EP4367706A1 - Gehäuse für eine vakuumschaltröhre - Google Patents

Gehäuse für eine vakuumschaltröhre

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Publication number
EP4367706A1
EP4367706A1 EP22765782.2A EP22765782A EP4367706A1 EP 4367706 A1 EP4367706 A1 EP 4367706A1 EP 22765782 A EP22765782 A EP 22765782A EP 4367706 A1 EP4367706 A1 EP 4367706A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
moving contact
fixed contact
contact half
insulator component
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP22765782.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Graskowski
Thomas Heinz
Christian Stiehler
Erik D Taylor
Jörg Teichmann
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
Publication of EP4367706A1 publication Critical patent/EP4367706A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/662—Housings or protective screens
    • H01H33/66207—Specific housing details, e.g. sealing, soldering or brazing
    • H01H2033/6623—Details relating to the encasing or the outside layers of the vacuum switch housings
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations
    • H01H2033/66276—Details relating to the mounting of screens in vacuum switches
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    • H01H33/66261—Specific screen details, e.g. mounting, materials, multiple screens or specific electrical field considerations

Definitions

  • the invention relates to a housing for a vacuum interrupter and a vacuum interrupter.
  • VSR vacuum interrupters
  • the insulators are often designed as two insulator components, which are connected by a metal middle part, e.g. B. from sheet steel, are separated, see z. E.g. EP0082801A1 (Siemens AG) 29.06.1983 and DE19713478C1 (Siemens AG) 09.04.1998.
  • VSR voltage-insulated switchgear
  • B. GIS gas-insulated switchgear
  • dead tank an asymmetrical voltage distribution can occur at the VSR.
  • the asymmetry can prevail in the BK or FK half of the VSR.
  • the voltage stress in the moving contact half is higher than the voltage stress in the fixed contact half, see Figures 1 and 2. Accordingly, the dielectric dimensioning of the VSR is determined by the voltage stress in the moving contact half. This is the Fixed contact half of the housing if necessary. dielectrically oversized .
  • the housing is suitable for a vacuum interrupter. It is designed to accommodate an axially movable moving contact rod carrying a moving contact and a fixed contact rod carrying a fixed contact.
  • the moving contact rod is also referred to in the technical literature as a moving contact connection bolt or contact rod.
  • the vacuum interrupter has an interrupter chamber which is enclosed by the housing and in which the fixed contact and the moving contact are arranged.
  • the moving contact sits at one end of the moving contact rod, which is guided out of the vacuum interrupter in an axially movable manner.
  • the moving contact can be moved relative to the fixed contact by an axial movement of the moving contact rod.
  • the moving contact rod runs vacuum-tight through a cover of the housing; For this purpose, the cover has a push-through opening in its cover base, through which the moving contact rod is guided.
  • the passage of the moving contact rod through the push-through opening in the bottom of the cover is kept vacuum-tight by means of metal bellows.
  • the bellows is a metallic corrugated tube which, due to its large number of corrugations, can be axially stretched and compressed so that the axial movement of the moving contact rod required for switching operations of the vacuum interrupter is made possible without jeopardizing the vacuum tightness in the area where the moving contact rod passes through the cover base.
  • the intended arrangement of the moving contact rod and the fixed contact rod in the housing defines a division of the housing into a moving contact half and a fixed contact half: the housing half in which the moving contact rod is arranged is referred to as the moving contact half and the housing half in which the fixed contact rod is arranged is called the called fixed contact half.
  • a section of the housing that encloses the longitudinal axis of the housing is formed by an electrically insulating insulator component.
  • An insulator component thus forms an insulating path along the housing, viewed in the direction of the longitudinal axis of the housing.
  • the insulator component in the moving contact half and the insulator component in the fixed contact half have different dimensions.
  • the specific, asymmetrical voltage stress of VSR in switch housings in particular in grounded switch housings, can be taken into account.
  • the insulator components form a non-tracking external insulation of the housing.
  • the insulator components are adapted to the respective voltage conditions of the housing in such a way that the insulation strength is improved.
  • the adaptation of the dimensions of the insulator components to the specific voltage load offers the advantage of a smaller design of VSR and switching devices, which is associated with a cost reduction of the VSR and switching devices.
  • the insulator components in the moving contact half and the fixed contact half are of different lengths, measured along the longitudinal axis of the housing.
  • the specific, asymmetrical voltage load of VSR in switch housings can be taken into account.
  • the insulator components are adapted to the respective voltage conditions of the housing in such a way that the insulation strength is improved.
  • the insulator component in the moving contact half is longer than the insulator component in the fixed contact half.
  • the specific, asymmetrical voltage stress of VSR in switch housings can be taken into account.
  • the insulator components are adapted to the respective voltage conditions of the housing in such a way that the insulation strength is improved.
  • a modified flange and a longer ceramic housing part can lead to a cost reduction.
  • VSR housing there is increased stability of the VSR housing in the direction of the longitudinal axis of the housing, since an insulator component is stiffer than a metallic BK flange, e.g. B. made of stainless steel.
  • the dielectrically necessary gap across the insulator component in the moving contact half is not undershot.
  • the insulator component in the moving contact half and the insulator component in the fixed contact half have different inner diameters. It is also possible for an insulator component to have several different inner diameters, e.g. B. in the case of a conical or stepped shape of the insulator component: at a first position along the housing axis, the insulator component has a first inner diameter and at a second position along the housing axis, which is different from the first position, the insulator component has a second inner diameter , which is smaller or larger than the first inside diameter.
  • At least one of the different inner diameters of the insulator component in the moving contact half or the fixed contact half is different from the inner diameter of the insulator component in the other housing half.
  • the insulator component in the moving contact half has a larger inside diameter than the insulator component in the fixed contact half.
  • the insulator components are each formed by a hollow cylinder of insulating material or by a plurality of hollow cylinders of insulating material joined together.
  • the insulating hollow cylinders can consist of aluminum oxide ceramics, glass ceramics or glass glazed on the outside.
  • Field control elements or screens located between the ceramics and the switching chamber can be provided to reduce the dimensions of the VSR.
  • z. B. ceramic hollow cylinder By using several joined insulating hollow cylinders, z. B. ceramic hollow cylinder, the introduction of another field control element or screen, z. B. a floating screen between the insulating hollow cylinders possible. This measure has the following advantages:
  • a metallic hollow cylinder is arranged as a switching chamber between the insulator component in the moving contact half and the insulator component in the fixed contact half.
  • this serves as a condensation trap for the metal vapor that has formed.
  • a metallic switching chamber offers greater design options than e.g. B. Ceramics in relation to the most precise possible adaptation of the tube housing to the geometry of the current path.
  • a metallic hollow cylinder serving as a switching chamber and/or field control elements are arranged inside the isolator components, ie. H . viewed from the longitudinal axis of the VSR in front of the inner surface of the isolator components z. B. can be designed as ceramics positioned.
