DE4014906A1 - Vacuum switch chamber for HV switch - has current bolt enclosed by high magnetic permeability elements - Google Patents

Abstract

The vacuum switch chamber has a fixed contact piece (4) and a relatively displaced contact piece (5) arranged coaxially, each provided with high magnetic permeability elements, at least one of which extends beyond the evacuated space of the switch chamber. The elements (23, 25) associated with the axially movable switch piece (5) loosely surround the current bolt (8). The latter elements (23, 25) are held by a support structure (20) with a sleeve (21), with a conductive body (40) coupled electrically to the current bolt (8), to allow relative movement. A switch rod (45) provides the mechanical coupling between the current bolt (8) and the switch operating drive. ADVANTAGE - Reduced current losses.

Description

Das Hauptpatent 40 11 194 betrifft eine Vakuumschalt­ kammer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Nach der Erfindung ist diese Schaltkammer so ausge­ bildet, daß wenigstens bei einem Schaltstück der mag­ netisch hochpermeable Leitkörper außerhalb des evaku­ ierten Raumes der Schaltkammer liegt. Zu diesem Zweck ist bei dem bewegbaren Schaltstück der magnetische Leitkörper auf einem Traggestell aus einem relativ zu Kupfer elektrisch schlechter leitenden Material gela­ gert. Der Stromleiterbolzen dieses Schaltstücks stellt auch dessen mechanische Verbindung mit dem Schalter­ antrieb her.The main patent 40 11 194 relates to a vacuum switch chamber according to the preamble of claim 1. According to the invention, this switching chamber is so out forms that at least with a contact piece of mag Netically highly permeable guide body outside the evacu ized space of the switching chamber. To this end is the magnetic one in the movable contact Guide body on a support frame from a relative to Copper electrically less conductive material gela device. The current pin of this contact piece provides also its mechanical connection with the switch drive forth.

Die Masse eines Stromleiterbolzens kann sehr groß sein; bei großen Dauerströmen ergibt sie sich aus dem großen Querschnitt, der notwendig ist, um die Stromwärmeverluste in Grenzen zu halten. Bei hohen Betriebsspannungen ent­ steht sie infolge der relativ großen Länge des Strom­ leiterbolzens, die notwendig ist, um damit die Isolier­ durchführung zu durchdringen. Die unter den genannten Verhältnissen große Masse des bewegbaren Stromleiter­ bolzens muß bei jedem mechanischen Schaltvorgang be­ schleugt und verzögert werden, was erhebliche Anfor­ derungen an den Schalterantrieb stellt.The mass of a conductor pin can be very large; with large continuous currents, it results from the large one Cross section that is necessary to cover the electricity heat losses to keep within limits. Ent at high operating voltages it stands due to the relatively long length of the stream conductor bolt, which is necessary in order to allow the insulation implementation to penetrate. The ones mentioned Ratios large mass of the movable conductor bolt must be with every mechanical switching operation smuggles and be delayed, which is significant req changes to the switch drive.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine gat­ tungsgemäße Vakuumschaltkammer durch Verkleinerung der Masse des bewegbaren Stromleiterbolzens zu verbessern. The object of the invention is therefore a gat Vacuum switching chamber according to the invention by reducing the To improve the mass of the movable conductor pin.  

Die Erfindungsaufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vakuumschaltkammer durch das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbil­ dungen des Erfindungsgegenstandes werden in den Unter­ ansprüchen beschrieben. Aus der Anwendung des Erfin­ dungsgegenstandes ergeben sich Einsparungsmöglichkei­ ten bei der Dimensionierung des Schalterantriebs. Durch eine reichliche Bemessung der feststehenden Stromzuführung an das bewegbare Schaltstück lassen sich die Stromwärmeverluste ohne schädliche Vergrös­ serung der zu bewegenden Schaltstückmasse verkleinern.The task of the invention is in a generic Vacuum interrupter by the characteristic feature of claim 1 solved. Advantageous training endings of the subject of the invention are in the sub claims described. From the application of the Erfin subject of savings dimensioning the switch drive. Through an ample dimensioning of the fixed Leave the power supply to the movable contact the electricity heat losses without harmful magnification Reduce the measurement of the contact piece mass to be moved.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist durch eine Zeichnung dargestellt, die im Folgenden be­ schrieben wird.An embodiment of the subject of the invention is represented by a drawing, the following be is written.

Die dargestellte Schaltkammer gleicht bis auf die er­ findungsgemäßen Änderungen der Schaltkammer des Haupt­ patents; daher kann sich die Beschreibung auf diese Än­ derungen beschränken. Die Stützhülse 21 ist zu einem feststehenden Stromleiterrohr 40 umgestaltet. Auf sei­ ner dem bewegbaren Kontakt- und Elektrodenkörper 9 zu­ gewandten Seite ist dieses Rohr im Durchmesser erwei­ tert, um Raum zu erhalten für die Unterbringung der be­ weglichen Verbindungselemente. Links von der Mittel­ linie der Schaltkammer befindet sich das bewegbare Schalt­ stück im ausgeschalteten Zustand. Hier ist die bewegli­ che Verbindung durch flexible Stromleiter 41 hergestellt. Mit dem äußeren Ende sind diese Stromleiter an der Stirn­ seite des Stromleiterrohres 40 befestigt und mit dem in­ neren Ende an einem Bund 42 des bewegbaren, in seiner Länge verkleinerten Stromleiterbolzens 8. Dadurch ent­ steht eine Schleife, deren Bogen dem Kontakt- und Elek­ trodenkörper 9 zugewandt ist. Außerdem ist an der Stirn­ seite des Stromleiterrohres die verkürzte Hülse 21 mit der Abschlußplatte 22 zur Lagerung des magnetischen Leitkörpers 25 angeordnet. The switching chamber shown is the same except for the inventive changes to the switching chamber of the main patent; therefore, the description may be limited to these changes. The support sleeve 21 is converted into a fixed conductor tube 40 . On his ner the movable contact and electrode body 9 to the side facing this tube is expanded in diameter in order to obtain space for the accommodation of the movable connecting elements. To the left of the center line of the switching chamber is the movable switching piece in the switched-off state. Here, the movable connection is made by flexible conductor 41 . With the outer end, these current conductors are attached to the front side of the current conductor tube 40 and with the lower end on a collar 42 of the movable, reduced-length conductor pin 8 . This creates a loop, the arc of which the contact and elec trode body 9 faces. In addition, the shortened sleeve 21 with the end plate 22 for mounting the magnetic guide body 25 is arranged on the front side of the conductor tube.

In das Stromleiterrohr sind Längsspalte 43 eingelassen. Längsschlitze befinden sich auch im Mantel der rohr­ förmigen, auf der Antriebsseite offenen Schaltstange 45. Eine weitere Verbindung der atmosphärischen Teilräume 18 der Schaltkammer mit der sie umgebenden Atmosphäre stellen nicht sichtbare Gaskanäle im Führungskörper 16 her. Dieser Körper zur Führung der Schaltstange ist in das Stromleiterrohr eingeschoben und durch einen Siche­ rungsring axial fixiert. Der verkürzte Stromleiterbol­ zen 8 ist durch den Zapfen 46 mit der Schaltstange ver­ bunden, an welcher ein nicht dargestellter Schalteran­ trieb angreift.Longitudinal gaps 43 are let into the conductor tube. Longitudinal slots are also located in the casing of the tubular switch rod 45 , which is open on the drive side. A further connection of the atmospheric subspaces 18 of the switching chamber with the surrounding atmosphere is produced by gas channels in the guide body 16 that are not visible. This body for guiding the shift rod is inserted into the conductor tube and axially fixed by a securing ring. The shortened Stromleiterbol zen 8 is ver connected by the pin 46 to the shift rod, to which a not shown Schaltan drive engages.

Zur vakuumdichten Befestigung an der Abschlußplatte 47 weist das Stromleiterrohr einen Flansch 48 auf. An der freien Flanschfläche ist ein Faltenbalg 12 gela­ gert und damit vakuumdicht verlötet. Außerhalb der Schaltkammer dient das Stromleiterrohr mit einer ver­ stärkten Wand als Anschlußstück 49.The current conductor tube has a flange 48 for vacuum-tight attachment to the end plate 47 . A bellows 12 is mounted on the free flange surface and is therefore soldered in a vacuum-tight manner. Outside the switching chamber, the conductor tube with a ver reinforced wall serves as a connector 49th

Rechts von der Mittellinie der Schaltkammer ist das be­ wegbare Schaltstück im eingeschalteten Zustand zu sehen. Für die elektrisch leitende und mechanisch bewegliche Verbindung des bewegbaren Stromleiterbolzens mit dem feststehenden Stromleiterrohr ist als Alternativlösung ein Ring-Gleitkontakt 50 eingesetzt; die Zeichnung zeigt ihn in ungeschnittener Ansicht. Dieser Ringkontakt ist in das erweiterte Stromleiterrohr eingefügt und auf einer darin ausgedrehten Stufe gelagert. Die verbleibende Rohr­ wand dient als radiale Stromzuführung. Eine sehr einfache Gleitkontakt-Alternative, die nicht dargestellt ist, bie­ ten Kontaktfinger an, die z.B. durch Längsschlitze in der Rohrwand entstehen; den Gegen- Kontakt bildet ein vergrößerter Bund an dem bewegbaren Stromleiter. Die Tragkonstruktion für den magnetischen Leitkörper 23 gleicht der vorstehend erläuterten Bauart.To the right of the center line of the switching chamber, the moving contact piece can be seen in the switched-on state. A ring sliding contact 50 is used as an alternative solution for the electrically conductive and mechanically movable connection of the movable current conductor bolt to the fixed current conductor tube; the drawing shows him in an uncut view. This ring contact is inserted into the extended conductor tube and stored on a step turned out therein. The remaining tube wall serves as a radial power supply. A very simple sliding contact alternative, which is not shown, offer contact fingers, which arise, for example, from longitudinal slots in the tube wall; the counter contact is formed by an enlarged collar on the movable conductor. The supporting structure for the magnetic guide body 23 is the same as the type explained above.

Claims (6)

1. Vakuumschaltkammer mit

• a) auf einer gemeinsamen Achse angeordneten Schalt­ stücken (4, 5), von denen eines feststehend und eines axial bewegbar ist;
• b) Einrichtungen zur Erzeugung eines Magnetfeldes;
• c) Körpern aus einem Material hoher magnetischer Per­ meabilität an dem feststehenden und an dem beweg­ baren Schaltstück zur Beeinflussung des Magnet­ feldes;
• d) von den Körpern aus einem Material hoher magne­ tischer Permeabilität an dem feststehenden und an dem bewegbaren Schaltstück (4) bzw. (5) befindet sich zumindest einer dieser Körper außerhalb des evakuierten Raumes der Schaltkammer;
• e) im Außenbereich des bewegbaren Schaltstücks (5) ist der Körper (23, 25) aus einem Material hoher magne­ tischer Permeabilität derart angeordnet, daß er den Stromleiterbolzen (8) mechanisch lose umgibt und sich dem Kontaktkörper (9) nur in dessen ausgeschalteten Position anschließt, während er in dessen einge­ schalteten Position dazu einen axialen Abstand ein­ hält;

1. Vacuum interrupter with

• a) arranged on a common axis switching pieces ( 4 , 5 ), one of which is fixed and one is axially movable;
• b) devices for generating a magnetic field;
• c) Bodies made of a material of high magnetic permeability on the fixed and on the movable contact piece for influencing the magnetic field;
• d) of the bodies made of a material of high magnetic permeability on the fixed and on the movable contact piece ( 4 ) or ( 5 ) is at least one of these bodies outside the evacuated space of the switching chamber;
• e) in the outer region of the movable contact piece ( 5 ) the body ( 23 , 25 ) made of a material of high magnetic permeability is arranged such that it surrounds the current conductor bolt ( 8 ) mechanically loosely and the contact body ( 9 ) only in its switched-off position connects while he is in the switched-on position for an axial distance;

nach Patent 40 11 194;
gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:

• f) das hülsenförmige Bauteil (21) der Tragkonstruk­ tion (20) für den feststehend angeordneten mag­ netischen Leitkörper (23, 25) an dem bewegbaren Schaltstück (5) ist mindestens teilweise als elektrisch gut leitender rohrförmiger Körper (40) ausgebildet und mit dem bewegbaren Stromleiter­ bolzen (8) elektrisch leitend und mechanisch beweglich verbunden, wobei die mechanische Ver­ bindung zwischen dem Stromleiterbolzen und dem Schalterantrieb eine Schaltstange (45) herstellt.

according to patent 40 11 194;
characterized by the following feature:

• f) the sleeve-shaped component ( 21 ) of the support structure ( 20 ) for the fixedly arranged magnetic guide body ( 23, 25 ) on the movable contact piece ( 5 ) is at least partially designed as an electrically highly conductive tubular body ( 40 ) and with the movable Current conductor bolt ( 8 ) electrically conductively and mechanically movably connected, the mechanical connection between the current conductor bolt and the switch drive producing a switching rod ( 45 ).

2. Vakuumschaltkammer nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: die elektrisch leitende und mechanisch bewegliche Verbindung zwischen dem feststehenden rohr­ förmigen Körper (40) und dem bewegbaren Strom­ leiterbolzen (8) ist durch mindestens einen flexiblen Stromleiter (41) hergestellt.2. Vacuum interrupter according to claim 1, characterized by the following feature: the electrically conductive and mechanically movable connection between the fixed tubular body ( 40 ) and the movable current conductor bolt ( 8 ) is made by at least one flexible current conductor ( 41 ). 3. Vakuumschaltkammer nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: die elektrisch leitende und mechanisch bewegliche Verbindung zwischen dem feststehenden rohr­ förmigen Körper (40) und dem bewegbaren Strom­ leiterbolzen (8) ist durch eine Gleitkontakt­ anordnung hergestellt. 3. Vacuum interrupter according to claim 1, characterized by the following feature: the electrically conductive and mechanically movable connection between the fixed tubular body ( 40 ) and the movable current conductor bolt ( 8 ) is made by a sliding contact arrangement. 4. Vakuumschaltkammer nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: die Gleitkontaktanordnung ist als Ring-Gleit­ kontaktanordnung (50) ausgeführt.4. Vacuum interrupter according to claim 3, characterized by the following feature: the sliding contact arrangement is designed as a ring-sliding contact arrangement ( 50 ). 5. Vakuumschaltkammer nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: die Gleitkontaktanordnung ist durch Kontakt­ finger an dem rohrförmigen Körper (40) realisiert, die eine Kontaktfläche an dem bewegbaren Stromleiterbolzen (8) berühren.5. Vacuum interrupter according to claim 3, characterized by the following feature: the sliding contact arrangement is realized by contact fingers on the tubular body ( 40 ), which touch a contact surface on the movable conductor pin ( 8 ).