DE4203757C2 - Verfahren zum Prüfen des Vakuums einer elektrischen Vakuumschaltkammer sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung des Vakuums einer Vakuumschaltkam­ mer und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4.

Vakuumschaltkammern sind in Vakuumschaltern das eigentliche Schaltelement zum Verbinden und Unterbrechen von elektrischen Stromkreisen im stromlosen Zustand, unter Last oder bei Kurzschlüssen. Im Inneren dieser Vakuumschaltkammern sind meist zwei Kontaktstücke (im folgenden auch kurz Kontakte genannt) angeordnet, von denen einer beweglich ist. Im geschlossenen Zustand berühren sich die Kontakte und im ge­ öffneten Zustand befindet sich zwischen den Kontakten eine Vakuumstrecke, die die Trennfunktion übernimmt und eine entsprechende Isolationsfestigkeit aufweisen muß.

Wird die Kammer unter Last ausgeschaltet (Ausschalthandlung), bildet sich nach Tren­ nung der Kontakte zwischen diesen ein Lichtbogen aus, der bei ausreichendem Kon­ taktabstand im folgenden Stromnulldurchgang verlischt. Sowohl das Verlöschen des Lichtbogens im Vakuum im Nulldurchgang des Stromes, als auch die elektrische Fe­ stigkeit der Vakuumstrecke im geöffneten Zustand des Schaltgerätes sind nur dann sichergestellt, wenn das Vakuum einen Mindestdruck hat, der in der Größenordnung von 10^-2 Pa (für Lichtbogenlöschung) bzw. 1 Pa (für Isolationsfestigkeit) beträgt. Übli­ cherweise ist der Druck in einer Kammer niedriger, und zwar im Neuzustand nach der Konditionierung etwa 10^-8 Pa, so daß ein einwandfreies Funktionieren sichergestellt ist. Sollte jedoch durch einen Defekt der Druck im Inneren der Kammer über die oben ge­ nannten Grenzwerte ansteigen, so ist das Schaltgerät nicht mehr funktionsfähig. Daher werden die Vakuumschaltkammern eines Vakuumschalters vor dessen Inbetriebnahme überprüft. Die Überprüfung wird bereits im Herstellerwerk vorgenommen.

Es ist bekannt, zur Überprüfung des Vakuums eine Innendruckbestimmung mittels einer Magnetroneinrichtung vorzunehmen. Dabei wird die zu prüfende Schaltkammer in das Innere einer stromdurchflossenen Spule eingebracht, und es wird der Ableitstrom bei Anlegen einer Spannung an die geöffnete Vakuumstrecke gemessen. Die Höhe dieses Ableitstromes steht im direkten Verhältnis zur Anzahl der Restgasmoleküle und stellt so ein Maß für den Druck in der Schaltkammer dar, wodurch mit vergleichenden Messun­ gen nach einer festgelegten Lagerzeit auf die Dichtigkeit der Schaltkammern geschlos­ sen und über den jeweiligen Einsatz entschieden werden kann (siehe Nebe, U. et al.: Das Qualtitätssicherungssystem bei CALOR-EMAG, Qualitätssicherung in der Geräte­ fertigung am Beispiel des Vakuum-Leistungsschalters; in Calor-Emag-Mitteilungen, Heft 1/2 1986, Seite 33 bis 38). Dieses sehr genaue Verfahren ist jedoch für die Prüfung von Vakuumschaltkammern am fertig montierten Schaltgerät nicht geeignet.

Im Vergleich zu anderen Schalterarten ist der Vakuumschalter ursprünglich sowohl elektrisch als auch mechanisch langlebig und bedarf fast kaum einer Inspektion und Wartung. In der Praxis wird jedoch mehr und mehr verlangt, daß das Vakuum in der fest installierten Schaltkammer regelmäßig oder dauernd kontrolliert wird. Die Überprüfung der Dichtigkeit von Vakuumschaltkammern an fertig montierten Schaltgeräten bzw. bei in Anlagen eingegbauten Schaltgeräten geschieht deshalb üblicherweise durch eine Messung der Durchschlagsspannung der geöffneten Vakuumschaltstrecke oder durch eine Prüfung des Ausschaltvermögens bei hochfrequenten Strömen.

