(57)【要約】【課題】ガス開閉器に用いられるアーク接触子において、アークに曝される先端部の表面直下に発生する内部クラックの横方向への進展を抑制し、表面の脱落による損耗を低減することができるアーク接触子を得る。【解決手段】固定アーク接触子および可動アーク接触子の少なくとも一方に、銅とタングステンとの合金で構成された基材にアークに曝される面から深さ方向に向かって同心円状、格子状および縞状の少なくとも１つの形状をもつスリットを設けたものである。【選択図】図３
2008288185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定アーク接触子と、この固定アーク接触子と接離可能に対向配置された可動アーク接触子とを備え、前記固定アーク接触子と前記可動アーク接触子との間に発生するアークを消弧性ガスで消滅させることにより電流遮断動作を行なうガス開閉器において、
前記固定アーク接触子および前記可動アーク接触子の少なくとも一方は、銅とタングステンとの合金で構成された基材に前記アークに曝される面から深さ方向に向かって同心円状、格子状および縞状の少なくとも１つの形状のスリットを設けたことを特徴するガス開閉器。
【請求項２】
さらに、固定アーク接触子の軸芯で交わる十字状のスリットを設けたことを特徴とする請求項１記載のガス開閉器。
【請求項３】
スリットの底部にＣｕ部を配置したことを特徴とする請求項１または２記載のガス開閉器。
【請求項４】
スリットの幅は、０より大きく２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載のガス開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、消弧室に備えられた固定アーク接触子と可動アーク接触子との間に発生するアークを消弧性ガスで消滅させることにより電流遮断動作を行なうガス開閉器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス遮断器やガス断路器などのガス開閉器に使用されるアーク接触子は、電流遮断時に発生する高温のアークに耐えるための耐熱性に加えて、アーク電流を転流するために一定以上の導電性も要求される。そのため、高融点で耐アーク性に優れる材料と導電性に優れた材料とを組み合わせた合金が使用されている。具体的には銅とタングステンとからなる合金（Ｃｕ−Ｗ合金）が広く適用されている。
【０００３】
従来のガス遮断器のアーク接触子については、固定アーク接触子およびこの固定アーク接触子と最後まで接触している可動アーク接触子の先端部分は、Ｃｕ−Ｗ合金から構成されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、嵌合時に固定アーク接触子から可動アーク接触子の内周面に常時押圧を与えるために、スリットが固定アーク接触子の軸芯に沿って形成されたアーク接触子が開示されていた（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−７３８６０号公報（６頁、図１２）
【特許文献２】特開２００１−１１０２８８号公報（３−４頁、図１および図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ガス開閉器に使用されるアーク接触子は、電流遮断時のアーク熱によりアーク接触子の先端部の温度が急速に上昇し、その後低下する。その際に先端部から深さ方向に向かって温度勾配を生じるために、深さ方向に複数のクラックが進展する。さらに複数回の電流遮断を行なうと、アーク接触子の先端部と内部との温度差を生じる境界に熱応力が繰り返し発生し、その境界にクラックが進展する。すなわち、先端部の表面から深さ方向に進展したクラックは、遮断を繰り返すことでアークに曝された先端部の表面と平行な方向（以下、横方向と称す）に進展方向を変え、アーク接触子の内部に進展する。そのために、アーク接触子の表面直下に発生した横方向の内部クラックにより、アーク接触子の表面から材料の一部が脱落して損耗するという問題点があった。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された従来のガス開閉器に用いられていたアーク接触子は、電流遮断時のアーク熱によりアーク接触子表面が加熱されたときの蒸発に伴う損耗に対しては一定の効果があるが、上述のようなアーク接触子表面の一部が脱落して損耗するという問題を防ぐことができなかった。
