DE2350489A1

DE2350489A1 - VACUUM SWITCH WITH GETTING DEVICE

Info

Publication number: DE2350489A1
Application number: DE19732350489
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Hazemeijer BV
Current assignee: Hazemeijer BV
Priority date: 1972-10-18
Filing date: 1973-10-08
Publication date: 1974-05-02
Also published as: GB1423379A; AT328029B; NL149629B; NL7214103A; ATA885473A; US3872271A; DE2350489B2; FR2204032B1; AU6121873A; AU465944B2; CH563658A5; BE806050A; CA996164A; JPS4973674A; JPS5624340B2; FR2204032A1

Description

BO 5081 MdR/MV 9209-73BO 5081 MdR / MV 9209-73

HL-PA 72.14103HL-PA 72.14103

AT: 18. Oktober 1972AT: October 18, 1972

Eazemeiger B.V., Hengelo, Holland Vakuumschalter mit GettervorrichtungEazemeiger B.V., Hengelo, Holland Vacuum switch with getter device

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vakuumschalter mit einem vakuumdichten, evakuierten Gehäuse, in dem sich ein unbewegliches und ein bewegliches Kontaktstück sowie eine Gettervorrichtung befinden, welche die Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Vakuums durch Aufnahme von Gas gewährleistet, das gegebenenfalls von Teilen des Schalters freigegeben worden oder durch ein leck eingedrungen ist. Solche Vakuumschalter sind bekannt.The present invention relates to a vacuum switch with a vacuum-tight, evacuated housing in which there is an immovable and a movable contact piece as well as a Getter device located, which ensures the maintenance of a predetermined vacuum by absorbing gas, the possibly released by parts of the switch or penetrated through a leak. Such vacuum switches are known.

Für ein ordnungsgemäßes Arbeiten eines Vakuumschalters ist es von ausschlaggebender Bedeutung, daß das Vakuum im Unterbrechungsraum aufrechterhalten wird. Dieses Vakuum soll so hoch sein, daß die mittlere freie Weglänge der Elektronen wesentlich größer ist als der Abstand der Kontaktstücke bei geöffnetem Schalter. Bei der Unterbrechung hoher Ströme steigen jedoch die Temperaturen der Kontaktstücke_s der Wand des Unterbrechungsraumes und anderer Teile des Schalters rasch an und dabei kann von diesen Teilen etwas Gas freigegeben werden. ITach einer Anzahl von Unterbrechungsvorgängen kann der Druck im Unterbrechungsraum dadurch so groß werden, daß die mittlereFor a vacuum switch to work properly, it is of crucial importance that the vacuum is maintained in the interruption space. This vacuum should be so high that the mean free path of the electrons is much greater than the distance between the contact pieces when the switch is open. When high currents are interrupted, however, the temperatures of the contact _{pieces s of} the wall of the interruption space and other parts of the switch rise rapidly and some gas can be released from these parts. After a number of interruptions, the pressure in the interruption space can become so great that the middle

.409 818/0813.409 818/0813

freie Weglänge der Elektronen gleich oder kleiner als der maximale Kontaktstückabstand ist,und der Vakuumschalter ist dann nicht mehr in der Lage, als Schalter zu arbeiten, d.h. einen elektrischen Strom zu unterbrechen, da der Zwischenraum zwischen den Kontaktstücken elektrisch leitend geworden ist.free path of electrons is equal to or less than the maximum contact piece spacing, and the vacuum interrupter is then no longer able to work as a switch, i.e. to interrupt an electrical current, because the gap has become electrically conductive between the contact pieces.

-TJm nun die G-ase aufzunehmen, die von den verschiedenen Teilen des Vakuumschalters freigesetzt wurden und die gegebenenfalls durch Undichtigkeiten in den Vakuumraum eingedrungen sind, werden Vakuumschalter mit einer G-ettervorrichtung versehen. Manbrdnet zu diesem Zweck im Vakuumraum ein G-ettermaterial, wie Zirkon-Aluminium oder Zirkon-Titan an, das G-asmoleküle absorbieren kann. Das G-ettermaterial kann z.B. die Form einer Schicht haben, die auf einen Träger- oder Leiterstab eines der Kontaktstücke aufgebracht ist. Die Fähigkeit des Gettermaterials, G-asmoleküle zu absorbieren, nimmt im allgemeinen mit der Temperatur des G-ettermaterials zu. Das G-ettermaterial hat bei Raumtemperatur im allgemeinen ein Aufnahmevermögen von nur etwa 10 $ und es ist gewöhnlich erforderlich, es auf eine Temperatur von etwa 400° C. zu erhitzen. Die G-asmoleküle werden vom G-ettermaterial absorbiert und diffundieren dann von der Oberfläche in das G-ettermaterial hinein. Die Diffusionsgeschwindigkeit der G-asmoleküle im G-ettermaterial nimmt mit dessen Temperatur zu.-TJm now to take up the G-ases made by the various Parts of the vacuum switch were released and possibly penetrated into the vacuum chamber through leaks vacuum switches are provided with a gate device. For this purpose, a godet material is required in the vacuum space, like zirconium-aluminum or zirconium-titanium, the gas molecules can absorb. The getter material can e.g. Have the form of a layer which is applied to a carrier or conductor bar of one of the contact pieces. The ability of the getter material to absorb gas molecules generally increases increases with the temperature of the gelatinous material. The Getter Material generally has an absorption capacity of only about $ 10 at room temperature and it is usually necessary to heat it to a temperature of about 400 ° C. The gas molecules are absorbed by the gelatinous material and diffuse then from the surface into the godet material. The rate of diffusion of the gas molecules in the gelatinous material increases with its temperature.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das G-ettermaterial in einem Vakuumschalter auf eine hohe Temperatur zu bringen. Für diesen Zweck wird die G-ettervorrichtung mit einem G-ettermaterial versehen, das durch einen elektrischen Strom erhitzt wird, welcher durch Transformatorwirkung (Induktion) durch den den Schalter durchfließenden Strom erzeugt wird.The present invention is based on the object Bringing gelatinous material to a high temperature in a vacuum switch. For this purpose, the gateter device provided with a G-etter material, which is heated by an electric current, which by transformer effect (Induction) is generated by the current flowing through the switch.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält die G-ettervorrichtung ein den Träger- oder Leiterstab des unbeweg- · liehen Kontaktstüeks umgebenden^ ringförmigen Eisenkern, um den mehrere Metallbleche angeordnet sind, die als Sekundärwicklimg und außerdem als Sekuadärfoelastung eines Transforma-In one embodiment of the invention, the gate device includes a ring-shaped iron core surrounding the support or conductor rod of the immovable contact piece the several metal sheets are arranged as secondary winding and also as a secondary load of a transformer

409 818/0813409 818/0813

tors wirken, dessen Primärwicklung durch den Iieiterstab des Kontaktstücks gebildet wird; das Gettermaterial ist als Schicht auf die Metallblech^ aufgebracht.tors whose primary winding is controlled by the conductor of the Contact piece is formed; the getter material is as Layer applied to the sheet metal ^.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:The following is an embodiment of the invention explained in more detail with reference to the drawing; show it:

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen .Vakuumschalter gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Schalter in der linken Hälfte geöffnet und in der rechten Hälfte geschlossen dargestellt ist, undFigure 1 shows a longitudinal section through a .Vacuum switch according to an embodiment of the invention, wherein the switch is open in the left half and in the right Half is shown closed, and

Figur 2 einen Querschnitt in einer Ebene II-II der Figur 1. ' ·Figure 2 shows a cross section in a plane II-II of the figure 1. ' ·

Der als Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung dargestellte Vakuumschalter enthält ein üblicherweise zylindrisches Gehäuse 1 aus Metall, an dem zwei Isolatoren 2 und 3 vakuumdicht befestigt sind. Durch den Isolator 3 erstreckt sich ein als Zuleitung dienender Kontakt- oder Trägerstab 4 für ein unbewegliches Kontaktstück 5, der am Isolator durch Ringe 6 vakuumdicht befestigt ist. Der bewegliche Kontakt, der in der linken Seite der Figur 1 im geöffneten und in der rechten Seite im geschlossenen Zustand dargestellt ist, besteht aus einem Kontaktstück 7 und einem Trägerstab 8, der am einen Ende eines Metallbalgens 9 befestigt ist, dessen anderes Ende durch Ringe 20 vakuumdicht mit dem anderen Isolator 2 verbunden ist. Das bewegliche Kontaktstück 7 kann also unter Dehnen bzw. Zusammendrücken des Metallbalgens 9 in die Schließstellung bzw. Öffnungsstellung des Schalters gebracht werden, ohne daß das Vakuum in einem Unterbrechungsraum 10 beeinträchtigt -wird. Der Trägerstab 8^% für das bewegliche Kontaktstück 7 ist bei 11 mitieinem nicht dargestellten Betätigungsstab verschraubt. Im Unterbrechungsraum 10 sind Abschirmringe 12 und 13 angeordnet, die verhindern sollen,daß Kupferdämpfe, die während eines ünterbrechungsvorganges an den aus Kupfer bestehenden Kontaktstücken 5 i^nd 7 entstehen, sich auf der zylindrischen Innenfläche der Isolatoren 2 und 3 niederschlagen und die Isolatoren überbrücken, wodurch dann der SchalterThe vacuum switch shown as an embodiment of the invention in the drawing contains a usually cylindrical housing 1 made of metal, to which two insulators 2 and 3 are attached in a vacuum-tight manner. A contact or support rod 4, serving as a feed line, extends through the insulator 3 for an immovable contact piece 5, which is attached to the insulator by rings 6 in a vacuum-tight manner. The movable contact, which is shown in the open state on the left-hand side of FIG. 1 and in the closed state on the right-hand side, consists of a contact piece 7 and a support rod 8 which is attached to one end of a metal bellows 9, the other end of which by rings 20 is connected to the other insulator 2 in a vacuum-tight manner. The movable contact piece 7 can thus be brought into the closed position or open position of the switch by stretching or compressing the metal bellows 9, without the vacuum in an interruption space 10 being impaired. The support ^{rod 8%} for the movable contact piece 7 is screwed at 11 to an actuating rod (not shown). In the interruption space 10, shielding rings 12 and 13 are arranged, which are intended to prevent copper vapors, which arise on the copper contact pieces 5 and 7 during an interruption process, from precipitating on the cylindrical inner surface of the insulators 2 and 3 and bridging the insulators, whereby then the switch

409818/0813409818/0813

kurzgeschlossen würde.would be shorted.

