188441. lajstromszámú szabadalom • Vákuumkamrás megszakító
1 188 441 2 .*eob a megszakadási árama, mint a hagyományos Ag-WC elektródának és kitűnő túlfeszültségi jellemzőkkel rendelkezik, de a megszakadási árama még mindig mintegy 1A és 2A között van, és a célként kitűzött 1A alatti érték elérése nehézségekbe ütközik. Mélyreható vizsgálatok eredményeként rájöttünk, hogy a túlfeszültségi jellemzőket sem a beágyazó anyagként alkalmazott vas-csoportba tartozó elemek, sem pedig a beágyazó anyaghoz adott tellur vagy szelén önmagában nem csökkenti. Más szavakkal a túlfeszültségre jellemző értékek alacsonyságát az ezüst és a tellur vagy az ezüst és szelén által alkotott vegyület, tehát az Ag2Te vagy az Ag2Se vegyületek okozzák. Elvégzett mérési sorozatok azt igazolják,. hogy a túlfeszültség alacsonyságát jellemző tulajdonságok lényegében azonosak maradnak a hagyományos ötvözetekével, ha nagyok azok a fázisok, amelyekben az ezüst vagy tellur és szelén önállóan kristályosodik, és ekkor a megszakadási áram körülbelül 1-2A közötti értékűre adódik. Az esetben, ha az anyagot alapvetően AgjTe vagy Ag2Se vegyületek, így például ezüst és 37 s% tellur vagy ezüst és 27 s% szelén alkotják, a megszakadási áram értéke 1 A-nál kisebbé válik. A találmány kidolgozása során ennek megfelelően ezeket a vegyületeket először előre meghatározott elektróda elrendezésben vörösrézből készült elektródahordozóhoz rögzítettük és így vizsgáltuk elektromos tulajdonságaikat. Úgy találtuk, hogy a megszakadási áram maximális értéke 0,9 A, illetve 0,7 A volt Ag2Te elektróda, illetve Ag2Se elektróda esetén. A mérések során az is bebizonyosodott hogy az ilyen elektródákkal felépített megszakítók dielektromos szilárdsága és a nagyáramú megszakítóképessége kielégítően összemérhető a hagyományos anyagokkal felépítettekével. Az olyan szerkezeti kialakítás, amelynél a fent leírt vegyület Cu elektróda tartóhoz van rögzítve, tulajdonképpen kielégítően használható volt, hacsak nem különösen nagy megszakítóképességre volt szükség. A dielektromos szilárdság és a megszakítóképesség növelésére a találmány szerint hőálló vezető anyag, mint például Fe, Ni, Ce, Mo, Ta, W, MoC, WC vagy TaC porból színtereit porózus testeket kíséreltünk meg a fentebb ismertetett vegyület ömledékével telíteni. Például szintereit porózus Co anyagot telítettünk 50 s% Ag2Se-del, aminek eredményeként a maximális megszakadás áram 1 A-rel is, átlagban pedig 0,5 A-rel volt csökkenthető. Azt tapasztaltuk, hogy a dielektromos szilárdság a 30% Ag-70% WC összetételű érintkezőhöz képest mintegy 20%-kal növekedett, és a nagyáramú megszakítóképesség is növekedett. Ha wolframból, tantálból és molibdénből szintereléssel készült porózus testeket hasonló módon telítettük a megömlesztett vegyülettel, hasonló változás volt megfigyelhető, összegezve, ezen az anyagok tulajdonságai kedvezőbbnek bizonyultak, a hagyományos Ag-WC érintkezöanyagokhoz viszonyítva. A találmány szerinti vákuumkamrás megszakító yákuumkamrájának lehetséges példakénti kiviteli alakját, annak felépítését mutatja be az 1. ábra. A megszakítónak hengeres 1 tokja van, amely szigetelő anyagból, például kerámiából vagy kristályos üvegből készül, és két végét fémből készített 6,7 fedőlapok rögzítik. A tok belsejében két elektróda, azaz álló 4 elektróda és mozgó 5 elektróda van. A mozgó 5 elektróda harmonikaszerű, flaxíbilis 11 bevezetőn át mozgatható. Az 1 tok belseje a 6 fedőlapon lévő 8 szívócsővön át ki van szivattyúzva, és benne a nyomás kisebb, mint 1,4 10 3 Pa, előnyösen kisebb, mint 1,4 • 10-5 Pa. A megfelelő mértékű leszívás után a vákuumzárás biztosítása mellett a 8 szívócső le van pattintva. A 4,5 elektródákat hengeres 12 bura veszi körül. A 12 bura egyúttal védőfalként szerepel, amely felfogja az elpárolgó és a fröccsenő elektródaanyagot, amelyet a kialvó ív párologtat, illetve freccsent szét, és ily módon megakadályozza, hogy más részekre kerüljön, illetve tapadjon. A 4 és 5 elektródák keményforrasztással vörösréz 2 és 3 segédelektródákhoz vannak rögzítve. A találmány szerint az elektródák érintkezői a fentebb ismertetett anyagból készült pogácsák. Az érintkezőpogácsa készítéséhez 1 kg 73 : 27 súly arányú szemcsés ezüst és szelén keveréket töltöttünk grafit olvasztótégelybe, ezután vákuumzárással 50 mm átmérőjű kvarccsőbe helyezzük, majd 30 percre 1000 °C-ra hevítettük. Lényegében véve az így létrejött ötvözet teljes egészében Ag2Se vegyületből állt. Ezután az ötvözetet gépi úton megmunkálva 40 mm átmérőjű 3 mm vastagságú tárcsákká alakítottuk és vákuumban kemény forrasztással a 2, 3 segédelektródákhoz rögzítettük. Az ily módon elkészített elektródákkal felépített, leírt szerkezetű vákuumkamrás megszakító különböző elektromos tulajdonságait vizsgáltuk. Úgy találtuk, hogy a megszakító megszakadási árama 100 V-os mérőáramkörben legfeljebb 0,7 A, átlagban 0,3 A volt, és így kitűnő alacsony túlfeszültségi jellemzői voltak. Dielektromos szilárdsága és nagyáramú megszakítóképessége kielégítően összehasonlíthatónak bizonyult a szokásos Cu-Pb ötvözeteket alkalmazó megszakítókével. Ha a találmány szerinti vákuumkamrás megszakító 7,2 kV és 12,5 kA névleges értékek figyelembe vételével közvetlenül olyan áramkörbe kapcsoltuk, amelyben 25 kV- nál kevesebb névleges túlfeszültségű motor, és 45 kV-nál kevesebb névleges túlfeszültségű transzformátor volt, akkor háromfázisú terhelési próbák során a terhelő fogyasztókban nem történt dielektromos átütés, ami a kicsi megszakítási áramértékhez tartozó túlfeszültségnek köszönhető, amely elegendően kicsiny értékű túlfeszültséget eredményezett. A leírt példakénti kiviteli alaknál az elektródák érintkezői Ag2Se-ből készültek. Az ily módon kialakított megszakító dielektromos szilárdságának javítására, valamint a nagyáramú megszakítóképesség növelésére és az átmeneti ellenállás megőrzésére nagyobb mennyiségű Ag2Se és Ag2Te vegyületet adtunk különböző hőálló vezetőanyagokhoz. A továbbiakban közölt táblázatban bemutatottak szerint vas-csoportba tartozó elemeket, W, Mo és Ta-t és ezek karbidjait alkalmaztuk. A hőálló vezető anyagok porát préseléssel formáltuk, majd előre meghatározott hőfokon szintereltük úgy, hogy porozitása 30-50% legyen. A szintereit testeket ezután ömlesztett Ag2Se vagy Ag2Te vegyülettel telítettük az előzőekben leírt módon. Habár a körülmények, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
