WO2009138394A1 - Vacuum circuit interrupter - Google Patents

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WO2009138394A1
WO2009138394A1 PCT/EP2009/055701 EP2009055701W WO2009138394A1 WO 2009138394 A1 WO2009138394 A1 WO 2009138394A1 EP 2009055701 W EP2009055701 W EP 2009055701W WO 2009138394 A1 WO2009138394 A1 WO 2009138394A1
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WO
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contact
vacuum interrupter
moving
fixed contact
pin
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PCT/EP2009/055701
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Inventor
Ulf SCHÜMANN
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01H33/14—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc
    • H01H33/143—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc of different construction or type
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    • H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
    • H01H33/6642—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having cup-shaped contacts, the cylindrical wall of which being provided with inclined slits to form a coil

Definitions

  • the invention relates to a vacuum interrupter with a
  • a vacuum interrupter should not only be understood to mean a cylindrical component, but vacuum interrupters may also have other shapes, for example, they may be cuboidal Be formed components.
  • the invention has for its object to provide a vacuum interrupter and an arrangement with a vacuum interrupter, in which an electrical contact between the moving contact and the fixed contact can be opened by using only low mechanical forces or kept in the open state.
  • the contact pin closes the electrical contact between the fixed contact and the moving contact when displaced in the direction of the outer tube space (that is, when moving in the direction of the outer space surrounding the vacuum interrupter); during the subsequent displacement of the contact pin in the direction of the interior of the interrupter tube (that is to say in the direction of the volume enclosed by the vacuum interrupter or by the housing of the vacuum interrupter), the contact pin opens the electrical contact between the fixed contact and the moving contact.
  • Vacuum interrupter can thus be very easily transferred to the off state or hold in this.
  • a smooth storage of the contact pin in the Wall of the vacuum interrupter can even be achieved that no additional driving force for opening or holding open the electrical contact is necessary, but that the closed electrical contact opens automatically after releasing the latching pin retaining latch and then held due to the force of the air pressure in the open state ,
  • the vacuum interrupter can be designed so that the fixed contact is formed as a hollow cylinder and the
  • the vacuum interrupter can also be designed such that the moving contact is designed in the shape of a blanket with respect to the hollow-cylindrical fixed contact.
  • a moving contact is also referred to as pot contact.
  • the vacuum interrupter can be realized in such a way that in the switched-on state of the vacuum interrupter the moving contact at least partially closes off an end opening of the hollow-cylindrical fixed contact.
  • the vacuum interrupter can be configured such that in the switched-on state of the vacuum interrupter an annular end face of the hollow-cylindrical fixed contact contacts the moving contact. About this annular end face of the current to be switched flows from the fixed contact to the moving contact or in the reverse direction.
  • the vacuum interrupter can be designed so that at least parts of the surface of a arranged in the interior of the hollow cylindrical fixed contact portion of the contact pin made of arc-resistant material.
  • the vacuum interrupter can also be realized so that at least parts of the inner surface of the hollow cylindrical fixed contact made of arc-resistant material.
  • the vacuum interrupter can be designed so that at least parts of the moving contact facing away from the end surface of the hollow cylindrical fixed contact made of arc-resistant material.
  • the inner surface of the decker-shaped or cup-shaped moving contact can at least partially consist of arc-resistant material, whereby the moving contact is protected from damage when arcing occurs.
  • the described vacuum interrupter can be advantageously used in an arrangement with a first vacuum interrupter of the type described and with a second vacuum interrupter with a fixed contact and a respect the fixed contact movably arranged moving contact, the moving contact with a slidably disposed, a wall of the second vacuum interrupter thorough cross-bolt is connected, and this contact pin when moving in the direction of the interrupter interior of the second vacuum interrupter closes an electrical contact between the fixed contact and the moving contact and moving in the direction Switching tube outer space of the second vacuum interrupter opens the electrical contact, and the contact pin of the first vacuum interrupter is mechanically coupled to the contact pin of the second vacuum interrupter.
  • a first vacuum interrupter of the type described above is combined with a second interrupter, as it is already known as such from the document DE 26 33 543 Al.
  • the contact pin of the first vacuum interrupter is mechanically coupled to the contact pin of the second vacuum interrupter.
  • the coupling takes place in such a way that, when the contact bolt of the first vacuum interrupter is displaced in the direction of the interrupter interior of the first vacuum interrupter, the contact pin of the second vacuum interrupter is simultaneously displaced in the direction of the outside of the second vacuum interrupter.
  • a direction of interrupter outer space of the first vacuum interrupter of the coupled contact pins of the second vacuum interrupter is shifted toward the interrupter interior of the second vacuum interrupter.
  • Both contact pins can move through the coupling only in each case with the same sense of direction.
  • Such an arrangement is particularly advantageous that when you turn on the first vacuum interrupter and the second vacuum interrupter turns on when you turn off the first Vacuum stop tube and the second vacuum interrupter turns off.
  • Vacuum interrupter open By means of such an arrangement of a first and a second vacuum interrupter can be various electrical circuits (in particular series circuits of vacuum interrupters) realize in which switch must be closed or opened at about the same time.
  • the arrangement can also be designed such that the contact pin of the first vacuum interrupter merges into the contact pin of the second vacuum interrupter. As a result, a rigid coupling of the two contact pins is achieved.
  • the arrangement can also be designed so that the contact pin of the first vacuum interrupter and the contact pin of the second vacuum interrupter are coupled together with the interposition of a mechanical spring or damping element. It is advantageous that possibly occurring vibrations are damped, mechanical stresses are absorbed or any inaccuracies occurring in the movable contact pins, moving contacts and / or fixed contacts are compensated. In the following, embodiments of the invention will be explained with reference to FIGS. It is in
  • Figure 1 shows an embodiment of a vacuum interrupter according to the invention
  • Figure 2 shows an embodiment of an arrangement with a vacuum interrupter according to the invention.
  • This vacuum interrupter 1 has a vacuum interrupter housing, which in the exemplary embodiment has a first hollow-cylindrical housing part 3 made of ceramic and a second hollow-cylindrical housing part 5 made of ceramic.
  • a first end face of the first hollow cylindrical housing part 3 is provided with a cap-shaped wall 7 made of stainless steel sheet, which is penetrated by a contact pin 9.
  • the contact pin 9 is slidably mounted by means of a sliding bearing 11 on the wall 7, wherein by means of a bellows 13, a vacuum-tight displacement of the contact pin 9 is made possible.
  • the second end face of the first housing part 3 is vacuum-tightly connected to an annular flange 15, which has a inside of the
  • Vacuum interrupter 1 arranged hollow cylindrical fixed contact 17 carries.
  • the contact pin 9 passes through the hollow cylindrical fixed contact 17 axially and carries at its free end in the interior of the vacuum interrupter a moving contact 19th
  • the annular flange 15 serves as a power supply for the fixed contact 17, while the contact pin 9 as Power supply for the moving contact 19 is used.
  • the fixed contact 17 and the moving contact 19 are suitable for switching current and voltage.
  • the fixed contact 17 and the moving contact 19 represent so-called main contacts of the vacuum interrupter, d. H. Contacts suitable for switching high currents and high voltages. Such contacts are sometimes referred to as a main current-carrying contacts or as contacts, which form the main current path of a vacuum interrupter.
  • the annular flange 15 is further connected to a stainless steel existing fourth housing part 21, which has the shape of a thin-walled hollow cylinder.
  • This fourth housing part 21 is vacuum-tightly connected to an end face of the second housing part 5, which is vacuum-tightly connected to the end face opposite the fourth housing part with a second cap 23 (made of stainless steel sheet, for example).
  • the second cap 23 forms a wall 7 opposite the second wall 23.
  • Slide bearings 11 are realized as solder joints.
  • the second housing part 5 isolates the second cap 23 from the potential of the fixed contact 17, so that the second housing cap 23 is at a floating potential (a so-called floating potential).
  • the second housing part 5 is optional. If the second housing part 5 is omitted, then the fourth housing part 21 goes directly into the Housing cap 23 via; the housing cap 23 is then at the electrical potential of the fixed contact 17th
  • the inner surfaces of the existing ceramic first housing part 3 and the second housing part 5 are protected in a conventional manner by means of steam shields 25, 27, 29 and 31 before deposition of emerging during switching operations metal vapor.
  • Contact pin 9 is slidably arranged: It can be by a arranged outside the vacuum interrupter (not shown in the figure 1) switch tube drive in the direction of the interrupter interior (ie in the direction of arrow 33) and in the direction of the interrupter outer space (ie in
  • the moving contact 19 closes the end opening of the hollow cylindrical fixed contact 17 facing the moving contact 19 at least partially; an annular end face 43 of the hollow cylindrical fixed contact 17 touches the moving contact 19th
  • Moving contact 19 adjacent consist of arc-resistant material.
  • the arc-resistant material may be formed, for example, in the form of a recessed into the contact pin 9 sleeve 37 or a pushed onto the contact pin 9 sleeve; however, in other embodiments for vacuum interrupters in the contact pin 9 as well be completely dispensed with arc-resistant material, so that the entire contact pin 9 may consist for example of copper.
  • the inner circumferential surface of the hollow cylindrical fixed contact 17 is also made of arc-resistant material.
  • the two end faces of the hollow cylindrical fixed contact 17 made of arc-resistant material. In the exemplary embodiment, therefore, both a the moving contact 19 facing away
  • End face 41 and the moving contact 19 facing end face 43 of the hollow cylindrical fixed contact 17 made of arc-resistant material are made of arc-resistant material.
  • arc-resistant material for example, a copper-chromium-based contact material conventionally used for vacuum interrupters could be used. However, it would also be possible to use stainless steel or another heat-resistant (refractory) material as such an arc-resistant material.
  • the moving contact 19 consists of a contact carrier 45, which is provided for generating the radial magnetic field with slots.
  • the contact carrier 45 carries a contact disk 47 made of high-strength, arc-resistant material.
  • the inner lateral surface as well as the bottom surface of the cup-shaped moving contact 19 likewise consists at least partially of material 49 resistant to the effects of arc.
  • the hollow cylindrical fixed contact 17 in the exemplary embodiment also has a pot shape, it also represents a pot contact.
  • the hollow cylindrical fixed contact 17 has a contact carrier 49, which carries a contact plate 51 made of arc-resistant material.
  • the contact carrier 49 is provided with slots which generate the radially aligned magnetic field (RMF) in cooperation with the slots of the contact carrier 45; the fixed contact 17 is therefore also an RMF contact.
  • RMF radially aligned magnetic field
  • AMF axial magnetic field
  • the vacuum interrupter could also be constructed so that only parts 37 of the surface of the contact pin 9 and the
  • Contact discs 47 and 51 consist of arc-resistant material, whereas the remote from the moving contact 19 end face 41, the inner circumferential surface 39 of the fixed contact 17, the inner circumferential surface of the BewegWallets 19 and / or the inner bottom surface 49 of the moving contact 19 from cheaper, only moderately arc-resistant Material (such as copper) could exist.
  • the described vacuum interrupters can be used in particular as a sluggish security element by the contact pin 9 is locked in the closed state of the electrical contact and released in the event of release of the fuse of the contact pin. thereupon opens due to the pressure difference between the interior and exterior of the vacuum interrupter - as described above - automatically the electrical contact between the moving contact and the fixed contact, and the vacuum interrupter goes into its off state, ie serving as a backup vacuum interrupter interrupts the flow of current. Thereafter, the vacuum interrupter remains securely in the open state until the electrical contact is closed again by means of a driving force acting on the outside of the contact pin.
  • FIG. 2 shows an arrangement with two vacuum interrupters.
  • a first vacuum interrupter 101 is shown, whose structure is similar to the vacuum interrupter shown and described in Figure 1.
  • This first vacuum interrupter 101 has a first fixed contact 103 and a first moving contact 105 displaceably arranged with respect to the first fixed contact 103.
  • the first fixed contact 103 and the first moving contact 105 are suitable for switching current and voltage.
  • the first moving contact 105 is supported by a displaceably mounted, a wall 107 of the first vacuum interrupter 101 by cross-bolt 109 is worn. As explained in detail in connection with Figure 1, closes when moving the first contact pin 109 in the direction
  • Jacket surface of the fixed contact 103, the inner circumferential surface of the moving contact 105 and the inner bottom surface of the moving contact 105 made of cheaper copper.
  • these surfaces made of copper can also be provided with an arc-resistant material.
  • a second vacuum interrupter 120 which has a fixed contact 122 and with respect to this fixed contact 122 slidably arranged moving contact 124.
  • the moving contact is supported by a slidably mounted, a wall 126 of the second vacuum interrupter 120 by cross-bolt 128 worn.
  • the contact pin 128 is displaced in the direction of the interrupter outer space of the second vacuum interrupter 120 (ie in the direction of arrow 132), then the closed contact between the fixed contact 122 and the moving contact 124 of the second vacuum interrupter 120 opens again.
  • the contact pin 109 of the first vacuum interrupter 101 is mechanically with the contact pin 128 of the second
  • Vacuum interrupter 120 coupled.
  • the coupling is realized in such a way that an end face of the outside of the first vacuum interrupter 101 lies Contact pin 109 of the first vacuum interrupter 101 is rigidly connected to an end face of the contact pin 128 of the second vacuum interrupter 120, said end face of the contact pin 128 is outside the second vacuum interrupter 120.
  • the contact pin 109 of the first vacuum interrupter 101 thus passes into the contact pin 128 of the second vacuum interrupter 120, for example screwed thereto.
  • a drive and power supply pin 134 is attached, which serves for a power supply both for the moving contact 124 of the second vacuum interrupter 120 and for the moving contact 105 of the first vacuum interrupter 101.
  • a driving force for both the moving contact 124 of the second vacuum interrupter 120 and the moving contact 105 of the first vacuum interrupter 101 is introduced via this bolt 134.
  • the first vacuum interrupter 101 and the second vacuum interrupter 120 are simultaneously switched on and off by means of this driving force.
  • the contact pins of the two vacuum interrupters are not rigidly coupled, but the coupling takes place with the interposition of a spring and / or damping element.
  • a spring element and / or damping element may for example consist of a substantially circular cylindrical elastomeric body which connects the contact pin 109 of the first vacuum interrupter 101 elastically with the contact pin 128 of the second vacuum interrupter 120.
  • a vacuum interrupter has been described in which the electrical contact between the moving contact and the fixed contact can be opened and / or kept open (weakly) with only slight external forces or without external forces.

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  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)

Abstract

The invention relates to a vacuum circuit interrupter (1) comprising a fixed contact (17) and a moving contact (19) for switching current and voltage, which moving contact is arranged so as to be mobile relative to the fixed contact, the moving contact (19) being connected to a contact pin (9) which is arranged so as to be displaceable and extends through a wall (7) of the vacuum circuit interrupter. The contact pin (9) closes an electrical contact between the fixed contact (17) and the moving contact (19) when it is displaced into the direction of the circuit interrupter exterior (35) and opens the electrical contact when it is displaced into the direction of the circuit interrupter interior (33). The invention further relates to a system comprising said vacuum circuit interrupter.

Description

Beschreibungdescription
VakuumsehaltröhreVakuumsehaltröhre
Die Erfindung betrifft eine Vakuumschaltröhre mit einemThe invention relates to a vacuum interrupter with a
Festkontakt und einem bezüglich des Festkontakts beweglich angeordneten Bewegkontakt zum Schalten von Strom und Spannung, wobei der Bewegkontakt mit einem verschiebbar angeordneten, eine Wandung der Vakuumschaltröhre durchgreifenden Kontaktbolzen verbunden ist.Fixed contact and one with respect to the fixed contact movably arranged moving contact for switching current and voltage, wherein the moving contact with a displaceably arranged, a wall of the vacuum interrupter by cross-contact pin is connected.
Eine derartige Vakuumschaltröhre ist aus der deutschenSuch a vacuum interrupter is from the German
Offenlegungsschrift DE 26 33 543 Al bekannt. Zum Begriff derPublication DE 26 33 543 Al known. To the concept of
Vakuumschaltröhre ist anzumerken, dass sich im deutschsprachigen Raum der Begriff „Schaltröhre" für derartige Vakuumschalter eingebürgert hat. Im Rahmen dieser Beschreibung soll jedoch unter einer Vakuumschaltröhre nicht nur ein zylinderförmiges Bauteil verstanden werden, vielmehr können Vakuumschaltröhren auch andere Formen aufweisen, beispielsweise können sie als quaderförmige Bauteile ausgebildet sein.In the context of this description, however, a vacuum interrupter should not only be understood to mean a cylindrical component, but vacuum interrupters may also have other shapes, for example, they may be cuboidal Be formed components.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumschaltröhre und eine Anordnung mit einer Vakuumschaltröhre anzugeben, bei der ein elektrischer Kontakt zwischen dem Bewegkontakt und dem Festkontakt unter Aufwendung nur geringer mechanischer Kräfte geöffnet bzw. im geöffneten Zustand gehalten werden kann.The invention has for its object to provide a vacuum interrupter and an arrangement with a vacuum interrupter, in which an electrical contact between the moving contact and the fixed contact can be opened by using only low mechanical forces or kept in the open state.
Diese Aufgabe wird bei einer Vakuumschaltröhre der oben genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kontaktbolzen bei Verschieben in Richtung Schaltröhrenaußenraum einen elektrischen Kontakt zwischen dem Festkontakt und dem Bewegkontakt schließt und beim Verschieben in Richtung Schaltröhreninnenraum den elektrischen Kontakt öffnet.This object is achieved according to the invention in a vacuum interrupter of the type mentioned above, that the contact pin when moving in the direction of the interrupter outer space an electrical contact between the Fixed contact and the moving contact closes and opens the electrical contact when moving in the direction of the interior of the interrupter tube.
Bei dieser Vakuumschaltröhre schließt der Kontaktbolzen bei Verschiebung in Richtung Schaltröhrenaußenraum (d. h. bei Verschieben in Richtung des die Vakuumschaltröhre umgebenden Außenraums) den elektrischen Kontakt zwischen dem Festkontakt und dem Bewegkontakt; beim darauffolgenden Verschieben des Kontaktbolzens in Richtung Schaltröhreninnenraum (d. h. in Richtung des von der Vakuumschaltröhre bzw. von dem Gehäuse der Vakuumschaltröhre eingeschlossenen Volumens) öffnet der Kontaktbolzen den elektrischen Kontakt zwischen dem Festkontakt und dem Bewegkontakt.In this vacuum interrupter, the contact pin closes the electrical contact between the fixed contact and the moving contact when displaced in the direction of the outer tube space (that is, when moving in the direction of the outer space surrounding the vacuum interrupter); during the subsequent displacement of the contact pin in the direction of the interior of the interrupter tube (that is to say in the direction of the volume enclosed by the vacuum interrupter or by the housing of the vacuum interrupter), the contact pin opens the electrical contact between the fixed contact and the moving contact.
Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass beim Verschieben des Kontaktbolzens in Richtung Schaltröhreninnenraum die zum Verschieben auf den Kontaktbolzen aufgebrachte Antriebskraft sich gleichsinnig mit der Kraft überlagert, die aufgrund des im Schaltröhreninnenraum herrschenden Vakuums und des imIt is particularly advantageous that when moving the contact pin in the direction of the interrupter interior the force applied to move on the contact pin driving force is superimposed in the same direction with the force due to the pressure prevailing in the interrupter interior vacuum and the im
Schaltröhrenaußenraum herrschenden normalen Luftdrucks auf den Kontaktbolzen und den daran befestigten Bewegkontakt wirkt (Addition der Antriebskraft und der Kraft des Luftdrucks) . Dabei wirken die Antriebskraft und die aufgrund der Druckunterschiede zwischen Schaltröhrenaußenraum und Schaltröhreninnenraum entstehende Kraft in die gleiche Richtung, d. h. die beiden Kräfte verstärken sich. Dadurch ist für das Öffnen bzw. Offenhalten des elektrischen Kontakts zwischen dem Bewegkontakt und dem Festkontakt nur eine geringe Antriebskraft notwendig. Die erfindungsgemäßeInterrupter outer space prevailing normal air pressure on the contact pin and the attached moving contact acts (addition of the driving force and the force of the air pressure). In this case, the driving force and the force arising due to the pressure differences between the switching tube outer space and the interior of the switching tube act in the same direction, ie. H. the two forces are increasing. As a result, only a small driving force is necessary for opening or keeping open the electrical contact between the moving contact and the fixed contact. The inventive
Vakuumschaltröhre lässt sich also besonders leicht in den ausgeschalteten Zustand überführen bzw. in diesem halten. Bei einer leichtgängigen Lagerung des Kontaktbolzens in der Wandung der Vakuumschaltröhre kann sogar erreicht werden, dass überhaupt keine zusätzliche Antriebskraft zum Öffnen oder Offenhalten des elektrischen Kontakts notwendig ist, sondern dass der geschlossene elektrische Kontakt nach Lösen einer den Kontaktbolzen festhaltenden Arretierung selbsttätig öffnet und danach aufgrund der Kraft des Luftdrucks im geöffneten Zustand gehalten wird.Vacuum interrupter can thus be very easily transferred to the off state or hold in this. In a smooth storage of the contact pin in the Wall of the vacuum interrupter can even be achieved that no additional driving force for opening or holding open the electrical contact is necessary, but that the closed electrical contact opens automatically after releasing the latching pin retaining latch and then held due to the force of the air pressure in the open state ,
Die Vakuumschaltröhre kann so ausgestaltet sein, dass der Festkontakt hohlzylinderförmig ausgebildet ist und derThe vacuum interrupter can be designed so that the fixed contact is formed as a hollow cylinder and the
Kontaktbolzen den Festkontakt (axial) durchgreift. Dadurch kann vorteilhafterweise ein besonders kompakter Aufbau der Vakuumschaltröhre erreicht werden.Contact pin passes through the fixed contact (axially). As a result, advantageously a particularly compact construction of the vacuum interrupter can be achieved.
Die Vakuumschaltröhre kann auch so ausgestaltet sein, dass der Bewegkontakt bezüglich des hohlzylinderförmigen Festkontakts deckeiförmig ausgebildet ist. Ein derartiger Bewegkontakt wird auch als Topfkontakt bezeichnet.The vacuum interrupter can also be designed such that the moving contact is designed in the shape of a blanket with respect to the hollow-cylindrical fixed contact. Such a moving contact is also referred to as pot contact.
Die Vakuumschaltröhre kann so realisiert sein, dass im eingeschalteten Zustand der Vakuumschaltröhre der Bewegkontakt eine stirnseitige Öffnung des hohlzylinderförmigen Festkontakts zumindest teilweise verschließt .The vacuum interrupter can be realized in such a way that in the switched-on state of the vacuum interrupter the moving contact at least partially closes off an end opening of the hollow-cylindrical fixed contact.
Die Vakuumschaltröhre kann so ausgestaltet sein, dass im eingeschalteten Zustand der Vakuumschaltröhre eine kreisringförmige Stirnfläche des hohlzylinderförmigen Festkontakts den Bewegkontakt berührt. Über diese kreisringförmige Stirnfläche fließt der zu schaltende Strom vom Festkontakt zum Bewegkontakt bzw. in umgekehrter Richtung. Die Vakuumschaltröhre kann dabei so ausgestaltet sein, dass mindestens Teile der Oberfläche eines im Innenraum des hohlzylinderförmigen Festkontakts angeordneten Abschnitts des Kontaktbolzens aus lichtbogenbeständigem Material bestehen.The vacuum interrupter can be configured such that in the switched-on state of the vacuum interrupter an annular end face of the hollow-cylindrical fixed contact contacts the moving contact. About this annular end face of the current to be switched flows from the fixed contact to the moving contact or in the reverse direction. The vacuum interrupter can be designed so that at least parts of the surface of a arranged in the interior of the hollow cylindrical fixed contact portion of the contact pin made of arc-resistant material.
Die Vakuumschaltröhre kann auch so realisiert sein, dass mindestens Teile der inneren Mantelfläche des hohlzylinderförmigen Festkontakts aus lichtbogenbeständigem Material bestehen.The vacuum interrupter can also be realized so that at least parts of the inner surface of the hollow cylindrical fixed contact made of arc-resistant material.
Die Vakuumschaltröhre kann so gestaltet sein, dass mindestens Teile der dem Bewegkontakt abgewandten Stirnfläche des hohlzylinderförmigen Festkontakts aus lichtbogenbeständigem Material bestehen.The vacuum interrupter can be designed so that at least parts of the moving contact facing away from the end surface of the hollow cylindrical fixed contact made of arc-resistant material.
Beim Einsatz von lichtbogenbeständigem Material bei den vorstehend genannten Ausführungsformen der Vakuumschaltröhre ist besonders vorteilhaft, dass bei Ausbildung eines (unerwünschten) Lichtbogens zwischen dem Kontaktbolzen des Bewegkontakts und dem hohlzylinderförmigen FestkontaktWhen using arc-resistant material in the abovementioned embodiments of the vacuum interrupter is particularly advantageous that when forming an (undesired) arc between the contact pin of the moving contact and the hollow cylindrical fixed contact
Beschädigungen der Oberfläche des Kontaktbolzens und des Festkontakts minimiert bzw. vermieden werden.Damage to the surface of the contact pin and the fixed contact can be minimized or avoided.
Weiterhin kann auch die innenliegende Oberfläche des deckeiförmigen bzw. topfförmigen Bewegkontakts mindestens teilweise aus lichtbogenbeständigem Material bestehen, wodurch auch der Bewegkontakt vor Beschädigungen bei auftretenden Lichtbögen geschützt wird.Furthermore, the inner surface of the decker-shaped or cup-shaped moving contact can at least partially consist of arc-resistant material, whereby the moving contact is protected from damage when arcing occurs.
Die beschriebene Vakuumschaltröhre kann mit Vorteil eingesetzt werden in einer Anordnung mit einer ersten Vakuumschaltröhre der beschriebenen Art und mit einer zweiten Vakuumschaltröhre mit einem Festkontakt und einem bezüglich des Festkontakts beweglich angeordneten Bewegkontakt, wobei der Bewegkontakt mit einem verschiebbar angeordneten, eine Wandung der zweiten Vakuumschaltröhre durchgreifenden Kontaktbolzen verbunden ist, und dieser Kontaktbolzen bei Verschieben in Richtung Schaltröhreninnenraum der zweiten Vakuumschaltröhre einen elektrischen Kontakt zwischen dem Festkontakt und dem Bewegkontakt schließt und bei Verschieben in Richtung Schaltröhrenaußenraum der zweiten Vakuumschaltröhre den elektrischen Kontakt öffnet, und der Kontaktbolzen der ersten Vakuumschaltröhre mechanisch mit dem Kontaktbolzen der zweiten Vakuumschaltröhre gekoppelt ist.The described vacuum interrupter can be advantageously used in an arrangement with a first vacuum interrupter of the type described and with a second vacuum interrupter with a fixed contact and a respect the fixed contact movably arranged moving contact, the moving contact with a slidably disposed, a wall of the second vacuum interrupter thorough cross-bolt is connected, and this contact pin when moving in the direction of the interrupter interior of the second vacuum interrupter closes an electrical contact between the fixed contact and the moving contact and moving in the direction Switching tube outer space of the second vacuum interrupter opens the electrical contact, and the contact pin of the first vacuum interrupter is mechanically coupled to the contact pin of the second vacuum interrupter.
Bei dieser Anordnung wird eine erste Vakuumschaltröhre der oben beschriebenen Art kombiniert mit einer zweiten Schaltröhre, wie sie als solche bereits aus der Druckschrift DE 26 33 543 Al bekannt ist. Der Kontaktbolzen der ersten Vakuumschaltröhre ist dabei mechanisch gekoppelt mit dem Kontaktbolzen der zweiten Vakuumschaltröhre. Die Kopplung erfolgt derart, dass beim Verschieben des Kontaktbolzens der ersten Vakuumschaltröhre in Richtung Schaltröhreninnenraum der ersten Vakuumschaltröhre gleichzeitig der Kontaktbolzen der zweiten Vakuumschaltröhre in Richtung Außenraum der zweiten Vakuumschaltröhre verschoben wird. Umgekehrt wird beim Verschieben des Kontaktbolzens der ersten Vakuumschaltröhre ein Richtung Schaltröhrenaußenraum der ersten Vakuumschaltröhre der gekoppelte Kontaktbolzen der zweiten Vakuumschaltröhre in Richtung Schaltröhreninnenraum der zweiten Vakuumschaltröhre verschoben. Beide Kontaktbolzen können sich durch die Kopplung nur jeweils mit gleichem Richtungssinn bewegen. Bei einer derartigen Anordnung ist besonders vorteilhaft, dass beim Einschalten der ersten Vakuumschaltröhre auch die zweite Vakuumschaltröhre einschaltet bzw. beim Ausschalten der ersten Vakuumschaltröhre auch die zweite Vakuumschaltröhre ausschaltet. Mit anderen Worten wird beim Schließen des elektrischen Kontakts zwischen dem Festkontakt und dem Bewegkontakt der ersten Vakuumschaltröhre auch der elektrische Kontakt zwischen dem Festkontakt und demIn this arrangement, a first vacuum interrupter of the type described above is combined with a second interrupter, as it is already known as such from the document DE 26 33 543 Al. The contact pin of the first vacuum interrupter is mechanically coupled to the contact pin of the second vacuum interrupter. The coupling takes place in such a way that, when the contact bolt of the first vacuum interrupter is displaced in the direction of the interrupter interior of the first vacuum interrupter, the contact pin of the second vacuum interrupter is simultaneously displaced in the direction of the outside of the second vacuum interrupter. Conversely, upon displacement of the contact pin of the first vacuum interrupter, a direction of interrupter outer space of the first vacuum interrupter of the coupled contact pins of the second vacuum interrupter is shifted toward the interrupter interior of the second vacuum interrupter. Both contact pins can move through the coupling only in each case with the same sense of direction. In such an arrangement is particularly advantageous that when you turn on the first vacuum interrupter and the second vacuum interrupter turns on when you turn off the first Vacuum stop tube and the second vacuum interrupter turns off. In other words, when closing the electrical contact between the fixed contact and the moving contact of the first vacuum interrupter and the electrical contact between the fixed contact and the
Bewegkontakt der zweiten Vakuumschaltröhre geschlossen. Umgekehrt wird auch beim Öffnen des elektrischen Kontakts zwischen dem Festkontakt und dem Bewegkontakt der ersten Vakuumschaltröhre auch der elektrische Kontakt zwischen dem Festkontakt und dem Bewegkontakt der zweitenMoving contact of the second vacuum interrupter closed. Conversely, even when opening the electrical contact between the fixed contact and the moving contact of the first vacuum interrupter and the electrical contact between the fixed contact and the moving contact of the second
Vakuumschaltröhre geöffnet. Mittels einer derartigen Anordnung von einer ersten und einer zweiten Vakuumschaltröhre lassen sich vielfältige elektrische Schaltungen (insbesondere Serienschaltungen von Vakuumschaltröhren) realisieren, bei denen Schalter in etwa gleichzeitig geschlossen oder geöffnet werden müssen.Vacuum interrupter open. By means of such an arrangement of a first and a second vacuum interrupter can be various electrical circuits (in particular series circuits of vacuum interrupters) realize in which switch must be closed or opened at about the same time.
Die Anordnung kann auch so ausgestaltet sein, dass der Kontaktbolzen der ersten Vakuumschaltröhre in den Kontaktbolzen der zweiten Vakuumschaltröhre übergeht. Dadurch wird eine starre Kopplung der beiden Kontaktbolzen erreicht.The arrangement can also be designed such that the contact pin of the first vacuum interrupter merges into the contact pin of the second vacuum interrupter. As a result, a rigid coupling of the two contact pins is achieved.
Die Anordnung kann aber auch so ausgestaltet sein, dass der Kontaktbolzen der ersten Vakuumschaltröhre und der Kontaktbolzen der zweiten Vakuumschaltröhre unter Zwischenschaltung eines mechanischen Feder- oder Dämpfungselements miteinander gekoppelt sind. Dabei ist vorteilhaft, dass eventuell auftretende Erschütterungen gedämpft werden, mechanische Spannungen aufgenommen werden oder eventuell auftretende Ungenauigkeiten bei den beweglichen Kontaktbolzen, Bewegkontakten und/oder Festkontakten ausgeglichen werden. Im Folgenden werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Dabei ist inThe arrangement can also be designed so that the contact pin of the first vacuum interrupter and the contact pin of the second vacuum interrupter are coupled together with the interposition of a mechanical spring or damping element. It is advantageous that possibly occurring vibrations are damped, mechanical stresses are absorbed or any inaccuracies occurring in the movable contact pins, moving contacts and / or fixed contacts are compensated. In the following, embodiments of the invention will be explained with reference to FIGS. It is in
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre und inFigure 1 shows an embodiment of a vacuum interrupter according to the invention and in
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre dargestellt.Figure 2 shows an embodiment of an arrangement with a vacuum interrupter according to the invention.
In Figur 1 ist in einer Schnittdarstellung eine zylinderförmige Vakuumschaltröhre 1 dargestellt. Diese Vakuumschaltröhre 1 weist ein Vakuumschaltröhrengehäuse auf, welches im Ausführungsbeispiel ein erstes hohlzylinderförmiges Gehäuseteil 3 aus Keramik und ein zweites hohlzylinderförmiges Gehäuseteil 5 aus Keramik aufweist. Eine erste Stirnfläche des ersten hohlzylinderförmigen Gehäuseteils 3 ist mit einer kappenförmigen Wandung 7 aus Edelstahlblech versehen, welche von einem Kontaktbolzen 9 durchgriffen wird. Der Kontaktbolzen 9 ist mittels eines Schiebelagers 11 verschiebbar an der Wandung 7 gelagert, wobei mittels eines Faltenbalges 13 eine vakuumdichte Verschiebung des Kontaktbolzens 9 ermöglicht wird. Die zweite Stirnfläche des ersten Gehäuseteils 3 ist mit einem ringförmigen Flansch 15 vakuumdicht verbunden, der einen im Inneren der1 shows a sectional view of a cylindrical vacuum interrupter 1 is shown. This vacuum interrupter 1 has a vacuum interrupter housing, which in the exemplary embodiment has a first hollow-cylindrical housing part 3 made of ceramic and a second hollow-cylindrical housing part 5 made of ceramic. A first end face of the first hollow cylindrical housing part 3 is provided with a cap-shaped wall 7 made of stainless steel sheet, which is penetrated by a contact pin 9. The contact pin 9 is slidably mounted by means of a sliding bearing 11 on the wall 7, wherein by means of a bellows 13, a vacuum-tight displacement of the contact pin 9 is made possible. The second end face of the first housing part 3 is vacuum-tightly connected to an annular flange 15, which has a inside of the
Vakuumschaltröhre 1 angeordneten hohlzylinderförmigen Festkontakt 17 trägt. Der Kontaktbolzen 9 durchgreift den hohlzylinderförmigen Festkontakt 17 axial und trägt an seinem freien Ende im Inneren der Vakuumschaltröhre einen Bewegkontakt 19.Vacuum interrupter 1 arranged hollow cylindrical fixed contact 17 carries. The contact pin 9 passes through the hollow cylindrical fixed contact 17 axially and carries at its free end in the interior of the vacuum interrupter a moving contact 19th
Der ringförmige Flansch 15 dient als Stromzuführung für den Festkontakt 17, während der Kontaktbolzen 9 als Stromzuführung für den Bewegkontakt 19 dient. Der Festkontakt 17 und der Bewegkontakt 19 sind zum Schalten von Strom und Spannung geeignet.The annular flange 15 serves as a power supply for the fixed contact 17, while the contact pin 9 as Power supply for the moving contact 19 is used. The fixed contact 17 and the moving contact 19 are suitable for switching current and voltage.
