专利名称：遮断器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电流遮断时由具有磁性的格子板使接点间发生的电弧截断·消灭而将电流遮断的遮断器。
背景技术：
作为传统的遮断器中使接点间发生的电弧截断·消灭的格子板，可分为在具有磁性的钢板表面实施镀锌和镀镍、或者以提高耐电弧性为目的、在镀镍中实施使陶瓷粒子共析的复合电镀两种方法(如参照日本专利特开平9-82205号公报(
图1)。
另外，还有一种在钢板表面实施气化热大的例如镀铬的方法(如参照日本专利特开昭54-50967号公报(图1、图2))。
如上所述，为了防腐和防锈，传统的遮断器的格子板是采用在钢板表面实施镀锌和镀镍，但该电镀的熔点例如镀锌约420℃、镀镍约1450℃，均不太高，由此，因电流遮断时发生的高温电弧有时会使电镀熔化·蒸发而使熔化飞散物沾附于机构部及接点上，引起机构部动作不良和再通电后的接点异常温度上升、或者因蒸发物而使电弧消弧时间延长和绝缘物的绝缘耐力降低。又，镀铬气化后虽可从电弧中吸走大量气化热而使电弧冷却，但因气化的铬而存在着同样的问题。
并且，还存在着因电弧造成的高热传递至钢板、使钢板熔化·蒸发而消耗的问题。
又，若在钢板表面实施陶瓷共析的复合电镀，因共析的陶瓷种类不同，虽也能得到2000℃以上的熔点，但存在着复合电镀成本高、为了抑止成本而只能在必需部位才实施复合电镀处理等麻烦的处理等问题。
为了解决上述的问题，本发明的目的在于提供一种可减少截断·消灭电弧的格子板消耗的遮断器。
发明内容
本发明的遮断器，其特征在于，使通过开闭动作接离的接点间发生的电弧截断·消灭的多个格子板是由铝镀后在该铝镀的表面形成铝氧化物的钢板所构成。
本发明的遮断器又一特征在于，使通过开闭动作接离的接点间发生的电弧截断·消灭的多个格子板是通过对实施铝镀后的钢板进行水合处理而构成。
综上所述，采用本发明，可提供电弧遮断时格子板消耗少的遮断器。即，若考虑是与传统的遮断器相同的大小、遮断规格的场合，则有望实现长寿命化；若考虑是相同的大小、寿命的场合，则可提供遮断容量大的遮断器。并且，若考虑是相同寿命、遮断容量的场合，则可实现小型化。
附图的简单说明图1为本发明的遮断器局的部剖面图。
图2为表示图1的遮断器中使用的消弧装置一例的立体图。
图3为表示构成图2的消弧装置的格子板动作的模式图。
图4为本发明实施例1的格子板的局部剖面图。
图5为本发明实施例2的格子板的局部剖面图。
图6为本发明实施例3的格子板的局部剖面图。
具体实施例方式
实施例1图1是本发明适用于通常称为无熔丝断路器的回路遮断器的实施例1的遮断器局部剖面图。又，图2是表示由设于该遮断器的多个格子板构成的消弧装置一例的立体图，图3是从上方看图2的消弧装置的、为说明电弧发生时格子板上磁导磁通的偏移的模式图。
图1中，在由基座1和盖2覆盖的内部安装着具有固定接点3的固定触头4，在开闭机构部7上安装着可动触头6，该可动触头6具有与该固定接点3对向位置的可动接点5，从盖2的开口部凸出的操作柄8与开闭机构部7接合。开闭机构部7在该操作柄8进行开闭动作的同时，并在公知的双金属、电磁机构等的过电流和漏电的检测装置(未图示)检测到异常电流时进行遮断动作，通过具有通常所知的具有弹簧的肘杆机构使可动触头6高速摆动(使可动接点5从固定接点3离开)。
如图3所示，钢板表面实施镀铝后形成的格子板9的形状是在方角状板的一边设有大致U字状的切口10。通过使用多个该格子板9并以图2所示的所定间隔夹持在由绝缘性材料组成的支持板11a、11b中构成消弧装置12。该消弧装置12是将格子板9的U字状切口10面向固定接点3、可动接点5的方向设置，可使可动触头6在由该U字状切口10形成的空间中摆动。当然，电弧13发生于固定接点3与可动接点5之间。
图4是在对用作格子板9的、经镀铝后的该镀铝表面形成了铝氧化物的钢板的局部剖面图，在钢板41上实施了约44μm厚度的镀铝层42。在镀铝42的表面形成有作为电镀材料的铝在空气中自然氧化而生成的约5nm的薄的氧化物(以下称为自然氧化薄膜)43。
下面说明动作。图1中，一旦有操作柄8的遮断操作或者出现了过电流和漏电的检测装置(未图示)的遮断指令，则开闭机构部7进行遮断动作，随着开闭机构部7肘杆机构的伸长、弯曲及其弹簧的伸长、压缩，与该肘杆机构连动设置的可动触头6朝逆时针方向高速摆动，与可动触头6固接的可动接点5从与固定触头4固接的固定接点3离开。
此时，发生于固定接点3与可动接点5间的电弧13如图3所示，利用磁性钢板格子板9中导磁磁通14的偏移向由多个格子板9的U字状的切口10形成的空间里面(图3中的上方)移动，并截断成多个操作柄8间的短的电弧而使电压下降。并且，维持电弧用的电压上升，电压电源不能维持而将电弧消灭。
在由格子板9将该电弧13截断时，格子板9处于电弧13的高温中，但钢板41上实施镀铝42的热反射性良好，形成于镀铝42表面的自然氧化薄膜43的熔点高达约2050℃，并且，作为电镀材料的铝高温熔化时可形成耐热性高的氧化物，从而，钢板41由电弧13的高温加以保护。
采用本实施例1，可提供电弧遮断时的格子板消耗少的遮断器。
为了确认以上的效果，本发明者使用实施例1所示的遮断器和以往使用的遮断器进行了遮断试验，以下说明其概要及其结果。
遮断器的样品格子板9共计作成了宽约15mm、长约27mm、并具有大致U字状切口10的形状，其中，有3个是板厚1.6mm、4个是板厚2.3mm。消弧装置12通过支持板11a、11b以约2.3mm的间隔将上述7个格子板夹持。格子板9采用了日新制钢(株)制的镀铝钢板(商品名アルスタ-钢板)，其剖面如图4所示，已作了说明。将以上的消弧装置装入试验样品的遮断器中(以下称为新型品1)。
又，作为比较例的消弧装置12的样品使用了以往使用的制品，但格子板9的形状、个数及其消弧装置12的形状、格子板9的结构与新型品1相同，在格子板9的钢板表面实施约10μm厚度的镀镍。将以上的消弧装置装入与新型品1相同的试验样品的遮断器中(以下称为传统品)。
试验条件作为遮断回路的电压、电流，共有AC500V-10kA、AC440V-15kA、AC400V-18kA、AC230V-35kA四种条件，遮断·投入的顺序是O-t-CO，将t设定为3分钟。O表示遮断，C表示投入，即，试验后经3分钟之后再投入，然后立即再遮断。这是确认遮断器的遮断职责的1个试验规格。
作为将新型品与传统品比较的参数，对试验实施后的格子板9的全数消耗量进行计量，求出试验前后的格子板9的消耗比例。
试验结果首先，新型品1和传统品在所有条件中使遮断所造成的电弧截断、消灭，遮断获得了成功。下表列出了格子板9的消耗比例。
表1
从表1中可以看出，新型品1与传统品相比较，格子板9的消耗量可减少3％～7％。
镀铝的熔点约650℃，镀镍的熔点约1450℃，尽管镀镍的一方熔点高，但实施镀铝的新型品1的一方则是格子板9的消耗量少，这是因为如图4所示，形成于镀铝42表面的自然氧化薄膜43的熔点约2050℃，比镀镍高，又，镀铝42表面的热反射性良好，并且，作为电镀材料的铝在高温熔化时形成了耐热性高的氧化膜，从而抑止了钢板41消耗量的缘故。
从以上的试验结果中，也确认了实施例1的效果。
实施例2图5为本发明实施例2的遮断器中使用的格子板9的局部剖面图。图5中，在钢板51上实施约44μm厚度的镀铝52。在镀铝52的表面形成有经阳极氧化处理的铝部分厚的氧化物层(Al2O3)53为1～50μm，最好是在1～3μm范围内形成所定厚度，例如2μm的厚度。
所谓阳极氧化处理，是指在电解质溶液中将铝与阳极连接使其电气接通，使阴离子的一部分即氧气向阳极的铝一方移动，并在此进行化学结合，形成膜厚数μm～数十μm的氧化物层。一般也称之为铝表面钝化处理。
与实施例1中的、镀铝的表面上作为电镀材料的铝在空气中自然氧化生成的约5nm薄的自然氧化薄膜43相比，本氧化物层53厚，绝缘性极高，可加大格子板9间的电压下降，增大使遮断时发生的电弧维持的电压。因该电压容易地超过电压电源，故可缩短消弧时间。氧化物层53的耐热性也良好，与电弧的消耗时间缩短相对应，钢板51的熔化减少，可抑止金属蒸气量，抑止遮断器各部的绝缘劣化。
采用本实施例2，可提供电弧遮断时格子板消耗极少的遮断器。
另外，上述实施例2是对通过阳极氧化处理构成镀铝52表面的铝氧化物层53的场合作了说明，但在其它氧化处理中也可获得同样的效果。
实施例3图6为本发明实施例3的遮断器中使用的格子板9局部剖面图。图6中，在钢板61上实施约44μm的厚度的镀铝62。并在镀铝62的表面，氧化铝(Al2O3)的水合物层63(Al2O3·H2O)63为0.1～5.0μm，最好是在0.1～1.0μm范围内形成所定厚度，例如0.5μm的厚度。
该水合物层是通过将实施了镀铝的钢板浸渍于添加有约0.3％的三乙醇胺和氨水的沸腾水中、或者经加压水蒸气处理而制成。
采用以上的格子板9形成消弧装置12，装入图1所示的遮断器中。在如此得到的遮断器中，一旦格子板9暴露于遮断时发生的电弧13中，则因电弧13的高热而将所述水合物层63脱水分解并引起大的吸热反应而使电弧冷却。又，水合中的氧化铝的绝缘性也高，再加上电弧的冷却，具有缩短电弧消弧时间的效果。并且，因水合中的氧化铝的耐热性也好，故再加上电弧消弧时间的缩短，钢板61的熔化减少，可抑止金属蒸气量，抑止遮断器各部的绝缘劣化。
采用本实施例3，加大了电弧试验时的电弧冷却效果，可提供格子板消耗少的遮断器。
为了确认以上的效果，本发明者使用实施例3所示的遮断器进行了遮断试验，以下说明其概要及其结果。
遮断器的样品格子板9的形状、个数及其消弧装置12的形状、格子板9的结构与新型品1相同，在格子板9的表面，通过上述的方法等形成了氧化铝的水合物层(Al2O3·H2O)63。其剖面如图6所示，已作了说明。将以上的消弧装置装入与新型品1相同的试验样品的遮断器中(以下称为新型品2)。
试验条件试验条件与实施例1中进行的试验相同。
试验结果首先，新型品2在整个条件中将遮断所形成的电弧截断、消灭，遮断获得了成功。下表列出了格子板9的消耗比例，为了便于比较，表中也包含有实施例1中的试验结果。
表2
从表2中可以看出，新型品2与未经过水合处理的新型品1相比，格子板9的消耗可减少1％～3％。这是因为镀铝表面的水合物层的电弧冷却效果以及水合物层的耐热性、绝缘性良好、与未进行水合处理的场合相比可进一步抑止钢板消耗的缘故。
从以上的试验结果中，也确认了实施例3的效果。
上述实施例3是对实施镀铝的钢板进行水合处理场合作了说明，但也适用于在镀铝的表面例如形成有经阳极氧化处理的铝部分厚的氧化物层，再对该氧化物层的表层部进行了水合处理的格子板。在此场合，由于在钢板表面具有镀铝层，在其表面具有氧化物层，并进一步在其表面形成了水合物层，因此，在具有水合物层的电弧冷却效果、耐热性、绝缘性的基础上还具有氧化物层的耐热性、绝缘性的效果，可获得更好的效果。
上述的说明是针对本发明的遮断器的接点为单极的场合，当然也可同样适用于多极遮断器。
权利要求
1.一种遮断器，具有通过开闭动作接离的第1接点和第2接点、使所述第1接点与所述第2接点间发生的电弧截断·消灭的多个格子板，其特征在于，所述格子板是由铝镀后在该铝镀的表面形成铝氧化物的钢板所构成。
2.如权利要求1所述的遮断器，其特征在于，所述氧化物通过阳极氧化处理而形成。
3.如权利要求1或2任一项所述的遮断器，其特征在于，所述氧化物加以水合处理。
4.一种遮断器，具有通过开闭动作接离的第1接点和第2接点、使所述第1接点与所述第2接点间发生的电弧截断·消灭的多个格子板，其特征在于，所述消弧装置通过对实施铝镀后的钢板进行水合处理而构成。
全文摘要
在实施镀锌、镀镍等的传统的格子板中，因高温的电弧而使电镀熔化·蒸发，引起熔化飞散物沾附于接点和机构部动作不良、或因蒸发物引起的电弧消弧时间延长和绝缘物的绝缘下降，另外，使提高了耐热性的复合电镀价格高，而为了抑止价格只能在必需部分实施复合电镀等麻烦的处理。本发明通过在钢板(41)的表面实施镀铝(42)，在其镀铝表面形成了氧化物(43、53)或水合物层(63)，可提高耐热性、消弧·绝缘功能，缩短消弧时间，可抑止格子板(9)的消耗，同时可提高遮断性能。
文档编号H01H73/00GK1574138SQ0315790
公开日2005年2月2日 申请日期2003年8月26日 优先权日2003年5月21日
发明者松村胜史, 伊藤仁志, 冈田快三, 浜本毅 申请人:三菱电机株式会社