DE2002687A1 - Lichtbogenloeschkammer fuer Vakuumschalter - Google Patents

Description

• Lichtbogenlöschkammer für Vakuumschalter.
• Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenlöschkammer für Vakuumschalter, deren Gehäuse aus einer vorzugsweise zylinderförmigen Wandung und zwei mit dieser Wandung vakuumdicht verbundenen Abschlußplatten gebildet ist, von denen zumindest eine Abschlußplatte aus Isoliermaterial besteht Bs sind bereits Vakuumschalter bekannt, bei denen das Gehäuse der Lichtbogenlöschkammer aus einer meist zylinderförmigen Metallwandung und zwei isolierenden Abschlußplatten, die durch geeignete Abdichtungen mit der Metallwandung verbunden sind, aufgebaut ist. Im Innern der Lichtbogenlöschkammer ist im allgemeinen Ultrahochvakuum, während von außen der normale Luftdruck auf das Gehause wirkt; Bei den bekannten Lichtbogenlöschkammern für Vakuumschalter ergeben sich auf Grund der erforderlichen Überschlags- bzw.
• Kriechüberschlagswege relativ große Gehäuseabmessungen und große Isolierstoffflächen, die das Eindringen von Gasen in das Innere der Lichtbogenlöschkammern begünstigen. Die Abschlußplatten der bekannten Löschkammergehäuse nrässen deshalb aus weitgehend gasundurchlässigen, hochwertigen und daher teuren Isoliermaterialien hergestellt sein, damitkeine unsulässige Verschlechterung des Kochvakuums eintritt.
• Zweck der Erfindung ist es, eine Lichtbogenlöschkammer für Vakuumschalter zu schaffen, deren Gehäuse fast völlig gasundurchlässig ist und die geringere Abmessungen aufweist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gehäuse der Lichtbogenlöschkammer so zu gestalten, daß bei ausreichender Isolation der spannungführenden Teile im Inneren und außerhalb der Kammer und geringen Gehäuseabmessungen eine Verringerbung der gasundurchlässigen Isolierstoffflächen erzielt wird.
• Erfindungsgemäß wird dies bei einer Lichtbogenlöschkammer für Väkuumschalter der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß die Abschlußplatten aus Isoliermaterial an der Außenseite mit Je einer sich vorzugsweise bis zun Plattenrand erstreckenden potentialführenden Metaliplatte versehen sind, daß die Plattenränder analog dem Randfeldverlauf eines Plattenkondensators wulstförmig ausgebildet sind und daß die einander zugewandten Seiten der Abschlußplatten so mit einer potentialführenden Metallschicht versehen sind, daß innerhalb des evakuierten Gehäuses die erforderliche Überschlagsfestigkeit zur Metallplatte gewährleistet ist.
• Auf diese Weise ist dem äußeren luftdruck eine weitaus geringere Isolierstofffläche ausgesetzt und die Gefahr der Permeation von Gasen, insbesondere von Helium, in das Innere der Lichtbogenlöschkammer ist erheblich herabgesetzt.
• Die Metallschicht der einen Abschlußplatte ist mit der Metallschicht der gegenüberliegenden Abschlußplatte aus Isolierstoff galvanisch vorbunden. Bei Lichtbogenlöschkammern mit nur einer isolierenden Abschlußplatte ist die Metallschicht dieser Platte mit der gegenuberliegenden Abschluß platte aus Metall verbunden. Als Verbindungselement eignet sich vorzugsweise die zylinderförmige Metallwendung des Gehauses, die ihrerseits mit einem metallischen Schirm in galvanischer Verbindung steht. Die Stärke der isolierenden AbschluSplatten ist so bemessen, daß ein elektrischer Durchschlag unmöglich ist. Im Hinblick auf die Spannungsfestigkeit kann erfindungsgeiäß eine weitere Berbesserung durch am Plattenrand vorgesehene Ausspaaangen, deren Bodenflächen auf einer gemeinsamen Feldlinie und deren Seitenflächen entlang von Äquipotentiallinien verlaufen, erreicht werden.
• Diese fuhren zu einer Verlängerung der Überschlags- bzw.
• Kriechüberschlagswege und ergeben eine hohe äußere Spannungsfestigkeit der Lichtbogenlöschkanmer.
• Die Erfindung soll nachstehend an drei kusf(iiirsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1 : eine Lichtbogenlöschkammer mit einem aus einer zylinderförmigen Metallwandung und zwei isolierenden Abschlußplatten bestehenden Gehäuse, Fig. 2 : einen erfindungsgemäß ausgebildeten Rand einer isolierenden Abschlußplatte in vergrößerter Darstellung; Fig. 3. ine Lichtbogenlöschkammer, deren Gehause mit doppelter zylinderförmiger Wandung auseführt ist ; Fig. 4 : eine Lichtbogenlöschkammer, deren zylinderförmige Metallwandung aus einem metallischen Balg besteht.
• In Fig. 1 ist eine Lichtbogenlöschkammer fAr Vakuumschalter dargestellt, deren Gehäuse 1 aus einer tylinderförmigen Mbtallwandung 2 und zwei an den Enden vakuumdicht befestigten ringförmigen Abschlußplatten 3;4 aus Isoliermaterial aufgebaut ist. Die lbschlußplatte 3 trägt die an der Metallplatte 32 angebrachte feste Elektrode 5. Die bewegliche Elektrode 6 ist an der Metallplatte 4' befestigt, die vakuumdicht mit der Abschlußplatte 4 verbunden ist. Zwischen der Elektrode 6 und der Metallplatte 4' ist der metallbalg 7 angeordnet.
• Gemäß dei Kennzeichen der Erfindung sind die isolierenden Abschlußplatten 3;4 außen mit je einer sich bie zum Plattenrand erstreckenden potentialführenden Metallplatte 3';4' versehen und der Plattenrand ist analog dem Randfeldverlauf eines Plattenkondensators wulstförmig ausgebildet. Die einander zugewandten Metallschichten 3'',4'' sind über die Metall-Wandung 2 galvanisch miteinander verbunden. Im Innern der Lichtbogenlöschkammer ist die Metallschicht 3'' bzw. 4'' so ausgeführt, daß die erforderliche Uberschlagsspannungsfestigkeit zur Metallplatte 3' bzw. 4' gewährleistet ist. Die Metallwandung 2 steht ihrerseits mit einer metallischen Abschalung 8 in galvanischer Verbindung.
• Zur Vorlängerung der Uberschlags- bzw. Kriechüberschlagswege sind nssparungen 9 im Plattenrand vorgesehen, deren Boden-bzw. äußeren Begrenzungsflächen auf einer gemeinsamen Feldlinie Z und deren Seitenflächen entlang von Äquipotential linien A verlaufen (Fig. 2)r Die in Hg. 3 dargestellte Variante unterscheidet sich von der ersten dadurch, daß um die Metallwandung 2 unter Bildung eines Hohlraumes 10 ein Isolierzylinder 11 aus Glas oder Keramik zwischen den Abschlußplatten 3;4 angeordnet ist.
• Der Druck im Hohlraum 10 ist im allgemeinen größer ale der Druck im Innern der Lichtbogenlöschkammer, jedoch kleiner als der normale Luftdruck, Die doppelwandige Ausf2hrung des zylinderförmigen Teiles des Gehäuses 1 führt zu einer weitoren Reduzierung der Purmetatlon von Gasen, insbesondere von Wasserstoff, und schafft ein extrem hohes Meß an Gasundurchlässigkeit des Gehäuses der Lichtbogenlösckammer, Außerdem sind die Kammerabmessungen weiter reduziert und kleinere Wulstränder ohne zusätzliche Aussparungen vorge 5 e -hen, da bei dieser Ausführung ein genügend langer Kriechüberschlagsweg vorhanden ist.
• Fig. 4 zeigt eine Lichtbogenlöschkammer, deren metallische zylinderförmige Außenwandung 2 aus einem metallischen Balg besteht, der die Trennung der Elektroden 5g6 ermöglicht.

Claims (6)

P a t e n t a n s p r ü c h e ;

1.) Lichtbogenlöschkammer für Vakuumschalter, deren Gehäuse aus einer vorzugsweise zylinderförmigen Wandung und zwei mit dieser Wandung vakuumdicht verbundenen Abschlußplatten gebildet ist, von denen zumindest eine Abschlußplatte aus Isoliermaterial besteht, dadurch gekenazeichnet, daß die Abschlußplatten (3;4) aus Isoliermaterial an den Außenseiten mit Je einer sich vorzugsweise bis zum Plattenrand erstreckenden potentialführenden Metallplatte (3';42) versehen sind, daß die Plattenränder analog dem Randieldverlauf eines Plattenkondensators wulstförmig ausgebildet sind und daß die einander zugewandten Seiten der Abschlußplatten (3;4) so mit einer potentialführenden Metallschicht (3'';4") versehen sind, daß innerhalb des evakuierten Gehäuses die erforderliche Überschlagsfestigkeit zur Metallplatte gewährleistet ist.

2. Lichtbogenlöschkammer nach Anspruch 1, dadurch gekeanzeichnet, daß die Metallschichten (3'';4'') der Abschlußplatten (34) galvanisch verbunden sind und daß diese Verbindung vorzugsweise durch die zylinderförmige Metallwandung (2) horgestellt ist.

3. Lichtbogenlöschkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein nur einer isolierenden Abschlußplatte die Metallschicht dieser Abschlußplatte mit der gegenüberliegenden Abschlußplatte aus Metall verbunden ist.

4. Lichtbogenlöschkammer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zylinderförmige Außenwandung (2) als federnder Metallbalg ausgebildet ist.

5. Lichtbogenlöschkammer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine galvanische Verbindung zwischen der Metallwandung (2) und einem metallischen Schirm (8) vorgesehen ist.

6. Lichtbogenlöschkammer nach Anspruch 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der isolierenden Abschlußplatten (3 ;4) Aussparungen (9), deren Boden- und äußere Begrenzunsflächen auf je einer gemeinsamen Feldlinie F und deren Seitenflächen entlang von Äquipotentiallinien A verlaufen, aufweist.