DE3338254A1 - Kontaktanordnung fuer vakuumschalter - Google Patents

Kontaktanordnung fuer vakuumschalter

Info

Publication number
DE3338254A1
DE3338254A1 DE19833338254 DE3338254A DE3338254A1 DE 3338254 A1 DE3338254 A1 DE 3338254A1 DE 19833338254 DE19833338254 DE 19833338254 DE 3338254 A DE3338254 A DE 3338254A DE 3338254 A1 DE3338254 A1 DE 3338254A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contact
contact plate
coil
arrangement
arrangement according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19833338254
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Dr.-Ing. 4030 Ratingen Petry
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RITTER STARKSTROMTECH
Original Assignee
RITTER STARKSTROMTECH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RITTER STARKSTROMTECH filed Critical RITTER STARKSTROMTECH
Priority to DE19833338254 priority Critical patent/DE3338254A1/de
Publication of DE3338254A1 publication Critical patent/DE3338254A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/664Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
    • H01H33/6644Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having coil-like electrical connections between contact rod and the proper contact

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung fiir Vakuumschalter zur
  • Erzeugung eines axialen Magnetfeldes gemäß Oberbegriff des Anspruelles 1.
  • Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus de r l)eulscllell Patentschrift 2 443 141 bekannt. Deren Magnetspule ist in anlwendiger Weise aus mehrere Leiterabschnitten gebildet. Ferner enthält sie eine geschlitzt e Kontakiplatie was deren mechanische Stabilität und die Homogenität des elektrischen Feldes beeinträchtigt und lohnintensive spanabhehende Bearbeitungsgänge erforderlich macht. Außerdem können die Schlitze infolge von Schaltvorgängen durch Kontaktmaterial leitend überbrückt und damit unwirksam werden.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kontaktanordnung auf zu zeigen, die sich von den bekannten nicht nur u unterscheidet, sondern deren Herstellung in kostengünstiger Weise möglich ist, wobei besondere Aufmerksamkeit auf eine Kontaktplatte und eine Magnetspule gelegt ist, die beide einfach, stabil und dennoch wirksum sind.
  • Die Lösung ist in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben.
  • Die Anwendung eines axialen Magnetfeldes in Vakuumschaltern führt bekanntermaßen dazu, daß der diffuse Vakuumlichtbogen erst bei größeren St ro maugenblickswe rt en oder überhaupt nicht in len kont rah ie rten Licht bogen mit Anodenfußpunkt übergeht. Ohne axiales Magnetfeld liegt dieser (ibergang bei etwa 5 bis 20 kA Augenblickswert. l- heißt, axiale Magnetfelder sind vorteilhaft bei Vakuum-l eistungsscll lltern mit hohen Kurzschluß-Ausschaltströmen (ab etwa 25 kA). [)ie Vorteile des diffusen Lichtbogens gegenüber dem rotierenden kontrahierten Lichtbogen, der beispielsweise durch Kontakte mit spiralförmigen Schlitzen entsteht, sind folgende: Ceringere Wärmeentwicklung des Lichtbogen infolge wesentlich kleinerer Lichtbogenspannung (etwa 30 V im Vergleich zii etwa 200 V); dadurch viel weniger Metalldampfbildung und Kontakterosion.
  • Daraus folgt eine längere Lebensdauer der Vakuulrl-Schaltkammer (höhere Anzahl der Kurzschlußausschaltungen) und/oder eine geringere erforderliche Schichtdicke des Kontakt materials (ler Kontaktplatte.
  • Höheres Ausschaltvermögen bei gleichem Kontaktdurchmesser und geringerer Abstand der Schirme vom Kontaktplattenrand; dadur schlankere Schaltkammern, kleinerer Keramikdurchmesser und insgesamt geringere Herstellkosten Glatte Kontaktplattenoberfläche, auch nach vielen Kurzschlußausschaltungen, <lt keine Kraterbildung und Bildung von Metallstaub durch Anodenflecke; dadurch gleichbleibend hohe Spannungsfestigkeit (wichtig besonders bei Schaltern für Betriebsspannungen ab etwa 36 kV).
  • Die e Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispiel len näher erläutert we den.
  • (,emäß Fig. 1 wird die Kontaktanordnung aus dciii beweglichen bzw.
  • festen Kontaktstab 1 gebildet. Die komplette Kontaktanordnung besteht im allgemeinen aus zwei gleichen derartigen K(.nlaktstücken, die hintereinander auf der gerneinsamen Längsachse liegeii. Diese Anordnung befindet sich in einem evakuierten Gehäuse untl bildet damit die Sclialtkammer eines Vakuumschaltens.
  • Der Kontaktstab 1 trägt ein vorzugsweise kreistundes Leiterelement 2, aus dem , wie später erläutert wird (Figur 3 bi 7), die die Magnetspule bildenen Teilspulen in Form von unterschiedlich gestalteten St eg armen 3 herausgearbeitet sind.
  • Letztere sind in Richtung auf die Kontaktplatte 4 hochgebogen und mit dieser an Lötecken 5 kontaktiert. Kin Stahlring ( zur Einschnürung des Stromes in der Kontaktstabmitte und zur mechanischen Verstärkung des Leiterelementes 2 ist in einer Ausnehmung im oberen Rand des Kontaktstabes 1 eingesetzt. Zwischen der Basis des Leiterelementes 2 und der Kontaktplatte 4 ist eine Dinstanzscli"i!ie 6a aus Stahl zur Verstärkung der Kontaktplatte 4 eingesetzt. Die zeile 6 unrl 6a können auch aus einem anderen schlecht leitenden Material hergestellt weiden.
  • Der Strom fließt in der angenomrnenen Pfeilrichtung vom Kontaktstali 1 in die Basis des Leiterelementes 2 und von doit in die die Magnetspule bildenden Stegarme 3 in Umfangrielitung und twilì an den Lötecken 5 in die Kontaktplatte 4 über.
  • Damit der Strom in den Kontakt platten überwiegend in Wickelrichtung der darunter liegenden Spulen umfänglich fortgeführt wird, ist eine besondere Ausbildung der Kontaktplatte erforderli.>ll. In einer einfachen pl anparallenen Kontaktplatte würde der St roiii 10: nilich teilweise in Umfangsrichtung zurückfließen, entsprechende Wirbelströme bilden und desbalb das axiale Magnetfeld zu sehr schwächen. Die Kontaktplatte 4 ist in Fig- 2, die eine Draufsicht zeigt, näher dargestellt. In Anschluß an die Lötecken 5, an denen die Stegarme 3 (Teilspulen) der Maguelspule festgemacht sind, ist jeweils in Umfangsrichtung eine streifenförmige Materialverstärkung aus gut leitendem Material an der Kontaktpl.-lll aus beispielsweise Kupfer-Chrom vorgesehen. Im Falle des Ausführungsbeispiels sind dies 6 mrn dicke Leiterstege 7, die an die unteseite der 2 mm starken Kontaktplatte 4, die 60 mm Durchmesser hat, aufgelötet sind. Der Strom wird sodann überwiegend der Zone besserer Leitfähigkeit folgen und in Pfeilrichtung fließen, bis er senkrecht dasu u über die über die Kontaktplatte verteilten diffusen Lichtbögen in clie darüber befindliche Kontaktplatte eintritt.
  • Die Leiterstege 7 haben zweckmäßigerweise eine Form, wie in Fig. 2 ungefähr gezeichnet, um einerseits eine moglichs gleichmäßige Verteilung der Lichtbogenfußpunkte auf die Kontakiplatte zu erreichen und andererseits ein Zurückfließen des Stromes in der Kontaktplatte (entgegen der Stromrichtung in der Spule) weilllehend zu vermeiden.
  • Der Leitfähigkeitsunterschied zwischen dem Kkupfer-Ghrom der Kontaktplatte und dem Kupfer der Leiterstege wirkt ebenfalls in diesem Sinne vorteilhaft. Anstelle von Kupfer-Chrom können auch andere Kontaktmaterialien verwendet werden, die vor allem unter dem Gesichtspunkt geringer Chopping-Ströme ausgewählt werden, um Schaltüberspannungen klein zu halten. Hierl)ei wirkt ein Zusatz von Antimon günstig, das schon bei niedrigen lemperaturen verdampft und besonders bei der Anwendung axialer Magnetfelder vorteilhaft ist, da in diesem Fall kein zu starkes Verdampfen dieser Materialkomponente durch einen A nodenfußpunki auftreten kann.
  • [ie Zonen höh-erer Leitfähigkeit können auch lurch Querschnitts verstarkungen an der Kontaktplatte 4 aus einen Stück, z. 13. durch Cießen oder Fräsen,gebildet werden.
  • Imine Ausführungsform der Magnetspule geht aus l ig. 3 hervor.
  • Ausgangsmaterial ist eine Kupferscheibe (Leiterclement 2) von beispielsweise 60 mm Durchmesser und 6 mm Stä,-l;e. In dieser Scheibe wcrden in der gezeigten Form Schlitze 8 gefräst, was mit modernen NC-gesteuerten Werkzeugmaschinen automatisch möglich ist.
  • Das geschlitzte Leiterelement wird an den vier Ecken 5 beispielsweise um 5 mm hochgebogen. Das Hochbiegen der Ecken ist einfach dadurch möglich, daß an den Ecken entsprechende Unterlegstücke angeordnet werden und dann die Scheibe im Zciii rum nach unten gedrückt wird. Die vier Ecken werden zur Vorbereitung der späteren Verlötung mit der darüber angeordneten kontaktplatte auf einer ebenen Unterlage plangeschliffen. Vor dem SchI<'ifen ist es zweckmäßig, die Ecken etwas umzubiegen, damit niclii zu viel Material abgeschliffen werden muß.
