DE60223766T2 - Kontaktanordnung für einen Vakuumschalter und Vakuumschalter mit einer solchen Kontaktanordnung - Google Patents

Kontaktanordnung für einen Vakuumschalter und Vakuumschalter mit einer solchen Kontaktanordnung Download PDF

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    • 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
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    • H01H33/664Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
    • H01H33/6642Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having cup-shaped contacts, the cylindrical wall of which being provided with inclined slits to form a coil

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktanordnung für eine Vakuumunterbrechungseinrichtung (oder einen so genannten Vakuumschalter) gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, die z. B. aus DE 3 724 813 A bekannt ist.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Zur Verbesserung des Schaltvermögens (oder der Unterbrechungsleistung) einer solchen Art der oben beschriebenen Vakuumunterbrechungseinrichtung ist es erforderlich, einen Lichtbogen mit einer gesamten Oberfläche jedes Kontakts ohne eine Konzentration des Lichtbogens zu erreichen, die sich an einem einzelnen Abschnitt jeder Kontaktelektrode in einem Spalt zwischen den beiden Kontakten während einer Leistungsunterbrechung entwickelt.
  • Ein System zur Anwendung eines längs laufenden Magnetfelds (d. h. eine Technik zum Schaffen von Windungselektroden, um ein Magnetfeld in einer axialen Richtung parallel zu einer Achse des Lichtbogens anzuwenden, der während einer Unterbrechung zwischen einem Paar von Kontaktelektroden erzeugt wird) wurde bei einer derartigen Vakuumunterbrechungseinrichtung, die oben beschrieben wurde, angewendet.
  • Der erzeugte Lichtbogen ist von dem Magnetfeld umgeben, wenn das längs laufende Magnetfeld über die Kontaktelektroden angelegt wird. Ein Verlust von Ladungspartikeln aus einer Lichtbogensäule wird verringert, der Lichtbogen wird stabil, ein Temperaturanstieg in den Kontaktelektroden wird unterdrückt und das Schaltvermögen wird verbessert.
  • Eine zweite (geprüfte) Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. Heisei 3-59531 , die am 10. September 1991 veröffentlicht wurde (und einem US-Patent Nr. 4,620,074 entspricht, das am 28. Oktober 1986 erteilt wurde) veranschaulicht einen früher vorgeschlagenen Vakuumschalter, bei dem das System zur Anwendung eines längs laufenden Magnetfelds angewendet wurde. In der oben beschriebenen zweiten Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung ist ein hohler zylinderförmiger Kontaktträger zum Unterstützen einer Kontaktplatte mit einer becherförmigen Vertiefung für jede Kontaktelektrode aus einem Paar von Kontaktelektroden des Bechertyps vorgesehen, wobei die Kontaktelektroden koaxial einander gegenüberliegend angeordnet sind und jeder Kontaktträger mehrere Rillen (die auch als mehrere Schlitze bezeichnet werden) aufweist, die im selben Sinn in Bezug auf eine Längsachse jeder Kontaktelektrode geneigt sind. Dabei sind die becherförmige Vertiefung, die Anzahl von Rillen und ein Azimutwinkel jeder der Rillen vorgeschrieben.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Wenn jedoch bei dem früher vorgeschlagenen Vakuumschalter, der in der oben beschriebenen zweiten Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung offenbart wurde, die Lichtbögen, die zwischen den Kontaktelektroden entstanden sind, infolge einer unzureichenden Magnetflussdichte zwischen den Kontaktelektroden instabil werden, können die Kontaktelektroden im ungünstigsten Fall die Leistung nicht unterbrechen. Wenn außerdem der Azimutwinkel von jedem der Schlitze, die an dem Kontaktträger ausgebildet sind, beträchtlich vergrößert wird, wird die mechanische Festigkeit jeder Kontaktelektrode selbst unzureichend. Wenn dann jede Kontaktelektrode infolge einer Betätigungskraft zum Öffnen (Trennen) oder Schließen (Verbinden) jeder Kontaktelektrode verformt wird, könnten sich dadurch eine Charakteristik der Spannungsfestigkeit und eine Charakteristik der Leistungsunterbrechung verschlechtern.
  • Das heißt somit, dass eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, eine Kontaktanordnung für eine Vakuumunterbrechungseinrichtung und eine Vakuumunterbrechungseinrichtung unter Verwendung der Kontaktanordnung zu schaffen, bei denen das System zur Anwendung eines längs laufenden Magnetfelds angewendet wird, und die in Bezug auf die Charakteristik der Spannungsfestigkeit und die Charakteristik der Leistungsunterbrechung vorteilhaft sind, selbst wenn der Durchmesser aller Kontaktelektroden und der Trennabstand zwischen ihnen vergrößert werden.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kontaktanordnung für eine Vakuumunterbrechungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder eine Vakuumunterbrechungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
  • Die Unteransprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen gerichtet.
  • Diese Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale, so dass die Erfindung auch eine Teilkombination dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Seitenansicht einer Kontaktanordnung, die für eine Kontaktelektrode aus einem Paar von Kontaktelektroden einer Vakuumunterbrechungseinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 2 ist eine Draufsicht der Kontaktanordnung, die für die eine Kontaktelektrode aus dem Paar von Kontaktelektroden der in 1 gezeigten Vakuumunterbrechungseinrichtung verwendet wird.
  • 3 ist eine erläuternde Ansicht von Azimutwinkeln an Schlitzen, die an der einen Kontaktelektrode aus dem Paar von Kontaktelektroden der in 1 gezeigten Vakuumunterbrechungseinrichtung ausgebildet sind.
  • 4 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Paars von Kontaktelektroden, wenn eine Kontaktelektrode aus dem Paar von Kontaktelektroden der anderen Kontaktelektrode aus dem Paar von Kontaktelektroden der in 1 gezeigten Vakuumunterbrechungseinrichtung gegenüberliegt.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht des Paars von Kontaktelektroden unter Verwendung der Kontaktanordnung, wobei die Kontaktelektroden einander gegenüberliegen, wie in 4 gezeigt ist.
  • 6 ist eine Ansicht der ungefähren Konfiguration der Vakuumunterbrechungseinrichtung, bei der die in 1 gezeigte Kontaktanordnung verwendet wurde.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden erfolgt eine Bezugnahme auf die Zeichnungen, um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen.
  • 1 zeigt eine Seitenansicht eines Kontakts aus einem Paar von Kontakten (eine Kontaktanordnung), das als ein Paar von Kontaktelektroden einer Vakuumunterbrechungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll. 2 zeigt eine Draufsicht der entsprechenden Kontaktelektroden, die in 1 gezeigt sind. 3 zeigt Azimutwinkel β und γ bei einer Kontaktelektrode aus dem Paar von Kontaktelektroden, das in 2 gezeigt ist. 4 und 5 zeigen das Paar von Kontaktelektroden, die sich einander gegenüberliegen. Eine Kontaktplatte 2 ist an eine Endfläche 1a eines hohlen zylinderförmigen Kontraktträgers 1 gelötet. Eine Kontaktendplatte 3, mit der ein Leitungsstab (oder auch als Elektrodenstab bezeichnet) verbunden werden soll, ist an die andere Endfläche 1b des Kontaktträgers 1 gelötet. In dieser Ausführungsform ist ein ringförmiger Einsetzabschnitt 3b an einer Oberfläche 3a der Kontaktendplatte 3 gebildet. Dieser ringförmige Einsetzabschnitt 3b ist in eine Innenseite des hohlen zylinderförmigen Kontaktträgers 1 eingesetzt und daran angelötet. Ein Ende eines zylinderförmigen Verstärkungskörpers 4 ist in eine Innenfläche des hohlen zylinderförmigen Kontaktträgers 1 eingesetzt und daran angelötet. Die Kontaktplatte 2, die an der Endfläche 1a des Kontaktträgers 1 befestigt ist, ist mit der Endfläche des Verstärkungskörpers 4 in Kontakt und daran angelötet. Der zylinderförmige Verstärkungskör per 4 dient im Einzelnen dem Verstärken der Kontaktplatte 2 und des Kontaktträgers 1, um eine Verformung dieser Elemente zu verhindern. Es wird angemerkt, dass sich jeder erste und zweite Schlitz 5 und 6 von einer Außenfläche des Kontaktträgers 1 zu einer Innenfläche des Kontaktträgers 1 erstreckt. Es wird außerdem angemerkt, dass jede Kontaktelektrode als ein becherförmiger Kontakt bezeichnet wird, da der hohle zylinderförmige Kontaktträger 1 und die Kontaktendplatte 3 kombiniert werden, um einen so genannten Becher zu bilden.
  • Ein Durchmesser D des Kontaktträgers 1 ist gemäß einem Unterbrechungsstrom und einer Unterbrechungsspannung so gewählt, dass er einen Wert in einem Bereich von 60 mm ≤ D ≤ 200 mm hat. Dieser Wertebereich beruht auf einem Ergebnis einer Prüfung des Unterbrechungsstroms. Eine Länge (Bechertiefe) L des Kontaktträgers 1 ist auf einen Wert in einem Bereich von 0,2 D mm ≤ L ≤ D mm gesetzt. Dieser Wert ist in Übereinstimmung mit einem Neigungswinkel α und einem Azimutwinkel β festgelegt, wie später beschrieben wird. Außerdem ist eine Wanddicke W des Kontaktträgers 1 auf einen Wert in einem Bereich von 6 mm ≤ W ≤ 12 mm gesetzt. Dies ist ein Bereich, der festgelegt wurde, wobei eine mechanische Festigkeit des Kontaktträgers usw. berücksichtigt wurde.
  • Die Wanddicke W des Kontaktträgers 1 ist über eine gesamte Länge (siehe 1) gleichförmig. In Bezug auf die Verstärkung kann jedoch eine Änderung des Dickenwerts in einem Bereich von 6 mm ≤ W ≤ 12 mm festgelegt werden.
  • Der erste Schlitz 5 und der zweite Schlitz 6, wovon jeder um einen Neigungswinkel (Kippwinkel) α in Bezug auf eine axiale Linie (axiale Richtung) des Kontaktträgers 1 geneigt ist, sind über die gesamte Umfangsfläche des Kontaktträgers 1 ausgebildet. Mit anderen Worten, jeder erste Schlitz 5 öffnet sich an einer Endfläche 1a des Kontaktträgers 1. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 5a einen Öffnungsabschnitt. Jeder zweite Schlitz 6 ist von der anderen Endfläche 1b des Kontaktträgers 1 zu einer vorgegebenen Stelle in der Mitte (ein Mittelpunkt) über die axiale Richtung des Kontaktträgers 1 ausgebildet. Jeder zweite Schlitz 6 öffnet sich an der anderen Endfläche 1b des Kontaktträgers 1. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 6a einen Öffnungsabschnitt. Der Azimutwinkel β, der ein Öffnungswinkel in Bezug auf einen Mittelpunkt 0 des Kontaktträgers 1 ist, jedes bogenförmigen Schlitzes 5, 6 ist konstant. Ein Abschnitt des Kontaktträgers 1, der sandwichartig zwischen diesen Schlitzen 5 und 6 angeordnet ist, schafft einen Windungsabschnitt. Mit anderen Worten, diese Windungsabschnitte werden gebildet, d. h. ein erster Windungsabschnitt 7a ist zwischen zueinander benachbarten ersten Schlitzen 5 gebildet, ein zweiter Windungsabschnitt 7b ist zwischen dem ersten Schlitz 5 und dem zweiten Schlitz 6 gebildet, ein dritter Windungsabschnitt 7c ist zwischen zueinander benachbarten zweiten Schlitzen 6 gebildet. Eine Gasamtzahl der ersten und zweiten Schlitze ist auf einen Wert in einem Bereich von 0,1 D/mm ≤ S ≤ 0,2 D/mm eingestellt. Dadurch ist die Anzahl der ersten und zweiten Schlitze 5 und 6 die Hälfte von S. Der Neigungswinkel α von jedem der ersten und zweiten Schlitze 5 und 6 ist auf einen Wert im Bereich von 60° ≤ α ≤ 80° gesetzt. Dieser Bereich ist festgelegt, wobei eine mechanische Festigkeit des Kontaktträgers 1 und eine Verringerung des Widerstands berücksichtigt sind. Das heißt, um die mechanische Festigkeit sicherzustellen und den Widerstand zu verringern, kann eine Distanz x (siehe 1) in einer vertikalen Richtung zwischen zueinander benachbarten Schlitzen 5, zwischen einem ersten und einem zweiten Schlitz 5 und 6 und zwischen zueinander benachbarten Schlitzen 6 ungefähr 7 bis 18 mm betragen. Dabei ist der Neigungswinkel α in Übereinstimmung mit dem Durchmesser D des Kontaktträgers 1 und der Anzahl von Schlitzen S auf einen Wert im Bereich von 60° ≤ α ≤ 80° gesetzt.
  • Der Azimutwinkel β jedes Schlitzes 5 und 6 ist auf einen Wert im Bereich von (540/s)° ≤ β ≤ (1440/s)° gesetzt. Ein Grund für die Festlegung des unteren Grenzwertes mit (540/S)° besteht darin, dass eine Länge jedes Windungsabschnitts auf 1,5 Windungen gesetzt ist. Wenn der Azimutwinkel β unter diesem unteren Grenzwert liegt, wird ein Magnetfluss jedes Windungsabschnitts unzureichend. Ein Grund dafür, dass ein oberer Grenzwert des oben beschriebenen Bereichs auf (1440/S)° gesetzt ist, besteht darin, dass eine Länge jedes Windungsabschnitts 4 Windungen beträgt. Wenn der Azimutwinkel β größer als der oben beschriebene obere Grenzwert ist, wird der Widerstand übermäßig groß und es treten Probleme infolge einer daran vorhandenen übermäßig großen Wärme auf. Außerdem verringert sich die mechanische Festigkeit des Kontaktträgers 1.
  • Jeder der ersten Schlitze 5 ist in einem untereinander gleichen Distanzintervall zu einem benachbarten der ersten Schlitzes 5 angeordnet. Jeder der zweiten Schlitze 6 ist in einem untereinander gleichen Distanzintervall zu einem benachbarten der zweiten Schlitzes 6 angeordnet. Ein vorgegebenes Intervall des Winkelabstands γ (auch als Azimutwinkel bezeichnet, siehe 3) ist in einer Umfangsrichtung des Kontaktträgers 1 zwischen jedem der ersten Schlitze 5 und einem benachbarten der zweiten Schlitze 6 vorgesehen. Dieser Azimutwinkel γ ist auf einen Wert im Bereich von (120/S)° ≤ γ ≤ (600/S)° gesetzt. Dieser Bereich ist in Bezug auf die mechanische Festigkeit im Kontaktträger 1 festgelegt.
  • Da alle Schlitze 5 und 6 verkürzt sind und das vorgegebene Distanzintervall (Azimutwinkel) 7 zwischen jedem der ersten Schlitze 5 und einem gegenüberliegenden der zweiten Schlitze 6 ausgebildet ist, ist ein nicht hohler Säulenabschnitt 1c (siehe 1) zwischen jedem der ersten Schlitze 5 und einem gegenüberliegenden der zweiten Schlitze 6 gebildet. Dieser Säulenabschnitt 1c dient dazu, die Festigkeit in der axialen Richtung des Kontaktträgers 1 aufrechtzuerhalten. Mit anderen Worten, obwohl die Festigkeit in der axialen Richtung des Kontaktträgers 1 infolge des Schaffung der Schlitze in der Umfangsrichtung gering wird, dient die Schaffung des Säulenabschnitts 1c zwischen jedem der ersten Schlitze 5 und der zweiten Schlitze 6 dazu, die Festigkeit in der axialen Richtung des Kontaktträgers 1 aufrechtzuerhalten.
  • Es wird angemerkt, dass vorgegebene kurze Bereiche von jedem der ersten Schlitze 5 und der zweiten Schlitze 6 in der axialen Richtung des Kontaktträgers 1 sich gegenseitig geringfügig überlappen. Jeder der Endabschnitte der zweiten Schlitze 6 kann geringfügig (oder oberflächlich) in einen Raum des Kontaktträgers 1 zwischen zueinander benachbarten zwei Schlitzen der ersten Schlitze 5 ragen (wie typischerweise in 1 und 4 gezeigt ist). Geradlinig ausgebildete (dritte) Schlitze 8 sind an der Kontaktplatte 2 ausgebildet, wie in 2 gezeigt ist. Die Anzahl der geradlinig ausgebildeten Schlitze 8 ist gleich jener der ersten Schlitze 5. Eine verlängerte Linie, die durch jeden der geradlinig ausgebildeten Schlitze 8 verläuft, weicht von der Mitte 0 der Kontaktplatte 2 in der Weise ab, dass die geradlinig ausgebildeten Schlitze 8 spiralförmig ausgebildet sind, wie in 2 zu sehen ist.
  • Die Kontaktplatte 2 ist an dem Kontaktträger 1 in einer solchen Weise befestigt, dass Enden 8a der geradlinig ausgebildeten Schlitze 8, die an der Umfangsflächenseite der Kontaktplatte 2 angeordnet sind, mit entspre chenden Öffnungsabschnitten 5a der ersten Schlitze 5 übereinstimmen. Das heißt, die Kontaktplatte 2 ist so gebildet, dass jeder Schlitz 8 mit einem entsprechenden der ersten Schlitze 5 verbunden ist.
  • Es wird außerdem angemerkt, dass in der oben beschriebenen Ausführungsform die Kontaktendplatte 3 mit der anderen Endseite des Kontaktträgers 1 verbunden ist. Ein Abschnitt, der der Kontaktendplatte 3 entspricht, kann jedoch einteilig in einer Becherform ausgebildet sein. In diesem Fall sind die zweiten Schlitze 6 mit einer Position, die einer inneren Bodenfläche des Kontaktträgers als eine Referenzposition entspricht, gebildet. Es wird angemerkt, dass eine Tiefe (Bechertiefe) eines becherförmig geformten integrierten Artikels einer Länge L des Kontaktträgers 1 entspricht.
  • 6 zeigt eine ungefähre Konfiguration einer Vakuumunterbrechungseinrichtung, die unter Verwendung der oben beschriebenen Kontaktanordnung aufgebaut ist.
  • Zwei Kontakte 11 und 12 der Vakuumunterbrechungseinrichtung, die in den 1 bis 3 gezeigt sind, sind in derselben Achse gegenüberliegend, wobei ein vorgegebener Spalt (Zwischenkontaktabstand) G vorgesehen ist, wie in den 4 und 5 gezeigt ist, und sind in ein Vakuumgefäß 13 eingesetzt, um eine Vakuumunterbrechungseinrichtung 10 zu bilden. Der Zwischenkontaktabstand G ist in einem Bereich von 15 mm ≤ G ≤ 100 mm gesetzt, der in Übereinstimmung mit einer Spannungsklasse, die über die Vakuumunterbrechungseinrichtung 10 angelegt werden soll, empirisch festgelegt ist. Das Vakuumgefäß 13 ist in der folgenden Weise aufgebaut: Beide Enden einer isolierenden Hülle 14, die aus einer Keramik oder Glas hergestellt ist, werden mit Endplatten 15 und 16, die jeweils aus einem Metall hergestellt sind, verschlossen und ein Innenraum der isolierenden Hülle 14 wird zu einem Zustand mit großem Unterdruck evakuiert. Ein Kontakt 11 ist als ein feststehender Elektrodenstab 17 befestigt, der durch eine Endplatte 15 des Vakuumgefäßes 13 befestigt ist. Der andere Kontakt 12 ist als eine bewegliche Elektrode an einer Spitze eines beweglichen Elektrodenstabs 19 befestigt, der auf einem Faltenbalg 18 beweglich angeordnet ist. Eine Abschirmplatte 20 ist um die Kontakte 11 und 12 angeordnet. In der oben beschriebenen Vakuumunterbrechungseinrichtung 10 wird ein Lichtbogen zwischen beiden Kontakten 11 und 12, die Elektroden sind, während einer Unterbrechung des Stroms gebildet. Andererseits wird bewirkt, dass ein Lichtbogenstrom von der Kontaktplatte 2 in den ersten Windungsabschnitt 7a zwischen jedem ersten Schlitz 5 des Kontaktträgers 1 und in den zweiten Windungsabschnitt 7b zwischen jedem ersten Schlitz 5 und einem benachbarten der zweiten Schlitze 6 sowie in einen dritten Windungsabschnitt 7c zwischen jedem zweiten Schlitz 6 fließt. Der Stromfluss durch alle Windungsabschnitte 7a, 7b und 7c bewirkt, dass ein längs laufendes Magnetfeld aufgebaut wird. Da die Wege der Lichtbogenströme vielfältig und lang sind, wird im Vergleich zu einem Fall, bei dem lediglich erste Schlitze 5 ausgebildet sind, ein doppeltes Magnetfeld aufgebaut. Dadurch können die Lichtbögen stabilisiert werden. Eine vorteilhafte Unterbrechungsleistung kann erreicht werden. Es wird angemerkt, dass der Strom kein Fluss ist, der in 1 durch eine durchgehende Linie bezeichnet ist, sondern ein Fluss auf einem Umleitungsfluss ist, der in 1 durch eine gepunktete Linie gezeigt ist.
  • Im Folgenden wird eine Vakuumunterbrechungseinrichtung 10, die die oben beschriebene Kontaktanordnung verwendet, beschrieben.
  • Die Vakuumunterbrechungseinrichtung 10 wurde hergestellt, wobei die Abmessungen aller Teile der Kontakte 11 und 12 nachfolgend beschrieben sind. Außendurchmesser D des Kontaktträgers 1 = 80 m. Länge des Kon taktträgers 1 = 27 mm. Anzahl der Schlitze S = 12 (auf einer Seite 6). Neigungswinkel α aller Schlitze 5 und 6 = 70°. Azimutwinkel g zwischen jedem Schlitz 5 und 6 = 30°. Wanddicke W des Kontaktträgers 1 = 8,5 mm.
  • Die Magnetflussdichte, die an einem Mittelabschnitt der Vakuumunterbrechungseinrichtung entwickelt wurde, wenn ein Paar von Kontakten 11 und 12 mit einer Distanz (Zwischenkontaktdistanz G) auf der gleichen Achse der Kontakte 11 und 12 einander gegenüberliegen, beträgt 3,8 μT/A.
  • Gemäß der Ausführungsform dieser Vakuumunterbrechungseinrichtung wurden ein Nennunterbrechungsstrom von 31,5 kA und eine Nennspannung von 72 kV erreicht.
  • Als eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vakuumunterbrechungseinrichtung unter Verwendung der Kontaktelektrode gemäß der vorliegenden Erfindung wurde die Vakuumunterbrechungseinrichtung mit den folgenden Abmessungen hergestellt: Außendurchmesser D des Kontaktträgers 1 = 90 mm. Länge L des Kontaktträgers 1 = 37 mm. Anzahl der Schlitze S = 12 (die Anzahl der Schlitze jedes Kontakts ist halbiert, d. h. 6). Azimutwinkel γ jedes Schlitzes α = 75°. Azimutwinkel β jedes Schlitzes = 13°. Wanddicke W des Kontaktträgers 1 = 8,5 mm.
  • Gemäß der Ausführungsform dieser Vakuumunterbrechungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Magnetflussdichte, die an einem Mittelabschnitt der Vakuumunterbrechungseinrichtung entwickelt wird, 30 μT/A. Gemäß dieser Vakuumunterbrechungseinrichtung wurde die Unterbrechungsleistung bei der Nennspannung 72 kV und dem Nennunterbrechungsstrom 40 kA erreicht.

Claims (8)

  1. Kontaktanordnung für eine Vakuumunterbrechungseinrichtung, umfassend: einen hohlen zylinderförmigen Kontaktträger (1), an dessen einer Endfläche (1a) eine Kontaktplatte (2) befestigt ist; mehrere erste Schlitze (5), die an dem Kontaktträger (1) von der einen Endfläche (1a) des Kontaktträgers (1) aus ausgebildet sind; und mehrere zweite Schlitze (6), die an dem Kontaktträger (1) ausgebildet sind, wobei jeder der ersten (5) und zweiten (6) Schlitze in Bezug auf die axiale Richtung des Kontaktträgers (1) geneigt ist, einen Windungsabschnitt (7a, 7b, 7c), der an einem Abschnitt des hohlen zylinderförmigen Kontaktträgers (1) zwischen jedem der ersten (5) und zweiten (6) Schlitze und einem benachbarten der ersten (5) und zweiten (6) Schlitze ausgebildet ist, und ein längs laufendes Magnetfeld, das entlang der axialen Richtung des Kontaktträgers (1) durch einen Strom ausgebildet wird, der an dem Windungsabschnitt (7a, 7b, 7c) fließt, dadurch gekennzeichnet, dass – jeder der ersten Schlitze (5) von der einen Endfläche (1a) des Kontaktträgers (1) zu einer jeweiligen ersten vorbestimmten Stelle einer Umfangslinie des Kontaktträgers (1) ausgebildet ist, wobei die Umfangslinie in der Mitte (1c) über eine axiale Richtung des Kontaktträgers (1) positioniert ist; und – jeder der zweiten Schlitze (6) von einer jeweiligen zweiten vorbestimmten Stelle der Umfangslinie, die in der Mitte über die axiale Richtung des Kontaktträgers (1) positioniert ist, zu der anderen Endfläche (1b) des Kontaktträgers (1) ausgebildet ist, wodurch, wenn angenommen wird, dass die Tiefe des Kontaktträgers (1) von der einen Endfläche (1a) des Kontaktträgers (1) zu der anderen Endfläche (1b) hiervon Eins ist, die Tiefe von der einen Endfläche (1a) des Kontaktträgers (1) zu den ersten vorbestimmten Stellen der Umfangslinie, die in der Mitte über die axiale Richtung des Kontaktträgers (1) positioniert ist, ungefähr gleich der Tiefe von den zweiten vorbestimmten Stellen der Umfangslinie, die in der Mitte über die axiale Richtung des Kontaktträgers (1) positioniert ist, zu der anderen Endfläche (1b) des Kontaktträgers (1) ist und ungefähr einhalb ist; und – der Windungsabschnitt umfasst: einen ersten Windungsabschnitt (7a), der an einem Abschnitt des Kontaktträgers (1) zwischen jedem der ersten Schlitze (5) und einem benachbarten der ersten Schlitze (5) ausgebildet ist; einen zweiten Windungsabschnitt (7b), der an einem Abschnitt des Kontaktträgers (1) zwischen jedem der ersten Schlitze (5) und einem benachbarten der zweiten Schlitze (6) ausgebildet ist; und einen dritten Windungsabschnitt (7c), der an einem Abschnitt des Kontaktträgers (1) zwischen jedem der zweiten Schlitze (6) und einem benachbarten der zweiten Schlitze (6) ausgebildet ist.
  2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, wobei sich jeder der zweiten Schlitze (6) an der anderen Endfläche (1b) des Kontaktträgers (1) erstreckt.
  3. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, wobei sich mehrere geradlinige dritte Schlitze (8), die jeweils mit einem entsprechenden der ersten Schlitze (5) an der einen Endfläche (1a) des Kontaktträgers (1) verbunden sind, spiralförmig an einer Fläche der Kontaktplatte (2) erstrecken.
  4. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, wobei, wenn ein Außendurchmesser D der Kontaktplatte (2) 60 mm ≤ D ≤ 200 mm beträgt, eine Länge L der Kontaktplatte (2) auf einen Wert in einem Bereich von 0,2 D mm ≤ L ≤ D mm gesetzt wird, die Anzahl der ersten (5) und zweiten (6) Schlitze S auf einem Wert in einem Bereich von 0,1 D/mm ≤ S ≤ 0,2 D/mm gesetzt wird, ein Neigungswinkel α jedes der ersten (5) und zweiten (6) Schlitze in Bezug auf die axiale Richtung des Kontaktträgers (1) auf einen Wert in einem Bereich von 60° ≤ α ≤ 80° gesetzt wird, ein Azimutwinkel β jedes der ersten (5) und zweiten (6) Schlitze auf einen Wert in einem Bereich von (540/S)° ≤ β ≤ (1440/S)° gesetzt wird, und ein Azimutwinkel γ zwischen jedem der ersten Schlitze (5) und einem benachbarten der zweiten Schlitze (6) auf einen Wert in einem Bereich von (120/S)° ≤ γ ≤ (600/S)° gesetzt wird.
  5. Kontaktanordnung nach Anspruch 4, wobei eine Wanddicke W des Kontaktträgers (1) in einem Bereich von 6 mm ≤ W ≤ 12 mm gesetzt wird.
  6. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, wobei sich die ersten (5) und zweiten (6) Schlitze zwischen einer Außenfläche des Trägers (1) und einer Innenfläche hiervon erstrecken, und entlang der Innenfläche des Kontaktträgers (1) ein hohler zylinderförmiger Verstärkungskörper (4) angebracht ist.
  7. Vakuumunterbrechungseinrichtung mit einem Paar von Kontaktelektroden (11, 12), die durch jeweilige Elektrodenstäbe (17, 19) auf der gleichen Achse in einer evakuierten Hülle auf eine Weise angeordnet sind, um sich zu verbinden oder zu trennen, wobei mindestens eine Kontaktelektrode (11, 12) als die Kontaktanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  8. Vakuumunterbrechungseinrichtung nach Anspruch 7, wobei eine Distanz G zwischen jeder des Paars von Kontaktelektroden (11, 12) auf einen Wert in einem Bereich von 15 mm ≤ G ≤ 100 mm gesetzt wird, wenn das Paar von Elektroden (11, 12) getrennt ist.
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