DE2911706A1

DE2911706A1 - Vakuumschalter

Info

Publication number: DE2911706A1
Application number: DE19792911706
Authority: DE
Inventors: Manfred Ing Grad Nafz
Original assignee: Sachsenwerk Licht und Kraft AG
Current assignee: Schneider Electric Sachsenwerk GmbH
Priority date: 1979-03-24
Filing date: 1979-03-24
Publication date: 1980-10-02
Also published as: DE2911706C2

Description

Vakuumschalter
Die Erfindung betrifft einen Uakuumschalter mit einer die zylindrische Schaltkammer umgebenden und zu den Schaltkontakten koaxial angeordneten Spule, die elektrisch in Reihe mit den Kontakten geschaltet ist und ein longitudinales,homogenes Magnetfeld zwischen den Kontakten erzeugt.
Um ein Ansteigen der Lichtbogenspannung und den damit verbundenen hohen Leistungsumsatz in Uakuumschaltgefäßen möglichst zu verhindern ist bekannt, mittels einer die Schaltkammer zylindrisch umschließenden Spule, welche mit den Schaltkontakten elektrisch in Reihe liegt, ein vom Strom abhangiges axiales Magnetfeld aufzubauen, das den Spalt zwischen den Kontakten durchsetzt.
Aus der GE-PS 12 58 015, DAS 12 73 661 und FR-PS 14 15 441 sind derartige Konstruktionen bzw. Spulenanordnungen bekannt.
Bei diesen Uakuumschaltern erfolgt der Spulenanschluß durch separate Leiter, die durch ihr eigenes Magnetfeld das Feld der Spule ungünstig beeinflussen. Die Unterbrechungseigenschaften der Uakuumschaltkammer sind daher nicht optimal.
Weiter ist aus der DAS 27 07 148 bekannt, zu- oder abführende Leiter als kosxiale Körper suszubilden, so daß eine gleichmäßige Stromverteilung erzielt wird und die magnetischen Restkomponenten des Streufeldes im Bereich des Kontaktapaltes relativ klein bleiben. Bei all den bekannten und vorbeschriebenen Konstruktionen handelt es sich um Vskuumschalter mit einlagigen Spulen, deren Windungen schräg zur Achse der Vakuumschaltkammer liegen und die Schräglage dadurch bedingt ist, daß die den Erfordernissen entsprechende Stromtragfehigkeit einen dementsprechenden Querschnitt erordert. Das Magnetfeld der einzelnen Windungen, wie demzufolge auch das resultierende Feld der Spule, verläuft somit nicht genau koaxial zur Schaltkammir. Darüber hinaus entsteht durch Störfelder beschriebener Art allgemein und schrägliegende Magnetfelder im besonderen eine Nacheilung des Magnetflusses hinter dem Strom, wodurch die angestrebte Wiederverfestigung der Schaltitrecke bei Beginn des Stromnulldurchganges nur unzureichend erwirkt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vakuumschalter mit hoher Stromtragfähigkeit zu schaffen, wobei das durch die bedingte Schräglage der Windungen verursachte schrügliegunde Magnetfeld auageglichen, Störfelder durch Zu- oder Ableitungen vermieden werden und ein störungafreies koaxial verlaufendes Feld erzeugt wird, welches mit rhdhter Feldetbrke im Kontaktapalt eine Optimierung der Unterbrechungsuigenschaften des Vakuumschalters bewirkt.
ErfindungsgemäX wird dies dadurch erreicht, daß die Spule doppellsgig aufgebaut ist und die Windungen schraubenförmig hin- und rUckläufig ausgeführt sind, wobei Anfang und Ende der Spule auf einer zur Mittelachse der Kontakte sank rechten Ebene liegen und die Leiter des inneren und Sußuren Spulenteiles gegenläufig im gleichen Winkel zur Schaltksmmerschse stehen.
Die Spule ist dabei au. zwei oder vielfachen von zwei Legen aufgebaut, wobei die Windungen der Spule durch geschlitzte Rohre oder Gußteile gebildet werden und ein fenster Bestandteil des Vakuumschaltgefäßen sind oder ein ausiechselbarer Baustein.
In jeder Lage der Spule wird eins Leiter geführt oder mehrere Leiter sind parallel geschaltet, wobei die Spule ja nach Anforderung bedingt durch die Aus rührung das Vakuumschaltgefäßes such in ein entsprechendes Isoliermuterial eingebettat sein kann.
Durch die Erfindung entfallen Anschlußleiter als solche und in Form von aufwendigen, gesonderten Zylindern. Außerdem wird durch die Erfindung ein Magnetfeld erzeugt, das streng koaxial verläuft und die Lichtbogenstrecke zwischen den Scheltkontakten parallel zur Längsachse des stich outbauenden Lichtbogens durchsetzt. Durch diesen störteldfreien koaxial ii bereich der Schaltkontakte erzeugten Feldlinienverlauf werden die Unterbrachungseigenachften von Vakuumschaltern derart verbessert, daß selbst bei hohen Momentstromwerten im Zeitintervall der Kontakttrennung die LichtbogenfuBpunkte die gesamte Kontaktoberflachs ausnutzen. Außerdem werden durch Aufbau und Anordnung der arfindungsgemMßen Spule, selbst bei Verwendung ferromagnetischer Aufbauelemente der im Zuaammenhang stehenden Vakuumschaltkammer, Wirbelatrdme auf so unwesentliche Werte reduziert, daß eine Nacheilung des Magnetflusses hinter dem Strom und der verbleibende Magnetflußanteil in der Kontaktzone im Augenblick des Stromnulldurchganges vernachlässigbar klein bleibt.
Die Lichtbogenstrecke hält damit der wiederkehrenden Spannung ohne aufwendige Zusatzmaßnahmen sicher stand.
Anhand der Ausführungsart entsprechend den Figuren 1 und 2 wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
Auf Details die nicht zum Verständnis beitragen wird verzichtet.
In Figur 1 ist beispielhaft der feststehende Schaltkontakt mit 4, der bewegliche Kontakt mit 5 und eine Isolierung 1 zwischen der Spule 6 und einem Metallzylinder 2 bezeichnet.
Über den Anschluß 3 und den äußeren und inneren Wicklungsteil 6 wird der Strom auf dem feststehenden Kontakt 4 geführt. Symbolisch wird in Figur 2 die Überlagerung 7 und 8 der konzentrisch um die stromdurchflossenen inneren und äußeren Windungen der Spule 6 verlaufenden Feldlinien dargestellt, woraus das durch die Erfindung bewirkte storungsfreie streng koaxial zur Schaltkammer verlaufende Feld 9 im Bereich der Schaltkontakte 4 und 5 erzeugt wird.

Claims

Patentansprüche S Vakuumechalter mit einer die zylindrische Schaltkammer umgebenden und zu den Schaltkontakten koaxial angeordneten Spule, die elektrisch in Reihe mit den Kontakten geschaltet ist und ein longitudinalesthomogenes Magnetfeld zwischen den Kontakten erzeugt d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spule doppellagig aufgebaut ist und die Windungen schraubenförmig hin- und rücklSufig ausgeführt sind, wobei Anfang und Ende der Spule auf einer zur Mittelachse der Kontakte senkrechten Ebene liegen und die Leiter des inneren und äußeren Spulenteils gegenläufig im gleichen Winkel zur Schaltkammerecbse stehen.
2) Uakuumschalter nach Anspruch 1 d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Spule aus zwei oder vielfachen von zwei Lagen besteht.
3) Vakuumschalter nach Anspruch 1 und 2 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Windungen der Spule durch geschlitzte Rohre gebildet werden.
4) Uakuumschalter nach Anspruch 1 bis 3 d B d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in jeder Lage der Spule mehrere Leiter parallel liegen.
5) Vakuumschalter nach Anspruch 1 bis 4 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spule von Gußteilen gebildet wird.
6) Uakuumschalter nach Anspruch 1 bis 5 d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spule in ein Isoliermaterial eingebettet ist.
7) Vakuumschalter nach Anspruch 1 bis 6 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spule als fester Sestandteil einer Uakuumachaltkammer oder als auswechselbarer Baustein ausgebildet ist.