EP2859570A1 - Schaltgerät für gleichstrom - Google Patents

Schaltgerät für gleichstrom

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EP2859570A1
EP2859570A1 EP13727913.9A EP13727913A EP2859570A1 EP 2859570 A1 EP2859570 A1 EP 2859570A1 EP 13727913 A EP13727913 A EP 13727913A EP 2859570 A1 EP2859570 A1 EP 2859570A1
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EP
European Patent Office
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switching device
arc
contact
extinguishing
switching
Prior art date
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Application number
EP13727913.9A
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English (en)
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EP2859570B1 (de
Inventor
Johannes Meissner
Ralf Thar
Karsten Gerving
Volker Lang
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Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
Original Assignee
Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Electrical IP GmbH and Co KG filed Critical Eaton Electrical IP GmbH and Co KG
Priority to PL13727913T priority Critical patent/PL2859570T3/pl
Publication of EP2859570A1 publication Critical patent/EP2859570A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2859570B1 publication Critical patent/EP2859570B1/de
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/08—Stationary parts for restricting or subdividing the arc, e.g. barrier plate
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    • H01H33/18—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
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    • 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
    • H01H33/64—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid wherein the break is in gas
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    • H01H33/02—Details
    • H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
    • H01H33/56—Gas reservoirs
    • H01H33/565—Gas-tight sealings for moving parts penetrating into the reservoir

Definitions

  • the invention relates to a switching device for guiding and separating high DC currents.
  • the switching device comprises a gas-tight encapsulated housing, which is filled with an insulating gas, and at least one contact pair, which is arranged in the housing and having a first contact and a second contact, wherein at least one of the two contacts is movable and the two contacts in an on state of the switching device in contact with each other and in an off state of the switching device are out of contact with each other.
  • the switching device comprises an arc runner arrangement which generates a magnetic field at least in the region of the contact pair.
  • Such a switching device is known for example from US 5,680,084 A.
  • the housing described therein is filled with a gas mixture comprising hydrogen.
  • switches in which one or more contact pairs are provided, which are operated in an air atmosphere. When opening such switches creates a switching arc between the contacts of a contact pair. In AC applications, this switching arc extinguishes between the contacts at the natural zero crossing of the current, thus causing a permanent interruption of the current flow.
  • a magnetic blower field either externally via a permanent magnet system or via a self-guided in the switch itself current path generated own magnetic field, so that the switching arc is expelled from the contacts and expanded and extinguished due to deionization and cooling.
  • Switches with extinguishing systems are also known, e.g. in the form of so-called Deion chambers, in which by dividing the switching arc into several partial arcs with simultaneous cooling by chamber walls and quenching plates, a rapid increase in the arc voltage, so that it at the latest when reaching the driving voltage to extinction and thus to a permanent interruption of the electric current comes.
  • the switching chamber walls and the extinguishing chambers are also subjected to thermal stress, which results in a limitation of the electrical life of the switching device.
  • the load of the switching device during the switching process is particularly high in the case of high arc performance, especially in the absence or low mobility of the arc, resulting in a relatively high contact erosion and material changes of the switching chamber walls by locally high thermal loads.
  • a high thermal load of the switching chambers occurs in particular at high direct currents, which in contrast to comparable alternating currents have no sinusoidal current profile with natural zero crossing and thus have after separation of the switching contacts a consistently high arc performance.
  • a very efficient arc quenching can be achieved if instead of normal air as switching environment hydrogen or a hydrogen-containing gas mixture in the form of a hermetically encapsulated housing of the switch selects. It is known that hydrogen molecules cause a very efficient cooling and deionization of the switching path due to significantly higher particle velocity compared to air molecules. As a result, when switching in a hydrogen atmosphere on a free-burning arc, a multiple of the arc voltage achievable with the same switching arrangement in air can be achieved. In practice, this means that you can build a higher arc voltage over a targeted elongation of the switching arc, caused by a magnetic blower field, as by the division of the arc into several partial arcs in the form of a classic arc splitter.
  • Encapsulated hydrogen-filled switching devices can be found today in several products in the form of compact relays for currents up to several hundred amps realized. Above all, these products are designed to permanently carry currents of this magnitude in the form of very compact arrangements and typically to switch them several thousand times. With these compact switching chambers, however, the achievable switching numbers are limited at high switching capacities by a gradually decreasing insulation capacity of such arrangements.
  • Object of the present invention is therefore to realize a switch, preferably for high DC currents, which allows high electrical switching performance at high S ehalt frequency and high total number of switching at relatively compact dimensions.
  • the switching device is filled with an insulating gas, in particular hydrogen or a hydrogen-containing gas mixture, and additionally an extinguishing device is provided, two effective methods for extinguishing the switching arc are combined, so that there is a particularly efficient and rapid deletion of the switching arc.
  • an efficient extinguishing of the arc is effected.
  • the switch can also be used for higher currents, since even in cases where the hydrogen atmosphere is insufficient, then the Arc quenching ensures that the arc is safely extinguished.
  • the quenching device is made of an electrically non-conductive material and shaped so that the arc is widened meandering.
  • the extinguishing device may be made of ceramic, for example. Due to the meandering expansion of the arc, the effective arc gap is significantly extended, without having an increased space requirement within the switching device.
  • the quenching chamber may include a plurality of spaced-apart quenching plates of refractory and electrically non-conductive material, such as e.g. Ceramic, include. This results in a simple construction and a simple production, as is known for example in connection with Deion chambers.
  • the extinguishing device has an inlet side, from which the arc is directed into the extinguishing device and enters it.
  • the individual extinguishing plates protrude differently, so that when the arc is driven into the extinguishing device, the arc is already widening in a meandering or undulating manner, since the arc moves around the plates and conforms to them.
  • different length extinguishing plates can be provided, wherein alternately shorter and longer extinguishing plates are arranged.
  • the extinguishing plates may further each have a notch on the inlet side of the extinguishing device, in which the arc is driven into it.
  • the notch may be asymmetrical in this case and / or arranged off-center, so that the lowest point of the notch is arranged off-center.
  • the notches of adjacent extinguishing plates together can form a groove with an odd course.
  • the arc is additionally widened meandering transverse to its direction of movement.
  • a waveform of the arc on the one hand in the direction of movement of the arc by nestling on the extinguishing plates and a waveform transverse to the direction of movement results through the notches. This causes a very efficient extension or expansion of the arc.
