DE3803065A1

DE3803065A1 - Vacuum switching tube

Info

Publication number: DE3803065A1
Application number: DE19883803065
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Peche
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1988-01-29
Publication date: 1989-08-10

Abstract

Previously known vacuum switching tubes having two stationary contact elements and one moving contact element located between them and bridging them are not suitable for heavy currents and high voltages as a result of the geometric arrangement of their contact system, it also being necessary to exert a high contact force continuously on the moving contact element in the connected state, by means of an externally arranged drive, in order to avoid said contact element lifting off in the event of short-circuit currents, in the case of which event there is a risk of the contacts welding. In the case of a vacuum switching tube having a contact system (3) which is located in a housing (1) and consists of two stationary contact elements (6), which are opposite one another, and a moving contact element (8) which is located between them and bridges them, an electrical power supply in the form of a loop is formed by the V-shaped arrangement of the stationary contact elements (6), which are combined with high-voltage bushings (7) to form coaxial, vacuum-tight structural units (23), in the case of which power supply the current forces counteract the stationary contact element (8) lifting off, even in the case of heavy short-circuit currents, so that, overall, high voltages and heavy currents can be switched and, at the same time, the cost for mounting and driving the vacuum switching tube is only low. Vacuum switching tube for vacuum power switches (circuit breakers) in the medium-voltage range for conventional and compressed-gas-insulated medium-voltage switching installations. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumschaltröhre mit in einem Gehäuse liegenden Kontaktsystem, das aus zwei feststehenden einander gegenüberstehenden Kontaktstücken und einem dazwischen liegenden, diese überbrückenden, beweglichen Kontaktstück besteht, bei dem die feststehenden Kontaktstücke quer zur Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktstückes mittels vakuumdichter Durchführungen aus dem Gehäuse geführt sind.The invention relates to a vacuum interrupter in one Housing lying contact system, which consists of two fixed opposite contact pieces and one in between lying, bridging, moving contact piece exists in which the fixed contact pieces across Direction of movement of the movable contact piece by means of vacuum-tight bushings are led out of the housing.

Eine derartige Vakuumschaltröhre ist aus der DE-OS 27 09 363 bekannt. Diese Vakuumschaltröhre besteht aus einem vakuum dichten Gehäuse, das aus einem Metallzylinder und diesen vakuumdicht, stirnseitig verschließende Isolatorscheiben gebildet ist, in dem das Kontaktsystem liegt. Das Kontaktsystem besteht aus zwei feststehenden, plattenförmigen Kontaktstücken, die einander gegenüberstehen und durch ein bewegliches, U-förmiges Kontaktstück an ihren unteren, einander zugewandten Rändern überbrückbar sind. Die feststehenden Kontaktstücke sind auf feststehenden leitenden Kontaktträgern befestigt, die einander auf derselben Geraden gegenüberliegen und die lsolatorscheiben des Gehäuses vakuumdicht durchsetzen. Dabei sind die feststehenden Kontaktträger im rechten Winkel zu den feststehenden Kontaktstücken angeordnet und im Übergangsbereich zu diesen leicht gekröpft ausgeführt.Such a vacuum interrupter is from DE-OS 27 09 363 known. This vacuum interrupter consists of a vacuum tight housing that consists of a metal cylinder and this vacuum-tight, isolating washers closing on the front is formed in which the contact system is located. The contact system consists of two fixed, plate-shaped contact pieces, that face each other and through a flexible, U-shaped contact piece on their lower, facing each other Edges can be bridged. The fixed contact pieces are attached to fixed conductive contact carriers that face each other on the same straight line and the Insert the insulating discs of the housing in a vacuum-tight manner. Here are the fixed contact carriers at right angles to the fixed contact pieces arranged and in the transition area run to this slightly cranked.

Das bewegliche Kontaktstück ist U-förmig gestaltet und liegt unterhalb der feststehenden Kontaktstücke. Es weist neben zwei gabelartigen Fortsätzen einen unterhalb der feststehenden Kontaktträger parallel zu diesen verlaufenden Basisbereich auf, an dem ein Kontaktträger angreift, der über die Mantelfläche der Vakuumschaltröhre ebenfalls vakuumdicht hinausgeführt ist. Die Schaltbewegung des beweglichen Kontaktstückes erfolgt über dessen Kontaktträger von einem außerhalb der Vakuumschaltröhre isoliert angeordneten Antrieb aus. Bei der bekannten Vakuum schaltröhre verläuft im eingeschalteten Zustand der Strompfad somit über die parallel liegenden feststehenden Kontaktträger und das U-förmige bewegliche Kontaktstück.The movable contact piece is U-shaped and lies below the fixed contact pieces. It points next to two fork-like extensions one below the fixed Contact carrier parallel to this basic area, on which a contact carrier engages, which over the lateral surface the vacuum interrupter is also led out vacuum-tight. The switching movement of the movable contact piece takes place via whose contact carrier from one outside the vacuum interrupter isolated drive. With the well-known vacuum Switching tube runs the current path when switched on thus over the parallel fixed contact carrier and the U-shaped movable contact piece.

Durch die parallele, geradlinige Anordnung der feststehenden Kontaktträger erfolgt eine weitgehend lineare Stromführung zu den Kontaktstücken, so daß bei der Öffnung der Kontakte nur kleine, durch die geringfügige Kröpfung der feststehenden Kontaktträger bewirkte Stromkräfte auf den entstehenden Lichtbogen einwirken, die diesen zwischen die feststehenden Kontaktstücke treiben können. Da das bewegliche Kontaktstück jedoch entgegengesetzt der Kröpfung U-förmig gestaltet ist, wird dem Lichtbogen bei der bekannten Vakuumschaltröhre sogar eine der durch die Kröpfung erzielten Kraft gegenläufig wirkende Komponente entgegengesetzt. Deshalb ist keine wesentliche Kraft vorhanden, die den Lichtbogen zwischen die feststehenden Kontaktstücke treiben könnte. Der Lichtbogen kann sich aufgrund der Geometrie des Kontaktsystems der bekannten Vakuumschaltröhre leicht in alle Richtungen bewegen, so daß auch ein unerwünschtes unkontrolliertes Ausweichen des Lichtbogens sogar bis zum Gehäuse hin nicht zu verhindern ist. Deshalb sind bei der bekannten Vakuumschaltröhre zur Erhöhung des Löschvermögens zusätzliche Mittel zur Erzeugung eines axialen Magnetfeldes vorgesehen.Due to the parallel, rectilinear arrangement of the fixed Contact carriers have a largely linear current supply the contact pieces, so that only when opening the contacts small, by the slight cranking of the fixed Contact carriers caused current forces on the resulting Arcs act between the fixed Can drive contact pieces. Because the movable contact piece but U-shaped in contrast to the offset, the arc in the known vacuum interrupter even one of the forces achieved by the offset counteracting acting component opposite. Therefore there is none essential force is present that the arc between the could drive fixed contact pieces. The arc can known due to the geometry of the contact system Move the vacuum interrupter slightly in all directions so that also an undesired uncontrolled evasion of the Arc even up to the housing cannot be prevented. Therefore, in the known vacuum interrupter Increasing the extinguishing capacity additional funds for production an axial magnetic field is provided.

Außerdem steht das bewegliche Kontaktstück dem gekröpften Bereich der feststehenden Kontaktträger so gegenüber, daß bei geschlossenen Kontakten durch die senkrecht abgewinkelten gabelförmigen Fortsätze beidseitig eine zwickelförmige Tasche gebildet ist, die sich zu den feststehenden Kontaktstücken hin jeweils verjüngt. Das bewegliche Kontaktstück gelangt nur mit den Seitenflächen seiner Fortsätze an den feststehenden Kontakt trägern und dabei lediglich an deren Rand zur Anlage. Die zur Verfügung stehende Kontaktfläche ist deshalb klein, so daß nur relativ kleine Dauerströme geführt werden können. Außerdem ist durch die Zwickelbildung bei hohen Strömen auch bei geschlossenen Kontakten die Bildung von kleinen Teillichtbögen im Zwickelgrund möglich, so daß die Kontakte zusätzlich erodiert werden können.In addition, the movable contact piece is the cranked Area of the fixed contact carrier so opposite that at closed contacts through the vertically angled fork-shaped extensions on both sides a gusset-shaped pocket is formed, which towards the fixed contact pieces each tapered. The movable contact piece only comes with the side surfaces of its extensions to the fixed contact wear and only on the edge of the system. The available contact area is therefore small, so that only relatively small continuous currents can be carried. Furthermore is also due to the gusset formation at high currents closed contacts the formation of small arcs possible in the gusset base, so that the contacts additionally can be eroded.

Aufgrund der Gestaltung des Kontaktsystems kann außerdem ein Abheben der Kontakte bei hohen Strömen nur durch die Erzeugung einer hohen Kontaktkraft entgegengewirkt werden, weil die Stromkräfte das bewegliche Kontaktstück in Richtung der U-Form nach unten zu ziehen versuchen. Darüber hinaus ist die bekannte Vakuumschaltröhre für die Beherrschung von höheren Spannungen nicht geeignet, da allein die feststehenden Kontaktträger lediglich direkt durch die Isolatorscheiben hindurchgeführt sind und keine zusätzlichen Mittel zur Verhinderung von Gleit entladungen vorgesehen sind.Due to the design of the contact system, a Lifting the contacts at high currents only through the generation a high contact force can be counteracted because the Current forces the movable contact piece in the direction of the U-shape try to pull down. In addition, the well-known Vacuum interrupter for the control of higher voltages not suitable because only the fixed contact carrier only passed directly through the insulator washers and are no additional means of preventing sliding discharges are provided.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumschaltröhre mit zwei feststehenden und einem diese überbrückenden beweglichen Kontaktstück anzugeben, die durch ihre konstruktive Gestaltung und die geometrische Anordnung des Kontaktsystems und dessen Stromzuführung für hohe Ströme und Spannungen geeignet ist.The present invention has for its object a Vacuum switching tube with two fixed and one of these bridging movable contact piece to indicate by their constructive design and the geometric arrangement of the Contact system and its power supply for high currents and Voltages is suitable.

Bei einer Vakuumschaltröhre der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die feststehenden Kontakt stücke einander V-förmig zugeneigt sind und mit den als Hoch spannungsdurchführungen ausgebildeten Durchführungen jeweils koaxiale Baueinheiten bilden, mit denen das Gehäuse vakuumdicht verschlossen ist.In a vacuum interrupter of the type described above solved this problem in that the fixed contact pieces are inclined towards each other in a V-shape and with a high voltage bushings trained bushings each form coaxial units with which the housing is vacuum-tight is closed.

Dadurch ist insgesamt eine schleifenförmige Führung des Stromes geschaffen, die gleichsinnig auch über das bewegliche Kontaktstück führt und die bereits durch die Anordnungen der feststehenden Kontaktstücke erzielt wird. Dabei wird das bewegliche Kontaktstück durch die Stromkräfte gegen die feststehenden Kontaktstücke gepreßt, so daß auch bei hohen Strömen keine zusätzlichen äußeren Kontaktdruckkräfte benötigt werden, um ein Verschweißen der geschlossenen Kontakte zu vermeiden. Damit kann der Antrieb des beweglichen Kontaktstücks einfach konstruiert sein, was den Herstellungsaufwand des Schaltgerätes, in das die Vakuumschaltröhre eingebaut wird, verringert. Da die Stromzuführung des Kontaktsystems über hochspannungsfeste, vakuumdichte Durchführungen erfolgt, können diesem auch hohe Spannungen zugeführt werden. Dabei ist die V-förmige Anordnung der Kontakte für eine einfache Herstellung der Vakuumschaltröhre förderlich, weil die Hochspannungsdurchführungen keine bewegten Teile aufweisen.As a result, the current is guided in a loop created in the same direction also on the movable Contact piece leads and already through the arrangements of the fixed contact pieces is achieved. It will movable contact piece by the current forces against the fixed contact pieces pressed so that even at high Flowing no additional external contact pressure forces required to weld the closed contacts avoid. This enables the drive of the movable contact piece simply be constructed, which takes the manufacturing effort the switching device in which the vacuum interrupter is installed, decreased. Because the power supply of the contact system over high-voltage-proof, vacuum-tight bushings, high voltages can also be supplied to it. It is the V-shaped arrangement of the contacts for easy Production of the vacuum interrupter conducive to that High-voltage bushings have no moving parts.

Bei der Öffnung der Kontakte entstehen zwei Teillichtbögen von jeweils einem feststehenden auf das bewegliche Kontaktstück. Dabei wird das vom Strom selbst erzeugte und auf den Lichtbogen aufgrund der schleifenförmigen Stromführung einwirkenden Magnetfeld ausgenutzt und der Lichtbogen zu den Enden der feststehenden Kontaktstücke getrieben. Damit ist eine gezielt gerichtete Lichtbogenbewegung vorgegeben, wodurch der Kontakt abbrand auf vorbestimmte kleine Bereiche des Kontaktsystems begrenzt ist und deshalb abbrandfeste, aber teure Kontakt materialien nur in geringer Menge benötigt werden.When the contacts open, two partial arcs of one fixed on the movable contact piece. Thereby, the electricity generated by the electricity and on the arc due to the loop-shaped current flow Magnetic field exploited and the arc to the ends of the fixed contact pieces driven. This is one of them directional arc movement predetermined, causing the contact burned to predetermined small areas of the contact system is limited and therefore erosion-resistant but expensive contact materials are only required in small quantities.

Es ist vorteilhaft, daß die feststehenden Kontaktstücke jeweils das bewegliche Kontaktstück außen wangenartig umgreifen und alle Kontaktstücke einander parallel gegenüberliegende Kontakt flächen aufweisen, an denen sie jeweils miteinander zur Anlage gelangen.It is advantageous that the fixed contact pieces each grasp the movable contact piece on the outside like a cheek and all contact pieces parallel contact opposite each other have surfaces on which they each together to the plant reach.

Durch die dadurch gegebene seitliche Überlappung der Kontakte ist ein Ausbrechen des Lichtbogens zu den Seiten hin weitgehend vermieden. Es ist sichergestellt, daß das unter Lichtbogen einwirkung verdampfende Kontaktmaterial sich hauptsächlich wieder auf den Kontakten selbst niederschlägt, wodurch die Kontakterosion klein bleibt. Zusätzlich ist die Homogenität des elektrischen Feldes bei geöffneten Kontakten nach dem Verlöschen des Lichtbogens ähnlich wie bei Plattenkontakten weitgehend aufrechterhalten, wodurch die dielektrische Festigkeit der Schaltstrecken jeweils hoch ist und somit nur geringe Kontaktabstände erforderlich sind.Due to the lateral overlap of the contacts the arc is largely broken out to the sides avoided. It is ensured that this is under arcing contact material evaporating mainly again reflected on the contacts themselves, causing the Contact erosion remains small. In addition, the homogeneity of the electrical field with open contacts after the The arc extinguishes in a manner similar to that of plate contacts largely maintained, thereby reducing the dielectric Strength of the switching distances is high and therefore only small contact distances are required.

Weiterhin empfiehlt es sich, daß die feststehenden Kontakt stücke des Kontaktsystems nach außen gerichtete, hörnerartige Fortsätze haben. Durch diese hörnerartige Ausbildung wird besonders bei langen Lichtbogenzeiten das gezielte Auswandern des Lichtbogens zu den Enden der feststehenden Kontaktstücke zusätzlich begünstigt und damit das Lichtbogenplasma aus den Trennstrecken zwischen beweglichen und feststehenden Kontakt stücken ferngehalten. Dies erhöht nach dem Verlöschen des Lichtbogens die dielektrische Festigkeit der Schaltstrecke und verringert damit die Wahrscheinlichkeit einer Wiederzündung.It is also recommended that the fixed contact pieces of the contact system facing outward, horn-like Have extensions. Through this horn-like training targeted emigration, especially in the case of long arcing times of the arc to the ends of the fixed contact pieces additionally favored and thus the arc plasma from the Separation distances between movable and fixed contact pieces kept away. This increases after the extinction of the Arc the dielectric strength of the switching path and this reduces the likelihood of re-ignition.

Ferner ist es zweckmäßig, daß jede koaxiale Baueinheit benachbart zur innerhalb der Vakuumschaltröhre liegenden Seite der Hochspannungsdurchführungen ein Abschirmblech enthält, durch welches das jeweilige feststehende Kontaktstück hindurchgeführt ist. Solche Abschirmbleche können mit der Innenseite des Gehäuses leitend verbunden und von den feststehenden Kontaktträgern isoliert angebracht werden. Damit läßt sich eine Bedampfung der Innenseite der Hochspannungs durchführungen mit dem vom Lichtbogen erzeugten Metalldampf sicher vermeiden und die Wahrscheinlichkeit für einen Zusammenbruch der Isolationsfestigkeit im Bereich der Hoch spannungsdurchführungen entlang ihrer Innenseite verringern.It is also appropriate that each coaxial assembly adjacent to the side inside the vacuum interrupter the high-voltage bushings contain a shielding plate, through which the respective fixed contact piece is passed through. Such shields can with the Conductively connected inside of the housing and from the fixed contact carriers can be attached insulated. In order to can be vaporized on the inside of the high voltage bushings with the metal vapor generated by the arc safely avoid and the likelihood of one Breakdown of insulation strength in the area of high Reduce the voltage bushings along the inside.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser ist der Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vakuumschaltröhre für eine Nennspannung von etwa 10 kV dargestellt, wobei in der oberen Hälfte der Zeichnung die Vakuumschaltröhre in einge schaltetem und in der unteren Hälfte die Vakuumschaltröhre in ausgeschaltetem Zustand gezeigt ist.In the following, the invention is based on that in the drawing illustrated embodiment explained in more detail. In this is the section through a vacuum interrupter according to the invention shown for a nominal voltage of about 10 kV, in which in the upper half of the drawing switched and in the lower half the vacuum interrupter in switched off state is shown.

Die Vakuumschaltröhre besteht aus einem metallischen, zylinderförmigen Gehäuse 1, das eine Vakuumschaltkammer 2 bildet und in dem das Kontaktsystem 3 liegt. In die stirnseitigen Deckelflächen 4, 5 des Gehäuses 1 sind die feststehenden Kontaktstücke 6 V-förmig, vorzugsweise in einem Winkel kleiner als 120°, einander zugeneigt eingesetzt und über Hochspannungsdurchführungen 7 vakuumdicht aus dem Gehäuse 1 herausgeführt. Die beiden feststehenden Kontaktstücke 6 sind durch ein bewegliches Kontaktstück 8 überbrückbar, das zwischen den feststehenden Kontaktstücken 6 angeordnet ist und das seinerseits quer zu diesen beweglich und vakuumdicht durch die Mantelfläche 9 des Gehäuses 1 hindurchgeführt ist.The vacuum interrupter consists of a metallic, cylindrical housing 1 , which forms a vacuum interrupter 2 and in which the contact system 3 is located. In the front cover surfaces 4 , 5 of the housing 1 , the fixed contact pieces 6 are V-shaped, preferably at an angle of less than 120 °, inclined towards one another and are led out vacuum-tight from the housing 1 via high-voltage bushings 7 . The two fixed contact pieces 6 can be bridged by a movable contact piece 8 , which is arranged between the fixed contact pieces 6 and which in turn is movably and vacuum-tightly passed through the lateral surface 9 of the housing 1 .

Jedes feststehende Kontaktstück 6 weist einen vorzugsweise aus Kupfer oder einer mit härtenden Zusätzen, wie Nickel, Bor und/oder Beryllium versehenen Kupferlegierung bestehenden Kontaktschaft 10 auf, der in den keramischen Isolator 11 jeder Hochspannungsdurchführung 7 koaxial und vakuumdicht eingesetzt ist. Der Kontaktschaft 10 ist dazu über einen Zwischenring 12, z. B. aus Eisen, dessen durch Pfeile angedeuteter Durchmesser 13 kleiner als der ebenfalls durch Pfeile bezeichnete Innendurchmesser 14 des Isolators 11 ist, mit einem Deckel 15 aus einer dem Ausdehnungskoeffizienten des keramischen Isolators 11 angepaßten Material (z. B. einer Eisen-Nickel- Kobalt-Legierung) verschweißt. Der Deckel 15 ist seinerseits über eine Hartlötung mit dem Isolator 11 verbunden.Each fixed contact piece 6 has a contact shaft 10 , preferably made of copper or a copper alloy provided with hardening additives such as nickel, boron and / or beryllium, which is inserted coaxially and vacuum-tight in the ceramic insulator 11 of each high-voltage bushing 7 . The contact shaft 10 is for this purpose via an intermediate ring 12 , for. B. of iron, the diameter indicated by arrows 13 is smaller than the inner diameter 14 of the insulator 11 , also indicated by arrows, with a cover 15 made of a material adapted to the expansion coefficient of the ceramic insulator 11 (for example an iron-nickel-cobalt Alloy) welded. The cover 15 is in turn connected to the insulator 11 by brazing.

Der Isolator 11 weist ausgehend von seiner innerhalb des Gehäuses 1 liegenden Stirnseite 16 eine Aussparung 17 auf, die zur Vermeidung von Isolationsfehlern durch Bedampfung mit vom Lichtbogen erzeugten Metalldampf mit Rillen 18 versehen ist. Am Übergang zwischen der Aussparung 17 und dem Bereich mit kleinem Innendurchmesser 14 des Isolators ist eine Stufe 19 gebildet. Dort stützt sich das feststehende Kontaktstück 6 mit einem an seinem Kontaktschaft 10 angelöteten Gegenlager 20 radial ab, um eine seitliche Bewegung des feststehenden Kontaktes 6 in Richtung der Kontaktkraft des beweglichen Kontaktstückes 8 zu vermeiden und den Deckel 15 mechanisch zu entlasten. Der Isolator 11 mit dem darin eingesetzten feststehenden Kontakt stück 6 ist über einen an ihm hart angelöteten Zwischenring 21, der ebenfalls aus einer Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung bestehen kann, mit einem zylinderstumpfförmigen Flanschteil 22 verschweißt. Damit ist eine koaxiale Baueinheit 23 gebildet, die vollständig vorgefertigt sein kann und lediglich in die stirnseitige Deckelflächen 4, 5 des Gehäuses 1 eingesetzt und verschweißt zu werden braucht, womit dieses zugleich verschlossen ist.Starting from its end face 16 located within the housing 1 , the insulator 11 has a recess 17 which is provided with grooves 18 in order to avoid insulation faults caused by vapor deposition with metal vapor generated by the arc. A step 19 is formed at the transition between the recess 17 and the area with a small inner diameter 14 of the insulator. There, the fixed contact piece 6 is supported radially with a counter bearing 20 soldered to its contact shaft 10 , in order to avoid a lateral movement of the fixed contact 6 in the direction of the contact force of the movable contact piece 8 and to mechanically relieve the cover 15 . The insulator 11 with the fixed contact piece 6 inserted therein is welded to a flange part 22 in the form of a truncated cylinder by means of an intermediate ring 21 hard-soldered to it, which can also be made of an iron-nickel-cobalt alloy. A coaxial structural unit 23 is thus formed, which can be completely prefabricated and only needs to be inserted and welded into the front cover surfaces 4 , 5 of the housing 1 , which means that it is closed at the same time.

Das bewegliche Kontaktstück 8 ist mit einem Kontaktbolzen 24 verbunden, der über einen an ihm und einem Lager 25 aus Isolierstoff sowie in einem in die Mantelfläche 9 des Gehäuses 1 eingelassenen Führungsrohr 26 geführten Faltenbalg 27 vakuumdicht aus der Vakuumschaltkammer 2 herausgeführt ist. An den Kontaktbolzen 24 ist ein außerhalb der Vakuumschaltröhre isoliert angeordneter Antrieb für das bewegliche Kontaktstück 8 über eine viereckige, im Lager 25 aus Isolierstoff verdrehungssicher geführte, isolierende Schaltstange 28 angelenkt. Durch den Antrieb wird das bewegliche Kontaktstück 8 im eingeschalteten Zustand mit den feststehenden Kontaktstücken 6 zur Anlage gebracht bzw. bei der Ausschaltung von diesen abgehoben. Nach dem Einbau der koaxialen Baueinheiten 23 und dem beweg lichen Kontaktstück 8 mit Faltenbalg 27 und Führungsrohr 26 erfolgt die Evakuierung der Vakuumschaltkammer über einen im Deckel 4 eingesetzten Pumpstengel 4 a, der nach Erreichen des erforderlichen Vakuums durch Abquetschen vakuumdicht verschlossen wird.The movable contact piece 8 is connected to a contact pin 24 , which is led out of the vacuum switching chamber 2 in a vacuum-tight manner via a bellows 27 , which is attached to it and a bearing 25 made of insulating material and in a guide tube 26 inserted into the lateral surface 9 of the housing 1 . A drive for the movable contact piece 8, which is insulated outside the vacuum interrupter, is articulated to the contact bolt 24 via a square, insulating switching rod 28 which is guided in the bearing 25 from insulating material and is secured against rotation. By means of the drive, the movable contact piece 8 is brought into contact with the fixed contact pieces 6 in the switched-on state or is lifted off the latter when it is switched off. After the installation of the coaxial units 23 and the movable union piece 8 with bellows 27 and guide tube 26 , the vacuum switching chamber is evacuated via a pump stem 4 a inserted in the cover 4 , which is closed vacuum-tight after the required vacuum has been reached.

Mit der V-förmigen Anordnung der feststehenden Kontaktstücke 6 und dem dazwischenliegenden beweglichen Kontaktstück 8 ist insgesamt der Strom schleifenförmig über das Kontaktsystem 3 geführt. Die Stromkräfte sorgen dafür, daß das bewegliche Kontaktstück 8 gegen die feststehenden Kontaktstücke 6 gepreßt wird und deshalb der Antrieb keine ständigen zusätzlichen Kontaktdruckkräfte in Richtung der Einschaltbewegung auch bei geschlossenen Kontakten ausüben muß. Dies ist insbesondere für die Beherrschung von großen Kurzschlußströmen, die über das geschlossene Kontaktsystem 3 geführt werden müssen, von Vorteil, weil die Stromkräfte das bewegliche Kontaktstück 8 nicht abheben, sondern im Gegenteil mit kontaktdrucksteigernder Wirkung an die feststehenden Kontaktstücke 6 pressen. Es sind somit keine ergänzenden kontaktdrucksteigernden Maßnahmen seitens des Antriebs notwendig, um ein Verschweißen der Kontakte zu vermeiden. Deshalb erlaubt die Vakuumschaltröhre auch die Verwendung eines einfach aufgebauten Antriebs.With the V-shaped arrangement of the fixed contact pieces 6 and the intermediate movable contact piece 8 , the current is guided in a loop over the contact system 3 . The current forces ensure that the movable contact piece 8 is pressed against the fixed contact pieces 6 and therefore the drive does not have to exert any permanent additional contact pressure forces in the direction of the switch-on movement, even when the contacts are closed. This is particularly advantageous for the control of large short-circuit currents that have to be passed through the closed contact system 3 , because the current forces do not lift the movable contact piece 8 , but on the contrary press against the fixed contact pieces 6 with an increase in contact pressure. No additional measures to increase the contact pressure on the part of the drive are therefore necessary in order to avoid welding of the contacts. Therefore, the vacuum interrupter also allows the use of a simple drive.

Die feststehenden Kontaktstücke 6 weisen innerhalb der Vakuumschaltkammer 2 gegenüber den Kontaktschäften 10 leicht abgewinkelte Bereiche 29 auf, wobei die durch Pfeile angedeutete Abwinkelung 30 in bezug auf die Mittellinie 31 der Kontaktschäfte 10 weniger als 30° beträgt. In diesem abgewinkel ten Bereich 29 sind an den feststehenden Kontaktstücken 6 jeweils zwei wangenförmige Erweiterungen 32 vorgesehen, die das bewegliche Kontaktstück 8 außen umgreifen. Außerdem sind im Bereich 29 sowohl auf den feststehenden Kontaktstücken 6 als auch auf den beweglichen Kontaktstücken 8 Kontaktflächen 33, 34, die aus abbrandfestem Material, wie z. B. einer Kupfer- Chorm-Legierung bestehen können, vorgesehen, die einander parallel gegenüberliegen und an denen die Kontaktstücke 6, 8 miteinander zur Anlage gelangen. Dies ergibt große Kontakt flächen 33, 34, über die auch hohe Dauerströme mit geringer Kontakterwärmung geführt werden können. Außerdem sind an den feststehenden Kontaktstücken 6 des Kontaktsystems 3 nach außen gerichtete hörnerartige Fortsätze 35 vorgesehen, die gegenüber der Mittelachse 36 des Kontaktsystems 3 entgegengesetzt zu den abgewinkelten Bereichen 29 der feststehenden Kontaktstücke geneigt sind. Diese hörnerartigen Fortsätze 35 können ebenfalls aus abbrandfestem Kontaktmaterial bestehen.The fixed contact pieces 6 have, within the vacuum interrupter chamber 2 , areas 29 which are slightly angled with respect to the contact shafts 10 , the angling 30 indicated by arrows being less than 30 ° with respect to the center line 31 of the contact shafts 10 . In this angled area 29 , two cheek-shaped extensions 32 are provided on the fixed contact pieces 6 , which engage around the movable contact piece 8 on the outside. In addition, in the area 29 both on the fixed contact pieces 6 and on the movable contact pieces 8 contact surfaces 33 , 34 which are made of erosion-resistant material, such as. B. a copper-chlorine alloy can be provided, which are opposite each other in parallel and on which the contact pieces 6 , 8 come into contact with each other. This results in large contact surfaces 33 , 34 , over which even high continuous currents can be conducted with little contact heating. In addition, outwardly directed horn-like extensions 35 are provided on the fixed contact pieces 6 of the contact system 3, which are inclined relative to the central axis 36 of the contact system 3 opposite to the angled regions 29 of the fixed contact pieces. These horn-like extensions 35 can also consist of erosion-resistant contact material.

Bei der Öffnung der Kontakte entstehen zwischen den Kontaktflächen 33, 34 zwei Teillichtbögen, die am seitlichen Ausbrechen durch die wangenförmigen Erweiterungen 32 gehindert und durch das Eigenmagnetfeld der schleifenförmigen Stromführung in Richtung der hörnerartigen Fortsätze 35 der feststehenden Kontaktstücke 6 getrieben werden. Dabei schlägt sich der durch die Lichtbögen erzeugte Metalldampf hauptsächlich im Bereich der Kontaktflächen 33, 34 nieder, so daß nur eine geringe Erosion der Kontaktstücke 6, 8 erfolgt. Bei längeren Lichtbogenzeiten gehen die zwei Teillichtbögen in einen einzigen, zwischen den hörnerartigen Fortsätzen 35 brennenden Lichtbogen über. Nach dem Verlöschen des Lichtbogens ist das Lichtbogenplasma aus dem Bereich der Kontaktflächen 33, 34 bereits abgeführt, so daß die dielektrische Festigkeit zwischen den Kontaktstücken 6, 8 sofort hoch ist. Aufgrund der Parallelität der Kontaktflächen 33, 34 zueinander ist eine weitgehend homogene Feldverteilung gegeben, so daß die dielektrische Festigkeit des geöffneten Kontaktsystems 3 hoch ist.When the contacts open, two partial arcs occur between the contact surfaces 33 , 34 , which are prevented from breaking out laterally by the cheek-shaped extensions 32 and are driven by the inherent magnetic field of the loop-shaped current flow in the direction of the horn-like extensions 35 of the fixed contact pieces 6 . The metal vapor generated by the arcs mainly precipitates in the area of the contact surfaces 33 , 34 , so that there is only slight erosion of the contact pieces 6 , 8 . In the case of longer arcing times, the two partial arcs merge into a single arcing which burns between the horn-like extensions 35 . After the arc has been extinguished, the arc plasma is already removed from the area of the contact surfaces 33 , 34 , so that the dielectric strength between the contact pieces 6 , 8 is immediately high. Due to the parallelism of the contact surfaces 33 , 34 to one another, a largely homogeneous field distribution is provided, so that the dielectric strength of the opened contact system 3 is high.

Obwohl aufgrund der Geometrie des Kontaktsystems 3 die Innenseite der keramischen Isolatoren 11 im Schatten der feststehenden Kontaktstücke 6 liegt, so daß kaum die Gefahr der Bildung eines leitfähigen Belages aus niedergeschlagenem Metalldampf auf der Isolatoroberfäche besteht, welche die Isolationsfestigkeit beeinträchtigen könnte, ist zusätzlich benachbart zur innerhalb der Vakuumschaltröhre liegenden Stirn seite 16 der Hochspannungsdurchführungen 7 ein Abschirmblech 37 vorgesehen. Die Abschirmbleche 37 sind jeweils mit dem Flansch teil 22 leitend verbunden und liegen damit auf dem Potential des als Dampfschirm ausgebildeten Gehäuses 1 der Vakuumschalt kammer 2. Durch jedes Abschirmblech 37 sind die Kontaktschäfte 10 mit Abstand und damit isoliert hindurchgeführt, wobei zur Senkung der Feldstärke zwischen Kontaktschaft 10 und Abschirm blech 37 dessen dort befindlicher Rand 38 umgebördelt ist.Although due to the geometry of the contact system 3, the inside of the ceramic insulators 11 lies in the shadow of the fixed contact pieces 6 , so that there is hardly any risk of a conductive coating of deposited metal vapor on the insulator surface, which could impair the insulation strength, is also adjacent to the inside the vacuum interrupter lying face 16 of the high-voltage bushings 7 a shield 37 is provided. The shielding plates 37 are each conductively connected to the flange 22 and are thus at the potential of the housing 1 formed as a vapor shield of the vacuum switching chamber 2 . Through each shielding plate 37 , the contact shafts 10 are passed at a distance and thus in an insulated manner, the edge 38 located there being flanged to reduce the field strength between the contact shaft 10 and the shielding plate 37 .

Es sind keine weiteren Befestigungselemente notwendig, die an den Enden der Kontaktschäfte vorgesehenen Anschlußfahnen 39 mit den weiterführenden, stromtragenden Bauteilen zu verschrauben. Insgesamt können mit der entsprechend der Erfindung ausgebildeten Vakuumschaltröhre hohe Ströme und Spannungen geschaltet werden, wobei aber der Aufwand für die Befestigung und den Antrieb für die Vakuumschaltröhre nur gering ist.No further fastening elements are necessary to screw the connecting lugs 39 provided at the ends of the contact shafts to the further, current-carrying components. Overall, high currents and voltages can be switched with the vacuum interrupter designed according to the invention, but the effort for fastening and driving the vacuum interrupter is only slight.

Claims

1.Vacuum interrupter with a contact system located in a housing, which consists of two fixed, mutually opposing contact pieces and an intermediate, bridging, movable contact piece, in which the fixed contact pieces are guided across the direction of movement of the movable contact piece by means of vacuum-tight bushings from the housing, thereby characterized in that the fixed contact pieces ( 6 ) are inclined towards one another in a V-shape and each form coaxial structural units ( 23 ) with the bushings designed as high-voltage bushings ( 7 ), with which the housing ( 1 ) is closed in a vacuum-tight manner.

2. Vacuum interrupter according to claim 1, characterized in that the fixed contact pieces ( 6 ) each embrace the movable contact piece ( 8 ) on the outside like a cheek and all contact pieces ( 6 , 8 ) have mutually parallel contact surfaces ( 33 , 34 ) on which they each get to the system.

3. Vacuum interrupter according to claim 1 or 2, characterized in that the fixed contact pieces ( 6 ) of the contact system ( 3 ) have outwardly directed horn-like extensions ( 35 ).

4. Vacuum interrupter according to claim 1 or one of the other claims, characterized in that each coaxial assembly ( 23 ) adjacent to the inside of the vacuum interrupter side of the high voltage bushings ( 7 ) contains a shielding plate ( 37 ) through which the respective fixed contact piece ( 6 ) is passed through.

5. Vacuum switching tube according to claim 1 or one of the other claims, characterized in that the fixed contact pieces ( 6 ) within the vacuum switching chamber ( 2 ) in the region of the contact system ( 3 ) in the direction facing away from the movable contact piece ( 8 ) angled areas ( 29 ) on, the deflection being less than 30 °.

6. Vacuum interrupter according to claim 1 or one of the other claims, characterized in that the fixed contact pieces ( 6 ) are radially supported by a counter bearing ( 20 ) against the high-voltage bushings ( 7 ).