[发明专利]用于真空接触器的改进电触点合金

说明书

本发明提供了一种改进的电触点(20、22)合金，其例如可用于真空接触器(100)中使用的真空断流器(10)。根据所公开构思的所述触点合金包括铜颗粒和铬颗粒，铜与铬的存在比率为2:3至20:1。所述电触点(20、22)合金还包括碳化物颗粒，其降低所述电触点(20、22)合金的焊接断裂强度而不降低其中断性能。

背景技术

技术领域

所公开的构思整体涉及合金，并且更具体地讲，涉及用于真空接触器的触点的合金。

发明背景

真空电路断流器(例如但不限于真空电路断路器、真空开关、负载断路开关)为电气系统提供保护，从而免受电气故障状况(诸如电流过载、短路和低电平电压状况)以及负载断路和其他切换工作的影响。通常，真空电路断流器包括弹簧动力或其他合适的操作机构，该操作机构响应于正常或异常状况而打开许多真空断流器内的电触点以中断流过电气系统中的导体的电流。真空接触器是一种主要为切换三相电动机而开发的真空断流器。在一些实施方案中，真空断流器用于中断中电压交流(AC)电流以及数千安培(A)或更高的高电压AC电流。在一个实施方案中，为多相电路中的每个相提供了一个真空断流器，并且通过共用操作机构同时地或通过单独操作机构分开地或独立地致动若干相的真空断流器。

真空断流器大体包括可分离电触点，其设置在限定真空室的绝缘且密封的壳体内。通常，触点中的一个相对于壳体和外部电导体两者固定，该外部电导体与和真空断流器相关联的电源电路电互连。另一个触点是可移动触点组件的一部分，其可以包括杆和在壳体的密封真空室内位于杆的一端上的触点。

当可分离触点在电流流过真空断流器的情况下打开时，金属蒸气电弧在触点表面之间撞击，这会持续直到电流中断，通常是在电流进入过零点时。

真空断流器通常用于其中它们的额定操作电压为500V至40,000V，开关电流高达4000A或更高，并且最大断开电流高达80,000A或更高的应用，并且它们被预计为具有10,000个至超过1,000,000个机械和/或电气循环的长使用寿命。真空接触器中使用的真空断流器的额定操作电压为480V-15,000V，开关电流为150A-1400A，并且最大断路电流为1500A-14000A。参见P.G.Slade,THE VACUUM INTERRUPTER,THEORY DESIGN ANDAPPLICATION,(pub.CRC Press)(2008)Sec.5.4at pp.348-357(P.G.Slade，真空断流器，理论设计和应用，CRC出版社，2008年，第5.4章，第348-357页)。用于真空接触器工作的真空断流器还被预计为表现出附加的电气特性，诸如低斩波电流、低焊接断裂力和低触点腐蚀率，以产生通常高达或超过1,000,000个操作循环的长电气开关寿命。

现有真空接触器触点合金(诸如银-碳化钨(AgWC))在较低电流下良好操作，但成本很高。铜-碳化钨(CuWC)是成本较低的替代品，但具有较高的斩波电流并且不常用。铜-碳化钨和银-碳化钨都需要昂贵的外部线圈或昂贵的电弧控制磁触点设计以便在更高的额定值下中断，诸如1000V 800A-1400A、7200V 400A-800A以及接触器真空断流器也用于电路断路器工作的特殊应用。铜-铬-铋(CuCrBi)已经用于这些额定值，其具有更好的中断、低斩波和低焊接，但缩短了电气寿命。挤出型铜-铬(CuCr)已成功在这些较高额定值下应用(参见，例如，欧洲专利公开EP 1130608)，但与银-碳化钨或铜-铬-铋相比具有更高的斩波和更多的焊接。

发明内容

本发明提供了触点合金，其在400A或更高的真空接触器额定值下(特别是在较高的电压下)具有改进的中断，并且不会受到一些常规合金所经历的缩短的有用电气寿命的影响。

本文描述了用于电触点的改进触点合金的各种实施方案。改进触点合金可用于接触组件(诸如但不限于真空断流器)的要求。