【０００８】
また、特許文献２に示されているような軸芯で交わるスリットを設けたアーク接触子では、可動アーク接触子と固定アーク接触子との嵌合状態の安定、あるいは絶縁ガスの逃げを抑制する効果があり、熱応力を軽減する一定の効果があると考えられる。しかしながら、このスリットは軸心位置で交わるようにしか形成されていないため、アーク接触子の直径方向に働く熱応力を効果的に緩和することができない。そのため直径方向に発生する内部クラックを効果的に抑制することができず、脱落による損耗を低減できないという問題があった。アーク接触子の表面に脱落が発生すると、アーク接触子の表面に鋭利な部分ができこの鋭利な部分にアークが集中するなどして、電流遮断時のアークが不安定になるという問題があった。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、アーク接触子の表面直下に発生する内部クラックの横方向への進展を抑制し、表面の脱落による損耗を低減するアーク接触子を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るガス開閉器は、固定アーク接触子と、この固定アーク接触子と接離可能に対向配置された可動アーク接触子とを備え、固定アーク接触子と可動アーク接触子との間に発生するアークを消弧性ガスで消滅させることにより電流遮断動作を行なうガス開閉器であって、固定アーク接触子および可動アーク接触子の少なくとも一方は、銅とタングステンとの合金で構成された基材にアークに曝される面から深さ方向に向かって、同心円状、格子状および縞状の少なくとも１つの形状をもつスリットを設けたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係るガス開閉器においては、アークに曝される面から深さ方向に向かって、同心円状、格子状および縞状の少なくとも１つの形状をもつスリットを設けたので、アーク接触子の直径方向に働く熱応力を効果的に緩和することができるので、直径方向に発生する内部クラックを効果的に抑制することができる。その結果、アーク接触子の表面部材の脱落による損耗を低減することができ、安定した遮断性能を維持できるといった顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１におけるガス遮断器の断面模式図である。図１において、ガス遮断器１は、固定電極部２と可動電極部３と絶縁筒４とを備えた消弧室５と、この可動電極部３と連動する絶縁操作棒６と、支持絶縁筒７と、固定電極部２に結合された冷却塔８と、固体電極部２を導出するための導体９ａ、ブッシング１０ａおよび端子１１ａと、可動電極部３を導出するための導体９ｂ、ブッシング１０ｂおよび端子１１ｂと、消弧性ガスおよび上述の構成部材を内部に収容した容器１２とで構成されている。絶縁操作棒６の一方の端部は、容器１２から外部に導出され、容器１２に密接して設置された制御箱１３の内部の操作装置１４と接続されている。
【００１３】
図２は、本実施の形態における消弧室５の内部の構成を説明するための断面模式図である。図２において、固定電極部２と可動電極部３とは、絶縁筒４で電気的に絶縁されて固定されている。可動電極部３の先端部には、円筒状の可動アーク接触子１５がノズル１６の内部に配置されている。可動アーク接触子１５の他方の端部は、駆動棒１７を介して絶縁操作棒６に連結されている。可動アーク接触子１５の外側には、可動主接触子１８が固定されている。固定電極部２には、固定主接触子１９とその内部に棒状の固定アーク接触子２０とが固定されている。可動主接触子１８および固定主接触子１９は、それぞれシールド２１、２２で一部が覆われている。また、可動電極部３には、遮断時にノズル１６内部に消弧ガスを流すためのパッファシリンダ２３が備えられている。
【００１４】
次に、消弧室５における電流の遮断動作について説明する。電流の遮断時には、可動電極部３側の可動アーク接触子１５は、それまで接触状態にあった固定アーク接触子２０と摺動ののち開離して、これらの接触子の間にアークが発生する。図２において、このアークをＡ１として示している。これに対して、パッファシリンダ２３内で圧縮された消弧ガスがアークＡ１に吹き付けられて、ノズル１６の内部に流れてアークＡ１は消弧される。アークが発生してこのアークが消弧ガスで消弧される間に、固定アーク接触子２０および可動アーク接触子１５は高温のアークＡ１により極めて高い温度（約２００００Ｋ）に曝される。
