EP1925007B1 - Vakuumschaltröhre - Google Patents

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Publication number
EP1925007B1
EP1925007B1 EP05780624.2A EP05780624A EP1925007B1 EP 1925007 B1 EP1925007 B1 EP 1925007B1 EP 05780624 A EP05780624 A EP 05780624A EP 1925007 B1 EP1925007 B1 EP 1925007B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
contact piece
vacuum interrupter
vacuum
piece
Prior art date
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Active
Application number
EP05780624.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1925007A1 (de
Inventor
Nils Anger
Roman Renz
Ulf SCHÜMANN
Andreas Stelzer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1925007A1 publication Critical patent/EP1925007A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1925007B1 publication Critical patent/EP1925007B1/de
Active legal-status Critical Current
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Classifications

    • 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
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H01H33/6661—Combination with other type of switch, e.g. for load break switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/003—Earthing switches

Definitions

  • the invention relates to a vacuum interrupter with a housing, a first contact system, which comprises a movable contact piece and a fixed contact piece, and a second contact system of a ground contact and a grounded counter contact piece, wherein the ground contact is arranged on a movable, sealing led out of the housing contact rod ,
  • a resulting during the separation process arc is plasma-physically shielded by a labyrinth-like shielding of the mating contact piece. Despite this labyrinthine shield, ions of the arc can be attracted to the ground potential of the mating contact, resulting in a polarity dependent switching capability of the vacuum interrupter.
  • the document EP 1 109 186 shows a vacuum interrupter according to the preamble of claim 1 object of the present invention is to form a vacuum interrupter of the type mentioned, in which an interaction of the arc is prevented with the grounded counter-contact piece.
  • this object is achieved in that the first contact system is held in the interior of the housing to vacuum-tight release means, which divide the interior of the vacuum interrupter into a first interior with the first contact system and a second interior with the second contact system.
  • the separating means comprise a partition plate held on the housing with a vacuum-tight passage.
  • This partition plate is preferably electrically conductive and provides a simple way to divide the interior of the housing of the vacuum interrupter into two mutually vacuum tight sealed interior spaces.
  • the movable contact rod extends through the partition plate and is connected in the first interior with the movable contact piece of the first contact system and a bellows forms on the partition plate, the vacuum-tight implementation.
  • the bellows is advantageously formed a vacuum-tight passage for the movable contact rod, by which a movement of the movable contact rod is made possible to move the arranged on the movable contact rod contacts between different positions.
  • the vacuum-tight passage is formed by a vacuum-tight recessed in the partition contact piece of the fixed contact piece of the first contact system and the movable contact rod forms with its inner end of the movable contact piece of a third contact system whose fixed contact piece is the contact piece.
  • the movable contact piece of the first contact system is attached to a further movable contact rod, which extends vacuum-tight in the first interior. Due to the arrangement of the other movable contact rod, the functions power interruption or switching and separation are independently executable independently, resulting in a more compact construction of the vacuum interrupter, since the current interruption and extinction of the arc, a small distance between the movable and the fixed contact piece is sufficient whereas dielectric separation requires greater spacing between the contacts.
  • a bellows forms the vacuum-tight implementation of the further movable contact rod.
  • a bellows is an advantageous means for forming a vacuum-tight passage for the movable contact rod.
  • the fixed contact piece and the movable contact piece are each formed from a copper-chromium material.
  • a copper-chromium material advantageously has a high switching capacity with simultaneous switch-on and generates only small overvoltages.
  • the fixed contact piece and the movable contact piece are each formed from a tungsten carbide silver material with a silver content between 20 and 50%. Such a material is also suitable for the formation of the first contact system.
  • the grounding contact and the mating contact piece are each formed from copper. Copper is a good electrically conductive material and therefore offers advantageous properties for the second contact system as a grounding contact system.
  • the grounding contact and the mating contact piece are each formed from a copper-chromium material.
  • a copper-chromium material has the advantages already described above and can therefore also be used for the second contact system.
  • the contacts of the third contact system are formed of copper. Copper with the properties already described above is a suitable material for the third contact system.
  • contacts of the third contact system are formed of a copper-chromium material.
  • a copper-chromium material can be used advantageously for the third contact system.
  • FIG. 1 shows a vacuum interrupter 1 with a housing 2, which comprises a housing plate 3 with a bushing 4, a further housing plate 5 and insulators 6, 7 and 8. Between the insulators 6 and 7 of the housing 2, an electrically conductive partition plate 9 is arranged, which is a vacuum-tight Implementation 10 has. Between the insulators 7 and 8 of the housing 2, a mating contact piece 11 is arranged, which is provided with an opening 12 and having a larger outer diameter than the insulators 7 and 8, so that a flange-like portion 13 on the vacuum interrupter 1 from the outside to the ground the mating contact piece 11 is accessible. A movable contact rod 14, which is conductively connected to a power supply, not shown, and an actuator extends through the passage 4 of the housing plate 3.
  • a bellows 15 is disposed on the housing plate 3 and the movable contact rod 14 so that the movable contact rod 14 from an interior of the vacuum interrupter is led out vacuum-tight.
  • the movable contact rod 14 extends through the opening 12 of the mating contact piece 11, wherein the opening 12 has a significantly larger diameter than the outer diameter of the movable contact rod 14.
  • the movable contact rod 14 further extends through the vacuum-tight passage 10 of the partition plate 9 and is connected at one end 17 to a movable contact piece 19, wherein a bellows 18 on the partition plate 9 and the movable contact piece 19 serves as a vacuum-tight passage, so that a vacuum-tight subdivision of the interior of the vacuum interrupter is formed in a first inner space 20 and a second inner space 21.
  • the movable contact piece 19 is arranged opposite in the second interior, a fixed contact piece 22 which is fixedly connected to the other housing plate 5.
  • the contact pieces 19 and 22 may be either Radialmagnetfeldête or Axialmagnetfeld briefly implemented, which with contact discs 23 and 24 for Improvement of the contact and erase properties of the first contact system are provided.
  • Arranged by A or B are arrows which characterize the direction of movement of the movable contact rod 14.
  • Shields 25, 26, 27, 28, 29, 30 on the housing plate 3, on opposite sides of the mating contact 11, 28 and 29 on opposite sides of the partition plate 9 on the other housing plate 5 are for shielding the insulators 6, 7 and 8 against a Steaming and potential control provided.
  • the vacuum interrupter 1 has three different possible positions, which can be assumed by movement of the movable contact rod 14 along the direction of movement indicated by the arrows A and B, respectively.
  • the in the FIG. 1 shown position corresponds to a disconnected position of the vacuum interrupter 1.
  • the movable contact piece 19 and the fixed contact piece 22 are spatially separated from each other and are not in a conductive connection. Between the ground contact 16 and the mating contact 11 is also in this position no conductive connection. If the movable contact rod 14 is moved in the direction of arrow B via a drive mechanism, not shown, then the switching position of the vacuum interrupter 1 is taken, in which the movable contact piece 19 and the fixed contact piece 22 is in a conductive connection. The vacuum interrupter 1 is in its switched position.
  • the movable contact rod 14 is moved away from the fixed contact piece 22 in the direction of the arrow A via the drive mechanism, then the position of the FIG. 1 taken, which corresponds to the disconnected position, and in a further movement in this direction, the grounding position of the vacuum interrupter 1 is finally taken, in which the grounding contact 16 forms a conductive connection with the mating contact 11.
  • the transfer between the individual Positions of the vacuum interrupter 1 is made possible by the flexibility of the bellows 15 and 18, which ensure the vacuum tightness of the first inner space 20 and the second inner space 21 during the movement of the movable contact rod 14.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a vacuum interrupter 1 'according to the invention.
  • a fixed contact piece 31 in the electrically conductive partition plate 9 is arranged so that a contact piece 33 of the fixed contact piece 31 is embedded in the partition plate 9, which forms the vacuum-tight passage 10 and extends into the second inner space 21.
  • a movable contact rod 32 extends through the passage 4 of the housing plate 3 in the second inner space 21, which is sealed by means of the bellows 15 to the outside vacuum-tight.
  • the movable contact rod 32 extends through the opening 12 of the mating contact piece 11 and has a grounding contact 16 on the side opposite the bellows side of the mating contact piece 11.
  • a movable contact piece 34 is fixedly arranged on a further movable contact rod 35, which extends through a passage 37 in the housing plate 36 from the first inner space 20 to the outside.
  • the contact rod 35 is connected to a power supply, not shown figuratively.
  • a bellows 38 is disposed on the housing plate 36 and the movable contact rod 35 for vacuum-tight separation of the first inner space 20 from the environment.
  • the movable contact piece 34 and the fixed contact piece 31, which form the first contact system, are provided with contact discs 23, 24. Shields 25 to 30 are on the respective housing plates, the partition plate and the mating contact arranged.
  • FIG. 2 In the arrangement of the FIG. 2 form the contact piece 33 of the fixed contact piece 31 and the end of the movable contact rod 32, a third contact system with contact surfaces 39, 40, wherein the contact surfaces 39 and 40 by contact discs 39 and 40 on the contact piece 33 and at the end of the movable contact rod to improve the contact properties of third contact system are formed.
  • a switching position of the vacuum interrupter 1 ' is achieved in this arrangement, that on the one hand via a drive, not shown, the movable contact rod 35 is moved with the movable contact piece 34 in the direction of the movement arrow C, so that the movable contact piece 34 and the fixed contact piece 31 a forming conductive connection, and the movable contact rod 32 is moved in the direction of the moving part A upwards, so that the contact piece 33 of the fixed contact piece 31 and the end of the movable contact rod 32 also form a conductive connection.

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vakuumschaltröhre mit einem Gehäuse, einem ersten Kontaktsystem, welches ein bewegliches Kontaktstück und ein festes Kontaktstück umfasst, sowie einem zweiten Kontaktsystem aus einem Erdungskontakt und einem geerdeten Gegenkontaktstück, wobei der Erdungskontakt an einer beweglichen, dichtend aus dem Gehäuse herausgeführten Kontaktstange angeordnet ist.
  • Eine derartige Vakuumschaltröhre ist aus der DE 100 30 670 C2 bekannt. Die beschriebene Vakuumschaltröhre umfasst ein erstes Kontaktsystem mit einem festen Kontaktstück und einem beweglichen Kontaktstück, welches mit einem Stromzuführungsbolzen als beweglicher Kontaktstange verbunden ist. Der Innenraum des Gehäuses der Vakuumschaltröhre ist an dem Stromzuführungsbolzen mittels eines Faltenbalges gegenüber der Umgebung vakuumdicht abgedichtet. Das erste Kontaktsystem dient zum Schalten bzw. Trennen einer elektrischen Verbindung. An der beweglichen Kontaktstange angeordnet ist ein Kontaktträger mit einem bewegbaren Kontakt als Erdungskontakt eines zweiten Kontaktsystems, wobei der Erdungskontakt mit einem feststehenden Kontakt als Gegenkontaktstück zur Erdung der Vakuumschaltröhre dient. Das Gegenkontaktstück ist mittels eines dickwandigen Rohrstückes mit einem radialen Anschlussflansch nach außen geführt. Bei der beschriebenen Vakuumschaltröhre sind durch die bewegliche Kontaktstange drei verschiedene Schaltstellungen möglich:
    1. 1. Eine Schaltstellung, in der das feste Kontaktstück mit dem beweglichen Kontaktstück in Verbindung steht,
    2. 2. eine Trennstellung, in der das feste Kontaktstück vom beweglichen Kontaktstück getrennt ist, wobei der Erdungskontakt vom Gegenkontaktstück ebenfalls getrennt ist, und
    3. 3. eine Erdungsstellung, in der der Erdungskontakt mit dem Gegenkontaktstück in Verbindung steht.
  • Ein während des Trennvorganges entstehender Lichtbogen wird durch ein labyrinthartiges Abschirmsystem vom Gegenkontaktstück plasmaphysikalisch abgeschirmt. Trotz dieser labyrinthartigen Abschirmung können Ionen des Lichtbogens vom Erdpotential des Gegenkontaktstücks angezogen werden, was zu einem polaritätsabhängigen Schaltvermögen der Vakuumschaltröhre führt.
  • Das Dokument EP 1 109 186 zeigt eine Vakuumschaltröhre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vakuumschaltröhre der eingangs erwähnten Art auszubilden, bei der eine Wechselwirkung des Lichtbogens mit dem geerdeten Gegenkontaktstück verhindert wird.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das erste Kontaktsystem im Innern des Gehäuses an vakuumdichten Trennmitteln gehalten ist, die den Innenraum der Vakuumschaltröhre in einen ersten Innenraum mit dem ersten Kontaktsystem und einen zweiten Innenraum mit dem zweiten Kontaktsystem unterteilen.
