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 내부 부분이 30WC-1Co-Ag 재료로 구성되고 외부 부분이 42.5WC-1Co-Ag 재료로 구성되는 접촉 전극 재료를 얻었다. 이 접촉 전극 재료에서, 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 WC 성분의 평균 기울기 A/X는 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되었다.
실시예 24에서는 실시예 23에서 사용된 분말 이외에, 상기 평균 입자 크기의 Cu 분말이 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 WC, Co, Ag 및 Cu 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여 실시예 1과 동일한 방식으로 30WC-1Co-14Cu-Ag 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5WC-1Co-11Cu-Ag 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 WC 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 25에서는 실시예 23에서 사용된 WC 및 Ag 분말 이외에, 평균 입자 크기가 10㎛인 Ni 분말이 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 WC, Ag 및 Ni 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여 실시예 1과 동일한 방식으로 30WC-3Ni-Ag 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5WC-3Ni-Ag 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 WC 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 26에서는, 실시예 23에서 사용된 WC 및 Ag 분말 이외에, 평균 입자 크기가 10㎛인 Fe 분말이 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 WC, Ag 및 Fe 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여 실시예 1과 동일한 방식으로 30WC-10Fe-Ag 배료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5WC-10Fe-Ag 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 WC 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 27에서는 실시예 23에서 사용된 Co 및 Ag 분말 이외에, 평균 입자 크기가 5㎛인 TiC 분말이 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 Co, Ag 및 TiC 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여 실시예 1과 동일한 방식으로 30TiC-1Co-Ag 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5TiC-1Co-Ag 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 TiC 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 28에서는 실시예 23에서 사용된 Co 및 Ag 분말 이외에, 평균 입자 크기가 5㎛인 ZrC 분말이 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 Co, Ag 및 ZrC 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여 실시예 1과 동일한 방식으로 30ZrC-1Co-Ag 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5ZrC-1Co-Ag 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 ZrC 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 29에서는 실시예 23에서 사용된 Co 및 Ag 분말 이외에, 평균 입자 크기가 5㎛인 VC 분말이 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 Co, Ag 및 VC 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여 실시예 1과 동일한 방식으로 30VC-1Co-Ag 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5VC-1Co-Ag 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 VC 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 30에서는 실시예 23에서 사용된 Co 및 Ag 분말 이외에, 평균 입자 크기가 10㎛인 NbC 분말이 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 Co, Ag 및 NbC 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여 실시예 1과 동일한 방식으로 30NbC-1Co-Ag 배료로 구성된 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5NbC-1Co-Ag 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 NbC 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 31에서는 실시예 23에서 사용된 Co 및 Ag 분말 이외에, 평균 입자 크기가 10㎛인 TaC 분말이 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 Co, Ag 및 TaC 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여 예 1과 동일한 방식으로 30TaC-1Co-Ag 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5TaC-1Co-Ag 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 TaC 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 32에서는 실시예 23에서 사용된 Co 및 Ag 분말 이외에, 평균 입자 크기가 10㎛인 Cr3O2분말이 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 Co, Ag 및 Cr3O2분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여 실시예 1과 동일한 방식으로 30Cr3O2-1Co-Ag 배료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5Cr3O2-1Co-Ag 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr3O2성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 33에서는 실시예 23에서 사용된 Co 및 Ag 분말 이외에, 평균 입자 크기가 10㎛인 Mo2C 분말이 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 Co, Ag 및 Mo2C 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여 예 1과 동일한 방식으로 30Mo2C-1Co-Ag 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5Mo2C-1Co-Ag 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Mo2C 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 34에서는 실시예 23에서 사용된 Co 및 Ag 분말 이외에, 평균 입자 크기가 5㎛인 TiB 분말이 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 Co, Ag 및 TiB 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여 실시예 1과 동일한 방식으로 30TiB-1Co-Ag 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5TiB-1Co-Ag 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 TiB 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
실시예 35에서는 실시예 23에서 사용된 Co 및 Ag 분말 이외에, 평균 입자 크기가 5㎛인 Cr2B 분말이 부가되었다. 상기 평균 입자 크기의 Co, Ag 및 Cr2B 분말의 혼합물로 이루어진 분말을 사용하여 실시예 1과 동일한 방식으로 30Cr2B-1Co-Ag 재료로 구성된 직경이 25mm인 디스크 형상의 몸체를 얻었다. 마찬가지로, 42.5Cr2B-1Co-Ag 재료로 구성된 내부 직경이 25mm이고 외부 직경이 45mm인 고리 형상의 몸체도 실시예 1과 동일한 방식으로 얻었다. 그 다음에 이들 두개의 몸체를 결합하여 임의의 점 X1과 임의의 반경 라인 R1상의 이들 두개의 몸체의 경계를 지나 상기 점으로부터 5mm 떨어진 점 X2 사이의 Cr2B 성분의 평균 기울기 A/X가 A/X=2.5(체적 %/mm)가 되는 접촉 전극 재료를 얻었다.
표 3로부터 분명한 바와 같이, 이들 평가의 결과 아크 확산 특성 및 차단 성능 모두가 기울기 값 A/X가 0.2인 실시예 1과 비교하여 개선되었음이 관측되었다. 또한, 큰 차이가 없기 때문에 정적 내전압 값은 바람직한 범위내에 있는 것으로 판정되었다.
상기한 실시예들에서는 농도 기울기 A/X를 부여하는 구성 성분으로서 아크 방지 성분을 택하였다. 그러나, 본 발명은 이들 예에 한정되는 것은 아니다. 다른 예에서 아크 방지 성분 대신에 접촉 전극 표면상의 농도구배 A/X가 0.2-12(체적 %/mm)인 전도성 성분을 구성 성분으로서 택할 수 있다.
상기한 바로부터, 접촉 전극의 차단 성능을 향상시키기 위한 효과적인 기술로서, 접촉 전극 표면상의 도전성 성분 및 아크 방지 성분 중 한 구성 성분의 농도 기울기 A/X의 값을 0.2-12(체적 %/mm)로 하는 것이 중요하다는 것이 증명되었다. 또한, 전체 접촉 전극 표면에 이러한 기울기 값을 부여할 필요는 없고, 접촉 전극의 일부분에 이 기울기 값을 갖는 구역이 존재하면 효과적이라는 것도 증명되었다. 또한, CuCr 접촉 전극 재료에 의해 접촉 전극 재료를 제조한 예들을 주로 설명하였다. 그렇지만 본 발명은 실시예에서 설명한 바와 같이 다른 재료 시스템에 의해 제조된 접촉 전극에도 효과적이라는 것도 증명되었다. 이러한 사실에 근거한 본 발명의 접촉 전극은 내전압 특성을 유지하면서 진공 회로 차단기의 차단 성능을 향상시키는데 매우 유익하다.
상기한 실시예들에서 사용된 아크 방지 성분들은 각각 1500℃이상의 용융 온도를 갖는다.
또한, 접촉 전극의 아크 방지 성분의 양에 있어서는 5-75 체적%의 아크 방지 성분을 포함하는 접촉 전극에 본 발명을 적용할 수 있다.
본 발명을 사용할 때, 접촉 전극 표면의 구성 성분량 기울기를 최적화함으로서 우수한 내전압 특성을 유지하면서 대전류 차단 특성을 개선시킬 수 있는 진공 차단기용 접촉 전극이 제공될 수 있다.
이상의 개시 내용에 비추어 볼 때 본 발명의 여러가지 수정 및 변경이 가능하다는 것은 분명하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위내에서 상세한 설명에 기술된 것과는 달리 본 발명을 실시할 수도 있다는 것을 알아야 한다.
