DE3519449A1

DE3519449A1 - Erregerkontaktanordnung fuer vakuumschalter

Info

Publication number: DE3519449A1
Application number: DE19853519449
Authority: DE
Inventors: Ernst Prof. Dr.techn.habil. 1000 Berlin Slamecka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-05-28
Filing date: 1985-05-28
Publication date: 1986-01-23

Description

Erregerkontaktanordnung für Vakuumschalter
Gegenstand und Anwendungsbereich der Erfindung Die Erfindung betrifft elektrische Vakuumschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Demnach gilt diese Erfindung insbesondere solchen Vakuumschaltern, bei denen der Schaltlichtbogen bis hin zum Nenn-Kurzschluß-Ausschalt-und Einschaltstrom im diffusen Zustand gehalten wird durch ein zum Schaltlichtbogen parallel verlaufendes Magnetfeld.
Der Anwendungsbereich dieser Vakuumschalter erstreckt sich auf das Uffnen und Schließen von Stromkreisen in den Netzen der elektrischen Energieversorgung.
Stand der Technik Vakuumschalter mit den oben genannten Merkmalen sind bekannt geworden durch die Druckschrift DE-PS 32 27 594 und in einer vorteilhaften Weiterbildung durch die Druckschrift DE-PS 34 01 497.
Aufgabe Die Aufgabe der Erfindung besteht im wesentlichen darin, die Erregerkontaktanordnung nach dem Stand der Technik in ihrer axialen Ausdehnung zu verkleinern. Außerdem soll ihr ohmscher Widerstand verkleinert werden.
Lösung der Aufgabe und erzielbare Vorteile Die vorstehend gestellte Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 definierten und anhand eines Ausführungsbeispieles erläuterten Erfindungsmerkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die Anwendung der Erfindung lassen sich u.a. folgende Vorteile erzielen: Eine Verkleinerung der axialen Ausdehnung der feststehenden und der bewegbaren Erregerkontaktanordnung ermöglicht es, durch den geringeren Raumbedarf auch die Höhe der Vakuumschaltkammern und damit ihre Außenlänge zu verkleinern.
Eine Verkleinerung des ohmschen Widerstandes insbesondere durch die Vergrößerung des Obergangsquerschnitts zwischen den Windungsabschnitten und den sich daran anschließenden Kontakt- und Elektrodenkörpern verkleinert die in der Erregerkontaktanordnung erzeugte Stromwärme. Dadurch erübrigen sich besondere Maßnahmen zur Ableitung dieser Verlustwärme in die Umgebung oder sie fallen weniger aufwendig aus.
Diese Vergrößerung des übergangsquerschnitts kommt auch der mechanischen Festigkeit der Erregerkontaktanordnung zugute.
Ausführungsbeispiel Fig.1 : Ansicht der Erregerkontaktanordnung Fig.2 : Draufsicht auf die Erregerkontaktanordnung.
Fig.3 : Längsschnitt durch die Erregerkontaktanordnung.
Ein nicht dargestelltes evakuiertes Schaltgefäß enthält zwei Erregerkontaktanordnungen; eine von ihnen ist in einer nicht näher beschriebenen Weise in axialer Richtung bewegbar.
Wegen des identischen Aufbaues genügt es für das Verständnis, nur eine dieser Erregerkontaktanordnungen zu zeichnen und zu beschreiben.
Das Magnetfeld-Erregersystem besteht aus vier konzentrisch angeordneten Windungsabschnitten 1, die durch radiale Stromleiter 2 mit dem zentralen Stromleiter 3 verbunden sind; Fig.
2 und 1. Die Windungsabschnitte erstrecken sich bis zu dem entlang des Umfangs folgenden radialen Stromleiter , den sie in seinem vorderen Bereich mit einem Teil ihrer Höhe überdecken. Dazwischen bleibt ein Spalt frei.
An der Innenwand setzen sich die Windungsabschnitte in Ansätze 4 fort, deren Länge von a nach b reicht. Damit und mit ihrer Ausdehnung in axialer Richtung weisen sie einen Querschnitt auf, dessen Fläche mindestens der Querschnittsfläche der Windungsabschnitte gleicht.
Die Ansätze 4 gehen in Kontakt- und Elektrodenkörper 5 über, die in einer zu den radialen Stromleitern 2 parallelen Ebene liegen.
Ansätze 4 und Kontakt- und Elektrodenkörper 5 können frei federnd angeordnet sein, sodaß sie im eingeschalteten Zustand unter dem Kontaktdruck die radialen Stromleiter 2 und teilweise auch den zentralen Stromleiter 3 berühren.
Dadurch werden in vorteilhafter Weise zumindest die Windungsabschnitte - deren ohmscher Widerstand bereits im Mikro-Ohmbereich liegt - kurzgeschlossen, sodaß sich der ohmsche Widerstand der Erregerkontaktanordnung noch weiter verkleinert.
Die Ansätze und die Kontakt- und Elektrodenkörper können aber auch unter Zwischenlage einer elektrischen Isolierschicht z.B. aus keramischem Material auf den radialen Stromleitern 2 abgestützt sein.
Damit der Aufbau einer Komponente der Erregerkontaktanordnung vollständig sichtbar wird, ist in Fig.2 einer der Kontakt-und Elektrodenkörper nur bis zu einer Bruchlinie dargestellt.
Ein elektrischer Strom im zentralen Leiter 3 verteilt sich zu je einem Viertel auf die radialen Leiter 2, die ihn den Windungsabschnitten 1 zuführen.
Die vier Windungsabschnitte wirken in guter Näherung wie eine volle Erregerwindung. Das Magnetfeld, das sie im stromdurchflossenen Zustand erregt, steht senkrecht auf den Flächen der Kontakt- und Elektrodenkörper.
Aus den Windungsabschnitten treten die Viertel ströme durch die Ansätze 4 großflächig in die Kontakt- und Elektrodenkörper 5 ein. Von dort nehmen sie den Weg durch den Schaltraum zu dem gegenüberliegenden - hier nicht dargestellten - Kontakt- und Elektrodenkörper als diffuse Vakuumentladung.
Diese vorteilhafte Entladungsform bewirkt das axiale Magnetfeld der erfindungsgemäßen Erregerkontaktanordnung.
Die Windungsabschnitte 2 mit rechteckförmigem Querschnitt umgeben die Kontakt- und Elektrodenkörper 5 und bestimmen den Außendurchmesser der Erregerkontaktanordnung.
Dieser Durchmesser läßt sich verkleinern, wenn in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Windungsabschnitte einen solchen Querschnitt erhalten, daß sie damit die Kontakt-und Elektrodenkörper nicht nur entlang des Umfangs umgeben, sondern auch entlang des Randbereiches ihrer Stirnseite.
Der den Umfang der Kontakt- und Elektrodenkörper umgebende Teil der Windungsabschnitte kann dann bei konstantem Gesamtquerschnitt in der Breite verkleinert werden; damit verkleinert sich auch der Außendurchmesser der Erregerkontaktanordnung.
Eine solche Vorstellung realisiert z.B. ein nicht dargestellter Windungsabschnitt mit einem winkelförmigen Querschnitt.
Umgekehrt kann bei einem vorgegebenem Außendurchmesser der Erregerkontaktanordnung die oben genannte winkelförmige Ausbildung des Querschnitts der Windungsabschnitte deren mechanische Festigkeit gegenüber großen Stromkräften beträchtlich erhöhen.

Claims

Patentansprüche 1. Erregerkontaktanordnung für Vakuumschalter: an den Schaltstücken sind mit einem zentralen Stromleiter elektrisch leitend verbundene Windungsabschnitte angeordnet zur Erregung eines hauptsächlich lichtbogenparallelen Magnetfeldes; die Windungsabschnitte erweitern sich in Richtung auf den zentralen Stromleiter zu Kontakt- und Elektrodenkörpern; die Kontakt- und Elektrodenkörper des feststehenden und des bewegbaren Schaltstückes überlappen sich; von den Kontakt- und Elektrodenkörpern des feststehenden und bewegbaren Schaltstückes ausgehende Windungskörper folgen demselben Windungssinn; dadurch gekennzeichnet, daß die an radialen Stromleitern 2 angeordneten Windungsabschnitte 1 sich bis auf Spaltbreite über die Vorderseiten der folgenden radialen Stromleiter erstrecken, daß die Windungsabschnitte sich in Richtung auf den zentralen Stromleiter 3 zu Kontakt- und Elektrodenkörpern 5 erweitern, und daß die radialen Stromleiter 2 sowie die Kontakt- und Elektrodenkörper 5 in zueinander zumindest annähernd parallelen Ebenen liegen und sich zumindest teilweise innerhalb des durch die Windungsabschnitte 1 umgrenzten Raumes befinden.
2. Erregerkontaktanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Ansatzes 4 zwischen dem Windungsabschnitt 1 und dem Kontakt- und Elektrodenkörper 5 zumindest angenähert die Form eines Rechteckes aufweist, dessen längere Seiten zumindest angenähert parallel verlaufen zur Ebene der Windungsabschnitte und dessen Fläche mindestens ihrer Querschnittsfläche gleicht.
3. Erregerkontaktanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz 4 den radialen Stromleiter 2 zumindest teilweise überdeckt.
4. Erregerkontaktanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Kontakt- und Elektrodenkörper 5 unter Zwischenlage einer elektrisch schlecht leitenden oder isolierenden Schicht auf dem radialen Stromleiter 2 abgestützt ist.
5. Erregerkontaktanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt- und Elektrodenkörper 5 gegenüber den Windungsabschnitten 1 vorspringend angeordnet sind.
6. Erregerkontaktanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem zentralen Stromleiter 3 zugewandten Randbereiche der Kontakt- und Elektrodenkörper 5 mindestens angenähert entlang eines mit dem zentralen Stromleiter 3 konzentrischen Kreises angeordnet sind.
7. Erregerkontaktanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungsabschnitte 1 zumindest angenähert die Form eines rechten Winkels aufweisen, wobei der eine Winkelschenkel den Umfang der Kontakt- und Elektrodenkörper 5 und der andere Winkelschenkel den Randbereich der Stirnseiten dieser Körper 5 umgibt.
8. Erregerkontaktanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Ansatz 4 und der Kontakt- und Elektrodenkörper 5 an dem Windungsabschnitt 1 im eingeschalteten Zustand der Erregerkontaktanordnungen kontaktgebend an den radialen Stromleiter 2 gedrückt werden, und daß im ausgeschalteten Zustand der Kontakt durch Zurückfedern der Kontakt- und Elektrodenkörper in die Ausgangslage unterbrochen ist.