DE2250362A1 - Vakuumschalter - Google Patents

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. GERHARD LIEDL -München 22, Steinsdorfstraße

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KABUSHIKI KAISHA MEIDENSHA No. 2-1-17, Ohsakl, Shlnagawa-ku, TOKYO / Japan

Vakuumschalte r

Die Erfindung betrifft einen Vakuumschalter, insbesondere für einen Hauptstromkreis mit mehreren Unterbrechungsstellen, in evakuierten Gehäusen, die feststehende und bewegliche Schaltstücke aufweisen. Der Schalter soll insbesondere in Verbindung mit mehrphasigen elektrischen Einrichtungen zur Anwendung kommen.

N/M

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Vakuumschalter werden in Verbindung mit mehrphasigen Spannungsverteilereinrichtungen verwendet. Normalerwelse werden hierbei Unterbreehungsstellen, die In evakuierten Gehäusen angeordnet sind, den einzelnen Stromphasen zugeordnet, Jede Unterbrechungsstelle In einem evakuierten Gehäuse weist ein feststehendes Schaltstück und ein bewegliches Schaltstück auf. DIo Schaltstücke sind Innerhalb einer Vakuumkammer untergebracht, die eine Metall-zu-Isolatlonsabschlrmung darstellt. Bei einem typischen Vakuumschalter Ist die Metallzu-Isolatlonsabschlrmung umgeben von einer evakuierten Umhüllung, welche normalerweise aus Glas oder Keramik besteht. Die feststehenden und beweglichen SchaltstUcke werden von feststehenden und beweglichen elektrischen Elektroden gehalten, welche zueinander ausgerichtet sind und durch Flansche oder Abschlußplatten aus dem Unterbrechungsstellengehäuee hinausragen. Diese Flansche bzw. Abschlußplatten sind an beiden Enden der evakuierten Umhüllung angebracht. Die feststehende Elektrode Ist an einer dieser Abschlußplatten befestigt, während die bewegliche Elektrode axial verschiebbar durch eine öffnung in der anderen Abschlußplatte hindurchragt. Diese Stelle Ist hermetisch abgedichtet durch einen Metallbalg, der von der beweglichen Elektrode Innerhalb der Vakuumkammer getragen wird. Die bewegliche Elektrode bzw. das bewegliche Schaltstück ist In Richtung auf das feststehende Schaltstück und von diesem weg bewegbar. Hierzu wird ein Steuermechanlsmus verwendet, der In geeigneter Weise 4lne Anordnung von Solenolden oder Federn enthält. Die beweglichen SchaltstUcke, welche am inneren Ende der beweglichen Elektrode befestigt sind, werden so durch einen Bereich, In welchem eich ein Llchbogen bildet, mit dem feststehenden Schaltstück In und außer Kontakt gebracht. Derartige Hochspannungs-VakuumschaUer sind weltverbreitet bei der Spannungsverteilung Im mittleren Spannungeberelch.

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Sie weisen hervorragende und rasche Schalteigenschaften auf, Sie körnen in kleinen Behältern untergebracht werden und ihre Lebensdauer ist verhältnismäßig lang. Auch können sie leicht installiert werden. Auch ist Ihr. Betrieb frei von Feuer- und Explosionsgefahr.

Die in den Unterbrechungestellen in den evakuierten Gehäusen eines einzelnen Schalters sind mittels isolierender Aufbauten an einem gemeinsamen Träger befestigt, Der Schalter wird derart angeordnet, daß seine beweglichen Schaltstücke abwärts gerichtet sind und mit Betätigungselementen des Steuermechanismus, welche unter den Unterbrechungsstellen angeordnet sind, ausgerichtet, sind. Die Verwendung der isolierenden und tragenden Aufbauten, welche den einzelnen Unterbrechungsstellen zugeordnet sind, benötigen einen verhältnismäßig großen konstruktiven Aufwand beim gesamten Schalteraufbau. Hieraus resultiert ein hoher Zeltaufwand und Arbeltsaufwand beim Anordnen des Schalters. Da nun die einzelnen Unterbrechungsstellen in den evakuierten Gehäusen getrennt voneinander an der Tragvorrichtung durch entsprechende Trägermittel angebracht werden müssen, Ist eine extrem und peinlich genaue Ausrichtung bei der Anordnung der Unterbrecherstellen in den evakuierten Gehäusen notwendig.. Die Unterbrecherstellen müssen nämlich genau mit den zugeordneten Betätigungselementen des Steuermechanismus, die den einzelnen Unterbrechungsstellen zugeordnet sind, ausgerichtet sein.

Die Unterbrecherstellen In den Vakuumgehäusen werden normalerweise von isolierenden Tragelementen gehalten. Sie liegen dabei mit ihren oberen Abschlußplatten, die an der Seite der feststehenden Schaltstücke angeordnet sind, auf, während die unteren Abschlußplatten auf der Seite der beweglichen Schaltstücke nicht gestützt sind. Um nun die

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Kräfte, welche auf die unteren Abschlußplatten der Unterbrecherstellen aufgrund der aufwärts und abwärts gerichteten Bewegungen der beweglichen SchaltstUcke einwirken, auszugleichen, Ist es wichtig, daß die unteren Abschlußplatten durch eine nicht allzu geringe Anzahl von zusätzlichen Verstärkungselementen verstärkt sind, damit die Abschlußplatten den Kräften, die auf sie einwirken, widerstehen können. Da die beweglichen SchaltstUcke von dem Steuermechanismus der unterhalb der Unterbrecheretellen angeordnet Ist, angetrieben werden, Ist es notwendig, daß die Unterbrecherstellen von dem darunter liegenden Steuermechanismus einen ausreichenden Abstand aufweisen. Es sollte daher der Träger bzw. die Tragvorrichtung für die Unterbrecherstellen eine ausreichende Höhe aufweisen, so daß Aufwärt»-und Abwärtsbewegungen der beweglichen SchaltstUcke sowie des Steuermechanismus In ausreichendem Maße ermöglicht werden. Dies wirkt sich natürlich bei der Gesamtgröße der Schalteinrichtung aus.

Derart große und unhandliche Schalteinrichtungen sowie das Erfordernis der genauen Anordnung und Justierung der Unterbrecherstellen bei dem Zusammenbau der Schaltanordnung erhöhen den Produktions- und Installationsaufwand sowie die hierzu notwendigen Kosten. Hieraus ergeben sich Hindernisse bei der wirtschaftlichen Herstellung von Vakuumschaltern, insbesondere auf einer groß angelegten wirtschaftlichen Basis.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vakuumschalteranordnung zu zeigen, die für eine groß angelegte Produktion geeignet ist. Demzufolge soll der Vakuumschalter wirtschaftlich herstellbar, installierbar und zu betreiben sein. Diese Aufgabe wird bei einem Vakuumschalter mit mehreren Unterbrecherstellen in evakuierten Gehäusen, die je ein feststehendes und bewegliches Schaltstück aufweisen

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und die an einer Tragvorrichtung mittels Isolierender MIttel befestigt sind, sowie mit einem Steuermechanismus zur Betätigung der beweglichen SchaltstUcke erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Isolieraufbau, der mehrere im gleichen Abstand voneinander angeordnete, nach oben hin geöffnete Abtelle aufweist, an der Tragvorrichtung ^⁶" festigt Ut, daß die evakuierten Gehäuse mit den darin befindlichen Unterbrecherstellen In den Abtellen des !solleraufbaues angeordnet sind, wobei die feststehenden Schaltstücke der Unterbrecherstellen nach oben und die beweglichen SchaltstUcke der Unterbrecherstellen durch den Isolieraufbau hindurch nach unten gerichtet sind und daß der Steuermechanismus, dessen Betätigungsmittel die beweglichen SchaltstUcke auf die feststehenden Schaltstücke zu- und wegbewegt mit den Abtellen des Isolieraufbaues und somit mit den beweglichen Schaltstücken ausgerichtet Ist.

Der Isolleraufbau, der die evakuierten Gehäuse mit den darin befindlichen Unterbrechungsstellen trägt, Ist aus einem Isoliermaterial gefertigt. Dieser Isolleraufbau Ist daher während des Betriebes der Schalteinrichtung verziehenden oder anderen Deformationskräften infolge des Gewichtes der Unterbrechungsetellen unterworfen. Um nun ein Verziehen oder eine Deformation des Isolieraufbaues zu vermelden, sind geeignete Verstärkungsmittel vorgesehen, obgleich derartige Mittel kein wesentliches Erfordernis sind. Die verstärkenden Mittel können Wandelemente sein, welche mit einem Ende an der unteren Fläche der Bodenwand des Isolieraufbaues und mit dem anderen Ende direkt durch geeignete Verbindungsmittel mit der Tragvorrichtung verbunden sind. Die Wandelemente sind bevorzugt aus Isoliermaterial geformt. Bevorzugt können die Wandelemente zwischen benachbarten beweglichen SchaitstUcken der In den Vakuumgehäusßn befindlichen Uaterbrachmfgsstellen angeordnet sein.

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Die Erfindung zeigt somit einen Vakuumschalter mit mehreren In evakuierten Gehäusen angeordneten Unterbrechungsstellen, die an einer gemeinsamen Tragvorrichtung mittels eines gemeinsamen Isolle raufbaue β befestigt sind. Die einzelnen, In den evakuierten Gehäusen befindlichen Unterbrechungestellen sind In Abtellen, welche In den Isolieraufbau eingeformt sind, untergebracht, wobei Ihre feststehenden SchaltstUcke nach oben gerichtet und Ihre beweglichen SchaltstUcke nach unten aus dem Isolle raufbau heraus gerichtet sind. Die Abtelle des Isolieraufbaues sind mit dem Steuermechanismue.der unter den beweglichen SchaltstUcke η angeordnet ist, so daß eine genaue Justierung bei der Anordnung der In den evakuierten Gehäusen befindlichen Unter· brechungsstellen bezüglich des Steuermechanismus nicht mehr erforderlich Ist.

Weitere Vorteile bestehen darin, daß die Schaltanordnung eine kompakte und einfache Konstruktion sowie geringe Abmessungen aufweist. Die einzelnen, in den evakuierten Gehäusen untergebrachten Unterbrechuqgsstellen sind auf einfache Weise von der Tragvorrichtung Isoliert und von dieser gehalten. Die Unterbrechungsstellen können genau mit dem Steuermechanismus ohne erheblichen Zeitaufwand und genaue Positionsjustierung zum Steuermechanismus während de· Zusammenbaues ausgerichtet werden. Weiterhin gewährleistet die Erfindung, daß die Unterbrechungsstellen in den evakuierten Gehäusen so an einer gemeinsamen Tragvorrichtung mittels eines Isolleraufbaues befestigt werden können, ohne daß verstärkende und zusätzliche Mittel an den unteren Abschlußscheiben an der Seite der beweglichen Schaltstücke notwendig sind.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen und der nun folgenden Beschreibung soll die Erfindung sowie Vorteile der Erfindung näher erläutert werden. Ee zeigen:

I 0 ¹J a IG/ 0 ⁽) i 3

Fig. IA Ansichten von oben von bekannten Vakuumschaltern; bis 4A

Fig. IB Seitenansichten von entsprechenden Vakuumschaltern

^{blS 4B} in den Fig. IA bis 4A;

Flg. 5A eine Ansicht von oben eines bevorzugten Ausführungsbetspiels eines Vakuumschalters;

Flg. 5B eine Frontansicht eines Vakuumschalters In der Flg. 5A;

Fig. 5C eine Seitenansicht eines Vakuumschalte rs In den Fig. 5A

und 5B;

Flg. 6 eine schnittbtldliche Ansicht In vergrößertem Maßstab

einer bevorzugten Anordnung zur Halterung der Unterbrechungsstellen des Vakuumschalters In den Fig. 5A, 5B und 5C;

Fig. 7A eine Frontansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungs-

belspleles eines Vakuumschalters;

Flg. 7B eine Seitenansicht eines Vakuumschalters in Fig. 7A und

Flg. & eine Frontansicht eines weiteren beforzugten Ausführungsbeispieles eines Vakuumschalters.

In den Flg. IA und IB let ein am meisten gebräuchliches Ausführungsbetsplel eines bekannten Vakuumschalter dargestellt. Dieser Vakuumschalter enthält eine Tragvorrichtung 10, welche drei aufgerichtete.

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isolierende Tragsäulen 12a, 12b, 12c trägt, die In gleichem Abstand voneinander angeordnet Bind. Der Schalter Ist geeignet zur Schaltung eines dreiphasigen Stromkreises. Die isolierenden Tragsäulen 12a, 12b und 12c sind an Ihren oberen Enden mit Auflageflachen 14a, 14b und 14c versehen. Diese Auflageflächen 14a, 14b und 14c sind geeignet, um Unterbrechungsstellen 16a, 16b, 16c, welche In evakuierten Gehäusen untergebracht sind, Innerhalb der Isolierenden Tragsäulen 12a, 12b und 12c mittels Abschlußplatten 18a, 18b, 18c aufzuhängen, Die Unterbrechungestellen 16a, 16b, 16c In den evakuierten Gehäusen besitzen an den Selten, an denen die feststehenden Schaltstücke angeordnet sind, somit die Abschlußplatten 18a, 18b und 18c. Dieee befinden sich an den oberen Selten der Unterbrechungsstellen. Am Boden der Unterbrechungsstellen, und zwar an der Seite, an der die beweglichen SchaltstUcke vorgesehen sind, sind Abschlußplatten 2Oa₁ 20b und 20c vorgesehen. Die Unterbrechungsstellen bzw. Unterbrechungeeinheiten 16a, 16b, 16c weisen somit feststehende Schaltstücke 22a, 22b und 22c auf, die nach oben hin durch die oberen Abschlußplatten 18a, 18b und 18c hindurchragen. Des weitere η besitzen die Unterbrechungeeinheiten bewegliche SchaltstUcke 24a, 24b und 24c, welche abwärts gerichtet durch die unteren Abschlußplatten 20t, 20b und 20c hindurchragen. Die feststehenden und beweglichen Schaltetücke jeder Unterbrechungeeinheit sind zueinander ausgerichtet und tragen an Ihren Inneren Enden feststehende und bewegliche Kontaktelemente, die Innerhalb der Unterbrechungseinheiten angeordnet sind und daher In den Figuren nicht sichtbar sind. Die oberen feststehenden SchaltstUcke 22a, 22b und 22c sind mit Leitungen 26a, 26b und 26c verbunden. Die unteren beweglichen Schaltstück« sind mit Leitungen 28a, 28b und 28c verbunden. Die beweglichen Schaltstück» 24a, 24b und 24c sind nach unten gerichtet und mit Betätlgungselementen eines nicht

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dargestellten Steuermechanismus ausgerichtet, Dieser Ist Innerhalb der Tragvorrichtung 10 angeordnet.

Auf diese Welse Ist das bewegliche Schaltstück einer jeden Unterbrechungseinheit 16a, 16b, 16c axial verschiebbar In Richtung auf das zugeordnete feststehende Schaltstück und von diesem wieder weg bewegbar. Hierbei wird der bewegliche Kontakt durch eine Lichtbogenzone Innerhalb der Unterbrechungseinheit bewegt. Die Bewegung des _x beweglichen Schaltstückes erfolgt aufgrund eines Betätigungselementes des Steuermechanismus, wobei der Antrieb durch eine Feder und/oder ein Solenoid des Steuermechanismus erfolgt.

In den Flg. 2A und 2B ist ein weiteres Beispiel für einen bekannten Vakuumschalter dargestellt. Dieser Vakuumschalter enthält eine Tragvorrichtung 10', die eine senkrecht angeordnete Wand aufweist, welche auf einer horizontal angeordneten Plattform steht. Die senkrecht angeordnete Wand der Tragvorrichtung 10' trägt drei isolierende Tragrahmen 12a, 12b und 12c, welche mit Auflageflächen 14a, 14b und 14c versehe a sind. Die Auflageflächen sind neben der senkrechten Wand der Tragvorrichtung 10' angeordnet. Die Unterbrechungselnheiten 16a, 16b und 16c in den evakuierten Gehäusen sind innerhalb der isolierenden Tragrahmen 12a, 12b, 12c aufgehängt, wobei die Abschlußplatten 18a, 18b, 18c auf den entsprechenden Auflageflächen 14a, 14b und 14c aufliegen. Die feststehenden Schaltstücke 22a, 22b und 22c der Unterbrechungeeinheiten sind daher nach oben gerichtet und die beweglichen Schaltstücke 24a, 24b und 24c der Unterbrechungeeinheiten sind nach unten gerichtet, wie es In den Fig. IA und IB dargestellt 1st. Die unteren beweglichen Schaltstücke 24a, 24b nod 24c sind unveränderbar mit den Betätigungselementen

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des Steuermechanismus ausgerichtet. Dieser Steuermechanismus Ist unter den einzelnen Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c oder auf der horizontalen Plattform der Tragvorrichtung 10' angeordnet. Der Steuermechanismus Ist Im einzelnen nicht dargestellt.

Bei den beiden soeben beschriebenen bekannten Vakuumschaltern sind die einzelnen Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c in den Vakuumgehäusen in der gemeinsamen Tragvorrichtung 10 bzw. 10' aufgehängt. Es werden hierzu Isolierende, senkrecht angeordnete Säulen bzw. Rahmen 12a, 12b und 12c verwendet, die voneinander unabhängig und Im Abstand voneinander angeordnet sind. Hieraus resultiert eine unhandliche Konstruktion der Schalteranordnung, so daß die Gesamtanordnung verhältnismäßig groß Ist und beim Zusammenbau ein großer Zeltaufwand und Arbelteaufwand notwendig ist. Dies ergibt sich Insbesondere dann, wenn die Unterbrechungeeinheiten an der Tragvorrichtung befestigt werden und In genaue Lage innerhalb der Tragsäulen bzw. -rahmen gebracht werden, so daß diese Tragsäulen bzw. -rahmen eine genaue Ausrichtung zwischen den beweglichen Schaltetücken der einzelnen Unterbrechungseinheiten und den zugeordneten Betätigungselementen des darunterliegenden Steuermechanismus ermöglicht wird. Die Verwendung von unabhängigen Tragsäulen bzw. -rahmen 12a, 12b und 12c erfordert, daß eine den Unterbrechungsstellen 16a, 16b und 16c entsprechende Anzahl von Säulen bzw. Rahmen vorgesehen sind. Hieraus und Insbesondere aus der Ausgestaltung dieser Säulen bzw. Rahmen, In die Auflageflächen 14a, 14b und 14c eingeformt sind, folgen erhöhte Produktionekosten und Installatlonskosten fUr den Vakuumschalter.

Die Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c in den Vakuumbehältern der Vakuumschalter in den Fig. IA und IB bzw 2A und 2B

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werden, wie oben dargestellt, von Tragsäulen bzw. -rahmen 12a, 12b und 12c getragen. Es sind hierzu an der Seite, an der die feststehenden Schaltstücke vorgesehen sind, Abschlußplatten 18a, 18b und 18c vorgesehen. Bei dieser Anordnung der Unterbrechußgselnheiten ist es notwendig, daß die unteren Abschlußplatten 20a, 20; und 20c, welche auf der Seite der beweglichen Schaltstücke angeordaet sind, verstärkt werden, damit sie den Kräften, die auf sie einwirken, widerstehen können. Diese Kräfte wirken dann ein, wenn die beweglichen Schaltstücke 24a, 24b und 24c durch den Steuermechanismus angetrieben werden, so daß sie sich nach oben und nach unten während des Schaltbetriebes bewegen. Es müssen daher geeignete zusätzliche, nicht dargestellte Glieder an den Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c vorgesehen sein, um die Abschlußplatten 20a, 20b und 20c an der Seite, an der die beweglichen Schaltstücke angeordnet sind, zu verstärken. Hieraus resultiert eine weitere Vergrößerung der Anordnung und der Herstellungskosten des Schalters. Um umgestörte Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der beweglichen Schaltstücke 24a, 24b und 24c zu ermöglichen, muß der Steuermechanismus In genügendem Abstand unterhalb der Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c angeordnet sein. Die isolierenden Tragsäulen bzw. -rahmen 12a, 12b und 12c müssen daher an der Tragvorrichtung 10 bzw. 10' In ausreichender Höhe angeordnet sein. Hieraus resultiert, daß die Tragvorrichtung 10 bzw. 10' eine ausreichende Höhe aufweist. Dadurch wird die Gesamtgrö&e des Schalters erhöht. Um eine ausreichende mechanische Festigkeit des Schalters zu erreichen, müssen daher erhöhte Produktionskosten und Installationekosten aufgewendet werden.

Die soeben beschriebenen Nachteile der bekannten Vakuumschalter werden etwas gemildert bei einem anderen Ausführungsbeispiel eines bekannten Vakuumschalters, der in den Fig. 3A und SB dargestellt ist.

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Bei diesem Schalter sind die Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c unveränderlich so angeordnet, daß Ihre feststehenden Schaltstücke 22a, 22b und 22c nach oben gerichtet sind und ihre beweglichen SchaltstUcke 24a, 24b und 24c nach unten gerichtet sind. Die Unterbrechungeelnhelten werden von einer Tragvorrichtung 10* gehalten, die der Tragvorrichtung in den Flg. 2A und 2B ähnlich Ist. Die Unterbrechungeelnhelten 16a, 16b und 16c in dem Vakuumbehälter werden so getragen, daß sie an der senkrecht stehenden Wand der Tragvorrichtung 10' aufgehängt sind. Es werden hierzu obere isolierende Tragarme 30a, 30b und 30c verwendet, welche mit einem Ende an der senkrecht stehenden Wand der Tragvorrichtung 10' und mit dem anderen Ende an der oberen Abschlußplatte auf der Seite der feststehenden Schaltetücke mit den Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c verbunden sind. Zur Befestigung werden außerdem die Leitungen 26a, 26b und 26c, durch welche die oberen feststehenden SchaltstUcke 22a, 22b und 22c hindurchragen, verwendet. Auf der Seite der beweglichen SchaltstUcke sind die beweglichen SchaltstUcke 24a, 24b und 24c verschiebbar durch die Leiter 28a, 28b und 28c hlndurchgefUhrt. Die Leiter sind hierbei an der senkrecht stehenden Wand der Tragvorrichtung 10' mittels unterer, isolierender Tragarme 32a, 32b und 32c befestigt. Die isolierenden Tragarme 30a bis 30c und 32a bis 32c bestehen normalerweise aus Porzellanröhren, wie dargestellt.

Der In den Fig. 3A und 3B dargestellte Vakuumschalter weist eine einfachere Konstruktion auf im Vergleich mit dem Schalter In den Flg. IA und IB und 2A und 2B. Dies liegt daran, daß die senkrecht stehenden Tragsäulen bzw. -rahmen 12a, 12b und 12c, welche erhältnismäßig große Ausdehnungen besitzen, in Fortfall kommen.

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Dieser Vorteil wird jedoch durch die Schwierigkeit, welche bei der Einstellung und^ Justierung der Lage der einzelnen Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c entsteht, wieder aufgehoben. Bei der Ausrichtung der Unterbrechungseinheiten bezüglich des darunter liegenden SteuermechanlBmus müssen die oberen und unteren Porzellanarme, welche In doppelter Anzahl verglichen mit den Unterbrechungseinheiten vorliegen, eingestellt werden. Außerdem besteht nach wie vor die Notwendigkeit, daß zusätzliche Verstärkungsmittel vorgesehen sind, welche die aus der aufwärts- und abwärtsgerichteten Bewegung der beweglichen SchaltstUcke resultierenden Kräfte, die auf die Unterbrechungseinheiten einwirken, kompensiert werden. Außerdem muß ein genügender Abstand zwischen dem Steuermechanismus und den Unterbrechungseinheiten vorgesehen sein, damit die beweglichen Schaltstücke ungestört bewegt werden können, wie im vorstehenden schon ausgeführt wurde. Diesbezüglich weist daher der Vakuumschalter in den Fig. 3A und 3B die gleichen Nachteile auf.

Die Anzahl der Einzelteile des Sehalters können in einem anderen bekannten Ausführungsbeispiel vermindert werden, wie dies in den Flg. 4A und IB dargestellt ist. Der in diesen Figuren gezeigte Vakuumschalter benützt eine Tragvorrichtung, welche Im wesentlichen aus einem Paar von im Abstand voneinander angeordneten, parallelen Seitenplatten 34 und 31'. Diese Seitenplatten 31 und 34' tragen an ihren oberen Enden ein Isolierträgerglied.36, welchtjs sich quer zur Tragvorrichtung erstreckt. Die Unteibrechungseinheiten 16a, 16b und 16c in den evakuierten Gehäusen sind unveränderbar in der Weise atigeordnet, daß ihre feststehenden Schaltstücke 22a, 22b und 22c iiacn oben gerichtet flitkd und ihre birAt.'ft-Hchen Schaltatücke 2Ia₁ 2ib und 24t nach unten };orichtot sin·!.

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Die Unterbrechungseinheiten hängen von dem Einheitsisolierträgerglied 30 nach unten. Sie sind an ihren oberen Abschlußplatten 18a, 18b und 18c an der Seite der feststehenden SchaltstUcke befestigt und im gleichen Abstand voneinander, wie es in Fig. 4A dargestellt ist, angeordnet. Die Leitungen 26a, 26b und 26c an der Seite der feststehenden Schaltstücke Sinti mit den oberen, feststehenden Schaltstücken 22a, 22b und 22c verbunden, während die Leitungen 28a, 28b und 28c auf der Seite der beweglichen SchaltstUcke mit den entsprechenden unteren beweglichen SchaltstUcken 24a, 24b und 21c verbunden sind. Letztere werden von einem gemeinsamen Isolierglied 38 getragen, welches mit den in Abstand voneinander angeordneten Seitenplatten 31 und 31' verbunden ist und sich parallel zum isolierträgerglied 36 erstreckt. Der Aufbau des Schalters Ist In den Flg. IA und 4B dargestellt. Im Vergleich zu den im vorstehenden beschriebenen bekannten Schaltern ist diese AusIUhrungsform einfacher gebaut. Es ergeben sich jedoch Schwierigkeiten bei der Einstellung der Lagen der einzelnen Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c. Weiterhin ergeben sich Probleme bei der Verstärkung der Unterbrechungseinheiten wegen der Bewegungen der beweglichen SchaltstUcke 24a, 24b und 24c. Außerdem bereitet es Schwierigkeiten, einen ausreichenden Abstand zum Steuermechanismus, der unterhalb der Unterbrechungseinheiten liegt, so vorzusehen, daß die Bewegung der SchaltstUcke nicht gestört wird.

Dio im vorstehenden beschrielencn Schwierigketten bei den bekannten Vakuumschaltern werden durch eiiu-n Vakiumi.sc halter gemäß der Erfindung beut Ί'Η',ί. I'»ii Ausfuhrun#!.bt!isi>it;l nines derartigen urflndungB-gt'inäßen Vukunm s-haUci;i ist in d»m Fig. 5Λ bis fiC dargestellt.

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Bezugnehmend auf die Flg. 5A bis 5C enthält der Vakuumschalter ge- mllß dor Erfindung Ohio Trngvo-ri'lohtuug, woleho parallele und im Abstand voneinander angeordnete Seitenplätten 40 und 40' aufweist. Mittels eines Verbindungsgliedes 42 sind diese Seitenplatte« 40 und 40' miteinander verbunden. Die Bodenplatten 40 und 40' tragen an ihren oberen Enden einen einheitlichen bzw. gemeinsamen Isolieraufbau 44, der aus einem festen Isoliermaterial gebildet ist. Dar Isolieraufbau 44 ist mittels geeigneter Befestigungsmittel an den Soltcnplatlou 40 und 40' befestigt, wobol als Bofesifgun^omitiol beispielsweise Bolzen, welche allgemein mit der Bezugsziffer 46 bezeichnet sind, vorgesehen sind. Der Vakuumschalter in diesen Figuren wird in Verbindung mit einer dreiphasigen elektrischen Einrichtung verwendet und es sind daher drei Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c vorgesehen. Diese werden von dein gemeinsamen Isolieraufbau 44 getragen. Die Unlerbrechungsoinholten Bind dabol mit thron Abschlußplatten 20a, 20b und 20c an der Seite der beweglichen Schaltstücke direkt mit dem Boden des Isolieraufbaues 44 verbunden. Die feststehenden Schaltnocke 22a, 22b und 22c der TJnterbrochungneinheiten 16a, 16b und 16c in den evakuierten Gehäusen ragen daher durch die Abschlußplatten 18a, 18b und 18c auf der Seite der feststehenden Schaltstücke nach oben. Die beweglichen Schaltstücke 24a, 24b und 24c ragen nach unten aus dem Boden des Isolieraufbaues heraus. Die oberen feststehenden Sehaltstücke 22a, 22b und 22c sind mit Leitungen 28a, 28b und 28c und die unteren beweglichen Schaltstücke 24a, 24b und 24c sind mit den Leitungen 28a, 28b und 28c verbunden.

Dio bcwcipflielum fiehiiltaMicko 20a, 2db und 24c rogon somit nach unten durch dou Boden dos InollorauCbauon 44 und nlnd Über Kontakt-

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federn 48a, 48b und 48c, welche auch durch andere Formen von Verbindungselementen ersetzt sein können, mit nicht dargestellten Betätigungselementen eines geeigneten Steuermechanismus 50 verbunden. Dieser Steuermechanismus 50 ist unterhalb der einzelnen, in den evakuierten Gefäßen enthaltenen Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c angeordnet. Der Steuermechanismus 50 kann mittels einer geeigneten Feder und/oder einer Solenoid-Anordnung (nicht dargestellt) betrieben werden und kann auf verschiedene bekannte Art und Weise konstruiert sein. Der Steuermechanismus bewirkt die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der beweglichen Schaltstücke 24a, 24b und 24c. Hierdurch werden die beweglichen Kontaktelemente innerhalb der Unterbrechungseinheiten in oder außer Kontakt mit den zugeordneten, feststehenden Kontaktelementen, welche mit den oberen, feststehenden Schaltstücken 22a, 22b und 22c verbunden sind, während der Schaltvorgänge gebracht. Der detaillierte Aufbau des Steuermechanismus ist für das Verständnis vorliegender Erfindung von nicht allzu großer Bedeutung, so daß auf eine weitere eingehende Beschreibung desselben verzichtet werden kann.

Der gemeinsame Isolieraufbau 44 enthält drei Abteile oder Fächer, welche nebeneinander in seitlicher Richtung des IsoUeraufbaues angeordnet sind. Diese Abteile bzw. Fächer werden von Trennwänden oder Trennrippen 44a, 44b, 44c und 44d gebildet, welche aus einem Stück mit dem Isolieraufbau 44 bestehen oder angeformte Teile sind. Diese Trennwände oder -rippen 44a bis 44d sind im wesentlichen im gleichen Abstand voneinander angeordnet und nehmen eine solche Lage ein, daß die Abteile bzw. Fächer mit den Betätigungselementen des Steuermechanismus 50, der unter dem Isolieraufbau 44 angeordnet ist, ausgerichtet sind. Die Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c in

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den evakuierten Gehäusen sind in diesen Abteilen bezw. Fächern des Isolieraufbaues 44 derart angeordnet, daß die unteren beweglichen Schaltstücke 24a, 24b und 24c der Unterbrechungseinheiten mit den entsprechenden Betätigungselementen des Steuermechanismus 50 ausgerichtet sind. Es ist hierzu keine genaue Einrichtung und kein genaues Einrücken der einzelnen Unterbrechungselemente relativ zum Steuermechanismus während des Einbaues notwendig. Falls erwünscht, können Isolierstege 52a, 52b, 52c und 52d an den Trennwänden oder -rippen 44a, 44b, 44c und 44d des Isolieraufbaues44 vorgesehen sein, so daß die Unterbrechungseinheiten 16a, 16b und 16c in bestimmten Entfernungen voneinander isoliert sind. Diese Isolierstege 52a bis 52d können aus einem Stück mit den Trennwänden oder -rippen 44a bis 44d bestehen oder als unabhängige Glieder mit diesen Trennwänden und -rippen durch geeignete Befestigungsmittel verbunden sein.

Der soeben beschriebene Vakuumschalter besitzt drei Unterbrechungseinheiten, welche drei verschiedenen Phasen eines Stromes zugeordnet sind. Eine derartige Anordnung soll jedoch lediglich zur Erläuterung der Erfindung dienen. Die Zahl der Unterbrechungseinheiten und damit die Anzahl der Abteile bzw. Fächer, welche in den Isolieraufbau eingeformt sind, ist jedoch nicht beschränkt und kann in Abhängigkeit von der Anzahl der Phasen der elektrischen Einrichtung mit der der Vakuumschalter betrieben wird, gewählt werden.

In Fig. 6 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum Halten für jede Unterbrechungseinheit in dem evakuierten Gehäuse dargestellt. Die Unterbrechungseinheit ist dabei in einem Abteil bzw. in einem Fach des Isolieraufbaues, wie er in vorstehendem beschrieben wurde, angeordnet. In Fig. 6 ist lediglich die Unterbrechungsein-

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heit 16a der Einfachheit halber gezeigt. Die in Fig. 6 gezeigte Anordnung entspricht jedoch den Anordnungen, die auch bei den restlichen Unterbrechungseinheiten zur Anwendung kommen.

Wie aus Fig. 6 erkennbar ist, ist die Unterbrechungseinheit 16a am Boden des Isolieraufbaues 44 befestigt. Das untere bewegliche Schaltstück 24a ist axial bewegbar und erstreckt sich nach unten und außerhalb des Isolieraufbaues 44. Sie ragt dabei durch eine Öffnung 60, welche im wesentlichen in der Mitte des Bodens des Abteiles bzw. des Faches zwischen den Trennwänden bzw. -rippen 44a und 44b vorgesehen ist. Das bewegliche Schaltstück 24a wird axial verschiebbar an seinem nach unten vorstehenden Teil in einem ringförmigen Leiterelement 62 aufgenommen, das mit dem zugeordneten Leiter 28a an der Seite der beweglichen Schaltstücke verbunden ist. Das bewegliche Schaltstück 24a ist somit ständig elektrisch mit dem Leiter 28a verbunden. Diese Verbindung wird durch das gleitende Aneinanderlicgen des Schaltstückes und des ringförmigen Leiterelementes erzielt. In den Boden des speziellen Abteiles bzw. Faches des Isolieraufbaues ist weiterhin eine geeignete Anzahl von Öffnungen, welche mit 64 und 64' bezeichnet sind, eingebracht. In vorliegender Zeichnung sind dies zwei Öffnungen. Durch diese Öffnungen ragen Bolzen 66 und 66', mit denen der Leiter 28a an die untere Abschlußplatte 24a befestigt ist. Zur Befestigung sind weiterhin Muttern 68 und 68' vorgesehen. Das ringförmige Leiterelement 62 wird dicht vom Leiter 28 aufgenommen und ist fest an der Bodenfläche des Isolieraufbaues 44 angebracht. Es sind hierzu Befestigungsmittel 70 und Befestigungsbolzen 72 und 72', welche mit Öffnungen versehen sind, vorgesehen. Das obere feststehende Schaltstück 22a ist mit einem Leiter 26a verbunden. Dieser wird durch geeignete Befestigungsmittel, wie beispielsweise

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einen Bolzen 74, bezüglicher der Unterbrechungseinheit 16a in der richtigen Lage gehalten. Der Bolzen 74 ist an der Verschlußplatte 18, welche an der Seite der feststehenden Schaltstücke vorgesehen ist, wie es in der Figur dargestellt ist.

Zurückkommend auf die Fig. 5A bis 5C ist auszuführen, daß der gemeinsame Isolieraufbau 44 aus einem Isoliermaterial, wie im vorstehenden schon erwähnt, besteht. Der Isolieraufbau ist Verfarmungskräften unterworfen aufgrund der Biegekraft, welche aus den Ger Wichten der Unterbrechungseinheiten 16a, 15b und 16c resultiert. . Um ein Verziehen des Isolieraufbaues zu vermeiden, können geeignete Verstärkungsmittel vorgesehen sein, so daß die auf den Isolieraufbau einwirkende, nach unten gerichtete Kraft kompensiert wird. Bevorzugte Ausführungsbeispiele derartiger Verstärkungsmittel sind in den Fig. 7A, 7B und 8 dargestellt.

Die Verstärkungsmittel für den Vakuumschalter in den Fig. 7A und 7B enthalten zwei im Abstand voneinander angeordnete Seitenwände 54 und 54'. Diese erstrecken sich vom Boden des Isolieraufbaues und sind mit einem Querträger, der an beiden Enden mit den Seitenplatten 40 und 40' befestigt ist, verbunden. Der Querträger ist an den Seitenplatten der Tragvorrichtung mittels Bolzen 58 befestigt und nimmt die unteren Enden der einzelnen Seitenwände 54 und 54' auf. Die Seitenwände 54 und 54' bestehen bevorzugt aus Isoliermaterial. Diese Seitenwände können bevorzugt so angeordnet sein, daß sie zwischen benachbarte bewegliche Schaltstücke 24a, 24b und die zugeordneten Elemente angeordnet sind. Wie dargestellt, sind dadurch die beweglichen Schaltstücke sowie die zugeordneten Elemente seitlich voneinander isoliert.

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Die Verstärkungselemente der Schalteinrichtung in Fig. 8 enthalten andererseits ein Paar von Bügeln bzw. Wandgliedern 7G und 76'. Diese sind am Boden des Ißolierauibaiies 44 befestigt, so daß sie /.wischen benachbarte, bewegliche Schaltstücke 24a, 24b und 24c dor Unterbrechungseinheiten l(!a, IGb und IGc angreifen. Sie sind seitwärts nach auRoη gekrümmt, so daß ihre unteren Enden an den fkJitonnlattcn 40 und 40' befestigt sind. Diese Befestigung erfolgt mittels Bolzen 78 und 78', wie dargestellt. Falls die Bügel 76 und 7G' aus einem Isoliermaterial bestehen, dienen sie gleichzeitig zur seitlichen Isolierung benachbarter beweglicher Schaltstücke 24a, 24b und 24c der Unterbrechungseinheiten IGa, IGb und IGc.

Bei jeder der Anordnungen der im vorstehend beschriebenen Verstärkungsmittel ist es wesentlich, daß die Wandglieder 54 und 54' bzw. 76 und 76' so angeordnet sind, daß sie die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der beweglichen Schaltstücke und deren zugeordnete Elemente nicht beeinflussen.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß der Vakuum-Hchalter gemäß der Erfindung, dadurch daß er für die Unterbrechungseinheiten einen gemeinsamen Isolieraufbau vorsieht, wesentlich vereinfacht werden kann. Durch diesen vereinfachten Aufbau des Schalters gemäß der Erfindung und durch die Anordnung von Fächern im Isolieraufbau, welche gleichen Abstand voneinander aufweisen, wird erzielt, daß die mühsame und genaue Positionierung der einzelnen Unterbrechungseinheiten bezüglich des darunter liegenden Steuermechanismus entfallen kann. Es werden hierdurch die Herstellungskosten der Schalteranordnung wesentlich herabgesenkt.

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Der Zusammenbau der Schalteranordnung wird außerdem wesentlich vereinfacht und wirkungsvoller gestaltet. Der Vakuumschalter gemäß der Erfindung ist daher für eine groß angelegte Produktion von standardisierten Ausführungsformen mit standardisierten Abmessungen geeignet.

Da nun die Unterbrechungseinheiten in den evakuierten Gehäusen mittels ihrer Abschlußplatten au der Seite der beweglichen Schaltstücke mit dem Isolieraufbau verbunden sind, benötigen die Unterbrechungseinheiten keine weiteren Verstärkungsglieder, da die Abwärts- und Abwärtsbewegungen der beweglichen Schaltstücke der Unterbrechungseinheiten und des Steuermechanismus vom Träger aufgefangen werden. Es wird hierdurch eine Tragvorrichtung mit relativ geringer Größe erzielt.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Vakuumschalter, insbesondere tür einen Hauptstromkreis, mit melmuen Unterbroehungseinheilon bzw. -stollen in einem evakuierten (iehüuso, (Ii i j<; ein feststehendes und bewegliches Schaltstück aufweiten und di(! an (iinor Tragvorrichtung mittel.'; isolierender iviittel bfil'ii.ilijjt sind, und mit einem ''teuermeehnnismus zur Betätigung der beweglichen Schalt:.lücke, dadurch gekennzeichnet, daß (!in Isolieraulb in (14), der im lneie im gleichen Abfitand voneinander aitijnordoefe, t 'ich oben hin ^oüffnete Abttule Ιι·,ν/. Fiicher aufwoiat, au der Triiiivorrichhui;¹,· (K)) befestigt it;t, daß dii! evakuierten Goliiiuse mit den d irin befiudlii'hen UnterbrechunijF.iitcillen (L(Ja, b,c) in ύαη Abteilen bzw. Fiichfii'ii de.'J iRolierauflifuiOH (44) angeordnet sind, wobei die f(;;;h'iteh(Miden i!t;lmlt£jtürko (22a,h,c) tbr UnterbrechungsfiUillen (lüa,b,c) n i.-li oljen und die beweglichen Schaltstücke (24a, b,e) der Unterbrechuii^ii.slelUüi durch den Iiiolieraulbau (4t) lündurch nach unten gerichtet {;ii)d, und dal! der fttciiermechaniFiinuM (Π0), dessen ii''t:itijiuii'i;;mittel die bewejrlichen Schaltfitücke (2'.!i, b, c) auf die festiHch(!i)den Schalt.sfiii Iu; (:i2a,b, e) zn-und wegbewe^t, mit den Abteihin b/.v/. J''ä(.:hern (Um lijolioiautbuues (44) und somit mit den beweglichen i'clialtfitücken (üla,b,e) ausgerichtet ist.

   ?.. Vakuumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolioruulbau (H) Trennwände (Ha,b,e,d) aufweist, welche die Abteile bzw. Fächer bilden und welche so angeoidnt t sind, daß die beweglichen F.chalffitik k<; (21:i,b,c) der Unterbrechungr.stellen(16a, b. c) mit den enl?!prec.'h<M!di!n HetätigungKelemtintcsn des Struurmcchanismus (f»0) ausgerichtet siii'l.

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   3. Vakuumschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung des Isolieraufbaues (44) am Boden desselben Verstärkungsmittel vorgesehen Rind.

   4. Vakuumschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verstärkungsmittel als Wandglieder (54, 5G bzw. 76) ausgebildet sind, welche mit einem Ende am Boden des Isolieraufbaues (44) und mit den anderen Enden an der Tragvorrichtung befestigt sind.

   5. Vakuumschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die WandglLeder aus Isoliermaterial bestehen.

   6. Vakuumschalter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Wandglieder zwischen zwei benachbarte bewegliche Schaltstücke (22a,b, c) angeordnet ist.

   7. Vakuumschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsmittel wenigstens einen Querträger (56) aufweisen, der im wesentlichen parallel zum Isolieraufbau (44) angeordnet ist und mit der Tragvorrichtung verbunden ist, und daß die Wandglieder (54) über diesen Querträger (56) mit der Tragvorrichtung verbunden sind.

   8. Vakuumschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Isolieraufbau (44) desweiteren Isolierstege (52a, b, c,d) vorgesehen sind, welche zu beiden Seiten einer jeden Unterbrechungseinheit (J0a,b,c) angeordnet sind.

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   9. Vakuumschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekonnzeichnet, daß die beweglichen Schaltstücke (24a, b,c) axial verschiebbar nach unten gerichtet sind und aus dem Isolieraufbau (44) hie raus ragen, wobei sie durch eine Öffnung (GO) eines jeden Abteiles bzw. Faches des Isolieraufbaues geführt sind, und daß jedes bewegliche Schaltstück über ein ringeförmiges Leiterelement (62), in welchem es gleitend geführt ist, mit einem Leiter (28a), der an der Bodenfläche des Isolieraufbaues angeordnet ist, elektrisch verbunden ist.

   10. Vakuumschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück des Leiters (28a) an der Abschlußplatte (20a,b,c) der Unterbrechungseinheit an der Seite der beweglichen Schaltstücke befestigt ist.

   11. Vakuumschalter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Leiterelement (62) mittels Befestigungselemente, welche eine Öffnung aufweisen und das Schaltstück gleitend aufnehmen, an der Bodenfläche des Isolieraufbaues (44) angeordnet ist und mittels des Leiters (28a) am Boden des Isolieraufbaues (44) befestigt ist.

   12. Vakuumschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der feststehenden Schaltstücke (22a,b, c) elektrisch mit einem Leiter (26a,b, c) auf der Seite der feststehenden Schalt stücke verbunden ist, wobei wenigstens ein einstellbares Befestigungselement (74) vorgesehen ist, welches bezüglich der zugeordneten Unterbrechungseinlieiten (16a,b,c) feststehend ißt.

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   13. Vakuumschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement an der Abschlußplatte (18a) der entsprechenden Unterbrechungseinheit (16a, b,c) befestigt ist.

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