DE3115783A1

DE3115783A1 - Kontaktanordnung fuer vakuumschalter

Info

Publication number: DE3115783A1
Application number: DE19813115783
Authority: DE
Inventors: E. Fred Dipl.-Phys. 4030 Ratingen Bestel; Adil Prof. Dr.-Ing. 3300 Braunschweig Erk
Original assignee: Calor Emag AG
Current assignee: Calor Emag AG
Priority date: 1981-04-18
Filing date: 1981-04-18
Publication date: 1982-11-11
Also published as: DE3115783C2

Description

Kontaktanordnug für Vakuumschalter
Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung gemaß den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Eine solche Anordnung ist bereits in der DE-OS 19 59 385 beschrieben und gezeigt. Bei dieser sind in stirnseitigen Ausnehmungen der Kontaktträger die Permanentmagnete eingesetzt und von einem Lichtbogenkontakt verschlossen. Es stehen sich über die Schaltstrecke ungleiche Pole gegenüber, so daß ein axiales, in Schaltkammerachsrichtung verlaufendes Magnetfeld zwischen den Lichtbogenkontakten entsteht.
Solche axialen oder auch radialen Magnetfelder vergrößern die Lebensdauer der vom Lichtbogen beanspruchten Kontaktstücke. Sie erhöhen einmal die Grenzstromstärke, bei der der Umschlag von einer diffusen Entladung zu einem kontrahierten Lichtbogen auftritt (axiales Feld) und bewirken andererseits eine rasche Bewegung (rotierender Lichtbogen) der Lichtbogenansätze (radiales Feld).
Die Kontaktanordnung wird bei ihrer Herstellung durch notwendige Lötungen mit hohen Temperaturen beaufschlagt, und die fertige Vakuumschaltröhre wird noch mit ca. 400 OC einem Ausheizprozeß unterzogen.
Durch Hitzeeinwirkung verlieren die Permanentmagnete jedoch einen mehr oder weniger großen Teil ihrer Magneteigenschaften.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der während der Herstellung der Vakuumschaltröhre die Wårmebeaufschlagung der Permanentmagnete so gering wie möglich gehalten ist.
Erfindungsgemäß gelingt dies mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.
Das Vakuum stellt einen Wärmeisolator für die Magnete dar.
Das nichtmagnetische Material, z.B. ein Edelstahl, des Gehäuses behindert nicht den Durchtritt der magnetischen Feldlinien. Diese können außerhalb des Gehäuses teilweise durch ferromagnetisches Material geleitet werden1 womit eine gewisse Steuerung des Magnetfeldes bei gleichzeitiger Verringerung des magnetischen Kreiswiderstandes erreicht ist.
Als Abstandhalter zwischen den Magneten und deren Gehäuse wird zweckmäßig stützpunktartig ein schlechter Wärmeleiter aus Graphit oder Al203 verwandt.
23 Um die beim Löten an der Kontaktanordnung auftretenden hohen Temperaturen von den Permanentmagneten fernzuhalten, können die Gehäuse entweder mit den Magneten nach dem Lötvorgang in die Kontaktanordnung eingebaut und anschließend verstemmt werden, oder aber das Gehäuse wird in die Kontaktanordnung ohne die Magnete, z.B. durch Anlöten, eingebaut und erst dann die Magnete eingesetzt. Zum Schluß wird das Gehäuse verschweißt, evakuiert und abgenippelt.
Beispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen, Fig. 1 den Aufriß eines Kontaktstückes einer Kontaktanordnung eines Vakuumschalters; Fig. 2 eine Draufsicht auf das vorgenannte Kontaktstück in Halbschnitt; Fig. 3 eine komplette Kontaktanordnung mit zwei komplementären Kontakt stücken in Schließstellung; Fig. 4 eine Draufsicht mit einem Halbschnitt der Anordnung nach Fig. 3.
Das Kopfende des Kontaktstücktragbolzens 2 gemäß Fig. 1 ist als Kontaktstück i ausgebildet. Im Tragbolzen 2 sind auf einem Kreis Leiterbolzen 3 eingelötet. Diese tragen einen Kontaktring 4, auf dem der kreisringförmige Lichtbogenkontakt 5 aufgebracht ist. Die genannten Teile werden durch Lötungen verbunden.
Das Kontaktstück 1 ist ringtopfförmig mit einer Seitenwand 6 sowie einer Ausnehmung 7 gestaltet. Der Boden 8 dieser Ausnehmung ist mit einer Platte belegt. Diese steht mit der Seitenwand 6 in galvanischer Verbindung und beide Teile sind aus ferromagnetischem Material gefertigt.
Innerhalb der Ausnehmung 7 ist das evakuierte kreisringförmige Gehäuse 9 für die Aufnahme der Permanentmagnete 10 untergebracht. Die Magnete können in geschlossener Kreisform (linke Seite) oder als Einzelmagnete in Stabform (rechte Seite) zum Einsatz gelangen. Gegenüber der Gehäusewandung sind sie auf Abstand gehalten, wofür stützpunktartig Abstandhalter 11 aus einem schlecht Warme leitenden Material eingesetzt sind.
Zur Kontakttrennstelle hin ist das Gehäuse 9 von einer Verschlußplatte 12 aus einem ebenfalls wärmeisolierenden Material, z.B. Keramik, abgedeckt. Die Verschlußplatte und damit das Gehäuse 9 werden durch Umschlagen (Verstemmen) von Teilen des Bördelkragens 13 der Kontaktplatte 4 gesichert. Das Gehäuse kann somit nach verabfolgten Lötarbeiten am Kontaktstück komplett bestückt und evakuiert eingesetzt werden.
Die Darstellung des weiteren, dem Kontaktstück 1 in einer Schaltkammer eines Vakuumschalters gegenüberliegend angeordneten Kontakt stückes ist der Einfachheit halber weggelassen worden. Die Permanentmagnete der Kontaktstücke können je nach gewünschtem Magnetfeld mit sich gegenüberliegenden gleichen Polen (radiales Feld) oder mit sich gegenüberliegenden ungleichen Polen (axiales Feld) angeordnet sein.
In Fig. 3 ist eine vollständige Kontaktanordnung mit zwei zusammenwirkenden Kontaktstücken 1, la in Einschaltstellung dargestellt. Hierbei ist das ringkreisförmige Gehäuse 9 um den Kontaktstückträgerbolzen 2 gelegt, wobei mit einem Krag- stück 14 des Trägerbolzens 2 eine weitere Auflage für das Gehäuse 9 - unmittelbar dem jeweiligen Lichtbogenkontakt 5 gegenüberliegend - gebildet ist. Die hier gezeigten Gehäuse können der guten Zugänglichkeit wegen nach Fertigstellung des Kontaktstückes (Lötungen eingeschlossen) mit den Permanentmagneten 10 bestückt, verschlossen und evakuiert werden.
Wie ersichtlich,ist die hier sternförmig gewählte Magnetanordnung so getroffen, daß ein radiales Magnetfeld zwischen den Lichtbogenkontakten 5 sich ausbilden kann.

Claims

Ansprüche 1. Kontaktanordnung für Vakuumschalter mit in der Nähe der Kontaktberührungsfläche innerhalb der Schaltkammer angeordneten Permanentmagneten zur Beeinflussung des Schaltlichtbogens, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (10) jeweils in einem eigenen evakuierten Gehäuse (9) aus nichtmagnetischem Material angeordnet und zu der Gehäusewandung wärmeisolierend auf Abstand gehalten sind.
2.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gehäusewandung und Permanentmagneten (10) stützpunktartig Abstandhalter (ii) aus Al203 oder Graphit eingesetzt sind.
3.) Verfahren zur Herstellung der Kontaktanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das evakuierte Gehäuse (9) mit den Permanentmagneten (10) nach den erforderlichen Lötarbeiten an der Kontakt anordnung in diese eingebaut und mechanisch (ohne Lötung) darin festgesetzt wird.
4.) Verfahren zur Herstellung der Kontaktanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) ohne Permanentmagnete (10) in die Kontaktanordnung, z.B. durch Lötung, eingebaut wird und erst nach Vornahme aller anderen notwendigen Lötvorgänge an der Kontaktanordnung die Permanentmagnete eingebracht werden, das Gehäuse (9) zugeschweißt, evakuiert und abgenippelt wird.
5.) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das kreisrundförmige Gehäuse (9) mittig in die Ausnehmung (7) eines ringtopfförmigen Kontaktstückes (i) eingesetzt und von einer Verschlußplatte (12) abgedeckt ist.
6.) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der Permanentmagnete (in), bei der deren Polachse parallel zur Schaltkammerlängsachse gerichtet ist.
7.) Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußplatte (12) von Teilen eines Bördelkragens (13) eines Kontaktringes (4) verstemmt ist.
8.) Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (8) der Ausnehmung (7) sowie die damit galvanisch verbundene Seitenwandung (6) des ringtopfförmigen Kontaktstückes (i) mindestens teilweise aus ferromagnetischem Material gebildet ist.
9.) Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (8) von einzelnen, auf einem Kreis angeordneten, den Lichtbogenkontakt (5) tragenden Leiterbolzen (3) aus Kupfer durchbrochen ist.
10.) Anordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandung (6) einerseits sowie der Bördelkragen (13) des Kontaktträgers (4) andererseits ein Bett für den kreisringförmigen Lichtbogenkontakt (5) bilden.
11.) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Gehäuse (9) den Kontaktstücktragbolzen (2) umgibt und dem Lichtbogenkontakt (5) in Schaltkammerlängsachse gegenüberliegt.
12.) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Permanentmagnete (10) in Ring- oder Stabform verwendet und so angeordnet sind, daß sich zwischen den Lichtbogenkontakten (5) in Bezug auf die Schaltkammerlängsachse ein axiales oder ein radiales magnetisches Feld ausbildet.