首页 / 国际专利分类库 / 电学 / 基本电气元件 / 电开关;继电器;选择器;紧急保护装置 / 触点 / .按其接触面的形状或结构区分,如带有槽的 / 真空断路器用电极材料的制造方法、真空断路器用电极材料和真空断路器用电极

真空断路器电极材料的制造方法、真空断路器用电极材料和真空断路器用电极

申请号 CN201180031314.2 申请日 2011-06-20 公开(公告)号 CN103038376B 公开(公告)日 2014-12-03
申请人 株式会社明电舍; 发明人 野田泰司; 佐藤裕昌;
摘要 本 发明 提供可提高耐 电压 ,大 电流 隔断性能,电容器开闭性能的 真空 断路器 用 电极 材料的制造方法,真空断路器用电极材料和真空断路器用电极。真空断路器用电极材料通过混合步骤,按压 烧结 步骤,与Cu渗透步骤而制造。在混合步骤,使其粒径在0.8~6μm的范围内的Mo粉末和其粒径在40~300μm范围内的 铝 热反应Cr粉末按照混合比例为Mo∶Cr=1∶1~9∶1,并且混合重量为Mo≥Cr的方式均匀地混合。在按压烧结步骤,按照1~4t/cm2的按压压 力 对通过上述混合步骤混合的混合物加压成形,形成成形体,并且对上述成形体,进行在1100~1200℃的 温度 下保持1~2个小时的烧结,制作临时烧结体。在Cu渗透步骤,在通过按压烧结步骤形成的临时烧结体上设置Cu薄板,在1100~1200℃的温度下,保持1~2个小时,将Cu液相烧结,渗透于临时烧结体中。真空断路器用电极材料的 接触 件采用中间部件,与外周部件而成一体地构成,在该中间部件中,其粒径在20~150μm的范围内的Cu的含量在30~50wt%,其粒径在1~5μm范围内的Mo—Cr的含量在50~70wt%的范围内,该外周部件由与上述中间部件的相性良好,高隔断性能的高耐电压材料制造,设置而固接于上述中间部件的外侧的Cu—Cr材料制作。
权利要求

1.一种真空断路器电极材料的制造方法,其特征在于该制造方法由下述步骤构成,该下述步骤为:
使其粒径在0.8~6μm的范围内的Mo粉末和其粒径在40~300μm的范围的热反应Cr粉末按照重量比的混合比例为Mo∶Cr=1∶1~9∶1,并且混合重量为Mo≥Cr
2
的方式均匀地混合的混合步骤;按照1~4t/cm 的按压压对通过上述混合步骤混合的混合物加压成形,形成成形体,并且对上述成形体,进行在1100~1200℃的温度下保持1~2个小时的烧结,制作临时烧结体的按压烧结步骤;在通过按压烧结步骤形成的临时烧结体上设置Cu薄板,在1100~1200℃的温度下,保持1~2个小时,将Cu液相烧结,渗透于临时烧结体中的Cu渗透步骤。
2.一种真空断路器用电极材料,其特征在于其根据权利要求1所述的制造方法制造,在该材料中,其粒径在20~150μm的范围内Cu的含量在30~50wt%的范围内,其粒径在
1~5μm的范围内的Mo—Cr的含量在50~70wt%的范围内。
3.一种纵磁场型的真空断路器用电极,其由固定于导电杆的端部的杯形接触件,以及固接于上述杯形接触件的端面上构成电弧发生部的接触板构成,并且在上述杯形接触件的一端的外周面部分,设置相对轴线而倾斜的多个狭缝,其特征在于上述接触板采用中间部件与外周部件而成一体地构成,在该中间部件中,其粒径在20~150μm的范围内的Cu的含量在30~50wt%的范围内,其粒径在1~5μm的范围内的Mo—Cr的含量在50~70wt%的范围内,该外周部件由与上述中间部件的相性良好、高隔断性能的高耐电压材料制造,且固接于上述中间部件的外侧,并由Cu—Cr材料制造。
4.根据权利要求3所述的真空断路器用电极,其特征在于上述外周部件通过烧结合金呈环状而形成,上述中间部件通过烧结合金呈圆板状而形成。
5.根据权利要求4所述的真空断路器用电极,其特征在于上述中间部件在上述杯形接触件一侧固接有圆形板。
6.根据权利要求3所述的真空断路器用电极,其特征在于上述外周部件通过高耐电压材料呈凹圆板状而形成,在上述外周部件的凹部设置具有良好的通电性能的、且由大电流隔断性能材料制作的上述中间部件。

说明书全文

真空断路器电极材料的制造方法、真空断路器用电极材

料和真空断路器用电极

技术领域

[0001] 本发明涉及真空断路器用电极材料的制造方法,真空断路器用电极材料和真空断路器用电极,本发明特别是涉及采用钼(Mo)—铬(Cr)合金材料的隔断性能良好的高电压大容量的真空断路器用电极材料的制造方法,真空断路器用电极材料和真空断路器用电极。

背景技术

[0002] 在真空断路器中,在可维持真空状态的陶瓷制的圆筒状的绝缘容器内,固定侧和活动侧的两个电极在同一轴上相对设置,由此,构成真空管主体,通过设置于真空管主体的附近的操作器,沿打开方向移动活动侧的电极,切断电流
[0003] 在近年的真空断路器中,象在比如,JP特开2003—92050号文献(专利文献1)和JP特开2010—113821号文献(专利文献2)等中记载的那样,固定侧和活动侧的各电极为在电弧发生时,产生纵磁场的结构。另外,在活动侧的电极移动的移开时,两个电极离开,维持预定的间隙,通过纵磁场,将在分开的电极之间产生的电弧扩散,可进行大电流的切断。
[0004] 在纵磁场型的各电极中,在导电杆的端部,固定有杯形接触件,在该端面上固接有构成电弧发生部的接触板。杯形接触件为下述的结构,其中,在与导电杆相反一侧的一端的外周面部分,形成相对轴线而倾斜的多个狭缝,具有电流流过的多条通路,所谓的线圈部。通过该杯形接触件的使用,在纵磁场型的电极的活动侧在打开方向移动时,通过流过线圈部的电流,产生纵磁场,灵活使用该纵磁场,将在接触板部分处点弧的电弧扩散,切断电流。
[0005] 在高电压,大容量的真空断路器中,对于接触和离开动作反复的纵磁场型的各电极,构成其接触面的接触板的电极材料采用电流切断性能,耐电压性能等的电特性良好的材料。一般,对于真空断路器用电极材料,按照预定的比例,将导电性良好的(Cu)和耐电弧性成分的Cr,Mo等混合,对该混合物进行加压成形,然后,在真空中等的非气氛下烧结,制造烧结体,采用该烧结体。
[0006] 比如,在JP第3926994号专利(专利文献3)中,提出有下述的电极材料,其作为电流切断性能,耐电压性能等的电特性良好的电极材料,在制造Cu—Cr系的电极材料时,将用作基材的Cu,与提高电特性的Cr和使Cr颗粒细微化的耐热元件的各粉末混合,然后,获得烧结体。
[0007] 该电极材料的组成范围是这样的,按照重量比计,Cu在20~80%的范围内,Cr在10~80%的范围内,Mo在0.001~80%的范围内,钨(W)在0.01~80%的范围内,钽(Ta)在0.001~80%的范围内,铌(Nb)在0.001~80%的范围内,(V)在0.001~80%的范围内。
[0008] 另外,在JP特开2002—15644号文献(专利文献4)中,提出下述的触点材料,该触点材料作为焊接,消耗少,可改善耐弧性能,低接触阻,可靠性高的真空断路器用触点材料,包括高导电成分,其中,(Ag)和金(Au)中的至少一种的含量在20~45重量%的范围内;触点材料,其中,W,Mo中的至少一种的含量在55~80重量%的范围内;高导电成分2
相,在该触点材料的金属组织中,最大截面积在0.001~0.005mm 的颗粒按照多个分散地设置。另外还提出,在该电极材料的制造的最终步骤,还进行将高导电成分渗透于烧结体的空孔中的渗透步骤。
[0009] 在象在上述专利文献3中记载的那样,在真空断路器用电极材料中,为了提高事故电流等的电流切断性能(在下面称为“大电流切断性能”),耐电压性能等的电特性,Cu系电极材料中的Cu基材中的Cr,Mo等的高熔点材料的含量大,使Cr等的粒径减小,均匀地分散,是良好的。但是,如果过于增加作为高熔点材料的Cr,Mo等的含量,则真空断路器用电极材料具有下述的缺点,即,因Cu的含量的降低,导电率下降,接触阻力值上升,并且大电流切断性能下降,另外,无法满足隔断电容负荷时的切断性能(在下面称为“电容器开闭性能)。另外,象专利文献4中记载的那样,特别是在混合有Cu粉末和W粉末而制造的Cu-W系的电极材料中,由于大电流切断性能,电容器开闭性能低,故无法用于真空断路器。
[0010] 人们知道,用于高电压大容量的真空断路器的电极材料必须增加作为高熔点材料的Cr等的含量。但是,使用这样的电极材料,具有大电流隔断性能降低,接触电阻增加的问题。
[0011] 另外,如果探讨真空断路器的电流隔断时的电极的接触板部分的冲击电压(在下面称为简称为“IMP”)特性,则在电弧发生时的接触板的外周部附近,电场强度高,产生电场集中,容易产生IMP耐电压绝缘破坏。由此,在采用纵磁场型的电极的真空断路器中,人们希望电极的接触板部分中的IMP耐电压的提高和更进一步的大电流切断性能,电容器开闭性能的提高。
[0012] 此外,如果通过在Mo—Cr合金组织中渗透Cu的材料,形成接触板,增加Mo配合量,则产生电场的电子释放增加,IMP的放电在电场高的部分进行,对IMP的耐电压降低的缺点。另外,如果仅仅通过高熔点材料的Cr等的含量增加的IMP特性良好的Cu—Cr合金材料而形成纵磁场型的电极的接触板,则大电流切断性能,电容器开闭性能降低。
[0013] 本发明的目的在于提供即使在于电极材料中耐弧成分的含量多的情况下,仍可提高耐电压,大电流隔断性能,电容器开闭性能的真空断路器用电极材料的制造方法和真空断路器用电极材料。
[0014] 另外,本发明的另一目的在于提供可提高IMP耐电压,并且大电流切断性能,电容器开闭性能也可提高的真空断路器用电极。

发明内容

[0015] 本发明的真空断路器用电极材料的制造方法的特征在于该制造方法由下述步骤构成,该下述步骤为:
[0016] 使其粒径在0.8~6μm的范围内的Mo粉末和其粒径在40~300μm的范围内的热反应Cr粉末按照混合比例为Mo∶Cr=1∶1~9∶1,并且混合重量为Mo≥Cr的2
方式均匀地混合的混合步骤;按照1~4t/cm 的按压压力对通过上述混合步骤混合的混合物加压成形,形成成形体,并且对上述成形体,进行在1100~1200℃的温度下保持1~2个小时的烧结,制作临时烧结体的按压烧结步骤;在通过按压烧结步骤形成的临时烧结体上设置Cu薄板,在1100~1200℃的温度下,保持1~2个小时,将Cu液相烧结渗透于临时烧结体中的Cu渗透步骤。
[0017] 其特征在于在象这样制造的真空断路器用电极材料中,其粒径在20~150μm的范围内的Cu的含量在30~50wt%的范围内,其粒径在1~5μm的范围内的Mo-Cr的含量在50~70wt%的范围内。
[0018] 另外,本发明的真空断路器用电极为纵电场型,其由固定于导电杆的端部的杯形接触件,与固接于上述杯形接触件的端面上,构成电弧发生部的接触板构成,并且在上述杯形接触件的一端的外周面部分,设置相对轴线而倾斜的多个狭缝,此时,其特征在于上述接触板采用中间部件,与外周部件而成一体地构成,在该中间部件中,对于其材料,其粒径在20~150μm的范围内的Cu的含量在30~50wt%,其粒径在1~5μm的范围内的Mo—Cr的含量在50~70wt%的范围内,该外周部件为由与上述中间部件的相性良好,高断路性能的高耐电压材料制造,设置而固接于上述中间部件的外侧的Cu—Cr材料制成。
[0019] 最好,其特征在于上述外周部件通过烧结合金呈环状而形成,上述中间部件通过烧结合金,呈圆板状而形成。另外,最好,其特征在于上述中间部件在上述杯形接触件侧,固接有圆形铜板。此外,其特征在于上述外周部件通过高耐电压材料,呈凹圆板状而形成,在上述外周部件的凹部,设置高电流隔断性能材料制作的上述中间部件。
[0020] 发明的效果
[0021] 本发明的真空断路器用电极材料的制造方法采用Mo粉末和铝热反应Cr粉末,按照混合比例为Mo∶Cr=1∶1~9∶1,并且混合重量为Mo≥Cr的方式均匀地混合,按照规定的按压压力,对该混合物进行加压成形,形成临时成形体,对该临时成形体进行烧结,形成临时烧结体,在于临时烧结体上设置Cu薄板的状态,进行加热,在临时烧结体中对Cu进行液相烧结,渗透,制造电极材料,由此,可容易制造。
[0022] 另外,由于电极材料为在Mo—Cr细微合金的母材组织中渗透Cu,均匀地分布的组织,故与过去相比较,硬度高,耐电弧性提高,可抑制接触阻力的增加,真空断路器所要求的大电流隔断性能,耐电压性能等的电特性,另外电容器开闭性能也可提高。
[0023] 此外,如果象本发明那样,构成真空断路器用电极,由于接触板按照电极中间部采用粒径在20~150μm的范围内的Cu在30~50wt%,与粒径在1~5μm范围内的Mo-Cr在50~70wt%的范围内的中间部件的方式形成,故可提高大电流隔断性能,电容器开闭性能,另外接触板按照电极外周部采用Cu-Cr材料外周部件而形成,由此,相对IMP,与过去的场合相比较,可进一步提高耐电压。另外,如果采用烧结合金,形成构成接触板的外周部件和中间部件的两者,可容易地制作,可经济地制作纵磁场型的电极。附图说明
[0024] 图1为通过本发明的真空断路器用电极材料的制造方法制造的电极材料的金属组成的显微镜照片;
[0025] 图2为将图1放大的显微镜照片;
[0026] 图3(a),图3(b),图3(c)为按照电弧时间和切断电流的关系表示分别不同的Mo—Cr的混合比的本发明的真空断路器用电极材料的额定断路试验结果的图;
[0027] 图4为表示本发明的真空断路器用电极的一个实施例的外观纵向剖视图;
[0028] 图5为表示作为本发明的另一实施例的真空断路器用电极的外观纵向剖视图;
[0029] 图6为表示作为本发明的又一实施例的真空断路器用电极的外观纵向剖视图;
[0030] 图7为真空断路器用电极之间的间隔为12mm时的Cu—Cr材料和Cu—Cr—Mo材料的冲击电压特性图;
[0031] 图8为真空断路器用电极之间的间隔为20mm时的Cu—Cr材料和Cu—Cr—Mo材料的冲击电压特性图。

具体实施方式

[0032] 实施例1
[0033] 下面依次对本发明的真空断路器用电极材料的制造方法和真空断路器用电极材料进行说明。在真空断路器用电极材料的制造中,主原材料采用Mo粉末和Cr粉末。Mo粉末采用市场上销售的粒径在0.8~6μm的范围的类型,或Cr的细微颗粒粉末容易氧化,无法使用细微颗粒粉,由此,采用铝热反应Cr粉末(通过铝热反应形成的金属Cr粉末)。铝热反应Cr粉末的粒径最好在40~80μm的范围内,但是,可采用市场上销售的粒径在40~300μm的范围的类型。另外,市场上销售的铝热反应Cr粉末的氧含量小于1200ppm,在
500~1200ppm的范围内,由此,可采用它。
[0034] 对于Mo粉末和铝热反应Cr粉末,象后述那样,两者的混合比例为大于1∶1的Mo∶Cr=1∶1~9∶1,并且混合重量处于Mo≥Cr,将两者均匀地混合。对于优选的Mo-Cr的混合比例,按照后述的实施例的试样的检讨,Mo∶Cr=3∶1。另外,对于作为耐弧成分的Cr,无论在任何的混合比例的场合,如果5~15wt%,则大电流切断性能,电容器开闭性能良好,由此,更进一步适合用作真空断路器用电极材料。
[0035] 本发明的真空断路器用电极材料的制造通过均匀地混合Mo粉末和铝热反应Cr粉末的混合步骤;按照规定的按压成形而对混合物加压成形,形成成形体,并且将该成形体加热到预定的温度,制作临时烧结体的按压烧结步骤;在已制作的临时烧结体上设置Cu薄板,加热到所定的温度,将Cu渗透于临时烧结体中的Cu渗透步骤而制造。
[0036] 更具体地说,在混合步骤,准备满足上述条件的Mo粉末和铝热反应Cr粉末,在最初的步骤,进行将它们均匀地混合的混合处理,制作混合物。在紧接的按压烧结步骤,将混2
合物放入规定形状的金属模中,使按压的成形压力在1~4t/cm 的范围内,进行短时间地压缩成形的加压成形的处理,形成成形体。该成形体在加热炉中进行在1100~1200℃的温度下保持1~2个小时的烧结,制作Mo—Cr合金组织的临时烧结体(骨架)。
[0037] 在最后的Cu渗透步骤,在Mo—Cr合金组织的临时烧结体上,在设置相对该Mo—Cr合金组织而有非常良好的湿润性的薄板的状态,同样在加热炉中进行在1100~1200℃的温度下保持1~2小时保持的渗透处理。如果象这样处理,可在细微的Mo—Cr合金的烧结母材内,对数十μm的Cu进行液相烧结,均匀地将其渗透。
[0038] 制作在临时烧结体时的1100~1200℃的温度下保持1~2个小时的烧结可从Mo粉末和铝热反应Cr粉末的混合比例而考虑,适当地设定加热温度和时间而进行。另外,同样地在Cu渗透处理的1100~1200℃的温度下保持1~2个小时的渗透处理也可考虑Cu渗透的程度而同样地将加热温度和时间适当地设定而进行。
[0039] 真空断路器用电极材料的实施例和比较例
[0040] 在表1中,通过上述的本发明的制造方法的混合步骤,按压烧结步骤,Cu渗透处理制造的真空断路器用电极材料的实施例在试样No.1~12中给出,作为比较例的通过已有方法制造的Cu-Cr主体的真空断路器用电极材料在试样No.13中给出。
[0041] 表1
[0042]
