CN102473548B - 真空开关管 - Google Patents

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Abstract

为了进一步扩展设计一种带有壳体的真空开关管(1)，该壳体具有两个关于中间面(S)对称布置和构造的绝缘材料壳体区域(16，17)，其中，两个绝缘材料壳体区域(16，17)中的每一个都包括多个绝缘材料壳体部件(9，10，11，12，13，14)，该真空开关管在高介电强度的同时具有紧凑的结构形式，本发明建议，每个绝缘材料壳体区域(16，17)的布置得离中间面(S)最远的绝缘材料壳体部件(9，12)的长度(L1)大于其它绝缘材料壳体部件(10，11，13，14)的长度(L2，L3)。

Description

真空开关管
技术领域
本发明涉及一种真空开关管，该真空开关管带有壳体，该壳体具有两个关于中间面对称布置和构造的绝缘材料壳体区域，其中，两个绝缘材料壳体区域的每一个包括多个绝缘材料壳体部件。
背景技术
这种类型的真空开关管已由DE10029763B4公开。在此公开的真空开关装置具有壳体，该壳体具有两个关于中间面对称布置和构造的绝缘材料壳体区域。两个绝缘材料壳体区域中的每一个在此包括多个绝缘材料壳体部件，在DE10029763B4的情况下，为两个绝缘材料壳体区域中的每个设置两个形式为陶瓷缸的绝缘材料壳体部件。各个绝缘材料壳体部件的长度在此通过真空开关管的相应于设计该真空开关管所针对的测量电压的最大介电负荷以及与真空开关管的内部几何形状和与外部情况的电容耦合相关地确定，所述外部情况例如是其中使用了真空开关管的断路器的接地的壳体。在此这样确定绝缘材料壳体部件的长度，使得真空开关管具有所需的抗击穿强度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，进一步扩展开头所述类型的真空开关管，该真空开关管在具有高介电强度的同时还具有紧凑的结构形式。
按照本发明，该技术问题在开头所述类型的真空开关管中由此解决，即，每个绝缘材料壳体区域的布置得离中间面最远的绝缘材料壳体部件的长度大于其它绝缘材料壳体部件的长度。
真空开关管的每个绝缘材料壳体区域布置得距离中间面最远的绝缘材料壳体部件的较大长度是有利的，因为通过真空开关管沿轴向形成的电势分布按照经验不是线性地分布在真空开关管上，而是距离中间面最远布置的绝缘材料壳体部件经受最大的负荷。这是因为从真空开关管的一端到真空开关管的另一端的每个绝缘材料壳体部件的电势差始终上升，使得最后的绝缘材料壳体部件承受最强的负荷。在交流电系统中，施加在管上的电势的极性还发生改变，使得两个布置得离真空开关管的中间面最远的绝缘材料壳体部件交替地受到最大的负荷。布置得离中间面最远的绝缘材料壳体部件的长度因此根据真空开关管适用于的所需介电强度和抗击穿强度确定。相对真空开关管的中间面具有较小距离的其它绝缘材料壳体部件经受较小的介电负荷，并因此可以具有较小的长度，使得通过这样构造得真空开关管在保持真空开关管的高介电强度的同时实现了紧凑的结构。中间面在本发明中是垂直于真空开关管的纵轴延伸的面，真空开关管的壳体关于该中间面基本上对称地构造，其中，壳体除了绝缘材料壳体部件之外以对于真空开关管公知的形式具有金属的盖部件，真空开关管的固定触头和活动触头的触点通过该盖部件真空密封地延伸到真空开关管的内部。绝缘材料壳体部件有利地构造为陶瓷缸的形式。
在本发明的一种有利的实施形式中，相对中间面具有减小的距离的其它绝缘材料壳体具有减小的长度。其它绝缘材料壳体部件的这种长度的减小以简单的方式在高介电强度的同时导致真空开关管另一紧凑的结构形式，因为介电负荷随着相对真空开关管的中间面的间距的变小而变小，使得对绝缘材料壳体部件的长度的要求同样变小。
在本发明的一种特别有利的实施形式中，从布置得最远的绝缘材料壳体部件按照：
L(x)≥p(x)·LN
计算出其它绝缘材料壳体部件的长度，其中p(x)＝(2x-1)/(2N-1)，并且N＝真空开关管的绝缘材料壳体部件的总数，并且x＝N，N-1...N/2+1。
借助于根据布置得最远的绝缘材料壳体部件的计算调节其它绝缘材料壳体的长度在许多实验和实验中被证明是根据布置得最远的绝缘材料壳体部件的长度设定其它绝缘材料壳体部件的长度的最佳方式，通过该方式能最佳地满足对介电强度和真空开关管的紧凑性的要求。
在本发明的另一种设计构造中，在绝缘材料壳体部件之间固定有蒸汽屏蔽件和/或场控制元件。借助于这种固定在绝缘材料壳体部件之间并且布置在真空开关管内部的蒸汽屏蔽件和场控制元件以简单的方式保证了相对于在开关过程中产生的金属蒸汽造成的汽化屏蔽绝缘材料壳体部件。
在本发明的另一种优选的实施方式中，在绝缘材料壳体区域之间设置金属的壳体部分。这种金属的壳体部分同样有利地用于提高真空开关管的抗击穿强度。
附图说明
以下参照附图根据实施例详细说明本发明，其唯一的附图1示出了按本发明的真空开关管的示意横截面视图。
具体实施方式
附图示出了真空开关管1，该真空开关管带有固定触头2、固定触销3以及活动触头4和活动触销5。在此，固定触销3真空密封地穿过真空开关管的金属的第一盖部件6，活动触销5借助于波纹管8穿过金属的第二盖部件7可动地真空密封地从真空开关管伸出，使得由固定触头2和活动触头4组成的接触系统设计用于接通例如断路器的经由固定触销3和活动触销5传导的电流，其中，在附图中未示出的驱动单元的驱动运动能够被引入活动触销5中，以闭合或断开由固定触头2和活动触头4组成的接触系统。真空开关管1还具有形式为绝缘材料壳体部件9，10，11和12，13和14的壳体部件，这些壳体部件设计为陶瓷缸的形式，其中，在该实施例中，在绝缘材料壳体部件11和14之间设有金属的壳体部件15，该金属的壳体部件布置在由固定触头2和活动触头4组成的接触系统的区域内。真空开关管1的壳体关于中间面S基本上对称地构造和布置，其中，绝缘材料壳体部件9，10和11形成第一绝缘材料壳体区域16，而绝缘材料壳体部件12，13和14形成第二绝缘材料壳体区域17，因此，换句话说，绝缘材料壳体区域16和17关于中间面S对称地布置和构造。在此，对称在该实施例中意味着，绝缘材料壳体部件9和12具有相同的长度L1，绝缘材料壳体部件10和13具有相同的长度L2，而绝缘材料壳体部件11和14具有相同的长度L3，并且绝缘材料壳体区域16和17相对中间面S具有相同的间距。在两个相邻的绝缘材料壳体部件之间以及在绝缘材料壳体部件和金属的第一、第二盖部件6和7之间的边界区域附近布置并真空密封地固定有设计在真空开关管1内部的蒸汽屏蔽件和/或场控制元件18至25。蒸汽屏蔽件和/或场控制元件18至25用于相对于在开关过程中由于触头烧蚀产生的金属蒸汽造成的汽化屏蔽绝缘材料壳体部件。
如在该实施例所述的真空开关管在交流电系统中经受沿轴向的电势调整，其中，电势分布从一个管端部到另一端部逐渐增加，因此最后的陶瓷件承受最强的负荷。视极性而定，最后的陶瓷件在真空开关管1中是绝缘材料壳体部件9或12，因此该绝缘材料壳体部件具有最大的长度L1，因为所述绝缘材料壳体部件是每个绝缘材料壳体区域的布置得离中间面最远的绝缘材料壳体部件。因此，长度L1由对真空开关管的介电强度的要求以及测量电压以及外部情况确定，所述外部情况例如是在包围的断路器的接地壳体上的电容耦连。绝缘材料壳体部件10和13或11和14的长度L2和L3由绝缘材料壳体部件9和12的长度L1按照公式：
L(x)≥p(x)·LN
确定，其中N是陶瓷件的数量，在该实施例的情况下是6，并且其中p(x)是修正系数，其由
p(x)＝(2x-1)/(2N-1)，
确定，其中x的值可以取N，N-1...N/2+1，因此在附图所示的实施例中，对于N＝6时，出于对称原因，x取值6,5和4，并且绝缘壳体部件9和12以及10和13，以及11和14的长度分别同样由于关于中间面S对称而是一样大，其中，修正系数
p(6)＝1＝p(1)，并且p(5)＝p(2)＝9/11，以及p(4)＝p(3)＝5/11。因此，根据上述的公式得到长度L2＝0.81*L1，而长度L3＝0.45*L1。
附图标记列表
1真空开关管
2固定触头
3固定触销
4活动触头
5活动触销
6金属的第一盖部件
7金属的第二盖部件
8波纹管
9至14绝缘壳体部件/陶瓷缸
15金属壳体部件
16第一绝缘材料壳体区域
17第二绝缘材料壳体区域
18至25蒸汽屏蔽件或场控制元件
L1绝缘材料壳体部件9和12的长度
L2绝缘材料壳体部件10和13的长度
L3绝缘材料壳体部件11和14的长度
S中间面/对称轴

Claims (3)

1.一种带有壳体的真空开关管(1)，该壳体具有两个关于中间面(S)对称布置和构造的绝缘材料壳体区域(16,17)，其中，两个绝缘材料壳体区域(16,17)中的每一个都包括多个绝缘材料壳体部件(9,10,11,12,13,14)，其特征在于，所述绝缘材料壳体部件(9,10,11,12,13,14)被构造为陶瓷缸的形式，每个绝缘材料壳体区域(16,17)的布置得离中间面(S)最远的绝缘材料壳体部件(9,12)的长度(L1)大于其它绝缘材料壳体部件(10,11,13,14)的长度(L2,L3)，并且与所述中间面(S)的间距减小的所述其它绝缘材料壳体部件(10,11,13,14)具有减小的长度(L2,L3)，并且其中，所述其它绝缘材料壳体部件(10,11,13,14)的长度由布置得最远的绝缘材料壳体部件(9,12)的长度按照L(x)≥p(x)·LN计算出，其中p(x)＝(2x-1)/(2N-1)，并且N＝真空开关管的绝缘材料壳体部件的总数，并且x＝N，N-1...N/2+1。
2.如权利要求1所述的真空开关管(1)，其特征在于，在所述绝缘材料壳体部件(9,10,11,12,13,14)之间固定有蒸汽屏蔽件(18,19,20,21,22,23,24,25)和/或场控制元件(18,19,20,21,22,23,24,25)。
3.如权利要求1或2所述的真空开关管(1)，其特征在于，在所述绝缘材料壳体区域(16,17)之间设有金属的壳体部件(15)。
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