EP3561845A1 - Vacuum circuit breaker tubes - Google Patents

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EP3561845A1
EP3561845A1 EP18169855.6A EP18169855A EP3561845A1 EP 3561845 A1 EP3561845 A1 EP 3561845A1 EP 18169855 A EP18169855 A EP 18169855A EP 3561845 A1 EP3561845 A1 EP 3561845A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
circuit breaker
vacuum circuit
moving contact
vorzündkontakt
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18169855.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Schacherer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP18169855.6A priority Critical patent/EP3561845A1/en
Publication of EP3561845A1 publication Critical patent/EP3561845A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/664Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H79/00Protective switches in which excess current causes the closing of contacts, e.g. for short-circuiting the apparatus to be protected
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J21/00Vacuum tubes
    • H01J21/02Tubes with a single discharge path
    • H01J21/06Tubes with a single discharge path having electrostatic control means only
    • H01J21/08Tubes with a single discharge path having electrostatic control means only with movable electrode or electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66Vacuum switches
    • H01H33/666Operating arrangements
    • H01H33/6661Combination with other type of switch, e.g. for load break switches

Definitions

  • the invention relates to a vacuum circuit breaker tube according to the preamble of claim 1.
  • protective devices In the case of different systems for increasing or controlling the transmission power of high-voltage networks, such as Fixed Series Capacitors (FSCs) or Universal Flow Flow Controllers (UPFCs or APCUs), protective devices must be installed in the event of a network fault, for example in the case of a short-circuit or ground fault, be provided.
  • the protection consists of a surge arrester and a bypass or short-circuit current path, which is electrically closed when a mains failure occurs. Decisive for the protective effect is the fastest possible reaction in the event of a power failure.
  • the bypass current path should be closed within two milliseconds ms and subsequently carry the resulting fault current over a period of a few seconds.
  • the object of the invention is to provide a mechanical switch which, in the event of a short circuit can very quickly make electrical contact and is inexpensive to produce compared to the known switching devices and is less prone to environmental influences.
  • the vacuum circuit breaker tube according to claim 1 comprises a moving contact and a fixed contact each having at least one contact surface. Further, the circuit breaker tube comprises a contact pin which is coupled on the one hand with a drive unit and on the other hand is mechanically coupled to the moving contact.
  • the term mechanically coupled is understood to mean that said components can be brought into operative connection, so that forces such as tensile, compressive or bending forces can be transmitted in a static and / or dynamic manner, from which movements can result.
  • the invention is characterized in that the contact bolt is further mechanically coupled to a pre-ignition contact (14) and that the pre-ignition contact is mounted so as to be translationally movable independently of the moving contact (4) along a switching axis (16).
  • a second contact system with a VorzündAND is present, which is independently movable relative to the actual moving contact at least over a certain distance, but which is also very fast compared to conventional moving contacts, so that after a translational movement, an arc is formed between the pre-ignition contact and a counterpart of the pre-ignition contact, which together form a pre-ignition contact system, even before the occurrence of a permanent mechanical contact.
  • This arc is able to carry a current and maintain it for a few milliseconds until the moving contact is brought together with the fixed contact and a permanent contact of the permanently one Carries electricity, is trained. Once the permanent contact is formed, the arc goes out.
  • the Vorzünditch on a push rod which is mounted translationally movable along the indexing axis.
  • the push rod is guided through a hole in a contact bottom of the moving contact. This makes it possible to move the Vorzünditch very quickly from the recess of the moving contact out.
  • the push rod is coupled to the contact pin and can also be designed as part of the contact pin. That is, the push rod and the contact pin may be formed as a one-piece component
  • the contact pin along the indexing axis is movably mounted in such a way that in a closing movement in a first step, a mechanical coupling with the push rod of the Vorzünd courseworkes.
  • This mechanical coupling results in a translational movement along the indexing axis.
  • the Vorzünditch with its push rod is thus first moved by the contact pin along the indexing axis in the direction of the fixed contact. Only in a second step also takes place with the contact pin mechanical coupling with the moving contact.
  • the likewise to a translational movement along the switching axis result and eventually to build a permanent contact, which is permanently energized leads.
  • the advantage in this specific embodiment is that first the entire drive energy is focused on the relatively light Vorzünditch, so that it can move very quickly in the direction of the moving contact and a counterpart in moving contact and can quickly generate the arc. Only in a second step, if there is already a current conduction or shortly before, the relatively sluggish and heavy moving contact is set in motion and thus made the permanent contact. As long as this movement takes place and the structure of the permanent contact has not yet been completed, the current flow takes place along an arc current path, which withstands for a sufficient time until the permanent contact has a current carrying capacity.
  • the moving contact and the Vorzünd. are electrically connected to each other. This can be done for example by a sliding contact or by an electrically conductive radial bearing or by a pressing together.
  • the contact pin is provided in one embodiment of the invention with a driving device or it is in operative connection with this. This is suitable during a translational movement of the contact pin along the switching axis, in which initially only the Vorzünd token is moved to intervene in a further course in the moving contact, whereupon this also performs a translational movement along the indexing axis.
  • a closing movement of the circuit breaker in the direction of gravity F g When the switch is triggered, an acceleration of the contact pin takes place and thus the push rod of the pre-ignition contact with a medium acceleration, which is at least eight times the gravitational acceleration, preferably thirty times the gravitational acceleration.
  • the inertia of the moving contact due to the relatively low gravitational acceleration leads to a delay of the movement relative to the Vorzündmind. This can be enhanced by applying a very high acceleration to a relatively low mass of the Vorzündessores, resulting in a much faster movement of the Vorzünd courseworkes.
  • a vacuum circuit breaker for a short-circuiting device for shorting a circuit and thus to protect a network interference system from an overvoltage.
  • a network-influencing system is understood as meaning, for example, a series-compensation system or a unified power-flow regulator. Both are systems that are used to influence a power grid, which in the event of a short circuit, are switched off or de-energized within a very short time must be in order to avoid damage to these systems.
  • a described switch is particularly well suited due to its rapid development of an arc current path to disconnect a network influencing system very quickly from the mains and thus to prevent their damage.
  • FIG. 1 there is shown a vacuum circuit breaker tube 2, which schematically corresponds to a vacuum circuit breaker tube 2 of the prior art.
  • This vacuum circuit breaker tube 2 has two contacts, a moving contact 4 and a fixed contact 6.
  • the two contacts 4, 6 each have a contact surface 8, wherein the contact surfaces 8 of the contacts 4, 6 are in a closed state to each other and this a current flow is guaranteed.
  • the described contact system of moving contact 4 and fixed contact 6 is arranged in a vacuum-tight housing 44 that has insulators 36 in certain areas. In the area in which the contacts 4, 6 meet, typically a vapor shield 38 is arranged.
  • the circuit breaker tube 2 has a contact pin 10, which is guided in a vacuum-tight manner in the housing 44 and is movably supported via a so-called bellows 40. Since this is a vacuum switch, in the housing 44 is a vacuum (negative pressure to atmospheric pressure), in particular a high vacuum (a pressure of less than 10 -3 hPa) before. In contrast to gas-insulated switches, there is no insulating gas or extinguishing gas in the housing 44.
  • FIG. 2 a vacuum circuit breaker tube 2 is shown, which is opposite to the circuit breaker tube 2 in FIG. 1 is modified.
  • the circuit breaker tube 2 according to FIG. 2 also comprises two contacts, a moving contact 4 and a fixed contact 6, these contacts are designed pot-shaped seen from the cross section, which means that they have a recess 12 in its center.
  • Vorzünditch 14 is arranged in the recess 12 of the moving contact 4 .
  • This Vorzünd 14 has a counterpart 42 in the fixed contact 6, which in a closed state, compare FIG. 4 , engages in the pre-ignition contact 14.
  • the Vorzünditchbit 14 preferably does not touch the counterpart 42 to avoid welding.
  • the Vorzündking 14 is connected to a push rod 18 which is introduced through a bore 20 in the contact bottom 22 of the pot-shaped moving contact 4 and is movably mounted there along a switching axis 16. Further, the circuit breaker tube comprises a torque tube 28 which is mechanically coupled by a driver 48 on the contact pin 10 or on the push rod 18 to the movement of the contact pin 10. By this coupling, the translational movement of the moving contact 4 is now effected in the direction of the fixed contact 6.
  • the contact pin 10 moves in FIG. 2 in the view shown upwards, which means in this representation against gravity. It is first moved by the contact pin 10 of the Vorzünd. 14, it being noted that the Vorzünd. 14 has a much lower mass than the system of the moving contact 4 and the torque tube 28. Thus, the Vorzünditch 14 moves in the direction of its counterpart 42 wherein as in FIG. 3 shown, the emergence of the Vorzünd token 14 from a shielding effect of the moving contact 4 and the recess 12, an arc 30 ignites. This movement takes place with a suitable setting in a few milliseconds. So it is possible that after about 1 - 3 milliseconds, an arc current path 32 for conducting an electric current through the arc 30 through the circuit breaker tube.
  • corresponding fast drives are preferred bounce-free drive advantageous, which are not shown here, but are known from the prior art. These in turn can ensure a movement of the VorzündMessagees 14 and a formation of the arc 30 in the said time ranges.
  • a bounce-free drive can be achieved, in particular, by temporarily storing the kinetic energy of the moving contact on impact with the fixed contact in a spring device (not shown here) of the drive unit (hereunder mechanical springs or gas pressure springs).
  • FIG. 4 Now the next step is shown.
  • the contact pin 10 or the entrainment device 48 has now reached the torque tube 28 in its translational movement and pushed the moving contact 4 in the direction of the fixed contact 6, so that the contact surfaces 8 of the contacts 4 and 6 are superimposed and there is a flow of a continuous current .
  • a continuous current path 34 Depending on the application of the circuit breaker tube 2 and depending on the operating situations, faults or short-circuit currents can also flow via the continuous current path 34.
  • FIG. 4 is a Mamastrompfad provided with the reference numeral 34.
  • FIG. 5 shows a step of the opening movement of the circuit breaker tube 2, wherein it can be seen that in a first step the pre-ignition contact 14 with the push rod 18 is withdrawn, in which phase the continuous current path 34 remains and only in a second step Permanent current path 34 is released by opening the moving contact 4. (see FIG. 6 ).
  • a sliding contact not shown here, is preferably provided, which provides an electrical connection between the pre-ignition contact 14 and the moving contact 4 and thus serves to equipotential bonding between these two contacts 4, 14.
  • An alignment along gravity means that the circuit breaker tube 2 and thus especially the switching axis 16 in the direction of gravity F g is aligned, but this also means that the switch tube 2 and the switching axis 16 must be aligned so that at least one force component the force of gravity acts in the direction of the switching axis of the moving contact 4.
  • FIG. 7 Another difference of the vacuum circuit breaker tube 2 according to FIG. 7 opposite to the FIG. 2 is that can be dispensed with a torque tube 28, the function of the torque tube 28 can by the contact pin 10, as in FIG. 7 seen or by an additional driver 48, as in FIG. 10 is shown completed.
  • the contact pin 10 is in direct contact with the push rod 18 of the VorzündMessagees 14 of the analogous to that FIG. 2 is stored in moving contact.
  • FIG. 8 is shown as the VorzündWallet 14 is moved out of the moving contact 4 and thereby ignites an arc 30.
  • the acceleration of the VorzündMines 14 must be relatively high for rapid formation of the arc 30, it should be at least eight times the gravitational acceleration, in a preferred embodiment, the acceleration of the contact pin 10 and thus the VorzündMessagees 14, about thirty times the Acceleration of gravity.
  • FIG. 9 is now analogous to FIG. 4 the circuit breaker tube 2 shown in a closed state, wherein the permanent current-carrying continuous current path 34 has formed.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuum-Leistungsschalterröhre mit einem Bewegkontakt (4) und einem Festkontakt (6), die jeweils mindestens eine Kontaktfläche (8) aufweisen und mit einem Kontaktbolzen (10), der einerseits mit einer Antriebseinheit gekoppelt ist und andererseits mit dem Bewegkontakt (4) mechanisch koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbolzen des Weiteren mit einem Vorzündkontakt (14) mechanisch gekoppelt ist und der Vorzündkontakt unabhängig vom Bewegkontakt (4) entlang einer Schaltachse (16) translatorisch bewegbar gelagert ist.The invention relates to a vacuum circuit breaker tube with a moving contact (4) and a fixed contact (6), each having at least one contact surface (8) and with a contact pin (10) which is coupled on the one hand with a drive unit and on the other hand with the moving contact ( 4) is mechanically coupled, characterized in that the contact pin is further mechanically coupled to a Vorzündkontakt (14) and the Vorzündkontakt is mounted independently of the moving contact (4) along a switching axis (16) translationally movable.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuum-Leistungsschalterröhre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a vacuum circuit breaker tube according to the preamble of claim 1.

Bei verschiedenen Anlagen zur Steigerung oder Steuerung der Übertragungsleistung von Hochspannungsnetzen wie zum Beispiel Serienkompensationsanlagen (engl. Fixed Series Capacitor - FSC) oder bei Lastflussreglern (Universal Power Flow Control - UPFC oder APCU) müssen Schutzeinrichtungen im Falle eines Netzfehlers, zum Beispiel bei einem netzseitigen Kurz-oder Erdschlusses, vorgesehen werden. Der Schutz besteht aus einem Überspannungsableiter und einem Bypass- oder Kurzschlussstrompfad, der elektrisch leitend geschlossen wird, wenn ein Netzfehler auftritt. Maßgeblich für die Schutzwirkung ist eine möglichst schnelle Reaktion im Falle eines Netzfehlers. Typischerweise sollte der Bypassstrompfad innerhalb von zwei Millisekunden ms geschlossen sein und den resultierenden Fehlerstrom anschließend über eine Zeit von einigen Sekunden tragen können.In the case of different systems for increasing or controlling the transmission power of high-voltage networks, such as Fixed Series Capacitors (FSCs) or Universal Flow Flow Controllers (UPFCs or APCUs), protective devices must be installed in the event of a network fault, for example in the case of a short-circuit or ground fault, be provided. The protection consists of a surge arrester and a bypass or short-circuit current path, which is electrically closed when a mains failure occurs. Decisive for the protective effect is the fastest possible reaction in the event of a power failure. Typically, the bypass current path should be closed within two milliseconds ms and subsequently carry the resulting fault current over a period of a few seconds.

Gemäß des Standes der Technik werden für die beschriebenen beispielhaften Anwendungen meist Leistungshalbleiter oder eine Kombination aus einer Funkenstrecke, eines sogenannten Spark-Gap und Leistungsschaltern eingesetzt. Dabei sind Leistungshalbleiter vergleichsweise kostenintensiv, da sie für den Kurzschlussstrom über eine für sie vergleichsweise lange Zeit ausgelegt werden müssen. Die ebenfalls angewandte parallele Anordnung aus einem Spark-Gap und einem Leistungsschalter benötigt hingegen einen sehr großen Bauraum. Außerdem ist das Spark-Gap durch seine offene Bauweise anfällig gegen Umwelteinflüsse wie beispielsweise das Vereisen oder einer Staubbelastung.According to the prior art, power semiconductors or a combination of a spark gap, a so-called spark gap and circuit breakers are usually used for the described exemplary applications. Power semiconductors are comparatively expensive because they have to be designed for the short-circuit current over a comparatively long time for them. The also applied parallel arrangement of a spark gap and a circuit breaker, however, requires a very large amount of space. In addition, the Spark Gap is vulnerable to environmental influences such as icing or dust due to its open design.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen mechanischen Schalter bereitzustellen, der im Falle eines Kurzschlusses sehr schnell einen elektrischen Kontakt herstellen kann und dabei gegenüber der bekannten Schalteinrichtungen kostengünstig herstellbar ist und wenig anfällig gegenüber Umwelteinflüssen ist.The object of the invention is to provide a mechanical switch which, in the event of a short circuit can very quickly make electrical contact and is inexpensive to produce compared to the known switching devices and is less prone to environmental influences.

Die Lösung der Aufgabe besteht in einer Vakuum-Leistungsschalterröhre mit dem Merkmal des Patentanspruches 1.The solution of the problem consists in a vacuum circuit breaker tube having the feature of claim 1.

Die Vakuum-Leistungsschalterröhre gemäß Patentanspruch 1 umfasst einen Bewegkontakt und einen Festkontakt die jeweils mindestens eine Kontaktfläche aufweisen. Ferner umfasst die Leistungsschalterröhre einen Kontaktbolzen der einerseits mit einer Antriebseinheit gekoppelt ist und andererseits mit dem Bewegkontakt mechanisch koppelbar ist. Unter dem Begriff mechanisch koppelbar versteht man hierbei, dass die genannten Bauteile in eine Wirkverbindung gebracht werden können, so dass Kräfte wie Zug-, Druck- oder Biegekräfte, in statischer und/oder dynamischer Weise übertragen werden können, woraus Bewegungen resultieren können. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kontaktbolzen des Weiteren mit einem Vorzündkontakt (14) mechanisch gekoppelt ist und dass der Vorzündkontakt unabhängig vom Bewegkontakt (4) entlang einer Schaltachse (16) translatorisch bewegbar gelagert ist.The vacuum circuit breaker tube according to claim 1 comprises a moving contact and a fixed contact each having at least one contact surface. Further, the circuit breaker tube comprises a contact pin which is coupled on the one hand with a drive unit and on the other hand is mechanically coupled to the moving contact. The term mechanically coupled is understood to mean that said components can be brought into operative connection, so that forces such as tensile, compressive or bending forces can be transmitted in a static and / or dynamic manner, from which movements can result. The invention is characterized in that the contact bolt is further mechanically coupled to a pre-ignition contact (14) and that the pre-ignition contact is mounted so as to be translationally movable independently of the moving contact (4) along a switching axis (16).

Dies bedeutet, dass gegenüber einer Vakuum-Leistungsschalterröhre aus dem Stand der Technik noch ein zweites Kontaktsystem mit einem Vorzündkontakt vorhanden ist, das gegenüber dem eigentlichen Bewegkontakt zumindest über eine gewisse Teilstrecke unabhängig bewegbar ist, das aber auch gegenüber herkömmlichen Bewegkontakten sehr schnell bewegbar ist, so dass nach einer translatorischen Bewegung schon vor dem Zustandekommen eines dauerhaften mechanischen Kontaktes ein Lichtbogen zwischen dem Vorzündkontakt und einem Gegenstück des Vorzündkontaktes, die gemeinsam ein Vorzündkontaktsystem bilden, ausgebildet wird. Dieser Lichtbogen ist in der Lage einen Strom zu führen, und diesen über einige Millisekunden aufrecht zu erhalten, bis der Bewegkontakt mit dem Festkontakt zusammengeführt ist und einen Dauerkontakt der dauerhaft einen Strom trägt, ausgebildet ist. Sobald der Dauerkontakt ausgebildet ist, erlischt der Lichtbogen. Es handelt sich somit dabei um ein schnelles Vorzündsystem das gegenüber herkömmlichen Vakuum-Leistungsschalterröhren oder auch gasisolierten Leistungsschaltern äußerst schnell einen Stromkreis schließen kann, bevor der Hauptstromkreis beziehungsweise der Dauerstromkreis geschlossen ist. Eine Überlastung von sensiblen Netzkomponenten kann durch die Anwendung der beschriebenen Vakuum-Leistungsschalterröhre vermieden werden. Ferner kann auf den sogenannten Spark-Gap verzichtet werden, was beispielsweise beim Schutz von Kompensationsanlagen eine deutliche Einsparung an Bauraum bedeutet. Ferner ist die beschriebene Vakuum-Leistungsschalterröhre gegenüber Umwelteinflüssen deutlich weniger empfindlich als eine Schalterkombination aus dem Stand der Technik.This means that compared to a vacuum circuit breaker tube of the prior art, a second contact system with a Vorzündkontakt is present, which is independently movable relative to the actual moving contact at least over a certain distance, but which is also very fast compared to conventional moving contacts, so that after a translational movement, an arc is formed between the pre-ignition contact and a counterpart of the pre-ignition contact, which together form a pre-ignition contact system, even before the occurrence of a permanent mechanical contact. This arc is able to carry a current and maintain it for a few milliseconds until the moving contact is brought together with the fixed contact and a permanent contact of the permanently one Carries electricity, is trained. Once the permanent contact is formed, the arc goes out. It is thus a fast Vorzündsystem compared to conventional vacuum circuit breaker tubes or gas-insulated circuit breakers extremely close a circuit before the main circuit or the continuous circuit is closed. An overload of sensitive network components can be avoided by the application of the vacuum circuit breaker tube described. Furthermore, it is possible to dispense with the so-called spark gap, which, for example, in the protection of compensation systems, means a significant saving in installation space. Furthermore, the disclosed vacuum circuit breaker tube is significantly less sensitive to environmental influences than a prior art switch combination.

In einer Ausgestaltungsform der Erfindung weist der Vorzündkontakt eine Schubstange auf, die entlang der Schaltachse translatorisch bewegbar gelagert ist. Die Schubstange ist durch eine Bohrung in einem Kontaktboden des Bewegkontaktes geführt. Dieser ermöglicht es, den Vorzündkontakt sehr schnell aus der Vertiefung des Bewegkontaktes heraus zu bewegen. Die Schubstange ist dabei mit dem Kontaktbolzen gekoppelt und kann auch als Teil des Kontaktbolzens ausgestaltet sein. Das heißt, die Schubstange und der Kontaktbolzen können als einstückiges Bauteil ausgebildet seinIn one embodiment of the invention, the Vorzündkontakt on a push rod which is mounted translationally movable along the indexing axis. The push rod is guided through a hole in a contact bottom of the moving contact. This makes it possible to move the Vorzündkontakt very quickly from the recess of the moving contact out. The push rod is coupled to the contact pin and can also be designed as part of the contact pin. That is, the push rod and the contact pin may be formed as a one-piece component

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Kontaktbolzen entlang der Schaltachse in derart beweglich gelagert, dass bei einer Schließbewegung in einem ersten Schritt eine mechanisch Kopplung mit der Schubstange des Vorzündkontaktes erfolgt. Diese mechanische Kopplung resultiert in einer translatorischen Bewegung entlang der Schaltachse. Der Vorzündkontakt mit seiner Schubstange wird somit zuerst vom Kontaktbolzen entlang der Schaltachse in Richtung des Festkontaktes bewegt. Erst in einem zweiten Schritt erfolgt ebenfalls mit dem Kontaktbolzen eine mechanische Kopplung mit dem Bewegkontakt. Die ebenfalls zu einer translatorischen Bewegung entlang der Schaltachse resultieren und schließlich zum Aufbau eines Dauerkontaktes, der dauerhaft stromführend ist, führt. Der Vorteil besteht in dieser konkreten Ausgestaltung darin, dass zunächst die gesamte Antriebsenergie auf den relativ leichten Vorzündkontakt fokussiert wird, so dass dieser sich sehr schnell in Richtung des Bewegkontaktes und zu einem Gegenstück im Bewegkontakt bewegen kann und sehr schnell den Lichtbogen erzeugen kann. Erst in einem zweiten Schritt wird, wenn bereits eine Stromführung vorliegt oder kurz davor, der relativ träge und schwere Bewegkontakt in Bewegung gebracht und somit der Dauerkontakt hergestellt. Solange diese Bewegung erfolgt und der Aufbau des Dauerkontaktes noch nicht abgeschlossen ist, erfolgt der Stromfluss entlang eines Lichtbogenstrompfades, der ausreichend lange standhält, bis der Dauerkontakt Stromtragfähig aufgebaut ist.In a further embodiment of the invention, the contact pin along the indexing axis is movably mounted in such a way that in a closing movement in a first step, a mechanical coupling with the push rod of the Vorzündkontaktes. This mechanical coupling results in a translational movement along the indexing axis. The Vorzündkontakt with its push rod is thus first moved by the contact pin along the indexing axis in the direction of the fixed contact. Only in a second step also takes place with the contact pin mechanical coupling with the moving contact. The likewise to a translational movement along the switching axis result and eventually to build a permanent contact, which is permanently energized leads. The advantage in this specific embodiment is that first the entire drive energy is focused on the relatively light Vorzündkontakt, so that it can move very quickly in the direction of the moving contact and a counterpart in moving contact and can quickly generate the arc. Only in a second step, if there is already a current conduction or shortly before, the relatively sluggish and heavy moving contact is set in motion and thus made the permanent contact. As long as this movement takes place and the structure of the permanent contact has not yet been completed, the current flow takes place along an arc current path, which withstands for a sufficient time until the permanent contact has a current carrying capacity.

Für einen effektiven Potentialausgleich zwischen dem Bewegkontakt und dem Vorzündkontakt beziehungsweise zwischen dem Lichtbogenstrompfad und dem Dauerstrompfad ist es zweckmäßig, wenn der Bewegkontakt und der Vorzündkontakt miteinander elektrisch verbunden sind. Dies kann beispielsweise durch einen Schleifkontakt oder auch durch ein stromleitendes Radiallager geschehen oder durch ein aufeinanderpressen.For an effective equipotential bonding between the moving contact and the Vorzündkontakt or between the arc current path and the continuous current path, it is expedient if the moving contact and the Vorzündkontakt are electrically connected to each other. This can be done for example by a sliding contact or by an electrically conductive radial bearing or by a pressing together.

Der Kontaktbolzen ist in einer Ausgestaltungsform der Erfindung mit einer Mitnahmevorrichtung versehen oder er steht mit dieser in Wirkverbindung. Diese ist dazu geeignet, während einer translatorischen Bewegung des Kontaktbolzens entlang der Schaltachse, bei der zunächst nur der Vorzündkontakt bewegt wird, in einem weiteren Verlauf in den Bewegkontakt einzugreifen, worauf dieser ebenfalls eine translatorische Bewegung entlang der Schaltachse vollzieht.The contact pin is provided in one embodiment of the invention with a driving device or it is in operative connection with this. This is suitable during a translational movement of the contact pin along the switching axis, in which initially only the Vorzündkontakt is moved to intervene in a further course in the moving contact, whereupon this also performs a translational movement along the indexing axis.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung erfolgt eine Schließbewegung des Leistungsschalters in Richtung der Schwerkraft Fg. Beim Auslösen des Schalters erfolgt dabei eine Beschleunigung des Kontaktbolzens und somit ist die Schubstange des Vorzündkontaktes mit einer mittleren Beschleunigung, die mindestens das Achtfache der Erdbeschleunigung, bevorzugt das Dreißigfache der Erdbeschleunigung beträgt. Die Trägheit die der Bewegkontakt aufgrund der relativ geringen Erdbeschleunigung aufweist, führt zu einer Verzögerung der Bewegung relativ zum Vorzündkontakt. Diese kann durch das Aufbringen einer sehr hohen Beschleunigung auf eine relativ geringe Masse des Vorzündkontaktes verstärkt werden, was zu einer deutlich schnelleren Bewegung des Vorzündkontaktes führt. Durch diese hohe Beschleunigung des Vorzündkontaktes ist es möglich, bereits nach wenigen Millisekunden in denen sich der Vorzündkontakt relativ zum Bewegkontakt in Richtung Festkontakt bewegt, einen Lichtbogen zwischen dem Vorzündkontakt und seinem Gegenstück im Festkontakt aufzubauen und somit einem Strompfad, nämlich den Lichtbogenstrompfad bereitzustellen.In a further embodiment of the invention, a closing movement of the circuit breaker in the direction of gravity F g. When the switch is triggered, an acceleration of the contact pin takes place and thus the push rod of the pre-ignition contact with a medium acceleration, which is at least eight times the gravitational acceleration, preferably thirty times the gravitational acceleration. The inertia of the moving contact due to the relatively low gravitational acceleration leads to a delay of the movement relative to the Vorzündkontakt. This can be enhanced by applying a very high acceleration to a relatively low mass of the Vorzündkontaktes, resulting in a much faster movement of the Vorzündkontaktes. This high acceleration of the Vorzündkontaktes it is possible, already after a few milliseconds in which moves the Vorzündkontakt relative to the moving contact in the direction of fixed contact to build an arc between the Vorzündkontakt and its counterpart in the fixed contact and thus provide a current path, namely the arc current path.

Grundsätzlich ist es möglich, dass der Dauerstrompfad und der Lichtbogenstrompfad denselben geometrischen Weg folgen. Beim Ausbilden eines Lichtbogens kommt es jedoch an der Oberfläche zu einem Aufschmelzen, so dass bei einer späteren Kontaktierung des Dauerkontaktes an diesen Stellen Verschweißungen auftreten können, die beim Wiederlösen des Kontaktes zur Oberflächenrauigkeiten führen können. Diese könnten wiederum das elektrische Feld negativ beeinflussen. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, den Dauerstrompfad und Lichtbogenstrompfad geometrisch zumindest im Bereich der Kontaktflächen zu trennen.In principle, it is possible for the continuous current path and the arc current path to follow the same geometric path. When forming an arc, however, a melting occurs at the surface, so that welding may occur at a later contacting of the permanent contact at these points, which can lead to surface roughness when the contact is re-dissolved. These in turn could negatively affect the electric field. For this reason, it is expedient to separate the continuous current path and arc current path geometrically, at least in the area of the contact surfaces.

Ein weiterer Bestandteil der Erfindung ist eine Verwendung einer Vakuum-Leistungsschaltröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für eine Kurzschließvorrichtung zum Kurzschließen eines Stromkreises und damit zum Schutz einer Netzbeeinflussungsanlage vor einer Überspannung. Unter einer Netzbeeinflussungsanlage wird hierbei beispielsweise eine Serienkompensationsanlage oder einen vereinheitlichten Leistungsflussregler verstanden. Beide sind Systeme, die zur Beeinflussung eines Stromnetzes dienen, die im Falle eines Kurzschlusses innerhalb kürzester Zeit stromfrei oder spannungsfrei geschaltet werden müssen, um eine Beschädigung dieser Systeme zu vermeiden. Ein beschriebener Schalter ist durch seine zügige Ausbildung eines Lichtbogenstrompfades besonders gut geeignet, eine Netzbeeinflussungsanlage sehr schnell vom Stromnetz zu trennen und somit deren Beschädigung vorzubeugen.Another part of the invention is a use of a vacuum circuit breaker according to one of claims 1 to 9 for a short-circuiting device for shorting a circuit and thus to protect a network interference system from an overvoltage. In this context, a network-influencing system is understood as meaning, for example, a series-compensation system or a unified power-flow regulator. Both are systems that are used to influence a power grid, which in the event of a short circuit, are switched off or de-energized within a very short time must be in order to avoid damage to these systems. A described switch is particularly well suited due to its rapid development of an arc current path to disconnect a network influencing system very quickly from the mains and thus to prevent their damage.

Weitere Ausgestaltungsformen der Erfindung und weitere Merkmale werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Merkmale mit derselben Bezeichnung aber in unterschiedlichen Ausgestaltungformen haben dabei dasselbe Bezugszeichen. Das trifft auch auf die Zeichnung zu, die den Stand der Technik wiedergibt. Bei den dargestellten Ausgestaltungsformen handelt es sich um schematische Ausgestaltungen, die keine Einschränkung des Schutzbereiches darstellen.Further embodiments of the invention and further features will be explained in more detail with reference to the following figures. Features with the same name but in different embodiments have the same reference numerals. This also applies to the drawing, which reflects the state of the art. The illustrated embodiments are schematic embodiments that do not limit the scope of protection.

Dabei zeigen:Showing:

Figur 1FIG. 1
eine Vakuum-Leistungsschalterröhre gemäß des Standes der Technik,a vacuum circuit breaker tube according to the prior art,
Figur 2FIG. 2
eine Vakuum-Leistungsschalterröhre mit einem Vorzündkontakt,a vacuum circuit breaker tube with a pre-ignition contact,
Figur 3FIG. 3
die Vakuum-Leistungsschalterröhre gemäß Figur 2 mit vorgeschobenen Vorzündkontakt auf aufgebautem Lichtbogen,the vacuum circuit breaker tube according to FIG. 2 with advanced pre-ignition contact on built-up arc,
Figur 4FIG. 4
eine geschlossene Leistungsschalterröhre gemäß Figur 2 und 3 mit einem Dauerstrompfad,a closed circuit breaker tube according to FIGS. 2 and 3 with a continuous current path,
Figur 5FIG. 5
die Leistungsschalterröhre gemäß Figur 4 bei geschlossenem Dauerkontakt und bereits wiedergeöffneten Vorzündkontakt undthe circuit breaker tube according to FIG. 4 with closed permanent contact and already reopened pre-ignition contact and
Figur 6FIG. 6
die Vakuum-Leistungsschalterröhre gemäß Figur 5 in wiedergeöffneter Position, analog der Darstellung in Figur 2 the vacuum circuit breaker tube according to FIG. 5 in reopened position, analogous to the illustration in FIG. 2
Figur 7FIG. 7
eine Vakuum-Leistungsschalterröhre bei dem die Schließbewegung des Bewegkontaktes in Richtung der Erdanziehungskraft verläuft,a vacuum circuit breaker tube in which the closing movement of the moving contact in the direction of gravitational force,
Figur 8FIG. 8
die Vakuum-Leistungsschalterröhre gemäß Figur 7 mit bereits hervor gefahrenen Vorzündkontakt und aufgebautem Lichtbogen,the vacuum circuit breaker tube according to FIG. 7 with pre-ignition contact already built up and built-up arc,
Figur 9FIG. 9
die Vakuum-Leistungsschalterröhre gemäß Figur 8 mit geschlossenem Bewegkontakt und Dauerstrompfad undthe vacuum circuit breaker tube according to FIG. 8 with closed moving contact and continuous current path and
Figur 10FIG. 10
eine Vakuum-Leistungsschalterröhre gemäß Figur 7 mit einer Mitnahmevorrichtung an der Schubstange des Vorzündkontaktes zur Mitnahme des Bewegkontaktes während des Schließvorgangesa vacuum circuit breaker tube according to FIG. 7 with a driving device on the push rod of Vorzündkontaktes to entrain the moving contact during the closing process

In der Figur 1 ist eine Vakuum-Leistungsschalterröhre 2 dargestellt, die schematisch eine Vakuum-Leistungsschalterröhre 2 des Standes der Technik entspricht. Diese Vakuum-Leistungsschalterröhre 2 weist zwei Kontakte auf, einen Bewegkontakt 4 und einen Festkontakt 6. Die beiden Kontakte 4, 6 weisen jeweils eine Kontaktfläche 8 auf, wobei die Kontaktflächen 8 der Kontakte 4, 6 in einen geschlossenen Zustand aneinander liegen und hierüber ein Stromfluss gewährleistet ist. Ferner ist das beschriebene Kontaktsystem von Bewegkontakt 4 und Festkontakt 6 in einem vakuumdichten Gehäuse 44 angeordnet, dass in bestimmten Bereichen Isolatoren 36 aufweist. In dem Bereich, in dem sich die Kontakte 4, 6 treffen, ist typischerweise ein Dampfschirm 38 angeordnet. Ferner weist die Leistungsschalterröhre 2 einen Kontaktbolzen 10 auf, der vakuumdicht in das Gehäuse 44 geführt ist und über einen sognannten Faltenbalg 40 bewegbar gelagert ist. Da es sich hierbei um einen Vakuumschalter handelt, liegt in dem Gehäuse 44 ein Vakuum (Unterdruck gegenüber Atmosphärendruck), insbesondere ein Hochvakuum (ein Druck von weniger als 10-3 hPa) vor. Im Gegensatz zu gasisolierten Schaltern liegt in dem Gehäuse 44 kein Isoliergas oder Löschgas vor.In the FIG. 1 there is shown a vacuum circuit breaker tube 2, which schematically corresponds to a vacuum circuit breaker tube 2 of the prior art. This vacuum circuit breaker tube 2 has two contacts, a moving contact 4 and a fixed contact 6. The two contacts 4, 6 each have a contact surface 8, wherein the contact surfaces 8 of the contacts 4, 6 are in a closed state to each other and this a current flow is guaranteed. Furthermore, the described contact system of moving contact 4 and fixed contact 6 is arranged in a vacuum-tight housing 44 that has insulators 36 in certain areas. In the area in which the contacts 4, 6 meet, typically a vapor shield 38 is arranged. Furthermore, the circuit breaker tube 2 has a contact pin 10, which is guided in a vacuum-tight manner in the housing 44 and is movably supported via a so-called bellows 40. Since this is a vacuum switch, in the housing 44 is a vacuum (negative pressure to atmospheric pressure), in particular a high vacuum (a pressure of less than 10 -3 hPa) before. In contrast to gas-insulated switches, there is no insulating gas or extinguishing gas in the housing 44.

In Figur 2 ist eine Vakuum-Leistungsschalterröhre 2 dargestellt, die gegenüber der Leistungsschalterröhre 2 in Figur 1 modifiziert ist. Die Leistungsschalterröhre 2 gemäß Figur 2 umfasst ebenfalls zwei Kontakte, einen Bewegkontakt 4 und einen Festkontakt 6, wobei diese Kontakte vom Querschnitt gesehen topfförmig ausgestaltet sind, das bedeutet dass sie in ihrem Zentrum eine Vertiefung 12 aufweisen. In der Vertiefung 12 des Bewegkontaktes 4 ist ein Vorzündkontakt 14 angeordnet. Dieser Vorzündkontakt 14 hat ein Gegenstück 42 im Festkontakt 6, das in einem geschlossen Zustand, vergleiche Figur 4, in den Vorzündkontakt 14 eingreift. Der Vorzündkontakt 14 berührt dabei vorzugsweise nicht das Gegenstück 42, um Verschweißungen zu vermeiden.In FIG. 2 a vacuum circuit breaker tube 2 is shown, which is opposite to the circuit breaker tube 2 in FIG. 1 is modified. The circuit breaker tube 2 according to FIG. 2 Also comprises two contacts, a moving contact 4 and a fixed contact 6, these contacts are designed pot-shaped seen from the cross section, which means that they have a recess 12 in its center. In the recess 12 of the moving contact 4 Vorzündkontakt 14 is arranged. This Vorzündkontakt 14 has a counterpart 42 in the fixed contact 6, which in a closed state, compare FIG. 4 , engages in the pre-ignition contact 14. The Vorzündkontakt 14 preferably does not touch the counterpart 42 to avoid welding.

Der Vorzündkontakt 14 ist mit einer Schubstange 18 verbunden, die durch eine Bohrung 20 im Kontaktboden 22 des topfförmigen Bewegkontaktes 4 eingebracht ist und dort bewegbar entlang einer Schaltachse 16 gelagert ist. Ferner umfasst die Leistungsschalterröhre ein Schubrohr 28, das durch einen Mitnehmer 48 am Kontaktbolzen 10 oder an der Schubstange 18 an die Bewegung des Kontaktbolzens 10 mechanisch koppelbar ist. Durch diese Koppelung wird nun die translatorische Bewegung des Bewegkontaktes 4 in Richtung des Festkontaktes 6 bewirkt.The Vorzündkontakt 14 is connected to a push rod 18 which is introduced through a bore 20 in the contact bottom 22 of the pot-shaped moving contact 4 and is movably mounted there along a switching axis 16. Further, the circuit breaker tube comprises a torque tube 28 which is mechanically coupled by a driver 48 on the contact pin 10 or on the push rod 18 to the movement of the contact pin 10. By this coupling, the translational movement of the moving contact 4 is now effected in the direction of the fixed contact 6.

Zunächst fährt der Kontaktbolzen 10 in Figur 2 in der dargestellten Ansicht nach oben, was in dieser Darstellung entgegen der Schwerkraft bedeutet. Dabei wird zunächst durch den Kontaktbolzen 10 der Vorzündkontakt 14 bewegt, wobei zu bemerken ist, dass der Vorzündkontakt 14 eine deutlich geringere Masse aufweist als das System des Bewegkontaktes 4 und des Schubrohres 28. Somit bewegt sich der Vorzündkontakt 14 in Richtung seines Gegenstückes 42 wobei, wie in Figur 3 dargestellt, beim Heraustreten des Vorzündkontakt 14 aus einer Schirmwirkung des Bewegkontaktes 4 bzw. der Vertiefung 12 ein Lichtbogen 30 zündet. Diese Bewegung läuft bei geeigneter Einstellung in wenigen Millisekunden ab. So ist es möglich, dass nach circa 1 - 3 Millisekunden ein Lichtbogenstrompfad 32 zur Leitung eines elektrischen Stromes über den Lichtbogen 30 durch die Leistungsschalterröhre erfolgt. Hierfür sind entsprechende schnelle Antriebe bevorzugt prellfreier Antrieb vorteilhaft, die hier nicht dargestellt sind, aber aus dem Stand der Technik bekannt sind. Diese wiederum können in den genannten Zeitbereichen eine Bewegung des Vorzündkontaktes 14 und einer Ausbildung des Lichtbogens 30 gewährleisten. Ein prellfreier Antrieb kann insbesondere dadurch erzielt werden, dass die kinetische Energie des Bewegkontaktes beim Auftreffen auf den Festkontakt in einer hier nicht dargestellten Federvorrichtung der Antriebseinheit (hierrunter fallen mechanische Federn oder Gasdruckfedern) zwischengespeichert wird.First, the contact pin 10 moves in FIG. 2 in the view shown upwards, which means in this representation against gravity. It is first moved by the contact pin 10 of the Vorzündkontakt 14, it being noted that the Vorzündkontakt 14 has a much lower mass than the system of the moving contact 4 and the torque tube 28. Thus, the Vorzündkontakt 14 moves in the direction of its counterpart 42 wherein as in FIG. 3 shown, the emergence of the Vorzündkontakt 14 from a shielding effect of the moving contact 4 and the recess 12, an arc 30 ignites. This movement takes place with a suitable setting in a few milliseconds. So it is possible that after about 1 - 3 milliseconds, an arc current path 32 for conducting an electric current through the arc 30 through the circuit breaker tube. For this purpose, corresponding fast drives are preferred bounce-free drive advantageous, which are not shown here, but are known from the prior art. These in turn can ensure a movement of the Vorzündkontaktes 14 and a formation of the arc 30 in the said time ranges. A bounce-free drive can be achieved, in particular, by temporarily storing the kinetic energy of the moving contact on impact with the fixed contact in a spring device (not shown here) of the drive unit (hereunder mechanical springs or gas pressure springs).

In Figur 4 ist nun der nächste Schritt dargestellt. Der Kontaktbolzen 10 bzw. die Mitnehmervorrichtung 48 hat nun auch das Schubrohr 28 bei seiner translatorischen Bewegung erreicht und den Bewegkontakt 4 in Richtung des Festkontaktes 6 geschoben, so dass die Kontaktflächen 8 der Kontakte 4 und 6 aufeinander liegen und es zu einem Fluss eines Dauerstromes kommt. Über den Dauerstrompfad 34 können je nach Anwendung der Leistungsschalterröhre 2 und je nach Betriebssituationen auch Fehler oder Kurzschlussströme fließen. In Figur 4 ist ein Dauerstrompfad mit dem Bezugszeichen 34 versehen. In Figur 5 ist ein Schritt der Öffnungsbewegung der Leistungsschalterröhre 2 dargestellt, wobei zu erkennen ist, dass in einem ersten Schritt zunächst der Vorzündkontakt 14 mit der Schubstange 18 zurückgezogen wird, wobei in dieser Phase der Dauerstrompfad 34 bestehen bleibt und erst in einem zweiten Schritt der Dauerstrompfad 34 durch Öffnen des Bewegkontaktes 4 gelöst wird. (vergleiche Figur 6). Ferner ist bevorzugt eine hier nicht dargestellter Schleifkontakt vorgesehen, der eine elektrische Verbindung zwischen dem Vorzündkontakt 14 und dem Bewegkontakt 4 bereitstellt und somit zum Potentialausgleich zwischen diesen beiden Kontakten 4, 14 dient.In FIG. 4 Now the next step is shown. The contact pin 10 or the entrainment device 48 has now reached the torque tube 28 in its translational movement and pushed the moving contact 4 in the direction of the fixed contact 6, so that the contact surfaces 8 of the contacts 4 and 6 are superimposed and there is a flow of a continuous current , Depending on the application of the circuit breaker tube 2 and depending on the operating situations, faults or short-circuit currents can also flow via the continuous current path 34. In FIG. 4 is a Dauerstrompfad provided with the reference numeral 34. FIG. 5 shows a step of the opening movement of the circuit breaker tube 2, wherein it can be seen that in a first step the pre-ignition contact 14 with the push rod 18 is withdrawn, in which phase the continuous current path 34 remains and only in a second step Permanent current path 34 is released by opening the moving contact 4. (see FIG. 6 ). Furthermore, a sliding contact, not shown here, is preferably provided, which provides an electrical connection between the pre-ignition contact 14 and the moving contact 4 and thus serves to equipotential bonding between these two contacts 4, 14.

In den Figuren 7-10 ist eine umgekehrte Ausrichtung aus den vorhergehenden Figuren bekannten Vakuum-Leistungsschalterröhre 2 gegeben. Der wesentliche Unterschied zwischen der Vakuum-Leistungsschalterröhre 2 aus den Figuren 2-6 und der Leistungsschalterröhre 2 aus den Figuren 7-10 besteht darin, dass in den Figuren 7-10 der Bewegkontakt 4 oben angeordnet ist und die Schaltrichtung entlang der Schwerkraft Fg, angedeutet durch Pfeil Fg in Figur 7 erfolgt. Auf diese Weise wird die Schwerkraft Fg unterstützend für die Schließbewegung angewandt. Eine Ausrichtung entlang der Schwerkraft bedeutet dabei, dass die Leistungsschalterröhre 2 und somit vor allem die Schaltachse 16 in Richtung der Schwerkraft Fg ausgerichtet ist, das bedeutet jedoch auch, dass die Schalterröhre 2 beziehungsweise die Schaltachse 16 so ausgerichtet sein muss, dass zumindest eine Kraftkomponente der Schwerkraft in Richtung der Schaltachse des Bewegkontakts 4 wirkt.In the Figures 7-10 is given a reverse orientation from the previous figures known vacuum circuit breaker tube 2. The main difference between the vacuum circuit breaker tube 2 from the Figures 2-6 and the Circuit breaker tube 2 from the Figures 7-10 is that in the Figures 7-10 the moving contact 4 is arranged above and the switching direction along the gravity F g , indicated by arrow F g in FIG. 7 he follows. In this way, the gravity F g is used to support the closing movement. An alignment along gravity means that the circuit breaker tube 2 and thus especially the switching axis 16 in the direction of gravity F g is aligned, but this also means that the switch tube 2 and the switching axis 16 must be aligned so that at least one force component the force of gravity acts in the direction of the switching axis of the moving contact 4.

Ein weiterer Unterschied der Vakuum-Leistungsschalterröhre 2 gemäß Figur 7 gegenüber der aus Figur 2 besteht darin, dass auf ein Schubrohr 28 verzichtet werden kann, die Funktion des Schubrohrs 28 kann durch den Kontaktbolzen 10, wie in Figur 7 ersichtlich oder durch einen zusätzlichen Mitnehmer 48, wie er in Figur 10 dargestellt ist, ausgefüllt werden. Der Kontaktbolzen 10 steht dabei in direkten Kontakt mit der Schubstange 18 des Vorzündkontaktes 14 der analog zu dem aus Figur 2 im Bewegkontakt gelagert ist. In Figur 8 ist dargestellt, wie der Vorzündkontakt 14 aus dem Bewegkontakt 4 heraus gefahren wird und dabei ein Lichtbogen 30 zündet. Dabei ist anzumerken, dass die Beschleunigung des Vorzündkontaktes 14 für eine schnelle Ausbildung des Lichtbogens 30 relativ hoch sein muss, sie sollte mindestens das achtfache der Erdbeschleunigung betragen, in einer bevorzugten Ausgestaltungsform weist die Beschleunigung des Kontaktbolzens 10 und somit des Vorzündkontaktes 14 das etwa dreißigfache der Erdbeschleunigung auf. In Figur 9 ist nun analog der Figur 4 die Leistungsschalterröhre 2 in einem geschlossenen Zustand gezeigt, wobei sich der dauerhaft stromtragende Dauerstrompfad 34 ausgebildet hat.Another difference of the vacuum circuit breaker tube 2 according to FIG. 7 opposite to the FIG. 2 is that can be dispensed with a torque tube 28, the function of the torque tube 28 can by the contact pin 10, as in FIG. 7 seen or by an additional driver 48, as in FIG. 10 is shown completed. The contact pin 10 is in direct contact with the push rod 18 of the Vorzündkontaktes 14 of the analogous to that FIG. 2 is stored in moving contact. In FIG. 8 is shown as the Vorzündkontakt 14 is moved out of the moving contact 4 and thereby ignites an arc 30. It should be noted that the acceleration of the Vorzündkontaktes 14 must be relatively high for rapid formation of the arc 30, it should be at least eight times the gravitational acceleration, in a preferred embodiment, the acceleration of the contact pin 10 and thus the Vorzündkontaktes 14, about thirty times the Acceleration of gravity. In FIG. 9 is now analogous to FIG. 4 the circuit breaker tube 2 shown in a closed state, wherein the permanent current-carrying continuous current path 34 has formed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Vakuum-LeistungsschalterröhreVacuum circuit breaker tube
44
Bewegkontaktmoving contact
66
Festkontaktfixed contact
88th
Kontaktflächecontact area
1010
KontaktbolzenContact pin
1212
Vertiefungdeepening
1414
VorzündkontaktVorzündkontakt
1616
Schaltachseswitching axis
1818
Schubstangepushrod
2020
Bohrungdrilling
2222
KontaktbodenContact floor
2828
Schubrohrtorque tube
3030
LichtbogenElectric arc
3232
LichtbogenstrompfadArc current path
3434
DauerstrompfadContinuous current path
3636
Isolatorinsulator
3838
Dampfschirmvapor shield
4040
Faltenbalgbellow
4242
Gegenstück VorzündkontaktCounterpart pre-ignition contact
4444
Gehäusecasing
4646
Schirmumbrella
4848
Mitnehmervorrichtungentraining

Claims (9)

Vakuum-Leistungsschalterröhre mit einem Bewegkontakt (4) und einem Festkontakt (6), die jeweils mindestens eine Kontaktfläche (8) aufweisen und mit einem Kontaktbolzen (10), der einerseits mit einer Antriebseinheit gekoppelt ist und andererseits mit dem Bewegkontakt (4) mechanisch koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbolzen des Weiteren mit einem Vorzündkontakt (14) mechanisch gekoppelt ist und der Vorzündkontakt unabhängig vom Bewegkontakt (4) entlang einer Schaltachse (16) translatorisch bewegbar gelagert ist.Vacuum circuit breaker tube with a moving contact (4) and a fixed contact (6), each having at least one contact surface (8) and with a contact pin (10) which is coupled on the one hand with a drive unit and on the other hand with the moving contact (4) mechanically coupled is, characterized in that the contact pin is further mechanically coupled to a Vorzündkontakt (14) and the Vorzündkontakt is mounted independently of the moving contact (4) along a switching axis (16) translationally movable. Vakuum-Leistungsschalterröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorzündkontakt eine Schubstange (18) aufweist, die entlang der Schaltachse (16) translatorisch bewegbar gelagert ist und die durch eine Bohrung (20) in einem Kontaktboden (22) des Bewegkontaktes (4) geführt ist.Vacuum circuit breaker tube according to claim 1, characterized in that the Vorzündkontakt comprises a push rod (18) which is mounted translationally movable along the indexing axis (16) and by a bore (20) in a contact bottom (22) of the moving contact (4). is guided. Vakuum-Leistungsschalterröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbolzen (10) entlang der Schaltachse (16) in der Art bewegbar gelagert ist, dass bei einer Schließbewegung in einem ersten Schritt eine mechanische Kopplung mit der Schubstange (18) erfolgt, die in einer translatorischen Bewegung entlang der Schaltachse (16) resultiert und in einem zweiten Schritt eine mechanische Kopplung mit dem Bewegkontakt (4) erfolgt, die ebenfalls in einer translatorischen Bewegung entlang der Schaltachse resultiert.Vacuum circuit breaker tube according to claim 1 or 2, characterized in that the contact pin (10) along the indexing axis (16) is movably mounted in such a way that during a closing movement in a first step, a mechanical coupling with the push rod (18), which results in a translatory movement along the switching axis (16) and in a second step, a mechanical coupling with the moving contact (4), which also results in a translational movement along the switching axis. Vakuum-Leistungsschalterröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegkontakt (4) und der Vorzündkontakt (14) für einen Potentialausgleich elektrisch miteinander verbunden sind.Vacuum circuit breaker tube according to one of the preceding claims, characterized in that the moving contact (4) and the Vorzündkontakt (14) are electrically connected to each other for equipotential bonding. Vakuum-Leistungsschalterröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegkontakt (4) und der Vorzündkontakt (14) durch einen Schleifkontakt (24) miteinander verbunden sind.Vacuum circuit breaker tube according to claim 4, characterized in that the moving contact (4) and the Vorzündkontakt (14) by a sliding contact (24) are interconnected. Vakuum-Leistungsschalterröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Kontaktbolzen eine Mitnehmervorrichtung vorgesehen ist, der in mechanischen Eingriff mit dem Bewegkontakt bringbar ist.Vacuum circuit breaker tube according to one of the preceding claims, characterized in that a driving device is provided on the contact pin, which can be brought into mechanical engagement with the moving contact. Vakuum-Leistungsschalterröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schließbewegung des Leistungsschalters in Richtung der Schwerkraft Fg erfolgt und eine Beschleunigung a des Kontaktbolzens (10) und somit der Schubstange (18) des Vorzündkontaktes (14) mit einem Wert erfolgt, der mindestens das Achtfache der Erdbeschleunigung bevorzugt das Dreißigfache beträgt.Vacuum circuit breaker tube according to one of the preceding claims, characterized in that a closing movement of the circuit breaker in the direction of gravity F g takes place and an acceleration a of the contact pin (10) and thus the push rod (18) of the Vorzündkontaktes (14) takes place with a value, which is at least eight times the gravitational acceleration, preferably thirty times. Vakuum-Leistungsschalterröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtbogenstrompfad (32) und ein Dauerstrompfad (34) zumindest teilweise geometrisch getrennt voneinander verlaufen.Vacuum circuit breaker tube according to one of the preceding claims, characterized in that an arc current path (32) and a continuous current path (34) extend at least partially geometrically separated from each other. Verwendung einer Vakuumleistungsschaltröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für eine Kurzschließvorrichtung zum Kurzschließen eines Stromkreises und damit zum Schutz einer Netzbeeinflussungsanlage vor einer Überspannung.Use of a vacuum power circuit breaker according to one of claims 1 to 8 for a short-circuiting device for short-circuiting a circuit and thus protecting a network influencing system from an overvoltage.
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