[發明專利]電觸點及使用該電觸點的真空閥

有效

• 申請號: 201880088239.5
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN111670261B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 谷原康友;千葉原宏幸;道念大樹;越智聰;糸谷孝行
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01H33/664
• 分類號: H01H33/664
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡秋瑾;宋俊寅

在包含母材(31)和高熔點物質粒子(32)和金屬間化合物(33)的電觸點(10、11)中，在母材中分散配置有包含MnX化合物(X為Te或Se)以及Mn?Cu固溶相與X的化合物的金屬間化合物，高熔點物質粒子的粒徑在該高熔點物質粒子的維氏硬度大于0HV且低于200Hv時在0.1μm以上且在100μm以下、在該高熔點物質粒子的維氏硬度在200Hv以上時在0.1μm以上且在10μm以下，X原子在1.5質量％以上且在15質量％以下，Mn/(Mn+X)的原子量比在20原子％以上且在80原子％以下。

技術領域

本發明涉及作為高電壓配電設備之一的真空斷路器中使用的真空閥以及其中使用的電觸點。

背景技術

作為高電壓配電設備之一的真空斷路器用于在高電壓配電設備有故障或異常時切斷電流。真空斷路器具備具有切斷電流的功能的真空閥。真空閥具有固定電極和可動電極同軸相對配置在保持著高真空的絕緣容器內部的結構。

當配電設備中產生過載電流或短路電流時，這些電極瞬間分閘，將電流切斷。但是，因為在電極間有電弧產生，所以電流不是瞬間切斷的。將交流電流切斷時，隨著交流電流的減小，電弧減弱，通過電弧的消滅而實現切斷。如此一來，會發生在交流電流達到零之前時電流被瞬間切斷的現象。該現象被稱為斬波。

在斬波時會產生被稱為分合浪涌的巨大浪涌電壓，而在與配電設備連接的機器為電容性或電感性的機器的情況下，有時會因該巨大浪涌電壓而造成該機器損傷。為了降低該浪涌電壓，需要減小斬波發生時的電流(斬波電流)。要減小斬波電流，可通過使分閘時在電極間產生的電弧一直持續到交流電流的零點附近為止的方式來實現。

電弧的持續取決于真空中的粒子數，需要在斬波時向真空中供應粒子。作為供應的粒子，有金屬粒子和熱電子兩種。作為現有的具有低斬波電流特性的電觸點材料，選擇導電成分Ag和高熔點的金屬或其碳化物(WC等)的混合物。其原因在于，通過由產生的電弧引起的電極加熱，促進導電成分Ag的蒸發和高熔點金屬或其碳化物的熱電子釋放，使電弧持續。

根據以電流密度表示熱電子釋放能力的理查森-杜什曼公式(日文：リチャードソン·ダッシュマンの式)可知，熱電子釋放能力取決于材料的功函數和溫度。尤其是溫度的貢獻率大。因此，高熔點金屬或其碳化物因為熔點高而被廣泛使用。根據以上觀點，開發出了使用發揮優異的低斬波電流特性的Ag-WC電觸點的真空閥，并將其實用化。

現有的真空閥中，從低成本的角度考慮，以Cu代替Ag作為導電成分，在所得的電觸點材料中添加Te和Se等，藉此獲得了穩定的低斬波特性(例如參照專利文獻1、2)。如此一來，Te和Se的沸點在金屬中非常低，通過由電弧照射引起的電極加熱，該低沸點金屬大量蒸發，從而實現電弧的持續。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2007-332429號公報(第3頁，圖2)

專利文獻2：日本專利特開2014-56784號公報(第4頁，圖2)

發明內容

發明所要解決的技術問題

現有的以Cu作為導電成分的電觸點中，通過添加低沸點金屬實現了低斬波電流特性。然而，低沸點金屬的選擇性蒸發也可造成電觸點的材料損耗。因此，隨著分合次數的增大，低沸點金屬被損耗，向觸點間的空間的金屬蒸氣供應量減少，低斬波電流特性劣化。

針對該問題，想到增加低沸點金屬的添加量，但低沸點金屬的過量添加使得電觸點脆化。因此，低沸點金屬的過量添加存在著在電觸點的加工時或分閘時發生開裂的問題。因此，添加有低沸點金屬的現有的電觸點無法同時滿足低斬波電流特性和確保機械強度。

本發明是為了解決上述課題而完成的發明，其目的是使得添加有低沸點金屬的現有的電觸點同時滿足低斬波電流特性和確保機械強度。

解決技術問題所采用的技術方案