DE1185690B

DE1185690B - Vakuumschalter

Info

Publication number: DE1185690B
Application number: DE1964A0046037
Authority: DE
Inventors: Frank Waterton
Original assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Current assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Priority date: 1963-05-15
Filing date: 1964-05-13
Publication date: 1965-01-21
Also published as: NL6405398A; DE1211306B; NL6405396A; DE1237200B; NL6405395A; FR1393144A; NL6405397A

Description

Vakuumschalter Die Erfindung betrifft Schalter mit einem evakuierten Gehäuse und zwei Leitern, die sich mit ihren inneren einander gegenüberliegenden Enden in das Gehäuse erstrecken und derart relativ zueinander bewegbar sind, daß die einander gegenüberliegenden inneren Enden der Leiter in Anlage miteinander gebracht oder voneinander getrennt werden können.
Wenn sich die inneren Enden der Leiter in Anlage befinden, kann durch den Schalter ein elektrischer Stromkreis geschlossen werden. Wenn die Leiter anschließend derart relativ zueinander bewegt werden, daß sich diese inneren Enden trennen, wird zwischen den Leitern ein Lichtbogen erzeugt, der so lange brennt, bis der Strom vollständig unterbrochen- ist.
Ein solcher Schalter kann eine große Zahl von Schaltungen durchführen, ohne daß ein merklicher Verschleiß der Teile auftritt, und sehr zufriedenstellend arbeiten, vorausgesetzt, daß der Druck in dem Gehäuse sehr niedrig ist. Das Gehäuse kann zunächst mittels einer Vakuumpumpe auf einen sehr niedrigen Unterdruck evakuiert werden und wird anschließend abgedichtet. Da jedoch der durch eine Vakuumpumpe geschaffene Unterdruck während des Betriebs des Schalters nicht aufrechterhalten werden kann, da Gasmoleküle anschließend aus dem Material der Schalterteile innerhalb des Gehäuses entweichen und einen Druckanstieg bewirken, ist es erwünscht und bekannt, in dem Gehäuse ein Getter einzuschließen.
Ein Getter enthält ein Material, welches die Gasmoleküle absorbiert. Das Gettermaterial ist vorzugsweise in einer kleinen Kapsel enthalten. Wenn die Kapsel erwärmt wird, emittiert sie Gettermaterial, und dieses Material absorbiert die Gasmoleküle in dem Gehäuse. Diese Einrichtung kann daher während des Betriebs des Schalters zur Aufrechterhaltung des Druckes in dem Gehäuse auf einen sehr niedrigen Wert benutzt werden, wenn Gasmoleküle aus dem Material der Schalterteile entweichen.
Es ist zweckmäßig, das Getter unter Verwendung eines Strahles von einer Hochfrequenzstrahlung zu formieren oder zu aktivieren, der durch das Gehäuse des Vakuumschalters hindurchtritt. Damit der Strahl von der Hochfrequenzstrahlung nicht durch die anderen Teile des Schalters beeinflußt wird oder diese selbst beeinflußt, ist es wichtig, daß die Lage des Getters sorgfältig ausgewählt ist. Der Vakuumschalter kann eine zylindrische Abschirmung aufweisen, die sich rund um die einander gegenüberliegenden inneren Enden der Leiter erstreckt, um ein Niederschlagen des Metalldampfes von dem Lichtbogen auf die innere Fläche des Gehäuses zu verhindern. Es ist bekannt, das Getter durch diese Abschirmung zu haltern. Die Abstände zwischen der Abschirmung und den Leitern und zwischen der Abschirmung und den inneren Flächen des Gehäuses sind jedoch verhältnismäßig klein, und es besteht in der Praxis die große Wahrscheinlichkeit, daß sich das Getter während der Herstellung des Schalters aus seiner Einbaulage herausbewegt und in Berührung mit den Leitern oder der inneren Fläche des Gehäuses kommt. Dadurch ist die Aktivierung des Getters schwierig oder unmöglich. Die Arbeitsweise des Schalters ist dadurch ferner nachteilig beeinflußt. Es wird bemerkt, daß der Vakuumschalter unter hohen Spannungen arbeitet und daß daher unbeabsichtigte Kontakte zwischen den Teilen des Schalters mit unterschiedlichen Potentialen äußerst unerwünscht sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Vakuumschalter mit einer verbesserten Anordnung zur Halterung eines Getters zu schaffen.
Der Schalter nach der Erfindung enthält ein evakuiertes Gehäuse, zwei Leiter, die elektrisch voneinander isoliert sind und sich mit ihren inneren einander gegenüberliegenden Enden in das Gehäuse erstrecken und relativ zueinander bewegbar sind, eine Abschirmung, die innerhalb des Gehäuses gehaltert ist und rund um die benachbarten inneren Enden der Leiter verläuft, eine in einem Abschnitt der Abschirmung ausgebildete Ausnehmung sowie ein Getter, das quer über die Ausnehmung derart befestigt ist, daß es innerhalb der Umfangsfläche der Abschirmung liegt.
Gemäß der Erfindung liegt das Getter innerhalb der Umfangsfläche der Abschirmung in einer Ausnehmung und steht kaum über diese Fläche hervor. Die Wahrscheinlichkeit, daß sich das Getter aus seiner Einbaulage herausbewegt und in Berührung mit den anderen Teilen des Schalters, z. B. den Leitern oder dem Gehäuse kommt, ist daher wesentlich vermindert.
Das Getter füllt vorzugsweise den meisten Platz in der Ausnehmung aus, so daß die durch die Abschirmung erzeugten elektrostatischen und Dampfabschirmeffekte durch die Ausnehmung kaum reduziert werden.
Die Erfindung wird anschließend an Hand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Vakuumschalters gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt, F i g. 2 eine Seitenansicht des Vakuumschalters gemäß der Erfindung, teilweise entlang einer axialen Ebene aufgeschnitten dargestellt, und F i g. 3 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie III-111 der F i g. 2.
Der in der F i g. 1 gezeigte Vakuumschalter umfaßt ein Gehäuse, das aus einem zylindrischen Teil aus elektrischem Isoliermaterial gebildet ist, sowie zwei metallische Abschlußplatten 2, 3, die an den Stirnseiten des Gehäuseteils 1 abgedichtet befestigt sind. Zwei Leiter 4, 5 erstrecken sich durch die Abschlußplatten in das Gehäuse. Eine zylindrische Metallabschirmung 6 ist innerhalb des Gehäuses gehaltert und verläuft rund um die benachbarten inneren Enden der Leiter 4, 5.
Der Leiter 4 ist abgedichtet durch die Abschlußplatte 2 hindurchgeführt. Der Leiter 5 verläuft mit seitlichem Spiel durch eine Öffnung in der Abschlußplatte 3 und ist in dieser Öffnung durch einen Balg 7 abgedichtet, der eine kleine Längsbewegung des Leiters 5 relativ zu der Abschlußplatte 3 ermöglicht. Die inneren Enden der Leiter 4, 5 sind einander gegenüberliegend angeordnet, und die zugelassene Längsbewegung des Leiters 5 gestattet, daß die inneren Enden der Leiter in Anlage miteinander gebracht oder voneinander getrennt werden können.
Die Abschirmung 6 ist an einem ringförmigen Vorsprung 8 an der inneren Fläche des zylindrischen Gehäuseteils 1 befestigt. Es ist ersichtlich, daß die Abschirmung 6 zur inneren Fläche des Gehäuses und zu den Leitern 4, 5 nur einen kleinen Abstand hat. Die Abschirmung 6 verläuft rund um die benachbarten inneren Enden der Leiter und verhindert ein Niederschlagen des Metalldampfes auf die innere Fläche des Gehäuses. Der Metalldampf wird durch einen Lichtbogen erzeugt, der bei Unterbrechung des Stromes zwischen den Leitern auftritt.
Damit der Druck innerhalb des Gehäuses durch die Absorbierung von Gasmolekülen, die aus dem Material der Teile innerhalb des Gehäuses während des Betriebs des Schalters entweichen, auf einen Wert gehalten wird, der durch den Einsatz einer Vakuumpumpe erreicht ist, ist ein Getter innerhalb des Gehäuses angeordnet. An einem Ende der Abschirmung 6 ist eine Ausnehmung 9 vorgesehen. Das Getter 10 ist quer über diese Ausnehmung an die Abschirmung angeschweißt. Das Getter 10 besteht vorzugsweise aus einem Stück Metallrohr, welches ein geeignetes Gettermaterial enthält. Die Röhrenden sind an die Abschirmung angeschweißt, und das Rohr erstreckt sich quer über die Ausnehmung 9 derart, daß es den meisten Platz- in der Ausnehmung ausfüllt: Das Rohr liegt so innerhalb der Umfangsfläche der Abschirmung, daß es kaum über diese Fläche hervorsteht und in die schmalen Zwischenräume zwischen der Abschirmung und dem Leiter 4 und der inneren Fläche des Gehäuses hineinragt. Die Möglichkeit, daß sich das Getter aus seiner richtigen Einbaulage herausbewegt und in Berührung mit einem der Leiter oder dem Gehäuse kommt, ist daher beträchtlich reduziert.
Da ferner das Getter so ziemlich den gesamten Raum in der Ausnehmung 9 einnimmt, ist der durch die Abschirmung erzeugte Abschirmeffekt nicht wesentlich vermindert. Die Ausnehmung 9 kann spitze Ecken aufweisen, und es tritt normalerweise in dem Bereich, der diese spitzen Ecken umgibt, ein elektrisches Feld auf. Durch Befestigung des rohrförmigen Getters quer über die Ausnehmung wird der Einfluß dieser spitzen Ecken jedoch ziemlich ausgeschaltet, und es tritt kein störendes elektrisches Feld auf.
Das Getter kann nach irgendeinem bekannten Verfahren aktiviert werden, wie z. B. durch Verwendung eines Strahles von Hochfrequenzstrahlen, dessen Quelle außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und der das Rohr erwärmt und ein Entweichen des Gettermaterials in das Gehäuse ermöglicht. Durch Anordnung des Getters an dem einen Ende der Abschirmung ist es einfacher, das Getter zu aktivieren, ohne daß die anderen Teile des Vakuumschalters innerhalb des Gehäuses nachteilig beeinflußt werden.
Wenngleich vorstehend ein Getter aus einem Stück Rohr, welches das Gettermaterial enthält, beschrieben ist, sei bemerkt, daß auch eine andere geeignete Art eines Getters, z. B. ein Stück Getterdraht, benutzt werden kann, vorausgesetzt, daß das Getter so angeordnet werden kann, daß es innerhalb der Umfangsfläche der Abschirmung liegt.
In den F i g. 2 und 3 sind weitere Einzelheiten des Vakuumschalters dargestellt. Der bewegbare Leiter 5 erstreckt sich durch eine Öffnung 11 in der Abschlußplatte 3 und ist in dieser mittels eines Balgs 7 abgedichtet befestigt. Die Leiter 4, 5 sind durch das elektrische Isolierteil 1 des Gehäuses voneinander isoliert.
Wie am deutlichsten aus der F i g. 3 ersichtlich ist, erstreckt sich das Getter 10, das hier in einer anderen Ausführungsform als Streifen oder Getterdraht dargestellt ist, innerhalb der Ausnehmung 9 und ragt nur geringfügig über die äußere zylindrische Fläche der Abschirmung 6 und über das Ende der Abschirmung 6. Es wird hervorgehoben, daß die Breite des Getters, gleich ob dieses aus einem Rohr oder einem Metallstreifen besteht, klein ist, so daß das Getter nur ganz geringfügig in den Raum zwischen der Abschirmung 6 und dem Gehäuse 1 und in den Raum zwischen der Abschirmung 6 und dem Leiter 4 hineinragt.

Claims

Patentansprüche: 1. Vakuumschalter mit zwei elektrisch voneinander isolierten Leitern, die sich mit ihren inneren einander gegenüberliegenden Enden in das Gehäuse erstrecken und relativ zueinander bewegbar sind, einer Abschirmung, die innerhalb des Gehäuses gehaltert ist und rund um die benachbarten inneren Enden der Leiter verläuft, und einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Getter, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Teil der Abschirmung (6) eine Ausnehmung (9) vorgesehen ist und daß quer über die Ausnehmung (9) ein Getter (10) derart befestigt ist, daß es innerhalb der Umfangsfläche der Abschirmung liegt.
2. Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (9) in dem einen Ende der Abschirmung (6) ausgebildet ist.
3. Vakuumschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (9) durch die gesamte Materialdicke der Abschirmung (6) verläuft.
4. Vakuumschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getter (10) den gesamten Raum innerhalb der Ausnehmung (9) einnimmt.
5. Vakuumschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getter (10) aus einem Rohr besteht, welches das Gettermaterial enthält.
6. Vakuumschalter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getter (10) aus einem Streifen aus Gettermaterial besteht.