Claims (12)
- 구리 및 은으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 된 도전성 성분(conductive component); 및 용융 온도가 1500℃이상인 아크 방지 성분(arc-proof component)으로 구성하되, 상기 접촉 전극의 표면상에서의 상기 접촉 전극의 구성 성분량의 기울기 A/X [여기서, X1을 상기 접촉 전극의 상기 표면상의 임의의 반경 R1의 라인 상의 한 점이라 하고, X2를 상기 접촉 전극의 상기 표면상의 상기 임의의 반경 R1의 라인 상의 다른 한 점이라 할 때, 상기 X는 mm 단위로 측정한 상기 한 점 X1과 상기 다른 한 점 X2 사이의 간격(여기서, X=X2-X1 이고, X2＞X1≥0임)을 나타내고, A1을 상기 접촉 전극내의 상기 한 점 X1에서 체적% 단위로 측정된 상기 구성 성분의 양으로 하고, A2를 상기 접촉 전극내의 상기 다른 한 점 X2에서 체적% 단위로 측정된 상기 구성 성분의 양이라 할 때, 상기 A는 체적% 단위로 측정된 상기 구성 성분의 상기 양 A1과 A2 사이의 차를 나타냄(여기서, A=A2-A1임)]가 0.2-12체적%/mm(volumn %/mm)인 것을 특징으로 하는 진공 차단기용 접촉 전극.
- 제1항에 있어서, 상기 구성 성분은 상기 도전성 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기용 접촉 전극.
- 제1항에 있어서, 상기 구성 성분은 상기 아크 방지 성분을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 차단기용 접촉 전극.
- 제1항에 있어서, 상기 아크 방지 성분의 양은 상기 접촉 전극에서 체적% 단위로 5% 내지 75% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 차단기용 접촉 전극.
- 제1항에 있어서, 상기 아크 방지 성분은 티타늄, 지르코늄, 바나듐, 니오브, 탄탈, 크롬, 몰리브덴 및 텅스텐으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 한 성분인 것을 특징으로 하는 차단기용 접촉 전극.
- 제1항에 있어서, 상기 아크 방지 성분은 티타늄, 지르코늄, 바나듐, 니오브, 탄탈, 크롬, 몰리브덴 및 텅스텐의 탄화물 및 붕화물으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 한 성분인 것을 특징으로 하는 차단기용 접촉 전극.
- 제1항에 있어서, 코발트, 니켈 및 철로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 한 성분으로 된 보조 성분을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 차단기용 접촉 전극.
- 제1항에 있어서, 비스무트, 텔루륨, 납 및 안티몬으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 한 성분으로 된 보조 성분을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 차단기용 접촉 전극.
- 제1항에 있어서, 상기 기울기 A/X가 0.2 체적%/mm 이하인 제1구역과 상기 기울기 A/X가 0.2-12 체적%/mm인 제2구역이 상기 접촉 전극의 상기 표면상의 상기 반경 R1의 상기 라인을 따라 공존하고 있는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 접촉 전극.
- 제1항에 있어서, 상기 기울기 A/X 가 0.2 체적%/mm 이하인 제1구역, 상기 기울기 A/X가 0.2-12 체적%/mm인 제2구역 및 상기 기울기 A/X가 12 체적%/mm이상인 제3구역이 이 순서대로 상기 접촉 전극의 중심으로부터 주변으로의 방향으로 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 접촉 전극.
- 제1항에 있어서, 상기 기울기 A/X 가 0.2 체적%/mm 이하인 제1구역이 상기 접촉 전극의 직경의 중심과 상기 한 점 X1과의 사이에서 상기 접촉 전극의 상기 표면상의 상기 반경 R1의 상기 라인을 따라 존재하고, 상기 제1구역과 상기 기울기 A/X가 0.2-12 체적%/mm인 제2구역이 상기 한 점 X1과 상기 접촉 전극의 주변과의 사이에서 상기 접촉 전극의 상기 표면상의 상기 반경 R1의 상기 라인을 따라 공존하는 것을 특징으로 하는 진공차단기용 접촉 전극.
- 구리 및 은으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나로 된 제1의 전도성 성분으로 구성된 기판; 및 상기 기판 상에 탑재된 얇은 접촉 전극(thin contact elctrode)으로 구성하되, 상기 얇은 접촉 전극은 구리 및 은으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 된 제2의 도전성 성분, 및 용융 온도가 1500℃이상인 아크 방지 성분으로 구성하며, 상기 얇은 접촉 전극의 표면상에서의 상기 제2의 도전성 성분과 상기 아크 방지 성분 중 하나로 구성된 상기 얇은 접촉 전극의 구성 성분량의 기울기 A/X [여기서, X1을 상기 얇은 접촉 전극의 상기 표면상의 임의의 반경 R1의 라인 상의 한 점이라 하고, X2를 상기 얇은 접촉 전극의 상기 표면상의 상기 반경 R1의 라인 상의 다른 한 점이라 할 때, 상기 X는 mm 단위로 측정한 상기 한 점 X1과 상기 다른 한 점 X2 사이의 간격(여기서, X=X2-X1 이고, X2＞X1≥0임)을 나타내고, A1을 상기 얇은 접촉 전극내의 상기 한 점 X1에서 체적% 단위로 측정된 상기 구성 성분의 양으로 하고, A2를 상기 얇은 접촉 전극내의 상기 다른 한 점 X2에서 체적% 단위로 측정된 상기 구성 성분의 양이라 할 때, 상기 A는 체적% 단위로 측정된 상기 구성 성분의 상기 양 A1과 A2 사이의 차를 나타냄(여기서, A=A2-A1임)]가 0.2-12 체적%/mm(Volumn %/mm)인 것을 특징으로 하는 진공차단기용 접촉 전극.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7051102A JPH08249991A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 真空バルブ用接点電極 |
| JP95-051102 | 1995-03-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR960035691A KR960035691A (ko) | 1996-10-24 |
| KR0185509B1 true KR0185509B1 (ko) | 1999-05-15 |
Family
ID=12877456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019960006369A KR0185509B1 (ko) | 1995-03-10 | 1996-03-11 | 진공 차단기용 접촉 전극 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5726407A (ko) |
| EP (1) | EP0731478A3 (ko) |
| JP (1) | JPH08249991A (ko) |
| KR (1) | KR0185509B1 (ko) |
| CN (1) | CN1065068C (ko) |
| TW (1) | TW366507B (ko) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3176308B2 (ja) * | 1997-03-07 | 2001-06-18 | 芝府エンジニアリング株式会社 | 真空バルブ |
| JP4404980B2 (ja) * | 1999-02-02 | 2010-01-27 | 芝府エンジニアリング株式会社 | 真空バルブ |
| KR100400356B1 (ko) * | 2000-12-06 | 2003-10-04 | 한국과학기술연구원 | 진공개폐기용 구리-크롬계 접점 소재의 조직 제어 방법 |
| CN100428386C (zh) * | 2005-01-31 | 2008-10-22 | 北京京东方真空电器有限责任公司 | 耐弧件结构及真空开关触头 |
| CN100375210C (zh) * | 2005-01-31 | 2008-03-12 | 北京京东方真空电器有限责任公司 | 耐弧件结构及真空开关触头 |
| US10573472B2 (en) * | 2013-06-20 | 2020-02-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for producing contact elements for electrical switching contacts |
| US10256054B2 (en) | 2013-06-20 | 2019-04-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for producing contact elements for electrical switch contacts |
| US9455104B1 (en) * | 2015-04-13 | 2016-09-27 | Eaton Corporation | Vacuum interrupter, retaining clip therefor and associated method |
| JP6090388B2 (ja) * | 2015-08-11 | 2017-03-08 | 株式会社明電舎 | 電極材料及び電極材料の製造方法 |
| CN110852028A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-02-28 | 重庆邮电大学 | 计及参数正态分布的真空断路器电磁暂态模型获取方法 |
| DE102021210839A1 (de) | 2021-09-28 | 2023-03-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Herstellungsverfahren für einen Kontaktkörper einer Vakuumschaltröhre, Kontaktkörper für eine Vakuumschaltröhre und Vakuumschaltröhre mit einem solchen Kontaktkörper |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3551622A (en) * | 1963-03-22 | 1970-12-29 | Hitachi Ltd | Alloy materials for electrodes of vacuum circuit breakers |
| DE2014638A1 (de) * | 1970-03-26 | 1971-10-14 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines Zweischichten Kontaktstuckes |
| US3634736A (en) * | 1970-09-14 | 1972-01-11 | Standard Oil Co Ohio | Electrolytic capacitor employing paste electrodes |
