DE2402472C3 - Vakuumschalter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vakuumschalter mit einem vakuumdichten, evakuierten Gehäuse, das ein stationäres und ein bewegliches Kontaktstück enthält, von denen das stationäre Kontaktstück an einem stationären Kontaktstab angebracht ist, der durch einen elektrischen Isolator vakuumdicht aus dem Gehäuse herausgeführt ist, und das bewegliche Kontaktstück an einem axial beweglichen Kontaktstab angebracht ist, der durch einen elektrischen Isolator und einen Balgen vakuumdicht aus dem Gehäuse herausgeführt ist, und mit einer das Gehäuse umgebenden, zu den Kontaktstücken koaxial angeordneten Spule, die mit einem ihrer Enden in einer Reihenschaltung an einen der Kontaktstäbe angeschlossen ist und im stromdurchflossenen Zustand ein longitudinales Magnetfeld zwischen den beiden Kontaktstücken erzeugt.

Ein Vakuumschalter mit diesen Merkmalen ist aus der GB-PS 12 58 015 bekannt. Die Spule des bekannten Vakuumschalters ist um das Gehäuse gewickelt und mit dem Stromkreis des Vakummschalters in Reihe geschallet. Bei einem öffnungs- oder Unterbrechungsvorgang wird das axial bewegliche Kontaktstück von dem stationären Kontaktstück weggezogen, wobei im allgemeinen zwischen den beiden Kontaktstücken ein elektrischer Lichtbogen entsteht. Der zu unterbrechende Strom fließt dabei durch die Spule und erzeugt ein longiiudinales Magnetfeld zwischen den beiden Kontaktstücken, das im wesentlichen parallel zu dem zu unterbrechenden Lichtbogen verläuft. Das longitudinal Magnetfeld hält die Bogenspannung niedrig, um die im Vakuumschalter als Wärme frei werdende Energie zu begrenzen. Die Temperatur der die Stromunterbrechung bewirkenden Teile wird auf diese Weise niedrig gehalten, so daß die Kontakterosion verringert wird und die ίο Abmessungen der Kontaktstücke kleingehalten werden können. Durch die Herabsetzung der Temperatur wird außerdem der Druck der Gase auf einem kleineren Wert gehalten, welche an der Oberfläche der Metallteile adsorbiert waren und durch den Lichtbogen freigesetzt werden. Dadurch ergibt sich ein günstigeres Verhältnis zwischen dem Volumen des Vakuumschalters und der Abschaltleistung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vakuumschalter der erwähnten Art so weiterzubilden, daß er noch zusätzliche Funktionen ausüben kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Vakuumschalter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spule in ein festes Isoliermaterial eingebettet ist und gleichzeitig eine Primärwicking mindestens eines Stromwandlers bildet.

Hierdurch wird die Primärwicklung eines oder mehrerer Stromwandler eingespart, die im allgemeinen für Meß- und Schutzzwecke vorgesehen werden müssen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Vakuumschalters gemäß der Erfindung ist die Spule vollständig in einen Körper aus Kunstharz eingebettet, der mit zwei Steckanschlüssen versehen ist, die mit dem freien Kontaktstab bzw. dem freien Ende der Spule durch Leiter, die im Kunstharzkörper verlaufen, verbunden sind. An sich ist es aus der US-PS 34 71 669 bekannt. Vakuumschalter in einen Kunstharzkörper einzubetten, der mit zwei Steckanschlüssen versehen ist.

Der Kunstharzkörper gemäß der Erfindung hat vorzugsweise zwei Vorsprünge in Form eines kopfstehenden »U«, in die die Windungen der Spule eingebettet sind und in denen Fenster für die Ringkerne von Stromwandlern und für die auf diese aufgebrachten Sekundärwicklungen vorgesehen sind. Der Vakuumschalter gemäß de/ Erfindung bildet zusammen mit dem oder den Stromwandlern ein Schaltgerät, das sehr kompakt, vollständig geschützt gegen unabsichtliche Berührung, sicher im Betrieb und wartungsfrei ist sowie in vollständig isolierten Hochspannungsschaltanlagen verwendet werden kann.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines Vakuumschalters gemaß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und

F i g. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den Vakuumschalter gemäß F i g. 1 ohne das Leiterschienensystem.

Das als Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte Schaltgerät enthält als erstes einen Kunstharzkörper 1, in den ein Vakuum-Unterbrecher 2 und eine Spule 3 eingebettet sind. Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, besteht die Spule bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Windungen; die Anzahl der Windungen hängt von dem erforderlichen longitudinalen Magnetfeld zwischen Kontaktstücken 5 und 6 des Vakuumuiuerbrechers und der für die Stromwandler erforderlichen Feldstärke ab. Der Vakuumunterbrecher haf

ein evakuiertes Gehäuse, in dem die Konstaktslücke 5 und 6 angeordnet sind. Das stationäre Kontaktstück 5 ist an einem Ende eines stationären Kontaktstabes 7 befestigt, der durch einen elektrischen Isolator 8 vakuumdicht aus dem Gehäuse 4 herausgeführt ist. Das bewegliche Kontaktstück 6 ist am Ende eines beweglichen Kontaktstabes 9 Defestigt, der durch einen zweiten elektrischen Isolator 10 führt und durch einen in diesem angeordneten, in der Zeichnung nicht dargestellten Balgen vakuumdicht mit dem Gehäuse verbunden ist. Der bewegliche Kontaktstab ist mit einem Steuermechanismus 11 gekuppelt, der durch einen Gummibalgen 12 gegenüber dem Kunstharzkörper 1 abgedichtet ist. Der Gummibalgen 12 bildet eine elastische, elektrisch nicht leitende Abdichtung zwischen dem beweglichen Kontaktstab 9 und dem Kur^stharzkörper 1.

Der Kunstharzkörper 1 ist mit Steckanschlüssen 14 und 15 versehen. Der Steckinschluß 14 ist mit dem stationären Koniaktstab 7 und der andere Steckanschluß 15 mit dem freien Ende der Spule 3 verbunden. Die Spule 3 ist mil ihrem anderen Ende über einen Strom- »bnahmekontakt 16 elektrisch mit dem beweglichen Kontaktstab 9 verbunden. Im vorliegenden Falle ist der stationäre Kontaktstab 7 mit einem Leiterschienensystem 17 verbunden, während das freie Ende der Spule 3 an ein elektrisches Kabel 18 angeschlossen ist.

Wie F i g. 2 ze'gt, ist der Kunstharzkörper 2 mit zwei Vorsprüngen 19 und 20 versehen, die jeweils die Form eines kopfstehenden »U« haben und Fenster 21 bzw. 22 bilden. Die Windungen der Spule 3 sind in die die Form eines umgekehrten »U« aufweisenden Vorsprünge 19 und 20 eingebettet. In den Fenstern 21 und 22 sind vier Stromwandler 23 bis 26 angeordnet, für die die Windungen der Spule 3 jeweils die Primärwicklung bilden. Die Stromwandler 23 bis 26 sind Ringkernwandler, die

ic geöffnet werden können. Mit den Bezugszeichen 27 bis 30 sind die Verbindungsbrücken der Sekundärwicklungen der Stromwandler bezeichnet.

Zwischen dem Isolator 10 und dem Stromabnahmekontakt 16 befindet sich ein ringförmiger Isolator 32.

z. B. aus Keramik, der ebenfalls in den Kunstharzkörper 1 eingebettet ist.

Der Kunstharzkörper 1 ist verhältnismäßig kleia so daß der Abstand zwischen den Steckanschlüssen 14 und 15 ebenfalls klein ist. Um die erforderliche Spannungsfestigkeit zu gewährleisten, hat der Kunstharzkörper 1 bei den Steckanschlüssen 14 und 15 eine zylindrische Form, und die zylindrischen Teile sind mit Gummimanschetten 33 bzw. 34 versehen, wie es aus der DT-PS 11 80 447 bekannt ist, um eine elektrisch geschlossene Verbindung mit dem Isolator des Leiterschienensystems 17 bzw. einem Kabelstecker 35 herzustellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vakuumschalter mit einem vakuumdichten, evakuierten Gehäuse, das ein stationäres und ein bewegliches Kontaktstück enthält, von denen das stationäre Kontaktstück an einem stationären Kontaktstab angebracht ist, der durch einen elektrischen Isolator vakuumdicht aus dem Gehäuse herausgeführt ist, und das bewegliche Kontaktstück an einem axial beweglichen Kontaktstab angebracht ist, der durch einen elektrischen Isolator und einen Balgen vakuumdicht aus dem Gehäuse herausgeführt ist, und mit einer das Gehäuse umgebenden, zu den Kontaktstäben koaxial angeordneten Spule, die mit einem ihrer Enden in einer Reihenschaltung an einen der Kontaktstäbe angeschlossen ist und im stromdurchflossenen Zustand ein longitudinales Magnetfeld zwischen den beiden Kontaktstücken erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (3) in ein festes Isoliermaterial (1) eingebettet ist und gleichzeitig eine Primärwicklung mindestens eines Stromwandlers (23) bildet.

2. Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumschalter (2) zusammen mit der Spule (3) vollständig in einen Kunstharzkörper (1) eingebettet ist, welcher mit zwei Steckanschlüssen (14, 15) versehen ist, die mit dem freien Kontaktstab (7) bzw. dem freien Ende der Spule (3) durch Leiter verbunden sind, die im Kunstharzkörper verlaufen.

3. Vakuumschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunstharzkörper (1) zwei Vorsprünge (19, 20) in Form eines umgekehrten »U« aufweist, in die die Windungen der Spule (3) eingebettet sind und die Fenster für den Ringkern mindestens eines Stromwandlers (23 bis 26) und mindestens eine auf diesem angeordnete Sekundärwicklung bilden.