电接点用润滑脂及滑动通电结构、电力用开关、真空断路器、真空绝缘开关装置及其组装方法

摘要

本发明提供电接点用润滑脂及滑动通电结构、电力用开关、真空断路器、真空绝缘开关装置及其组装方法。本发明的滑动通电结构应用了即使伴随滑动，接触阻力也不会递增，并且长寿命的电接点用润滑脂，该滑动通电结构具有：滑动式地接触或离开，并且实施了镀银的弹簧接点；以及电接点用润滑脂，其应用于该弹簧接点，并且基础油是平均分子量为2600到12500的全氟聚醚油，增稠剂是一次粒径为1μm以下的PTFE。

说明书

技术领域

本发明涉及电接点用润滑脂及滑动通电结构、电力用开关、真空断路器、真空绝缘开关装置、及真空绝缘开关装置的组装方法。 

背景技术

作为与电接点用润滑脂及应用了该润滑脂的滑动通电结构相关的现有技术，有专利文献1。该专利文献1记载有下述内容：为了提供实现长期稳定的润滑效果的电接点用润滑脂和实施了润滑效果的触头，润滑剂主要成分含有聚α-烯烃或流动石蜡，作为增稠剂，在使用了聚丁烯的混合物中含有一种或两种巯基苯并噻唑类化合物及二硫化二苯并噻唑。 

另外，在专利文献2中记载有下述内容：在电接点上涂敷由除了氟素类油的基础油的95～70重量％、增稠剂和添加剂的5～30重量％构成的电接点用润滑脂，抑制由在电接点的断路时产生的电弧引起的接点区域的损伤，作为增稠剂，优选有机化皂土，作为基础油，优选酯油或二醇油、聚α-烯烃，另外，基础油是低粘度有利于由电弧产生的能量小。 

现有技术文献 

专利文献1：日本特许第3920253号公报 

专利文献2：日本特开2007-80764号公报(对应中国公开公报CN1941239A) 

由于现有的电接点用润滑脂含有偶氮类添加物，因此在以使接触阻力稳定化为目的而应用于实施了镀银的接点的场合，通过与镀银反应，形成导电性低的钝化膜。因此，存在伴随滑动，接触阻力递增的情况。 

另外，若使用低粘度的基础油，则耐用年数变短，因此在应用到产品耐用年数为数十年以上的电力用开关时，考虑需要每几年便定期的供给油脂。 

发明内容

本发明是鉴于上述的点而完成的，其目的在于提供即使伴随滑动，接触阻 力也不会递增，并且长寿命的电接点用润滑脂及滑动通电结构、电力用开关、真空断路器、真空绝缘开关装置、及真空绝缘开关装置的组装方法。 

本发明的电接点用润滑脂为了实现上述目的，作为第一发明，其特征在于，(1)润滑脂的基础油是从平均分子量2600到12500的全氟聚醚油，(2)润滑脂的增稠剂是一次粒径1μm以下的PTPE(聚四氟乙烯)，(3)不包含偶氮化合物那样的、在滑动下与银反应的化合物。 

另外，本发明的滑动通电结构为了解决上述课题，其特征在于，具有：滑动式地接触或分离，并且实施了镀银的弹簧接点；以及润滑油，该润滑油应用于该弹簧接点，并且基础油是平均分子量为2600到12500的全氟聚醚油，增稠剂是一次粒径为1μm以下的PTPE。 

本发明的效果如下。 

根据本发明，能够得到即使伴随滑动，接触阻力也不会递增，并且长寿命的电接点用润滑脂、或滑动通电结构。 

附图说明

图1是表示应用了本发明的电接点用润滑脂的作为滑动通电结构的一个例子的真空断路器的侧剖视图。 

图2是表示对从表1所示的组合1到组合5来对应用了图1所示的本发明的电接点用润滑脂的真空断路器的滑动通电结构的接触阻力和滑动次数的关系实际测量接触阻力和滑动次数特性的关系的结果的特性图。 

图3是表示对表1所示的组合3、4来对应用了图1所示的本发明的电接点用润滑脂的真空断路器的滑动通电结构的接触阻力和滑动次数的关系实际测量了弹簧接头的接触力的影响的结果的特性图。 

图4是表示应用了本发明的电接点用润滑脂的作为滑动通电结构的另一例子的真空绝缘开关装置的侧剖视图。 

图5是表示利用电接点用润滑脂和弹簧接点的两个组合实际测量应用了图4所示的本发明的电接点用润滑脂的真空绝缘开关装置的接触阻力和断开接通次数的关系的实验结果的特性图。 

图6是表示应用了图4所示的本发明的电接点用润滑脂的真空绝缘开关装置的组装方法的侧剖视图。 

图中：1-真空阀，2A-固定侧陶瓷绝缘筒，2B-可动侧陶瓷绝缘筒，3A-固定侧端板，3B-可动侧端板，4A-固定侧电场缓和屏蔽件，4B-可动侧电场缓和屏蔽件，5-电弧屏蔽件，6A-固定侧电极，6B-可动侧电极，7A-固定侧支架，7B-可动侧支架，8-风箱密封件，9-风箱，10-接地断路部，11-接地断路部套管侧固定电极，12-接地断路部可动电极，13-接地断路部中间固定电极，14-接地断路部接地侧固定电极，15-挠性导体，16A、16B-弹簧接点，17-导向件，18A、18B-固定金属件，18C-螺母，19-螺栓，20-真空阀用操作杆，21-接地断路部用操作杆，30-固体绝缘物，31A-金属容器，31B-金属容器盖，40-母线用套管，41-母线用套管中心导体，42-电缆用套管，43-电缆用套管中心导体，50-共通母线，70-固定侧端子，71-可动侧端子，72-绝缘筒，73-绝缘操作杆，74-擦拭机构，75-主杆，76-操作器，77-机箱，78-操作杆，79-弹簧接点座。 

具体实施方式

下面，使用附图对本发明的实施例进行说明。 

(实施例一) 

图1作为应用了本发明的电接点用润滑脂的滑动通电结构的实施例一，表示真空断路器的例子。 

如该图所示，真空断路器大致包括：具有接触或相离自如的至少一对接点的真空阀1；与该真空阀1连接的固定侧端子70及可动侧端子71；覆盖它们周围的绝缘筒72；与真空阀1的可动侧电极6B连接的绝缘操作杆73；用于对真空阀1的可动侧电极6B和固定侧电极6A施加接触力的擦拭(ワイプ機構)机构74；产生操作力的操作器76；与操作器76连接的操作杆78；连接操作杆78和擦拭机构74的主杆75；容纳这些部件的机箱77。 

真空阀1在由固定侧端板3A、陶瓷绝缘筒2、可动侧端板3B构成的真空容器内容纳上述的固定侧电极6A和可动侧电极6B，可动侧电极6B和可动侧端板3B通过由风箱9连接而能保持气密性，且能在轴向上驱动可动侧电极6B，切换接通及断开状态。 

另外，在真空容器内设有电弧屏蔽件5，以免陶瓷绝缘筒2的内表面被在电流断开时产生的金属蒸汽污损。在真空阀1的可动侧设有弹簧接点16和保 持该弹簧接点16的弹簧接点座79，能进行可动侧电极6B和可动侧端子71间的滑动通电。 

并且，在弹簧接点16和可动侧电极6B的电接触面上涂敷有本发明的电接点用润滑脂。另外，为了使接触阻力稳定化，对弹簧接点16和可动侧电极6B的表面实施镀银。 

使用表1、图2及图3对适用于如此构成的真空断路器的本发明的电接点用润滑脂的条件进行说明。 

表1表示对适用于实施例一的真空断路器进行研究的电接点用润滑脂和弹簧接点的各种组合。 

图2表示对表1所示的从组合1到组合5的滑动通电结构实际测量接触阻力和滑动次数特性的关系的结果，在组合1和组合2中，伴随滑动次数的增加，接触阻力增加，但在组合3和组合4中，接触阻力的增加小。组合1的电接点用润滑脂作为基础油使用合成碳化水素油。组合2、3、4的电接点用润滑脂作为基础油使用全氟聚醚，其中组合2的电接点用润滑脂含有特性调整用的添加剂。组合3的电接点用润滑脂从组合2的电接点用润滑脂除去特性调整用的添加剂，组合4的电接点用润滑脂从一开始便不含有特性调整用添加剂。 

实验的结果，在接触阻力的增加少的组合3和组合4中使用的电接点用润滑脂具有下述特征：(1)基础油是平均分子量从2600到12500的全氟聚醚油，(2)润滑脂的增稠剂是一次粒径1μm以下的PTFE，(3)润滑脂的稠度在NLGI稠度中是No.0到No.2，(4)不包含偶氮化合物那样的、在滑动下与银反应的化合物，(5)不包含粒子直径3μm以上的固体物质。 

从以上可以看出，发挥期望的特性考虑利用以下的结构。 

首先，为了使润滑脂流入滑动面间而发挥润滑效果，需要润滑脂保持流动性，追随滑动而在滑动部上移动。因此，必须防止由油分的蒸发引起的固化或伴随振动等的流出。 

满足这些条件的基础油的平均分子量从2600到12500，如果在这以下，则容易产生由基础油的蒸发引起的润滑脂的固化，另外，如果在这以上，则稠度过高，在滑动部上的移动变得困难。另外，在润滑脂的NLGI稠度比No.0软的情况下，由于重力或振动，引起从滑动部的流出，另外，在比No.2硬的 场合，追随电极部的滑动来润滑滑动面变得困难。 

接着，作为增稠剂，有肥皂类、复合肥皂类、有机类、无机类，但肥皂类耐热性差，不适合在高温环境下使用。复合肥皂类改进了耐热性，但有历时固化或热固化的倾向，欠缺长期稳定性。有机类在耐热性及稳定性上优异，尤其PTFE相对于热、水、氧化最稳定。就其粒径而言，如果是1μm以下，则即使应用于一般的真空开关用的实施了镀银的电极彼此的滑动通电部，也不会对电接触带来障碍地发挥润滑效果。若粒径比1μm大，则在电极面间，伴随滑动，产生PTFE的附着、凝聚等，会产生润滑膜的膜厚的增大及对电接触带来障碍。 

接着，偶氮化合物具有在滑动环境下与银反应而形成导电性低的钝化膜的场合。由此，在应用于实施了镀银的电极的场合，伴随滑动产生钝化膜，导致接触阻力的递增。作为这种添加剂考虑偶氮类、硫磺类、磷类等。 

另外，构成本实施例的氟素类润滑脂的基础油即全氟聚醚油及作为增稠剂而使用的PTFE与银反应的可能性极低。 

最后，若润滑脂中含有粒子直径3μm以上的固体物质，则进入电极彼此的接触面而产生必要以上厚度的润滑膜，由于妨碍了电接触，因此认为接触阻力显著地上升。作为粒子直径为3μm以上的添加剂，可以列举碳粒子、镁化合物、钛化合物。另外，如果固体物质粒子直径小于3μm，则未发现接触阻力上升。 

另外，即使在组合5中，接触阻力的增加也少，但为了模拟经过数十年时间后的减少量，另外实施了高温减速减少量试验的结果，由于作为基础油使用透平油，因此减少量多，判断为难以不供给润滑脂地维持十年期间润滑功能。 

另一方面，在上述组合3和4中使用的电接点用润滑脂由于作为基础油使用全氟聚醚，因此减少量少，判断为可维持数十年以上的寿命。 

【表1】 

表1 

图3表示对表1所示的组合3、4实际测量弹簧接点的接触力的影响的结果。图中，组合3、4为了比较而原样表示图2的特性，弹簧接点的接触力是290g/Coil。另一方面，图中，组合3A、4A是弹簧接点的接触力为406g/Coil的场合，能显著地抑制接触阻力的增加。 

如果弹簧接点的接触力小于300g/Coil，则由于滑动时由电极构成的流入两面间的电接点用润滑脂的量增加，因此电极间的润滑膜厚表现出伴随滑动递增而使接触阻力上升的倾向，但若使弹簧接点的接触力为300g/Coil，则由于滑动时流入由电极构成的两面间的电接点用润滑脂的量变少，因此形成较薄的润滑膜。润滑膜越薄，电接点用润滑脂越难以被挤压，因此膜厚的变化变小，能抑制接触阻力的变化。 

(实施例二) 

图4表示作为应用了本发明的电接点用润滑脂的滑动通电结构的第二实施方式的真空绝缘开关装置的例子。 

如该图所示，真空绝缘开关装置利用固体绝缘物30一并对母线用套管中心导体41、真空阀1、电缆用套管中心导体43、接地断路部套管侧固定电极11等进行浇铸，通过与在大气中进行直线运动的接地断路部可动电极12组合，构成切换接通状态、接地状态及断路状态的接地断路部10。另外，在本实施例中，为了说明，构成为能切换该接通、接地、断路三位置，但如果是具有滑 动通电结构的开关，则也可以是构成为能切换两位置或四位置以上的场合。另外，当然也可以具有接通、断开等在本实施例中不具备的位置。 

在接地断路部可动电极12的两端部附近设有弹簧接点16，通过接地断路部可动电极12向接地断路部套管侧固定电极11侧移动，确保接地断路部套管侧固定电极11-接地断路部可动侧电极12-接地断路部中间固定电极13-挠性导体15的导通而实现接通状态，通过接地断路部可动电极12向接地断路部接地侧固定电极14侧移动，确保接地断路部接地侧固定电极14-接地断路部可动侧电极12-接地断路部中间固定电极13-挠性导体15的导通而实现接地状态。 

在这些电接面上，为了使接触阻力稳定化而实施镀银，涂敷有本发明的电接地用润滑脂。 

图5是表示对表1所示的组合3、3A实际测量图4所示的应用了本发明的电接点用润滑脂的真空绝缘开关装置的滑动通电结构的接触阻力和断开接通次数的关系的图。 

该图所示的组合3是组合了本发明的电接点用润滑脂和小于300g/Coil的接触压力的弹簧接点的供试电极结构，组合3A是组合了本发明的电接点用润滑脂和300g/Coil以上的接触压力的弹簧接点的供试电极结构，图5是表示各个组合的特性的图。 

从该图可以看出，在组合3中，接触阻力递增，但在组合3A中，接触阻力大致以一定值推移。 

由此，即使在图4所示的真空绝缘开关装置那样的、电极彼此完全脱离的结构中，与图1所示的真空断路器那样的、总是维持电极彼此的嵌合状态的结构相同，能够得到稳定的接触阻力特性。 

图6表示图4所示的真空绝缘开关装置的组装方法。如该图所示，真空绝缘开关装置首先利用固体绝缘物30一并对母线用套管中心导体41、真空阀1、电缆用套管中心导体43、接地断路部套管侧固定电极11等进行浇铸。通过这些根据需要容纳在金属容器31A中或在外表面涂敷导电涂料，使电位稳定。 

接着，利用螺栓19将接地断路部中间固定电极13固定在设在固体绝缘物30上的固定金属件18A上，并且利用螺栓19将挠性导体15的一端与接地断路部中间固定电极13一起固定在固定金属件18B上。挠性导体15的另一端 通过与真空阀用操作杆20一体形成的螺栓19连接固定在真空阀1的可动侧支架7B上。 

接着，在弹簧接点16A、16B上涂敷了上述电接点用润滑脂后嵌入接地断路部可动电极12，将接地断路部用操作杆21连接在接地断路部用可动电极12上后推入固体绝缘物30的里部，以母线用套管中心导体41和弹簧接点16A能通电(接触)的方式组装。 