An dem in I¹IgUr 1 unteren Ende ist der Vakuumschalter mit einem Pumpstutzen 14 versehen, der bei der Herstellung zur Evakuierung des Unterbrechungsräumes dient und beim fertigen Schalter vakuumdicht verschlossen ist.At the ^{lower end in I 1} IgUr 1, the vacuum switch is provided with a pump nozzle 14 which is used to evacuate the interruption area during manufacture and which is closed in a vacuum-tight manner when the switch is finished.

Ein Teil. 15 des Trägerstabes 4 für das unbewegliche Kontaktstück 5 ist mit einer G-ettervorrichtung gemäß der Erfindung umgeben. Die G-ettervorrichtung enthält bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen ringfönnigen Weicheisenkern 16, um den eine größere Anzahl von Metallblechen 17 angeordnet sind, auf die eine Schicht aus einem G-ettermaterial aufgebracht ist. Der Kranz aus den Metallblechen 17 ruht auf einem am Trägerstab 4 angebrachten Kragen 18, und die anderen Enden der Bleche 17 liegen an einem Ring 19 an, der mit dem Trägerstab 4 verbunden ist. DieG-ettervorrichtung kann sich also in axialer Richtung bezüglich des Trägerstabes 4 nicht bewegen. Wenn der Vakuumschalter geschlossen ist, wie es die rechte Hälfte von Figur 1 zei^t, und/ein Strom durch den Schal ter fließt, wirkt der stromführende Trägerstab 4 des ruhenden Kontaktstücks 5 als Primärwicklung eines Transformators, während die Metallbleche 17 als Sekundärwicklungen und gleichzeitig als Sekundärbelastung arbeiten und der ringförmige Weicheisenkern 16 den.Magnetkreis bildet. Die Metallbleche 17 werden durch den in ihnen induzierten Strom genügend erhitzt, um das auf sie aufgebrachte G-ettermaterial auf Betriebstemperatur-zu bringen. Wie oben erwähnt, sollte diese Betriebstemperatur etwa 400° C. betragen. Bei dieser Temperatur reicht die G-eschwindigkeit, mit der die G-asmoleküle in das G-ettermaterial hineindiffundieren, aus, um die Aufrechterhaltung eines Hochvakuums zu gewährleisten.A part. 15 of the support rod 4 for the immovable contact piece 5 is surrounded by a gate device according to the invention. The gate device includes in the one shown Embodiment an annular soft iron core 16, around which a larger number of metal sheets 17 are arranged are on which a layer of a G-ettermaterial is upset. The wreath of the metal sheets 17 rests an attached to the support rod 4 collar 18, and the other ends of the sheets 17 are against a ring 19, which with the Support rod 4 is connected. The getter device cannot move in the axial direction with respect to the support rod 4 move. When the vacuum switch is closed, as shown in the right half of Figure 1, and / a current through the scarf ter flows, the current-carrying support rod 4 of the resting contact piece 5 acts as the primary winding of a transformer, while the metal sheets 17 work as secondary windings and at the same time as secondary load and the annular Soft iron core 16 den.Magnetkreis forms. The metal sheets 17 are heated sufficiently by the current induced in them to bring the collector material applied to them to operating temperature bring. As mentioned above, this operating temperature should be around 400 ° C. At this temperature that is enough G-speed with which the gas-molecules in the G-ettermaterial diffuse in, out to maintain a high vacuum to ensure.

4098 18/08134098 18/0813

Claims

- 5 "
, Claims

J Vacuum switch with an evacuated housing in which sieir "an immovable and a movable contact piece as well a getter device are located, soft maintenance a given vacuum guaranteed by absorbing gas, which has been released by parts of the switch or possibly penetrated through a leak. through this known. . that the setter device. (16 ,, 1?) Contains a getter material that can be heated by a current is the current flowing through the switch is induced.

2. Vacuum switch according to claim 1, characterized in that the getter device is geke η nz eich η et. a feed line (4) for fixed contact piece (5) surrounding annular magnetic core (16) and a plurality of spaced around the magnetic core metal plates (17) _R on which the getter material in the form of a layer is applied and the secondary windings and secondary stress of a transformer form "as whose primary winding the supply line (4) to the immovable contact piece (5) works.

4 0 9 8 18/0813

Empty soap