  • Durch die vakuumdichte Unterteilung in zwei Innenräume, in denen die jeweiligen Kontaktsysteme angeordnet sind, wird in vorteilhafter Weise eine Wechselwirkung der Ionen des Lichtbogens während des Trennvorganges der Kontakte des ersten Kontaktsystems mit dem Erdungskontakt bzw. dem Gegenkontaktstück verhindert.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Trennmittel eine am Gehäuse gehaltene Trennplatte mit einer vakuumdichten Durchführung. Diese Trennplatte ist vorzugsweise elektrisch leitend und bietet eine einfache Möglichkeit, den Innenraum des Gehäuses der Vakuumschaltröhre in zwei gegeneinander vakuumdicht abgedichtete Innenräume zu unterteilen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die bewegliche Kontaktstange durch die Trennplatte hindurch und ist im ersten Innenraum mit dem beweglichen Kontaktstück des ersten Kontaktsystems verbunden und ein Faltenbalg bildet an der Trennplatte die vakuumdichte Durchführung. Mittels des Faltenbalges wird in vorteilhafter Weise eine vakuumdichte Durchführung für die bewegliche Kontaktstange ausgebildet, durch die eine Bewegung der beweglichen Kontaktstange ermöglicht ist, um die an der beweglichen Kontaktstange angeordneten Kontaktstücke zwischen verschiedenen Positionen zu bewegen.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die vakuumdichte Durchführung von einem in der Trennplatte vakuumdicht eingelassenen Kontaktstutzen des festen Kontaktstücks des ersten Kontaktsystems gebildet und die bewegliche Kontaktstange bildet mit ihrem inneren Endstück das bewegliche Kontaktstück eines dritten Kontaktsystems aus, dessen festes Kontaktstück der Kontaktstutzen ist. Eine solche Anordnung bietet eine weitere Möglichkeit, das erste und das zweite Kontaktsystem in vakuumdicht voneinander abgetrennten Innenräumen anzuordnen, bei dem das dritte Kontaktsystem die Trennfunktion der Vakuumschaltröhre aufweist.
  • In einer zweckmäßigen Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist das bewegliche Kontaktstück des ersten Kontaktsystems an einer weiteren beweglichen Kontaktstange angebracht, welche sich vakuumdicht in den ersten Innenraum erstreckt. Durch die Anordnung der weiteren beweglichen Kontaktstange sind in vorteilhafter Weise die Funktionen Stromunterbrechung bzw. Schalten und Trennung voneinander unabhängig ausführbar, was zu einem kompakteren Aufbau der Vakuumschaltröhre führt, da zur Stromunterbrechung und Löschung des Lichtbogens ein kleiner Abstand zwischen dem beweglichen und dem festen Kontaktstück genügt, wohingegen eine dielektrische Trennung einen größeren Anstand zwischen den Kontaktstücken erfordert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform bildet ein Faltenbalg die vakuumdichte Durchführung der weiteren beweglichen Kontaktstange aus. Ein Faltenbalg ist ein vorteilhaftes Mittel zum Ausbilden einer vakuumdichten Durchführung für die bewegliche Kontaktstange.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind das feste Kontaktstück und das bewegliche Kontaktstück jeweils aus einem Kupfer- Chrom-Werkstoff ausgebildet. Ein solches Material weist vorteilhafter Weise ein hohes Schaltvermögen auf bei gleichzeitiger Einschaltfestigkeit und erzeugt nur geringe Überspannungen.
  • In einer anderen Ausführungsform sind das feste Kontaktstück und das bewegliche Kontaktstück jeweils aus einem Wolframkarbid-Silberwerkstoff mit einem Silberanteil zwischen 20 und 50 % ausgebildet. Ein derartiger Werkstoff ist ebenfalls zur Ausbildung des ersten Kontaktsystems geeignet.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Erdungskontakt und das Gegenkontaktstück jeweils aus Kupfer ausgebildet. Kupfer ist ein elektrisch gut leitendes Material und bietet daher vorteilhaft die Eigenschaften für das zweite Kontaktsystem als Erdungskontaktsystem.
  • In einer anderen Ausgestaltung sind der Erdungskontakt und das Gegenkontaktstück jeweils aus einem Kupfer-Chromwerkstoff ausgebildet. Ein solcher Werkstoff weist die bereits oben beschriebenen Vorteile auf und ist daher auch für das zweite Kontaktsystem einsetzbar.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Kontakte des dritten Kontaktsystems aus Kupfer ausgebildet. Kupfer mit den bereits oben beschriebenen Eigenschaften ist ein geeignetes Material für das dritte Kontaktsystem.
  • In einer anderen Ausgestaltung sind Kontakte des dritten Kontaktsystems aus einem Kupfer-Chromwerkstoff ausgebildet. Auch ein Kupfer-Chromwerkstoff kann in vorteilhafter Weise für das dritte Kontaktsystem verwendet werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre;
    Figur 2
    ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre.
  • Figur 1 zeigt eine Vakuumschaltröhre 1 mit einem Gehäuse 2, welches eine Gehäuseplatte 3 mit einer Durchführung 4, eine weitere Gehäuseplatte 5 sowie Isolatoren 6, 7 und 8 umfasst. Zwischen den Isolatoren 6 und 7 des Gehäuses 2 ist eine elektrisch leitende Trennplatte 9 angeordnet, welche eine vakuumdichte Durchführung 10 aufweist. Zwischen den Isolatoren 7 und 8 des Gehäuses 2 ist ein Gegenkontaktstück 11 angeordnet, welches mit einer Öffnung 12 versehen ist und der einen größeren Außendurchmesser als die Isolatoren 7 bzw. 8 aufweist, so dass ein flanschartiger Abschnitt 13 an der Vakuumschaltröhre 1 von außen zur Erdung des Gegenkontaktstücks 11 zugänglich ist. Eine bewegliche Kontaktstange 14, welche leitend mit einer nicht dargestellten Stromzuführung sowie einer Betätigungseinrichtung verbunden ist, erstreckt sich durch die Durchführung 4 der Gehäuseplatte 3. Ein Faltenbalg 15 ist an der Gehäuseplatte 3 und der beweglichen Kontaktstange 14 so angeordnet, dass die bewegliche Kontaktstange 14 aus einem Innenraum der Vakuumschaltröhre vakuumdicht herausgeführt ist. Die bewegliche Kontaktstange 14 erstreckt sich durch die Öffnung 12 des Gegenkontaktstückes 11, wobei die Öffnung 12 einen deutlich größeren Durchmesser aufweist als der Außendurchmesser der beweglichen Kontaktstange 14. Auf einer dem Faltenbalg 15 gegenüberliegenden Seite bezüglich des Gegenkontaktstückes 11 ist ein Erdungskontakt 16 in Form einer Kontaktscheibe 16 angeordnet, deren Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Öffnung 12. Die bewegliche Kontaktstange 14 erstreckt sich des Weiteren durch die vakuumdichte Durchführung 10 der Trennplatte 9 und ist an einem Ende 17 mit einem beweglichen Kontaktstück 19 verbunden, wobei ein Faltenbalg 18 an der Trennplatte 9 und dem beweglichen Kontaktstück 19 als vakuumdichte Durchführung dient, so dass eine vakuumdichte Unterteilung des Innenraumes der Vakuumschaltröhre in einen ersten Innenraum 20 und einen zweiten Innenraum 21 ausgebildet ist. Dem beweglichen Kontaktstück 19 gegenüberliegend im zweiten Innenraum angeordnet ist ein festes Kontaktstück 22, welches mit der weiteren Gehäuseplatte 5 fest verbunden ist. Die Kontaktstücke 19 und 22 können entweder Radialmagnetfeldkontaktstücke oder Axialmagnetfeldkontaktstücke sein, welche mit Kontaktscheiben 23 bzw. 24 zur Verbesserung der Kontakt- und Löscheigenschaften des ersten Kontaktsystems versehen sind. Mit A bzw. B bezeichnet sind Pfeile, welche die Bewegungsrichtung der beweglichen Kontaktstange 14 kennzeichnen. Abschirmungen 25, 26, 27, 28, 29, 30 an der Gehäuseplatte 3, an gegenüberliegenden Seiten des Gegenkontaktes 11, 28 und 29 an gegenüberliegenden Seiten der Trennplatte 9 an der weiteren Gehäuseplatte 5 sind zur Abschirmung der Isolatoren 6, 7 und 8 gegen eine Bedampfung sowie zur Potentialsteuerung vorgesehen.
  • Die Vakuumschaltröhre 1 weist drei verschiedene mögliche Stellungen auf, welche durch Bewegung der beweglichen Kontaktstange 14 entlang der durch die Pfeile A bzw. B gekennzeichneten Bewegungsrichtung eingenommen werden können. Die in der Figur 1 gezeigte Stellung entspricht einer Trennstellung der Vakuumschaltröhre 1. Das bewegliche Kontaktstück 19 und das feste Kontaktstück 22 sind räumlich voneinander getrennt und befinden sich nicht in einer leitenden Verbindung. Zwischen dem Erdkontakt 16 und dem Gegenkontakt 11 besteht in dieser Position ebenfalls keine leitende Verbindung. Wird über einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus die bewegliche Kontaktstange 14 in der Richtung des Pfeiles B bewegt, so wird die Schaltstellung der Vakuumschaltröhre 1 eingenommen, in der sich das bewegliche Kontaktstück 19 und das feste Kontaktstück 22 in einer leitenden Verbindung befindet. Die Vakuumschaltröhre 1 ist in ihrer geschalteten Stellung. Wird über den Antriebsmechanismus die bewegliche Kontaktstange 14 vom festen Kontaktstück 22 in der Richtung des Pfeiles A wegbewegt, so wird zunächst wieder die Position der Figur 1 eingenommen, welche der Trennstellung entspricht, und bei einer weiteren Bewegung in diese Richtung wird schließlich die Erdungsstellung der Vakuumschaltröhre 1 eingenommen, in der der Erdungskontakt 16 eine leitende Verbindung mit dem Gegenkontakt 11 ausbildet. Die Überführung zwischen den einzelnen Stellungen der Vakuumschaltröhre 1 wird durch die Flexibilität der Faltenbalge 15 und 18 ermöglicht, welche bei der Bewegung der beweglichen Kontaktstange 14 die Vakuumdichtheit des ersten Innenraumes 20 bzw. des zweiten Innenraumes 21 gewährleisten.
  • Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre 1'. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein festes Kontaktstück 31 in der elektrisch leitenden Trennplatte 9 so angeordnet, dass ein Kontaktstutzen 33 des festen Kontaktstücks 31 in der Trennplatte 9 eingelassen ist, welcher die vakuumdichte Durchführung 10 ausbildet und in den zweiten Innenraum 21 hineinreicht. Durch die Trennplatte 9 und den Kontaktstutzen 33 sind der erste Innenraum 20 und der zweite Innenraum 21 vakuumdicht voneinander abgetrennt. Eine bewegliche Kontaktstange 32 reicht durch die Durchführung 4 der Gehäuseplatte 3 in den zweiten Innenraum 21, welcher mittels des Faltenbalges 15 nach außen hin vakuumdicht abgedichtet ist. Die bewegliche Kontaktstange 32 erstreckt sich durch die Öffnung 12 des Gegenkontaktstückes 11 und weist einen Erdungskontakt 16 auf der dem Faltenbalg gegenüberliegenden Seite des Gegenkontaktstückes 11 auf. Ein bewegliches Kontaktstück 34 ist an einer weiteren beweglichen Kontaktstange 35 fest angeordnet, welche sich durch eine Durchführung 37 in der Gehäuseplatte 36 aus dem ersten Innenraum 20 nach außen hin erstreckt. Die Kontaktstange 35 ist mit einer figürlich nicht dargestellten Stromzuführung verbunden. Ein Faltenbalg 38 ist an der Gehäuseplatte 36 und der beweglichen Kontaktstange 35 zur vakuumdichten Abtrennung des ersten Innenraumes 20 gegenüber der Umgebung angeordnet. Das bewegliche Kontaktstück 34 sowie das feste Kontaktstück 31, welche das erste Kontaktsystem ausbilden, sind mit Kontaktscheiben 23, 24 versehen. Abschirmungen 25 bis 30 sind an den jeweiligen Gehäuseplatten, der Trennplatte und dem Gegenkontakt angeordnet.
  • Bei der Anordnung nach der Figur 2 bilden der Kontaktstutzen 33 des festen Kontaktstückes 31 und das Ende der beweglichen Kontaktstange 32 ein drittes Kontaktsystem mit Kontaktflächen 39, 40 aus, wobei die Kontaktflächen 39 und 40 durch Kontaktscheiben 39 und 40 am Kontaktstutzen 33 und am Ende der beweglichen Kontaktstange zur Verbesserung der Kontakteigenschaften des dritten Kontaktsystems ausgebildet sind. Eine Schaltstellung der Vakuumschaltröhre 1' wird bei dieser Anordnung dadurch erreicht, dass zum einen über einen nicht dargestellten Antrieb die bewegliche Kontaktstange 35 mit dem beweglichen Kontaktstück 34 in Richtung des Bewegungspfeiles C bewegt wird, so dass das bewegliche Kontaktstück 34 und das feste Kontaktstück 31 eine leitende Verbindung ausbilden, und die bewegliche Kontaktstange 32 in Richtung des Bewegungsteiles A nach oben bewegt wird, so dass der Kontaktstutzen 33 des festen Kontaktstückes 31 und das Ende der beweglichen Kontaktstange 32 ebenfalls eine leitende Verbindung ausbilden. Wird die bewegliche Kontaktstange 35 in Richtung des Bewegungspfeiles D bewegt, wodurch die Kontaktstücke 31 und 34 voneinander getrennt werden, so wird die leitende Verbindung getrennt, wobei der Lichtbogen zwischen dem festen Kontaktstück 31 und dem beweglichen Kontaktstück 34 brennt und im Vakuum gelöscht wird. Ein Trennvorgang bei dieser Anordnung findet dadurch statt, dass die bewegliche Kontaktstange 32 in Richtung des Bewegungspfeiles B vom Kontaktstutzen 33 des festen Kontaktstückes 31 wegbewegt wird, bis ein für eine dielektrische Trennung ausreichender Abstand erreicht ist. Bei weiterer Bewegung der beweglichen Kontaktstange 32 vom Kontaktstutzen 33 des festen Kontaktstückes 31 findet ein Erdungsvorgang der Vakuumschaltröhre 1' statt, in dem der Erdungskontakt 16 mit dem Gegenkontaktstück 11 eine leitende Verbindung ausbildet. Ein Abstand s1 zwischen dem festen Kontaktstück 31 und dem beweglichen Kontaktstück 34 zur Stromunterbrechung und Löschung des Lichtbogens in der Ausschaltstellung dieser Anordnung ist dabei wesentlich kleiner als ein für die dielektrische Trennung nötiger Abstand s2 zwischen dem Ende der beweglichen Kontaktstange 32 vom Kontaktstutzen 33 des festen Kontaktstückes 31 in der Trennstellung und beträgt maximal s1 = (0,35mm/kV x Nennspannung der Vakuumschaltröhre [kV]).
    • Bezugszeichenliste
    • 1, 1'
    Vakuumschaltröhre
    2
    Gehäuse
    3
    Gehäuseplatte
    4
    Durchführung
    5
    weitere Gehäuseplatte
    6, 7, 8
    Isolatoren
    9
    Trennplatte
    10
    Durchführung
    11
    Gegenkontakt
    12
    Öffnung
    13
    Flanschartiger Abschnitt
    14
    bewegliche Kontaktstange
    15
    Faltenbalg
    16
    Erdungskontakt
    17
    Ende
    18
    Faltenbalg
    19
    Bewegliches Kontaktstück
    20
    Erster Innenraum
    21
    Zweiter Innenraum
    22
    Festes Kontaktstück
    23, 24
    Kontaktscheiben
    25, 26, 27, 28, 29, 30
    Abschirmungen
    31
    Festes Kontaktstück
    32
    Bewegliche Kontaktstange
    33
    Kontaktstutzen
    34
    Bewegliches Kontaktstück
    35
    bewegliche Kontaktstange
    36
    Deckplatte
    37
    Durchführung
    38
    Faltenbalg
    39, 40
    Kontaktscheiben
    A,B,C,D
    Pfeile Bewegungsrichtung

Claims (13)

  1. Vakuumschaltröhre (1,1') mit einem Gehäuse (2), einem ersten Kontaktsystem (19,22,31,34), welches ein bewegliches Kontaktstück (19,34) und ein festes Kontaktstück (22,31) umfasst, sowie einem zweiten Kontaktsystem (11,16) aus einem Erdungskontakt (16) und einem geerdeten Gegenkontaktstück (11), wobei der Erdungskontakt (16) an einer beweglichen, dichtend aus dem Gehäuse (2) herausgeführten Kontaktstange (14,32) angeordnet ist, wobei
    das erste Kontaktsystem im Innern des Gehäuses an vakuumdichten Trennmitteln (9,18,33) gehalten ist, die den Innenraum (20,21) der Vakuumschaltröhre (1,1') in einen ersten Innenraum (20) mit dem ersten Kontaktsystem (19,22,31,34) und einen zweiten Innenraum (21) mit dem zweiten Kontaktsystem (11,16) unterteilen,
    dadurch gekennzeichnet, dass sich die bewegliche Kontaktstange (14, 32) durch die Öffnung (12) des Gegenkontaktstückes (11) erstreckt, wobei die Öffnung (12) einen deutlich größeren Durchmesser aufweist als der Außendurchmesser der beweglichen Kontaktstange (14,32).
  2. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Trennmittel (9,18) eine am Gehäuse (2) gehaltene Trennplatte (9) mit einer vakuumdichten Durchführung (10) umfassen.
  3. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass sich die bewegliche Kontaktstange (14) durch die Trennplatte (9) hindurch erstreckt und im ersten Innenraum (20) mit dem beweglichen Kontaktstück (19) des ersten Kontaktsystems verbunden ist und ein Faltenbalg (18) an der Trennplatte (9) die vakuumdichte Durchführung (10) bildet.
  4. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die vakuumdichte Durchführung (10) von einem in der Trennplatte vakuumdicht eingelassenen Kontaktstutzen (33) des festen Kontaktstücks (31) des ersten Kontaktsystems gebildet ist und die bewegliche Kontaktstange (32) mit ihrem inneren Endstück das bewegliche Kontaktstück eines dritten Kontaktsystems ausbildet, dessen festes Kontaktstück der Kontaktstutzen (33) ist.
  5. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (s1) zwischen dem festen Kontaktstück (31) und dem beweglichen Kontaktstück (34) des ersten Kontaktsystems in der Ausschaltstellung kleiner ist als der Abstand (s2) zwischen dem inneren Endstück der beweglichen Kontaktstange (32) und dem Kontaktstutzen (33) des dritten Kontaktsystems in der Trennstellung ist, und der Abstand (s1) maximal dem Produkt aus 0,35mm/kV und der Nennspannung der Vakuumschaltröhre entspricht.
  6. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Kontaktstück (34) des ersten Kontaktsystems an einer weiteren beweglichen Kontaktstange (35) angebracht ist, welche sich vakuumdicht in den ersten Innenraum (20) erstreckt.
  7. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Faltenbalg (18) die vakuumdichte Durchführung der weiteren beweglichen Kontaktstange (35) ausbildet.
  8. Vakuumschaltröhre nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das feste Kontaktstück (22,31) und das bewegliche Kontaktstück (19,34) jeweils aus einem Kupfer- Chrom-Werkstoff ausgebildet sind.
  9. Vakuumschaltröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass das feste Kontaktstück (22,31) und das bewegliche Kontaktstück (19,34) jeweils aus einem Wolframkarbid-Silberwerkstoff mit einem Silberanteil zwischen 20 und 50 % ausgebildet sind.
  10. Vakuumschaltröhre nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontakt (16) und das Gegenkontaktstück (11) jeweils aus Kupfer ausgebildet sind.
  11. Vakuumschaltröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontakt (16) und das Gegenkontaktstück (11) jeweils aus einem Kupfer-Chromwerkstoff ausgebildet sind.
  12. Vakuumschaltröhre nach einem der Ansprüche 5 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (39,40) des dritten Kontaktsystems aus Kupfer ausgebildet sind.
  13. Vakuumschaltröhre nach einem der Ansprüche 5 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (39,40) des dritten Kontaktsystems aus einem Kupfer-Chromwerkstoff ausgebildet sind.
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