DE629834C - Elektromagnetisch betaetigter Vakuumschalter - Google Patents

Description

An sich sind zur Betätigung von Vakuumschaltern bekanntlich nur sehr kleine Energien nötig. Jedoch neigen die Kontakte von Vakuumschaltern infolge Fehlens j eder Oxydbildung stark zum Verschweißen miteinander. Tritt ein solches Verschweißen der Kontakte aber ein, so sind verhältnismäßig große Kräfte erforderlich, um die Kontakte zu trennen. Werden Vakuumschalter elektromagnetisch betätigt, so ist damit zu rechnen, daß dieselben gelegentlich einmal nicht abschalten, wenn die Magnetspulen nur so stark bemessen sind, daß sie dem normalen Betriebszustand genügen. Man . ist daher gezwungen, die Spulen unnötig stark zu dimensionieren und die Schalter dadurch nicht unwesentlich zu vergrößern. Trotzdem ist man nicht sicher, ein Schweißen der Kontakte unbedingt dadurch zu verhindern.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Schweißstelle zwischen Vakuumkontakten zwar eine große Zugfestigkeit gegen ruhige oder langsam und stetig steigende Belastung besitzt, daß sie jedoch verhältnismäßig spröde ist und sich daher durch Schlag oder Stoß leicht zerstören läßt. Diese Tatsache macht sich die Erfindung zunutze. Sie besteht darin, umbauen bei zusammengesinterten Kontakten von elektromagnetisch betätigten Vakuumschaltern ein leichtes Öffnen des Schalters herbeizuführen, die Kontaktbetätigungseinrichtung zum Öffnen des Schalters so auszubilden, daß die elektromagnetischen Zugkräfte zunächst einen Anker verhältnismäßig großer Maße beschleunigen, welcher seinerseits vermittels der in ihm aufgespeicherten kinetischen Energie ein ruckartiges Öffnen der Kontakte bewirkt. Solche Einrichtungen sind zwar bei elektrischen Schaltern an sich schon bekannt. Hierbei handelt es sich aber nicht um Vakuumschalter, sondern um Luftschalter, und auch nicht darum, zusammengeschweißte Kontakte voneinander zu trennen.

Die Erfindung ist an Hand der Abbildung, welche eine beispielsweise Ausführung darstellt, näher erläutert.

ι ist ein feststehender Kontakt, der sich am Ende eines Stabel 2 befindet. Der bewegliche Gegenkontakt 3 ist auf einer Kontaktplatte 4 befestigt und kann in der Bohrung eines aus feuerfestem Isoliermaterial bestehenden röhrenförmigen Hohlkörpers 5 entlang gleiten. Er wird durch eine Feder 6, welche sich gegen eine Isolierplatte 7 stützt, gegen den feststehenden Kontakt 1 gedrückt. Die Isolierplatte 7 ist vermittels zweier Bolzen 8 und 9 mit einem fianschartig ausgebildeten Ende 10 des rohrartigen Isolierkörpers 5 fest verbunden. Der Stab 2 ist über den Flansch 10 hinaus verlängert und mit einer Stromzuführungskappe 11 beispielsweise verschweißt, welche den einen äußeren Pol des Schalters bildet. Der bewegliche Kontakt 4 ist mittels eines biegsamen Kabels 12 mit dem Bolzen 9 verbunden. Das freie Ende dieses Bolzens 9 ist weiterhin mittels eines biegsamen Kabels 13 mit einer zweiten Stromzuführungskappe T4 ebenfalls beispielsweise

verschweißt. Auf den Bolzen 8 und 9 gleitet ein Anker 15, der von diesen Bolzen durch Isolierrohre 16'isoliert ist. Dieser Anker 15 besteht, um eine einfache Montage zu ermögliehen, aus zwei rohrförmigen Hälften, die durch irgendwelche bekannten Mittel zusammengehalten werden. Der Anker' 15 wird durch eine Schraubenfeder 17 in der gezeichneten Stellung gehalten. Er trägt an der to einen Seite zwei Stifte 18, welche sich durch . Bohrungen 19 eines zweiten Flansches des rohrförmigen Isolierkörpers 5 hindurchbewegen können. Über die Außenwand des zweckmäßigerweise rohrförmig, ausgebildeten Vakuumgefäßes 20 ist eine Magnetspule 21 geschoben.

Die Wirkungsweise ist folgende: Der Anker 15 wird durch die Feder 1.7 in der gezeichneten Lage gehalten. Wird die Magnetspule 21 erregt, so wird der Anker 15 in die als Solenoid wirkende Spule 21 hereingezogen. Der erste Teil der Bewegung erfolgt vollkommen frei, lediglich gegen die Wirkung der Feder 17. Erst, wenn der Anker 15 eine gewisse Geschwindigkeit erreicht hat, kommen die Stifte 18 mit der Kontaktplatte 4 in Berührung, wodurch die Kontakte 1 und 3 ruckartig getrennt werden. Die im Augenblick der Kontakttrennung zur Verfügung stehende Kraft ist hierbei naturnotwendig ein Vielfaches der Kraft, die die Spule 21 auf den Anker bei Beginn der" Bewegung ausübt. Selbst eine sehr stark ausgebildete Schweißstelle zwischen den Kontakten wird durch dieses stoßartige Aufprallen zerrissen.

