DE2934341A1

DE2934341A1 - Fluegelradfoermige elektrode fuer einen vakuum-schutzschalter

Info

Publication number: DE2934341A1
Application number: DE19792934341
Authority: DE
Inventors: Shin-Ichi Aoki; Yasushi Takeya
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1978-08-25
Filing date: 1979-08-24
Publication date: 1980-02-28
Also published as: US4324960A; DE2934341C2; JPS5530174A; GB2031651A; GB2031651B

Description

29343A1

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

Reqistered Representatives before the _ European Patent Office

Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha, MöhlstraR« 37

Tokio, Japan D-flOTOMünchen80

Tel.: 089/382085 87

Telex: 0529802 hnkl <i

Telegramme: ellipsoid

24. August 1979

Flügelradförmige Elektrode für einen Vakuum-Schutz schalter

Die Erfindung betrifft eine verbesserte, insbesondere flügelradförmige Elektrode für einen Vakuum-Schutzschalter.

Vakuum-Schutzschalter stellen derzeit die gebräuchlichsten Schutzschalter oder Stromkreisunterbrecher für Wechselstrom-Hochspannungskreise dar; sie enthalten im allgemeinen eine magnetische, flügelradähnliche (windmill-shaped) Treiberoder Steuerelektrode. Eines der verschiedenen vorteilhaften Merkmale solcher Schutzschalter liegt darin, daß sie mit kleinen Abmessungen gebaut werden können. Andererseits sind Vakuum-Schutzschalter für einen Nenn-Unterbrechungsstrom von mehr als 40 kA im Vergleich zu herkömmlichen Öl-Schutzschaltern mit kleiner ölmenge oder herkömmlichen Gasstoß-Schutzschaltern unter Verwendung von gasförmigem Schwefelhexafluorid (SF_C) nicht besonders klein. Ein Hindernis für

die größere Verbreitung von Vakuum-Schutzschaltern für höhere

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Stromleistungen stellt insbesondere der einen großen Durchmesser besitzende Unterbrecherteil dieser Schutzschalter dar. Andererseits sind von den kleine Abmessungen besitzenden Schutzschaltern die Vakuum-Schutzschalter mit einem Nenn-Unterbrechungsstrom in der Größenordnung von 8 kA am aufwendigsten, was zu einem großen Teil auf die Flügelradform ihrer Elektroden zurückzuführen ist.

Eine flügelradförmige Elektrode für einen Vakuum-Schutzschalter umfaßt einen die Kontaktfunktion übernehmenden kreisförmigen, flachen Mittelteil und einen diesen umgebenden, sich verjüngenden bzw. konischen Abschnitt, dessen flügelradähnliche Form auf einer Anzahl von kreisbogenförmigen Schlitzen beruht, die radial und umfangsmäßig in diesen Abschnitt hinein verlaufen und die zur magnetischen Steuerung eines an der Elektrode entstehenden Lichtbogens dienen.

Bei derartigen Elektroden wurde bisher noch nicht versucht, ihre Geometrie bezüglich des Krümmungsradius und des Einschlußwinkels der kreisbogenförmigen Schlitze an deren Zentren, der Zahl und Breite dieser Schlitze sowie der Form der Flügelspitzen usw. konstruktiv festzulegen. Infolgedessen konnte bisher in der Praxis nicht die Gesamtoberfläche solcher Elektroden wirksam für die S tr omun te if brechung ausgenutzt werden, so daß der zu unterbrechende Strom ungeachtet des vergleichsweise großen maximalen Elektrodenradius vergleichsweise klein ist. Wenn beispielsweise die kreisbogenförmigen Schlitze einen zu kleinen oder zu großen Krümmungsradius besitzen, ist ihre Umfangs- oder Radiallänge zu klein, so daß die magnetische Steuerwirkung (magnetic driving effect) unzureichend ist. Dies kann zu einem selektiven Anschmelzen der Flügelspitzen oder des flachen Mittelteils führen, wodurch eine Unterbrechung des betreffenden Stroms unmöglich wird. Wenn die kreisbogenförmigen Schlitze andererseits zu eng sind, können bei der Stromunterbrechung angeschmolzene Abschnitte der Elektrode den Schlitz

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bzw. die Schlitze elektrisch kurzschließen, wodurch wiederum die Stromunterbrechung verhindert wird. Andererseits kann die Unterbrechungsleistung auch dann beeinträchtigt werden, wenn die Schlitze so breit geformt werden, daß die Oberfläche des flügeiförmigen Abschnitts zu klein wird. Da weiterhin der Flügelabschnitt ein ziemlich großes Gewicht besitzt, muß die mechanische Festigkeit jeder Flügelwurzel vergrößert werden, woraus notwendigerweise eine dickere Konstruktion resultiert. Die bisherigen flügelradförmigen Elektroden besitzen daher einen komplizierten Aufbau, bei dem z.B. die einzelnen kreisbogenförmigen Schlitze jeweils aus mehreren Kreisbogenschlitzen bestehen können, die verschiedene Krümmungsradien und/oder verschiedene Zentren besitzen und ineinander übergehen. Außerdem sind solche Elektroden ziemlich dick. Diese bisherigen, flügelradförmigen Elektroden sind daher mit dem Nachteil behaftet, daß die kreisbogenförmigen Schlitze schwierig maschinell herzustellen sind, die Werkzeugmaschinen für das Einstechen dieser Schlitze aufwendig und verschleißanfällig sind und die Bearbeitungszeit lang ist.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer verbesserten und zweckmäßigen Flügelelektrode (windmill-shaped electrode), aufgrund welcher der mit ihr versehene Vakuum-Schutzschalter kleine Abmessungen erhalten kann.

Die Erfindung bezweckt auch die Senkung der Fertigungskosten für Vakuum-Schutzschalter durch Schaffung einer verbesserten und zweckmäßigen Flügelradelektrode, die einfach herzustellen sein soll.

Diese Aufgabe wird bei einer flügelradförmigen Elektrode für einen Vakuum-Schutzschalter erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie einen flachen Mittelteil mit einer Kontakt-

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funktion, einen um den Mittelteil herum angeordneten und materialeinheitlich mit ihm ausgebildeten konischen Abschnitt mit einer Stromunterbrechungsfunktion und mehrere kreisbogenförmige Schlitze aufweist, die durch den konischen Abschnitt verlaufen und am flachen Mittelteil enden und die zur magnetischen Steuerung eines elektrischen Lichtbogens dienen, daß der Radius des flachen Mittelteils nicht kleiner als das 0,4-fache und nicht größer als das 0,7-fache des größten Elektrodenradius ist und daß jeder kreisbogenförmige Schlitz einen einfachen Kreisbogen mit einem einzigen Krümmungsradius beschreibt, der nicht kleiner ist als der Radius des flachen Mittelteils.

Ein vorteilhaftes Merkmal liegt dabei darin, daß die Summe der effektiven öffnungswinkel der verschiedenen kreisbogenförmigen Schlitze an ihren Mittelpunkten mindestens 360° beträgt und daß die Summe der effektiven Bogenlängen der Schlitze nicht weniger als das Doppelte des größten Elektrodenradius beträgt.

In weiterer Ausgestaltung kann die Anordnung so getroffen sein, daß die Summe der effektiven öffnungswinkel derjenigen Schlitzabschnitte, die durch den konischen Abschnitt verlaufen, an ihren Mittelpunkten mindestens 180° beträgt und daß die Summe der effektiven Längen dieser Schlitzabschnitte nicht kleiner ist als der größte Elektrodenradius.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine für einen Vakuum-Schutzschalter vorgesehene flügelradförmige Elektrode gemäß der Erfindung,

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Fig. 2 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht der Elektrode gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Länge jedes Kreisbogenschlitzes gemäß Fig. 1 und 2, seinem Krümmungsradius und dem Radius des flachen Abschnitts gemäß Fig. 1 und 2, wobei alle Abmessungen mit einem maximalen Radius der Elektrode normiert sind.

Die Erfindung bezweckt die Ausschaltung der den bisherigen Elektroden der genannten Art anhaftenden Nachteile. Zur Bestimmung der optimalen Geometrie von Flügelradelektroden mit einer Oberfläche, die für einen elektrischen Lichtbogen aufgrund des jeweiligen Unterbrechungsstroms besonders zweckmäßig ist, wurden Versuche bezüglich der Unterbrechung von Kurzschlußströmen mit flügelradförmigen Elektroden mit jeweils unterschiedlichen Konstruktionsparametern durchgeführt, wobei die Elektroden nach den Versuchen jeweils untersucht wurden. Die Erfindung beruht nun auf den Ergebnissen dieser Versuche und Beobachtungen, und sie gewährleistet eine flügelradförmige Elektrode für Vakuum-Schutzschalter mit kleinem Durchmesser, die sich wirtschaftlich herstellen lassen. Daneben bezweckt die Erfindung auch die Verkleinerung insbesondere des Zwischenphasenabstands bei Mehrphasen-Vakuumschutz schaltern und die Verringerung ihres Gewichts insgesamt durch Einbau der erfindungsgemäßen Elektrode.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flügelradelektrode, im folgenden auch einfach als "Elektrode" bezeichnet, besitzt die Form einer Scheibe mit einem kegelstumpfförmigen Querschnitt, und sie weist einen kreisförmigen, flachen Mittelteil 10 sowie einen sich an.diesen anschließenden und ihn umgebenden konischen Abschnitt 12 auf. Der Mittelteil 10 enthält eine zentrale,

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konzentrische Vertiefung 14, die einen Ringstegbereich festlegt. Der Boden der Vertiefung 14 geht in den Ringstegbereich über eine Ubergangsflache 16 über, die sich aus noch näher zu erläuternden Gründen in Richtung auf diesen Bereich erweitert. Der konische Abschnitt 12 ist an seinem' Außenrand gemäß Fig. 2 abgerundet.

Gemäß Fig. 1 sind im konischen Abschnitt 12 mehrere, bei der dargestellten Ausftihrungsform vier Schlitze 18 vorgesehen, die mit praktisch gleichen gegenseitigen Winkelabständen und über jeweils gleiche Kreisbögen radial und umfangsmäßig durch den konischen Abschnitt 12 verlaufen und an Punkten A enden, die in praktisch gleichen gegenseitigen Winkelabständen auf dem Ringstegbereich des flachen Mittelteils 10 und auf einem zu diesem konzentrischen Kreis liegen. Die Schlitze 18 öffnen sich dabei am Umfangsrand des konischen Abschnitts 12 in praktisch gleichen Winkelabständen voneinander. Der konische Abschnitt 12 und der anschließende flache Mittelteil 10 sind somit durch die Schlitze 18 in mehrere, d.h. vier Flügel unterteilt, wodurch die Elektrode eine Flügelradform erhält.

Gemäß Fig. 1 wird jeder Kreisbogen-Schlitz 18 durch je eine radiale innere und äußere bogenförmige Flanke gebildet, die einander mit gleichbleibendem Abstand gegenüberliegen. Der den offenen Endabschnitt jedes Schlitzes 18 bildende Teil der inneren Schlitzflanke geht in den runden Umfangsrand des zugeordneten Flügels über, während der gegenüberliegende Abschnitt der in Radialrichtung äußeren Flanke unter Bildung einer abgerundeten Spitze B in den Umfangsrand des benachbarten Flügels übergeht. Die in Radialrichtung äußere Schlitzflanke schneidet an einem Punkt C eine Grenzlinie zwischen dem Mittelteil 10 und dem konischen Abschnitt 12.

Wie erwa! tit, erfüllt der flache Mittelteil 10 die KontaJctfunktion, während der konische Abschnitt 12 die Stromunter-

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brechungsfunktion übernimmt; die kreisbogenförmigen Schlitze 18 dienen andererseits dazu, einen an der Elektrode entstehenden Lichtbogen magnetisch gegenüber der Elektrode radial nach außen zu steuern.

Für eine vorgegebene Größe des größten Radius R1 {Fig. 2) der Flügelradelektrode gibt es praktisch zahllose Möglichkeiten zur Bestimmung der Krümmungsradien von Kreisbögen für die radialen Innen- und Außenflanken der Kreisbogen-Schlitze 18. Lediglich zur Vereinfachung der Beschreibung und im Hinblick auf die Vereinfachung der Fertigung sei jedoch angenommen, daß jeder Schlitz 18 eine gleichbleibende Breite besitzt und daß seine Innen- und Außenflanken jeweils einen einfachen Kreisbogen mit einem Mittelpunkt D und einem einzigen Krümmungsradius R2 sowie einen weiteren Kreisbogen mit demselben Mittelpunkt D und einem Krümmungsradius R3 beschreiben, wobei der Kreisbogen der Innenflanke innerhalb eines durch den größten Radius R1 der Elektrode bestimmten Kreises liegt, während der Kreisbogen der Außenflanke gemäß Fig. 1 durch die Punkte A, C und B verläuft und eine effektive Bogenlänge von ACB besitzt.

Mehrere Flügelradelektroden der Art gemäß Fig. 1 und 2 wurden jeweils mit konstruktiven Abwandlungen hergestellt und in Kurzschluß- und Stromunterbrechungsversuchen untersucht. Die den Versuchen unterzogenen Elektroden wurden sodann nach einer Reihe von Versuchsschemata untersucht, um Spuren der auf der Oberfläche der Versuchselektroden entstandenen Lichtbögen festzustellen und zu bestimmen. Die Untersuchungsergebnisse wurden im Zusammenhang mit den Abmessungen der Einzelteile der Elektrode, mit dem größten Elektrodenradius R1 normalisiert, bewertet. Hierbei zeigte es sich, daß nicht nur die normalisierten konstruktiven Abmessungen für die Unterbrechungsleistung ausschlaggebend sind, sondern auch die Absolutwerte oder -großen einiger Parameter für die Elek-

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trode wesentlich sind, um eine ausgezeichnete Unterbrechungsleistung zu gewährleisten. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen und Bewertungen sind im folgenden zusammengefaßt.

1. Wenn sich die Kreisbogen-Schlitze 18 teilweise im flachen Mittelteil 10 befinden, d.h. wenn jeder Schlitz 18 einen durch den Kreisbogen(teil) AC bestimmten Abschnitt aufweist, wird der Krümmungsradius R2 und somit auch der Krümmungsradius R3 jedes Schlitzes 18 entsprechend größer, wodurch die Unterbrechungsleistung entsprechend verbessert wird. Wenn jedoch der Krümmungsradius R2 und mithin der Krümmungsradius R3 zu groß wird, erfährt die Unterbrechungsleistung eine plötzliche Abnahme aus den folgenden Gründen: Die Radialkomponente des Kreisbogenschlitzes relativ zur Elektrode wird übermäßig klein, wodurch die Kraft zur magnetischen Steuerung des Lichtbogens stark geschwächt wird; außerdem können in diesem Fall die Schlitze den flachen Mittelteil 10 nicht mehr erreichen.

Fig. 3 veranschaulicht die Beziehung zwischen dem Krümmungsradius R2 der in Radialrichtung inneren Schlitzflanke des Schlitzes 18, normiert mit dem größten Radius R1 der Elektrode (auf der Abszisse aufgetragenes Verhältnis K1) und der Bogenlänge des Schlitzes 18, normiert mit R1 (auf der Ordinate aufgetragenes Verhältnis K2), und zwar bezogen auf einen Außenradius R4 des flachen Mittelteils 10, normiert mit dem größten Durchmesser der Elektrode (bzw. Verhältnis K3). Die graphische Darstellung nach Fig. 3 wurde unter Auswertung entsprechender Zahlen erhalten.

Gemäß Fig. 1 besitzt jeder Schlitz 18 eine Länge, die durch zwei Radien bestimmt wird, welche vom Mittelpunkt O der Elektrode ausgehen und durch Punkte A bzw. B verlaufen, wobei diese Länge mit ACB bezeichnet sind. Der nur durch den konischen Abschnitt 12 verlaufende Teil jedes Schlitzes 18 besitzt andererseits eine Bogenlänge BC,

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die durch zwei Radien bestimmt wird, welche vom Mittelpunkt O ausgehen und durch die Punkte B und C verlaufen.

Aus Fig. 3 geht hervor, daß das Verhältnis K2 mit zunehmendem Verhältnis K1 schnell ansteigt, bis es bei einer bestimmten Größe des Verhältnisses K1, mit Q1, Q2 oder Q3 bezeichnet, ein Maximum erreicht. Dies entspricht weitgehend der Beziehung zwischen dem Verhältnis K1 und der Unterbrechungsleistung? es hat sich somit gezeigt, daß die Unterbrechungsleistung um so besser wird, je langer die Bogenlänge ACB ist. Es hat sich außerdem herausgestellt, daß die Bogenlänge ACB nicht kleiner sein sollte als der größte Radius R1 der Elektrode.

2. Weiterhin hat es sich gezeigt, daß der Außenradius R4 des flachen Mittelteils 10, normiert mit dem größten Elektrodenradius R1 bzw. dem Verhältnis K3, einen der wichtigsten Konstruktionsparameter darstellt. Genauer gesagt: die Bedingung, daß die Bogenlänge ACB des Kreisbogen-Schlitzes 18 größer sein soll als der größte Radius R1 der Elektrode, wird dann erfüllt, wenn K3 gemäß Fig. 3 im Bereich von 0,4 - 0,7 liegt. Wie in Fig. 3 durch die Symbole Q1, Q2 und Q3 angegeben, besitzt die Bogenlänge ACB praktisch gleich große Maxima bei den Verhältnissen K3 = 0,4, 0,58 und 0,7.

Wenn das Verhältnis K3 kleiner ist als 0,4, verkleinert

sich das Maximum der Bogenlänge ACB, so daß das Verhältnis K1 des Krümmungsradius R2 bei maximaler Bogenlänge ACB klein wird. Hierbei fällt die UnterbrechungsIeistung plötzlich ab.

Wenn andererseits das Verhältnis K3 des Außenradius R4 des flachen Mittelteils 10 über 0,7 liegt, liegt ein auf einen Unterbrechungsstrom zurückzuführender Lichtbogen

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mit seinem Entstehungspunkt außerhalb des flachen Mittelteils. 10. Andererseits kann dabei der den konischen Abschnitt 12 durchsetzende Teil der Kreisbogen-Schlitze eine zu kurze Bogenlänge BC besitzen, wodurch die Unterbrechungsleistung verringert wird.

3. Aus den obigen Punkten 1. und 2. geht hervor, der optimale Zustand, in welchem die Bogenlänge ACB des Kreisbogen-Schlitzes 18 nicht kleiner ist als der größte Elektrodenradius R1, so festgelegt werden muß, daß der Krümmungsradius R2 der in Radialrichtung inneren Flanke des Kreisbogen-Schlitzes nicht kleiner ist als der Außenradius R4 des flachen Mittelteils 10.

4. Die Bogenlänge BC der Schlitze im konischen Abschnitt 12 ist ebenfalls von Bedeutung. Zur Gewährleistung einer guten ünterbrechungsleistung ist es erforderlich, die Bogenlänge BC nicht kleiner als entsprechend der Hälfte des größten Elektrodenradius R1 zu wählen. Bei einer vor-

• gegebenen Größe des Außenradius R4 des Mittelteils 10 führt eine Verkleinerung des Radius R2 und somit des Radius R3 des Kreisbogen-Schlitzes insbesondere zu einer Verkleinerung der Bogenlänge BC des durch den konischen Abschnitt 12 verlaufenden Schlitzteils. Dies kann eine starke Herabsetzung der Ünterbrechungsleistung bei einigen Unterbrechungen zur Folge haben.

5. Der flache Mittelteil 10 besitzt einen Innenradius R5. Wenn die kreisbogenförmigen Schlitze 18 kleine Krümmungsradien R2 und R3 besitzen, besteht die Gefahr dafür, daß die Endpunkte A der Schlitze über den inneren Radius R5 des Mittelteils 10 hinaus verlaufen. Alternativ können die Endpunkte A mit einem kleinen Abstand außerhalb des in-

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neren Radius R5 liegen. Unter diesen Bedingungen kann ein an der Elektrode entstehender Lichtbogen mit seinem Fuß an einem dieser kleinen Abstände fixiert sein, so daß an der Elektrode ein außerordentlich starker Temperaturanstieg auftreten kann. Hierdurch kann die Stromunterbrechung unmöglich gemacht werden. Zur Vermeidung dieses unerwünschten Zustande hat es sich gezeigt, daß der kleine Abstand ein Radialmaß von mindestens 2 mm besitzen sollte. Um außerdem die lokale Wärmekapazität des kleinen Abstandsbereichs zu vergrößern/ empfiehlt es sich, die Vertiefung 14 auf die vorher angegebene Weise über die sich erweiternde Übergangswand 16 mit dem Ringstegbereich des flachen Mittelteils 10 zu verbinden (vgl. Fig. 2).

6. Wenn die Spitze B jedes Flügels eine ungenügende Wärmekapazität besitzt, besteht die Gefahr, daß eine Stromunterbrechung nicht möglich ist. Versuche haben gezeigt, daß die Spitze B einen Krümmungsradius R6 (Fig. 1)

von nicht weniger als 2 mm und eine Dicke ¹TT (Fig. 2) von mindestens 4 mm besitzen muß.

7. Weiterhin hat es sich gezeigt, daß die kreisbogenförmigen Schlitze 18 bei Vakuum-Schutzschaltern für einen Nenn-Unterbrechungsstrom von 8 kA oder mehr eine Breite von nicht weniger als 1,5 mm besitzen sollten.

Aus Fig. 3 geht hervor, daß die optimale Stromunterbrechungsleistung innerhalb eines Bereichs erzielt wird, der links von den Maximapunkten Q1, Q2 oder Q3 der Bogenlänge sowie auf oder über einem unteren Punkt P1, P2 oder P3 der Bogenlänge , entsprechend dem größten Elektrodenradius, liegt. Innerhalb dieses Bereichs besitzen die Kreisbogen-Schlitze die zweckmäßige Bogenlänge, während auch die Radial- und Umfangskomponenten des Kreis-

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bogens jedes Schlitzes, am Zentrum der Elektrode gesehen, vorteilhaft sind. Infolgedessen kann angenommen werden, daß ein etwa entstehender Lichtbogen höchst wirksam der selbsttätigen magnetischen (self-magnetic)Steuerwirkung unterworfen wird.

Bei der Flügelradelektrode gemäß Fig. 1 und 2 beträgt außerdem die Summe der effektiven öffnungswinkel der einzelnen Kreisbogen-Schlitze 18 an ihren Mittelpunkten bzw. Zentren mindestens 360°, und die Summe der effektiven Bogenlänge der Schlitze beträgt mindestens das Doppelte des größten Elektrodenradius R1. Außerdem beträgt die Summe der effektiven öffnungswinkel der nur durch den konischen Abschnitt 12 verlaufenden Schlitzteile an ihren Mittelpunkten mindestens 180°, wobei die Summe der effektiven Bogenlängen der genannten Abschnitte der Schlitze 18 mindestens dem größten Elektrodenradius R1 entspricht.

Unabhängig von den in Verbindung mit Fig. 1 bis 3 beschriebenen Ergebnissen und Versuchen kann die Zahl der Elektrodenflügel bzw. der Kreisbogen-Schlitze beliebig geändert werden. Im Hinblick auf die Fertigungswirtschaftlichkeit bei der Ausbildung der kreisbogenförmigen Schlitze hat es sich jedoch gezeigt, daß die Zahl dieser Schlitze möglichst klein sein sollte, während die effektive Bogenlänge ACB jedes Schlitzes eher vergrößert werden sollte, um dadurch die Summe der Effektivlängen der Schlitze zu vergrößern, nämlich das Produkt aus der Effektivlänge jedes Schlitzes, multipliziert mit der Schlitzzahl. Zudem hat es sich erwiesen, daß im Fall einer Flügelradelektrode, die keinen Abschnitt mit lokal ungenügender Wärmekapazität besitzt, praktisch ihre gesamte Oberfläche optimal für die vorgesehene Stromunterbrechungsfunktion ausgenutzt werden kann.

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Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß bei Wahl einer optimalen Konstruktion der Radius der flügelradförmigen Elektrode auf die Hälfte des Radius einer bisherigen Elektrode dieser Art oder auf weniger als die Hälfte ihres Radius verkleinert werden kann. Bei einstückigen, flügelradförmigen Elektroden, bei denen der die Kontaktfunktion übernehmende flache Mittelteil und der konische Abschnitt materialeinheitlich geformt sind, ist diese Verkleinerung des Elektrodenradius nicht nur im Hinblick auf die Werkstoffkosten vorteilhaft/ sondern auch deshalb, weil in diesem Fall die kreisbogenförmigen Schlitze wirtschaftlicher eingestochen werden können. Eine Verkleinerung des Elektrodenradius ist auch deshalb von Bedeutung, weil beim Einbau der erfindungsgemäßen Elektrode in einen Mehrphasen-Vakuumschutzschalter der Abstand zwischen den Phasen weiter verkürzt werden kann, so daß der Schutzschalter insgesamt kleine Abmessungen erhalten kann.

Obgleich die Erfindung vorstehend in Verbindung mit einer derzeit bevorzugten Ausführungsform (und Abwandlungen) dargestellt und beschrieben ist, sind dem Fachmann selbstverständlich verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß vom Rahmen der Erfindung abgewichen wird.

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Claims

Patentansprüche

Flügelradförmige Elektrode für einen Vakuum-Schutzschalter, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen flachen Mittelteil (10) mit einer Kontaktfunktion, einen um den Mittelteil herum angeordneten und materialeinheitlich mit ihm ausgebildeten konischen Abschnitt (12) mit einer Stromunterbrechungsfunktion und mehrere kreisbogenförmige Schlitze (18) aufweist, die durch den konischen Abschnitt verlaufen und am flachen Mittelteil enden und die zur magnetischen Steuerung eines elektrischen Lichtbogens dienen, daß der Radius des flachen Mittelteils nicht kleiner als das 0,4-fache und nicht größer als das 0,7-fache des größten Elektrodenradius ist und daß jeder kreisbogenförmige Schlitz einen einfachen Kreisbogen mit einem einzigen Krümmungsradius beschreibt, der nicht kleiner ist als der Radius des flachen Mittelteils.

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2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der effektiven öffnungswinkel der verschiedenen kreisbogenförmigen Schlitze an ihren Mittelpunkten mindestens 360° beträgt und daß die Summe der effektiven Bogenlängen der Schlitze nicht weniger als das Doppelte des größten Elektrodenradius beträgt.
3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Summe der effektiven öffnungswinkel derjenigen Schlitzabschnitte, die durch den konischen Abschnitt verlaufen, an ihren Mittelpunkten mindestens 180° beträgt und daß die Summe der effektiven Längen dieser Schlitzabschnitte nicht kleiner ist als der größte Elektrodenradius.
4. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder kreisbogenförmige Schlitz einerseits durch einen in Radialrichtung inneren Kreisbogen auf einem durch den größten Elektrodenradius bestimmten Kreis und andererseits durch einen konzentrisch dazu liegenden, in Radialrichtung äußeren Kreisbogen festgelegt ist.
5. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisbogenförmigen Schlitze jeweils eine Breite von mindestens 1,5 mm besitzen.
6. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Elektrodenflügel eine Spitze mit einem Krümmungsradius von mindestens 2 mm und einer Dicke von mindestens 4 mm besitzt.

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