DE549243C - Vakuumschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuumschalter, dessen Kontakte im mittleren Teil, namentlich in der Hauptachse, einer Lichtbogenkammer liegen, deren Wände, vornehm-Hch der den beweglichen Kontakt tragende Boden, elastisch ausgebildet sind.

Gemäß der Erfindung ist die Lichtbogenkammer senkrecht zur Schalterachse flach verbreitert und im Wege der von dem Lichtbogen ausgestoßenen elektrischen Teilchen durch vorzugsweise konische Schirme unterteilt. Der Abstand der konischen Schirme von den Kontaktstellen ist hierbei so gewählt, daß er kleiner ist als der mittlere freie Weg eines Elektrons.

Der neue Vakuumschalter, insbesondere die in ihm angeordneten Schirme, bieten den Vorteil, daß die aus dem Wege des Lichtbogens ausgestoßenen Elektronen aufgefangen und

*° neutralisiert werden, bevor sie zur Ionisierung des Vakuumraumes führen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Abb. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch einen Vakuumschalter, Abb. 2 einen Ausschnitt aus Abb. 1 in
Maßstab.

Der in Abb. 1 dargestellte Schalter hat einen mit Abstützungen 4 \^rersehenen Tragrahmen 3, der mittels Bolzen an einer Schalttafel befestigt werden kann. Der Schalter

größerem selbst besteht aus einem flachen zylindrischen Metallgehäuse 5, in dessen kurzer Achse die Schaltkontakte 6 und 7 liegen. Der Kontakt 6 sitzt auf einem an einer Platte 9 angeschweißten Bolzen 8. Die Platte 9 liegt am einen Ende eines den Bolzen 8 umschließenden Isolierkörpers 11, dessen anderes Ende an der Wand 12 des Metallgehäuses 5 befestigt ist. Um eine vakuumdichte Verbindung zwischen der Platte 9 und dem Isolierkörper zu gewährleisten, sind biegsame Flansche 13 an der Platte 9 und der Wand 12 vorgesehen. Während der Kontakt 6 feststeht, ist der Kontakt 7 beweglich. Der Kontakt 7 befindet sich auf einem Bolzen 14, der in dem als Membran ausgebildeten Boden 15 des Metallgehäuses 5 gelagert ist. Der Boden 15 ist mit seinen Rändern an dem Gehäuse 5 vakuumdicht angeschweißt.

Das Öffnen der Kontakte erfolgt mittels einer zwischen dem Rahmen 3 und dem freien Ende eines bei 18 gelagerten Hebels 17 befindlichen Feder 16. Der Schalter wird mit Hilfe eines Elektromagneten 19, dessen Spule über eine Leitung 21 erregt wird, in Schließstellung gehalten.

Die Platte 9 des Kontaktes 6 wird mittels einer Feder 22 gegen das Isolierrohr 11 gedrückt. Außerdem ist ihre Bewegung durch einen Flansch 23 des Deckels 24 begrenzt.

Der den Isolierkörper 11 umgebende, von der Glocke 24 umschlossene Teil ist mit einer Isolierflüssigkeit, etwa mit Öl, gefüllt, so daß die Ausmaße der den Kontaktbolzen 8 tragenden Teile zufolge des hohen Isolationsvermögens der Flüssigkeit klein gehalten werden können. Der Deckel 24 sowie der zu seiner Befestigung dienende Ringflansch 25 können ebenfalls aus Isolationsmaterial bestehen.

Im Innern des Metallgefäßes 5 befinden sich konische Schirme 26. Durch diese Schirme wird der die Kontakte umgebende Raum entionisiert und der durch Verflüchtigung an den Kontaktgliedern entstehende Dampf von den Wandungen des Gehäuses ferngehalten. Die Schirme sind an dem Gefäß 5 mittels Metalleinsätze 27 befestigt, die in einem aus Isoliermaterial bestehenden Block 28 eingebettet sind. Der Isolierblock 28 ist mit der Gehäusewand durch ein Bindemittel 29 in der in Abb. 2 angedeuteten Weise verbunden. Zur Befestigung der Schirme an diesen Stellen sind Schrauben 37 vorgesehen. Besonders wichtig ist es, daß die Schirme schräg zu den in radialer Richtung von dem zwischen den Kontakten 6 und 7 gezogenen Lichtbogen ausgeschleuderten Teilchen angeordnet sind, so daß sie feine Teilchen, wie Gasmoleküle und Elektronen, auffangen und so die Umgebung des Lichtbogens sofort nach seiner Bildung entionisieren. Die Schirme fangen die elektrischen Teilchen auf, bevor sie die zu einer Ionisierung genügende Geschwindigkeit erreicht haben, so daß der Vakuumraum praktisch vollkommen entionisiert bleibt.

Die Schirme 26 können aus Isoliermaterial oder aus Metall bestehen oder mit einem Überzug, wie etwa Aluminium, das eine große Affinität zu den jeweils in dem Vakuumgefäß auftretenden Gasen aufweist, versehen sein.

Namentlich bei Aufrechterhaltung eines hohen Vakuums und einer guten Entionisierung des die Kathode umgebenden Raumes kann bei dem neuen Schalter der Lichtbogen leicht gelöscht werden, wenn die Spannung den Nullwert erreicht. Nach dem Erlöschen des Lichtbogens verhindert das in dem Gefäß vorhandene hohe \^rakuum seine Wiederbildung, obwohl der Abstand zwischen den Kontakten 6 und 7 nur verhältnismäßig klein ist. Es wird daher bei dem neuen Vakuumschalter beträchtlich an Raum gespart. Zwischen dem Vakuumgefäß 5 und der Vakuumleitung kann ein Ventil 32 liegen.

Zur Aufrechterhaltung des Hochvakuums dient eine Vorrichtung, durch die die in dem Vakuumgefäß auftretenden Restgase unschädlich gemacht werden. Und zwar ist ein Getter 33 vorgesehen mit Elektroden 34 aus Calcium oder ähnlichem - Material. Die Getterelektroden 34 werden über einen Transformator 35 auf konstanter Spannung gehalten. Der Abstand der Enden der Elektroden 34 ist so bemessen, daß zwischen ihnen ein Hilfslichtbogen entsteht, sobald der Druck innerhalb des Vakuumgefäßes einen gewissen Wert erreicht. Durch den I-Iilfslichtbogen werden die Elektroden 34 aktiviert, so daß sie in dem Vakuumgefäß auftretende Gase absorbieren können. Sobald der Druck in dem Vakuumgefäß auf einen gewissen Wert herabgebracht ist, erlischt der Bogen zwischen den Elektroden 34 selbsttätig.

Wie bereits erwähnt, ist es bei dem neuen Schalter von besonderem Vorteil, daß der Abstand der konischen Schirme von den Kontaktstellen kleiner ist als der mittlere freie Weg eines Elektrons. Unter dem freien Weg eines Elektrons wird der gesamte gradlinige Weg der von der Kontaktstelle radial abgestoßenen Elektronen \:erstanden. Bekanntlich S5 sind diese gradlinigen Wege der Elektronen je nach den Verhältnissen, die die Elektronen auf ihrem Wege antreffen, verschieden lang. Das arithmetische Mittel dieser Weglängen wird in vorliegendem Fall unter mittlerer freier Weglänge eines Elektrons verstanden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vakuumschalter, dessen Kontakte im mittleren Teil, namentlich in der Hauptachse, einer Lichtbogenkammer liegen, deren Wände, vornehmlich der den beweglichen Kontakt tragende Boden, elastisch ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenkammer senkrecht zur Schalterachse flach verbreitert und im Wege der von dem Lichtbogen ausgestoßenen elektrischen Teilchen durch vorzugsweise konische Schirme unterteilt ist.

2. Vakuumschalter nach Anspruch-i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der konischen Schirme von den Kontaktstellen kleiner ist.als der mittlere freie Weg eines Elektrons.

3. Vakuumschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirme aus Isoliermaterial oder aus Metall bestehen oder mit einem leitenden Überzug, wie etwa Aluminium, versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen