JPS5911167B2 - Vacuum shield electrode - Google Patents
Vacuum shield electrodeInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電極を、ベリリウムあるいはベリリウム合
金により構成した真空しゃ断器の電極に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electrode for a vacuum breaker in which the electrode is made of beryllium or a beryllium alloy.
最近、真空しゃ断器の電極材料としてべＩＪ ＩＪウム
あるいはべＩＪ ＩＪウム合金が銅等の材料に代って使
用されている。Recently, Be-IJ-IJ-ium or Be-IJ-IJ-ium alloy has been used as an electrode material for vacuum circuit breakers instead of materials such as copper.
べＩＪ ＩＪウムはその原子量が９．０１２２であり、
銅の原子量６３．５４６に比してきわめて軽く、したが
って、アークにより発生した金属粒子の拡散が銅材料よ
りもきわめて速く、そのために電流しゃ断後のギャップ
間絶縁回復がきわめて良好であるというのが使用されて
いる主な理由である。BeIJIJum has an atomic weight of 9.0122,
It is extremely light compared to copper's atomic weight of 63.546, and therefore the diffusion of metal particles generated by an arc is much faster than that of copper materials, which means that the gap insulation recovery after current cutoff is extremely good. This is the main reason.
そして、ベリリウム電極のしゃ断能力は、同一形状、同
一構造の銅電極のそれに比して、約２〜２．５倍程度向
上することが実験により確認されている。It has been confirmed through experiments that the cutting ability of beryllium electrodes is approximately 2 to 2.5 times higher than that of copper electrodes having the same shape and structure.
例えば、２４ＫＶ級の試験結果によると、直径５０朋の
銅平板電極の場合、しゃ断限界電流が約１２〜１３ＫＡ
であるのに対して、べＩＪ ＩＪウム電極の場合には約
２２〜２７ＫＡの電流をしゃ断できることが確認されて
いる。For example, according to the test results of the 24KV class, in the case of a copper plate electrode with a diameter of 50 mm, the breaking limit current is about 12 to 13 KA.
On the other hand, it has been confirmed that a current of approximately 22 to 27 KA can be interrupted in the case of the aluminum electrode.
上記理由により、ベリリウムあるいはベリリウム合金が
真空しゃ断器の電極として使用されているのであるが、
一方、ベリリウムは非常に脆弱であるという欠点を有し
ている。For the above reasons, beryllium or beryllium alloys are used as electrodes in vacuum circuit breakers.
On the other hand, beryllium has the disadvantage of being extremely brittle.
一般に、電極間距離が大きく、しゃ断、投入速度の大き
な超高電圧用の電極、例えば電極間距離（ギャップ）６
Ｑｍｍ、しゃ断速度３．５ｍ／ｓｅｃ程度の８４ＫＶ級
あるいはそれ以上の超高圧用の電極においては、しゃ断
容量を向上させる目的で第１図あるいは第２図において
示すごとく、スパイラル状あるいはスクリュー状の溝１
を設けるのが通例である。In general, electrodes for ultra-high voltages with a large distance between electrodes and high cutting and closing speeds, such as electrode distance (gap) 6
For ultra-high voltage electrodes of 84 KV class or higher with a breaking speed of about 3.5 m/sec and a breaking speed of about 3.5 m/sec, spiral or screw-shaped grooves are used as shown in Figures 1 and 2 to improve the breaking capacity. 1
It is customary to provide
この溝１は、電極２の中央部の主接点部３から半径方向
の外方に向けて放射状に設けてあり、このａ１間に形成
されるアーク駆動片４は、半径方向の外方に移動するア
ーク柱をその外周端部方向に駆動せしめ、アーク柱が固
定することのないようにして電極２の局部過熱を防止し
、しゃ断性能を向上させる作用をなすものである。This groove 1 is provided radially outward in the radial direction from the main contact part 3 in the center of the electrode 2, and the arc drive piece 4 formed between this a1 moves outward in the radial direction. By driving the arc column toward its outer peripheral end, the arc column is prevented from being fixed, thereby preventing local overheating of the electrode 2 and improving the breaking performance.
ベリリウムは、前述のごとく材料自体が脆弱である上に
、上記のごとき複数の溝１，１，・・・・・・を加工す
るとその機械的強度は著しく低下する。As mentioned above, beryllium itself is a fragile material, and when the plurality of grooves 1, 1, . . . as described above are formed, its mechanical strength is significantly reduced.