  • the arc runner assembly may include at least two permanent magnets that are arranged outside the housing and generate the magnetic field in the region of the contact pair.
  • At least one arc guide arrangement can be provided, by means of which an arc occurring between the contacts is led to the extinguishing device.
  • the arc guide assembly may include a first baffle and a second baffle, each extending from the contacts in the direction of the at least one quenching device, that increases the distance from each other.
  • a first extinguishing device For a first polarity of an arc, a first extinguishing device and for a second polarity of the arc, a second extinguishing device may be provided.
  • the first contact is electrically conductively connected to a fixed electrode and the second contact is electrically conductively connected to a movable electrode.
  • each of the electrodes can have a guide arrangement of the arc guide device in the form of a surface widening starting from the respective contact in the direction away from the respective other electrode.
  • the surface of the electrode can be represented by a separate cup-shaped component.
  • the movable electrode may be sealed out of the housing via a bellows, wherein a shield plate is provided on the movable electrode, which at least partially surrounds the bellows and protects against thermal influences.
  • the housing preferably has an insulating tube of electrically insulating material and two covers closing the insulating tube at its ends, wherein the insulating tube, the cover and the electrodes are rotationally symmetrical to a longitudinal axis of the switching device.
  • one of the lids may be integrally formed with the fixed electrode in order to ensure the most efficient heat dissipation from the housing.
  • FIG 2 is a perspective view of the switching device according to Figure 1 and
  • Figure 3 is a perspective view of a quenching device according to the switching device
  • FIG. 1 A first figure.
  • the switching device 1 comprises a switching chamber 2 forming a housing 3, which is hermetically sealed to the outside and is designed substantially cylindrical with a fixed electrode 4 at one end face.
  • first lid 7 On the side of the fixed electrode 4 is a cup-shaped first lid 7, which is connected either as a separate component concentric with the fixed electrode 4, wherein the outer part of the fixed electrode 4 passes through an opening in the lid 7, or as in the figure 1, the first lid 7 and the fixed electrode 4 are made as a unitary component.
  • the mobility of the movable electrode 5 is achieved via an axially variable-length bellows 6, whose one end face is connected to the movable electrode 5 gas-tight.
  • the other end face of the bellows 6 is also gas-tightly connected to a cup-shaped second lid 9 in such a way that the portion of the movable electrode 5 located outside the housing 3 is passed through a concentric opening 8 on the lid front side.
  • the ends facing away from the outer electrode sides of the two covers 7, 9 are each gas-tightly connected to an end face of a cylindrical insulating tube 10 made of an electrically insulating material, preferably ceramic.
  • the insulating tube 10 is in this case positioned in the longitudinal direction of the housing 3 so that the inner ends of the two electrodes 4, 5 are located in the interior of the insulating tube 10.
  • the located in the interior of the housing 3 side of the fixed electrode 4 carries on its front side 11 a first contact 13 and the inside of the housing 3 located side of the movable electrode 5 carries on its front side 12 a second contact 14.
  • Die beidenmaschinee 13, 14 are the same size and together form a contact pair.
  • the contacts 13, 14 are preferably made of a suitably chosen erosion-resistant contact material.
  • the two contacts 13, 14 are in this case firmly connected with their respective electrode 4, 5 via a flat solder connection.
  • the switching chamber 2 is designed as follows. Two parallel to each other permanent magnets 15, 16, in the middle of which the switching chamber 2 and the housing 3 is located, are arranged outside of the housing 3. The permanent magnets 15, 16 are arranged at the level of the two contacts 13, 14 and generate a magnetic field whose field lines in the region of the contacts 13, 14 are approximately homogeneous, wherein the field lines are parallel to the surface of the contacts 13, 14.
  • a resulting when opening the contacts 13, 14 arc is due to the force acting in the contact area Lorentz force at a properly selected magnetic field strength rapidly from the surfaces of the contacts 13, 14 away in the direction of the insulating 10 moves.
  • the extinguishing devices 17, 18 are used for targeted expansion or lengthening of the running in the direction of the insulating tube 10 Arc as soon as it reaches an inlet side 19 of one of the two extinguishing devices 17, 18.
  • the extinguishing devices 17, 18 each comprise a stack arrangement of extinguishing plates 20, 21 of a erosion-resistant insulating material, preferably ceramic, which in analogy to the When switching to air often used Deion extinguishing chambers are fixed in a defined distance from each other in a frame 32, which also consists of insulating material (see Figure 3).
  • the extinguishing devices 17, 18 are aligned with the permanent magnets 15, 16 located outside the switching chamber 2 in such a way that the magnetic field lines perpendicular to the longitudinal axes LI, L2 of the two permanent magnets 15, 16 and perpendicular to a connection plane, which includes both longitudinal axes LI, L2, lie.
  • the arc is when entering a the extinguishing devices 17, 18 are not divided according to the invention, but selectively extended by nestling on the individual extinguishing plates 20, 21 and by the blasfeld employmente bulge in the space between the extinguishing plates 20, 21. With a stepped plate assembly of the shape just described thus additional elongation of the arc is achieved.
  • a further reinforcement of the arc bulging can be achieved by notches 22, 23 in the extinguishing plates 20, 21 on the inlet side 19.
  • the indentations 22, 22 'of adjacent extinguishing plates 20, 20' may be offset from one another or formed differently asymmetrically.
  • a quenching devices 17, designed in this way significantly higher arc voltages can be achieved in a switching chamber atmosphere composed of hydrogen or a hydrogen-containing gas mixture than in a deion chamber of comparable size operated in air, which as a result greatly shortens the burning time of the electric arc.
  • the two contacts 13, 14 are chamfered in such a way that the surfaces facing the electrodes 4, 5 larger are as the respective other contact 14, 13 facing surfaces.
  • a continuous migration of the arc from the surfaces of the contacts 13, 14 is favored.
  • a favorable arc running behavior can be achieved by a conical or bell-shaped configuration of the electrode surfaces 24, 25 in the interior of the housing 3.
  • An additional improvement of the arc guide in the direction of the quenching devices 17, 18 can be achieved by a bead 26, 27 or a bead-like elevation of the bell-shaped electrode surfaces 24, 25 of both electrodes 4, 5 in the direction along the connecting plane of the two quenching devices 17, 18.
  • a particularly advantageous embodiment of the arc guide can be achieved in that, as shown in Figure 1, baffles in the form of starting from the respective contact in the direction away from the other electrode direction widening caps 28, 29 are provided from electrically conductive material. The caps 28, 29 also each form one of the beads 26, 27.
  • the caps 28, 29 are separate components, which consist of a erosion-resistant material and in full length to the conical or bell-shaped surface geometry of the electrodes 4, fifth nestle and form a solid bond with these, for example via a flat solder joint. With such an arrangement, the erosion counteracted by the local melting and evaporation along the arc root points associated with each circuit can be counteracted.
  • a switching chamber is realized, which - embedded in the manner described in the permanent magnetic field - allows a polarity-independent switching, i. Irrespective of the polarity of the current, the electric arc produced when the contacts 13, 14 are opened will always pass through one of the two baffles in the form of the caps 28, 29 into the respectively adjacent extinguishing devices 17, 18 and extinguish there become.
  • the so-called 'pinch-of' method in which in the first step, first the individual components or assemblies of the switching device mounted and the entire assembly then gas-tight, preferably via solder joints, is closed. Before filling with the desired insulating gas, the atmospheric air must first be completely removed from the housing. This is done via a suction tube preferably made of copper, which is connected to the housing gas-tight at the chamber end to the housing preferably via a solder and which is connected at the other end to a vacuum pump. After reaching the desired vacuum, the housing is filled via an appropriate valve with the insulating gas of the desired pressure. Finally, the chamber is then over a flat Squeezing the suction tube and subsequent separation sealed from the filling gas-tight.
  • the housing is first completely built up and suitably prefixed according to the modular principle
  • the entire assembly is then placed in a vacuum brazing furnace, where it is successively evacuated in a single furnace process, filled with insulating gas of the desired pressure, and finally completely gas-tightly sealed at a furnace temperature above the solder melting point.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

Schaltgerät 1 geeignet für einen Gleichstrombetrieb umfassend ein gasdicht gekapseltes, elektrisch isolierendes Gehäuse 3, das mit einem Isoliergas gefüllt ist, mindestens ein Kontaktpaar 13, 14, das in dem Gehäuse 3 angeordnet ist und das einen ersten Kontakt 13 und einen zweiten Kontakt 14 aufweist, wobei zumindest einer der beiden Kontakte 13, 14 beweglich ist und die beiden Kontakte 13, 14 in einem eingeschalteten Zustand des Schaltgeräts 1 in Kontakt zueinander und in einem ausgeschalteten Zustand des Schaltgeräts 1 außer Kontakt zueinander sind, sowie eine Lichtbogentreiberanordnung 15, 16, die zumindest im Bereich des Kontaktpaares 13, 14 ein Magnetfeld erzeugt, wobei eine Löscheinrichtung 17, 18 zum Löschen des Lichtbogens vorgesehen ist, in die der Lichtbogen durch die Lichtbogentreiberanordnung 15, 16 getrieben wird.

Description

SCHALTGERÄT FÜR GLEICHSTROM
Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät zum Führen und Trennen hoher Gleichströme. Das Schaltgerät umfasst ein gasdicht gekapseltes Gehäuse, das mit einem Isoliergas gefüllt ist, sowie mindestens ein Kontaktpaar, das in dem Gehäuse angeordnet ist und das einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt aufweist, wobei zumindest einer der beiden Kontakte beweglich ist und die beiden Kontakte in einem eingeschalteten Zustand des Schaltgeräts in Kontakt zueinander und in einem ausgeschalteten Zustand des Schaltgeräts außer Kontakt zueinander sind. Ferner umfasst das Schaltgerät eine Lichtbogentreiberanordnung, die zumindest im Bereich des Kontaktpaares ein Magnetfeld erzeugt.
Ein solches Schaltgerät ist beispielsweise aus der US 5 680 084 A bekannt. Das dort beschriebene Gehäuse ist mit einem Gasgemisch, welches Wasserstoff umfasst, gefüllt. Es sind auch andere Schalter bekannt, bei denen ein oder mehrere Kontaktpaare vorgesehen sind, die in einer Luftatmosphäre betrieben werden. Beim Öffnen solcher Schalter entsteht ein Schaltlichtbogen zwischen den Kontakten eines Kontaktpaares. Bei Wechselstromanwendungen erlischt dieser Schaltlichtbogen zwischen den Kontakten beim natürlichen Nulldurchgang des Stroms, so dass eine dauerhafte Unterbrechung des Stromflusses bewirkt wird. Insbesondere bei höheren Strömen wird mittels eines magnetischen Blasfelds, das entweder extern über ein Permanentmagnetsystem oder auch über ein im Schalter selbst über geeignet geführte Strombahn erzeugtes Eigenmagnetfeld entsteht, so dass der Schaltlichtbogen von den Kontakten weggetrieben und erweitert wird und aufgrund von Deionisierung und Kühlung erlischt. Es sind auch Schalter mit Löschsystemen bekannt, z.B. in Form sogenannter Deion-Kammern, in denen durch Aufteilung des Schaltlichtbogens in mehrere Teillichtbögen bei gleichzeitiger Kühlung durch Kammerwände und Löschbleche eine schnelle Erhöhung der Lichtbogenspannung erfolgt, so dass es spätestens beim Erreichen der treibenden Spannung zum Erlöschen und damit zu einer dauerhaften Unterbrechung des elektrischen Stroms kommt.
Je nach Energiegehalt des Lichtbogens kommt es hierbei zu einer unterschiedlich hohen thermischen Belastung der Kontaktanordnung, verbunden mit einem gewissen Abbrand an Kontaktwerkstoff. Thermisch belastet werden auch die Schaltkammerwände sowie die Löschkammern, was im Ergebnis zu einer Begrenzung der elektrischen Lebensdauer des Schaltgeräts führt. Die Belastung des Schaltgeräts während des Schalt Vorgangs ist besonders hoch im Falle großer Lichtbogenleistungen, insbesondere bei fehlender oder geringer Mobilität des Lichtbogens, was zu einem vergleichsweise hohen Kontaktabbrand sowie Materialveränderungen der Schaltkammerwände durch örtlich hohe thermische Belastungen zur Folge hat. Eine hohe thermische Belastung der Schaltkammern tritt insbesondere bei hohen Gleichströmen auf, welche im Gegensatz zu vergleichbaren Wechselströmen keinen sinusförmigen Stromverlauf mit natürlichem Nulldurchgang aufweisen und damit nach Trennung der Schaltkontakte eine gleichbleibend hohe Lichtbogenleistung aufweisen. Zum Erzielen einer möglichst hohen Lebenserwartung eines Schaltgeräts für Gleichstromanwendungen ist es daher unumgänglich, die Brenndauer des Schaltlichtbogens durch dessen schnelle Kühlung und Deionisierung der Schaltstrecke zu minimieren. Hierbei wird ein rasches Ansteigen der Brennspannung erzielt, die beim Erreichen der treibenden Spannung zum Erlöschen des Lichtbogens führt. Bei den zum Löschen von Gleichströmen (DC-Strömen) bekannten Anordnungen, bei denen die Schaltlichtbögen über magnetische Blasfelder in sog. Deion-Kammern getrieben und dort zum Erlöschen gebracht werden, können insbesondere bei energiereichen Lichtbögen häufig Rückzündungen auftreten. Hierbei kommt es in einem Teilbereich der Schaltstrecke, in der der Lichtbogen nicht mehr unmittelbar wirkt, wodurch sich die elektrische Leitfähigkeit in diesem Bereich durch Deionisierung der umgebenden Luft insgesamt bereits deutlich vermindert hat, zu einer erneuten Durchzündung durch den Lichtbogen, verbunden mit einem plötzlichen Einbruch der Lichtbogenspannung. Wiederholte Rückzündungen können die Gesamtbrenndauer des Schaltlichtbogens, erheblich verlängern, was wiederum eine erhöhte thermische Belastung des Schaltgeräts bedeutet. Schaltungen mit häufigen Rückzündungen bedingen daher im Ergebnis eine verringerte Lebenserwartung des Schaltgeräts.
Eine sehr effiziente Lichtbogenlöschung lässt sich erzielen, wenn man statt normaler Luft als Schaltumgebung Wasserstoff oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch in Form eines hermetisch gekapselten Gehäuses des Schalters wählt. Es ist bekannt, dass Wasserstoffmoleküle aufgrund im Vergleich zu Luftmolekülen wesentlich höheren Teilchengeschwindigkeit eine sehr effiziente Kühlung und Deionisation der Schaltstrecke bewirken. Im Ergebnis lässt sich beim Schalten in einer Wasserstoffatmosphäre an einem frei brennenden Lichtbogen ein Mehrfaches der mit der gleichen Schaltanordnung in Luft erzielbaren Lichtbogenspannung erreichen. In der Praxis bedeutet dies, dass man über eine gezielte Längung des Schaltlichtbogens, hervorgerufen durch ein magnetisches Blasfeld, eine höhere Lichtbogenspannung aufbauen kann als durch die Aufteilung des Lichtbogens in mehrere Teillichtbögen in Form einer klassischen Löschblechanordnung.
Gekapselte wasserstoffgefüllte Schaltgeräte findet man heute in mehreren Produkten in Form kompakter Relais für Ströme bis zu mehreren hundert Ampere realisiert. Diese Produkte sind vor allem dafür ausgelegt, Ströme in dieser Größenordnung in Form sehr kompakter Anordnungen dauerhaft zu führen und typischerweise mehrere tausend Mal zu schalten. Mit diesen kompakten Schaltkammern sind jedoch die erzielbaren Schaltzahlen bei hohen Schaltleistungen durch ein allmählich abnehmendes Isolationsvermögen solcher Anordnungen begrenzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Schalter, vorzugsweise für hohe Gleichströme, zu realisieren, der bei vergleichsweise kompakten Ausmaßen hohe elektrische Schaltleistungen bei hoher S ehalt häufigkeit und hoher Gesamtschaltzahl ermöglicht.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Schaltgerät gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den Unteransprüchen
Dadurch, dass das Schaltgerät mit einem Isoliergas, insbesondere Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gasgemisch, gefüllt ist und zusätzlich eine Löscheinrichtung vorgesehen ist, sind zwei wirksame Methoden zum Löschen des Schaltlichtbogens miteinander kombiniert, so dass sich eine besonders effiziente und schnelle Löschung des Schaltlichtbogens ergibt. Alleine durch die Wasserstoffatmosphäre wird ein effizientes Löschen des Lichtbogens bewirkt. Durch das Vorsehen einer Lichtbogenlöscheinrichtung kann der Schalter jedoch auch für höhere Ströme verwendet werden, da selbst in Fällen, in denen die Wasserstoffatmosphäre nicht ausreicht, dann zusätzlich die Lichtbogenlöscheinrichtung gewährleistet, dass der Lichtbogen sicher gelöscht wird.
Vorzugsweise ist die Löscheinrichtung aus einem elektrisch nicht leitenden Material hergestellt und derart geformt, dass der Lichtbogen mäanderförmig aufgeweitet wird. Hierbei kann die Löscheinrichtung zum Beispiel aus Keramik hergestellt sein. Durch das mäanderförmige Aufweiten des Lichtbogens wird die effektive Lichtbogenstrecke deutlich verlängert, ohne einen erhöhten Platzbedarf innerhalb des Schaltgeräts aufzuweisen.
Die Löschkammer kann mehrere mit Abstand zueinander gestapelte Löschplatten aus hitzebeständigem und elektrisch nicht leitendem Material, wie z.B. Keramik, umfassen. Somit ergibt sich ein einfacher Aufbau und eine einfache Fertigung, wie dies zum Beispiel im Zusammenhang mit Deion- Kammern bekannt ist.
Die Löscheinrichtung weist eine Einlaufseite auf, von der aus der Lichtbogen in die Löscheinrichtung gelenkt wird und in diese eintritt. An dieser Einlaufseite der Löscheinrichtung stehen die einzelnen Löschplatten unterschiedlich weit vor, so dass beim Hineintreiben des Lichtbogens in die Löscheinrichtung der Lichtbogen bereits mäanderförmig bzw. wellenförmig aufgeweitet wird, da sich der Lichtbogen um die Platten herum bewegt und sich an diese anschmiegt. Hierzu können unterschiedlich lange Löschplatten vorgesehen sein, wobei abwechselnd kürzere und längere Löschplatten angeordnet sind.
Die Löschplatten können ferner jeweils auf der Einlaufseite der Löscheinrichtung eine Einkerbung aufweisen, in die der Lichtbogen hineingetrieben wird. Die Einkerbung kann hierbei asymmetrisch ausgebildet sein und/oder außermittig angeordnet sein, so dass der tiefste Punkt der Einkerbung außermittig angeordnet ist. Zusätzlich können die Einkerbungen benachbarter Löschplatten zusammen eine Nut mit ungeradem Verlauf bilden. Somit wird der Lichtbogen quer zu seiner Bewegungsrichtung zusätzlich mäanderförmig aufgeweitet. Somit ergibt sich eine Wellenform des Lichtbogens zum einen in Bewegungsrichtung des Lichtbogens durch das Anschmiegen an die Löschplatten und eine Wellenform quer zur Bewegungsrichtung durch die Einkerbungen. Die bewirkt eine äußerst effiziente Verlängerung bzw. Aufweitung des Lichtbogens.
Die Lichtbogentreiberanordnung kann mindestens zwei Permanentmagneten umfassen, die außerhalb des Gehäuses angeordnet sind und das Magnetfeld im Bereich des Kontaktpaares erzeugen.
Für ein effektives Aufweiten des Lichtbogens und zum Führen desselben in Richtung zur Löscheinrichtung kann zumindest eine Lichtbogenleitanordnung vorgesehen sein, mittels derer ein zwischen den Kontakten auftretender Lichtbogen zur Löscheinrichtung geleitet wird. Die Lichtbogenleitanordnung kann ein erstes Leitblech und ein zweites Leitblech umfassen, welche jeweils ausgehend von den Kontakten derart in Richtung zu der zumindest einen Löscheinrichtung verlaufen, dass sich der Abstand zueinander vergrößert.
Für eine erste Polarität eines Lichtbogens kann eine erste Löscheinrichtung und für eine zweite Polarität des Lichtbogens eine zweite Löscheinrichtung vorgesehen sein. Somit wird polaritätsunabhängig ein sicheres Löschen des Lichtbogens gewährleistet. Der erste Kontakt ist elektrisch leitend mit einer feststehenden Elektrode und der zweite Kontakt elektrisch leitend mit einer beweglichen Elektrode verbunden.
Hierbei kann jede der Elektroden eine Leitanordnung der Lichtbogenleiteinrichtung in Form einer sich ausgehend vom jeweiligen Kontakt in von der jeweiligen anderen Elektrode abgewandten Richtung sich erweiternden Oberfläche aufweisen. Hierbei kann die Oberfläche der Elektrode durch ein separates napfförmiges Bauteil dargestellt sein.
Die bewegliche Elektrode kann über einen Faltenbalg abgedichtet aus dem Gehäuse geführt sein, wobei an der beweglichen Elektrode ein Schirmblech vorgesehen ist, das den Faltenbalg zumindest teilweise umgibt und vor thermischen Einflüssen schützt.
Das Gehäuse weist vorzugsweise ein Isolierrohr aus elektrisch isolierendem Material sowie zwei das Isolierrohr an seinen Enden verschließenden Deckeln auf, wobei das Isolierrohr, die Deckel und die Elektroden rotationssymmetrisch zu einer Längsachse des Schaltgeräts ausgebildet sind.
Hierbei kann einer der Deckel einstückig mit der feststehenden Elektrode ausgebildet sein, um eine möglichst effiziente Wärmeableitung aus dem Gehäuse zu gewährlei-sten. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts ist anhand der folgenden Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigt
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Schaltgerät,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung des Schaltgeräts gemäß Figur 1 und
Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer Löscheinrichtung des Schaltgeräts gemäß
Figur 1.
Der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts 1 ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt, die im folgenden zusammen beschrieben werden.
Ähnlich wie bei bekannten Vakuumschaltkammern umfasst das Schaltgerät 1 ein eine Schaltkammer 2 bildendes Gehäuse 3, das nach außen hermetisch dicht gekapselt ist und im wesentlichen zylindrisch gestaltet ist mit einer feststehenden Elektrode 4 an der einen Stirnseite. An einer der ersten Stirnseite abgewandten zweiten Stirnseite ist eine bewegliche Elektrode 5 vorgesehen, die in axialer Richtung bezogen auf eine Längsachse L des Schaltgeräts 1 gegen die feststehende Elektrode 4 beweglich ist.
Auf der Seite der feststehenden Elektrode 4 befindet sich ein becherförmiger erster Deckel 7, der entweder als separates Bauteil konzentrisch mit der feststehenden Elektrode 4 verbunden ist, wobei der äußere Teil der feststehenden Elektrode 4 durch eine Öffnung im Deckel 7 hindurchtritt, oder wie in der Figur 1 gezeigt, der erste Deckel 7 und die feststehende Elektrode 4 als einheitliches Bauteil ausgeführt sind.
Die Beweglichkeit der beweglichen Elektrode 5 wird über einen axial längenveränderlichen Faltenbalg 6 erzielt, dessen eine Stirnseite mit der beweglichen Elektrode 5 gasdicht verbunden ist. Die andere Stirnseite des Faltenbalgs 6 ist mit einem becherförmigen zweiten Deckel 9 ebenfalls gasdicht in der Weise verbunden, dass der außerhalb des Gehäuses 3 befindliche Teil der beweglichen Elektrode 5 durch eine konzentrische Öffnung 8 an der Deckelstirnseite hindurchgeführt ist. Die den äußeren Elektrodenseiten abgewandten Enden der beiden Deckel 7, 9 sind jeweils mit einer Stirnseite eines zylindrischen Isolierrohr 10 aus einem elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise Keramik, gasdicht verbunden. Das Isolierrohr 10 ist hierbei in Längsrichtung des Gehäuses 3 so positioniert, dass sich die inneren Enden der beiden Elektroden 4, 5 im Innern des Isolierrohres 10 befinden.
Die im Innern des Gehäuses 3 befindliche Seite der feststehenden Elektrode 4 trägt auf ihrer Stirnseite 11 einen ersten Kontakt 13 und die im Innern des Gehäuses 3 befindliche Seite der beweglichen Elektrode 5 trägt auf ihrer Stirnseite 12 einen zweiten Kontakt 14. Die beiden Kontakte 13, 14 sind gleich groß und bilden zusammen ein Kontaktpaar. Die Kontakte 13, 14 sind vorzugsweise aus einem geeignet gewählten abbrandfesten Kontaktwerkstoff hergestellt. Die beiden Kontakte 13, 14 sind hierbei mit ihrer jeweiligen Elektrode 4, 5 über eine flächige Lötverbindung fest verbunden.
Zum Führen und Löschen des beim Öffnen der beiden Kontakte 13, 14 unter Last entstehenden Lichtbogens ist die Schaltkammer 2 wie folgt gestaltet. Zwei parallel zu einander liegende Permanentmagnete 15, 16, in deren Mitte sich die Schaltkammer 2 bzw. das Gehäuse 3 befindet, sind außerhalb des Gehäuses 3 angeordnet. Die Permanentmagnete 15, 16 sind in Höhe der beiden Kontakte 13, 14 angeordnet und erzeugen ein Magnetfeld, dessen Feldlinien im Bereich der Kontakte 13, 14 angenähert homogen verlaufen, wobei die Feldlinien parallel zur Oberfläche der Kontakte 13, 14 liegen.
Ein beim Öffnen der Kontakte 13, 14 entstehender Lichtbogen wird aufgrund der im Kontaktbereich wirkenden Lorentzkraft bei geeignet gewählter Magnetfeldstärke rasch von den Oberflächen der Kontakte 13, 14 weg nach außen in Richtung des Isolierrohres 10 bewegt. Zwischen den Kontakten 13, 14 und dem Isolierrohr 10 befinden sich zwei diametral gegenüberliegende Löscheinrichtungen 17, 18, nämlich eine erste Löscheinrichtung 17 und eine zweite Löscheinrichtung 18. Die Löscheinrichtungen 17, 18 dienen dem gezielten Aufweiten bzw. Verlängern des in Richtung des Isolierrohres 10 laufenden Lichtbogens, sobald dieser eine Einlaufseite 19 einer der beiden Löscheinrichtungen 17, 18 erreicht. Die Löscheinrichtungen 17, 18 umfassen jeweils eine Stapelanordnung von Löschplatten 20, 21 aus einem abbrandfestem Isolierstoff, vorzugsweise Keramik, welche in Analogie zu den beim Schalten an Luft häufig verwendeten Deion-Löschkammern in einem definierten Abstand zueinander in einem Rahmen 32 fixiert sind, der ebenfalls aus Isolierstoff besteht (siehe Figur 3). Die Löscheinrichtungen 17, 18 sind zu den außerhalb der Schaltkammer 2 liegenden Permanentmagnete 15, 16 derart ausgerichtet, dass die Magnetfeldlinien senkrecht zu den Längsachsen LI, L2 der beiden Permanentmagneten 15, 16 sowie senkrecht zu einer Verbindungsebene, welche beide Längsachsen LI, L2 beinhaltet, liegen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform einer Löscheinrichtungen 17, 18 besteht die Stapelanordnung aus Löschplatten 20, 21 unterschiedlicher Länge, wobei auf eine kürzere Löschplatte 20 jeweils eine längere Löschplatte 20' folgt und umgekehrt, so dass die dem Lichtbogen zugewandte Einlaufseite 19 der Löscheinrichtungen 17, 18 eine zickzackförmige, mäanderförmige Kontur erhält. Anders als bei einer Deionkammer, in der sich der Lichtbogen in eine Vielzahl einzelner Teillichtbögen aufteilt, deren Länge jeweils dem Abstand benachbarter Löschbleche entspricht, wobei sich die in der Deionkammer erzeugte Gesamtlichtbogenspannung als Summe der Spannungen aller Teilbögen ergibt, wird der Lichtbogen beim Einlaufen in eine der Löscheinrichtungen 17, 18 gemäß der Erfindung nicht aufgeteilt, sondern durch Anschmiegen an die einzelnen Löschplatten 20, 21 sowie durch die blasfeldbedingte Ausbauchung in den Raum zwischen den Löschplatten 20, 21 gezielt verlängert. Mit einer gestuften Plattenanordnung der eben beschriebenen Form wird somit eine zusätzliche Längung des Lichtbogens erzielt.
Eine weitere Verstärkung der Lichtbogenausbauchung lässt sich durch Einkerbungen 22, 23 in den Löschplatten 20, 21 auf der Einlaufseite 19 erzielen. Die Einkerbungen 22, 22' benachbarter Löschplatten 20, 20' können zueinander versetzt oder unterschiedlich asymmetrisch ausgebildet sein. Mit einer derart gestalteten Löscheinrichtungen 17, 18 lassen sich in einer Schaltkammeratmosphäre aus Wasserstoff oder einem wasserstoffhaltigen Gasgemisch deutlich höhere Lichtbogenspannungen erzielen als in einer an Luft betriebenen Deionkammer von vergleichbarer Größe, was im Ergebnis die Brenndauer des Lichtbogens stark verkürzt.
Zum Erreichen eines optimalen Lichtbogenlaufverhaltens im magnetischen Blasfeld zwischen den Kontakten 13, 14 und den Löscheinrichtungen 17, 18 sind zum einen die beiden Kontakte 13, 14 in der Weise abgeschrägt, dass die den Elektroden 4, 5 zugewandten Flächen größer sind als die dem jeweiligen anderen Kontakt 14, 13 zugewandten Flächen. Durch diesen rampenförmigen Übergang wird ein kontinuierliches Abwandern des Lichtbogens von den Oberflächen der Kontakte 13, 14 begünstigt. Weiterhin lässt sich ein günstiges Lichtbogenlaufverhalten durch eine konische oder glockenförmige Ausgestaltung der Elektrodenoberflächen 24, 25 im Inneren des Gehäuses 3 erzielen. Eine zusätzliche Verbesserung der Lichtbogenführung in Richtung der Löscheinrichtungen 17, 18 kann man durch einen Wulst 26, 27 bzw. eine wulstartige Überhöhung der glockenförmigen Elektrodenoberflächen 24, 25 beider Elektroden 4, 5 in Richtung längs der Verbindungsebene der beiden Löscheinrichtungen 17, 18 erzielen. Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Lichtbogenführung lässt sich dadurch erreichen, dass, wie in Figur 1 dargestellt, Leitbleche in Form von sich ausgehend vom jeweiligen Kontakt in von der anderen Elektrode abgewandten Richtung sich erweiternden Kappen 28, 29 aus elektrisch leitendem Material vorgesehen sind. Die Kappen 28, 29 bilden zudem jeweils eine der Wülste 26, 27. Bei den Kappen 28, 29 handelt es sich um separate Bauteile, welche aus einem abbrandfesten Material bestehen und sich in voller Länge an die konische oder glockenförmige Oberflächengeometrie der Elektroden 4, 5 anschmiegen und mit diesen z.B. über eine flächige Lotverbindung einen festen Verbund ausbilden. Mit einer solchen Anordnung lässt sich die Erosion, welche durch die mit jeder Schaltung einhergehenden lokalen Aufschmelzungen und Verdampfungen entlang der Lichtbogenfußpunkte, entgegenwirken.
Durch den spiegelsymmetrischen Aufbau der Schaltanordnung wird eine Schaltkammer realisiert, die - in der beschriebenen Weise im permanentmagnetischen Feld eingebettet - ein polaritätsunabhängiges Schalten ermöglicht, d.h. unabhängig von der Polungsrichtung des Stroms wird der beim Öffnen der Kontakte 13, 14 entstehende Lichtbogen über die dort wirkende Lorentzkraft immer über eine der beiden Leitbleche in Form der Kappen 28, 29 in die jeweils dort angrenzenden Löscheinrichtungen 17, 18 laufen und dort zum Erlöschen gebracht werden.
Um zu verhindern, dass es sich beim Aufweiten des Schaltlichtbogens im Magnetfeld der externen Permanentmagneten in Einzelfällen zur Bildung von Lichtbogenfußpunkten im Bereich des aufgrund seiner nur geringen Dicke sehr empfindlichen Faltenbalgs 6 kommt, was zu punktuellen Undichtigkeiten führen kann, welche unweigerlich zum totalen Verlust der eingekapselten Wasserstoffatmosphäre und damit zum Versagen des Schaltgeräts führt, ist der Faltenbalg 6 in Richtung der Schaltstrecke durch ein Schirmblech 30 geschützt, welches den Faltenbalg 6 mantelförmig umgibt.
Für eine hermetisch gekapselte Schaltanordnung ist es im Fall hoher Schalthäufigkeiten und Lichtbogenleistungen sehr wichtig, die von den Lichtbögen ausgehende Wärmeenergie effizient nach außen abzuführen, um eine Überhitzung der Schaltkammer bzw. des Gehäuseinneren zu verhindern. Dieses wird zum einen durch die massive Ausführung der beiden Elektroden 4, 5 im Bereich der Lichtbogenbeanspruchung begünstigt. Aus dem gleichen Grund befinden sich die Kontakte 13, 14 nicht in Höhe der Schaltkammermitte, sondern zum stirnseitigen Ende der feststehenden Elektrode 4 hin verschoben. Hierdurch ist die Wegstrecke für das Ableiten der Lichtbogenwärme aus der Schaltkammer 2 heraus vergleichsweise kurz. Günstig für eine effiziente Wärmeabfuhr ist ebenso eine großflächige Anklemmung von Stromleitern an die Elektroden 4, 5. Für eine schnelle Abkühlung des durch die Lichtbogenbeanspruchung aufgeheizten Isoliergases im Gehäuseinnern sorgt weiterhin eine um die bewegliche Elektrode 5 verlaufende konzentrische Kühlrippenanordnung 31, welche eine deutliche Oberflächenvergrößerung der beweglichen Elektrode 5, welche wie auch die feststehende Elektrode 4 vorzugsweise als massive Kupferelektrode ausgebildet ist, bedeutet und dadurch eine entsprechend große Konvektionskühlfläche bietet.
Um eine hermetisch gekapselte Schaltanordnung in der beschriebenen Weise zu realisieren, kann man prinzipiell die gleichen Wege beschreiten, wie sie bei der Herstellung von Vakuumschaltkammern gängige Praxis sind. Zu nennen ist hier beispielsweise das sogenannte „Pinch-of '-Verfahren, bei dem im ersten Schritt zunächst die einzelnen Komponenten oder Baugruppen des Schaltgeräts montiert und die gesamte Anordnung anschließend gasdicht, vorzugsweise über Lötverbindungen, verschlossen wird. Vor der Befüllung mit dem gewünschten Isoliergas muss zunächst die Atmosphärenluft vollständig aus dem Gehäuse entfernt werden. Dies geschieht über ein Absaugröhrchen vorzugsweise aus Kupfer, das am kammerseitigen Ende gasdicht mit dem Gehäuse vorzugsweise über eine Lötung verbunden ist und das am anderen Ende an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist. Nach Erreichen des gewünschten Vakuums wird das Gehäuse über ein entsprechendes Ventil mit dem Isoliergas von gewünschtem Druck befüllt. Abschließend wird die Kammer dann über eine flächige Verquetschung des Absaugröhrchens und anschließende Abtrennung von der Füllanordnung gasdicht versiegelt.
Ein weiteres, vorteilhaftes Verfahren zum Befüllen und hermetischen Verschließen des Gehäuses ist das sogenannte„One-Shot-Brazing"- Verfahren. Bei diesem Lötverfahren wird das Gehäuse zunächst nach dem Baukastenprinzip vollständig aufgebaut und geeignet vorfixiert. Zwischen sämtlichen zu verlötenden Flächen wird Lotmaterial in geeigneter Form und Menge zugesetzt. Anschließend wird die gesamte Anordnung in einen Vakuumlötofen eingebracht, wo sie in einem einzigen Ofenprozeß nacheinander evakuiert, mit Isoliergas von gewünschtem Druck befüllt und abschließend bei einer Ofentemperatur oberhalb des Lotschmelzpunkts vollständig gasdicht versiegelt wird.
Als Voraussetzung zur Realisierung dieses„One-Shot-Brazing"- Verfahren müssen zum einen sämtliche verwendeten Bauteile aus geeigneten hochtemperaturfesten gasdichten Materialien von nur geringer Ausgasung gewählt sein, zum anderen muss über eine geeignete Vorreinigung aller Teile sichergestellt sein, dass es während des Lotprozesses zu keinen relevanten verschmutzungsbedingten Ausgasungen kommt sowie weiterhin eine vollständige, gasdichte Lotbenetzung aller zu verlötenden Bauteile erfolgt.
