DE19852530C1 - Vakuumschalter, insbesondere für Hochspannung - Google Patents
Vakuumschalter, insbesondere für HochspannungInfo
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Abstract
Bei einem Vakuumschalter mit einem in einer Vakuumschaltkammer (1) angeordneten feststehenden Schaltkontakt (7) und mit einem gegen diesen axial verschiebbaren, von einem Schaltstift (10) getragenen Schaltkontakt (8), wobei der Schaltstift (10) von einem die Vakuumkammer (1) abdichtenden Metallfaltenbalg (14) koaxial umschlossen ist und der axial verschiebbare Schaltkontakt (8) zumindest in der Einschaltstellung unter der Wirkung einer zwischen den Schaltkontakten (7, 8) die erforderliche Kontaktkraft erzeugenden Einrichtung steht, besteht diese aus einem im Bereich der Vakuumschaltkammer (1) angeordneten Magneten (16), der mit einem an dem Schaltstift (10) angeordneten Anker (17) derart in Wirkverbindung steht, daß im geschlossenen Zustand der Schaltkontakte (7, 8) der Anker (17) der maximalen Anziehungskraft des Magneten (16) ausgesetzt ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Vakuumschalter, insbesondere für
Hochspannung, mit einem in einer Vakuumschaltkammer angeord
neten feststehenden Schaltkontakt und mit einem gegen diesen
axial verschiebbaren, von einem mit dem Schalterantrieb in
Verbindung stehenden Schaltstift getragenen Schaltkontakt,
wobei der Schaltstift von einem die Vakuumschaltkammer ab
dichtenden Metallfaltenbalg koaxial umschlossen ist und der
axial verschiebbare Schaltkontakt zumindest in der Einschalt
stellung unter der Wirkung einer zwischen den Schaltkontakten
die erforderliche Kontaktkraft erzeugenden Einrichtung steht,
die aus einem im Bereich der Vakuumschalter angeordneten
Magneten besteht.
Ein derartiger Vakuumschalter ist in ähnlicher Form aus der
US 3,663,906 bekannt. Die Kontaktkraft wird dort durch eine
mit dem Schaltstrom beaufschlagte Leiterschleife erzeugt.
Ein Vakuumschalter geht hinsichtlich der Anordnung der
Schaltkontakte in einer Vakuumschaltkammer und des mit dem
Schalterantrieb in Verbindung stehenden Schaltstiftes, der
von einem die Vakuumschaltkammer abdichtenden Metallfal
tenbalg koaxial umschlossen ist, im wesentlichen beispiels
weise aus der DE 196 03 158 A1 hervor. Um die Funktionsfähig
keit des Vakuumschalters zu gewährleisten, steht der axial
verschiebbare Schaltkontakt über den zugehörigen Schaltstift
in der Einschaltstellung unter der Wirkung einer zwischen den
Schaltkontakten die erforderliche Kontaktkraft erzeugenden
Einrichtung. Dabei kommen als die erforderliche Kontaktkraft
erzeugenden Einrichtungen dort Federn zur Anwendung, die in
den Schalterantrieb des Vakuumschalters integriert sind.
Eine Variante der Anordnung der Druckfeder innerhalb des
Schalterantriebes von Vakuumschaltern ist aus
der EP 0 172 986 A2 ersichtlich. Um insbesondere den den
axial verschiebbaren Schaltkontakt tragenden Schaltstift wäh
rend des Schalthubes frei von Querkräften zu halten, trägt
bei diesem Schaltantrieb das eine Ende der rechtwinklig zur
Bewegungsrichtung des Schaltstiftes verlaufenden Antriebs
stange einen in eine Kulisse eingreifenden Zapfen. Während an
diesem das eine Ende eines Pleuels angelenkt ist, ist das an
dere Ende des Pleuels über eine Schleppverbindung am
Schaltstift angelenkt. Die auf dem Pleuel verschwenkbar ange
ordnete Druckfeder, die während des Einschalthubes gespannt
wird und in der Einschaltstellung die erforderliche Kontakt
kraft zwischen den Schaltkontakten erzeugt, ist einerseits am
Pleuel und andererseits über ein Kopplungsstück am
Schaltstift abgestützt.
