EP3698390A1 - Überdruckfeste vakuumschaltröhre - Google Patents

Überdruckfeste vakuumschaltröhre

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EP3698390A1
EP3698390A1 EP18815521.2A EP18815521A EP3698390A1 EP 3698390 A1 EP3698390 A1 EP 3698390A1 EP 18815521 A EP18815521 A EP 18815521A EP 3698390 A1 EP3698390 A1 EP 3698390A1
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EP
European Patent Office
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vacuum interrupter
stiffened
region
fixed contact
moving contact
Prior art date
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EP18815521.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3698390B1 (de
EP3698390C0 (de
Inventor
Frank Graskowski
Lydia Baron
Christian Stiehler
Andreas Lawall
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP3698390B1 publication Critical patent/EP3698390B1/de
Publication of EP3698390C0 publication Critical patent/EP3698390C0/de
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • 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
    • H01H33/66207—Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing
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    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
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    • H01H33/66207—Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing
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    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H01H2033/6665—Details concerning the mounting or supporting of the individual vacuum bottles

Definitions

  • the invention relates to a pressure-resistant vacuum interrupter for medium voltage switchgear and Hochhardsschaltanla conditions and a switchgear with such a pressure-resistant vacuum interrupter.
  • Vacuum interrupters of the prior art are not suitable for operation under high ambient pressure.
  • high ambient pressures of more than one bar (1 bar), in particular more than two bars (2 bar) lead to deformations on the fixed contact flange and / or the moving contact flange.
  • the se deformations affect the function of the vacuum interrupter and can also lead to the destruction of the vacuum switching tube.
  • the object of the invention is now to provide an overpressure-resistant vacuum interrupter, which reduces or prevents deformation of the fixed contact flange and / or the Bewegumbleflansches.
  • the vacuum interrupter at least one insulating body, a fixed contact, a fixed contact flange, a moving contact with a longitudinal axis of the moving contact, a Beweg.flansch, a bellows, wherein the fixed contact is fixedly arranged in the Fest.flansch, the BewegCount is movably guided and the Bewegkon Tact through the bellows movable on Beweg.flansch is taken fastened, wherein the bellows with a first Balgende the moving contact flange is fixed and the bellows is attached to a second Balgende the moving contact, the vacuum interrupter against deformation of at least one of Fest.flansch and BewegTypeflansch by an ambient pressure of the vacuum interrupter of more than two bar (2 bar) is protected by a stiffened Fest.flansch and / or Bewegkon contact flange.
  • An ambient pressure of more than 2 bar occurs in particular when a vacuum interrupter in a gas-insulated loading container with an insulating gas is arranged and the gas pressure in the gas-insulated container is more than 2 bar.
  • the vacuum interrupter but also in a fluid, in particular special an insulating fluid, be arranged and the surrounding ambient pressure more than 2 bar.
  • the vacuum interrupter can be acted upon by a solid, in particular a solid material insulation, with a pressure of 2 bar.
  • the ambient pressure describes as acting on the outside of the vacuum interrupter pressure.
  • stiffening of the stiffened Festkon contact flange and / or the stiffened Beweg.flansches by one, the respective Fest.flansch or per respective Beweg.flansch associated, structural element is achieved, at least partially oriented in the interior of the vacuum interrupter shape of the stiffened Festkon contact flange and / or the stiffened Beweg.flansches simulates.
  • the structural element thereby increases the stability of the respec conditions stiffened Fest.flansches and / or the stiffened Beweg.flansches without the transition between the Isolie relement and the stiffened Fest.flansch and / or the stiffened Beweg.flansch stronger mechanically to th th.
  • the structural element has a first region and a second region, wherein the first region extends substantially perpendicular to the longitudinal axis of the moving contact and the second region extends in the direction of rotation. sentlichen parallel to the longitudinal axis of the moving contact he stretches, wherein the first region substantially simulates the oriented in the interior of the vacuum interrupter shape of the stiffened FestAuthflansches and / or the stiffened moving contact flange and the second region of the first Be rich essentially supports.
  • a shield element is arranged between the fixed contact flange and the insulating element or on the fixed contact flange.
  • the second region of the Strukturele Mentes the first region of the structural element against the insulating or against the insulating element on the shield element or against a third portion of the Fest.flan cal supported and the first region so the fixed contact flange protects against deformation.
  • the structural element or elements are not soldered to the vacuum interrupter or components of the vacuum interrupter. This prevents me tional stresses induced in the connection, in particular soldering, between the insulating element and stiffened Fest.flansch and / or the stiffened Beweg.flansch who the.
  • the stiffening of the stiffened Fest.flansches and / or the stiffened moving contact flange is achieved by a thicker, thicker, version of ver stiffened Fest.flansches and / or stiffened Beweg contact flange, wherein the stiffened Festkon contact flange and / or stiffened BewegCountflansch from a Material is formed, which has a coefficient of expansion, which is similar to the expansion coefficient of the insulating body.
  • a deviation of 10% from the coefficient of expansion of the material of the rigid fixed contact flange and / or the stiffened moving part should similarly be used.
  • Contact flange and the expansion coefficient of Iso lier emotionss mean, more preferably less than 5%.
  • the insulating body is formed from a ceramic and that the stiffened fixed contact flanges and / or the stiffened Bewegumbleflansch contains a FeNiCo alloy or is formed from this.
  • Switchgear with a vacuum interrupter for medium voltage applications or high voltage applications, wherein the vacuum interrupter tube is arranged in a gas-tight container which is filled with an insulating gas and the insulating gas in the gas-tight container a pressure of at least 2 bar, preferably greater than 3 bar.
  • the insulating gas comprises one or more of fluoroketones, nitriles, nitrogen, oxygen and carbon dioxide.
  • the insulating gas contains nitrogen and carbon dioxide or a fluoroketone and nitrogen or a fluoroketone and oxygen or a fluoroketone and carbon dioxide.
  • the insulating gas consists of 80% nitrogen and 20% carbon dioxide. The percentages refer to percent by mass or percent by volume.
  • Figure 1 section through the region of the fixed contact flange of a conventional vacuum interrupter
  • Figure 2 section through area of Fest.flansches egg ner vacuum interrupter according to the invention with stiffened fixed contact flange
  • Figure 3 section through a vacuum interrupter with inven tion stiffened Fest.flansch and stiffened Be weg.flansch;
  • Figure 4 section through area of Fest.flansches egg ner vacuum interrupter according to the invention with stiffened fixed contact flange
  • FIG. 1 shows a section through the region of the fixed contact flange 40 of a conventional vacuum interrupter.
  • the fixed contact rod 32 is connected to the fixed contact flange 40 ver and is thus ge leads into the interior of a vacuum interrupter.
  • the Festippoflansch 40 is in turn attached to a Iso lierteil 20 of the vacuum interrupter.
  • a screen element 90 is fixed between the fixed contact flange 40 and the insulating part 20.
  • the shielding element 90 may also be fixed to the fixed contact flange 40 and the fixed contact flange 40 may be fastened directly to the insulating part 20.
  • FIG. 2 shows a section through the region of the fixed contact flange 40 'of a vacuum cupping tube according to the invention with stiffened fixed contact flange 40'.
  • the fixed contact rod 32 is again connected to the Festippoflansch 40 'and is guided in the interior of a vacuum interrupter according to the invention.
  • the fixed contact flange 40 ' is in turn fixed to an insulating part 20 of the vacuum interrupter.
  • a screen element 90 is fastened between the fixed contact flange 40 'and the insulating part 20.
  • the shield member 90 can also be fixed to the fixed contact flange 40 'and the fixed contact flange 40' di rectly attached to the insulating part 20.
  • the fixed contact flange 40 ' is stiffened in the example of Figure 2 by the structural element 45.
  • the structural element 45 forms in a first region 46, which is oriented in wesent Licher perpendicular to the longitudinal axis 56 of the fixed contact 30, substantially in the interior of the vacuum interrupter directed form of Fest.flansches 40 'and is in this case even on the Fixed contact flange 40 'on.
  • a second region 47 of the structural element 45 which is oriented substantially parallel to the longitudinal axis 56 of the fixed contact 30, the second region 47 supports the first region 46 against the fixed contact flange 40 '.
  • the second region 47 of the structural element 45 may also support the first region 46 of the structural element 45 against the insulating element 20 and / or the shielding element 90.
  • FIG. 3 shows a section through a vacuum interrupter 10 with a fixed contact flange 40 'stiffened according to the invention and a stiffened moving contact flange 60'.
  • the vacuum interrupter 10 has in this embodiment four Isolierele elements 20, wherein between two insulating 20 is a inter mediate element 25 is arranged, which can hen best of an electrically conductive or electrically non-conductive material.
  • the moving contact 50 is movably guided into the vacuum interrupter 10 by means of a bellows 80, a first bellows end 82 being fixed to the stiffened movable contact flange 60 'and a second bellows end 84 being attached to the movers contact bar 52, either directly or via a bellows cap 86.
