DE2321753A1

DE2321753A1 - Vakuum-unterbrecher

Info

Publication number: DE2321753A1
Application number: DE2321753A
Authority: DE
Inventors: Richard L Hundstad
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1972-05-03
Filing date: 1973-04-30
Publication date: 1973-11-15
Also published as: GB1423581A; CA979958A; JPS4941860A; CH567794A5; US3836740A; JPS5778538U

Description

DIPL-ING. KLAUS NEUBECKER

4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9

42,454 Düsseldorf, 27. April 1973

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Vakuum-Unte rbre ehe r

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Vakuum-Unterbrecher, insbesondere auf die Ausgestaltung von Kontaktkörpern, wie sie in solchen Vakuum-Unterbrechern Verwendung finden.

In Vakuum-Unterbrechern fließt der Strom normalerweise durch zwei in einem evakuierten Gehäuse oder Kolben angeordnete Kontakte. Diese Kontakte sind im Verhältnis zueinander beweglich und werden, wenn der Strom unterbrochen werden soll, von einander entfernt. Bei dieser Entfernung der Kontakte wird dazwischen ein Lichtbogen gebildet, über den der Strom weiterhin fließen kann, bis der Lichtbogen erlischt, was bei Wechselstrom normalerweise in Verbindung mit dem ersten Nulldurchgang erfolgt, Die Kontaktfläche muß den Lichtbogen von seiner Entstehung bei der Trennung der Kontaktkörper bis zu seinem Erlöschen, wenn

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Telefon (O211) 32O858 Telegramme Custopat

der fließende Strom etwa den Wert Null hat, führen können. Solange der Lichtbogen bestehen bleibt, sind die Kontakte einer sehr intensiven Erhitzung ausgesetzt. Die dabei frei werdende Lichtbogenenergie führt zu einem Schmelzen, einer Erosion und allgemein zu einer Beschädigung der Kontaktflächen. Um diese Beschädigung der Kontaktflächen zu verringern, hat es sich eingebürgert, den Lichtbogen um die Kontaktflächen herumwändem zu lassen. Durch eine solche Wanderbewegung des Lichtbogens wird dafür gesorgt, daß die Menge an Metalldämpfen oder Partikeln, die durch den Lichtbogen im Rahmen des ünterbrechungsvorgangs von den Kontaktflächen her erzeugt werden, auf ein Minimum zurückgeführt wird. Eine solche Lichtbogen-Wanderbewegung wird normalerweise durch selbstinduzierte Magnetfelder hervorgerufen, wie das in den USA-Patentschriften 3 089 936 und 3 417 216 beschrieben wird.

einen Erfindungsgemäß ist ein Vakuum-Unterbrecher, mit einenhersten und einen zweiten Kontaktkörper, der über eine Antriebsstange im Verhältnis zu dem ersten Kontaktkörper beweglich ist, umschließenden evakuierten Isoliergehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kontaktkörper einen scheibenförmigen Bereich aufweist, an den sich ein Ringabschnitt mit einer Mehrzahl Kontakt-Teilflachen anschließt, daß die Kontakt-Teilflächen an dem scheibenförmigen Bereich in einer Richtung abgestützt sind, bei der der Stromverlauf durch die Kontaktflächen senkrecht zu einem Lichtbogen zwischen den beiden Kontaktkörpern erfolgt, und daß der zweite Kontaktkörper ein Spiegelbild des ersten Kontakt-

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körpers ist.