  • lurch die Schlitzung des Leiterelernentes 2 koiiii)it es zu einer Strombahn, wie skizziert, in allen vier Teilspulen. In dem gezeichne en Beispiel sind vier gleichartige Schlitzanordnungen am l Umfang gleichmäßig verteilt. Dadurch kommt es zu einer Aufteijurig des Strcornes in vier gleiche Teile, die zunächst in radialer Richtung untl dann an Umfang in einem Drehwinkel von fast je 900 in gleicher Umfangsrichtung fließen (siehe Pfeile).
  • Die gezeichneten, zusätzlich möglichen Schlitze 8a bewirken, daß die Strombahn am Umfang weit außen verläuft, um ein axiales Magnetfeld möglichst auf der ganzen Kontaktfläche zu erzeugen.
  • Das Kupfermaterial zwischen den radialen Schlitzen, das für den Stromfluß eigentlich nicht erforderlich ist, soll jedoch stehenbleiben utid nicht weggefräst werden, da dieses Material als absi rillender Kühlkörper für die-Stromwärme dient.
  • Die in Fig. 3 gezeichnete Schlitzung in vier gleichartige, elektrisch parallel liegende Spulenbereiche (Stegarme 3) ii voraussichtlich die optimale Lösung. Allgemein ist es jedoch möglich, eine beliebige Anzahl von Bereichen am Umfang zu verteilen, z.B. einen Schlitz mit fast 3600 Drehwinkel des Stromflusses, zwei Schlitze mit last 1800, drei Schlitze mit fast 1200, vier Schlitze mit fast 90°, fünf Schlitze mit fast 720 und so fort.
  • Eine andere, einfachere Form der Spule, bei der ziir herstellung der Schlitze nur eine Säge erforderlich ist, geht alls Fig. 4 hervor. Es werden gerade Schlitze in der gezeichneten segmentartigen Anordnung von außen nach innen gesägt. Hierdurch wird, gemäß den eingezeichneten Pfeilen eine zunächst ungefähr radial nach außen geri<'liiele und dann in Uiiifangsrichtung verlaufende Strombahn etzwungen. Das Hochbiegen der Lötecken 5 kann hier ebenso erfolgen wie bei der Spule nach Fig. 3.
  • Eine weitere Formgebung der Spule, bei der nil einfache Werkzeugmaschinen benötigt werden, ist in Fig. 5 angegeben. Die ungefähr radial verlaufenden Schlitze werden von außen nach imiden gesägt.
  • Die Löcher 9 werden gebohrt. Anstelle je eines großen Loches können auch jeweils mehrere kleinere Löcher 10 nebeneinander angeordnet werden, um eine zunächst radial n:lrll außen verlaufende St rom bahn und anschließend eine Strombahn in Umfangsrichtung zu erreichen (Fig. 6).
  • Die Herstellung der Spule nach Fig. 3 bis Fig. 6 kann auf automatischen Werkzeugmaschinen auch durch Stanzen erfolgen. Mit entsprechenden Werkzeugen kann hierbei auch das hochbiegen der Ecken vorgenommen werden. Beim Stanzen können dic Schlitze in beliebiger Kurvenform ausgeführt werden, um einerseits ein starkes axiales Magnetfeld zu erzeugen und andererseits Kühlfl:jchen zu bilden, die nicht vom Strom durchflossen werden und die Sttomwärme abstrahlen.
  • Ein solches Beispiel zeigt Fig. 7. Rei den hier gezeichneten spiralförniigen Stegarmen 3 fließt der Strom nicht bis iim äußeren Rand nur in radialer und dann in Umfangsrichtung, sonde in beide Richtungen gehen stetig ineinander über und die lJinfangsrichtung erstreckt sich auf einen Drehwinkel von mehr als 900.
  • Grundsätzlich kann die Magnetspule in den gewünsdten Formen nach Fig. 3 bis 7 oder in ähnlichen Formen aus Kupfer oder anderen Leiterwerkstoffen auch gegossen werden.
  • Von den beiden Kontaktstücken eines Schalterpols kann entweder nur ein Kontaktstück erfindungsgemäß ausgefüllrt sein, und das andere nur aus einer Kontaktplatte ohne Spule bestehen, oder wirksamer werden beide Kontaktstücke erfindungsgemäß ausgeführt Bei der 1 herstellung der beiden Kontaktstücke in der erfindungsgemäßen Form sind die beiden Magnetspulen und die beiden Kontaktplatten für das obere und das untere Kontaktstück völlig identisch. l)er Strom fließt dann in den Spulen und in den Kontaktplatten beider Kontaktstücke in der gleichen Umfangsrichtung.
  • Bei den oben beispielhaft angegebenen Abmessungen der Spulen und Kontaktplatten und im übrigen optimalen Leiten der Schaltkamm er und des Antriebs können Kurzschluß-Ausschaltströme bis etwa 40 kA beherrscht werden.
  • Im wesentlichen durch Vergrößerung des Durchmessers der Kontaktstücke kann das Ausschaltvermögen erforderüchenfalls erhöht werden.
  • Leerseite