Eine intakte Schaltkammer hat eine signifikant größere Durchschlagsspannung als eine mit Luft gefüllte defekte Schaltkammer. Entsprechende Prüfgeräte, mit denen die Dich­ tigkeit nach diesem Verfahren überprüft werden kann, sind bekannt. Ist die Schaltkam­ mer jedoch in einer SF₆-Gasatmosphäre eingebaut, kann nach diesem Prinzip nicht gemessen werden, da die Durchschlagsspannung einer SF₆-gefüllten und einer intakten Vakuumschaltkammer vergleichbar groß ist und daher nicht als Entscheidungskriterium herangezogen werden kann.

Eine intakte Vakuumschaltkammer weist ein signifikant größeres Ausschaltvermögen von hochfrequenten Strömen auf als eine mit Luft oder SF₆-gefüllte defekte Schaltkam­ mer.

Es ist ein Verfahren (DE 36 43 672 C2) bekannt, bei dem ein hochfrequenter Strom an die geschlossene Vakuumschaltkammer angelegt wird und nach einer bestimmten Zeit­ dauer die Schaltkontakte der Vakuumschaltkammer geöffnet werden. Der nach dem Öffnen der Kontakte ggf. noch fließende Strom wird detektiert und ausgewertet.

Mit den oben genannten bekannten Verfahren zur Prüfung von Vakuumschaltkammern kann der Druck im Inneren der Kammern nur bedingt gemessen werden. Es kann nur festgestellt werden, ob der Innendruck oberhalb einer bestimmten Grenze (ca. 10^-2 Pa beim Ausschaltvermögen von hochfrequenten Strömen und ca. 1 Pa beim Durch­ schlagsspannungstest) liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überprüfung des Vakuum­ zustandes von Vakuumschaltkammern, das sowohl bei in Luft befindlichen als auch bei SF₆-Atmosphäre eingebauten Vakuumschaltern anwendbar ist und auch eine Abschät­ zung des "Vakuumvorrates" zuläßt, sowie eine Einrichtung zu schaffen, mit der das Verfahren durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß verläuft also die Prüfung des Vakuums einer elektrischen Vakuumschaltkammer unter Zuhilfenahme des Emissionsstromes und/oder der Röntgenstrahlung, der bzw. die beim Anlegen einer Spannung zur Erzeugung einers Emissionsstromes oder einer Röntgenstahlung bei einem Abstand der Kontaktstücke, der kleiner ist als der Abstand der Kontaktstücke im Ausschaltzustand, voneinander gemessen wird bzw. werden, derart, daß

• - zunächst der Emissionsstrom und/oder die Röntgenstrahlung gemessen wird bzw. werden,
• - sodann mittels eines Lichtbogens die Kontaktstücke konditioniert werden,
• - sodann nach der Lichtbogenlöschung der Emissionsstrom bzw. die Röntgen­ strahlung gemessen wird,
• - und daß die Zeitdauer gemessen wird, in der der nach der Lichtbogenlö­ schung erhöhte Emissionsstrom bzw. in der die erhöhte Röntgenstrahlung auf einen niedrigeren Wert, der näherungsweise dem Wert des Emissionsstromes bzw. der Röntgenstrahlung vor der Konditionierung gleich ist, wieder abgesunken ist, wobei sich der Innendruck nach der Abschützungsformel
  p = 10^-3.K/τ
  mit
  p = Innendruck
  τ = Zeitdauer des Auftretens des erhöhten Emissionsstromes bzw. der erhöhten Rönt­ genstrahlung nach der Lichbogenlöschung und
  K = vakuumkammertypenabhängige Konstante
  ergibt.

Aus MOSCICKA-GRZESIAK. et al., Technical diagnosis of high voltage vacuum insulation systems by predischarges phenomena analysis method, in: Konferenz-Einzelbericht, 31. Int. Wissenschaftlichen Kolloquium, Vortragsreihe A6, Il­ menau DDR, 27. bis 31. Oktober 1986, Seite 247 bis 250 ist bekannt, daß durch Mes­ sung des Emissionsstromes und/oder der Röntgenstrahlung in Vakuumschaltkammern Rückschlüsse auf verschiedene dielektrische Eigenschaften solcher Kammern gezo­ gen werden könnten. Das hier beschriebene Messverfahren eignet sich aber nur für einfache statische Messungen des Emissionsstromes und/oder der Röntgenstrahlung von Vakuumkammern, die für die Messung bzw. Abschätzung des Innendrucks (des Vakuums) in Vakuumkammern für den in der Praxis relevanten Innendruckbereich nicht nutzbar sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine solche Vakuumkammer in einer SF₆-Gasatmosphäre untergebracht ist, die elektrischen Eigenschaften einer un­ dichten, mit SF₆-gasgefüllten Vakuumkammer sind mit einer intakten Vakuumschalt­ kammer vergleichbar, so daß allein die dielektrischen Eigenschaften, die mit der be­ kannten Anordnung detektiert werden könnten, nicht zur Messung oder Abschätzung des Innendrucks (des Vakuums) nutzbar sind.

Erst die Einführung des Konditionierungsverfahrens bei dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren, daß heißt der Lichtbogenzündung und der Messung des Emissionsstromes vor und nach der Zündung, führt zu brauchbaren Meßergebnissen.

Es wird damit die Tatsache ausgenutzt, daß eine Vakuumschaltkammer nach der Licht­ bogenkonditionierung eine Emissiosstromänderung bzw. Änderung der Röntgenstrah­ lungsintensität aufweist. Die Emissionsstromänderung ist prizipiell von dem System Kontaktmaterial-Gasart abhängig. Für die in der Praxis verwendeten Kontaktwerkstoffe sowie für Luft und SF₆ wird eine bedeutende Emissionsstromerhöhung beobachtet. Diese erhöhten Werte des Emissionsstromes bzw. der Röntgenstrahlungssträrke nä­ hern sich nach einer bestimmten, vom Innendruck abhängigen Zeitdauer den entspre­ chenden Werten vor der Lichtbogenkonditionierung. Diese Abhängigkeit Innendruck- Zeitdauer wird zur Abschätzung des Innendruckes von Vakuumschaltkammern ausge­ nutzt.

Zusätzlich wird die Tatsache ausgenutzt, daß eine intakte Vakuumschaltkammer ein erheblich größeres Ausschaltvermögen hat als eine gleiche, mit Luft oder SF₆ gefüllte Vakuumschaltkammer und daß demzufolge die Anzahl der Lichtbogenwiederzündun­ gen bei einer intakten Vakuumschaltkammer (d. h. mit einem kleineren Innnedruck als ca. 10^-2 Pa) nur einige oder sogar Null beträgt, während die mit Luft oder SF₆ gefüllte Vakuumkammer (abhängig von der Dämpfung des Schwingkreises) über 20 erreichen kann.

Man kann daher festhalten, daß dann, wenn nach der Lichbogeneinleitung nur wenige der keine Wiederzündungen auftreten, die Vakuumschaltkammer intakt ist (d. h. der Innendruck kleiner ist als ca. 10^-2 Pa), wogegen dann, wenn einige zehn Wiederzün­ dungen registriert werden, die Schaltkammer defekt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des Verfahrens sind den An­ sprüchen 2 und 3 zu entnehmen.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dem Anspruch 4 zu entnehmen.

Danach sieht die Erfindung vor, daß parallel zu den geöffneten Schaltkontakten bzw. Elektroden sowohl ein schwachstromiger Stromkreis für die Erzeugung des Emissions­ stromes als auch ein hochstromiger Stromkreis für die Lichtbogenerzeugung in der Va­ kuumschaltkammer vorhanden ist. Der schwachstromige Stromkreis besteht aus einer Reihenschaltung eines Wechsel- bzw. Gleichspannunsquelle und eines Widerstandes zur Begrenzung des Emissionsstromes. Der hochstromige Stromkreis zur Erzeugung des hochfrequenten Stromes besteht aus der Reihenschaltung einer Induktivität mit ei­ nem von einem Ladegeräten aufladbaren Kondensator, und eines zwischen der Indukti­ vität und der zu prüfenden Vakuumschaltkammer befindlichen Hilfsschalters bzw. Fun­ kenstrecke.

Zum Messen des Emissions- bzw. Lichbogenstromes wird zweckmäßigerweise die Spannung eines universalen Meßwiderstandes mit automatisch verlängerbarem Meß­ bereich, der in Reihe zu den Schaltkontakten bzw. Elektroden der Schaltkammer liegt, abgegriffen und einer Meßeinrichtung zugeführt.

Nach der Anlegung der Spannung an die Vakuumschaltkammer wird der Emissions­ strom bzw. die Röntgenstrahlung detektiert. Danach wird mit Hilfe des Hilfsschalters bzw. der Funkenstrecke der Lichtbogen in der Vakuumschaltkammer durch Entladung des Kondenstors gezündet und die Anzahl der Lichbogenwiederzündungen (es können z. B. die Zündspannungen, die Umladungen der Kapazität bzw. die Stromamplituden gezählt werden) wird festgestellt. Wenn keine oder nur wenige Wiederzündungen fest­ gestellt sind, bedeutet es, daß der Innendruck kleiner als ca. 10^-2 Pa ist. Die Schalt­ kontakte der Vakuumschaltkammer werden gleichzeitig durch den Lichtbogen konditio­ niert und die nach der Lichtbogenlöschen vergehende Zeitdauer des Auftretens eines erhöhten Emissionsstromes bzw. einer erhöhten Röntgenstrahlung wird gemessen und für die Abschätzung des Innendruckes verwendet.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich eine Meßeinrichtung zur auto­ matischen Messung und Auswertung der Meßergebnisse vorgesehen; weiterhin ist ein Steuergerät zum automatischen Betätigen des Ladegerätes, des Hilfsschalters bzw. der Funkenstrecke der Spannungsquelle und der Meßeinrichtung vorgesehen, wodurch der Prüfvorgang automatisiert ist.

Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sind den weiteren Unteran­ sprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sol­ len die Erfindung sowie deren weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sowie Vorteile näher erläutert und beschrieben wer­ den.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Ersatzschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2a ein Zeit-Emissionsdiagramm einer intakten Vakuumschaltkammer,

Fig. 2b ein Zeit-Lichtbogenstrom(i_B)-Diagramm so­ wie ein Zeit-Spannungs(u_K)-Diagramm (gegenüber Fig. 2a zeitgedehnt darge­ stellt),

Fig. 3a ein Zeit-Emissionsstromdiagramm einer de­ fekten Vakuumschaltkammer und

Fig. 3b ein Zeit-Lichtbogenstrom(i_B)-Diagramm so­ wie ein Zeit-Spannungs(u_K)-Diagramm (gegenüber Fig. 3a zeitgedehnt darge­ stellt).

Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch ein Prüfgerät 10 dargestellt, das zwei Anschlußklemmen 11 und 12 aufweist, an denen eine Vakuumschaltkammer 13 mit zwei innenliegenden Schaltkon­ takten 14 und 15 angeschlossen ist. Die Vakuumschaltkam­ mer 13 ist eine übliche Schaltkammer, wie sie regelmäßig in Vakuumleistungs- bzw. -lastschaltern eingebaut ist.

Das Prüfgerät 10 enthält eine Wechsel- bzw. Gleichspan­ nungsquelle 28 und einen Widerstand 29, die beide in Reihe geschaltet sind. Die Reihenschaltung der Wechsel- bzw. Gleichspannungsquelle 28 und des Widerstandes 29 ist mit jeweils einem Ende an die Klemme 41 und mit dem ande­ ren Ende an die Klemme 42 angeschlossen, welche Klemmen parallel zu den Anschlußklemmen 11, 12 liegen. Weiterhin enthält das Prüfgerät 10 eine Induktivität 23 und einen Kondensator 22, die beide in Reihe geschaltet sind. In Reihe mit der Induktivität 23 ist ein Hilfsschalter 24 bzw. eine Funkenstrecke 24a geschaltet. Die Reihenschal­ tung des Kondensators 22, der Induktivität 23 und des Hilfsschalters 24 bzw. der Funkenstrecke 24a ist mit je­ weils einem Ende an die Klemme 41 und mit dem anderen Ende an die Klemme 42 angeschlossen.

