DE2429484A1

DE2429484A1 - Kontaktanordnung fuer vakuumschalter

Info

Publication number: DE2429484A1
Application number: DE2429484A
Authority: DE
Inventors: Lothar Bischoff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-06-20
Filing date: 1974-06-20
Publication date: 1976-01-08
Also published as: JPS558775B2; JPS5116476A

Description

Kontaktanordnung für Vakuumsohalter Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktanordnung für Vakuumschalter mit geschlitzten Kontakten, deren zentrale Kontaktauflagefläche von einer Lichtbogenlauffläche umgeben ist.
Der Abschaltvorgang in Vakuumschaltgeräten wird durch die trennung der zusammenwirkenden Schaltstücke eingeleitet, Es entsteht dabei ein Metalldampflichtbogen, dessen Fußpunkte möglichst in 3bewegung gesetzt werden'sollen, um den Abbrand der Schaltstücke zu beschränken. Dies geschieht bei bekannten Schaltstücken durch besondere Lichtbogenlaufflächen, welche die eigentlichen Kontaktflächen umgeben, und die mit Schlitzen versehen sein können, um die Strompfade in den Kontakten in vorbestimmte Richtungen zu lenken. Die in ihrer Achsrichtung relativ zueinander beweglichen Kontakte können auch so ausgebildet sein, daß sich eine Rotation des Schaltlichtbogens um die Achse der Kontaktanordnung ergibt. Die Schlitze sind deshalb im allgemeinen etwa spiralförmig gestaltet. Solche Schlitze sind aber schwierig herzustellen.
Dem Anmeldungsgegenstand liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Kontaktanordnung zu vereinfachen und zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Auflageflächen der Kontakte mit zwei einander parallelen Schlitzen versehen sind und daß die Schlitze des einen Kontaktes in einem vorbestimmten Winkel gegenüber den Schlitzen des anderen Kontaktes versetzt sind und daß die Schlitze des einen Kontaktes mit der axialen Projektion der Schlitze des anderen Kontaktes jeweils einen Oberflächenteil der Kontakte einschließt, der als Vertiefung ausgebildet ist. Die von der Auflagefläche eingeschlossene und beidseitig von den Schlitzen begrenzte Vertiefung kann sowohl als Kreisscheibe als auch als Rechteck oder Quadrat gestaltet sein. Diese Vertiefung kann zweckmäßig mit einem Material geringerer elektrischer Leitfähigkeit, beispielsweise 'fiderstandsmaterial oder auch Isolierstoff, gefüllt sein. Auch die beiden Schlitze können eine solche Füllung erhalten. In dieser Ausführungsform der Kontaktanordnung erfolgt die Stromzuführung zu einem der beiden Lichtbogenfußpunkte wenit?stens annähernd in azimutaler Richtung. Die nach außen zum Dampfschirm des Schalters gerichtete Komponente der Lorentz-Kraft wird somit entsprechend geschwächt.
Die Kontakte können als flache Kegelstumpfkontakte gestaltet sein oder auch eine abgeflachte Kugelkalotte bilden, die mit zwei Parallelen, in Stempelnähe verlaufenden Schlitzen versehen sind. Diese beiden Kontakte werden so in ein Schaltrohr eingebaut, das die Schlitzpaare wenigstens annähernd orthogonal zueinander verlaufen. Durch diese Schlitze erhält die radiale Komponente der auf den Lichtbogen wirkenden Lorentz-Kraft an jedem Punkt des Kontaktumfanges eine deutliche Schwächung. Darüber hinaus erleichtern die durch die Schlitze vorgegebenen Strompfade und die entsprechenden Richtungen der Lorentz-Kraft eine Verlängerung der Lichtbogensäule durch Schrägstellung bzw. ihre Aufteilung auf mehrere Säulen. Dies kann sich positiv auf das Abschalt- und Abbrandverhalten der Kontakte auswirken.
In einer besonderen Ausführungsform der Kontaktanordnung können die Schlitze eines Kontaktes jeweils an am Umfang einander gegenüberliegenden Stellen den Rand des Kontaktes auftrennen.
Diese Ausführungsform der Kontaktanordnung kann in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß die beiden einander parallelen Schlitze von den genannten Stellen aus eingesägt werden. Dabei ist darauf zu achten, daß sich die beiden Kontakte eines Schalters spiegelsymmetrisch gleichen. Der Einbau der beiden Kontakte im Schaltrohr erfolgt dann so, daß die Schlitzpaare einen vorbestimmten Winkel zueinander bilden, der vorzugsweise ein rechter Winkel sein kann.
Die mit einem Kreissägeblatt leicht herstellbaren geraden Schlitze teilen die Kontakte so auf, daß der Lichtbogen, der an jedem Punkt der Auflagefläche gezogen werden kann, stets mit einem-Fußpunkt bereits auf einem Flügel ansetzt. Damit wird die radiale Kraftwirkung auf den Lichtbogen sofort nach dessen Entstehung bereits geschwächt.
Ein Verbiegen der Flügel, das bei den bekannten Kontaktanordnungen mit Spiralkontakten beim Schließen des Schalters auftreten kann, ist in der Ausführungsform nach der Erfindung ausgeschlossen, weil sich die von den Schlitzen gebildeten Flügel selbst berühren.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren Figuren 1 und 2 jeweils eine Ausführungsform der Kontakte- in einer perspektivischen Darstellung veranschaulicht ist.