  • a further preferred embodiment of the invention is a vacuum interrupter with a housing according to the invention.
  • the vacuum interrupter is surrounded by a metallic housing.
  • FIG. 1 shows a section through a conventional vacuum interrupter in a “dead tank” housing
  • FIG. 1 is an enlarged view of the in FIG. 1 shown vacuum interrupter 1;
  • FIG. 3 shows a section through a vacuum interrupter according to the invention according to a first embodiment
  • FIG. 4 shows a section through a vacuum interrupter according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a section through a vacuum interrupter according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 6 shows a section through a vacuum interrupter according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 7 shows a section through a vacuum interrupter according to a further embodiment.
  • FIG. 1 shows a section of a vacuum interrupter 1 known from the prior art, which is arranged within a grounded metallic "dead tank” housing 18.
  • the vacuum interrupter 1 has a housing 5 which encloses an interrupter chamber 2.
  • In the interrupter chamber are a Fixed contact 3 and a moving contact 4 are arranged.
  • the fixed contact 3 is located at one end of a fixed contact rod 10, which is vacuum-tight through a first metal cover 7, e.g Tank “housing 18 is led out.
  • the moving contact 4 sits at one end of a moving contact rod 9, which is guided in a displaceable and non-rotatable manner by means of a bearing 15, which is fixed to a second cover 8, and through the second cover 8 from the vacuum interrupter 1 and the "dead tank” housing 18.
  • the moving contact 4 can be brought into contact with the fixed contact 3 in a closing process and at a distance from the fixed contact 3 in an opening process.
  • the fixed contact 3 and the moving contact 4 are made of a hollow metal cylinder 13 enclosed, which forms the central part 13 of the VSR housing 5 and the vacuum interrupter 1 divided into a moving contact half a and a fixed contact half b.
  • the insulating hollow cylinder 14 can, for. B. be formed from a ceramic such as an alumina.
  • the end of the insulating hollow cylinder 14b facing away from the metal hollow cylinder 13 is closed with the first cover 7.
  • a cylindrically shaped moving contact flange 16 is arranged on the moving contact half a of the vacuum interrupter 1 at the end of the insulating hollow cylinder 14a facing away from the metal hollow cylinder 13, the end of which facing away from the metal hollow cylinder 13 is closed with the second cover 8.
  • the two covers 7 and 8, the moving contact flange 16, the two insulating material hollow cylinders 14a, 14b and the metal hollow cylinder 13 arranged between the two insulating material hollow cylinders 14a, 14b are arranged coaxially and together form the vacuum-tight housing 5 of the vacuum interrupter 1 .
  • the passage of the moving contact rod 9 through the second cover 8 is kept vacuum-tight by means of a metallic bellows 12, the first end of which is arranged on the second cover 8 and the second end of which is connected to a projection 11 of the moving contact rod 9, referred to as a bellows cap, e.g. B. by a soldered connection.
  • a metallic bellows 12 the first end of which is arranged on the second cover 8 and the second end of which is connected to a projection 11 of the moving contact rod 9, referred to as a bellows cap, e.g. B. by a soldered connection.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of the vacuum interrupter 1 shown in FIG. 1.
  • the screens 20 formed on both ends of the metal hollow cylinder 13 of length m are shown therein.
  • the length of the insulating distance Ia of the moving contact half a, measured along the longitudinal axis of the vacuum interrupter 1, formed by the insulating material hollow cylinder 14a, which is located on the moving contact half a, is given as x;
  • the length of the insulating gap 1b of the fixed contact half b, measured along the longitudinal axis of the vacuum interrupter 1, formed by the insulating hollow cylinder 14b, which is located on the fixed contact half b, is indicated by y;
  • the x and y values can be one act length, e.g. B.
  • the fixed contact 3 and the first cover 7 electrically connected thereto are at a first electrical potential epi.
  • the moving contact 4 and the second cover 8 electrically connected to it and the moving contact flange 16 are at a second electrical potential ⁇ p 2 •
  • the first potential epi has the value 0 (volts)
  • the second potential ⁇ p 2 the value U (volts) .
  • FIGS. 3 to 7 show sections of vacuum interrupters 1 according to the invention, which are arranged within a grounded metallic “dead tank” housing.
  • the “dead tank” housing is not shown in FIGS. 3 to 7 in order to simplify the figures ;
  • the arrangement of the vacuum interrupters 1 according to the invention in the "dead tank” housing corresponds to the arrangement shown in FIG. Fig. 3 shows a first embodiment of the vacuum interrupter 1 according to the invention.
  • the vacuum interrupter 1 corresponds to a conventional vacuum interrupter 1, as shown in Figures 1 and 2, in particular the overall length is identical, apart from the following difference: the inventive In the moving contact half a, vacuum interrupter 1 has an insulator component Ia that is longer than the insulator component Ib in the fixed contact half b (asymmetrical design).
  • the insulator component Ia in the moving contact half a and the insulator component Ib in the fixed contact half b are each made up of identical insulating hollow cylinders 14 with a length L, measured along the axis of rotation of the insulating hollow cylinder 14 .
  • the arrangement of the additional insulating material hollow cylinder 14a.2 in the moving contact half a eliminates the moving contact flange 16.
  • an additional shielding element 21 arranged, which can serve to improve the dielectric properties of the VSR or a protection against vaporization.
  • the fixed contact 3 and the first cover 7 electrically connected thereto are at a first electrical potential epi.
  • the moving contact 4 and the second cover 8 electrically connected to it are at a second electrical potential ⁇ p 2 •
  • the first potential epi has the value 0 (volts)
  • the second potential ⁇ p 2 the value U (volts) .
  • the metal hollow cylinder 13 is at a third electric potential go of 0.3 U.
  • there is a potential difference of Acp 0.7 U between the two ends of the insulator component I a , which is arranged on the moving contact half a.
  • Fig. 4 shows a second embodiment of the vacuum interrupter 1 according to the invention.
  • the vacuum interrupter 1 according to the invention corresponds to a conventional vacuum interrupter 1, as shown in Figures 1 and 2, with the following difference:
  • the vacuum interrupter 1 according to the invention has in the moving contact half a an insulating material hollow cylinder 14a with a larger inner diameter Da than the insulating material hollow cylinder 14b in the fixed contact half b.
  • Fig. 5 shows a third embodiment of the vacuum interrupter 1 according to the invention.
  • the vacuum interrupter 1 according to the invention corresponds to a conventional vacuum interrupter 1, as shown in Figures 1 and 2, apart from the following differences:
  • the vacuum interrupter 1 according to the invention has in the moving contact half a an insulator component I a which i) has a larger internal diameter D a than the insulator component Ib in the fixed contact half b and ii) has a greater length x, measured along the longitudinal axis 17 of the housing 5, than the insulator component Ib in the fixed contact half b.
  • the insulator component Ia in the moving contact half a and the insulator component Ib in the fixed contact half b are formed from insulating hollow cylinders 14 with an identical length L, measured along the axis of rotation of the insulating hollow cylinder 14 .
  • Fig. 6 shows a fourth embodiment of the vacuum interrupter 1 according to the invention.
  • the vacuum interrupter 1 according to the invention corresponds to a conventional vacuum interrupter 1, as shown in FIGS. 1 and 2, apart from the following differences:
  • the vacuum interrupter 1 according to the invention has an insulator component I a in the moving contact half a, which has different inside diameters D a .
  • the insulator component I a has at its one end, on which the metal hollow cylinder 13, which forms the central part 13 of the VSR housing 5, is arranged, has a first inner diameter D a _! on and at its other end, on which the second cover 8 is arranged, has a second inner diameter D a , 2 which is smaller than the first inner diameter D a , 2 .
  • the insulator component I a is made up of two insulating material f hollow cylinders 14, 14a, 14a.2 joined together, of which a first one 14a adjoins the central part 13 and a second one 14a.2 adjoins the second cover 8, and where in the joint of the two insulating material hollow cylinders 14a, 14a.2 a shielding element 21 is inserted.
  • the first insulating material hollow cylinder 14a adjoining the central part 13 has a first, constant inside diameter D a-1 over its entire length, measured along the longitudinal axis of the housing 5 .
  • the second conical insulating material hollow cylinder 14a adjoining the second cover 8 widens from a smaller, second inner diameter D a , 2 to the first inner diameter D a , 2 .
  • the inside diameter D b of the insulator component I b in the fixed contact half b is constant over the entire length of the insulator component I b , measured along the longitudinal axis of the housing 5.
  • at least the first inside diameter D a , 2 of the insulator component I a in the moving contact half a is different from the inner diameter D b of the insulator component I b in the fixed contact half b.
  • Fig. 7 shows another embodiment of the vacuum interrupter 1 according to the invention.
  • the vacuum interrupter 1 according to the invention corresponds to a conventional vacuum interrupter 1, as shown in Figures 1 and 2, except for the following differences: Firstly, the vacuum interrupter 1 according to the invention has an insulator component Ia in the moving contact half a, which is longer than the insulator component Ib in the fixed contact half b (asymmetrical design).
  • a metallic hollow cylinder 13 serving as an interrupter chamber is not between the insulator components Ia and Ib, as in the case of the vacuum interrupters shown in FIGS. B. can be formed as ceramics, but arranged within the insulator components I a and Ib. Seen from the longitudinal axis 17 of the VSR 1, the metallic hollow cylinder 13 serving as the switching chamber is thus positioned in front of the inner lateral surface of the insulator components Ia and Ib.
  • the metallic hollow cylinder 13 serving as an interrupter chamber is held by a holding device, e.g. B. a circumferential metallic disk ring, which is inserted and fastened in the parting plane 19 between the insulator component Ia in the moving contact half a and the insulator component Ib in the fixed contact half b.
  • a holding device e.g. B. a circumferential metallic disk ring, which is inserted and fastened in the parting plane 19 between the insulator component Ia in the moving contact half a and the insulator component Ib in the fixed contact half b.

Landscapes

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

Abstract

Das erfindungsgemäße Gehäuse (5) ist für eine Vakuumschaltröhre (1) geeignet. Es dient zur Aufnahme eines axialbeweglichen, einen Bewegtkontakt (4) tragenden Bewegtkontaktstabs (9) und eines einen Festkontakt (3) tragenden Festkontaktstabs (10), deren Anordnung im Gehäuse (5) eine Unterteilung des Gehäuses (5) in eine Bewegtkontakthälfte (a) und eine Festkontakthälfte (b) definiert. In der Bewegtkontakthälfte (a) und der Festkontakthälfte (b) wird jeweils ein die Längsachse (17) des Gehäuses (5) umschließender Abschnitt des Gehäuses (5) durch ein elektrisch isolierendes Isolatorbauteil (Ia, Ib) gebildet. Das Isolatorbauteil (Ia) in der Bewegtkontakthälfte (a) und das Isolatorbauteil (Ib) der Festkontakthälfte (b) weisen unterschiedliche Abmessungen (x, y, Da, Db) auf.

Description

Beschreibung
Gehäuse für eine Vakuumschaltröhre
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Vakuumschaltröhre sowie eine Vakuumschaltröhre.
Die meist rohrförmigen Isolatoren von Vakuumschaltröhren (= VSR) , die z. B. aus außen glasierter Aluminiumoxid-Keramik, Glaskeramik oder Glas bestehen, bilden - bei geöffneter Schaltstrecke - eine kriechstromfeste äußere Isolation des Gehäuses. Bei schlanken und bei größeren Gehäusen sind die Isolatoren häufig als zwei Isolatorbauteile ausgebildet, die von einem metallenen Mittelteil, z. B. aus Stahlblech, getrennt werden, siehe z. B. EP0082801A1 (Siemens AG) 29.06.1983 und DE19713478C1 (Siemens AG) 09.04.1998.
Bisher werden VSR mit mindestens zwei Isolatorbauteilen, z. B. keramischen Hohlzylindern, symmetrisch ausgelegt, d. h. sowohl die Anzahl, der Durchmesser, als auch die Länge der Isolatorbauteile in beiden Gehäusehälften, nämlich in der Gehäusehälfte des den Bewegtkontakt (= BK) tragenden, bewegbaren Kontaktstabs der VSR, der sog. Bewegtkontakthälfte, und in der Gehäusehälfte des den Festkontakt (= FK) tragenden, feststehenden Kontaktstabs , der sog. Festkontakthälfte, sind identisch .
Bei Schalteranwendungen mit VSR, insbesondere mit geerdeten Gehäusen, z. B. GIS (= Gasisolierte Schaltanlagen) und Dead Tank, kann eine asymmetrische Spannungsverteilung an der VSR auftreten. Je nach Einbaulage der VSR kann die Asymmetrie in der BK- oder FK-Hälfte der VSR vorherrschen.
In der Regel ist die Spannungsbelastung in der Bewegtkontakthälfte höher als die Spannungsbelastung in der Festkontakthälfte, siehe Fig. 1 und 2. Dementsprechend wird die dielektrische Dimensionierung der VSR von der Spannungsbelastung in der Bewegtkontakthälfte bestimmt. Dadurch ist die Festkontakthäl fte des Gehäuses ggf . dielektrisch überdimensioniert .
Es ist also Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Gehäuse einer VSR bereitzustellen .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Gehäuse gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gehäuses sowie einer Vakuumschaltröhre sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .
Das Gehäuse ist für eine Vakuumschaltröhre geeignet . Es ist zur Aufnahme eines axialbeweglichen, einen Bewegtkontakt tragenden Bewegtkontaktstabs und eines einen Festkontakt tragenden Festkontaktstabs ausgestaltet . Der Bewegtkontaktstab wird in der Fachliteratur auch als Bewegtkontaktanschlussbol zen oder Kontaktstängel bezeichnet .
Die Vakuumschaltröhre weist eine von dem Gehäuse umschlossene Schaltkammer auf , in welcher der Festkontakt und der Bewegtkontakt angeordnet sind . Der Bewegtkontakt sitzt an einem Ende des Bewegtkontaktstabs , welcher axialbeweglich aus der Va- kuumschaltröhre herausgeführt ist . Durch eine Axialbewegung des Bewegtkontaktstabs kann der Bewegtkontakt relativ zu dem Festkontakt bewegt werden . Der Bewegtkontaktstab verläuft vakuumdicht durch einen Deckel des Gehäuses ; dazu weist der Deckel in seinem Deckelboden eine Durchstecköf fnung auf , durch die der Bewegtkontaktstab geführt ist .
Die Durchführung des Bewegtkontaktstabs durch die Durchstecköf fnung des Deckelbodens wird mittels eines metallischen Faltenbalgs vakuumdicht gehalten . Der Faltenbalg ist ein metallisches Wellrohr, welches aufgrund seiner Viel zahl von Wellen axial gedehnt und gestaucht werden kann, so dass die bei Schaltvorgängen der Vakuumschaltröhre erforderliche Axialbewegung des Bewegtkontaktstabs ermöglicht wird, ohne die Vakuumdichtheit im Bereich der Durchführung des Bewegtkontaktstabs durch den Deckelboden zu gefährden . Durch die vorgesehene Anordnung von Bewegtkontaktstab und Festkontaktstab im Gehäuse wird eine Unterteilung des Gehäuses in eine Bewegtkontakthälfte und eine Festkontakthälfte definiert: diejenige Gehäusehälfte, in welcher der Bewegtkontaktstab angeordnet wird, wird als Bewegtkontakthälfte bezeichnet und diejenige Gehäusehälfte, in welcher der Festkontaktstab angeordnet wird, wird als Festkontakthälfte bezeichnet. Sowohl in der Bewegtkontakthälfte als auch in der Festkontakthälfte wird jeweils ein die Längsachse des Gehäuses umschließender Abschnitt des Gehäuses durch ein elektrisch isolierendes Isolatorbauteil gebildet. Ein Isolatorbauteil bildet also eine Isolierstrecke entlang des Gehäuses, in Richtung der Längsachse des Gehäuses gesehen.
Erfindungsgemäß weisen das Isolatorbauteil in der Bewegtkontakthälfte und das Isolatorbauteil der Festkontakthälfte unterschiedliche Abmessungen auf.
Durch die Verwendung von Isolatorbauteilen in der Bewegtkontakthälfte und der Festkontakthälfte, welche unterschiedliche Abmessungen aufweisen, kann der spezifischen, asymmetrischen Spannungsbelastung von VSR in Schaltergehäusen, insbesondere in geerdeten Schaltergehäusen, Rechnung getragen werden. Die Isolatorbauteile bilden - bei geöffneter Schaltstrecke - eine kriechstromfeste äußere Isolation des Gehäuses. Dabei werden die Isolatorbauteile so an die jeweiligen Spannungsverhältnisse des Gehäuses angepasst, dass sich eine Verbesserung der Isolationsfestigkeit ergibt. Die Anpassung der Abmessungen der Isolatorbauteile auf die spezifische Spannungsbelastung bietet den Vorteil einer kleineren Bauform von VSR und Schaltgeräten, was mit einer Kostenreduktion der VSR und Schaltgeräte einhergeht.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung sind die Isolatorbauteile in der Bewegtkontakthälfte und der Festkontakthälfte, entlang der Längsachse des Gehäuses gemessen, unterschiedlich lang. Durch die Verwendung von Isolatorbauteilen in der Bewegtkontakthälfte und der Festkontakthälfte, welche unterschiedliche Längen aufweisen, kann der spezifischen, asymmetrischen Spannungsbelastung von VSR in Schaltergehäusen Rechnung getragen werden. Dabei werden die Isolatorbauteile so an die jeweiligen Spannungsverhältnisse des Gehäuses angepasst, dass sich eine Verbesserung der Isolationsfestigkeit ergibt.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung ist das Isolatorbauteil in der Bewegtkontakthälfte länger als das Isolatorbauteil in der Festkontakthälfte. Durch die Verwendung eines längeren Isolatorbauteils in der Bewegtkontakthälfte als in der Festkontakthälfte kann der spezifischen, asymmetrischen Spannungsbelastung von VSR in Schaltergehäusen Rechnung getragen werden. Dabei werden die Isolatorbauteile so an die jeweiligen Spannungsverhältnisse des Gehäuses angepasst, dass sich eine Verbesserung der Isolationsfestigkeit ergibt.
Bei großen VSR-Baulängen können lange metallische BK- Flansche, welche durch die Verwendung von langen Federbälgen für hohe Lebensdauern bei entsprechenden Kontakthüben bedingt sind, verkürzt werden, indem ein längeres Isolatorbauteil in der Bewegtkontakthälfte verwendet wird. Diese Maßnahme hat folgende Vorteile:
Ein modifizierter Flansch und ein längeres Keramikgehäuseteil kann zu einer Kostenreduktion führen.
Lange BK-Flansche, welche mitunter schwer fertigbar bzw. kostenintensiv sind, können vermieden werden.
Es ergibt sich eine erhöhte Stabilität des VSR-Gehäuses in Richtung der Längsachse des Gehäuses, da ein Isolatorbauteil steifer ist als ein metallischer BK-Flansch, z. B. aus Edelstahl .
Es ergibt sich eine erhöhte Druckfestigkeit der VSR, da metallische BK-Flansche, z. B. Edelstahlflansche, mit langen Schenkeln, welche bei höherem Druck eine Tendenz zum Einknicken aufweisen, vermieden werden. Außerdem können durch eine asymmetrisch ausgestaltete Vakuumschaltröhre, z. B. wenn das Isolatorbauteil in der Bewegtkontakthälfte länger ist als das Isolatorbauteil in der Festkontakthälfte, ungünstige Toleranzlagen in einem Schaltergehäuse ausglichen werden. Zum Beispiel kann durch ein verlängertes Isolatorbauteil in der Bewegtkontakthälfte sichergestellt werden, dass auch bei einer ungünstigen Toleranzlage, z. B. aufgrund von Bauteillängen, aufgrund einer langsamen Veränderung einer Bauteillänge durch eine Beanspruchung des Bauteils wie einer Feder oder bei einer Erwärmung von Bauteilen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, die dielektrisch notwendige Schlagweite über das Isolatorbauteil in der Bewegtkontakthälfte nicht unterschritten wird.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung weisen das Isolatorbauteil in der Bewegtkontakthälfte und das Isolatorbauteil in der Festkontakthälfte unterschiedliche Innendurchmesser auf. Es ist auch möglich, dass ein Isolatorbauteil mehrere unterschiedliche Innendurchmesser aufweist, z. B. im Fall einer konischen oder gestuften Form des Isolatorbauteils: an einer ersten Position entlang der Gehäuseachse weist das Isolatorbauteil einen ersten Innendurchmesser auf und an einer zweiten Position entlang der Gehäuseachse, welche unterschiedlich zu der ersten Position ist, weist das Isolatorbauteil einen zweiten Innendurchmesser auf, der kleiner oder größer als der ersten Innendurchmesser ist. Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung ist zumindest einer von unterschiedlichen Innendurchmessern des Isolatorbauteils in der Bewegtkontakthälfte oder der Festkontakthälfte verschieden von dem Innendurchmesser des Isolatorbauteils in der anderen Gehäusehälfte. Durch die Verwendung von Isolatorbauteilen in der Bewegtkontakthälfte und der Festkontakthälfte, welche unterschiedliche Innendurchmesser aufweisen, kann der spezifischen, asymmetrischen Spannungsbelastung von VSR in Schaltergehäusen Rechnung getragen werden. Dabei werden die Isolatorbauteile so an die jeweiligen Spannungsverhältnisse des Gehäuses angepasst, dass sich eine Verbesserung der Isolationsfestigkeit ergibt. Durchmesservariationen lassen sich durch konische Keramiken, Stufenkeramiken und Durchmessersprünge zwischen einzelnen Keramiken realisieren. Dadurch können dielektrische Belastungen reduziert und/oder der Bedampfungsschutz verbessert werden.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung hat das Isolatorbauteil in der Bewegtkontakthälfte einen größeren Innendurchmesser als das Isolatorbauteil in der Festkontakthälfte. Durch die Verwendung eines Isolatorbauteils in der Bewegtkontakthälfte, welches einen größeren Innendurchmesser als das Isolatorbauteil in der Festkontakthälfte aufweist, kann der spezifischen, asymmetrischen Spannungsbelastung von VSR in Schaltergehäusen Rechnung getragen werden. Dabei werden die Isolatorbauteile so an die jeweiligen Spannungsverhältnisse des Gehäuses angepasst, dass sich eine Verbesserung der Isolationsfestigkeit ergibt.
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung werden die Isolatorbauteile jeweils durch einen Isolierstoff- Hohlzylinder oder durch mehrere aneinander gefügte Isolierstoff-Hohlzylinder gebildet. Die Isolierstoff-Hohlzylinder können aus außen glasierter Aluminiumoxid-Keramik, Glaskeramik oder Glas bestehen.
Feldsteuerelemente oder Schirme, die zwischen den Keramiken und der Schaltkammer liegen, können zur Verringerung der Abmessungen der VSR vorgesehen werden. Durch die Verwendung mehrerer aneinander gefügter Isolierstoff-Hohlzylinder, z. B. Keramik-Hohlzylinder, ist das Einbringen eines weiteren Feldsteuerelements oder Schirms, z. B. eines floatenden Schirms, zwischen den Isolierstoff-Hohlzylindern möglich. Diese Maßnahme hat folgende Vorteile:
Sie bietet die Möglichkeit einer zusätzlichen Optimierung der dielektrischen Röhreneigenschaften.
Es ergibt sich ein verbesserter Bedampfungsschutz im Innern der VSR. Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung ist zwischen dem I solatorbauteil in der Bewegtkontakthäl fte und dem I solatorbauteil der Festkontakthäl fte ein metallischer Hohl zylinder als Schaltkammer angeordnet . Dieser dient einerseits als Kondensations falle für den entstandenen Metalldampf . Andererseits bietet eine metallische Schaltkammer größere Gestaltungsmöglichkeiten als z . B . Keramiken in Bezug auf eine möglichst genaue Anpassung des Röhrengehäuses auf die Geometrie des Strompfades .
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung sind ein als Schaltkammer dienender metallischer Hohl zylinder und/oder Feldsteuerelemente innerhalb der I solatorbauteile angeordnet , d . h . von der Längsachse der VSR aus gesehen vor der inneren Mantel fläche der I solatorbauteile , die z . B . als Keramiken ausgebildet sein können, positioniert .
Eine weitere bevorzugten Aus führungs form der Erfindung ist eine Vakuumschaltröhre mit einem erfindungsgemäßen Gehäuse .
Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung ist die Vakuumschaltröhre von einem metallischen Gehäuse umschlossen .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise , wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich durch die folgende Beschreibung der Zeichnungen . Hierbei zeigen in schematischer und nicht maßstabsgetreuer Darstellung :
Figur 1 einen Schnitt einer herkömmlichen Vakuumschaltröhre in einem „Dead Tank"-Gehäuse ;
Figur 2 eine vergrößerte Darstellung der in Fig . 1 gezeigten Vakuumschaltröhre 1 ;
Figur 3 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre gemäß einer ersten Aus führungs form; Figur 4 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre gemäß einer zweiten Aus führungs form;
Figur 5 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre gemäß einer dritten Aus führungs form;
Figur 6 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre gemäß einer vierten Aus führungs form; und
Figur 7 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre gemäß einer weiteren Aus führungs form .
Figur 1 zeigt einen Schnitt einer aus dem Stand der Technik bekannte Vakuumschaltröhre 1 , welche innerhalb eines geerdeten metallischen „Dead Tank"-Gehäuses 18 angeordnet ist . Die Vakuumschaltröhre 1 weist ein Gehäuse 5 auf , welches eine Schaltkammer 2 umschließt . In der Schaltkammer sind ein Festkontakt 3 und ein Bewegtkontakt 4 angeordnet . Der Festkontakt 3 sitzt an einem Ende eines Festkontaktstabs 10 , der durch einen ersten metallischen Deckel 7 vakuumdicht , z . B . durch Verlöten von Festkontaktstab 10 und erstem Deckel 7 , aus der Vakuumschaltröhre 1 und dem „Dead Tank"-Gehäuse 18 herausgeführt ist . Der Bewegtkontakt 4 sitzt an einem Ende eines Bewegtkontaktstabs 9 , welcher mittels eines Lagers 15 , welches an einem zweiten Deckel 8 fixiert ist , verschieblich und verdrehsicher geführt und durch den zweiten Deckel 8 aus der Va- kuumschaltröhre 1 und dem „Dead Tank"-Gehäuse 18 herausgeführt ist . Mittels des Bewegtkontaktstabs 9 kann der Bewegtkontakt 4 in einem Schließvorgang in Kontakt mit dem Festkontakt 3 und in einem Öf fnungsvorgang in einen Abstand von dem Festkontakt 3 gebracht werden . Der Festkontakt 3 und der Bewegtkontakt 4 sind von einem Metall-Hohl zylinder 13 umschlossen, welcher den Mittelteil 13 des VSR-Gehäuses 5 bildet und die Vakuumschaltröhre 1 in eine Bewegtkontakthäl fte a und eine Festkontakthäl fte b unterteilt .
An den beiden Enden des Metall-Hohl zylinders 13 ist in symmetrischer Auslegung j eweils ein elektrisch isolierender I so- lierstof f-Hohlzylinder 14, 14a, 14b angeordnet, der eine Isolationsstrecke Ia auf der Bewegtkontakthälfte a bzw. eine Isolationstrecke Ib auf der Festkontakthälfte b bildet. Die Isolierstoff-Hohlzylinder 14 können z. B. aus einer Keramik wie einem Aluminiumoxid gebildet sein. Auf der Festkontakthälfte b der Vakuumschaltröhre 1 ist das vom Metall- Hohlzylinder 13 abgewandte Ende des Isolierstoff- Hohlzylinders 14b mit dem erstem Deckel 7 verschlossen. Auf der Bewegtkontakthälfte a der Vakuumschaltröhre 1 ist an das vom Metall-Hohlzylinder 13 abgewandte Ende des Isolierstoff- Hohlzylinders 14a ein zylindrisch geformter Bewegtkontakt- Flansch 16 angeordnet, dessen vom Metall-Hohlzylinder 13 abgewandtes Ende mit dem zweiten Deckel 8 verschlossen ist. Die beiden Deckel 7 und 8, der Bewegtkontakt-Flansch 16, die beiden Isolierstoff-Hohlzylinder 14a, 14b sowie der zwischen den beiden Isolierstoff-Hohlzylindern 14a, 14b angeordnete Metall-Hohlzylinder 13 sind koaxial angeordnet und bilden zusammen das vakuumdichte Gehäuse 5 der Vakuumschaltröhre 1.
Die Durchführung des Bewegtkontaktstabs 9 durch den zweiten Deckel 8 wird mittels eines metallischen Faltenbalgs 12 vakuumdicht gehalten, dessen erstes Ende an dem zweiten Deckel 8 angeordnet ist und dessen zweites Ende an eine als Balgkappe bezeichnete Auskragung 11 des Bewegtkontaktstabs 9 angebunden ist, z. B. durch eine Lötverbindung.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Vakuumschaltröhre 1. Darin sind die an beiden Enden des Metall-Hohlzylinders 13 der Länge m angeformten Schirme 20 dargestellt. Die entlang der Längsachse der Vakuumschaltröhre 1 gemessene Länge der Isolationsstrecke Ia der Bewegtkontakthälfte a, gebildet durch den Isolierstoff-Hohlzylinder 14a, welcher sich auf der Bewegtkontakthälfte a befindet, ist mit x angegeben; die entlang der Längsachse der Vakuumschaltröhre 1 gemessene Länge der Isolationsstrecke Ib der Festkontakthälfte b, gebildet durch den Isolierstoff-Hohlzylinder 14b, welcher sich auf der Festkontakthälfte b befindet, ist mit y angegeben; bei den Werten x und y kann es sich um eine Länge handeln, z. B. in der Einheit Millimeter, oder, falls die Isolierstoff-Hohlzylinder 14 eine einheitliche Länge aufweisen, eine ganze Zahl, welche die Anzahl der angeordneten Isolierstoff-Hohlzylinder 14 angibt. Bei den herkömmlichen VSR-Gehäusen gilt: x = y (symmetrische Auslegung) . In dem gezeigten Ausführungsbeispiel gilt: x = y = L, wobei auch der Bewegtkontakt-Flansch 16 die Länge L aufweist.
Der Festkontakt 3 sowie der elektrisch damit verbundene erste Deckel 7 befinden sich auf einem ersten elektrischen Potential epi . Der Bewegtkontakt 4 sowie der elektrisch damit verbundene zweite Deckel 8 und der Bewegtkontakt-Flansch 16 befinden sich auf einem zweiten elektrischen Potential <p2 • In dem vorliegenden Beispiel hat das erste Potential epi den Wert 0 (Volt) , das zweite Potential <p2 den Wert U (Volt) . Eine E- Feld-Simulation der Vakuumschaltröhre 1, bei der x = y gilt, hat gezeigt, dass sich die in Fig. 2 gezeigte Spannungsverteilung ergibt: Der Metall-Hohlzylinder 13 liegt auf einem dritten elektrischen Potential <p3 von 0,3 U. Zwischen den beiden Enden des Isolierstoff-Hohlzylinders 14b, der auf der Festkontakthälfte b angeordnet ist, herrscht somit eine Potentialdiff erenz (= Spannung) von Acp = 0,3 U; dagegen herrscht zwischen den beiden Enden des Isolierstoff- Hohlzylinders 14a, der auf der Bewegtkontakthälfte a angeordnet ist, eine Potentialdiff erenz von Acp = 0,7 U. Es liegt also eine asymmetrische Spannungsverteilung an der Vakuumschaltröhre vor, wobei die Spannungsbelastung Ua auf der Hälfte a des bewegten Kontaktstabs 9 der VSR höher ist als die Spannungsbelastung Ub auf der Hälfte b des feststehenden Kontaktstabs 10 der VSR, hier: Ua/Ub = 7/3.
Fig. 3 bis 7 zeigen Schnitte erfindungsgemäßer Vakuumschaltröhren 1, welche innerhalb eines geerdeten metallischen „Dead Tank"-Gehäuses angeordnet sind. Auf die Darstellung des „Dead Tank"-Gehäuses in den Figuren 3 bis 7 wurde allerdings verzichtet, um die Figuren zu vereinfachen; die Anordnung der erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhren 1 im „Dead Tank"-Gehäuse entspricht der in Fig. 1 gezeigten Anordnung. Fig. 3 zeigt eine erste Aus führungs form der erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre 1. Die erfindungsgemäße Vakuumschaltröhre 1 entspricht einer herkömmlichen Vakuumschaltröhre 1, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, insbesondere ist auch die Gesamtlänge identisch, bis auf den folgenden Unterschied: Die erfindungsgemäße Vakuumschaltröhre 1 weist in der Bewegtkontakthälfte a ein Isolatorbauteil Ia auf, das länger ist als das Isolatorbauteil Ib in der Festkontakthälfte b (asymmetrische Auslegung) . Das Isolatorbauteil Ia in der Bewegtkontakthälfte a und das Isolatorbauteil Ib in der Festkontakthälfte b sind jeweils aus identischen Isolierstoff- Hohlzylindern 14 mit einer Länge L, gemessen entlang der Rotationsachse der Isolierstoff-Hohlzylinder 14, gebildet. Das Isolatorbauteil Ia in der Bewegtkontakthälfte a ist aus zwei aneinander gefügten Isolierstoff-Hohlzylindern 14a und 14a.2, jeweils mit Länge L, gebildet und weist somit eine Länge x = 2L auf. Das Isolatorbauteil Ib in der Festkontakthälfte b ist aus einem einzigen Isolierstoff-Hohlzylinder 14b mit Länge L gebildet und weist somit eine Länge y = L auf.
Bezüglich der Längen x, y der Isolationsbauteile Ia, Ib in der Bewegtkontakthälfte a und der Festkontakthälfte b gilt also: x V y und x > y (asymmetrische Auslegung) . Durch die Anordnung des zusätzlichen Isolierstoff-Hohlzylinders 14a.2 in der Bewegtkontakthälfte a entfällt der Bewegtkontakt- Flansch 16. Zwischen dem direkt an den Metall-Hohlzylinder 13 anschließenden Isolierstoff-Hohlzylinder 14a und dem zusätzlichen Isolierstoff-Hohlzylinder 14a.2 ist ein zusätzliches Schirmelement 21 angeordnet, welches einer Verbesserung von dielektrischen Eigenschaften der VSR oder einem Bedampfungsschutz dienen kann.
Der Festkontakt 3 sowie der elektrisch damit verbundene erste Deckel 7 befinden sich auf einem ersten elektrischen Potential epi . Der Bewegtkontakt 4 sowie der elektrisch damit verbundene zweite Deckel 8 befinden sich auf einem zweiten elektrischen Potential <p2 • In dem vorliegenden Beispiel hat das erste Potential epi den Wert 0 (Volt) , das zweite Potential <p2 den Wert U (Volt) . Eine E-Feld-Simulation der Vakuumschaltröhre 1, bei der x = 2y gilt, hat gezeigt, dass sich die in Fig. 3 gezeigte Spannungsverteilung ergibt: Der Metall- Hohlzylinder 13 liegt auf einem dritten elektrischen Potential go von 0,3 U. Zwischen den beiden Enden des Isolatorbauteil Ib, das auf der Festkontakthälfte b angeordnet ist, herrscht somit eine Potentialdiff erenz (= Spannung) von Acp = 0,3 U; dagegen herrscht zwischen den beiden Enden des Isolatorbauteils Ia, das auf der Bewegtkontakthälfte a angeordnet ist, eine Potentialdiff erenz von Acp = 0,7 U. Es liegt also eine weiterhin eine asymmetrische Spannungsverteilung an der Vakuumschaltröhre 1 vor, allerdings fällt die in der Bewegtkontakthälfte a vorliegende höhere Potentialdiff erenz von Acp = 0,7 U nun über eine doppelt so lange Isolationsstrecke ab als die in der Festkontakthälfte b vorliegende Potentialdif- ferenz von Acp = 0,3 U. Durch die asymmetrische Auslegung der elektrischen Isolation, d. h. eine Verwendung einer unterschiedlichen Anzahl von Isolierstoff-Hohlzylindern 14 in der Bewegtkontakthälfte a und der Festkontakthälfte b des Gehäuses 5, wird der spezifischen, asymmetrischen Spannungsbelastung von VSR in geerdeten Schaltergehäusen 18 besser Rechnung getragen als bisher.
Fig. 4 zeigt eine zweite Aus führungs form der erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre 1. Die erfindungsgemäße Vakuumschaltröhre 1 entspricht einer herkömmlichen Vakuumschaltröhre 1, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, bis auf den folgenden Unterschied: Die erfindungsgemäße Vakuumschaltröhre 1 weist in der Bewegtkontakthälfte a einen Isolierstoff- Hohlzylinder 14a mit einem größeren Innendurchmesser Da als der Isolierstoff-Hohlzylinder 14b in der Festkontakthälfte b auf .
Durch die asymmetrische Auslegung, d. h. eine Verwendung von Isolierstoff-Hohlzylindern 14 mit unterschiedlichen Innendurchmessern D in der Bewegtkontakthälfte a und der Festkontakthälfte b des Gehäuses 5 kann der spezifischen, asymmetri- sehen Spannungsbelastung von VSR in geerdeten Schaltergehäusen 18 Rechnung getragen werden.
Fig. 5 zeigt eine dritte Aus führungs form der erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre 1. Die erfindungsgemäße Vakuumschaltröhre 1 entspricht einer herkömmlichen Vakuumschaltröhre 1, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, bis auf die folgenden Unterschiede: Die erfindungsgemäße Vakuumschaltröhre 1 weist in der Bewegtkontakthälfte a ein Isolatorbauteil Ia auf, das i) einen größeren Innendurchmesser Da als das Isolatorbauteil Ib in der Festkontakthälfte b aufweist und ii) eine größere Länge x, gemessen entlang der Längsachse 17 des Gehäuses 5, als das Isolatorbauteil Ib in der Festkontakthälfte b aufweist. Das Isolatorbauteil Ia in der Bewegtkontakthälfte a und das Isolatorbauteil Ib in der Festkontakthälfte b sind aus Isolierstoff-Hohlzylindern 14 mit identischer Länge L, gemessen entlang der Rotationsachse der Isolierstoff-Hohlzylinder 14, gebildet. Das Isolatorbauteil Ia in der Bewegtkontakthälfte a ist aus zwei aneinander gefügten Isolierstoff-Hohlzylindern 14a und 14a.2, jeweils mit Länge L, gebildet und weist somit eine Länge x = 2L auf. Das Isolatorbauteil Ib in der Festkontakthälfte b ist aus einem einzigen Isolierstoff-Hohlzylinder 14b mit Länge L gebildet und weist somit eine Länge y = L auf.
Durch die asymmetrische Auslegung, d. h. eine Verwendung einer unterschiedlichen Anzahl von Isolierstoff-Hohlzylindern 14 in der Bewegtkontakthälfte a und der Festkontakthälfte b des Gehäuses 5 kann der spezifischen, asymmetrischen Spannungsbelastung von VSR in geerdeten Schaltergehäusen 18 Rechnung getragen werden. Außerdem erfolgt dies dadurch, dass die Isolierstoff-Hohlzylinder 14 in der Bewegtkontakthälfte a und der Festkontakthälfte b des Gehäuses 5 unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Fig. 6 zeigt eine vierte Aus führungs form der erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre 1. Die erfindungsgemäße Vakuumschaltröhre 1 entspricht einer herkömmlichen Vakuumschaltröhre 1, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, bis auf die folgenden Unterschiede: Die erfindungsgemäße Vakuumschaltröhre 1 weist in der Bewegtkontakthälfte a ein Isolatorbauteil Ia auf, das verschiedene Innendurchmesser Da aufweist. Das Isolatorbauteil Ia weist an seinem einen Ende, an dem der Metall-Hohlzylinder 13, welcher den Mittelteil 13 des VSR- Gehäuses 5 bildet, angeordnet ist, einen ersten Innendurchmesser Da_! auf und an seinem anderen Ende, an dem der zweite Deckel 8 angeordnet ist, einen zweiten Innendurchmesser Da,2 auf, welcher kleiner als der erste Innendurchmesser Da,2 ist. Das Isolatorbauteil Ia ist aus zwei aneinander gefügten Iso- lierstof f-Hohlzylindern 14, 14a, 14a.2 aufgebaut, von denen ein Erster 14a an den Mittelteil 13 angrenzt und ein Zweiter 14a.2 an den zweiten Deckel 8 angrenzt, und wobei in die Fügestelle der beiden Isolierstoff-Hohlzylinder 14a, 14a.2 ein Schirmelement 21 eingelegt ist. Der erste, an den Mittelteil 13 angrenzende Isolierstoff-Hohlzylinder 14a weist seine gesamte Länge, gemessen entlang der Längsachse des Gehäuses 5, einen ersten, konstanten Innendurchmesser Da-1 auf. Im Gegensatz dazu weitet sich der zweite, an den zweiten Deckel 8 angrenzende konische Isolierstoff-Hohlzylinder 14a von einem kleineren, zweiten Innendurchmesser Da,2 zu dem ersten Innendurchmesser Da,2 auf.
Der Innendurchmesser Db des Isolatorbauteils Ib in der Festkontakthälfte b ist konstant über die gesamte Länge des Isolatorbauteils Ib, gemessen entlang der Längsachse des Gehäuses 5. Somit ist zumindest der erste Innendurchmesser Da,2 des Isolatorbauteils Ia in der Bewegtkontakthälfte a verschieden von dem Innendurchmesser Db des Isolatorbauteils Ib in der Festkontakthälfte b.
Fig. 7 zeigt eine weitere Aus führungs form der erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre 1. Die erfindungsgemäße Vakuumschaltröhre 1 entspricht einer herkömmlichen Vakuumschaltröhre 1, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, bis auf die folgenden Unterschiede: Erstens weist die erfindungsgemäße Vakuumschaltröhre 1 in der Bewegtkontakthälfte a ein Isolatorbauteil Ia auf, das länger ist als das Isolatorbauteil Ib in der Festkontakthälfte b (asymmetrische Auslegung) . Das Isolatorbauteil Ia in der Bewegtkontakthälfte a ist aus zwei aneinander gefügten Isolierstoff-Hohlzylindern 14a und 14a.2, jeweils mit einer Länge L, aufgebaut, von denen ein erster Isolierstoff-Hohlzylinder 14a an die Teilungsebene 19 zwischen der Bewegtkontakthälfte a und der Festkontakthälfte b angrenzt und ein zweiter Isolierstoff-Hohlzylinder 14a.2 an den zweiten Deckel 8 angrenzt; das Isolatorbauteil Ia weist somit eine Länge x = 2L auf. Das Isolatorbauteil Ib in der Festkontakthälfte b ist aus einem einzigen Isolierstoff-Hohlzylinder 14b mit einer Länge L gebildet und weist somit eine Länge y = L auf.
Zweitens ist ein als eine Schaltkammer dienender metallischer Hohlzylinder 13 nicht wie bei den in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Vakuumschaltröhren zwischen den Isolatorbauteilen Ia und Ib, die z. B. als Keramiken ausgebildet sein können, sondern innerhalb der Isolatorbauteile Ia und Ib angeordnet. Von der Längsachse 17 der VSR 1 aus gesehen ist der als Schaltkammer dienende metallische Hohlzylinder 13 somit vor der inneren Mantelfläche der Isolatorbauteile Ia und Ib positioniert.
Der als Schaltkammer dienende metallische Hohlzylinder 13 wird dabei von einer Haltevorrichtung, z. B. einem umlaufenden metallischen Scheibenring, gehalten, welche in der Teilungsebene 19 zwischen dem Isolatorbauteil Ia in der Bewegtkontakthälfte a und dem Isolatorbauteil Ib in der Festkontakthälfte b eingelegt und befestigt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Gehäuse (5) für eine Vakuumschaltröhre (1) , zur Aufnahme eines axialbeweglichen, einen Bewegtkontakt (4) tragenden Bewegtkontaktstabs (9) und eines einen Festkontakt (3) tragenden Festkontaktstabs (10) , deren Anordnung im Gehäuse (5) eine Unterteilung des Gehäuses (5) in eine Bewegtkontakthälfte (a) und eine Festkontakthälfte (b) definiert, wobei in der Bewegtkontakthälfte (a) und der Festkontakthälfte (b) jeweils ein die Längsachse (17) des Gehäuses (5) umschließender Abschnitt des Gehäuses (5) durch ein elektrisch isolierendes Isolatorbauteil (Ia, Ib) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolatorbauteil (Ia) in der Bewegtkontakthälfte (a) und das Isolatorbauteil (Ib) der Festkontakthälfte (b) unterschiedliche Abmessungen (x, y, Da, Db) aufweisen.
2. Gehäuse (5) nach Anspruch 1, dass die Isolatorbauteile (Ia, Ib) in der Bewegtkontakthälfte
(a) und der Festkontakthälfte (b) , entlang der Längsachse (17) des Gehäuses (5) gemessen, unterschiedlich lang (x, y) sind .
3. Gehäuse (5) nach Anspruch 2, wobei das Isolatorbauteil (Ia) in der Bewegtkontakthälfte (a) länger als das Isolatorbauteil (Ib) in der Festkontakthälfte
(b) ist.
4. Gehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Isolatorbauteil (Ia) in der Bewegtkontakthälfte (a) und das Isolatorbauteil (Ib) in der Festkontakthälfte (b) unterschiedliche Innendurchmesser (Da, Db) aufweisen.
5. Gehäuse (5) nach Anspruch 4, wobei das Isolatorbauteil (Ia) in der Bewegtkontakthälfte (a) einen größeren Innendurchmesser (D) als das Isolatorbauteil (Ib) in der Festkontakthälfte (b) aufweist.
6. Gehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Isolatorbauteile (Ia, Ib) jeweils durch einen Isolierstoff-Hohlzylinder (14) oder durch mehrere aneinander gefügte Isolierstoff-Hohlzylinder (14) gebildet werden.
7. Gehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Isolatorbauteil (Ia) in der Bewegtkontakthälfte (a) und dem Isolatorbauteil (Ib) der Festkontakthälfte (b) ein metallischer Hohlzylinder (13) angeordnet ist.
8. Vakuumschaltröhre (1) mit einem Gehäuse (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
9. Vakuumschaltröhre (1) nach Anspruch 8, wobei die Vakuum- schaltröhre (1) von einem metallischen Gehäuse (18) umschlossen ist.
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3151907A1 (de) 1981-12-23 1983-06-30 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Vakuumschaltroehre mit einem ring zur erzeugung eines axialen magnetfeldes
JPS6261221A (ja) 1985-09-09 1987-03-17 株式会社明電舎 真空インタラプタ
US5808258A (en) * 1995-12-26 1998-09-15 Amerace Corporation Encapsulated high voltage vacuum switches
DE19713478C1 (de) 1997-03-18 1998-04-09 Siemens Ag Vakuumschaltröhre mit einem zwischen zwei Isolatoren angeordneten metallenen Gehäuseteil
JP3758435B2 (ja) * 1999-12-13 2006-03-22 三菱電機株式会社 電力開閉器
DE102017222406A1 (de) * 2017-12-11 2019-06-13 Siemens Aktiengesellschaft Vakuumschaltröhre

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