Weitere Ausführungsvarianten der Anordnung einer die erfor
derliche Kontaktkraft zwischen den Schaltkontakten eines
Vakuumschalters erzeugenden Druckfeder gehen beispielsweise
auch aus den DE 39 06 786 A1 und DE 39 01 712 A1 hervor. Da
bei wird gemäß dem Vakuumschalter nach der DE 39 01 712 A1
eine Anordnung der Druckfeder geschaffen, die auf die axial
verschiebbaren Schaltkontakte von zwei spiegelbildlich ange
ordneten Vakuumschaltkammern wirkt.
Unabhängig davon, wie die Anordnung der die Kontaktkraft er
zeugenden Druckfeder bei dem jeweiligen Vakuumschalter ge
troffen wird, ist sie immer in den Schalterantrieb des Vaku
umschalters integriert. Das aber bedeutet, daß dies stets,
wie besonders aus der Anordnung der Druckfeder innerhalb des
Schalterantriebes des Vakuumschalters nach
der EP 0 172 986 A2 hervorgeht, mit einer aufwendigen ko
stenerhöhenden Konstruktion verbunden ist. Dabei sind außer
dem durch das Gestänge des Schalterantriebes zusätzliche
Kräfte aufzubringen, was gleichzeitig mit einer erhöhten An
triebsenergie verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vakuumschal
ter entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen,
durch den bei Reduzierung des Aufwandes für die die erforder
liche Kontaktkraft erzeugende Einrichtung die in der Ein
schaltstellung zwischen den Schaltkontakten erforderliche
Kontaktkraft das Gestänge des Schalterantriebes nicht beein
flußt, so daß dieses kräftefrei bleibt und gleichzeitig eine
Verringerung der Antriebsenergie erreicht wird.
Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß der Magnet
mit einem an dem den axial verschiebbaren Schaltkontakt
tragenden Schaltstift angeordneten Anker derart in
Wirkverbindung steht, daß im geschlossenen Zustand der
Schaltkontakte der Anker der maximalen, aus dem magnetischen
Feld des Magneten resultierenden Anziehungskraft ausgesetzt
ist. Dabei ist sowohl der Magnet als auch der Anker
vorteilhaft innerhalb der Vakuumschaltkammer angeordnet. Das
schließt jedoch nicht aus, daß sowohl der Magnet als auch der
Anker außerhalb der Vakuumschaltkammer angeordnet sein
können, und zwar unmittelbar am Austritt des den axial
verschiebbaren Schaltkontakt tragenden Schaltstiftes aus der
Vakuumschaltkammer, und zwar vor der Verbindung dieses
Schaltstiftes mit dem Schalterantrieb.
Der Magnet kann sowohl ein Dauermagnet als auch ein Elektro
magnet sein. Bei der Anordnung des Magneten und damit des An
kers innerhalb der Vakuumschaltkammer sollte der Magnet
zweckmäßigerweise jedoch ein Dauermagnet sein, da dadurch die
bei einem Elektromagneten zu berücksichtigenden Abdichtungen
bei der Hereinführung der elektrischen Leiter in die Vakuum
schaltkammer entfallen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der den axial
verschiebbaren Schaltkontakt tragende Schaltstift im Bereich
des Bodens der Vakuumschaltkammer von einem am Boden befe
stigten Tragkörper konzentrisch umschlossen, an dem der
Magnet (16) angeordnet ist.
Ist der Tragkörper und damit der an diesem befestigte Magnet
innerhalb der Vakuumschaltkammer angeordnet, so ist es für
die Ausbildung sowohl des Metallfaltenbalges als auch des
Tragkörpers hinsichtlich ihrer Abmessungen vorteilhaft, wenn
der Tragkörper mit dem Magneten innerhalb des Raumes angeord
net ist, der durch den die Vakuumschaltkammer abdichtenden,
den mit dem Schalterantrieb in Verbindung stehenden
Schaltstift koaxial umschließenden Metallfaltenbalg begrenzt
ist. Das schließt jedoch nicht aus, daß der Tragkörper und
damit der Magnet auch außerhalb des Metallfaltenbalges, also
unmittelbar innerhalb der Vakuumschaltkammer angeordnet sein
können, und zwar besonders dann, wenn der Ausbildung der Va
kuumschaltkammer ein Metallfaltenbalg kleiner Abmessungen ge
recht wird, so daß der Raum, der durch den Metallfaltenbalg
begrenzt ist, für die Anordnung des Tragkörpers und damit des
Magneten nicht ausreichend ist.
Damit über die gesamte Kontaktfläche der Schaltkontakte die
für eine einwandfreie Funktion des Vakuumschalters erforder
liche Kontaktkraft zwischen den Schaltkontakten zur Verfügung
steht, sind sowohl der Magnet als auch der Anker ringförmig
ausgebildet.
Indem gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sowohl der
Magnet als auch der Anker im Bereich ihres Zusammentreffens
bei einem Einschaltvorgang jeweils eine in axialer Richtung
der Schaltstifte verlaufende konusförmige Auflauffläche be
sitzen, derart, daß die Auflauffläche des Ankers mit der Auf
lauffläche des Magneten korrespondiert, wird gleichzeitig der
Abbrand an den Schaltkontakten des Vakuumschalters berück
sichtigt. Erfolgt also ein Abbrand an den Schaltkontakten, so
berücksichtigen die korrespondierenden konusförmigen Auf
laufflächen sowohl am Magnet als auch am Anker stets den
größer werdenden aus dem Abbrand resultierenden Schalthub des
Schaltstiftes. Das aber bedeutet, daß der Anker unabhängig
vom Abbrand an den Schaltkontakten im Einschaltzustand immer
einer ausreichenden, aus dem magnetischen Feld des Magneten
resultierenden Anziehungskraft ausgesetzt ist.
Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 den Schnitt einer Vakuumschaltkammer eines Vakuum
schalters mit einer die erforderliche Kontaktkraft
zwischen den Schaltkontakten erzeugenden Einrichtung
und
Fig. 2 den Schnitt einer Vakuumschaltkammer mit einer ge
genüber Fig. 1 veränderten Ausführung und Anordnung
der die erforderliche Kontaktkraft erzeugenden Ein
richtung.
Wie die Fig. 1 zeigt, besteht die Vakuumschaltkammer 1 im
wesentlichen aus einem oberen und einem unteren Isolierzylin
der 2, 3, zwischen denen ein Metalldampfschirm 4 befestigt
ist. An ihren Stirnseiten wird die Vakuumschaltkammer 1 durch
den Boden 5 sowie durch die Endplatte 6 begrenzt. Dabei ist
sowohl der Boden 5 als auch die Endplatte 6 vakuumdicht mit
dem jeweiligen Isolierzylinder 2, 3 verbunden.
Ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten Ausschaltstellung ste
hen sich innerhalb der Vakuumschaltkammer 1 zwei Schaltkon
takte 7, 8 gegenüber, von denen der Schaltkontakt 7 festste
hend ist und von einem Schaltstift 9 getragen wird, der in
der Endplatte 6 vakuumdicht befestigt ist. Der andere Schalt
kontakt 8 ist gegen den feststehenden Schaltkontakt 7 axial
verschiebbar und wird dabei von einem Schaltstift 10 getra
gen, der über die Antriebsstange 11 mit dem Schalterantrieb
12 des Vakuumschalters in Verbindung steht. Dabei ist die
Verbindung des Schaltstiftes 10 mit dem Schalterantrieb 12
nicht notwendigerweise eine Antriebsstange 11, sondern es
kann beispielsweise auch eine Kurvenscheibe sein. Über die
Kontaktelemente 13 wird der Strom von dem Schaltstift 10 auf
den Boden 5 übertragen. Koaxial ist der Schaltstift 10 von
einem Metallfaltenbalg 14 umschlossen, der einerseits mit dem
Schaltstift 10 und andererseits mit dem Boden 5 der Vakuum
schaltkammer 11 vakuumdicht verbunden ist.
Damit in der Einschaltstellung des Vakuumschalters die
Schaltkontakte 7, 8 mit der für eine einwandfreie Funktion des
Vakuumschalters erforderlichen Kontaktkraft miteinander in
Berührung stehen, ist innerhalb des Raumes 15, der durch den
Metallfaltenbalg 14 begrenzt ist, sowohl ein Magnet 16, der
ein Dauermagnet, aber auch ein Elektromagnet sein kann, als
auch ein Anker 17 angeordnet. Während der Anker 17 an dem
Schaltstift 10 angeordnet ist, wird der Magnet 16 von einem
am Boden 5 der Vakuumschaltkammer 1 befestigten, aus Isolier
stoff bestehenden Tragkörper 18 aufgenommen, der den
Schaltstift 10 konzentrisch umgibt. Im geschlossenen Zustand
des Schaltkontaktes 7, 8 steht der Anker 17 mit dem Magnet 16
derart in Verbindung, daß der Anker 17 der maximalen, aus dem
magnetischen Feld dessen Magneten 16 resultierenden An
ziehungskraft ausgesetzt ist. Indem sowohl der Magnet 16 als
auch der Anker 17 ringförmig ausgebildet sind, wird erreicht,
daß gleichzeitig über die gesamte Kontaktfläche die erfor
derliche Kontaktkraft zwischen den Schaltkontakten 7, 8 zur
Verfügung steht. Somit ergibt sich aus der Erfindung, daß mit
einfachen Mitteln in der Einschaltstellung des Vakuum
schalters die erforderliche Kontaktkraft zwischen den Schalt
kontakten 7, 8 zur Verfügung steht, ohne daß das Gestänge des
Schalterantriebes zusätzlichen Kräften ausgesetzt ist, und
daß gleichzeitig auch eine Reduzierung der Antriebsenergie
erfolgen kann.
Die Vakuumschaltkammer 1 nach Fig. 2 besteht im wesentlichen
wieder aus dem oberen und dem unteren Isolierzylinder 2, 3 mit
dem Metalldampfschirm 4 und ist an ihren Stirnseiten durch
den Boden 5 sowie durch die Endplatte 6 vakuumdicht abge
schlossen. Innerhalb der Vakuumschaltkammer 1 stehen einander
zwei Schaltkontakte 7, 8 gegenüber. Während der Schaltkontakt
7 über den Schaltstift 9 feststehend angeordnet ist, ist der
Schaltkontakt 8 gegen den feststehenden Schaltkontakt 7 axial
verschiebbar, indem der zugehörige Schaltstift 10 über die
Antriebsstange 11 mit dem Schalterantrieb 12 in Verbindung
steht. Der Schaltstift 10 ist auch hier von einem Metallfal
tenbalg 14 umschlossen, durch den die Vakuumschaltkammer 1 im
Bereich des Schaltstiftes 10 vakuumdicht verschlossen ist.
Im Gegensatz zu der Vakuumschaltkammer 1 nach Fig. 1 ist bei
dieser Vakuumschaltkammer die in der Einschaltstellung
zwischen den Schaltkontakten 7, 8 die erforderliche Kontakt
kraft erzeugende Einrichtung, die wieder aus dem Magneten 16
und aus dem Anker 17 besteht, jedoch nicht innerhalb des Rau
mes 15 angeordnet, der durch den Metallfaltenbalg 14 begrenzt
ist, sondern außerhalb des Metallfaltenbalges 14. Das bedeu
tet, daß der Tragkörper 18, der den Magneten 16 trägt, kon
zentrisch zu dem Metallfaltenbalg 14 angeordnet ist, wobei
der Magnet 16 oberhalb des Metallfaltenbalges 14 positioniert
ist. Daraus resultiert aber auch, daß der mit dem Schaltstift
10 in Verbindung stehende Anker 17 ebenfalls oberhalb des Me
tallfaltenbalges 14 angeordnet ist.