Nach Figur 1 ist ein Kontakt 2 als Kegelstumpf gestaltet.
Seine im allgemeinen als Stempel bezeichnete Stromzuführung ist mit 4 und seine Kontaktauflagefläche ist mit 6 bezeichnet. Der Kegelmantel 8 dient als Lichtbogenlauffläche. Die Kontaktauflagefläche 6 ist mit zwei parallelen Schlitzen 10 und 12 versehen, die wenigstens so lang sind, daß sie die Kontaktauflagefläche 6 auftrennen und die vorzugsweise auch noch in die Lichtbogenlauffläche 8 hineinragen können. Die Schlitze 10 und 12 begrenzen auf gegenüberliegenden Seiten eine Vertiefung 14, die somit nicht als Kontaktauflagefläche wirkt und an der deshalb auch ein Lichtbogenfußpunkt nicht entstehen kann.
In der strichpunktiert angedeuteten und nicht näher bezeichneten Rotationsachse ist über dem Kontakt 2 ein weiterer Kontakt 22 vorgesehen, dessen Stromzuführung mit 24 und dessen Schlitze mit 30 und 32 bezeichnet sind. Die beiden Kontakte 2 and 22 sind derart angeordnet, daß die Schlitze 10 und 12 des Kontaktes 2 einen vorbestimmten Winkel zu den Schlitzen 30 und 32 des Kontaktes 22 bilden, der in der dargestellten Ausführungsform ein rechter Winkel ist.
Der Durchmesser D der Vertiefung 14 wird so gewählt, daß die Schlitze 10 und 12 und die axiale Projektion der Schlitze 30 und 32 auf der Kontaktauflagefläche 6 des Kontaktes 2 einen Oberflächenteil einschließen, der wenigstens annähernd insgesamt als Vertiefung ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform kann mit der Bewegung der Kontakte 2 und 22 in ihrer Achsrichtung beim Öffnen des Schalters der Lichtbogen nur an einem Teil der Kontaktfläche ansetzen, der sich außerhalb dieses Oberflächenteils befindet. Dies erreicht man, wenn der Durchmesser D der Vertiefung 14 und der Abstand a der Schlitze 10 und 12'bzw. 30 und 32 nach der Beziehung gewählt werden. Der Durchmesser d der Stromzuführung 4 bzw.
24 wird zweckmäßig höchstens so groß, besser aber etwas kleiner als der Durchmesser D der Vertiefung 14 gewählt. Die Schlitzbreite b wird vorzugsweise gewählt nach der Beziehung Die Schlitzbreite b ist somit etwa 0,2 a.
In der dargestellten Ausführungsform der Kontakte 2 und 22 soll sich nach deren Öffnung ein Lichtbogen 16 gebildet haben, dessen ein Fußpunkt 17 zwischen den Schlitzen 10 und 12 an der Kontaktfläche 6 gebildet ist und dann über die Lichtbogenlauffläche 8 zum Rand des Kontaktes 2 gewandert ist. Der zweite Lichtbogenfußpunkt hat sich dementsprechend außerhalb der von den Schlitzen 30 und 32 begrenzten Fläche gebildet.
Die Zuführung des Stromes I erfolgt somit zu diesem Fußpunkt 18 in azimutaler Richtung, wie in der Figur durch entsprechende Pfeile angedeutet ist. Die Stromzu- und -ableitung zum Lichtbogen bildet somit keine rein radiale Stromschleife und die radial nach außen gerichtete Komponente der Lorentz-Kraft wird somit entsprechend geschwächt.
In der Ausführungsform der Kontaktanordnung nach Figur 2 sind übereinander angeordnete Kontakte 3 und 23 jeweils mit zwei parallel zueinander angeordneten Schlitzen 34 und 36 bzw. 38 und-40 versehen, die vom Rand der Kontakte aus über die Lichtbogenlaufflächen und die Auflageflächen geführt sind. Die Schlitze 34 und 36 des Kontaktes 3 trennen jeweils am Umfang des Kontaktes 3 einander gegenüberliegende Randteile auf. In gleicher Weise, jedoch spiegelsymmetrisch zum Kontakt 3, wird der Rand des Kontaktes 23 durch die Schlitze 38 und 40 jeweils an Stellen aufgetrennt, die am Umfang einander gegenüberliegen.
In der Ausführungsform der Kontaktanordnung nach Figur 2 bilden die den Fußpunkten des Lichtbogens 16 benachbarten Teile des Strompfades I eine Stromschleife, die eine im wesentlichen azimutal gerichtete Komponente der Lorentz-Kraft erzeugt, wenn sich der-Lichtbogen 16 in der in der Figur dargestellten Lage befindet. Hat sich der Lichtbogen 16 mit seinen Fußpunkten noch nicht so weit zum Rand hin bewegt, wie es in der Figur dargestellt ist, so ist der Strom I im Kontakt 23 im wesentlichen radial und der Strom I im Kontakt 3 im wesentlichen azimutal -gerichtet, so daß auch in dieser Lage des Lichtbogens die radial nach außen gerichtete Komponente der Lorentz-Kraft geschwächt wird.
Die von der Kontaktauflagefläche 6 in den beiden sführungcformen eingeschlossene Vertiefung 14, die auch quadratisch oder rechteckig gestaltet sein kann, kann mit einem Material geringerer elektrischer Leitfähigkeit, beispielsweise mit Widerstandsmaterial oder auch mit Isolierstoff ausgefüllt werden. Auch die Schlitze können mit diesem Material gefüllt sein.
10 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche 9 onta'ktanordnung für Vakuumschalter mit geschlitzten Kontakten, deren zentrale Kontaktauflagefläche von einer Lichtbogenlauffläche umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen (6) der Kontakte (2, 3, 22, 23) jeweils mit zwei einander parallelen Schlitzen (10, 12 bzw. 30, 32 bzw.

34,36 bzw. 38, 40) versehen sind, und daß die Schlitze (10,12) des einen Kontaktes (2) in einem vorbestimmten Winkel gegenüber den Schlitzen (30, 32) des anderen Kontaktes (22) versetzt sind, und daß die Schlitze des einen Kontaktes (10, 12) mit der axialen Projektion der Schlitze (30, 32) des anderen Kontaktes (22) jeweils einen Oberflächenteil der Kontakte einschließt, der als Vertiefung (14) ausgebildet ist.
2) Kontaktanordnung nach Anspruch 1 mit einer kreisscheibenförmigen Vertiefung, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) der Vertiefung (14) größer ist als der Abstand (a) der Schlitze (10, 12).
3) Kontaktanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) der Vertiefung (14) und der Abstand (a) der Schlitze (10, 12) nach der Beziehung gewählt sind.
4) Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d) der Stromzuführungen (4, 24) höchstens gleich oder kleiner ist als der Durchmesser (D) der Vertiefung (14).
5) Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Schlitze (10, 12) beträgt.
6) Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (10, 12) wesentlich länger sind als die Sehne des jeweils durch den Schlitz entstehenden Kreissegments der Auflagefläche (6).
7) Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (34, 36 und 38, 40) eines Kontakts (3 bzw. 23) jeweils an am Umfang einander gegenüberliegenden Stellen den Rand des'Kontaktes (3, 23) auftrennen (Figur 2).
8) Kontaktanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (z. B. 34, 56) des einen Kontaktes (3) spiegelsymmetrischzu den Schlitzen (z. B. 38, 40) des anderen Kontaktes (23) verlaufen.
9) Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (10, 12, 30, 32, 34, 36, 38, 40) mit einem Material mit geringer elektrischer Leitfähigkeit gefüllt sind.
10) Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (14) mit einem Material mit geringer elektrischer Leitfähigkeit gefüllt sind. Leerseite