KR20020079331A - 전기 접점 부재 및 그 생산 방법 - Google Patents

전기 접점 부재 및 그 생산 방법 Download PDF

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KR20020079331A KR1020010056661A KR20010056661A KR20020079331A KR 20020079331 A KR20020079331 A KR 20020079331A KR 1020010056661 A KR1020010056661 A KR 1020010056661A KR 20010056661 A KR20010056661 A KR 20010056661A KR 20020079331 A KR20020079331 A KR 20020079331A
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Abstract

본 발명의 목적은 높은 절연 내력, 내용착성 및 우수한 전류 차단 용량을 특징으로 하는 전기 접점 부재 및 낮은 생산비로 높은 생산성을 갖는 상기 전기 접점 부재를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명이 평판형 내화 금속 분말이 고전도성 금속을 포함하는 매트릭스에 분산된 조직을 특징으로 하며, 편평한 면이 한 방향으로 배향되고 내화 금속 분말의 편평한 면에 평행한 면이 접점면으로서 사용되는 것을 또한 특징으로 하는 전기 접점 부재를 제공함으로써 달성될 수 있다.

Description

전기 접점 부재 및 그 생산 방법{ELECTRIC CONTACT MEMBER AND PRODUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 진공 회로 차단기, 진공 스위치등에서 사용되는 신규 전기 접점부재, 그 제조 방법 및 그것에 의해 만들어진 진공 밸브 및 진공 회로 차단기에 관한 것이다.
진공 회로 차단기등에 설치된 진공 밸브 내의 전극은 고정측과 가동측에 한 쌍의 전극을 포함한다. 고정측과 가동측의 전극은 전기 접점 및 그것에 연결된 전극 로드로 이루어져 있고 전기 접점의 배면은 흔히 스테인리스 강판에 의해 강화된다.
Cr-Cu 복합 금속은 종종 많은 전류나 높은 전압을 차단하기 위한 전기 접점 부재를 제조하는데 사용된다.
전기 접점은 전기 접점 재료를 소정 형태로 기계 가공함으로써 제조되며, 상기 전기 접점 재료는 다양한 성분의 금속 분말 또는 그것의 혼합물을 소정 조성으로 (예를 들어, 디스크 형태의)간단한 구조에서 성형가공하는 제1단계 및 그것을 소결하는 제2단계로 이루어지는 소위 분말야금법으로 제조된다. 전기 접점에는 발생된 아크에 구동력을 공급하는 세 개 이상의 슬롯이 제공되어서 아크가 하나의 특정 지점에 채류하지 않고 전극의 주위를 움직이도록 하고, 이들 슬롯은 베인형으로 분리된 형상으로 구성되어 있다. 전기 접점의 중심부에서 발생된 아크가 정체되지 않도록 전기 접점의 중심부에는 오목면이 제공된다.
상술된 전기 접점은 높은 전압과 전류를 턴온 또는 턴오프하는데 이용되기 때문에 아크에 직접적으로 노출된다. 전기 접점은 높은 차단 용량, 높은 절연 내력(dielectric strength) 및 높은 내용착성(welding resistance)을 제공하도록 요구된다. 이들 요건을 모두 만족시키기는 어렵다. 시장에서 판매되는 제품에서는,일반적으로 용도에 따라 어느 정도 다른 특징의 희생이 있더라도 특히 중요한 특징을 중요하게 감안한다는 점이다.
예를 들어, Cr-Cu 복합 금속의 큰 차단 용량을 확보하기 위해서 큰 전도율이 필수적이다. 이 요건은 조성에서 Cu의 양을 증가시킴으로써 만족될 수 있다. 하지만, 이것은 절연 내력을 증가시키는 Cr 양의 감소와 연루되어 절연 강도 및 내용착성 모두가 감소되는 결과를 갖는다.
배전 사업에서 전압의 고전압화가 진행되면서, 높은 전류 차단 용량과 절연 내력 및 내용착성이 양립할 수 있는 진공 회로 차단기 또는 진공 스위치가 요구되어 왔다. 예를 들어, Cr-Cu 합금이 전기 접점을 제조하기 위해 사용될 때, 절연 내력 및 내용착성은 Cr의 양을 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 하지만, 종래기술에서는 Cr 양의 증가는 전도율 및 차단 능력을 감소시켜, 높은 전류 차단 용량과 절연 내력 및 내용착성이 양립하는 것을 어렵게 한다.
특개평 제235825/2000호에는 평판형 내화 금속 분말을 이용한 전극 부재가 개시되어 있다. 이것은 고전도성 금속 및 내화 금속의 합금을 접지면에 분무 코팅함으로써 제작된다. 하지만, 분무 코팅법은 분무 코팅 가스와 대기가 포함 되므로, 생성된 분무 코팅막은 많은 양의 가스를 함유하게 된다. 가스는 전류 차단시 아크에 의해 가열되어 방출되고, 아크는 이 가스로 인해 지속되어, 전류 차단이 불가능하게 될 가능성이 있다. 또한, 분무된 막의 내화 금속 분말의 크기 및 형태는 제어하기 어렵고, 고르지 못한 경향이 있어서, 차단 성능이 불안정한 결과를 가져온다. 게다가, 분무된 막을 형성하는 것은 많은 시간을 요해서, 생산성 및 비용과 관련한문제점이 증가한다.
본 발명의 목적은 고도의 절연 내력 및 내용착성 뿐만 아니라 우수한 전류 차단 용량을 특징으로 하는 전기 접점 부재 및 낮은 생산 비용으로 높은 생산성을 낳는 상기 전기 접점 부재를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기 접점 부재의 조직의 예를 나타내는 사진,
도 2는 본 발명의 제4실시예에 따른 전극의 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 제5실시예에 따른 진공 밸브의 구조를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 제7실시예에 따른 제조 방법 및 제조 장치를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제8실시예에 따른 진공 밸브의 차단 전압/전류 실효값과 진공 밸브 외경 사이의 관계를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 제8실시예에 따른 진공 밸브의 전기 접점 지름 및 차단 전압/전류 실효값 사이의 관계를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 제8실시예에 따른 진공 밸브의 진공 컨테이너의 외경 및 진기 접점의 지름 사이의 관계를 도시한 도면이다.
상기 목적을 달성하기 위한 노력으로, 본 출원의 발명자는 전류 차단이 수행되는 접점면의 많은 면적을 절연 내력 성분이 점유할 수 있게 하는 재료의 조직을 개발해 왔다. 주로, Cr-Cu 전기 접점의 경우에는, Cr 입자는 평판형으로 이루어지고 Cr 입자의 편평한 면은 Cu 매트릭스의 접점면에 평행이 되도록 존재한다. 이러한 구조는 Cr 양이 감소하고 높은 전도율이 유지되는 한편 많은 Cr 입자들이 접점면에 노출되게 하여 높은 절연 내력이 확보될 수 있다. 또한, Cr 입자 및 Cu 매트릭스 사이의 약한 화학 결합으로 인해 상기 편평한 면에 수직한 방향의 Cr 입자의 강도는 감소되며 내용착성은 증가 된다.
다음은 본 발명의 상세한 설명을 개시하고 있다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재는 평판형 내화 금속 분말이 고전도성 금속을 포함하는 매트릭스 내에 분산되는 조직을 가진다. 상기 전기 접점 부재는 내화 금속 분말의 편평한 면이 한 방향을 향하고 내화 금속 분말의 편평한 면과 평행한 면이 접점면으로서 사용되는 것을 또한 특징으로 한다.
본 발명에 따른 평판형 내화 금속 분말은, 그것의 편평한 면의 최대 길이를그것에 수직한 면의 최소 치수로 나눈 것이 3 에서 30 까지의 영역내에 존재한다는 점을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재는 평판형 내화 금속 분말의 90 wt% 이상이 접점면에 대해 + 40 에서 - 40도 까지의 범위 이내에서 배향된 편평한 면을 가지며, 75 wt% 이상이 접점면에 대해 + 20 에서 -20도 까지의 범위 이내에서 배향된 편평한 면을 갖는다.
본 발명에 따른 상기 내화 금속 분말은 Cr, W, Mo, Ta, Nb, Be, Hf, Ir, Pt, Zr, Ti, Te, Si, Rh 및 Ru중의 하나, 그들중 두 가지 이상을 포함한 혼합물 또는 그것에 의한 화합물을 포함하며, 고전도성 금속은 Cu, Ag, Au 또는 주로 그들로 구성된 합금을 포함한다.
상기 내화 금속 분말은 50 내지 2000 ppm의 산소, 50 내지 3000 ppm의 알루미늄 및 100 내지 2500 ppm의 실리콘을 함유한다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재는 상기 내화 금속 분말을 15 내지 40 wt% 그리고 전도성 금속을 60 내지 85 wt% 포함한다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재는 상기 내화 금속 분말에 의하여 점유되는 면적 비율이 접점면에서 30 내지 50 % 이고 접점면에 대해 수직인 면에서 14 내지 25 % 인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재는 2500 ppm 이하의 산소를 함유하고, 여기서 접점면에 대해 수직인 방향의 인장 강도는 150 Mpa 이하이며 비저항(specific resistance)은 5.5 μΩ·cm 이하이다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재를 제조하는 방법은,
상기 내화 금속 분말 및 고전도성 금속 분말로 이루어진 혼합 분말이 120 내지 500 Mpa의 압력에서 가압 성형(pressure-molded)되어 성형품을 생산하고,
상기 고전도성 금속 분말의 용융점 이하에 있어서 진공하에서 또는 불활성 분위기에서 상기 성형품이 소결되며,
접점면은 성형 과정에서 가압면에 대해 평행하게 생성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재를 제조하는 방법은, 얻어진 전기 접점 부재가 성형 과정의 방향과 동일한 방향으로 400 Mpa 이상의 압력으로 가압되어 치밀해지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재를 제조하는 방법은,
연속적인 판형 또는 봉형 성형품은 내화 금속 분말 및 고전도성 금속 분말로 이루어진 혼합 분말을 압출 및 압축 성형함으로써 생산되고,
고전도성 금속 분말의 용융점 이하에서 진공하에서 또는 불활성 분위기에서 상기 성형품이 연속해서 소결되며,
압출 방향과 평행한 면이 접점면으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재를 제조하는 방법은,
얻어진 전기 접점 부재가 다시 압연되고, 상기 접점면은 압연된 면과 평행으로 생성되며,
여기서, 상온에서 또는 고전도성 금속의 용융점 이하에서 상기 압연이 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재를 제조하는 방법은, 압출 방향과 수직하게 펀칭함으로써 소정 형태가 얻어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재를 제조하는 방법은, 고전도성 금속 분말의 입자 크기가 80 ㎛ 를 초과하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재는, 진공 밸브의 한 쌍의 고정측 및 가동측 전극을 구성하는 부재로 사용되며, 상기 진공 밸브는 진공 회로 차단기 및 진공 스위치 등으로 사용된다.
본 발명에 따른 진공 밸브는, 정격 전압(kv)과 차단 전류 실효값(kA)을 곱한값(y)이 진공 컨테이너의 외경(x)(mm)에 의거하여 다음식(1)에 의하여 얻어진 값 이하이고 다음식(2)에 의하여 얻어진 값 이상의 범위내에 속하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 접점은, 지름(y)(mm)이 정격 전압(kV)과 차단 전류 실효값(kA)을 곱한값(x)(kVA ×103)에 의거하여 다음식(3)에 의하여 얻은 값 이하이고 다음식(4)에 의하여 얻은 값 이상의 범위내에 속하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 진공 밸브는, 진공 컨테이너의 지름(y)(mm)이 전기 접점의 지름(x)(mm)에 의거하여 다음식(5)에 의하여 얻어진 값 이하이고 다음식(6)에 의하여 얻어진 값 이상까지의 범위 내에 속하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재의 조직은 평판형 내화 금속 분말이 고전도성 금속을 포함하는 매트릭스 내에 분산되며, 내화 금속 분말의 편평한 면은 한 방향으로 배향되는 것을 특징으로 한다. 이러한 전기 접점 부재가 전극으로 사용될 경우, 내화 금속 분말의 편평한 면과 평행한 표면이 접점면으로 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 구조는, 높은 절연 내력이 확보될 수 있도록 내화 금속 분말의 함유량을 증가시키지 않고도 고전도성을 유지하는 동시에 다량의 내화 금속 분말이 접점면에 노출 되도록 한다. 또한, 내화 금속 분말 및 고전도성 금속 매트릭스 사이의 약한 화학 결합으로 인해 접점면에 수직한 방향의 강도는 작다. 이것은 전극이 아크 가열에 의하여 용접될 때 접점을 분리하고 벌어지기 쉽게 하여 내용착성이 향상되는 결과를 가져온다.
상기 평판형 내화 금속 분말은 편평한 면의 최대 길이를 그것에 수직한 표면의 최소 치수로 나눈값이 3 내지 30 이내에 존재하는 특징을 갖는 것이 바람직하다. 이는 전기 접점 부재내에 함유된 내화 금속 분말의 90 wt% 이상이 접점면에 대해 + 40 내지 - 40도의 영역내에 배향된 편평한 면을 가지며 75 wt% 이상이 접점면에 대해 + 20 내지 - 20도의 영역내에 배향된 편평한 면을 가진다면 대전류 차단 용량과 절연 내력 및 내용착성의 양립을 가능케 한다.
전기 접점 부재를 구성하는 내화 금속 분말은 Cr, W, Mo, Ta, Nb, Be, Hf, Ir, Pt, Zr, Ti, Te, Si, Rh 및 Ru중의 하나, 그들중 두 개 이상을 포함한 혼합물 또는 그것에 의한 화합물을 포함하며, 고전도성 금속은 Cu, Ag, Au 또는 주로 그들로 구성된 합금을 포함한다. 내화 금속 분말과 고전도성 금속 사이의 혼합비가 15 내지 40 wt%의 내화 금속 분말과 60 내지 85 wt%의 고전도성 금속을 함유할 경우, 우수한 전류 차단 용량, 높은 절연 내력 및 안정한 재료 조직을 특징으로 하는 전기 접점 부재가 제공될 수 있다.
내화 금속 분말은 50 내지 2000 ppm의 산소, 50 내지 3000 ppm의 알루미늄 및 100 내지 2500 ppm의 실리콘을 함유하는 것이 바람직하다. 차단시 이것은 우수한 아크 소화 효과를 제공하고, 이로 인해 차단 성능이 향상된다. 알루미늄 및 실리콘은 매번 산화물을 발생시킬 수 있고, 우수한 내용착성 및 절연 내력은 높은 용융점을 갖는 경질이면서 미세한 알루미늄 및 실리콘 산화물의 균일한 분포에 의하여 확보된다.
알루미늄 및 실리콘의 양이 상기한 것보다 작으면, 알루미늄 및 실리콘의 생성량이 더 작아져서, 성능 개선 효과가 작아진다. 그 양이 더 많을 경우에는, 차단시 아크 가열에 의해 산화물이 분해될 때 다량의 가스가 발생하며, 이로 인해 절연 내력 및 차단 성능이 나빠진다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재에서는, 상기 내화 금속 분말에 의해 점유된 면적 비율은 접점면에서는 30 내지 50%이고 접점면에 수직한 면에서는 14 내지 25%인 것이 바람직하다. 이것은 고전도성을 유지하는 동시에, 높은 절연 내력 및 내용착성을 제공한다.
전기 접점 부재에 함유된 산소가 2500 ppm 이하로 유지될 때, 전류 차단시 가스 배출이 감소되며, 가스에 의하여 유지되는 아크 발생으로 인해 전류를 차단하지 못할 가능성을 예방한다.
접점면에 수직한 방향의 인장 강도는 150 MPa 이하이며, 접점면에 평행한 방향의 인장 강도는 150 MPa 이상일 때, 전류 차단시 전극이 아크 가열에 의하여 용접될 때, 접점을 분리하여 벌어지게 하는 것이 더욱 용이해 져서 내용착성이 향상되는 결과를 가져온다.
전기 접점 부재의 비저항은 5.5 μΩ·cm 이하인 것이 바람직하다. 전기적 특성은 고전도성 금속의 함유량에 의존하기 때문에 이방성(anisotropy)은 없다. 이 비저항은 우수한 차단 성능을 확보해 준다.
전기 접점 부재의 생산에서는, 성형품을 생산하기 위해서 내화 금속 분말 및고전도성 금속 분말로 이루어진 혼합 분말이 120 내지 500 MPa의 압력에서 가압 성형되고, 상기 성형품은 고전도성 금속 분말의 용융점 이하에서 진공하에서 또는 불활성 분위기에서 소결되는 것이 바람직하다. 성형 압력이 120 MPa 보다 작다면, 성형 밀도는 더욱 낮아지고 성형품은 쉽게 손상받을 것이다. 성형압이 500 MPa 보다 크다면, 금형의 사용 수명 및 생산성이 감소된다. 성형품이 진공하에서 또는 불활성 분위기에서 소결될 때, 안정적인 소결 구조 및 적정한 가스 함유량이 확보된다. 평판형 내화 금속 분말은 성형 과정에서 가압면에 대해 평행하게 배향되려는 경향이 있으며, 가압면에 대해 평행한 면이 상기 편평한 면으로 사용되는 것이 바람직하다. 이는 본 발명에서 의도된 특성을 확보해 준다.
또한, 생산된 전기 접점 부재는 성형 과정과 동일항 방향으로 400 MPa 이상의 압력을 가함으로써 치밀하게 제조된다. 이것은 전극 성능의 안정성에 기여하며, 또한 평판형 내화 금속 분말의 배향성을 강화해서 본 발명에서 의도된 특성이 개선되는 결과를 가져온다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재의 생산에서는, 연속적인 판형 또는 봉형 성형품은 내화 금속 분말 및 고전도성 금속 분말로 이루어진 혼합 분말을 압출 및 압축 성형함으로써 생산되고, 고전도성 금속 분말의 용융점 이하에서 진공하에서 또는 불활성 분위기에서 상기 성형품이 연속해서 소결된다. 이 방법은 전기 접점 부재가 낮은 생산비로 높은 생산성을 가지고 생산될 수 있게 한다. 평판형 내화 금속 부재는 압출 방향과 평행하게 배향되려는 경향이 있기 때문에, 압출 방향과 평행한 면이 접점면으로 사용되는 것이 바람직하다. 이것은 본 발명에서 의도된 특성을 확보해 준다.
전기 접점 부재는 다시 연속적으로 압연함으로써, 더욱 치밀해 져서 전극 성능이 보다 안정해지는 결과를 가져온다. 이러한 압연 작업은 상온에서 수행될 수 있다. 크랙 및 재료의 다른 결함은 고전도성 금속의 용융점 이하에서 온간 압연(warm rolling) 작업을 수행함으로써 예방될 수 있다. 압연에 의하여 평판형 내화 금속 분말의 배향성이 강화되어 본 발명에서 의도된 특성이 개선되는 결과를 가져온다.
생산된 전기 접점 부재를 압출 방향에 대해 수직으로 펀칭함으로써 단시간 내에 소정 형태의 전극이 효과적으로 얻어질 수 있다. 상기 전기 접점 부재의 재료와 같이 고전도성 금속 분말의 입자 크기는 80 ㎛ 이하가 바람직하다. 고전도성 금속 분말의 입자 크기가 더 커진다면, 혼합 분말의 형성 과정에서 내화 금속 분말을 배향하하기가 어려워 본 발명에 따른 특성을 달성하기 힘들 것이다.
본 발명에 따른 진공 밸브에서는, 정격 전압(kv)과 차단 전류 실효값(kA)을 곱한값(y)이 진공 컨테이너의 외경(x)(mm)에 의거하여 다음식(1)에 의하여 얻어진 값 이하이고 다음식(2)에 의하여 얻어진 값 이상의 범위내에 속하는 것이 바람직하다.
(수학식 1)
(수학식 2)
본 발명에 따른 전기 접점에서는, 지름(y)(mm)이 정격 전압(kV)과 차단 전류 실효값(kA)을 곱한값(x)(kVA ×103)에 의거하여 다음식(3)에 의하여 얻은 값 이하이고 다음식(4)에 의하여 얻은 값 이상의 범위내에 속하는 것이 바람직하다.
(수학식 3)
(수학식 4)
본 발명에 따른 진공 밸브에서는, 진공 컨테이너의 지름(y)(mm)이 전기 접점의 지름(x)(mm)에 의거하여 다음식(5)에 의하여 얻어진 값 이하이고 다음식(6)에 의하여 얻어진 값 이상까지의 범위 내에 속하는 것이 바람직하다.
(수학식 5)
(수학식 6)
본 발명에 따른 전기 접점 부재는 평판형 내화 금속 분말이 고전도성 금속을 포함하는 매트릭스 내의 접점면에 평행하게 배향되는 조직을 가진다. 이것은 내화금속 분말이 점유하는 면적을 증가시키며, 차단 성능을 감소시키지 않고 절연 내력 및 내용착성을 높인다.
본 발명에 따른 제조 방법은 상기 재료 조직을 갖는 전기 접점 부재를 효과적으로 대량 생산 하여 생산비를 절감하게 한다.
다음은 실시예와 관련하여 본 발명을 구체적으로 기술하고 있다.
제1실시예
본 발명의 제1실시예에 따르면, 본 발명자는 내화 금속으로서 Cr, 고전도성 금속으로서 Cu를 사용하여 25Cr - 75Cu의 조성을 갖는 전기 접점 부재를 생산해 왔다. 다음은 상기 전기 접점 부재의 생산 방법에 대해 기술하고 있다.
본 발명자들은 소정 크기의 틈새에 미리 설정된 롤러로 압착하여 내화 금속인 Cr 분말을 평평하게 함으로써 편평한 Cr 분말을 생산하였고, 여기서, 이후에 "종횡비"라 언급되는, 편평한 면의 최대 길이를 거기에 수직한 면의 최소 치수로 나눈값은 3, 10, 30 및 40이었다(예 참조). 다른 참고예를 위하여, 가공되지 않은 재료로서의 Cr 분말은 종횡비 1이 사용되었다. 1100 ppm의 산소, 800 ppm의 알루미늄 및 440 ppm의 실리콘을 함유한 Cr 분말을 사용했다.
입자 크기가 80㎛ 이하 및 80㎛ 이상을 갖는 Cu 분말이 고전도성 금속으로서 사용되었다. 표 1에서 보여지는 전기 접점 부재의 열가지 형태는 상기 편평한 Cr 분말 및 Cu 분말의 조합에 의하여 생성되었다.
편평한 Cr 분말 및 Cu 분말은 V형 혼합기에서 중량 퍼센트 25 와 75의 비율로 혼합되었다. 그다음 60mm의 지름을 갖는 금형에 상기 혼합 분말이 채워진다. 가압 성형 하기 위해 유압 프레스에 의하여 원형의 면에 250 MPa의 압력이 가해진다. 성형품은 60 mm의 지름, 12 mm의 두께 및 73%의 상대밀도를 가졌다. 표 1에 제시된 전기 접점 부재를 제공하기 위해서 성형품은 6.7 ×10-3Pa 이하의 진공하에서 섭씨 1050도로 120분 동안 가열되었다. 소결 및 가열후에, 상대밀도는 모든 경우에 97 내지 98 퍼센트 였다.
도 1a 및 도 1b는 생산된 전기 접점 부재의 조직의 예를 보여주고 있다. (Cr 분말의 종횡비가 10이며 Cu 분말의 입자 크기는 80㎛ 이하인) 조직을 나타내는 사진이다. (이후에 "접점면"으로 언급되는)전기 접점 부재의 원형의 면 및 그것에 수직한 단면을 관찰하기 위해서 광학 현미경이 이용되었다.
도 1a는 접점면에 평행한 면의 조직을 보여주며, 도 1b는 접점면에 수직한 단면의 조직을 나타내고 있다. 도 1a에서 접점면의 Cr 입자의 편평한 면은 비교적 큰 면적을 점유하며, Cr 입자의 편평한 면은 도 1b의 접점면에 수직한 단면의 접점면에 거의 평행하게 배향되어 있다. 이것은 평판형 Cr 분말이 압력이 가해지는 방향에 수직하게 배향되려는 경향이 있으며, 본 발명에서 의도된 재료의 조직은 가압 표면과 평행한 접점면을 사용함으로써 획득될 수 있다는 사실이 확인 되었다.
열가지 종류의 전기 접점 부재의 접점면 및 그것에 수직한 단면을 관찰해서 접점면에 대해 ±40와 ±20도 범위내에서 배향된 Cr 입자의 비율을 알아내기 위하여 광학 현미경이 이용되었다. Cr 입자의 비율을 구하기 위하여, 각각의 각도 범위를 화상 처리에 의해 알아내고 포함된 Cr 모두에 대한 중량비를 구하기 위한 계산이 이루어 졌다.
표 1은 각각의 각도 범위내의 Cr의 비율을 보여주고 있다. Cu 입자 크기가 80 ㎛ 이하일 때, Cr 분말의 종횡비가 3 내지 40이라면 90 wt% 이상이 + 40 내지 - 40도의 범위내에 배향되고 75 wt% 이상이 + 20 내지 - 20도의 범위내에 배향된다는 것이 확인되었다.
이와는 대조적으로, Cu 입자 크기가 80 ㎛ 이상일 때, + 40 내지 - 40도 범위내의 Cr은 Cr의 종횡비가 40이더라도 90 wt%보다 작으며 + 20 내지 - 20도 범위내의 Cr은 75 wt% 보다 작다. 이러한 결과는 소정 방향으로 배향된 편평한 Cr 분말을 확보하기 위해서 Cu의 입자 크기는 80 ㎛ 이하인 것이 바람직하다는 것을 입증하고 있다.
전기 접점 부재의 접점면 및 그것에 수직한 단면에서 Cr에 의하여 점유된 면적(면적점유율)의 비율 또한 표 1에 제시되어 있다. Cu의 입자 지름이 80 ㎛ 이하일 때, Cr 분말의 종횡비가 3 내지 40이라면 면적점유율은 접점면에서 30% 이상이며, 그것에 수직한 단면에서 14 내지 25%이다. 하지만, Cr 분말의 종횡비가 40(시료 번호 E)일 때, 접점면에서의 Cr의 면적점유율은 50% 이상이다. 이것이 전극으로 이용될 경우, 상대쪽 전극과의 접촉 저항이 커져서, 통전성능이 저하될 것이다; 이것은 바람직하지 않다. 따라서, Cr 분말의 종횡비는 3 내지 30의 범위내에 있는것이 바람직하다.
내화 금속이 (Cr 이외의) W, Mo, Ta, Nb, Be, Hf, Ir, Pt, Zr, Ti, Te, Si, Rh 및 Ru중 하나, 그들 중 두가지 이상으로 이루어진 혼합물 또는 그들의 화합물로이루어지며 고전도성 금속은 Ag, Au 또는 그들중 주로 Cu 이외의 것들로 이루어진 합금인 경우에도 상기 경향이 또한 적용된다는 것이 확인되었다.
제2실시예
본 발명의 다른 실시예에서는, 내화 금속 분말로 Cr 및 고전도성 금속으로 Cu를 사용하고, Cr의 양을 10 내지 45 wt% 범위내에서 변화 시킨 다섯 종류의 전기 접점 부재가 제작되었다. Cr 분말의 종횡비는 15이었고 Cu의 입자 크기는 80㎛ 이하였다. 이들 전기 접점 부재는 제1실시예와 동일한 방법으로 제작되었다. 소결 및 가열후에, 이들 전기 접점 부재는 97 내지 98%의 상대 밀도를 나타냈다.
표 2는 제작된 전기 접점 부재의 조성, 접점면에 대해 ±40도 및 ±20도 내에서 배향된 Cr 입자의 비율 및 접점면과 그것에 수직한 단면의 Cr의 면적점유율을 나타내고 있다.
어떤 조성에서나, 90 wt% 이상의 Cr이 + 40 내지 - 40도의 범위내에서 배향되고, 74 wt% 이상이 + 20 내지 - 20도의 범위내에서 배향된다는 것이 확인되었다.하지만, 10Cr-Cu(시료 K)의 조성에서는 Cr의 면적점유율이 접점면에서는 30% 이하이고 그것에 수직한 면에서는 14% 이하이다. 이 경우에, 차단 성능과 높은 절연 내력 사이의 양립성을 확보하려는 본 발명의 목적이 달성될 수 없게 된다. 45 Cr-Cu(시료 O)의 조성에서는 전점면의 면적점유율이 50 %이며 통전성능 저하된다; 이것은 바람직하지 않다. 따라서, Cr의 중량 비율은 15 내지 40, Cu의 중량 비율은 60 내지 85가 적절하다는 것이 확인되었다.
내화 금속이 (Cr 이외의) W, Mo, Ta, Nb, Be, Hf, Ir, Pt, Zr, Ti, Te, Si, Rh 및 Ru중 하나, 그들중 두가지 이상을 포함하는 혼합물 또는 그들의 화합물로 이루어지며 고전도성 금속이 Ag, Au 또는 주로 그들중 Cu 이외의 것들로 이루어진 경우에 상술된 경향이 또한 적용된다는 것이 확인되었다.
제3실시예
제3실시예에서는, 제1 및 제2실시예에서 제작된 전기 접점 부재 중 시료번호 A 내지 D 및 L 내지 N에 관하여 접점면에 수직한 방향 및 평행한 방향의 인장 강도 및 비저항이 측정되었다.
표 3은 측정결과를 나타내고 있다.
Cr의 원료 분말을 이용한 시료 번호 A에 비하여, 모든 경우에 있어서 접점면에 수직한 방향의 인장 강도는 150 MPa 이하인 반면, 접점면에 평행한 방향의 인장 강도는 150 MPa 이상이었다. 접점면에 대해 수직한 방향의 강도는 작기 때문에, 상대쪽 전극과 용착될 때 박리 및 파괴가 발생하기 쉽고, 내용착성이 향상된다.
비저항에는 두드러진 이방성은 존재하지 않는다. 전기적 특성은 거의 조성에 의하여 지배되기 때문에 Cr 분말이 편평한 형상이라도 전도성에 방향성은 없으며, 이러한 사실은 차단 성능을 종래 조직의 차단 성능과 동일한 수준으로 유지할 수 있게 한다.
상기 설명으로부터 본 발명에 따른 전기 접점 부재는 접점면의 수직한 방향으로 박리하기가 더 용이하고, 전도성에 이방성은 존재하지 않는다는 것이 확인되었다.
제4실시예
본 발명의 제4실시예에서는, 제1 및 제2실시예에서 제작된 전기 접점 부재의 시료 번호 중 A 내지 E 및 K 내지 O를 이용하여 진공 밸브에 적용하기 위한 전극이 제작되었다.
도 2는 제작된 전극의 구조를 도시하고 있다. 도 2에서, 1은 전기 접점, 2는 아크에 구동력을 가하여 정체하지 않도록 하는 나선형 홈, 3은 스테인리스 스틸로 만들어진 보강판, 4는 전극봉이며 5는 경납재(brazing filler material)를 나타내고 있다. 다음은 전극을 제작하는 방법을 설명하고 있다. 제1 및 제2실시예에서 제작된 전기 접점 부재는 기계 가공에 의하여 소정 형상으로 가공되고, 이로 인해 전기 접점(1)을 얻는다. 전극봉(4)은 무산소 구리로 제작 되며 보강판(3)은 기계 가공에 의하여 SUS304로 미리 제작된다. 전기 접점(1) 및 보강판(3)의 중앙 구멍과 전극봉(4)의 볼록부는 경납재(5)에 의하여 서로 맞춰지며 경납재(5)는 전기 접점(1) 및 보강판 사이에도 개재된다. 이것은 도 8에 도시된 전극을 제작하기 위해서 8.2 ×10-4Pa 이하의 진공하에서 섭씨 980도로 8분 동안 가열되었다. 상기 전극은 7.2 kv의 정격 전압, 600A의 정격 전류 및 20kA의 정격 차단 전류용 진공 밸브에 이용된다.
제5실시예
본 발명자는 상기 실시예에서 제작된 전극을 탑재한 진공 밸브를 제작하였다. 진공 밸브는 7.2 kv의 정격 전압, 600A의 정격 전류 및 20kA의 정격 차단 전류를 갖도록 지정되어 있다. 도 3은 본 발명에 따른 진공 밸브의 구조를 도시하고 있다. 도 3에서, 1a 및 1b는 각각 고정측과 가동측 전기 접점을 나타내고 있다. 3a 및 3b는 보강판, 4a 및 4b는 고정측 및 가동측의 전극봉을 나타내며, 이들은 고정측 전극(6a) 및 가동측 전극(6b)을 구성한다. 차단시 금속 증기가 비산하는 것을 막기위해서 가동측 전극(6b)은 가동측 실드(shield)(8)에 의하여 가동측 홀더(12)에 접합된다. 그들은 고정측 끝판(9a), 가동측 끝판(9b) 및 절연 슬리브(13)에 의하여 높은 진공도에서 납땜 밀봉되어서 고정측 전극(6a)과 가동측 홀더(12)의 나사부를 통해 외부로 연결된다. 절연 슬리브(13)의 내면에는, 차단시 금속 증기가 비산하는 것을 막기 위해서 실드(7)가 제공된다. 슬라이딩부를 지지하기 위한 가이드(11)는 가동측 끝판(9b)과 가동측 홀더(12) 사이에 설치된다. 벨로우즈(10)가 가동측 실드(8)와 가동측 끝판(9b) 사이에 설치되어져 가동측 홀더(12)가 진공 밸브 내부를 진공 상태로 유지하면서 수직방향으로 이동되며, 이로 인해 고정측 전극(6a)과 가동측 전극(6b)이 개폐될 수 있다. 본 실시예에서, 고정측 전극(6a)과가동측 전극(6b)으로 제4실시예에서 제작된, 도 2에 도시된 것과 같은 구조를 갖는 전극을 사용하여 도 3에 도시된 진공 밸브를 제작했다. 이러한 방식으로, 도 3에 도시된 진공 밸브가 제작되었다.
제6실시예
표 4는 진공 밸브를 진공 회로 차단기에 내장하여 실시된 다양한 성능 시험의 결과를 도시하고 있으며, 상기 진공 밸브는 제5실시예에서 제작되었다.
표 4는 성능 비교를 나타내며, "1"은 Cr의 원료가 이용된 종래 기술의 재료로 구성된 조직을 갖는 시료(A)의 값을 나타낸다.
시료 A 내지 E는 Cr 분말의 종횡비가 변함에도 불구하고 차단 성능의 변화가 없다는 것은 보여주고 있다. 이것은 표 3에서 보여지듯이 비저항의 변화가 거의 없기 때문이다. 한편, 절연 내력은 종횡비와 더불어 증가된다. 이것은 도 1에 도시된 바와 같이 접점면에서 Cr의 면적점유율의 증가 때문이다. 또한, 용접 성능도 종횡비와 함께 증가된다. 이것은 Cr의 면적점유율이 크고, 표 3에 나타난 바와 같이 접점면에 수직한 방향의 인장 강도가 작아져서, 박리 및 해리(dissociation)가 일어나기 쉽기 때문이다. 하지만, Cr 분말의 종횡비가 40인 시료(E)는 접점면에서 Cr에 의하여 점유되는 면적이 커서, 전극 사이의 접촉 저항 및 통전 저항이 증가된다. 이것은 바람직 하지 않다. 따라서, Cr 분말의 종횡비가 3 내지 30의 범위내에 있을 때, 현 차단 성능이 유지되는 동안은 절연 내력 및 내용착성이 향상될 수 있다는 것이 입증되었다.
시료 K 내지 O 중에서, 시료 N은 종래 기술에 따른 조직을 갖는 시료 A 보다는 작은 0.9의 차단 성능을 갖지만, 20 kA의 정격 차단 전류용 진공 회로 차단기에 적용될 수 있다. 하지만, 시료 O는 충분하지 않은 차단 성능을 지녀서 20 kA의 정격 차단 전류용 진공 회로 차단기에는 공급될 수 없다. 또한, 절연 내력의 감소에 의하여 Cr의 양의 감소가 수반된다. 그에 따라 재발되는 아크로 인해 차단 성능이 열화된다. 따라서, 7.2 kA의 정격 차단 전류용 진공 회로 차단기에 시료 K를 적용하기는 어려웠다. 그러므로, Cr의 적정량은 15 내지 40 wt%이다.
제1 및 제2실시예에서 제작된 전기 접점 부재는 다시 금형에 넣어져서, 거기에 400, 600 및 800 MPa의 압력이 가해진다. 이러한 전기 접점 부재는 제4실시예와 동일한 방법에 따라 제작된 전극의 성능을 평가하는데 이용되었다. 상기 압력 중 어떤 압력 하에서나 전기 접점 부재는 98.5% 이상의 상대 밀도를 보였다. 그 때에상기 결과와 동일한 경향이 관찰되었다. 이러한 사실은 차단 성능이 더욱 안정화 되려는 경향이 있다는 것을 보여준 것이다. 이것은 소결후 다시 압력을 공급함으로써 상기 재료가 더욱 치밀해져서 내부 결함 또는 가스의 양이 감소하기 때문이다.
상기 시험은, 본 발명에 따른 전기 접점 부재가 차단 성능, 높은 절연 내력 및 내용착성의 양립성을 확보하는 효과가 있다는 것을 입증해 주었다.
제7실시예
본 발명에 따른 다른 제조방법으로, 본 발명자는 제1 및 제2실시예와 동일한 전기 접점 부재를 제작했다. 도 4는 본 실시예에 따른 제조 방법 및 제조 장치를 나타낸 개략도이다. 도 4에서, 부호 14는 재료 혼합 분말(15)을 함유하는 용기를 나타내며, 16은 용기(14)로부터 충전된 재료 혼합 분말(15)을 연속적으로 압출 및 성형하기 위한 성형기를 보여주고 있다. 부호 17은 회전하는 동안 재료 혼합 분말(15)을 성형 및 송출하는 롤러, 18은 판형상의 연속 성형품, 19는 연속 성형품(18)을 불활성 분위기에서 연속적으로 가열 및 소결하기 위한 터널로(tunnel furnace), 20은 가열 및 소결에 의하여 얻어진 연속 소결품, 21은 연속 소결품(20)을 치밀하기 만들기 위해 압연하는 압연 롤러, 22는 압연된 전기 접점 부재, 23은 전기 접점 부재(22)로부터 소정 형태의 전기 접점 부재를 펀칭하기 위한 금형이며, 25는 펀칭에 의하여 제작된 전기 접점(24)의 연속적인 반송을 위한 벨트를 나타내고 있다.