【００１５】
このように動作するガス遮断器においては、固定アーク接触子２０および可動アーク接触子１５の先端部には、導電性を有する耐弧性材料が基材として使用され、通常タングステンを５０〜９０重量％含有した銅合金が使用されている。
【００１６】
図３は、本実施の形態における固定アーク接触子の先端部の模式図である。図３において、固定アーク接触子２０の基材２４は、銅とタングステンとからなる合金（Ｃｕ−Ｗ合金）であり、この基材２４に、アークが接触する表面から深さ方向に向かって同心円状のスリット２５が設けられている。基材２４は、銅または銅合金からなる台金２６にロウ付け等で接合されている。
【００１７】
図４および図５は、それぞれ図３に示した本実施の形態における固定アーク接触子の上面図および断面図である。
【００１８】
ガス遮断器の電流遮断部に使用される棒状の固定アーク接触子２０は、電流遮断時のアーク熱により先端部の温度は急速に上昇し低下する。その際に先端部から深さ方向にかけて温度勾配を生じ、そのため深さ方向のクラックが進展する。さらに複数回の電流遮断を行なうと、接触子の先端部と内部との温度差の境界に熱応力が繰り返し発生し、その境界にクラックが進展する。すなわち、遮断初期に発生した深さ方向に進展したクラックは、遮断を繰り返すことで横方向に進展方向を変える。そのために、固定アーク接触子２０の表面直下で横方向の内部クラックが進展した部分は、アーク接触子の表面から脱落し損耗する。
【００１９】
しかし、本実施の形態のように固定アーク接触子２０のアークに曝される面から深さ方向に向かって同心円状のスリット２５を設けたことにより、先端部に発生する熱応力が分散されて横方向の内部クラックの進展を抑制することができる。その結果、アーク接触子の表面の脱落による損耗を低減することができる。
【００２０】
なお、本実施の形態においては、棒状の固定アーク接触子２０に同心円状のスリット２５を設けたが、円筒状の可動アーク接触子１５に設けてもよいし、両方のアーク接触子に設けてもよい。
【００２１】
アーク接触子において、Ｃｕ−Ｗ合金の重量割合は５０重量％以上から９０重量％以下のＷと残部がＣｕであることが好ましく、原料として使用したＷ粉末の平均粒径は、２０μｍ以下であることが好ましい。その理由は、Ｗの重量割合が５０重量％未満では、アーク熱に対する耐熱性が損なわれて損耗が多くなり、９０重量％を超えると熱伝導性が悪くなることで蒸発損耗が促進されかつ表面のクラックも発生しやすくなるためである。また、Ｗ粉末の平均粒径が２０μｍを超えると損耗が多くなる場合があるためである。
【００２２】
本発明のアーク接触子に使用されるＣｕ−Ｗ合金の製造方法は、公知の粉末冶金技術を利用したものであればよく、例えば、溶浸法、焼結法、放電プラズマ焼結法、通電加熱焼結法、ホットプレス焼結法、熱間押し出し法、金属粉末射出成形法などで製造され、特に限定するものではない。
【００２３】
スリットを設ける方法は公知の加工技術やロウ付け技術などを利用すればよく、特に限定するものではない。スリットの深さは、遮断時にアーク接触子の先端部と内部との温度差が生じる境界、即ちＣｕの融点（１０８３℃）に到達する深さを超えるように設けることが好ましく、これにより発生する熱応力を分散し緩和する効果がさらに向上する。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、ガス開閉器の一つであるガス遮断器のアーク接触子の例について説明したが、ガス断路器のアーク接触子に使用してもよい。
【００２５】
実施の形態２．
実施の形態２は、固定アーク接触子２０のアークに曝される面から深さ方向に向かって格子状のスリット２５を設けた場合である。図６は、本実施の形態における固定アーク接触子の上面図である。
【００２６】
このように構成された固定アーク接触子においては、アークに曝される面から深さ方向に向かって格子状のスリット２５を設けたことにより、先端部に発生する熱応力が分散されて横方向の内部クラックの進展を抑制することができる。その結果、アーク接触子の表面の脱落による損耗を低減することができる。
【００２７】
実施の形態３．
実施の形態３は、固定アーク接触子２０のアークに曝される面から深さ方向に向かって縞状のスリット２５を設けた場合である。図７は、本実施の形態における固定アーク接触子の上面図である。
【００２８】
このように構成された固定アーク接触子においては、アークに曝される面から深さ方向に向かって縞状のスリット２５を設けたことにより、先端部に発生する熱応力が分散されて横方向の内部クラックの進展を抑制することができる。その結果、アーク接触子の表面の脱落による損耗を低減することができる。
【００２９】
実施の形態４．
実施の形態４は、固定アーク接触子２０のアークに曝される面から深さ方向に向かって同心円状のスリット２５と固定アーク接触子の軸芯で交わる十字状のスリット２５とを組み合わせて設けた場合である。図８は、本実施の形態における固定アーク接触子の先端部の模式図である。図９は、図８に示す固定アーク接触子の上面図である。
【００３０】
このように構成された固定アーク接触子においては、アークに曝される面から深さ方向に向かって同心円状のスリット２５と十字状のスリット２５とを設けたことにより、先端部に発生する熱応力が分散されて横方向の内部クラックの進展を抑制することができる。その結果、アーク接触子の表面の脱落による損耗を低減することができる。
【００３１】
図１０は、本実施の形態における別の構成として、格子状のスリット２５と固定アーク接触子の軸芯で交わる十字状のスリット２５とを組み合わせた場合の固定アーク接触子の上面図である。また、図１１は、さらに別の構成として、縞状のスリット２５と固定アーク接触子の軸芯で交わる十字状のスリット２５とを組み合わせた場合の固定アーク接触子の上面図である。これらのように構成された固定アーク接触子においては、アークに曝される先端部を上面から見た場合に周方向に発生する熱応力を効果的に緩和することができ、その結果、横方向の内部クラックの発生を一層効果的に抑制することができるので、アーク接触子の表面の脱落による損耗をさらに低減することができる。
【００３２】
実施の形態５．
実施の形態５は、実施の形態１と同様な同心円状のスリット２５の底部にＣｕ部２７を配置したものである。図１２は、本実施の形態における固定アーク接触子の断面図である。本実施の形態における固定アーク接触子の製造方法は、所望のＣｕ−Ｗ合金を準備して所望寸法のアーク接触子に加工する。次にアーク接触子の先端部に同心円状のスリットを加工する。そして同心円状のスリットのスリット幅よりも若干小さいＣｕ板をスリットに差込み、スリットの底部に配置する。そして、非酸化雰囲気中でＣｕの融点以上に加熱してＣｕを溶融させ、その後冷却したものを仕上げ加工してアーク接触子を得た。
【００３３】
このように構成された固定アーク接触子においては、スリット２５の底部にＣｕ部２７を配置したことにより、スリットの熱応力を緩和する効果に加えて、スリット先端部の温度を接触子内部へ逃しやすくなり、深さ方向に対する温度分布が小さくなる。その結果、横方向の内部クラックの発生を効果的に抑制することができるので、アーク接触子の表面の脱落による損耗をさらに低減することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態においては、Ｃｕ部２７を同心円状のスリット２５の底部に形成する例を示したが、スリット２５の形状は同心円状に限るものではなく、格子状、縞状などの形状をもつスリット２５の底部にＣｕ部２７を形成しても同様な効果がある。
【００３５】
実施の形態６．
実施の形態６においては、実施の形態１〜５で述べた各構造のアーク接触子について、遮断試験によりアーク接触子の脱落損耗を評価した結果を述べる。
【００３６】
直径１５ｍｍ、長さ２５ｍｍの固定アーク接触子と、直径２５ｍｍ、内径１０ｍｍ、長さ３０ｍｍの可動アーク接触子を準備した。固定アーク接触子と可動アーク接触子の組成はＣｕ−７０重量％Ｗである。
【００３７】
そして、固定アーク接触子は試料番号１〜６のものを準備した。可動アーク接触子にはスリットを設けていない。
【００３８】
試料番号１は、同心円状のスリット２５を設けたのもので、直径５ｍｍと直径１０ｍｍの同心円状のスリット２５を設けた。スリット２５の幅は０．５ｍｍ、深さは接触子先端から６ｍｍとした。
【００３９】
試料番号２は、格子状のスリット２５を設けたのもので、５ｍｍ角の格子が中心部に配置されるようにした。スリット２５の幅は０．５ｍｍ、深さは接触子先端から６ｍｍとした。
【００４０】
試料番号３は、縞状のスリット２５を設けたのもので、スリット２５が４ｍｍ間隔となるように設けた。スリット２５の幅は０．５ｍｍ、深さは接触子先端から６ｍｍとした。
【００４１】
試料番号４、は同心円状と固定アーク接触子の軸芯で交わる十字状のスリット２５を組み合わせて設けたのもので、同心円状のスリット２５は直径５ｍｍと直径１０ｍｍで、十字状のスリット２５が接触子の中心で交差するように設けた。スリット２５の幅は０．５ｍｍ、深さは接触子先端から６ｍｍとした。
【００４２】
試料番号５は、格子状のスリット２５を設け、スリット２５の底部にはＣｕ部２７を配置したもので、５ｍｍ角の格子が中心部に配置されるようにした。スリット２５の幅は０．７ｍｍ、深さは接触子先端から６ｍｍとした。スリット２５の底部から３ｍｍはＣｕ部２７が埋設されている。
【００４３】
試料番号６は、同心円状と固定アーク接触子の軸芯で交わる十字状のスリット２５を組み合わせて設け、スリット２５の底部にＣｕ部２７を配置したもので、スリット２５の切り方は試料番号４と同等である。スリット２５の幅は０．７ｍｍ、深さは接触子先端から６ｍｍとした。スリット２５の底部から３ｍｍはＣｕ部２７が埋設されている。
【００４４】
試料番号７は、比較材であり、固定アーク接触子の軸芯で交わる十字状のスリットのみが形成されたアーク接触子である。
【００４５】
試料番号８も、比較材であり、スリットが形成されていないアーク接触子である。
【００４６】
遮断試験は、ガス遮断器の消弧室を模擬した試験設備を用いて行なった。試験容器内にアーク接触子を組込んだ後、消弧ガスであるＳＦ６ガスを充填し４気圧となるように設定した。次に、固定アーク接触子と可動アーク接触子を接触させた状態から開極させた時に電流２０ｋＡｒｍｓを０．５サイクル負荷する遮断試験を５回行い、続いて、機械的な開閉を５回行なった。そして、固定アーク接触子の表面を目視観察し、接触子表面における脱落の有無について評価した。
【００４７】
表１は、同心円状スリット、同心円状と十字状とを組み合わせたスリット、格子状スリット、縞状スリット、スリットの底部にＣｕ部が埋設されている格子状スリットをそれぞれ設けた固定アーク接触子と、比較としての固定アーク接触子の軸芯で交わる十字状のスリットのみが形成された固定アーク接触子およびスリットが形成されていない固定アーク接触子の脱落の有無を比較したものである。判定は、脱落なしが○、脱落が発生した場合は×とした。
【００４８】
【表１】
2008288185.tif 000003
【００４９】
表１の結果から、先端部に固定アーク接触子の軸芯で交わる十字状のスリットのみをもつアーク接触子やスリットをもたないアーク接触子では脱落による損耗が見られた。一方、本発明に係る構造をもつアーク接触子においては、アークに曝された表面にクラックは観察されたが、表面の脱落による損耗は発生しなかった。
【００５０】
このような結果から、アークに曝される面から深さ方向に向かって、同心円状、格子状、縞状、同心円状と十字状、スリット底部にＣｕ部を埋設したスリットを設けることで、アーク接触子の先端部と内部との温度差を生じる境界に発生する応力を分散し緩和することができる。とくに、固定アーク接触子の軸芯で交わる十字状のスリットのみでは効果が得られなかったアーク接触子の直径方向に働く熱応力を効果的に緩和することができるので、直径方向に発生する内部クラックを効果的に抑制することができる。その結果、アーク接触子の表面部材の脱落による損耗を低減することができ、安定した遮断性能を維持できるアーク接触子が得られる。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、固定アーク接触子の例について述べたが、可動アーク接触子のアークに曝される部分に同様の構成を適用しても、同様の効果を得ることができる。
【００５２】
実施の形態７．
実施の形態７においては、実施の形態２で示した格子状のスリットをもつ固定アーク接触子において、スリットの幅を変化させたものである。
【００５３】
直径１５ｍｍ、長さ２５ｍｍ、先端部の曲率半径７．５ｍｍの固定アーク接触子を７本用意し、そのうちの６本のそれぞれにスリット幅が、０．０１ｍｍ（試料番号９）、０．１ｍｍ（試料番号１０）、０．３ｍｍ（試料番号１１）、０．５ｍｍ（試料番号１２）、２．０ｍｍ（試料番号１３）および２．５ｍｍ（試料番号１４）の格子状のスリットを形成した。スリットは、５ｍｍ角の格子が中心に配置されるように設けた。また、スリット幅が０．０１ｍｍ（試料番号９）のものはスリット深さを８ｍｍ、スリット幅が０．１〜２．５ｍｍ（試料番号１０〜１４）のものはスリット深さを６ｍｍとした。残り１本は、比較例として、スリットを形成しなかった（試料番号１５）。また、これらの固定アーク接触子に対向する可動アーク接触子は、直径２５ｍｍ、内径１０ｍｍ、長さ３０ｍｍ、先端部の曲率半径は４ｍｍとした。また、これらの固定アーク接触子および可動アーク接触子の材料は、Ｃｕ−７０重量％Ｗである。
【００５４】
スリット幅０．０１ｍｍ（試料番号９）の接触子の作製方法について説明する。まず、材質がＣｕ−７０重量％Ｗの角柱のブロック９個（幅６ｍｍ×長さ６ｍｍ×高さ１０ｍｍを４個、幅６ｍｍ×長さ５ｍｍ×高さ１０ｍｍを４個、幅５ｍｍ×長さ５ｍｍ×高さ１０ｍｍを１個）を準備し、幅５ｍｍ×長さ５ｍｍ×高さ１０ｍｍのブロックを中心にして各ブロックを束ね、分割された幅１７ｍｍ×長さ１７ｍｍ×高さ１０ｍｍのブロックを得た。その束ねたブロックの幅１７ｍｍ×長さ１７ｍｍの面に、幅１７ｍｍ×高さ１７ｍｍ×長さ２０ｍｍのＣｕ−７０重量％Ｗ合金の台座をＡｇロウ付けで接合し、その後に機械加工を行って所定の試料寸法に仕上げた。
【００５５】
スリット幅が０．１ｍｍ以上の接触子は、所定の大きさの接触子に、機械加工でスリットを形成した。スリット幅が０．１ｍｍおよび０．３ｍｍの接触子は、ワイヤーカットでスリットを形成し、スリット幅が０．５ｍｍ、２．０ｍｍおよび２．５ｍｍの接触子は、メタルソウでスリットを形成した。
【００５６】
次に、遮断試験により、クラックや脱落の有無および損耗度合いとスリット幅との関係を調べた。遮断試験は、ガス遮断器の消弧室を模擬した試験設備を用い、試験容器内に固定アーク接触子と可動アーク接触子とを組み込んだ後、消弧ガスであるＳＦ６ガスを充填してガス圧が４気圧となるように設定した。そして、固定アーク接触子と可動アーク接触子を接触させた状態から開極させたときに、２０ｋＡｒｍｓの電流で０．５サイクル負荷する遮断試験を５回行い、続いて機械的な開閉を５回実施した。
【００５７】
クラックや脱落の有無および損耗度合いの評価は、試験後の固定側アーク接触子のアーク暴露表面について、目視および実体顕微鏡での観察によるクラックおよび脱落の有無、さらに接触子の断面観察により内部クラックの進展状況を調べ、試料番号１５のスリットなしの接触子の損耗状態と比較して損耗度合いを判定した。
【００５８】
損耗度合いは、アーク暴露表面および接触子内部にクラック並びに脱落がない場合を１、内部クラックは若干有るが、アーク暴露表面のクラックはなく脱落がない場合を２、アーク暴露表面のクラックはなく、内部クラックおよび脱落が若干有る場合を３、アーク暴露表面および接触子内部にクラック並びに脱落がある場合を４として判定した。
【００５９】
表２は、本実施の形態における、スリット幅とクラックおよび脱落の有無並びに損耗度合いとの関係を示した特性表である。また、図１３は、本実施の形態における、スリット幅と損耗度合いの評価点との関係を示した特性図である。
【００６０】
【表２】
2008288185.tif 000004
【００６１】
評価の結果、従来例に相当するスリットなしの接触子（試料番号１５）のアーク暴露表面には、甲羅状のクラックが発生し、脱落も観察された。また、断面観察の結果、アーク暴露表面の甲羅状のクラックは深さ方向に進展しており、さらに深さ方向に進展したクラックの一部は途中で横方向（アーク接触子の直径方向）に向きを変えて進展し、その部分から材料の一部が脱落していた。
【００６２】
これに対して、スリット幅が０．０１ｍｍから２．５ｍｍの範囲の接触子（試料番号９〜１４）では、スリットなしの接触子（試料番号１５）のアーク暴露表面に見られたような甲羅状のクラックは発生せず、深さ方向のクラックの発生を低減する効果があることがわかった。また、スリット幅が０．０１〜０．３ｍｍの接触子（試料番号９〜１１）では横方向の内部クラックもなく、脱落も発生しなかった。さらに、スリット幅が０．５〜２．０ｍｍの接触子（試料番号１２〜１３）では、スリット内壁から垂直（横方向）に進展したクラックが若干発生したが、脱落は発生しなかった。スリット幅が２．５ｍｍの接触子（試料番号１４）では、スリット内壁から垂直（横方向）に進展したクラックと脱落が若干発生した。ただし、スリットなしの接触子（試料番号１５）と比べて脱落およびクラックの度合いは小さかった。また、スリット幅が０．０１〜０．３ｍｍの接触子（試料番号９〜１１）のスリットの底部には、アーク熱で溶融したＣｕとＷとの凝固物の堆積はなかったが、スリット幅が０．５〜２．５ｍｍの接触子（試料番号１２〜１４）のスリットの底部には、ＣｕとＷとの凝固物が堆積していた。
【００６３】
スリット内壁には、アーク熱が回り込むことによってＣｕが優先的に蒸発した部分が形成される。このＣｕが蒸発した部分を起点にスリット内壁から垂直（横方向）にクラックが発生しやすくなる。スリット幅が２．５ｍｍ以上ではアーク熱の回り込みが多く、スリット幅２．０ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下とスリット幅を狭めることでアーク熱の回り込みが低減し、横方向のクラックの発生を抑制する効果がある。
【００６４】
上述ように、スリットの幅を２ｍｍ以下、さらに好ましくは０．３ｍｍ以下とし、スリット幅を極力狭くすることで、スリット内へのアーク熱の回り込みを低減できるので、スリット内壁から垂直（横方向）に進展するクラックの発生を抑制できる。また、アーク暴露表面の甲羅状クラック、即ち深さ方向のクラックの発生も抑制する効果があるので、アーク接触子表面の脱落による損耗を低減することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、スリット幅を極力狭くしたアーク接触子を得る方法として、分割したブロックを束ねて作製する方法を示したが、他の方法として、比較的大きな幅をもつスリットを形成し、そのスリットの内部に所望の材質の金属板などを挿入してスリット幅を調整してもよく、スリット幅を調整できる方法あれば特に制限はない。
【００６６】
また、本実施の形態においては、格子状スリットの例について述べたが、同心円状スリット、縞状スリット、十字状スリット、同心円状と十字状を組み合わせたスリット、格子状と十字状を組み合わせたスリット、縞状と十字状を組み合わせたスリット、スリット底部にＣｕ部を埋設したスリットでも同様の効果を得ることができる。
【００６７】
さらに、本実施の形態においては、１本の固定アーク接触子に対して１種類のスリット幅のスリットを設けた例について述べたが、スリット幅が本発明の０よりも大きく２ｍｍ以下の範囲であれば、異なる幅のスリットを組み合わせて１本のアーク接触子に設けても同様の効果を得ることができる。
【００６８】
さらに、本実施の形態においては、固定アーク接触子の例について述べたが、可動アーク接触子のアークに曝される部分に同様の構成を適用しても、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】この発明の実施の形態１におけるガス遮断器の断面模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１における消弧室の断面模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１における固定アーク接触子の模式図である。
【図４】この発明の実施の形態１における固定アーク接触子の上面図である。
【図５】この発明の実施の形態１における固定アーク接触子の断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２における固定アーク接触子の上面図である。
【図７】この発明の実施の形態３における固定アーク接触子の上面図である。
【図８】この発明の実施の形態４における固定アーク接触子の模式図である。
【図９】この発明の実施の形態４における固定アーク接触子の上面図である。
【図１０】この発明の実施の形態４における固定アーク接触子の上面図である。
【図１１】この発明の実施の形態４における固定アーク接触子の上面図である。
【図１２】この発明の実施の形態５における固定アーク接触子の断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態７における固定アーク接触子の特性図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  ガス遮断器
２  固定電極部
３  可動電極部
４  絶縁筒
５  消弧室
６  絶縁操作棒
７  支持絶縁筒
８  冷却塔
９ａ、９ｂ  導体
１０ａ、１０ｂ  ブッシング
１１ａ、１１ｂ  端子
１２  容器
１３  制御箱
１４  操作装置
１５  可動アーク接触子
１６  ノズル
１７  駆動棒
１８  可動主接触子
１９  固定主接触子
２０  固定アーク接触子
２１、２２  シールド
２３  パッファシリンダ
２４  基材
２５  スリット
２６  台金
２７  Ｃｕ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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