EP3453044A1 - Doppelkontakt-schalter mit vakuumschaltkammern - Google Patents

Doppelkontakt-schalter mit vakuumschaltkammern

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EP3453044A1
EP3453044A1 EP17716245.0A EP17716245A EP3453044A1 EP 3453044 A1 EP3453044 A1 EP 3453044A1 EP 17716245 A EP17716245 A EP 17716245A EP 3453044 A1 EP3453044 A1 EP 3453044A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
electrode
switch
double
bellows
Prior art date
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Granted
Application number
EP17716245.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3453044B1 (de
Inventor
Gerd Schmitz
Marcel Uedelhoven
Johannes Meissner
Michael Wohlang
Oliver Kreft
Kai Schroeder
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Eaton Intelligent Power Ltd
Original Assignee
Eaton Intelligent Power Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Intelligent Power Ltd filed Critical Eaton Intelligent Power Ltd
Publication of EP3453044A1 publication Critical patent/EP3453044A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3453044B1 publication Critical patent/EP3453044B1/de
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    • 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
    • H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
    • H01H33/6647—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having fixed middle contact and two movable contacts
    • 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
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/14—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc
    • H—ELECTRICITY
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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
    • H01H33/60—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
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66238—Specific bellows details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means

Definitions

  • the invention relates to a double-contact switch with vacuum interrupters and a hybrid switching device with such a double-contact switch.
  • German patent application DE 10 2013 1 14 260 A1 discloses a double contact switch is described with vacuum interrupters, in which the mechanical switching component has a double vacuum interrupter chamber with two pairs of contacts arranged in the axial direction, which can be actuated independently.
  • a hybrid switching device with this double-contact switch is described in DE 10 2013 1 14 260 A1, in which a semiconductor switch, based on an IGBT power semiconductor (Insulated Gate Bipolar Transistor), electrically parallel to one of the two contact pairs of the double contact Switch is arranged.
  • This hybrid switching device is particularly suitable for switching direct currents or low-frequency currents.
  • the responsible for the galvanic separation second contact pair opens with a certain time delay after opening the first pair of contacts (commutation). This avoids that in the case of simultaneous or premature opening of the isolating contacts, a vacuum arc is briefly formed there, ie for the period in which the load current is still being passed through the IGBT. Especially in the case of high currents mean such short-term vacuum arches after numerous circuits under load such as shooters gradual contact erosion and thus a corresponding reduction in electrical life. Furthermore, there may be mechanical bouncing during the switch-on of conventional purely mechanical switching devices as well as hybrid switchgear.
  • Object of the present invention is therefore to propose a double-contact switch with vacuum interrupters, which requires a smaller space than the known from DE 10 2013 1 14 260 A1 solution for staggered opening of the contact pairs.
  • the underlying idea is to propose a compact double contact switch with trained as a partial switching chambers a switching tube vacuum switching chambers, which is structurally designed such that when switching off a current flowing through the switch load current, the two pairs of contacts in the interrupter open with a time lag be dimensioned at least larger than a typical current flow time through a parallel to a contact pair semiconductor switch.
  • This is inventively achieved in that gas-tight barriers of the contact-carrying areas of the movable electrodes are designed differently such that the opening of the contacts of the two pairs of contacts is delayed or delayed.
  • the double-contact switch according to the invention is present all suitable for use in a hybrid switch, in which a power semiconductor switch is connected in parallel to the time first opening first contact pair.
  • a power semiconductor switch is connected in parallel to the time first opening first contact pair.
  • opening the first pair of contacts can be prevented by turning on the power semiconductor switch that forms an arc between the first time-opening contact pair.
  • load current can be led to zero, in particular before the second pair of contacts is opened.
  • the load current can be switched off almost without the formation of an arc.
  • the invention enables a particularly compact design of a double-contact switch with vacuum interrupters.
  • One embodiment of the invention now relates to double-contact switches having first and second tubular vacuum interrupters formed as sub-switching chambers of a interrupter, an electrode fixed in the interrupter and disposed between the first and second vacuum interrupters with a first protruding into the first vacuum interrupter chamber Fixed contact and a second, projecting into the second vacuum interrupter fixed contact, one arranged in the first vacuum interrupter and movable in the axial direction of the first electrode with a contact-carrying area, which is sealed against the outside of the first vacuum interrupter gas-tight, one in the second Vacuum switching chamber arranged and movable in this in the axial direction of the second electrode, with a contact-carrying area which is sealed off gas-tight relative to the exterior of the second vacuum interrupter chamber, wherein the gas-tight Closing of the contact-carrying portion of the first electrode is so different from the gas-tight barrier of the contact-carrying portion of the second electrode is formed, that the opening of the first fixed contact and the contact of the first
  • the double-contact switch requires relatively little space, so that it is particularly suitable for the construction of compact switching devices.
  • the parts requirement for the constructive realization of the staggered contact pair Opening comparatively small, whereby the production cost is lower compared to mechanical construction with multiple components.
  • the gas-tight shut-off of the contact-carrying region of the first electrode and the gas-tight shut-off of the contact-bearing region of the second electrode are each formed by a flexible bellows, in particular metal bellows.
  • Diameters, wall thicknesses, wavenumbers and / or stiffnesses of the bellows may be different, in particular to cause different forces acting on the contact pairs, which cause the time delay in opening the contact pairs in the interrupter.
  • the outer diameter of the bellows can be different sizes. As a result, the forces acting on the contact pairs due to the vacuum pressure can be set differently, so that the opening of the contact pairs results in a time delay due to the different forces.
  • the radius Ri of the bellows of the first vacuum interrupter chamber may be smaller by a quarter than the radius R 2 of the bellows of the second vacuum interrupter chamber.
  • the radius Ri of the bellows of the first vacuum interrupter chamber may be smaller by a quarter than the radius R 2 of the bellows of the second vacuum interrupter chamber.
  • the bellows of the first vacuum interrupter chamber has a greater wave number and / or a smaller wall thickness than the bellows of the second vacuum interrupter chamber.
  • a different Federsteif ig speed of the two bellows is effected, which can lead directly to a time-delayed opening of the contact pairs.
  • the first electrode can be coupled to a switching drive and the second electrode can be connected to a switch housing wall.
  • the first electrode may be provided with a connection for a switching drive, and the second electrode may be formed so that the at one Switch housing wall can be attached, for example by a screw.
  • a further embodiment of the invention relates to a hybrid switching device having a first and a second power connection, a double-contact switch according to the invention and as described herein, a switching drive with an electromechanical drive for moving switching contacts in the direction of the axis of the vacuum switching chambers of the double-contact switch and a parallel to a temporally first opening contact pair of the double contact switch switched power semiconductor switch having a first and a second terminal, wherein the first terminal of the power semiconductor switch and the first movable electrode of the double-contact switch to the first power terminal of Hybrid switchgear are connected and the first movable electrode is fixedly connected to a housing wall of the hybrid switching device, wherein the fixed electrode of the double-contact switch is connected to the second terminal of the power semiconductor switch, wherein the second movable electrode of the double-contact switch is electrically connected to a movable part of the switching drive, and wherein the switching tube of the double-contact switch is slidably mounted along its longitudinal axis to a stop in the housing of the hybrid switching
  • FIG. 1 is a perspective view of a sectional view of a Doppelutton- switch with vacuum interrupters according to the prior art.
  • FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of a hybrid switching device according to the prior art;
  • Fig. 3 is a sectional view of a first embodiment of a double-contact switch with vacuum interrupters according to the invention, which is particularly suitable for use in the hybrid switching device of Fig. 2;
  • Fig. 4 is a sectional view of a second embodiment of a double-contact switch with vacuum interrupters according to the invention, which is particularly suitable for use in the hybrid switching device of Fig. 2.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through a double contact switch with a vacuum interrupter, which has a rotationally symmetrical, cylindrical shape with two separate Operaschalthuntn 1, 3, in particular of similar or identical structure, for mechanical contact pairs 10, 30 of the switch.
  • Both sub-switching chambers 1, 3 can either be designed as completely separate vacuum chambers or partially connected to each other so that they have a common vacuum.
  • both sub-switching chambers 1 and 3 are separated in the middle of the vacuum interrupter by a partition wall 4, which consists of an electrically conductive material and two centrally disposed, fixed switching contacts 41, 42 of the mechanical contact pairs 10 and 30 carries whose end faces each face the interior of one of the switching chambers.
  • the partition can be designed in a geometry that it itself serves as a double contact arrangement.
  • the contact surface of the partition can be designed so that it consists of a low-burning material with good resistance to welding.
  • a low-burning contact material When used in a completely arc-free working hybrid contactor is the use of a low-burning contact material is not mandatory; In this case, a material of good electrical conductivity and adequate resistance to welding is appropriate.
  • the areas of the two movable electrodes 1 1, 31 carrying the switching contacts are each sealed off from the exterior of the respective switching chamber via a flexible metal bellows 13, 33.
  • Each metal bellows 13, 33 is in particular soldered over two circumferential, vacuum-tight solder joints on the one hand to the respective electrode 1 1 and 31, on the other hand with a respective cover 14 and 34, which closes the respective part switching chamber 1, 3.
  • the bellows 13, 33 in this case form gastight shut-off of the switching contacts 12, 32 supporting portions of the electrodes 1 1, 31 relative to the exterior of the sub-switching chambers 1, 3, so that a vacuum is maintained in these chambers.
  • the fixed electrode 4 has a correspondingly sized, sufficient wall thickness.
  • the fixed electrode 4 is connected at its peripheral end faces 43 in the direction of their respective switching chamber 1, 3 with an annular insulating ring 15, 35, for example made of ceramic, vacuum-tight.
  • this double-contact switch with vacuum interrupters - as shown in Fig. 2 - be involved in such a way that one of the two movable electrodes, such as the electrode 1 1 is rigidly connected via a flat power connection to a power connector of the hybrid switching device.
  • the fixed electrode 4 of the vacuum interrupter is also connected via a flat power connection to the hybrid switching device, in such a way that the so-connected mechanical contacts 10 of the first part switching chamber 1 are arranged electrically parallel to a power semiconductor switch 20 of the hybrid switching device.
  • the second movable electrode 31 is connected to the movable part of the hybrid-electric hybrid drive via another surface current connection. Electrically, the mechanical contacts 30 of the second partial switching chamber 3 are connected in series with the parallel arrangement of the power semiconductor switch 20 and the mechanical contacts 10 of the first partial switching chamber 1.
  • the electromechanical drive 40 of the hybrid switching device ensures a movement of the movable contacts in the direction of the interrupter axis.
  • the power semiconductor switch 20 is controlled by a switching electronics 50, which in turn exchanges signals with the electromechanical drive 40.
  • the switching electronics 50 are configured to control the timing of switching on and off of the power semiconductor switch 20 depending on the switching states of the double-contact switch depending on respective signals of the electromechanical actuator 40.
  • a double-contact switch is shown with a vacuum tube in which the outer diameter of the bellows for the two sub-switching chambers 1 and 3 were chosen to be different sizes.
  • the radius Ri of the bellows 13 'of the right Operaschalthunt 1 by 1/4 smaller than the radius R2 of the bellows 33' of the left Generalschalthunt 3, then due to the vacuum pressure p Vak acting on the contacts 32, 4 of the left Generalschalthunt 3
  • Differently high contact pressure forces in the two sub-switching chambers of a double-contact vacuum interrupter can also be realized via different wall thicknesses of the bellows and furthermore also via their wavenumbers.
  • a double-contact switch is shown with a vacuum tube, in which the bellows 33 "of the left Operaschalthunt 3, a greater wall thickness and a lower wave number (three waves 36) than the bellows 13" of the right Partschalthunt 1 (four shafts 37) having.
  • the bellows 33 "of the partial switching chamber 3 receives a higher spring stiffness than the bellows 13" of the partial switching chamber 1.
  • F e ff Fvak + Fßalg
  • F Va k is the vacuum force
  • F Ba g is the spring force of a bellows
  • the time delay when opening the pairs of contacts 32, 4 and 12, 4 can also be effected by a different choice of material in the bellows or generally the gas-tight barriers, for example by a bellows made of a spring steel with a high Federsteif ig speed and another bellows of a Spring steel is produced with a low spring stiffness.
  • the present invention is particularly suitable for almost arc-free switching high DC and low-frequency currents. Switching operations can be carried out almost free of burn-off, which leads to an extended life of the switch.
  • the double-contact switch according to the invention can be used in contactors, circuit breakers, motor protection switches, in particular for switching direct currents and low-frequency currents.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Doppelkontakt-Schalter mit einer ersten und einer zweiten röhrenförmig ausgebildeten Vakuumschaltkammer (1, 3), die als Teilschaltkammern einer Schaltröhre ausgebildet sind, einer in der Schaltröhre feststehenden, zwischen der ersten und zweiten Vakuumschaltkammer angeordneten Elektrode (4) mit einem ersten, in die erste Vakuumschaltkammer (1) hineinragenden Festkontakt und einem zweiten, in die zweite Vakuumschaltkammer (3) hineinragenden Festkontakt, einer in der ersten Vakuumschaltkammer (1) angeordneten und in dieser in axialer Richtung beweglichen ersten Elektrode (11) mit einem, einen Kontakt (12) tragenden Bereich, der gegenüber dem Äußeren der ersten Vakuumschaltkammer (1) gasdicht abgesperrt ist, einer in der zweiten Vakuumschaltkammer (3) angeordneten und in dieser in axialer Richtung beweglichen zweiten Elektrode (31), mit einem, einen Kontakt (32) tragenden Bereich, der gegenüber dem Äußeren der zweiten Vakuumschaltkammer (3) gasdicht abgesperrt ist, wobei die gasdichte Absperrung (13') des den Kontakt (12) tragenden Bereichs der ersten Elektrode (11) derart unterschiedlich zur gasdichten Absperrung (33') des den Kontakt (32) tragenden Bereichs der zweiten Elektrode (31) ausgebildet ist, dass das Öffnen des ersten Festkontakts (41) und des Kontakts (12) der ersten Elektrode (11) und das Öffnen des zweiten Festkontakts (42) und des Kontakt (32) der zweiten Elektrode (31) zeitlich versetzt erfolgt.

Description

Doppelkontakt-Schalter mit Vakuumschaltkammern
Die Erfindung betrifft einen Doppelkontakt-Schalter mit Vakuumschaltkammern und ein Hybrid-Schaltgerät mit einem derartigen Doppelkontakt-Schalter.
In der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2013 1 14 260 A1 ist ein Doppel kontakt- Schalter mit Vakuumschaltkammern beschrieben, bei welchem die mechanische Schaltkomponente eine Doppel-Vakuumschaltkammer mit zwei in axialer Richtung angeordneten Kontaktpaaren aufweist, die sich unabhängig voneinander betätigen lassen.
Weiterhin ist in der DE 10 2013 1 14 260 A1 ein Hybrid-Schaltgerät mit diesem Doppelkontakt-Schalter beschrieben, bei dem ein Halbleiterschalter, basierend auf einem IGBT-Leistungshalbleiter (Insulated Gate Bipolar Transistor), elektrisch parallel zu einem der beiden Kontaktpaare des Doppelkontakt-Schalters angeordnet ist. Dieses Hybrid-Schaltgerät ist vor allem zum Schalten von Gleichströmen oder niederfrequenten Strömen geeignet. Mit dem Öffnen eines ersten Kontaktpaares des Doppelkontakt-Schalters kann ein Laststrom sofort auf den IGBT kommutieren, wo er innerhalb weniger Millisekunden zu Null geführt wird. Mit dem zweiten Kontaktpaar des Doppelkontakt-Schalters kann dann, nachdem der Laststrom durch den IGBT gleich null ist, die galvanische Trennung im Hybrid-Schaltgerät herbeigeführt werden. Idealerweise öffnet sich das für die galvanische Trennung zuständige zweite Kontaktpaar (Trenn kontakte) mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung nach dem Öffnen des ersten Kontaktpaars (Kommutierungskontakte). Dadurch wird vermieden, dass bei gleichzeitigem oder verfrühtem Öffnen der Trennkontakte sich dort kurzzeitig d.h. für den Zeitraum, in der der Laststrom noch durch den IGBT geführt wird, ein Vakuumlichtbogen ausbildet. Insbesondere im Fall von hohen Strömen bedeuten solche kurzzeitigen Vakuumbögen nach zahlreichen Schaltungen unter Last wie z.B. bei Schützen einen allmählichen Kontaktabbrand und damit eine entsprechende Verringerung der elektrischen Lebensdauer. Weiterhin kann es beim Einschaltvorgang von herkömmlichen rein mechanischen Schaltgeräten wie auch bei Hybrid-Schaltgeräten zu mechanischen Prellvorgängen kommen. Geschieht dies unmittelbar nach dem Schließen des zweiten Kontaktpaars, kann es im Moment des Zurückprellens aufgrund des fließenden Laststroms kurzzeitig zur Ausbildung eines Vakuumlichtbogens kommen, was mit einem lokalen Anschmelzen von Kontaktmaterial verbunden ist. Bei einer anschließenden Rekontaktierung besteht dann prinzipiell die Gefahr einer dauerhaften Kontaktverschweißung, wodurch für ein Hybrid-Schaltgerät, insbesondere -Schütz die Eigenschaft der galvanischen Trennung verlorengeht. Auch bei nur geringfügigen Verschweißungen, die häufig auch als„Verpappungen" bezeichnet werden, die vom Antrieb eines Schaltgeräts an sich mühelos wieder aufgebrochen werden, besteht insbesondere bei Schützen weiterhin die Gefahr, dass es durch zahlreiche Gleichstrom-Schalthandlungen unter Last aufgrund sich wiederholender lokaler Anschmelzungen von Kontaktmaterial auf einem der beiden Kontaktpaare zu einer Materialwanderung kommt, in der Weise, dass sich auf einem der Kontakte allmählich eine lokale Anhäufung von Kontaktmaterial ausbildet, wodurch die effektive Trennstrecke mit der Zeit reduziert wird. Langfristig kann dies ebenfalls das Wegfallen der galvanischen Trennfähigkeit bedeuten.
Bei Doppelkontakt-Vakuumschaltkammern in zylindrischer Anordnung mit beweglichen Elektroden an den Stirnseiten, wie bei der in Fig. 1 dargestellten aus der DE 10 2013 1 14 260 A1 bekannten Ausführungsform, kann in der Regel davon ausgegangen werden, dass die durch die Druckdifferenz Vakuum - Luft bedingten Kontaktdruckkräfte für beide Kontaktpaare der Schaltröhre in etwa gleich groß sind. Da bei Vakuumschaltgeräten in der Regel eine der Elektroden der Vakuumschaltröhren direkt mit dem mechanischen Schaltantrieb, und die andere Elektrode fest mit dem Gehäuse des Schaltgeräts verbunden ist, ist die erwünschte zeitliche Differenz beim Öffnen der beiden Kontaktpaare ohne zusätzliche konstruktive Maßnahmen häufig derart gering, dass bei den Trenn kontakten prinzipiell die Möglichkeit einer Verschweißung sowie auch einer allmählichen Migration von Kontaktmaterial besteht. In der DE 10 2013 1 14 260 A1 ist ein Hybrid-Schaltgerät mit der in Fig. 1 gezeigten Ausführung einer Doppelkontakt-Vakuumröhre beschrieben, bei dem Kontaktdruckfedern mit unterschiedlich hohen Federkonstanten eingesetzt werden, um zu erreichen, dass bei einem Ausschaltvorgang zunächst die Kommutierungskontakte einer Teilschaltkammer der Vakuumröhre öffnen, während der Körper der Vakuumröhre durch die auf ihn einwirkende Kontaktdruckfeder mit der größeren Federkonstante zunächst noch in der Einschaltposition gehalten wird und damit die Trennkontakte noch geschlossen bleiben. Erst durch das Entspannen dieser Feder mit der größeren Federkonstante kommt allmählich die Wirkung der Kontaktdruckfeder mit der kleineren Federkonstante zum Tragen, wodurch der Röhrenkörper in axialer Richtung bis zum Erreichen eines mechanischen Anschlags bewegt wird. Bei diesem Bewegungsvorgang des Röhrenkörpers öffnen sich dann zeitlich verzögert die Trennkontakte der rechten Teilschaltkammer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen Doppelkontakt-Schalter mit Vakuumschaltkammern vorzuschlagen, der einen geringeren Bauraum als die aus der DE 10 2013 1 14 260 A1 bekannte Lösung zum zeitlich versetzten Öffnen der Kontaktpaare benötigt.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein der vorliegenden Erfindung zugrunde liegender Gedanke besteht darin, einen kompakten Doppelkontakt-Schalter mit als Teilschaltkammern einer Schaltröhre ausgebildeten Vakuumschaltkammern vorzuschlagen, der konstruktiv derart ausgebildet ist, dass beim Abschalten eines über den Schalter fließenden Laststroms die beiden Kontaktpaare in der Schaltröhre mit einem zeitlichen Versatz geöffnet werden, der zumindest größer bemessen ist als eine typische Stromflusszeit durch einen zu einem Kontaktpaar parallel geschalteten Halbleiterschalter. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass gasdichte Absperrungen der die Kontakte tragenden Bereiche der beweglichen Elektroden derart unterschiedlich ausgebildet sind, dass das Öffnen der Kontakte der beiden Kontaktpaare zeitlich versetzt bzw. verzögert erfolgt. Hierdurch ist der erfindungsgemäße Doppelkontakt-Schalter vor allem für den Einsatz in einem Hybrid-Schalter geeignet, bei dem ein Leistungshalbleiter-Schalter parallel zu dem sich zeitlich zuerst öffnenden ersten Kontaktpaar geschaltet ist. Beim Öffnen des ersten Kontaktpaars kann durch Durchschalten des Leistungshalbleiter-Schalters verhindert werden, dass sich zwischen dem zeitlich zuerst öffnenden Kontaktpaar ein Lichtbogen ausbildet. Durch Sperren des Leistungshalbleiter-Schalters während des Öffnens des ersten Kontaktpaares kann der auf den Leistungshalbleiter-Schalter kommutierte Laststrom zu Null geführt werden, insbesondere bevor das zweite Kontaktpaar geöffnet wird. Dadurch kann der Laststrom nahezu ohne Ausbildung eines Lichtbogens abgeschaltet werden. Die Erfindung ermöglicht eine besonders kompakte Ausbildung eines Doppelkontakt-Schalters mit Vakuumschaltkammern.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft nun Doppelkontakt-Schalter mit einer ersten und einer zweiten röhrenförmig ausgebildeten Vakuumschaltkammer, die als Teilschaltkammern einer Schaltröhre ausgebildet sind, einer in der Schaltröhre feststehenden, zwischen der ersten und zweiten Vakuumschaltkammer angeordneten Elektrode mit einem ersten, in die erste Vakuumschaltkammer hineinragenden Festkontakt und einem zweiten, in die zweite Vakuumschaltkammer hineinragenden Festkontakt, einer in der ersten Vakuumschaltkammer angeordneten und in dieser in axialer Richtung beweglichen ersten Elektrode mit einem, einen Kontakt tragenden Bereich, der gegenüber dem Äußeren der ersten Vakuumschaltkammer gasdicht abgesperrt ist, einer in der zweiten Vakuumschaltkammer angeordneten und in dieser in axialer Richtung beweglichen zweiten Elektrode , mit einem, einen Kontakt tragenden Bereich, der gegenüber dem Äußeren der zweiten Vakuumschaltkammer gasdicht abgesperrt ist, wobei die gasdichte Absperrung des den Kontakt tragenden Bereichs der ersten Elektrode derart unterschiedlich zur gasdichten Absperrung des den Kontakt tragenden Bereichs der zweiten Elektrode ausgebildet ist, dass das Öffnen des ersten Festkontakts und des Kontakts der ersten Elektrode und das Öffnen des zweiten Festkontakts und des Kontakt der zweiten Elektrode zeitlich versetzt erfolgt. Durch diese Konstruktion benötigt der Doppelkontakt-Schalter relativ wenig Bauraum, so dass er vor allem zum Aufbau kompakter Schaltgeräte geeignet ist. Zudem ist der Teilebedarf für die konstruktive Realisierung der zeitlich versetzten Kontaktpaar- Öffnung vergleichsweise gering, wodurch der Produktionsaufwand im Vergleich zu mechanischen Konstruktion mit mehreren Bauteilen geringer ist.
Insbesondere sind die gasdichte Absperrung des den Kontakt tragenden Bereichs der ersten Elektrode und die gasdichte Absperrung des den Kontakt tragenden Bereichs der zweiten Elektrode jeweils durch einen flexiblen Faltenbalg, insbesondere Metallfaltenbalg gebildet. Durchmesser, Wandstärken, Wellenzahlen und/oder Steifigkeiten der Faltenbälge können unterschiedlich sein, insbesondere um unterschiedliche auf die Kontaktpaare wirkende Kräfte zu bewirken, welche die zeitliche Verzögerung beim Öffnen der Kontaktpaare in der Schaltröhre verursachen. Um die unterschiedlichen Kräfte auf die Kontaktpaare bereitzustellen, können die Aussendurchmesser der Faltenbälge unterschiedlich groß sein. Dadurch können die aufgrund des Vakuumdrucks auf die Kontaktpaare wirkende Kräfte unterschiedlich eingestellt werden, so dass sich das Öffnen der Kontaktpaare aufgrund der unterschiedlichen Kräfte eine zeitliche Verzögerung ergibt. Beispielsweise kann der Radius Ri des Faltenbalgs der ersten Vakuumschaltkammer kann um etwa ein Viertel kleiner als der Radius R2 des Faltenbalgs der zweiten Vakuumschaltkammer sein. Hierdurch können um einen Faktor von etwa 1 ,8 unterschiedlich große Kräfte eingestellt werden, die auf die Kontaktpaare in der Schaltröhre wirken.
Unterschiedliche auf die Kontaktpaare wirkende Kräfte können auch dadurch realisiert werden, dass der Faltenbalg der ersten Vakuumschaltkammer eine größere Wellenzahl und/oder eine kleinere Wandstärke als der Faltenbalg der zweiten Vakuumschaltkammer aufweist. Hierdurch wird eine unterschiedliche Federsteif ig keit der beiden Faltenbälge bewirkt, was unmittelbar zu einer zeitlich verzögerten Öffnung der Kontaktpaare führen kann. Um den Doppelkontakt-Schalter insbesondere als Bauteil in einem Schaltgerät einsetzen zu können, kann die erste Elektrode mit einem Schaltantrieb koppelbar und die zweite Elektrode mit einer Schaltergehäusewand verbindbar sein. Beispielsweise kann die erste Elektrode mit einem Anschluss für einen Schaltantrieb versehen sein, und die zweite Elektrode kann so ausgebildet sein, dass die an einer Schaltergehäusewand befestigt werden kann, beispielsweise durch eine Verschraubung.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Hybrid-Schaltgerät mit einem ersten und einem zweiten Stromanschluss, einem Doppelkontakt-Schalter nach der Erfindung und wie hierin beschrieben, einem Schaltantrieb mit einem elektromechanischen Antrieb zum Bewegen von Schaltkontakten in Richtung der Achse der Vakuumschaltkammern des Doppelkontakt-Schalters, und einem parallel zu einem sich zeitlich zuerst öffnenden Kontaktpaar des Doppel kontakt-Schalters geschalteten Leistungshalbleiter-Schalter mit einem ersten und einem zweiten Anschluss, wobei der erste Anschluss des Leistungshalbleiter-Schalters und die erste bewegliche Elektrode des Doppelkontakt-Schalters mit dem ersten Stromanschluss des Hybrid-Schaltgeräts verbunden sind und die erste bewegliche Elektrode fest mit einer Gehäusewand des Hybrid-Schaltgeräts verbunden ist, wobei die feststehende Elektrode des Doppelkontakt-Schalters mit dem zweiten Anschluss des Leistungshalbleiter-Schalters verbunden ist, wobei die zweite bewegliche Elektrode des Doppelkontakt-Schalters mit einem beweglichen Teil des Schaltantriebs elektrisch verbunden ist, und wobei die Schaltröhre des Doppelkontakt-Schalters verschiebbar entlang seiner Längsachse bis zu einem Anschlag in dem Gehäuse des Hybrid-Schaltgeräts gelagert ist. Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Schnittdarstellung eines Doppelkontakt- Schalters mit Vakuumschaltkammern gemäß dem Stand der Technik; Fig. 2 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Hybrid-Schaltgeräts gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3 eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Doppelkontakt- Schalters mit Vakuumschaltkammern gemäß der Erfindung, der insbesondere zum Einsatz in dem Hybrid-Schaltgerät von Fig. 2 geeignet ist; und
Fig. 4 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Doppel kontakt- Schalters mit Vakuumschaltkammern gemäß der Erfindung, der insbesondere zum Einsatz in dem Hybrid-Schaltgerät von Fig. 2 geeignet ist.
In der folgenden Beschreibung können gleiche, funktional gleiche und funktional zusammenhängende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Absolute Werte sind im Folgenden nur beispielhaft angegeben und sind nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Doppel kontakt-Schalter mit einer Vakuumschaltröhre, die eine rotationssymmetrische, zylindrische Gestalt mit zwei separaten Teilschaltkammern 1 , 3, insbesondere von ähnlichem oder identischem Aufbau, für mechanische Kontaktpaare 10, 30 des Schalters besitzt. Beide Teilschaltkammern 1 , 3 können dabei entweder als völlig getrennte Vakuumkammern ausgeführt sein oder auch partiell miteinander verbunden sein, so dass sie über ein gemeinsames Vakuum verfügen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind beide Teilschaltkammern 1 und 3 in der Mitte der Vakuumschaltröhre durch eine Trennwand 4 getrennt, welche aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht und zwei mittig angeordnete, feststehende Schaltkontakte 41 , 42 der mechanischen Kontaktpaare 10 bzw. 30 trägt, deren Stirnflächen jeweils dem Innern einer der Schaltkammern zugewandt sind. Ebenso kann die Trennwand in einer Geometrie ausgeführt sein, dass sie selbst als Doppelkontaktanordnung dient. Die Kontaktfläche der Trennwand kann dabei so ausgeführt sein, dass sie aus einem abbrandarmen Werkstoff mit gleichzeitig guter Verschweißresistenz besteht. Bei Verwendung in einem völlig lichtbogenfrei arbeitenden Hybridschütz ist der Einsatz eines abbrandarmen Kontaktwerkstoffs nicht zwingend erforderlich; in diesem Fall ist ein Werkstoff von guter elektrischer Leitfähigkeit und hinreichender Verschweißresistenz zweckmäßig.
Das Öffnen und Schließen der Schaltkontakte erfolgt über axial bewegliche Kupferelektroden 1 1 , 31 , an deren inneren Stirnseiten Schaltkontakte 12, 32 der mechanischen Kontaktpaare 10 bzw. 30 aus einem geeigneten Werkstoff, v.a. von hinreichender Verschweißresistenz und guter elektrischer Leitfähigkeit, angebracht sind. Die die Schaltkontakte tragenden Bereiche der beiden beweglichen Elektroden 1 1 , 31 sind gegenüber dem Äußeren der jeweiligen Schaltkammer jeweils über einen flexiblen Metallfaltenbalg 13, 33 versiegelt. Jeder Metallfaltenbalg 13, 33 ist insbesondere über zwei umlaufende, vakuumdichte Lotverbindungen zum einen mit der jeweiligen Elektrode 1 1 bzw. 31 , zum anderen mit einem jeweiligen Deckel 14 bzw. 34 stirnflächig verlötet, der die jeweilige Teilschaltkammer 1 , 3 verschließt.
Die Faltenbälge 13, 33 bilden hierbei gasdichte Absperrungen der die Schaltkontakte 12, 32 tragenden Bereiche der Elektroden 1 1 , 31 gegenüber dem Äußeren der Teilschaltkammern 1 , 3, so dass ein Vakuum in diesen Kammern erhalten bleibt.
Den beiden beweglichen Elektroden 1 1 , 31 gegenüber steht eine gemeinsame feststehende Elektrode in Form der erwähnten scheibenförmigen Schaltkammer- Trennwand 4, welche entlang ihrer gesamten Umfangseite mit der Wand der jeweiligen Teilschaltkammer 1 , 3 entweder als separates Teil verbunden ist oder vorzugsweise im Umfangsbereich selber einen Teil der Schaltkammerwand 43 darstellt.
Zur Führung des Laststroms besitzt die feststehende Elektrode 4 eine entsprechend bemessene, ausreichende Wandstärke. Zur elektrischen Isolation gegenüber den beiden beweglichen Elektroden 1 1 , 31 ist die feststehende Elektrode 4 an ihren umfangseitigen Stirnflächen 43 in Richtung ihrer jeweiligen Schaltkammer 1 , 3 mit einem ringförmigen Isolierstoffring 15, 35, beispielsweise aus Keramik, vakuumdicht verbunden. In einem Hybridschaltgerät kann dieser Doppelkontakt-Schalter mit Vakuumschaltkammern - wie in Fig. 2 gezeigt - in der Weise eingebunden sein, dass die eine der beiden beweglichen Elektroden, beispielsweise die Elektrode 1 1 über eine flächige Stromverbindung mit einem Stromanschluss des Hybridschaltgeräts starr verbunden ist. Die feststehende Elektrode 4 der Vakuumschaltröhre ist ebenfalls über eine flächige Stromverbindung mit dem Hybridschaltgerät verbunden, in der Weise, dass die so angeschlossenen mechanischen Kontakte 10 der ersten Teilschaltkammer 1 elektrisch parallel zu einem Leistungshalbleiter-Schalter 20 des Hybridschaltgeräts angeordnet sind. Die zweite bewegliche Elektrode 31 ist über eine weitere flächige Stromverbindung mit dem beweglichen Teil des elektromechanischen Hybridschaltgerät-Antriebs verbunden. Elektrisch sind die mechanischen Kontakte 30 der zweiten Teilschaltkammer 3 dabei in Serie mit der Parallelanordnung aus dem Leistungshalbleiter-Schalter 20 und den mechanischen Kontakten 10 der ersten Teilschaltkammer 1 geschaltet. Bei Schalthandlungen sorgt der elektromechanische Antrieb 40 des Hybridschaltgeräts für eine Bewegung der beweglichen Kontakte in Richtung der Schaltröhrenachse. Der Leistungshalbleiter- Schalter 20 wird über eine Schaltelektronik 50 gesteuert, die wiederum Signale mit dem elektromechanischen Antrieb 40 austauscht. Die Schaltelektronik 50 ist derart konfiguriert, dass sie die zeitlichen Abläufe des Durchschaltens und des Sperrens der Leistungshalbleiter-Schalters 20 abhängig von den Schaltzuständen des Doppelkontakt-Schalters abhängig von entsprechenden Signalen des elektromechanischen Antriebs 40 regelt.
In Fig. 3 ist ein Doppelkontakt-Schalter mit Vakuumröhre dargestellt, in der die Außendurchmesser der Faltenbälge für die beiden Teilschaltkammern 1 und 3 unterschiedlich groß gewählt wurden. Ist beispielsweise der Radius Ri des Faltenbalgs 13' der rechten Teilschaltkammer 1 um 1/4 kleiner als der Radius R2 des Faltenbalgs 33' der linken Teilschaltkammer 3, dann ist die aufgrund des Vakuumdrucks pVak auf die Kontakte 32, 4 der linken Teilschaltkammer 3 wirkende Kraft F2 = pvak x TR2 2 ca. um das 1 ,8-fache höher als die auf die Kontakte 12, 4 der rechten Teilschaltkammer 1 wirkende Vakuumkraft Fi = pVak x 9/16nR2 2 .
Beim Betätigen des Schaltantriebs zum Öffnen der Kontakte, der beispielsweise mit der Schaltelektrode 31 der linken Teilschaltkammer 3 direkt verbunden ist, wird dann zunächst die auf den Kontakten 12, 4 der rechten Teilschaltkannnner 1 lastende Kraft Fi kompensiert, während die auf den Kontakten 32, 4 der linken Teilschaltkammer 3 lastende größere Kraft F2 die Kontakte 32, 4 noch geschlossen hält.
Wenn die Schaltelektrode 1 1 der rechten Teilschaltkammer 1 mit dem Gehäuse des Schaltgeräts mechanisch fest verbunden ist, setzt sich infolgedessen der gesamte Vakuumröhrenkörper in Bewegung, so dass sich die im Hybridschalter für die Kommutierung auf den Leistungshalbleiter vorgesehenen Kontakte 12, 4 als erstes öffnen.
Beim Erreichen eines mechanischen Anschlags durch die Vakuumröhre ist die Endposition des Vakuumröhrenkörpers und damit auch die gewünschte Kontaktöffnungsstrecke für die Kommutierungskontakte 12, 4 erreicht. Mit der weiteren Bewegung des Schaltantriebs wird dann zeitlich verzögert auch die auf den Kontakten 32, 4 der linken Teilschaltkammer 3 lastenden Vakuumkraft F2 kompensiert, so dass schließlich auch das für die galvanische Trennung des Hybridschalters vorgesehene Kontaktpaar 32, 4 öffnet.
Unterschiedlich hohe Kontaktdruckkräfte in den beiden Teilschaltkammern einer Doppelkontakt-Vakuumschaltröhre lassen sich auch über unterschiedlich hohe Wandstärken der Faltenbälge sowie weiterhin auch über deren Wellenzahl realisieren. In der Fig. 4 ist ein Doppelkontakt-Schalter mit Vakuumröhre dargestellt, bei welcher der Faltenbalg 33" der linken Teilschaltkammer 3 eine größere Wandstärke sowie eine geringere Wellenzahl (drei Wellen 36) als der Faltenbalg 13" der rechten Teilschaltkammer 1 (vier Wellen 37) aufweist. Hierdurch erhält der Faltenbalg 33" der Teilschaltkammer 3 eine höhere Federsteif ig keit als der Faltenbalg 13" der Teilschaltkammer 1 .
Zu den auf den Kontaktpaaren 12, 4 und 32, 4 der beiden Teilschaltkammern 1 und 3 lastenden Vakuumkräften, welche aufgrund der gleichen Durchmesser der Bälge 13" und 33" in diesem Beispiel gleichgroß ausfallen, kommt somit eine weitere Komponente in Form der Federkräfte der Faltenbälge 13" und 33" zum Tragen, welche für die beiden Teilschaltkammern 1 und 3 unterschiedlich hoch ausfällt.
Die effektive Kontaktdruckkraft Fetf setzt sich somit zusammen als
Feff = Fvak + Fßalg wobei FVak die Vakuumkraft und FBaig die Federkraft eines Balgs bezeichnen.
Für die effektiven Kontaktdruckkräfte in den beiden Teilschaltkammern 1 und 3 des dargestellten Doppelkontakt-Schalters gilt dann Fetf_i < Feff_3 , so dass aufgrund der unterschiedlich hohen Federkonstante der beiden Faltenbälge 13", 33" die Kontaktöffnungsbewegung analog zum in der Fig. 3 dargestellten Fall abläuft. Die Kontaktpaare 32, 4 der linken Teilschaltkammer 3 öffnen somit wieder zeitlich verzögert gegenüber den Kontaktpaaren 12, 4 der rechten Teilschaltkammer 1 .
Die zeitliche Verzögerung beim Öffnen der Kontaktpaare 32, 4 und 12, 4 kann auch durch eine unterschiedliche Materialwahl bei den Faltenbälgen oder generell den gasdichten Absperrungen bewirkt werden, beispielsweise indem ein Faltenbalg aus einem Federstahl mit einer hohen Federsteif ig keit und ein anderer Faltenbalg aus einem Federstahl mit einer geringen Federsteif ig keit hergestellt wird.
Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zum nahezu Lichtbogen-freien Schalten hoher Gleich- und niederfrequenter Ströme. Schaltvorgänge können nahezu abbrandfrei durchgeführt werden, was zu einer verlängerten Lebensdauer des Schalters führt. Der erfindungsgemäße Doppelkontakt-Schalter kann in Schützen, Leistungsschaltern, Motorschutzschaltern insbesondere zum Schalten von Gleichströmen und niederfrequenten Strömen eingesetzt werden. Bezugszeichen
1 erste Teilschaltkannnner
10 mechanische Kontakte (Trenn kontakte) erste Teilschaltkammer
1 1 bewegliche Elektrode erste Teilschaltkammer
12 beweglicher Kontakt erste Teilschaltkammer
13 Faltenbalg
13' Faltenbalg mit kleinerem Durchmesser
13" Faltenbalg mit geringerer Wandstärke
14 Deckel erste Teilschaltkammer
15 Isolierstoffring erste Teilschaltkammer
2 Vakuum-Schaltröhre
20 Leistungshalbleiter-Schalter
3 zweite Teilschaltkammer
30 mechanische Kontakte (Trenn kontakte) zweite Teilschaltkammer
31 bewegliche Elektrode zweite Teilschaltkammer
32 beweglicher Kontakt zweite Teilschaltkammer
33 Faltenbalg
33' Faltenbalg mit größerem Durchmesser
33" Faltenbalg mit größerer Wandstärke
34 Deckel zweite Teilschaltkammer
35 Isolierstoffring zweite Teilschaltkammer
36 drei Wellen des Faltenbalgs 33"
37 vier Wellen des Faltenbalgs 13"
4 Trennwand / feststehende Elektrode
40 elektromechanischer Antrieb
41 Festkontakt erste Teilschaltkammer
42 Festkontakt zweite Teilschaltkammer
43 Schaltkammerwand feststehende Elektrode
50 Schaltelektronik

Claims

Ansprüche
1 . Doppelkontakt-Schalter mit
- einer ersten und einer zweiten röhrenförmig ausgebildeten
Vakuumschaltkammer (1 , 3), die als Teilschaltkammern einer Schaltröhre (2) ausgebildet sind,
- einer in der Schaltröhre feststehenden, zwischen der ersten und zweiten Vakuumschaltkammer angeordneten Elektrode (4) mit einem ersten, in die erste Vakuumschaltkammer (1 ) hineinragenden Festkontakt (41 ) und einem zweiten, in die zweite Vakuumschaltkammer (3) hineinragenden Festkontakt (42),
- einer in der ersten Vakuumschaltkammer (1 ) angeordneten und in dieser in axialer Richtung beweglichen ersten Elektrode (1 1 ) mit einem, einen Kontakt (12) tragenden Bereich, der gegenüber dem Äußeren der ersten Vakuumschaltkammer (1 ) gasdicht abgesperrt ist,
- einer in der zweiten Vakuumschaltkammer (3) angeordneten und in dieser in axialer Richtung beweglichen zweiten Elektrode (31 ), mit einem, einen Kontakt (32) tragenden Bereich, der gegenüber dem Äußeren der zweiten Vakuumschaltkammer (3) gasdicht abgesperrt ist, wobei
- die gasdichte Absperrung (13'; 13") des den Kontakt (12) tragenden
Bereichs der ersten Elektrode (1 1 ) derart unterschiedlich zur gasdichten Absperrung (33'; 33") des den Kontakt (32) tragenden Bereichs der zweiten Elektrode (31 ) ausgebildet ist, dass das Öffnen des ersten
Festkontakts (41 ) und des Kontakts (12) der ersten Elektrode (1 1 ) und das Öffnen des zweiten Festkontakts (42) und des Kontakt (32) der zweiten Elektrode (31 ) zeitlich versetzt erfolgt.
2. Schalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die gasdichte Absperrung (13'; 1 3") des den Kontakt (12) tragenden Bereichs der ersten Elektrode (1 1 ) und die gasdichte Absperrung (33'; 33") des den Kontakt (32) tragenden Bereichs der zweiten Elektrode (31 ) jeweils durch einen flexiblen Faltenbalg, insbesondere Metallfaltenbalg (1 3', 33'; 1 3" 33") gebildet sind.
3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser, Wandstärken, Wellenzahlen und/oder Steifigkeiten der Faltenbälge (13', 33'; 13" 33") unterschiedlich sind.
4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussendurchmesser der Faltenbälge (13', 33') unterschiedlich groß sind.
5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius Ri des Faltenbalgs (1 3') der ersten Vakuumschaltkammer (1 ) um etwa ein Viertel kleiner als der Radius R2 des Faltenbalgs (33') der zweiten Vakuumschaltkammer (3') ist.
6. Schalter nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (13") der ersten Vakuumschaltkammer (1 ) eine größere Wellenzahl und/oder eine kleinere Wandstärke als der Faltenbalg (33") der zweiten Vakuumschaltkammer (3) aufweist.
7. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode (31 ) mit einem Schaltantrieb (40) koppelbar ist und die erste Elektrode (1 1 ) mit einer Schaltergehäusewand verbindbar ist.
8. Hybrid-Schaltgerät mit
- einem ersten und einem zweiten Stromanschluss,
- einem Doppelkontakt-Schalter nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
- einem Schaltantrieb mit einem elektromechanischen Antrieb (40) zum
Bewegen von Schaltkontakten in Richtung der Achse der
Vakuumschaltkammern (1 , 3) des Doppelkontakt-Schalters, und
- einem parallel zu einem sich zeitlich zuerst öffnenden Kontaktpaar (12, 41 ) des Doppelkontakt-Schalters geschalteten Leistungshalbleiter-Schalter (20) mit einem ersten und einem zweiten Anschluss,
- wobei der erste Anschluss des Leistungshalbleiter-Schalters (20) und die erste bewegliche Elektrode (1 1 ) des Doppelkontakt-Schalters mit dem ersten Stromanschluss des Hybrid-Schaltgeräts verbunden sind und die erste bewegliche Elektrode (1 1 ) fest mit einer Gehäusewand des Hybrid- Schaltgeräts verbunden ist, wobei die feststehende Elektrode (4) des Doppelkontakt-Schalters mit dem zweiten Anschluss des Leistungshalbleiter-Schalters (20) verbunden ist, - wobei die zweite bewegliche Elektrode (31 ) des Doppelkontakt-Schalters mit einem beweglichen Teil des Schaltantriebs elektrisch verbunden ist, und
- wobei die Schaltröhre des Doppelkontakt-Schalters verschiebbar entlang seiner Längsachse bis zu einem Anschlag in dem Gehäuse des Hybrid-
Schaltgeräts gelagert ist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017127886A1 (de) 2017-11-24 2019-05-29 Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg Schaltvorrichtung zum Führen und Trennen von elektrischen Strömen und Schaltgerät mit einer derartigen Schaltvorrichtung
EP3951820B1 (de) * 2020-08-06 2024-05-08 ABB Schweiz AG Mittel- oder hochspannungsschutzschalter

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH457582A (de) * 1967-02-21 1968-06-15 Sprecher & Schuh Ag Vakuumschalteinrichtung mit zwei Arbeitskontakten zum Unterbrechen von Wechselstrom
DE8314797U1 (de) * 1983-05-19 1985-10-10 Sachsenwerk, Licht- und Kraft-AG, 8000 München Vakuumschalter mit Doppelunterbrechung
DE8804675U1 (de) * 1988-04-07 1989-08-03 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
JPH0567414A (ja) * 1991-09-06 1993-03-19 Toshiba Corp 真空バルブ
DE102010045901B4 (de) * 2010-09-17 2012-12-27 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Stufenschalter und Vakuumschaltröhre für einen solchen Stufenschalter
DE102013114260A1 (de) 2013-12-17 2015-06-18 Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg Doppelkontakt-Schalter mit Vakuumschaltkammern

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