DE112010005162T5 - Vakuum-leistungsschalter - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Vakuum-Leistungsschalter angegeben, der ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich der Stromunterbrechung und der Beständigkeit gegenüber hohen Spannungen besitzt. Der Vakuum-Leistungsschalter ist mit einer festen Elektrode (10) und einer beweglichen Elektrode (20) versehen, die jeweils Kontakte (11, 21) ausweisen, welche derart in einem Vakuumbehälter installiert sind, dass sich die beiden Kontakte (11, 21) aufeinander zu- und voneinander wegbewegen können. Die feste Elektrode (10) und die bewegliche Elektrode (20) haben Spulenelektroden, die aus einer Vielzahl von Spulenbereichen (14, 24) gebildet sind, welche an den rückseitigen Oberflächen der beiden Kontakte (11, 12) in geteilter Weise in Umfangsrichtung längs der Peripherie der Kontakte ausgebildet sind, so dass ein longitudinales Feld in einer Richtung erzeugt wird, in der der feste Kontakt und der bewegliche Kontakt sich aufeinander zu- bzw. voneinander wegbewegen. Vorstehende Bereiche (15, 25), die mit den Kontakten (11, 21) verbunden sind, sind an den Endbereichen der jeweiligen Spulenbereiche (14, 24) vorgesehen, um Verbindungsbereiche zu den jeweiligen Kontakten (11, 21) zu bilden. Ein hindurchfließender Strom wird gesteuert durch das Ändern von Widerstandswerten zwischen den Kontakten (11, 21) und den Spulenelektroden für jeden Verbindungsbereich, so dass eine axiale Magnetfeldverteilung gesteuert wird, die zwischen den beiden Elektroden (10, 20) erzeugt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Vakuum-Leistungsschalter, der eine Konfiguration besitzt, um einen elektrischen Lichtbogen zu verbreitern bzw. zu verteilen, indem ein Magnetfeld verwendet wird, das von einem durch die Elektroden des Leistungsschalters fließenden Strom erzeugt wird.
  • Stand der Technik
  • 8 zeigt eine Übersichtsdarstellung zur Erläuterung der Konfiguration eines typischen Leistungsschalters, der mit einem Vakuum-Leistungsschalter 35 ausgerüstet ist. Ein Leistungsschalter 30 ist mit einem Isolierrahmen 34 versehen, in welchem der Vakuum-Leistungsschalter 35 untergebracht ist und der auf einem Wagen 31 installiert ist.
  • Der Vakuum-Leistungsschalter 35 hat einen Verbindungsleiter auf der stationären Seite, der mit einer festen Elektrodenstange verbunden ist, einen flexiblen Leiter, der mit einer beweglichen Elektrodenstange verbunden ist, sowie einen Verbindungsleiter 38 auf der beweglichen Seite.
  • Der Verbindungsleiter 36 auf der festen Seite und der Verbindungsleiter 38 auf der beweglichen Seite sind von dem Isolierrahmen nach außen geführt. An der Frontseite des Wagens 31 sind eine Frontplatte 32 sowie ein Betätigungsmechanismus 33 installiert.
  • Ein Vakuum-Leistungsschalter, der in einem derartigen Leistungsschalter untergebracht ist, weist folgendes auf: einen mit Boden versehenen zylindrischen Vakuumbehälter aus einem Isoliermaterial, wie z. B. Glasmaterial und Keramikmaterial, der einen hoch evakuierten Innenraum besitzt; Elektrodenstangen, die jeweils an beiden Endbereichen des Vakuumbehälters vorgesehen sind; spiralringförmige Spulenelektroden, die an gegenüberliegenden Endbereichen der jeweiligen Elektrodenstangen vorgesehen sind; Verstärkungselemente, welche die Kontakte verstärken; sowie scheibenförmige Kontakte.
  • Ein Strom wird hindurchgelassen oder unterbrochen, wenn die beiden Kontakte, nämlich ein fester Kontakt und ein beweglicher Kontakt miteinander in Kontakt gebracht oder voneinander getrennt werden, indem man die eine Elektrodenstange in einer axialen Richtung bewegt.
  • Die hier angesprochenen Elektroden sind Spulenelektroden, die mit einer Vielzahl von bogenförmigen Spulenbereichen versehen sind, die an den beiden Kontakten auf einer rückseitigen Oberfläche in unterteilter Weise in Umfangsrichtung längs der Peripherie der Kontakte angebracht sind und einen Armbereich in der axialen Richtung an dem einen Ende einer Spule sowie einen vorstehenden Bereich besitzen, der mit den Kontakten an dem anderen Ende verbunden ist, um ein axiales Magnetfeld in der Richtung zu erzeugen, in der ein fester Kontakt und ein beweglicher Kontakt sich aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegen.
  • Bei einem derartigen Vakuum-Leistungsschalter erzeugen die Spulenelektroden ein Magnetfeld in der axialen Richtung, wenn ein Strom hindurchgeht, und die Stromdichte nimmt für die Kontaktoberfläche ab, wenn ein unvermeidlicherweise erzeugter Lichtbogen zwischen den Kontakten verbreitert bzw. verteilt wird, wenn der Strom unterbrochen wird, während der Lichtbogen innerhalb der Durchmesser der Kontakte gefangen ist. Insofern hat das Kontaktmaterial eine Unterbrechungsfunktion, und der Strom wird unterbrochen.
  • Bei einem Vakuum-Leistungsschalter, der das Unterbrechungsvermögen steigert, indem er ein axiales Magnetfeld erzeugt, wird ein Wirbelstrom in dem scheibenförmigen Kontakt induziert, und es tritt das Problem auf, das ein von dem Wirbelstrom erzeugtes Magnetfeld wiederum das axiale Magnetfeld der Spulenelektrode schwächt. Es ist bekannt, radiale Schlitze in dem Kontakt vorzusehen, um Wirbelströme zu vermeiden.
  • Die den Kontakt durchdringenden Schlitze, insbesondere bei einem Vakuum-Leistungsschalter, der in der Klasse hoher Spannungen verwendet wird, können möglicherweise einen Schwachpunkt hinsichtlich der Fähigkeit bilden, hohe Spannungen zwischen den gegenüberliegenden Kontakten auszuhalten. Es ist auch bekannt, eine radiale Nut vorzusehen, welche den Kontakt auf der Seite der Spulenelektrode nicht durchdringt.
  • Wenn ein Lichtbogen zwischen dem festen Kontakt und dem beweglichen Kontakt des Vakuum-Leistungsschalters gezündet wird, wenn ein Strom unterbrochen wird, dann fließt ein Strom (Lichtbogenstrom) durch die feste Kontaktseite, also durch den Verbindungsleiter auf der stationären Seite, der mit der festen Elektrodenstange verbunden ist, und durch die bewegliche Kontaktseite, also durch den Verbindungsleiter auf der beweglichen Seite, der mit der beweglichen Elektrodenstange verbunden ist, und es wird eine elektromagnetische Kraft erzeugt.
  • Die elektromagnetische Kraft treibt den Lichtbogen in einer Richtung, in der die elektromagnetische Kraft wirkt, und bewegt somit den Lichtbogen aus der Zündposition heraus. Während sich der Lichtbogen bewegt, fließt ein großer Teil des Stromes durch einen Verbindungsbereich in einer nächstgelegenen Position in der Richtung, in der die elektromagnetische Kraft wirkt, und fließt dann in den Spulenbereich dieses Verbindungsbereiches.
  • Kurz gesagt, der Strom fließt nicht homogen zu den jeweiligen Spulenbereichen, welche die Spulenelektrode bilden. Daher wird ein in einem Spulenbereich erzeugtes Magnetfeld, in welchem eine größere Stromstärke bzw. ein größerer Teil des Stromes fließt, schwächer als die Magnetfelder, die in den anderen Spulenbereichen erzeugt werden.
  • Da andererseits ein Lichtbogen die Eigenschaft einer Ausbreitung in einem Bereich besitzt, in welchem die axiale Magnetfeldstärke hoch oder höher ist als ein vorgegebener Wert, verbreitert sich ein Lichtbogen längs eines Bereiches oder Ausdehnungsbereiches längs der Umfangrichtung eines Spulenbereiches, durch welchen ein größerer Teil des Stromes fließt.
  • Bei einer normalen Spulenelektrode sind jedoch eine Vielzahl von Spulenbereichen lediglich in unterteilter Weise mit gleicher Länge vorgesehen. Infolgedessen wird ein Lichtbogen in einem relativ schmalen Bereich längs des Ausdehnungsbereiches von einem der gleichmäßig unterteilten Spulenbereiche intensiver.
  • Dies bringt das Problem mit sich, dass die Hauptelektrode bzw. der Kontakt signifikant beschädigt oder verbraucht wird, und zwar aufgrund einer lokalen Überheizung, und das Stromunterbrechungsvermögen wird durch diese Überhitzung verschlechtert. Es ist daher bekannt, einen Spulenbereich an einer speziellen Stelle länger auszubilden als die anderen Spulenbereiche, anstatt Spulenbereiche mit gleichmäßig verteilten Längen zu verwenden.
  • Dokumente zum Stand der Technik
  • Patentdokumente
    • Patendokument 1: JP-T-1-502 546 , 2
    • Patentdokument 2: JP-A-2004-039 432 , 1
  • Der Ausdruck „JP-T” bezieht sich hierbei auf veröffentlichte japanische Übersetzungen von PCT Patentanmeldungen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Mit der Erfindung zu lösende Probleme
  • Bei einem Vakuum-Leistungsschalter gemäß dem Stand der Technik ist es erforderlich, um Elektroden zu erhalten, die ein gesteigertes Stromunterbrechungsvermögen besitzen sowie zugleich die Eigenschaft haben, hohe Spannungen auszuhalten, eine Nut bei dem Kontakt vorzusehen, welche den Kontakt nicht durchdringt; dies erfolgt durch mechanische Bearbeitung und durch Ausbildung einer Spulenelektrode mit einer speziellen Gestalt.
  • Insbesondere ist es erforderlich, eine Spulenelektrode mit spezieller Gestaltung auszubilden, indem man den Einflüssen einer elektromagnetischen Kraft durch einen äußeren Verbindungsanschluss in einem montierten Zustand des Leistungsschalters Rechnung trägt.
  • Da es sich um ein exklusives Design handelt, sind in einem Falle, in welchem der Vakuum-Leistungsschalter hergestellt wird, durch eine Kombination von Schmiedebearbeitungen und mechanischen Bearbeitungen zur Kostenreduzierung viele Schmiedeformen erforderlich, welche von den Spezifikationen abhängen, beispielsweise einem Unterbrechungs-Stromwert und einer Kombination mit einem Leistungsschalter. Daher müssen Spulenelektroden mit einer High-Mix-Low-Volume-Technik hergestellt werden, so dass die Preise relativ hoch werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vakuum-Leistungsschalter anzugeben, der die obigen Probleme löst und der mit geringen Kosten in einer einfachen Form hergestellt werden kann, wobei zugleich die Eigenschaften einer zuverlässigen Stromunterbrechung sowie das Stehvermögen gegenüber hohen Spannungen erzielt werden.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Ein Vakuum-Leistungsschalter gemäß der Erfindung ist mit einer festen Elektrode und einer beweglichen Elektrode versehen, die jeweils einen Kontakt aufweisen und in einem Vakuumbehälter in der Weise installiert sind, dass sich die beiden Kontakte aufeinander zu und voneinander weg bewegen können.
  • Die feste Elektrode und die bewegliche Elektrode haben jeweils eine Spulenelektrode, die aus einer Vielzahl von Spulenbereichen gebildet ist, welche am jeweiligen Kontakt auf der rückseitigen Oberfläche in einer geteilten Weise in Umfangsrichtung längs der Peripherie des Kontaktes installiert sind, sodass ein longitudinales Magnetfeld in einer Richtung erzeugt wird, in der die beiden Kontakte sich aufeinander zu bzw. sich voneinander weg bewegen. Vorstehende Bereiche, die mit den Kontakten verbunden sind, sind an den Endbereichen der jeweiligen Spulenbereiche vorgesehen, um Verbindungsbereiche zu den jeweiligen Kontakten zu bilden.
  • Ein hindurchfließender Strom wird gesteuert, indem man den Widerstandswert zwischen einem zentralen Bereich jedes Kontaktes und der jeweiligen Spulenelektrode für jeden Verbindungsbereich ändert, so dass eine axiale Magnetfeldverteilung, die zwischen den beiden Elektroden erzeugt wird, gesteuert wird.
  • Vorteile der Erfindung
  • Wie bereits angedeutet, wird durch das Steuern der jeweiligen Ströme, die durch die Vielzahl von Spulenbereichen der Spulenelektroden fließen, welche an dem festen Kontakt und dem beweglichen Kontakt auf der rückseitigen Oberfläche ausgebildet sind, gemäß der Erfindung erreicht, dass drei Ziele erreicht werden:
    Es ist möglich, einen erzeugten Lichtbogen homogen über die gesamte Kontaktfläche zu verbreitern und zu verteilen. Es wird keine Schwachstelle hinsichtlich der Eigenschaft, hohe Spannungen auszuhalten, in den jeweiligen Kontakten auf den einander gegenüberliegenden Oberflächen erzeugt. Weiterhin werden Wirbelströme in den Kontakten gesteuert, welche ein axiales Magnetfeld schwächen können, das von den Spulenelektroden erzeugt wird.