Bei dem gezeichneten Schalter befinden sich sowohl die Kontakte als - auch der Magnetanker» innerhalb des Vakuumgefäßes 20. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Schalter beschränkt, vielmehr besteht auch die Möglichkeit, den Anker beispielsweise röhrenförmig um das Vakuumgefäß außen herumzulegen und den beweglichen Kontakt in bekannter Weise vermittels eines elastischen Wandungsteiles des Vakuumgefäßes zu bewegen. ·

Um zu vermeiden, daß die Magnetspule 21 während der ganzen Dauer der Öffnungsperiode unter Strom steht und um den Schalter möglichst sicher gegen Erschütterungen zu machen, welche Schwingungen des Ankers zur Folge haben, ist es zweckmäßig, in an sich bekannter Weise den beweglichen Kontakt in der Offenstellung zu arretieren und gleichzeitig die Spule 21 auszuschalten. Eine derartige zusätzliche Einrichtung ist ebenfalls in der Abbildung dargestellt. Die Kontaktplatte 4 ist an der dem Kontakt entgegenliegenden Seite bei 22 klinkenförmig ausgebildet. Eine Gegenklinke 23, welche um einen Punkt 24 drehbar ist und durch eine Feder 25 gegen die Klinke 22 gedruckt wird, trägt an ihrer einen Seite eine federnde Verlängerung 26 und isoliert von dieser einen Kontakt 27. Ein Gegenkontakt 28 ist mechanisch und elektrisch mit dem Bolzen 8 verbunden. Auf Verlängerungen der Bolzen 8 und 9 kann ein ' zweiter Anker 29 gleiten. Er wird durch Federn 30 in der gezeichneten Lage gehalten. Die beiden Kontakte 27 und 28 sind durch biegsame Litzen 31 und 32 mit Einschmelzdrähten 33 und 34 verbunden und mittels derselben durch die Wandung des Glasgefäßes 20 hindurchgeführt. Auf der Außenwand des Glasgefäßes 20 befindet· sich eine zweite kleinere Magnetspule 35.

Die Wirkungsweise dieser Hilfseinrichtung ist die folgende:

Hat der Anker 15 nach Berührung mit der Kontaktplatte 4 die Kontakte genügend weit geöffnet, so kommen die beiden Klinken 22 und 23 zum Eingriff. In diesem Augenblick öffnen jedoch die Kontakte 27 und 28 und unterbrechen den durch die Magnetspule 21 fließenden Strom. Die Kontakte werden B5 durch die Klinken 22 und 23 geöffnet gehalten. Soll der Schalter schließen, so wird die Magnetspule 35 erregt, sie zieht den Anker 29 in sich herein, welcher mit einer Nase 36 die Klinke 23 gegen die Wirkung der Feder 25 herunterdrückt, wodurch der bewegliche Kontakt 3. freigegeben und durch die Wirkung der Feder 6 zur Berührung mit ,dem Kontakt 1 gebracht wird.

Da bei dem momentan erfolgenden Abschalten der Magnetspule 21 erhebliche Überspannungen auftreten, die entweder zu einem Verschweißen der Hilfskontakte oder zu einem Durchschlagen der Spule führen würden, wird man zweckmäßig diesen Hilfskontakten außen in bekannter Weise wirkende Mittel parallel schalten, welche das Ansteigen der Schaltüberspannung über einen noch ungefährlichen Wert hinaus verhindern. Am zweckmäßigsten wird man hierzu in an sich bekannter Weise Gasentladungsstrecken in Reihe mit einem geeigneten induktionsfreien Widerstand verwenden.

In dem Fall, daß Hilfskontakte zur Ausschaltung der Magnetspule 21 im Innern des Vakuumgefäßes vorhanden sind, muß man darauf bedacht sein, auch bei einer evtl. Verschlechterung'des Vakuums einen Übertritt der möglicherweise sehr viel höheren Spannung des zu schattenden Hauptstromes auf die Hilfskontakte und somit auf das -- die Spule 21 speisende Niederspannungsnetz verhindern. Zu diesem Zweck wird man die Spule 21 - aus der Sekundärwicklung eines Transformators speisen und dieselbe sowohl gegen die Primärwicklung als auch gegen Erde für die Schaltspannung des Hauptstro-

Claims (6)

1. mes isolieren. Gleichzeitig wird man die Betätigungsschalter in die Primärseite dieses Hilfstransformators einschalten.

   ■»*"■■ Patentansprüche: ·. /ΐ-·

   ι. Elektromagnetisch betätigter Vä* kuumschalter, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Kontaktbetätigungseinrichtung zum» öffnen des Schalters, daß die elektromagnetischen Zugkräfte zunächst einen Magnetanker verhältnismäßig großer Maße beschleunigen, welcher nach Zurücklegen eines bestimmten Weges vermittels der in ihm hierdurch aufgespeicherten kinetischen Energie ein ruckartiges Öffnen der Kontakte bewirkt.
2. 2. Vakuumschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker im gleichen Vakuumgefäß wie die Kontakte angeordnet ist.
3. 3. Vakuumschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte in der Öffnungsstellung arretiert werden.
4. 4. Vakuumschalter nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Anord-. nung einer zweiten kleineren Magnetspule, welche die Arretierung der federbelasteten Kontakte löst, wodurch dieselben geschlossen werden.
5. 5. Vakuumschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den innerhalb des Vakuumraumes angeordneten Hilfskontakten, welche die Magnetspule nach dem Öffnen der Hauptkontakte ausschalten, Mittel zur Unterdrückung der Schaltüberspannung parallel geschaltet sind.
6. 6. Vakuumschalter nach Anspruch 1 bis 5, dessen Magnetanker durch Wechselstrom gespeist wird, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Hilfstransformators, in dessen Sekundärkreis die Magnetspulen geschaltet sind und dessen Sekundärwicklung gegen die Primärwicklung und gegen Erde für diejenige Spannung isoliert ist, welche abgeschaltet werden soll, wobei der.. Betätigungsschalter im Primärkreis vorgesehen ist. 5«

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen