DE1133785B

DE1133785B - Elektrischer Vakuumschalter

Info

Publication number: DE1133785B
Application number: DES65063A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Schimming
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1959-09-23
Filing date: 1959-09-23
Publication date: 1962-07-26

Description

Elektrischer Vakuumschalter Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit einer in einem evakuierten Gehäuse angeordneten Unterbrechungsstelle, die von einem feststehenden und einem beweglichen Schaltstück gebildet wird. Solche Schalter besitzen bekanntlich eine verhältnismäßig große Schaltleistung. Sie können z. B. schon bei sehr kleinem Schaltstückhub Ströme hoher Spannungen unterbrechen. Gerade diese an sich günstige Eigenschaft bereitet aber unter Umständen Schwierigkeiten. Wegen ihrer großen Schaltleistung neigen derartige Schalter nämlich dazu, den Strom so plötzlich zu unterbrechen, daß die schnelle Änderung des Stromes zum Auftreten von tfberspannungen an den im Stromkreis vorhandenen Induktivitäten führt.
Erfindungsgemäß wird in dieser Hinsicht eine Verbesserung dadurch erreicht, daß das bewegliche Schaltstück aus zwei in Ausschaltrichtung relativ zueinander beweglichen Teilen besteht, von denen der dem feststehenden Schaltstück abgekehrte Teil scheibenförmig ausgeführt ist und mit einem Zylindergleitschaltstück zusammenwirkt, das mit einem ringförmigen Ansatz am Umfang des Gehäuses befestigt und über einen Widerstand mit dem feststehenden Schaltstück verbunden ist, wobei der Abstand zwischen dem feststehenden Schaltstück und dem Gleitschaltstück kleiner ist als die Länge der Relativbewegung zwischen den beiden Teilen des beweglichen Schaltstükkes. Durch den Widerstand ist bei der Erfindung dafür gesorgt, daß beim Öffnen der Unterbrechungsstelle keine hohen Überspannungen auftreten können, wie an sich bekannt ist. Aber auch beim Öffnen der mit dem Widerstand in Reihe liegenden, mit Hilfe des Gleitschaltstückes gebildeten Schaltstelle, d. h. beim endgültigen Unterbrechen des Stromes, treten bei der Anordnung nach der Erfindung keine überspannungen auf. Die Schaltstelle kann man nämlich leicht so ausbilden, daß beim Abschalten von Wechselstrom der vor allem durch den Widerstand bestimmte Strom bei seinem natürlichen Nulldurchgang unterbrochen wird.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit Hilfe des Gleitschaltstückes das Gehäuse beim Ausschalten in zwei getrennte Kammern geteilt ist. Auf diese Weise wird eine Beeinflussung der Schalstelle durch die evtl. an der zuerst öffnenden Unterbrechungssteile entstandenen Lichtbogenprodukte vermieden. Das Schalten an der an zweiter Stelle öffnenden Schaltstelle erfolgt somit nur in einem einwandfreien Vakuum, obwohl die Schaltstelle und die Unterbrechungsstelle in vorteilhafter Weise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.
Durch das gemeinsame Gehäuse ist die Erfindung auch klar von einem bekannten Vakuumschalter unterschieden, bei dem zwei in Reihe liegende Schaltstellen vorhanden sind. Die beiden Schaltstellen liegen in zwei aneinander grenzenden Vakuumkammern, die durch eine gemeinsame Wand voneinander getrennt sind. In der gemeinsamen Wand sitzt ein gemeinsames feststehendes Schaltstück, mit dem zwei bewegliche Schaltstücke zusammenwirken, und zwar je eines in jeder der beiden Kammern. Ferner sind bei dem bekannten Schalter auch keine Mittel zur Begrenzung oder gar Verhinderung von LTberspannungen vorgesehen.
Es ist zweckmäßig, die Unterbrechungsstelle und die Schaltstelle mit einem gemeinsamen vakuumdicht in das Gehäuse geführten Antriebsglied zu betätigen. In einfachster Weise kann man dies z. B. dadurch erreichen, daß das bewegliche Schaltstück der Schaltstelle fest, das bewegliche Schaltstück der Unterbrechungsstelle entgegen der Wirkung einer Feder um eine bestimmte Strecke verschiebbar mit dem gemeinsamen Antriebsglied verbunden ist. Auf diese Weise ist ohne weiteres zwangläufig dafür gesorgt, daß beim Ausschalten zunächst die Schaltstelle geschlossen und damit eine Impedanz, z. B. ein ohmscher Widerstand, parallel zur Unterbrechungsstelle geschaltet ist, bevor diese öffnet. Wenn dann die Relativbewegung zwischen dem beweglichen Schaltstück der Unterbrechungsstelle und dem Antriebsglied beendet ist, wird die Unterbrechungsstelle geöffnet. Dabei werden durch die parallelgeschaltete Impedanz LUberspannungen vermieden. Bei der weiteren öffnungsbewegung des Antriebsgliedes erfolgt dann ebenfalls überspannungsfrei das endgültige Unterbrechen des Stromkreises durch das öffnen der Schaltstelle und damit das Abschalten des Widerstandes.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 einen nach der Erfindung ausgebildeten Schalter in der Einschaltstellung. Fig. 2 zeigt den gleichen Schalter in der Ausschaltstellung.
Mit 1 ist als Ganzes ein vakuumdichtes Gehäuse bezeichnet, das aus einem rohrförmigen Glaskörper 2 mit metallischen Stirnflächen 3 und 4 besteht. An der Stirnwand 3 ist ein Metallbalg 5 angelötet, der mit einem Antriebsglied 7 vakuumdicht verbunden ist. Das Antriebsglied dient zugleich zur Stromzuführung. Bei 8 ist es in der Stirnwand 3 geführt. An der Stirnwand 4 ist das feststehende Schaltstück 10 der Unterbrechungsstelle angeordnet. Das bewegliche Schaltstück 11 der Unterbrechungsstelle ist am Antriebsglied 7 in Bewegungsrichtung des Antriebsgliedes verschiebbar befestigt. Es steht unter der Wirkung einer Feder 12, die es in die Einschaltstellung zu drücken versucht.
Mit 13 ist das in dem Gehäuse vorgesehene Gleitschaltstück bezeichnet, das mit einem Widerstand 14 parallel zur Unterbrechungsstelle in Reihe liegt. Das Gleitschaltstück 13 ist mit einem etwa ringförmigen Teil 15 in die Glaswand 2 eingeschmolzen. Der zylindrische Teil 16 des Gleitschaltstückes wirkt mit einer konzentrisch zum beweglichen Schaltstück 11 angeordneten Scheibe 17 zusammen, die mit dem Antriebsglied 7 fest verbunden ist.
Der Schalter arbeitet folgendermaßen: Beim Ausschalten wird das Antriebsglied 7 nach links bewegt. Dabei wird über die Scheibe 17 und das Gleitschaltstück 13 der Widerstand 14 parallel zur Unterbrechungsstelle geschaltet, bevor das bewegliche Schaltstück 11 das feststehende Schaltstück 10 verläßt. Bei der weiteren öffnungsbewegung des Antriebsgliedes 7 erreicht der Ansatz 18 des beweglichen Schaltstückes 11 die Scheibe 7. Die Unterbrechungsstelle wird geöffnet, wobei Überspannungen durch den parallelliegenden Widerstand 14 in bekannter Weise vermieden werden. Der Stromkreis wird dann vollständig unterbrochen, wenn die Scheibe 17 den zylindrischen Teil 16 des Gleitschaltstückes 13 passiert hat. Auch dieses Ausschalten erfolgt überspannungsfrei, da die Schaltleistung der aus dem Gleitschaltstück 13 und der Scheibe 17 gebildeten Schaltstelle leicht auf den durch den Widerstand 14 bestimmten Strom abgestimmt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrischer Schalter mit einer in einem evakuierten Gehäuse angeordneten Unterbrechungsstelle, die von einem feststehenden und einem beweglichen Schaltstück gebildet wird, da durch gekennzeichnet, daß das bewegliche Schaltstück aus zwei in Ausschaltrichtung relativ zueinander beweglichen Teilen (11,17) besteht, von denen der eine bewegliche Teil (17) scheibenförmig ausgeführt ist und mit einem festen Zylindergleitschältstück (16) zusammenwirkt, das mit einem ringförmigen Ansatz (15) am Umfang des Gehäuses befestigt und über einen Widerstand mit dem feststehenden Schaltstück verbunden ist, wobei der Abstand zwischen dem feststehenden Schaltstück und dem Gleitschaltstück (16) kleiner ist als die Länge der Relativbewegung zwischen den Teilen des: beweglichen Schaltstückes.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsstelle und die Schaltstelle von einem gemeinsamen vakuumdicht in das Gehäuse geführten Antriebsglied betätigt werden.
3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Schaltstück der Schaltstelle fest, das bewegliche Schaltstück der Unterbrechungsstelle entgegen der Wirkung einer Feder um eine bestimmte Strecke verschiebbar mit dem gemeinsamen Antriebsglied verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 143 003, 218 398, 607 604, 854 236, 854 678,