[0043] 在试样No.1~12的真空断路器用电极材料中,均按照表1记载的Mo—Cr的混合比例而均匀地混合,针对它们,除了试样No.12以外,试样No.1~11象记载的那样,施加最大4t/cm2~最小1t/cm2的按压的成形压力而成形,通过加热炉,进行于1150℃的温度下保持1.5个小时的烧结,制作Mo—Cr合金组织的临时烧结体。然后,按照通过在将Cu薄板设置于临时烧结体上的状态,通过加热炉于1150℃的温度下保持1.5小时的渗透处理,将Cu均匀地分散于Mo—Cr合金组织中,Cu分别包含表1记载的wt%的方式制造。
[0044] 通过上述方法制造的真空断路器用电极材料象图1的倍率×100的显微镜照片和图2的倍率×500的显微镜照片所示的那样,为在作为Cr扩散固接于Mo颗粒中的状态的粒径1~5μm的细微的Mo—Cr合金组织(白色部位)中,分散有粒径在20~150μm的Cu(黑色部位)的组织。推定其是在于Cu渗透步骤中附着Mo颗粒的Cr扩散固接的过程中产生的空隙部分,渗透Cu的结果。
[0045] 在表1的试样No.1~5中,Mo∶Cr的混合比例约为3∶1,9∶1,约为4∶1,即混合重量Mo>Cr,成形压力是不同的,分别为4t/cm2,3t/cm2,1t/cm2,但是接触阻力均小于过去的试样No.13,布氏硬度均较大,可判定为作为真空断路器用电极材料而优选的类型(◎)。另外,对于试样No.6~8,混合比例基本为1∶1,成形压力象与上述相同的方式变化,而对于接触阻力和布氏硬度,均可判断为可用作真空断路器用电极材料的类型(△)。
[0046] 但是,象试样No.9~11那样,Mo∶Cr的混合比例为1∶3,即,Mo—Cr的混合重量为Mo<Cr的场合的电极材料无法满足,由此判定不能够使用。另外,象试样No.12那样,即使在Mo∶Cr的混合比例约为3∶1的情况下,对于没有对Mo—Cr施加按压的成形压力的电极材料,仍判定不能够使用(×)。
[0047] 在图3(a)~3(c)中给出按照36kV~31.5kA对通过上述本发明的方法制造的Cu—Cr—Mo的真空断路器用电极材料进行额定试验的结果。电极材料按照Mo∶Cr的混合比例3∶1(Mo∶45wt%,Cr∶15wt%),4∶1(Mo∶50.6wt%,Cr∶12.6wt%)和9∶1(Mo∶63.7wt%,Cr∶7.1wt%),成形压力均为4t/cm2的方式制造。图中的○表示在于无负荷接通电极后,施加负荷而断路,判定性能的分开试验中断路成功,图中的□表示在于施加负荷,接通电极后,施加负荷而断路,判定性能的关闭—分开试验中断路成功,另外图中的×和△表示在打开试验和关闭—分开试验中断路不成功。如果在本发明的电极材料中,Mo多,则象根据图3(a)~图3(c)而清楚的那样,获得即使在切断电流(kA)大,并且电弧时间(ms)长,仍断路成功的良好的性能。
[0048] 另外,表2表示针对作为过去的产品的固相烧结的Cu—Cr材料(Cu—50wt%Cr)和2
作为本发明的产品的渗透的Cu—Cr—Mo材料(Mo∶Cr=3∶1,成形压力为4t/cm),为了进行性能比较,于记载的严格的试验条件下进行分开试验(表示为“O”)和关闭试验(表示“C”)的电容器开闭试验结果。
[0049] 表2
[0050]
[0051] 象根据表2而清楚的那样,过去的产品的再电弧产生·再点弧次数/试验次数为3次/10次,均由于再点弧多发,故试验中断,于是,再电弧产生·再点弧概率为30%。相对该情况,在本发明的产品中,再电弧·再点弧次数/试验次数为1次/48次,再电弧产生·再点弧概率为2.1%,具有再点弧概率极低而优良的电容器开闭性能。
