DE1248775B - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
HOIh
Deutsche Kl.: 21 c - 35/09
Nummer: 1 248 775
Aktenzeichen: V 28885 VIII d/21 c
Anmeldetag: 15. Juli 1965
Auslegetag: 31. August 1967
Die Erfindung betrifft Vakuumschalter mit Schaltkontakten und drei Metallschirmen, die alle in einem
vakuumdichten Hochvakuumgefäß aus Dielektrikum und Metall angeordnet sind und einer der Metallschirme
gegenüber den Schaltkontakten isoliert und in Form einer geschlossenen Kammer mit Öffnungen
zur Durchführung von Einführungsstäben ausgeführt ist und zwischen den zwei anderen die Potentiale je
eines der Schaltkontakte besitzenden, nichtisolierten Metallschirms angeordnet ist.
Es sind Vakuumschalter mit Schaltkontakten bekannt, die in einem Hochvakuumgefäß aus Dielektrikum
und Metall angeordnet sind, die auch drei Metallschirme enthalten, von denen zwei die Potentiale
der ihnen zugeordneten Einführungen besitzen und zur Herabsetzung der elektrostatischen Feldstärke
an den Lötstellen zwischen Metall und Dielektrikum dienen, während der dritte Schirm von den Einführungen
isoliert ist und die Gefäßinnenwände vor Aufdampfung des Kontaktmaterials schützt.
Es ist auch bekannt, den isolierten Metallschirm bei Vakuumschaltern gegenüber den Schalterkontakten
in Form einer geschlossenen Kammer mit Öffnungen zur Durchführung von Einführungsstäben
auszubilden. '
Diese bekannten Vakuumschalter weisen den Nachteil auf, daß die gesamte an dem dielektrischen
Teil des Gefäßkörpers anliegende Spannung sich an der Lötstelle zwischen Dielektrikum und Metall konzentriert,
so daß die Metallschirme, die zur Herab- 3« setzung der elektrostatischen Feldstärke an den Lötstellen
zwischen Dielektrikum und Metall gedacht sind, ihre Aufgabe nicht erfüllen, wodurch das Entstehen
von Durchschlägen nicht nur innerhalb, sondern auch außerhalb des Schaltergefäßes begünstigt
wird.
Auch ist bei den bekannten Vakuumschaltern durch die Konstruktion und die gegenseitige Anordnung der
Metallschirme die Gefahr, daß sich Durchschläge über die langen Wege entwickeln können, nicht
beseitigt, wodurch die elektrische Festigkeit dieser Schalter herabgemindert wird.
Durchschläge über einen langen Weg können unmittelbar nach dem Nulldurchgang des Lichtbogenstromes
entstehen, also gerade dann, wenn die während des Lichtbogenbrennens von den Elektroden
abgeschiedenen Gase von den den Elektrodenzwischenraum umgebenden Flächen noch nicht absorbiert
sind. In diesem Zeitpunkt entsteht im Schaltergefäß ein Druck, der dem linken Zweig der
Paschenschen Zündeinsatzkurve entspricht.
Bekanntlich ist dabei die elektrische Festigkeit im Hochspannungs-Vakuumschalter
Anmelder:
Vsesojusny elektrotekhnichesky institut im. V. I.
Lenin a, Moskau
Vertreter:
Dipl.-Chem. L. Zellentin, Patentanwalt,
Ludwigshafen/Rhein, Rubensstr. 30
Als Erfinder benannt:
Ida A. Lukatskaya, Moskau
Elektrodenfeld um so geringer, je größer dessen Länge ist. Bei diesen Drücken können die Durchschläge
nicht über die kürzesten, sondern über die längeren Umgehungswege entstehen.
Ein Durchschlag über einen längeren Weg verzögert die Stromunterbrechung und kann auch zu
einer Nichtausschaltung des Stromes und damit zur Zerstörung des Schalters führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu beseitigen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Abstände zwischen den Einführungsstäben und den Rändern der
Schirmöffnungen des isolierten Schirmes ebenso wie der Mindestabstand zwischen den isolierten und nichtisolierten Schirmen so bemessen, daß sie mit dem
Kontaktabstand im vollständig ausgeschalteten Zustand angenähert gleich sind. Die Luftspalte zwischen
dem isolierten und den jeweils angrenzenden nichtisolierten Metallschirmen sind in der Mitte des jeweiligen
dielektrischen Gefäßkörpers angeordnet. Die Abstände zwischen den äußeren Wänden sowohl des
isolierten als auch der nichtisolierten Metallschirme und den inneren Wänden des dielektrischen Gefäßkörpers
sind um einige Zehnerpotenzen geringer als der Durchmesser dieses Körpers.
Beim erfindungsgemäßen Vakuumschalter werden die langen Wege, über welche sich die Durchschläge
entwickeln können, vermieden. Auch wird eine maximal günstige Potentialverteilung im vakuumdichten
Gefäßkörper erreicht. Dadurch wird die elektrische Festigkeit des Vakuumschalters wesentlich erhöht.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand einer Zeichnung beschrieben.
Der Vakuumschalter besteht aus einem Vakuumgefäß, das grundsätzlich als ein in zwei Teile 1,2
unterteilter und an seinen Stirnseiten mit Metalldeckeln 3, 4 verschlossener Hohlzylinder aus dielek-
709 639/391
trischem Material ausgebildet ist. Die Metalldeckel sind mit den Zylinderteilen 1, 2 über metallene Ringe
5, 6, 7 und 8 verbunden.
Der Vakuumschalter enthält ferner zwei gleichachsig angeordnete aneinanderstoßende Schaltkontakte
9,10, die mit den stromführenden Einführungsstäben 11,12 in Verbindung stehen. Der eine Schaltkontakt,
beispielsweise der Schaltkontakt 10, ist mit seinem Träger, dem Einführungsstab 12 beweglich. Er
ist in das Vakuumgefäß über ein Wellrohr 13 eingeführt.
Die Schaltkontakte 9,10 sind von einem isolierten Metallschirm umgeben, der aus zwei Bechern 14, IS
zusammengesetzt ist. In den Stirnteilen der Becher sind Öffnungen 16,17 zur Durchführung der Einführungsstäbe
vorhanden. Für die Differenz der Radien der Becheröffnungen und den der Einführungsstäbe
wird aus der Bedingung der elektrischen Festigkeit entstandener Ringspalte der kleinste noch
zulässige Wert gewählt. Die Breite dieser Ringspalte soll dabei so groß wie der Hub des beweglichen
Schaltkontaktes sein.
Der Durchmesser und die Höhe der Metallschirme werden so gewählt, daß die Schirminnenflächen zumindest
auf einige Zentimeter von der Unterbrechungsstelle der Koniakte und folglich vom Lichtbogenkanal
entfernt sind. Dies ist erforderlich, um die Wahrscheinlichkeit der Zündung eines Kaskadenlichtbogens
zwischen den Schaltkontakten und den Metallschirmen herabzusetzen.
Der isolierte Metallschirm wird an einem metallenen Mittelring 18 befestigt, der an den Teilen 1, 2 des
dielektrischen Zylinders angelötet ist. Der Spalt zwischen der Innenwand des Zylinders und der Außenwand
des Metallschirmes wird möglichst klein gewählt, damit die elektrostatische Feldstärke an den
Lötstellen zwischen Metall und Dielektrikum an der Vakuumseite herabgesetzt und somit die Sicherheit,
daß an diesen Stellen keine kalten Emissionszentren und Kathodenflecke entstehen, erhöht wird. Bei einem
engeren Spalt wird auch die Entwicklung von Durchschlägen über lange Wege weniger wahrscheinlich.
Die Lötstellen zwischen den dielektrischen Teilen 1, 2 und den metallenen Zwischenringen 7, 8 sind vor
dem Entstehen von kalten Emissionszentren durch zylindrische Metallschirme 19, 20 geschützt, die auf
den Potentialen der Einführungsstäbe 11,12 liegen und an den zu der Gefäßmitte weisenden Stirnseiten
geschlossen sind. Jedoch weisen auch diese Stirnseiten Öffnungen 21, 22 auf, durch welche die Einführungsstäbe
11,12 mit Spiel durchgeführt werden. Diese Öffnungen sind außerdem dazu erforderlich,
um die Evakuierung der durch die Metallschirme unterteilten Räume und die Schaltbewegung des Einführungsstabes
12 zu ermöglichen.
Der Mindestabstand zwischen den nichtisolierten Metallschirmen 19,20 und dem isolierten aus den
Bechern 14,15 bestehenden Metallschirm wird nach dem gleichen Gesichtspunkt gewählt wie die Ringspaltbreite
zwischen den Einführungsstäben 11,12 und den Rändern der Öffnungen 16,17 im isolierten
Metallschirm.
Die Luftspalte zwischen dem isolierten und den
jeweils angrenzenden nichtisolierten Metallschirmen
, sind in der Mitte jedes der dielektrischen Teile 1, 2 'des Gefäßkörpers angeordnet, die beiderseits des
Mittelringes 18 liegen. Dabei erreicht die elektrostatische Feldstärke in den beiden Teilen 1,2 ihren
Maximalwert erst in der Mitte dieser Teile, also in einer größtmöglichen Entfernung von den Lötstellen
zwischen Dielektrikum und Metall.
ίο Der isolierte Metallschirm und die nichtisolierten
Metallschirme 19, 20 sind aus dünnem Metallblech (etwa 0,1 bis 0,3 mm) hergestellt, das eine qualitative
Entgasung dieser Teile mittels Hochfrequenz ermöglicht. Der Vakuumschalter wird nach Evakuierung
am Stutzen 23 verlötet.
Der äußere, außerhalb des Vakuumgefäßes liegende Teil des beweglichen Einführungsstabes 12 wird mit
der Stange des Schalterantriebs gedoppelt, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Vakuumschalter werden also die langen Wege, über welche sich die
Durchschläge entwickeln können, vermieden. Daneben wird auch eine maximal günstige Verteilung
der Potentiale im vakuumdichten Gefäßkörper erreicht.
Claims (3)
1. Vakuumschalter mit Schaltkontakten und drei Metallschirmen, die alle in einem vakuumdichten
Hochvakuumgefäß aus Dielektrikum und Metall angeordnet sind, und einer der Metallschirme
gegenüber den Schaltkontakten isoliert und in Form einer geschlossenen Kammer mit
Öffnungen zur Durchführung von Einführungsstäben ausgeführt ist und zwischen den zwei
anderen die Potentiale je eines der Schaltkontakte besitzenden, nichtisolierten Metallschirmen angeordnet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den Einführungsstäben und den Rändern der Schirmöffnungen
des isolierten Schirmes ebenso wie der Mindestabstand zwischen dem isolierten und den nichtisolierten Schirmen so bemessen sind, daß sie mit
dem Kontaktabstand im vollständig ausgeschalteten Zustand angenähert gleich sind.
2. Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftspalte zwischen dem
isolierten und den jeweils angrenzenden nichtisolierten Metallschirmen in der Mitte des jeweiligen
dielektrischen Gefäßkörpers angeordnet sind.
3. Vakuumschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen
den äußeren Wänden sowohl des isolierten als auch der nichtisolierten Metallschirme und den
inneren Wänden des dielektrischen Gefäßkörpers um einige Zehnerpotenzen geringer sind als der
Durchmesser dieses Körpers.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 1 279 859,
349 552, 1 353 284, 1 362 898, 1 382 653,
385 430.
Französische Patentschriften Nr. 1 279 859,
349 552, 1 353 284, 1 362 898, 1 382 653,
385 430.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB2562765A GB1099442A (en) | 1965-06-17 | 1965-06-17 | Vacuum circuit breaker |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1248775B true DE1248775B (de) | 1967-08-31 |
Family
ID=10230729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEV28885A Pending DE1248775B (de) | 1965-06-17 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1248775B (de) |
GB (1) | GB1099442A (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202007018426U1 (de) | 2007-01-24 | 2008-07-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Vakuumschalter |
DE102007004430A1 (de) * | 2007-01-24 | 2008-07-31 | Siemens Ag | Vakuumschalter und Verfahren zum Einstellen eines elektrischen Potentials |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3327390A1 (de) * | 1983-07-29 | 1985-02-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vakuumschaltroehre, insbesondere fuer einen niederspannungsschuetz |
EP2638554B1 (de) | 2010-11-10 | 2017-03-15 | Supergrid Institute | Verbesserungen an oder im zusammenhang mit isolatoranordnungen |
-
0
- DE DEV28885A patent/DE1248775B/de active Pending
-
1965
- 1965-06-17 GB GB2562765A patent/GB1099442A/en not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202007018426U1 (de) | 2007-01-24 | 2008-07-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Vakuumschalter |
DE102007004430A1 (de) * | 2007-01-24 | 2008-07-31 | Siemens Ag | Vakuumschalter und Verfahren zum Einstellen eines elektrischen Potentials |
DE102007004430B4 (de) * | 2007-01-24 | 2009-02-05 | Siemens Ag | Vakuumschalter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1099442A (en) | 1968-01-17 |
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