DE102017222991A1

DE102017222991A1 - Vacuum interrupter

Info

Publication number: DE102017222991A1
Application number: DE102017222991.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Geisler; Martin Koletzko; Norbert Wenzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-06-19
Also published as: WO2019120832A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumschaltröhre mit einer Schaltkammer (4) und einem darin angeordneten Kontaktsystem (6) umfassend einen Festkontakt (8) und einen Bewegkontakt (10), die entlang einer Schaltachse (12) rotationssymmetrisch angeordnet sind, sowie mit einem Adsorberelement (14) das eine Adsorberfläche (16) zur Adsorption von primären Metalldampf (18) aufweist, wobei das Adsorberelement (14) das Kontaktsystem (6) rotationssymmetrisch umschließt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Adsorberelement (14) mindestens ein Strukturelement (20) aufweist, dessen Oberfläche Teile der Adsorberfläche (16) bilden und wobei das Strukturelement (20) in der Art geformt ist, dass mindestens 25 % der Adsorberfläche (16) einen Normalenwinkel (22) zur Senkrechten (24) auf die Schaltachse (12) aufweist, der zwischen 90° - 45° und 90° + 45° liegt.The invention relates to a vacuum interrupter with a switching chamber (4) and a contact system (6) arranged therein comprising a fixed contact (8) and a moving contact (10), which are arranged rotationally symmetrically along a switching axis (12), and with an adsorber element (14). which has an adsorber surface (16) for the adsorption of primary metal vapor (18), the adsorber element (14) enclosing the contact system (6) rotationally symmetrically. The invention is characterized in that the adsorber element (14) has at least one structural element (20) whose surface forms parts of the adsorber surface (16) and wherein the structural element (20) is shaped in such a way that at least 25% of the adsorber surface (20) 16) has a normal angle (22) to the vertical (24) on the switching axis (12), which is between 90 ° - 45 ° and 90 ° + 45 °.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumschaltröhre mit einer Schaltkammer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a vacuum interrupter with a switching chamber according to the preamble of patent claim 1.

Beim Schalten großer elektrischer Lasten mithilfe von Vakuumschaltröhren kommt es in Folge der Aufheizung der Kontaktflächen beim Öffnen der Kontakte zur Bildung von Metalldampf, der sich im gesamten Vakuumvolumen ausbreitet und sich schließlich an einer Oberfläche niederschlägt. Überschreitet die Belegung mit Kontaktmaterial auf den Innenoberflächen der Isolatoren ein gewisses Maß, so vermag die Schaltröhre die spezifizierte Spannungsfestigkeit nicht mehr zu gewährleisten, was zu einem Versagen der Röhre beispielsweise in Form eines Hochspannungsdurchschlages führen kann. Um die beschriebene Metallbedampfung zu unterdrücken, werden sogenannte Metalldampfschirme oder Abschirmbleche in derart in der Vakuumröhre angeordnet, dass sie aus Sicht der Metalldampfquellen vor, hinter und zwischen den Isolatoren angebracht sind. Sie schirmen gegenüber Metalldampfatomen, die direkt aus der Richtung der Hauptmetalldampfquelle oder mittelbar aus dieser Richtung kommen, ab. Eine völlige Abschaltung gegenüber gestreuten Metalldampfteilchen ist allerdings nicht möglich, weil ein Kompromiss zwischen Spannungsfestigkeit und räumliche Ausdehnung der Schaltröhre gefunden werden muss.When large electrical loads are switched by means of vacuum interrupters, the heating of the contact surfaces during opening of the contacts results in the formation of metal vapor, which spreads throughout the vacuum volume and finally settles on a surface. Exceeds the occupancy of contact material on the inner surfaces of the insulators to some extent, so the interrupter can no longer ensure the specified withstand voltage, which can lead to failure of the tube, for example in the form of high voltage breakdown. In order to suppress the described metal vapor deposition, so-called metal vapor shields or shielding plates are arranged in such a way in the vacuum tube that they are mounted before, behind and between the insulators from the point of view of the metal vapor sources. They shield against metal vapor atoms coming directly from the direction of the main metal vapor source or indirectly from this direction. A complete shutdown against scattered metal vapor particles, however, is not possible because a compromise between dielectric strength and spatial extent of the interrupter must be found.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vakuumröhre mit einem Metalldampfschutz bereitzustellen, die gegenüber dem Stand der Technik eine gute Beschattung der elektrisch sensiblen Bauteile gewährleistet und dabei einen geringen Bauraum benötigt.The object of the invention is to provide a vacuum tube with a metal vapor protection, which ensures over the prior art, a good shading of the electrically sensitive components and thereby requires a small space.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einer Vakuumschaltröhre mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The solution of the problem consists in a vacuum interrupter with the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Vakuumschaltröhre weist eine Schaltkammer auf, in der ein Kontaktsystem angeordnet ist, das zum Einen einen ersten Kontakt und zum Anderen einen zweiten Kontakt umfasst. In der Regel handelt es sich beim ersten Kontakt um einen Festkontakt und beim zweiten Kontakt um einen Bewegkontakt. Der erste Kontakt und der zweite Kontakt sind entlang einer Schaltachse bevorzugt rotationssymmetrisch zueinander angeordnet. Ferner ist ebenfalls bevorzugt rotationssymmetrisch um das Kontaktsystem herum ein Adsorberelement angeordnet, das eine Adsorberfläche zur Adsorption von primären Metalldampf aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Adsorberelement mindestens ein Strukturelement aufweist, dessen Oberfläche Teile der Adsorberfläche bilden, wobei das Strukturelement in derart geformt ist, dass mindestens 25 % der Adsorberfläche einen Normalenwinkel zur Senkrechten auf die Schaltachse aufweist, der zwischen 90° - 45° und 90° + 45° liegt.The vacuum interrupter according to the invention has a switching chamber in which a contact system is arranged which, on the one hand, comprises a first contact and, on the other hand, a second contact. As a rule, the first contact is a fixed contact and the second contact is a moving contact. The first contact and the second contact are preferably arranged along a switching axis rotationally symmetrical to each other. Furthermore, an adsorber element which has an adsorber surface for the adsorption of primary metal vapor is likewise preferably arranged rotationally symmetrically around the contact system. The invention is characterized in that the adsorber element has at least one structural element whose surface forms parts of the adsorber surface, the structural element being shaped in such a way that at least 25% of the adsorber surface has a normal angle to the perpendicular to the indexing axis, which is between 90 °. 45 ° and 90 ° + 45 °.

