Контактный материал для вакуумных дугогасительных камер Советский патент 1974 года по МПК H01H1/02 

1

Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к контактным материалам, например для вакуумных дугогасительных камер.

Известны контактные материалы для вакуумных дугогасительных камер, представляющие собой металлокерамику не менее, чем из двух компонентов.

Однако известные контактные материалы обладают большим током среза я склонностью к привариванию.

В предлагаемом контактном материале в качестве составляющих металлокерамики использованы металлы, у которых коэффициенты аккумуляции тепла отличаются не менее, чем в два раза, причем компонент с большим коэффициентом аккумуляции имеет меньшую температуру кипения. Кроме того, металл с большим коэффициентом аккумуляции тепла составляет не более 50 вес. % металлокерамики. В качестве металлов применены титан и медь €0 следующим составом, вес. %: титан - 70, медь 30. Применен дополнительно материал с т. кип. менее 1800°С в количестве до 5 вес. %, например сурьма. В качестве составляющих металлокерамики применены железо, медь, сурьма со следующим составом, вес. %: железо 70, медь 26, сурьма 4.

Срез малых токов происходит потому, что при горении дуги катодные пятна обладают

внутренней неустойчивостью. При этом чем лучше условия генерации нейтральных и заряженных частиц, тем дуга более устойчива. Предлагается получать интенсивную генерацию пара созданием особых условий, способствующих перегреву одного из компонентов. Для обеспечения интенсивной генерации пара достаточно двух компонентов в металлокерамике. Если же при этом требуется обеспечить малую прочность сварного шва при сваривании контактов рекомендуют металлокерамику, содержащую три компонента.

Тепловые процессы в металлокерамических

контактах характеризуются разными скоростями роста температуры различных по теплофизическим свойствам включений. В результате имеют место горизонтальные перетоки тепла, способствующие сильному нагреву и интенсивному испарению одного из компонентов. Это свойство предлагается использовать для уменьшения тока среза. Кроме того предлагается такое сочетание металлических компонентов в металлокерамике, при

котором горение дуги сопровождается обильным выделением из сплава легколетучегс компонента, обладающего малой механической прочностью. Выделение значительной пленки этого компонента на поверхности комтактов обеспечивает малую механическую

прочность сварного шва, образующегося после сваривания контактов.

Для того, чтобы лри сравнительно небольшой легколетучей добавке происходило ее интенсивное выделение, следует выбрать основные компоненты таким образом, чтобы горизонтальные перетоки были наибольшими.

В металлокерамике можно получить перегрев приповерхностной зоны до температур значительно больших, чем на однородных материалах за счет перетоков тепла именно в указанной зоне от металла с меньшим коэффициентом аккумуляции тепла /( к металлу с большим значением этого коэффициента (К - коэффициент теплопроводности, С - удельная теплоемкость, у - плотность). Этот переток тепла вместе с потоком из приэлектродных областей способствует сильному нагреву и интенсивному испарению компонента с большим /С. Таким образом, остается подобрать пары металлов, характеризуюш.иеся значительной разницей коэффициента Ki (в два раза и более). Чем больше различаются коэффициенты К входяш;их в композицию металлов, тем больше горизонтальный переток тепла, меньше ток среза, интенсивнее испарение одной из составляющих.

Однако, без третьего компонента двухкомпонентные материалы склонны к свариванию, что иногда препятствует использованию их для контактирующих частей контактов. Поэтому предлагаемый материал может содержать третий компонент, предотвращающий образование прочных сварных швов. Предлагается добавлять в качестве 3 компонента следующие металлы: сурьму, висмут, свинец. Предлагаемые композиции имеют лучшие характеристики по свариванию, чем сплавы при одинаковом количестве препятствующей привариванию добавки. Третий легколетучий компонент сплавляется с медью или серебром и этим сплавом пропитывается основной компонент в виде брикета из спрессованного порошка.

Предмет изобретения

1. Контактный материал для вакуумных дугогасительных камер, представляющий собой металлокерамику не менее, чем из двух компонентов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения тока среза, в качестве составляющих металлокерамики использованы металлы, у которых коэффициенты аккумуляции тепла отличаются не менее, чем в два раза, причем компонент с большим коэффициентом аккумуляции имеет меньшую температуру кипения.

2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что металл, имеющий большой коэффициент аккумуляции тепла, составляет не более 50 вес. % металлокерамики.

3.Материал по пп. 1 и 2, отличающийс я тем, что в качестве металлов применены

титан и медь со следующим составом, вес. %: титан 70, медь 30.

4.Материал по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью уменьшения привариваПИЯ контактов, применен дополнительно материал с т. кип. менее 1800°С в количестве до 5 вес. %.

5. Материал по пп. 1, 2 и 4, отличающийся тем, что в качестве дополнительного материала использована сурьма.

6. Материал по пп. 1, 2, 4 и 5, отличающийся тем, что, в качестве составляющих металлокерамики применены железо, медь и

железо 70,

вес.

сурьма со следующим медь 26, сурьма 4.