Vorzugsweise sind die Kontaktkörper des Vakuum-Unterbrechers so gestaltet, daß das maximale Selbstinduktions-Magnetfeld entsteht, um eine wirksame Lichtbogen-Wanderbewegung hervorzurufen. Wird ein Magnetfeld vorgesehen,' das sich über den Lichtbogen erstreckt, und verläuft eine Komponente dieses Magnetfelds in einer Richtung senkrecht zur Richtung des in den Lichtbogen fließenden Stroms, so wandert der Lichtbogen in einer dritten Richtung weiter. Die Richtung, in der der Lichtbogen wandert, verläuft senkrecht zur Richtung des Stromflusses in dem Lichtbogen und senkrecht zu der Magnetfeldkomponente, die mit dem Stromfluß in dem Lichtbogen einen rechten Winkel einschließt. In einem Selbstinduktions-Magnetfeld rufen gerade parallele Schienen, in die der Strom am einen Ende eintritt, um sie durch das gegenüberliegende Ende wieder zu verlassen, die stärkste Asymmetrie in der Verteilung des Magnetfeldes und damit das größte Magnetfeld hervor, um einen Lichtbogen in einer speziellen vorgegebenen Richtung anzutreiben. Der Kontaktaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung ist so ausgelegt, daß die Stromführungsbahn durch die Kontakte annährend geraden parallelen Schienen entspricht, um die wirksamste Lichtbogen-Verschiebung zu erhalten.

Einer der Vorzüge der vorliegenden Erfindung geht auf den Verlauf des Stroms durch die Kontakte, der annährfend wie bei geraden parallelen Schienen erfolgt, zurück. Die beschriebenen

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Ausführungsformen der Erfindung machen in sehr effektiver Weise von dem Selbstinduktions-Magnetfeld Gebrauch, in-dem der Lichtbogen über die Kontaktfläche hinwegbewegt und dadurch die Lichtbogenenergie über die gesamte Kontaktfläche verteilt wird.

Zweckmäßigerweise können entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung zwei im Verhältnis zueinander bewegliche tassen-

sein förmige Kontaktkörper in einem Vakuum-Unterbrecher angeordnet«^ wobei die Kontaktkörper aufeinander abgestimmte ringförmige rückenartige Erhebungen haben, die in eine Mehrzahl Kontakt-Teilflächen unterteilt sind. Die Kontakt-Teilflächen sind so ausgebildet, daß sie parallelen Schienen nahekommen und damit eine maximale Asymmetrie in der Magnetfeld-Verteilung und dementsprechend eine rasche Lichtbogen-Weiterbewegung erzeugen. Der Lichtbogen verläuft axial zu den Kontakten, und die Strombahn in den Kontaktflächen verläuft im wesentlichen senkrecht zu dem Lichtbogen, so daß es zu einer besonders intensiven Lichtbogenverschiebung kommt. Strom, -der in den Kontaktflächen senkrecht zum Lichtbogen fließt, erzeugt ein intensives Magnetfeld auf einer Seite des Lichtbogens, das den Lichtbogen rasch um die ringförmige rückenartige Kontakterhebung herum zu bewegen sucht.

Entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind die Kontaktkörper geeigneterweise tassenförmig ausgebildet, wobei eine nach innen zeigende Lippe einen Ring bildet, der die Kontaktfläche darstellt. Der Ring ist eingeschlitzt, so

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daß er in eine Mehrzahl Kontaktflächen unterteilt wird. Die Schlitze sind geneigt, so daß der Lichtbogen in einer kombinierten azimuthalen und tradial einwärtigen Richtung angetrieben wird. Die Neigungswinkel der in den Ring eingeschnittenen Schlitze und das Maß, um das die Lippe des Tassenkörpers radial einwärts vorspringt, sind Faktoren, die dazu verwendet werden können, die Winkelgeschwindigkeit des Lichtbogens und seine radiale Lage zu bestimmen. Der Lichtbogen wird so einwärts getrieben und dreht sich rasch um den inneren Umfang der ringförmigen Kontaktfläche, bis er erlischt. Das Drängen des Lichtbogens in einwärtiger Richtung bildet ein sehr wichtiges Merkmal, da sich experimentell finden ließ, daß üblicherweise Grenzen bezüglich der Stromflußunterbrechung erreicht werden, wenn der Lichtbogen mit der Abschirmung zusammenwirkt. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung neigt dazu, den Lichtbogen zum inneren Elektrodenraum hin zu begrenzen und damit den Lichtbogen daran zu hindern, mit der Lichtbogen-Abschirmung zusammenzuwirken. Durch diese Eingrenzung des Lichtbogens können das Volumen des Unterbrechers wirksamer ausgenutzt und der radiale Abstand, der die Kontakte und die Hauptabschirmung voneinander trennt, verringert werden.

Entsprechend einer bevorzugten dritten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Kontaktflächen in Abständen um eine scheibenförmige Elektrode herum angeordnet, wobei jede dieser Kontaktflächen einwärts und in Umfangsrichtung der scheibenförmigen Elektrode ausgerichtet ist. Ein Teil jeder Kontakt-

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fläche ist starr an die scheibenförmige Elektrode angeschlossen, während der Teil jeder Kontaktfläche, der nicht an die scheibenförmige Elektrode angeschlossen ist, von der scheibenförmigen Elektrode um einen kleinen Betrag getrennt ist. Die Kontakte sind in dem Vakuum-Unterbrecher so angeordnet, daß sie einander "ansehen" , so daß bei Trennung der Elektroden die Kontaktflächen geraden parallelen.Schienen nahekommen. Wenn die Kontakte bei einer Stromkreisunterbrechung voneinander getrennt werden, so wird zwischen ihnen ein Lichtbogen gebildet, und durch die Kontaktflächen fließender Strom verläuft senkrecht zu dem Lichtbogen, so daß der Lichtbogen rasch in Einwärtsrichtung und um den inneren Umfang des von den Kontaktflächen gebildeten Ringes bewegt wird.

Alle Ausftyhrungsformen der Erfindung können so ausgelegt werden _r daß eine kleine Relativ-Verschiebung zwischen den Kontaktflächen erfolgt, wenn die Kontakte geschlossen sind, um so die Anzahl der Kontaktstellen zu erhöhen und dadurch den Kontaktwiderstand zu verringern. Die Festigkeit der Kontaktflächen kann durch Veränderung der Wandstärke, der Neigungswinkel, der Schlitze oder aber der Schlitzabstände bestimmt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Vakuum-Unterbrecher mit einem Kontaktaufbau entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf den Kontaktaufbau der Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Kontaktaufbaues nach Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt durch Fig. 2 längs der Linie IV - IV;

Fig. 5 ein Paar Kontakte gemäß Fig. 2, die einander wie bei der Anordnung in dem Vakuum-Unterbrecher gegenüber „,liegen, siehe Fig. 1;

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Kontaktaufbaues entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine Draufsicht auf den Kontaktaufbau nach Fig. 6;

Fig, 8 einen Querschnitt durch Fig, 7 längs der Linie VIII - VIII;

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-s-

Fig. 9 ein Paar Kontakte mit Fig. 6 entsprechendem Aufbau, die einander wie bei der Anordnung in dem Vakuum-Unterbrecher gegenüber liegen;

Fig. 10 eine Seitenansicht eines Kontaktaufbaues entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 eine Draufsicht auf den Kontaktaufbau der Fig. 10;

Fig. 12 einen Horizontalschnitt durch Fig. 10 längs der Linie XII - XII; und

Fig. 13 eine Seitenansicht eines Paares Kontakte mit Fig, 10 entsprechendem Aufbau, die einander wie bei der Anordnung in einem Vakuum-Unterbrecher gegenüberliegen.

Im einzelnen zeigt Fig, 1 einen Vakuum-Unterbrecher 16 mit einem evakuierten röhrenförmigen Mantel 18 aus Glas oder Keramik und zwei metallischen Endkappen 20 und 22, die die Enden des isolierenden Mantels 18 abschließen. Zwischen den Endkappen 20 und einerseits und dem isolierenden Mantel 18 andererseits sind Dichtungen 24 vorgesehen, um das Innere des isolierenden Mantels

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vakuumdicht zu machen. Der Druck innerhalb des Mantels 18 ist

-4 unter normalen Arbeitsbedingungen niedriger als 10 Torr, um sicherzustellen, daß die mittlere freie Weglänge der Elektronen größer als der Potential-Durchbruchsweg innerhalb des Mantels ist.

In dem isolierenden Mantel 18 sind zwei im Verhältnis zueinander bewegliche Kontaktkörper 26 und 28 angeordnet, die in Fig. 1 in ihrer geöffneten Stellung wiedergegeben sind. Wenn die Kontaktkörper 26 und 28 getrennt werden, schließen sie zwischen sich einen Lichtbogenspalt 30 ein. Der obere Kontaktkörper 26 ist stationär an einer leitenden Stange 32, beispielsweise durch Schweißung oder Hartlötung, befestigt. Die leitende Stange 32 ist starr mit der stationären Endkappe 20, beispielsweise durch Schweißung oder Hartlötung, verbunden. Der untere Kontaktkörper 28 ist beweglich ausgebildet und mit einer leitenden Antriebsstange 34, beispielsweise durch Schweißung oder Hartlötung, verbunden. Die Antriebsstange 34 ist in Richtung der Längsachse des Mantels 18 längsverschieblich gelagert. Die Antriebsstange 34 ragt durch eine öffnung 36 in der Endkappe 22, wie das in Fig. 1 gezeigt ist. Zwischen die gegenüberliegenden Enden der Antriebsstaiige 34 einerseits und der öffnung 36 der Endkappe 22 andererseits ist ein metallener Faltenbalg 38 geschaltet. Der flexible metallische Faltenbalg 38 sorgt für eine Dichtung um die Antriebs.-stange 34, so daß die Antriebsstange 34 verschoben werden kann,

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ohne daß das Vakuum innerhalb des evakuierten Mantels 18 beeinträchtigt wird.

Mit dem unteren Ende der Antriebsstange 34 ist eine geeignete Betätigungseinrichtung (nicht dargestellt) gekoppelt, um den beweglichen Kontaktkörper 28 in Aufwärtsrichtung in Eingriff mit dem stationären Kontaktkörper 26 zu bringen und den Unterbrecher 16 so zu schließen. Die geschlossene Stellung des beweglichen Kontaktkörpers 28 ist mit der gestrichelten Linie 29 angedeutet. Die Betätigungseinrichtung ist gleichfalls in der Lage, den beweglichen Kontaktkörper 28 bei der öffnung des Unterbrechers in seine geöffnete Stellung zu ziehen. Bei öffnung des Unterbrechers wird der vorerwähnte Lichtbogenspalt 30 zwischen den beiden Kontaktkörpern 26 und 28 gebildet, der bei voller öffnung eine Breite von etwa 12 mm hat.

Werden die Kontaktkörper 26 und 28 bei der Stromunterbrechung voneinander getrennt, so wird in dem Lichtbogenspalt 30 zwischen den Kontaktkörpern 26 und 28 ein Lichtbogen gebildet. Dieser Lichtbogen führt zu einer Verdampfung eines Teils des Kontaktkörpermaterials, und die dabei entstehenden Dämpfe bzw. freigesetzten Partikel gelangen von dem Lichtbogenspalt 30 aus zu dem isolierenden Mantel 18, Die inneren Isolierflächen des Mantels werden gegenüber einer Kondensation dieser durch Lichtbogenbildung ausgelösten Metalldämpfe und Partikel mittels einer rohrförmigen metallischen Abschirmung 40 geschützt, die in geeigneter

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Weise an dem Mantel 18 abgestützt ist und vorzugsweise gegenüber den beiden Endkappen 20 und 22 elektrisch isoliert ist. Die Abschirmung 40 dient dazu, durch Lichtbogenbildung ausgelöste Me-. talldämpfe und Partikel abzufangen und zur Kondensation zu bringen, ehe diese den isolierenden Mantel 13 erreichen können. Um die Wahrscheinlichkeit, daß der Dampf bzw. die Partikel den Mantel 18 durch Umgehung der Abschirmung 40 erreichen, weiter zu verringern, sind zwei Endabschirmungen 42 und 44 an den gegenüberliegenden Enden der zentralen Haupt-Ab schirmung 40 angeordnet. Die Geschwindigkeit, mit der die bei der Lichtbogenbildung hervorgerufenen Dämpfe abgeleitet werden, bestimmt den eingeschwungenen, stetigen Betriebszustand bei der Lichtbogenbildung sowie die Regenerierfähigkeit des Unterbrechers. Wird der Dampf nicht rasch abgeleitet, so können hohe Spannungsüberschwingungen eine erneute Zündung des Lichtbogens auslösen, nachdem dieser zum Erlöschen gebracht wurde, so daß es zu .einem Ausfall oder einer Störung des Unterbrechers 16 kommt. Der mit der Haupt-Abschirmung 40 zusammenwirkende Lichtbogen, durch dessen Anwesenheit ein Loch durch die Abschirmung 40 geschmolzen werden kann, bildet die Ursache vieler Störungen, wie sie in Vakuum-Unterbrechern entsprechend dem Vakuum-Unterbrecher 16 nach Fig. 1 beobachtet werden können.

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Mit Fig. 2, 3 und 4 ist ein Kontaktkörper 28 wiedergegeben, der einen im wesentlichen napf- oder tassenförmigen Aufbau hat, wobei eine nach innen gerichtete Lippe 47 einen Kontaktring 46 bildet. Der Kontaktring 46 liegt in einer Ebene, die senkrecht zu den Seiten oder der Außenwandung 48 des tassenförmigen Kontaktkörpers 28 ausgerichtet ist. Der Kontaktring 46 ist in mehrere Kontakt-Teilflächen 50 unterteilt. Die Kontakt-Teilflächen 5o werden gebildet, indem Schlitze 52 durch die nach innen gerichtete Lippe 47 und die Außenwandung 48 des tassenförmigen Kontaktkörpers 28 geschnitten werden. Die Schlitze 52 können auch vollständig durch den napfförmigen Kontaktkörper 28 geschnitten sein. Das heißt, die Schlitze 52 können auch bis zum Bodenbereich des tassenförmigen Kontaktkörpers 28 durchgehen (Fig. 4).

Der Kontaktkörper 28 weist so eine Mehrzahl Kontakt-Teilflächen auf, die senkrecht zu der Außenwandung 48 des Kontaktkörpers 28 ausgerichtet sind. Die in dem Kontaktkörper 28 vorgesehenen Schlitze 52 sind so geneigt, daß die Kontakt-Teilflächen 50 teilweise in Umfangs- oder Azimutrichtung zeigen. Dadurch wird jeder Lichtbogen 54, wie er in Fig. 5 angedeutet ist, der sich zwischen den Kontaktkörpern 26 und 28 ausbildet, wenn diese bei Stromabschaltung voneinander getrennt werden _r sowohl in Azimut(Umfangs)-Richtung und in einer Richtung nach radial innen getrieben. Das führt dazu, daß der Lichtbogen 54 zu dem inneren Lichtbogenspalt 30 hin eingegrenzt und dadurch daran gehindert wird, mit der Abschirmung zusammenzuwirken,

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Der Neigungswinkel der Schlitze 52 und der Grad, in dem der Kontaktring 46 nach radial innen vorspringt, sind Faktoren, die dazu ausgewertet v/erden können, die Winkelgeschwindigkeit und die radiale Lage des Lichtbogens 54 zu bestimmen«, Es sei darauf hingev/iesen, daß die Schlitze 52 im Kontaktkörper 26 entgegengesetzt zu den Schlitzen im Kontaktkörper 28 verlaufen, so daß bei Anordnung der Kontaktkörper 26 und 28 in einem Vakuum-Unterbrecher 16 in gegenüberliegender Zuordnung entsprechend Fig. 5 die Schlitze 52 den Lichtbogen in der gleichen Richtung zu verschieben suchen.

Die Kontaktkörper 26 und 28 sind so angeordnet, daß die Kontakt-Teilflächen 50 einander gegenüberliegen und geraden parallelen Schienen nahekommen, so daß die größte Asymmetrie in der Magnetfeldverteilung und damit die größte Magnetkraft erzeugt wird, um den Bogen in einer bestimmten vorgegebenen Richtung zu treiben. Der Strompfad in dem Kontaktkörper 28 verläuft in Aufwärtsrichtung über die Kontakt-Außenwandung 48 und durch eine der Kontakt-Teilflächen 50 zu dem Lichtbogen 54, so daß der Strompfad in der Kontakt-Teilfläche 50 im wesentlichen einen rechten Winkel mit der Längsachse des Lichtbogens 54 bildet. Wenn bei Stromunterbrechung ein Lichtbogen zwischen den Kontaktkörpern 26 und 23 gebildet wird, so wird der Lichtbogen einwärts getrieben und rasch längs der inneren ümfangskante 58 des Kontaktrings 46 gedreht, bis er erlischt, was bei einem Wechselstromkreis annähernd bei dem ersten Strom-Nulldurchgang erfolgt.

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Mit Fig. 6,7,8 und 9 ist ein Kontaktkörper 60 wiedergegeben, der eine zweite Ausfuhrungsform der Erfindung veranschaulicht. Der Kontaktkörper 60 ist im wesentlichen wiederum napf- oder tassenförmig ausgebildet und mit einer ringförmigen Kontaktflache

63 versehen, die in mehrere Kontakt-Teilflächen 64 unterteilt ist. Die Wandungen 66 des Kontaktkörpers 60 sind so ausgebildet, daß bei der Stromkreisunterbrechung zu dem Lichtbogen 54 hin fließender Strom durch die Kontakt-Flächen 64 senkrecht zur Achse des Lichtbogens" 54 verlaufen muß. Der Strom zu den Kontakt-Teilflächen

64 verläuft durch einen Abschnitt 63 mit verringertem Querschnitt, so daß der in den Kontakt-Teilflächen 64 fließende Strom im wesentlichen unter einem rechten Winkel zu dem Lichtbogen 54 verläuft. Wie mit Fig. 9 gezeigt, ist der Gegen-Kontaktkörper 62 ein Spiegelbild des Kontaktkörpers 60. Die Kontaktkörper 60 und 62 sind in einem Vakuum-Unterbrecher 16 so angeordnet, daß die Kontäkt-Teilflachen 64 parallelen Schienen nahekommen, und bei der Stromunterbrechung wird der Lichtbogen 54 rasch längs der ringförmigen Kontaktfläche 63 in der mit dem Pfeil 65 angedeuteten Richtung getrieben, bis er erloschen ist. Strom zu dem Lichtbogen 54 muß während des Hauptteils der Lichtbogen-Verschiebung durch die Kontakt-TeilfKchen 64 unter einem im wesentlichen rechten Winkel zur Achse des Lichtbogens 54 fließen, um eine größere Asymmetrie in der Magnetfeldverteilung und daher ein größeres Magnetfeld zu erzeugen, mit dessen Hilfe der Lichtbogen in einer definierteren oder einer bestimmteren Richtung als bei Kontaktkörperausführungen nach dem Stand der Technik getrieben werden kann.

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Mit Fig. 10, 11, 12 und 13 ist ein Kontaktkörper 72 als dritte Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben. Der Kontaktkörper

72 weist einen scheibenförmigen Bereich 73 mit Kontaktflächen 76 auf, die an Stellen 78 längs des äußeren ümfangs des schein benförmigen Bereichs 73 angeschlossen sind. Die Kontakt-Teilflächen 76 können integral mit dem scheibenförmigen Bereich 73 ausgebildet oder in geeigneter Weise an den scheibenförmigen Bereich

73 angesetzt sein, beispielsweise durch Schweißung oder Hartlötung. Außerhalb der Stellen 78 sind die Kontakt-Teilflächen 76 von der angrenzenden Oberfläche des scheibenförmigen Bereiches 73 durch einen schmalen Spalt getrennt. Die Kontakt-Teilflächen 76 zeigen etwa nach radial innen und in Umfangsrichtung.

Der mit Fig. 13 gezeigte Gegen-Kontaktkörper 74 ist ein Spiegelbil-. des Kontaktkörpers 72 in bezug auf eine senkrecht zur Längsachse der Antriebsstange 34 und der stationären Stange 32 mittig zwischen den Kontaktkörpern 72 und 74 verlaufende Ebene. Bei der Stromkreisunterbrechung bildet sich wieder ein Lichtbogen 54, der rasch nach innen und längs der Innenkante 80 der Kontakt-Teilflächen 76 getrieben wird. Die Kontaktflächen 76 verlaufen in einer zu der Oberseite des scheibenförmigen Bereiches 73 parallelen Ebene. Wie mit Fig, 13 gezeigt, "sehen" die Kontakt-Teilflächen der Kontaktkörper 72 und 74 "einander an", so daß sie geraden parallelen Schienen nahekommen. Durch die Kontakt-Teilflächen 76 zu dem Lichtbogen 54 fließender Strom fließt unter rechten Winkeln zu dem Lichtbogen 54, so daß die größte

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Asymmetrie oder Ungleichmäßigkeit in der Selbstinduktions- ^?lagnetf eldverteilung erzeugt und daher der Lichtbogen in besonders wirksamer Weise in einer bestimmten Richtung weiterbewegt wird. Der Lichtbogen 54 wird so um die Kontaktkörper 72 und 74 herum in der mit dem Pfeil 65 angedeuteten Richtung verschoben. Der Aufbau des Kontaktkörpers 72 führt dazu, daß der Lichtbogen resultierend in einer Azimut(Umfangs)-Richtung und einer Richtung nach radial innen angetrieben wird. Der Lichtbogen 54 wird allgemein auf den inneren Lichtbogenspalt 30 begrenzt und so daran gehindert, mit der Haupt-Abschirmung 40 zusammenzuwirken; das ist sehr wichtig, v/eil sich experimentell bestimmen ließ, daß Grenzen hinsichtlich der Möglichkeit, den Strom zu unterbrechen, erreicht werden, wenn der Lichtbogen 54 mit der Abschirmung 40 zusammenwirkt. In den meisten Fällen wird dabei ein Loch in die Abschirmung 40 geschmolzen, so daß der Unterbrecher 16 ausfällt. Durch eine teilweise Eingrenzung des Lichtbogens, wie sie die vorliegende Ausfuhrungsform mit sich bringt, kann das Volumen des Unterbrechers wirkungsvoller ausgenutzt werden. Der radiale Abstand, der die Kontaktkörper 72 und 74 von der Lichtbogen-Abschirmung trennt, kann so eine Verringerung erfahren. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Kontakt-Teilflächen 76 untereinander durch Schlitze S4 und von dem scheibenförmigen Bereich 73 des Kontaktkörpers 72 durch die schmalen Spalte 86 getrennt. Die Ausgestaltung der Schlitze 84 bzw. Spalte 86 und das Maß, in den die Kontakt-Teilflächen 76 zum Zentrum des

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scheibenförmigen Bereiches 73hin über die Anschluß-Stellen 78 hinausragen, sind Faktoren, mit deren Hilfe die Winkelgeschwindigkeit des Lichtbogens 54 und seine radial innere Lage bestimmt werden können.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kontaktkörper führt zu nehreren Vorteilen, u. a. dazu, daß die Kontakt-Teilflächen 50, 64 bzw. 76 so abgestützt werden können, daß eine leichte Relativbewegung möglich ist und so die Anzahl der Kontaktpunkte erhöht bzw. der Kontaktwiderstand verringert werden kann, wenn der Unterbrecher 16 sich im geschlossenen Zustand befindet. Ein weiterer Vorteil der Kontaktkörper 2 3 und 72 besteht darin, daß der Lichtbogen 54 nach radial innen gedrängt und daran gehindert wird, mit der Haupt-Abschirmung 40 zusammenzuwirken. Alle drei Kontaktkörper 28, 60 und 72 machen wirksam von einer Beanspruchungskonzentration Gebrauch, um dazu beizutragen, Schweißbrücken aufzutrennen, die sich zwischen den Kontakten gebildet haben könnten. Ein weiterer wichtiger Vorteil aller drei Ausführungsformen besteht darin, daß der Strom durch die Kontaktkörper 28, 60 und 72 und den Lichtbogen 54 über die Kontakt-Teilflächen 50, 64 bzw. 76 senkrecht zur Achse des Lichtbogens 54 fließen muß, was zu einer größeren Ungleichmäßigkeit oder Asymmetrie in der Selbstinduktionsilagnetfeldverteilung und damit zu einem größeren Magnetfeld führt, um den Lichtbogen in eine spezielle Richtung zu drängen.

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Claims

Patentansprüche :

Vakuum-Unterbrecher, mit einem einen ersten und einen zweiten Kontaktkörper, der über eine Antriebsstange im.Verhältnis zu dem ersten Kontaktkörper beweglich ist, umschließenden evakuierten Isoliergehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kontaktkörper (28; 60; 72) einen scheibenförmigen Bereich aufweist, an den sich ein Singabschnitt mit einer Mehrzahl Kohtakt-Teilflächen (50; 64; 76) anschließt, daß die Kontakt-Teilflächen an dem scheibenförmigen Bereich in einer Richtung abgestützt sind, für die der Stromverlauf durch die Kontaktflächen senkrecht zu einem Lichtbogen (54) zwischen den beiden Kontaktkörpern (28, 26; 60, 62; 72, 74) erfolgt, und daß der zweite Kontaktkörper (26; 62; 74) ein Spiegelbild des ersten Kontaktkörpers ist.
2. Vakuum-Unterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringabschnitt des ersten Kontaktkörpers mit Abständen längs der Außenkante des Kontaktkörpers abgestützt ist, daß der zweite Kontaktkörper einen Ringabschnitt aufweist, der mit Abständen längs der Außenkante des zweiten Kontaktkörpers abgestützt ist, und daß der erste und der zweite Kontaktkörper im Verhältnis zueinander so angeordnet sind, daß ein bei Strom unterbrechung gebildeter Lichtbogen nach radial innen zum Zentrum der Kontaktkörper hin gedrängt wird,

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3. Vakuum-Unterbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ptehrzahl Kontakt-Teilflächen des ersten bzw. zweiten Kontaktkörpers resultierend sowohl in Umfangsrichtung

^nach
als auch in einer RichtungSradial innen zeigen, so daß ein bei Stroxnunterbrechung gebildeter Lichtbogen von dem Umfang der Kontaktkörper aus nach radial innen gedrängt und längs der inneren Unfangskante der Ringabschnitte gedreht wird.
4. Vakuum-Unterbrecher nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl Kontakt-Teilflächen einzeln und so abgestützt sind, daß bei Bildung des Lichtbogens (54) in dem Lichtbogenspalt (30) zwischen den einander gegenüberliegenden Kontaktkörpern der Strompfad durch die Kontakt-Teilflächen senkrecht zu der Längsachse des Lichtbogens verriuft, um so den Lichtbogen rasch längs des Ringabschnitts zu drehen.
5. Vakuum-Unterbrecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl Kontakt-Teilflächen federnd abgestützt sind, so daß die Mehrzahl Kontakt-Teilflächen bei Überführung des ersten und des zweiten Kontaktkörpers in die geschlossene Kontaktstellung unter Bildung mehrerer Kontaktübergänge geringfügig auslenkbar sind.

KN/sm 5

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