DE3227594C2 - Vacuum switch contact arrangement with device for generating an axial magnetic field - Google Patents

Vacuum switch contact arrangement with device for generating an axial magnetic field

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Abstract

In einem Vakuumschaltgefäß wird durch eine mit den relativ zueinander bewegbaren Schaltstücken vereinigte Erreger anordnung ein axiales homogenes Magnetfeld erzeugt. Der Aufbau der Erregeranordnung kommt mit einer vergleichsweise verringerten Zahl von Bauteilen aus. Diese neuartige Konstruktion weist folgende charakteristische Merkmale auf: Von einem ersten und zweiten als Rundstab ausgebildeten Tragkörper gehen zentralsymmetrisch Speichen aus. Daran sind komplexe Windungskörper befestigt. An den Enden erweitern sich die Windungskörper zu Kontakt- und Elektrodenflächen. Die Kontakt- und Elektrodenflächen je eines Windungskörpers an dem ersten und zweiten Tragkörper überdecken sich, und die von dem Überdeckungsbereich ausgehenden Kreisbogenabschnitte stellen Teile einer Erregerwicklung dar. Wesentlich ist auch, daß die Kontakt- und Elektrodenfläche eines ersten Windungskörpers von dem Kreisbogenabschnitt des nachfolgenden Windungskörpers mindestens teilweise umgeben wird.An axially homogeneous magnetic field is generated in a vacuum switching vessel by an exciter arrangement that is combined with the contact pieces that can be moved relative to one another. The construction of the exciter arrangement makes do with a comparatively reduced number of components. This new type of construction has the following characteristic features: Centrally symmetrical spokes extend from a first and second support body, which is designed as a round rod. Complex winding bodies are attached to it. At the ends, the winding bodies widen to form contact and electrode surfaces. The contact and electrode surfaces of each winding body on the first and second support body overlap, and the arcuate sections emanating from the overlap area represent parts of an excitation winding is partially surrounded.

Description

Stand der TechnikState of the art

In DE-OS 24 43 141 wird ausgeführt für die Erzeugung eines axialen Magnetfeldes senkrecht zur Schaltstückachse eine Anordnung von radialen Speichen und Bogenelementen zu verwenden. Die Bogenelemente sind an den offenen Enden mit Ansätzen versehen zur Auflage einer Kontakt- und Elektrodenscheibe.In DE-OS 24 43 141 is carried out for the generation of an axial magnetic field perpendicular to the contact axis to use an array of radial spokes and arch elements. The arch elements are provided with lugs at the open ends to support a contact and electrode disk.

In diese Scheibe sind Schlitze eingearbeitet, die den schädlichen Einfluß abschwächen sollen, der von Wirbeiströmen ausgeht uTid von Stromflüssen, die das axiale Magnetfeld verzerren.In this disk slots are worked, which are supposed to weaken the harmful influence of eddy currents uTid assumes current flows which the axial Distort the magnetic field.

Verzerrt wird aas magnetische Hauptfeld auch von dem Stromfluß in den radialen Speichen.The main magnetic field is also distorted by the current flow in the radial spokes.

Die Verbindung der Kontakt- und Elektrodenscheibe mit den Kreisbogenelementen ist auf nur wenige Punkte beschränkt, und sie erfordert Lötstellen, was alles zu einer zusätzlichen unerwünschten Erhöhung des Kontakt'viderstandes und damit der Kontakterwärmung führt.The connection of the contact and electrode disks with the circular arc elements is limited to only a few points limited, and it requires soldering points, all of which leads to an additional undesirable increase in the contact resistance and thus leads to contact heating.

Zur Kompensation der feldverzerreiiden Wirkung des Str&influsses in den Speichen wurde schon in der DE-OS 24 31 224 angegeben, Paare von sich überlappenden Kreisbogenabschnitten einzusetzen. Dabei bildet ihre Verbindung mit dem Tragbolzen bifilare Leiterelemente. To compensate for the field distorting effect of the Str & influsses in the spokes has already been specified in DE-OS 24 31 224, pairs of overlapping Use circular arc sections. Their connection with the support bolt forms bifilar conductor elements.

