EP3453044B1 - Doppelkontakt-schalter mit vakuumschaltkammern - Google Patents

Doppelkontakt-schalter mit vakuumschaltkammern Download PDF

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EP3453044B1
EP3453044B1 EP17716245.0A EP17716245A EP3453044B1 EP 3453044 B1 EP3453044 B1 EP 3453044B1 EP 17716245 A EP17716245 A EP 17716245A EP 3453044 B1 EP3453044 B1 EP 3453044B1
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EP
European Patent Office
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contact
electrode
switching
switch
double
Prior art date
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Active
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EP17716245.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3453044A1 (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
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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
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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
    • 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
    • H01H33/662—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 switching chambers and a hybrid switching device with such a double-contact switch.
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2013 114 260 A1 describes a double-contact switch with vacuum interrupter chambers, in which the mechanical switching component has a double vacuum interrupter chamber with two contact pairs arranged in the axial direction, which can be actuated independently of one another.
  • a hybrid switching device with this double-contact switch, in which a semiconductor switch, based on an IGBT power semiconductor (Insulated Gate Bipolar Transistor), is arranged electrically in parallel with one of the two contact pairs of the double-contact switch.
  • This hybrid switching device is primarily suitable for switching direct currents or low-frequency currents.
  • a load current can immediately commutate to the IGBT, where it is led to zero within a few milliseconds.
  • the second pair of contacts of the double-contact switch can then be used to create the galvanic isolation in the hybrid switching device.
  • the second pair of contacts (break contacts) responsible for galvanic isolation opens with a certain delay after the opening of the first pair of contacts (commutation contacts). This prevents a vacuum arc from forming there for a short time, ie for the period in which the load current is still being conducted through the IGBT, if the isolating contacts open simultaneously or prematurely.
  • short-term vacuum arcs after numerous switching operations under load, such as with contactors mean gradual contact erosion and thus a corresponding reduction in the electrical service life.
  • Interrupters with vacuum interrupters in which bellows connected to movable electrodes are designed differently or can be, are from JP H05 67414 A and DE 10 2010 045901 A known.
  • the object of the present invention is now to propose a double-contact switch with vacuum interrupters that takes up less space than that from the DE 10 2013 114 260 A1 known solution for opening the contact pairs at different times.
  • One idea underlying the present invention is to propose a compact double-contact switch with vacuum interrupters designed as partial interrupters of an interrupter, which is structurally designed in such a way that when a load current flowing through the switch is switched off, the two contact pairs in the interrupter open with a time offset which is dimensioned at least longer than a typical current flow time through a semiconductor switch connected in parallel to a contact pair.
  • this is achieved in that the gas-tight barriers of the areas of the movable electrodes that carry the contacts are designed differently in such a way that the opening of the contacts of the two contact pairs is offset in time or delayed.
  • the double-contact switch according to the invention is particularly suitable for use in a hybrid switch in which a power semiconductor switch is connected in parallel with the first contact pair that opens first.
  • the power semiconductor switch can be switched through to prevent an arc from forming between the pair of contacts that open first.
  • the load current commutated to the power semiconductor switch can be brought to zero, in particular before the second pair of contacts is opened.
  • the load current can be switched off with almost no arcing.
  • the invention enables a particularly compact configuration of a double-contact switch with vacuum interrupter chambers.
  • One embodiment of the invention now relates to double-contact switches with a first and a second tubular vacuum interrupter chamber, which are designed as partial interrupter chambers of an interrupter, an electrode which is fixed in the interrupter and is arranged between the first and second vacuum interrupter chamber and has a first electrode which projects into the first vacuum interrupter chamber Fixed contact and a second fixed contact protruding into the second vacuum interrupter chamber, a first electrode which is arranged in the first vacuum interrupter chamber and is movable in the axial direction therein and has a contact-bearing area which is sealed off in a gas-tight manner from the outside of the first vacuum interrupter chamber, one in the second Arranged vacuum interrupter chamber and movable in this in the axial direction second electrode, with a contact-carrying area which is sealed against the outside of the second vacuum interrupter chamber in a gas-tight manner, the gas-tight barrier g of the area of the first electrode carrying the contact is designed so differently from the gas-tight barrier of the area of the second electrode carrying the contact
  • the double-contact switch requires relatively little installation space, so that it is particularly suitable for constructing compact switching devices.
  • the number of parts required for the constructive realization of the staggered contact pair opening is comparatively small, which means that the production costs are lower compared to mechanical construction with several components.
  • the gas-tight barrier of the contact-bearing area of the first electrode and the gas-tight barrier of the contact-bearing area of the second electrode are each formed by flexible bellows, in particular metal bellows. Diameter, wall thickness, number of waves and/or rigidity of the bellows can be different, in particular to bring about different forces acting on the contact pairs, which cause the delay in opening the contact pairs in the interrupter.
  • the outer diameters of the bellows can be of different sizes.
  • 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 R 1 of the bellows of the first vacuum interrupter chamber can be about a quarter smaller than the radius R 2 of the bellows of the second vacuum interrupter chamber. This allows different forces to be set by a factor of about 1.8, which act on the contact pairs in the interrupter.
  • the bellows of the first vacuum interrupter chamber has a greater corrugation number and/or a smaller wall thickness than the bellows of the second vacuum interrupter chamber. This results in a different spring stiffness of the two bellows, which can directly lead to a 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 can be provided with a connection for a switching drive
  • the second electrode can be designed in such a way that it can be attached to a switch housing wall, for example by means of a screw connection.
  • Another embodiment of the invention relates to a hybrid switching device with 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 interrupter chambers of the double-contact switch , and a power semiconductor switch connected in parallel to a contact pair of the double-contact switch that opens first in time and having a first and a second connection, the first connection of the power semiconductor switch and the first movable electrode of the double-contact switch being connected to the first current connection of the hybrid -Switching device are connected and the first movable electrode is firmly 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, 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 mounted displaceably along its longitudinal axis up to a stop in
  • 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 partial switching chambers 1, 3, in particular of a similar or identical structure, for mechanical contact pairs 10, 30 of the switch.
  • Both sub-interrupter chambers 1, 3 can either be designed as completely separate vacuum chambers or also be partially connected to one another, so that they have a shared vacuum.
  • both partial interrupter 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 carries two centrally arranged, fixed switching contacts 41, 42 of the mechanical contact pairs 10 and 30, the end faces of which Inside one of the switching chambers facing.
  • the partition wall can be designed in a geometry such that it itself serves as a double contact arrangement.
  • the contact surface of the partition wall can be designed in such a way that it consists of a low-erosion material with good resistance to welding at the same time.
  • a low-erosion contact material When used in a hybrid contactor that works completely without arcing, the use of a low-erosion contact material is not absolutely necessary; in this case, a material with good electrical conductivity and sufficient resistance to welding is advisable.
  • the switching contacts are opened and closed via axially moveable copper electrodes 11, 31, on the inner faces of which are attached switching contacts 12, 32 of the mechanical contact pairs 10 and 30 made of a suitable material, above all of sufficient resistance to welding and good electrical conductivity.
  • the areas of the two movable electrodes 11, 31 that carry the switching contacts are each sealed by a flexible metal bellows 13, 33 from the outside of the respective switching chamber.
  • Each metal bellows 13, 33 is soldered on the one hand to the respective electrode 11 or 31, on the other hand to a respective cover 14 or 34, which closes the respective partial switching chamber 1, 3, in particular via two circumferential, vacuum-tight soldered connections.
  • the bellows 13, 33 form gas-tight barriers between the areas of the electrodes 11, 31 that carry the switching contacts 12, 32 and the outside of the partial switching chambers 1, 3, so that a vacuum is maintained in these chambers.
  • the two movable electrodes 11, 31 is a common fixed electrode in the form of the above-mentioned disc-shaped switching chamber partition 4, which is connected along its entire peripheral side to the wall of the respective partial switching chamber 1, 3 either as a separate part or preferably as a part in the peripheral area itself the switching chamber wall 43 represents.
  • the fixed electrode 4 has an appropriately dimensioned, sufficient wall thickness.
  • the fixed electrode 4 is at its peripheral end faces 43 in the direction of their respective switching chamber 1, 3 with an annular ring of insulating material 15, 35, for example made of ceramic, connected in a vacuum-tight manner.
  • this double-contact switch can be used with vacuum interrupters - as in 2 shown - be integrated in such a way that one of the two movable electrodes, for example the electrode 11 is rigidly connected via a flat power connection to a power connection of the hybrid switching device.
  • the stationary electrode 4 of the vacuum interrupter is also connected to the hybrid switching device via a flat electrical connection in such a way that the mechanical contacts 10 of the first partial switching chamber 1 connected in this way are arranged electrically in parallel with a power semiconductor switch 20 of the hybrid switching device.
  • the second movable electrode 31 is connected to the movable part of the electromechanical hybrid switching device drive via a further flat electrical connection.
  • the mechanical contacts 30 of the second switching chamber part 3 are connected in series with the parallel arrangement of the power semiconductor switch 20 and the mechanical contacts 10 of the first switching chamber part 1 .
  • the electromechanical drive 40 of the hybrid switching device ensures that the moving contacts move in the direction of the interrupter axis.
  • the power semiconductor switch 20 is controlled via switching electronics 50 which in turn exchanges signals with the electromechanical drive 40 .
  • the electronic switching system 50 is configured in such a way that it regulates the timing of the switching through and blocking of the power semiconductor switch 20 depending on the switching states of the double-contact switch depending on corresponding signals from the electromechanical drive 40 .
  • the entire vacuum tube body is set in motion as a result, so that the contacts 12, 4 provided in the hybrid switch for commutation to the power semiconductor open first.
  • Differently high contact pressure forces in the two partial interrupter chambers of a double-contact vacuum interrupter can also be realized via different wall thicknesses of the bellows and also via their number of corrugations.
  • the bellows 33" of the left-hand partial switching chamber 3 has a greater wall thickness and a lower number of corrugations (three corrugations 36) than the bellows 13" of the right-hand partial switching chamber 1 (four corrugations 37).
  • the bellows 33" of the switching chamber section 3 has a higher spring stiffness than the bellows 13" of the switching chamber section 1.
  • F eff_1 ⁇ F eff_3 then applies to the effective contact pressure forces in the two partial switching chambers 1 and 3 of the double-contact switch shown, so that due to the different spring constants of the two bellows 13", 33" the contact opening movement is analogous to that in FIG 3 case shown expires.
  • the contact pairs 32, 4 of the left partial switching chamber 3 thus open again with a time delay compared to the contact pairs 12, 4 of the right partial switching chamber 1.
  • the time delay in the opening of the contact pairs 32, 4 and 12, 4 can also be brought about by a different choice of material for the bellows or generally the gas-tight barriers, for example by using one bellows made of spring steel with a high spring stiffness and another bellows made of spring steel with a low spring stiffness is produced.
  • the present invention is particularly suitable for switching high DC and low-frequency currents with virtually no arcing. Switching processes can be carried out with almost no burn-up, which leads to an extended service 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.

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

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Doppelkontakt-Schalter mit Vakuumschaltkammern und ein Hybrid-Schaltgerät mit einem derartigen Doppelkontakt-Schalter.
  • In der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2013 114 260 A1 ist ein Doppelkontakt-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 114 260 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 (Trennkontakte) 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 114 260 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 Trennkontakten prinzipiell die Möglichkeit einer Verschweißung sowie auch einer allmählichen Migration von Kontaktmaterial besteht.
  • In der DE 10 2013 114 260 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.
  • Schaltröhren mit Vakuumschaltkammern, bei denen mit beweglichen Elektroden verbundene Faltenbälge unterschiedlich ausgebildet sind oder sein können, sind aus der JP H05 67414 A und DE 10 2010 045901 A bekannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen Doppelkontakt-Schalter mit Vakuumschaltkammern vorzuschlagen, der einen geringeren Bauraum als die aus der DE 10 2013 114 260 A1 bekannte Lösung zum zeitlich versetzten Öffnen der Kontaktpaare benötigt.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 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 R1 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 Federsteifigkeit 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 Doppelkontakt-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 Doppelkontakt-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 Doppelkontakt-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 11, 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 11, 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 11 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 11, 31 gegenüber dem Äußeren der Teilschaltkammern 1, 3, so dass ein Vakuum in diesen Kammern erhalten bleibt.
  • Den beiden beweglichen Elektroden 11, 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 11, 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 11 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 R1 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 × πR2 2 ca. um das 1,8-fache höher als die auf die Kontakte 12, 4 der rechten Teilschaltkammer 1 wirkende Vakuumkraft F1 = pVak × 9/16πR2 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 Teilschaltkammer 1 lastende Kraft F1 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 11 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 Federsteifigkeit 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 Feff setzt sich somit zusammen als F eff = F Vak + F Balg
    Figure imgb0001
     wobei FVak die Vakuumkraft und FBalg die Federkraft eines Balgs bezeichnen.
  • Für die effektiven Kontaktdruckkräfte in den beiden Teilschaltkammern 1 und 3 des dargestellten Doppelkontakt-Schalters gilt dann Feff_1 < 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 Federsteifigkeit und ein anderer Faltenbalg aus einem Federstahl mit einer geringen Federsteifigkeit 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 Teilschaltkammer
    10
    mechanische Kontakte (Trennkontakte) erste Teilschaltkammer
    11
    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 (Trennkontakte) 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 (8)

  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 (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, dadurch
    gekennzeichnet, dass
    - die gasdichte Absperrung (13'; 13") des den Kontakt (12) tragenden Bereichs der ersten Elektrode (11) 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 (11) und das Öffnen des zweiten Festkontakts (42) und des Kontakt (32) der zweiten Elektrode (31) zeitlich versetzt erfolgt, wobei die gasdichten Absperrungen (13`; 33'; 13", 33") unterschiedlich hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften und/oder Form ausgebildet sind und die unterschiedliche Ausbildung bei einem Bewegen einer der Elektroden (31) mit einem Schaltantrieb (40), während die andere Elektrode (11) feststeht, das zeitlich versetzte Öffnen der Kontakte (12, 32, 41, 42) bewirkt.
  2. Schalter nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die gasdichte Absperrung (13'; 13") des den Kontakt (12) tragenden Bereichs der ersten Elektrode (11) und die gasdichte Absperrung (33'; 33") des den Kontakt (32) tragenden Bereichs der zweiten Elektrode (31) jeweils durch einen flexiblen Faltenbalg, insbesondere Metallfaltenbalg (13', 33'; 13" 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 R1 des Faltenbalgs (13') 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 (11) 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 (11) des Doppelkontakt-Schalters mit dem ersten Stromanschluss des Hybrid-Schaltgeräts verbunden sind und die erste bewegliche Elektrode (11) 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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3951820B1 (de) * 2020-08-06 2024-05-08 ABB Schweiz AG Mittel- oder hochspannungsschutzschalter
CN112599379B (zh) * 2020-12-10 2025-07-18 全球能源互联网研究院有限公司 一种晶闸管与真空开关的并联组合结构

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
DE3318226A1 (de) * 1983-05-19 1984-11-22 Sachsenwerk, Licht- und Kraft-AG, 8000 München Vakuumschalter mit doppelunterbrechung
DE8804675U1 (de) * 1988-04-07 1989-08-03 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Vakuumschaltröhre
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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