DE2543116A1 - Lichtbogenelektrode, insbesondere fuer eine kontaktanordnung in einem vakuumschalter - Google Patents

Description

. v.

Ui Sep. 1975 . +

Sprecher & Schuh AG, Aarau

Lichtbogenelektrodej insbesondere für eine - Konktaktanordnung in einem Vakuumschalter

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtbogenelektrode, insbesondere für eine Kontaktanordnung in einem Vakuumschalter, mit an einem Kontaktstück befestigten Elektrodenblechen zur Aufnahme von Lichttbogenfusspunkten, wobei benachbarte Elektrodenbleche in einem Abstand voneinander

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angeordnet sind.

Derartige Lichtbogenelektroden sind bekannt. Die mechanische Festigkeit der Elektrodenbleche dieser bekannten Lichtbogenelektroden ist jedoch ungenügend, so dass ohne entsprechende zusätzliche Vorkehrungen die Gefahr besteht, dass benachbarte Elektrodenbleche durch dip Zugkräfte, welche durch die hohen, durch die Bleche fliessenden parallelen Ströme verursacht werden, gegeneinander gezogen werden und so der gegenseitige Abstand auf unerwünschte Weise verkleinert wird. "

Bei den aus der Schweizer Patentschrift 531 7 bekannten Lichtbogenelektroden weisen z.B. die Elektrodenbleche Eindrücke auf, welche am jeweils benachbarten Elektrodenblech aufliegen, um den Abstand zwischen benachbarten. Elektrodenblechen zu sichern. Ueber diese Eindrücke- sind die benachbarten Bleche miteinander in Berührung, was jedoch vermieden werden sollte.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, eine Lichtbogenelektrode der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Elektrodenbleche eine genügende mechanische Festigkeit aufweisen, die sich auf wirtschaftliche Weise herstellen lässt und die ein Abschalten von möglichst hohen Strömen erlaubt.

Dieser Zweck wird erfindungsgemäss dadurch erreicht,

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dass die Elektrodenbleche mindestens an einer ihrer Flächen mit eingeprägten Vertiefungen versehen sind.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Lichtbogenelektrode im Schnitt, Fig. 2 die Lichtbogenelektrode gemäss Fig. 1 in Draufsicht, Tig. 3 ein Elektrodenblech in Seitenansicht, und Fig. 4 . einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Lichtbogenelektrode 1, welche zusammen mit einer gleich aufgebauten, zweiten Lichtbogenelektrode auf bekannte Weise eine Kontaktanordnung für einen Vakuumschalter bildet, weist ein hohlzylindrisches Kontaktstück 2 aus elektrisch leitendem Material auf, das aus einem Bodenteil 2a und einem Wandteil 2b besteht. Die dargestellte Lichtbogenelektrode 1 ist als die fest-

--^stehende Elektrode der Kontaktanordnung ausgebildet und weist einen am Bodenteil 2a befestigten Bolzen 3 auf, der zur Befestigung des Kontaktsstückes 2 am nicht gezeigten

- Gehäuse des Vakuumschalters dient.

Der Wandteil 2b bildet an seinem freien Ende eine ringförmige Kontaktfläche H, welche in geschlossenem Zustand

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der Kontaktanordnung mit der entsprechenden Kontaktfläche der nicht gezeigten zweiten Lichtbogenelektrode in Berührung steht. An der Innenseite des Wandteiles 2b sind radial verlaufende Elektrodenbleche 5 angeordnet, die mit dem Wandteil 2b elektrisch leitend verbunden sind.

Die Elektrodenbleche 5 sind mit einem abgewinkelten Lappen 6 versehen, mit dem die Bleche 5 am Wandteil 2b befestigt sind, z.B. mittels Hartlötung. Zwischen benachbarten Elektrodenblechen ist ein Spalt 7 freigelassen (Fig. 2) Die Schmalflächen 5a der Elektrodenbleche 5 verlaufen zuerst im wesentlichen parallel zur Ebene der Kontaktflächen U und erstrecken sich anschliessend gegen den Bodenteil 2a hin. Diese Schmalflächen 5a bestimmen einen Raum 8 für den beim Oeffnen des Vakuumschalters entstehenden■Lichtbogen.