  • Infolgedessen ist es nicht nur möglich, die Eigenschaften eines zuverlässigen Stromunterbrechungsvermögens und das Aushalten von hohen Spannungen zu gewährleisten, sondern es ist auch möglich, einen Vakuum-Leistungsschalter zur Verfügung zu stellen, der mit einer einfachen Formgebung und mit geringen Kosten hergestellt werden kann.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 einen Querschnitt eines Vakuum-Leistungsschalters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung zur Erläuterung der Konfiguration einer festen Elektrode des Vakuum-Leistungsschalters gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 3 eine Draufsicht auf einen festen Kontakt der ersten Ausführungsform;
  • 4 eine Draufsicht auf einen festen Kontakt eines Vakuum-Leistungsschalters gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 5 eine Draufsicht auf einen festen Kontakt eines Vakuum-Leistungsschalters gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 6 eine Draufsicht auf einen Bereich, in welchem eine sauerstofffreie Kupferplatte mit einem festen Kontakt gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung verbunden ist;
  • 7 einen Querschnitt längs der Linie A-A in 6; und in
  • 8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Konfiguration eines typischen Leistungsschalters, der mit einem Vakuum-Leistungsschalter ausgerüstet ist.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Erste Ausführungsform
  • 1 zeigt einen Querschnitt eines Vakuum-Leistungsschalters gemäß einer ersten Ausführungsform. 2 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung zur Erläuterung der Konfiguration einer festen Elektrode der ersten Ausführungsform. 3 zeigt eine Draufsicht eines festen Kontaktes der ersten Ausführungsform.
  • Wie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich, weist ein Vakuum-Leistungsschalter gemäß der Erfindung einen Isolierzylinder 1, der aus Aluminiumoxidkeramik oder dergleichen besteht, eine Stirnplatte 2 auf der festen Seite, die einen Öffnungsbereich des Isolierzylinders 1 an dem einen Ende abdeckt, sowie eine Stirnplatte 3 auf der beweglichen Seite auf, welche einen Öffnungsbereich des Isolierzylinders 1 auf der anderen Seite abdeckt. Diese bilden einen Vakuumbehälter.
  • Die Stirnplatten 2 und 3 auf der stationären Seite und bzw. der beweglichen Seite sind an jeweiligen Stirnflächen des Isolierzylinders 1 durch Löten angebracht. Eine feste Elektrodenstange 4 ist mit der Stirnplatte 2 auf der stationären Seite in einem zentralen Bereich durch Löten verbunden, und eine feste Elektrode 10 ist mit einem Endbereich der festen Elektrodenstange 4 durch Löten verbunden.
  • Eine bewegliche Elektrode 20 ist gegenüber von der festen Elektrode 10 vorgesehen, und die bewegliche Elektrode 20 ist mit einer beweglichen Elektrodenstange 5 durch Löten verbunden. Ferner ist die bewegliche Elektrodenstange 5 durch Löten mit dem einen Ende eines Balgen 6 verbunden. Der Balgen 6 hat eine akkordeon-förmige Gestalt und besteht beispielsweise aus dünnem rostfreien Material, beispielsweise Stahl und ist derart vorgesehen, dass er der beweglichen Elektrodenstange 5 eine Bewegung ermöglicht, während zugleich ein vakuumdichter Zustand aufrechterhalten wird. Das andere Ende des Balgen 6 ist mit der Stirnplatte 3 auf der beweglichen Seite verbunden, und die bewegliche Elektrodenstange 5 ist derart vorgesehen, dass sie aus einem mittleren Bereich der Stirnplatte 3 auf der beweglichen Seite vorsteht.
  • Aufgrund der Anordnung des Balgen 6 ist es der beweglichen Elektrodenstange 5 möglich, sich in einer Aufwärts-Abwärtsrichtung gemäß der Darstellung in der Zeichnung zu bewegen, und die feste Elektrode 10 sowie die bewegliche Elektrode 20 können sich innerhalb des isolierenden Behälters aufeinander zu sowie voneinander weg bewegen, wobei ein vakuumdichter Zustand beibehalten wird.
  • Eine Lichtbogenabschirmung 7 ist an dem Isolierzylinder 1 angebracht und in der Weise befestigt, dass sie den Umfang der festen Elektrode 10 sowie der beweglichen Elektrode 20 umgibt. Die Lichtbogenabschirmung wird verwendet, um zu vermeiden, dass Metalldampf, der von einem Lichtbogen zwischen den Elektroden erzeugt wird, wenn ein Strom unterbrochen wird, an der Innenoberfläche des Isolierzylinders 1 haften bleibt.
  • Die feste Elektrode 10 und die bewegliche Elektrode 20 gemäß 1 sind derart ausgebildet, dass ein axiales magnetisches Feld zwischen den Elektroden erzeugt wird, wenn ein Strom unterbrochen wird, und die Konstruktion wird nachstehend unter Bezugnahme auf 2 im einzelnen erläutert.
  • Da die feste Elektrode 10 und die bewegliche Elektrode 20 die gleiche Konfiguration besitzen, erfolgt nachstehend eine Beschreibung hinsichtlich der festen Elektrode 10 unter Angabe von den jeweiligen Bezugszeichen; eine Beschreibung der beweglichen Elektrode 20 ist weggelassen, jedoch sind die jeweiligen Bezugszeichen hinsichtlich der beweglichen Elektrode in Klammern nach den Bezugszeichen der festen Elektrode 10 angegeben, sofern nicht eine andere nähere Erläuterung erforderlich erscheint.
  • Die feste Elektrode 10 (bewegliche Elektrode 20) weist folgendes auf: einen scheibenförmigen festen Kontakt 11 (21) als Hauptelektrode; eine feste Spulenelektrode 12 (22), die an dem festen Kontakt 11 (21) an der rückseitigen Oberfläche vorgesehen ist, um ein axiales magnetisches Feld in einer Richtung zu erzeugen, in der sich der nicht-dargestellte bewegliche Kontakt 21 dem festen Kontakt 11 nähert bzw. sich von diesem trennt; ein Trägerelement 17 (27) aus einem Material mit hohem Widerstand, wie z. B. rostfreiem Stahl, wobei das Trägerelement 17 (27) den festen Kontakt 11 (21) und die feste Spulenelektrode 12 (22) mechanisch abstützt; und die feste Elektrodenstange 4 (5), an welcher die feste Spulenelektrode 12 (22) zusammen mit dem festen Kontakt 11 (21) angebracht ist.
  • Wie in 8 dargestellt, sind ein Verbindungsleiter 36 auf der stationären Seite, ein flexibler Leiter 37 sowie ein Verbindungsleiter 38 auf der beweglichen Seite mit der festen Elektrodenstange 4 sowie der beweglichen Elektrodenstange 5 von der Außenseite des Vakuum-Leistungsschalters 35 her verbunden. Es ist bevorzugt, wenn der feste Kontakt 11 bzw. der bewegliche Kontakt 21 aus einer Silberlegierung, einer Kupferlegierung oder dergleichen bestehen.
