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Vakuumschaltefäß mit Hilfselektroden
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Die Erfindung befaßt sich mit einem Väkuumschaltgefäß mit Hilfselektroden
zur Zündung einer Entladung zwlsclzen den Schaltstücken beim Auftreten von Uberspannungen
und mit einer Schaltungsanordnung zur Anlegung einer Zündspannung an die Ililfselektroden.
Bei bekannten Vakuumschaltgefäßer. dieser Art (GB-PS 1 171 42,) sind die Hilfselektroden
Im Zentrum der Schaltstiicke angeordnet und besitzen Schichten aus Titan, das als
Getter wirkt und Wasserstoff bindet. Beim Anlegen der Zündspannung wird durch den
überspringenden Entladungsfunken Wasserstoff freigesetzt, der eine Entladung zwischen
den Sciialtstücken einleitet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und Gestaltung
der Hilfselektroden anzugeben, die es gestattet, Beschränkungen hinsichtlich der
verwerldbaren Formen von Schaltstücken zu vermeiden und zugleich die Konstruktion
des Schaltgefäßes zu vereinfachen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß
zwei einander gegenüberstehende Hilfselektroden seitvrärts neben den Schaltstücken
angeordnet sind. Dadurch wird erreicht, daß die Stromzuführungen zu den Hilfselektroden
nicht mehr durch die Träger der Schaltstücke hindurchgeführt werden müssen. Ferner
braucht bei der Gestaltung der Schaltstücke nicht auf die Hilfselektroden Rücksicht
genommen zu werden. Vielmehr können alle geeigneten Schaltstückformen verwendet
werden.
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Für die Erfindung ist es ferner wesentlich, daß die Hilfselektroden
in zweifacher Hinsicht zum Abbau von Überspannungen verwendet werden können. Einerseits
kann die zum Abbau der Überspannungen dienende Entladung allein an den Hilfselektroden
stattfinden. Ferner können die Hilfselektroden auch so angeordnet und gestaltet
sein, daß eine an ihnen auftretende Entladung auch zur Zündung einer Entladung an
den Schaltstücken führt.
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Dies kann in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, daß die
Hilfselektroden eine in Richtung auf die Schaltstücke verlaufende Stromschleife
bilden. Die Stromschleife bewirkt, daß die an den Hilfselektroden entstehende Plasma-
bzw. Metalldampfwolke sich in Richtung der Schaltstücke bewegt und dort die gewmnschte
Entladung zündet. Hierzu bedarf es übrigens keiner besonderen Werkstoffe, wie sie
bei bekannten Vakuumschaltgefäßen mit Hilfselektroden vorgesehen sind. Vielmehr
können die Hilfselektroden aus üblichen Werkstoffen, wie z. B. Stahl oder Kupfer,
hergestellt sein.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Die Fig. 1 zeigt ein Vakuumschaltgefäß mit Hilfselektroden, die selbst
zum Abbau der Überspannungen dienen.
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In der Fig. 2 ist ein weiteres .Ausführungsbeispiel eines Vakuumschaltgefäßes
dargestellt, bei dem durch die Anordnung und Gestaltung der Hilfselektroden eine
Entladung an den Schaltstücken gezündet wird.
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Das. in der Fig. 1 gezeigte Vakuumschaltgefäß 1 umfaßt ein Gehäuse
2 und darin relativ zueinander bewegbar angeordnet Schaltstücke 3 und 4. Das Gehäuse
2 weist einen oberen und einen unteren Isolierzylinder 5 bzw. 6 auf, die durch einen
mittleren Metallzylinder 7 von größerem Durchmesser verbunden sind. Das bewegliche
Schaltstück 3 ist relativ zu dem feststehenden Schaltstück 4 durch einen Federbalg
10 bewegbar, der zwischen dem Trägerbolzen 11 des beweglichen Schaltstückes 3 und
einer Platte 12 angeordnet ist, die den oberen Abschluß des Gehäuses 2
bildet.
Das feststehende Schaltstück 4 ist mit seinem Trägerbolzen 13 starr in einer Platte
14 befestigt, die den unteren Abschluß des Gehäuses 2 bildet. Der elektrische Anschluß
des Schaltgefänes 1 erfolgt an den über die Platten 12 und 14 überstehenden Trägerbolzen
11 und 13. Der Trägerbolzen 11 steht ferner mit einer schematisch dargestellten
Antriebsvorrichtung 15 in Verbindung. Diese kann z. B. mit Federkraft arbeiten und
kann von Hand sowie elektromagnetisch oder elektromotorisch betätigbar sein. Ferner
kanndie Antriebsvorrichtung 15 von Auslöseorganen beeinflußbar sein, die in Abhängigkeit
von bestimmten Werten des Stromes oder dcr Spannung abhängig sind.
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In dem Gehäuse 2 sind zwei Hilfselektroden 16 und 17 angeordnet, die
einander gegenüberstehen und eine Funkenstrecke nach Art einer Stab- oder Spitzenfunkenstrecke
bilden. Die Stromzuführung zu den Hilfselektroden 16 und 17 erfolgt durch zwei Durchführungen
20 bzw. 21, die in dem Metallzylinder 7 angeordnet sind. Diese Durchführungen können
z. B. durch Glaseinschmelzungen gebildet sein. Die Hilfselektroden 16 und 17 sind
in Reihe mit je einem Kondensator 22 bzw. 23 an die Trägerbolzen 11 bzw. 13 des
feststehenden und des beweglichen Schaltstückes angeschlossen.
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Hierdurch ist ein Spannungsteiler gebildet, der bei geeigneter Bemessung
eine Zündspannung an die Hilfselektroden anlegt, wenn eine Uberspannung an dem Schaltgefäß
1 auftritt. Die durch die Hilfselektroden 16 und 17 gebildete Funkenstrecke dient
selbst zum Abbau der Überspannungen. Der Raum zwischen den geöffneten Schaltstücken
3 und 4 nimmt dagegen an der Entladung nicht teil.
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Im Unterschied zu dem Ausfiihrungsbeispiel gemäß der Fig. 1 kann aber
auch die Schaltstrecke, d. h. der Raum zwischen den geöffneten Schaltstücken 3 und
4, zum Abbau der Überspannungen durch eine Entladung herangezogen werden. In diesem
Fall wird, wie dies die Fig. 2 zeigt, die Entladung durch eine an den Hilfselektroden
gezündete Entladung eingeleitet.
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Bei ansonsten gleicher Gestaltmg gegenüber der Fig. 1 sind die Hilfselektroden
30 und 31 in der Fig. 2 parallel zueinander angeordnet, so daß sich beim Entstehen
eines Lichtbogens bzw. Entladungsfunkens
an ihren Enden 72 und
33 eine Stromschleife ergibt, die bestrebt ist, die. Entladung von den Hilfselektroden
weg in Richtung auf den Raum zwischen den Schaltstücken 3 und 4 zu treiben. Sobald
die Ladungsträger bzw. der Mctalldampf dort angelangt ist, wird ein Lichtbogen zwischen
den Schaltstücken 3 und 4 gezundet, der zum Abbau der Überspannungen dient. Die
Zündung der Entladung an den Hilfselektroden kann in der gleichen Weise mit Hilfe
einer Spannungsteilerschaltung unter Verwendung von Kondensatoren 22 und 23 geschehen.
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Wie die Figuren zeigen, haben die Hllfselektroden bei der Erz in dung
keinen Einfluß auf die Form der Schal.tstücke. Ebenso haben die-Trägerbolzen ihre
übliche Gestalt, weil für die Stromzuführung zu den Hilfselektroden gesonderte Durchführungen
vorgesehen sind. Ferner ist die Erfindung nicht an bestimmte Bauformen der Gehäuse
von Vakuumschaltgefäßen gebunden. Ist beispielsweise der mantel eines Schaltgefäßes
für die Anordnung von Durchführungen zu den Hilfselektroden weniger geeignet, so
können diese Durchfwhrungen auch an den Stirnseiten der Schaltgefäße angeordnet
werden. Für die Zündung der Entladung an den Hilfselektroden sind unterschiedliche
Schaltungen verwendbar. Beispielsweise sind auch bekannte Schaltungen geeignet,
bei denen ein Zundimpuls durch eine 7.weiveg-Schwel1wertdiode (DIAC) erzeugt wird.
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3 Ansprüche 2 Figuren
L e e r s e i t e