スパイラル形状による強度実験によると、数１００回程
度の動作試験でアーク駆動片４の根元から破損すること
が実証されている。According to a strength experiment using a spiral shape, it has been demonstrated that the arc drive piece 4 breaks from the base after about 100 operation tests.
ちなみに、第３図において示すごとく、溝のない円板形
状の電極２をべＩＪ ＩＪウムにて形成した場合には、
その機械的強度は増大するが、大電流しゃ断時にアーク
が円板先端部で局部的に停滞し、電極２の損耗を生じ、
しゃ断容量の低下を招く結果となる。By the way, as shown in FIG. 3, when the disk-shaped electrode 2 without grooves is formed from aluminum alloy,
Although its mechanical strength increases, the arc stagnates locally at the tip of the disk when a large current is cut off, causing wear and tear on the electrode 2.
This results in a decrease in breaking capacity.
ベリリウムよりなる電極２を他の金属で補強させる構成
も考えられるが、ベリリウムを他の金属とロー付け等で
固着させると、その固着部において金属間化合物が生成
されて接合部の機械的強度がきわめて低下するという現
象を生じ、強度上安全性を欠く結果となる。A configuration in which the electrode 2 made of beryllium is reinforced with another metal is also considered, but if beryllium is fixed to another metal by brazing or the like, an intermetallic compound is generated at the fixed part and the mechanical strength of the joint part is reduced. A phenomenon occurs in which the strength of the steel deteriorates significantly, resulting in a lack of safety in terms of strength.
そのために、例えばベリリウムと銀とを一担ロー付け加
工し、その後に銀と補強部材とをロー付け加工して接合
する構成も考えられるが、この場合には高価な銀を使用
するので高価になる欠点を有し、しかも工程数が増加す
ることから作業能率が低くなるという欠点がある。To this end, it is conceivable that, for example, beryllium and silver are brazed in one step, and then the silver and the reinforcing member are brazed and joined together, but in this case, expensive silver is used, so the cost is high. Moreover, the number of steps increases, resulting in lower work efficiency.
この発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、
ベリリウムあるいはベリリウム合金よりなる真空しゃ断
器の電極を、きわめて安価にて補強することにより、上
記問題点を解決しようとするものである。This invention was made in view of the above problems, and
The present invention attempts to solve the above problems by reinforcing the electrodes of a vacuum breaker made of beryllium or beryllium alloy at a very low cost.
以下、第４図以降の図面を用いてこの発明の実施例につ
いて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below using the drawings from FIG. 4 onwards.
第４図において総括的に５で示すのは、真空しゃ断器に
おける電極部で、この電極部５は円板形状に形成して設
けたアーク電極６と、アーク電極６を補強するための補
強部材７、およびアーク電極６を支承するためのり一ド
棒（電極支持部材）８等より構成して設けてある。In FIG. 4, the reference numeral 5 indicates the electrode part of the vacuum breaker, and this electrode part 5 includes an arc electrode 6 formed into a disk shape and a reinforcing member for reinforcing the arc electrode 6. 7, and a glue rod (electrode support member) 8 for supporting the arc electrode 6.
アーク電極６は、ベリリウムあるいはベリリウム合金に
て構成して設けてあり、このアーク電極６には、主接点
部９の外周部から半径方向の外方向にスパイラル形状に
切り込んだ（形成した）溝１０，１０，・・・・・・が
放射状に設けてある。The arc electrode 6 is made of beryllium or beryllium alloy, and has a spiral groove 10 cut (formed) in a radial outward direction from the outer periphery of the main contact portion 9. , 10, . . . are provided radially.
したがって、溝１０，１０，・・・・・・間には溝１０
，１０，・・・・・・によりスパイラル形状に形成され
たスパイラルペダル部１１が構成されることになる。Therefore, there is a groove 10 between the grooves 10, 10, .
, 10, . . . constitute a spiral pedal portion 11 formed in a spiral shape.
前記アーク電極６の下面部には、アーク電極６の機械的
強度を増大させるための補強部材７が設けてある。A reinforcing member 7 is provided on the lower surface of the arc electrode 6 to increase the mechanical strength of the arc electrode 6.
この補強部材７は、例えば、Ｆ ｅ−Ｎ ｉ８％−Ｃｒ
ｌ８％を主成分とするオーステナイト系ステンレス鋼に
より形成して設けてあり、ロー付け等の手段にてアーク
電極６に固着して設けてある。This reinforcing member 7 is made of, for example, Fe-Ni8%-Cr
It is formed of austenitic stainless steel whose main component is l8%, and is fixed to the arc electrode 6 by means such as brazing.
第５図において示すのは、べＩＪ ＩＪウム部材１１と
Ｆｅ−Ｎｉ８％−Ｃｒｌ８％を主成分とする非磁性のオ
ーステナイト系ステンレス部材１２とを、７２０℃〜７
８０℃の真空中でＡｇ８９チーＳｎｌｌ％を主成分とし
たロー材１３を介してロー付けした状態の電子顕微鏡写
真を示すものである。In FIG. 5, a stainless steel member 11 and a non-magnetic austenitic stainless steel member 12 mainly composed of 8% Fe-Ni-8% Crl are heated at 720°C to 70°C.
This is an electron micrograph showing a state in which the material was brazed in a vacuum at 80° C. through a brazing material 13 mainly composed of Ag89QSnll%.
図において示すごとく、正常にかつ確実にロー付けされ
ているのが確認できる。As shown in the figure, it can be confirmed that the parts are soldered normally and reliably.
すなわち、ベリリウム部材１１に、ベリリウムと比較的
熱膨脹率の等しいＦｅ−Ｎｉ ８ ％−Ｃｒ １ ８
％を主成分とするオーステナイト系ステンレス部材１２
をロー付けする際には、この両者間には金属間化合物が
生成されないのである。That is, the beryllium member 11 is made of Fe-Ni8%-Cr18, which has a relatively equal coefficient of thermal expansion to beryllium.
Austenitic stainless steel member 12 whose main component is
When brazing the two, no intermetallic compound is generated between the two.
したがって、ロー付け強度のきわめて高い結合が得られ
、その結果、上記条件にて構成したアーク電極６の機械
的強度が増大され、べＩＪ ＩＪウム自体の脆性が矯正
（補強）されるのである。Therefore, a bond with extremely high brazing strength is obtained, and as a result, the mechanical strength of the arc electrode 6 constructed under the above conditions is increased, and the brittleness of the aluminum itself is corrected (reinforced).
なお、第６図において示すのは、ベリリウム部材１１と
銅（Ｃｕ ）部材１４とを、７２０℃〜７８０℃の真空
中でＡｇ ８ ９ ％−Ｓｎ １ １％を主成分とした
ロー材１３を介してロー付けした状態の顕微鏡写真を示
すものである。In addition, FIG. 6 shows that a beryllium member 11 and a copper (Cu) member 14 are heated in a vacuum at 720°C to 780°C with a brazing material 13 mainly composed of 89% Ag and 11% Sn. This is a micrograph showing a state in which the material is brazed through the wire.
この場合には、図に示すごとく接合部には金属間化合物
が生成されており、ロー付け層部が拡散されて脆化層を
形成しているのが判る。In this case, as shown in the figure, an intermetallic compound is generated at the joint, and the brazing layer is diffused to form a brittle layer.
すなわち、この場合には、べＩＪ ＩＪウム部材よりな
るアーク電極６に対して、銅部材よりなる補強部材１を
ロー付けしても、接合部が脆弱となるために機械的強度
は増大しないのである。That is, in this case, even if the reinforcing member 1 made of a copper material is brazed to the arc electrode 6 made of a aluminum material, the mechanical strength will not increase because the joint will become brittle. be.
この発明は、前記したごとく、ベリリウムあるイハヘリ
リウム合金よりなるアーク電極６に対シて、ロー付け強
度の高いＦｅ−Ｎｉ ８ ％−Ｃｒ １ ８係を主成分
とする金属材刺を固着して設けたものであるから、ベリ
リウムあるいはベリリウム合金よりなるアーク電極６の
機械的強度を効果的に増大させることができ、大電流高
電圧の真空しゃ断器に対しても適応できるものである。As described above, the present invention provides a metal material barb mainly composed of Fe-Ni 8%-Cr 18, which has high brazing strength, fixed to the arc electrode 6 made of an Ihahelilium alloy including beryllium. Therefore, the mechanical strength of the arc electrode 6 made of beryllium or beryllium alloy can be effectively increased, and it can also be applied to a vacuum breaker with large current and high voltage.
実験結果によると、第５図に示す場合の接合強度は引張
強さで約２３±２ ｋｇ／ｍｌｔであった。According to the experimental results, the bonding strength in the case shown in FIG. 5 was approximately 23±2 kg/ml in terms of tensile strength.
この結果からみても、アーク電極６にＦｅ−Ｎｉ８％−
Ｃｒｌ８％を主成分とする補強部材７をロー付け等によ
り固着すれば、アーク電極６の機械的強度が増大するこ
とがわかる。From this result, it can be seen that the arc electrode 6 contains Fe-Ni8%-
It can be seen that the mechanical strength of the arc electrode 6 is increased by fixing the reinforcing member 7 whose main component is 8% Crl by brazing or the like.
また、補強部材７はオーステナイト系ステンレス鋼であ
るので、安価にて容易に製作、入手することができ、し
かも、直接的にアーク電極６にロー付け加工できるので
、作業工数が削減され作業性能の向上が図れる等の著効
がある。In addition, since the reinforcing member 7 is made of austenitic stainless steel, it can be manufactured and obtained easily at low cost. Furthermore, it can be brazed directly to the arc electrode 6, reducing the number of work steps and improving work performance. It has significant effects such as improvement.
なお、第７図において示すのはこの発明の他の実施例で
、第４図においては補強部材７に溝加工を施さないのに
対し、５補強部材７にも溝１５を設けたものである。7 shows another embodiment of the present invention, in which the reinforcing member 7 is not grooved in FIG. 4, but the reinforcing member 7 is also provided with grooves 15. .
また、この発明の作用、効果を逸脱することなく、この
発明の構成に変更を加えたものもこの発明に属するもの
である。Further, the present invention also includes changes made to the structure of the present invention without departing from the functions and effects of the present invention.
第１図、第２図および第３図は、この発明に係る電極の
従来技術の説明図、第４図はこの発明に係る電極の斜視
説明図、第５図はこの発明の要部の接合部における電子
顕微鏡写真の説明図、第６図はべＩＪ ＩＪウム部材と
銅部材をロー付けした状態を示す電子顕微鏡写真の説明
図、第７図はこの発明の要部の他の実施例を示す斜視説
明図である。
６・・・・・・アーク電極（電極）、７・・・・・・補
強部材。1, 2, and 3 are explanatory diagrams of the prior art of the electrode according to the present invention, FIG. 4 is a perspective explanatory diagram of the electrode according to the present invention, and FIG. 5 is a connection of the main parts of the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram of an electron micrograph showing a state in which a copper member and a copper member are brazed together. FIG. FIG. 6... Arc electrode (electrode), 7... Reinforcement member.
Claims (1)
６をベリリウムあるいはベリリウム合金により形成する
とともに、この電極６におけるアーク発生面と反対側の
面に、Ｆｅ −Ｎｉ ８％−Ｃｒｌ８係のオーステナイ
ト系ステンレス鋼からなる板状の補強部材７をＡｇ−Ｓ
ｎロー材１３を介してロー付けしてなる真空しゃ断器の
電極。1. A disk-shaped electrode 6 having a plurality of grooves 10 opened on the outer periphery is formed of beryllium or beryllium alloy, and a surface of the electrode 6 opposite to the arc generating surface is coated with Fe-Ni 8%-Crl8. Ag-S plate-shaped reinforcing member 7 made of austenitic stainless steel
An electrode of a vacuum breaker formed by brazing through n brazing material 13.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4875979A JPS5911167B2 (en) | 1979-04-20 | 1979-04-20 | Vacuum shield electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4875979A JPS5911167B2 (en) | 1979-04-20 | 1979-04-20 | Vacuum shield electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55141025A JPS55141025A (en) | 1980-11-04 |
| JPS5911167B2 true JPS5911167B2 (en) | 1984-03-14 |
Family
ID=12812200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4875979A Expired JPS5911167B2 (en) | 1979-04-20 | 1979-04-20 | Vacuum shield electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5911167B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6217054U (en) * | 1985-07-17 | 1987-01-31 | ||
| JP7129901B2 (en) * | 2018-12-25 | 2022-09-02 | 三菱電機株式会社 | vacuum valve |
-
1979
- 1979-04-20 JP JP4875979A patent/JPS5911167B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55141025A (en) | 1980-11-04 |
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