DE2353141B2 - Vakuumschalter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vakuumschalter mit mindestens zwei gleichen Unterbrechungseinheiten, die in einem evakuierten Gehäuse angeordnet sind, jeweils ein festes sowie ein bewegliches Kontaktstück enthalten und jeweils mit einer Plasmaabschirmung versehen sind, die das während eines Unterbrechungsvorganges in einer Unterbrechungscinheit entstehende Plasma von einer anderen Unterbrechungscinheit fernhält.

Vakuumschalter dieses Typs sind in der Broschüre »)oslyn« D.B. 751-201 vom August 1971 beschrieben. Der bekannte Schalter weist drei evakuierte Räume auf, von denen jeder drei einphasige Unterbrecher enthält. Die entsprechenden Unterbrecher in den drei evakuierten Räumen sind mechanisch miteinander gekoppelt und bilden einen dreiphasigen Unterbrecher, dessen drei Kontakte in verschiedenen Vakuumräumen angeordnet sind. Jeder Vakuumraum enthält also drei Unterbrechungseinheiten, die unabhängig voneinander betätigbar sind. Jede Unterbrechungseinheit ist mit einer Plasmaabschirmung aus einem keramischen Material versehen, die dazu dient, die Plasmen der verschiedenen Unterbrechungseinheiien zu trennen. Wenn also zwei Unterbrechungseinheiten geöffnet sind und die dritte geschlossen ist und wenn dann die dritte Unterbrechungseinheit geöffnet wird, könnte ohne eine solche Plasmaabschirmung das beim öffnen der dritten Unterbrechungseinheit entstehende Plasma zwischen die geöffneten Kontakte der beiden übrigen Unterbrechungseinheiten gelangen und diese zum Durchschlagen bringen. Dies wird durch die Plasmaabschirmungen aus Keramik verhindert.

Es ist ferner aus der DT-AS 12 73 661 bekannt, daß ein parallel zur Achse eines Lichtbogens verlaufendes Magnetfeld genügend großer Feldstärke verhindert, daß sich der Lichtbogen verbiegt und Lichtbogenpro-

dukte aus dem ihn umgebenden Bereich austreten. Im bekannten Falle wird dieser Effekt da^u benutzt, bei einem einpoligen Vakuumschalter den Spannungsabfall am Abschaltlichtbogen bei hohen Werten des Abschaltstromes zu verringern, um die Energie herabzusetzen, die von einer die Schaltstrecke umgebenden Abschirmung während eines Unterbrechungsvorganges aufgenommen werden muß. Das axiale Magnetfeld wird bei dem bekannten Schalter durch eine außerhalb des Vakuumgehäuses des Schalters angeordnete Spule erzeußt.

Aus der GB-PS 11 95 026 ist weiterhin ein Vakuumschalter bekannt, der ein kegelstumpfförmiges bewegliches Kontaktstück enthält, das eine stiftförmige axiale Verlängerung aufweist und mit einem ringförmigen festen Kontaktstück zusammenwirkt, das in der Innenwand eines Metallzylinders angebracht ist, der die stiftförmige Verlängerung des beweglichen Kontaktstückes umgibt. Die stiftförmige Verlängerung bildet mit der Innenwand des Metallzylinders einen Lichtbogenlaufraum. Der Metallzylinder kann mit einer wendeiförmigen Spule umgeben sein, die ein axiales Magnetfeld erzeugt, die den Abschaltlichtbogen /wischen der stiftförmigen Verlängerung und der Innenwand des Metallzylinders um die gemeinsame Achse dieser Elektroden rotieren läßt.

Aus Γ i g. 2 der DL-PS 79 059 ist ein Vakuumschalter mit einer Unterbrechungseinheit bekannt, die zwei scheibenförmige Kontaktstücke aufweist, welche \on einer kegelstumpfförmig aufgebauten Spule umgeben sind, die gleichzeitig als Abschirmung /wischen der Trennstrecke und dem Vakuumgefäß des Schalters dient. Diese Spule ist mechanisch an einem lsolierstiick gehaltert, das zwischen das feststehende Kontaktstück und den durch die Wand des Vakuumgefäßes geführten Anschlußleiter für dieses Kontaktstück eingesetzt ist. Das andere freie Ende der Spule ist über eine /im: Anschlußleiter zurückgeführte Leitung elektrisch an diesen angeschlossen.

Aus der NL-PS 60 004 ist schließlich ein dreiphasiger Vakuumschalter bekannt. Bei diesem Vakuumschalter handelt es sich jedoch um einen Trenner, der sich nicht zum Unterbrechen von Strömen nennenswerter Stromstärke eignet, so daß hier das Problem der Plasmaübertragung von einer Unterbrechungseinheit auf eine andere nicht existiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vakuumschalter mit mindestens zwei in einem gemeinsamen Vakuumgehäuse angeordneten Unterbrechungseinheiten der eingangs genannten Art anzugeben, der ohne Keramik-Plasmaabschirmungen auskommt, leicht herzustellen ist und bessere Betriebseigenschaften hat als der bekannte Schalter.

