DE19933495A1 - Unterbrecher für Schaltautomaten - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Unterbrecher für einen Stromkreisunterbrecher für eine Übertragungs- oder Verteilungsleitung, welcher einen Lichtbogen verteilen und schwächen kann, der aus der Trennung von Kontakten resultiert, den Verschleiß der Kontakte durch den Lichtbogen reduzieren kann und die Unterbrechungsleistungsfähigkeit erhöhen kann, wenn ein abnormaler Strom, wie z. B. ein Überstrom, erzeugt wird. Eine Anzahl horizontaler Schleifen leitfähiger Pfade wird auf einer festen Elektrode und auf einer beweglichen Elektrode gebildet, wodurch eine Anzahl vertikaler Magnetfelder parallel zu einer Erzeugungsrichtung des Lichtbogens gebildet wird. Wenn der Lichtbogen zwischen einem festen Kontaktierer und einem beweglichen Kontaktierer, die jeweils zwischen der festen Elektrode und der beweglichen Elektrode verbunden sind, erzeugt wird, kann der Bogen gleichmäßig auf den festen und den beweglichen Kontaktierer verteilt werden. Gleichzeitig kann eine Bewegung des Lichtbogens unterbrochen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schaltautomaten zur Verwen­ dung für eine Leistungsübertragungsleitung oder eine Leistungsverteilungsleitung und insbesondere auf einen Unterbrecher für einen Schaltautomaten, der einen Lichtbogen, welcher aus der Trennung von Kontakten resultiert, verteilen und schwächen kann, Verschleiß der Kontakte durch den Lichtbogen reduzieren kann und das Unterbrechungsleistungsvermögen verbessern kann, in dem Fall, daß ein abnormaler Strom, wie z. B. ein Überstrom, erzeugt wird, durch Vorsehen einer beweglichen Elektrode und einer festen Elektrode, die eine Anzahl von vertikalen Magnetfeldern parallel zu einer Erzeugungsrichtung des Lichtbogens bilden kön­ nen.

Im allgemeinen wird ein Stromkreisunterbrecher verwendet in einer Leistungs­ übertragungsleitung, einer Leistungsverteilungsleitung oder unabhängigen Trans­ formationseinrichtungen elektrischer Energie, um Einrichtungen auf der Lastseite zu schützen, wie z. B. einen elektrischen Transformator oder einen Motor vor ab­ normalem Strom. Der Stromkreisunterbrecher muß mit hohem Unterbrechungslei­ stungsvermögen, hoher Sicherheit und Zuverlässigkeit versehen sein.

Entsprechend einer Atmosphäre in einem Behälter, der einen Unterbrecher auf­ weist, wird der Stromkreisunterbrecher klassifiziert in einen Öl-Strom­ kreisunterbrecher, der Öl verwendet, einen Gas-isolierten Stromkreisunter­ brecher, der SF₆ verwendet, einen Luft-isolierten Stromkreisunterbrecher, der Luft verwendet, einen magnetischen Ausstoß-Stromkreisunterbrecher, der ein magneti­ sches Feld verwendet, und einen Vakuum-Stromkreisunterbrecher, der eine gute Isolationseigenschaft sowie eine schnelle Lichtbogen-Auslöschoperation in einer Vakuumatmosphäre verwendet.

Unter den Stromkreisunterbrechern weist der Vakuum-Stromkreisunterbrecher eine erhöhte Isolationsbewahrungseigenschaft auf. Seit der Vakuum-Strom­ kreisunterbrecher in den 1960er Jahren hergestellt wurde, um einen Kontakt in einem Vakuum zu öffnen/zu schließen, ist er zu hoher Spannung, starkem Strom und zu kleinen Abmessungen gelangt.

Der Unterbrecher, der eine hauptsächliche Aufbaukomponente des Vakuum-Strom­ kreisunterbrechers ist, ist mit zwei Elektroden versehen, welche jeweils ei­ nen Kontakt aufweisen, der mit dem anderen verbunden ist in einem isolierten Behälter, der hermetisch ab gedichtet ist, um einen Vakuum-Zustand aufrecht zu erhalten.

Eine der beiden Elektroden ist mit einem Auslösemechanismus verbunden, der durch ein Auslösesignal einer Steuereinheit, die den abnormalen Strom erfaßt, betätigt wird, und mit einer Verbindung, die mit dem Auslösemechanismus ver­ bunden ist und somit separat von der anderen Elektrode, mit deren Kontakten sie verbunden ist, betätigt wird.

Die Elektroden des Unterbrechers neigen dazu, durch den Lichtbogen, der erzeugt wird, wenn die Kontakte getrennt werden, leicht geschmolzen und gehärtet zu werden. Dementsprechend ist eine Untersuchung nötig zum Erhöhen der Schmelz- und Härtewiderstandsfähigkeit.

So wurde ein Spiral- oder Helix-Kontakt oder ein gezahnter Kontakt hergestellt, um die Schmelz- und Härtewiderstandsfähigkeit des Kontakts, der die Elektrode des Unterbrechers bildet, zu verbessern. Der Kontakt wird vom Schmelzen und Härten bewahrt aufgrund der Konzentration des Lichtbogens durch Anwenden eines magnetischen Feldes, das senkrecht (horizontale Richtung) zu dem Lichtbo­ gen erzeugt wird, wenn der abnormale Strom unterbrochen wird, und durch Be­ wegen des Lichtbogens in die horizontale Richtung.

Ein Beispiel der herkömmlichen Unterbrecherelektrodenstruktur, die den Schalt­ automaten bildet, wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Abschalt-Zustand des herkömmlichen Unterbrechers mit dem Spiral-Kontakt. Der Unterbrecher weist auf: einen isolierten Behälter 10, der in zylindrischer Form ausgebildet ist und einen Vakuum-Zustand aufrecht erhält, wobei er seine beiden Endabschnitte mit Abdeckungen 20, 21 verschweißt auf­ weist; und eine feste Elektrode 30 sowie eine bewegliche Elektrode 40, die je­ weils Kontakte 31, 41 aufweisen, symmetrisch angeordnet in dem isolierten Be­ hälter 10 und verbunden oder getrennt voneinander, Kontaktabschirmungen 32, 42 und zylindrische Elektroden 33, 43.

Der Elektrodenstab 33 der festen Elektrode 30 ist verschweißt, damit ein Vor­ sprung (nicht gezeigt) seines vorderen Randabschnitts durch die Kontaktabschir­ mung 32 hindurchtreten kann und mit dem Kontakt 31 verbunden werden kann, und ihr hinterer Kantenabschnitt ist durch die Abdeckung 20 hindurchgeführt und mit einem festen Anschluß 34 verbunden, der mit einer Leistungsquelle (nicht gezeigt) eines Hauptstromkreises verbunden ist.

Die Elektrode 43 der beweglichen Elektrode 40 ist verschweißt, derart, daß ein Vorsprung (nicht gezeigt) seines vorderen Randabschnitts durch die Kontaktab­ schirmung 42 hindurchgeführt und mit dem Kontakt 41 verbunden werden kann. Eine Buchse 44 ist an einer äußeren Oberfläche des Elektrodenstabs 43 vorgese­ hen und verläuft durch die Abdeckung 21. Ein hinterer Randabschnitt des Elek­ trodenstabs 43 steht nach außen durch die Buchse 44 hervor und ist mit einer Ver­ bindung (nicht gezeigt) verbunden mit einem Auslösemechanismus (nicht ge­ zeigt).

Ein Balg 45 ist an einer äußeren Oberfläche der Buchse 44 vorgesehen. Der Balg 45 wird geschrumpft oder gedehnt entsprechend der Bewegung der beweglichen Elektrode 43 und sperrt Lufteintritt durch einen Spalt zwischen dem Elektroden­ stab 43 und einer Innenwand der Buchse 44, wodurch der Vakuum-Zustand des isolierten Behälters 10 aufrecht erhalten wird.

Fig. 2 und 3 sind jeweils eine Draufsicht und ein Querschnitt und zeigen die Kontakte 31, 41. Die Kontakte 31, 41 werden nun detaillierter erläutert.

Die Kontakte 31, 41 weisen jeweils einen Kontaktabschnitt 60 mit ebener Form auf, welcher seitlich verbunden ist, in einem Einschalt-Zustand, und eine schräge Oberfläche 70, die nicht verbunden ist, auf. Eine Nut 90, die eine vorbestimmte Tiefe aufweist, ist in der Mitte des Kontaktabschnitts 60 gebildet. Eine Anzahl von L-förmigen Schlitzen 80 sind von der Kontakteinheit 60 und der schrägen Oberfläche 70 gebildet und bilden dadurch eine Windmühlen-Form.

Bezugszeichen 50 stellt einen festen Ring dar und Bezugszeichen 51, 52 und 53 stellen Abschirmungen zum Schützen benachbarter Komponenten vor dem Licht­ bogen dar, der erzeugt wird, wenn die Kontakte 31, 41 getrennt werden.

Die Betriebsweise des herkömmlichen Unterbrechers wird nun beschrieben.

In dem Zustand, wenn die Kontakte 31, 41 der Elektroden 30, 40 verbunden sind, wird, wenn der abnormale Strom von der festen Seite zu der beweglichen Seite oder umgekehrt fließt, der bewegliche Kontakt 41 von dem festen Kontakt 31 ge­ trennt durch die Verbindung, die mit dem Auslösemechanismus verbunden ist, der durch Empfangen eines Abschalt-Signals bedient wird, und somit wird ein Licht­ bogen von dem Kontaktabschnitt 60 der Kontakte 31, 41 erzeugt.

Hier wird ein Magnetfeld um den Lichtbogen herum gebildet aufgrund des Licht­ bogen-Stroms, der entlang dem Lichtbogen fließt. Das Magnetfeld ist in horizon­ taler Richtung.

Dementsprechend erfährt mit fortschreitender Zeit der Lichtbogen, der aufeinan­ derfolgend mit dem horizontalen Magnetfeld wechselt, die Lorentz-Kraft und be­ wegt sich von dem Kontaktabschnitt 60 der Kontakte 31, 41 zu der schrägen Oberfläche 70, wodurch die Kontakte 31, 41 vor partieller Erhitzung und Beschä­ digung bewahrt werden.

Beim herkömmlichen Kontakt neigt jedoch der Lichtbogen, wenn der Lichtbo­ gen-Strom fließt, wenn der abnormale Strom, der unterbrochen wird, größer als 8 kA ist, dazu, auf einem einzigen Punkt auf dem Kontaktabschnitt 60 konzentriert zu sein. Dieser konzentrierte Lichtbogen wird auch durch die Lorentz-Kraft bewegt.

Daher tritt ein Schmelzphänomen in dem Kontakt durch den konzentrierten Licht­ bogen auf. Des weiteren wird eine Schmelz- und Härtelinie in dem Kontakt ent­ lang dem Bewegungspfad des konzentrierten Lichtbogens gebildet, und somit wird der Kontakt beschädigt oder geschmolzen und gehärtet. Folglich ist es un­ möglich, den herkömmlichen Kontakt zu verwenden, um einen abnormalen Strom über 40 kA zu unterbrechen.

Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Unterbrecher für einen Schaltautomaten zu schaffen, der einen Lichtbogen verteilen kann, den Lichtbo­ gen schnell löschen kann und einen hohen abnormalen Strom unterbrechen kann, durch Versehen einer Elektrode des Unterbrechers mit einer Elektrodenstruktur, die eine Anzahl vertikaler Magnetfelder parallel zu einer Erzeugungsrichtung des Lichtbogens bildet.

Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden Erfin­ dung ein Unterbrecher für einen Schaltautomaten geschaffen, aufweisend: eine feste Elektrode, die eine Anzahl von horizontalen Schleifen elektrisch leitenden Pfades aufweist, um eine Anzahl vertikaler Magnetfelder zu bilden; einen festen Kontaktierer, der elektrisch mit der festen Elektrode verbunden ist; eine bewegli­ che Elektrode, die eine Anzahl horizontaler Schleifen elektrisch leitenden Pfades aufweist, um eine Anzahl vertikaler Magnetfelder zu bilden; und einen bewegli­ chen Kontaktierer, der elektrisch mit der beweglichen Elektrode verbunden ist und zu einer Position bewegbar ist, die mit dem festen Kontaktierer zur elektri­ schen Verbindung damit verbunden ist oder von dem festen Kontaktierer wegbe­ wegbar ist zur elektrischen Unterbrechung davon.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung, die Mittel zum Erreichen des Ziels und der Aufbau sowie die Wirkungsweise davon wird besser verstanden durch Lesen der detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Die vorliegende Erfindung kann also besser verstanden werden unter Bezugnah­ me auf die beigefügten Zeichnungen, die lediglich zum Zweck der Verdeutlichung beigefügt sind und somit nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung zu sehen sind, wobei:

Fig. 1 eine Querschnittansicht ist, die den Abschalt-Zustand eines Unterbre­ chers für den herkömmlichen Stromkreisunterbrecher zeigt;

Fig. 2 eine Draufsicht ist, welche einen Kontaktierer des Unterbrechers für den herkömmlichen Stromkreisunterbrecher zeigt;

Fig. 3 eine Querschnittansicht entlang der Linie III-III' in Fig. 2 ist;

Fig. 4 eine schematische Ansicht ist zur Erklärung der Bildung eines Lichtbo­ gens und eines Magnetfeldes in dem Unterbrecher für den herkömmli­ chen Stromkreisunterbrecher;

Fig. 5 eine Querschnittansicht ist, welche den Abschalt-Zustand eines Unter­ brechers für einen Stromkreisunterbrecher gemäß der vorliegenden Er­ findung darstellt;

Fig. 6 eine perspektivische Explosionsansicht ist, welche einen Aufbau des Unterbrechers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 7A eine Draufsicht ist, welche einen Kontaktierer des Unterbrechers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 7B eine Unteransicht ist, welche einen Kontaktierer des Unterbrechers ge­ mäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 eine Draufsicht ist, welche eine radförmige bewegliche Elektrode des Unterbrechers zeigt, und eine Unteransicht, welche eine radförmige feste Elektrode davon gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 9 eine Draufsicht ist, welche den Stromfluß und die Bildung des Magnet­ feldes der festen Elektrode zeigt, wenn ein Strom von der festen Elek­ trode zu der beweglichen Elektrode in den Unterbrecher fließt gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 eine Draufsicht ist, welche den Stromfluß und die Bildung des Magnet­ feldes der beweglichen Elektrode zeigt, wenn ein Strom von der festen Elektrode zu der beweglichen Elektrode in dem Unterbrecher fließt, ge­ mäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 eine perspektivische Explosionsansicht ist, welche einen Aufbau einer Elektrode eines Unterbrechers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 12 eine Draufsicht ist, welche eine radförmige Elektrode des Unterbrechers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und

Fig. 13 eine Draufsicht ist, welche den Stromfluß und den Aufbau eines Ma­ gnetfeldes einer festen Elektrode zeigt, wenn ein Strom von der festen Elektrode zu einer beweglichen Elektrode in dem Unterbrecher gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fließt.

Ein Unterbrecher für einen Stromkreisunterbrecher gemäß der vorliegenden Er­ findung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, welche den Abschalt-Zustand des Unterbre­ chers für den Stromkreisunterbrecher gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht zum Erläutern des Aufbaus und des Zusammenbauverfahrens einer Elektrode und eines Kontaktierers des Unter­ brechers für den Stromkreisunterbrecher gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Bezug nehmend auf Fig. 5, weist der Unterbrecher gemäß der vorliegenden Erfin­ dung auf: einen isolierten Behälter 10, der zylinderförmig gebildet ist und einen Vakuum-Zustand aufrecht hält, wobei seine oberen und unteren Endabschnitte mit Abdeckungen 20, 21 verschweißt sind; einen festen Kontaktierer 110 und einen beweglichen Kontaktierer 210, die in dem isolierten Behälter 10 angeordnet sind, einander gegenüberliegen und miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden; eine radförmige feste Elektrode 140 und eine radförmige bewegbare Elektrode 240, die jeweils mit einer Oberfläche des festen Kontaktierers 110 und des beweglichen Kontaktierers 210 verbunden sind; und eine zylindrische feste Elektrode 150 und eine zylindrische bewegliche Elektrode 250, die jeweils mit den anderen Oberflächen des festen Kontaktierers 110 und des beweglichen Kon­ taktierers 210 verbunden sind.

Der Behälter 10 ist gefüllt mit einem Vakuum oder einem Isolationsgas, das eine gute elektrische Isolationsfähigkeit aufweist, zum Beispiel SF₆ oder Öl.

Der Unterbrecher gemäß der vorliegenden Erfindung weist des weiteren auf: eine Anzahl erster leitfähiger Stifte 130, die zwischen der radförmigen festen Elektrode 140 und dem festen Kontaktierer 110 angeordnet sind, um diese elektrisch zu ver­ binden; ein erstes mechanisches Verstärkungselement 120, das zwischen der rad­ förmigen festen Elektrode 140 und dem festen Kontaktierer 110 angeordnet ist und verhindert, daß eine Einwirkung, die erzeugt wird, wenn die Kontaktierer 110, 210 verbunden werden, auf die Anzahl erster leitfähiger Stifte 130 konzen­ triert ist; eine Anzahl zweiter leitfähiger Stifte 230, die zwischen der radförmigen beweglichen Elektrode 240 und dem beweglichen Kontaktierer 210 angeordnet sind, um diese elektrisch zu verbinden; und ein zweites mechanisches Verstär­ kungselement 220, das zwischen der radförmigen beweglichen Elektrode 240 und dem beweglichen Kontaktierer 210 angeordnet ist und verhindert, daß eine Ein­ wirkung, die erzeugt wird, wenn die Kontaktierer 110, 210 verbunden werden, auf die Anzahl zweiter leitfähiger Stifte 230 konzentriert ist.

Die zylindrische feste Elektrode 150 weist einen zylinderförmigen Rumpfab­ schnitt auf und einen Vorsprung 151, der von dem Rumpfabschnitt wegführt und einen kleineren Durchmesser als der Rumpfabschnitt aufweist.

Der Vorsprung 151 der zylindrischen festen Elektrode 150 ist vertikal durch die schraubenförmige feste Elektrode 140 hindurchgeführt und in eine Einfüh­ rungsöffnung 121, die in der Mitte des ersten Verstärkungselements 120 gebildet ist, eingeführt. Der Rumpfabschnitt der zylindrischen festen Elektrode 150 ist durch die Abdeckung 20 hindurchgeführt und mit einem festen Anschluß 34 mit der Leistungsquelle oder Last eines Hauptkreises verbunden.

Die zylindrische bewegliche Elektrode 250 weist einen zylinderförmigen Rumpfabschnitt auf und einen Vorsprung 251, der von dem Rumpfabschnitt fort­ gesetzt ist und einen kleineren Durchmesser als der Rumpfabschnitt aufweist.

Der Vorsprung 251 der zylindrischen beweglichen Elektrode 250 ist vertikal durch die radförmige bewegliche Elektrode 240 hindurchgeführt und in eine Ein­ führungsöffnung 221, die in der Mitte des zweiten Verstärkungselements 220 ge­ bildet ist, eingeführt. Eine Buchse 44 ist an der äußeren Oberfläche der zylindri­ schen beweglichen Elektrode 250 vorgesehen, welche durch die Abdeckung 21 hindurchtritt. Der Rumpfabschnitt der zylindrischen beweglichen Elektrode 250 ist nach außen durch die Buchse 44 verlängert und mit einer Verbindung (nicht gezeigt) verbunden mit einem Auslösemechanismus (nicht gezeigt).

Ein Balg 45 ist an der äußeren Oberfläche der Buchse 44 geschaffen. Der Balg 45 wird geschrumpft oder entspannt gemäß der Bewegung der zylindrischen beweg­ lichen Elektrode 250 und sperrt Lufteintritt durch einen Spalt zwischen der zylin­ drischen beweglichen Elektrode 250 und einer Innenwand der Buchse 44, wo­ durch der Vakuum-Zustand des Behälters 10 aufrecht erhalten wird.

Bezugszeichen 50 stellt einen Befestigungsring dar und Bezugszeichen 51, 52 und 53 stellen Abschirmungen zum Schützen benachbarter Komponenten vor dem Lichtbogen, der erzeugt wird, wenn die Kontakte 31, 41 getrennt werden, dar.

Der Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß der vorliegenden Erfin­ dung ist, wie in Fig. 5 gezeigt, im Abschalt-Zustand. Im Einschalt-Zustand ist der bewegliche Kontaktierer 210 in Fig. 5 jedoch in Kontakt mit dem festen Kontak­ tierer 110.

Andererseits sind der feste Kontaktierer 110 und der bewegliche Kontaktierer 210 in Scheibenform ausgebildet. Die Oberflächen des festen Kontaktierers 110 und des beweglichen Kontaktierers 210 weisen jeweils auf: Kontakte 111, 211; schrä­ ge Oberflächen, die graduell in Radius-Richtung von den Kontakten 111, 211 ab­ geschrägt sind; und Nuten 113, 213, die an den Mittelabschnitten der Kontakte 111, 211 ausgebildet sind. Die anderen Oberflächen des festen Kontaktierers 110 und des beweglichen Kontaktierers 210 bestehen jeweils aus flachen Oberflächen, die den Verstärkungselementen 120, 220 zugewandt sind.

Wenn also der feste Kontaktierer 110 und der bewegliche Kontaktierer 210 ver­ bunden sind, sind die Kontakte 111, 211 hauptsächlich miteinander verbunden und die schrägen Oberflächen 112, 212 und die Nuten 113, 213 sind nicht ver­ bunden.

Hier sind die schrägen Oberflächen 112, 212 an dem festen Kontaktierer 110 und dem beweglichen Kontaktierer 210 ausgebildet, um schnell eine Unterbrechungs­ operation des Stromes durchzuführen, wenn die beiden Kontaktierer 110, 210 getrennt werden aufgrund der Erzeugung eines abnormalen Stroms (Überstrom, der einen zulässigen Strom überschreitet) durch Reduzieren eines Kontaktgebiets zwischen dem festen Kontaktierer 110 und dem beweglichen Kontaktierer 210.

Zusätzlich sind die Nuten 113, 213 an den Mittelabschnitten der Kontakte 111, 211 des festen Kontaktierers 110 und des beweglichen Kontaktierers 210 ausge­ bildet, um zu verhindern, daß der Lichtbogen an den Mittelabschnitten der Kon­ takte 111, 211 des festen Kontaktierers 110 und des beweglichen Kontaktierers 210 erzeugt wird, welche weit von dem vertikalen Magnetfeld, das durch die rad­ förmige feste Elektrode 140 und die radförmige bewegliche Elektrode 240 gebil­ det wird, angeordnet sind.

Das heißt, daß das vertikale Magnetfeld, das durch die radförmige feste Elektrode 140 und die radförmige bewegliche Elektrode 240 gebildet wird, parallel zu dem Lichtbogen ist, der zwischen den Kontakten 111, 211 erzeugt wird und somit den Lichtbogen schwächt. Es verhindert, daß der Lichtbogen an den Mittelabschnitten der Kontakte 111, 211 erzeugt wird, welche sich verhältnismäßig weit weg von dem vertikalen Magnetfeld befinden.

Wie in einem oberen Kreis der Fig. 5 dargestellt, ist der Vorsprung 151 von dem festen Kontaktierer 110 um ein vorbestimmtes Intervall getrennt. Demgemäß fließt der Strom nicht von den zylindrischen Elektroden 150, 250 oder den rad­ förmigen Elektroden 140, 240 zu den Kontaktierern 110, 210 oder umgekehrt, sondern fließt zum größten Teil durch die leitenden Stifte 130, 230.

Wenn der Unterbrecher gemäß der vorliegenden Erfindung eingeschaltet wird, werden der feste Kontaktierer 110 und der bewegliche Kontaktierer 210 miteinan­ der verbunden.

Hier, im Fall, daß ein Eingangsstrom li zu der zylindrischen festen Elektrode 150 über den festen Anschluß 34, der mit der Leistungsquelle verbunden ist, fließt, fließt der Eingangsstrom li zu der radförmigen festen Elektrode 140 über den Rumpfabschnitt und den Vorsprung 151 der zylindrischen festen Elektrode 150.

Hiernach fließt der Eingangsstrom li von der radförmigen festen Elektrode 140 zu dem festen Kontaktierer 110 über den ersten leitfähigen Stift 130.

Es ist vorzuziehen, rostfreien Stahl als Material für das Verstärkungselement 120 zu verwenden und desoxidiertes Kupfer als Material des ersten leitfähigen Stifts 130 einzusetzen, so daß der Eingangsstrom li zu der radförmigen festen Elektrode 140 durch den ersten leitfähigen Stift 130 und nicht durch das Verstärkungsele­ ment 120 fließt.

In der gleichen Weise wird das desoxidierte Kupfer als Material des zweiten leit­ fähigen Stifts 130 verwendet, und der Edelstahl wird als Material des Verstär­ kungselements 220 verwendet.

Der Eingangsstrom li fließt von dem festen Kontaktierer 110 zu der radförmigen beweglichen Elektrode 240 über den beweglichen Kontaktierer 210 und den zweiten leitfähigen Stift 230 und wird ein Ausgangsstrom lo, der durch die zylin­ drische bewegliche Elektrode 250 von der radförmigen beweglichen Elektrode 240 ausgegeben wird.

Dann wird der Ausgangsstrom lo der Lastseite (nicht gezeigt) zugeführt.

Andererseits, in einem Zustand, wo die Kontaktierer 110, 210 der beiden Elektro­ den 140, 240 verbunden werden, d. h. der Unterbrecher eingeschaltet wird, wird, wenn der abnormale Strom von der Elektrode von der festen Seite der Elektrode zu der beweglichen Seite oder umgekehrt fließt, die zylindrische bewegliche Elektrode 250 in untere Richtung in der Figur bewegt durch die Verbindung, die mit dem Auslösemechanismus verbunden ist, der betätigt wird, wenn ein starker Strom erzeugt wird.

Daher wird der bewegliche Kontaktierer 210 von dem festen Kontaktierer 110 getrennt, wodurch die elektrische Verbindung bei der Leistungsquellenseite und der Lastseite unterbrochen wird.

Wenn der bewegliche Kontaktierer 210 von dem festen Kontaktierer 110 getrennt wird, d. h. der Unterbrecher abgeschaltet wird, dann wird ein vertikaler Lichtbogen zwischen den Kontakten des Kontaktierers 110, 210 erzeugt.

Die radförmige bewegliche Elektrode 240 und die radförmige feste Elektrode 140 sind radförmige Leiter, die jeweils ein Speichenteil und ein Felgenteil haben. Wenn der Strom zu den Elektroden 140, 240 fließt, wird eine Anzahl vertikaler Magnetfelder gebildet, parallel zu einer Erzeugungsrichtung des Lichtbogens durch eine Anzahl vertikaler Schleifen eines elektrisch leitfähigen Wegs, der aus dem Speichenelement und dem Felgenelement besteht. Dies wird später detail­ lierter mit Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert.

Die Anzahl vertikaler Magnetfelder parallel zu der Erzeugungsrichtung des Licht­ bogens verteilen den Lichtbogen, damit er nicht auf einen einzelnen Punkt kon­ zentriert ist, und unterbrechen die Bewegung des Lichtbogens, indem sie ihn zwi­ schen den benachbarten vertikalen Magnetfeldern einschließen, wodurch sie den Lichtbogen schnell bei geringer Spannung löschen.

Demgemäß wird der Kontakt nicht aufgrund der Erzeugung einer hohen Lichtbo­ genspannung, die aus der Konzentrierung des Lichtbogens erfolgt, geschmolzen. Zusätzlich wird keine Schmelzlinie bei dem Kontakt aufgrund der Bewegung des konzentrierten Lichtbogens erzeugt.

Der Aufbau, das Zusammenbauverfahren und die Betriebsweise des Unterbre­ chers für den Stromkreisunterbrecher gemäß der ersten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung werden nun detaillierter mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben.

Der Vorsprung 151, der sich von dem Rumpfabschnitt der zylindrischen festen Elektrode 150 erstreckt, ist der radförmigen festen Elektrode 140 zugewandt an­ geordnet, und der Vorsprung 251, der sich von dem Rumpfabschnitt der zylindri­ schen beweglichen Elektrode 250 erstreckt, ist der radförmigen beweglichen Elektrode 240 zugewandt angeordnet.

Hier sind die zylindrische feste Elektrode 150 und die zylindrische bewegliche Elektrode 250 allgemein zylinderförmig und identisch in Form und Betriebsweise mit den herkömmlichen, wie in Fig. 1 gezeigt. Daher sind die zylindrische feste Elektrode 150 und die zylindrische bewegliche Elektrode 250 schematisch darge­ stellt, unterschiedlich von der exakten Ausführung, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Andererseits ist die radförmige feste Elektrode 140 radförmig und weist auf: ein zylindrisches Element 145 mit einer Durchgangsöffnung 143 bei seinem Mittelab­ schnitt, wobei der Vorsprung 151 der zylindrischen festen Elektrode 150 in die Durchgangsöffnung 143 eingeführt ist; vier Speichenelemente 141, die sich in vier radiale Richtungen von dem zylindrischen Element 145 erstrecken; und ein ringförmiges Felgenelement 142, das in einem einzelnen Rumpf mit einer Seite der vier Speichenelemente 141 verbunden ist.

Hier sind die vier Speichenelemente 141 so ausgebildet, daß sie ein Intervall von 90 Grad mit jedem benachbarten Speichenelement 141 bilden.

Zusätzlich ist es vorteilhaft, daß die radförmige feste Elektrode 140 aus einem leitfähigen Material besteht, wie zum Beispiel desoxidiertes Kupfer.

Wenn der Strom von der zylindrischen festen Elektrode 150 zu der radförmigen festen Elektrode 140 fließt, werden die Speichenelemente 141 elektrisch leitende Pfade jeweils in radialer Richtung. Das Paar benachbarter Speichenelemente bil­ det eine horizontale Schleife eines elektrisch leitfähigen Wegs, zusammen mit dem Felgenelement 142, das mit seinen Randabschnitten verbunden ist und einen ringförmigen elektrisch leitfähigen Pfad bildet.

Jede Schleife des elektrisch leitfähigen Pfads ist durch Pfeile in Fig. 6 gekenn­ zeichnet. Die vier Schleifen des elektrisch leitfähigen Wegs sind entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet.

Wenn somit der Strom zu der radförmigen festen Elektrode 140 fließt, werden die vier vertikalen Magnetfelder gebildet, hindurchgeführt und fortgesetzt durch die Mittelabschnitte der vier horizontalen Schleifen eines elektrisch leitfähigen Pfads.

Andererseits sind Stiftnuten, die gegen die zylindrische feste Elektrode 150 ge­ richtet sind, in einer entsprechenden Anzahl auf der Oberfläche des Felgenele­ ments 142 ausgebildet, welches dem festen Kontaktierer 110 zugewandt ist, der zwischen jedem Paar benachbarter Speichenelemente angeordnet ist, um die vier ersten leitfähigen Stifte 130 aufzunehmen.

Vorteilhafterweise sind die Stiftnuten 144 bei den Mittelabschnitten jedes Paars benachbarter Speichenelemente angeordnet, wo der Strom in dem Felgenelement 142 konzentriert wird. Deren Tiefe ist vorzugsweise identisch oder größer als die Länge eines oberen Vorsprungs des ersten leitfähigen Stifts 130.

Hier weisen die vier ersten leitfähigen Stifte 130 jeweils eine scheibenförmige Einheit 131 sowie obere und untere Vorsprünge 132 auf, die sich jeweils vertikal von der scheibenförmigen Einheit 131 erstrecken. Der obere Vorsprung ist in die Stiftnut 144 eingeführt, und der untere Vorsprung ist in die Stiftnut 116 des ersten Kontaktierers 110 eingeführt.

Der erste leitfähige Stift 130 besteht vorzugsweise aus einem Leiter, wie zum Bei­ spiel desoxidiertem Kupfer und dient zum Schaffen des leitfähigen Pfades zum elektrischen Verbinden der radförmigen festen Elektrode 140 mit dem festen Kontaktierer 110, so daß der Strom von der radförmigen festen Elektrode 140 zu dem radförmigen Kontaktierer 110 fließen kann.

Zusätzlich verteilt der erste leitfähige Stift 130 den Strom zwischen der radförmi­ gen festen Elektrode 140 und dem festen Kontaktierer 110. Die Lichtbogenspan­ nung ist proportional mit der Stärke des Stroms, der in dem Kontakt fließt, und somit wird der Strom durch den ersten leitfähigen Stift 130 verteilt, um den Licht­ bogen mit einer niedrigen Spannung zu erzeugen.

Wenn andererseits der feste Kontaktierer 110 und der bewegliche Kontaktierer 210 verbunden ist, ist das erste Verstärkungselement 120 angeordnet zur mecha­ nischen Verstärkung zwischen der radförmigen festen Elektrode 140 und dem festen Kontaktierer 110 oder zwischen der radförmigen beweglichen Elektrode 240 und dem beweglichen Kontaktierer 210, um zu verhindern, daß eine Einwir­ kung auf die ersten leitfähigen Stifte 130 konzentriert wird.

Zusätzlich ist das erste Verstärkungselement 120 im allgemeinen scheibenförmig und weist eine Einführungsöffnung 121 bei ihrem Mittelabschnitt auf, um den Vorsprung 151 der zylindrischen festen Elektrode 150 einzuführen.

Der Radius des ersten Verstärkungselements 120 ist kleiner als derjenige einer inneren Umfangsoberfläche des Felgenelements 142, und somit ist das erste Ver­ stärkungselement 120 nicht mit dem ersten leitfähigen Stift 130 verbunden.

Daneben wird rostfreier Stahl mit einem größeren elektrischen Widerstand als der erste leitfähige Stift 130, der aus dem desoxidierten Kupfer besteht, als Material für das erste Verstärkungselement 120 verwendet. Dementsprechend fließt der Strom von der radförmigen festen Elektrode 140 zum größten Teil zu dem festen Kontaktierer 110 durch den ersten leitfähigen Stift 130.

Andererseits ist der feste Kontaktierer 110 ein scheibenförmiger Kontaktierer und ist elektrisch sowie mechanisch mit der radförmigen festen Elektrode 140 durch eine Anzahl erster leitfähiger Stifte 130 verbunden.

Das heißt, daß die oberen Vorsprünge 140 der ersten leitfähigen Stifte 130 jeweils in die Stiftnuten 144 der radförmigen festen Elektrode 140 eingeführt sind, und die unteren Vorsprünge davon sind jeweils in die Stiftnuten 116 des festen Kon­ taktierers 110 eingeführt, wodurch sie den festen Kontaktierer 110 und die rad­ förmige feste Elektrode 140 elektrisch und mechanisch verbinden.

Zusätzlich, wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist der feste Kontaktierer 110 im allgemeinen scheibenförmig und weist eine erste Fläche, die dem beweglichen Kontaktierer 210 zugewandt ist, und eine zweite Fläche, die der radförmigen festen Elektrode 140 zugewandt ist, auf.

Eine erste Fläche des ersten Kontaktierers 110 weist auf: den Kontakt 111, der aus mindestens einer flachen Oberfläche zur Verbindung mit dem beweglichen Kon­ taktierer 210 besteht; mindestens eine schräge Oberfläche 112, die abgeschrägt ist, um nicht mit dem beweglichen Kontaktierer 210 verbunden zu sein, so daß die Trennungsgeschwindigkeit verbessert werden kann, wenn sie von dem bewegli­ chen Kontaktierer 210 getrennt wird; und eine Nut 113, die bei dem Mittelab­ schnitt des Kontakts 111 gebildet ist, um zu verhindern, daß der Lichtbogen bei dem Mittelabschnitt erzeugt wird. Eine zweite Fläche des festen Kontaktierers 110 besteht aus einer flachen Oberfläche.

Der feste Kontaktierer 110 weist auch elektrisch leitfähige Pfade 115 mit einer vorbestimmten Dicke von dem Rand zu der Mitte auf und ist mit vier Paaren pa­ ralleler linearer Schlitze 114 versehen, um zu verhindern, daß der Strom herum­ fließt.

Die Stiftnuten 116 zum Aufnehmen der unteren Vorsprünge der ersten leitfähigen Stifte 130 sind jeweils bei Regionen der elektrisch leitfähigen Pfade 115 gebildet durch jedes Paar der linearen Schlitze 114, die benachbart zu einer äußeren Ober­ fläche des festen Kontaktierers 110 sind.

Die Schlitze 114 dienen dazu, die elektrisch leitfähigen Pfade 115 zu teilen und einen Bewegungspfad eines Wirbelstroms zu unterbrechen, um zu verhindern, daß der Wirbelstrom das vertikale Magnetfeld schwächt, wenn es aufgebaut wird.

Andererseits, wie in Fig. 6 gezeigt, ist der bewegliche Kontaktierer 210, der dem festen Kontaktierer 110 zugewandt ist, in identischer Form zu dem festen Kon­ taktierer 110.

Das heißt, daß eine erste Fläche des beweglichen Kontaktierers 210 aufweist: den Kontakt 211, der aus mindestens einer flachen Oberfläche besteht zur Verbindung mit dem festen Kontaktierer 110; mindestens eine schräge Oberfläche 212, die abgeschrägt ist, um nicht mit dem festen Kontaktierer 110 verbunden zu sein, so daß die Trenngeschwindigkeit verbessert werden kann, wenn sie von dem festen Kontaktierer 110 getrennt wird; und eine Nut 213, die bei dem Mittelabschnitt des Kontakts 211 gebildet ist, um zu verhindern, daß der Lichtbogen bei dem Mit­ telabschnitt gebildet wird. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, besteht eine zweite Fläche des beweglichen Kontaktierers 210 im allgemeinen aus einer flachen Oberfläche.

Der bewegliche Kontaktierer 210 weist ferner die elektrisch leitfähigen Pfade 215 mit einer vorbestimmten Dicke von der Felge zu der Mitte auf und ist mit vier Paaren paralleler linearer Schlitze 214 versehen, um zu verhindern, daß der Strom herumfließt.

Die Stiftnuten 216 zum Aufnehmen der unteren Vorsprünge der zweiten leitfähi­ gen Stifte 230 sind jeweils bei Regionen der elektrisch leitfähigen Pfade 215 ge­ bildet durch jedes Paar der linearen Schlitze 214, die benachbart zu einer äußeren Umfangsoberfläche des beweglichen Kontaktierers 210 sind.

Die Schlitze 214 dienen dazu, die elektrisch leitfähigen Pfade 215 zu teilen und den Bewegungspfad des Wirbelstroms zu unterbrechen, um zu verhindern, daß der Wirbelstrom das vertikale Magnetfeld schwächt, wenn es aufgebaut wird.

Andererseits, wenn der feste Kontaktierer 110 und der bewegliche Kontaktierer 210 verbunden sind, ist das zweite Verstärkungselement 220 angeordnet zur me­ chanischen Verstärkung zwischen der radförmigen beweglichen Elektrode 240 und dem beweglichen Kontaktierer 210, um zu verhindern, daß eine Einwirkung auf die zweiten leitfähigen Stifte 230 konzentriert ist.

Das zweite Verstärkungselement 220 ist im allgemeinen scheibenförmig und weist die Einführungsöffnung 221 bei seinem Mittelabschnitt auf zum Einführen des Vorsprungs 251 der zylindrischen beweglichen Elektrode 250.

Der Radius des zweiten Verstärkungselements 220 ist kleiner als derjenige einer inneren Umfangsoberfläche des Felgenelements 242, und somit ist das zweite Verstärkungselement 220 nicht mit dem zweiten leitfähigen Stift 230 verbunden.

Daneben wird rostfreier Stahl mit einem größeren elektrischen Widerstand als der zweite leitfähige Stift 230, der aus dem desoxidierten Kupfer besteht, als Material des zweiten Verstärkungselements 220 verwendet. Dementsprechend fließt der Strom von dem beweglichen Kontaktierer 210 zum größten Teil zu der radförmi­ gen beweglichen Elektrode 240 durch den zweiten leitfähigen Stift 230.

Die vier zweiten leitfähigen Stifte 230 weisen jeweils eine scheibenförmige Ein­ heit 231 sowie obere und untere Vorsprünge 232 auf, die sich jeweils vertikal-von der scheibenförmigen Einheit 231 erstrecken. Der untere Vorsprung ist in die Stiftnut 244 der radförmigen beweglichen Elektrode 240 eingeführt und der obere Vorsprung ist in die Stiftnut 216 des beweglichen Kontaktierers 210 eingeführt.

Der zweite leitfähige Stift 230 besteht vorzugsweise aus dem Leiter, wie zum Bei­ spiel desoxidiertem Kupfer, und dient dazu, den leitfähigen Pfad zu schaffen, zum elektrischen Verbinden der radförmigen beweglichen Elektrode 240 und dem be­ weglichen Kontaktierer 210, so daß der Strom von dem beweglichen Kontaktierer 210 zu der radförmigen beweglichen Elektrode 240 fließen kann.

Zusätzlich verteilt der zweite leitfähige Stift 230 den Strom zwischen dem be­ weglichen Kontaktierer 210 und der radförmigen beweglichen Elektrode 240.

Das heißt, die Lichtbogenspannung ist proportional zu dem Betrag des Stroms, der in dem Kontakt fließt, und somit wird der Strom durch den zweiten leitfähigen Stift 230 verteilt, um den Lichtbogen mit einer tiefen Spannung zu erzeugen.

Die radförmige bewegliche Elektrode 240 ist radförmig und weist auf: ein zylin­ drisches Element 245 mit einer Durchgangsöffnung 243 bei seinem Mittelab­ schnitt, wobei der Vorsprung 251 der zylindrischen beweglichen Elektrode 250 vertikal in die Durchgangsöffnung 243 eingeführt wird; vier Speichenelemente 241, die sich in vier radiale Richtungen von dem zylindrischen Element 245 er­ strecken; und ein ringförmiges Felgenelement 242, das in einem einzelnen Rumpf mit einer Seite der vier Speichenelemente 241 verbunden ist.

Hier sind die vier Speichenelemente 241 gebildet mit einem Intervall von 90 Grad mit jedem benachbarten Speichenelement 241.

Zusätzlich ist es vorteilhaft, daß die radförmige bewegliche Elektrode 240 aus Leitermaterial, wie zum Beispiel desoxidiertem Kupfer besteht.

Wenn Strom von dem beweglichen Kontaktierer 210 zu der radförmigen bewegli­ chen Elektrode 240 über den zweiten leitfähigen Stift 230 fließt, werden die Spei­ chenelemente 241 elektrisch leitfähige Pfade jeweils in einer radialen Richtung. Die Paare benachbarter Speichenelemente bilden eine horizontale Schleife eines elektrisch leitfähigen Pfads, zusammen mit dem Felgenelement 242, das mit ihren Randabschnitten verbunden ist und einen ringförmigen elektrisch leitfähigen Pfad schafft.

Jede Schleife des elektrisch leitfähigen Pfads ist durch Pfeile in Fig. 6 angedeutet. Die vier horizontalen Schleifen des elektrisch leitfähigen Pfads sind gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet.

Wenn somit der Strom zu der radförmigen beweglichen Elektrode 240 fließt, wer­ den die vier vertikalen Magnetfelder gebildet, durch die Mittelabschnitte der vier horizontalen Schleifen des elektrisch leitfähigen Pfads hindurchgeführt und er­ weitert.

Zusätzlich sind Stiftnuten, die gegen die zylindrische bewegliche Elektrode 250 gerichtet sind, in einer entsprechenden Anzahl auf der Oberfläche des Felgenele­ ments 240 gebildet, das dem beweglichen Kontaktierer 210 zugewandt ist, wel­ cher zwischen jedem Paar benachbarter Speichenelemente positioniert ist, um die vier zweiten leitfähigen Stifte 230 aufzunehmen.

Hier sind die Stiftnuten 244 vorteilhafterweise bei den Mittelabschnitten jedes Paars benachbarter Speichenelemente angeordnet, wo der Strom in dem Fel­ genelement 242 konzentriert ist. Deren Tiefe ist vorzugsweise identisch oder grö­ ßer als die Länge eines unteren Vorsprungs des zweiten leitfähigen Stifts 230.

Nunmehr wird das Zusammenbauverfahren des Unterbrechers für den Strom­ kreisunterbrecher gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.

Das erste Verstärkungselement 120 ist zwischen der radförmigen festen Elektrode 140 und dem festen Kontaktierer 110 angeordnet. Hiernach werden die unteren Vorsprünge der vier ersten leitfähigen Stifte 130 jeweils in die Stiftnuten 116 des festen Kontaktierers 110 eingeführt und deren obere Vorsprünge werden in die Stiftnuten 144 eingeführt, welche auf der Oberfläche der radförmigen festen Elektrode 140 gebildet sind, welche dem ersten Verstärkungselement 120 zuge­ wandt ist.

Der Vorsprung 151 der zylindrischen festen Elektrode 150 ist gegen eine untere Richtung angeordnet, durch die Durchgangsöffnung 143 der radförmigen festen Elektrode 140 hindurchgeführt und in die Einführungsöffnung 121 des ersten Ver­ stärkungselements 120 eingeführt, wodurch der Zusammenbau der Elektrode bei der festen Seite vollendet ist.

In dem Zusammenbau der Elektrode bei der beweglichen Seite wird zuerst das zweite Verstärkungselement 220 zwischen die radförmige bewegliche Elektrode 240 und dem beweglichen Kontaktierer 210 gesetzt. Die oberen Vorsprünge der vier zweiten leitfähigen Stifte 230 werden jeweils in die Stiftnuten 216 des be­ weglichen Kontaktierers 210 eingeführt, und deren untere Öffnungen werden in die Stiftnuten 244 eingesetzt, die auf der Oberfläche der radförmigen beweglichen Elektrode 240 gebildet sind, welche dem zweiten Verstärkungselement 230 zuge­ wandt ist.

Der Vorsprung 251 der zylindrischen beweglichen Elektrode 250 ist in eine obere Richtung positioniert, durch die Durchgangsöffnung 243 der radförmigen beweg­ lichen Elektrode 240 hindurchgeführt und in die Einführungsöffnung 241 des zweiten Verstärkungselements 220 eingeführt, wodurch der Zusammenbau der Elektrode bei der beweglichen Seite vollendet ist.

Um andererseits zu verhindern, daß die vertikalen Magnetfelder der radförmigen beweglichen Elektrode 240 mit denjenigen der radförmigen festen Elektrode 140 überlappt werden, und um die Anzahl vertikaler Magnetfelder zu bilden, sind die Anzahl von Speichenelementen 241 der radförmigen beweglichen Elektrode 240 entsprechend abwechselnd angeordnet mit einer vorbestimmten Winkeldifferenz von der Anzahl von Speichenelementen des festen Elements 140.

Entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die vorbestimmte Winkeldifferenz vorzugsweise 45 Grad.

Der Zusammenbau der Einheiten, die oben nicht beschrieben sind, ist identisch mit dem Stand der Technik, wie in Fig. 1 bis 4 gezeigt ist, und somit wird dessen Erklärung weggelassen.

Die Betriebsweise des Unterbrechers für den Stromkreisunterbrecher gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun erläutert.

Wenn der Unterbrecher gemäß der vorliegenden Erfindung eingeschaltet wird, wenn die zylindrische bewegliche Elektrode 250 in eine obere Richtung in Fig. 6 durch einen Betätigungsmechanismus (nicht gezeigt) bewegt wird, wird der be­ wegliche Kontaktierer 210 bewegt und mit dem festen Kontaktierer 110 verbun­ den.

Hier, im Fall, daß der Eingangsstrom li zu der zylindrischen festen Elektrode 150 über den festen Anschluß 34, der mit der Leistungsquelle verbunden ist, fließt, fließt der Eingangsstrom li zu der radförmigen festen Elektrode 140 über den Rumpfabschnitt und den Vorsprung 151 der zylindrischen festen Elektrode 150.

Hiernach fließt der Eingangsstrom li von der radförmigen festen Elektrode 140 zu dem festen Kontaktierer 110 über den ersten leitfähigen Stift 130.

Der Eingangsstrom li fließt von dem festen Kontaktierer 110 zu der radförmigen beweglichen Elektrode 240 über den beweglichen Kontaktierer 210 und den zweiten leitfähigen Stift 230 und wird der Ausgangsstrom lo, der durch die zylin­ drische bewegliche Elektrode 250 von der radförmigen beweglichen Elektrode 240 ausgegeben wird.

Dann wird der Ausgangsstrom lo der Lastseite (nicht gezeigt) zugeführt.

In einem Zustand andererseits, wo die Kontaktierer 110, 210 der beiden Elektro­ den 140, 240 verbunden sind, nämlich der Unterbrecher eingeschaltet ist, wenn der abnormale Strom fließt von der Elektrode bei der festen Seite zu der Elektrode bei der beweglichen Seite oder umgekehrt, wird die zylindrische bewegliche Elektrode 250 in eine untere Richtung in der Figur bewegt durch die Verbindung, die mit dem Auslösemechanismus verbunden ist, der betätigt wird, wenn ein star­ ker Strom erzeugt wird.

Daher wird der bewegliche Kontaktierer 210 von dem festen Kontaktierer 110 getrennt, wodurch die elektrische Verbindung der Leistungsquellenseite und der Lastseite unterbrochen wird.

Wenn der bewegliche Kontaktierer 210 von dem festen Kontaktierer 110 getrennt wird, nämlich der Unterbrecher abgeschaltet wird, wird der vertikale Lichtbogen zwischen den Kontakten 111, 211 der Kontaktierer 110, 210 erzeugt.

Die radförmige bewegliche Elektrode 240 und die radförmige feste Elektrode 140 sind jeweils radförmige Leiter, welche die Speichenelemente 141, 241 und die Felgenelemente 142, 242 aufweisen. Wenn der Strom zu den Elektroden 140, 240 fließt, werden die Anzahl vertikaler Magnetfelder gebildet, parallel zu einer Er­ zeugungsrichtung des Lichtbogens durch die Anzahl horizontaler Schleifen des elektrisch leitfähigen Pfades, bestehend aus den Speichenelementen 141, 241 und den Felgenelementen 142, 242.

Die Anzahl vertikaler Magnetfelder, parallel zu der Erzeugungsrichtung des Lichtbogens, verteilt den Lichtbogen, so daß er nicht auf einen einzelnen Punkt konzentriert ist und unterbrechen die Bewegung des Lichtbogens, indem sie ihn zwischen die benachbarten vertikalen Magnetfelder einschließen, wodurch sie den Lichtbogen rasch bei einer tiefen Spannung löschen.

Somit wird der Kontakt nicht aufgrund der Erzeugung einer hohen Lichtbogen­ spannung, die aus der Konzentrierung des Lichtbogens resultiert, geschmolzen. Zusätzlich wird keine Schmelzlinie bei dem Kontakt aufgrund der Bewegung des konzentrierten Lichtbogens erzeugt.

Wenn der Strom von der radförmigen festen Elektrode 140 zu dem festen Kon­ taktierer 110 zugeführt wird, wird ein Strom, der durch die Anzahl erster leitfähi­ ger Stifte 130 fließt, bereitgestellt durch ein Viertel des Stromes, der durch die radförmige feste Elektrode 140 fließt, und somit fließt der Strom identisch zu dem elektrisch leitfähigen Pfad 115 des festen Kontaktierers 110.

In einem Zustand, wo der bewegliche Kontaktierer 210 und der feste Kontaktierer 110 verbunden sind, fließt der Strom, der ein Viertel des Stroms, der durch die radförmige feste Elektrode 140 fließt, beträgt, zu dem elektrisch leitfähigen Pfad 215 des beweglichen Kontaktierers 210.

Der Lichtbogen, der auf den Oberflächen der beiden elektrisch leitfähigen Pfade 115, 215, den Kontakten der beiden Kontaktierer 110, 210 zugewandt, wenn die Kontaktierer 110, 210 getrennt sind, ist proportional zu dem Betrag des Stroms, der durch die Kontakte fließt, und ist somit auf ein Viertel der Lichtbogenspan­ nung reduziert, wenn der Strom, der zu den Kontakten fließt, zusammenfließt.

Da die Lichtbogenspannung reduziert wird, wird der Lichtbogen der Elektroden 140, 240 verteilt, und seine Bewegung wird unterbrochen. Des weiteren sind die Kontaktierer 110, 210 und die Elektrode 140, 240 in ihrer Größe verkleinert, und die Lichtbogenabschirmelemente 51, 52 sind in ihrer Dicke reduziert. Als eine Folge kann der Unterbrecher in seiner Größe reduziert sein.

Andererseits sind Fig. 7A und 7B eine Draufsicht und eine Unteransicht, die je­ weils den festen Kontaktierer 110 und den beweglichen Kontaktierer 210 darstel­ len.

Bezugszeichen ohne Klammern stellen hauptsächliche Einheiten des festen Kon­ taktierers 110 dar, und Bezugszeichen innerhalb der Klammern bezeichnen ent­ sprechende Einheiten des beweglichen Kontaktierers 210.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7A und 7B bezeichnen Bezugszeichen 110 und 210 den festen Kontaktierer bzw. den beweglichen Kontaktierer. Bezugszeichen 114 und 214 bezeichnen die Schlitzpaare des festen Kontaktierers 110 bzw. des be­ weglichen Kontaktierers 210. Bezugszeichen 115 und 215 sind jeweils die elek­ trisch leitfähigen Pfade des festen Kontaktierers 110 und des beweglichen Kon­ taktierers 210. Bezugszeichen 116 und 216 bezeichnen jeweils die Einfüh­ rungsöffnungen, wo die ersten leitfähigen Stifte 130 und die zweiten leitfähigen Stifte 230 eingeführt werden.

Wie in Fig. 7A und 7B gezeigt ist, sind die Schlitze 114, 214 gebildet, erstrecken sich horizontal von den äußeren Oberflächen der Kontaktierer 110, 210 benach­ bart zu den Umfangsabschnitten der Nuten 113, 213 in Fig. 6.

Fig. 8 ist eine Unteransicht, die die radförmige feste Elektrode des Unterbrechers zeigt, und eine Draufsicht, die die radförmige bewegliche Elektrode davon zeigt, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezugszeichen ohne Klammern bezeichnen hauptsächliche Einheiten der radförmigen festen Elektrode 140, und Bezugszeichen innerhalb der Klammern bezeichnen die ent­ sprechende Einheit der radförmigen beweglichen Elektrode 240.

Zusätzlich bezeichnen Bezugszeichen 141 und 241 jeweils die vier Speichenele­ mente der radförmigen festen Elektrode 140 und die vier Speichenelemente der radförmigen beweglichen Elektrode 240. Bezugszeichen 142 und 242 bezeichnen das Felgenelement der radförmigen festen Elektrode 140, bzw. das Felgenelement der radförmigen beweglichen Elektrode 240. Bezugszeichen 143 und 243 sind jeweils die Durchgangsöffnungen, durch welche der Vorsprung 151 der zylindri­ schen festen Elektrode 150 hindurchgeführt ist, und die Durchgangsöffnung, durch welche der Vorsprung 251 der zylindrischen beweglichen Elektrode 250 hindurchgeführt ist.

Die vier Stiftnuten 144 der radförmigen festen Elektrode 140 und die Stiftnuten 244 der radförmigen beweglichen Elektrode 240 sind Nuten, wo die ersten leitfä­ higen Stifte und die zweiten leitfähigen Stifte 230 jeweils hindurchgeführt sind.

Fig. 9 ist eine Draufsicht, welche den Stromfluß und die Bildung des Magnetfelds der festen Elektrode zeigt, wenn der Strom von der festen Elektrode zu der be­ weglichen Elektrode fließt in dem Unterbrecher gemäß der ersten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung. Fig. 10 ist eine Draufsicht, welche den Strom­ fluß und die Bildung des magnetischen Felds der beweglichen Elektrode zeigt, wenn der Strom von der festen Elektrode zu der beweglichen Elektrode fließt in dem Unterbrecher gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung.

Die Bildung der horizontalen Schleife des Stroms und die Bildung des vertikalen Magnetfelds in den Elektroden 140, 240 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nunmehr weiter erklärt unter Bezugnahme auf Fig. 9 und 10.

Wenn der Strom dem zylindrischen Element 145 der radförmigen festen Elektrode 140 durch den Vorsprung 151 der zylindrischen festen Elektrode 150 zugeführt wird, wird der zugeführte Strom in vier aufgeteilt durch die vier Speichenele­ mente 141 und fließt somit zu dem Felgenelement 142, wie durch die Pfeile ange­ deutet.

Der Strom, der das Felgenelement 142 erreicht, ist in zwei aufgeteilt. Folglich fließt der Strom, der ein Achtel von dem Strom beträgt, der durch den Vorsprung 151 zugeführt wird, gegen die ersten leitfähigen Stifte 130, benachbart zu jedem der Speichenelemente 141 (siehe die Pfeile).

Somit ist der Strom, der zu dem ersten leitfähigen Stift 130 fließt, eine Summe der zwei Strömen die in acht aufgeteilt sind, und somit fließt der Strom entsprechend einem Viertel des Stroms, der durch den Vorsprung 151 zugeführt wird.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist, wird die horizontale Stromschleife gebildet durch das Paar benachbarter Speichenelemente 141, 141 und das Felgenelement 142, das mit den radialen Kantenabschnitten der Speichenelemente 141, 141 verbunden ist. Folglich werden die vier horizontalen Stromschleifen gebildet.

Daher werden die vertikalen Magnetfelder in einer vertikalen Richtung gebildet, die durch die Mittelabschnitte jeder horizontalen Stromschleife verläuft.

Das vertikale Magnetfeld bildet eine vertikale Schleife, die im rechten Winkel zu der Figur, wie durch das Zeichen "⊗" angedeutet ist, und im rechten Winkel zu der Figur heraustritt, wie durch das Zeichen "⊙" angedeutet ist. Hiernach, wenn der Strom, der in vier geteilt ist, dem Felgenelement 242 der radförmigen beweg­ lichen Elektrode 240 durch den zweiten leitfähigen Stift 230 zugeführt wird, wird der Strom, der das Felgenelement 242 erreicht, in zwei geteilt, wie durch die Pfeile in Fig. 10 angedeutet ist, und somit fließt der Strom, der in acht geteilt wird, zu dem Felgenelement 242.

Die Ströme, die durch acht geteilt sind, fließen zu zweit, und somit entspricht der Strom, der durch jedes Speichenelement 241 fließt, dem Viertel des zunächst zu­ geführten Stroms.

Hiernach, wie in der Figur gezeigt, werden die Ströme, die in vier geteilt sind, auf der Mitte der radförmigen beweglichen Elektrode 240 konzentriert, und somit fließt der Strom soviel wie der zugeführte Strom, durch den Vorsprung 251 der zylindrischen beweglichen Elektrode 250.

Hier, wie in Fig. 10 gezeigt ist, wird die horizontale Stromschleife durch das Paar benachbarter Speichenelemente 241, 241 und das Felgenelement 242 gebildet, welches mit den radialen Randabschnitten der Speichenelemente 241, 241 ver­ bunden ist. Als ein Ergebnis werden die vier horizontalen Stromschleifen gebildet.

Daher werden die vier Magnetfelder in einer vertikalen Richtung gebildet, welche durch die Mittelabschnitte jeder horizontalen Stromschleife verläuft.

Das vertikale Magnetfeld bildet eine vertikale Schleife, die im rechten Winkel zu der Figur eintritt, wie durch das Zeichen "⊗" angedeutet ist und im rechten Win­ kel zu der Figur austritt, wie durch das Zeichen "⊙" angedeutet ist.

Nunmehr wird ein Unterbrecher für einen Stromkreisunterbrecher gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben.

Fig. 11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche den Aufbau der Elektrode des Unterbrechers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung zeigt.

Fig. 11 zeigt im wesentlichen einen beweglichen Kontaktierer und eine bewegli­ che Elektrode des Unterbrechers für den Stromkreisunterbrecher gemäß der ande­ ren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Jedoch sind ein fester Kontak­ tierer und eine feste Elektrode überhaupt nicht unterschiedlich in Aufbau und in der Wirkung von dem beweglichen Kontaktierer und der beweglichen Elektrode, mit der Ausnahme, daß sie symmetrisch einander gegenüberliegend vorgesehen sind, so daß sie nicht dargestellt sind.

Zusätzlich wird der identische Aufbau und die identische Wirkungsweise zu der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 5 bis 10 gezeigt, nicht erklärt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 11 weist der bewegliche Kontaktierer 400 eine erste Fläche, die der beweglichen Elektrode 300 zugewandt ist, und eine zweite Fläche, die dem festen Kontaktierer (nicht gezeigt) zugewandt ist, auf.

Die erste Fläche des beweglichen Kontaktierers 400 ist allgemein eine flache Oberfläche und seine zweite Fläche weist auf: einen Kontakt 411, der aus minde­ stens einer flachen Oberfläche besteht, zur Verbindung mit einer flachen Oberflä­ che des festen Kontaktierers (nicht gezeigt); mindestens eine schräge Oberfläche 412, die abgeschrägt ist, um nicht mit dem festen Kontaktierer (nicht gezeigt) ver­ bunden zu sein, so daß die Trennungsgeschwindigkeit verbessert werden kann, wenn sie von dem festen Kontaktierer (nicht gezeigt) getrennt wird, durch Redu­ zieren eines Verbindungsbereichs mit dem festen Kontaktierer (nicht gezeigt); und eine Nut 413, die bei einem Mittelabschnitt des Kontakts 411 gebildet ist, um zu verhindern, daß der Lichtbogen bei dem Mittelabschnitt erzeugt wird.

Auch weist der bewegliche Kontaktierer 400 elektrisch leitfähige Pfade 410 auf, die eine vorbestimmte Länge von der Felge zu der Mitte aufweisen, und ist mit drei Paaren paralleler linearer Schlitze 414 versehen, um zu verhindern, daß der Strom herumfließt.

Stiftnuten (nicht gezeigt) zum Aufnehmen oberer Vorsprünge zweiter leitfähiger Stifte 230 sind jeweils bei Gebieten der elektrisch leitfähigen Pfade 410 gebildet, welche durch jedes Paar der linearen Schlitze 114 gebildet werden, die benachbart zu einer äußeren Umfangsoberfläche des beweglichen Kontaktierers 400 sind.

Die Schlitze 414 dienen dazu, die elektrisch leitfähigen Pfade 410 zu teilen und einen Bewegungspfad eines Wirbelstroms zu unterbrechen, damit der Wirbel­ strom nicht das vertikale Magnetfeld schwächt, wenn es aufgebaut wird.

Andererseits, wenn der feste Kontaktierer (nicht gezeigt) und der bewegliche Kontaktierer 400 verbunden werden, ist ein Verstärkungselement 220 zur mecha­ nischen Verstärkung zwischen der festen Elektrode (nicht gezeigt) und dem be­ weglichen Kontaktierer 400 angeordnet, um zu verhindern, daß eine Einwirkung auf zweite leitfähige Stifte 230 konzentriert wird.

Das Verstärkungselement 220 ist im allgemeinen scheibenförmig und weist eine Einführungsöffnung 221 bei seinem Mittelabschnitt auf, um einen Vorsprung 251 einer zylindrischen beweglichen Elektrode 250 einzuführen.

Der Radius des Verstärkungselements 220 ist kleiner als derjenige einer inneren umfänglichen Oberfläche eines Felgenelements 320 und somit ist das Verstär­ kungselement 220 nicht mit dem zweiten leitfähigen Stift 230 verbunden.

Daneben wird ein rostfreier Stahl mit einem größeren elektrischen Widerstand als der zweite leitfähige Stift 230, der aus desoxidiertem Kupfer besteht, verwendet als Material des Verstärkungselements 220. Demgemäß fließt der Strom von dem beweglichen Kontaktierer 400 zum größten Teil zu der beweglichen Elektrode 300 durch den zweiten leitfähigen Stift 230.

Andererseits bestehen die drei zweiten leitfähigen Stifte 230 aus einer scheiben­ förmigen Einheit 231 und Vorsprüngen 232, die von der scheibenförmigen Ein­ heit 231 in obere bzw. untere Richtungen hervorstehen. Die oberen Vorsprünge sind in die Stiftnuten (nicht gezeigt) des beweglichen Kontaktierers 400 einge­ führt.

Der zweite leitfähige Stift 230 besteht vorzugsweise aus dem Leiter, wie zum Bei­ spiel desoxidierter Kupfer, und dient dazu, einen leitfähigen Pfad zum elektri­ schen Verbinden der beweglichen Elektrode 300 und dem beweglichen Kontaktie­ rer 400 zu schaffen, derart, daß der Strom von dem beweglichen Kontaktierer 400 zu der beweglichen Elektrode 300 fließen kann.

Zusätzlich verteilt der zweite leitfähige Stift 230 den Strom zwischen dem be­ weglichen Kontaktierer 400 und der beweglichen Elektrode 400.

Die Lichtbogenspannung ist sozusagen proportional zum Betrag des Stroms, der in dem Kontakt fließt, und somit wird der Strom durch die Anzahl zweiter leitfä­ higer Stifte 230 verteilt, um einen Lichtbogen mit einer niedrigen Spannung zu erzeugen.

Andererseits ist die bewegliche Elektrode 300 radförmig und weist auf: ein zylin­ drisches Element 345 mit einer Durchgangsöffnung 343 in seinem Mittelab­ schnitt, wobei der Vorsprung 251 der zylindrischen beweglichen Elektrode 250 vertikal in die Durchgangsöffnung 343 eingeführt ist; drei Speichenelemente 310, die sich in drei radiale Richtungen von dem zylindrischen Element 345 erstrec­ ken; und ein ringförmiges Felgenelement 320, das in einem einzelnen Rumpf mit Randabschnitten der drei Speichenelemente 310 verbunden ist.

Hier sind die drei Speichenelemente 310 so ausgebildet, daß sie ein Intervall von 120 Grad zu jedem benachbarten Speichenelement 310 aufweisen.

Zusätzlich ist es vorteilhaft, daß die bewegliche Elektrode 300 aus einem Leiter­ material besteht, wie zum Beispiel desoxidiertem Kupfer.

Wenn der Strom von dem beweglichen Kontaktierer 400 zu der beweglichen Elektrode 300 durch den zweiten leitfähigen Stift 230 fließt, werden die Spei­ chenelemente 141 die elektrisch leitfähigen Pfade jeweils in einer radialen Rich­ tung. Die Paare benachbarter Speichenelemente bilden eine horizontale Schleife elektrisch leitfähiger Pfade, zusammen mit dem Felgenelement 320, das mit ihren Randabschnitten verbunden ist und einen ringförmigen elektrisch leitfähigen Pfad bildet.

Die drei Schleifen elektrisch leitfähiger Pfade werden gemaß einer anderen Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung gebildet.

Wenn somit der Strom zu der beweglichen Elektrode 300 fließt, werden die drei vertikalen Magnetfelder gebildet, durch die Mittelabschnitte der drei horizontalen Schleifen elektrisch leitfähiger Pfade hindurchgeführt und fortgesetzt.

Andererseits sind die vier Stiftnuten 344, die der zylindrischen beweglichen Elektrode 250 zugewandt sind, in einer entsprechenden Anzahl auf der Oberfläche des Felgenelements 320 gebildet, welches der beweglichen Elektrode 400 zuge­ wandt ist, welche zwischen jedem Paar benachbarter Speichenelemente 310, 310 positioniert ist, um die drei zweiten leitfähigen Stifte 230 aufzunehmen.

Vorteilhafterweise sind die Stiftnuten 344 bei den Mittelabschnitten jedes Paars benachbarter Speichenelemente 310, 310 positioniert, wo der Strom in dem Fel­ genelement 320 konzentriert ist. Deren Tiefe ist vorzugsweise identisch oder grö­ ßer als die Länge des unteren Vorsprungs des zweiten leitfähigen Stifts 230.

Nunmehr wird das Zusammenbauverfahren des Unterbrechers für den Strom­ kreisunterbrecher gemaß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung unter Bezugnahme auf Fig. 11 erklärt. Das Verstärkungselement 220 wird zwischen die bewegliche Elektrode 300 und den beweglichen Kontaktierer 400 positioniert. Hiernach werden die oberen Vorsprünge der zweiten leitfähigen Stifte 230 jeweils in die Stiftnuten (nicht gezeigt) des beweglichen Kontaktierers 400 eingeführt und deren untere Vorsprünge werden in die Stiftnuten 344 der be­ weglichen Elektrode 300 eingeführt.

Der Vorsprung 251 der zylindrischen beweglichen Elektrode 250 wird in eine obere Richtung positioniert, nämlich gegen die bewegliche Elektrode 300, durch die Durchgangsöffnung 343 der beweglichen Elektrode 300 hindurchgeführt und in die Einführungsöffnung 221 des Verstärkungselements 220 eingeführt, wo­ durch der Zusammenbau der beweglichen Elektrode und des beweglichen Kon­ taktierers beendet ist.

Beim Zusammenbau der Elektrode auf der beweglichen Seite wird das zweite Verstärkungselement 220 zuerst zwischen der radförmigen beweglichen Elektrode 240 und dem beweglichen Kontaktierer 210 positioniert. Die oberen Vorsprünge der vier zweiten leitfähigen Stifte 230 werden jeweils in die Stiftnuten 216 des beweglichen Kontaktierers 210 eingeführt, und deren zweite Vorsprünge werden in die Stiftnuten 244 eingeführt, welche auf der Oberfläche der radförmigen be­ weglichen Elektrode 240 gebildet sind, welche dem zweiten Verstärkungselement 230 zugewandt ist.

Der Vorsprung 251 der zylindrischen beweglichen Elektrode 250 wird gegen eine obere Richtung positioniert, durch die Durchgangsöffnung 243 der radförmigen beweglichen Elektrode 240 hindurchgeführt und in die Einführungsöffnung des zweiten Verstärkungselements 220 eingeführt, wodurch der Zusammenbau der Elektrode auf der beweglichen Seite beendet ist.

Um andererseits zu verhindern, daß die vertikalen Magnetfelder der beweglichen Elektrode 300 mit denjenigen der festen Elektrode überlappt werden, und um die Anzahl vertikaler Magnetfelder zu bilden, sind die Speichenelemente 310 der be­ weglichen Elektrode 300 jeweils abwechselnd angeordnet mit einer vorbestimm­ ten Winkeldifferenz zu den Speichenelementen (nicht gezeigt) des festen Ele­ ments (nicht gezeigt).

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die vorbestimmte Winkeldifferenz vorzugsweise 60 Grad.

Das Zusammenbauverfahren des festen Kontaktierers und der festen Elektrode ist identisch mit demjenigen des beweglichen Kontaktierers und der beweglichen Elektrode wie in Fig. 11 gezeigt, und somit wird deren Erklärung weggelassen.

Nunmehr wird die Betriebsweise des Unterbrechers für den Stromkreisunterbre­ cher gemäß der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.

Identisch zu der Betriebsweise der ersten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung, wie oben beschrieben, ist, wenn der Unterbrecher für den Stromkreisun­ terbrecher eingeschaltet wird, wenn die zylindrische bewegliche Elektrode 150 in eine obere Richtung in Fig. 11 durch einen Betätigungsmechanismus (nicht ge­ zeigt) bewegt wird, wird der bewegliche Kontaktierer 400 bewegt und mit dem festen Kontaktierer (nicht gezeigt) verbunden.

Hier, im Fall, daß ein Eingangsstrom zu der festen Elektrode (nicht gezeigt) über einen festen Anschluß (nicht gezeigt) fließt, welcher mit der Leistungsquelle ver­ bunden ist, fließt der Eingangsstrom zu einer radförmigen festen Elektrode (nicht gezeigt) durch die feste Elektrode (nicht gezeigt).

Hiernach fließt der Eingangsstrom von der radförmigen festen Elektrode (nicht gezeigt) zu dem festen Kontaktierer (nicht gezeigt) über den ersten leitfähigen Stift (nicht gezeigt).

Der Eingangsstrom fließt von dem festen Kontaktierer (nicht gezeigt) zu der be­ weglichen Elektrode 300 durch den beweglichen Kontaktierer 400 und den zwei­ ten leitfähigen Stift 230 und wird ein Ausgangsstrom, der durch die zylindrische bewegliche Elektrode 250 von der beweglichen Elektrode 300 ausgegeben wird.

Dann wird der Ausgangsstrom der Lastseite (nicht gezeigt) zugeführt.

Andererseits, in einem Zustand, wo der feste Kontaktierer (nicht gezeigt) und der bewegliche Kontaktierer 400 verbunden sind, nämlich der Unterbrecher einge­ schaltet ist, wenn der abnormale Strom von der Elektrode auf der festen Seite zu der Elektrode auf der beweglichen Seite oder umgekehrt fließt, wird die zylindri­ sche bewegliche Elektrode 250 in eine untere Richtung in der Figur bewegt durch die Verbindung, die mit dem Auslösemechanismus verbunden ist, welcher betätigt wird, wenn ein großer Strom erzeugt wird.

Daher wird der bewegliche Kontaktierer 400 von dem festen Kontaktierer (nicht gezeigt) getrennt, wodurch die elektrische Verbindung der Leistungsquellenseite und der Lastseite getrennt wird.

Wenn der feste Kontaktierer (nicht gezeigt) von dem beweglichen Kontaktierer 400 getrennt wird, nämlich der Unterbrecher abgeschaltet wird, wird der vertikale Lichtbogen zwischen den Kontakten des festen und des beweglichen Kontaktie­ rers erzeugt.

Somit sind die bewegliche Elektrode 300 und die feste Elektrode (nicht gezeigt) radförmige Leiter, die jeweils die Speichenelemente und die Felgenelemente auf­ weisen. Wenn der Strom zu den Elektroden fließt, wird die Anzahl vertikaler Ma­ gnetfelder parallel zu einer Erzeugungsrichtung des Lichtbogens durch die Anzahl horizontaler Schleifen elektrisch leitfähiger Pfade, die aus den Speichenelementen 310 und den Felgenelementen 320 bestehen, gebildet.

Die Anzahl vertikaler Magnetfelder parallel zu der Erzeugungsrichtung des Licht­ bogens verteilen den Lichtbogen gleich, so daß er nicht auf einen einzelnen Punkt konzentriert ist, und unterbrechen die Bewegung des Lichtbogens, indem sie ihn zwischen den benachbarten vertikalen Magnetfeldern einschließen, wodurch sie den Lichtbogen rasch bei niedriger Spannung löschen.

Demgemäß wird der Kontakt nicht geschmolzen aufgrund der Erzeugung einer hohen Lichtbogenspannung, die aus der Konzentrierung des Lichtbogens folgt. Zusätzlich wird keine Schmelzlinie bei dem Kontakt aufgrund der Bewegung des konzentrierten Lichtbogens erzeugt.

Wenn der Strom von der festen Elektrode (nicht gezeigt) dem festen Kontaktierer (nicht gezeigt) zugeführt wird, wird der Strom zu einem Drittel desjenigen Stroms, der zu der festen Elektrode (nicht gezeigt) durch die Anzahl erster leitfä­ higer Stifte (nicht gezeigt) fließt, und somit fließt der Strom identisch zu dem elektrisch leitfähigen Pfad des festen Kontaktierers.

In einem Zustand, wo der bewegliche Kontaktierer 400 und der feste Kontaktierer (nicht gezeigt) verbunden sind, fließt der Strom, der ein Drittel des Stroms be­ trägt, der zu der festen Elektrode fließt, zu dem elektrisch leitfähigen Pfad 410 des beweglichen Kontaktierers 400.

Der Lichtbogen, der zwischen den Kontakten des festen Kontaktierers (nicht ge­ zeigt) und des beweglichen Kontaktierers 400 erzeugt wird, wenn die Kontaktie­ rer getrennt werden, ist proportional zum Betrag des Stroms, der zu den Kontak­ ten fließt, und ist somit reduziert auf ein Drittel der Lichtbogenspannung, wenn der Strom, der zu den Kontakten fließt, zusammenfließt.

Da die Lichtbogenspannung reduziert ist, wird der Lichtbogen der Elektroden verteilt und seine Bewegung unterbrochen. Des weiteren sind die Kontaktierer und die Elektroden in ihrer Größe verringert, und die Lichtbogen-Abschir­ mungselemente sind in ihrer Dicke reduziert. Folglich kann der Unterbrecher in seiner Größe reduziert werden.

Fig. 12 ist eine Draufsicht, welche die radförmige bewegliche Elektrode entspre­ chend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Eine untere Oberfläche der radförmigen festen Oberfläche ist identisch mit einer flachen Oberfläche der radförmigen beweglichen Elektrode 300.

Bezugszeichen 300 bezeichnet eine radförmige bewegliche Elektrode und Be­ zugszeichen 310 bezeichnet die drei Speichenelemente der beweglichen Elektrode 310.

Bezugszeichen 320 bezeichnet das Felgenelement. Die drei Stiftnuten 344 der beweglichen Elektrode 300 sind Nuten, wo die zweiten leitfähigen Stifte 230 ein­ geführt sind.

Die Bildung der horizontalen Schleife des Stroms und die Bildung des vertikalen Magnetfelds in der Elektrode gemäß der anderen Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 13 erläutert.

Um Redundanz zu vermeiden, wird eine radförmige feste Elektrode 500 exempla­ risch dargestellt, und die Darstellung und Erläuterung der beweglichen Elektrode 300 wird weggelassen.

Wenn der Strom dem zylindrischen Element 545 der radförmigen festen Elektrode 500 durch die feste Elektrode (nicht gezeigt) zugeführt wird, wird der zugeführte Strom in drei durch die Speichenelemente 510 geteilt und fließt somit zu dem Felgenelement 520, wie durch die Pfeile angedeutet ist.

Der Strom, der das Felgenelement 520 erreicht, wird in zwei geteilt. Folglich fließt der Strom, der ein Sechstel des Stroms beträgt, welcher durch die feste Elektrode (nicht gezeigt) zugeführt wird, in Richtung der ersten leitfähigen Stifte 130, benachbart jedem der Speichenelemente 510 (siehe die Pfeile).

Dementsprechend ist der Strom, der zu jedem ersten leitfähigen Stift 130 fließt, die Summe der zwei Ströme, die in sechs geteilt sind, und somit fließt der Strom, der einem Drittel des Stroms entspricht, der durch die feste Elektrode (nicht ge­ zeigt) zugeführt wird.

Wie in Fig. 13 gezeigt ist, wird die horizontale Stromschleife durch das Paar be­ nachbarter Speichenelemente 510, 510 und das Felgenelement 520 gebildet, wel­ ches mit den Randabschnitten der Speichenelemente 510, 510 verbunden ist. Folglich werden die drei horizontalen Stromschleifen gebildet.

Daher werden die vertikalen Magnetfelder in einer vertikalen Richtung gebildet, die durch die Mittelabschnitte jeder horizontalen Stromschleife verläuft.

Die vertikalen Magnetfelder bilden eine vertikale Schleife, die im rechten Winkel zu der Figur eintritt, wie durch das Zeichen "⊗" angedeutet ist, und im rechten Winkel zu der Figur austritt, wie durch das Zeichen "⊙" dargestellt ist.

Bezugszeichen 614 bezeichnet die Schlitze, die in dem festen Kontaktierer (nicht gezeigt) gebildet sind.

Wie zuvor diskutiert, vermag der Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß der vorliegenden Erfindung den Lichtbogen zu verteilen, welcher erzeugt wird, wenn der bewegliche Kontaktierer von dem festen Kontaktierer beim Un­ terbrechen eines starken Stroms getrennt wird, durch Bilden der Anzahl vertikaler Magnetfelder parallel zu dem Lichtbogen und vermag zu verhindern, daß der Kontakt geschmolzen wird und daß die Schmelzlinie aufgrund der Konzentration und der Bewegung des Lichtbogens erzeugt wird, indem der Lichtbogen zwischen dem Paar benachbarter Magnetfelder eingeschlossen wird.

Zusätzlich wird der Strom geteilt zugeführt durch die Anzahl von elektrisch leit­ fähigen Pfaden zu der Anzahl von Kontakten, welche voneinander auf dem ersten Kontaktierer getrennt sind, und die Anzahl vertikaler Magnetfelder werden ange­ wendet. Somit wird der Lichtbogen verteilt und seine Spannung wird reduziert. Folglich wird der Lichtbogen rasch gelöscht, wodurch der Verschleiß der Kon­ takte verringert wird, die Stromkreisunterbrechungs-Leistungsfähigkeit verbessert wird und der Unterbrechungsbetrag verbessert wird.

Des weiteren weist der Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß der vorliegenden Erfindung eine erhöhte Unterbrechungsleistungsfähigkeit des ab­ normalen Stroms auf im Vergleich mit dem herkömmlichen Unterbrecher und ist in seiner Größe reduziert, was in reduzierten Herstellungskosten resultiert.

Da die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen realisiert werden kann, ohne von ihrem Geist oder ihren wesentlichen Kennzeichen abzuweichen, sei auch darauf hingewiesen, daß die oben beschriebenen Ausführungsformen nicht durch irgendeines der Details der obigen Beschreibung begrenzt sind, sofern nicht anderweitig spezifiziert, sondern eher weit innerhalb ihres Geistes und dem Be­ reich, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, aufzufassen ist und daher alle Wechsel und Änderungen, die in die Grenzen der Ansprüche fallen oder Äquivalenzen der Grenzen durch die beigefügten Ansprüche umfaßt anzusehen sind.

Claims (16)

1. Unterbrecher für einen Stromkreisunterbrecher, aufweisend:
eine feste Elektrode, die eine Anzahl horizontaler Schleifen elektrisch leitfähi­ gen Pfads zum Bilden einer Anzahl vertikaler Magnetfelder aufweist;
einen festen Kontaktierer, der elektrisch mit der festen Elektrode verbunden ist;
eine bewegliche Elektrode, die eine Anzahl horizontaler Schleifen elektrisch leitfähigen Pfads zum Bilden einer Anzahl vertikaler Magnetfelder aufweist; und
einen beweglichen Kontaktierer, der elektrisch mit der beweglichen Elektrode verbunden ist und bewegbar ist, um mit dem festen Kontaktierer für elektri­ sche Verbindung verbunden zu werden oder um von dem festen Kontaktierer getrennt zu werden, um elektrische Verbindung mit dem festen Kontaktierer zu unterbrechen.

2. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß Anspruch 1, bei welchem die feste Elektrode aufweist:
ein ringförmiges leitfähiges Element zum Schaffen eines ringförmigen leitfä­ higen Pfads, wo der Strom fließt;
eine Anzahl speichenförmiger leitfähiger Elemente, die mit dem ringförmigen leitfähigen Element verbunden sind, zum Schaffen radialer leitfähiger Pfade, wo der Strom fließt; und
eine Anzahl horizontaler Schleifen elektrisch leitfähigen Pfads, gebildet durch das Paar speichenförmiger leitfähiger Elemente und das ringförmige leitfähige Element zum Bilden der Anzahl vertikaler Magnetfelder.

3. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß Anspruch 1, bei welchem die bewegliche Elektrode aufweist:
ein ringförmiges leitfähiges Element zum Schaffen eines ringförmigen leitfä­ higen Pfads, wo der Strom fließt;
eine Anzahl speichenförmiger leitfähiger Elemente, die mit dem ringförmigen leitfähigen Element verbunden sind, zum Schaffen radialer leitfähiger Pfade, wo der Strom fließt; und
eine Anzahl horizontaler Schleifen elektrisch leitfähigen Pfads, gebildet durch das Paar speichenförmiger leitfähiger Elemente und das ringförmige leitfähige Element zum Bilden der Anzahl vertikaler Magnetfelder.

4. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß Anspruch 1, weiter eine Anzahl erster leitfähiger Stiftelemente aufweisend, welche zwischen der festen Elektrode und dem festen Kontaktierer verbunden sind, zum elektrischen Ver­ binden der festen Elektrode mit dem festen Kontaktierer und zum Teilen eines Flusses des Stroms dazwischen.

5. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß Anspruch 1, weiter eine Anzahl zweiter leitfähiger Stiftelemente aufweisend, welche zwischen der be­ weglichen Elektrode und dem beweglichen Kontaktierer verbunden sind, zum elektrischen Verbinden der beweglichen Elektrode mit dem beweglichen Kontaktierer und zum Teilen eines Flusses des Stromes dazwischen.

6. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß irgendeinem der Ansprü­ che 1, 4 oder 5, weiter ein mechanisches Verstärkungselement aufweisend, welches zwischen der festen Elektrode und dem festen Kontaktierer oder zwi­ schen der beweglichen Elektrode und dem beweglichen Kontaktierer angeord­ net ist, zum Verhindern, daß eine Einwirkung auf die ersten leitfähigen Stif­ telemente oder die zweiten leitfähigen Stiftelemente konzentriert ist, wenn der bewegliche Kontaktierer in Kontakt mit dem festen Kontaktierer ist.

7. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß Anspruch 6, bei welchem das Verstärkungselement aus einem Material mit einem wesentlich größeren elektrischen Widerstand als das erste leitfähige Stiftelement oder das zweite leitfähige Stiftelement besteht, um den Strom zum größten Teil durch das erste leitfähige Stiftelement oder das zweite leitfähige Stiftelement fließen zu las­ sen.

8. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß Anspruch 7, bei welchem das Verstärkungselement aus rostfreiem Stahl besteht und das erste oder zweite leitfähige Stiftelement aus desoxidiertem Kupfer besteht.

9. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß Anspruch 1, bei welchem der feste Kontaktierer ein scheibenförmiger Leiter mit einer dem beweglichen Kontaktierer zugewandten Fläche ist, wobei die Fläche aufweist:
mindestens eine flache Oberfläche zum Verbinden des beweglichen Kontak­ tierers;
mindestens eine schräge Oberfläche, die abgeschrägt ist, um nicht mit dem beweglichen Kontaktierer verbunden zu sein, so daß eine Trennungsge­ schwindigkeit verbessert werden kann beim Trennen von dem beweglichen Kontaktierer;
eine Nut, die an einem Mittelabschnitt gebildet ist, um zu verhindern, daß der Lichtbogen an dem Mittelabschnitt erzeugt wird; und
mehrere Paare linearer Schlitze, die eine Anzahl linearer Strompfade bilden und parallel ausgebildet sind mit einer vorbestimmten Länge von der Felge, um zu verhindern, daß der Strom herumfließt.

10. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß Anspruch 1, bei welchem der bewegliche Kontaktierer ein scheibenförmiger Kontaktierer mit einer dem festen Kontaktierer zugewandten Fläche ist, wobei die Fläche aufweist:
mindestens eine flache Oberfläche zum Verbinden mit dem festen Kontaktie­ rer;
mindestens eine schräge Oberfläche, die abgeschrägt ist, um nicht mit dem fe­ sten Kontaktierer verbunden zu sein, so daß eine Trennungsgeschwindigkeit beim Trennen von dem festen Kontaktierer verbessert werden kann;
eine Nut, die an einem Mittelabschnitt ausgebildet ist, um zu verhindern, daß der Lichtbogen am Mittelabschnitt erzeugt wird; und
mehrere Paare linearer Schlitze, die eine Anzahl linearer Strompfade bilden und parallel ausgebildet sind mit einer vorbestimmten Länge von der Felge, um zu verhindern, daß der Strom herumfließt.

11. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß Anspruch 2 oder 3, bei welchem die speichenförmigen leitfähigen Elemente der beweglichen Elektro­ de entsprechend abwechselnd angeordnet sind mit einer vorbestimmten Win­ keldifferenz zwischen den speichenförmigen Elementen des festen Elements, um zu verhindern, daß die vertikalen Magnetfelder der beweglichen Elektrode mit denjenigen der festen Elektrode überlappt werden.

12. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß Anspruch 11, bei wel­ chem die Anzahl speichenförmiger leitfähiger Elemente der festen Elektrode vier speichenförmige leitfähige Elemente sind, die jeweils in einem Intervall von 90 Grad angeordnet sind; die Zahl der Anzahl horizontaler Schleifen elektrisch leitfähigen Pfads der festen Elektrode vier ist; die Anzahl speichen­ förmiger leitfähiger Elemente der beweglichen Elektrode vier speichenförmige leitfähige Elemente sind, die jeweils in einem Intervall von 90 Grad angeord­ net sind; die Zahl der Anzahl horizontaler Schleifen elektrisch leitfähigen Pfads der beweglichen Elektrode vier ist; und die vorbestimmte Winkeldiffe­ renz 45 Grad beträgt.

13. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß Anspruch 11, bei wel­ chem die Anzahl speichenförmiger leitfähiger Elemente der festen Elektrode drei speichenförmige leitfähige Elemente sind, die jeweils in einem Intervall von 120 Grad angeordnet sind; die Zahl der Anzahl horizontaler Schleifen elektrisch leitfähigen Pfads der festen Elektrode drei ist; die Anzahl speichen­ förmiger leitfähiger Elemente der beweglichen Elektrode drei speichenförmige leitfähige Elemente sind, die jeweils in einem Intervall von 120 Grad ange­ ordnet sind; die Zahl der Anzahl horizontaler Schleifen elektrisch leitfähigen Pfads der beweglichen Elektrode drei ist; und die vorbestimmte Winkeldiffe­ renz 60 Grad beträgt.

14. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß Anspruch 1, weiter einen Behälter zum Aufnehmen der festen Elektrode, des festen Kontaktierers, der beweglichen Elektrode und des beweglichen Kontaktierers in einem Innen­ raum eines Vakuumzustands aufweisend.

15. Unterbrecher für den Stromkreisunterbrecher gemäß Anspruch 1, weiter einen Behälter zum Aufnehmen der festen Elektrode, des festen Kontaktierers, der beweglichen Elektrode und des beweglichen Kontaktierers in einem Innen­ raum, der mit einem Isolationsgas gefüllt ist, aufweisend.

16. Unterbrecher für einen Stromkreisunterbrecher, aufweisend:
eine erste leitfähige Felge zum Schaffen eines leitfähigen Pfads, wo der Strom fließt;
eine radförmige feste Elektrode mit einer Anzahl erster leitfähiger Speichen, die mit der ersten leitfähigen Felge verbunden sind, um den leitfähigen Pfad zu schaffen, wo der Strom fließt;
eine Anzahl horizontaler Schleifen leitfähigen Pfads, gebildet durch die erste leitfähige Felge und die ersten leitfähigen Speichen, eine Anzahl vertikaler Magnetfelder, die durch die Anzahl von Schleifen elektrischen Pfads gebildet werden;
einen scheibenförmigen festen Kontakt;
eine Anzahl erster leitfähiger Stifte zum elektrischen Verbinden des festen Kontaktierers und der festen Elektrode;
eine zweite leitfähige Felge zum Schaffen eines leitfähigen Pfads, wo der Strom fließt;
eine radförmige bewegliche Elektrode mit einer Anzahl zweiter leitfähiger Speichen, die mit der zweiten leitfähigen Felge verbunden sind, um den elek­ trischen Pfad zu schaffen, wo der Strom fließt;
eine Anzahl horizontaler Schleifen leitfähigen Pfads, gebildet durch die zweite leitfähige Felge und die zweiten leitfähigen Speichen;
eine Anzahl vertikaler Magnetfelder, die durch die Anzahl von Schleifen leit­ fähigen Pfads gebildet werden;
eine Anzahl zweiter leitfähiger Stifte zum elektrischen Verbinden des beweg­ lichen Kontaktierers mit der beweglichen Elektrode; und
ein Verstärkungselement, das zwischen der festen Elektrode und dem festen Kontaktierer oder zwischen der beweglichen Elektrode und dem beweglichen Kontaktierer angeordnet ist, um zu verhindern, daß eine Einwirkung, die er­ zeugt wird, wenn der feste Kontaktierer und der bewegliche Kontaktierer kontaktiert werden, auf die ersten leitfähigen Stifte oder die zweiten leitfähi­ gen Stifte konzentriert ist.