[0052] 在本发明的制造方法中,采用Mo粉末和铝热反应Cr粉末,通过烧结,形成细微的Mo—Cr合金组织,将与该组织的湿润性非常良好的Cu渗透于间隙中,制作真空断路器用电极材料。由此,通过在细微的Mo—Cr的烧结母材中,均匀地分散数十μm的Cu,可确保Cu的一定量,由此,与过去的每次50wt%的Cu—Cr的真空断路器用电极材料相比较,可在不降低真空断路器用电极材料的断路性能的情况下,抑制接触电阻的上升。
[0053] 另外,该真空断路器用电极材料虽然是耐弧成分含量多的Mo—Cr合金的复合组织,但是由于是细微的组织,故可提高大电流切断性能,硬度可进一步提高,于是,耐电压,电容器开闭性能也可提高。
[0054] 实施例2
[0055] 下面对采用上述电极材料的图4所示的本发明的真空断路器用电极进行说明。固定侧,活动侧的纵磁场类型的电极10为与过去相同的结构,其中,在导电杆11的端部,固定有杯形接触件12,在杯形接触件12中的与导电杆11相反一侧的外周面部分,形成相对轴线而倾斜的多个狭缝13,设置电流通路的线圈部。在杯形接触件12中的形成有狭缝13的端面部分,固接有接触板14,接触板14面构成与另一侧的电极的接触板接触,使电流流过,并且在两个电极移开的电流切断时还构成电弧发生部。
[0056] 该接触板14以按照本发明,将设置于外周部分的环状的外周部件21,与设置于中间部件的圆板形的中间部件22的2个部分组合成一体的方式构成。另外,外周部件21和中间部件22的两者由具有不同的特性的材料制作。即,外周部件21采用具有相对IMP,良好的高耐电压特性的高耐电压材料制作,另外中间部件22采用大电流切断性能的材料制作。
[0057] 作为制作外周部件21的高耐电压材料采用下述的作为耐热材料的Cu-Cr材料,其中,Cr含量按照重量%计在40%~60%的范围内,另外Cr颗粒为细微分散组织。此外,在接触板14中IMP的放电在电场高的外周部产生,此外电场的集中部分大的尺寸基准为大于接触板14的直径的80%,由此考虑这些因素而制作外周部件21。另外,作为外周部件21,也可采用不锈,Cu—Cr—低含量Mo的合金。
[0058] 此外,制作中间部件22的大电流切断性能的材料采用在上述细微的Mo—Cr烧结合金组织中渗透Cu的Cu—Cr—Mo材料。该Cu—Cr—Mo材料为粉末的混合比例Mo∶Cr=1∶1~9∶1,对于混合量,Mo≥Cr,进行混合,通过各制造步骤制造的烧结合金组织,粒径在20~150μm的范围内的Cu在30~50wt%的范围内,粒径在1~5μm的Mo—Cr细微组织的含量在50~70wt%的范围内(Mo>Cr),具有大电流切断性能。对于纵磁场型的电极10,由于在普通接触板14的直径的80%的范围内,将电弧分散而消弧,故中间部件22按照其尺寸为接触板14的直径的70~80%的方式制作。
[0059] 如果观看Cu—Cr—Mo的中间部件22和Cu—Cr的外周部件21的各性能,对于大电流切断性能和电容器开闭性能,Cu—Cr-Mo材料>Cu—Cr材料,对于IMP耐电压性能,Cu—Cr—Mo材料<Cu—Cr材料。对于高耐电压材料的Cu—Cr材料和大电流切断性能的材料的Cu—Cr-Mo材料的使用,根据图7和图8所示的IMP试验的结果,采用各材料。
[0060] 即,图7的间隙为12mm,IMP试验和图8的间隙为20mm,在IMP的试验中的任意者中,对于由白圈表示的Cu—Cr材料,即使间隙不同,在显著地提高试验电压,增加外加次数之前,不跳火,具有充分的耐电压性能。相对该情况,对于由黑圈表示Cu-Cr-Mo材料,在其试验电压远远低于Cu-Cr材料,外加次数也少的阶段,跳火,耐电压低。由于该情况,必须要求提高接触板14的耐电压的部分采用高耐电压的Cu-Cr材料。