| GB1517702A (en) * | 1974-09-19 | 1978-07-12 | Fujitsu Ltd | Electrical contact |
| JPS59163726A (ja) * | 1983-03-04 | 1984-09-14 | 株式会社日立製作所 | 真空しや断器 |
| JPH0760623B2 (ja) * | 1986-01-21 | 1995-06-28 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点合金 |
| JPH0777101B2 (ja) * | 1987-04-24 | 1995-08-16 | 株式会社東芝 | 真空開閉器用接点 |
| JP2653486B2 (ja) * | 1988-08-19 | 1997-09-17 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点材料 |
| JP2768721B2 (ja) * | 1989-03-01 | 1998-06-25 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点材料 |
| JP2778826B2 (ja) * | 1990-11-28 | 1998-07-23 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点材料 |
| JP3101329B2 (ja) * | 1991-01-10 | 2000-10-23 | 株式会社東芝 | 真空バルブ |
| JP2766441B2 (ja) * | 1993-02-02 | 1998-06-18 | 株式会社東芝 | 真空バルブ用接点材料 |
| JP2874522B2 (ja) * | 1993-07-14 | 1999-03-24 | 株式会社日立製作所 | 真空遮断器及びそれに用いる真空バルブと真空バルブ用電極並びにその製造法 |
-
1995
- 1995-03-10 JP JP7051102A patent/JPH08249991A/ja active Pending
-
1996
- 1996-03-06 EP EP96301525A patent/EP0731478A3/en not_active Withdrawn
- 1996-03-07 US US08/611,000 patent/US5726407A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-03-08 TW TW085102856A patent/TW366507B/zh active
- 1996-03-11 CN CN961030798A patent/CN1065068C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1996-03-11 KR KR1019960006369A patent/KR0185509B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5726407A (en) | 1998-03-10 |
| JPH08249991A (ja) | 1996-09-27 |
| TW366507B (en) | 1999-08-11 |
| KR960035691A (ko) | 1996-10-24 |
| CN1065068C (zh) | 2001-04-25 |
| EP0731478A3 (en) | 1999-12-01 |
| CN1135088A (zh) | 1996-11-06 |
| EP0731478A2 (en) | 1996-09-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Slade | Advances in material development for high power, vacuum interrupter contacts | |
| EP0488083B1 (en) | Contact material for a vacuum interrupter | |
| CA1327131C (en) | Electrical contacts for vacuum interrupter devices | |
| EP0083245B1 (en) | A sintered contact material for a vacuum circuit breaker | |
| KR0185509B1 (ko) | 진공 차단기용 접촉 전극 | |
| EP0385380B1 (en) | Contact forming material for a vacuum interrupter | |
| US20100270267A1 (en) | Electrode contact member of vacuum circuit breakers and a method of manufacturing the same | |
| EP3555898B1 (en) | Improved electrical contact alloy for vacuum contactors | |
| US5149362A (en) | Contact forming material for a vacuum interrupter | |
| US7662208B2 (en) | Electrical contacts for vacuum circuit breakers and methods of manufacturing the same | |
| EP0924729B1 (en) | Electrode arrangement of vacuum circuit breaker with magnetic member for longitudinal magnetization | |
| KR0170052B1 (ko) | 진공밸브 접점재료 및 그의 제조방법 | |
| US4424429A (en) | Contactor for vacuum type circuit interrupter | |
| KR100199429B1 (ko) | 진공 차단기용 접점 재료 및 그 제조방법 | |
| US3783212A (en) | Contacts for use in vacuum switch arrangements | |
| EP0178796B1 (en) | Manufacture of vacuum interrupter contacts | |
| JP2889344B2 (ja) | 真空バルブ用接点 | |
| JP2911594B2 (ja) | 真空バルブ | |
| KR0171607B1 (ko) | 진공회로 차단기용 전극 및 진공회로 차단기 | |
| JP4357131B2 (ja) | 真空遮断器 | |
| JPH09312120A (ja) | 真空バルブ用接点材料 | |
| JPH0982185A (ja) | 真空バルブ | |
| JPS5991617A (ja) | 真空しや断器用接点 | |
| JPS59215621A (ja) | 真空しや断器用接点 | |
| JPS6336089B2 (ko) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |