EP1476887A1 - Vacuum interrupter with a switch contact piece - Google Patents

Vacuum interrupter with a switch contact piece

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Publication number
EP1476887A1
EP1476887A1 EP03742496A EP03742496A EP1476887A1 EP 1476887 A1 EP1476887 A1 EP 1476887A1 EP 03742496 A EP03742496 A EP 03742496A EP 03742496 A EP03742496 A EP 03742496A EP 1476887 A1 EP1476887 A1 EP 1476887A1
Authority
EP
European Patent Office
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vacuum
stem
sliding contact
contact surface
contact
Prior art date
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EP03742496A
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German (de)
French (fr)
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EP1476887B1 (en
Inventor
Thomas Chyla
Jörg HAGEN
Helmut Holler
Karl Mascher
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Application granted granted Critical
Publication of EP1476887B1 publication Critical patent/EP1476887B1/en
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/6606—Terminal arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/58—Electric connections to or between contacts; Terminals
    • H01H1/5833—Electric connections to or between contacts; Terminals comprising an articulating, sliding or rolling contact between movable contact and terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/6606—Terminal arrangements
    • H01H2033/6613—Cooling arrangements directly associated with the terminal arrangements

Definitions

  • the invention relates to a vacuum holding tube with a switching contact piece, which has at its end facing away from the switching contact of the vacuum switching tube a stem, which is connected to a first sliding contact surface, which forms a sliding contact arrangement with a second sliding contact surface, the stem having a first section with a compared to the other sections of the stem has an enlarged circumference and the first sliding contact surface is arranged on the first section.
  • the first sliding contact surface there is arranged on a thickened first section and is in electrically conductive connection with a second sliding contact surface.
  • the vacuum holding tube resulting from the laid-open document has a switching contact.
  • the switch contact is essentially formed from two switch contact pieces, one of the switch contact pieces being movable.
  • the movable switching contact piece At its end facing away from the switching contact, the movable switching contact piece has a stem which is passed gas-tight through the wall of the vacuum interrupter by means of an elastic bellows.
  • a fixed contact adjoins the wall, which is penetrated by the movable switching contact piece, to which the movable switching contact piece is connected in an electrically conductive manner.
  • a self-contained derndes contact element made of beryllium bronze is provided, which has a helical spring-like shape and extends around the stem of the movable switching contact piece.
  • the switching contact piece is electrically conductively connected to the fixed contact by the self-springing contact element.
  • Such helical spring-like self-resilient contact elements ensure adequate electrical contacting. Due to the excellent electrical and thermal insulation of the vacuum inside the vacuum holding tube, essentially only the stem of the movable switching contact piece that is led out is available for dissipating the heat generated at the contact point. In addition to the transmission of the electrical power, the known helical spring-like self-resilient contact elements are only conditionally suitable for the transmission and transmission of heat to other assemblies. In particular in the arrangement known from the Offenlegungssc rift DE 196 03 157 AI, due to the direct arrangement of the self-resilient contact elements on the vacuum interrupter, a transfer of thermal energy to the surroundings is only possible to a limited extent.
  • the present invention has for its object to dissipate the heat generated inside the vacuum interrupter in an improved manner.
  • the object is achieved in that the first section has through openings.
  • the available contact area of the sliding contact arrangement is enlarged by the enlarged scope. This makes it possible to determine the number of tact area and the second sliding contact surface in electrical and thermal connection points to increase. As the number of these points increases, the electrical load on each individual point is reduced and the transfer of thermal energy is improved.
  • the first section with an enlarged circumference can, for example, be connected in one piece to the other parts.
  • the penetrating openings cause an increase in the surface area that is available for giving off electricity heat. Furthermore, the openings provide a passage for a cooling medium.
  • a cooling medium can be, for example, a gas or a liquid.
  • the penetrating openings of the first section run from the end facing away from the vacuum holding tube to that end facing the vacuum switching tube.
  • the second section moves through the medium surrounding it in the manner of a piston. This also flows through the openings.
  • high currents such as, for example, short-circuit currents, which bring about a high thermal load
  • improved cooling of the switch contact piece and of the stem via the first section is made possible.
  • Section is formed by an intermediate piece different from the stem.
  • an intermediate piece which forms the first section, it is possible to maintain the known construction of the stems of vacuum interrupters.
  • the circumference of the first section can be selected variably by using different intermediate pieces.
  • one and the same vacuum interrupter with the corresponding handle of the switching contact piece can be used by using different intermediate pieces in different switching devices.
  • the intermediate piece itself can also temporarily store and radiate heat.
  • a drive device is coupled to the intermediate piece.
  • a further advantageous embodiment can provide that the second sliding contact surface is arranged on a hollow body, in particular in the form of a fitting.
  • the hollow body Due to the arrangement of the second sliding contact surface on a hollow body, there is a special transition of the thermal energy ⁇ T in. allows the first sliding contact surface on the second sliding contact surface.
  • the hollow body provides a large overlap area of the two sliding contact surfaces. Compared to individual, for example flat sections, is with such a hollow body also a favorable dielectric
  • the hollow body at least partially holds the vacuum interrupter.
  • the hollow body at least partially holds the vacuum interrupter.
  • the combination of electrical and thermal contacting and the holder reduces the number of modules required. Furthermore, due to its large surface area, a hollow body is suitable for in turn releasing the thermal energy transferred to it to its surroundings.
  • the hollow body has openings through which a medium can flow.
  • Such a medium can be a gas, for example, which is arranged around the vacuum interrupter and the hollow body.
  • Liquid media such as insulating oils, can also be used as further media.
  • the surfaces of the heat-emitting assemblies can be provided with a coating. Coatings of this type are, for example, paint coatings which improve the emission and / or increase the surface area.
  • at least one elastic contact element is connected to the first sliding contact surface.
  • the contact elements are, for example, in the form of a ring-shaped strip consisting of an electrically conductive material.
  • the strips have resilient fingers, which are punched out of the strips and embossed, for example.
  • An advantageous embodiment can further provide that the elastic contact element is mounted in a groove running azimuthally around the longitudinal axis of the stem.
  • the elastic contact element can be positioned in a simple manner by means of a groove running in a ring around the longitudinal axis of the stem.
  • the contact element can be movably supported within the groove, but can be positioned in a stationary manner with respect to the first section.
  • the shows Figure a vacuum interrupter with a switching contact piece and a sliding contact arrangement.
  • a vacuum holding tube 1 is shown.
  • the vacuum interrupter 1 is part of an interrupter unit of a switching pole of an electrical switch.
  • the vacuum interrupter 1 has an insulating housing 2 and a first cover plate 3 and a second cover plate 4.
  • a first contact piece 5 and a second contact piece 6 are arranged in the interior of the vacuum interrupter 1.
  • the first contact piece 5 and the second contact piece 6 form a switching contact.
  • a first stem 7 is movably guided through the second cover plate 4.
  • a second stem 8 carries the second contact piece 6 and positions it rigidly on the first cover plate 3.
  • a bellows 9 is arranged between the first stem 7 and the second cover plate 4 for the gas-tight passage of the first stem 7 through the wall of the vacuum interrupter 1.
  • the vacuum interrupter 1 is arranged inside an insulating housing 10.
  • the insulating housing 10 is essentially cylindrical and has ribbing 11 on its outer surface.
  • the front ends of the insulating housing 10 are closed with a first end fitting 12 and a second end fitting 13.
  • the first and the second end fittings 12, 13 are made of an electrically conductive material and also serve to connect the electrical conductors of a current path to be switched.
  • the vacuum interrupter 1 is arranged in the interior of the insulating housing 10. Alternatively, it can be provided to arrange the vacuum interrupter 1 in an electrically conductive housing.
  • the vacuum holding tube 1 is then opposite the store isolated housing.
  • a first holding fitting 14 is connected to the first closing fitting 12 and a second holding fitting 15 is connected to the second closing fitting 13.
  • the vacuum interrupter 1 is held between the two holding fittings 14, 15.
  • the second holding valve 15 has a bore through which a screw 16 is passed.
  • the screw 16 presses the first cover plate 3 of the vacuum holding tube 1 against the second holding armature 15 and makes contact with the second contact piece 6 with the second end fitting 13 via the second stem 8 and the first cover plate 3.
  • the first holding armature 14 positions the vacuum holding tube 1 in an axial and radial manner Direction.
  • Both the first holding fitting 14 and the second holding fitting 15 have at their ends facing the vacuum interrupter 1 beads 26a, b, which serve for dielectric shielding.
  • the inside of the insulating housing 10 is filled with an insulating gas.
  • the first holding fitting 14 is designed as a hollow body which has a cylindrical recess in its interior.
  • the first stem 7 projects into this cylindrical recess.
  • the first stem 7 has an intermediate piece 17.
  • This intermediate piece 17 forms a first section, which has an enlarged circumference compared to the other sections of the stem 7.
  • the first section has a first sliding contact surface 18.
  • the cylindrical inner wall of the first holding fitting 14 is designed as a second sliding contact surface 19.
  • Sliding contact surface 19 is mounted in a stationary manner with respect to the insulating housing 10.
  • the first sliding contact surface 18 and the second sliding contact surface 19 form a sliding contact arrangement voltage.
  • the first section of the intermediate piece 17 has a first annular groove 20a and a second annular groove 20b.
  • An annular, resiliently elastic contact element is inserted into each of the annular grooves 20a, 20b.
  • the contact between the first sliding contact surface 18 and the second sliding contact surface 19 is improved by the elastic contact elements.
  • the number of contact elements can be selected. Depending on the current load, one, two or more contact elements can be arranged on the intermediate piece 17.
  • the elastic contact elements are mounted in a stationary manner on the second contact surface 19.
  • the first section is formed by a separate intermediate piece 17. It can be provided that this intermediate piece 17 is formed in one piece as part of the first stem 7.
  • the intermediate piece 17 has a pin 21 at its end facing away from the vacuum interrupter 1.
  • the arrow provided with the reference symbol 23 illustrates the movement of the first contact piece 5 when the switching contact closes.
  • the first holding fitting 14 has a plurality of openings 24a, b, c, d.
  • the insulating gas arranged in the interior of the insulating housing 10 flows through the openings 24a, b, c, d of the first holding fitting 14.
  • the intermediate piece 17 has openings 25a,

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Abstract

According to the invention, heat generated inside a vacuum interrupter (1) is to be extracted, essentially by means of the pins (7, 8) of the contact pieces (5, 6) and, in order to improve the transmission of heat, a first slide contact surface (18) of a slide contact arrangement is provided on a pin (7), whereby the first slide contact surface (18) is arranged on a first section of a pin (7) which comprises an enlarged circumference relative to the remaining sections of the pin (7).

Description

Beschreibungdescription
Vakuumsehaltröhre mit einem SchaltkontaktstückVacuum holding tube with a switch contact piece
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumsehaltröhre mit einem Schaltkontaktstück, welches an seinem von dem Schaltkontakt der Vakuumschaltröhre abgewandten Ende einen Stiel aufweist, der mit einer ersten Gleitkontaktfläche verbunden ist, welche mit einer zweiten Gleitkontaktfläche eine Gleitkontaktanordnung ausbildet, wobei der Stiel einen ersten Abschnitt mit einem gegenüber den übrigen Abschnitten des Stiels vergrößerten Umfang aufweist und die erste Gleitkontaktfläche an dem ersten Abschnitt angeordnet ist.The invention relates to a vacuum holding tube with a switching contact piece, which has at its end facing away from the switching contact of the vacuum switching tube a stem, which is connected to a first sliding contact surface, which forms a sliding contact arrangement with a second sliding contact surface, the stem having a first section with a compared to the other sections of the stem has an enlarged circumference and the first sliding contact surface is arranged on the first section.
Eine derartige Anordnung ist beispielsweise ausSuch an arrangement is, for example, from
DE 35 29 386 AI bekannt. Die dortige erste Gleitkontaktfläche ist an einem verdickten ersten Abschnitt angeordnet und steht in elektrisch leitender Verbindung mit einer zweiten Gleitkontaktfläche .DE 35 29 386 AI known. The first sliding contact surface there is arranged on a thickened first section and is in electrically conductive connection with a second sliding contact surface.
Eine weitere Anordnung ist beispielsweise aus der Offen- legungsschrift DE 196 03 157 AI bekannt. Die aus der Offenle- gungsschrift hervorgehende Vakuumsehaltröhre weist einen Schaltkontakt auf. Der Schaltkontakt ist im wesentlichen aus zwei Schaltkontaktstücken gebildet, wobei eines der Schaltkontaktstücke bewegbar ist. Das bewegbare Schaltkontaktstück weist an seinem von dem Schaltkontakt abgewandten Ende einen Stiel auf, welcher mittels eines elastischen Faltenbalges gasdicht durch die Wandung der Vakuumschaltröhre hindurchge- führt ist. Unmittelbar an die Wandung, welche von dem bewegbaren Schaltkontaktstück durchbrochen ist, schließt sich ein Festkontakt an, mit welchem das bewegbare Schaltkontaktstück elektrisch leitend verbunden ist. Dazu ist dort ein selbstfe- derndes Kontaktelement aus Beryllium-Bronze vorgesehen, welches eine schraubenfederartige Form aufweist und sich um den Stiel des bewegbaren Schaltkontaktstückes herum erstreckt. Durch das selbstfedernde Kontaktelement ist das Schaltkon- taktstück mit dem Festkontakt elektrisch leitend verbunden.Another arrangement is known for example from the published patent application DE 196 03 157 AI. The vacuum holding tube resulting from the laid-open document has a switching contact. The switch contact is essentially formed from two switch contact pieces, one of the switch contact pieces being movable. At its end facing away from the switching contact, the movable switching contact piece has a stem which is passed gas-tight through the wall of the vacuum interrupter by means of an elastic bellows. A fixed contact adjoins the wall, which is penetrated by the movable switching contact piece, to which the movable switching contact piece is connected in an electrically conductive manner. There is a self-contained derndes contact element made of beryllium bronze is provided, which has a helical spring-like shape and extends around the stem of the movable switching contact piece. The switching contact piece is electrically conductively connected to the fixed contact by the self-springing contact element.
Solche schraubenfederartigen selbstfedernden Kontaktelemente gewährleisten eine hinreichende elektrische Kontaktierung. Aufgrund der hervorragenden elektrischen sowie thermischen Isolation des im Innern der Vakuumsehaltröhre befindlichen Vakuums steht zur Abführung der an der Kontaktstelle entstehenden Wärme im wesentlichen nur der nach außen geführte Stiel des bewegbaren Schaltkontaktstückes zur Verfügung. Die bekannten schraubenfederartigen selbstfedernden Kontaktele- mente sind neben der Übertragung der elektrischen Leistung nur bedingt zum Übertragen und Weiterleiten von Wärme auf weitere Baugruppen geeignet. Insbesondere bei der aus der Of- fenlegungssc rift DE 196 03 157 AI bekannten Anordnung ist aufgrund der unmittelbaren Anordnung der selbstfedernden Kon- taktele ente an der Vakuumschaltröhre ein Übertragen von thermischer Energie an die Umgebung nur in einem eingeschränkten Umfang möglich.Such helical spring-like self-resilient contact elements ensure adequate electrical contacting. Due to the excellent electrical and thermal insulation of the vacuum inside the vacuum holding tube, essentially only the stem of the movable switching contact piece that is led out is available for dissipating the heat generated at the contact point. In addition to the transmission of the electrical power, the known helical spring-like self-resilient contact elements are only conditionally suitable for the transmission and transmission of heat to other assemblies. In particular in the arrangement known from the Offenlegungssc rift DE 196 03 157 AI, due to the direct arrangement of the self-resilient contact elements on the vacuum interrupter, a transfer of thermal energy to the surroundings is only possible to a limited extent.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die im Inneren der Vakuumschaltröhre entstehende Wärme in verbesserter Art und Weise abzuführen.The present invention has for its object to dissipate the heat generated inside the vacuum interrupter in an improved manner.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der erste Abschnitt durchgreifende Öffnungen aufweist.The object is achieved in that the first section has through openings.