[0061] 在制作接触板14的场合,按照下述方式制作,该方式为:通过银焊,将比如,借助烧结合金呈环状而形成的外周部件21,与同样地借助烧结合金呈圆板状而形成的中间部件22的两者组合,构成一体,或采用金属模具,将Cu-Cr粉末放入其外周圆部,将Cu-Cr-Mo粉末放入中间部,在按压成形后烧结,形成一体。
[0062] 在纵磁场型的电极10的场合,在电弧发生时的接触板14的外周面附近,特别是在接触板外径的80%以上的部位,象上述那样,电场强度高,产生电场集中,因放电,容易产生的再点弧,由此在图4的场合,按照以较大程度进行加工的方式将外周部21的外侧面倾斜地切掉,缓和该部分的电场集中。
[0063] 如果采用象上述那样构成的纵磁场型的电极10,由于接触板14的中间部件采用大电流切断性能材料制的中间部件,故大电流切断性能和电容器开闭性能可提高,另外,在电场强度高的外周部分,与中间部件的相容性良好,并且采用作为高断路性能的高耐电压材料制的外周部件,由此,可更进一步地提高耐电压。
[0064] 实施例3
[0065] 下面通过图5,对作为本发明的另一例子的真空断路器用电极材料的实施例进行说明。纵磁场型的电极10与图4的例子相同,通过环状的Cu—Cr外周部件21和Cu—Cr—Mo中间部件22,成一体构成接触板14,但是,改变采用大电流隔断性能材料的Cu—Cr—Mo烧结合金而制作的中间部件22的厚度。
[0066] 在该图5中,减小Cu—Cr—Mo材料的烧结合金的,大电流隔断性能材料制的中间部件22的厚度,采用该厚度的圆形的铜板23。对于用于中间部件22的Cu—Cr—Mo材料,由于导电电阻高,最好较薄地形成,如果考虑电极的消耗,则按照厚度在1~2mm的方式使用的方式是实用的。在圆形的铜板23上,设置通过烧结合金而呈环状的Cu—Cr—Mo中间部件22,将其固接,将铜板23侧的面与杯形接触件固接,其它的方面与图4的结构相同。
[0067] 如果象这样构成,可实现与上述例子相同的效果,由于可减小通过高价的烧结合金形成的中间部件22的厚度,故具有经济地制作电极10的优点。另外,由于将圆形的铜板23组合而使用,故电极10的通电性能良好。
[0068] 实施例4
[0069] 通过图6,对本发明的另一例子的真空断路器用电极的实施例进行说明。在本例子中,在纵磁场类型的电极10的接触板14中,外周部件21呈凹圆板状而形成,在该外周部件21的圆形的凹部,设置采用大电流断路性能材料的烧结合金而制作的中间部件22,成一体地构成。
[0070] 在通过烧结合金,形成Cu-Cr外周部件21和Cu-Cr-Mo中间部件22,构成接触板14的场合,可分别制作两者,将其组合而固接,进行制作的场合。另外,在金属模具内,放入高耐电压材料的烧经合金粉末,呈凹圆板状而按压成形后,在已形成的凹部中,设置大电流切断性能材料的烧结合金,再次按压成形后,可进行烧结,一体制作。
[0071] 即使为象图6那样构成的电极10,仍可与上述例子相同的效果,而且如果中间部件22和Cu—Cr外周部件21的两者均采用烧结合金而制作,具有可容易制作接触板14的优点。
[0072] 产业上的利用可能性
[0073] 本发明不限于通过实施例说明的真空断路器,由于还可用于其它的结构的真空断路器,故适合采用本发明。
QQ群二维码
意见反馈