[發(fā)明專利]真空斷路器用電極材料的制造方法、真空斷路器用電極材料和真空斷路器用電極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180031314.2
• 申請日: 2011-06-20
• 公開（公告）號: CN103038376A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 野田泰司;佐藤裕昌
• 申請（專利權）人: 明電T&D株式會社
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;B22F1/00;B22F3/26;C22C9/00;C22C27/04;C22C30/02;H01H33/664
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 武君

技術領域

本發(fā)明涉及真空斷路器用電極材料的制造方法，真空斷路器用電極材料和真空斷路器用電極，本發(fā)明特別是涉及采用鉬（Mo）—鉻（Cr）合金材料的隔斷性能良好的高電壓大容量的真空斷路器用電極材料的制造方法，真空斷路器用電極材料和真空斷路器用電極。

背景技術

在真空斷路器中，在可維持真空狀態(tài)的陶瓷制的圓筒狀的絕緣容器內，固定側和活動側的兩個電極在同一軸上相對設置，由此，構成真空管主體，通過設置于真空管主體的附近的操作器，沿打開方向移動活動側的電極，切斷電流。

在近年的真空斷路器中，象在比如，JP特開2003—92050號文獻（專利文獻1）和JP特開2010—113821號文獻（專利文獻2）等中記載的那樣，固定側和活動側的各電極為在電弧發(fā)生時，產生縱磁場的結構。另外，在活動側的電極移動的移開時，兩個電極離開，維持預定的間隙，通過縱磁場，將在分開的電極之間產生的電弧擴散，可進行大電流的切斷。

在縱磁場型的各電極中，在導電桿的端部，固定有杯形接觸件，在該端面上固接有構成電弧發(fā)生部的接觸板。杯形接觸件為下述的結構，其中，在與導電桿相反一側的一端的外周面部分，形成相對軸線而傾斜的多個狹縫，具有電流流過的多條通路，所謂的線圈部。通過該杯形接觸件的使用，在縱磁場型的電極的活動側在打開方向移動時，通過流過線圈部的電流，產生縱磁場，靈活使用該縱磁場，將在接觸板部分處點弧的電弧擴散，切斷電流。

在高電壓，大容量的真空斷路器中，對于接觸和離開動作反復的縱磁場型的各電極，構成其接觸面的接觸板的電極材料采用電流切斷性能，耐電壓性能等的電特性良好的材料。一般，對于真空斷路器用電極材料，按照預定的比例，將導電性良好的銅（Cu）和耐電弧性成分的Cr，Mo等混合，對該混合物進行加壓成形，然后，在真空中等的非氧氣氛下燒結，制造燒結體，采用該燒結體。

比如，在JP第3926994號專利（專利文獻3）中，提出有下述的電極材料，其作為電流切斷性能，耐電壓性能等的電特性良好的電極材料，在制造Cu—Cr系的電極材料時，將用作基材的Cu，與提高電特性的Cr和使Cr顆粒細微化的耐熱元件的各粉末混合，然后，獲得燒結體。

該電極材料的組成范圍是這樣的，按照重量比計，Cu在20～80%的范圍內，Cr在10～80%的范圍內，Mo在0.001～80%的范圍內，鎢（W）在0.01～80%的范圍內，鉭（Ta）在0.001～80%的范圍內，鈮（Nb）在0.001～80%的范圍內，釩（V）在0.001～80%的范圍內。

另外，在JP特開2002—15644號文獻（專利文獻4）中，提出下述的觸點材料，該觸點材料作為焊接，消耗少，可改善耐弧性能，低接觸阻力，可靠性高的真空斷路器用觸點材料，包括高導電成分，其中，銀（Ag）和金（Au）中的至少一種的含量在20～45重量%的范圍內；觸點材料，其中，W，Mo中的至少一種的含量在55～80重量%的范圍內；高導電成分相，在該觸點材料的金屬組織中，最大截面積在0.001～0.005mm²的顆粒按照多個分散地設置。另外還提出，在該電極材料的制造的最終步驟，還進行將高導電成分滲透于燒結體的空孔中的滲透步驟。

在象在上述專利文獻3中記載的那樣，在真空斷路器用電極材料中，為了提高事故電流等的電流切斷性能（在下面稱為“大電流切斷性能”），耐電壓性能等的電特性，Cu系電極材料中的Cu基材中的Cr，Mo等的高熔點材料的含量大，使Cr等的粒徑減小，均勻地分散，是良好的。但是，如果過于增加作為高熔點材料的Cr，Mo等的含量，則真空斷路器用電極材料具有下述的缺點，即，因Cu的含量的降低，導電率下降，接觸阻力值上升，并且大電流切斷性能下降，另外，無法滿足隔斷電容負荷時的切斷性能（在下面稱為“電容器開閉性能）。另外，象專利文獻4中記載的那樣，特別是在混合有Cu粉末和W粉末而制造的Cu-W系的電極材料中，由于大電流切斷性能，電容器開閉性能低，故無法用于真空斷路器。

人們知道，用于高電壓大容量的真空斷路器的電極材料必須增加作為高熔點材料的Cr等的含量。但是，使用這樣的電極材料，具有大電流隔斷性能降低，接觸電阻增加的問題。

另外，如果探討真空斷路器的電流隔斷時的電極的接觸板部分的沖擊電壓（在下面稱為簡稱為“IMP”）特性，則在電弧發(fā)生時的接觸板的外周部附近，電場強度高，產生電場集中，容易產生IMP耐電壓絕緣破壞。由此，在采用縱磁場型的電極的真空斷路器中，人們希望電極的接觸板部分中的IMP耐電壓的提高和更進一步的大電流切斷性能，電容器開閉性能的提高。