DD217922A1

DD217922A1 - METHOD AND ARRANGEMENT FOR STEP-BY-STEP FORMING OF VACUUM SWITCH CHAMBERS

Info

Publication number: DD217922A1
Application number: DD25518283A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Fischer; Bodo Mittler; Joachim Blessmann
Original assignee: Inst Regelungstechnik
Priority date: 1983-09-28
Filing date: 1983-09-28
Publication date: 1985-01-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur stufenweisen Formierung von Vakuumschaltkammern fuer Mittel- und Niederspannungsschaltgeraete. Mit der Erfindung wird der technologische Aufwand wesentlich reduziert, ohne dass auf die Vorteile bekannter Verfahren verzichtet wird. Erfindungsgemaess werden die Vakuumschaltkammern im Vakuum-Container thermisch formiert und danach verschlossen und dann auf einem Pumpstand aufgenommen und nach dem Oeffnen auf diesem Stand elektrisch formiert. Fig. 1The invention relates to a method and an arrangement for the gradual formation of vacuum interrupters for medium and low voltage switching devices. With the invention, the technological complexity is substantially reduced, without dispensing with the advantages of known methods. According to the invention, the vacuum interrupters are thermally formed in the vacuum container and then closed and then taken on a pumping station and electrically formed after opening on this stand. Fig. 1

Description

Erfinder: Dipl.-Ing. Ulrich Fischer Berlin, 21.09.83 Dipl.-Ing. Bodo Mittler P 1395 Ing. Joachim BleßmannInventor: Dipl.-Ing. Ulrich Fischer Berlin, 21.09.83 Dipl.-Ing. Bodo Mittler P 1395 Ing. Joachim Bleßmann

Sustellungsbevollm. :Sustellungsbevollm. :

Institut für Regelungstechnik im Kombinat VEB SAW Berlin-Treptow "Friedrich Eberb"Institute of Control Engineering in the Combine VEB SAW Berlin-Treptow "Friedrich Eberb"

1055 Berlin, Storkower Str. 101 Büro für Schutzrechte1055 Berlin, Storkower Str. 101 Office for Property Rights

Verfahren und Anordnung zur stufenweisen Formierung von VakuumschaltkammernMethod and arrangement for the step-by-step formation of vacuum interrupters

H 01 H 33/66H 01 H 33/66

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur stuf enteisen Formierung von Vakuumschaltkaiffl3ern,bei der die thermische und die elektrische.Formierung nacheinander vorgenommen werden·The invention relates to a method and an arrangement for the step-de-icing formation of Vakuumschaltkaiffl3ern, in which the thermal and the electrical shaping are carried out successively ·

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Fertig montierte Vakuumsehaltkasmern müssen vor dem endgültigen vakuumdichten Verschließen formiert werden, d.h. die Oberflächen der inneren Bauteile müssen von Absorptionsschichten befreit werden,, damit die Vakuumschaltkammern im Betrieb ein stabiles Vakuum halten.Prefabricated vacuum chillers must be formed before final vacuum sealing, i. The surfaces of the internal components must be freed from absorption layers, so that the vacuum interrupters keep a stable vacuum during operation.

Bekannterweise erfolgt die Formierung durch Ausheizen über eine längere Zeit (t >. 1Oh), in der Regel bei 4OO ⁰C bis 5OO ⁰C, während die freiwerdenden Gase abgesaugt werden· Bei VakuumschaItkammern, die einen Faltenbalg oder eine Isolierstrecke aus Keramik oder Glas besitzen, sind aufgrund der thermischen Beständigkeit der Bauteile höhere Formierungstemperaturen nicht möglich· .Known manner, the formation by heating takes place over a long time (t> .Ohm), usually at 4OO ⁰ C to 5OO ⁰ C, while the liberated gases are sucked · In VakuumschaItkammern having a bellows or an insulating section of ceramic or glass , higher forming temperatures are not possible due to the thermal resistance of the components.

28SER 193.3*11^728SER 193.3 * 11 ^ 7

In DD-WP 137 293 wird ein^; Verfahren gezeigt, "bei dea die Vakuumschaltkammern bei 5OO ⁰C in einem Hochvakuum-Container formiert und mit einem Vakuum-Silberlot verschlossen werden·. Dazu ist im Vakuum-Container aber eine komplizierte Vorrichtung notwendig, die das Vakuum-Silberlot auf die erforderliche Schmelztemperatur bringt. Weitere Nachteile sind:;' Die nicht durchgeführte gesonderte Formierung der Schaltstücke und eine fehlende Möglichkeit der Eontrolle- des Formierungszustandes der Vakuumschaltkainmer.In DD-WP 137 293 is a ^; Are shown process, "in dea formed the vacuum switching chambers at 5OO ⁰ C in a high vacuum containers and sealed with a vacuum-silver solder ·. For this, a complicated apparatus is in the vacuum container but necessary that brings the vacuum-silver solder to the required melting temperature Other disadvantages are: The non-performed separate formation of the switching pieces and a lack of possibility Eontrolle- the formation state of Vakuumschaltkainmer.

Ein weiteres Verfahren, zur Formierung von Vakuumschaltkammem ist aus DD-WP 132 221 bekannt· Hierbei wird zur Formierung der Kammerinnenteile eine Glimmentladung und zur Formierung der Kontaktoberflächen eine Lichtbogenentladung angewandt, wobei · die Kammerinnenteile als'Elektroden der Glimmentladung dienen und die in der Glimmentladung umgesetzte Energie zum Aufheizen der Kaismerinnenteile genutzt wird. Die Glimmentladung wird'durch Lichtbogenentladungen zwischen den Kontakten unterbrochen. Ungünstig ist hierbei der Arbeitsdruck der Glimmentladung (etwaA further method for the formation of Vakuumschaltkammem is known from DD-WP 132 221. Here, an arc discharge is used to form the chamber interior parts and an arc discharge for forming the contact surfaces, wherein the chamber interior parts as'Elektroden serve the glow discharge and the reacted in the glow discharge Energy is used to heat the Kaismerinnenteile. The glow discharge is interrupted by arc discharges between the contacts. Unfavorable here is the working pressure of the glow discharge (about

2 1 ' 10 - 10 Torr) bzw. bei zusätzlichem Durchsetzen der Vakuum-2 1 '10 - 10 Torr) or in case of additional penetration of the vacuum

—2 —"3 Ton*-2 - "3 tone *

spaltkammer mit einem Magnetfeld etwa 10 bei maximal 10 ^J- ^WJ-^J-Weiterhin wird die Vakuumschaltkannner ungleichmäßig erwärmt und die Forraierungszeit entspricht der einer thermischen Formierung und maß auf einem apparativ aufwendigem Vakuumstand durchgeführt --werden· 'gap chamber with a magnetic field of about 10 at a maximum of 10 ^J - ^WJ - ^J -Weiterhin the Vakuumschaltkannner is heated unevenly and the Forraierungszeit corresponds to that of a thermal formation and measure carried out on an apparatus intricate vacuum level --werden ·

Bei einer weiteren bekannten Formierung, bei der die Vakuumschaltkarnmer über Pumpstengel an den Vakuumständen angeschlossen sind, sind die erwärmten äußeren Kammerteile der Atmosphäre ausgesetzt und unterliegen einer verstärkten Korrosion. Insbesondere wenn eine größere Zahl von Vakuumsehaltkammern zur Senkung des apparativen Aufwandes, gleichzeitig auf einein Stand formiert werden, führt das Undichtwerden einer Vakuumschaltkammer zur Unbrauchbarkeit aller änderen angeschlossenen Vakuumschaltkammern. Sin Formieren im Vakuum-Container bedeutet aber einen erheblichen apparativen Aufwand, da ^e zu formierender Vakuumschaltkammer ein Magnetsystem, zwei elektrische Durchführungen, eine mechanische Durchführung zur Betätigung und eine Vorrichtung zum Verschließen der Vakuuroschaltkaanner notwendig sind. Das führt insbesondere bei den langenIn another known formation in which the vacuum interrupters are connected to the vacuum levels via exhaust tubes, the heated outer chamber portions are exposed to the atmosphere and subject to increased corrosion. In particular, if a larger number of Vakuumsehaltkammern to reduce the expenditure on equipment, are formed on a stand at the same time, the leaking of a vacuum interrupter chamber leads to the uselessness of all änderen connected vacuum interrupters. Sin forming in a vacuum container, however, means a considerable expenditure on equipment, since a vacuum switching chamber to be formed, a magnet system, two electrical feedthroughs, a mechanical feedthrough for actuation and a device for closing the vacuum switch bottles are necessary. This leads in particular to the long ones

Foriaierungszeiten zu erheblichen Kosten.Foreiierungszeiten at considerable cost.

Ziel, der ErfindungAim of the invention

Ziel der Erfindung ist es, "bei der thermischen und der elektrischen Formierung ein Minimum an apparativem Aufwand sowie •eine Reduzierung der stückzahlbezogenen Anlagenzeit der zu formierenden Vakuumschaltkammern und damit eine Kostenminimierung des Forraierungsverfahrens zu erreichen.The aim of the invention is "to achieve a minimum of equipment expenditure in the thermal and electrical forming and • a reduction in the number of units related time of the vacuum interrupters to be formed and thus a cost minimization of the Forraierungsverfahrens.

Darlegung des Wesens der Erfindung 'Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Forraierung von Vakuumschaltkammern zu finden, das unter Einbeziehung bekannter Verfahren eine optimale Formierung sämtlicher Eammerteile -entsprechend ihrer Belastung im Betrieb realisiert.The invention has for its object to find a method for Forraierung of vacuum interrupters, which realizes using known methods, an optimal formation of all Eammerteile -respective of their load during operation.

Ss werden die Vakuumschaltkammern erst einer thermischen Formierung und dann speziell die Schaltstücke einer Lichtbogenformierung unterzogen. Dazu wird eine große Anzahl von Vakuumsehältkammern in einen Vakuum-Container eingebracht, in dem sie über längere Zeit (t y· 10h) bei einer Temperatur von 400 ⁰C bis 500 ⁰C ausgeheizt werden. Bei laufendem Abpumpen des Vakuum-The vacuum interrupters are initially subjected to thermal formation and then, in particular, the contact pieces to arc formation. For this purpose, a large number of Vakuumsehältkammern is placed in a vacuum container in which they are baked for a long time (t y · 10h) at a temperature of 400 ⁰ C to 500 ⁰ C. While pumping the vacuum

—4 Containers wird ein Snddruck von 10 Ba erreicht. Damit wird die Oberfläche aller Kaamerteile hinreichend von Absorptionsschichten befreit, so daß die Vakuumschaltkainmer-.ein stabiles Vakuum erhält und verschlossen werden kann. Erfindungsgercäß wird dies dadurch erreicht, daß der mit einer flanschartigen Erweiterung versehene nach oben angeordnete Pumpstengel.der Vakuumschaltkammer mit einer dünnen Metallfolie (Dicke etwa 0,1 πιπί) verschlossen wird, in dem die Formierungstemperatur kurzzeitig um .etwa 50 ⁰C erhöht wird. Damit schmilzt ein die Metallfolie so lange haltendes Lotformstück, daß den Formierungsweg, d.h. den Weg der bei der Formierung freiwerdenden Gase-.aus dem Inneren der Kammer, bis dahin offen hielt. Nach dem Abkühlen können die Vakuumschaltkammern entnommen werden.-4 containers, a pressure of 10 Ba is reached. Thus, the surface of all Kaamerteile sufficiently freed of absorption layers, so that the Vakuumschaltkainmer-. A stable vacuum receives and can be closed. Erfindungsgercäß this is achieved in that the provided with a flange-like extension upwardly disposed exhaust tube of the vacuum interrupter chamber is closed with a thin metal foil (thickness about 0.1 πιπί) in which the forming temperature is temporarily increased by .We about 50 ⁰ C. This melts the metal foil so long holding Lotformstück that the Formierungsweg, ie the way the released in the formation of gases. From the interior of the chamber, held open until then. After cooling, the vacuum interrupters can be removed.

Vorteilhafterweise zeichnet sich der Vakuum-Container durch konstruktive Einfachheit und eine große Formierungskäpazität aus. Ein weiterer Vorteil ist, daß die gesamte Kammer im Vakuum "befindlich ist und somit keine Korrosion der äußeren Kamin erteile 'erfolgt und undichte Kammern zu keiner Störung führen· In der zweiten Stufe der Formierung wird die thernsischformierte und erfindungsgemäß verschlossene Vakuumschaltkammer über den Pumpstengel an.die Koppelstelle eines Formierungsstandes zur Durchführung der elektrischen formierung .der Schaltstück angeschlossen und mit dem· Durchstechen der Metallfolie mit dem Vakuumsystem verbunden· Das Durchstechen erfolgt mit einem in der Koppelstelle angeordnetem beweglichen Dorn. Die Schaltstükke herden dann in an sich bekannter Weise durch eine Lichtbogenformierung in kürzest möglicher Zeit in ihrer oberen Metallschicht entgast. Der hierzu notwendige höhere apparative -, höhere Arbeits- und höhere Energieaufwand wird auf ein notwendiges Min im urn reduziert. Nach Abschluß der elektrischen. Formierung werden die Kammern-in bekannter Weise verschlossen-.Advantageously, the vacuum container is characterized by constructive simplicity and a large Formierungskäpkapazität. Another advantage is that the entire chamber "is in vacuum and thus no corrosion of the outer chimney parts" takes place and leaky chambers lead to no disruption · In the second stage of the formation, the thermoformed and sealed according to the invention vacuum interrupter chamber on the exhaust tube on. The coupling point of a formation stand for carrying out the electrical formation .the contact piece is connected and connected to the puncturing of the metal foil with the vacuum system The puncturing takes place with a moveable mandrel arranged in the coupling point The switching elements then fuse in a manner known per se by arc shaping The higher apparatus-related, higher working and higher energy expenditure required for this purpose is reduced to a necessary minimum, after completion of the electrical shaping, the chambers are sealed in a known manner transmitter.

Ausführungsbeispiel » 'Exemplary embodiment »'

In der Zeichnung zeigen:In the drawing show:

Fig. 1: einen Teil der Vakuumschaltkammer vor oder währendFig. 1: a part of the vacuum interrupter chamber before or during

j- ι- j- ι-

der thermischen Formierungthermal formation

Fig. 2: einen Teil der Koppelstelle zur elektrischen Formierung mit der Vorrichtung zum Öffnen der'Vakuumschaltkaamer . , - - .Fig. 2: a part of the coupling point for electrical formation with the device for opening der'Vakuumschaltkaamer. , - -.

Zur thermischen Formierung befindet sich die Vakuumschaltkammer im Vakuum-Container. Die Vakuumschaltkammer besitzt¹ einen flanschartig erweiterten Pumpstengel 1 und ist mit der öffnung nach oben angeordnet. Auf der flanschartigen Erweiterung liegt ein Lotformstück 3 und darüber ein aus einer dünnen Kupferfolie bestehendes' Verschlußteil 2 (Fig. T). In dieser Lageanordnung wird die thermische Formierung durchgeführt. Am Ende der thermischen Formierung wird die Temperatur kurzzeitig um etwa 50 ⁰C erhöht, so daß das Lotformstück 3 schmilzt und das Verschlußteil 2 auf den Punipstengel 1 sinkt und diesen nach demFor thermal forming, the vacuum interrupter chamber is in a vacuum container. The vacuum interrupter chamber 1 has a flange ¹ extended exhaust tube 1 and is arranged with the opening facing upwards. On the flange-like extension is a Lotformstück 3 and about a consisting of a thin copper foil 'closure member 2 (Fig. T). In this positional arrangement, the thermal formation is carried out. At the end of the thermal formation, the temperature is temporarily increased by about 50 ⁰ C, so that the Lotformstück 3 melts and the closure part 2 drops to the Punipstengel 1 and this after the

Erstarren des Lotes' vakuumdicht verschließt. Die so verschlossenen Vakuufflschaltkaiumern werden nach dem -Erkalten zur Durchführung der elektrischen Formierung mittels der Pumpstengel an die Fcrmierungsstände gekoppelt. Dabei ist die Vakuuiaschaltkammer über den Pumpstengel 1 an den Anschlußstutzen 6 des Formierungsstandes angeschlossen. Die flanschartige Erweiterung .des Pumpstengels .1 ist dabei mit dem Druckstück 5 gegen den Anschlußstutzen 6 gepreßt (Fig. 2). Nun wird der Purapstand bis zum Verschlußteil 2 evakuiert, so daß auf beiden Seiten des Verschlußteils 2 Vakuum beruht. Dann wird die Folie id it einem beweglichen Dorn 4- von der Pumpstandseite her durchstochen. Da-. nach wird die eigentliche elektrische' Formierung durchgeführt, an deren Ende die Vakuumschaltkammer durch Abquetschen des Pumpstengels 1 verschlossen wird.Solidification of the solder 'closes vacuum-tight. The so-sealed Vakuufflschaltkaiumern be coupled after cooling to carry out the electrical formation by means of the pumping stem to the Fcrmierungsstände. The Vakuuiaschaltkammer is connected via the exhaust tube 1 to the connection piece 6 of the formation stand. The flange-like extension of the exhaust tube gel .1 is pressed with the pressure piece 5 against the connecting piece 6 (Fig. 2). Now the Purapstand is evacuated to the closure part 2, so that on both sides of the closure part 2 vacuum is based. Then, the film is id it a movable mandrel 4- pierced from the pump stand side. There-. After the actual electrical 'formation is performed, at the end of the vacuum interrupter chamber is closed by squeezing the exhaust tube 1.

Claims

Claim of the invention; .

1. Process aura stuf enter thermal and electrical forming of ro struck pump stems equipped · vacuum switching calipers, in which bellows and ceramic insulating sections are used and the thermal formation is carried out in a vacuum container and the electrical forming by means of an arc discharge on individual Purapständen characterized , characterized in that the pump stems (1) are closed after the thermal formation and nach.der recording on the Purapständen for electrical formation reopened, so that the formation is stocky in two separate stages.

2. The method according to item 1, characterized in that the closing of the Puapstengels (1.) takes place by the soldering of a closure member and the 7 / reopening is achieved by piercing the closure member ·

3 · Arrangement for carrying out the method according to item 1 and 2, characterized in that inserted into the opening with the flange-like extension of the PumpenstengeIs (1) a Lotformstück (3) and above a formed of a spherical cap-shaped Eupferfolie closure member (2) is, '' ^:

4. Arrangement according to item 3, characterized in that the solder is molded in such a way that, before and during the theria formation, it holds the closure member in proper condition and ensures the escape of the gases emerging from the cannisters. '

5 «Arrangement for carrying out the method according to point Ί and 2, characterized in that the coupling point for receiving the flange Puapstengels (1) ait with a movable mandrel, for trimming the closure part · (2) is equipped. ,

For this 1 sheet drawing. , , ;