DE1957829A1

DE1957829A1 - Vakuum-Schaltkapsel fuer Vakuumschalter und -schuetze

Info

Publication number: DE1957829A1
Application number: DE19691957829
Authority: DE
Inventors: Gebauer Dipl-Ing Eckehard; Voigt Dipl-Ing Gerhard
Original assignee: Elektro Apparate Werke VEB
Current assignee: Elektro Apparate Werke VEB
Priority date: 1969-04-18
Filing date: 1969-11-18
Publication date: 1970-11-12
Also published as: AT298604B; DE1957829B2; FR2079710A5; GB1292829A; CS149692B2

Description

VaKuum-Üchaltkapsel für Vakuumschalter und -schütze

Die Erfindung betrifft eine Vakuum-iSchaltkapsel für Vakuumschalter und -schütze mit zwei elektrisch voneinander isolierten Elektroden, von denen die eine fest und die andere über einen Metallbalg beweglich angeordnet ist bzw. die beide fest angeordnet sind und durch ein bewegliches Schaltbrückenstück überbrückt werden.

Bekannterweise besteht eine Vakuum-Schaltkapsel aus einer rohrförmigen Isolierstrecke, z.B. aus Keramik oder Glas, aus stirnseitig mit dem Rohr verbundenen Metallplatten zur Aufnahme der festen Elektrode und des Metallbalges, der wiederum die bewegliche Elektrode'trägt und aus dem rohrförmigen Schirm, der die Aufgabe hat, die Isolierstrecke vor Beschlagen mit Metalldampf zu schützen.

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Die stirnseitig angeord'ietan Metallplatte!! müssen aas einem Material sein, das dem Aisdehnungskoeffizienten von Glas bzw. Keramik angepaßt ist. Die Herstellung solcher Vakuum-Schaltkapseln ist teci-nolo^isch schwierig und verhältnismäßig kostspielig·

Der vorlie enden Erfindung lie^t da.~*er die Aufgabe zugrunde_v eine Vakuum-Schaltkapsel zu schaffen, die klein und technologisch einfach zu fertigen ist.

besteht aie Vakuum-ocualtkapsel aus einem Metallzylinder mit an einer oder beiden Stirnseiten scheiben-™ . förmig bsw. radial angeordneter Isoiierstrecke.

Vorteilhaft bei dieser Ausführun ist, daß die Isoliersfcrecke nur auf Druck beansprucht wiru und da^it eine größere Festigkeit zur jeweiligen Verbindung mit Metall erreicht wird.

Diese Isolierscheioen können einmal aus Keramik bestehen und airch Lötung mit den Metallteilen verbunden sein, zum anderen kann die Isolierstrecke durch eine Druck- oder Preßglasverbindung gebildet sein·

' In Weiterbildung der Erfindung kann eine Erhöhung der Kriechwege der Isolationsstrecke durch Anbringen von Wülsten bzw. Rillen erreicht werden.

Besonders einfach und billig ist die Druck- oder Preßglasverbindung herzustellen. Dabei werden die Metallteile ° emailliert, es wird ein entsprechender Glasring eingesetzt <° und die Verbindung durch Sintern bei Temperaturen von ca. ** 800° C hergestellt. Gegenüber der Keramikaueführung besteht ^ bei der Druck- oder Preßglaaaueführung der Nachteil,' daß

to sie nicht so hoch ausgeheist werden kann· Die Ausheiztempe- ■

^ ratur richtet sich jedoch auch nach den in der Vakuum-Scb.feltkapsel befindlichen Teilen und besondere Rückeicht muB dabei auf Schaltstückaaterialkomponenten genommen werden, die z.T. einen sehr niedrig liegenden Schmelzpunkt haben·

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Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Einsparung de· Schirmes und dem oamit möglichen kleineren Durchmesser der Vakuum-Schaltkapsel· An dea Schire kondensiert der im Kontaktspalt entstenende und nach außen tretend· Metalldampf. Dabei wird der Schirm durch aie frei werdende Kondensat iomwann·, Ionisations- und kinetische Energie de· Metalldampf ea aufgebellt. Damit eine ausreichende wiederkehrend· elektrische Festigkeit erreicht wiru, muß aiese Wärm· »ebne11 nach außen abgeleitet werden· Bei der vorliegenden Ausführung ist dieses Problem besonders gunstig dadurch gelöst, dafi der Scηinn gleichzeitig Außenwandung ist und gut die Warm* abgeben kann.

Bei niearigen Nennspannungen kann weiter e rf indium egemöß eine Isoxier&trecke eingespart werden, na ergibt sich dadurch eine weitere Vereinfachuno und Verbilligung der Sohaltkapsel.

Sind die üchaltstücke so txoß, uaß Jer Abstand zur Wandung nur etwas o^öLer als der äcualtstückabstand selbst ist, so werden die Isolierstrecken durch die Schaltstücke begen den entstehenden Metalldampf abgedeckt. Ist dieser Abstand aus f'or.K ti ons technischen Gründen größer, so liegen die Isolierst recken verhälfcnisiaääig ungeschützt. In Weiterbildung der Erfindung wird der wegen der Anpassung an den Ausdehnungskoeffizienten der Isolierstrecke erforderliche Metallring daher so ausgebildet, daß er dl· Isolieretrecke abdeckt und aatnit das Bilden eines Metallbelage· auf diesem verhindert.

Vorteiltaftemeise kann der darji auch als Schirm dienend· l.< β tallzy linder besonders in der Nähe der Sohaltstücjce mit über den gesamten Umfang gehenden Rillen rersshen se in, um seinen Absorbtionsgrad als auch sein· wärmeabgebend· Oberfläche zu erhöhen.

weiterer Torteil der erfindungsgemäJen Lösung ergibt eich aus der günstigen Möglichkeit sur Lagerbefestigung, die durch Verlängerung des Metallsyllndera erreicht wird·

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Die Verwendung von treß- oder Druckglas zum Herstellen einer vakuumdichten, isolierenden Verbindung zwischen einem rohrförmigen Metallteil und einer Elektrode ist in der Vakuumtechnologie, besonders bei Eisencleichrichtern als -dektrodendurchführungen, üblich. Hierbei rieht es aber im wesentlichen um die 3chaffung einer vakuumdichten Isolation zum Zwecke einer DurcFührung, wobei der äußere Metallring als Schweißverbindung uient.

Auch die Verwendung eines metallischen, topfförmigen Gehäuses als Katode mit einem auf die offene Seite gesetzten Keramiktopf zum Tragen der Zündelektrode bei einem Schalter mit zwei feststehenden Ilauptelek'troden, in deren Bereich sich Zündelükoroden oefinden, ist begannt. Hierbei handelt es sich aber nicht um einen Vakuumschalter im üblichen Sinne· Der Grund für die topffönnige Ausführung der Katode in Metall liegt in der elektrischen Abschirmung begründet.

An Hand zweier AusführungbeispieIe soll der Jemenstand der Erfindung näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeilen:

Fi^. 1: einen ocnnitt durch eine Vakuum-Schaltkapsel, bei der der ochirm gleichzeitig Außenwand ißt und zusätzlich auf dem Potential einer Elektrode liegt,

Fig. 2: die Teilansicht der Isolierscheibe mit einer Abdeckung,

Fig. 3: einen Schnitt durch eine Vakuum-Schaltkapsel, bei aer die Außenwand isoliert ist.

Nach Fig. ι werden Metallzylinaer 1 und Metallring 2 über eine Isolierstrecke 3 mit Wülsten bzw. Rillen 4, aus Preßoder Druckglas oder aus Keramik bestehend, vakuumdicht verbunden. Nach einsetzen der festen Elektrode 6 mit Schaltstück 7 werden die vorher verbundenen Teile - Metallbalg 5 mit beweglicher elektrode 6 und Schaltstück 9 - ebenfalls

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eingesetzt und Metallbalg 5 mit Metallzylinder 1 verschweißt. Die letzte Verbindung wird zwischen den Teilen 2 una 6 vorgenommen, wodurch sämtliche if'erti£unkstoleranzen ausgeglichen werden können.

Der Abstand zwischen Metallzylinder 1 una den Schaltstücken und 9 muß etwas größer als der Schaltstückabstand selbst sein. Damit dient der Metallzylinder 1 gleichseitig als Wandung und als Schirm für den beim Abschaltvorgang entstehenden Metalldampf, der sich dort niederschlägt. Die Gefahr des Überziehens der Isolierstrecke 3 mit einer aufgedampften Metallschicht besteht nicht, da diese durch das Schaltstück weitgehendst abgedeckt ist. Durch diese Anordnung wird die Abgabe der von dem Schirm aufgenommenen Wärme wesentlich verbessert. Eine Erhöhung des Absorbtionsgrades und der wärmeabkühluns ües Metallzylinders 1 kann durch hier nicht gezeichnete rillenföraige Einprägungen, aie über den gesamten Umfang gehen, erreicht werden. '

Der Metallzylinder 1 ist über die Befestigungsstelle mit dem Metallbalg 5 hinaus verlängert, um gleichzeitig als Aufnahme für das Lager 10 der beweglichen Elektrode 8 zu dienen. Dadurch wird eine zusätzliche Lagerjustage erspart, da alle Bauteile auf den Metallzylinder 1 als Bezugskörper ausgerichtet sind·

Fig. d. zeigt, wie der Metallring 2 durch Aufweitong oder Ansetzen eines Tellers 2« zur Abdeckung der Isolierstrecke dienen kann.

Fig. 3 stellt eine Erweiterung der Vakuum-Schaltkapsel nach Fig. 1 dar. Durch die zweite Isolierstrecke 3a mit Metallring 2a wird eine Potentialtrennung des Metallsylinders 1 von Potential der ueweglichen Elektrode & erreicht. Notwendig ist dazu die dargestellte Aufweitung des Metallzylinders 1.

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Claims

Patentansprüche

Vakuum-Schaltkapsel für Vakuumschalter und »schütze mit zwei voneinander isolierten .b Ie k Sr öden, dadurch gekennzeichnet, daß die SchaltKapsel aus einem Metallzylinder (1) mit an einer oder beition Stirnseiten angeordneter und z.B. als Scheibe ausgebildeter Isolierstrecke (3,3^) besteht.

^ 2. Vakuum-Schaltkapsel nach Anspruch .1, dadurch gekennzeichnet, aaB die Isolierstrecken (3»3a) aus Keramik besteigen.

3. Vakuum-Schaltkapsel nach Ansprach 1, aadarcli gekennzeichnet, daß die Isolierstrecken (3, 3a) aus DrucA- oder Preßglas bestehen.

4. Vakuum-Schalt^apsel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstrecken Wulste bzw. Rillen (4) besitzen.

k 5· Vakuum-Schaltxapsel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der .Metallzylinder gleichzeitig als Schirm dient und im Bereici der Schaltstücke (7i9) rillenförmige Einprägungen aufweist.

6. Vakuum-Schaltkapsel nach Anspruch 1 bis 5 t dadurch gekennzeichnet, daß der die feste Elektrode (6) aufnehmende Metallring (2) so aasgebildet ist, daß er die Isolierstrecke (3) abschirmt.

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