Der Festkontakt 17 und der Bewegkontakt 19 stellen sogenannte Hauptkontakte der Vakuumschaltröhre dar, d. h. Kontakte, die zum Schalten von hohen Strömen und hohen Spannungen geeignet sind. Solche Kontakte werden gelegentlich auch als hauptstromführende Kontakte bezeichnet bzw. als Kontakte, welche den Hauptstrompfad einer Vakuumschaltröhre bilden.The fixed contact 17 and the moving contact 19 represent so-called main contacts of the vacuum interrupter, d. H. Contacts suitable for switching high currents and high voltages. Such contacts are sometimes referred to as a main current-carrying contacts or as contacts, which form the main current path of a vacuum interrupter.
Diese Kontakte sind im Ausführungsbeispiel für große Ströme ausgelegt, so dass die Vakuumschaltröhre beispielsweise zum Abschalten von hohen Kurzschlussströmen einsetzbar ist.These contacts are designed in the embodiment for large currents, so that the vacuum interrupter can be used, for example, to switch off high short-circuit currents.
Der ringförmige Flansch 15 ist weiterhin mit einem aus Edelstahl bestehenden vierten Gehäuseteil 21 verbunden, welches die Form eines dünnwandigen Hohlzylinders hat. Dieses vierte Gehäuseteil 21 ist vakuumdicht mit einer Stirnfläche des zweiten Gehäuseteils 5 verbunden, welches an der dem vierten Gehäuseteil gegenüberliegenden Stirnfläche vakuumdicht mit einer (beispielsweise aus Edelstahlblech bestehenden) zweiten Kappe 23 verbunden ist. Die zweite Kappe 23 bildet eine der Wandung 7 gegenüberliegende zweite Wandung 23. Die vakuumdichten Verbindungen zwischen den einzelnen Gehäuseteilen, dem ringförmigen Flansch 15 und demThe annular flange 15 is further connected to a stainless steel existing fourth housing part 21, which has the shape of a thin-walled hollow cylinder. This fourth housing part 21 is vacuum-tightly connected to an end face of the second housing part 5, which is vacuum-tightly connected to the end face opposite the fourth housing part with a second cap 23 (made of stainless steel sheet, for example). The second cap 23 forms a wall 7 opposite the second wall 23. The vacuum-tight connections between the individual housing parts, the annular flange 15 and the
Schiebelager 11 sind als Lötverbindungen realisiert.Slide bearings 11 are realized as solder joints.
Das zweite Gehäuseteil 5 isoliert die zweite Kappe 23 von dem Potential des Festkontakts 17, so dass die zweite Gehäusekappe 23 auf einem schwebenden Potential (einem sog. floatenden Potential) liegt. Das zweite Gehäuseteil 5 ist optional. Wenn das zweite Gehäuseteil 5 weggelassen wird, dann geht das vierte Gehäuseteil 21 unmittelbar in die Gehäusekappe 23 über; die Gehäusekappe 23 liegt dann auf dem elektrischen Potential des Festkontakts 17.The second housing part 5 isolates the second cap 23 from the potential of the fixed contact 17, so that the second housing cap 23 is at a floating potential (a so-called floating potential). The second housing part 5 is optional. If the second housing part 5 is omitted, then the fourth housing part 21 goes directly into the Housing cap 23 via; the housing cap 23 is then at the electrical potential of the fixed contact 17th
Die Innenflächen des aus Keramik bestehenden ersten Gehäuseteils 3 und des zweiten Gehäuseteils 5 sind in an sich bekannter Weise mittels Dampfschirmen 25, 27, 29 und 31 vor Abscheidung von bei Schaltvorgängen entstehendem Metalldampf geschützt .The inner surfaces of the existing ceramic first housing part 3 and the second housing part 5 are protected in a conventional manner by means of steam shields 25, 27, 29 and 31 before deposition of emerging during switching operations metal vapor.
Der die Wandung 7 der Vakuumschaltröhre 1 durchgreifendeOf the wall 7 of the vacuum interrupter 1 by cross
Kontaktbolzen 9 ist verschiebbar angeordnet: Er lässt sich durch einen außerhalb der Vakuumschaltröhre angeordneten (in der Figur 1 nicht dargestellten) Schaltröhrenantrieb in Richtung Schaltröhreninnenraum (also in Richtung des Pfeiles 33) und in Richtung des Schaltröhrenaußenraumes (also inContact pin 9 is slidably arranged: It can be by a arranged outside the vacuum interrupter (not shown in the figure 1) switch tube drive in the direction of the interrupter interior (ie in the direction of arrow 33) and in the direction of the interrupter outer space (ie in
Richtung des Pfeiles 35) verschieben. In der Figur 1 ist die Vakuumschaltröhre 1 im ausgeschalteten Zustand dargestellt, d. h. zwischen dem Festkontakt 17 und dem Bewegkontakt 19 besteht kein elektrischer Kontakt. Wenn der Kontaktbolzen 9 in Richtung Schaltröhrenaußenraum verschoben wird (Pfeil 35), dann bewegt sich der an dem Kontaktbolzen 9 angeordnete Bewegkontakt 19 auf den feststehenden Festkontakt 17 zu; bei Berührung des Bewegkontakts 19 mit dem Festkontakt 17 wird ein elektrischer Kontakt zwischen dem Festkontakt und dem Bewegkontakt geschlossen. Die Vakuumschaltröhre befindet sich dann im eingeschalteten Zustand. Im eingeschalteten Zustand fließt der Strom vom Kontaktbolzen 9 über den Bewegkontakt 19, den Festkontakt 17 zum ringförmigen Flansch 15 und von diesem aus der Vakuumschaltröhre 1 hinaus.Move direction of arrow 35). In the figure 1, the vacuum interrupter 1 is shown in the off state, d. H. there is no electrical contact between the fixed contact 17 and the moving contact 19. When the contact pin 9 is displaced in the direction of the outer space of the switch tube (arrow 35), then the moving contact 19 arranged on the contact pin 9 moves toward the fixed fixed contact 17; upon contact of the moving contact 19 with the fixed contact 17, an electrical contact between the fixed contact and the moving contact is closed. The vacuum interrupter is then in the switched-on state. When switched on, the current flows from the contact pin 9 via the moving contact 19, the fixed contact 17 to the annular flange 15 and from this from the vacuum interrupter 1 addition.
Im eingeschalteten Zustand der Vakuumschaltröhre verschließt der Bewegkontakt 19 die dem Bewegkontakt 19 zugewandte stirnseitige Öffnung des hohlzylinderförmigen Festkontakts 17 zumindest teilweise; eine kreisringförmige Stirnfläche 43 des hohlzylinderförmigen Festkontakts 17 berührt dabei den Bewegkontakt 19.When the vacuum interrupter is switched on, the moving contact 19 closes the end opening of the hollow cylindrical fixed contact 17 facing the moving contact 19 at least partially; an annular end face 43 of the hollow cylindrical fixed contact 17 touches the moving contact 19th
Wenn im eingeschalteten Zustand der Vakuumschaltröhre derWhen switched on the vacuum interrupter the
Kontaktbolzen 9 in Richtung Schaltröhreninnenraum (Pfeil 33) verschoben wird, dann bewegt sich der Bewegkontakt 19 von dem Festkontakt 17 weg, der elektrische Kontakt zwischen dem Festkontakt 17 und dem Bewegkontakt 19 wird geöffnet; die Vakuumschaltröhre 1 geht in den ausgeschalteten Zustand über. Beim Öffnen des elektrischen Kontaktes können zwischen dem Festkontakt und dem Bewegkontakt Lichtbögen entstehen. Um Beschädigungen durch diese Lichtbögen zu minimieren bzw. auszuschließen sind der Bewegkontakt 19, der Festkontakt 17 und/oder der Kontaktbolzen 9 zumindest teilweise mit lichtbogenbeständigem Material versehen bzw. bestehen aus solchem lichtbogenbeständigen (hochfesten) Material. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 bestehen Teile der Oberfläche des Kontaktbolzens 9, die sich beim Öffnen des elektrischen Kontakts zwischen dem Bewegkontakt 19 und dem Festkontakt 17 im Innenraum des hohlzylinderförmigen Festkontakts 17 befinden, aus solchem lichtbogenbeständigen Material. In einer anderen Ausführungsform könnte beispielsweise aber auch die gesamte Oberfläche des Kontaktbolzens 9 (oder die Oberfläche des Abschnitts des Kontaktbolzens 9, der an denContact pin 9 in the direction of the inner tube (arrow 33) is moved, then the moving contact 19 moves away from the fixed contact 17, the electrical contact between the fixed contact 17 and the moving contact 19 is opened; the vacuum interrupter 1 goes into the off state. When opening the electrical contact arcs may arise between the fixed contact and the moving contact. To minimize or exclude damage caused by these arcs are the moving contact 19, the fixed contact 17 and / or the contact pin 9 at least partially provided with arc-resistant material or consist of such arc-resistant (high-strength) material. In the embodiment of Figure 1 consist of parts of the surface of the contact pin 9, which are when opening the electrical contact between the moving contact 19 and the fixed contact 17 in the interior of the hollow cylindrical fixed contact 17, from such arc-resistant material. In another embodiment, for example, but also the entire surface of the contact pin 9 (or the surface of the portion of the contact pin 9, to the
Bewegkontakt 19 angrenzt) aus lichtbogenbeständigem Material bestehen .Moving contact 19 adjacent) consist of arc-resistant material.
Das lichtbogenbeständige Material kann beispielsweise in Form einer in den Kontaktbolzen 9 eingelassenen Hülse 37 oder einer auf den Kontaktbolzen 9 aufgeschobenen Hülse ausgebildet sein; bei anderen Ausführungsbeispielen für Vakuumschaltröhren kann bei dem Kontaktbolzen 9 jedoch auch auf lichtbogenbeständiges Material völlig verzichtet werden, so dass der gesamte Kontaktbolzen 9 beispielsweise aus Kupfer bestehen kann.The arc-resistant material may be formed, for example, in the form of a recessed into the contact pin 9 sleeve 37 or a pushed onto the contact pin 9 sleeve; however, in other embodiments for vacuum interrupters in the contact pin 9 as well be completely dispensed with arc-resistant material, so that the entire contact pin 9 may consist for example of copper.
Die innere Mantelfläche des hohlzylinderförmigen Festkontakts 17 besteht ebenfalls aus lichtbogenbeständigem Material. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 bestehen zusätzlich die beiden Stirnflächen des hohlzylinderförmigen Festkontakts 17 aus lichtbogenbeständigem Material. Im Ausführungsbeispiel ist also sowohl eine dem Bewegkontakt 19 abgewandteThe inner circumferential surface of the hollow cylindrical fixed contact 17 is also made of arc-resistant material. In the embodiment of Figure 1, in addition, the two end faces of the hollow cylindrical fixed contact 17 made of arc-resistant material. In the exemplary embodiment, therefore, both a the moving contact 19 facing away
Stirnfläche 41 als auch eine dem Bewegkontakt 19 zugewandte Stirnfläche 43 des hohlzylinderförmigen Festkontakts 17 aus lichtbogenbeständigem Material gebildet.End face 41 and the moving contact 19 facing end face 43 of the hollow cylindrical fixed contact 17 made of arc-resistant material.
Als lichtbogenbeständiges Material könnte beispielsweise ein üblicherweise für Vakuumschaltröhren verwendetes Kontaktmaterial auf der Basis von Kupfer-Chrom eingesetzt werden. Es könnte aber als solches lichtbogenbeständiges Material auch Edelstahl oder ein anderes hitzeunempfindliches (refraktäres) Material verwendet werden.As the arc-resistant material, for example, a copper-chromium-based contact material conventionally used for vacuum interrupters could be used. However, it would also be possible to use stainless steel or another heat-resistant (refractory) material as such an arc-resistant material.
Im Ausführungsbeispiel ist der Bewegkontakt 19 als ein als solcher bekannter Topfkontakt in RMF-Ausführung (RMF = Radialmagnetfeld) realisiert. Der Bewegkontakt 19 besteht dabei aus einem Kontaktträger 45, welcher zur Erzeugung des radialen Magnetfeldes mit Schlitzen versehen ist. Der Kontaktträger 45 trägt eine Kontaktscheibe 47 aus hochfestem, lichtbogenbeständigem Material. Die innere Mantelfläche sowie die Bodenfläche des topfförmigen Bewegkontaktes 19 besteht ebenfalls zumindest teilweise aus lichtbogenbeständigem Material 49. Der hohlzylinderförmige Festkontakt 17 weist im Ausführungsbeispiel ebenfalls eine Topfform auf, er stellt auch einen Topfkontakt dar. Der hohlzylinderförmige Festkontakt 17 weist einen Kontaktträger 49 auf, welcher eine Kontaktscheibe 51 aus lichtbogenbeständigem Material trägt. Auch der Kontaktträger 49 ist mit Schlitzen versehen, welche im Zusammenwirken mit den Schlitzen des Kontaktträgers 45 das radial ausgerichtete Magnetfeld (RMF) erzeugen; der Festkontakt 17 ist also auch ein RMF-Kontakt.In the exemplary embodiment, the moving contact 19 is realized as a pot contact in RMF design known as such (RMF = radial magnetic field). The moving contact 19 consists of a contact carrier 45, which is provided for generating the radial magnetic field with slots. The contact carrier 45 carries a contact disk 47 made of high-strength, arc-resistant material. The inner lateral surface as well as the bottom surface of the cup-shaped moving contact 19 likewise consists at least partially of material 49 resistant to the effects of arc. The hollow cylindrical fixed contact 17 in the exemplary embodiment also has a pot shape, it also represents a pot contact. The hollow cylindrical fixed contact 17 has a contact carrier 49, which carries a contact plate 51 made of arc-resistant material. Also, the contact carrier 49 is provided with slots which generate the radially aligned magnetic field (RMF) in cooperation with the slots of the contact carrier 45; the fixed contact 17 is therefore also an RMF contact.
In anderen Ausführungsbeispielen könnten der Festkontakt 17 und der Bewegkontakt 19 aber auch als sogenannte AMF-Kontakte (AMF = axiales Magnetfeld) ausgestaltet sein oder der Festkontakt und der Bewegkontakt könnten überhaupt keine Schlitze aufweisen, wodurch besonders einfach herzustellende Kontakte vorlägen.In other embodiments, however, the fixed contact 17 and the moving contact 19 could also be designed as so-called AMF contacts (AMF = axial magnetic field) or the fixed contact and the moving contact could have no slots at all, as a result of which contacts could be produced particularly easily.
In einem anderen Ausführungsbeispiel könnte die Vakuumschaltröhre auch so aufgebaut sein, dass lediglich Teile 37 der Oberfläche des Kontaktbolzens 9 sowie dieIn another embodiment, the vacuum interrupter could also be constructed so that only parts 37 of the surface of the contact pin 9 and the
Kontaktscheiben 47 und 51 aus lichtbogenbeständigem Material bestehen, wohingegen die von dem Bewegkontakt 19 abgewandte Stirnfläche 41, die innere Mantelfläche 39 des Festkontakts 17, die innere Mantelfläche des Bewegkontakts 19 und/oder die innen liegende Bodenfläche 49 des Bewegkontakts 19 aus billigerem, nur mäßig lichtbogenbeständigen Material (beispielsweise Kupfer) bestehen könnten.Contact discs 47 and 51 consist of arc-resistant material, whereas the remote from the moving contact 19 end face 41, the inner circumferential surface 39 of the fixed contact 17, the inner circumferential surface of the Bewegkontakts 19 and / or the inner bottom surface 49 of the moving contact 19 from cheaper, only moderately arc-resistant Material (such as copper) could exist.
Die beschriebenen Vakuumschaltröhren können insbesondere auch als ein träges Sicherungselement eingesetzt werden, indem im geschlossenen Zustand des elektrischen Kontakts der Kontaktbolzen 9 arretiert wird und im Auslösefall der Sicherung der Kontaktbolzen freigegeben wird. Daraufhin öffnet aufgrund des Druckunterschiedes zwischen Innenraum und Außenraum der Vakuumschaltröhre - wie oben beschrieben - selbsttätig der elektrische Kontakt zwischen dem Bewegkontakt und dem Festkontakt, und die Vakuumschaltröhre geht in ihren ausgeschalteten Zustand über, d. h. die als Sicherung dienende Vakuumschaltröhre unterbricht den Stromfluss. Daraufhin verbleibt die Vakuumschaltröhre sicher im geöffneten Zustand, bis der elektrische Kontakt mittels einer von außen auf den Kontaktbolzen wirkenden Antriebskraft wieder geschlossen wird.The described vacuum interrupters can be used in particular as a sluggish security element by the contact pin 9 is locked in the closed state of the electrical contact and released in the event of release of the fuse of the contact pin. thereupon opens due to the pressure difference between the interior and exterior of the vacuum interrupter - as described above - automatically the electrical contact between the moving contact and the fixed contact, and the vacuum interrupter goes into its off state, ie serving as a backup vacuum interrupter interrupts the flow of current. Thereafter, the vacuum interrupter remains securely in the open state until the electrical contact is closed again by means of a driving force acting on the outside of the contact pin.
