專利名稱:真空斷路器的制作方法
本發(fā)明一般地涉及真空斷路器，特別涉及具有低電涌和大斷流能力的真空斷路器結(jié)構(gòu)。
一般來說，要求真空斷路器電壓阻抗高，抗熔焊能力強，低電涌并具有大電流斷路能力。這些特性高度依賴于斷路器觸片使用的材料類型?，F(xiàn)在還沒有能獲得所有這些特性的理想的觸片材料。因此，當要切斷的電流超過4KA(均方根值)時，大多數(shù)斷路器要使用復(fù)雜的裝置，正如美國專利4，367，382中所公開的，增加螺旋電極和垂直磁場電極。在這樣一種斷路器中，電流產(chǎn)生的磁力驅(qū)動電弧旋轉(zhuǎn)，防止電極的局部過熱。
近年來，供電系統(tǒng)變得更復(fù)雜，包含大電感負載開斷和閉合的情況在不斷增加。因此，解決電涌問題的要求也在增加。有害的電涌可以通過在真空斷路器外增加一個電涌吸收器得到抑制。然而，如果使用一個外部電涌吸收器，就需要一個很大的空間來安裝整個真空電路斷路器系統(tǒng)，使得斷路器體積龐大而不受歡迎。
日本專利公告(Kokai)NO.60-243919示出了一種低電涌真空斷路器，它包括一個具有Ag-Wc低電涌觸片的電極。電弧銅片的直徑大于觸片的直徑，且電弧銅片的表面鍍銀。在電弧片的背面裝有一個線圈。該電極構(gòu)成一個所謂的垂直磁場電極結(jié)構(gòu)，當斷路的時刻，在其中施加一平行于電弧的磁場。
眾所周知，電弧在電極的整個表面均勻分布對于開斷大于大約10KA的大電流是很重要的。然而，Ag-Wc觸片的穩(wěn)定電弧電壓約20V，而電弧銅片的電弧電壓約30V。因此，電弧很難從觸片移動到電弧銅片。為了解決這個問題，在電弧銅片上鍍銀，以利于電弧從觸片移動到銅電弧片，使電弧在電極的整個前表面均勻分布，從而形成一個具有良好開斷性能的斷路器。
當開斷小于大約10KA的小電流時，會出現(xiàn)電涌。然而，在這種情況下，電弧滯留在低電涌觸片上，電極的局部過熱不會產(chǎn)生任何問題。
近年來，人們開始要求改進斷路器重復(fù)開斷大電流的能力，特別是在短路事故經(jīng)常發(fā)生的地區(qū)。利用上述傳統(tǒng)的電極，在開斷大電流時出現(xiàn)的電弧從觸片移動到鍍銀電弧片并引起鍍銀層的擴散和蒸發(fā)。因此，隨著斷路次數(shù)的增加，銅電弧片表面上的銀就會散失。在銅電弧片上鍍一層能夠有足夠長壽命的厚銀層從技術(shù)上和經(jīng)濟上講都是困難的。當銀層從電弧片上消失后，電弧片上的電弧電壓上升到銅電弧電壓，這使電弧很難從觸片移動到銅電弧片。在這種情況下，電弧不再均勻分布。
本發(fā)明的目的是延長低電涌，大斷流容量的真空斷路器的壽命。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種斷路器，它包括(a)一對電極，可從閉合位置相對移動到分離位置以在電極間建立斷路電弧，其中，至少有一個電極具有面對另一電極的由包含銀合金的低電涌材料制成的接觸裝置，一個與接觸裝置電連接并面對另一電極的銀制塊體;以及一個由導(dǎo)電材料制成表面鍍銀的電弧片與接觸裝置相連并面對另一電極;(b)密封上述電極并使電極周圍的環(huán)境保持真空的裝置。
下面參照附圖對最佳實施例的詳細描述將使本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點變得更加明顯。
作為說明書的一部分，附圖展示了本發(fā)明的一個實施例，與說明一起用以解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是本發(fā)明實施例的截面圖;
圖2是沿圖1中Ⅱ-Ⅱ線取的視圖;
圖3是沿圖2中Ⅲ-Ⅲ線取的視圖。
現(xiàn)在參照圖1描述本發(fā)明的實施例。抽真空的容器10有一個絕緣園筒12，以及一對端板14和16。端板14和16緊緊地密封在園筒12相對的兩端。一對可分離的電極18和20貫穿端板14和16。電極18由穿過端板14的固定連桿22支撐，而電極20與通過波紋管26穿過端板16的一個活動連桿22相連。電弧罩28置于真空容器10中，將電極18和20圍住以防止電極18和20分離時產(chǎn)生的金屬蒸氣在真空容器10的內(nèi)表面上沉積。當電極18和20分離，電流被斷開時，兩個電極之間產(chǎn)生電弧。
電極18與20有相同的結(jié)構(gòu)，為了描述方便，在圖2和圖3中示出了電極20，并敘述如下。電極20具有所謂縱向磁場結(jié)構(gòu)，其中，如美國專利NO.4，367，382所公開的，產(chǎn)生一個與電弧平行的磁場。
電極20有一個園形電弧片40，它被置于與電弧方向垂直的位置上。電弧片40由例如銅的導(dǎo)電材料制成，并且有4條徑向開縫42。在電弧片40的背面裝有一線圈44。線圈44由導(dǎo)電材料例如由銅制成，并在與電弧平行的方向建立一個磁場。觸片46固定在電弧片40的中心。觸片46是一個直徑小于電弧片40的園形平板，它由低電涌的銀合金制成，最好由Ag-Wc燒結(jié)合金制成，觸片46的外表面高于電弧片40向另一電極18突出。
一個由銀制成的環(huán)塊48置于電弧片40上，包圍并緊接著觸片46。環(huán)塊48的外表面高于電弧片40向另一電極18突出。環(huán)塊48突出的高度小于觸片46的突出高度。
電弧片40由鎳或不銹鋼加強板50支撐。加強板具有很高的電阻，因此不影響所產(chǎn)生的磁場強度，并且可以防止斷路器閉合時產(chǎn)生的機械沖擊可能引起的電弧片40和線圈44的變形或斷裂。
由于具有上述結(jié)構(gòu)，當不開斷電流時，電極20的觸片46的突出外表面與另一電極18的觸片相接觸。
當電極18和20分離并將開斷大于大約10KA的電流時，電弧首先出現(xiàn)在觸片46上。而后，電弧很容易地移動到銀制環(huán)塊48，進而擴展到鍍銀電弧片40上。由于電弧打在銀制環(huán)塊48上產(chǎn)生銀蒸氣，銀從電弧片40上的消散被抑制。電弧熄滅并且銀蒸氣冷卻后，銀蒸氣粒子沉積在觸片46，環(huán)塊48和電弧片40上。因此，即使經(jīng)過多次斷路之后，電弧片40上的銀層仍能維持住，并且，斷路器的壽命大大延長了。
通常，當開斷大電流時，不會發(fā)生電涌。
當斷開小電流時(小于大約10KA)，可能會發(fā)生電涌。然而，在這種情況下，電弧停留在觸片46上。由于觸片46由低電涌材料制成，電涌不會產(chǎn)生任何問題。由于電流很小，在這種情況下，電極上局部過熱也不會產(chǎn)生任何問題。
前面的描述僅是為了展示本發(fā)明的最佳實施例，但并不局限于此。由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對包含本發(fā)明的精神和實質(zhì)的上述實施例進行修改，本發(fā)明的范圍只受權(quán)利要求
及其等同條款的限制。
權(quán)利要求
1.斷路器包括(a)一對電極，可從接合位置相對移動到分離位置以在電極間建立斷路電弧，至少有一個電極包括一個由包括銀合金的低電涌材料制成的接觸裝置，該接觸裝置面對另一電極；一個由導(dǎo)電材料制成表面鍍銀的電弧片，與接觸裝置電連接并面對另一電極；(b)密封上述電極并使電極周圍的環(huán)境保持真空的裝置，其中的改進包括與接觸裝置電氣連接并面對另一電極的銀制塊體。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的斷路器，其中接觸裝置高于電弧片向另一電極突出。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的斷路器，其中銀制塊體高于電弧片向另一電極突出，接觸裝置高于銀制塊體向另一電極突出。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3的斷路器，其中接觸裝置由Ag-Wc燒結(jié)合金構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3的斷路器，其中塊體與接觸裝置相鄰接。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3的斷路器，其中塊體與電弧片上的鍍銀層相鄰接。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3的斷路器，其中電弧片實質(zhì)上是由銅制成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3的斷路器，其中接觸裝置和塊體處于電弧片之上，因此塊體包圍接觸裝置，電弧片的鍍銀層包圍塊體。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3的斷路器，其中接觸裝置是一塊平板。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3的斷路器，其中所說的另一個電極包括一個由包括銀合金的低電涌材料制成的附加接觸裝置;一個與附加接觸裝置電連接的銀制附加塊體;一個由導(dǎo)電材料制成的表面鍍銀的與附加接觸裝置電連接的附加電弧片。
專利摘要
斷路器包括(a)一對電極，可以接合位置相對移動到分離位置以建立電極間的斷路電弧，至少一個電極包括由包括銀合金的低電涌材料制成的與另一電極相對的觸片；銀制的、與觸片電連接的并且與另一電極相對的塊體；一個由導(dǎo)電材料制成的具有鍍銀表面的電弧片，與觸片電連接并面對另一個電極；(b)密封上述電極并使電極周圍的環(huán)境保持真空的容器。
文檔編號H01H33/664GK87107122SQ87107122
公開日1988年5月11日 申請日期1987年10月23日
發(fā)明者鈴木秀夫 申請人:株式會社東芝導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan