DE2644234A1 - Vakuumschalter - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA 7g ρ j j ^ 3 BRD

Vakuumschalter.

Die Erfindung betrifft einen Vakuumschalter mit einem feststehenden und einem bewegbaren topfförmigen Schaltkontakt, deren ringförmige Seitenteile einander mit ebenen Kontaktflächen zugewandt sind und die in Segmente durch Schlitze unterteilt sind, die sich zumindest über einen Teil der ringförmigen Seitenteile erstrecken.

Derartige Vakuumschalter sind bereits bekannt (man vergl. die DT-PS 1 196 751). Die Schlitze, welche die ringförmigen Seitenteile der Schaltkontakte in Segmente unterteilen, sind dabei gegenüber den Stegachsen geneigt. Vorzugsweise sollen diese Schlitze in den beiden Schaltkontakten entgegengesetzte Richtung zueinander haben. Zweck dieser Anordnung ist es, einen gegenüber der Achse der Schaltkontakte winkelig geneigten Strompfad zu erzielen, der ein Magnetfeld erzeugt, unter dessen Einfluß ein zwischen den Kontaktflächen beim Schalten entstehender Lichtbogen auf einer Kreisbahn entlang des Randes der Seitenteile mit hoher Geschwindigkeit bewegt werden soll. Mit dieser Lichtbogenbewegung soll eine

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örtliche Überhitzung der Kontakte und die damit verbundene Erzeugung eines hohen Dampfdruckes, die zu einer Wiederzündung des Lichtbogens führt, verhindert werden. Bei dieser Kontaktformgebung hat jedoch der Strom in den Schaltkontakten auf Grund der schrägen Schlitze noch eine merkliche axiale Komponente, die den erwünschten Effekt beeinträchtigt.

Es ist weiterhin bekannt (man vergl. die DT-PS 2 015 528), bei einem Vakuumschalter mit topfförmigen Schaltkontakten dessen Schaltkontakte bei einer ebenen kontaktgebenden Fläche so auszubilden, daß der die Schaltkontakte durchfließende Strom möglichst nahe der kontaktgebenden Fläche einem praktisch ausschließlich tangential zur Achse der Schaltkontakte gerichteten Weg folgt. Hierzu verlaufen die die ringförmigen Seitenteile der Schaltkontakte in Segmente unterteilenden Schlitze, ausgehend von senkrechten Einschnitten, im wesentlichen parallel zur Kontaktfläche.

Schließlich ist es Gegenstand eines älteren Vorschlags, zum Unterdrücken multipler Wiederzündungen und Reduzieren der Sperrfestigkeit der Schaltkontakte bei kleinen Abständen, bei einem Vakuumschalter mit ebenen Schaltkontaktflächen in den Kontaktflächen Aussparungen in Gestalt einer Vielzahl von Vertiefungen bis Durchbohrungen vorzusehen.

Bei den bekannten Schaltkontakten ist der Boden ganz oder überwiegend geschlossen. Dadurch kann zu Beginn des Ausschaltvorgangs der Metalldampfdruck bei großen Strömen die vom Antrieb vorgegebene Öffnungsgeschwindigkeit unerwünscht vergroßem. Außerdem wird durch das behinderte Abströmen des Metalldampfes das Schaltvermögen des Vakuumschalters eingeschränkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Vakuum-

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schalter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Kontaktboden mindestens eines Schaltkontakts mit Durchbrüchen versehen ist.

Die Durchbrüche im Kontaktboden sind dabei vorzugsweise mehrere konzentrisch angeordnete Bohrlöcher. Anzahl und Durchmesser der Bohrungen werden zweckmäßigerweise so ausgelegt, daß für den ersten Abschnitt der Schaltbewegung bei Erreichen der Mindestlöschentfernung der Durchtrittsquerschnitt für den Metalldampf im Boden mindestens ebenso groß ist wie der seitliche Ringspalt, der bei der Trennung der Schaltkontaktstücke entsteht.

Ein erfindungsgemäßer Vakuumschalter hat den Vorteil, daß durch die Durchbrüche im Kontaktboden mindestens eines Schaltkontakts während des Ausschaltvorgangs laufend, vorwiegend unmittelbar nach der galvanischen Trennung der Schaltkontaktstücke, Metalldampf abströmen und eine bessere Entionisierung der Schaltstrecke stattfinden kann. Dadurch wird das Schaltvermögen des Vakuumschalters erhöht und das unerwünschte Ansteigen der Kontaktöffnungsgeschwindigkeit verhindert.

An Hand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. Einander entsprechende Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt
Pig. 1 einen Schnitt durch einen schematisch dargestellten Vakuumschalter gemäß der Erfindung,

Pig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schaltkontakts,

Pig. 3 eine Draufsicht auf den Schaltkontakt nach Pig. 2 mit

abgenommenem Kontaktring,
Pig. 4 eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Schaltkontakts und
Pig. 5 eine Draufsicht auf den Schaltkontakt nach Pig. 4.

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Der in Pig. 1 schematisch dargestellte Vakuumschalter weist ein evakuiertes Gehäuse auf, das aus einem zylindrischen Isolierkörper 3 aus Glas oder Keramik und zwei die Stirnseiten des Isolierkörpers 3 vakuumdicht verschließenden metallisehen Endplatten 4,5 besteht. Innerhalb dieses vakuumdichten Gehäuses sind einander gegenüberstehend zwei trennbare Schaltkontakte 1,2 angeordnet, von denen einer an einem feststehenden massiven Kontaktbolzen 6 und der andere an einem bewegbaren massiven Kontaktbolzen 7 befestigt ist. Die Kontaktbolzen dienen gleichzeitig als Stromzuführungen. Der bewegliche Kontaktbolzen 7 ist mit einem Metallbalg 8 verbunden, der das Vakuumschaltrohr zwischen dem beweglichen Kontaktbolzen 7 und der Endplatte 5 hermetisch abdichtet. Üblicherweise ist in Vakuumschaltern eine Abschirmung 9 zum Schutz des Isolierkörpers 3 vor einem Niederschlag von Metallpartikelchen vorgesehen, die beim Abschalten aus den Schaltkontakten 1,2 verdampfen oder aus diesen herausgerissen werden können.

Pig. 2 zeigt in Seitenansicht und Pig. 3 in Draufsicht von den beiden in diesem Ausführungsbeispiel symmetrisch ausgebildeten Schaltkontakten 1,2 als Beispiel den Schaltkontakt 1. Der Schaltkontakt 1 besteht aus einem metallischen Kontaktträger und einem dünnen metallischen Kontaktring 15» der in Pig. 3 zur besseren Übersicht weggelassen ist. Der am Kontaktbolzen befestigte Kontaktträger weist ein ringförmiges Seitenteil und einen Kontaktboden 14 auf. Das ringförmige Seitenteil 11 ist in Segmente 12 durch Schlitze 13 unterteilt, die sich in diesem Ausführungsbeispiel bis in den Boden 14 des Kontaktträgers fortsetzen. Die Schlitze 13 können beispielsweise durch Einsägen des aus Kontaktboden 14 und ringförmigem Seitenteil 11 bestehenden Kontaktträgers hergestellt werden,, so daß im Kontaktträger Segmente 11 übrigbleiben, die sich vom Seitenteil 11 bis in den Boden 14 fortsetzen. Im Kontaktboden 14 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Durchbrüche 16 konzentrisch angeordnete Bohrlöcher vorgesehen. Der Schaltkontakt hat vorzugsweise einen Kontaktdurchmesser von ungefähr 90 mm

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und eine Ringbreite des ringförmigen Seitenteils 11 von ungefähr 20 mm. Bei einer vorgegebenen Mindestlöschentfernung von ungefähr 2,5 mm sind zweckmäßig 8 Bohrungen mit ungefähr 8 mm 0 vorgesehen. Durch diese Bohrungen kann, wie bereits erläutert, der Metalldampf abströmen und eine bessere Entionisierung der Schaltstreeke stattfinden.

In den Figuren 4 und 5 ist ein v/eiterer erfindungsgemäßer SGleitkontakt dargestellt. Der Schaltkontakt ist wiederum topfförraig ausgebildet. Das ringförmige Seitenteil 11 hat eine ebene Oberfläche. Diese ebenen Oberflächen sind in diesem Ausführungsbeispiel die Kontaktflächen der wiederum symmetrisch ausgebildeten Schaltkontakte 1 und 2, mit denen diese einander zugekehrt sind. 'Das ringförmige Seitenteil 11 des Schaltkontakts ist; in drei Segmente 12 durch Schlitze 13 unterteilt, die - von senkrechten Einschnitten in der Kontaktfläche ausgehend - sich dann parallel zur Oberfläche des Seitenteils 11 erstrecken. Im Boden 14 des Schaltkontakts sind in diesem Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung nicht beschränkt ist, als Durchbrüche 16 sechs konzentrisch angeordnete Durchbohrungen vorgesehen.

4 Patentansprüche

5 Figuren

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Leerseite

Claims (4)

1. Patentans2rüch

   Vakuumschalter mit einem feststehenden und einem bewegbaren topfförmigen Schaltkontakt, deren ringförmige Seitenteile einander mit ebenen Kontaktflächen zugewandt sind und die in Segmente durch Schlitze unterteilt sind, die sich zumindest über einen Teil der ringförmigen Seitenteile erstrecken, da durch gekennzeichnet , daß der Kontaktboden (14) mindestens eines Schaltkontakts (1,2) mit Durchbrüchen (16) versehen ist.
2. 2. Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß die Durchbrüche (16) mehrere im Kontaktboden (14) konzentrisch angeordnete Bohrlöcher sind.
3. 3. Vakuumschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß Anzahl und Durchmesser der Durchbrüche (16) im Kontaktboden (14) so ausgelegt sind, daß für den ersten Abschnitt der Schaltbewegung bei Erreichen der Mindestlöschentfernung der Durchtrittsquerschnitt für den Metalldampf im Kontaktboden (14) mindestens ebenso groß ist wie der seitliche Ringspalt, der bei der Trennung der Schaltkontakte (1,2) entsteht.
4. 4. Vakuumschalter nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet , daß der Durchmesser der Schaltkontakte .(T, 2) ungefähr 90 ram und die Ringbreite des ringförmigen Seitenteils (11) ungefähr 20 mm betragen und daß im Kontaktboden (14) der Schaltkontakte (T,2) acht konzentrisch angeordnete Durchbohrungen mit ungefähr 8 mm 0 vorgesehen sind.

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   ORIGINAL INSPECTED