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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft einen Vakuumschalter und eine Vakuumschaltanlage,
gekennzeichnet durch eine geerdete Vakuumkammer aus einem metallischen
Behälter,
der mit einer Isolierung mit einer Erdungsschicht auf seiner äußeren Oberfläche beschichtet
ist, und einen festen Isolator.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gemäß der 4 ist
eine Bogenabschirmung 9 zum Unterdrücken eines Defekts entlang
einer Oberfläche
eines Isolators 2 innerhalb einer Vakuumkammer eines Vakuumschalters 1 angeordnet. Jedoch
bestehen Einschränkungen
hinsichtlich einer Verringerung der radialen Abmessung des Vakuumschalters,
da es erforderlich ist, dem elektrischen Feld an den Endabschnitten
der Bogenabschirmung 9 Berücksichtigung zu schenken. Bei
einem herkömmlichen
Vakuumschalter 1 sind der metallische Behälter 3a und
der busseitige Leiter 14 geladene Teile, die der Atmosphäre ausgesetzt
sind.
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Ein
anderer Typ eines Vakuumschalters ist in der Patentoffenlegungsveröffentlichung
EP 01 176 665 beschrieben,
bei der davon ausgegangen wird, dass sie den nächstkommenden Stand der Technik repräsentiert.
Dieser Vakuumschalter verfügt über eine
Vakuumschalterkammer und ein Isoliergehäuse, das die Kammer enthält. Der
metallische Behälter
der Kammer, der die Elektroden enthält, ist nicht der Atmosphäre sondern
einem isolierenden Gas im Gehäuse
ausgesetzt. Um das Gas bereitzustellen, ist zwischen der Vakuumschalterkammer
und dem isolierenden Gehäuse
ein Hohlraum ausgebildet.
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Wenn
die Vakuumschalter 1 für
eine Vakuumschaltanlage verwendet werden, ist es erforderlich, ausreichende
Isolationsabstände
zwischen den geladenen Teilen und den Phasen, den Stellgliedern und
einem einschließenden
Gehäuse,
wie es in den 5 und 6 dargestellt
ist, Berücksichtigung
zu schenken. Daher besteht eine Einschränkung dahingehend, die Schaltanlage
mit drastisch kleiner Größe auszubilden.
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Ferner
tritt, da der metallische Behälter 3a und
der busseitige Leiter 14 geladene Teile sind, ein Interphasen-Kurzschluss
oder ein Erdungsfehler, hervorgerufen durch fehlerhaften Kontakt,
auf, und manchmal kann ein Unfall zu einer Verletzung führen.
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Es
ist erforderlich, ein kompaktes Verteilungs- und Transformationssystem
zu entwickeln, das die Sicherheit verbessern kann, um das Auftreten
von Unfällen
mit elektrischen Schlägen
während Wartungs-
und Inspektionsarbeiten zu verringern, wobei ein Problem betreffend
Schwierigkeiten des Erfassens des Orts einer Verteilungs- und Transformationsunterstation
gelöst
werden kann, um den erhöhten
Bedarf an verbrauchter elektrischer Energie in einem stark bevölkerten
städtischen
Distrikt zu meistern.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Vakuumschalter und eine Vakuumschaltanlage
zu schaffen, die die Sicherheit während Wartungs- und Inspektionsarbeiten
verbessern können
und mit im Wesentlichen geringer Größe und im Wesentlichen geringem
Gewicht hergestellt werden können.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
obige Aufgabe ist durch einen Vakuumschalter gemäß dem Anspruch 1 und eine Vakuumschaltanlage
gemäß den Ansprüchen 4 und
5 gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche
sind auf bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gerichtet. Durch eine Ausführungsform der Erfindung ist
eine Vakuumschaltanlage mit Vakuumschaltern und einem Steuerungsabschnitt
zum Steuern von Betätigungsmechanismen
geschaffen, wobei jeder der Vakuumschalter Folgendes aufweist: eine
geerdete Vakuumkammer, in der ein metallischer Behälter und
Isolatoren gasdicht durch z. B. Keramik befestigt sind, wobei der metallische
Behälter
mit einer Isolierung beschichtet ist und eine Erdungsschicht auf
seiner äußeren Oberfläche vorhanden
ist; eine feste Elektrode, die durch den festen Isolator hindurch
angebracht ist; eine bewegliche Elektrode, die durch den festen
Isolator hindurch in einer solchen Positionsbeziehung angebracht
ist, dass sie die feste Elektrode berührt und sich von ihr trennt;
und ein bewegliches Teil, das mit dem Betätigungsmechanismus verbunden
ist, um die bewegliche Elektrode anzutreiben, und zur beweglichen
Elektrode. Bei der Erfindung bedeutet Schalter eine Maschine, die
zwischen der festen Elektrode und der beweglichen Elektrode einen
Kontakt herstellt bzw. diesen unterbricht. Schaltanlage bedeutet eine
Maschine mit einer Steuerungsanlage, und sie enthält eine
Kombination aus einer oder mehreren Schalteinheiten, einer oder
mehreren Einheiten hinsichtlich einer Betätigungseinheit, einer Mess einheit, einer
Schutzeinheit und einer Einstelleinheit, sowie innere Verbindungen
in einem umschlossenen Kasten. Ferner verfügt eine Schaltanlage, zusätzlich zu den
oben beschriebenen Strukturen, über
eine Gruppe dieser Maschinen und Einheiten mit Hilfsmitteln und
Haltekonstruktionen, und sie verfügt ferner über einen Steuerungsabschnitt
zum Steuern des Betätigungsmechanismus.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung liegt der Vakuumdruck unter 133·10–4 Pa
(10–4 Torr), vorzugsweise
unter 133·10–6 Pa
(10–6 Torr),
und insbesondere ist es bevorzugt, dass der Druck unter 133·10–8 Pa
(10–8 Torr)
liegt. Daher muss, um die Spannungsfestigkeit zwischen dem busseiten
Leiter und dem Erdungsleiter sowie zwischen dem lastseitigen Leiter
und dem Erdungsleiter aufrecht zu erhalten, die Oberflächenform
der festen Isolatoren auf der Atmosphärenseite den Abstand entlang
der der Atmosphäre
ausgesetzten Oberfläche
so stark wie möglich
verlängern.
Zum Beispiel kann davon ausgegangen werden, dass die Form eine glatt
krummlinige Fläche
oder eine teilweise oder vollständig
gefaltete Fläche
ist.
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Die
für den
Isolator in Betracht gezogenen Materialien sind isolierende Materialien
wie Epoxidharz, Keramik usw., jedoch ist ein isolierender Kautschuk
mit hohen Haftungseigenschaften zum metallischen Behälter bevorzugt.
Die Erdungsschicht auf der äußeren Oberfläche des
Isolators kann dadurch hergestellt werden, dass ein elektrisch leitendes
Material auf die Oberfläche
aufgetragen, plattiert oder zur Haftung gebracht wird.
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Ein
Vakuumschalter gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist Folgendes auf:
- – einen
festen Isolator für
Isolierung zwischen einem metallischen Behälter und einer festen Elektrode;
- – einen
festen Isolator für
Isolierung zwischen dem metallischen Behälter und einer beweglichen Elektrode;
- – eine
geerdete Vakuumkammer aus dem metallischen Behälter, bedeckt mit einer Isolierung
mit einer Erdungsschicht auf einer äußeren Oberfläche, und
den festen Isolatoren; und
- – wobei
die bewegliche Elektrode im Inneren der Vakuumkammer gasdicht eingeschlossen
ist und sie durch einen Betätigungsmechanismus
angetrieben wird.
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Ferner
ist bei einer Ausführungsform
die feste Elektrode gasdicht in das Innere der Vakuumkammer eingeschlossen,
wobei die feste Elektrode mit einer elektrischen Spannungsleitung
in Verbindung steht.
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Ferner
weist eine erfindungsgemäße Vakuumschaltanlage
Folgendes auf:
- – Vakuumschalter;
- – Betätigungsmechanismen
zum Antreiben einer beweglichen Elektrode;
- – eine
Betätigungskammer
zum Steuern der Betätigungsmechanismen;
und
- – eine
geerdete Vakuumkammer, die die Vakuumschalter, die Betätigungsmechanismen
und die Betätigungskammer
enthält;
- – wobei
jeder der Vakuumschalter auf die oben dargelegte Weise aufgebaut
ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform eines Vakuumschalters
gemäß der Erfindung
zeigt.
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2 ist
eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform einer Vakuumschaltanlage
gemäß der Erfindung
zeigt.
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3 ist
eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform einer Vakuumkammer
gemäß der Erfindung
zeigt.
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4 ist
eine Schnittansicht, die einen herkömmlichen Vakuumschalter zeigt.
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5 ist
eine Schnittansicht, die eine herkömmliche Vakuumschaltanlage
zeigt.
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6 ist
eine Schnittansicht, die eine herkömmliche Vakuumschaltanlage
zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die 1 zeigt
den Grundaufbau einer Ausführungsform
eines Vakuumschalters 1 gemäß der Erfindung. Eine Vakuumkammer
besteht aus einem metallischen Behälter 3, festen Isolatoren 2a und 2b, einem
Isolator 4 und einer Erdungsschicht 5. Der metallische
Behälter 3 der
Vakuumkammer besteht z. B. aus rostfreiem Stahl. Die festen Isolatoren 2a und 2b sind
am oberen und am unteren Teil des metallischen Behälters 3 befestigt,
und eine feste Elektrode 6 und eine bewegliche Elektrode 7 sind
an den festen Isolatoren 2a bzw. 2b angebracht.
Genauer gesagt, bestehen die festen Isolatoren 2a und 2b aus
einer Aluminiumoxidkeramik. Die bewegliche Elektrode 7 wird mittels
eines Balgs durch den festen Isolator 2b gehalten. Die
bewegliche Elektrode 7 kann durch eine Betätigungsstange
vertikal verstellt werden. Die feste Elektrode 6 und die
bewegliche Elektrode 7 sind gasdicht in das Innere der
Vakuumkammer eingeschlossen. Vakuum bildet eine der besten Isolierungen,
und demgemäß kann durch
dichtes Einschließen
der Elektroden in die geerdete Vakuumkammer der Isolationsabstand
zu den anderen Komponenten verkürzt werden.
Für den
Isolator 4, der den metallischen Behälter 3 bedeckt, ist
ein stark anhaftender Isolierkautschuk verwendet. Die Erdungsschicht 5 auf
der äußeren Oberfläche des
Isolators 4 kann dadurch hergestellt werden, dass ein elektrisch
leitendes Material auf die Oberfläche aufgetragen, plattiert
oder zur Anhaftung gebracht wird.
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Da
der metallische Behälter 3 als
Bogenabschirmung dient, ist es nicht erforderlich, ihn mit komplizierter
Form, wie den herkömmlichen,
auszubilden, und demgemäß kann er
in der radialen Richtung kompakt ausgebildet werden.
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Die 2 und 3 zeigen
den Grundaufbau einer Ausführungsform
einer Vakuumschaltanlage gemäß der Erfindung.
Da jeder der Vakuumschalter geerdet ist, kann der Vakuumschalter
für eine Phase
nahe dem Vakuumschalter für
die andere Phase und dem Stellglied angebracht werden. Demgemäß können der
Abstand zwischen den Vakuumschaltern, der Abstand zwischen dem Vakuumschalter
und dem Stellglied und dem einschließenden Gehäuse verkürzt werden, und die Vakuumschaltanlage kann
mit kleiner Größe und geringem
Gewicht hergestellt werden.
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Gemäß der Erfindung
können
der Abstand zwischen den Vakuumschaltern und der Abstand zwischen
dem Vakuumschalter und dem Stellglied und dem umschließenden Gehäuse verkürzt werden.
Dadurch ist es möglich,
eine Vakuumschaltanlage zu schaffen, die im Wesentlichen über geringe
Größe und im
Wesentlichen über
geringes Gewicht verfügt. Ferner
kann, da die Schalter geerdet sind, die Sicherheit während Wartungs-
und Inspektionsarbeiten verbessert werden.