An ihrem unteren Ende sind die Elektrodenbleche 5 mittels eines Zentrierringes 9 miteinander verbunden.

Anhand der Fig. 3 und H wird die Ausbildung der in "den Fig. 1 und 2 nur schematisch gezeigten Elektrodenbleche 5 im Detail dargestellt.

Jedes Elektrodenblech 5 ist auf beiden Seiten mit eingeprägten Vertiefungen 10 versehen, die jeweils auf der gegenüberliegenden Seite des Bleches 5. wie als Erhöhungen 10' in Erscheinung treten. Die Vertiefungen 10 sind in Zeilen

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und Kolonnen angeordnet geprägt, wobei die Vertiefungen auf der einen Seite gegenüber den Vertiefungen auf der anderen Seite versetzt sind. Durch diese Prägungen 10 werden die Elektrodenbleche 5 versteift, so dass keine zusätzlichen Abstützungen zwischen den Elektrodenblechen notwendig sind.

Im weiteren sind die Elektrodenbleche 5 mit Durchbrechungen 11 versehen, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel runde Löcher sind, die nebeneinander angeordnet sind. Diese Durchbrechungen können auch eine andere Form haben.

Bei dem in der Fig. 3 gezeigten Elektrodenblech 5 sind drei über die Höhe des Bleches verteilte Reihen von Löchern 11 vorhanden, wobei die Löcher jeder Reihe im wesentlichen über die ganze Breite des Bleches verteilt angeordnet sind. Es ist aber zur Erzielung der angestrebten Wirkung auch möglich, nur in der Nähe der Schmalseite 5a der Bleche 5 Durchbrechungen 11 vorzusehen. - ■ Beim Oeffnen eines Vakuumschalter, welcher mit einer feststehenden und einer beweglichen Lichtbogenelektrode der oben beschriebenen Art ausgerüstet ist, entsteht zwischen den Kontaktflächen H der beiden Kontaktstücke 2 ein Lichtbogen, der unter der Wirkung des Eigenmagnetfeldes auf die Schmalflächen 5a der Elektrodenbleche 5 kommutiert, wo er

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bis zur Löschung diffus brennt. Die durch die Spalte 7 zwischen den Elektrodenblechen 5 durchströmenden heissen Metalldämpfe werden an den Oberflächen der Elektrodenbleche gekühlt und kondensieren, so dass sie nicht in die Trennstrecke zurückgelangen können. Da nun diese Oberflächen der Elektrodenbleche durch die eingeprägten Vertiefungen 10 vergrössert sind, erfolgt eine bessere Kondensation der erwähnten Metalldämpfe und eine Verbesserung der Löscheigenschaften, weil die Lichtbogenplasmasäule eine grössere Fläche vorfindet.

Die Durchbrechungen 11 in den Elektrodenblechen 5 unterstützen die Stabilisierung des Lichtbogens. Durch diese Durchbrechungen 11 wird der über die Elektrodenbleche 5 fliessende Strom gezwungen, in der Nähe der Schmal flächen 5a der Elektrodenbleche, d.h. in der Nähe der Lichtbogenfusspunkte, zu fliessen, was eine erwünschte Verstärkung des auf den Lichtbogen wirkenden Magnetfeldes bewirkt. Ausserdem bewirkt der Spannungsabfall entlang des stromführenden Elektrodenbleches, dass der Lichtbogen leicht auf das diesem Blech achsial gegenüberliegende Elektrodenblech überspringt, bei dem kein solcher Spannungsabfall auftritt. Dadurch wird der Lichtbogen im zentralen Raum 8 der Lichtbogenelektrode gehalten.

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Da alle Elektrodenbleche 5 auf gleichartige Weise geprägt sind, können jeweils benachbarte Elektrodenbleche so angeordnet werden, dass jeweils die Erhöhungen 10' des einen Bleches in die Vertiefungen 10 des benachbarten Bleches eingreifen, ohne dass sich die Elektrodenbleche berühren. Dadurch wird ein geradliniger Durchgang durch den zwischen benachbarten Elektrodenblechen 5 vorhandenen Spalt 7 ver- ■ hindert. Wesentlich ist jedoch, dass sich benachbarte Elektrodenbleche wie erwähnt nicht berühren und dass die Spalte 7 eine Gasströmung erlauben.

Der wie erwähnt beim Trennen der Lichtbogenelektroden auftretende Lichtbogen bewirkt, dass an den Lichtbogenfusspunkten geschmolzenes Metall in Form von Tröpfchen weggeschleudert wird. Bei den bekannten Elektrodenblechen mit glatten Oberflächen werden.die auf die Bleche auftreffender Metalltröpfchen auf der Blechoberfläche "aufgeschmiert", ohne am Blech zu haften. Nach dem Erstarren fällt das Metall als ■---.kleine nadeiförmige Metallteilchen ab, die in die Trennstrecke gelangen können, was zu unerwünschten Rückzündungen führen kann.

Da beim beschriebenen Ausführungsbeispiel die Elektrodenbleche 5 infolge der eingeprägten Vertiefungen 10 keine glatten Flächen aufweisen, schlagen die Metalltröpfchen

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praktisch immer auf die die Vertiefungen 10 begrenzenden quer zur Flugbahn der Metalltröpfchen verlaufenden Flächen auf, an denen sie haften bleiben. Dadurch wird vermieden, dass wie oben erwähnt Metallteilchen in die Trennstrecke gelangen können.

Die Elektrodenbleche müssen vor dem Einbau entgast werden. Die durch die eingeprägten Vertiefungen vergrösserte Oberfläche hat eine bessere Entgasung zur Folge.

In der Fig. 3 sind die Vertiefungen 10 mit einer im wesentlichen quadratischen Grundfläche dargestellt. Die Form der Vertiefungen 10 kann jedoch beliebig sein. Wesentlich ist nur, dass durch die Prägungen die Oberfläche gegenüber einem ebenen Elektrodenblech vergrössert wird, z.B. um 40%, und dass die gewünschte mechanische Festigkeit erreicht wird.

Es ist auch denkbar, das Kontaktstück 2 auch anders als gezeigt auszubilden. Z.B. ist es möglich, das Kontaktstück, wie aus der Schweizer Patentschrift Nr. 531 784 bekannt, aus zwei sich gegenüberliegenden, hochkant gestellten U-Profilen zu bilden, zwischen denen parallel angeordnete Elektrodenbleche der oben beschriebenen Art angeordnet werden.

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Claims (8)

Patentansprüche

1. JLichtbogenelektrode, insbesondere für eine Kontaktanordnung in einem Vakuumschalter, mit an einem Kontaktstück
befestigten Elektrodenblechen zur Aufnahme von Lichtbogenfußpunkten, wobei benachbarte Elektrodenbleche in einem Abstand voneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,

daß die Elektrodenbleche (5) mindestens an einer ihrer Flächen mit eingeprägten Vertiefungen (10) versehen sind.

2. Lichtbogenelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenbleche (5) an beiden Flächen mit Vertiefungen (10) versehen sind.

3. Lichtbogenelektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (10) in Kolonnen und Zeilen
angeordnet sind.

4. Lichtbogenelektrode nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück (2) hohlzylindrisch ist und sich die Elektrodenbleche (5) in radialer
Bihtung verlaufend ins Innere des Kontaktstücks (2) erstrecken.

5. Lichtbogenelektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenbleche (5) mindestens in der Nähe _; ihrer freien, einander zugekehrten Schmalflächen (5a) Durch- ■ brechungen (11) aufweisen. i

6. Lichtbogenelektrode nach Anspruch 5, dadurch gekenn-j zeichnet, daß die Durchbrechungen (11) mehrere in einem Ab- ! stand verlaufende Reihen bildend über die Breite der Elektro- j

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den bleche (5) verteilt nebeneinander angeordnet sind.

7. Lichtbogenelektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (11) runde Löcher j sind. '

8. Lichtbogenelektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennl· zeichnet, daß die Durchbrechungen (11) Schlitze sind.

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