Durch den vergrößerten Umfang ist die zur Verfügung stehende Kontaktfläche der Gleitkontaktanordnung vergrößert. Dadurch ist es möglich, die Anzahl der zwischen der ersten Gleitkon- taktfläche und der zweiten Gleitkontaktfläche in elektrischer wie thermischer Verbindung stehenden Punkte zu erhöhen. Mit zunehmender Anzahl dieser Punkte ist die elektrische Belastung jedes einzelnen Punktes vermindert und eine Übertra- gung von thermischer Energie wird verbessert. Der erste Abschnitt mit vergrößertem Umfang kann beispielsweise einstückig mit den übrigen Teilen verbunden sein.The available contact area of the sliding contact arrangement is enlarged by the enlarged scope. This makes it possible to determine the number of tact area and the second sliding contact surface in electrical and thermal connection points to increase. As the number of these points increases, the electrical load on each individual point is reduced and the transfer of thermal energy is improved. The first section with an enlarged circumference can, for example, be connected in one piece to the other parts.
Auf die durchgreifenden Öffnungen bewirken eine Vergrößerung der Oberfläche, die zur Abgabe von Stromwärme zur Verfügung steht. Weiterhin ist durch die Öffnungen eine Durchtrittsmöglichkeit für ein kühlendes Medium gegeben. Ein derartig kühlendes Medium kann beispielsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit sein.The penetrating openings cause an increase in the surface area that is available for giving off electricity heat. Furthermore, the openings provide a passage for a cooling medium. Such a cooling medium can be, for example, a gas or a liquid.
Vorteilhafterweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass die durchgreifenden Öffnungen des ersten Abschnittes sich von dem von der Vakuumsehaltröhre abgewandten Ende zu jenem der Vakuumschaltröhre zugewandten Ende verlaufen.Advantageously, it can further be provided that the penetrating openings of the first section run from the end facing away from the vacuum holding tube to that end facing the vacuum switching tube.
Während eines Schaltvorganges bewegt sich der zweite Abschnitt nach Art eines Kolbens durch das ihn umgebende Medium hindurch. Dabei strömt dieses auch durch die Öffnungen. Insbesondere bei Ausschaltvorgängen von hohen Strömen, wie bei- spielsweise Kurzschlussströmen, die eine hohe thermische Belastung bewirken, ist eine verbesserte Kühlung des Schaltkontaktstückes sowie des Stieles über den ersten Abschnitt ermöglicht .During a switching operation, the second section moves through the medium surrounding it in the manner of a piston. This also flows through the openings. In particular when switching off high currents, such as, for example, short-circuit currents, which bring about a high thermal load, improved cooling of the switch contact piece and of the stem via the first section is made possible.
Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der ersteFurthermore, it can advantageously be provided that the first
Abschnitt durch ein von dem Stiel verschiedenes Zwischenstück gebildet ist. Durch die Verwendung eines Zwischenstückes, welches den ersten Abschnitt bildet, ist es möglich, die an sich bekannte Konstruktion der Stiele von Vakuumschaltröhren beizubehalten. In Abhängigkeit der technischen Rahmenbedingungen des Ein- satzgebietes der entsprechenden Vakuumsehaltröhren kann durch Einsatz verschiedener Zwischenstücke der Umfang des ersten Abschnittes variabel gewählt werden. Somit kann ein und dieselbe Vakuumschaltröhre mit dem entsprechenden Stiel des Schaltkontaktstückes durch den Einsatz verschiedener Zwi- schenstücke in verschiedenen Schalteinrichtungen eingesetzt werden. Das Zwischenstück selbst kann ebenfalls Wärme Zwischenspeichern und abstrahlen.Section is formed by an intermediate piece different from the stem. By using an intermediate piece, which forms the first section, it is possible to maintain the known construction of the stems of vacuum interrupters. Depending on the technical framework of the field of application of the corresponding vacuum holding tube, the circumference of the first section can be selected variably by using different intermediate pieces. Thus, one and the same vacuum interrupter with the corresponding handle of the switching contact piece can be used by using different intermediate pieces in different switching devices. The intermediate piece itself can also temporarily store and radiate heat.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass an dem Zwi- schenstück eine Antriebsvorrichtung angekoppelt ist.It can advantageously be provided that a drive device is coupled to the intermediate piece.
Ist das Ankoppeln des Schaltkontaktstückes an einen Antrieb vorgesehen, um das Schaltkontaktstück zu bewegen, so ist eine entsprechende Ankoppeleinrichtung vorzusehen. Ist diese An- koppeleinrichtung nunmehr durch das Zwischenstück gebildet, so ergibt dies eine konstruktiv sehr einfache Lösung.If the switching contact piece is coupled to a drive in order to move the switching contact piece, a corresponding coupling device must be provided. If this coupling device is now formed by the intermediate piece, this results in a structurally very simple solution.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die zweite Gleitkontaktfläche an einem Hohlkörper, insbeson- dere in Form einer Armatur angeordnet ist.A further advantageous embodiment can provide that the second sliding contact surface is arranged on a hollow body, in particular in the form of a fitting.
Durch die Anordnung der zweiten Gleitkontaktfläche an einem Hohlkörper ist in besonderer Art und Weise ein guter Übergang der thermischen Energie ΛTΌΏ. der ersten Gleitkontaktfläche auf die zweite Gleitkontaktfläche ermöglicht. Bei einer sehr kompakten äußeren Form ist durch den Hohlkörper ein großer Überlappungsbereich der beiden Gleitkontaktflächen gegeben. Gegenüber einzelnen beispielweise ebenen Abschnitten ist mit einem derartigen Hohlkörper auch eine günstige dielektrischeDue to the arrangement of the second sliding contact surface on a hollow body, there is a special transition of the thermal energy ΛT in. allows the first sliding contact surface on the second sliding contact surface. In the case of a very compact outer shape, the hollow body provides a large overlap area of the two sliding contact surfaces. Compared to individual, for example flat sections, is with such a hollow body also a favorable dielectric
Gestalt erzielbar.Shape achievable.
Es kann außerdem vorgesehen sein, dass der Hohlkörper die Va- kuumschaltröhre zumindest teilweise haltert.It can also be provided that the hollow body at least partially holds the vacuum interrupter.
Neben der Ausbildung der zweiten Kontaktfläche der Gleitkontaktanordnung ist es besonders vorteilhaft, wenn der Hohlkörper die Vakuumschaltröhre zumindest teilweise haltert. Durch die Kombination von elektrischer sowie thermischer Kontaktie- rung und der Halterung ist die Anzahl der notwendigen Baugruppen reduziert. Weiterhin ist ein Hohlkörper aufgrund seiner großen Oberfläche dazu geeignet, die auf ihn übertragene thermische Energie wiederum an seine Umgebung abzugeben.In addition to the formation of the second contact surface of the sliding contact arrangement, it is particularly advantageous if the hollow body at least partially holds the vacuum interrupter. The combination of electrical and thermal contacting and the holder reduces the number of modules required. Furthermore, due to its large surface area, a hollow body is suitable for in turn releasing the thermal energy transferred to it to its surroundings.
Um die Abgabe der thermischen Energie von dem Hohlkörper positiv zu beeinflussen, kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Hohlkörper Öffnungen aufweist, welche von einem Medium durchströmbar sind.In order to positively influence the dissipation of the thermal energy from the hollow body, it can further be provided that the hollow body has openings through which a medium can flow.
Ein derartiges Medium kann beispielsweise ein Gas sein, welches um die Vakuumschaltröhre sowie den Hohlkörper herum angeordnet ist. Als weitere Medien sind auch flüssige Medien, wie beispielsweise Isolieröle, verwendbar. Durch die Öffnun- gen im Hohlkörper ist eine Durchströmung des Innern des Hohlkörpers und dadurch ein effektiver Wärmetausch ermöglicht. Um die Abstrahlung von Wärme zu begünstigen, können die Oberflächen der wärmeabstrahlenden Baugruppen mit einer Beschichtung versehen sein. Derartige Beschichtungen sind beispielsweise Farbanstriche, welche die Emission verbessern und/oder eine Vergrößerung der Oberfläche bewirken. Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass zumindest ein elastisches Kontaktelement mit der ersten Gleitkontaktfläche verbunden ist.Such a medium can be a gas, for example, which is arranged around the vacuum interrupter and the hollow body. Liquid media, such as insulating oils, can also be used as further media. Through the openings in the hollow body, a flow through the interior of the hollow body and thereby an effective heat exchange is made possible. In order to promote the radiation of heat, the surfaces of the heat-emitting assemblies can be provided with a coating. Coatings of this type are, for example, paint coatings which improve the emission and / or increase the surface area. Furthermore, it can advantageously be provided that at least one elastic contact element is connected to the first sliding contact surface.
Ist ein elastisches Kontaktelement mit der ersten Gleitkontaktfläche verbunden, so kann die Anzahl der kontaktierten Punkte zwischen der ersten Gleitkontaktfläche und der zweiten Gleitkontaktfläche in einfacher Weise erhöht werden. Dadurch wird sowohl die elektrische als auch die thermische Kontak- tierung der beiden Gleitkontaktflächen verbessert. Die Kontaktelemente sind beispielsweise als ringförmig gebogene aus einem elektrisch leitenden Material bestehende Streifen ausgebildet. Die Streifen weisen elastisch federnde Finger auf, welche beispielsweise aus den Streifen gestanzt und herausge- prägt sind.If an elastic contact element is connected to the first sliding contact surface, the number of points contacted between the first sliding contact surface and the second sliding contact surface can be increased in a simple manner. This improves both the electrical and thermal contacting of the two sliding contact surfaces. The contact elements are, for example, in the form of a ring-shaped strip consisting of an electrically conductive material. The strips have resilient fingers, which are punched out of the strips and embossed, for example.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann weiterhin vorsehen, dass das elastische Kontaktelement in einer azimutal um die Längsachse des Stiels umlaufenden Nut gelagert ist.An advantageous embodiment can further provide that the elastic contact element is mounted in a groove running azimuthally around the longitudinal axis of the stem.
Durch eine ringförmig um die Längsachse des Stiels umlaufende Nut ist das elastische Kontaktelement in einfacher Art und Weise positionierbar. Insbesondere bei einer Ausführung des elastischen Kontaktelementes in Form eines Ringes ist das Kontaktelement innerhalb der Nut beweglich lagerbar jedoch zu dem ersten Abschnitt ortsfest positionierbar.The elastic contact element can be positioned in a simple manner by means of a groove running in a ring around the longitudinal axis of the stem. In particular in the case of an embodiment of the elastic contact element in the form of a ring, the contact element can be movably supported within the groove, but can be positioned in a stationary manner with respect to the first section.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is shown below in a drawing and described in more detail below.
Dabei zeigt die Figur eine Vakuumschaltröhre mit einem Schaltkontaktstück und einer Gleitkontaktanordnung.The shows Figure a vacuum interrupter with a switching contact piece and a sliding contact arrangement.
In der Figur ist eine Vakuumsehaltröhre 1 dargestellt. Die Vakuumschaltröhre 1 ist Teil einer Unterbrechereinheit eines Schaltpoles eines elektrischen Schalters . Die Vakuumschaltröhre 1 weist ein isolierendes Gehäuse 2 sowie eine erste Deckplatte 3 und eine zweite Deckplatte 4 auf. Im Innern der Vakuumschaltröhre 1 ist ein erstes Kontaktstück 5 sowie ein zweites Kontaktstück 6 angeordnet. Das erste Kontaktstück 5 und das zweite Kontaktstück 6 bilden einen Schaltkontakt aus. An dem von dem Schaltkontakt abgewandten Ende des ersten Kontaktstückes 5 ist ein erster Stiel 7 beweglich durch die zweite Deckplatte 4 hindurchgeführt. Ein zweiter Stiel 8 trägt das zweite Kontaktstück 6 und positioniert es starr an der ersten Deckplatte 3. Zur gasdichten Durchführung des ersten Stieles 7 durch die Wandung der Vakuumschaltröhre 1 ist zwischen dem ersten Stiel 7 und der zweiten Deckplatte 4 ein Faltenbalg 9 angeordnet.In the figure, a vacuum holding tube 1 is shown. The vacuum interrupter 1 is part of an interrupter unit of a switching pole of an electrical switch. The vacuum interrupter 1 has an insulating housing 2 and a first cover plate 3 and a second cover plate 4. A first contact piece 5 and a second contact piece 6 are arranged in the interior of the vacuum interrupter 1. The first contact piece 5 and the second contact piece 6 form a switching contact. At the end of the first contact piece 5 facing away from the switching contact, a first stem 7 is movably guided through the second cover plate 4. A second stem 8 carries the second contact piece 6 and positions it rigidly on the first cover plate 3. A bellows 9 is arranged between the first stem 7 and the second cover plate 4 for the gas-tight passage of the first stem 7 through the wall of the vacuum interrupter 1.
Die Vakuumschaltröhre 1 ist innerhalb eines Isoliergehäuses 10 angeordnet. Das Isoliergehäuse 10 ist im wesentlichen zy- linderförmig und weist an seiner äußeren Oberfläche eine Ver- rippung 11 auf. Die stirnseitigen Enden des Isoliergehäuses 10 sind mit einer ersten Abschlussarmatur 12 und einer zweiten Abschlussarmatur 13 verschlossen. Die erste und die zweite Abschlussarmatur 12, 13 sind aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt und dienen weiterhin dem Anschluss der elektrischen Leiter eines zu schaltenden Strompfades . Die Vakuumschaltröhre 1 ist im Innern des Isoliergehäuses 10 angeordnet. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, die Vakuumschaltröhre 1 in einem elektrisch leitenden Gehäuse anzuordnen. Die Vakuumsehaltröhre 1 ist dann gegenüber dem lei- tenden Gehäuse isoliert zu lagern. Zum Halten der Vakuumschaltröhre 1 und zum elektrischen Kontaktieren der Kontaktstücke 5, 6 ist eine erste Haltearmatur 14 mit der ersten Abschlussarmatur 12 sowie eine zweite Haltearmatur 15 mit der zweiten Abschlussarmatur 13 verbunden. Zwischen den beiden Haltearmaturen 14, 15 ist die Vakuumschaltröhre 1 gehaltert. Die zweite Haltearmatur 15 weist eine Bohrung auf, durch welche eine Schraube 16 hindurchgeführt ist. Die Schraube 16 presst die erste Deckplatte 3 der Vakuumsehaltröhre 1 gegen die zweite Haltearmatur 15 und kontaktiert über den zweiten Stiel 8 und die erste Deckplatte 3 das zweite Kontaktstück 6 mit der zweiten Abschlussarmatur 13. Die erste Haltearmatur 14 positioniert die Vakuumsehaltröhre 1 in axialer sowie radialer Richtung. Sowohl die erste Haltearmatur 14 als auch die zweite Haltearmatur 15 weisen an ihren der Vakuumschaltröhre 1 zugewandten Enden Wülste 26a,b auf, welche der dielektrischen Schirmung dienen. Das Innere des Isoliergehäuses 10 ist mit einem Isoliergas befüllt.The vacuum interrupter 1 is arranged inside an insulating housing 10. The insulating housing 10 is essentially cylindrical and has ribbing 11 on its outer surface. The front ends of the insulating housing 10 are closed with a first end fitting 12 and a second end fitting 13. The first and the second end fittings 12, 13 are made of an electrically conductive material and also serve to connect the electrical conductors of a current path to be switched. The vacuum interrupter 1 is arranged in the interior of the insulating housing 10. Alternatively, it can be provided to arrange the vacuum interrupter 1 in an electrically conductive housing. The vacuum holding tube 1 is then opposite the store isolated housing. To hold the vacuum interrupter 1 and to make electrical contact with the contact pieces 5, 6, a first holding fitting 14 is connected to the first closing fitting 12 and a second holding fitting 15 is connected to the second closing fitting 13. The vacuum interrupter 1 is held between the two holding fittings 14, 15. The second holding valve 15 has a bore through which a screw 16 is passed. The screw 16 presses the first cover plate 3 of the vacuum holding tube 1 against the second holding armature 15 and makes contact with the second contact piece 6 with the second end fitting 13 via the second stem 8 and the first cover plate 3. The first holding armature 14 positions the vacuum holding tube 1 in an axial and radial manner Direction. Both the first holding fitting 14 and the second holding fitting 15 have at their ends facing the vacuum interrupter 1 beads 26a, b, which serve for dielectric shielding. The inside of the insulating housing 10 is filled with an insulating gas.
Die erste Haltearmatur 14 ist als Hohlkörper ausgebildet, welcher in seinem Inneren eine zylinderförmige Ausnehmung aufweist. In diese zylinderförmige Ausnehmung ragt der erste Stiel 7 hinein. An dem von dem ersten Kontaktstück 5 abgewandten Ende des ersten Stieles 7 weist der erste Stiel 7 ein Zwischenstück 17 auf. Dieses Zwischenstück 17 bildet einen ersten Abschnitt, welcher einen gegenüber den übrigen Abschnitten des Stieles 7 vergrößerten Umfang aufweist. Der erste Abschnitt weist eine erste Gleitkontaktfläche 18 auf. Die zylinderförmige Innenwand der ersten Haltearmatur 14 ist als zweite Gleitkontaktfläche 19 ausgebildet. Die zweiteThe first holding fitting 14 is designed as a hollow body which has a cylindrical recess in its interior. The first stem 7 projects into this cylindrical recess. At the end of the first stem 7 facing away from the first contact piece 5, the first stem 7 has an intermediate piece 17. This intermediate piece 17 forms a first section, which has an enlarged circumference compared to the other sections of the stem 7. The first section has a first sliding contact surface 18. The cylindrical inner wall of the first holding fitting 14 is designed as a second sliding contact surface 19. The second
Gleitkontaktfläche 19 ist bezüglich dem Isoliergehäuse 10 ortsfest gelagert. Die erste Gleitkontaktfläche 18 sowie die zweite Gleitkontaktfläche 19 bilden eine Gleitkontaktanord- nung. Zur Verbesserung der elektrischen und thermischen Kon- taktierung der ersten Gleitkontaktfläche 18 mit der zweiten Gleitkontaktfläche 19 weist der erste Abschnitt des Zwischenstückes 17 eine erste ringförmige Nut 20a sowie eine zweite ringförmige Nut 20b auf. In jede der ringförmigen Nuten 20a, 20b ist ein ringförmiges federnd elastisches Kontaktelement eingelegt. Durch die elastischen Kontaktelemente ist die Kon- taktierung der ersten Gleitkontaktfläche 18 mit der zweiten Gleitkontaktfläche 19 verbessert. Die Anzahl der Kontaktele- mente kann gewählt werden. Je nach Strombelastung können ein, zwei oder mehr Kontaktelemente an dem Zwischenstück 17 angeordnet sein. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die elastischen Kontaktelemente ortsfest an der zweiten Kontaktfläche 19 gelagert sind. Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Abschnitt durch ein separates Zwischenstück 17 gebildet. Es kann vorgesehen sein, dass dieses Zwischenstück 17 einstückig als Teil des ersten Stieles 7 ausgebildet ist.Sliding contact surface 19 is mounted in a stationary manner with respect to the insulating housing 10. The first sliding contact surface 18 and the second sliding contact surface 19 form a sliding contact arrangement voltage. To improve the electrical and thermal contact between the first sliding contact surface 18 and the second sliding contact surface 19, the first section of the intermediate piece 17 has a first annular groove 20a and a second annular groove 20b. An annular, resiliently elastic contact element is inserted into each of the annular grooves 20a, 20b. The contact between the first sliding contact surface 18 and the second sliding contact surface 19 is improved by the elastic contact elements. The number of contact elements can be selected. Depending on the current load, one, two or more contact elements can be arranged on the intermediate piece 17. Alternatively, it can be provided that the elastic contact elements are mounted in a stationary manner on the second contact surface 19. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the first section is formed by a separate intermediate piece 17. It can be provided that this intermediate piece 17 is formed in one piece as part of the first stem 7.
Das Zwischenstück 17 weist an seinem von der Vakuumschaltröhre 1 abgewandten Ende einen Zapfen 21 auf. Mit dem ZapfenThe intermediate piece 17 has a pin 21 at its end facing away from the vacuum interrupter 1. With the spigot
21 ist eine AntriebsStange 22 verbunden. Diese Antriebsstange21, a drive rod 22 is connected. This drive rod
22 überträgt die Bewegung eines in der Figur nicht dargestellten Antriebes auf das Zwischenstück 17 und somit über den ersten Stiel 7 auf das erste Kontaktstück 5. Der mit dem Bezugszeichen 23 versehene Pfeil veranschaulicht die Bewegung des ersten Kontaktstückes 5 bei einem Schließvorgang des Schaltkontaktes .22 transmits the movement of a drive, not shown in the figure, to the intermediate piece 17 and thus via the first stem 7 to the first contact piece 5. The arrow provided with the reference symbol 23 illustrates the movement of the first contact piece 5 when the switching contact closes.
Die erste Haltearmatur 14 weist mehrere Öffnungen 24a,b,c,d auf. Durch die Öffnungen 24a,b,c,d der erste Haltearmatur 14 strömt das im Innern des Isoliergehäuses 10 angeordnete Isoliergas. Um die Durchströmung der Ausnehmung der Haltearmatur 14 zu begünstigen, weist das Zwischenstück 17 Öffnungen 25a,The first holding fitting 14 has a plurality of openings 24a, b, c, d. The insulating gas arranged in the interior of the insulating housing 10 flows through the openings 24a, b, c, d of the first holding fitting 14. To flow through the recess of the holding fitting To favor 14, the intermediate piece 17 has openings 25a,
25b auf. Dadurch ist es möglich, im Innern der ersten Haltearmatur 14 eine durch Konvektion getriebene Strömung zu erzeugen. Somit ist die über den ersten Stiel 7 ins Innere der ersten Haltearmatur 14 übertragene Wärme in einfacher Art und Weise nach außen abführbar. Zusätzlich gibt die äußere Oberfläche der ersten Haltearmatur 14 weitere Wärmestrahlung ab. - Ein Teil der Wärme wird von dem ersten Kontaktstück 5 über den ersten Stiel 7, das Zwischenstück 17 und die Gleitkon- taktanordnung unmittelbar auf die erste Haltearmatur 14 übertragen und von der ersten Haltearmatur 14 an ihre Umgebung abgestrahlt. Die auftretende Wärme ist im wesentlichen durch Stromwärmeverluste bzw. durch bei Schaltvorgängen zwischen dem ersten Kontaktstück 5 und dem zweiten Kontaktstück 6 auf- tretenden Lichtbögen bewirkt. 25b on. This makes it possible to generate a convection-driven flow inside the first holding fitting 14. Thus, the heat transferred into the interior of the first holding fitting 14 via the first stem 7 can be dissipated to the outside in a simple manner. In addition, the outer surface of the first holding fitting 14 emits further heat radiation. Part of the heat is transferred from the first contact piece 5 via the first stem 7, the intermediate piece 17 and the sliding contact arrangement directly to the first holding fitting 14 and radiated from the first holding fitting 14 to its surroundings. The heat that occurs is essentially caused by current heat losses or by arcing that occurs during switching operations between the first contact piece 5 and the second contact piece 6.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vakuumsehaltröhre (1) mit einem Schaltkontaktstück (5), welches an seinem von dem Schaltkontakt der Vakuumschalt- röhre (1) abgewandten Ende einen Stiel (7) aufweist, der mit einer ersten Gleitkontaktfläche (18) verbunden ist, welche mit einer zweiten Gleitkontaktfläche (19) eine Gleitkontaktanordnung ausbildet, wobei der Stiel (7) einen ersten Abschnitt mit einem gegenüber den übrigen Abschnitten des Stiels (7) vergrößerten Umfang aufweist und die erste Gleitkontaktfläche (18) an dem ersten Abschnitt angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der erste Abschnitt durchgreifende Öffnungen (25a, b) aufweist.1. Vacuum holding tube (1) with a switching contact piece (5) which has at its end facing away from the switching contact of the vacuum switching tube (1) a stem (7) which is connected to a first sliding contact surface (18) which is connected to a second Sliding contact surface (19) forms a sliding contact arrangement, the stem (7) having a first section with a larger circumference than the remaining sections of the stem (7) and the first sliding contact surface (18) being arranged on the first section, characterized in that the first Section through openings (25a, b).
2. Vakuumsehaltröhre (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die durchgreifenden Öffnungen (25a, b) des ersten Abschnittes sich von dem von der Vakuumschaltröhre (1) abgewandten Ende zu jenem der Vakuumschaltröhre (1) zugewandten Ende verlaufen.2. Vacuum holding tube (1) according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the penetrating openings (25a, b) of the first section extend from the end facing away from the vacuum switching tube (1) to that end facing the vacuum switching tube (1).
3. Vakuumsehaltröhre (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der erste Abschnitt aus einem in den Stiel (7) eingefügten Zwischenstück (17) besteht.3. Vacuum holding tube (1) according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n e e c h e n t, that the first section consists of an intermediate piece (17) inserted into the stem (7).
4. Vakuumsehaltröhre (1) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s an dem Zwischenstück (17) eine Antriebsvorrichtung ankoppelbar ist. 4. Vacuum holding tube (1) according to claim 3, characterized in that a drive device can be coupled to the intermediate piece (17).
5. Vakuumsehaltröhre (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die zweite Gleitkontaktfläche (19) an einem Hohlkörper (14), insbesondere in Form einer Armatur angeordnet ist.5. Vacuum retaining tube (1) according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the second sliding contact surface (19) is arranged on a hollow body (14), in particular in the form of a fitting.
6. Vakuumschaltröhre (1) nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Hohlkörper (14) die Vakuumsehaltröhre (1) zumindest teilweise haltert.6. vacuum interrupter (1) according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the hollow body (14) at least partially holds the vacuum holding tube (1).
7. Vakuums ehalt röhre (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Hohlkörper (14) Öffnungen (24a,b,c,d) aufweist, welche von einem Medium durchströmbar sind.7. Vacuum retaining tube (1) according to one of claims 5 or 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the hollow body (14) has openings (24 a, b, c, d) through which a medium can flow.
8. Vakuumsehaltröhre (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zumindest ein elastisches Kontaktelement mit der ersten Gleitkontaktfläche (18) verbunden ist.8. vacuum holding tube (1) according to one of claims 1 to 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that a s s at least one elastic contact element is connected to the first sliding contact surface (18).
9. Vakuumschaltröhre (1) nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das elastische Kontaktelement in einer azimutal um die Längsachse des Stiels (7) umlaufenden Nut (20a, b) gela- gert ist. 9. Vacuum interrupter (1) according to claim 8, which supports the elastic contact element in an azimuthally circumferential groove (20a, b) around the longitudinal axis of the stem (7).
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