DE2303391A1

DE2303391A1 - Lichtbogenelektrode, insbesondere fuer vakuumschalter

Info

Publication number: DE2303391A1
Application number: DE19732303391
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr Amsler
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1972-06-22
Filing date: 1973-01-24
Publication date: 1974-01-10
Also published as: FR2189849B1; GB1425611A; FR2189849A1; JPS4951567A

Description

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8 !..^riehen 2, Rosental7 Tel. 2603989

München, den 24. Januar 1973

SPRECHER & SCHUH AG, Aarau (Schweiz)

Lichtbogenelektrode, insbesondere für Vakuumschalter

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 22 04 113.0)

Gegenstand des Hauptpatentes ist eine Lichtbogenelektrode, insbesondere -Für Vakuumschalter mit zwei einander gegenüberliegenden, für die Aufnahme von Lichtbogenfusspu-nkten bestimmten, aus mehreren Blechen gebildeten Elektroden, wobei die Schmalflächen der Bleche den gegenüberliegenden Elektroden zugekehrt sind und zwischen den einzelnen Blechen Spalte freigelassen sind, deren Breite mindestens der Dicke eines Bleches gleich ist.

Die im Hauptpatent beschriebene Lichtbogenelektrode ist nicht als Kontaktstück ausgebildet. Der Strom wird bei geschlossenem Schalter über einen die Lichtbogenelektroden überbrückenden Hilfskontakt geführt, der beim Ausschalten geöffnet wird. Der Lichtbogen kommutiert dann während des Löschvörganges von den Hilfskontakten auf die Lichtbogenelektroden, wo er gelöscht wird. Nachteil dieser Anordnung ist, dass die Hilfskontakte eine relativ grosse Trennstrecke und somit auch einen relativ langen Antriebshub benötigen, um die Kommutierung des an den Hilfskontakten gezündeten Lichtbogens auf die Lichtbogenelektroden zu er-

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reichen. Ein langer Antriebshub ist mit wirtschaftlichen Nachteilen verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lichtbogenelektrode zu schaffen, die die Vorteile der aus mit Zwischenspalten angeordneten Blechen gebildeten Lichtbogenelektroden aufweist und direkt als Kontaktstück verwendet werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Bleche mit Kontaktstücken starr, elektrisch leiten-d verbunden sind.

Im folgenden wird anhand der beigelegten Zeichnungen die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Lichtbogenelektrode mit einem zylindrischen rohrförmigen Kontaktstück teilweise im Schnitt,

Fig. 2 deren eine Hälfte in der Draufsicht, Fig. 3 einen Vakuumschalter im Schnitt,

Fig. 4 eine Lichtbogenelektrode aus dem in Fig. 3 dargestellten Vakuumschalter in der Draufsicht,

Fig. 5 eine weitere Lichtbogenelektrode mit eine Schleife bil-¹ denden Kontaktstücken in der Seitenansicht und

Fig. 6 in der Draufsicht, wobei die obere Lichtbogenelektrode im Schnitt dargestellt ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Lichtbogenelektrode ist für einen .Vakuumschalter vorgesehen und besteht aus dem zylindrischen, rohrförmigen Kontaktstück 1 und aus den in die Schlitze 2 des Kontaktstückes 1 eingesetzten als Lichtbogenelektrode ausgebildeten

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Blechen 3. Die Bleche 3 sind in die Schlitze 2 eingelegt und die durch die Bleche 3 nicht ausgefüllten, unmittelbar unter-= halb der Kontaktfläche 4 liegenden Teile der Schlitze 2 verstemmt. Diese Befestigungsart der Bleche ermöglicht eine wirtschaftlich vorteilhafte Herstellung der Lichtbogenelektrode. Die Bleche 3 sind mit dem Kontaktstück 1 starr, elektrisch leitend verbunden. Die Kontaktfläche 4 steht gegenüber den Schmalflächen der Bleche 3 vor. Um gute Löscheigenschaften zu erhalten müssen die Bleche 3 ins Innere des rohrförmigen Kontaktstückes 1 hineinragen. In Fig. 1 ist nur eine der zwei in einem Vakuumschalter einander gegenüber angeordneten und zueinander relativ bewegbaren Lichtbogenelektroden dargestellt.

Das Kontaktstück 1 besteht aus Kupfer, kann aber in geringen Mengen Wismut, Beryllium, Blei oder Zinn enthalten. Diese Zusatzmaterialien verhindern das Verschweissen der aufeinander liegenden Kontaktflächen 4 bei der Führung hoher Ströme.

Die Bleche 3 bestehen aus Eisen, können aber auch aus Nickel", Chrom, Chrom-Nickel, Molibdän, Tantal oder Wolfram hergestellt sein. Die Bleche können vor dem Einbau in einen Vakuumschalter sehr gut entgast werden. Nicht entgaste Blechelektroden haben im Vakuum einen zehnmal kleineren Abbrand als kompakte Elektroden. Entgaste Blechelektroden haben gegenüber den nicht entgasten einen fünfmal kleineren Abbrand.

Beim Oeffnen eines mit den in Fig. 1 dargestellten Lichtbogenelektroden ausgerüsteten Vakuumschalters entsteht zuerst zwischen den Kontaktflächen 4 ein Lichtbogenring. Der Lichtbogen kommutiert unter der Wirkung des Eigenmagnetfeldes von den Kontaktflächen 4 auf die Schmalflächen der Bleche 3, wo er bis zu seiner Löschung diffus brennt. Hit der beschriebenen Lichtbogenelektrodenanordnung kann in Vakuumschaltern eine beträchtliche Steigerung des maximal zulässigen Abschaltstromes erzielt werden.

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In Fig. 3 ist ein Vakuumschalter mit einem aus den beiden Metalldeckeln 5, aus dem Metallbalg 6, aus dem Isolierzylinder 7 und aus dem Metallschild 8 bestehenden Gehäuse und mit den beiden im Inneren des Gehäuses angeordneten Lichtbogenelektroden dargestellt. Die eine Lichtbogenelektrode ist mit dem unteren Metalldeckel 5 starr verbunden. Die andere Lichtbogenelektrode ist über den Metallbalg 6 von a-ussen bewegbar.

Die Lichtbogenelektroden bestehen aus den beiden hochkantgestellten U-Profilen 9 und aus den dazwischen parallel angeordneten Blechen 10. In Fig. 4 ist die untere Lichtbogenelektrode in der Draufsicht dargestellt. Die Bleche 10 weisen an den Nachbarblechem aufliegende Eindrücke 11 auf, um den Abstand zwischen den Blechen 10 bei den Kräften der parallelen Strornbahnen in den Blechen 10 zu sichern. Die Bleche 10 sind in die in den U-Profilen 9 angebrachten Schlitze eingesetzt und die Schlitze verstemmt. Beim geschlossenen Schalter liegen die Kontaktflächen 12 der U-Profile 9 aufeinander. Die Kontaktflächen 12 stehen gegenüber den Schmalflächen der Bleche 10 vor. Nach der Trennung der U-Profilen 9 entsteht am Trennungsort ein Lichtbogen, welcher auf die Bleche 10 komrnutiert. Der Lichtbogen brennt erfahrungsgemäss im ganzen Raum zwischen den Stirnflächen der Bleche 10 der beiden Lichtbogenelektroden, wo er dann gelöscht wird.

Die Fig. 5 und B zeigen zwei Lichtbogenelektroden und zwar Fig. 5 in Seitenansicht und Fig. 6 in der Draufsicht, wobei die obere Lichtbogenelektrode in Fig. 6 im Schnitt dargestellt ist. Die Kcntakrstüoko 13 und 14 DlIdBn für dp.n Strom sine Schleife. Die an den Kontaktstücken 13, 14 befestigten Bleche 15 und 16 sind für die Stromzuführung zum nach der Trennung der Kontaktstücke 13, 14 zwischen den Blechen 15, 16 brennenden Lichtbogen und für die Erweiterung dnr- Stromschleife vorgesehen. 0er Lichtbogen wird nach -Jsr "Trennung der Kuntaktstücke 13, 14 zwischen den in Licht-

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bogenlaufrichtung mit zunehmendem Abstand angeordneten Blechen 15, 16 gedehnt und gelöscht. Durch geeignete Wahl von Blechlänge und Winkel zwischen den Schmalflächen der gegenüberliegenden Bleche 15, 16 kann eine Anordnung gefunden werden, die praktisch bei jedem in Betrieb auftretenden Strom die Löschung des Lichtbogens ermöglicht.

Um bei hohen Strömen der Zugkraft zwischen den parallel angeordneten Blechen entgegenzuwirken, sind die Bleche 15 und auch die Bleche 16 gegeneinander durch die Eindrücke 17 in den "Blechen 15, 16 abgestützt.

Bei aufeinanderliegenden Kontaktflächen der Kontaktstücke 13, 14 greifen die Bleche 15 und 16 in der Nähe der Kontaktflächen kammartig ineinander. Die Ueberlappung der Bleche 15, 16 ist .kleiner als die volle Oeffnungsdistanz der Kontaktstücke 13. Diese Anordnung begünstigt die Kommutierung des Lichtbogens von dsn Kontaktstücken 13, 14 auf die Bleche 15, 16.

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Claims

7303391 Patentansprüche :

1. Lichtbogenelektrode, insbesondere für Vakuumschalter mit zwei einander gegenüberliegenden, für die iiuinähme von Lichtbogenfusspun&ten bestimmten, aus mehreren Blechen gebilaeten Elektroden, wobei die Schiiia If lachen der Bleche den gegenüberliegenden Elektroden zugekehrt sind una zwischen aen einzelnen Blechen Spalte freigelassen sind , deren Breite mindestens der Dicke eines Bleches gleich ist, nach Patent (Patentanmeldung P 22 04 113.0), dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (3) mit Kontaktstücken (1) starr elektrisch leitend verbunden sind.

2. Lichtbogenelektrode nach ünspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaidif lache (4) des Kontakts-tückes (1) gegenüber den Schmalf lachen der ßleche (3) vorsteht.

3. Lichtbogenelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den gegenüber liegenden Kontaktstücken (13, 14) verbundenen Bleche (15, 16) bei aufeinander liegenden Kontakt stücken (13, 14) kammartig ineinandergreifen, wobei die Überlappung kleiner ist als die volle Öffnungsdistanz der Kontaktstücke (13, 14).

4. Lichtbogenelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktstück (1) aus einem Rohr besteht und die Bleche (3) mindestens ins Innere des Rohres hineinragen.

5. Lichtbogenelektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr zylindrisch ist und die Bleche (3) radial angeordnet sind.

6. Lichtbogenelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktstück (9) aus mindestens einem hochkantgestellten mit seiner Stirnfläche in geschlossenem Zustand die Stirnfläche des gegenüberliegenden Kontaktstückes (9) berührenden Profil besteht.

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7. Lichtbodenelektrode nach eineiij aer Ansprache 1 bis 4 una 6, aaaurch gekennzeichnet, aass aie Kontaktstücke (13, 14) eine Scnleife bilaen und aie Bleche (15, 1b) als Fortsetzung dieser schleife angeordnet sina.

ö. Lichtbogenelertroae nach einen, aer Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass aie Bleche (3) in im Kontaktstück (1) angebrachte Schlitze (2) eingesetzt una aie Schütze (2) versteiuint sina.

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L e e r s e i t e