Durch das Anbringen bzw. Einbringen des Strukturelementes am oder auf dem Adsorberelement wird die strukturelle Beschaffenheit der Oberfläche des Adsorberelementes in derart gegenüber dem Stand der Technik abgeändert, dass der Anteil der gerichtet reflektierten oder diffus desorbierten Metalldampfatome signifikant reduziert wird. Die reflektierten Metalldampfatome oder die desorbierten, also die durch die reflektierten Metalldampfatome von der Oberfläche wieder gelösten Metallatome, die im Weiteren als Sekundärmetalldampfatome bezeichnet werden, werden durch die beschriebene geometrische Ausgestaltung nach einer relativ kurzen Wegstrecke wieder auf einen weiteren Teil der Adsorberoberfläche auftreffen und dort wieder anhaften. Einer Kontaminierung weiterer elektrischer sensibler Teile der Vakuumröhre wird durch diese Maßnahme verhindert.By attaching or introducing the structural element on or on the adsorber element, the structural nature of the surface of the adsorber element is modified in comparison with the prior art in such a way that the proportion of the selectively reflected or diffusely desorbed metal vapor atoms is significantly reduced. The reflected metal vapor atoms or the desorbed, ie the metal atoms which are again dissolved by the reflected metal vapor atoms from the surface, which are referred to as secondary metal vapor atoms, will strike a further part of the adsorber surface after a relatively short distance through the described geometrical configuration and there again adhere. Contamination of other electrical sensitive parts of the vacuum tube is prevented by this measure.

Das Adsorberelement ist dabei zweckmäßigerweise ein Teil eines metallischen Gehäuses der Schaltkammer und/oder eines Abschirmbleches. Das Adsorberelement kann auch ein kombiniertes Bauteil aus dem Gehäuseteil der Schaltkammer und dem Abschirmblech sein.The adsorber element is expediently part of a metallic housing of the switching chamber and / or a shielding plate. The adsorber element can also be a combined component of the housing part of the switching chamber and the shielding.

Dabei kann es zweckmäßig sein, dass die Ausbildung des Strukturelementes bei der Formgebung des Adsorberelementes in situ erfolgt, beispielsweise bei einer Darstellung des Adsorberelementes mithilfe einer sogenannten Innenhochdruckumformung. Vorteilhaft ist es dabei, dass ein Querschnitt durch das Adsorberelement zumindest im Bereich des oder der Strukturelemente einen wellenförmigen Charakter aufweist. Hierzu müssen die einzelnen Wellentäler und Wellenberge nicht symmetrisch sein, sie können entsprechende Anforderungen, die sich gemäß der Oberflächenausrichtung nach Patentanspruch 1 ergeben, geformt sein.It may be expedient that the formation of the structural element in the shaping of the adsorber takes place in situ, for example in a representation of the adsorber by means of a so-called hydroforming. It is advantageous in this case that a cross section through the adsorber element, at least in the region of the structural element (s), has a wave-shaped character. For this purpose, the individual troughs and crests do not have to be symmetrical, they can be corresponding requirements, resulting in accordance with the surface alignment according to claim 1, be formed.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist das oder die Strukturelemente ringförmig ausgebildet und in derart an dem Adsorberelement befestigt, dass es entlang der Senkrechten auf die Schaltachse ausgerichtet ist. Auf diese Art und Weise wird ein besonders hoher Flächenanteil generiert, der parallel zur Senkrechten auf die Schaltachse verläuft und somit die geometrischen Erfordernisse des Anspruchs 1 in besonders gutem Maße gewährleistet. Hierbei wird die größtmögliche Abschattung für Sekundärmetalldampfatome, erzielt.In a further embodiment of the invention, the structural element or elements is annular and attached to the adsorber element in such a way that it is aligned along the perpendicular to the indexing axis. In this way, a particularly high area ratio is generated, which runs parallel to the perpendicular to the indexing axis and thus ensures the geometric requirements of claim 1 in a particularly good degree. Here, the greatest possible shadowing for Sekundärmetalldampfatome achieved.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist das Aspektverhältnis des Querschnitts des Strukturelementes größer als 1. Das heißt das Verhältnis von Länge zu Breite des Querschnittes ist größer als 1. Das Strukturelement ist in seinem Querschnitt somit länger als breit. Besonders bevorzugt ist das Aspektverhältnis größer als 5, insbesondere größer als 10. Auch durch einen langgezogenen Querschnitt mit einem hohen Aspektverhältnis werden die Abschattungen für Sekundärmetalldampfatome weiter erhöht, wodurch eine Anlagerung dieser Atome Oberflächen mit elektrischer Isolierwirkung weiter reduziert wird.In a preferred embodiment, the aspect ratio of the cross section of the structural element is greater than 1. That is, the ratio of length to width of the cross section is greater than 1. The structural element is thus longer in its cross section than wide. The aspect ratio is particularly preferably greater than 5, in particular greater than 10. The shades for secondary metal vapor atoms are also further increased by an elongated cross section with a high aspect ratio, whereby an accumulation of these atoms is further reduced surfaces with electrical insulation effect.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform sind mindestens zwei Strukturelemente vorgesehen. Dabei haben diese mindestens zwei Strukturelemente einen Abstand voneinander, der zwischen 5 mm und 60 mm liegt. Dabei ist unter dem Begriff Abstand der beiden Strukturelemente der Abstand entlang einer Linie verstanden, die parallel zur Schaltachse verläuft.In a further preferred embodiment, at least two structural elements are provided. These have at least two structural elements spaced from each other, which is between 5 mm and 60 mm. The term spacing of the two structural elements is understood to mean the distance along a line which runs parallel to the switching axis.

Ebenfalls zweckmäßig ist es, wenn mindestens zwei Strukturelemente (20) vorgesehen sind, die entlang einer Parallelen zur Schaltachse (12) in einem Abstand (40) angeordnet sind, der zwischen 5 % und 50 % der maximalen Öffnungsweite zwischen den beiden Kontakten (8, 10) beträgt. Die maximale Öffnungsweite ist dabei die Position, die die beiden Kontakt zu einander bezüglich der Schaltachse 12 annehmen, wenn der Stromkreis unterbrochen wird und sich ein Lichtbogen ausbildet.It is likewise expedient if at least two structural elements ( 20 ) are provided along a parallels to the switching axis ( 12 ) at a distance ( 40 ) between 5% and 50% of the maximum opening width between the two contacts ( 8th . 10 ) is. The maximum opening width is the position that the two contact to each other with respect to the switching axis 12 assume when the circuit is interrupted and an arc is formed.

Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn der Normalwinkel zur Adsorberfläche bezüglich der Senkrechten zur Schaltachse in der Nähe von 90° liegt, dass somit eine Streuung von Sekundärteilchen in den Schaltraum die geringste Wahrscheinlichkeit aufweist. Es hat sich herausgestellt, dass bei einem Flächenanteil der Adsorberfläche von mindestens 25 %, die die Bedingung des Normalenwinkels 90° ± 45° erfüllen, bereits ein sehr effektive Absorption von Sekundärteilchen erzielt wird. Besonders bevorzugt ist der Winkel auf 90° ± 35° eingeschränkt bzw. besonders bevorzugt bei 90° ± 30° eingeschränkt. Im Weiteren ist es zweckmäßig, wenn ein besonders hoher Anteil der Adsorptionsfläche einen Normalenwinkel von 90° ± 45° aufweist, also insbesondere mindestens 50 %, ganz bevorzugt mindestens 65 % der Adsorberfläche einen Normalenwinkel von 90° ± 45° aufweist.In principle, it is advantageous if the normal angle to the adsorber surface with respect to the perpendicular to the switching axis is in the vicinity of 90 °, so that a scattering of secondary particles in the switch room has the lowest probability. It has been found that with an area fraction of the adsorbent surface of at least 25%, which satisfy the condition of the normal angle 90 ° ± 45 °, already a very effective absorption of secondary particles is achieved. Particularly preferably, the angle is restricted to 90 ° ± 35 ° or particularly preferably limited to 90 ° ± 30 °. Furthermore, it is expedient if a particularly high proportion of the adsorption surface has a normal angle of 90 ° ± 45 °, ie in particular at least 50%, very preferably at least 65% of the adsorber surface has a normal angle of 90 ° ± 45 °.

Bevorzugte Ausgestaltungsformen und Beispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Bezugszeichen in unterschiedlicher Ausführungsform aber mit derselben Benennung werden mit demselben Bezugszeichen versehen. Hierbei handelt es sich um exemplarische Ausgestaltungsformen, die keine Einschränkungen des Schutzbereiches darstellen.Preferred embodiments and examples of the invention will be explained in more detail with reference to the following figures. Reference signs in different embodiments but with the same name are given the same reference number. These are exemplary embodiments that do not represent any restrictions on the scope of protection.

Dabei zeigen:

1 einen Ausschnitt aus einer Vakuumschaltröhre gemäß des Standes der Technik,
2 eine Vakuumschaltröhre mit einer Schaltkammer, die von einem Adsorberelement umgeben ist, das Strukturelemente zur Absorption von Sekundärteilchen aufweist,
3 eine Vakuumschaltröhre gemäß 2 mit Strukturelementen in einer weiteren Ausführungsform und
4 zur Erläuterung der beschriebenen Winkel.
5 zur Erläuterung der beschriebenen Winkel mit Hinterschneidungen.

Showing:

1 a detail of a vacuum interrupter according to the prior art,
2 a vacuum interrupter having a switching chamber surrounded by an adsorber element having structural elements for absorbing secondary particles,
3 a vacuum interrupter according to 2 with structural elements in a further embodiment and
4 to explain the angle described.
5 to explain the described angle with undercuts.

In 1 ist eine Vakuumschaltröhre bzw. ein Ausschnitt aus einer Vakuumschaltröhre im Querschnitt gegeben, die dem Stand der Technik entspricht. Die Vakuumschaltröhre 2 weist ein Kontaktsystem 6 auf, das einen Festkontakt 8 und einen Bewegkontakt 10 umfasst, wobei diese beiden Kontakte 8 und 10 entlang einer Schaltachse 12 rotationssymmetrisch ausgerichtet sind. Daher ist in 1 und in den 2 und 3 nur eine Hälfte der Vakuumschaltröhre 2 rechts von der Schaltachse 12 dargestellt. Der linke, hier nicht dargestellte Teil verhält sich hierzu achsensymmetrisch.In 1 is given a vacuum interrupter or a section of a vacuum interrupter in cross section, which corresponds to the prior art. The vacuum interrupter 2 has a contact system 6 on, that's a hard contact 8th and a moving contact 10 includes, these two contacts 8th and 10 along a switching axis 12 are aligned rotationally symmetrically. Therefore, in 1 and in the 2 and 3 only one half of the vacuum interrupter 2 right from the switching axis 12 shown. The left, not shown here part behaves this axisymmetric.

Beim Öffnen des Kontaktsystems 6 bildet sich zwischen den Schaltkontakten 8 und 10 bzw. zwischen deren Kontaktflächen 36 ein Lichtbogen aus, durch den wiederum Atome bzw. Teilchen von der Oberfläche der Kontaktfläche 36 herausgeschlagen werden, die sich dann als Metalldampf in der Schaltkammer 4, die an sich einen Vakuumbereich darstellen soll, aufhalten. Dieser primäre Metalldampf 18 schlägt sich nach Erlöschen des Lichtbogens, der hier nicht dargestellt ist, bevorzugt an den äußeren Oberflächen der Schaltkammer 4 nieder. Besonders betroffen davon sind ein metallisches Gehäuseteil 28, oder die inneren Oberflächen eines Isolatorbauteils 34. Daher werden gemeinhin gemäß des Standes der Technik sogenannte Abschirmbleche 30 angeordnet, die insbesondere den Niederschlag des Primärmetalldampfes 18 auf der Oberfläche des Isolators 34 verhindert. Diese Metallschirmbleche 30 schirmen gegenüber Metalldampfatomen 18 ab, die direkt aus der Richtung der Hauptmetalldampfquelle, also den Kontaktflächen 36 stammt oder die mittelbar aus dieser Richtung kommen. Eine völlige Abschaltung gegenüber gestreuten Metalldampfteilchen ist allerdings nicht möglich, weil ein Kompromiss zwischen Spannungsfestigkeit und räumliche Ausdehnung der Schaltröhre gefunden werden muss.When opening the contact system 6 forms between the switching contacts 8th and 10 or between their contact surfaces 36 an arc, through which in turn atoms or particles from the surface of the contact surface 36 be knocked out, then as metal vapor in the switching chamber 4 , which is supposed to be a vacuum area, stop. This primary metal vapor 18 strikes after extinction of the arc, which is not shown here, preferably on the outer surfaces of the switching chamber 4 low. Particularly affected are a metallic housing part 28 , or the inner surfaces of an insulator component 34 , Therefore, commonly known in the art so-called shielding 30 arranged, in particular the precipitation of the primary metal vapor 18 on the surface of the insulator 34 prevented. These metal shield sheets 30 shield against metal vapor atoms 18 directly from the direction of the main metal vapor source, ie the contact surfaces 36 comes from or come indirectly from this direction. A complete shutdown against scattered metal vapor particles, however, is not possible because a compromise between dielectric strength and spatial extent of the interrupter must be found.

Die herkömmlich verwendeten Abschirmbleche 30 dienen insbesondere dazu, primäre Metalldampfatome 18 vor einem Niederschlag auf der Oberfläche des Isolators 34 abzuhalten. Es hat sich jedoch als problematisch herausgestellt, dass insbesondere desorbierende Sekundärteilchen 19, die sich beispielsweise auf dem metallischen Gehäuseteil 28 bereits abgelagert haben, sich eben als Sekundärdampf in der Schaltkammer 4 ausbreiten und dies in Richtungen, die nicht effektiv von den herkömmlichen Abschirmblechen 16 abgeschirmt werden.The conventionally used shielding plates 30 serve in particular to primary metal vapor atoms 18 before a precipitate on the surface of the insulator 34 hold. It has however, it has been found problematic that, in particular, desorbing secondary particles 19 , for example, on the metallic housing part 28 already deposited, just as secondary steam in the switching chamber 4 spread out and do so in directions that are not effective from the conventional shielding plates 16 be shielded.

Es hat sich daher als zweckmäßig herausgestellt, dass gemäß 2 und 3 ein Adsorberelement 14 einzusetzen, das grundsätzlich ein metallisches Gehäuseteil 28, das auch gemeinhin als Schaltkammer bezeichnet wird, und Abschirmbleche 30 mit umfassen kann. Das Adsorberelement 14 weist dabei Strukturelemente 20 auf, wodurch das gesamte Adsorberelement 14 eine starke Vergrößerung der Adsorberfläche 16 erfährt. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Strukturelemente 20 in derart ausgestaltet sind, dass ein möglichst hoher prozentualer Flächenanteil der Adsorberfläche 16 einen möglichst senkrechten Winkel zu einer Senkrechten 24 zur Schaltachse 12 aufweist.It has therefore proved to be appropriate that according to 2 and 3 an adsorber element 14 to use, which is basically a metallic housing part 28 also commonly referred to as a switching chamber and shielding plates 30 can include. The adsorber element 14 has structural elements 20 on, making the entire adsorber element 14 a strong enlargement of the adsorber surface 16 experiences. However, it is particularly advantageous if the structural elements 20 are configured in such a way that the highest possible percentage area of the adsorber surface 16 a vertical angle as perpendicular to a vertical 24 to the switching axis 12 having.

Um dieses Kriterium näher zu erläutern, wird auf 4 verwiesen. In den 4 und 5 wird zur geometrischen Veranschaulichung der Ausrichtung der Strukturelemente 20 auf die Bauteile der Vakuumschaltröhre 2 verzichtet. Es ist zum Einen jeweils die Schaltachse 12 dargestellt, die eine Senkrechte 24 aufweist. Im Weiteren ist ein Verlauf der Adsorberfläche 16 des hier nur exemplarisch dargestellten Strukturelementes 20 dargestellt. Das Strukturelement 20 hat hierbei einen wellenförmigen Verlauf, ähnlich, wie dies in 3 dargestellt ist. Der Querschnitt der Strukturelement 20 gemäß 5 hat einen Pfeilspitzenförmigen verlauf, der Hinterschneidungen aufweist. Diese Darstellungen sind allerdings auch auf Strukturelemente 20 gemäß 2 anwendbar. Jeder Punkt auf der Adsorberoberfläche 16 weist dabei eine Flächennormale 38 auf. Jede einzelne Flächennormale 38 bildet dabei mit der Senkrechten 24 zur Schaltachse 12 einen Winkel, der als Normalenwinkel 22 bezeichnet wird. Dabei ist es grundsätzlich von Vorteil, wenn ein möglichst hoher Anteil der Adsorberfläche 16 einen Normalenwinkel 22 aufweist, der möglichst nahe an 90° liegt (5 zeigt Normalenwinkel 22, die bedingt durch die Hinterschneidungen auch größer als 90° sind). Wenn diese Voraussetzung erfüllt ist, treffen desorbierende Sekundärteilchen besonders schnell wieder auf einen anderen Bereich der Adsorberfläche 16 und lagern sich dort an. Somit wird die Möglichkeit für Sekundärteilchen, sich außerhalb des Adsorberelementes 14, insbesondere auf der Oberfläche der Isolatoren 34 anzulagern unterbunden. Dabei hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn mindestens 25 % der Adsorberfläche 16 des Adsorberelementes 14, dass die insbesondere durch die Strukturelemente 20 gebildet wird, einen entsprechenden Winkel, der nahe an 90° liegt, insbesondere zwischen 90° ± 45° aufweist. Dabei wäre ein noch näher an 90 liegender Winkel bezüglich der Flächennormale mit 90° ± 35° bzw. 90° ± 30° vorteilhafter. Ferner ist es besondere vorteilhaft, wenn ein möglichst hoher Anteil der Adsorberfläche 16 diese Voraussetzung erfüllt. Mindestens sollten es 25 % der Adsorberfläche 16 sein, bevorzugt sind es 50 %, besonders bevorzugt 65 %.To explain this criterion in more detail, is on 4 directed. In the 4 and 5 is used to geometrically illustrate the orientation of the structural elements 20 on the components of the vacuum interrupter 2 waived. On the one hand, it is the switching axis 12 represented, which is a vertical 24 having. In the following is a course of the adsorber surface 16 of the structural element shown here only as an example 20 shown. The structural element 20 here has a wave-like course, similar to that in 3 is shown. The cross section of the structural element 20 according to 5 has an arrowhead-shaped course, which has undercuts. However, these representations are also based on structural elements 20 according to 2 applicable. Every point on the adsorber surface 16 has a surface normal 38 on. Every single surface normal 38 forms thereby with the vertical 24 to the switching axis 12 an angle, the normal angle 22 referred to as. It is basically advantageous if the highest possible proportion of the adsorber surface 16 a normal angle 22 which is as close as possible to 90 ° ( 5 shows normal angle 22 , which are due to the undercuts also greater than 90 °). If this condition is met, desorbing secondary particles will reoccur very quickly to another area of the adsorber surface 16 and get in there. Thus, the possibility for secondary particles, outside the adsorber element 14 , especially on the surface of the insulators 34 to suspend. It has proved to be expedient if at least 25% of the adsorber surface 16 of the adsorber element 14 that in particular through the structural elements 20 is formed, a corresponding angle which is close to 90 °, in particular between 90 ° ± 45 °. An angle closer to 90 would be more advantageous with respect to the surface normal with 90 ° ± 35 ° or 90 ° ± 30 °. Furthermore, it is particularly advantageous if the highest possible proportion of the adsorber surface 16 meets this requirement. At least it should be 25% of the adsorber surface 16 be, preferably it is 50%, more preferably 65%.

In der Ausgestaltung gemäß 2 ist als Adsorberelement ein herkömmlich als Schaltkammer bezeichnetes metallisches Gehäuse 28 herangezogen, das grundsätzlich mit Abschirmblechen 30 formschlüssig oder stoffschlüssig verbunden sein kann. Dieses herkömmliche metallische Gehäuseteil 28 weist dabei bezüglich der Senkrechten zur Schaltachse 24 eine bauchartige Vertiefung nach außen auf. In dieser bauchartigen Vertiefung sind dabei Strukturelemente 20 in Form von Lamellen angeordnet. Diese Strukturelemente 20 stehen dabei im Wesentlichen parallel zur Senkrechten auf der Schaltachse. Leichte Verkippungen der Strukturelemente 20 bezüglich der Senkrechten 24 sind dabei unschädlich, solange die im vorangegangenen Absatz beschriebenen geometrischen Bedingungen erfüllt sind. In dieser Ausgestaltungsform weist der Normalenwinkel 22, der hier der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet ist, einen direkten 90°-Winkel bezüglich der Senkrechten 24 zur Schaltachse 12 auf. Für die Bereiche zwischen den Strukturelementen 22 ist diese Bedingung bezüglich des Normalenwinkels nicht erfüllt. Daher sollten mindestens zwei Strukturelemente 20 vorgesehen sein, die einen Abstand 40 entlang der Schaltachse 12 aufweisen, der mindestens A mm aufweist. Es sollte jedoch auch nicht mehr als B mm aufweisen. Auf diese Weise werden mindestens 25 % der Adsorberoberfläche 16 die Bedingung bezüglich des Normalenwinkels 22 erfüllen. Es wird allerdings auch gewährleistet, dass die Sekundärteilchen sehr schnell an einem gegenüberliegenden Bereich der Adsorberoberfläche 16 auftreffen und dort wieder adsorbieren. Die Strukturelemente 20, die gemäß 2 lamellenförmig ausgebildet sind, und hier im Querschnitt dargestellt sind, weisen dabei bezüglich ihres hier dargestellten Querschnittes ein Aspektverhältnis auf, das größer als 1 ist, das insbesondere größer 5 und ganz bevorzugt größer 10 ist.In the embodiment according to 2 is as adsorber a conventionally referred to as a switching chamber metallic housing 28 used, in principle, with shielding 30 can be positively connected or materially connected. This conventional metallic housing part 28 points in this case with respect to the vertical to the indexing axis 24 a belly-like depression on the outside. In this belly-like depression are structural elements 20 arranged in the form of slats. These structural elements 20 are essentially parallel to the vertical on the indexing axis. Slight tilting of the structural elements 20 with respect to the vertical 24 are harmless as long as the geometric conditions described in the previous paragraph are met. In this embodiment, the normal angle 22 , which is not shown here for clarity, a direct 90 ° angle with respect to the vertical 24 to the switching axis 12 on. For the areas between the structural elements 22 this condition is not fulfilled with respect to the normal angle. Therefore, at least two structural elements should be used 20 be provided, which is a distance 40 along the switching axis 12 have at least A mm. However, it should not be more than B mm. In this way, at least 25% of the Adsorberoberfläche 16 the condition with respect to the normal angle 22 fulfill. However, it is also ensured that the secondary particles very quickly at an opposite area of the adsorber surface 16 hit and adsorb there again. The structural elements 20 according to 2 are lamellar, and are shown here in cross section, have an aspect ratio with respect to their cross-section shown here, which is greater than 1, which is in particular greater than 5 and more preferably greater than 10.

Eine alternative Ausgestaltungsform für das Adsorberelement 14 ist gemäß 3 beschrieben. Wobei 2 die Strukturelemente bevorzugt an ein bereits bestehendes metallisches Gehäuseteil 28 durch ein Fügeverfahren angebracht werden, ist es gemäß 3 zweckmäßig, eine beispielsweise Wellenform bei der Herstellung des Adsorberelementes direkt einzubringen. Dies kann beispielsweise durch Innenhochdruckumformung erfolgen. Die Strukturelemente 20 gemäß 3 weisen, wie bereits erwähnt, eine wellenartige Form auf. Auch hier sind bezüglich des Normalenwinkels und des beschriebenen und bevorzugten Flächenanteils, in dem die Vorgaben für den Normalenwinkel erfüllt sind, die gleichen Voraussetzungen gegeben wie in 2. Auch hier werden desorbierte Sekundärteilchen sehr schnell wieder an gegenüberliegende Oberflächenbereiche der Adsorberfläche 16 adsorbiert und gelangen somit nicht in den Raum der Schaltkammer 4, um sich beispielsweise an der Oberfläche des Isolators 34 anzulegen.An alternative embodiment for the adsorber element 14 is according to 3 described. In which 2 the structural elements preferably on an already existing metallic housing part 28 are attached by a joining method, it is according to 3 appropriate to directly introduce an example waveform in the production of the adsorber element. This can be done for example by hydroforming. The structural elements 20 according to 3 have, as already mentioned, a wave-like shape. Here, too, the same prerequisites are given with regard to the normal angle and the described and preferred surface portion in which the specifications for the normal angle are fulfilled 2 , Again, desorbed secondary particles are very quickly returned to opposite surface areas of the adsorber surface 16 adsorbed and thus do not enter the space of the switching chamber 4 for example, on the surface of the insulator 34 to apply.

Claims

Vacuum interrupter with a switching chamber (4) and a contact system arranged therein (6) comprising a first contact (8) and a second contact (10), which are arranged along a switching axis (12), and with an adsorber element (14) having an adsorber surface (16) for adsorbing primary metal vapor (18), wherein the adsorber element (14) surrounds the contact system (6), characterized in that the adsorber element (14) has at least one structural element (20) whose surface comprises parts of the adsorber surface (16 ) and wherein the structural element (20) is shaped in such a way that at least 25% of the adsorber surface (16) has a normal angle (22) to the vertical (24) on the indexing axis (12) between 90 ° - 45 ° and 90 ° + 45 °.

Vacuum interrupter after Claim 1 , characterized in that the adsorber element (14) is a metallic housing part (28) of the switching chamber (4) and / or a shielding plate (30).

Vacuum interrupter after Claim 1 or 2 , characterized in that the formation of the structural element (20) by a shaping of the adsorber element (14).

Vacuum interrupter after Claim 3 , characterized in that the adsorber element (14) has a wave-shaped cross section.

Vacuum interrupter after Claim 1 or 2 , characterized in that the structural element (20) is attached by a joining process to the adsorber element (14).

Vacuum interrupter after Claim 5 , characterized in that the structural element (20) is annular and is attached to the adsorber element (14) in such a way that it is aligned along the vertical (24) with the indexing axis (12).

Vacuum interrupter after Claim 6 , characterized in that the aspect ratio of the cross section of the structural element (20) is greater than 1, in particular greater than 5, in particular greater than 10.

Vacuum interrupter after Claim 7 , characterized in that at least two structural elements (20) are provided, which are arranged along a parallel to the indexing axis (12) at a distance (40) which is between 5 mm and 60 mm.

Vacuum interrupter according to one of the preceding claims, characterized in that at least two structural elements (20) are provided, which are arranged along a parallel to the indexing axis (12) at a distance (40) between 5% and 50% of the maximum opening width between the both contacts (8, 10).

Vacuum interrupter according to one of the preceding claims, characterized in that at least 25% of the adsorber surface (16) has a normal angle (32) to the vertical (24) on the switching axis (12), between 90 ° - 35 ° and 90 ° + 35 ° lies.

Vacuum interrupter according to one of the preceding claims, characterized in that at least 25% of the adsorber surface (16) has a normal angle (32) to the vertical (24) on the indexing axis (12), between 90 ° - 30 ° and 90 ° + 30 ° lies.

Vacuum interrupter according to one of the preceding claims, characterized in that at least 50% of the adsorber surface (16) has a normal angle (32) to the vertical (24) on the switching axis (12), between 90 ° - 45 ° and 90 ° + 45 ° lies.

Vacuum interrupter according to one of the preceding claims, characterized in that at least 65% of the adsorber surface (16) has a normal angle (32) to the vertical (24) on the indexing axis (12), between 90 ° - 45 ° and 90 ° + 45 ° lies.