  • Die feste Spulenelektrode 12 bzw. die bewegliche Spulenelektrode 22 weisen folgendes auf: einen Ringbereich 12a (22a), der als Basisbereich dient und durchgehend mit der festen Elektrodenstange 4 (5) vorgesehen ist; drei bogenförmige Spulenbereiche als Feld erzeugende Spulen, die derart vorgesehen sind, dass sie sich am Umfang längs eines äußeren Randes des Ringbereiches 12a (22a) erstrecken und jeweils in gleichmäßig verteilten drei Positionen vorgesehen sind, nämlich in Form eines ersten Spulenbereiches 14a (24a), eines zweiten Spulenbereiches 14b (24b), und eines dritten Spulenbereiches 14c (24c); sowie Armbereiche 16a, 16b, und 16c (26a, 26b, 26c), die sich von dem Ringbereich 12a (22a) aus radial erstrecken, um durchgehend die einen Ende der jeweiligen Spulenbereiche mit dem Ringbereich 12a (22a) zu verbinden.
  • Im folgenden werden der erste Spulenbereich 14a (24a), der zweite Spulenbereich 14b (24b) und der dritte Spulenbereich 14c (24c) insgesamt als Spulenbereiche 14 (24) bezeichnet. In gleicher Weise werden auch die Armbereiche (16a, 16b und 16c) insgesamt als Armbereiche 16 (26) bezeichnet.
  • Verbindungsbereiche 15a, 15b, und 15c (25a, 25b, und 25c) sind derart vorgesehen, dass sie an Endbereichen von freien Enden der jeweiligen Spulenbereiche 14 (24) vorgesehen sind, derart, dass sie mit der rückseitigen Oberfläche des festen Kontaktes 11 bzw. des beweglichen Kontaktes 21 in Kontakt stehen. Nachstehend werden die Verbindungsbereiche 15a, 15b, und 15c (25a, 25b, und 25c) ebenfalls gemeinsam als Verbindungsbereiche 15 (25) bezeichnet.
  • Die jeweiligen Verbindungsbereiche 15 (25) sind mit dem festen Kontakt 11 (21) an der rückseitigen Oberfläche durch Löten verbunden und mit dem festen Kontakt 11 (21) zu einem Teil kombiniert.
  • Auf diese Weise sind die feste Spulenelektrode 12 und die bewegliche Spulenelektrode 22 an dem festen Kontakt 11 bzw. dem beweglichen Kontakt 21 als Hauptelektroden an der rückseitigen Oberfläche vorgesehen, wobei die Spulenbereiche 14 (24) eine Vielzahl von Feld erzeugenden Spulen bilden, die in einer Bogenform am Umfang um eine Achse vorgesehen sind, die in der Richtung vorgesehen ist, in welcher die beiden Kontakte 11 und 21 sich aufeinander zu bzw. sich voneinander weg bewegen, wobei gleichmäßig unterteilte Spulenlängen vorgesehen sind.
  • Wie aus 3 ersichtlich, ist der feste Kontakt 11 (21) mit Nuten 111, 112 und 113 an der rückseitigen Oberfläche versehen, welche die Verbindungsbereiche zu der festen Spulenelektrode 12 bzw. der beweglichen Spulenelektrode 22 umgeben. Die hier angesprochenen Verbindungsbereiche bedeuten Bereiche, in welchen die Verbindungsbereiche 15 (25) der festen Spulenelektrode 12 bzw. der beweglichen Spulenelektrode 22 mit dem festen Kontakt 11 bzw. dem beweglichen Kontakt 21 verbunden sind.
  • Im Unterschied zu Schlitzen haben die Nuten 111, 112, und 113 eine Gestalt, welche nicht durch den festen Kontakt 11 (21) hindurchgeht. Bei der ersten Ausführungsform haben die Nut 111, die Nut 112 und die Nut 113 die gleiche Nutentiefe und unterschiedliche Nutenbreiten. Die Nutenbreite nimmt beispielsweise der Reihe nach bei der Nut 111, der Nut 112 und der Nut 113 ab.
  • Bei einem Vakuum-Leistungsschalter mit Elektroden der oben beschriebenen Konfiguration fließt ein Lichtbogenstrom, der von den zentralen Bereichen des festen Kontaktes 11 und des beweglichen Kontaktes 21 fließt, zu den jeweiligen Verbindungsbereichen der Spulenelektrode 12 (22), wobei er durch den Kontaktquerschnitt hindurchgeht.
  • Ein Widerstandsverhältnis von Widerstandswerten zu den jeweiligen Verbindungsbereichen, bei Betrachtung von dem zentralen Bereich des festen Kontaktes 11 (21) aus, ändert sich jedoch aufgrund der Differenz der Nutenbreiten der Nuten 111, 112 und 113. Ein Strom, der durch den Verbindungsbereich 15c (25c) fließt, der von der Nut 111 umgeben ist, welche die größte Nutenbreite besitzt, wird am kleinsten.
  • Somit wird ein Strom, der durch den dritten Spulenbereich 14c (24c) und den daran anschließenden Armbereich 16c (26c) fließt, kleiner als die anderen. Dementsprechend wird die Stärke des axialen magnetischen Feldes, das in diesem Spulenbereich 14c (24c) erzeugt wird, geringer als die in den anderen Spulenbereichen.
  • Wie in 8 dargestellt, beginnt unmittelbar nach dem Erzeugen eines Lichtbogens eine elektromagnetische Kraft darauf in einer Richtung zu wirken, die mit einem Pfeil 39 angegeben ist, und zwar durch einen Strompfad, der U-förmig ausgebildet ist, von dem Verbindungsleiter 36 auf der stationären Seite, dem Vakuum-Leistungsschalter 35 und dem Verbindungsleiter 38 auf der beweglichen Seite des Schaltungsunterbrechers.
  • Dies ergibt nachteilige Wirkungen hinsichtlich der Ausbreitung des Lichtbogens über die gesamte Kontaktfläche. Durch das Vorsehen des Spulenbereiches 14c, der weitergeht zu dem Verbindungsbereich 15c, der von der Nut 11 an einer Seite umgeben ist, zu welcher sich der Lichtbogen ohne weiteres ausbreitet, werden jedoch Ströme, die durch die Spulenbereiche 14a und 14b an der Seite fließen, zu der sich der Lichtbogen kaum ausbreitet, vergrößert.
  • Infolgedessen wird die Feldstärke der axialen Magnetfelder, die in den Spulenbereichen 14a und 14b erzeugt werden, größer, und damit wird es möglich, den Lichtbogen homogen über die gesamte Oberfläche des festen Kontaktes 11 (21) zu verteilen. Da außerdem die Nuten 111, 112 und 113 als Widerstände wirken, welche Wirbelströme unterdrücken, die durch den festen Kontakt 11 (21) fließen, wird es möglich, Einflüsse zu reduzieren, welche die axialen Magnetfelder schwächen.
  • Da außerdem die Nuten 111, 112 und 113 nicht durch den festen Kontakt 11 (21) hindurchgehen, steht eine derartige Konfiguration zur Verfügung, dass kein Bereich in dem festen Kontakt 11 auf der dem beweglichen Kontakt 21 gegenüberliegenden Oberfläche gebildet wird, der einen Schwachpunkt hinsichtlich der Fähigkeit darstellt, hohe Spannungen auszuhalten.
  • Die erste Ausführungsform ist für einen Fall beschrieben, bei welchem die Spulenelektrode in drei Teile unterteilt ist und die Nuten, die für den festen Kontakt 11 (21) an drei Stellen vorgesehen sind, alle verschieden sind. Es darf jedoch darauf hingewiesen werden, dass die Unterteilungszahl für die Spule auch beliebig auf eine erforderliche Anzahl geändert werden kann, die von dem zu unterbrechenden Stromwert oder Einstellungen beim Leistungsschalter abhängt, und die Anzahl von Differenzen unter den Nuten bei dem Kontakt kann beliebig geändert werden.
  • Auch die Formgebung der Nuten kann unterschiedlich sein hinsichtlich der Nutentiefe, anstelle der Nutenbreite; außerdem können sowohl die Nutenbreite als auch die Nutentiefe unterschiedlich sein. Kurz gesagt, die Nuten können in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, solange die Widerstandswerte der Pfade von dem festen Kontakt 11 (21) zu der festen Spulenelektrode 12 (22) gesteuert werden können.
  • Bei der ersten Ausführungsform ist es möglich, einen Lichtbogen homogen über die gesamte Oberfläche des Kontaktes 11 (21) zu verteilen, und zwar durch das Vorsehen der Nuten 111, 112 und 113, welche die Ströme steuern, die durch die jeweiligen Spulenbereiche der Spulenelektrode fließen, und Wirbelströme steuern, die durch den Kontakt 11 (21) zur rückseitigen Oberfläche des festen Kontaktes 11 und des beweglichen Kontaktes 21 fließen. Infolgedessen ergibt sich ein verbessertes Stromunterbrechungsvermögen.
  • Da außerdem die Nuten 111, 112 und 113 nicht durch den festen Kontakt 11 (21) hindurchgehen, wird kein Bereich in dem festen Kontakt 11 auf der dem beweglichen Kontakt 21 gegenüberliegenden Oberfläche gebildet, der einen Schwachpunkt hinsichtlich der Eigenschaft bildet, hohe Spannungen auszuhalten. Daher wird zugleich die Eigenschaft verbessert, hohe Spannungen auszuhalten.
  • Durch das Vorsehen der Nuten an den rückseitigen Oberflächen der Kontakte wird eine Konfiguration zur Verfügung gestellt, die eine Steigerung des Stromunterbrechungsvermögens sowie gleichzeitig eine Steigerung der Eigenschaft bietet, hohe Spannungen auszuhalten. Somit ist es möglich, kostengünstige und vielseitige Elektroden zur Verfügung zu stellen, wobei derartige Elektroden ohne weiteres im wesentlichen an sämtliche Bedingungen angepasst werden können, wobei derartige Elektroden in vorteilhafter Weise bei einem Vakuum-Leistungsschalter zum Einsatz gelangen können.
  • Zweite Ausführungsform
  • 4 zeigt eine Draufsicht auf einen festen Kontakt eines Vakuum-Leistungsschalters gemäß einer zweiten Ausführungsform. Da der Vakuum-Leistungsschalter die gleiche Konfiguration besitzt wie bei der ersten Ausführungsform, kann eine detaillierte Beschreibung entfallen. Die nachstehende Beschreibung bezieht sich daher lediglich auf einen festen Kontakt bzw. einen beweglichen Kontakt.
  • Wie in 4 dargestellt, sind Nuten 111A, 112 und 113 in der rückseitigen Oberfläche eines festen Kontaktes 11 bzw. eines beweglichen Kontaktes 21 vorgesehen, wobei sie die Verbindungsbereiche zu einer festen Spulenelektrode 12 bzw. beweglichen Spulenelektrode 22 umgeben. Die hier angesprochenen Verbindungsbereiche sind solche Bereiche, in denen die Verbindungsbereiche 15 (25) der festen Spulenelektrode 12 (22) und der feste Kontakt 11 (21) miteinander verbunden sind.
  • Die Nuten 111A, 112 und 113 haben ebenfalls eine Form, welche nicht durch den festen Kontakt 11 (21) hindurchgeht. Die Nut 111A besteht aus Nuten in zwei Reihen parallel zueinander in einem vorbestimmten Abstand. Jede der Nuten 112 und 113 ist eine einreihige Nut, und die Nutenbreite und die Nutentiefe von einer Reihe sind überall die gleichen in sämtlichen Nuten 111A, 112 und 113.
  • Bei einem Vakuum-Leistungsschalter mit derartigen Elektroden ist der Widerstandswert im Verbindungsbereich von dem Verbindungsbereich 15c, der von der Nut 111A umgeben ist, bei Betrachtung von dem zentralen Kontaktbereich aus, höher als die Widerstandswerte der Verbindungsbereiche, welche von den anderen Nuten umgeben sind.
  • Somit wird ein Strom, der durch den Verbindungsbereich 15c (25c) der festen Spulenelektrode 12 (22), die mit dem festen Kontakt 11 (21) in einem Bereich verbunden ist, der von der Nut 111A umgeben ist und dann weiter durch den Spulenbereich 14c (24c) und den Armbereich 16c (26c) weiterfließt, kleiner als die anderen Ströme.
  • Infolgedessen wird die Feldstärke eines axialen Magnetfeldes, das in diesem Spulenbereich 14c (24c) erzeugt wird, geringer als die Feldstärken in den anderen Spulenbereichen. Die anderen Funktionen und Vorteile sind die gleichen wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, so dass ihre erneute Beschreibung entfallen kann.
  • Die zweite Ausführungsform ist für einen Fall beschrieben, in welchem die Spulenelektrode in drei Teile unterteilt ist, und nur eine von den vorgesehenen Nuten des Kontaktes ist unterschiedlich ausgebildet. Es darf jedoch darauf hingewiesen werden, dass die Unterteilungszahl der Spule auch beliebig auf eine erforderliche Anzahl geändert werden kann, und zwar in Abhängigkeit von einem zu unterbrechenden Stromwert oder Einstellungen des Leistungsschalters; auch die Anzahl von Nuten in dem Kontakt kann beliebig geändert werden. Weiterhin kann auch die Form der Nuten von einer Stelle zur anderen geändert werden.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform ist es möglich, einen Lichtbogen homogen über die gesamte Oberfläche des Kontaktes 11 (21) zu verbreitern, indem man die Nuten 111A, 112 und 113 vorsieht, welche dazu verwendet werden, die durch die jeweiligen Spulenbereiche 14 (24) der festen Spulenelektrode 12 (22) fließenden Ströme zu steuern und auch Wirbelströme zu steuern, welche durch den Kontakt 11 (21) zu der rückseitigen Oberfläche des festen Kontaktes 11 (21) fließen. Somit wird das Stromunterbrechungsvermögen verbessert.
  • Da außerdem die Nuten 111A, 112 und 113 nicht durch den festen Kontakt 11 (21) hindurchgehen, wird kein Bereich in den festen Kontakt 11 auf der dem beweglichen Kontakt 21 gegenüberliegenden Oberfläche gebildet, der eine Schwachstelle hinsichtlich der Eigenschaft darstellt, hohe Spannungen auszuhalten. Somit wird zugleich die Eigenschaft verbessert, hohe Spannungen auszuhalten.
  • Durch das Vorsehen der Nuten auf den rückseitigen Oberflächen der Kontakte steht somit eine Konfiguration zur Verfügung, die für ein verbessertes Stromunterbrechungsvermögen sorgt und zugleich die Eigenschaft bietet, dass hohe Spannungen ausgehalten werden. Damit stehen kostengünstige und vielseitige Elektroden zur Verfügung, wobei diese Elektroden ohne weiteres an sämtliche Bedingungen angepasst werden können, wobei derartige Elektroden in vorteilhafter Weise bei einem Vakuum-Leistungsschalter zum Einsatz kommen.
  • Dritte Ausführungsform
  • 5 zeigt eine Draufsicht auf einen festen Kontakt eines Vakuum-Leistungsschalters gemäß einer dritten Ausführungsform. Da der Vakuum-Leistungsschalter die gleiche Konfiguration besitzt wie die bei der ersten Ausführungsform, kann eine erneute Beschreibung entfallen. Die Beschreibung bezieht sich daher lediglich auf den festen Kontakt bzw. den beweglichen Kontakt.
  • Bogenförmige Nuten 112 und 113 sind an der rückseitigen Oberfläche des festen Kontaktes 11 (21) derart vorgesehen, dass sie Verbindungsbereiche zu einer festen Spulenelektrode 12 (22) umgeben. Ferner ist ein Verbindungsbereich an einer anderen Stelle zu einem dünnen Bereich 120 vorgesehen, in dem man die rückseitige Oberfläche des festen Kontaktes 11 (21) von einem Umfang längs einer bogenförmigen Kontur dünn ausbildet.
  • Die hier angesprochenen Verbindungsbereiche sind Bereiche, in denen Verbindungsbereiche 15 (25) der festen Spulenelektrode 12 (22) und des festen Kontaktes 11 (21) miteinander verbunden sind. Ein Verbindungsbereich 15c (25c), der mit dem dünnen Bereich 120 verbunden ist, wird derart ausgebildet, dass er stärker vorsteht als die anderen beiden Verbindungsbereiche 15a und 15b (25a und 25b), die mit dem festen Kontakt 11 (21) zu verbinden sind.
  • Die Tiefe der Nuten 112 und 113 kann die gleiche sein wie die oder unterschiedlich sein von der des dünnen Bereiches 120. Es darf jedoch darauf hingewiesen werden, dass die Nuten 112 und 113 derart ausgebildet sind, dass sie den festen Kontakt 11 (21) nicht durchdringen. Bei der dritten Ausführungsform beträgt die Anzahl von Reihen, welche die jeweiligen Nuten 112 und 113 bilden, jeweils Eins, und die beiden Nuten haben die gleiche Konfiguration.
  • Bei einem Vakuum-Leistungsschalter mit Elektroden der oben beschriebenen Konfiguration wird durch das Einstellen der Dicke des dünnen Bereiches 120, dessen Widerstandswert größer ausgebildet ist als der in den anderen Verbindungsbereichen, ein Strom, der durch den Verbindungsbereich 15c (25c) der festen Spulenelektrode 12 (22), welche mit dem festen Kontakt 11 (21) in dem dünnen Bereich 120 verbunden ist und weiter durch den Spulenbereich 14c (24c) und den Armbereich 16c (26c) fließt, kleiner als die anderen Ströme.
  • Daher wird die Feldstärke des axialen Magnetfeldes, das in diesem Spulenbereich 14c (24c) erzeugt wird, geringer als diejenigen Feldstärken in den anderen Spulenbereichen. Die anderen Funktionen und Vorteile sind die gleichen wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
  • Die dritte Ausführungsform ist für den Fall beschrieben, in welchem die Spulenelektrode in drei Teile unterteilt ist. Es darf jedoch darauf hingewiesen werden, dass diese Unterteilungszahl der Spule auch beliebig auf eine erforderliche Anzahl geändert werden kann und dass auch die Anzahl von Nuten in dem Kontakt 11 (21) beliebig geändert werden kann.
  • Weiterhin kann die Dicke des dünnen Bereiches 120 beliebig vorgegeben werden. Außerdem kann die Form der Nuten, wie bei der ersten Ausführungsform, beliebig geändert werden, und auch die Konfiguration des dünnen Bereiches 120 kann beliebig geändert werden.
  • Mit der dritten Ausführungsform ist es möglich, einen Lichtbogen homogen über die gesamte Oberfläche des Kontaktes 11 (21) zu verteilen bzw. zu verbreitern, indem man den dünnen Kontaktbereich 120 vorsieht, der dazu verwendet wird, Ströme zu steuern, welche durch die jeweiligen Spulenbereiche 14 (24) der festen Spulenelektrode 12 (22) fließen, und die Nuten 112 und 113 werden dazu verwendet, Wirbelströme zu steuern, welche durch den Kontakt 11 (21) zu den rückseitigen Oberflächen des festen Kontaktes 11 und des beweglichen Kontaktes 21 fließen. Somit wird das Stromunterbrechungsvermögen verbessert.
  • Da außerdem die Nuten 112 und 113 nicht durch den festen Kontakt 11 (21) hindurchdringen, wird kein Bereich in dem festen Kontakt 11 auf der dem beweglichen Kontakt 21 gegenüberliegenden Oberfläche erzeugt, der eine Schwachstelle hinsichtlich der Eigenschaft darstellt, hohe Spannungen auszuhalten. Somit wird zugleich die Eigenschaft verbessert, hohe Spannungen auszuhalten.
  • Durch das Vorsehen der Nuten 112 und 113 sowie des dünnen Bereiches 120 auf der rückseitigen Oberfläche des Kontaktes 11 (21) wird somit eine Konfiguration zur Verfügung gestellt, welche das Vermögen der Stromunterbrechung verbessert und zugleich das Vermögen steigert, hohe Spannungen auszuhalten.
