NO820118L

NO820118L - VACUUM SWITCH

Info

Publication number: NO820118L
Application number: NO820118A
Authority: NO
Inventors: William J Lange; John Frank Perkins; Robert Benton Gosser; Norman Davies
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1981-01-19
Filing date: 1982-01-15
Publication date: 1982-07-20
Also published as: AU7909181A; EP0056722A3; AR229688A1; ES8305155A1; ES508829A0; EP0056722A2; HU189555B; BR8200112A; AU555075B2; MX151605A; JPH04102531U

Description

Oppfinnelsen angår generelt en vakuumbryter,The invention generally relates to a vacuum switch,

og særlig en vakuumbryter med en vakuumovervåkningsinn-and in particular a vacuum switch with a vacuum monitoring input

retning som utnytter innvendige skjold som deler av en kald-katodeioniseringsinnretning og en kaldkatodemagnetronsignal-frembringeIsesioniseringsinnretning. direction utilizing internal shields as part of a cold-cathode ionization device and a cold-cathode magnetron signal-generating deionization device.

Vakuumbrytere er vel kjent og består hovedsakelig av et par adskillbare hovedkontakter i en hul isolerende beholder, hvor den ene kontakt vanligvis er festet til en elektrisk ledende endeplate anbragt i den ene ende av beholderen. Den andre kontakt er bevegelig anordnet i forhold til en andre ledende endeplate i den isolerende beholder. Da en vakuumbryter krever at kontaktområdet er evakuert, er den bevegelige kontakt mekanisk forbundet med endeplaten ved hjelp av en fleksibel belg. Beholderens indre Vacuum switches are well known and mainly consist of a pair of separable main contacts in a hollow insulating container, where one contact is usually attached to an electrically conductive end plate placed at one end of the container. The second contact is movably arranged in relation to a second conductive end plate in the insulating container. As a vacuum switch requires the contact area to be evacuated, the movable contact is mechanically connected to the end plate by means of a flexible bellows. The interior of the container

-4 -4

er evakuert til et trykk på 10 Torr eller mindre. Da lysbuen ved brytning skjer i vakuum, har lysbuen en tendens til å spre seg slik at den dielektriske fasthet pr. avstandsenhet ved adskillelsen blir forholdsvis høy sammenlignet med andre typer brytere. Vakuumbryteren har imidlertid et antall vesentlige fordeler, av hvilke den ene er forholdsvis høy brytehastighet og den andre er kort adskillelsesavstand for kontaktene. Da metalldamp ofte frembringes under selve brytningen, er metalldampskjold ofte anbragt koaksialt inne i den isolerende beholder for å hindre dampprodukter fra å slå is evacuated to a pressure of 10 Torr or less. As the arc during refraction occurs in a vacuum, the arc tends to spread so that the dielectric strength per distance unit at the separation becomes relatively high compared to other types of switches. However, the vacuum breaker has a number of significant advantages, one of which is a relatively high breaking speed and the other is a short separation distance for the contacts. As metal vapor is often produced during the actual breaking, metal vapor shields are often placed coaxially inside the insulating container to prevent vapor products from striking

an på beholderens innervegger, hvor disse kan kondensere og gjøre den isolerende beholder ledende, eller de kan angripe vakuumpakningen mellom de elektrisk ledende endeplater og den sylindriske isolerende del av beholderen. Slike vakuumbrytere er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 2.892.921, depending on the inner walls of the container, where these can condense and make the insulating container conductive, or they can attack the vacuum seal between the electrically conductive end plates and the cylindrical insulating part of the container. Such vacuum breakers are described in U.S. Patent No. 2,892,921,

nr. 3.163.734, nr. 4.224.550 og nr. 4.002.867. Riktig virkning av vakuumbryteren krever tilstedeværelsen av vakuum i bryteområdet. Hvis imidlertid bryteren får en lekkasje, slik at No. 3,163,734, No. 4,224,550 and No. 4,002,867. Correct operation of the vacuum breaker requires the presence of vacuum in the breaker area. If, however, the switch develops a leak, so that

-3 -3

gasstrykket i beholderenøker til et nivå over 10 Torr for eksempel, vil sikker drift av bryteren bli alvorlig svekket, hvis ikke helt ubrukelig. Som følge derav har det alltid vært ønskelig pålitelig å kunne bestemme om vakuumet i virkelig-heten er tilstede i bryteområdet. Spenningsbrytende utstyr er anvendt, slik som beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 3.983.345. the gas pressure in container reactors to a level above 10 Torr for example, the safe operation of the switch will be seriously impaired, if not completely useless. As a result, it has always been desirable to reliably determine whether the vacuum is actually present in the breaking area. Voltage breaking equipment is used, as described in U.S. Patent No. 3,983,345.

På den annen side beskriver U.S.-patentskrift nr. 3.626.125 et oljenivåmålesystem. Disse metoder er vanligvis forholdsvis kostbare, plasskrevende og kompliserte. Det har vist seg at prinsippet med kaldkatodeioniseringsmåling kan anvendes forholdsvis enkelt og billig, for å detektere tilstedeværelsen av vakuum. Slike innretninger er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 4.000.457, nr. 3.582.710 og nr. 3.581. 195. En likespenningskaldkatodeioniseringsmåleinnretning er vel kjent. Den er ganske enkelt basert på spontan fri-gjøring av elektroner fra kaldkatoden og deres etterfølgende bevegelse under innvirkning av elektrisk og magnetisk felt. Det magnetiske felt har den virkning at det holder elektronene i området mellom elektrodene i forholdsvis lang tid. Det har On the other hand, U.S. Patent No. 3,626,125 describes an oil level measurement system. These methods are usually relatively expensive, space-consuming and complicated. It has been shown that the principle of cold cathode ionisation measurement can be used relatively simply and cheaply, to detect the presence of a vacuum. Such devices are described in U.S. Patent Nos. 4,000,457, 3,582,710 and 3,581. 195. A direct voltage cold cathode ionization measuring device is well known. It is simply based on the spontaneous release of electrons from the cold cathode and their subsequent movement under the influence of electric and magnetic fields. The magnetic field has the effect of keeping the electrons in the area between the electrodes for a relatively long time. It has

+ 10 + 10

vist seg at en selvbegrensende verdi på 10 elektroner pr. kubikkcentimeter pluss eller minus en størrelsesorden eller så vanligvis er tettheten av elektronskyen i en typisk ione-måleinnretning. Hvis en gass er tilstede i området, vil elektronene treffe noen av gassmolekylene og derved bevirke at andre elektroner frigjøres og derved underholder elektronskyen. Videre får gassmolekylene elektrisk ladning når et elektron slår inn. De ladede molekyler tiltrekkes i samsvar med polariteten av det elektrostatiske felt mot den ene elektrode, hvor de hver mottar et elektron fra elektroden. Når elektronene i elektroden kombineres med gassioner på overflaten, vil elektroden nøytralisere ionene og en elektrisk strøm opprettholdes i en elektrisk krets, som innbefatter elektroden. Hvis et amperemeter legges i serie i den nevnte krets og kalibreres riktig, kan det oppnås en elektrisk indikering av tettheten av gassen, som er tilstede mellom elektrodene. Dette prinsipp er anvendt i likespenningsvakuum-brytere. For eksempel U.S.-patentskrift nr. 3.263.162 og nr. 3.403.297 beskriver anvendelse av et enkelt skjold i vakuumbryteren i forbindelse med den ene elektrode for å danne en kaldkatodemagnetroninnretning. Dette er gjort mulig ved at skjoldene har en mellomring som strekker seg utover gjennom den isolerende beholder, generelt ved det aksiale midtpunkt i beholderen. En fordel ved denne utforming er at elektronskyen dannes nær hovedelektroden og derved hindrer proved that a self-limiting value of 10 electrons per cubic centimeter plus or minus an order of magnitude or so is usually the density of the electron cloud in a typical ion gauge. If a gas is present in the area, the electrons will hit some of the gas molecules and thereby cause other electrons to be released and thereby entertain the electron cloud. Furthermore, the gas molecules acquire an electrical charge when an electron strikes. The charged molecules are attracted in accordance with the polarity of the electrostatic field towards one electrode, where they each receive an electron from the electrode. When the electrons in the electrode combine with gas ions on the surface, the electrode will neutralize the ions and an electric current is maintained in an electric circuit, which includes the electrode. If an ammeter is placed in series in the said circuit and properly calibrated, an electrical indication of the density of the gas present between the electrodes can be obtained. This principle is used in DC vacuum switches. For example, U.S. Patent Nos. 3,263,162 and 3,403,297 describe the use of a single shield in the vacuum interrupter in conjunction with one electrode to form a cold cathode magnetron device. This is made possible by the fact that the shields have an intermediate ring which extends outwards through the insulating container, generally at the axial center point of the container. An advantage of this design is that the electron cloud is formed close to the main electrode and thereby prevents

tilbøyeligheten til gjennomslag mellom elektrodene eller elektrodene og skjoldet. En annen ulempe består i at anbringelsen av magneten rundt den isolerende beholder ofte gir utilstrekkelig flukstetthet. Også dannelsen av elektronskyen nær hovedkontaktene vil ofte svekke brytningen. En annen kaldkatodemåleinnretning er beskrevet i U.S.-patent-skrift nr. 4.163.130, hvor en særskilt vakuummåleinnretning er anordnet i en åpning i en endeplate av en vekselstrøm-vakuumbryter. Denne innretning krever ikke tilstedeværelsen av skjold eller utnyttelse av hovedkontaktene direkte. Den har imidlertid en ulempe ved at vakuumkvaliteten kan bli påvirket av selve måleutstyret. Som følge av måleutstyrets utforming kan trykket i bryteren avvike fra det i vakuum-kammeret. Ingen av de ovenfor nevnte innretninger anvender flere skjold inne i bryteren. Det har vist seg fordelaktig å anvende flere skjold inne i bryteren, som angitt i U.S.-patentskrift nr. 3.575.656. Endeskjoldene har en avstand fra det sentrale skjold for å opprettholde høy spennings-isolasjonskarakteristikk. Endeskjoldene gir imidlertid en ekstra mekanisk funksjon ved mere direkte å beskytte de følsomme endeplater i den isolerende sylindriske del av beholderen, hvor det er mest sannsynlig at metalldamp vil svekke vakuumtetningen. I det sistnevnte tilfelle er skjoldene imidlertid ikke tilgjengelig for en ytre kretsfor-bindelse, fordi de ikke strekker seg gjennom den isolerende beholder og krever således ikke noen ekstra gjennomføring i vakuumbeholderen enn de som allerede er tilstede, slik at det ikke er noen større mulighet for lekkasje. the tendency for breakdown between the electrodes or between the electrodes and the shield. Another disadvantage is that the placement of the magnet around the insulating container often results in insufficient flux density. Also the formation of the electron cloud near the main contacts will often weaken the refraction. Another cold cathode measuring device is described in U.S. Patent No. 4,163,130, where a separate vacuum measuring device is arranged in an opening in an end plate of an alternating current vacuum breaker. This device does not require the presence of a shield or direct utilization of the main contacts. However, it has a disadvantage in that the vacuum quality can be affected by the measuring equipment itself. Due to the design of the measuring equipment, the pressure in the switch may differ from that in the vacuum chamber. None of the devices mentioned above use multiple shields inside the switch. It has been found advantageous to use multiple shields inside the switch, as disclosed in U.S. Patent No. 3,575,656. The end shields are spaced from the central shield to maintain high voltage isolation characteristics. However, the end shields provide an additional mechanical function by more directly protecting the sensitive end plates in the insulating cylindrical part of the container, where metal vapor is most likely to weaken the vacuum seal. In the latter case, however, the shields are not available for an external circuit connection, because they do not extend through the insulating container and thus do not require any additional penetrations in the vacuum container than those already present, so that there is no greater possibility of leak.

Ifølge oppfinnelsen omfatter vakuumbryterenAccording to the invention, the vacuum switch comprises

en beholder med et hovedsakelig evakuert volum, ytre spenningskilde, innbyrdes bevegelige kontakter elektrisk forbundet med spenningskilden og innrettet til å bryte strømmen inne i det evakuerte volum, et første og andre elektrisk ledende dampavsetningsskjold i avstand fra hverandre inne i beholderen for å beskytte beholderens indre deler fra metalldampprodukter fra brytingen av strømmen i det evakuerte volum, hvilke skjold danner mellom seg et ringformet bivolum og er elektrisk forbundet med ett potensial av den ytre spenningskilde, og det a container having a substantially evacuated volume, external voltage source, mutually movable contacts electrically connected to the voltage source and adapted to interrupt the current inside the evacuated volume, first and second electrically conductive vapor deposition shields spaced apart inside the container to protect the internal parts of the container from metal vapor products from the refraction of the current in the evacuated volume, which shields form between them an annular bivolume and are electrically connected to one potential of the external voltage source, and the

andre skjold står elektrisk i kommunikasjon med et ytre område av beholderen, og strømmåleutstyr er anordnet på utsiden av beholderen i kretsforhold med det andre skjold og et annet potensial av spenningskilden, slik at et elektrisk felt av tilstrekkelig styrke opptrer i det ringformede bivolum for å bevirke elektronbevegelse fra området av det første eller andre skjold, hvilke elektroner samvirker med gassmolekyler i bivolumet for å danne gassioner som på sin side innvirker på ett av skjoldene for derved å bevirke elektrisk strøm gjennom strømmåleutstyret og gi indikering av mengden av gass som befinner seg i det hovedsakelig evakuerte volum. second shield is electrically in communication with an outer area of the container, and current measuring equipment is arranged on the outside of the container in circuit relationship with the second shield and another potential of the voltage source, so that an electric field of sufficient strength appears in the annular bivolume to cause electron movement from the area of the first or second shield, which electrons interact with gas molecules in the bivolume to form gas ions which in turn act on one of the shields to thereby cause electric current through the current measuring equipment and give an indication of the amount of gas that is in it mainly evacuated volume.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-9. Further features of the invention will appear from claims 2-9.

Utførelseseksempler på oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene. Figur 1 viser i perspektiv et skap med vakuumbrytere ifølge oppfinnelsen. Figur 2 viser på samme måte som figur 1, men 90° dreiet skapet på figur 1. Figur 3 viser i perspektiv en vakuumbryter ifølge oppfinnelsen. Figur 4 viser et aksialt snitt gjennom vakuumbryteren på figur 3 med koplingsskjerna for den ytre elektriske krets. Figur 5 viser skjematisk virkningen mellom to skjold i bryteren på figur 4,og særlig figur 7. Figur 6 viser kurver for trykk som funksjon av strømmen, for eksempel i bryteren på figur 4. Figur 7 viser på samme måte som figur 4 en vakuumbryter med noe forskjellig utforming av skjoldet og uten magnet. Figur 8 viser en vakuumbryter i likhet med figur 7, men med magnet. Figur 9 viser en kurve for trykk som funksjon av strømmen for en del av kurven på figur 6. Figur 10 viser i sideriss en vakuumbryter-beholder i skapet på figur 1 og 2. Figur 11 viser delvis i tverrsnitt bryteren på Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. Figure 1 shows in perspective a cabinet with vacuum switches according to the invention. Figure 2 shows in the same way as Figure 1, but the cabinet in Figure 1 is turned 90°. Figure 3 shows in perspective a vacuum switch according to the invention. Figure 4 shows an axial section through the vacuum breaker in Figure 3 with the connection core for the external electrical circuit. Figure 5 schematically shows the effect between two shields in the switch in figure 4, and especially figure 7. Figure 6 shows curves for pressure as a function of current, for example in the switch in figure 4. Figure 7 shows, in the same way as figure 4, a vacuum switch with somewhat different design of the shield and without magnet. Figure 8 shows a vacuum switch similar to Figure 7, but with a magnet. Figure 9 shows a curve for pressure as a function of the current for part of the curve in figure 6. Figure 10 shows a side view of a vacuum switch container in the cabinet in figures 1 and 2. Figure 11 shows a partial cross-section of the switch on

figur 10.figure 10.

Figur 12 viser i aksialt snitt en annen ut-førelsesform av bryteren på figur 7 og 8, hvor magneten er radialt forskutt fra bryterens akse. Figur 13 viser en bryter i likhet med figur 12, hvor magneten er anordnet inne i beholderen. Figur 14 viser en utførelsesform i likhet med den på figur 4 med en ringformet magnet. Figur 1 og 2 viser en bryteranordning 10 omfattende et metallskap 12 med to over hverandre anordnede trefasevakuumbrytere 14 og 16. Frontpanelet 15 er utstyrt med betjeningsorganer for manuell betjening. Den nedre del av bryteren 14 er kjørbar ved hjelp av trinser 17 på skinner 18, for å bevege bryteren 14 ut og inn av kontakt med ikke vist høyspenningsutstyr bak i skapet. Likeledes er den øvre trefasebryter kjørbar ved hjelp av trinser 19 på skinner 20 for å bevege bryteren inn i og ut av elektrisk kontakt med ikke vist høyspenningsutstyr bak i skapet 12. Bevegelige lukkeinnretninger 21 er anordnet i skapet for å dekke høy-spenningsutstyret bak i skapet når bryterne er trukket ut, Figure 12 shows in axial section another embodiment of the switch in Figures 7 and 8, where the magnet is radially offset from the axis of the switch. Figure 13 shows a switch similar to Figure 12, where the magnet is arranged inside the container. Figure 14 shows an embodiment similar to that in Figure 4 with a ring-shaped magnet. Figures 1 and 2 show a switch device 10 comprising a metal cabinet 12 with two three-phase vacuum switches 14 and 16 arranged one above the other. The front panel 15 is equipped with operating means for manual operation. The lower part of the switch 14 is movable by means of pulleys 17 on rails 18, in order to move the switch 14 out and in from contact with high-voltage equipment, not shown, at the back of the cabinet. Likewise, the upper three-phase switch is operable by means of pulleys 19 on rails 20 to move the switch into and out of electrical contact with not shown high-voltage equipment at the back of the cabinet 12. Movable closing devices 21 are arranged in the cabinet to cover the high-voltage equipment at the back of the cabinet when the switches are pulled out,

for å dekke høyspenningsutstyret fra utilsiktet kontakt. Lukkeinnretningene 21 blir mekanisk beveget fra forsiden av høyspenningsutstyret når trefasebryterne 14 og 16 beveges til elektrisk kontakt med høyspenningsutstyret. to protect the high voltage equipment from accidental contact. The closing devices 21 are mechanically moved from the front of the high-voltage equipment when the three-phase switches 14 and 16 are moved into electrical contact with the high-voltage equipment.

Som det best fremgår av figur 2 omfatter trefasebryteren 14 en frontdel 24 med mekanisk betjeningsutstyr og en bakre del 26. Frontdelen 24 er generelt en lavspen-ningsdel, og den bakre del 26 er generelt en høyspenningsdel. Høyspenningsdelen 26 bæres elektrisk isolert fra lavspenningsdelen 24 ved hjelp av øvre og nedre isolatorer 28 og 30. I høyspenningsdelen 26 er anordnet vakuumbryterbeholdere 32, som er forbundet mellom tre fasetilslutninger 34 og 36. Selve brytebevegelsen for bryterne skjer ved hjelp av leddfor-bindelser 38 fra frontdelen 24 til bryterne 14. As can best be seen from Figure 2, the three-phase switch 14 comprises a front part 24 with mechanical operating equipment and a rear part 26. The front part 24 is generally a low-voltage part, and the rear part 26 is generally a high-voltage part. The high-voltage part 26 is carried electrically isolated from the low-voltage part 24 by means of upper and lower insulators 28 and 30. In the high-voltage part 26 are arranged vacuum switch containers 32, which are connected between three phase connections 34 and 36. The actual breaking movement for the switches takes place with the help of joints 38 from the front part 24 to the switches 14.

Bryteren på figur 3 har en beholder 32 som er anbragt i høyspenningsdelen 26 på figur 1 og 2. Bryterbeholderen 32 kan bestå av en isolerende sylinder 42, som er lukket i begge ender med metallplater 44 og 46. I bunnplaten er anordnet en bevegelig kontaktstang 4 8 og den øvre plate er forsynt med en fast kontaktstang 50, som for eksempel er loddet til endeplaten 44. Endeplatene 44 og 46 er vakuum- The switch in Figure 3 has a container 32 which is placed in the high-voltage part 26 in Figures 1 and 2. The switch container 32 can consist of an insulating cylinder 42, which is closed at both ends with metal plates 44 and 46. A movable contact rod 4 is arranged in the bottom plate 8 and the upper plate is provided with a fixed contact rod 50, which is for example soldered to the end plate 44. The end plates 44 and 46 are vacuum

tett forbundet med endene av sylinderen 42 i områder 52 og 54, som vist i detalj på figur 4. Midt på sylinderen 42 er anordnet en elektrisk ledende ring 56, hvis formål skal beskrives nærmere nedenfor. tightly connected to the ends of the cylinder 42 in areas 52 and 54, as shown in detail in Figure 4. In the middle of the cylinder 42 is arranged an electrically conductive ring 56, the purpose of which will be described in more detail below.

Som vist på figur 2 er beholderen 32 montert i høyspenningsdelen eller den bakre del 26, slik at den stasjonære kontaktstang 50 er anordnet i elektrisk kontakt med tilslutningsorganet 42. På samme måte er den vertikalt bevegelige kontaktstang 48 anordnet i elektrisk kontakt med tilslutningen 36. Betjeningsmekanismen 38 på figur 2 beveger den bevegelige kontaktstang oppover og nedover når bryteren skal sluttes respektivt brytes. As shown in figure 2, the container 32 is mounted in the high-voltage part or the rear part 26, so that the stationary contact rod 50 is arranged in electrical contact with the connection member 42. In the same way, the vertically movable contact rod 48 is arranged in electrical contact with the connection 36. The operating mechanism 38 in Figure 2, the movable contact rod moves up and down when the switch is to be closed or broken.

Det fremgår klart av figur 1, 2 og 3 at tre bryterbeholdere 32 er anordnet ved siden av hverandre i trefasebryteren 14 øverst og trefasebryteren 16 nederst for betjening av to forskjellige elektriske kretser. It is clear from Figures 1, 2 and 3 that three switch containers 32 are arranged next to each other in the three-phase switch 14 at the top and the three-phase switch 16 at the bottom for operating two different electrical circuits.

Figur 4 viser en bryterenhet i en av trefasebryterne på figur 2 og 3 med koplingsskjerna for en elektrisk tilsluttet krets. De elektrisk ledende endeplater 44 og 46 Figure 4 shows a switch unit in one of the three-phase switches in Figures 2 and 3 with the connection core for an electrically connected circuit. The electrically conductive end plates 44 and 46

er forbundet med en isolerende sylinder 42 i områder 52 og 54 med pålitelige vakuumtette forbindelser. Det er en kjent sak at vakuumbrytere i slike tetningsområder er følsomme for kjemiske, termiske eller andre angrep, som kan føre til svekking av vakuumet i beholderen 32. Av den grunn er skjold 70,74 og 76 anordnet for å hindre at damp avsettes på den indre vegg av isolatoren 4 2 og for å hindre at dampprodukt og varme fra disse svekker lukkingen i områdene 52 og 54. are connected to an insulating cylinder 42 in areas 52 and 54 with reliable vacuum-tight connections. It is a known fact that vacuum breakers in such sealing areas are sensitive to chemical, thermal or other attacks, which can lead to a weakening of the vacuum in the container 32. For this reason, shields 70, 74 and 76 are provided to prevent vapor from being deposited on the inner wall of the insulator 4 2 and to prevent steam product and heat from these weakening the closure in areas 52 and 54.

Skjoldet 74 bæres inne i beholderen 32 av endeplaten 44 mens skjoldet 76 bæres av endeplaten 46. Det sentralt anordnede skjold 70 er loddet, eller på annen måte forbundet med en ring 56, som er innleiret mellom to deler av den isolerende porselens-sylinder'42. Følgelig er skjoldet 70 sentralt anordnet i forhold til og i avstand fra bryteområdet. En ytre spenningskilde 58 The shield 74 is carried inside the container 32 by the end plate 44 while the shield 76 is carried by the end plate 46. The centrally arranged shield 70 is soldered, or otherwise connected to a ring 56, which is sandwiched between two parts of the insulating porcelain cylinder'42 . Accordingly, the shield 70 is centrally arranged in relation to and at a distance from the breaking area. An external voltage source 58

er forbundet mellom kontaktstangen 50 i området 60. Som det skal forklares nærmere nedenfor er et motstandselement R is connected between the contact rod 50 in the area 60. As will be explained in more detail below, a resistance element R

betegnet 40 i samsvar med figur 2 forbundet direkte, kapasitivt eller induktivt mellom ringen 56 og en strøm-detekteringskrets 64 med en brolikeretter og et mikroampére-meter 6 8 for måling av strømmen som flyter i broen. Den andre ende av brokretsen 6 4 er forbundet med jord eller den andre klemme av spenningskilden 58 og med en side av en belastning LD. Den andre ende av belastningen LD er forbundet med en kommuteringsinnretning 6 2 for forbindelse med den bevegelige kontaktstang 48. Med kontaktstengene 50 og 48 er forbundet selve brytekontaktene 80 respektivt 82. Det kan også være anordnet et ytterligere skjold 86 for en belg 84. Belgen 84 er utvidbar i lengderetningen, for å følge bevegelsen av kontaktstangen 48, for å sikre vakuumtetthet. Vakuumet er ønskelig i bryteområdet mellom kontaktene 80 og 82 når kontaktstangen 48 beveges nedover for å skille kontaktene. Innføring av vakuumgapet mellom kontaktene 80 og 82 bevirker en spredt lysbue mellom kontaktene under brytningen og denne lysbue slukker vanligvis ved den etterfølgende nullgjennom-gang for strømmen. Som følge av vakuumets isolerende egen-skap vil bevegelsen av kontaktstangen 48 nedover være forholdsvis liten og allikevel sikre høyspenningsisolasjon mellom kontaktene. Skjoldene 76,74 og 70 har avrundede områder for å hindre høyspenningsoverslag mellom dem når kontaktene brytes. Fordypningen i endeplaten 44 er gjort for å sikre stivhet overfor bevegelseskraften i kontaktstangen 48 ved dennes bevegelse oppover. Kraften i bevegelsen av kontaktstangen 48 er stor, og derfor vil avstivningen av endeplaten 44 hjelpe til å hindre noen vesentlig bevegelse av kontakten 80 som følge av anslaget av kontakten 82. En magnet 78 er anordnet rundt kontaktstangen 50 i fordypningen i endeplaten 44. Dette er fortrinnsvis en permanentmagnet, men kan også være en elektromagnet, og ved en annen utførelse som vist på figur 12, kan magneten være forskutt radialt i forhold til bryterens akse, eller som i et annet utførelseseksempel mangler helt. Hensikten med magneten skal beskrives nærmere nedenfor. designated 40 in accordance with Figure 2 connected directly, capacitively or inductively between the ring 56 and a current detection circuit 64 with a bridge rectifier and a microampere meter 6 8 for measuring the current flowing in the bridge. The other end of the bridge circuit 6 4 is connected to ground or the other terminal of the voltage source 58 and to one side of a load LD. The other end of the load LD is connected to a commutation device 6 2 for connection with the movable contact rod 48. The actual breaking contacts 80 and 82 are connected to the contact rods 50 and 48. A further shield 86 can also be arranged for a bellows 84. The bellows 84 is expandable in the longitudinal direction, to follow the movement of the contact rod 48, to ensure vacuum tightness. The vacuum is desirable in the breaking area between the contacts 80 and 82 when the contact rod 48 is moved downwards to separate the contacts. Introduction of the vacuum gap between the contacts 80 and 82 causes a scattered arc between the contacts during the breaking and this arc is usually extinguished by the subsequent zero crossing of the current. As a result of the vacuum's insulating properties, the downward movement of the contact rod 48 will be relatively small and still ensure high-voltage insulation between the contacts. The shields 76,74 and 70 have rounded areas to prevent high voltage flashover between them when the contacts are broken. The recess in the end plate 44 is made to ensure rigidity against the movement force in the contact rod 48 when it moves upwards. The force in the movement of the contact rod 48 is great, and therefore the stiffening of the end plate 44 will help to prevent any significant movement of the contact 80 as a result of the impact of the contact 82. A magnet 78 is arranged around the contact rod 50 in the recess in the end plate 44. This is preferably a permanent magnet, but can also be an electromagnet, and in another embodiment as shown in figure 12, the magnet can be offset radially in relation to the axis of the switch, or which in another embodiment is missing entirely. The purpose of the magnet shall be described in more detail below.

Det skal bemerkes at når kontaktene 80 og 82 er sluttet, vil høyspenningskilden 58 frembringe en strøm gjennom kontaktstammen 50, kontakten 80, kontakten 82, kontaktstangen 48, kommuteringsinnretningen 62 og belastningen LD. Når kontaktene 80, 82 er brudt er belastningen LD isolert fra høyspenningskilden 58 og ingen strøm flyter. Det skal videre bemerkes at detekteringskretsen 64 befinner seg på lavspenningssiden av motstanden R. Den andre side av motstanden R er forbundet med et forholdsvis høyt potensial, It should be noted that when the contacts 80 and 82 are closed, the high voltage source 58 will produce a current through the contact stem 50, the contact 80, the contact 82, the contact rod 48, the commutation device 62 and the load LD. When the contacts 80, 82 are broken, the load LD is isolated from the high voltage source 58 and no current flows. It should also be noted that the detection circuit 64 is located on the low voltage side of the resistor R. The other side of the resistor R is connected to a relatively high potential,

som følge av nærheten av skjéldene 70,76 og 74 til kontaktene 80 og 82. as a result of the proximity of the shields 70,76 and 74 to the contacts 80 and 82.

Det skal bemerkes at skjoldet 74, for eksempel ved en riktig halvperiode av spenningskilden 58 kan ha forholdsvis høy spenning. Et kapasitivt elektrostatisk felt kan videre bestå mellom skjoldet 74 og skjoldet 70 som følge av den innbyrdes forbindelse mellom skjoldet 70 og motstanden 40, og brokoplingen 64 til den andre side av spenningskilden 58. Skjoldet 70 i samvirke med skjoldet 74 eller skjoldet 76 danner et ringformet rom i avstand fra kontaktene 80 og 82 i forhold til den radiale avstand i vakuumbryteren 32. Inne i den ene eller andre av disse ringformede rom kan det anvendes en trykkdetekteringsionemåleinnretning i forbindelse med motstanden R og broen 64, for å bestemme graden av vakuum i bryteren 32. Ionemåleinnretningen er slik at under riktige forhold av den elektrostatiske feltstyrke (og i noen grad den magnetiske feltstyrke, som frembringes av magneten 78) kan kaldkatodeelektroner fra skjoldene 74, 70 eller 76 påvirke gassmolekylene og derved danne ioner som slår inn i skjoldene 70, 74 og 76 og danner en strøm som kan måles ved hjelp av mikroampéremeteret 68 og gi en indikasjon av mengden av gass i bryteren 32. Dette gir da en indikasjon av graden av vakuum i bryteren. Magneten 78 bevirker at elektronene forblir i det ringformede rom i forholdsvis lang tid og derved letter muligheten for at de treffer selv forholdsvis små mengder av gassmolekyler for å danne den nevnte strøm. I andre tilfeller er virkningen av magneten ikke nødvendig, og magneten kan sløyfes, i og med at det har vist seg at ved bestemte høyere trykk kan ønskelig informasjon om graden av vakuum i bryteren oppnås som følge av strøm som skyldes glimutladning mellom skjoldene. For eksempel kan strømmen flyte fra spenningskilden 58 via kontaktstangen 50, endeplaten 44, det øvre skjold 74, via kaldkatodeutladning og glimutladning til det nedre skjold 70, ringen 56, motstanden R, broen 64, og sluttelig til den andre side av spenningskilden 58. På figur 6 er for eksempel vist kurver for strømmen som funksjon av trykket, hvilken skal beskrives nærmere nedenfor. It should be noted that the shield 74, for example at a correct half period of the voltage source 58 can have a relatively high voltage. A capacitive electrostatic field can further exist between the shield 74 and the shield 70 as a result of the mutual connection between the shield 70 and the resistor 40, and the bridge connection 64 to the other side of the voltage source 58. The shield 70 in cooperation with the shield 74 or the shield 76 forms an annular space at a distance from the contacts 80 and 82 in relation to the radial distance in the vacuum switch 32. Inside one or the other of these annular spaces, a pressure detection ion measuring device can be used in connection with the resistor R and the bridge 64, to determine the degree of vacuum in the switch 32. The ion measuring device is such that under the right conditions of the electrostatic field strength (and to some extent the magnetic field strength, which is produced by the magnet 78) cold cathode electrons from the shields 74, 70 or 76 can affect the gas molecules and thereby form ions that strike into the shields 70, 74 and 76 and form a current which can be measured by means of the microammeter 68 and give an indication of the amount of gas in the switch 32. This then gives an indication of the degree of vacuum in the switch. The magnet 78 causes the electrons to remain in the annular space for a relatively long time and thereby facilitates the possibility of them hitting even relatively small amounts of gas molecules to form the aforementioned current. In other cases, the effect of the magnet is not necessary, and the magnet can be omitted, as it has been shown that at certain higher pressures, desirable information about the degree of vacuum in the switch can be obtained as a result of current due to flash discharge between the shields. For example, current may flow from voltage source 58 via contact bar 50, end plate 44, upper shield 74, via cold cathode discharge and glow discharge to lower shield 70, ring 56, resistor R, bridge 64, and finally to the other side of voltage source 58. On Figure 6, for example, shows curves for the current as a function of the pressure, which will be described in more detail below.

Figur 5 viser en del av et skjold 70' og en del av et skjold 74', slik det også fremgår av figur 8. I området A' på figur 8 på det tidspunkt da skjoldet 74' er positivt i forhold til skjoldet 70', vil det elektrostatiske felt, som dannes av spenningskilden 58 trekke elektroner e bort fra skjoldet 70'. Det magnetiske felt, som vist med pilen på figur 5, bevirker at elektronene tar en bane som er vinkelrett både på det magnetiske felt og det elektrostatiske felt. Figure 5 shows part of a shield 70' and part of a shield 74', as also appears from Figure 8. In the area A' of Figure 8 at the time when the shield 74' is positive in relation to the shield 70', the electrostatic field, which is formed by the voltage source 58, will pull electrons e away from the shield 70'. The magnetic field, as shown by the arrow in Figure 5, causes the electrons to take a path that is perpendicular to both the magnetic field and the electrostatic field.

Dette bevirker at elektronene forblir i området mellom skjoldene 70' og 74' heller enn meget hurtig å gå til det andre skjold. Når dette skjer er muligheten for at et gassmolekyl gN treffes av et elektron øket, i hvilket tilfelle et annet elektron kan frigis fra et nøytralt gassmolekyl gN, This causes the electrons to remain in the area between the shields 70' and 74' rather than very quickly going to the other shield. When this happens, the possibility of a gas molecule gN being hit by an electron is increased, in which case another electron can be released from a neutral gas molecule gN,

og derved frembringe to elektroner og et positivt ladet gassmolekyl g+. Når en slik lavinetilstand er nådd vil antall elektroner som frembringes nærme seg en grenseverdi, for eksempel 10+^ elektroner pr. kubikkcentimeter. Denne elek-trontetthet gir en forholdsvis pålitelig ionemåling. thereby producing two electrons and a positively charged gas molecule g+. When such an avalanche state is reached, the number of electrons produced will approach a limit value, for example 10+^ electrons per cubic centimeter. This electron density provides a relatively reliable ion measurement.

Følgelig hvis gassen, slik som representert ved molekyleneConsequently, if the gas, as represented by the molecules

gN, befinner seg i området A' mellom skjoldene for eksempel 70' og 74', vil elektronene treffe noen av gassmolekylene og derved bevirke frigivning av andre elektroner, og således opprettholde elektrontettheten på ca. 10 + 10 elektroner pr. kubikkcentimeter. Naturligvis får gassmolekylene en positiv ladning når de treffes av elektronene. Det ladede molekyl g+ vil derfor i dette tilfelle tiltrekkes av skjoldet 70' og kombineres med et elektron på overflaten av skjoldet 70' for nok en gang å nøytralisere sin ladning. Noen av elektronene i området mellom skjoldene 70' og 74' trekkes til skjoldet 74'. Virkningen herav er frembringelse av en strøm som er en pålitelig indikasjon av antallet gassmolekyler som er tilstede i området A'. Det viser seg at den nøyaktige detektering av denne strøm gir en effektiv indikering av graden av vakuum gN, is located in the area A' between the shields for example 70' and 74', the electrons will hit some of the gas molecules and thereby cause the release of other electrons, thus maintaining the electron density of approx. 10 + 10 electrons per cubic centimeter. Naturally, the gas molecules acquire a positive charge when they are hit by the electrons. The charged molecule g+ will therefore in this case be attracted to the shield 70' and combine with an electron on the surface of the shield 70' to once again neutralize its charge. Some of the electrons in the area between the shields 70' and 74' are attracted to the shield 74'. The effect of this is to produce a current which is a reliable indication of the number of gas molecules present in the area A'. It turns out that the accurate detection of this current gives an effective indication of the degree of vacuum

i området A'. Da området A' er en del av hele området inne i bryteren 32 eller 32', oppnås en pålitelig indikasjon av graden av vakuum i området av elektrodene 80 og 82 eller 80' in the area A'. As the area A' is part of the entire area inside the switch 32 or 32', a reliable indication of the degree of vacuum in the area of the electrodes 80 and 82 or 80' is obtained

og 82', hvilket er meget ønskelig.and 82', which is very desirable.

Figur 6 viser strømmen i et område, forFigure 6 shows the current in an area, for

eksempel A<1>, eller en kombinasjon av områdene A<1>og B', som vist på figur 7, som funksjon av trykket for fire forskjellige verdier av spenningen fra spenningskilden 58. Spenningen 2,9 kV RMS, 4,3 kV RMS, 8 kV RMS og 8,7 kV RMS gjelder helt til example A<1>, or a combination of the areas A<1> and B', as shown in figure 7, as a function of the pressure for four different values of the voltage from the voltage source 58. The voltage 2.9 kV RMS, 4.3 kV RMS, 8 kV RMS and 8.7 kV RMS apply to

_ g _ g

venstre på figur 7 i området med trykk på 10 Torr, og mengden av gassmolekyler, som virker i ionemåleområdet, slik som A<1>på figur 5, er så lite at strømmen I=CdV/dt, hvor C left in Figure 7 in the area with a pressure of 10 Torr, and the amount of gas molecules, which act in the ion measurement area, such as A<1> in Figure 5, is so small that the current I=CdV/dt, where C

er kapasiteten mellom skjoldene, og V er spenningen som opptrer over skjoldene. Denne strøm måles for eksempel i mikroampéremeteret 6 8 i strømdetekteringskretsen 6 4 på figur 7. Når trykket øker, øker også strømmen. I dette området av kurvene på figur 6 finner bare halvbølgeledning sted i detekteringskretsen 64. Når trykket imidlertid øker til en verdi på ca. 10 Torr, er mengden av gass som er tilstede så stor at glimutladning finner sted mellom skjoldene 70 og 74, slik at strømmen flyter i begge retninger gjennom broen 64. Dette fremgår ved et betydelig hopp i kurvene ved ca. is the capacitance between the shields, and V is the voltage across the shields. This current is measured, for example, in the microammeter 6 8 in the current detection circuit 6 4 in figure 7. When the pressure increases, the current also increases. In this area of the curves in Figure 6, only half-wave conduction takes place in the detection circuit 64. However, when the pressure increases to a value of approx. 10 Torr, the amount of gas present is so great that a flash discharge takes place between the shields 70 and 74, so that the current flows in both directions through the bridge 64. This is evident by a significant jump in the curves at approx.

10 - 2 Torr. Det skal bemerkes at det forholdsvis lineære område mellom 10 -5 Torr og 10 -3 Torr er et meget brukbart område for å bestemme graden av vakuum som direkte funksjon av strømmen i milliampéremeteret 68. Det lineære forhold i denne kurve-del er grunnen for dette. I dette området og opp til glimutladning er nådd, vil ionedetekteringsinnretningen, som kan kalles en "magnetron" virke som en halvbølgelikeretter, det vil si at strømmen bare passerer i en retning. Når glimutladning finner sted vil strømmen passere i begge retninger, og det er grunnen til den plutselige økning i strømmen. Hvis detekteringsinnretningen er en helbølgelikeretter, som vist med broen 64, vil økningen i strømmen lett gjøre seg gjeldende. Hvis imidlertid detekteringsinnretningen er en halvbølgelikeretter, vil kurven for 2,9 kV RMS for eksempel følge den strekede kurve 100, som vist mer nøyaktig på figur 9. En av fordelene ved å anvende skjoldene 70 og 74 eller 70 og 76 for å bestemme 10 - 2 Torr. It should be noted that the relatively linear range between 10 -5 Torr and 10 -3 Torr is a very useful range for determining the degree of vacuum as a direct function of the current in the milliammeter 68. The linear relationship in this part of the curve is the reason for this . In this region and up to the glow discharge is reached, the ion detection device, which can be called a "magnetron", will act as a half-wave rectifier, that is, the current will only pass in one direction. When flash discharge takes place the current will pass in both directions and that is the reason for the sudden increase in current. If the detection device is a full-wave rectifier, as shown by bridge 64, the increase in current will easily become apparent. If, however, the detection device is a half-wave rectifier, for example, the curve for 2.9 kV RMS will follow the dashed curve 100, as shown more precisely in Figure 9. One of the advantages of using shields 70 and 74 or 70 and 76 to determine

trykket foreligger det et stort detekteringsområde, dvs. fra ca. 10 ^ Torr til nærmere atmosfæretrykk. I området rundt -3 10 Torr endres naturligvis forholdet slik at en nøyaktig bestemmelse av graden av vakuum ikke lenger kan skje ved av-lesning av strømmen. Det skal imidlertid bemerkes at i dette sistnevnte område er informasjon om vakuumet unødvendig, fordi trykket er så høyt at vakuumbryteren ikke kan arbeide. Det skal også bemerkes at i det sistnevnte område er mengden av gassmolekyler, som er tilstede, så stort at en magnet som for eksempel 78 på figur 5, ikke er nødvendig for å opprettholde elektroner i det indre elektrodeområde, for eksempel mellom skjoldene 70 og 74 i et tidsrom som er nødvendig for samvirke med nøytrale gassmolekyler. Som følge derav vil vakuumdetekteringsinnretningen kunne anvendes som en detektor for tap av vakuum uten anvendelse av magneten i trykkområdet pressure, there is a large detection range, i.e. from approx. 10 ^ Dry to near atmospheric pressure. In the area around -3 10 Torr, the ratio naturally changes so that an accurate determination of the degree of vacuum can no longer be made by reading the current. However, it should be noted that in this latter area, information about the vacuum is unnecessary, because the pressure is so high that the vacuum switch cannot work. It should also be noted that in the latter region the amount of gas molecules present is so great that a magnet such as 78 in Figure 5 is not necessary to maintain electrons in the inner electrode region, for example between the shields 70 and 74 in a period of time that is necessary for interaction with neutral gas molecules. As a result, the vacuum detection device will be able to be used as a detector for loss of vacuum without using the magnet in the pressure area

-3 -3 -3 -3

over 10 Torr. Det er vel kjent at trykk på 10 Torr eller over dette er uønsket for strømbrytning og betraktes som et område, hvor vakuumet fullstendig er brutt sammen, slik at bryteren ikke lenger er brukbar. I området over 10 eller 100 Torr blir trykket så høyt at glimutladning opprettholdes som følge av den påtrykte spenning fra kilden 58. Følgelig er strømmen som detekteres i dette området tilnærmet lik strømmen som detekteres i området 10 — g Torr. over 10 Torr. It is well known that pressures of 10 Torr or above are undesirable for circuit breakers and are considered an area where the vacuum has completely broken down, so that the breaker is no longer usable. In the range above 10 or 100 Torr, the pressure becomes so high that a glow discharge is maintained as a result of the applied voltage from the source 58. Consequently, the current detected in this range is approximately equal to the current detected in the range 10 — g Torr.

Figur 9 viser en kurve for 2,9 kV RMS på figur Figure 9 shows a curve for 2.9 kV RMS on the figure

-5 +2 -5 +2

6 i detalj i området 10 Torr til 10 Torr. Denne kurve var fremkommet ved anvendelse av bare halvbølgebrolikeretter, men ble også tatt opp på oscilloskop over motstanden R2 på figur 4. Det viktige er at bølgeformene som frembringes kan detekteres for forskjellige verdier av trykket. På figur 9 kan verdien av strømmen indikeres ved to forskjellige trykk, for eksempel 10 Torr og 100 Torr, og en strøm på 180 mikroampére detekteres. En person som avleser 180 mikroampére 6 in detail in the range 10 Torr to 10 Torr. This curve was obtained by using only half-wave bridge rectifiers, but was also recorded on the oscilloscope across the resistor R2 in Figure 4. The important thing is that the waveforms produced can be detected for different values of the pressure. In Figure 9, the value of the current can be indicated at two different pressures, for example 10 Torr and 100 Torr, and a current of 180 microamps is detected. A person reading 180 microamps

-4 -4

vil ikke vite om trykket i bryteren er det godtatte 10 Torr eller et uønsket trykk på 100 Torr. Ved imidlertid å sammen-ligne bølgeformene som vist med 102 og 104 på figur 9, er forskjellen slik at det lett kan bestemmes i hvilket område av kurven strømmen observeres, hvilket kan bety forskjellen mellom tillatelse til strømbrytning i tilstrekkelig vakuum, will not know if the pressure in the switch is the accepted 10 Torr or an unwanted pressure of 100 Torr. However, by comparing the waveforms as shown with 102 and 104 in figure 9, the difference is such that it can be easily determined in which area of the curve the current is observed, which can mean the difference between permission for current breaking in sufficient vacuum,

eller i et meget uønsket høyt trykkområde.or in a very undesirable high pressure area.

Figur 7 viser en annen utførelsesform av oppfinnelsen, hvor en vakuumbryter og en tilhørende utvendig spenningsdetektor og belastning anvendes. På figur 7 er magneten, som vist på figur 4, sløyfet. Videre er anord-ningen av skjoldene 70', 74' og 76<1>forskjellig fra skjoldene 70, 74 og 76 på figur 4, nemlig ved at skjoldet 70' aksialt overlapper skjoldet 74' og 76', hvilket ikke er tilfelle på figur 4. De ringformede områder A' og B' er også noe forskjellig i volum og form sammenlignet med områdene A og B på figur 4. Ellers er forskjellen bare den at bryteren på Figure 7 shows another embodiment of the invention, where a vacuum switch and an associated external voltage detector and load are used. In Figure 7, the magnet, as shown in Figure 4, is looped. Furthermore, the arrangement of the shields 70', 74' and 76<1>is different from the shields 70, 74 and 76 in figure 4, namely in that the shield 70' axially overlaps the shield 74' and 76', which is not the case in figure 4. The ring-shaped areas A' and B' are also somewhat different in volume and shape compared to areas A and B in Figure 4. Otherwise, the only difference is that the switch on

figur 7 er hovedsakelig beregnet på anvendelse i områdetfigure 7 is mainly intended for use in the area

-2 -2

mellom 10 Torr og 100 Torr på figur 6. Det vil si at på figur 7 anvendes detekteringsinnretningen 64 til å detektere om det har vært feil ved vakuumet eller ikke. between 10 Torr and 100 Torr in Figure 6. That is, in Figure 7 the detection device 64 is used to detect whether there has been a fault with the vacuum or not.

Figur 8 viser nok en utførelsesform av oppfinnelsen hvor prinsippene fra figur 4 og 7 er anvendt, idet skjoldene 70', 74' og 76' overlapper hverandre, slik som på figur 7, men en magnet 78', slik som magneten på figur 4, er også anvendt. Når det gjelder utførelsen på figur 7 og 8 Figure 8 shows yet another embodiment of the invention where the principles from Figures 4 and 7 are applied, with the shields 70', 74' and 76' overlapping each other, as in Figure 7, but a magnet 78', such as the magnet in Figure 4, is also applied. As regards the execution on figures 7 and 8

skal det bemerkes at endeplaten 44' ikke har noen fordypning, slik som platen 44 på figur 4. Det skal imidlertid bemerkes at dette skyldes valg av utførelse i dette spesielle området, og at platen 44 eller platen 44' danner noen begrensning. it should be noted that the end plate 44' has no recess, like the plate 44 in figure 4. It should be noted, however, that this is due to the choice of design in this particular area, and that the plate 44 or the plate 44' forms some limitation.

Figur 10 og 11 viser bryteren på figur 2 i større målestokk. Som det best fremgår av figur 11 er motstanden R eller 40, som vist på figur 4, anordnet i en sylin-drisk kappe av porselen eller annet godt isolerende materiale, for å gi spenningsisolasjon langs den ytre overflate mellom høyspenningsdelen og lavspenningsdelen 24. Høyspenningsdelen 26 omfatter vakuumbryteren 32, mens lavspenningsdelen 24 omfatter detektorinnretningen 64. Som det best fremgår av figur 11 rager en gaffellignende elektrisk leder ut fra den ene ende av motstanden 40, for å gi tangential kontakt i punktene X-X med skjoldringen 56 for å danne den nødvendige elektriske ledende bane mellom detekteringsinnretningen 64 og bryteren 32. Lederne er betegnet med 98a og 98b. Under monteringen vil lederne 98a og 98b fleksibelt danne kontakt med ringen 56 ved øket kontakttrykk og derved minske kontaktmotstanden. Figures 10 and 11 show the switch in figure 2 on a larger scale. As can best be seen from Figure 11, the resistor R or 40, as shown in Figure 4, is arranged in a cylindrical shell of porcelain or other good insulating material, to provide voltage isolation along the outer surface between the high-voltage part and the low-voltage part 24. The high-voltage part 26 comprises the vacuum switch 32, while the low voltage part 24 comprises the detector device 64. As best seen in Figure 11, a fork-like electrical conductor projects from one end of the resistor 40, to provide tangential contact at points X-X with the shield ring 56 to form the necessary electrical conductor path between the detection device 64 and the switch 32. The conductors are denoted by 98a and 98b. During assembly, the conductors 98a and 98b will flexibly make contact with the ring 56 at increased contact pressure and thereby reduce the contact resistance.

Figur 12 viser en annen utførelse av bryteren ifølge oppfinnelsen med en magnet 78'', som er radialt forskutt fra kontaktstangen og frembringer et usymmetrisk magnetfelt. Dette betyr at magneten 78'' ikke behøver å omslutte kontaktstangen. Dette gir en enklere konstruksjon av bryteren. Figur 13 viser nok en utførelsesform av bryteren ifølge oppfinnelsen, hvor en magnet 78''' er anbragt inne i bryteren. Figur 14 viser en utførelse ifølge oppfinnelsen med en ringmagnet 110 istedet for den skiveformede magnet 78, og med nordpol øverst og sydpol nederst og flukslinjer 112, 114,116. For enkelthets skyld er de magnetiske flukslinjer bare vist på venstre del av figur 14, men det er klart de speilbildelig opptrer også på høyre del. Flukslinjene 112, 114 opptrer i områdeneA<1>' ogB" og danner ortogonale magnetiske og elektriske feltkomponenter. Ringmagneten 110 er festet til beholderen på hensiktsmessig måte, f.eks. med epoksylim 118. Figure 12 shows another embodiment of the switch according to the invention with a magnet 78'', which is radially displaced from the contact rod and produces an asymmetric magnetic field. This means that the magnet 78'' does not need to surround the contact rod. This provides a simpler construction of the switch. Figure 13 shows another embodiment of the switch according to the invention, where a magnet 78'' is placed inside the switch. Figure 14 shows an embodiment according to the invention with a ring magnet 110 instead of the disc-shaped magnet 78, and with the north pole at the top and the south pole at the bottom and flux lines 112, 114, 116. For the sake of simplicity, the magnetic flux lines are only shown on the left part of figure 14, but it is clear that they also appear in mirror image form on the right part. The flux lines 112, 114 occur in the regions A<1>' and B" and form orthogonal magnetic and electric field components. The ring magnet 110 is attached to the container in a suitable manner, for example with epoxy glue 118.

Bryteren ifølge oppfinnelsen har mange fordeler, av hvilke én er detekteringsinnretningen i form av "magnetron" som kan arbeide over et meget stort trykkområde for å gi brukbare data om graden av vakuum i bryteren. En annen fordel er at endeskjoldene opprettholder gode høyspenningsisolerings-karakteristikker og krever ikke ytterligere tetningsområder sammenlignet med kjente vakuumbrytere. Andre fordeler er stor følsomhet over et vidt trykkområde og krever ingen ekstra kraftkilde for detekteringen av graden av vakuum. The switch according to the invention has many advantages, one of which is the detection device in the form of a "magnetron" which can work over a very large pressure range to provide usable data on the degree of vacuum in the switch. Another advantage is that the end shields maintain good high-voltage insulation characteristics and do not require additional sealing areas compared to known vacuum breakers. Other advantages are great sensitivity over a wide pressure range and require no additional power source for the detection of the degree of vacuum.

Claims

1. Vacuum interrupter comprising a container having a substantially evacuated volume, external voltage source, mutually movable contacts electrically connected to the voltage source and adapted to interrupt current within the evacuated volume, first and second electrically conductive vapor deposition shields spaced apart within the container to protect the internal parts of the container from metal vapor products from the refraction of the current in the evacuated volume, which shields form between them an annular bivolume and are electrically connected to one potential of the external voltage source, and the other shield is electrically in communication with an external area of the container, and current measuring equipment is arranged on the outside of the container in circuit relationship with the second shield and another potential of the voltage source, so that an electric field of sufficient strength appears in the annular bivolume to cause electron movement from the area of the first or second shield, which electrons interact with gas molecules in vivo the lumen to form gas ions which in turn act on one of the shields to thereby cause electric current through the current measuring equipment and give an indication of the amount of gas contained in the mainly evacuated volume.

2. Switch according to claim 1, characterized by a device in the container to produce a magnetic field in the annular bivolume, a current measuring device outside the container, which magnetic field is oriented in such a way in relation to the electric field that the electrons are moved in a path in the annular bivolume and causes the emitted electrons to remain in the annular bivolume for a longer time than if the magnetic field were not present, and so that the emitted interact with the gas molecules in the bivolume to a sufficient extent to form a number of gas ions to interact with one shield and thereby cause a ion electric current through the measuring equipment and give a reliable indication of the amount of gas contained in the mainly evacuated volume.

3. Breaker according to claim 1 or 2, characterized in that the first and second shield overlap each other in one dimension of the container.

4. Breaker according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field and the electric field have orthogonal components, so that the electrons move in a mainly helical path.

5. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the container is arranged in a metal cabinet with clamps for connection to an electrical circuit and connected with these clamps.

6. Switch according to one of claims 2-5, characterized in that means for producing the magnetic field are arranged axially symmetrical in relation to the container.

7. Switch according to one of claims 2-5, characterized in that means for generating the magnetic field are arranged axially asymmetrically in relation to the container.

8. Switch according to claim 6 or 7, characterized in that the means for generating the magnetic field are arranged inside the container.

9. A switch according to one of the preceding claims, characterized in that the container is arranged in a frame, and that a encapsulated resistor is arranged in isolation in the frame and with its one contact connected to the electrical conductor on the outside of the container, and its other contact is connected to the current measuring equipment.