在本实施例中，在上述电接点用润滑脂中，应用将稠度调整为No.2的润滑脂，通过润滑脂保持适当的粘度，能够适当地将润滑脂向母线用套管中心导体41的电接触面输送，并且能够数十年的长期间不必供给润滑脂及能够维持导电性能。 

接着，采用使接地断路部用操作杆21、真空阀用操作杆20从设在金属容器盖31B上的开口部贯通的配置，利用未图示的螺栓等将金属容器盖31B连接在金属容器31A上。 

接着，以接地断路部用接地侧固定电极14和真空阀用操作杆20不会从驱动轴偏离的方式在导向件17上也涂敷上述电接点用润滑脂，以相对于真空阀用操作杆20能滑动的方式利用螺母18C和螺栓19等将接地断路部接地侧固定电极14、导向件17连接在金属容器盖31B上而结束组装。接地断路部接地侧固定电极14不言而喻，能相对于弹簧接点16B接触地固定。 

在本实施例中，在作为施加有电力系统侧的高电压的滑动通电部的弹簧接点16A、16B及成为进行机械的滑动的机械滑动部的真空阀用操作杆20和导向件17的滑动部上使用相同的润滑脂。但是，在滑动通电部和机械滑动部中，由于要求的润滑脂的特性不同，因此通常分别涂敷不同的润滑脂而使用。在必须分别涂敷不同的润滑脂的场合，必须准备多个润滑脂，导致部件的件数增加。另外，因为需要分别涂敷润滑脂，因此需要区分作业工序，导致制造的负担变大。 

作为涂敷在电流在进行滑动接触的两者间流动的滑动通电部的润滑脂所要求的性能，要求接触阻力从初期状态低，并且伴随时间的经过不会变高。在接触阻力变大的场合，由于通电损失变大，因此发热量变大，需要提高冷却性，并且由于通电损失变大产生的能量损失也变大。在降低接触阻力的方法中，不 含有偶氮类、硫磺类、磷类化合物那样的通过与银反应而形成钝化膜的化合物是有效的。 

另一方面，作为涂敷在未假设电流流过，而是想要提高绝缘特性的机械滑动部上的润滑脂所要求的性能，与接触阻力相比，是绝缘耐性。在这点上，不包括导电性物质及磁导率低是重要的。 

在本实施例中使用的润滑脂中，由于在从使用前到整个使用中能够较低地保持接触阻力且在适用于滑动通电部上是优选的，并且不包括导电性物质，磁导率低，因此在应用于机械滑动部时是优选的。由此，没有分别涂敷润滑脂的必要，能够在滑动通电部的弹簧接点16A及机械滑动部16B上使用相同的润滑脂。即，在滑动通电部和机械滑动上部不需要分别涂敷润滑脂，利用单一的润滑脂即可，因此不会增加部件的件数。另外，也不需要区分作业工序，能够减少制造的负担。 

另外，作为一个例子说明了上述那样的顺序，但也可以预先一体地形成接地断路部中间固定电极13和挠性导体15。另外，在预先一体地连接金属容器盖31B、接地断路部接地侧固定电极14、导向件17后，可以一边使接地断路部用操作杆21、真空阀用操作杆20一边贯通一边利用未图示的螺栓等连接金属容器31A。另外，能将在弹簧接点16A、16B上涂敷上述的电接点用润滑脂后嵌入接地断路部可动电极12，并在接地断路部可动电极12上连接了接地断路部用操作杆21的结构体最后从接地断路部接地侧固定电极14侧插入。 

另外，在本实施例中使用的电接点用润滑脂由于不含有偶氮类、硫磺类、磷类化合物那样的与镀银反应的化合物，因此即使附着在接地断路部用操作杆21、真空阀用操作杆20的表面也不会对电场分布产生影响，具有能够良好地维持绝缘性能的效果。 

另外，如导向件17那样，即使应用于电接点部附近的机械滑动部，也能够在数十年的长期间不供给润滑脂地维持润滑性能。因此，不需要区分使用的润滑脂的种类，与必须根据部位区别使用润滑脂的场合相比，能够缩短制造工序。这点也是使用该润滑脂的场合的优点。