DE2063120A1

DE2063120A1 - Vakuumschalter

Info

Publication number: DE2063120A1
Application number: DE19702063120
Authority: DE
Inventors: Werner 1000 Berlin Kohler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-12-16
Filing date: 1970-12-16
Publication date: 1972-06-29
Also published as: DE2063120C3; DE2063120B2

Description

Vakuumschalter Die Brfir.dung betrifft einen Vakuumschalter mit zwei Längs einer Achse relativ zueinander beweglichen Schaltstücken, die in der Einschalts-tellumg in einer quer zu der Achse liegenden bene In einer Ringfläche stumpf gegeneinanderstoßen. Bei solchen Schaltern entstehen bekanntlich dadurch Uberspaiiitingen, daß induktive Ströme geringer Stromstarke schon vor dem na-türlichen Nulldurchgang unterbrochen werden. Diesen effekt hat man durch besondere Kontaktwerkstoffe, z.B. mit Zusätzen von Wismut, zu beseitigen versucht. Die Kontak-twerkstoffe sind aber den Lichtbögen großer Ströme nicht genügend gewachsen. Deshalb ist es das Ziel der Brfindlmg, die beim Abreißen der Lichtbögen kleiner induktiver Ströme entstehenden Überspannungen in anderer Weise zu begrenzen.
Die Erfindung besteht darin, daß die Schaltstücke innerhalb der Ringfläche mit einem Vorsprung einerseits und einer Vertiefung andererseits ineinandergreifen, daß zwischen Vorsprung und der tiefung quer zur Achse ein gleichmäßiger Abstand vorhanden ist und daß der Abstand an einzelnen Stellen durch Spitzen verkürzt ist, die, von einem Schaltstück ausgehend, auf das andere gerichtet sind. Mit den Spitzen schaff-t man bewußt Stellen hoher Feldstärke, die bei Überspannungen schnell zu einem Durchschlag führen, so daß die Uberspannung kurzgeschlossen und damit abgebaut wird.
Der Vorgang kann sich, wenn die magnetische Energie des Stromkreises sehr groß ist, mehrfach wiederholen. Br ist für den Schalter unbedenklich, da der Lichtbogen, den der Durchschlag einleitet, zwischen den Schaltstücken brennt und deshalb in üblicher Weise erlöschen kann.
Bin wesentlicher Vorteil der j%rfindung besteht darin, daß die für die Begrenzung der Überspannung nwTesentlichen Spitzen durch die Anordnung im Bereich von Vorsprung und Vertiefung elektro statisch so abgeschirmt sein können, daß die elektrische Festigkeit zwischen den Schaltstücken in der Ausschaltstellung in keiner Weise verb'in gert ist.
Für den Abbau der Überspannung durch Einleiten eines Durchsehlages ^nirde an sich eine einzige Spitze ausreichen. Im Hinblick auf einen gleichmäßigen Abbrand der Schaltstücke ist es jedoch günstig, mehrere, vorzugsweise symmetrisch verteilte Spitzen vorzusehen. Die Spitzen sollten der Vertiefung zugeordnet sein, weil sie dann durch die dem anderen Schaltstück näherliegenden Teile am Rand der Vertiefung abgeschirmt sind. Zweckmäßig verkürzen die Spitzen den Abstand zwischen den Schaltstücken auf etwa die Hälfte. Spitzen, deren Höhe kleiner als ein Drittel des Abstandes beträgt, zeigen nicht genügend Wirkung, während Spitzen mit einer Höhle von zwei Dritteln des Abstandes oder mehr die elektrische Festigkeit unnötig beeinträchtigen. Dabei ist es für die elektrische Festigkeit und die Lichtbogenbeständigkeit günstig, wenn die Spitzen parallel zur Achse verlaufende Erhebungen mit dreieckigem Querschnitt sind.
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeichnet. Dabei ist der Einfachheit halber nur das aus den Schal-tstücken 1 und 2 bestehende Schaltstückpaar eines Vakuumschalters im einzelnen dargestellt, während das Vakuumgehäuse 5 und die Antriebsteile nur schematisch angedeutet sind.
Jedes Schaltstück besitzt einen auf einer gemeinsamen Achse liegenden zylindrischen Schaft 3, 4, an dem eine senkrecht zur Achse verlaufende Scheibe 6, 7 angeordnet ist. Der Durchmesser der Scileibe 6, 7 beträgt mindestens das Doppelte des Schaftdurchmessers.
Die einander abgekehrten Seiten 8, 9 der Scheiben 6, 7 sind mit spiralförmig angeordneten weichmagnetischen Eisenteilen 10, 11, 12 und 13 versehen, durch die der Lichtbogen zu einer Wanderung auf einer Kreisbahn um die Schaltstückachse veranlaßt werden soll.
Wie man sieht, berühren sich die Schaltstücke 3, 4 in einer senkrecht zur Achse der Schäfte 3, 4 liegenden Ebene in einer Ringfläche 15, die etwas aus der Fläche der Scheiben 6, 7 vorgezogen ist. Innerhalb der Ringfläche 15 greifen die Schaltstücke ineinander. Zu diesem Zweck ist am Schaltstack 1 ein zylindrischer Vorsprung 16 angeordnet, dem eine zylindrische Vertiefung 17 des Schaltstückes 2 zugeordnet ist. Der Durchmesser des Vorsprullges 16 ist etwa halb so groß wie der des Schaftes 3.
Im Bereich von Vorsprung und Vertiefung ist ein gleicluläßiger Abstand 19 vorhanden, wie der Schnitt nach Fig. 2 erkennen läßt.
Der Abstand 19, der an sich durch einen Hohlzylinder mit der Wandstärke . gegeben ist, ist beim Ausführungsbeispiel durch vier synmetr sche Spitzen 20 auf die Hälfte verkürzt. Die Spitzen sind in Richtung der Schaltbewegung, d.h. parallel zur Achse angeordnete Brhebungen, die den aus Fig. 2 ersichtlichen dreieckförmigen Querschnitt haben.
An den Spitzen 20 ergeben sich beim Ausschaltvorgang durch Überspannungen, die beim Abreißen kleiner induktiver Ströme entstehen können, so hohe Feldstärken, daß erneut ein Durchschlag zwischen den Schaltstücken eingeleitet wird. Der Durchschlag schließt die Überspannungen kurz, so daß der Schalter mit kleinen Überspannungen ausschalten kann.
In der Ausschaltstellung beeinträchtigen die Spitzen 20 die Spannungsfestigkeit zwischen den Schaltstücken nicht, weil die Schaltstücke dann soweit voneinander entfernt sind, daß das elektrische Feld zwischen den Schaltstücken durch die Scheiben 6, 7, aber nicht mehr durch die Spitzen 20 bestimmt ist.
2 Figuren 5 Ansprüche

Claims

Patentansprüche Patentansprüche 1. Vakuumschalter mit zwei rings einer Achse relativ zueinander beweglichen Schaltstücken, die in der 1nschaltstellung in einer quer zu der Achse liegenden Ebene in einer Ringfläche stumpf gegeneinanderstoßen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstücke (1, 2) innerhalb der Ringfläche (15) mit einem Vorsprung (16) einerseits und einer Vertiefung (17) andererseits ineinandergreifen, daß zwischen Vorsprung (16) und Vertiefung (17) quer zur Achse ein gleichmäßiger Abstand (2R) vorhanden ist und daß der Abstand an einzelnen Stellen durch Spitzen (20) verkürzt ist, die, von einem Schaltstück ausgehend, auf das andere gerichtet sind.
2. Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (20) symmetrisch verteilt sind.
3 Vakuumschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (20) der Vertiefung (17) zugeordnet sind.
4. Vakuumschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (20) den Abstand (AR) auf etwa die Hälfte venkürzen.
5. Vakuumschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen (20) parallel zur Achse verlaufende Erhebungen mit dreieckigem Quersclmit-t sind.