DE60308605T2

DE60308605T2 - Vakuumschalter

Info

Publication number: DE60308605T2
Application number: DE60308605T
Authority: DE
Inventors: Hitachi Yoshiki Sakamoto; Hitachi Kenji Tsuchiya; Hitachi Ltd. Satoru Kajiwara; Hitachi Masato Kobayashi; Hitachi Shuuichi Kikukawa; Hitachi Takuya Seino; Hitachi Daisuke Sugai
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2023-07-12
Also published as: CN1469404A; CN1252766C; EP1383148B1; DE60308605D1; JP2004055150A; KR20040010177A; EP1383148A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumschaltgerätekombination, die mit mehreren Schaltern in einem Vakuumbehälter versehen und zur Verwendung als Energieempfangs- und -verteilungseinrichtung in einem Stromversorgungssystem geeignet ist.
Eine Schaltgerätekombination ist als ein Element einer Energieempfangs- und -verteilungseinrichtung in einem Energieverteilungssystem vorgesehen. Die meisten herkömmlichen Schaltgerätekombinationen sind vom Luftisolationstyp gewesen. Seit einiger Zeit werden nach und nach auch Schaltgerätekombinationen vom Gasisolationstyp mit SF₆-Gas verwendet, um sie kleiner zu machen. Weil SF₆-Gas jedoch als umweltschädlich gilt, sind Schaltgerätekombinationen vom Vakuumisolationstyp vorgeschlagen worden, bei denen ein Vakuum als Isolationsmedium dient.
Die japanische Patent-Offenlegungsschrift 2000-268685 beschreibt zum Beispiel eine vakuumisolierte Schaltgerätekombination, die in einem Vakuumbehälter mehrere Paare von Hauptschaltereinrichtungen enthält, die jeweils eine stationäre Elektrode und eine gegenüberliegende bewegbare Elektrode aufweisen. Außerdem ist die Schaltgerätekombination dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbare Elektrode an einen Leiter auf der Busseite und die stationäre Elektrode an einen Leiter auf der Lastseite angeschlossen ist, dass jede Hauptschaltereinrichtung von einer Lichtbogenhülle umgeben ist und dass die Leiter in dem Bus jeweils mit flexiblen Leitern verbunden sind. Entsprechend der kürzeren Isolationslücke zwischen den Elektroden kann die vakuumisolierte Schaltgerätekombination kleiner ausgeführt werden als die gasisolierte Schaltgerätekombination.
EP-A-1 152 444 beschreibt ein Schaltgerät, das dazu ausgelegt ist, eine geringere Größe und geringere Kosten aufzuweisen. Der anliegende Anspruch 1 ist in Anbetracht dieses Dokuments in zweiteiliger Form abgefasst.
US-A-4 077 114, EP-B-0 682 351, US-A-3 969 598, US-A-5 222 651 und US-A-3 283 101 beschreiben weitere herkömmliche Schaltgerätekombinationen. In diesen Dokumenten ist der Vakuumbehälter aus isolierenden und metallischen Materialien hergestellt, so dass er nicht als Ganzes geerdet werden kann.
US-A-3 670 123 und EP-A-1 119 011 beziehen sich auf einen Vakuumschalter in einem geerdeten Vakuumbehälter. Ein weiteres Beispiel für diese Art von Schaltgerät ist in EP-A-1 020 970 beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Da jede Hauptschaltereinrichtung nach dem vorstehenden Stand der Technik mit einer Lichtbogenhülle umgeben ist, kann die Schaltgerätekombination durch die Lichtbogenhülle einen Metalldampf ausschließen, der erzeugt wird, wenn der Schalter durch einen Kurzschluss auslöst und die bewegbare Elektrode sich von der stationären Elektrode entfernt. Wenn jedoch ein Teil des Metalldampfes fliegt und durch eine Schirmungslücke auf die Wand des Vakuumbehälters trifft, fließt ein Strom von der Elektrode zu dem Erdungspunkt durch den Metalldampf und den Vakuumbehälter, wodurch ein Erdschluss entsteht.
Außerdem ist der Leiter auf der Lastseite an einen Elektrodenstab auf der Lastseite angeschlossen. Ein Teil des Elektrodenstabs steht aus dem Vakuumbehälter hervor und dieser Überstand ist mit einem zylinderförmigen Isolationsmaterial umgeben, dessen eines Ende an der Wand des Vakuumbehälters befestigt ist und dessen anderes Ende mit einem Dichtelement mit einer Vakuumlücke zwischen dem zylinderförmigen Isolationsmaterial und dem Elektrodenstab auf der Lastseite abgedichtet ist. Mit anderen Worten, eine Vakuum lücke ist zwischen dem zylinderförmigen Isolationsmaterial und dem Elektrodenstab auf der Lastseite vorgesehen, um die Feldkonzentration aufgrund eines Unterschieds in der Dielektrizitätskonstante zwischen dem Metall und dem Isolationsmaterial zu verringern.
Auch wenn eine Vakuumlücke zwischen dem zylinderförmigen Isolationsmaterial und dem Elektrodenstab auf der Lastseite vorgesehen, muss die Vakuumlücke jedoch vergrößert werden, um die Feldkonzentration zu verringern. Dies erhöht den Gesamtdurchmesser des Kabelkopfes einschließlich des Elektrodenstabs auf der Lastseite und des zylinderförmigen Isolationsmaterials sowie auch den Platzbedarf, verringert aber die Herstellbarkeit. Schlimmer noch, es entsteht ein Schlag, wenn der Schalter geschlossen wird, und die bewegbare Elektrode berührt die stationäre Elektrode.
Der Schlag pflanzt sich bis zu dem Dichtelement über den Elektrodenstab auf der Lastseite fort und wirkt mit Kräften auf das Dichtelement und das zylinderförmige Isolationsmaterial ein, um diese auseinander zu ziehen. Dies kann die Festigkeit der Verbindungsfläche zwischen dem zylinderförmigen Isolationsmaterial und dem Dichtelement verringern.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines sehr zuverlässigen Vakuumschaltgeräts mit einer geringeren Größe.
Das Ziel wird durch die Erfindung nach Anspruch 1 erreicht. Ein Verfahren zur Herstellung einer Vakuumschaltgerätekombination besteht aus den Schritten Aufteilen der Bestandteile der Vakuumschaltgerätekombination in Teile, Einteilen jedes dieser Teile in eine obere Teilegruppe, die auf einer oberen Platte angeordnet wird, und eine untere Teilegruppe, die auf einer unteren Platte angeordnet wird, Einteilen jeder Teilegruppe in isolierende Teile und nicht isolierende Teile, Ausfüllen der Räume zwischen nicht isolierenden Teilen mit einem Hartlötmaterial, Erwärmen dieser Teilegruppen auf eine bestimmte Temperatur, um sie mit dem Hartlötmaterial zu befestigen, Einbringen eines Hartlötmaterials in Räume zwischen den isolierenden Teilen und den hartzulötenden Teilen, Erwärmen dieser Teilegruppen auf eine Temperatur, die niedriger als die vorstehend gewählte Temperatur zum Befestigen der Teile mit dem Hartlötmaterial ist, Verschweißen der oberen Platte, auf der die oberen Teilegruppen befestigt sind, der unteren Platte, auf der die unteren Teilegruppen befestigt sind, und des Seitenplattenmaterials an ihren Stoßstellen in einem Inertgas und damit hermetisches Abdichten des Vakuumbehälters.
Weiter umfasst eine Vakuumschaltgerätekombination nach einem anderen Beispiel einen Vakuumbehälter, der mit oberen, unteren und seitlichen Platten (nachstehend auch als Plattenmaterialien bezeichnet) umgeben ist, mehrere Schalter mit bewegbaren Elektroden auf bewegbaren Elektrodenstäben und gegenüberliegenden stationären Elektroden auf stationären Elektrodenstäben in dem Vakuumbehälter, ein oder mehr Busleiter, die die bewegbaren oder stationären Elektrodenstäbe der Schalter verbinden, mehrere Betätigungsstäbe, die jeweils an die bewegbaren Elektrodenstäbe der Schalter angeschlossen sind und teilweise mit einer Betätigungseinrichtung außerhalb des Vakuumbehälters verbunden sind, mehrere lastseitige Stäbe, die jeweils an die stationären Elektrodenstäbe der Schalter angeschlossen sind und teilweise aus dem Vakuumbehälter hervorstehen, mehrere Isolationsdurchführungen, die innerhalb und außerhalb des Vakuumbehälters angebracht sind, um die einzelnen lastseitigen Stäbe zu umgeben, wobei jeder Schalter eine zylinderförmige Elektrodenhülle aufweist, die die bewegbaren und stationären Elektroden umgibt, um ein Streuen der Metalldämpfe von den bewegbaren und stationären Elektroden zu verhindern, und eine Isolierhülle, die die Elektrodenhülle umgibt. Das Herstellungsverfahren derselben besteht aus den Schritten Aufteilen der Bestandteile der Vakuumschaltgerätekombination in Teile, Einteilen jedes dieser Teile in eine obere Teilegruppe, die auf einem oberen Plattenmaterial angeordnet wird, und eine untere Teilegruppe, die auf einem unteren Plattenmaterial angeordnet wird, Ausfüllen der Räume zwischen nicht isolierenden Teilen in den Teilegruppen mit einem Hartlötmaterial, Erwärmen desselben und Abkühlen des geschmolzenen Hartlötmaterials, um sie mit dem Hartlötmaterial zu befestigen, Anbringen der unteren Teilegruppe auf dem unteren Plattenmaterial, Einbringen eines Hartlötmaterials in Räume zwischen den isolierenden Teilen und den hartzulötenden Teilen, Erwärmen dieser auf eine Temperatur, die niedriger als die vorstehend gewählte Temperatur ist, Abkühlen des geschmolzenen Hartlötmaterials, um die isolierenden Teile und die hartzulötenden Teile mit dem Hartlötmaterial zu befestigen, Ausrichten des oberen Plattenmaterials mit den oberen Teilegruppen gegenüber dem unteren Plattenmaterial mit den unteren Teilegruppen, Anbringen des Seitenplattenmaterials an dem oberen und dem unteren Plattenmaterial, Verschweißen des oberen Plattenmaterials und des Seitenplattenmaterials, Verschweißen des unteren Plattenmaterials und des Seitenplattenmaterials, Evakuieren der Luft aus dem Vakuumbehälter und hermetisches Abdichten des Vakuumbehälters.
Das Schaltgerät nach einem weiteren Beispiel kann aus Elementen wie nachstehend beschrieben hergestellt werden.

(1) Die Vakuumschaltgerätekombination umfasst einen Vakuumbehälter, der mit oberen, unteren und seitlichen Plattenmaterialien umgeben ist, mehrere Schalter mit bewegbaren Elektroden auf bewegbaren Elektrodenstäben und gegenüberliegenden stationären Elektroden auf stationären Elektrodenstäben in dem Vakuumbehälter, ein oder mehr Busleiter, die die bewegbaren oder stationären Elektrodenstäbe der Schalter verbinden, mehrere Betätigungsstäbe, die jeweils an die bewegbaren Elektrodenstäbe der Schalter angeschlossen sind und teilweise mit einer Betätigungseinrichtung außerhalb des Vakuumbehälters verbunden sind, mehrere lastseitige Stäbe, die jeweils an die stationären Elektrodenstäbe der Schalter angeschlossen sind und teilweise aus dem Vakuumbehälter hervorstehen, mehrere Isolationsdurchführungen, die innerhalb und außerhalb des Vakuumbehälters angebracht sind, um die einzelnen lastseitigen Stäbe zu umgeben, wobei jeder Schalter eine zylinderförmige Elektrodenhülle aufweist, die die bewegbaren und stationären Elektroden umgibt, um ein Streuen der Metalldämpfe von den bewegbaren und stationären Elektroden zu verhindern, und eine Isolierhülle, die die Elektrodenhülle umgibt, wobei der Busleiter an dem Vakuumbehälter befestigt ist und die bewegbaren Elektrodenstäbe der Schalter jeweils über ein flexibles Medium mit dem Busleiter verbunden sind.
(2) Die Vakuumschaltgerätekombination umfasst einen Vakuumbehälter, der mit oberen, unteren und seitlichen Plattenmaterialien umgeben ist, mehrere Schalter mit bewegbaren Elektroden auf bewegbaren Elektrodenstäben und gegenüberliegenden stationären Elektroden auf stationären Elektrodenstäben in dem Vakuumbehälter, ein oder mehr Busleiter, die die bewegbaren oder stationären Elektrodenstäbe der Schalter verbinden, mehrere Betätigungsstäbe, die jeweils an die bewegbaren Elektrodenstäbe der Schalter angeschlossen sind und teilweise mit einer Betätigungseinrichtung außerhalb des Vakuumbehälters verbunden sind, mehrere lastseitige Stäbe, die jeweils an die stationären Elektrodenstäbe der Schalter angeschlossen sind und teilweise aus dem Vakuumbehälter hervorstehen, mehrere Isolationsdurchführungen, die innerhalb und außerhalb des Vakuumbehälters angebracht sind, um die einzelnen lastseitigen Stäbe zu umgeben, wobei die Isolationsdurchführungen jeweils teilweise an der Innenwand des Vakuumbehälters befestigt sind.

Das vorstehende Verfahren zur Herstellung einer Schaltgerätekombination kann zusätzlich die nachstehenden Schritte umfassen.
Bilden einer elektrisch leitfähigen Schicht auf einer Oberfläche jeder der Isolationsdurchführungen, die dem entsprechenden lastseitigen Stab zugewandt ist.
Das vorstehend beschriebene Verfahren umfasst zwei Hartlötschritte bei verschiedenen Schmelztemperaturen nach dem Einteilen der Teilegruppen in eine isolierende Teilegruppe und eine nicht isolierenden Teilegruppe. Dies sorgt für ein stabiles Hartlöten der isolierenden und nicht isolierenden Teile und erhöht die Zuverlässigkeit der Schaltgerätekombination.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine frontale Schnittansicht des Hauptteils einer Vakuumschaltgerätekombination nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Draufsicht der Vakuumschaltgerätekombination in 1.
3 zeigt eine seitliche Schnittansicht des Hauptteils der Vakuumschaltgerätekombination in 1.
4 zeigt ein Schaltbild der Vakuumschaltgerätekombination in 1.
5a und 5b sind erläuternde Abbildungen für ein Verfahren zur Herstellung der Vakuumschaltgerätekombination. 5a zeigt eine Draufsicht des oberen Plattenmaterials mit oberen Teilegruppen darauf. 5b zeigt eine Seitenansicht des oberen Plattenmaterials 12 mit oberen Teilegruppen darauf.
6a und 6b sind erläuternde Abbildungen für ein Verfahren zur Herstellung der Vakuumschaltgerätekombination. 6a zeigt eine Draufsicht des unteren Plattenmaterials mit unteren Teilegruppen darauf. 6b zeigt eine Seitenansicht des unteren Plattenmaterials mit unteren Teilegruppen darauf.
7 ist eine erläuternde Abbildung für ein Verfahren zur Herstellung der Vakuumschaltgerätekombination. Diese Abbildung zeigt ein Verfahren zum Verschweißen der oberen, unteren und seitlichen Plattenmaterialien in einem Inertgas.
8 zeigt eine frontale Schnittansicht des Hauptteils einer fertigen Vakuumschaltgerätekombination nach der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt eine erläuternde schematische Ansicht nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
10 zeigt eine frontale Schnittansicht des Hauptteils einer Vakuumschaltgerätekombination mit drei Trennschaltern und drei Erdungsschaltern nach der Erfindung.
11 zeigt eine frontale Schnittansicht des Hauptteils einer Vakuumschaltgerätekombination mit zwei Trennschaltern und zwei Erdungsschaltern nach der Erfindung.
12 zeigt eine frontale Schnittansicht des Hauptteils einer Vakuumschaltgerätekombination mit einem Trennschalter und einem Erdungsschalter nach der Erfindung.
13a zeigt eine frontale Schnittansicht des Hauptteils einer Vakuumschaltgerätekombination mit Schaltern für drei Phasen. 13b zeigt eine seitliche Schnittansicht des Hauptteils einer Vakuumschaltgerätekombination mit Schaltern für drei Phasen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand der anliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine frontale Schnittansicht einer Vakuumschaltgerätekombination nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt eine Draufsicht der Vakuumschaltgerätekombination in 1. 3 zeigt eine Seitenansicht des Hauptteils der Vakuumschaltgerätekombination in 1. 4 zeigt ein Schaltbild der Vakuumschaltgerätekombination in 1. Bezug nehmend auf 1 bis 4 weist die Vakuumschaltgerätekombination einen Edelstahl-Vakuumbehälter als ein Element einer Energieempfangs- und -verteilungseinrichtung in einem Energieverteilungssystem auf. Der Vakuumbehälter 10 ist mit einem oberen Plattenmaterial 12, einem unteren Plattenmaterial 14 und einem Seitenplattenmaterial 16 versehen, die in einem Kör per an ihren Stoßkanten (Rändern) miteinander verschweißt sind.
Das gesamte Seitenmaterial ist gewellt, so dass der Vakuumbehälter dem Vakuumdruck auch dann standhalten kann, wenn die Plattenmaterialien dünner ausgeführt werden. Das gesamte Seitenmaterial ist zusammen mit der Energieempfangs- und -verteilungseinrichtung geerdet. Im Allgemeinen enthält eine Vakuumschaltgerätekombination Elemente für drei Phasen. Diese Ausführungsform enthält jedoch zwecks einfacherer Erklärung nur Elemente für eine einzelne Phase als ein Behälter für die Phasentrennung.
Das obere Plattenmaterial weist ein Abzugsrohr 18, einen Vakuummessgeräteanschluss 20 und Durchgangsbohrungen 22, 24, 26, 28 und 30 auf. Ein Erdungsbetätigungsstab 32 ist wechselseitig wirkend (auf- und abbeweglich) in die Durchgangsbohrung 22 eingesteckt. Die Schaltbetätigungsstäbe 34 und 36 sind wechselseitig wirkend (auf- und abbeweglich) in die Durchgangsbohrungen 24 bzw. 26 eingesteckt. Ein Rückführstützstab 38 ist wechselseitig wirkend (auf- und abbeweglich) in die Durchgangsbohrung 28 eingesteckt.
Ein Schaltbetätigungsstab 40 ist wechselseitig wirkend (auf- und abbeweglich) in die Durchgangsbohrung 30 eingesteckt. Gleichzeitig weist das untere Plattenmaterial Durchgangsbohrungen 42, 44 und 46 auf. Ein erster Kabelkopf 48 ist in die Durchgangsbohrung 42 eingesteckt. Ein zweiter Kabelkopf 50 ist in die Durchgangsbohrung 44 eingesteckt. Ein dritter Kabelkopf 52 ist in die Durchgangsbohrung 46 eingesteckt.
Der durch das Abzugsrohr 18 evakuierte Vakuumbehälter 10 enthält als Schalter die Erdungsschalter 54 und 56, die Trennschalter 58 und 60 und einen Unterbrecher 62. Der Vakuumbehälter 10 enthält außerdem aus Kupfer hergestellte Busleiter 64 und 66 zur Erdung (oder Erdsammelschienen), Kupfer-Busleiter 68, 70 und 72 für stromführende Schaltungen sowie Stützelemente 74, 76, 78, 80, 82, 84 und 86.
Ein Ende der Stützelemente 74, 76 bzw. 78 ist an dem oberen Plattenmaterial 12 und das andere Ende an dem Busleiter 68 befestigt, um den Busleiter 68 zu stützen. Ein Ende des Stützelements 80 ist an dem unteren Plattenmaterial 14 und das andere Ende an dem Busleiter 66 befestigt, um den Busleiter 66 zu stützen. Ein Ende der Stützelemente 82, 84 bzw. 86 ist an dem unteren Plattenmaterial 14 und das anderen Ende an dem Busleiter 70 befestigt, um den Busleiter 70 zu stützen.
Der Erdungsbetätigungsstab 32, der zum Öffnen und Schließen des Erdungsschalters 54 betätigt werden muss, umfasst einen säulenförmigen Erdungsanschluss 88, einen zylinderförmigen bewegbaren Stab 90 aus Luftkeramik, einen Balg 92, einen in etwa scheibenförmigen Fuß 94, flexible Leiter 96 und 98, einen Edelstahlverbindungsstab 100, einen Kupferverbindungsstab 102 und eine bewegbare Kupferelektrode 104.
Der Erdungsanschluss 88 ist mit einem Gewinde (106) versehen, und eine Erdungsbetätigungseinheit (in der Abbildung nicht gezeigt) ist an diesem Gewindeteil 106 befestigt, um den Erdungsanschluss 88 zu erden. Der Balg 92 ist an dem oberen Plattenmaterial 12 befestigt, und ein bewegbarer Stab 90 ist mit dem offenen Ende des Balgs verbunden. Der Fuß 94 ist an dem anderen Ende (axiales Ende) des bewegbaren Stabs 90 befestigt.
Insbesondere die Umgebung des Erdungsanschlusses ist mit dem Fuß 94, dem bewegbaren Stab 90 und dem Balg 92 hermetisch abgedichtet. Außerdem ist der bewegbare Stab 90 zusammen mit dem Fuß 94 an den flexiblen Leiter 96 angeschlossen, und der Fuß 94 ist an den Erdungsbusleiter 64 angeschlossen.
Der flexible Leiter 98 ist sowohl an den Erdungsbusleiter 64 als auch an den Verbindungsstab 102 angeschlossen. Der Verbindungsstab 100 ist in die Schaftmitte des Verbindungsstabs 102 eingesteckt. Der Verbindungsstab ist gleitend in die Durchgangsbohrungen 108a bis 108d eingesteckt, die durch den flexiblen Leiter 98, den Busleiter 64 und den flexiblen Leiter 96 hindurchgehen. Sein axiales Ende ist mit dem Erdungsanschluss 88 verbunden.
Im Einzelnen ist dieser Mechanismus so ausgelegt, dass die bewegbare Elektrode 104, wenn sich der Erdungsanschluss 88 wechselseitig (auf und ab) bewegt, die stationäre Elektrode 110 berühren kann, die mit dem Busleiter 100 verbunden ist, und sich von der stationären Elektrode 110 entfernen kann. In diesem Fall sind die flexiblen Leiter 96 und 98 so beschaffen, dass sie sich entsprechend der wechselseitigen Bewegung des Erdungsanschlusses 88 biegen.
Der Betätigungsstab (in der Abbildung teilweise gezeigt) zur Betätigung des Erdungsschalters 56 ähnelt im Aufbau dem Betätigungsstab 32 und arbeitet so, dass die bewegbare Elektrode die stationäre Elektrode berührt, die mit dem Busleiter 70 verbunden ist.
Die Stützelemente 80, 82, 84 bzw. 86 umfassen Kupfer-Stützfüße 112 und 114 und einen säulenförmigen Keramik-Isolationsstab 116. Beide Enden des Isolationsstabs 116 werden von den Stützfüßen 112 und 114 gestützt. Der Stützfuß 112 des Stützelements 80 ist mit dem Busleiter 66 verbunden. Die Stützfüße 112 der Stützelemente 82, 84 bzw. 86 sind jeweils mit dem Busleiter 70 verbunden. In gleicher Weise sind die Stützfüße 114 der Stützelemente 80, 82, 84 bzw. 86 jeweils mit dem unteren Plattenmaterial 14 verbunden.
Der erste Kabelkopf 48 ist über den in etwa scheibenförmigen Fuß 118 mit einem Ende des Busleiters 66 verbunden. Auf dem Kabelkopf 48 des Stützfußes 118 sind einige Rillen 118a konzentrisch angeordnet. Der erste Kabelkopf umfasst einen säulenförmigen Kupferstab 120 (auf der Lastseite) und eine in etwa zylinderförmige Keramik-Isolationsdurchführung 122. Das axiale Ende des lastseitigen Stabs 120 ist mit einem Gewinde (124) versehen.
Ein Kabel, das ein Energieverteilungssystem bildet, ist an dieses Gewindeteil 124 angeschlossen, und die Isolierung des Kabels ist an den Außenumfang der Isolationsdurchführung 122 angeschlossen. Das axiale Ende des lastseitigen Stabs 120 und das axiale Ende der Isolationsdurchführung 122 sind jeweils mit dem Stützfuß 118 verbunden. Die Isolationsdurchführung weist einen abgestuften Teil und einen (im Durchmesser) kleineren abgestuften Teil 128 auf.
Ein Teil des lastseitigen Stabs 120 und ein Teil der Isolationsdurchführung 122 (die jeweils mit dem Stützfuß 122 verbunden sind) sind in dem Vakuumbehälter angeordnet, und ihre übrigen Teile ragen aus dem Vakuumbehälter 10 hervor. Ein Stützring 130 ist auf dem Außenumfang des abgestuften Teils 128 vorgesehen, wobei der Ring 130 in Kontakt mit dem abgestuften Teil 126 und dem unteren Plattenmaterial ist. Der Stützring 130 stützt das Unterteil des abgestuften Teils 126. Außerdem ist eine zylinderförmigen Edelstahlhülle 132 auf dem Außenumfang des Stützrings und des abgestuften Teils 126 vorgesehen.
Ein Kupferverbindungsstab 134 und ein Stützring 136 sind mit dem anderen Ende des Busleiters 66 verbunden. Ein Verbindungsstab 138 ist mit dem Verbindungsstab 136 verbunden. Das andere Ende des Verbindungsstabs 138 ist mit dem Busleiter 68 verbunden.
Die Stützelemente 74, 76 und 78, die mit dem Busleiter 68 verbunden sind, weisen jeweils einen säulenförmigen Stützstab 140, einen Kupfer-Stützfuß 142, einen Keramik-Isolationsstab 144 und einen Kupfer-Stützfuß 146 auf. Die Stützfüße 142 und 146 sind jeweils mit beiden axialen Enden des Isolationsstabs 144 verbunden. Der Stützstab 140 ist mit dem Stützfuß 142 verbunden, und das axiale Ende des Stützstabs 140 ist mit dem oberen Plattenmaterial 12 verbunden. Der Stützfuß 146 ist mit dem Busleiter 68 verbunden. Mit anderen Worten, die Stützelemente 74, 76 und 78 verbinden den Busleiter mit dem oberen Plattenmaterial 12, das von dem Isolationsstab 144 dazwischen gestützt wird.
Die Betätigungsstäbe 34, 36 und 40 zur Betätigung der Trennschalter 58 und 60 und des Unterbrechers 62 umfassen jeweils einen säulenförmigen bewegbaren Stab 148, einen Balg 150, einen Stützfuß 152, einen Keramik-Isolationsstab 154, einen Kupfer-Stützfuß 156 und einen in etwa säulenförmigen Edelstahl-Verbindungsstab 158. Das axiale Ende des bewegbaren Stabs 148 ist mit einem Gewinde (160) versehen.
Eine Betätigungseinrichtung wird an dieses Gewindeteil 160 angeschlossen. Ein in etwa scheibenförmiger Kupfer-Stützfuß 152 ist mit dem anderen axialen Ende des bewegbaren Stabs 148 verbunden, und der Balg 150 ist mit dem Außenumfang des Stützfußes 152 verbunden. Ein axiales Ende des Balgs 150 ist an dem oberen Plattenmaterial 12 befestigt.
Der bewegbare Stab 148 und der Stützfuß 152 sind wechselseitig wirkend (auf- und abbeweglich) auf dem Balg 150 abgestützt. Der Keramik-Isolationsstab 154 ist mit dem Stützfuß 152 verbunden, und der Kupfer-Stützfuß 152 ist mit einem axialen Ende des Isolationsstabs 154 verbunden. Der Verbindungsstab 158 ist wechselseitig wirkend (auf- und abbeweglich) in ein Stabeinsteckloch 160 auf dem Busleiter 68 oder in ein Stabeinsteckloch 162 auf dem Busleiter 72 und ein Stabeinsteckloch 166 auf dem flexiblen Leiter 164 der Trennschalter 58 und 60 und des Unterbrechers 62 eingesteckt. Ein axiales Ende des Verbindungsstabs ist mit den stationären Elektrodenstäben 168 und 170 der Trennschalter 58 und 60 und des Unterbrechers 62 verbunden.
Die Trennschalter 58 bzw. 60 umfassen einen flexiblen Leiter 164, eine zylinderförmige Edelstahlhülle 172 zur Vermeidung von Lichtbogenentladung, eine in etwa tellerförmige runde Edelstahlhülle 174, einen bewegbaren Kupferelektrodenstab 168, eine bewegbare Kupferelektrode 176, einen stationären Kupferelektrodenstab 180, eine in etwa zylinderförmige Edelstahl-Elektrodenhülle 182, eine in etwa zylinderförmige Keramik-Isolierhülle 184, die die gesamte Elektrodenhülle 182 umgibt, und eine in etwa säulenförmige Edelstahlhülle 188.
Die Hülle 188 des Trennschalters 58 ist mit dem stationären Elektrodenstab 180 und mit dem scheibenförmigen Verbindungsfuß 190 verbunden. Die Hülle 188 des Trennschalters 60 ist zusammen mit dem stationären Elektrodenstab 180 mit dem Busleiter 70 verbunden.
Das obere Ende der Hülle 172 ist mit dem Busleiter 68 verbunden, und das Unterteil ist am Innenumfang der Isolierhülle 184 angebracht. Ein Ende des flexiblen Leiters 164 ist mit dem Busleiter 68 verbunden, und das andere Ende ist mit dem bewegbaren Elektrodenstab 168 verbunden. Die Hülle 174 ist zwischen der Elektrodenhülle 182 und dem flexiblen Leiter 164 vorgesehen, um ein Streuen der Metalldämpfe von der bewegbaren Elektrode 176 und der stationären Elektrode 178 zu verhindern.
Die bewegbare Elektrode 176 ist mit einem axialen Ende des bewegbaren Elektrodenstabs 168 verbunden und dadurch abgestützt. Die stationäre Elektrode 178 ist mit einem axialen Ende des stationären Elektrodenstabs 180 verbunden und dadurch abgestützt. Die bewegbare Elektrode 176 und die stationäre Elektrode 178 sind von der Elektrodenhülle 182 umgeben, um ein Streuen der Metalldämpfe von den bewegbaren und stationären Elektroden zu verhindern.
Die Elektrodenhülle 182 weist einen Flansch 192 auf dem Außenumfang in ihrer axialen Mitte auf, der die Isolierhülle in zwei Hälften teilt (obere Isolierhülle 184 und untere Isolierhülle 186). Mit anderen Worten, die Isolierhüllen 184 und 186 sind relativ zu der bewegbaren Elektrode 176 und der stationären Elektrode 178 entlang deren Achsen vorgesehen. Diese Isolierhüllen 184 und 186 sind zusammen mit den Hüllen 172 und 188 vorgesehen, um den Außenumfang der Elektroden 176 und 178 zu umgeben, um zu verhindern, dass Teile der von den bewegbaren und stationären Elektroden ausgehenden Metalldämpfe durch Löcher in der Elektrodenhülle 182 in den Vakuumbehälter gelangen.
Weiter sind die Isolierhüllen 184 und 186 so beschaffen, dass sie einen Stromfluss durch die Isolierhüllen 184 und 186 verhindern, auch wenn die bewegbare Elektrode 176 von der stationären Elektrode 178 getrennt wird, um den Stromkreis zu öffnen, und dort eine Potenzialdifferenz zwischen den Elektroden erzeugt. Dies gewährleistet ein Öffnen des Stromkreises.
Außerdem ist der Unterbrecher 62 mit einer bewegbaren Elektrode 194 und einer stationären Elektrode 196 versehen, die gegenüber der bewegbaren Elektrode 194 angeordnet ist. Die bewegbare Elektrode 194 ist mit einem axialen Ende des bewegbaren Elektrodenstabs 170 verbunden und dadurch abgestützt. Die stationäre Elektrode 196 ist mit einem axialen Ende des stationären Elektrodenstabs 198 verbunden und dadurch abgestützt.
Eine Edelstahlhülle 200 neben der bewegbaren Elektrode ist mit dem bewegbaren Elektrodenstab 170 verbunden. Eine Edelstahlhülle 202 neben der stationären Elektrode 196 ist mit dem stationären Elektrodenstab 198 verbunden. Die bewegbare Elektrode 194 und die stationäre Elektrode 196 weisen jeweils eine Spiralnut auf der Oberfläche auf, um Lichtbogen auf die Nut einzugrenzen.
Der übrige Aufbau des Trennschalters 60 ist derselbe wie bei dem Trennschalter 58. Im Einzelnen ist die Hülle 172 mit dem Busleiter 72 verbunden, und die Hülle 188 ist zusammen mit dem stationären Elektrodenstab 198 mit dem Verbindungsfuß 190 verbunden. Der zweite Kabelkopf 50 bzw. der dritte Kabelkopf 52 sind vom Aufbau her identisch mit dem ersten Kabelkopf 48.
Weiter sind in dem Trennschalter Isolierhüllen 184 und 186 vorgesehen, die die Elektrodenhülle 182 umgeben, um einen Stromfluss durch die Isolierhüllen 184 und 186 zu verhindern, auch wenn die bewegbare Elektrode 194 von der stationären Elektrode 196 getrennt wird, um ein Auslösen zu bewirken, und dort eine Potenzialdifferenz zwischen den Elektroden erzeugt. Dies gewährleistet das Auslösen.
Weiter ist der Rückführstützstab 38 vorgesehen, um den Trennschalter 60 und den Unterbrecher 62 in Reihe zu ver binden. Dieser Stützstab 38 umfasst einen bewegbaren Stab 204, einen Balg 206, einen Kupfer-Stützfuß 208, einen Keramik-Isolationsstab 210, einen Kupfer-Stützfuß 212 und einen Edelstahlverbindungsstab 214. Der Stützfuß 208 ist mit einem axialen Ende des bewegbaren Stabs 204 verbunden.
Der Balg 206 ist mit dem Außenumfang des Stützfußes 208 verbunden. Ein axiales Ende des Balgs 206 ist an dem oberen Plattenmaterial 12 befestigt. Ein axiales Ende des Isolationsstabs 210 ist mit dem Stützfuß 208 verbunden, und der Stützfuß 212 ist mit dem anderen axialen Ende des Isolationsstabs 210 verbunden. Der Verbindungsstab 214 ist mit dem Stützfuß 212 verbunden.
Der Verbindungsstab 214 ist wechselseitig wirkend (auf- und abbeweglich) in ein Stabeinsteckloch 162 auf dem Busleiter 72 und ein Stabeinsteckloch 166 auf dem flexiblen Leiter 164 eingesteckt. Sein vorderes Ende ist mit dem Kupferverbindungsstab 216 verbunden. Ein axiales Ende des Verbindungsstabs 216 ist mit dem Stützfuß 218 verbunden, der mit dem Busleiter 70 verbunden ist.
Im Einzelnen sind die Busleiter 70 und 72 mit Hilfe des Stützfußes 218, des Verbindungsstabs 216 und des flexiblen Leiters 164 miteinander verbunden. In diesem Fall dienen der Stützfuß 218 und der Verbindungsstab 216 als ein Verbindungsleiter zum Rückführen. Der flexible Leiter 164 dient als ein flexibler Leiter zum Rückführen, und der Stützstab 38 dient als ein Stützstab zum Rückführen, um den Stützstab 216 und den Stützfuß 218 zum Busleiter 70 mit Energie zu beaufschlagen.
Der flexible Leiter 164 (96 oder 98) umfasst jeweils ein Paar stationärer Teile 164a und 164b und ein Paar gebogener Teile 164c und 164d. Das stationäre Teil 164a weist eine Durchgangsbohrung 166 auf, in die ein Stab eingesteckt ist, und ist mit dem Busleiter 68 oder 72 verbunden. Das stationäre Teil 164b ist mit dem bewegbaren Elektrodenstab 168 oder 170 verbunden. Die gebogenen Teile 164c und 164d bestehen jeweils aus zwei Streifen unterschiedlicher Metalle wie zum Beispiel Kupfer und Edelstahl.
Die gebogenen Teile 164c und 164d sind symmetrisch bezogen auf die Achsenmitte des bewegbaren Elektrodenstabs 168 oder 170 angeordnet. Ein Ende des gebogenen Teils ist mit dem stationären Teil 164a verbunden, und das andere Ende des gebogenen Teils ist mit dem stationären Teil 164b verbunden. Bei diesem Mechanismus verzweigt ein Strom aus dem Busleiter 68 oder 72 durch das stationäre Teil 164a in die gebogene Teile 164c und 164d.
Die verzweigten Ströme aus den gebogenen Teilen 164c und 164d fließen jeweils durch das stationäre Teil 164b zu dem bewegbaren Elektrodenstab 168 oder 170. In diesem Fall fließen Ströme an beiden Ende jedes gebogenen Teils (164c oder 164d) in umgekehrten Richtungen zueinander. Daher wirken die elektromagnetischen Kräfte, die durch die durch die gebogenen Teile 164c und 164d fließenden Ströme erzeugt werden, zusammen, um beide Enden der gebogenen Teile 164c und 164d zu trennen.
Als Ergebnis stärken diese elektromagnetischen Kräfte die Verbindung zwischen dem stationären Teil 164a und dem Busleiter 68 oder 72 und die Verbindung zwischen dem stationären Teil 164b und dem bewegbaren Elektrodenstab 168 oder 170. Diese elektromagnetischen Kräfte können auch die Kontaktkraft zwischen der bewegbaren Elektrode 176 und der stationären Elektrode 178 sowie die Kontaktkraft zwischen der bewegbaren Elektrode 194 und der stationären Elektrode 196 erhöhen.
Weiter wird bei dieser Ausführungsform eine elektrisch leitfähige Schicht auf der Innenwand der Isolationsdurchführung 122 der jeweiligen Kabelköpfe 48, 50 und 52 gebildet, das heißt auf der dem lastseitigen Stab 120 gegenüberliegenden Wand, und das elektrische Potenzial auf der Innenwand der Isolationsdurchführung 122 ist so hoch wie das des lastseitigen Stabs 120. Daher kann dies eine Isola tionslücke zwischen dem lastseitigen Stab 120 und der Isolationsdurchführung 122 verringern.
Im Einzelnen kann die Lücke, da die Innenwand der Isolationsdurchführung 122 und der lastseitige Stab 120 dasselbe elektrische Potenzial haben, gleich einem Unterschied zwischen der Wärmeausdehnung einer Keramikmaterials, aus dem die Isolationsdurchführung 122 hergestellt ist, und der eines Metalls sein, aus dem die Isolationsdurchführung 122 hergestellt ist, im Wesentlichen ein durch Hartlöten (bei 800 °C) verursachter Wärmeausdehnungsunterschied. Dies kann den Platzbedarf für die Kabelköpfe 48, 50 und 52 verringern und gleichzeitig die Herstellbarkeit der Vakuumschalterkombination verbessern.
Weil bei jedem der Kabelköpfe 48, 50 und 52 nach dieser Ausführungsform ein Teil in den Vakuumbehälter 10 eingesteckt ist und ihr abgestufter Teil 126 durch den Ring 130 abgestützt ist, nehmen der Ring 130 und das untere Plattenmaterial 14 anstelle der Kabelköpfe 48, 50 und 52 die Schläge auf, wenn die bewegbare Elektrode 176 oder 194 gegen die stationäre Elektrode 178 oder 196 gedrückt wird, um den Stromkreis zu schließen. Dadurch sind die Kabelköpfe 48, 50 und 52 gegen die Schläge geschützt und können länger halten.
Weiter sind bei der Schaltgerätekombination nach dieser Ausführungsform die elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen (verbunden mit den Betätigungsstäben 34 und 40), die Schalter (der Trennschalter 58 und der Unterbrecher 62) und die Kabelköpfe 50 und 52 (der lastseitige Stab 120 und die Isolationsdurchführung 122) in einer Linie entlang der Achse (in senkrechter Richtung) angeordnet. Dieser Aufbau kann den Platz zwischen den Schaltern verringern und dadurch die Schaltgerätekombination insgesamt kleiner machen.
Die Vakuumschaltgerätekombination mit dem vorstehenden Aufbau kann als ein Schalter zum Beispiel für eine Nennspannung von 24 kV, einen Nennstrom von 630 A/1.250 A und einen Kurzzeitnennstrom von 25 kA/3 s (4 s) verwendet werden.
Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vakuumschaltgerätekombination nach der vorliegenden Erfindung anhand der anliegenden Zeichnungen beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung einer Vakuumschaltgerätekombination beginnt mit einem Schritt zum Aufteilen der Bestandteile der Vakuumschaltgerätekombination in Teile. Bei diesem Schritt werden zum Beispiel die Bestandteile des Vakuumbehälters 10 in das obere Plattenmaterial 12, das untere Plattenmaterial 14 und das Seitenplattenmaterial 16 eingeteilt, die Bestandteile der Stützelemente 74 bis 78 werden in den Stützstab 140, den Stützfuß 142, den Isolationsstab 144 und den Stützfuß 146 unterteilt, und die Bestandteile des Trennschalters 58 werden in die stationären Teile 164a und 164b, die gebogenen Teile 164c und 164d, die Hüllen 172 und 174, den bewegbaren Elektrodenstab 168, die bewegbare Elektrode 176, die stationäre Elektrode 178, den stationären Elektrodenstab 180, die Elektrodenhülle 182, die Isolierhüllen 184 und 186, die Hülle 188 und den Verbindungsfuß 190 unterteilt.
Im nächsten Schritt werden die vorstehend aufgeteilten Teile in eine Gruppe von oberen Teilen unterteilt, die auf dem oberen Plattenmaterial 12 angebracht werden, zum Beispiele Teile, die die Stützelemente 74 bis 78 bilden, und Teile, die die Betätigungsstäbe 34, 36 und 40 bilden, eine Gruppe von unteren Teilen, die auf dem unteren Plattenmaterial 14 angebracht werden, zum Beispiel Teile, die die Stützelemente 80, 82, 84 und 86 bilden, und Teile, die die Kabelköpfe 48, 50 und 52 bilden, eine Gruppe von isolierenden Teilen wie zum Beispiel die Isolationsstäbe 114, 116 und 154, die Isolierhüllen 184 und 186 und die Isolationsdurchführung 122 und eine Gruppe von nicht isolierenden Teilen.
Die nächsten Schritte sind das Einbringen eines Hartlötmaterials wie zum Beispiel Silber-Kupferplattenmaterial (0,1 mm dick) in die Räume zwischen nicht isolierenden Teilen, das Erwärmen dieser Teilegruppen auf 960 °C für ca. 10 Minuten in einer Vakuumatmosphäre und das natürliche Abkühlen derselben, um die oberen Teile zusammen auf das obere Plattenmaterial 12 und die unteren Teile zusammen auf das untere Plattenmaterial 14 zu löten.
Der nächste Schritt ist das Hartlöten der isolierenden Teile auf die obere Teilegruppe, die auf dem oberen Plattenmaterial 12 befestigt wird, und auf die untere Teilegruppe, die auf dem unteren Plattenmaterial 14 befestigt wird. Da die Isolationsstäbe 144 und 154 als isolierende Teile auf dem oberen Plattenmaterial 12 befestigt werden sollen, wie in 5(a) und 5(b) gezeigt, und da der Isolationsstab 146, die Isolierhüllen 184 und 186 und die Isolationsdurchführung 122 als isolierende Teile auf dem unteren Plattenmaterial 14 befestigt werden sollen, wie in 6(a) und 6(b) gezeigt, umfassen die folgenden Schritte im Einzelnen das Einbringen von Hartlötmaterial in einen Raum zwischen den isolierenden und den nicht isolierenden Teilegruppen, die hartgelötet werden sollen, zum Beispiel an einer Stelle zwischen dem Flansch 192 und dem Stützfuß 118, das Erwärmen dieser Teilegruppen auf 835 °C für ca. 10 Minuten in einer Vakuumatmosphäre und das natürliche Abkühlen derselben, um die isolierende Teilegruppe und die sonstigen oberen Teilegruppen auf das obere Plattenmaterial 12 und die isolierende Teilegruppe und die sonstigen unteren Teilegruppen auf das untere Plattenmaterial 14 zu löten.
Weil der Kupfer-Stützfuß 118 und die Isolationsdurchführung 122 unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, entsteht in diesem Fall eine Restspannung aufgrund der Erwärmung zwischen dem Kupfer-Stützfuß 118 und der Isolationsdurchführung 122, wenn diese Teile hartgelötet werden, und diese Spannung kann alle diese Teile verformen. Bei dieser Ausführungsform sind jedoch mehrere kreisförmige Rillen 118a auf dem Stützfuß 118 ausgebildet und können diese Restspannung, falls vorhanden aufnehmen, da sie eine geringere Steifigkeit als die Isolationsdurchführung 122 aufweisen. Dies sorgt für ein sicheres Hartlöten des Stützfußes 118 und der Isolationsdurchführung 122.
Unter Bezugnahme auf 7 umfassen die folgenden Schritte das Anordnen des oberen Plattenmaterials 12, auf dem die oberen Teilegruppen befestigt sind, und des unteren Plattenmaterials 14, auf dem die unteren Teilegruppen befestigt sind, in einander zugewandter Weise in einem Inertgas, das Anordnen des Seitenplattenmaterials 16 zwischen dem oberen Plattenmaterial 12 und dem unteren Plattenmaterial 14 nach Ausrichten ihrer Kanten und das Verschweißen der Kanten des oberen Plattenmaterials 12, des unteren Plattenmaterials 14 und des Seitenplattenmaterials 16 durch TIG-Schweißen, um den Vakuumbehälter 10 hermetisch abzudichten.
Unter Bezugnahme auf 8 umfassen die folgenden Schritte das Anschließen einer Vakuumpumpe 220 an das Abzugsrohr 18, das Evakuieren des Vakuumbehälters 10 mit der Vakuumpumpe 220 bei 430 °C über ca. 12 Stunden, das Anschließen eines Vakuummessgeräts an den Vakuummessgeräteanschluss 20, das Messen des Vakuums bzw. Grad des Unterdrucks in dem Vakuumbehälter und das Sicherstellen dessen, dass das Innere des Vakuumbehälters 10 bei einem bestimmten Vakuum gehalten wird.
Weil bei dem Verfahren nach dieser Ausführungsform die an dem Vakuumbehälter zu befestigenden Teilegruppen in die oberen Teilegruppen und die unteren Teilegruppen unterteilt werden und die oberen Teilegruppen an dem oberen Plattenmaterial 12 und die unteren Teilegruppen an dem unteren Plattenmaterial 14 befestigt werden, wird die Montagearbeit für den Vakuumbehälter einfacher.
Weil außerdem die isolierenden Teile und die nicht isolierenden Teile getrennt in zwei Schritten bei unterschiedlichen Temperaturen hartgelötet werden, können sie stabil hartgelötet werden.
Diese Ausführungsform ist weiter so ausgelegt, dass sich bei Betätigung der Betätigungsstäbe 34, 36 und 40 der flexible Leiter 164 einzeln entsprechend der wechselseitigen Bewegung des Verbindungsstabs biegt und die Busleiter 68 und 72 unverändert bleiben. Dies kann verhindern, dass die Busleiter 68 und 72 durch die Bewegung der Betätigungsstäbe 34, 36 und 40 verformt werden.
Obwohl die Trennschalter 58 und 60 nach dieser Ausführungsform jeweils mit den Isolierhüllen 184 und 186 versehen sind, können diese Isolierhüllen weggelassen werden.
Obwohl diese Ausführungsform mit stationären Busleitern 68 und 72 arbeitet, ist es auch möglich, einen laminierten Busleiter 222 mit Teilen 224 zu verwenden, die entsprechend der Bewegung der Betätigungsstäbe 34, 36 und 40, die mit dem Busleiter 222 verbunden sind, gebogen sind.
Weiter fungiert die Vakuumschaltgerätekombination nach dieser Ausführungsform als eine Dreikreis-Vakuumschaltgerätekombination mit den Erdungsschaltern 54 und 56, den Trennschaltern 58 und 60 und einem Unterbrecher 62. Kombination und Anzahl der Erdungsschalter, Trennschalter und Unterbrecher können jedoch frei entsprechend der Schaltungskonfiguration der Vakuumschaltgerätekombination gewählt werden.
Die Vakuumschaltgerätekombination kann zum Beispiel eine Konfiguration mit drei Trennschaltern 58 und drei Erdungsschaltern 54 annehmen, wie in 10 gezeigt.
Weiter kann die Vakuumschaltgerätekombination eine Konfiguration mit zwei Trennschaltern 58 und zwei Erdungsschaltern 54 annehmen, wie in 11 gezeigt.
Weiter kann die Vakuumschaltgerätekombination eine Konfiguration mit einem Trennschalter 62 und einem Erdungsschalter 54 annehmen, wie in 12 gezeigt.
In gleicher Weise kann die Vakuumschaltgerätekombination mit einem beliebigen Schaltungsmodus arbeiten, zum Beispiel als Zweikreis-, Dreikreis-, Vierkreis- oder Fünf kreisschaltung oder als eine Kombination von Dreikreis- und Vierkreisschaltung.
Unter der Annahme, dass mehrere Vakuumschaltgerätekombinationen in einem offenen Regelkreissystem in Reihe geschaltet werden können, kann die Vakuumschaltgerätekombination Trennschalter mit einem dazwischen angeordneten Unterbrecher vorsehen. Unter der weiteren Annahme, dass mehrere Vakuumschaltgerätekombinationen in einem offenen Regelkreissystem verwendet werden können, kann die Vakuumschaltgerätekombination alle Unterbrecher mit Ausnahme des Erdungsschalters umfassen.
Da alle Schalter in dem Vakuumbehälter 10 nach der vorliegenden Erfindung vakuumisoliert sind, kann die Hauptschaltung wartungsfrei sein. In gleicher Weise können, wenn elektromagnetische Betätigungseinrichtungen verwendet werden, auch die Betätigungseinrichtungen wartungsfrei sein. Außerdem kann ein Kurzschluss in dem Vakuumbehälter durch Phasentrennung der Schaltungen verhindert werden. Darüber hinaus kann die Zuverlässigkeit der Vakuumschaltgerätekombination durch ständige Überwachung des Grads des Vakuums in der Vakuumschaltgerätekombination erhöht werden.
Obwohl der Vakuumbehälter 10 nach dieser Ausführungsform Elemente für eine einzelne Phase als ein Behälter für jede getrennte Phase enthält, kann der Behälter 10 Trennschalter (58U usw. und 60U usw.) für drei Phasen und Unterbrecher (62U, 62V und 62W) für drei Phasen aufnehmen, wie in 13(a) und 13(b) gezeigt. In diesem Fall sind die elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen (Magnetbetätigungseinheiten) (230U usw., 232U, 234U, 234V und 234W) auf dem Außenumfang des Vakuumbehälters befestigt, das heißt auf der Oberfläche des oberen Plattenmaterials 12 entsprechend den Stäben (34U usw., 36U usw. 40U, 40V und 40W) zur Betätigung der Schalter. Diese elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen sind jeweils mit den entsprechenden Betätigungsstäben verbunden. Die elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen (230U usw., 232U, 234U, 234V und 234W) sind jeweils so konfiguriert, dass sie den entsprechenden Betätigungsstab (34U usw., 36U usw., 40U, 40V und 40W) als Reaktion auf die von einer Steuerung (in der Abbildung nicht gezeigt) gesendeten Signale „Schalter ein/aus" öffnen und schließen. Dadurch können die Schalter automatisch ein- und ausgeschaltet werden.
Weiter sind bei der Schaltgerätekombination nach dieser Ausführungsform die elektromagnetischen Betätigungseinrichtungen (230U usw., 232U, 234U, 234V und 234W) für jede Phase, die Schalter (Trennschalter 58U usw. und 60U usw. und Unterbrecher 62U, 62V und 62W) für jede Phase, und die Kabelköpfe (lastseitige Stäbe 120U, 120V, 120W usw. und Isolationsdurchführungen, die die jeweiligen lastseitigen Stäbe umgeben) in einer Linie entlang der Achse (in senkrechter Richtung) angeordnet. Dieser Aufbau kann den Platz zwischen den Schaltern verringern und dadurch die Schaltgerätekombination insgesamt kleiner machen.
Die Bezugszeichen bezeichnen die folgenden Teile: 10 – Vakuumbehälter, 12 – oberes Plattenmaterial, 14 – unteres Plattenmaterial, 16 – Seitenplattenmaterial, 48, 50 und 52 - Kabelköpfe, 54 und 56 – Erdungsschalter, 58 und 60 – Trennschalter, 62 – Unterbrecher, 64 und 66 – Erdungsbusleiter, 68, 70 und 72 – Busleiter für stromführende Schaltungen, 34, 36 und 40 – Betätigungsstäbe, 38 – Stützstab, 96, 98 und 164 – flexible Leiter, 168 und 170 – bewegbare Elektrodenstäbe, 176 und 194 – bewegbare Elektroden, 178 und 196 – stationäre Elektroden, 180 und 198 – stationäre Elektrodenstäbe, 120 – lastseitiger Stab, 122 – Isolationsdurchführung, 182 – Elektrodenhülle, 184 und 186 – Isolierhülle.
Wie bereits beschrieben, umfasst ein Verfahren zur Herstellung von Schaltgeräten nach der vorliegenden Erfindung zwei Hartlötschritte bei verschiedenen Temperaturen nach dem Einteilen der Teilegruppen in eine isolierende Teilegruppe und eine nicht isolierenden Teilegruppe. Dies sorgt für ein stabiles Hartlöten der isolierenden und nicht iso lierenden Teile und erhöht die Zuverlässigkeit der Schaltgerätekombination.

Claims

Vakuumschalter mit einem Vakuumbehälter (10) der zu erden ist und durch eine obere Platte (12) eine untere Platte (14) und Seitenplatten (16) gebildet ist, und einem Trennschalter (58, 60) und einem Unterbrecher (62), die in dem Vakuumbehälter angeordnet sind und jeweils eine bewegbare Elektrode (176; 194) aufweisen, die jeweils von einem bewegbaren Elektrodenstab (168; 170) gestützt und an diesen angeschlossen sind, der wiederum jeweils an einen Schaltbetätigungsstab (34, 36, 40) angeschlossen ist, sowie eine stationäre Elektrode (178; 196), die jeweils von einem stationären Elektrodenstab (180; 198) gestützt und an diesen angeschlossen sind, der wiederum jeweils an einen lastseitigen Stab (120) angeschlossen ist, wobei der lastseitige Stab durch die untere Platte (14) nach außen verläuft, um einen Kabelkopf (48, 50, 52) zu bilden, der von einer Isolationsdurchführung (122) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Isolationsdurchführung mit einer elektrisch leitfähigen Schicht gebildet ist, um eine Isolationslücke zwischen dem lastseitigen Stab (120) und der Isolationsdurchführung (122) zu minimieren.
Vakuumschalter nach Anspruch 1, wobei die obere Platte (12), die untere Platte (14) und die Seitenplatten (16) miteinander verschweißt sind.