Bezugszeichenliste
1 Schaltgerät
2 Schaltkammer
3 Gehäuse
4 feststehende Elektrode
5 bewegliche Elektrode
6 Faltenbalg
7 erster Deckel
8 Öffnung
9 zweiter Deckel
10 Isolierrohr
11 Stirnseite
12 Stirnseite
13 erster Kontakt
14 zweiter Kontakt
15 Permanentmagnet
16 Permanentmagnet
17 erste Löscheinrichtung
18 zweite Löscheinrichtung
19 Einlaufseite
20, 20' Löschplatte
21 Löschplatte
22, 22' Einkerbung
23 Einkerbung
24 Elektrodenoberfiäche
25 Elektrodenoberfiächen
26 Wulst
27 Wulst
28 Kappe
29 Kappe
30 Schirmblech
31 Kühlrippenanordnung
32 Rahmen
L Längsachse
LI Längsachse der ersten Löscheinrichtung
L2 Längsachse der zweiten Löscheinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Schaltgerät (1) geeignet für einen Gleichstrombetrieb umfassend ein gasdicht gekapseltes, elektrisch isolierendes Gehäuse (3), das mit einem Isoliergas gefüllt ist, mindestens ein Kontaktpaar (13, 14), das in dem Gehäuse (3) angeordnet ist und das einen ersten Kontakt (13) und einen zweiten Kontakt (14) aufweist, wobei zumindest einer der beiden Kontakte (13, 14) beweglich ist und die beiden Kontakte (13, 14) in einem eingeschalteten Zustand des Schaltgeräts (1) in Kontakt zueinander und in einem ausgeschalteten Zustand des Schaltgeräts (1) außer Kontakt zueinander sind, sowie eine Lichtbogentreiberanordnung (15, 16), die zumindest im Bereich des Kontaktpaares (13, 14) ein Magnetfeld erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Löscheinrichtung (17, 18) zum Löschen des Lichtbogens vorgesehen ist, in die der Lichtbogen durch die Lichtbogentreiberanordnung (15, 16) getrieben wird.
2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Gas
Wasserstoff oder ein wasserstoffhaltiges Gasgemisch ist.
3. Schaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löscheinrichung (17, 18) aus einem elektrisch nicht leitendem Material hergestellt ist und derart geformt ist, dass der Lichtbogen mäanderformig aufgeweitet wird.
4. Schaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Löscheinrichung (17, 18) mehrere mit Abstand zueinander gestapel-te Löschplatten (20, 20', 21) aus einem
hitzebeständigen und elektrisch nicht leitenden Material umfassen.
5. Schaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschplatten (20, 20', 21) an einer Einlaufseite (19) der Löscheinrichung (17, 18) unterschiedlich weit vorstehen.
6. Schaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass abwechselnd kürzere (20) und längere Löschplatten (20') vorgesehen sind.
7. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Löschplatten (20, 20', 21) jeweils auf einer Einlaufseite (19) der Lösch^einrichungen (17, 18) eine Einkerbung (22, 22', 23) aufweisen, die asymmetrisch ausgebildet und/oder außermittig angeordnet sind.
8. Schaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkerbungen (22, 22', 23) aller Löschplatten (20, 20', 21) eine Nut mit ungeradem Verlauf bilden.
9. Schaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogentreiberanordnung mindestens zwei Permagnentmagnete (15, 16) umfasst, die außerhalb des Gehäuses (3) angeordnet sind.
10. Schaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Lichtbogenleitanordnung (24, 25) vorgesehen ist, mittels derer ein zwischen den Kontakten (13, 14) auftretender Lichtbogen zur Löscheinrichtung (17, 18) geleitet wird.
11. Schaltgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lichtbogenleitanordnung ein erstes Leitblech (24) und ein zweites Leitblech (25) umfasst, welche jeweils ausgehend von den Kontakten derart in Richtung zu der zumindest einen Löscheinrichtung (17, 18) verlaufen, dass sich der Abstand zueinander vergrößert.
12. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass für eine erste Polarität eines Lichtbogens eine erste Löscheinrichtung (17) und für eine zweite
Polarität des Lichtbogens eine zweite Löscheinrichtung (18) vorgesehen sind.
13. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontakt (13) elektrisch leitend mit einer feststehenden Elektrode (4) und der zweite Kontakt (14) elektrisch leitend mit einer beweglichen Elektrode (5) verbunden ist.
14. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Elektroden (4, 5) eine Leitanordnung der Lichtbogenleiteinrichtung in Form einer sich ausgehend vom jeweiligen Kontakt (13, 14) in von der jeweiligen anderen Elektrode abgewandten Richtung sich erweiternden Oberfläche aufweist.
15. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Elektrode (5) über einen Faltenbalg (6) abgedichtet aus dem Gehäuse (3) geführt ist und dass an der beweglichen Elektrode (5) ein Schirmblech (30) vorgesehen ist, das den Faltenbalg (6) zumindest teilweise umgibt.
16. Schaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) ein Isolatorrohr (10) aus elektrisch isolierendem Material sowie zwei das Isolatorrohr (10) an seinen Enden verschließende Deckel (7, 9) umfasst und dass das
Isolatorrohr (10), die Deckel (7, 9) und die Elektroden (4, 5) rotationssymmetrisch zu einer Längsachse (L) ausgebildet sind.
17. Schaltgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Deckel (7) einstückig mit der feststehenden Elektroden (4) ausgebildet ist.
18. Verfahren zur Herstellung eines Schaltgeräts nach einem der vorangehenden Ansprüche mit den Verfahrensschritten:
Vorfixieren aller Bauteile (4, 5, 6, 7, 9, 10, 17, 18) des Schaltgeräts (1), Zusetzen von
Lötmaterial an sämtliche zu verlötenden Flächen der Bauteile (4, 5, 6, 7, 9, 10, 17, 18) des Schaltgeräts (1), Einbringen der vorfixierten und mit Lötmaterial versehenen Bauteile (4, 5, 6, 7, 9, 10, 17, 18) des Schaltgeräts (1) in einen Vakuumofen, Evakuieren des Vakuumofens und anschließendes Befüllen des Vakuumofens mit Isoliergas und Aufheizen der Bauteile (4, 5, 6, 7, 9, 10, 17, 18) des Schaltgeräts (1) auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Lötmaterials mit anschließendem Abkühlen.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile des Schaltgeräts (1) zumindest ein Isolierrohr (10) , zwei das Isolierrohr (10) an seinen Enden abschließende Deckel (7, 9), eine feststehende Elektrode (4), eine bewegliche Elektrode (5), einen
Faltenbalg (6) zum abgedichteten Hindurchführen der beweglichen Elektrode (5) durch einen der Deckel (9) und zwei Löscheinrichtungen (17, 18) umfasst.
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