In Figur 2 ist eine Anordnung mit zwei Vakuumschaltröhren dargestellt. Im unteren Teil der Figur 2 ist eine erste Vakuumschaltröhre 101 dargestellt, deren Aufbau der in der Figur 1 dargestellten und beschriebenen Vakuumschaltröhre ähnelt. Diese erste Vakuumschaltröhre 101 weist einen ersten Festkontakt 103 und einen bezüglich des ersten Festkontakts 103 verschieblich angeordneten ersten Bewegkontakt 105 auf. Der erste Festkontakt 103 sowie der erste Bewegkontakt 105 sind zum Schalten von Strom und Spannung geeignet. Der erste Bewegkontakt 105 wird von einem verschiebbar angeordneten, eine Wandung 107 der ersten Vakuumschaltröhre 101 durchgreifenden Kontaktbolzen 109 getragen. Wie im Zusammenhang mit der Figur 1 ausführlich erläutert, schließt beim Verschieben des ersten Kontaktbolzens 109 in RichtungFIG. 2 shows an arrangement with two vacuum interrupters. In the lower part of Figure 2, a first vacuum interrupter 101 is shown, whose structure is similar to the vacuum interrupter shown and described in Figure 1. This first vacuum interrupter 101 has a first fixed contact 103 and a first moving contact 105 displaceably arranged with respect to the first fixed contact 103. The first fixed contact 103 and the first moving contact 105 are suitable for switching current and voltage. The first moving contact 105 is supported by a displaceably mounted, a wall 107 of the first vacuum interrupter 101 by cross-bolt 109 is worn. As explained in detail in connection with Figure 1, closes when moving the first contact pin 109 in the direction
Schaltröhrenaußenraum der ersten Vakuumschaltröhre 101 (d. h. in Richtung des Pfeils 113) der elektrische Kontakt zwischen dem ersten Festkontakt 103 und dem ersten Bewegkontakt 105. Beim Verschieben des ersten Kontaktbolzens 109 in Richtung Schaltröhreninnenraum der ersten Vakuumschaltröhre 101 (Pfeil 111) öffnet der elektrische Kontakt zwischen dem ersten Festkontakt 103 und dem ersten Bewegkontakt 105 wieder. Im Unterschied zu der Vakuumschaltröhre der Figur 1 bestehen bei der ersten Vakuumschaltröhre 101 lediglich Teile 115 der Oberfläche des Kontaktbolzens 109 sowie Kontaktscheiben 117 und 119 aus lichtbogenbeständigem Material, während die von dem Bewegkontakt 105 abgewandte Stirnfläche, die innereSwitching tube outer space of the first vacuum interrupter 101 (ie in the direction of arrow 113), the electrical contact between the first fixed contact 103 and the first moving contact 105. When moving the first contact pin 109 in the direction of the interrupter interior space of the first vacuum interrupter 101 (arrow 111) opens the electrical contact between the first fixed contact 103 and the first moving contact 105 again. In contrast to the vacuum interrupter of Figure 1 consist in the first vacuum interrupter 101, only parts 115 of the surface of the contact pin 109 and contact discs 117 and 119 of arc-resistant material, while facing away from the moving contact 105 end face, the inner
Mantelfläche des Festkontakts 103, die innere Mantelfläche des Bewegkontakts 105 und die innen liegende Bodenfläche des Bewegkontakts 105 aus billigerem Kupfer bestehen. Natürlich können diese aus Kupfer bestehenden Oberflächen aber auch mit einem lichtbogenbeständigen Material versehen werden.Jacket surface of the fixed contact 103, the inner circumferential surface of the moving contact 105 and the inner bottom surface of the moving contact 105 made of cheaper copper. Of course, these surfaces made of copper can also be provided with an arc-resistant material.
Im oberen Teil der Figur 2 ist eine zweite Vakuumschaltröhre 120 dargestellt, welche einen Festkontakt 122 und einen bezüglich dieses Festkontakts 122 verschieblich angeordneten Bewegkontakt 124 aufweist. Der Bewegkontakt wird von einem verschiebbar angeordneten, eine Wandung 126 der zweiten Vakuumschaltröhre 120 durchgreifenden Kontaktbolzen 128 getragen. Wenn dieser Kontaktbolzen 128 in Richtung Schaltröhreninnenraum der zweiten Vakuumschaltröhre 120 (d. h. in Richtung des Pfeils 130) verschoben wird, dann schließt der elektrische Kontakt zwischen dem Festkontakt 122 und dem Bewegkontakt 124. Wird daraufhin der Kontaktbolzen 128 in Richtung des Schaltröhrenaußenraumes der zweiten Vakuumschaltröhre 120 verschoben (d. h. in Richtung des Pfeils 132), dann öffnet der geschlossene Kontakt zwischen dem Festkontakt 122 und dem Bewegkontakt 124 der zweiten Vakuumschaltröhre 120 wieder.In the upper part of Figure 2, a second vacuum interrupter 120 is shown, which has a fixed contact 122 and with respect to this fixed contact 122 slidably arranged moving contact 124. The moving contact is supported by a slidably mounted, a wall 126 of the second vacuum interrupter 120 by cross-bolt 128 worn. When this contact pin 128 is displaced in the direction of the switch tube interior of the second vacuum interrupter 120 (ie in the direction of the arrow 130), the electrical contact between the fixed contact 122 and the moving contact 124 closes. Subsequently, the contact pin 128 is displaced in the direction of the interrupter outer space of the second vacuum interrupter 120 (ie in the direction of arrow 132), then the closed contact between the fixed contact 122 and the moving contact 124 of the second vacuum interrupter 120 opens again.
Der Kontaktbolzen 109 der ersten Vakuumschaltröhre 101 ist mechanisch mit dem Kontaktbolzen 128 der zweitenThe contact pin 109 of the first vacuum interrupter 101 is mechanically with the contact pin 128 of the second
Vakuumschaltröhre 120 gekoppelt. Im Ausführungsbeispiel ist die Kopplung derart realisiert, dass eine außerhalb der ersten Vakuumschaltröhre 101 liegende Stirnfläche des Kontaktbolzens 109 der ersten Vakuumschaltröhre 101 mit einer Stirnfläche des Kontaktbolzens 128 der zweiten Vakuumschaltröhre 120 starr verbunden ist, wobei diese Stirnfläche des Kontaktbolzens 128 außerhalb der zweiten Vakuumschaltröhre 120 liegt. Der Kontaktbolzen 109 der ersten Vakuumschaltröhre 101 geht also in den Kontaktbolzen 128 der zweiten Vakuumschaltröhre 120 über, ist beispielsweise mit diesem verschraubt.Vacuum interrupter 120 coupled. In the exemplary embodiment, the coupling is realized in such a way that an end face of the outside of the first vacuum interrupter 101 lies Contact pin 109 of the first vacuum interrupter 101 is rigidly connected to an end face of the contact pin 128 of the second vacuum interrupter 120, said end face of the contact pin 128 is outside the second vacuum interrupter 120. The contact pin 109 of the first vacuum interrupter 101 thus passes into the contact pin 128 of the second vacuum interrupter 120, for example screwed thereto.
An dem Kontaktbolzen 128 der zweiten Vakuumschaltröhre 120 ist ein Antriebs- und Stromzuführungsbolzen 134 befestigt, welcher zum einen zur Stromzuführung sowohl für den Bewegkontakt 124 der zweiten Vakuumschaltröhre 120 als auch für den Bewegkontakt 105 der ersten Vakuumschaltröhre 101 dient. Darüber hinaus wird über diesen Bolzen 134 auch eine Antriebskraft sowohl für den Bewegkontakt 124 der zweiten Vakuumschaltröhre 120 als auch für den Bewegkontakt 105 der ersten Vakuumschaltröhre 101 eingeleitet. Wie mittels eines Doppelpfeils 136 angedeutet, wird mittels dieser Antriebskraft die erste Vakuumschaltröhre 101 und die zweite Vakuumschaltröhre 120 gleichzeitig eingeschaltet bzw. ausgeschaltet .On the contact pin 128 of the second vacuum interrupter 120, a drive and power supply pin 134 is attached, which serves for a power supply both for the moving contact 124 of the second vacuum interrupter 120 and for the moving contact 105 of the first vacuum interrupter 101. In addition, a driving force for both the moving contact 124 of the second vacuum interrupter 120 and the moving contact 105 of the first vacuum interrupter 101 is introduced via this bolt 134. As indicated by means of a double arrow 136, the first vacuum interrupter 101 and the second vacuum interrupter 120 are simultaneously switched on and off by means of this driving force.
In einem anderen Ausführungsbeispiel sind die Kontaktbolzen der beiden Vakuumschaltröhren jedoch nicht starr gekoppelt, sondern die Kopplung erfolgt unter Zwischenschaltung eines Feder- und/oder Dämpfungselements. Ein solches Federelement und/oder Dämpfungselement kann beispielsweise aus einem im wesentlichen kreiszylinderförmigen Elastomer-Körper bestehen, welcher den Kontaktbolzen 109 der ersten Vakuumschaltröhre 101 elastisch mit dem Kontaktbolzen 128 der zweiten Vakuumschaltröhre 120 verbindet. Es wurde eine Vakuumschaltröhre beschrieben, bei der der elektrische Kontakt zwischen dem Bewegkontakt und dem Festkontakt mit nur geringen externen Kräften bzw. ohne externe Kräfte (kraftlos) geöffnet und/oder offengehalten werden kann. Darüber hinaus wurde eine Anordnung mit einer derartigen Vakuumschaltröhre und einer zweiten Vakuumschaltröhre beschrieben, bei der bei der erstgenannten Vakuumschaltröhre der elektrische Kontakt ebenfalls mit nur geringen Kräften oder kraftlos geöffnet und/oder offengehalten werden kann. Mit dieser Anordnung lassen sich weiterhin sehr einfach und in einer konstruktiv kompakten Ausgestaltung zwei Vakuumschaltröhren gleichzeitig öffnen bzw. schließen, ohne dass mechanische Elemente zur Umlenkung oder Umkehrung der Richtung einer Antriebskraft vorgesehen zu sein brauchen. In another embodiment, however, the contact pins of the two vacuum interrupters are not rigidly coupled, but the coupling takes place with the interposition of a spring and / or damping element. Such a spring element and / or damping element may for example consist of a substantially circular cylindrical elastomeric body which connects the contact pin 109 of the first vacuum interrupter 101 elastically with the contact pin 128 of the second vacuum interrupter 120. A vacuum interrupter has been described in which the electrical contact between the moving contact and the fixed contact can be opened and / or kept open (weakly) with only slight external forces or without external forces. In addition, an arrangement has been described with such a vacuum interrupter and a second vacuum interrupter, wherein in the first-mentioned vacuum interrupter, the electrical contact can also be opened and / or held open with only small forces or powerless. With this arrangement, two vacuum interrupters can furthermore be opened or closed simultaneously very simply and in a structurally compact design, without the need for mechanical elements for deflecting or reversing the direction of a driving force.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vakuumschaltröhre (1) mit einem Festkontakt (17) und einem bezüglich des Festkontakts beweglich angeordneten Bewegkontakt (19) zum Schalten von Strom und Spannung, wobei der Bewegkontakt (19) mit einem verschiebbar angeordneten, eine Wandung (7) der Vakuumschaltröhre durchgreifenden Kontaktbolzen (9) verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Kontaktbolzen (9) bei Verschieben in Richtung1. vacuum interrupter (1) having a fixed contact (17) and a movable contact with respect to the fixed contact (19) for switching current and voltage, wherein the moving contact (19) arranged with a displaceable, a wall (7) of the vacuum interrupter by cross-bolt (9) is connected, characterized in that the contact pin (9) when moving in the direction
Schaltröhrenaußenraum (35) einen elektrischen Kontakt zwischen dem Festkontakt (17) und dem Bewegkontakt (19) schließt und beim Verschieben in Richtung Schaltröhreninnenraum (33) den elektrischen Kontakt öffnet.Switching tube outer space (35) closes an electrical contact between the fixed contact (17) and the moving contact (19) and when moving in the direction of the switching tube interior (33) opens the electrical contact.
2. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Festkontakt (17) hohlzylinderförmig ausgebildet ist und der Kontaktbolzen (9) den Festkontakt (17) durchgreift.2. Vacuum interrupter according to claim 1, d a d u r c h e c e n e c e n e, e t s, the solid contact (17) is hollow cylindrical and the contact pin (9) passes through the fixed contact (17).
3. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Bewegkontakt (19) bezüglich des hohlzylinderförmigen Festkontakts (17) deckeiförmig ausgebildet ist.3. vacuum interrupter according to claim 1 or 2, d a d u r c h e c e n e z e c h e n e, t a s s the moving contact (19) with respect to the hollow cylindrical fixed contact (17) is formed like a ceiling.
4. Vakuumschaltröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s im eingeschalteten Zustand der Vakuumschaltröhre (1) der Bewegkontakt (19) eine stirnseitige Öffnung des hohlzylinderförmigen Festkontakts (17) zumindest teilweise verschließt .4. Vacuum interrupter according to one of the preceding claims, wherein in the switched-on state of the vacuum interrupter (1), the moving contact (19) at least partially closes an end opening of the hollow-cylindrical fixed contact (17).
5. Vakuumschaltröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s im eingeschalteten Zustand der Vakuumschaltröhre (1) eine kreisringförmige Stirnfläche (43) des hohlzylinderförmigen Festkontakts (17) den Bewegkontakt (19) berührt.5. vacuum interrupter according to one of the preceding claims, characterized in that in the activated state of the vacuum interrupter (1) an annular end face (43) of the hollow cylindrical fixed contact (17) contacts the moving contact (19).
6. Vakuumschaltröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s mindestens Teile (37) der Oberfläche des Kontaktbolzens (9) aus lichtbogenbeständigem Material bestehen.6. Vacuum interrupter according to one of the preceding claims, characterized in that at least parts (37) of the surface of the contact pin (9) consist of arc-resistant material.
7. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s mindestens Teile der Oberfläche eines im Innenraum des hohlzylinderförmigen Festkontakts (17) angeordneten Abschnitts des Kontaktbolzens (9) aus lichtbogenbeständigem Material bestehen.7. Vacuum interrupter according to claim 6, characterized in that at least parts of the surface of a portion of the contact pin (9) arranged in the interior of the hollow-cylindrical fixed contact (17) consist of arc-resistant material.
8. Vakuumschaltröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s mindestens Teile der inneren Mantelfläche (39) des hohlzylinderförmigen Festkontakts (17) aus lichtbogenbeständigem Material bestehen.8. Vacuum interrupter according to one of the preceding claims, characterized in that at least parts of the inner circumferential surface (39) of the hollow cylindrical fixed contact (17) consist of arc-resistant material.
9. Vakuumschaltröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s mindestens Teile der dem Bewegkontakt (19) abgewandten Stirnfläche (41) des hohlzylinderförmigen Festkontakts (17) aus lichtbogenbeständigem Material bestehen.9. Vacuum interrupter according to one of the preceding claims, characterized in that at least parts of the end face (41) of the hollow-cylindrical fixed contact (17) facing away from the moving contact (19) consist of arc-resistant material.
10. Anordnung mit einer ersten Vakuumschaltröhre (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und mit einer zweiten Vakuumschaltröhre (120) mit einem Festkontakt (122) und einem bezüglich des Festkontakts beweglich angeordneten Bewegkontakt (124), wobei der Bewegkontakt (124) mit einem verschiebbar angeordneten, eine Wandung (126) der zweiten Vakuumschaltröhre (120) durchgreifenden Kontaktbolzen (128) verbunden ist, und dieser Kontaktbolzen (128) bei Verschieben (130) in Richtung Schaltröhreninnenraum der zweiten Vakuumschaltröhre (120) einen elektrischen Kontakt zwischen dem Festkontakt (122) und dem Bewegkontakt (124) schließt und bei Verschieben (132) in Richtung Schaltröhrenaußenraum der zweiten Vakuumschaltröhre (120) den elektrischen Kontakt öffnet, und der Kontaktbolzen (109) der ersten Vakuumschaltröhre (101) mechanisch mit dem Kontaktbolzen (128) der zweiten Vakuumschaltröhre (120) gekoppelt ist.10. Arrangement with a first vacuum interrupter (101) according to one of claims 1 to 9 and with a second vacuum interrupter (120) having a fixed contact (122) and a movable contact (124) arranged movably with respect to the fixed contact, wherein the moving contact (124) comprises a contact pin (2) which can be displaced and passes through a wall (126) of the second vacuum interrupter (120). 128), and this contact pin (128) upon displacement (130) in the direction of the switch tube interior of the second vacuum interrupter (120) closes an electrical contact between the fixed contact (122) and the moving contact (124) and when moving (132) towards the interrupter outer space the second vacuum interrupter (120) opens the electrical contact, and the contact pin (109) of the first vacuum interrupter (101) is mechanically coupled to the contact pin (128) of the second vacuum interrupter (120).
11. Anordnung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Kontaktbolzen (109) der ersten Vakuumschaltröhre (101) in den Kontaktbolzen (128) der zweiten Vakuumschaltröhre (120) übergeht .11. The assembly of claim 10, wherein the contact pin (109) of the first vacuum interrupter (101) transitions into the contact pin (128) of the second vacuum interrupter (120).
12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Kontaktbolzen (109) der ersten Vakuumschaltröhre (101) und der Kontaktbolzen (128) der zweiten Vakuumschaltröhre (120) unter Zwischenschaltung eines mechanischen Feder- oder Dämpfungselements miteinander gekoppelt sind. 12. Arrangement according to claim 10 or 11, d a d u r c h e c e n e e c e s, the d z s of the contact pins (109) of the first vacuum interrupter (101) and the contact pins (128) of the second vacuum interrupter (120) are coupled together with the interposition of a mechanical spring or damping element.
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