본 실시예에 따른 성형 압력, 소결 온도 및 소결후의 압연 압력은 제1 및 제2실시예와 거의 동일한 값으로 설정되었다.
본 발명자는 본실시예에 따라 제작된 전기 접점 부재의 조직, 인장 강도, 비저항 및 여타 속성들을 검토하였으며, 그 결과는 제1 및 제2실시예에서 제작된 전기 접점 부재와 거의 동일하였다.
따라서, 본 제조 방법에서 낮은 생산비로 높은 생산성을 갖는 전기 접점 부재가 연속적으로 대략 생산될 수 있게 하며, 차단 성능, 높은 절연 내력 및 내용착성의 양립성을 확보하여 본 발명의 목적을 이룰수 있다는 것이 확인되었다.
제8실시예
표 5는 전기 접점(1a 및 1b)용으로 시료 B의 부재를 사용하여 제작된 다양한 정격 진공 밸브의 세목(specifications)을 나타내고 있다.
도 5는 차단 전압/전류 실효값(y)과 진공 컨테이너의 외경(x) 사이의 관계를 나타낸 선도이다. 차단 전압/전류 실효값은 차단 전압(kV)과 차단 전류 실효값(kA)을 곱해서 얻어진 것이다. 차단 전압/전류 실효값(y)과 진공 컨테이너의 외경(x)의 관계는 도 5에 도시된 바와 같이, 차단 전압/전류 실효값(y)이 11.25x - 525 와 5.35x - 242 로부터 얻어진 값 사이에 존재하도록 설정하는 것이 바람직하다.
도 6은 전기 접점 지름(y)과 차단 전압/전류 실효값(x) 사이의 관계를 나타낸 선도이다. 차단 전압/전류 실효값(x)과 전기 접점 지름(y)의 관계는 0.15x + 22 와 0.077x + 20 로부터 얻어진 값 사이에 존재하도록 설정하는 것이 바람직하다.
도 7은 진공 컨테이너 외경(y) 및 전기 접점 지름(x) 사이의 관계를 나타낸 선도이다. 진공 컨테이너의 외경(y)은 1.26x + 30 과 1.26x + 10 으로부터 얻어진 값 사이에 존재하도록 설정하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, y = 1.26x + 1.96으로부터 얻어진 값이 대략 설정되어 있다.
본 발명에 따른 전기 접점 부재는 평판형 내화 금속 분말이 고전도성 금속으로 이루어지는 매트릭스 내에서 접점면에 평행하게 배향된 조직을 가지기 때문에, 접점면에서의 내화성 금속 분말의 점유면적이 커져서, 차단 성능을 저하시키지 않고도 절연 내력 및 내용착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 제조방법에 따르면, 상기 재료 조직을 갖는 전기 접점 부재를 효율적으로 대량 생산할 수 있기 때문에, 제조 비용도 절감할 수 있다.

Claims (27)

  1. 평판형 내화 금속 분말이 고전도성 금속을 포함하는 매트릭스에 분산되는 조직을 특징으로 하며,
    상기 내화 금속 분말의 편평한 면이 한 방향으로 배향되고 상기 내화 금속 분말의 편평한 면과 평행한 면이 접점면으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    평판형 내화 금속 분말이 편평한 면의 최대 길이를 그것에 수직한 면의 최소 치수로 나눈 것이 3 내지 30 범위내에 존재하는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재.
  3. 평판형 내화 금속 분말이 고전도성 금속을 포함하는 매트릭스에 분산되는 조직을 특징으로 하며, 편평한 면의 최대 길이를 그것에 수직한 면의 최소 치수로 나눈 것이 3 내지 30 범위내에 속하는 것을 또한 특징으로 하는 전기 접점 부재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    평판형 내화 금속 분말의 90 wt% 이상이 접점면에 대해 + 40 에서 - 40 도의 범위내에서 배향된 편평한 면을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    평판형 내화 금속 분말의 75 wt% 이상이 접점면에 대해 + 20 에서 - 20 도의 범위내에서 배향된 편평한 면을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 점접 부재.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    평판형 내화 금속 분말이 Cr, W, Mo, Ta, Nb, Be, Hf, Ir, Pt, Zr, Ti, Te, Si, Rh 및 Ru 중 하나, 그들 중 두가지 이상을 포함하는 혼합물 또는 그것의 화합물을 포함하며, 고전도성 금속은 Cu, Ag, Au 또는 주로 그들로 구성한 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    평판형 내화 금속 분말이 50 내지 2000 ppm 의 산소, 50 내지 3000 ppm 의 알루미늄 및 100 내지 2500 ppm 의 실리콘을 함유하는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    15 내지 40 wt% 의 평판형 내화 금속 분말과 60 내지 85 wt% 의 고전도성 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    평판형 내화 금속 분말에 의하여 점유된 면적의 비율이 접점면에서 30 내지 50 % 이며, 평판형 내화 금속 분말에 의하여 점유된 면적의 비율이 접점면에 수직한 면에서 14 내지 25 % 인 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    평판형 내화 금속 분말이 2500 ppm 이하의 산소를 함유하는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    접점면에 수직한 방향의 인장 강도가 150 MPa 이하인 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    비저항이 5.5 μΩ·cm 이하인 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재.
  13. 평판형 내화 금속 분말 및 고전도성 금속 분말로 이루어진 혼합 분말은 120 내지 500 MPa 의 압력하에서 가압 성형되어 성형품을 생산하며,
    상기 성형품은 상기 고전도성 금속 분말의 용융점 이하에 있어서 진공하에서 또는 불활성 분위기에서 소결되어,
    접점면이 성형 과정의 가압면에 평행하게 제작되는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재의 제조 방법.
  14. 제13항에 따라 제작된 전기 접점 부재가 성형 과정과 동일한 방향으로 400 MPa 이상의 압력으로 가압되어 치밀해지는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재의 제조 방법.
  15. 연속적인 판형 또는 봉형 성형품이, 평판형 내화 금속 분말 및 고전도성 금속 분말로 이루어진 혼합 분말을 압출 및 압축 성형함으로써 제작되고, 상기 성형품이 고전도성 금속 분말의 용융점 이하에서 불활성 분위기에서 연속적으로 소결되며, 압출 방향과 평행한 면이 접점면으로서 이용되는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재의 제조 방법.