  • Somit ist es möglich, kostengünstige und vielseitige Elektroden zur Verfügung zu stellen, wobei diese Elektroden ohne weiteres an sämtliche Bedingungen angepasst werden können, wobei derartige Elektroden in vorteilhafter Weise bei einem Vakuum-Leistungsschalter zum Einsatz kommen können. Insbesondere kann ein Bereich von Stromwerten vergrößert werden, der mit dem dünnen Kontaktbereich 120 gesteuert werden kann.
  • Vierte Ausführungsform
  • 6 und 7 zeigen Darstellungen eines Zustandes, in welchem ein fester Kontakt bzw. ein beweglicher Kontakt, der nachstehend einfach als Kontakt bezeichnet wird, und eine Platte aus einem Material mit einer besseren elektrischen Leitfähigkeit als der des Kontaktes miteinander verbunden sind, wobei es sich beispielsweise um eine sauerstofffreie Kupferplatte handelt.
  • Da der Vakuum-Leistungsschalter die gleiche Konfiguration besitzt wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform, kann eine erneute Beschreibung an dieser Stelle entfallen. Die Beschreibung bezieht sich dabei lediglich auf einen Bereich, in welchem der Kontakt und die sauerstofffreie Kupferplatte miteinander verbunden sind.
  • Eine sauerstofffreie Kupferplatte 130 ist mit dem festen Kontakt 11 bzw. dem beweglichen Kontakt 21 auf der rückseitigen Oberfläche verbunden. Hinsichtlich der Form der sauerstofffreien Kupferplatte 130 ist ein bogenförmiges Teil abgeschnitten, und es sind lineare Schlitze 111B, 112B und 113B radial vom Umfang aus eingeschnitten, um die jeweiligen Verbindungsbereiche zu der Spulenelektrode 12 (22) zu unterteilen.
  • Die sauerstofffreie Kupferplatte 130, die auf diese Weise bearbeitet ist, wird mit der rückseitigen Oberfläche des festen Kontaktes 11 (21) verbunden. Dann ist, wie in 6 und 7 dargestellt, ein Verbindungsbereich 15c (25c) der Spulenelektrode direkt mit der rückseitigen Oberfläche des festen Kontaktes 11 (21) in dem abgeschnittenen Bereich oder Aussparungsbereich 131 verbunden, und die anderen Verbindungsbereiche 15a (25a) und 15b (25b) sind mit dem festen Kontakt 11 (21) über die sauerstofffreie Kupferplatte 130 verbunden.
  • Es darf darauf hingewiesen werden, dass die Form der Schlitze 111B, 112B und 113B, die in der sauerstofffreien Kupferplatte 130 vorgesehen sind, nicht auf eine lineare Form beschränkt ist, und es können auch Nuten anstelle der Schlitze vorgesehen sein.
  • Bei dem Vakuum-Leistungsschalter mit den Elektroden der oben beschriebenen Konfiguration ist die sauerstofffreie Kupferplatte 130 mit dem Aussparungsbereich 131 versehen, weil ein Strom aktiv in die sauerstofffreie Kupferplatte 130 fließt, welche eine höhere elektrische Leitfähigkeit besitzt als der feste Kontakt 11 (21). Hierbei ist der Widerstand des Verbindungsbereiches, welcher den Verbindungsbereich 15c (25c) der festen Spulenelektrode 12 (22) direkt mit dem festen Kontakt 11 (21) verbindet, größer als in den anderen Verbindungsbereichen.
  • Somit wird ein Strom, der durch den Verbindungsbereich 15c (25c) der festen Spulenelektrode 12 (22), die direkt mit dem festen Kontakt 11 (21) in dem Aussparungsbereich 131 der sauerstofffreien Kupferplatte 130 verbunden ist und weiter durch den Spulenbereich 14c (24c) und den Armbereich 16c (26c) fließt, kleiner als die anderen Ströme.
  • Daher wird die Feldstärke eines axialen Magnetfeldes, das in diesem Spulenbereich 14c (24c) erzeugt wird, geringer als die Feldstärken in den anderen Spulenbereichen. Die anderen Funktionen und Vorteile sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform. Es darf darauf hingewiesen werden, dass die Anzahl und die Form des Aussparungsbereiches 131 der sauerstofffreien Kupferplatte 130 sowie die Anzahl und die Form der Nuten oder Schlitze beliebig geändert werden können.
  • Bei der vierten Ausführungsform ist es möglich, einen Lichtbogen homogen über die gesamte Oberfläche des Kontaktes 11 (21) zu verbreitern und zu verteilen, indem man den Aussparungsbereich 131 der sauerstofffreien Kupferplatte vorsieht, der dazu verwendet wird, Ströme zu steuern, welche durch die jeweiligen Spulenbereiche 14 (24) der festen Spulenelektrode 12 (22) fließen, und die Schlitze 111B, 112B und 113B oder die Nuten werden verwendet, um Wirbelströme zu unterdrücken, welche durch den Kontakt 11 (21) zu den rückseitigen Oberflächen des festen Kontaktes bzw. des beweglichen Kontaktes 21 fließen. Somit kann das Stromunterbrechungsvermögen verbessert werden.
  • Da außerdem die sauerstofffreie Kupferplatte 130 mit der rückseitigen Oberfläche des Kontaktes 11 (21) verbunden ist, wird kein Bereich in dem festen Kontakt 11 auf der dem beweglichen Kontakt 21 gegenüberliegenden Oberfläche erzeugt, der eine Schwachstelle hinsichtlich des Vermögens bildet, hohe Spannungen auszuhalten. Somit kann zugleich die Eigenschaft verbessert werden, hohe Spannungen auszuhalten.
  • Mit der sauerstofffreien Kupferplatte 130, die mit der rückseitigen Oberfläche des Kontaktes 11 (21) verbunden ist, wird somit eine Konfiguration zur Verfügung gestellt, welche ein verbessertes Stromunterbrechungsvermögen bietet und zugleich die Eigenschaft bietet, dass hohe Spannungen ausgehalten werden können.
  • Damit ist es möglich, kostengünstige und vielseitige Elektroden zur Verfügung zu stellen, welche in vorteilhafter Weise bei einem Vakuum-Leistungsschalter zum Einsatz gelangen.
  • Insbesondere ist es möglich, sauerstofffreie Kupferplatten 130 durch Pressen herzustellen, wenn die sauerstofffreie Kupferplatte 130 eine Form mit einem Aussparungsbereich 131 und Schlitzen 111B, 112B und 113B besitzt und eine Plattenstärke von 4 mm oder weniger aufweist. Dementsprechend können preiswerte Elektroden hergestellt werden.
  • Es darf darauf hingewiesen werden, dass die sauerstofffreie Kupferplatte 130 lediglich ein Beispiel eines Materials mit höherer elektrischer Leitfähigkeit als beim festen Kontakt 11 (21) darstellt. Es versteht sich von selbst, dass gleiche Vorteile auch mit anderen Materialien erzielt werden können, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzen, beispielsweise eine leitfähige Platte aus einer Kupferlegierung mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, die alternativ zum Einsatz kommen kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Isolierzylinder
    2
    Stirnplatte auf der stationären Seite
    3
    Stirnplatte auf der beweglichen Seite
    4
    feste Elektrodenstange
    5
    bewegliche Elektrodenstange
    6
    Balg
    7
    Lichtbogenabschirmung
    10
    feste Elektrode
    11
    fester Kontakt
    12
    feste Spulenelektrode
    12a
    Elektrodenringbereich der festen Spule
    14
    Elektrodenspulenbereich der festen Spule
    14a
    erster Spulenbereich der festen Spulenelektrode
    14b
    zweiter Spulenbereich der festen Spulenelektrode
    14c
    dritter Spulenbereich der festen Spulenelektrode
    15
    Verbindungsbereich der festen Spulenelektrode
    15a
    erster Verbindungsbereich der festen Spulenelektrode
    15b
    zweiter Verbindungsbereich der festen Spulenelektrode
    15c
    dritter Verbindungsbereich der festen Spulenelektrode
    16
    Armbereich der festen Spulenbereich
    16a
    erster Armbereich der festen Spulenelektrode
    16b
    zweiter Armbereich der festen Spulenelektrode
    16c
    dritter Armbereich der festen Spulenelektrode
    17
    festes Trägerelement
    20
    bewegliche Elektrode
    21
    beweglicher Kontakt
    22
    bewegliche Spulenelektrode
    22a
    Ringbereich der beweglichen Spulenelektrode
    24
    Spulenbereich der beweglichen Spulenelektrode
    24a
    erster Spulenbereich der beweglichen Spulenelektrode
    24b
    zweiter Spulenbereich der beweglichen Spulenelektrode
    24c
    dritter Spulenbereich der beweglichen Spulenelektrode
    25
    Verbindungsbereich der beweglichen Spulenelektrode
    25a
    erster Verbindungsbereich der beweglichen Spulenelektrode
    25b
    zweiter Verbindungsbereich der beweglichen Spulenelektrode
    25c
    dritter Verbindungsbereich der beweglichen Spulenelektrode
    26
    Armbereich der beweglichen Spulenelektrode
    26a
    erster Armbereich der beweglichen Spulenelektrode
    26b
    zweiter Armbereich der beweglichen Spulenelektrode
    26c
    dritter Armbereich der beweglichen Spulenelektrode
    27
    bewegliches Trägerelement
    31
    Wagen
    32
    Frontplatte
    33
    Betätigungsmechanismus
    34
    Isolierrahmen
    35
    Vakuum-Leistungsschalter
    36
    Verbindungsleiter auf der stationären Seite
    37
    flexibler Leiter
    38
    Verbindungsleiter auf der beweglichen Seite
    111
    Kontakt-Nut
    112
    Kontakt-Nut
    113
    Kontakt-Nut
    120
    dünner Kontaktbereich
    130
    sauerstofffreie Kupferplatte
    131
    Aussparungsbereich der sauerstofffreien Kupferplatte
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 1-502546 [0017]
    • JP 2004-039432 A [0017]

Claims (6)

  1. Vakuum-Leistungsschalter, der mit einer festen Elektrode und einer beweglichen Elektrode versehen ist, die jeweils einen Kontakt aufweisen und in einem Vakuumbehälter in der Weise installiert sind, dass es für die beiden Kontakte möglich ist, sich einander zu nähern bzw. voneinander zu entfernen, wobei die feste Elektrode und die bewegliche Elektrode jeweils eine Spulenelektrode aufweisen, die aus einer Vielzahl von Spulenbereichen gebildet ist, die an jedem Kontakt auf einer rückseitigen Oberfläche in einer geteilten Weise in Umfangsrichtung längs der Peripherie des Kontaktes vorgesehen sind, so dass ein longitudinales Feld in einer Richtung erzeugt wird, in der die beiden Kontakte sich einander nähern bzw. voneinander entfernen, wobei der Vakuum-Leistungsschalter dadurch gekennzeichnet ist, dass vorstehende Bereiche, die mit den Kontakten verbunden sind, an den Endbereichen der jeweiligen Spulenbereiche vorgesehen sind, um Verbindungsbereiche zu den jeweiligen Kontakten zu bilden; und dass ein Strom, der durch die Kontakte fließt, gesteuert wird, indem man den Widerstandswert zwischen einem zentralen Bereich jedes Kontaktes und der entsprechenden Spulenelektrode für jeden Verbindungsbereich ändert, so dass eine axiale Magnetfeldverteilung gesteuert werden kann, die zwischen den beiden Elektroden erzeugt wird.
  2. Vakuum-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Nuten in einer rückseitigen Oberfläche von jedem Kontakt in der Nähe der Verbindungsbereiche des Kontaktes und der entsprechenden Spulenelektrode vorgesehen sind, welche die jeweiligen Verbindungsbereiche umgeben, und dass ein Strom, der zwischen dem zentralen Bereich des Kontaktes und der Spulenelektrode fließt, für jeden Verbindungsbereich mit den Nuten gesteuert wird.
  3. Vakuum-Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Nuten unterschiedlich gegenüber den anderen Nuten hinsichtlich der Nutenbreite oder der Nutentiefe ausgebildet ist.
  4. Vakuum-Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Nuten als eine Nut geformt ist, bei der eine Vielzahl von Reihen im Wesentlichen parallel zueinander verläuft.
  5. Vakuum-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dünner Bereich an einer Seite jedes Kontaktes in der Nähe von mindestens einem Verbindungsbereich des Kontaktes und der entsprechenden Spulenelektrode vorgesehen ist und Nuten vorgesehen sind, welche die anderen jeweiligen Verbindungsbereiche umgeben, und dass ein Strom, der durch den zentralen Bereich des Kontaktes und die Spulenelektrode fließt, für jeden Verbindungsbereich mit dem dünnen Bereich und den Nuten gesteuert wird.
  6. Vakuum-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine leitfähige Platte aus einem Material mit einer besseren elektrischen Leitfähigkeit als dem Material der Kontakte mit jedem Kontakt auf einer Seite der entsprechenden Spulenelektrode verbunden ist, dass die leitfähige Platte eine Form mit einem Aussparungsbereich in einem Teil der Platte besitzt, dass die Spulenelektrode derart ausgebildet ist, dass die Spulenelektrode direkt mit dem Kontakt verbunden ist, indem man zumindest einen der Verbindungsbereiche in den Aussparungsbereich verlegt, dass die anderen Verbindungsbereiche derart ausgebildet sind, dass die Spulenelektrode mit dem Kontakt über die leitfähige Platte verbunden ist; dass ein zwischen dem Kontakt und der Spulenelektrode fließender Strom mit dem Aussparungsbereich gesteuert wird; und dass die leitfähige Platte mit Schlitzen oder Nuten versehen ist, welche die jeweiligen Verbindungsbereiche unterteilen.
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