Bei dieser Anordnung des Magneten 16 des Ankers 17 besitzen
diese, wie die Fig. 2 zeigt, im Bereich ihres Zusammentref
fens bei einem Einschaltvorgang jeweils eine um die axiale
Richtung des Schaltstiftes 10 verlaufende konusförmige Auf
lauffläche 19, 20. Dabei sind diese Auflaufflächen 19, 20 der
art zueinander angeordnet, daß die Auflauffläche 20 des An
kers 17 mit der Auflauffläche 19 des Magneten 16 korrespon
diert. Gleichzeitig sind die Auflaufflächen 19, 20 vor der
Inbetriebnahme des Vakuumschalters so zueinander justiert,
daß in der Einschaltstellung des Vakuumschalters zwischen
beiden Auflaufflächen 19, 20 ein Spalt gebildet ist, der den
in Betrieb des Vakuumschalters an den Schaltkontakten 7, 8
entstehenden Abbrand berücksichtigt. Dadurch wird sicherge
stellt, daß bei einem Abbrand an den Schaltkontakten 7, 8 der
daraus resultierende größer werdende Schalthub des den axial
verschiebbaren Schaltkontakt tragenden Schaltstiftes 10 be
rücksichtigt wird, so daß auch nach einem Abbrand an den
Schaltkontakten 7, 8 der Anker 17 weitestgehend der maximalen
Anziehungskraft des Magneten 16 ausgesetzt ist.
Auch bei der Vakuumschaltkammer 1 nach Fig. 1 können der
Magnet 16 und der Anker 17 mit miteinander korrespondierenden
konusförmigen Auflaufflächen versehen sein.
Claims (6)
1. Vakuumschalter, insbesondere für Hochspannung, mit einem
in einer Vakuumschaltkammer (1) angeordneten feststehenden
Schaltkontakt (7) und mit einem gegen diesen axial verschieb
baren, von einem mit dem Schalterantrieb (12) in Verbindung
stehenden Schaltstift (10) getragenen Schaltkontakt (8), wo
bei der Schaltstift (10) von einem die Vakuumschaltkammer (1)
abdichtenden Metallfaltenbalg (14) koaxial umschlossen ist
und der axial verschiebbare Schaltkontakt (8) zumindest in
der Einschaltstellung unter der Wirkung einer zwischen den
Schaltkontakten (7, 8) die erforderliche Kontaktkraft erzeu
genden Einrichtung steht, die aus einem im Bereich der
Vakuumschaltkammer (1) angeordneten Magneten (16) besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet (16) mit einem an dem den axial verschiebbaren
Schaltkontakt (8) tragenden Schaltstift (10) angeordneten An
ker (17) derart in Wirkverbindung steht, daß im geschlossenen
Zustand der Schaltkontakte (7, 8) der Anker (17) der maxima
len, aus dem magnetischen Feld des Magneten (16) resultieren
den Anziehungskraft ausgesetzt ist.
2. Vakuumschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl der Magnet (16) als auch der Anker (17)innerhalb
der Vakuumschaltkammer (1) angeordnet sind.
3. Vakuumschalter nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der den axial verschiebbaren Schaltkontakt (8) tragende
Schaltstift (10) im Bereich des Bodens (5) der Vakuumschalt
kammer (1) von einem am Boden (5) befestigten Tragkörper (18)
konzentrisch umschlossen ist, an dem der Magnet (16) angeord
net ist.
4. Vakuumschalter nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tragkörper (18) mit dem Magneten (16)innerhalb des
Raumes (15) angeordnet ist, der durch den die Vakuumschalt
kammer (1) abdichtenden, den mit dem Schalterantrieb (12) in
Verbindung stehenden Schaltstift (10) koaxial umschließenden
Metallfaltenbalg (14) begrenzt ist.
5. Vakuumschalter nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl der Magnet (16) als auch der Anker (17) ringförmig
ausgebildet sind.
6. Vakuumschalter nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl der Magnet (16) als auch der Anker (17) im Bereich
ihres Zusammentreffens bei einem Einschaltvorgang jeweils
eine um die axiale Richtung der Schaltstifte (10) verlaufende
konusförmige Auflauffläche (19, 20) besitzen, derart, daß die
Auflauffläche (20) des Ankers (17) mit der Auflauffläche (19)
des Magneten (16) korrespondiert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998152530 DE19852530C1 (de) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | Vakuumschalter, insbesondere für Hochspannung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998152530 DE19852530C1 (de) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | Vakuumschalter, insbesondere für Hochspannung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=7887775
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DE1998152530 Expired - Fee Related DE19852530C1 (de) | 1998-11-06 | 1998-11-06 | Vakuumschalter, insbesondere für Hochspannung |
Country Status (1)
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DE (1) | DE19852530C1 (de) |
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- 1998-11-06 DE DE1998152530 patent/DE19852530C1/de not_active Expired - Fee Related
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---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
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