  16. 제15항에 따른 전기 접점 부재가 연속적으로 압연되며, 접점면이 압연된 면과 평행한 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    압연 처리가 상온에서 또는 고전도성 금속의 용융점 이하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재의 제조 방법.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 접점 부재를 압출 방향에 수직한 방향으로 펀칭함으로써 소정 형태가 얻어지는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재의 제조 방법.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    고전도성 금속 분말의 입자 크기가 80 ㎛ 를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 전기 접점 부재의 제조 방법.
  20. 진공 컨테이너 내에 고정측 및 가동측 전극을 구비한 진공밸브에 있어서, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 상기 전기 접점 부재가 고정측 및 가동측의 상기 전극으로 사용되는 것을 특징으로 하는 진공밸브.
  21. 진공 컨테이너 내에 고정측 및 가동측 전극을 구비한 진공밸브에 있어서,
    상기 두개의 전극은 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 전기 접점 부재로 만들어진 전기 접점 및 그것에 연결된 전극봉을 포함하여 이루어지고,
    상기 진공 컨테이너는 원통이며,
    정격 전압(kv)과 차단 전류 실효값(kA)을 곱한값(y)이 상기 진공 컨테이너의 외경(x)(mm)에 의거하여 다음식(1)에 의하여 얻어진 값 이하이고 다음식(2)에 의하여 얻어진 값 이상의 범위내에 속하는 것을 특징으로 하는 진공 밸브.
    (수학식 1)
    (수학식 2)
  22. 진공 컨테이너 내에 고정측 및 가동측 전극을 구비한 진공밸브에 있어서,
    상기 두개의 전극은 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 전기 접점 부재로 만들어진 전기 접점 및 그것에 연결된 전극봉을 포함하여 이루어지고,
    상기 전기 접점의 지름(y)(mm)이 정격 전압(kV)과 차단 전류 실효값(kA)을 곱한값(x)(kVA ×103)에 의거하여 다음식(3)에 의하여 얻은 값 이하이고 다음식(4)에 의하여 얻은 값 이상의 범위내에 속하는 것을 특징으로 하는 진공 밸브.
    (수학식 3)
    (수학식 4)
  23. 진공 밸브 및 상기 진공 밸브를 사용하는 진공 회로 차단기에 있어서,
    상기 진공 밸브는, 진공 컨테이너 내에 고정측 및 가동측 전극을 구비하며, 상기 두 개의 전극이 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 전기 접점 부재로만들어진 전기 접점 및 그것에 연결된 전극봉을 포함하여 이루어지며,
    상기 진공 컨테이너는 원통이고,
    상기 진공 컨테이너의 외경(y)(mm)이 상기 전기 접점의 지름(x)(mm)에 의거하여 다음식(5)에 의하여 얻어진 값 이하이고 다음식(6)에 의하여 얻어진 값 이상의 범위 내에 속하는 것을 특징으로 하는 진공 밸브 및 상기 진공 밸브를 사용하는 진공 회로 차단기.
    (수학식 5)
    (수학식 6)
  24. 진공 컨테이너 내에 고정측 및 가동측 전극을 구비한 진공 밸브; 및
    상기 진공 밸브의 고정측 및 가동측의 상기 전극 각각에, 상기 진공 밸브의 외부에 연결된 절연 로드를 통해 상기 가동측 전극을 구동하는 스위칭 수단을 포함하여 이루어지고,
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 전기 접점 부재를 사용하는 전기 접점이 진공 컨테이너의 상기 고정측 및 가동측 전극을 제조하는데 활용되는 것을 특징으로 하는 진공 회로 차단기.
  25. 진공 컨테이너 내에 고정측 및 가동측 전극을 구비한 진공 밸브; 및
    상기 진공 밸브의 고정측 및 가동측의 상기 전극 각각에, 상기 진공 밸브의 외부에 연결된 절연 로드를 통해 상기 가동측 전극을 구동하는 스위칭 수단을 포함하여 이루어지고,
    상기 두 개의 전극이 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 전기 접점 부재로 만들어진 전기 접점 및 그것에 연결된 전극봉을 포함하며,
    상기 진공 컨테이너는 원통이고,
    정격 전압(kv)과 차단 전류 실효값(kA)을 곱한값(y)이 상기 진공 컨테이너의 외경(x)(mm)에 의거하여 다음식(1)에 의하여 얻어진 값 이하이고 다음식(2)에 의하여 얻어진 값 이상의 범위내에 속하는 것을 또한 특징으로 하는 진공 회로 차단기.
    (수학식 1)
    (수학식 2)
  26. 진공 컨테이너 내에 고정측 및 가동측 전극을 구비한 진공 밸브; 및
    상기 진공 밸브의 고정측 및 가동측의 상기 전극 각각에, 상기 진공 밸브의 외부에 연결된 절연 로드를 통해 상기 가동측 전극을 구동하는 스위칭 수단을 포함하여 이루어지고,
    상기 두개의 전극은 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 전기 접점 부재로 만들어진 전기 접점 및 그것에 연결된 전극봉을 포함하며,
    상기 전기 접점의 지름(y)(mm)이 정격 전압(kV)과 차단 전류 실효값(kA)을 곱한값(x)(kVA ×103)에 의거하여 다음식(3)에 의하여 얻은 값 이하이고 다음식(4)에 의하여 얻은 값 이상의 범위내에 속하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 진공 회로 차단기.
    (수학식 3)
    (수학식 4)
  27. 진공 컨테이너 내에 고정측 및 가동측 전극이 구비된 진공 밸브; 및
    상기 진공 밸브의 고정측 및 가동측의 상기 전극 각각에, 상기 진공 밸브의 외부에 연결된 절연 로드를 통해 상기 가동측 전극을 구동하는 스위칭 수단을 포함하여 이루어지고,
    상기 두 개의 전극이 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 전기 접점 부재로 만들어진 전기 접점 및 그것에 연결된 전극봉을 포함하며,
    상기 진공 컨테이너는 원통이고,
    상기 진공 컨테이너의 지름(y)(mm)이 상기 전기 접점의 지름(x)(mm)에 의거하여 다음식(5)에 의하여 얻어진 값 이하이고 다음식(6)에 의하여 얻어진 값 이상의 범위 내에 속하는 것을 특징으로 하는 진공 회로 차단기.
    (수학식 5)
    (수학식 6)
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