Claims (5)

  1. KONTAKTANORDNUNG FÜR VAKUUMSCHADLTER Patentanspruche: Kontaktanordnung für Vakuumschaltet mit zwei relativ zueinander beweglichen Kontaktstäben (1), die jeweils eine Koniaktplatte (4) tragen, bei der mindestens zwischen einem Kontaktstab und dessen Kontaktplatte eine vom Schalterstrom durchllossene, mehrere leilspulen urnfassende Magnetspule (2) zti krzeugung eiiies axialen Magnetfeldes angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß - ent -sprechend der Anzahl der Teilspulen in der Kontaktplatte (4) Zonen (7) zur Leitfähigkeitsverbesserung durch Anhäufung gut leitenden Materials vorhanden sind und dies nach streifenförmig in Wickelrichtung der Magnetspule erstrecken.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, , claß die Zenen (j) jeweils im Bereich einer Kontaktierungsstelle (5) einer Teilspule mit der Kontaktplatte (40 beginnen und jeweils vor der nächsten Kontaktierungsstelle - zu dieser in Umlangstichtung eine Lücke lassend - enden 3.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, , die Zonen (7) jeweils von Leiterstegeit, z.B. aus Kupfer, gebildet sind und an der der Magnetspule zugekehrten Unterseite der Kontaktplatte (4) befestigt sind.
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Magnetspule (2) aus einem einstückigen, kreisrunden Leiterelement gebildet ist, z)bei überwiegend arn Umfang verlaufende Stegarme (3) li'riusgearbeitet sind, die die Teilspulen bildeii.
  5. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktplatte (4) zur Stelle der zentralen Befestigung der Teilspulen ,m Kontaktstab (1) durch ein Dinstanzstück (6a) aus schlecht leitendern Material in Abstand gehalten ist und die Stegarme (3) in Richtung auf die Kontaktplatte (4) abgebogen sind.
DE19833338254 1983-10-21 1983-10-21 Kontaktanordnung fuer vakuumschalter Ceased DE3338254A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833338254 DE3338254A1 (de) 1983-10-21 1983-10-21 Kontaktanordnung fuer vakuumschalter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833338254 DE3338254A1 (de) 1983-10-21 1983-10-21 Kontaktanordnung fuer vakuumschalter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3338254A1 true DE3338254A1 (de) 1984-03-08

Family

ID=6212402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833338254 Ceased DE3338254A1 (de) 1983-10-21 1983-10-21 Kontaktanordnung fuer vakuumschalter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3338254A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0203367A1 (de) * 1985-05-06 1986-12-03 Siemens Aktiengesellschaft Kontaktanordnung für Vakuumschalter
DE102012101417A1 (de) * 2012-02-22 2013-08-22 Tyco Electronics Amp Gmbh Hochstromkontakt mit Lichtbogenfußpunktfalle sowie Schaltvorrichtung insbesondere für die Hochstromtechnik mit einem solchen Hochstromkontakt
GB2511373A (en) * 2012-10-23 2014-09-03 Gen Electric Co Ltd Improvements relating to vacuum switching devices

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0203367A1 (de) * 1985-05-06 1986-12-03 Siemens Aktiengesellschaft Kontaktanordnung für Vakuumschalter
DE102012101417A1 (de) * 2012-02-22 2013-08-22 Tyco Electronics Amp Gmbh Hochstromkontakt mit Lichtbogenfußpunktfalle sowie Schaltvorrichtung insbesondere für die Hochstromtechnik mit einem solchen Hochstromkontakt
DE102012101417B4 (de) * 2012-02-22 2020-01-02 Te Connectivity Germany Gmbh Hochstromkontakt mit Lichtbogenfußpunktfalle sowie Schaltvorrichtung insbesondere für die Hochstromtechnik mit einem solchen Hochstromkontakt
GB2511373A (en) * 2012-10-23 2014-09-03 Gen Electric Co Ltd Improvements relating to vacuum switching devices
GB2511373B (en) * 2012-10-23 2018-01-03 The General Electric Company Ltd Vacuum switching device having axial field contacts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0104384B1 (de) Kontaktanordnung für Vakuumschalter
EP0155376B1 (de) Kontaktanordnung für Vakuumschalter
EP0062186B1 (de) Kontaktanordnung für Vakuumschalter
DE10027198B4 (de) Elektrode für eine paarweise Anordnung in einem Vakuumrohr eines Vakuumschalters
EP0381843A2 (de) Schaltkontakt
DE2934341C2 (de) Flügelradförmige Elektroden für einen Vakuumschalter
EP0017076B1 (de) Kontaktanordnung für Vacuumschalter und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE10253866A1 (de) Kontaktstück mit abgerundeten Schlitzkanten
DE3318226C2 (de)
DE2638700B2 (de) Elektrischer Vakuumschalter
EP0167479A1 (de) Vakuumschaltröhre mit einer Spule zum Erzeugen eines Magnetfeldes
WO2001008186A1 (de) Kontaktanordnung für eine vakuumschaltröhre
DE3338254A1 (de) Kontaktanordnung fuer vakuumschalter
DE4214550A1 (de) Vakuumschaltroehre
DE8330350U1 (de) Kontaktanordnung fuer vakuumschalter
EP0002686A1 (de) Mehrpoliger Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer Kontaktarme tragenden Schaltwelle
EP0225562B1 (de) Vakuumschaltröhre
DE2822510B2 (de) Kontaktanordnung für Vakuumschutzschalter
DE3915519C2 (de)
DE3447903A1 (de) Elektrischer vakuumschalter
DE2902489A1 (de) Kontaktanordnung fuer vakuumschalter
EP0187951A1 (de) Schaltkontakt für eine Vakuumschaltröhre
DE4121685C2 (de) Vakuumschaltkammer
DE3136471C2 (de) Drehschalter
DE3701759C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OAV Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection