SE441480B - Anordning vid en vakuumstrombrytare - Google Patents

Description

7905517-4 2 Eftersom det är nödvändigt att använda ett metallbeslag för uppbärande av ljusbågsskärmen minskas krypsträckan för isoleringen avsevärt. Detta innebär att det är nödvändigt att förlänga isole- ringsröret för att säkerställa tillräcklig krypsträcka, vilket in- nebär ökad storlek för vakuumströmbrytaren. Vid den tidigare kända vakuumströmbrytaren med två vakuumbehållare ökar antalet förbindelsedetaljer. Vid denna konstruktion uppbäres dessutom ljusbågsskärmen vid förbindelsedelen, vilket medför en ökning av antalet förbindelsedelar och antalet svetsfogar, vilket kräver stor noggrannhet vid svetsningen. En annan nackdel är att antalet monteringssteg ökar, vilket ger försämrad arbetseffektivitet. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en motståndskraftig bäranordning för en ljusbågsskärm vid en vakuum- strömbrytare, vilken bäranordning effektivt förhindrar försämring av isoleringen i ett vakuumkärl, samtidigt som vakuumströmbryta- ren kan göras mindre och enklare att framställa.

Detta uppnås enligt uppfinningen huvudsakligen genom att varje bärorgan är cylindriskt och försett med dels en rörformig bärdel dels ett utåt ombockat ändparti som bildar skallen till en rörnit, vilket ändparti är inbäddat i mantelns insida, Och att hålet i respektive förbindelseorgan är beläget i ett ihåligt cy- lindriskt fästorgan, som är anordnat att träs över bärdelen på respektive bärorgan, varvid åtminstone ena änden av varje förbin- delseorgan är fäst vid ljusbågsskärmen.

Uppfinningen beskrives närmare nedan med hänvisning till bi- fogade ritningar, på vilka fig. 1 är en delvis skuren frontalvy av en vakuumströmbrytare med en bäranordning för en ljusbägsskärm enligt en utföringsform av uppfinningen, fig. 2 visar i större skala detaljen A i fig. 1, fig. 3 visar i större skala detaljen B i fig. 1, fig. 4 är en perspektivvy av ett förbindelseorgan som ingår i en utförings- form av uppfinningen, fig. 5 och 6 visar längdsnitt genom en anordning enligt uppfinningen vid monteringen, fig. 7 är ett längdsnitt genom en del av en anordning enligt uppfinningen enligt en modifierad ut- föringsform, och fig. 8 är en perspektivvy som visar ytterligare en modiríkation av en bäranordning enligt uppfinningen.

Pâ ritningarna användes samma hänvisningsbeteckningar för att hetvukna samma eller likandc detaljer i de olika figurerna.

I fig. l-Ä visas en utföringsform av en bäranordning enligt uppfinningen. I fig. 1 visas en vakuumströmbrytare, vilken innefattar en cylindrisk mantel 1 av glas samt ett par ändplattor 13 och lä, vilka är hermetiskt förbundna med de axiella ändarna av manteln 1 med 7905517-4 3 hjälp av rörformade flänsar 11 resp. 12, vilka är inbäddade i ändarna av manteln 1. Vakuumströmbrytaren innefattar dessutom en fast och en rörlig kontaktstång 15 resp. 16, vilka är hermetiskt tätt förda genom ändplattorna 15 resp. 1H på så sätt, att de ligger i linje med varandra i mantelns axelriktning. Den rörliga kontaktstången 16 är vid sin övre ände fäst vid den övre änden av en bälg 17, vars undre ände är förbunden med ändplattan lü, så att den rörliga kontaktstång- en 16 är rörlig uppåt och nedåt i förhållande till den fasta kontakt- stången 15 och kan röras mot och bort från denna. Elektriska kontak- ter 15' resp. 16' är fästa vid den undre respektive den övre änden av kontaktstängerna 15 resp. 16.

En rörformig ljusbågsskärm 2 av metall är anordnad mellan kontaktstängerna 15, 16 och den isolerande manteln 1 under förhållan- den som innebär en flytande potentialskillnad, varvid ljusbågsskärmen omger de elektriska kontakterna 15' och 16'. Ett bärorgan 3 av me- tall är utformat som ett ihäligt, cylindriskt organ, exempelvis ett rör. Såsom framgår av fig. 2 innefattar bärorganet 3 en bärdel 31 samt ett ombockat ändparti 32, varvid ändpartiet 52 innefattar ett koniskt parti 321 som är utfört i ett stycke med den ena änden av bärdelen 51 och har en radie som gradvis ökas i riktning utåt samt ett ombockat parti 522, vilket är framställt genom ombockning av den ena änden av det koniska partiet 321 i riktning utåt. Med denna utformning ökas kontaktytan mellan det ombockade ändpartiet 52 och den cylindriska manteln 1 för att säkerställa stadig fastsättning av bärorganet 5 i manteln 1. Ett förutbestämt antal, exempelvis tre, bärorgan 3 är anordnade på så sätt, att deras längdaxlar är riktade radiellt inåt, och de ombockade ändpartierna 32 är placerade i väggen till den cylindriska manteln 1, medan bärdelarna 31 skjuter ut inåt från den isolerande manteln 1. Varje bärorgan 5 är framställt av ett material med samma värmeutvidgningskoefficient som materialet i den isolerande manteln 1. Ett förbindelseorgan H är utformat som en långsträckt platta, såsom visas i fig. M, och är bockat vid sitt mittparti, så att det är vinkelformat. Dessutom är förbindelseorganet M vid sina båda ändar krökt för att vara anpassat efter utsidan av ljusbågsskärmen 2. Förbindelseorganet U är på sin utsida (motsatt sida mot bockningsriktningen) försett med ett fästorgan H1, vilket är riktat utåt och är försett med ett hål med en lutande yta. Förbin- delseorganet H är såsom visas i fig. 1 och 3 anordnat på utsidan av ljusbågsskärmen 2 i dennas axelriktning. Ändarna av förbindelseorga- net Ä anligger mot ljusbågsskärmen 2 och är vid förbindelsepunkter 7905517-4 4 . Ä2 och H3 förbundet med ljusbågsskärmen 2 genom hårdlödníng eller svetsning (bâg- eller motståndssvetsning).

Såsom angivits ovan är förbindelseorganet Ä vinkelformat med sina båda ändar fastsatta vid ljusbågsskärmens 2 axiella ändar. Det- ta innebär att endast fästpunkterna ü2 och H3 hos förbindelseorganet H står i kontakt med ljusbâgsskärmen 2, medan den övriga delen av förbindelseorganet ligger på avstånd från utsidan av ljusbågsskärmen 2. Det på utsidan av ljusbâgsskärmen 2 fastsatta förbindelseorganet Ä förbinder såsom visas i fig. 1 och 3 ljusbågsskärmen 2 med bärorga- net 3 genom att bärorganets 3 bärdel 31 är införd i hålet i fästorga- net Ä1 på förbindelseorganet H. Antalet bärorgan 3 utanför ljusbågs- skärmen 2 är samma som antalet förbindelseorgan 4. Förbindelseorga- net H är framställt av ett material med samma värmeutvidgningskoeffi- cient som materialet i ljusbågsskärmen 2. .

Nedan beskrives ett sätt för montering av en vakuumströmbry- itare. Först beskrives ett sätt att förbinda den isolerande glasman- teln 1 med den tidigare beskrivna ljusbågsskärmen 2. I fig. 5 och _6 visar motsvarande hänvisningsbeteckningar som i fig. 1-Ä samma eller motsvarande delar, och dessa delar kommer därför icke att be- skrivas närmare. I Vid ett sätt att bädda in bärorgan 3 av metall i den isoleran- de manteln 1 uppvärmes bärorganet 5 genom induktionsuppvärmning, var- efter bärorganet 3 pressas mot insidan av manteln 1, vilken har upp- värmts till en förutbestämd temperatur, för att smälta glasmaterialet i den isolerande manteln 1, varefter det ombockade ändpartíet 32 av bärorganet 3 införes i manteln 1. Eftersom bärorganet 3 är rörfor- mat intränger smält glas i bärorganet, så att detta blir stadigt fastsatt. Därefter monteras den isolerande manteln 1 på ett under- lag 51 och fasthålles stadigt medelst en spännanordning 52. Förbin- delseorganet 4 införes därpå i den isolerande manteln 1 och bärorga- net 3 på insidan om manteln 1 införes i hålet i fästorganet 41 på förbindelseorganet 4. Förbindelseorganet U kommer därför såsom fram- 'går av fig. 5 att förbindas med manteln 1.

- Därefter införes ljusbågsskärmen 2 uppifrån i den isolerande manteln 1 och monteras på spännanordningen 52. Därvid föres de båda ändarna (den övre och den undre änden C, D, se fig. 6) av varje för- bindelseorgan 4 till kontakt med utsidan av ljusbågsskärmen 2 och förbindes med denna. Anslutningspunkterna C, D i fig. 6, vilka mot- svarar anslutningspunkterna mellan ljusbâgsskärmen 2 och förbindelse- organet Ä, förbindes med varandra genom svetsning, så att de båda delarna förbindes med_varandra. 7905517-4 5 Först åstadkommas förbindelse vid anslutningspunkten C, var- efter manteln 1 och ljusbågsskärmen 2 lösgöres från underlaget 51 och spännanordningen 52. Komponenterna vändes därefter upp och ned och monterad på underlaget 51 och spännanordningen 52. Därefter åstad- kommes förbindelsen vid kontaktpunkten D, varefter förbindelsen mel- lan den isolerande manteln 1 och ljusbågsskärmen 2 är färdig.

Vid montering av ändplattorna på den isolerande manteln pla- ceras den fasta ändplattan 13 med den fasta kontaktstången 15 och den rörliga ändplattan lä med den rörliga kontaktstången 16 och bälgen 17 vid ändarna av de rörformade flänsarna 11 resp. 12 vid ändarna av den isolerande manteln 1, i vilken ljusbâgsskärmen 2 är monterad, varefter ändplattorna förbindes med manteln genom svetsning för âstadkommande av en vakuumströmbrytare.

Av det ovanstående torde framgå att bäranordningen för en ljusbågsskärm vid en vakuumströmbrytare enligt uppfinningen har föl- jande fördelar. Eftersom bärorganet 3 är inbäddat i radiell rikt- ning i insidan av den isolerande glasmanteln 1 och är utformad som en axiellt symmetrisk, ihålig kropp kan smält glas införas i bäror- ganet, så att förbindelseytan mellan glasmaterialet i manteln 1 och bärorganet 3 förstoras, så att det blir möjligt att stadigt fastsätta bärorganet 3 i manteln 1.

Dessutom är det enkelt att montera bärorganet 3 på insidan av den isolerande manteln 1 genom att pressa bärorganet mot insidan av manteln, så att bärorganets ände blir inbäddad i manteln. Bärorganet 5 är vid det ombockade ändpartiet 52 försett med den konformade delen 321, vilken förstorar kontaktytan mot glasmateríalet. Detta medför att bärorganet 3 kan fastsättas mycket stadigt. Det är vidare möj- ligt att begränsa rörelsen hos ljusbâgsskärmen 2 och kontaktorganet 4 i radiell riktning (vilket motsvarar axiell riktning hos bärorga~ net 3) med hjälp av den koniska delen 321. Detta innebär att man kan förhindra skador på den isolerande manteln 1 även om oväntade krafter pålägges manteln, exempelvis vid framställningen.

Förbindelsen mellan den isolerande manteln 1 och ljusbågs- skärmen 2 kan utföras på enkelt sätt genom att bärorganen 5 på den isolerande manteln 1 införes i fästorganen M1 på förbindelseorganen 4.

Eftersom fästorganet Ä1 har en förutbestämd tjocklek kan förbindelsen mellan förbindelseorganet Ä och bärorganet 3 göras stadig, så att ljusbågsskärmen 2 blir säkert monterad. Eftersom fästorganet H1 på förbindelseorganet H dessutom är utformat med ett avsmalnande hål underlättas monteringen av fästorganet H1 på bärorganet 3. 7905517-4 6 Förbindelseorganet H är vinkelformat, vilket innebär att endast dess båda ändar är i kontakt med och är förbundna med ljusbågsskärmen 2, medan övriga delar av förbindelseorganet 4 ligger på avstånd från ut- sidan av ljusbågsskärmen 2. Till följd av detta uppbäres ljusbågs- skärmen 2 fjädrande av den isolerande manteln 1 under förmedling av förbindelseorganen Ä. Även om en stötkraft pålägges ljusbågsskärmen 2 vid slutning eller brytning av strömkretsen kommer därför denna stöt att upptagas av förbindelseorganen H. Om ljusbågsskärmen 2 de- fimmæraspå grund av värme kan denna deformation upptagas av förbindelse- organen Ä. Detta gör det därför möjligt att undvika att stötkrafter eller termisk deformation inverkar skadligt på bärorganen 3 och den isolerande glasmanteln 1, vilket förhindrar sprickor i manteln. På detta sätt är det möjligt att åstadkomma en vakuumströmbrytarc med god tillförlitlighet,- ocn hög livslängd.

Anslutningen mellan ljusbågsskärmen 2 och förbindelseorganen U kan ske genom hårdlödning eller svetsning (båg- eller motståndssvets- ning). Vid användning av motstândssvetsning (punktsvetsning) kan förbindelsen utföras på mycket enkelt sätt. Vid förbindelse mellan ljusbågsskärmen 2 och förbindelseorganen H genom bågsvetsning placeras först förbindelseorganets 4 båda ändar vid ändarna av ljusbågsskärmen 2, varefter svetsning genom bågsvetsning sker längs omkretsen av ljusbågsskärmen 2. Eftersom ändkanten av ljusbågsskärmen 2 är rund undvikes elektrostatisk koncentration vid detta område, varför det icke krävs något extra arbete för att undvika sådan koncentration.

Det bör observeras att förbindelseorganet Ä icke behöver vara bockat vid sitt mittparti, utan det kan även vara bockat på något *annat ställe. Dessutom är det inte nödvändigt att förbindelseorganet är vinkelformat, utan ett krökt förbindelseorgan kan även användas.

Kravet på formen hos förbindelseorganet Ä är att dess båda ändar skall fästas vid ljusbågsskärmen 2, medan övriga delar av för- bindelseorganet skall ligga på avstånd från ljusbâgsskärmen 2. Detta innebär att förbindelseorganet H förbindes med ljusbågsskärmen 2 på så sätt att det får en fjädrande effekt. Placeringen av fästorganet Ål på förbindelseorganet 4 är icke begränsad till míttpartiet, utan det är tillräckligt att välja placeringen av fästorganet H1 på så sätt, att den fjädrande effekten kan erhållas.

Eftersom ljusbågsskärmen 2 uppbäres av bärorgan 3 på insidan av den isolerande manteln 1 är det möjligt att åstadkomma ett vakuum- kärl genom att isolera behållaren, utan att det krävs förbindelse mellan två behållare såsom är fallet vid tidigare kända anordningar.

Därför finns inget ledande material på utsidan av kärlet, vilket sä- 7905517-4 7 kerställer lång krypsträcka, så att man kan göra en vakuumströmbrytare med små dimensioner.

Vid jämförelse med tidigare kända vakuumströmbrytare, vilka är framställda genom förbindelse av två isolerande behållare, kan vakuumströmbrytaren enligt föreliggande uppfinning framställas med mindre förbindelsepartier. Detta innebär att tätningen förbättras och att monteringsarbetet underlättas. Antalet svetsningsoperationer minskas, och vakuumströmbrytaren kan göras billigare och mera till- förlitlig.

I fig. 7 visas en modifikation av förbindelseorganet 4. Vid denna utföringsform skjuter icke fästorganet H1 ut från plattans ut- sida utan är utformat som ett hål för ett bärorgan. Förbindelseorga- net M är dessutom anslutet till ljusbågsskärmen 2 endast vid en ände.

Förbindelseorganet, vars form visas i tvärsnitt i fig. 7, är fram- ställt genom plastisk deformering av en plan platta.

I fig. 8 visas en annan modifierad utföringsform av ett för- bindelseorgan 5. För att åstadkomma förbindelse mellan ljusbågs- skärmen och bärorganet är förbindelseorganet 5 utformat på så sätt, att dess ena ände är anordnad att fästas vid ljusbågsskärmen 2, me- dan dess andra ände är utformad med ett gaffelformat parti, vars skänklar 51 är ombockade vid sina ändpartier 53. Med detta förbindel- seorgan 5 är det möjligt att inte endast placera bärorganet 5 mellan skänklarna 51 utan även att låta de ombockade partierna 53 omsluta en fläns vid den yttre änden av bärorganet 3.

Uppfinningen är icke begränsad till ovan beskrivna utförings- exempel, utan ändringar kan vidtagas inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (4)

7905517-4- 8 Patentkrav

1. Anordning vid en vakuumströmbrytare, innefattande en isole~ rande, cylindrisk mantel (1) av glas, ett par ändplattor (13, 14), vilka är monterade vid mantelns ändar, en fast och en rörlig kon- taktstång (15 resp. 16), vilka är förda genom var sin av ändplat- torna och är anordnade i linje med varandra i mantelns axelrikt- ning och vilka vid sina mot varandra vända ändar uppbär elektriska kontakter (15', 16') och en i huvudsak cylindrisk ljusbågsskärm (2) så anordnad i den isolerande manteln att den koaxiellt omger de elektriska kontakterna samt är uppburen av ett flertal bäror- gan (3) via förbindelseorgan (4) i form av långsträckta plattor, varvid bärorganen är likformigt fördelade runt och inbäddade i den isolerande mantelns insida medan varje förbindelseorgan är försett med ett hål anbragt över respektive bärorgan, vilket är riktat i huvudsak radiellt i manteln, varjämte bärorganen är framställda av ett material med i huvudsak samma värmeutvidgnings~ koefficient som glaset i manteln, k ä n n e t e c k n a d av att varje bärorgan (3) är cylindriskt och försett med dels en rörfor- mig bärdel (31) dels ett utåt ombockat ändparti (32) som bildar skallen till en rörnit, vilket ändparti är inbäddat i mantelns (1) insida, och att hålet i respektive förbindelseorgan (4) är beläget i ett ihåligt cylindriskt fästorgan (41), som är anordnat att träs över bärdelen (31) på respektive bärorgan (3), varvid åtminstone ena änden av varje förbindelseorgan är fäst vid ljus- bågsskärmen (2).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att varje förhindelseorgan är bockat så att det är vinkelformat och att bärorganen är likformigt fördelade i huvudsak runt mitten av den isolerande manteln.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att varje förbindelseorgan (4) är bockat vinkelformigt i huvudsak vid sitt mittparti och skjuter ut mot den isolerande mantelns (4) in- sida, och att bägge ändarna av varje förbindelseorgan är fästade vid ljusbågsskärmens (2) ändar.

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, kpä n n e t e c k- n a d av att förbindelseorganen (4) är framställda av ett material med samma värmeutvidgningskoéfficient som ljusbågsskärmen (2).