Die kompensierende Wirkung wird jedoch dadurch beeinträchtigt, daß zwischen diesen radialen Leiterelementen ein Isolierabstand eingehalten werden muß.The compensating effect is impaired by the fact that between these radial conductor elements an isolation distance must be maintained.

Als unvorteilhafte Nebenwirkung der bifilaren Anordnung der Verbindungsleiter tritt eine Erhöhung des ohmschen Widerstandes ein.As a disadvantageous side effect of the bifilar arrangement of the connecting conductors, there is an increase in the ohmic resistance.

Bemerkenswert erscheint auch der erhöhte konstruktive und fertigungstechnische Aufwand, den diese Anordnung erfordert.Also noteworthy is the increased design and manufacturing effort that this arrangement requires requires.

Nach der in der DE-OS 29 46 800 beschriebenen Konstruktion werden axiale magnetische Teilflüsse erzeugt, die den Schaltraum mit wechselnder Richtung durchdringen.According to the construction described in DE-OS 29 46 800 axial magnetic partial fluxes are generated, which penetrate the control room with alternating directions.

Konstruktiv dient dazu ein kreisringförmiger Leiterkörper, der durch zwei auch als Stromführung verwendete Speichen an dem zentralen Tragbolzen befestigt ist.In terms of construction, a circular conductor body is used for this purpose, which is also used as a power supply through two Spokes is attached to the central support bolt.

Unter einer solchen Erregeranordnung leidet die Homogenität des Magnetfeldes beträchtlich.The homogeneity of the magnetic field suffers considerably from such an exciter arrangement.

Die auch hier unverzichtbaren Kontakt- und Elektrodenscheiben besitzen zwangläufig eine sehr komplizierte Form. Ungünstig auf die Stromerwärmung der Schaltstücke wirkt sich aus, daß die Kontakt- und Elektrodenscheibe nur an zwei Punkten auf dem kreisringförmigen Leiterkörper aufliegt.The contact and electrode disks, which are also indispensable here, inevitably have a very complicated one Shape. The fact that the contact and electrode disks have an unfavorable effect on the current heating of the contact pieces rests on the circular conductor body only at two points.

Wenig zufriedenstellend sind auch einige andere Varianten der Erzeugung eines axialen Magnetfeldes mittels radialer Speichen, Kreisbogenelemente und Scheiben als Kontakt und Elektrode:Some other variants are also less than satisfactory the generation of an axial magnetic field by means of radial spokes, circular arc elements and discs as contact and electrode:

DE-OS 29 47 090, DE-OS 31 12 432, DE-OS 31 12 407.DE-OS 29 47 090, DE-OS 31 12 432, DE-OS 31 12 407.

Die Erfindung betrifft Kontaktanordnungen für elektrische Vakuumschalter, mit denen Betriebs- und Kurzschlußströme unterbrochen werden.The invention relates to contact arrangements for electrical vacuum switches, with which operating and short-circuit currents to be interrupted.

Insbesondere geht sie solche Vakuumschalter an, bei 65 stehend angemerkten Unvollkommenheilen zu vernieidenen auch im Falle großer Schaltströme der Stromfluß den und die konstruktive Ausbildung der mit demIn particular, she is concerned with such vacuum switches, to avoid imperfections marked up at 65 standing even in the case of large switching currents, the flow of current and the design of the with the

Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, die vor-Object of the invention
The object of this invention is to

zwischen den Schaltstücken durch ein axiales Magnetfeld im diffusen oder unterteilten Zustand gehalten wer-Schaltstück integrierten Erregeranordnung zu verbessern. between the contact pieces held by an axial magnetic field in the diffuse or subdivided state who-contact piece to improve integrated excitation arrangement.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die vorstehend gestellte Aufgabe wird drjch die im Patentanspruch 1 definierten und anhand eines Ausführungsbeispiels erläuterten Erfindungsmerkmale gelöstThe above task is carried out by the im Patent claim 1 defined and explained with the aid of an exemplary embodiment, features of the invention are achieved

Vorteilhafte Weiterbildungen sind hi den Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments are in the subclaims specified.

AusführungsbeispielEmbodiment

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel verdeutlichtThe essential features of the invention are illustrated using an exemplary embodiment

F i g. 1 veranschaulicht die Kontakt- und Elektrodenflache des bewegbaren Schaltstücks.F i g. 1 illustrates the contact and electrode area of the movable contact piece.

F i g. 2 stellt eine Ansicht dar des feststehenden und des bewegbaren Schaltstücks.F i g. Figure 2 shows a view of the fixed and movable contact pieces.

F i g. 3 zeigt die Draufsicht auf die Kontakt- und Elektrodenfläche des feststehenden Schaltstücks.F i g. 3 shows the top view of the contact and electrode surfaces of the fixed contact piece.

Zu Fig. 1To Fig. 1

flächen kleiner ist als der AuBendurchmesser des zugehörigen Windungskörpers, was durch Abschrägen erreicht wird.area is smaller than the outer diameter of the associated Winding body, which is achieved by chamfering.

Dies bewirkt daß der Gasentladungsstrom im Innenraum der erregenden Windung fließt also im Bereich der größten Feldstärke.This causes the gas discharge current in the interior of the exciting winding to flow in the area the greatest field strength.

Desweiteren wird so die Kontakt- und E'efctrodenfläche vom Bogenelement des nachfolgenden Windungskörpers eingehüllt was die Homogenität des magnetischen Feldes erhöhtFurthermore, the contact and electrode surfaces are created in this way enveloped by the arch element of the subsequent winding body what the homogeneity of the magnetic Field increased

In einem nicht weiter dargestellten Vakuum-Schaltgefäß sind vier Windungskörper (9) durch je ein radial angeordnetes Verbindungselement (12) an einem Tragkörper (8) befestigt.In a vacuum switching vessel, not shown, four winding bodies (9) are each radially through one arranged connecting element (12) attached to a support body (8).

An seinem offenen Ende geht jeder Windungskörper in eine breite Kontakt- und Elektrodenfläche (13) über.At its open end, each winding body merges into a wide contact and electrode surface (13).

Der Windungskörper ist in axialer Richtung abgestuft. Diese Ausbildung ermöglicht ein Überlappen der einzelnen Windungskörper, und sie ergänzen sich so zu einer umlaufenden gleichsinnig magnetisierenden Windung. The winding body is stepped in the axial direction. This training allows the overlap individual coil bodies, and they complement each other to form a circumferential co-magnetizing coil.

Zwischen den sich überlappenden Windungskörpern befinden sich Stützelemente, deren Darstellung jedoch unterblieb, um die Übersichtlichkeit nicht zu beeinträchtigen. Damit der markierte Windungskörper gut erkennbar wird, ist der vorangehende Windungskörper nur bruchstückhaft zu sehen; außerdem ist er stark ausgezogen. Between the overlapping winding bodies there are support elements, but their representation was omitted in order not to impair the clarity. So that the marked coil body is good becomes recognizable, the preceding coil body can only be seen in fragments; in addition, he is strongly undressed.

ZuFig.2Fig. 2

In dieser Fig. sind die beiden Schaltstücke — oben das feststehende (1), unten das bewegbare (2) — während einer Stromunterbrechung dargestellt.In this figure are the two contact pieces - the one above fixed (1), below the movable (2) - shown during a power interruption.

Den Stromfluß deuten Pfeile an.The flow of current is indicated by arrows.

Man erkennt auch die Abstufung der Windungskörper, und wie sie sich überlappend zu einer Gesamtwindung ergänzen. Zwischen den sich überdeckenden Elektrodenflächen- zwei korrespondierende sind durch größere Strichstärke hervorgehoben — fließt der Strom in einem Plasma.You can also see the gradation of the winding bodies and how they overlap to form a total winding add to. Between the overlapping electrode surfaces - two corresponding ones are through larger ones Line width highlighted - the current flows in a plasma.

ZuFig.3Fig. 3

So wie bereits in F i g. 1 geschehen, ist auch bei dieser Sicht auf die Kontakt- und Elektrodenfläche des feststehenden oberen Schaltstücks ein Windungskö.-per durch die Strichstärke betont.As already in FIG. 1 happened, is also with this view of the contact and electrode surface of the stationary upper contact piece a winding coil emphasized by the line width.

Und zwar handelt es sich um jenen Windungskörper, to dessen Kontaktfläche den Strom der Ladungsträger von der Elektrodenfläche des korrespondierenden stark ausgezogenen Windungskörpers an dem bewegbaren unteren Schaltstück aufnimmt.And that is the winding body, to whose contact surface the current of the charge carriers from the electrode surface of the corresponding strongly drawn out winding body on the movable one receives the lower contact piece.

Der Strom fließt dann so weiter, daß sich die Felderregung gleichsinnig fortsetzt.The current then continues to flow in such a way that the field excitation continues in the same direction.

Hinzuweisen ist noch darauf, daß der elektrisch wirksame Außendurchmesser der Kontakt- und Elektroden-Hierzu 1 Blatt ZeichnungenIt should also be pointed out that the electrically effective outer diameter of the contact and electrode for this purpose 1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kontaktanordnung für Vakuumschalter, bei der ein axiales Magnetfeld erregt wird, dessen Feldlinien die Kontaktflächen senkrecht durchdringen, bestehend aus zwei Tragkörpern, an denen Schaltstücke angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,1. Contact arrangement for vacuum switches, in which an axial magnetic field is excited, its field lines the contact surfaces penetrate vertically, consisting of two supporting bodies on which contact pieces are arranged, characterized in that — daß die Schaltstücke (1, 2) als aus zwei Bereichen (9,13) bestehende Windungskörper ausgebildet sind, die über Speichen (12) an den Tragkörpern (3,8) befestigt sind,- That the contact pieces (1, 2) are designed as winding bodies consisting of two areas (9, 13) are attached to the support bodies (3, 8) via spokes (12), — daß der erste Windungskörperbereich (9) *ü»r kreisringsektorförmig ausgebildet ist und der zweite Bereich tym' kreissektorförmige Kontakt- und Elektrodenfläche* (13) aufweist, ^ voneinander getrennten- That the first winding body area (9) is designed in the shape of a circular ring sector and the second area has tym ' circular sector-shaped contact and electrode surfaces * (13), which are separate from one another ■ daß di? Kontakt- und Elektrodenflächen (13) der zweiten Bereiche der Windungskörper an den beiden Tragkörpern (3.8) sich jeweils mindestens teilweise überdecken, und■ that you? Contact and electrode surfaces (13) the second areas of the winding body on the two support bodies (3.8) each at least partially cover, and — daß von dem Überdeckungsbereich ausgehende erste Bereiche der Windungskörper (9, 0) demselben Windungssinn folgen.- That first areas of the winding bodies (9, 0) proceeding from the overlap area follow the same twisting sense. 2. Kontaktanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2. Contact arrangement according to claim 1, characterized in that — daß der Bereich der Kontakt- und Elektrodenflachen (13) eines Windungskörpers (9, 13) von dem kreisringförmigen Bereich (9) eines in Windungsrichtung nachfolgenden Windungskörpers (9, 13) desselben Schaltstücks mindestens teilweise umgeben wird.- That the area of the contact and electrode surfaces (13) of a winding body (9, 13) of the circular area (9) of a winding body following in the winding direction (9, 13) of the same contact piece is at least partially surrounded. 3. Kontaktanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,3. Contact arrangement according to claim 1, characterized in that — daß in dem Raum zwischen den Speichen (12) und den Kontakt- und Elektrodenflächen (13) Mittel zur Abstützung angeordnet sind.- That in the space between the spokes (12) and the contact and electrode surfaces (13) Means are arranged for support. 4. Kontaktanordnung nach Patentanspruch 1, 3, dadurch gekennzeichnet,4. Contact arrangement according to claim 1, 3, characterized in that — daß die Mittel zur Abstützung der Kontakt- und Elektrodenflächen aus elektrisch schlecht leitendem oder isolierendem Material bestehen.- That the means for supporting the contact and electrode surfaces from electrically poorly conductive or insulating material. 5. Kontaktanordnung nach Patentanspruch 1, 3, dadurch gekennzeichnet,5. Contact arrangement according to claim 1, 3, characterized in that — daß die Mittel zur Abstützung aus im wesentlichen radial angeordneten Blechen aus magnetisierbarem Material bestehen.- That the means for support consist of essentially radially arranged sheets of magnetizable Material. Gegenstand der ErfindungSubject of the invention den soll. Die Vorrichtung zur Erzeugung des axialen Magnetfeldes befindet sich im Innenraum des Schaltgefäßes. the should. The device for generating the axial magnetic field is located in the interior of the switching vessel.
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