DE1901067A1

DE1901067A1 - Vacuum switch

Info

Publication number: DE1901067A1
Application number: DE19691901067
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Ernst Freund; Dipl-Ing Alfred Goetsch; Dipl-Ing Heinz Haenisch
Original assignee: INST PRUEFFELD fur ELEK SCHE
Current assignee: INST PRUEFFELD fur ELEK SCHE
Priority date: 1968-04-17
Filing date: 1969-01-10
Publication date: 1969-10-23
Also published as: GB1264844A; FR2031913A5

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuumschalter mit einem oder mehreren in Beihe liegenden Bogenlöschkammern·The invention relates to a vacuum switch with one or more arc extinguishing chambers lying in the vicinity

Die'bekannten Vakuumschalter haben Bogenlöschkammern aus zylindrischen Isoliergehäusen mit an diesen vakuumdicht befestigten Stirnwänden. Im Innern der evakuierten Bogenlöschkammern befinden sich eine oder mehrere Schaltstrecken, die durch jeweils eine feste und eine bewegliche Elektrode oder durch zwei relativ zueinander bewegliche Elektroden gebildet sind. Die Elektroden sind bei den bekannten Vakuumschaltern meist in einer Achse angeordnet, die mit der Symmetrieachse des Gehäuses der Bogenlöschkammer zusammenfällt. Ein derartiger Aufbau führt, besonders bei Vakuumschalteinrichtungen für hohe Spannungen, die eine Reihenschaltung von mehreren solcher Bogenlöschkammern erfordern, in bezug auf die Betätigung der Schaltstrecken sowie auf die Anordnung und Halterung der Bogenlöschkammern zu Schwierigkeiten.The well-known vacuum switches have arc-extinguishing chambers made of cylindrical Insulating housings with end walls attached to these in a vacuum-tight manner. Inside the evacuated arc extinguishing chambers are one or more switching paths, which are each provided by a fixed and a movable electrode or are formed by two electrodes movable relative to one another. The electrodes are known Vacuum switches are usually arranged in an axis which coincides with the axis of symmetry of the housing of the arc extinguishing chamber. Such a structure leads, particularly in the case of vacuum switching devices for high voltages, that several such devices are connected in series Arc extinguishing chambers require, with regard to the actuation of the switching sections and the arrangement and mounting of the arc extinguishing chambers to trouble.

Bei einem bekannten Vakuumschalter für hohe Spannungen, der aus einzelnen in Seihe geschalteten Bogenlöschkammern besteht, sind die evakuierten Bogenlöschkammern und deren Antriebselemente innerhalb von durch Metallflansche verbundenen Hohlisolatoren untergebracht· Die Betätigung der Schaltstrecken erfolgt über eine innerhalb des Hohlisolators neben⁴ den Bogenlöschkammern, also parallel zu deren Achse angeordnete Schaltstange·In a known vacuum switch for high voltages, which consists of individual arc extinguishing chambers connected in rows, the evacuated arc extinguishing chambers and their drive elements are housed within hollow insulators connected by metal flanges.The actuation of the switching paths takes place via an inside the hollow insulator next to ^{4 of} the arc extinguishing chambers, i.e. parallel to whose axis is arranged shift rod

Eine andere bekannte Lösung sieht vor, die Bogenlöschkammern in »einem an einem Isolator befestigten Rahmen einzuspannen. Die beweglichen Elektroden der Schaltstrecken werden mittels einer seitlich geführten Isolierstange über Ausleger in die Ausschaltstellung bewegt· Another known solution provides for the arc extinguishing chambers to be clamped in a frame attached to an insulator. The moving ones Electrodes of the switching sections are moved into the switch-off position by means of an insulating rod guided on the side via cantilevers

Bei diesen Vakuumschaltern erfordert das mechanische System zur Betätigung der Schaltstrecken eine größere Kraft als allein zur Eontaktunterbrechung notwendig ist. Außerdem muß bei der Konstruktion des gemeinsamen Antriebs berücksichtigt werden, daß keine unzulässig hohen mechanischen Belastungen der Bogenlöschkammern durch Kräfte entstehen, die senkrecht zu ihrer Achsrichtung wirken. Schließlich führt der Aufbau und die Anordnung der Bogenlöschkammern sowie ihrer Betätigungsglieder zu einer schlechten Haumausnutzung· Ein hoher Raumbedarf ist auch, bei einer anderen bekannten Vakuumschalteinrichtung für hohe Spannungen zu verzeichnen, bei der mehrere Bogenlöschkammern um eine gemeinsame Schaltstange herum ver-These vacuum switches require the mechanical system to operate the switching path a greater force than is necessary to interrupt the contact alone. In addition, it must be used in the construction of the common drive must be taken into account that no inadmissibly high mechanical loads are caused by the arc extinguishing chambers Forces arise that act perpendicular to their axial direction. Finally, the structure and the arrangement of the arc extinguishing chambers lead as well as their actuators to a bad skin utilization Another known vacuum switching device also requires a lot of space recorded for high voltages, in which several arc extinguishing chambers are connected around a common switching rod.

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setzt angeordnet sind·sets are arranged

Zweck der Erfindung ist es, die obigen Nachteile bekannter Vakuumschalter zu vermeiden·The purpose of the invention is to overcome the above disadvantages of known vacuum switches to avoid·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Neugestaltung des Aufbaus und der Anordnung der Bogenlöschkammern einschließlich der Betätigungselemente einen Vakuumschalter zu schaffen, der einen einfachen Aufbau aufweist und bei minimalem Platzbedarf eine verbesserte Betätigung der Schaltstrecken gewährleistet·The invention is based on the object by redesigning the structure and arrangement of the arc extinguishing chambers including the To create actuating elements a vacuum switch, which has a simple structure and with minimal space requirements, an improved Actuation of the switching sections guaranteed

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Vakuumschalter mit einer oder mehreren in Beihe geschalteten Bogenlöschkammer(n) dadurch erreicht, daß das evakuierte Gehäuse der Bogenlöschkammern(n) aus einer vorzugsweise zylinderförmigen Innenwand, einer diese umgebende ebenfalls vorzugsweise zylinderförmigen Außenwand und zwei Stirnwänden gebildet ist, daß die Schaltstrecke(n) symmetrisch um die Gehäuseachse zwischen der Innenwand und der Außenwand angeordnet ist (sind) und daß zur Betätigung der Schaltstrecke(n) innerhalb des durch die Innenwand(e) gebildeten, Jedoch außerhalb des Gehäuses liegenden Raumes eine in axialer Sichtung wirkende Schaltstange geführt ist·According to the invention, this object is achieved in a vacuum switch with one or more arc extinguishing chamber (s) connected in series achieves that the evacuated housing of the arc extinguishing chamber (s) consists of a preferably cylindrical inner wall, a surrounding wall also preferably cylindrical outer wall and two end walls is formed that the switching path (s) symmetrically around the housing axis between the inner wall and the outer wall is (are) arranged and that for actuating the switching path (s) within of that formed by the inner wall (e), but outside of the Housing lying space a shift rod acting in an axial direction is led

Als Schaltstrecke findet ein die Innenwand des evakuierten Gehäuses in gewissem Abstand umschließendes Hingelektrodenpaar oder ein aus einer Singelektrode und mehreren benachbarten Stabelektroden zusammengesetztes Elektrodenpaar Verwendung· Is ist auch möglich, mehrere Stabelektrodenpaare mit vorzugsweise scheibenförmigen Schaltstücken symmetrisch zwischen der Innenwand und der Außenwand des Gehäuses anzuordnen· Als Baustoff für die Innen- und Außenwand kommen Metalle und/oder Isolierstoffe zum Einsatz. Zur Isolation der Elektroden gegeneinander ist zumindest eine, vorzugsweise die an der beweglichen Elektrode befindliche Stirnwand ganz oder teilweise aus isolierendem Material hergestellt· Die an der beweglichen Elektrode befindliche Stirnwand ist mit einer oder mehreren Durchführungen versehen oder als federndes Element ausgeführt. Die übrigen Gehäusewände sind starr oder ebenfalls als federnde Elemente ausgebildet·A pair of ring electrodes or a pair of ring electrodes surrounding the inner wall of the evacuated housing at a certain distance is used as the switching path Electrode pair composed of a singing electrode and several neighboring stick electrodes Use Is is also possible, several pairs of rod electrodes with preferably disc-shaped contact pieces symmetrically between the inner wall and the outer wall of the housing · Metals and / or insulating materials are used as building materials for the inner and outer walls. For isolation of the electrodes against each other is at least one, preferably the The end wall located on the movable electrode is made entirely or partially of insulating material · The one on the movable electrode The end wall located on the electrode is provided with one or more feedthroughs or designed as a resilient element. The remaining Housing walls are rigid or also designed as resilient elements

Die Erfindung soll nachstehend an verschiedenen Ausführungsbeispielen erläutert v/erden. In der zugehörigen Zeichnung zeigernThe invention is intended below on the basis of various exemplary embodiments explained v / earth. Point in the corresponding drawing

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Pig. 1: eine Bogenloschkammer mit einem Ringelektrodenpaar;Pig. 1: an arc extinguishing chamber with a pair of ring electrodes;

Fig. -2: eine Bogenloschkammer, deren Innen- und Außenwand als federnde Elemente ausgebildet sind;Fig. -2: an arc extinguishing chamber, the inner and outer walls of which as resilient elements are formed;

Fig. 31 eine Bogenloschkammer mit einer Innenwand- und Außenwand, die jeweils aus einem federnden, leitenden Element und einem festen Isolierzylinder aufgebaut sind;31 shows an arc extinguishing chamber with an inner wall and an outer wall, each composed of a resilient, conductive element and a solid insulating cylinder;

Fig. 4 J eine Bogenloschkammer, bei der lediglich die obere Stirnwand aus federndem Material besteht;Fig. 4 J an arc extinguishing chamber in which only the upper Front wall is made of resilient material;

Fig. 5: eine Bogenloschkammer mit drei voneinander isolierten Schaltstrecken;Fig. 5: an arc extinguishing chamber with three isolated from each other Switching paths;

Fig. 6; einen Vakuumschalter für hohe Spannungen, bestehend aus einer Reihenschaltung von drei axial übereinander angeordneten Bogenlöschkammern·Fig. 6; a vacuum switch for high voltages, consisting of a series connection of three axially one above the other Arc extinguishing chambers

In Fig. 1 ist die Bogenloschkammer eines Vakuumschalters dargestellt, deren Gehäuse 2 aus einer isolierenden, zylinderförmigen Innenwand 2a, einer ebensolchen Außenwand 2b und zwei an diesen vakuumdicht befestigten Stirnwänden 2c aufgebaut ist. Zwischen der Innenwand 2a und Außenwand 2b befindet sich die Schaltstrecke 31 die durch eine feste Elektrode 3a und eine bewegliche Elektrode 3b gebildet und von einem inneren und äußeren Schirmzylinder 4a;4-b umgeben ist· Die Elektroden 3a;3b haben die Form eines die Innenwand 2a umschließenden Ringes und sind mit scheibenförmigen Schaltstücken 3c versehen. Die feste Elektrode 3a ist mit der unteren Stirnwand 2c verbunden· Die bewegliche Elektrode 3b ragt durch die obere Stirnwand 2c· Zur Abdichtung dienen zwei zwischen der oberen Stirnwand 2c und der beweglichen Elektrode 3b angeordnete Balge 5a;5b· Zur Betätigung der Schaltstrecke ist innerhalb des durch die Innenwand 2a gebildeten, jedoch außerhalb des Gehäuses 2 liegenden Raumes 7 eine in axialer Richtung wirkende Schaltstange 8 geführt, die über ein Betätigungsglied 9 mit der beweglichen Elektrode 3b in kraftschlüssiger Verbindung steht·In Fig. 1 the arc extinguishing chamber of a vacuum switch is shown, the housing 2 of which consists of an insulating, cylindrical inner wall 2a, an outer wall 2b of the same type and two on these vacuum-tight attached end walls 2c is constructed. The switching path 31 is located between the inner wall 2a and the outer wall 2b that by a fixed electrode 3a and a movable electrode 3b formed and surrounded by an inner and outer umbrella cylinder 4a; 4-b · The electrodes 3a; 3b have the shape of the inner wall 2a enclosing ring and are with disc-shaped contact pieces 3c provided. The fixed electrode 3a is connected to the lower end wall 2c connected · The movable electrode 3b protrudes through the upper end wall 2c · Two are used for sealing between the upper end wall 2c and the movable electrode 3b arranged bellows 5a; 5b · Zur The switching path is actuated within the space 7 formed by the inner wall 2a but outside the housing 2 a shift rod 8 acting in the axial direction, which over an actuator 9 with the movable electrode 3b in a frictional connection Connected

Fig. 2 zeigt eine Bogenloschkammer, deren Innen- und Außenwand 2a;2b aus metallischen Wellrohren, die zugleich die erforderliche Elektrodenbewegung ermöglicht, gebildet ist. Die obere Stirnwand 2c besteht aus Isoliermaterial und ist mit einer Durchführung 6 für die bewegliche Elektrode Jb versehen· Die untere Stirnwand 2c ist2 shows an arc extinguishing chamber, the inner and outer walls 2a; 2b of which are formed from corrugated metal tubes, which at the same time enable the required movement of the electrodes. The upper end wall 2c is made of insulating material and is provided with a bushing 6 for the movable electrode Jb . The lower end wall 2c is

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aus Metall gefertigt· Sie kann erforderlichenfalls wie die obere gestaltet sein·made of metal · You can if necessary like the above be designed

Die Besonderheit der Bögenlöschkammer nach Fig· 3 besteht darin, daß die Innenwand 2a und Außenwand 2b jeweils aus einem Isolierzylinder 2a¹ und 2b* und einem metallischen und zugleich federnden Wellrohr 2a¹¹; 2b¹¹, gebildet ist. Die Stirnwände 2c bestehen aus Metall und tragen die Elektroden 3a»3b·The special feature of the arc extinguishing chamber according to FIG. 3 is that the inner wall 2a and outer wall 2b each consist of an insulating cylinder 2a ¹ and 2b * and a metallic and at the same time resilient corrugated tube 2a ¹¹ ; 2b ¹¹ , is formed. The end walls 2c are made of metal and carry the electrodes 3a »3b ·

Das Gehäuse 2 der in Fig. 4 gezeigten Bogenlöschkammer hat eine Innen- und Außenwand 2aι2b aus Isoliermaterial· Die Stirnwände 2c sind aus Metall gefertigt, wobei die obere Stirnwand zugleich ein federndes Element ist, so daß die erforderliche Elektrodenbewegung gewährleistet ist·The housing 2 of the arc extinguishing chamber shown in FIG. 4 has a Inner and outer wall 2aι2b made of insulating material · The end walls 2c are made of metal, the upper end wall is also a resilient element, so that the necessary electrode movement is guaranteed·

Fig. 5 zeigt schematisch eine Bogenlöschkammer mit drei voneinander isolierten Schaltstrecken 3» die jeweils durch ein Stabelektrodenpaar gebildet sind. Bei Betätigung der Schaltstrecken 3 durch eine gemeinsame Schaltstange 8 ist somit die gleichzeitige Unterbrechung der Ströme, z. B. eines Drehstromnetzes, möglich· Jede Schaltstrecke 3 ist mit einem Schirm 4 versehen·Fig. 5 shows schematically an arc extinguishing chamber with three of each other isolated switching sections 3 »each by a pair of rod electrodes are formed. When the switching paths 3 are actuated by a common switching rod 8, there is thus the simultaneous interruption of currents, e.g. B. a three-phase network, possible · Each switching path 3 is provided with a screen 4 ·

Der in Fig. 6 dargestellte Vakuumschalter ist aus drei in Reihe geschalteten Bogenlöschkammern 1 zusammengesetzt. Die Betätigung der Schaltstrecken 3 erfolgt über eine gemeinsame, in axialer Richtung wirkende Schaltstange 8, die mit einem Antrieb 10 in Verbindung steht·The vacuum switch shown in FIG. 6 is made up of three connected in series Arc extinguishing chambers 1 assembled. The actuation of the switching paths 3 takes place via a common, in the axial direction Acting shift rod 8, which is connected to a drive 10 stands·

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Claims

1. Vacuum switch with one or more in series and essentially consisting of an evacuated housing and one or multiple arc extinguishing chamber (s) arranged therein, characterized in that the evacuated housing (2) consists of a preferably cylindrical inner wall (2a), one surrounding this likewise preferably cylindrical outer wall (2b) and two end walls (2c) is formed that the Switching path (s) (3) around the housing axis between the Inner wall (2a) and the outer wall (2b) is (are) arranged and that for actuating the switching path (s) (3) within the through the inner wall (s) (2a) formed but outside of the housing tree (7) a shift rod (8) acting in an axial direction is guided »

2 · Vacuum switch according to claim 1, characterized by the use a pair of ring electrodes enclosing the inner wall (2a) of the evacuated housing (2) at a certain distance or one of a ring electrode and several adjacent pairs of rod electrodes with preferably disc-shaped contact pieces as switching path (n)

3 · Vacuum switch according to claim 1 and 2, characterized in that that the inner wall (2a) and the outer wall (2b) are formed from metallic and / or insulating elements and that these are rigid and / or are resilient

4 · Vacuum switch according to claim 1 to 3, characterized in that that at least one, preferably the one on the movable Blektrode Ob) located end wall (2c) in whole or in part is made of insulating material

5. Vacuum switch according to claim 1 to 4, characterized in that that the end wall (2c) located on the movable electrode (3b) is provided with a passage (6) or as a resilient one Element is executed

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