  • the bellows cap an optional bellows screen 88.
  • the BewegCountflansch 60 ' is connected directly or via a shield element 90 with an insulating member 20 of the vacuum interrupter 10.
  • the BewegCountflansch 60 ' is stiffened by the support member 65.
  • the structural element 65 has a first region 66, which is oriented substantially perpendicular to the longitudinal axis 56 of the moving contact 50, substantially the directed into the interior of the vacuum interrupter shape of the Beweg contact flange 60 'and in this case is even on the BewegCountflansches 60th ' on.
  • a second region 67 of the structural element 65 which is oriented substantially parallel to the longitudinal axis 56 of the moving contact 50
  • the second region 67 supports the first region 66 against the Beweg contact flange 60 'from.
  • the second region 67 of the structural element 65 may support the first region 66 of the structural element 65 against the insulating element 20 and / or the shielding element 90.
  • the moving contact 50 in the exemplary embodiment consists of a moving contact rod 53, a moving contact body 55 and a moving contact disc 54.
  • the fixed contact 30 is formed here by a fixed contact rod 32, a solid contact body 35 and a Fest.Walletschei be 34 and with the Fest.flansch 40 'verbun the and is so in the interior of a vacuum interrupter 10 of the invention.
  • the Fest.flansch 40 ' is re rum attached to an insulating part 20 of the vacuum interrupter.
  • a shield element 90 is fastened between the fixed contact flange 40 'and the insulating part 20.
  • the shield member 90 can also be fixed to the fixed contact flange 40 'and the fixed contact flange 40' di rectly attached to the insulating part 20.
  • the fixed contact flange 40 ' is stiffened by the structural element 45 in the example of FIG.
  • the structural element 45 forms into a first region 46, which essentially Licher is oriented perpendicular to the longitudinal axis 56 of the fixed contact 30, substantially in the interior of the vacuum interrupter directed form of Fest.flansches 40 'and in this case is even on the Fest.flansches 40' at.
  • a second region 47 of the structural element 45 which is oriented substantially parallel to the longitudinal axis 56 of the fixed contact 30, the second region 47 supports the first region 46 against the fixed contact flange 40 '.
  • the second region 47 of the structural element 45 may also support the first region 46 of the structural element 45 against the insulating element 20 and / or the shielding element 90.
  • FIG. 4 shows a section through the region of the fixed contact flange 40 '' of a vacuum interrupter according to the invention with stiffened fixed contact flange 40 ''.
  • the fixed contact rod 32 is connected to the fixed contact flange 40 '' and is thus guided into the interior of a vacuum interrupter according to the invention.
  • the fixed contact flange 40 " is fixed to an insulating part 20 of the vacuum interrupter.
  • a shield element 90 is secured between the fixed contact flange 40 "and the insulating part 20.
  • the shielding member 90 may also be fixed to the fixed contact flange 40 'and the fixed contact flange 40 "may be attached directly to the insulating member 20.
  • the Fest.flansch 40 '' is stiffened in the example of Figure 4, characterized in that a stronger, so thicker from the material, execution of the stiffened Fest.flansches 40 '' is used, wherein the stiffened Fest.flansch 40 '' is formed of a material that a Expansion coefficient has, which is similar to the expansion coefficient of Iso lier stressess 20.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumschaltröhre (10) mit mindestens einem Isolierkörper (20), einem Festkontakt (30), einem Festkontaktflansch (40), einem Bewegkontakt (50) mit einer Längsachse (56) des Bewegkontaktes (50), einem Bewegkontaktflansch (60), einem Balg (80), wobei der Festkontakt (30) ortsfest in dem Festkontaktflansch (40) angeordnet ist, der Bewegkontakt (50) beweglich geführt ist und der Bewegkontakt durch den Balg (80) beweglich am Bewegkontaktflansch (60) befestigt ist, wobei der Balg (80) mit einem ersten Balgende (82) am Bewegkontaktflansch (60) befestigt ist und der Balg (80) mit einem zweiten Balgende (84) am Bewegkontakt (50) befestigt ist, wobei die Vakuumschaltröhre (10) gegenüber Deformationen von mindestens einem aus Festkontaktflansch (40) und Bewegkontaktflansch (60) durch einen Umgebungsdruck der Vakuumschaltröhre (10) von über zwei Bar, 2 bar, durch einen versteiften Festkontaktflansch (40 x) und/oder Bewegkontaktflansch (60 x) geschützt ist.

Description

Beschreibung
Überdruckfeste Vakuumschaltröhre
Die Erfindung bezieht eine überdruckfeste Vakuumschaltröhre für Mittelspannungsschaltanlagen und Hochspannungsschaltanla gen und eine Schaltanlage mit einer solchen überdruckfesten Vakuumschaltröhre .
Vakuumschaltröhren aus dem Stand der Technik sind nicht für den Betrieb unter hohem Umgebungsdruck geeignet. Insbesondere führen hohe Umgebungsdrücke von mehr als einen Bar (1 bar), insbesondere mehr als zwei Bar (2 bar) zu Deformationen an dem Festkontaktflansch und/oder dem Bewegkontaktflansch . Die se Deformationen beeinträchtigen die Funktion der Vakuum schaltröhre und können auch zur Zerstörung der Vakuumschalt röhre führen.
Aufgabe der Erfindung ist es nun eine überdruckfeste Vakuum schaltröhre bereitzustellen, die eine Deformation des Fest kontaktflansches und/oder des Bewegkontaktflansches reduziert oder verhindert .
Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch 1 und den von diesem abhängigen Ansprüchen gelöst.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Vakuumschaltröhre min destens einem Isolierkörper, einem Festkontakt, einem Fest kontaktflansch, einem Bewegkontakt mit einer Längsachse des Bewegkontaktes, einem Bewegkontaktflansch, einem Balg, wobei der Festkontakt ortsfest in dem Festkontaktflansch angeordnet ist, der Bewegkontakt beweglich geführt ist und der Bewegkon takt durch den Balg beweglich am Bewegkontaktflansch befes tigt ist, wobei der Balg mit einem ersten Balgende am Beweg kontaktflansch befestigt ist und der Balg mit einem zweiten Balgende am Bewegkontakt befestigt ist, wobei die Vakuum schaltröhre gegenüber Deformationen von mindestens einem aus Festkontaktflansch und Bewegkontaktflansch durch einen Umge bungsdruck der Vakuumschaltröhre von über zwei Bar (2 bar) durch einen versteiften Festkontaktflansch und/oder Bewegkon taktflansch geschützt ist.
Ein Umgebungsdruck von mehr als 2 bar tritt insbesondere dann auf, wenn eine Vakuumschaltröhre in einem gasisolierten Be hälter mit einem Isoliergas angeordnet ist und der Gasdruck im gasisolierten Behälter mehr als 2 bar beträgt. Alternativ kann die Vakuumschaltröhre aber auch in einem Fluid, insbe sondere einem Isolierfluid, angeordnet sein und der Umge bungsdruck mehr als 2 bar betragen. Auch kann die Vakuum schaltröhre durch einen Feststoff, insbesondere eine Fest stoffisolation, mit einem Druck von 2 bar beaufschlagt sein. Der Umgebungsdruck beschreibt als den auf die Außenseite der Vakuumschaltröhre wirkenden Druck.
Bevorzugt wird, dass die Versteifung des versteiften Festkon taktflansches und/oder des versteiften Bewegkontaktflansches durch jeweils ein, dem jeweiligen Festkontaktflansch oder je weiligen Bewegkontaktflansch zugeordnetes, Strukturelement erreicht wird, das zumindest teilweise die in das Innere der Vakuumschaltröhre orientierte Form des versteiften Festkon taktflansches und/oder des versteiften Bewegkontaktflansches nachbildet .
Das Strukturelement erhöht dabei die Stabilität des jeweili gen versteiften Festkontaktflansches und/oder des versteiften Bewegkontaktflansches ohne den Übergang zwischen dem Isolie relement und dem versteiften Festkontaktflansch und/oder dem versteiften Bewegkontaktflansch stärker mechanisch zu belas ten .
Auch wird bevorzugt, dass das Strukturelement einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, wobei sich der erste Bereich im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Bewegkontaktes erstreckt und sich der zweite Bereich im We- sentlichen parallel zur Längsachse des Bewegkontaktes er streckt, wobei der erste Bereich im Wesentlichen die in das Innere der Vakuumschaltröhre orientierte Form des versteiften Festkontaktflansches und/oder des versteiften Bewegkontakt flansches nachbildet und der zweite Bereich den ersten Be reich im Wesentlichen stützt.
Weiter wird bevorzugt, dass zwischen dem Festkontaktflansch und dem Isolierelement oder an dem Festkontaktflansch ein Schirmelement angeordnet ist.
Bevorzugt wird auch, dass der zweite Bereich des Strukturele mentes den ersten Bereich des Strukturelementes gegen das Isolierelement oder gegen das Isolierelement über das Schirm element oder gegen einen dritten Bereich des Festkontaktflan sches abstützt und der erste Bereich so den Festkontakt flansch gegen Deformationen schützt.
Auch wird bevorzugt, dass das oder die Strukturelemente nicht mit der Vakuumschaltröhre oder Bestandteilen der Vakuum schaltröhre verlötet sind. Dadurch wird verhindert, dass me chanische Spannungen in die Verbindung, insbesondere Lötung, zwischen Isolierelement und versteiften Festkontaktflansch und/oder dem versteiften Bewegkontaktflansch induziert wer den .
Bevorzugt wird auch, dass die Versteifung des versteiften Festkontaktflansches und/oder des versteiften Bewegkontakt flansches durch eine stärkere, dickere, Ausführung des ver steiften Festkontaktflansches und/oder des versteiften Beweg kontaktflansches erreicht wird, wobei der versteifte Festkon taktflansch und/oder versteifte Bewegkontaktflansch aus einem Material gebildet ist, das einen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der dem Ausdehnungskoeffizienten des Isolierkörpers ähnlich ist. Insbesondere soll ähnlich eine Abweichung klei ner 10% vom Ausdehnungskoeffizienten des Materials des ver steiften Festkontaktflansches und/oder des versteiften Beweg- kontaktflansches und dem Ausdehnungskoeffizienten des Iso lierkörpers bedeuten, besonders bevorzugt kleiner 5%.
Weiter wird bevorzugt, dass der Isolierkörper aus einer Kera mik gebildet ist und dass der versteifte Festkontaktflansche und/oder der versteifte Bewegkontaktflansch eine FeNiCo- Legierung enthält oder aus dieser gebildet wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine
Schaltanlage mit einer Vakuumschaltröhre nach einer oder meh reren der vorstehenden Ausführungen für Mittelspannungsanwen dungen oder Hochspannungsanwendungen, wobei die Vakuumschalt röhre in einem gasdichten Behälter angeordnet ist, der mit einem Isoliergas befüllt ist und das Isoliergas in dem gas dichten Behälter einen Druck von mindestens 2 bar, bevorzugt von mehr als 3 bar, aufweist.
Bevorzugt wird, dass das Isoliergas eines oder mehrere von Fluorketonen, Nitrilen, Stickstoff, Sauerstoff und Kohlendi oxid umfasst .
Besonders bevorzugt wird, dass das Isoliergas Stickstoff und Kohlendioxid oder ein Fluorketon und Stickstoff oder ein Flu orketon und Sauerstoff oder ein Fluorketon und Kohlendioxid enthält. Insbesondere wird bevorzugt, dass das Isoliergas zu 80% aus Stickstoff und zu 20% aus Kohlendioxid besteht. Die Prozentangaben beziehen sich auf Massenprozent oder Volumen prozent .
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren erläutert.
Figur 1: Schnitt durch den Bereich des Festkontaktflansches einer herkömmlichen Vakuumschaltröhre
Figur 2: Schnitt durch Bereich des Festkontaktflansches ei ner erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre mit versteiftem Fest kontaktflansch Figur 3: Schnitt durch eine Vakuumschaltröhre mit erfin dungsgemäß versteiftem Festkontaktflansch und versteiftem Be wegkontaktflansch;
Figur 4: Schnitt durch Bereich des Festkontaktflansches ei ner erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre mit versteiftem Fest kontaktflansch
Die Figur 1 zeigt einen Schnitt durch den Bereich des Fest kontaktflansches 40 einer herkömmlichen Vakuumschaltröhre .
Der Festkontaktstab 32 ist mit dem Festkontaktflansch 40 ver bunden und wird so in das Innere einer Vakuumschaltröhre ge führt. Der Festkontaktflansch 40 ist wiederum an einem Iso lierteil 20 der Vakuumschaltröhre befestigt. In dem gezeigten Beispiel ist zwischen dem Festkontaktflansch 40 und dem Iso lierteil 20 ein Schirmelement 90 befestigt. Alternativ kann das Schirmelement 90 auch am Festkontaktflansch 40 befestigt sein und der Festkontaktflansch 40 direkt an dem Isolierteil 20 befestigt sein.
Eine stärkere Ausführung des Festkontaktflansches 40, also eine Ausführung, bei der die Materialstärke, -dicke, vergrö ßert wurde würde in dem Bereich, wo der Festkontaktflansch 40 direkt oder über ein Schirmelement mit dem mit dem Isolie relement verbunden ist zu starken mechanischen Belastungen führen und so eine dauerhafte Funktionsfähigkeit der Vakuum schaltröhre verhindern.
Die Figur 2 zeigt einen Schnitt durch den Bereich des Fest kontaktflansches 40' einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröh- re mit versteiftem Festkontaktflansch 40'. Der Festkontakt stab 32 ist wieder mit dem Festkontaktflansch 40' verbunden und wird so in das Innere einer erfindungsgemäßen Vakuum schaltröhre geführt. Der Festkontaktflansch 40' ist wiederum an einem Isolierteil 20 der Vakuumschaltröhre befestigt. In dem gezeigten Beispiel ist zwischen dem Festkontaktflansch 40' und dem Isolierteil 20 ein Schirmelement 90 befestigt. Alternativ kann das Schirmelement 90 auch am Festkontakt flansch 40' befestigt sein und der Festkontaktflansch 40' di rekt an dem Isolierteil 20 befestigt sein.
Der Festkontaktflansch 40' wird in dem Beispiel der Figur 2 durch das Strukturelement 45 versteift. Dabei bildet das Strukturelement 45 in einen ersten Bereich 46, der im wesent licher senkrecht zu der Längsachse 56 des Festkontaktes 30 orientiert ist, im Wesentlichen die in das Innere der Vakuum schaltröhre gerichtete Form des Festkontaktflansches 40' nach und liegt in diesem Fall sogar an dem Festkontaktflansches 40' an. In einem zweiten Bereich 47 des Strukturelements 45, der im Wesentlichen parallel zur Längsachse 56 des Festkon taktes 30 orientiert ist, stützt der zweite Bereich 47 den ersten Bereich 46 gegen den Festkontaktflansch 40' ab. Alter nativ kann der zweite Bereich 47 des Strukturelements 45 den ersten Bereich 46 des Strukturelementes 45 auch gegen das Isolierelement 20 und/oder das Schirmelement 90 abstützen.
Die Figur 3 zeigt einen Schnitt durch eine Vakuumschaltröhre 10 mit erfindungsgemäß versteiftem Festkontaktflansch 40' und versteiftem Bewegkontaktflansch 60'. Die Vakuumschaltröhre 10 verfügt in diesem Ausführungsbeispiel über vier Isolierele mente 20, wobei zwischen zwei Isolierelementen 20 ein Zwi schenelement 25 angeordnet ist, das aus einem elektrisch leitfähigen oder elektrisch nicht leitfähigen Material beste hen kann.
Der Bewegkontakt 50 ist mittels eines Balgs 80 beweglich in die Vakuumschaltröhre 10 geführt, wobei ein ersten Balgende 82 am versteiftem Bewegkontaktflansch 60 ' befestigt ist und ein zweites Balgende 84 am Bewegkontaktstab 52 befestigt ist, entweder direkt oder über eine Balgkappe 86. Außerdem weist die Balgkappe einen optionalen Balgschirm 88 auf. Der Bewegkontaktflansch 60 ' ist direkt oder über ein Schirm element 90 mit einem Isolierelement 20 der Vakuumschaltröhre 10 verbunden.
Der Bewegkontaktflansch 60 ' wird durch das Stützelement 65 versteift. Das Strukturelement 65 weist einen ersten Bereich 66 auf, der im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 56 des Bewegkontaktes 50 orientiert ist, im Wesentlichen die in das Innere der Vakuumschaltröhre gerichtete Form des Beweg kontaktflansches 60 ' nach und liegt in diesem Fall sogar an dem Bewegkontaktflansches 60' an. In einem zweiten Bereich 67 des Strukturelements 65, der im Wesentlichen parallel zur Längsachse 56 des Bewegkontaktes 50 orientiert ist, stützt der zweite Bereich 67 den ersten Bereich 66 gegen den Beweg kontaktflansch 60' ab. Alternativ kann der zweite Bereich 67 des Strukturelements 65 den ersten Bereich 66 des Struktu relementes 65 auch gegen das Isolierelement 20 und/oder das Schirmelement 90 abstützen.
Der Bewegkontakt 50 besteht in dem Ausführungsbeispiel aus einem Bewegkontaktstab 53, einem Bewegkontaktkörper 55 und einer Bewegkontaktkontaktscheibe 54.
Der Festkontakt 30 wird hier von einem Festkontaktstab 32, einem Festkontaktkörper 35 und einer Festkontaktkontaktschei be 34 gebildet und ist mit dem Festkontaktflansch 40' verbun den und wird so in das Innere einer erfindungsgemäßen Vakuum schaltröhre 10 geführt. Der Festkontaktflansch 40' ist wiede rum an einem Isolierteil 20 der Vakuumschaltröhre befestigt. In dem gezeigten Beispiel ist zwischen dem Festkontaktflansch 40' und dem Isolierteil 20 ein Schirmelement 90 befestigt. Alternativ kann das Schirmelement 90 auch am Festkontakt flansch 40' befestigt sein und der Festkontaktflansch 40' di rekt an dem Isolierteil 20 befestigt sein.
Der Festkontaktflansch 40' wird in dem Beispiel der Figur 3 durch das Strukturelement 45 versteift. Dabei bildet das Strukturelement 45 in einen ersten Bereich 46, der im wesent- licher senkrecht zu der Längsachse 56 des Festkontaktes 30 orientiert ist, im Wesentlichen die in das Innere der Vakuum schaltröhre gerichtete Form des Festkontaktflansches 40' nach und liegt in diesem Fall sogar an dem Festkontaktflansches 40' an. In einem zweiten Bereich 47 des Strukturelements 45, der im Wesentlichen parallel zur Längsachse 56 des Festkon taktes 30 orientiert ist, stützt der zweite Bereich 47 den ersten Bereich 46 gegen den Festkontaktflansch 40' ab. Alter nativ kann der zweite Bereich 47 des Strukturelements 45 den ersten Bereich 46 des Strukturelementes 45 auch gegen das Isolierelement 20 und/oder das Schirmelement 90 abstützen.
Die Figur 4 zeigt einen Schnitt durch Bereich des Festkon taktflansches 40'' einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre mit versteiftem Festkontaktflansch 40''.
Der Festkontaktstab 32 ist mit dem Festkontaktflansch 40'' verbunden und wird so in das Innere einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre geführt. Der Festkontaktflansch 40'' ist an einem Isolierteil 20 der Vakuumschaltröhre befestigt. In dem gezeigten Beispiel ist zwischen dem Festkontaktflansch 40'' und dem Isolierteil 20 ein Schirmelement 90 befestigt. Alter nativ kann das Schirmelement 90 auch am Festkontaktflansch 40' befestigt sein und der Festkontaktflansch 40'' direkt an dem Isolierteil 20 befestigt sein.
Der Festkontaktflansch 40'' wird in dem Beispiel der Figur 4 dadurch versteift, dass eine stärkere, also vom Material her dickere, Ausführung des versteiften Festkontaktflansches 40'' verwendet wird, wobei der versteifte Festkontaktflansch 40'' aus einem Material gebildet ist, das einen Ausdehnungskoeffi zienten aufweist, der dem Ausdehnungskoeffizienten des Iso lierkörpers 20 ähnlich ist.
Stärkeres oder dickeres Material, stärkere oder dickere Aus führung des Materials soll in diesem Zusammenhang bedeuten, dass das der Festkontaktflansch 40'' eine größere Materialdi cke 41 aufweist.
Bezugszeichenliste
10 Vakuumschaltröhre
20 Isolierkörper
25 Zwischenelement
30 Festkontakt
32 Festkontaktstab
34 Festkontaktkontaktscheibe
35 Festkontaktkörper
40, 40', 40'' Festkontaktflansch
42 Materialdicke des Festkontaktflansch 40''
45 Strukturelement
46 erster Bereich des Strukturelements 45
47 zweiter Bereich des Strukturelements 45
50 Bewegkontakt
52 Bewegkontaktstab
54 Bewegkontaktkontaktscheibe
55 Bewegkontaktkörper
56 Längsachse des Bewegkontakts und Festkontaktes 60, 60' Bewegkontaktflansch
65 Strukturelement
66 erster Bereich des Strukturelements 65
67 zweiter Bereich des Strukturelements 65
70 Bewegkontaktlager
80 Balg
82 erstes Balgende
84 zweites Balgende
86 Balgkappe
88 Balgschirm
90 Schirmelement

Claims

Patentansprüche
1. Vakuumschaltröhre (10) mit mindestens einem Isolierkörper (20), einem Festkontakt (30), einem Festkontaktflansch (40), einem Bewegkontakt (50) mit einer Längsachse (56) des Beweg kontaktes (50), einem Bewegkontaktflansch (60), einem Balg (80), wobei der Festkontakt (30) ortsfest in dem Festkontakt flansch (40) angeordnet ist, der Bewegkontakt (50) beweglich geführt ist und der Bewegkontakt durch den Balg (80) beweg lich am Bewegkontaktflansch (60) befestigt ist, wobei der Balg (80) mit einem ersten Balgende (82) am Bewegkontakt flansch (60) befestigt ist und der Balg (80) mit einem zwei ten Balgende (84) am Bewegkontakt (50) befestigt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Vakuumschaltröhre (10) gegenüber Deformationen von min destens einem aus Festkontaktflansch (40) und Bewegkontakt flansch (60) durch einen Umgebungsdruck der Vakuumschaltröhre 10 von über zwei Bar, 2 bar, durch einen versteiften Festkon taktflansch (40') und/oder Bewegkontaktflansch (60') ge schützt ist.
2. Vakuumschaltröhre (10) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Versteifung des versteiften Festkontaktflansches (40') und/oder des versteiften Bewegkontaktflansches (60') durch jeweils ein Strukturelement (45, 65) erreicht wird, das zu mindest teilweise die in das Innere der Vakuumschaltröhre orientierte Form des versteiften Festkontaktflansches (40') und/oder des versteiften Bewegkontaktflansches (60') nachbil det .
3. Vakuumschaltröhre (10) nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Strukturelement (45, 65) einen ersten Bereich (46, 66) und einen zweiten Bereich (47, 67) aufweist, wobei sich der erste Bereich (46, 66) im Wesentlichen senkrecht zur Längs achse (56) des Bewegkontaktes (50) erstreckt und sich der zweite Bereich (47, 67) im Wesentlichen parallel zur Längs achse (56) des Bewegkontaktes (50) erstreckt, wobei
der erste Bereich (46, 66) im Wesentlichen die in das Innere der Vakuumschaltröhre orientierte Form des versteiften Fest kontaktflansches (40') und/oder des versteiften Bewegkontakt flansches (60') nachbildet und der zweite Bereich (47, 67) den ersten Bereich (46, 66) im Wesentlichen stützt.
4. Vakuumschaltröhre (10) nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s zwischen dem Festkontaktflansch (40') und/oder Bewegkontakt flansch (60') und dem Isolierelement (20) oder an dem Fest kontaktflansch (40') und/oder Bewegkontaktflansch (60') ein Schirmelement (90) angeordnet ist.
5. Vakuumschaltröhre (10) nach Anspruch 3 oder 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der zweite Bereich (47, 67) des Strukturelementes (45, 65) den ersten Bereich (46, 66) des Strukturelementes (45, 65) gegen
• das Isolierelement, oder
• gegen das Isolierelement (20) über das Schirmelement ( 90 ) , oder
• gegen einen dritten Bereich (41) des Festkontaktflan- sches ( 40 ' ) und/oder Bewegkontaktflansches (60') abstützt und der erste Bereich (46, 66) so den Festkontakt flansch (40') und/oder den Bewegkontaktflansch (60') gegen Deformationen schützt.
6. Vakuumschaltröhre (10) nach einem der vorstehenden Ansprü che,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das oder die Strukturelemente (45, 65) nicht mit der Vakuum schaltröhre (10) oder Bestandteilen der Vakuumschaltröhre (10) verlötet ist.
7. Vakuumschaltröhre (10) nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Versteifung des versteiften Festkontaktflansches (40'') und/oder des versteiften Bewegkontaktflansches durch eine stärke Ausführung des versteiften Festkontaktflansches (40'') und/oder des versteiften Bewegkontaktflansches erreicht wird, wobei der versteifte Festkontaktflansch (40'') und/oder ver steifte Bewegkontaktflansch aus einem Material gebildet ist, das einen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der dem Ausdeh nungskoeffizienten des Isolierkörpers (20) ähnlich ist.
8. Vakuumschaltröhre (10) nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Isolierkörper (20) aus einer Keramik gebildet ist und dass der versteifte Festkontaktflansch (40'') und/oder der versteifte Bewegkontaktflansch eine FeNiCo-Legierung enthält oder aus dieser gebildet wird.
9. Schaltanlage mit einer Vakuumschaltröhre 10 nach einem der vorstehenden Ansprüche für Mittelspannungsanwendungen oder Hochspannungsanwendungen,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Vakuumschaltröhre in einem gasdichten Behälter angeordnet ist, der mit einem Isoliergas befüllt ist und das Isoliergas in dem gasdichten Behälter einen Druck von mindestens 2 bar, bevorzugt von mehr als 3 bar, aufweist.
10. Schaltanlage nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Isoliergas eines oder mehrere von Fluorketonen, Nitrilen,
Stickstoff, Sauerstoff und Kohlendioxid umfasst.
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