Diese Aufgabe wird bei diesem Schalter gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die wendeiförmige Wicklung gewährleistet durch die mechanische Abschirmwirkung und den magnetischen Einschluß des Plasmas eine gute Trennung der im gleichen Vakuumraum angeordneten Unterbrechungseinheiten. Die Anordnung benötigt wenig Raum, so daß der Vakuumschalter gemäß der Erfindung sich durch kleine Abmessungen auszeichnet. Da das feste Kontaktstück jeder Unlerbrechungseinheit am freien, zu einem gewissen Grad beweglichen Ende der als Plasmaabschirmung dienenden wendeiförmigen Wicklung angeordnet ist, kann letztere ähnlich wie eine Feder wirken, so daß ein gleichmäßiger Kontaktdruck

gewährleistet ist und bei der mechanischen Kopplung mehrerer Unterbrechungseinheiten etwaige Toleranzen ausgeglichen werden. Beim Federn tritt außerdem eine gewisse Verdrehung des KonUiklstücks und damit eine Reinigung der Kontaktflächen auf.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Vakuumschalter gemäß der Erfindung sii;d die Unterbrechungseinheiten mechanisch derart miteinander gekoppelt dao sich ein mehrphasiger Unterbrecher ergibt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt in einer Ebene I-l der F i g. 2 eines Vakuumschalters gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, der drei Unterbrechungseinheiten enthält,

Fig. 2 eine Schnittansicht in eir.;r Ebene 11-11 der Fig. !.

Der in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte Vakuumschalter enthält ein gemeinsames, evakuiertes Gehäuse 1. in dem drei Unterbrechungseinheiten 2a, 26 und 2cangeordnet sind, /wischen den drei Unterbrechungseinheiten 2a. 2b und 2c und dem übrigen Innenraum des gemeinsamen evakuierten Gehäuses I besteht jeweils eine freie Verbindung durch wendeiförmige Wicklungen 11a, 116 bzw. lic. Die Unterbrechungseinheiten 2a. 2b und 2c einhalten jeweils ein bewegliches Kontaktstück 3a, 36 b/w. 3c, das an einem Kontaktstab 4a. 46 bzw. 4t' angebracht ist. Die Konwiktstäbe 4,7, Ab und 4c führen jeweils durch einen Balgen 5a. 56 und 5c, der am einen Ende vakuumdicht mit dem betreffenden KontaktMab und am anderen Ende vakuumdicht über einen Isolator 6a, 66 bzw. 6c mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. Die Kontaktstäbe können in Richtung der in Fig. 2 eingezeichneten Doppelpfeile nach oben und unten bewegt werden, um die beweglichen Kontaktstücke 3.7, 36 bzw. 3c in Berührung mit entsprechenden festen Kontaktstücken 7a, Tb b;:w. Jc zu bringen oder von diesen abzuheben. Die Kontaktstücke 7a, Tb und 7c haben jeweils die Form eines Vorsprunges oder eines Blockes am Boden eines becherförmigen Bauteiles 8a, Sb bzw. 8c. das mit der Öffnung nach unten weist und mit einem Anschlußstab 9a, 9b bzw. 9c versehen ist. der durch Isolatoren 10a. 106 bzw. 10cvakuumdicht aus dem Gehäuse 1 herausgeführt ist. Die becherförmigen Bauteile 8a, 86 bzw. 8c bestehen z.T. aus einer wendeiförmigen Wicklung 11a, 116 bzw. lic. die vom Strom der betreffenden Unterbtechungseinheit durchflossen wird, so daß in jeder Unterbrechungseinheit 2a, 2b, bzw. 2c ein axiales Magnetfeld erzeugt wird, das parallel zur Achse des jeweiligen Kontaktstabes 4a. 46 bzw. 4c verläuft.

Mit einem solchen Vakuumschalter können sowohl einpolige als auch dreipolige Schaltvorgänge einwandfrei durchgeführt werden, ohne daß die drei Kontakteinheiten mit speziellen keramischen Abschirmungen umgeben werden müssen.

In Fig. 2 sind ferner Abnahmekontakte 12.7 und 12c dargestellt, über die der Strom von dem beweglichen Kontaktstab 4a bzw. 4c abgenommen und ruhenden AnschlulJstäben 13a bzw. 13c zugeführt wird. Die Teile 26bis 136sind in Fi g. 2 nicht zu sehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: 23

1. Vakuumschalter mit mindestens zwei gleichen Unterbrechungseinheiten, die in einem evakuierten Gehäuse angeordnet sind, jeweils ein festes sowie ein bewegliches Kontaktstück enthalten und jeweils mit einer Plasmaabschirmung versehen sind, die das während eines Unterbrechungsvorganges in einer Unterbrechungseinheit entstehende Hasma von einer anderen Unterbrechungseinheit fernhält, d a durch gekennzeichnet, daß die Plasmaabschirniungen jeweils aus einer zylindrischen, wendeiförmigen Wicklung (11a, lic) aus elektrisch leitendem Materia! bestehen, welcne am einer., freien Ende das feste Kontaktstück (7a, 7c) der betreffenden Unterbrechungseinheit trägt und am anderen Ende gehaltert sowie mit einem vakuumdicht aus dem Gehäuse (1) herausgeführten Anschlußstab (9a, 96, 9c) verbunden ist, und daß das bewegliche Kontaktstück (3a, 3b, 3c) der betreffenden Unterbrechungseinheit an einem Kontaktstab (4;f, 4b, 4c) angeordnet ist, der mindestens über einen Teil seiner Länge koaxial in der wendeiförmigen Wicklung verläuft.

2. Vakuumschalter nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungseinheiten mechanisch derart miteinander gekoppelt sind, daß sich ein mehrphasiger Unterbrecher ergibt.

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