Parallel zum Kondensator 22 ist ein Ladegerät 20 geschal­ tet, das den Kondensator 22 aufladen soll.

Parallel zu den Klemmen 41 und 42 ist weiterhin eine Rei­ henschaltung einer Kapazität 25, eines Widerstandes 26 und eines regelbaren Widerstandes 27 geschaltet. Sie sind zur Begrenzung der Wiederkehrspannung, zur Dämpfung der Ausgleichsvorgänge und zur Kompensation des kapazitiven Stromanteiles bei der Emissionsstrommessung vorgesehen.

Die Klemme 41 ist direkt mit der Anschlußklemme 11 ver­ bunden und zwischen der Klemme 42 und der Anschlußklemme 12 befindet sich ein universeller Meßwiderstand 31 zum Erfassen des Emissions- und Lichtbogenstromes. Zwischen den Klemmen 41 und 42 ist ein aus zwei Widerständen be­ stehender Spannungsteiler 30 eingefügt. Die vom Meßwider­ stand 31, vom Widerstand 27 und vom Spannungsteiler 30 gelieferten Meßsignale werden von der Meßeinrichtung 32 erfaßt und bewertet, und das Ergebnis wird an dem mit der Meßeinrichtung verbundenen Anzeigegerät 33 angezeigt.

An der Außenseite der Vakuumschaltkammer kann ggf. ein Röntgenstrahlungsdetektor 35 angebracht werden, der mit der Röntgenstrahlungsmeßeinrichtung 34 verbunden ist. Am Anzeigegerät 33 wird das bewertete Ergebnis der von der Röntgenstrahlungsmeßeinrichtung durchgeführten Messung angezeigt.

Das Prüfgerät 10 besitzt eine Steuereinrichtung 36, die auf das Ladegerät 20, den Hilfsschalter 24 bzw. die Fun­ kenstrecke 24a, die Wechsel- bzw. Gleichspannungsquelle 28 und die Meßeinrichtung 32 - jeweils mit strichlierten Linien 37, 38, 39 und 40 dargestellt - einwirkt.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt:
Zu Beginn des Prüfvorganges für die Vakuumschaltkammer 13 sind die Schaltkontakte 14 und 15 zu trennen, wobei kleine Kontaktabstände (ca. 0,3 mm bis 3 mm) für das Ver­ fahren bevorzugt werden. Nach dem "Start"-Befehl steuert die Steuereinrichtung 36 das Ladegerät 20 an, wodurch der Kondensator 22 über den Widerstand 21 aufgeladen wird. Während dieses Vorganges ist der Hilfsschalter 24 geöff­ net. Dann ist die Spannung an den Klemmen der Spannungs­ quelle 28 so zu erhöhen, daß bestimmte Werte des über die Schaltkontakte 14, 15 fließenden Emissionsstromes bzw. der Röntgenstrahlung detektiert werden, was über die Steuereinrichtung 36 und die Meßeinrichtung 32 bzw. die Röntgenstrahlungsmeßeinrichtung 34 sowie den kammernahen Röntgenstrahlungsdetektor 35 erfolgt. Der Emissionsstrom hat die Größenordnung von Mikroampere und schwingt typi­ scherweise mit 50 Hz; er wird vom Widerstand 29 der Höhe nach begrenzt. Wenn der Kondensator 22 geladen ist und der Emissionsstrom bzw. die Röntgenstrahlung einen Grenzwert erreicht haben, wird der Hilfsschalter 24 geschlos­ sen und nach einer Zeitspanne Δt₁ wird er wieder geöff­ net bzw. wird die an seiner Statt angeordnete Funken­ strecke 24a gezündet und durch den Zündlichtbogen kurzge­ schlossen.

Mit einer kleinen Verzögerung wird ein Lichtbogen zwi­ schen den Kontakten 14 und 15 in der Vakuumschaltkammer 13 gezündet; es fließt ein starker, näherungsweise sinus­ förmiger hochfrequenter Strom in dem Stromkreis, der aus dem Kondensator 22, der Spule 23, dem Schalter 24 bzw. der Funkenstrecke 24a, der Vakuumschaltkammer 13 sowie dem Meßwiderstand 31 besteht. Durch den Lichtbogen in der Vakuumschaltkammer 13 werden die Schaltkontakte 14 und 15 konditioniert, d. h. eine auf der Kontaktoberfläche sich befindliche Gasbedeckung wird entfernt. Dies bewirkt eine Änderung des Emissionsstromes bzw. der Röntgenstrahlung.

Es sei nunmehr Bezug genommen auf die Fig. 2a und 2b.

Die Fig. 2a zeigt ein Diagramm, bei dem der Emissions­ strom i_e auf der Ordinate und die Zeit t auf der Abszisse eingetragen ist. Gemessen wurde an den Schaltkontakten, bzw. den Klemmen 41, 42. Vor dem Zeitpunkt t = 0 ist die Funkenstrecke 24a bzw. der Hilfsschalter 24 sowie auch die Schaltkontakte 14 und 15 geöffnet und es fließt ein Emissionsstrom durch den Kammerstromkreis, der dem unkon­ ditionierten Zustand der Schaltkontakte 14 und 15 ent­ spricht. Mit dem Zeitpunkt t = 0 wird der Hilfsschalter 24 geschlossen, bzw. die Funkenstrecke 24a gezündet; der Lichtbogen in der Vakuumschaltkammer zündet und ein hoch­ frequenter Strom fließt eine Zeitspanne Δt₂ über die durch den Lichtbogen kurzgeschlossenen Schaltkontakte 14 und 15. Die Lichtbogenzeit (Zeitspanne Δt₂) ist in Fig. 2b zeitgedehnt besonders dargestellt, dabei ist i_B der Lichtbogenstrom und u_K die Spannung an den Schaltkon­ takten bzw. Klemmen 41, 42. Nach der Zeit Δt₂ erlischt der zwischen beiden Schaltkontakten 14 und 15 brennende Lichtbogen beim Stromnulldurchgang zum Zeitpunkt t₂. Gleichzeitig erlischt der Lichtbogen in der Funkenstrecke 24a, bzw. wird der Schalter 24 abgeschaltet, wodurch der Stromkreis, bestehend aus dem Kondensator 22 und der In­ duktivität 23 von der Vakuumschaltkammer 13 getrennt wird. Ab dem Zeitpunkt t₂ wird ein erhöhter Emissions­ strom i_e gemessen. Nach einer Zeitspanne τ haben sich die Amplituden des Emissionsstromes zu einem konstanten Wert verkleinert, der näherungsweise dem Wert des Emissi­ onsstromes vor der Lichtbogenkonditionierung gleich ist (vergleiche i_e vor t = 0 in Fig. 2a). Die Zeit­ spanne τ dient zur Ermittlung des Innendruckes p (siehe Gleichung); mit ihr wird der "Vakuumvorrat" in einer in­ takten Vakuumschaltkammer abgeschätzt.

Die Fig. 2a und 2b zeigen die Zeitverläufe des Emissi­ onsstromes, des Lichtbogenstromes und der Spannung an ei­ ner intakten Vakuumschaltkammer, bei der der Innendruck den Wert ca. 10^-2 Pa nicht überschritten hat.

In den Fig. 3a und 3b sind ebenfalls die Zeitverläufe des Emissionsstromes, des Lichtbogenstromes und der Span­ nung eingetragen, jedoch für eine defekte Vakuumschalt­ kammer. Man erkennt (siehe Fig. 3a), daß mehrere Licht­ bogenwiederzündungen (einige zehn) auftreten. Die Anzahl der Wiederzündungen kann durch die Anzahl der Zündspan­ nungsimpulse (u_K) bzw. der Lichtbogenstromhalbperioden festgestellt werden. Für eine defekte Vakuumschaltkammer mit einem höheren Innendruck als ca. 10^-2 Pa ist die Messung der kurzen Zeitspanne τ des erhöhten Emissionsstro­ mes nicht von Bedeutung.

Die oben genannten Abhängigkeiten und Vorgänge sind für Luft- bzw. für SF₆-gefüllte Vakuumschaltkammern gültig. Die Röntgenstrahlung ist für eine konstante Spannung, die an die Schaltkontakte angelegt wird, dem Emissionsstrom näherungsweise proportional und kann für die Vakuum­ schaltkammer-Diagnostik anstelle des Emissionsstromes be­ nutzt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zum Prüfen des Vakuums einer elektrischen Vakuumschaltkammer, unter Zuhilfenahme des Emissionsstromes und/oder der Röntgenstrahlung, der bzw. die beim Anlegen einer Spannung zur Erzeugung einers Emissionsstromes oder einer Röntgen­ stahlung bei einem Abstand der Kontaktstücke, der kleiner ist als der Abstand der Kon­ taktstücke im Ausschaltzustand, voneinander gemessen wird bzw. werden, dadurch gekennzeichnet, daß
zunächst der Emissionsstrom und/oder die Röntgenstrahlung gemessen wird bzw. werden,
sodann mittels eines Lichtbogens die Kontaktstücke konditioniert werden,
sodann nach der Lichtbogenlöschung der Emissionsstrom bzw. die Röntgen­ strahlung gemessen wird,
und daß die Zeitdauer gemessen wird, in der der nach der Lichtbogenlö­ schung erhöhte Emissionsstrom bzw. in der die erhöhte Röntgenstrahlung auf einen, niedrigeren Wert, der näherungsweise dem Wert des Emissionsstromes bzw. der Röntgenstrahlung vor der Konditionierung gleich ist, wieder abgesunken ist, wobei sich der Innendruck nach der Abschützungsformel
p = 10^-3.K/τ
mit
p = Innendruck
τ = Zeitdauer des Auftretens des erhöhten Emissionsstromes bzw. der erhöhten Rönt­ genstrahlung nach der Lichbogenlöschung und
K = vakuumkammertypenabhängige Konstante
ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß geöffneten Kontaktstücke (14, 15) der Vakuumschaltkammer 0,3 bis 3 mm beträgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochfrequenzstrom zur Lichtbogenkonditionierung verwendet wird.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Kontaktstücken (14, 15) eine Reihen­ schaltung eines Widerstandes (29) zur Begrenzung des Emissionsstromes und einer Wechsel- bzw. Gleichspannungsquelle (28) vorgesehen ist, daß außerdem parallel zu denselben Kontaktstücken (14, 15) zur Erzeugung des hochfrequenten Stromes eine Reihenschaltung einer Induktivität (23) und eines von einem Ladegerät (20) aufladbaren Kondensators (22) und zwischen der Induktivität (23) und der zu prüfenden Vakuum­ schaltkammer (13) ein Hilfsschalter (24) oder eine Funkenstrecke (24a) zum Einschal­ ten des Schwingkreises vorgesehen sind, und daß eine Meßeinrichtung (32) vorgese­ hen ist, die mindestens die Spannung eines in Reihe mit den Kontaktstücken (14, 15) liegenden universalen Meßwiderstandes (31) mit automatisch veränderbarem Meßbe­ reich erfaßt und bewertet, wobei der Meßeinrichtung (32) ein Anzeigegerät (33) nach­ geschaltet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Kontaktstücken (14, 15) zusätzlich eine Reihenschaltung von zwei Widerständen (26, 27) und einer Kapazität (25) vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Kontaktstücken (14, 15) ein aus zwei Einzelwiderständen aufgebauter Spannungsteiler (30) geschaltet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (32) zusätzlich die vom Spannungsteiler (30) sowie vom Widerstand (27) gelieferten Signale erfaßt und mit verarbeitet.

8. Einrichtung nach einem der Anspruche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuergerät (36) zum automatischen Betätigen des Ladegerätes (20), des Hilfs­ schalters (24) bzw der Funkenstrecken (24a), der Spannungsquelle (28) sowie der Meßeinrichtung (32) vorgesehen ist.