DE60002432T2

DE60002432T2 - Vakuumschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE60002432T2
Application number: DE60002432T
Authority: DE
Inventors: Leslie Thomas Falkingham; Rama Shankar Parashar
Original assignee: Alstom UK Ltd
Current assignee: UK Grid Solutions Ltd
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: ZA200106001B; GB2338111B; EP1149398B1; JP2002536800A; WO2000046826A1; GB9902140D0; GB2338111A; CN1230851C; CN1346501A; US6479779B1; EP1149398A1; DE60002432D1

Description

Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei Vakuumschaltvorrichtungen, wie beispielsweise Vakuumunterbrechern oder Vakuumschaltern.
Vakuumschaltvorrichtungen, die dazu geeignet sind, große Ströme zu schalten, sind schon seit vielen Jahren bekannt. Es sind schon verschiedene Elektrodenkonstruktionen bekannt, die zum Schalten des Stromes zusammengebracht oder voneinander getrennt werden. Beispiele für verschiedene Elektrodenkonstruktionen sind aus EP 0349303, DE 39 15 519 und DE 36 10 241 bekannt.
Jedoch sind die bekannten Schaltvorrichtungen nicht notwendigerweise so bequem herstellbar und so wirksam bei sich auflösenden Lichtbögen, wenn die Elektroden voneinander getrennt werden, wie dies wünschenswert erscheinen könnte.
Gemäß der Erfindung besitzt in einer Vakuumschaltvorrichtung, umfassend eine evakuierte Umhüllung in Form eines isolierenden Zylinders, eine feststehende Kontaktelektrode und eine bewegliche Kontaktelektrode, die innerhalb der Umhüllung angeordnet und derart eingerichtet sind, daß sie zusammengebracht bzw. voneinander getrennt werden können, um einen Stromkreis zu schließen bzw. zu öffnen, in welchem der Unterbrecher geschaltet ist, wobei mindestens eine der Elektroden, die ein eine Windung bildendes Mittel umfaßt, welches im Betrieb dazu geeignet ist, magnetische Felder zu erzeugen, um die Bildung von Lichtbögen zu kontrollieren, wenn die Elektroden voneinander getrennt werden und jede Elektrode eine Endfläche aufweist, welche dazu geeignet ist, in dem Zustand, in dem die Elektroden zusammengebracht sind, die andere Elektrode zu berühren, mindestens eine der Elektroden einen elektrischen Pfad mit niedrigem Widerstand quer zur Elektrodenachse in einem Bereich der Endfläche.
Widerstand quer zur Elektrodenachse in einem Bereich der Endfläche.
Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung sollte eine bessere Diffusion des Lichtbogens gestatten, was zu einer Unterbrechung von höheren Strömen für eine bestimmte Größe der Schaltvorrichtung führt; die Vorrichtung sollte daher effizienter werden. Tatsächlich ist die Zunahme an Effizienz größer als das, was von theoretischen Modellen her erwartet worden ist.
Wie dem Fachmann einsichtig, weisen bekannte Schaltvorrichtungen Strompfade quer zur Achse der Elektrode in einem Bereich der Endfläche auf. Jedoch weisen derartige bekannte Vorrichtungen keinen Strompfad mit niedrigem Widerstand auf. Der Strompfad bei den bekannten Vorrichtungen bietet einen hohen elektrischen Widerstand, jedoch war man der Meinung, daß die Tatsache, daß er einen hohen Widerstand aufweist, nicht von Bedeutung sei, da es sich um den einzigen Weg handelt, über den der elektrische Strom fließen konnte.
Im vorliegenden Zusammenhang soll der Ausdruck "niedriger Widerstand" so zu verstehen sein, daß er einen Weg bedeutet, der in der Lage ist, einen Lichtbogen im mittleren Bereich der Endfläche besser zu unterstützen, als dies bei bekannten Elektroden bekannt ist, und kann vielleicht praktisch denselben spezifischen Widerstand bedeuten, wie ihn elektrische Standardleiter, wie beispielsweise Kupfer, Silber usw. aufweisen. Bei den Vorrichtungen des Standes der Technik war der Strompfad aus Materialien wie CuCr-, WC-Ag- oder WCu-Gemischen hergestellt, welche einen höheren spezifischen Widerstand als Kupfer oder Silber aufweisen. Eine andere Definition eines niedrigen Widerstandes kann darin gesehen werden, daß ein spezifischer Widerstand von praktisch 40 nΩm oder darunter bei 20ºC vorliegt. Alternativ kann der spezifische Widerstand praktisch 30 nΩm oder weniger oder praktisch 20 oder 15 nΩm oder weniger betragen (sämtlich bei 20ºC).
Der Strompfad mit niedrigem Widerstand kann durch eine Platte aus Material von niedrigem Widerstand zur Verfügung gestellt werden, welche in einem Bereich der Endfläche montiert ist. Die Platte kann, muß aber nicht planar sein. Die Platte kann auf einem röhrenförmigen Teil, das ebenfalls Teil der Elektrode ist, montiert werden.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Strompfad mit niedrigem Widerstand durch den Boden einer Tasse zur Verfügung gestellt werden. Es ist leicht einzusehen, daß die Wand der Tasse dieselbe Funktion wie das röhrenförmige Teil ausübt, auf welches eine Platte montiert ist. Im folgenden wird der Ausdruck "röhrenförmiges Teil" so aufzufassen sein, daß er die Wand einer Tasse sowie ein röhrenförmiges Teil selbst meint. Desgleichen ist der Ausdruck "Platte" derart aufzufassen, daß er den Bodenbereich einer Tasse oder eine separate Platte bedeutet.
Beide Ausführungsformen, Platte und Tasse, liefern eine einfache und bequeme Struktur zum Ausbilden einer Elektrode.
Zweckmäßigerweise sind in dem röhrenförmigen Teil Schlitze angeordnet, die innerhalb des röhrenförmigen Teils Strompfade definieren. Es können zwischen zwei und dreißig Schlitze rund um den Umfang des röhrenförmigen Teils vorgesehen sein, und diese Schlitze sind vorzugsweise in gleichem Abstand voneinander angeordnet.
Das eine Windung bildende Mittel kann durch die Schlitze in dem röhrenförmigen Teil zur Verfügung gestellt werden.
Vorzugsweise erstrecken sich die Schlitze über praktisch die gesamte Länge des röhrenförmigen Teils. Dies führt zu einer guten Steuerbarkeit des magnetischen Feldes, welches durch den Strom, der durch die Schaltvorrichtung fließt, erzeugt wird. Die Schlitze können kurz vor einer Endwand an einem Endabschnitt des röhrenförmigen Teils gegenüber der Endfläche aufhören. Bei einer alternativen Ausführungsform können sich die Schlitze an einem Endbereich des röhrenförmigen Teils gegenüber der Endfläche bis in die Endwand erstrecken.
Die Platte kann eine Ausnehmung enthalten. Ein Kontaktglied, welches dazu eingerichtet ist, ein ähnliches Glied auf der anderen Elektrode zu berühren, kann außerdem vorgesehen sein, nach Möglichkeit innerhalb der Ausnehmung. Ein Vorteil des Kontaktgliedes besteht darin, daß es aus einem Material hergestellt sein kann, welches geeignetere Eigenschaften als das Material mit geringem Widerstand, aus dem die Platte besteht. Das Kontaktglied kann aus einem Kupfer/Chrom-Gemisch CuCr hergestellt sein, aber auch aus beispielsweise einem Gemisch aus Wolframcarbid/Silber (WC-Ag) oder einem Gemisch aus Wolfram und Kupfer (WCu). Dem Fachmann ist es klar, daß andere Materialien ebenfalls geeignet sind und daß die Auswahl des Materials für das Kontaktglied von der Weise beeinflußt wird, auf die es auf den Lichtbogen einwirkt, welcher während des Öffnens der Schaltvorrichtung gebildet wird; unterschiedliche Metalle geben unterschiedliche Dämpfe ab, welche unterschiedliche Ionen für den Lichtbogen zur Verfügung stellen.
Die Schlitze an dem rohrförmigen Teil können sich bis zu dem elektrischen Pfad mit niedrigem Widerstand im Bereich der Endfläche fortsetzen. Ein Vorteil des Sich-Fortsetzens der Schlitze auf die genannte Weise besteht darin, daß Wirbelströme innerhalb des Bereichs der Endfläche gesteuert und ihre nachteiligen Wirkungen vermindert werden können.
Dem Fachmann ist es klar, daß die Schlitze in dem elektrischem Pfad mit niedrigem Widerstand daran angepaßt werden können, die Bildung eines Magnetfelds zu steuern, und daß eine große Gestaltungsfreiheit bei der Konstruktion der Schlitze in dem elektrischen Pfad von niedrigem Widerstand gibt, so daß das Feld, welches durch den Strom erzeugt wird, der über diesen Pfad fließt, auf verschiedene Weise gesteuert werden kann. Die Schlitze in dem elektrischen Pfad von niedrigem Widerstand können so konstruiert sein, daß sie zur Unterbrechung des Stromes beitragen, wodurch der Strom dazu veranlaßt wird, praktisch in derselben Richtung über den elektrischen Pfad mit niedrigem Widerstand zu fließen wie innerhalb des röhrenförmigen Teils. Alternativ können die Schlitze in dem elektrischen Pfad von niedrigem Widerstand derart gerichtet werden, daß der Strom dazu veranlaßt wird, praktisch in der entgegensetzten Richtung zu fließen, verglichen mit der Richtung des Stromes in dem röhrenförmigen Abschnitt.
Die Richtung des Stromflusses innerhalb des Strompfades von niedrigem Widerstand beeinflußt die Natur des magnetischen Feldes, welches durch den Stromfluß durch das die Windung bildenden Mittels gebildet wird. Die Bildung von Wirbelströmen innerhalb des Strompfades von niedrigem Widerstand ist unzweckmäßig, weil Komponenten der Wirbelströme einmagnetisches Feld erzeugen können, welches eine Richtung aufweist, die der gewünschten entgegengesetzt ist, und daher die Arbeit der Schaltvorrichtung verschlechtert. Es ist daher zweckmäßig, die Bildung von Wirbelströmen zu vermindern.
Die Schlitze in der Platte können sich bis zu einer Ausnehmung, die darin gebildet ist, erstrecken, sie müssen es aber nicht.
Die Elektroden können von leitenden Teilen gestützt sein, die dazu geeignet sind, den Stromkreis, in dem die Vorrichtung mit den Elektroden verbunden ist, zu schalten.
Vorzugsweise ist ein Abstandshalter zwischen dem elektrischen Pfad von niedrigem Widerstand und dem leitenden Teil vorgesehen. Vorzugsweise ist auch mindestens ein Teil dieses Abstandshalters aus einem Material hergestellt, welches einen Strompfad von hohem Widerstand liefert. Der Abstandshalter kann praktisch gänzlich aus einem Material hergestellt sein, welches einen hohen elektrischen Widerstand liefert. Ein hoher elektrischer Widerstand ist erforderlich, um sicherzustellen, daß es keinen Strompfad von niedrigem Widerstand zwischen der Endfläche und dem leitenden Teil gibt, außer durch den röhrenförmigen Abschnitt. (Es ist zu bemerken, daß zusätzlich zu dem Abstandshalter eine Isolierung vorgesehen sein kann oder der Abstandshalter oder ein Teil davon aus isolierendem Material hergestellt sein kann). Ein Vorteil des Abstandshalters besteht darin, daß die mechanische Festigkeit der Kontaktelektroden erhöht wird; die Anwesenheit der Schlitze in der Endfläche und das röhrenförmige Teil reduzieren die mechanische Festigkeit, und dies kann eine Kompensierung erforderlich machen.
Der Abstandshalter kann röhrenförmig sein, ferner röhrenförmig mit mindestens an einem Ende durch eine Fläche geschlossen (d. h. eine Tassengestalt aufweisen), oder er kann eine Anordnung aus einem Stab und einer Scheibe sein, oder er kann ein kompaktes Teilsein.
Der Abstandshalter kann durch Hartlöten oder Schweißen in seine Stellung gebracht sein. Auf diese Weise kann die mechanische Festigkeit der Kontaktelektrode weiter erhöht werden.
Der Abstandshalter kann aus einem der folgenden Materialien hergestellt sein (wenngleich die folgende Liste nicht erschöpfend sein soll): rostfreier Stahl, feuerfestes Material. Keramik oder ein anderes zusammengesetztes oder Verbundmaterial mit verhältnismäßig hohem spezifischen elektrischen Widerstand.
Der Abstandshalter kann einen spezifischen Widerstand von über im wesentlichen 100 nΩm bei 20ºC aufweisen.
Das röhrenförmige Teil und die Platte können einstückig aus einem Material angefertigt sein. Das röhrenförmige Teil kann durch Hartlöten an das leitende Teil angebracht sein. Jedoch ist dem Fachmann klar, daß auch andere Mittel eingesetzt werden können, durch die das röhrenförmige Teil mit dem leitfähigen Teil verbunden werden kann.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Platte eine getrennte Komponente sein, die an das röhrenförmige Teil angebracht worden ist. Natürlich können beliebige geeignete Verfahren angewandt werden, um die Endfläche an das röhrenförmige Teil anzubringen, wenngleich Hartlöten bevorzugt ist.
Die Platte kann aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt sein. Auch das röhrenförmige Teil kann aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt sein. Das verwendete Kupfer kann ein sauerstofffreies Kupfer von hoher Leitfähigkeit sein (OFHC-Kupfer).
Im zentralen Bereich der Platte kann eine Öffnung vorgesehen sein, die zur leichteren Herstellung der Platte und bzw. oder der Tasse dient. Beispielsweise kann das Loch oder die Öffnung es gestatten, die Platte oder Tasse in einer Maschine zu haltern, während die Platte oder die Tasse bearbeitet werden.
Die Öffnung oder das Loch können praktisch 10% des Durchmessers der Platte ausmachen. (Wenngleich andere Durchmesser möglich sind, eignen sich die folgenden Durchmesser: 20%, 30%, 40%, 50%, 60%).
Außerdem kann eine Öffnung oder ein Loch im Zentralbereich des Kontaktgliedes vorgesehen sein, welches Dimensionen aufweisen kann, wie sie in bezug auf das Loch in der Platte erörtert worden sind, und es kann ähnliche Vorteile bieten.
Das Kontaktglied kann einen größeren Durchmesser aufweisen als der röhrenförmige Abschnitt oder die Elektrode. Alternativ kann das Kontaktglied praktisch den gleichen Durchmesser wie der röhrenförmige Abschnitt aufweisen oder einen geringeren Durchmesser.
Im folgenden wird die Erfindung beispielshalber anhand von Zeichnungen näher beschrieben, worin bedeuten:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Vakuumschaltvorrichtung;
Fig. 2 einen schematischen Teillängsschnitt durch eine Elektrode gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch eine Elektrode gemäß der Erfindung;
Fig. 4(A)-(C) unterschiedliche Anordnungen der Elektrode gemäß Fig. 3 und
Fig. 5 eine grafische Darstellung, die die Unterbrechungsleistung eines Unterbrechers gemäß der Erfindung im Vergleich zu bekannten Unterbrechern zeigt.
Eine typische Anordnung für einen Vakuum-Unterbrecher ist in Fig. 1 dargestellt, gemäß welcher eine evakuierte Umhüllung 11 einen Isolierzylinder 1 umfaßt, dessen metallische Endplatten 2, 3 an einander gegenüberliegenden Enden des isolierenden Zylinders 1 angebracht sind, Innerhalb des Zylinders 1 sind ein stationärer Kontakt 7 und ein beweglicher Kontakt 9 angeordnet. Jeder der Kontakte 7,9 besitzt eine Elektrode an einem Endabschnitt, die jeweils ein eine Windung bildendes Mittel 6,8 und ein Kontaktglied 13,14 umfaßt.
Fig. 2 zeigt eine Elektrode 16 gemäß dem Stand der Technik, bei der ein eine Windung bildendes Mittel 18 einstückig mit einem Endabschnitt eines leitenden Gliedes 20 ausgeführt ist. Das eine Windung bildende Mittel 18 umfaßt eine geschlitzte Tasse, deren offener Endabschnitt dem leitenden Teil 20 gegenüber liegt, Schlitze 22 sind innerhalb der Wand der Tasse angeordnet. Ein Kontaktglied 24 ist am offenen Endabschnitt der Tasse (an einer Endfläche der Elektrode) vorgesehen und dazu eingerichtet, ein analoges Glied auf dem anderen Kontakt zu berühren. Das Kontaktglied 24 ist aus CuCr hergestellt und liefert somit einen Strompfad mit hohem elektrischen Widerstand.
Fig. 3 zeigt eine Elektrode 30 gemäß der Erfindung, bei der ein leitendes Teil 32 ein röhrenförmiges Teil 34 haltert. Das leitende Teil 32 umfaßt einen Stababschnitt 36 und einen erweiterten Abschnitt 38, der einen Durchmesser aufweist, welcher vom Durchmesser des Stababschnittes 36 zu dem des röhrenförmigen Teils 34 hin größer wird. Der Stababschnitt 36 und der erweiterte Abschnitt 38 können aus demselben Materialstück hergestellt werden.
Das röhrenförmige Teil 34 umfaßt einen zylindrischen röhrenförmigen Abschnitt 40, welcher an seinem ersten Ende 44 eine Platte 42 trägt. Das röhrenförmige Teil 40 ist an dem erweiterten Abschnitt 38 des leitenden Teils 32 befestigt, im vorliegenden Falle durch Hartlöten.
In dem röhrenförmigen Abschnitt 40 und der Platte 42 ist eine Anzahl von Schlitzen 46 vorgesehen, wenngleich in Fig. 3 lediglich ein derartiger Schnitt dargestellt ist. Die Schlitze 46 gehen durch die Wand von sowohl dem röhrenförmigen Abschnitt 40 als auch der Platte 42 hindurch.
Ein Abstandshalter 48 aus einem zylindrischen Rohr ist koaxial innerhalb des röhrenförmigen Teils 34 angeordnet. Die Länge des Abstandshalters 48 ist derart bemessen, daß er sowohl den erweiterten Abschnitt 38 als auch die Platte 42 berührt und daher mechanischen Halt für die Platte 42 und das röhrenförmige Teil 34 bietet. Der Abstandshalter 48 ist bei dem vorliegenden Falle an den erweiterten Abschnitt 38 durch Hartlöten angebracht und aus rostfreiem Stahl hergestellt, wodurch sichergestellt wird, daß er keinen elektrischen Pfad mit niedrigem Widerstand zwischen dem erweiterten Abschnitt 38 und der Platte 42 bietet. Wenngleich durch den Abstandshalter Strom fließen kann, so strömt die Hauptmenge davon durch den Strompfad mit niedrigem Widerstand in dem röhrenförmigen Teil 34.
Platte 42 besitzt in ihrem mittigen Abschnitt eine Öffnung 50, welche das Herstellungsverfahren für die Platte oder die Kombination aus Platte und röhrenförmigem Teil erleichtert. Außerdem befindet sich innerhalb der Platte 42 eine Ausnehmung 52, in die ein Kontaktglied 54 von entsprechenden Abmessungen eingesetzt ist. Das Kontaktglied 54 ist aus CuCr hergestellt, was einen Dampf mit geeigneten Eigenschaften zur Bildung eines Lichtbogens beim Öffnen des Kontakts entstehen läßt. Das Kontaktglied 54 befindet sich über mindestens 50% der Fläche in innigem Kontakt mit Platte 42. Wenngleich in der vorliegenden Ausführungsform das Kontaktglied einen geringeren Querschnitt als die Elektrode aufweist, kann es in anderen Ausführungsformen einen größeren oder praktisch denselben Querschnitt, verglichen mit demjenigen der Elektrode, aufweisen.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, erstrecken sich die Schlitze 46 in dem röhrenförmigen Teil 34 bis in die Platte 42 hinein. Wie jedoch in den Fig. 4(A) bis (C) dargestellt, kann die Richtung der Schlitze 46 in Platte 42 variiert werden, um die Eigenschaften des axialen magnetischen Feldes zu verändern, welches von dem Strom erzeugt wird, der durch das röhrenförmige Teil 34 und die Platte 42 fließt.
In Fig. 4(A) sind die Schlitze in Platte 42 in einer ersten Richtung dargestellt, während der Strom in der Platte 42 dazu veranlaßt wird, praktisch in derselben Richtung wie in dem röhrenförmigen Teilen 34 zu fließen. In Fig. 4(B) sind die Schlitze in Platte 42 radial, während in Fig. 4(C) die Schlitze in einer zweiten Richtung dargestellt wird, wobei der Strom in Platte 42 dazu veranlaßt wird, allgemein in der Gegenrichtung zu der Richtung zu strömen, in der er in dem röhrenförmigen Teil 34 fließt. Die Schlitze in Platte 42 tragen außerdem dazu bei, Wirbelströme zu verhindern, die in Platte 42 strömen, was das gewünschte Magnetfeld schwächen kann.
Im Betrieb wird der stationäre Kontakt 7 und der bewegliche Kontakt 9 gemäß Fig. 1 mit einer Anordnung ausgestattet, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn der Strom durch den Unterbrecher fließt, würden die Kontaktglieder 54 von beiden Kontakten zusammengebracht sein. Wenn es gewünscht wäre, den Stromfluß zu unterbrechen, wird der bewegliche Kontakt 9 von dem stationären Kontakt 7 weggezogen und daher ein Lichtbogen gebildet. Um den Lichtbogen aufrecht zu erhalten, fließt Strom durch das leitende Teil 32, das röhrenförmige Teil 34 und die Platte 42 in das Kontaktglied 54 und auf diesem Wege in umgekehrter Richtung in der anderen Elektrode.
Wenn der Strom durch das röhrenförmige Teil 34 fließt, wird er durch die Schlitze 46 dazu gezwungen, spiralförmig zu fließen, so daß er wirksam durch eine Windung fließt. Dieser spiralförmige Stromfluß erzeugt ein magnetisches Feld, welches das Bestreben hat, den Lichtbogen zu zerstreuen und dadurch die Energie des Lichtbogens über die Oberfläche des Kontaktgliedes 54 zu verteilen und damit ein Überhitzen zu verhindern. Der Vorteil des Strompfades mit niedrigem Widerstand (durch Platte 42) besteht darin, daß Strom quer über den Endflächenbereich fließen kann, um den Lichtbogen in Richtung auf den mittleren Bereich des Kontaktgliedes 54 zu speisen. Diese geometrische Anordnung führt zu einem verringerten Kontaktwiderstand, und deshalb wird weniger Energie verbraucht, während die Vorrichtung in geschlossener Stellung in Betrieb ist.
Die sich daraus ergebende Verteilung der magnetischen Flußdichte wird quer über das gesamte Kontaktglied optimiert, und das bedeutet, daß mehr Strom vom mittleren Bereich des Kontaktgliedes 54 durch den Lichtbogen geführt wird als bei den Konstruktionen gemäß dem Stand der Technik.
Die Konstruktion führt zu einer erhöhten Ausschaltleistung für Kurzschlußstrom. Fig. 5 zeigt die Ausschaltleistung des Unterbrechers im Vergleich zu vier bekannten axialen Magnetfeld-Kontaktanordnungen, die in Versuchen errichtet worden sind. Kontakt 2 entspricht einer mit Schlitzen versehenen Tassenkonstruktion, wie sie praktisch in Fig. 2 dargestellt und aus DE 3610241 bekannt ist. Kontakte 3 und 4 entsprechen Windungskontakten (insbesondere ist Kontakt 3 ein Windungskontakt mit vier Segmenten).
In den Unterbrechern gemäß dem Stand der Technik, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind, konnte der Strom lediglich quer über dem Endflächenbereich durch das Kontaktglied 24 fließen. Da das Kontaktglied einen Strompfad von verhältnismäßig hohem Widerstand lieferte, wurde der Lichtbogen in Richtung auf den mittleren Bereich der Elektrode nicht so gut wie in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Strom gespeist. Auf diese Weise kann der Lichtbogen gemäß dem Stand der Technik nicht so gut gestreut worden sein wie bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Außerdem hat das Anordnen von Schlitzen in der Platte 42 den Vorteil, daß das gebildete Magnetfeld nach Wunsch maßgeschneidert werden kann.
Die Konstruktion der Schlitze kann so eingerichtet werden, daß die gewünschte Leistung des Unterbrechers erzielt wird. Jedoch werden im allgemeinen zwischen 3 und 35 Schlitzen rund um den Umfang des röhrenförmigen Teils 34 angeordnet. Diese Schlitze können praktisch in einem Winkel im Bereich von 5 bis 40º zur Horizontalen aus angeordnet sein. Selbstverständlich wären Winkel wie 10º,20º,30º sämtlich möglich.

Claims

1. Vakuumschaltvorrichtung, umfassend eine feststehende Kontaktelektrode (7) und eine bewegliche Kontaktelektrode (9), die dazu geeignet sind, zusammengebracht oder voneinander getrennt zu werden, um einen Stromkreis, in dem der Unterbrecher geschaltet ist, zu schließen oder zu öffnen, wobei die Elektroden (7,9) in einer evakuierten Isolierumhüllung (1) von zylindrischer Form untergebracht sind und mindestens eine der Elektroden (7,9) ein eine Windung bildendes Mittel (18) aufweist, welches dazu geeignet ist, magnetische Felder zu erzeugen, um die Bildung von Lichtbögen zu steuern, wenn die Elektroden (7,9) durch Strom der durch die Elektroden (7,9) fließt, voneinander getrennt werden, und jede Elektrode (7,9) ein Kontaktglied (54) aufweist, welches von dem eine Windung bildenden Mittel (18) gehaltert und dazu geeignet ist, die andere Elektrode (7,9) zu berühren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil von niedrigerem elektrischem Widerstand, (42), als ihn das Kontaktglied (54) aufweist, zwischen mindestens einem der Kontaktglieder (45) und dem eine Windung bildenden Mittel (18) angeordnet ist, um einen elektrischen Pfad von niedrigem Widerstand herzustellen, der sich unterhalb des Kontaktgliedes (54) erstreckt.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei mindestens eines der Kontaktglieder (54) über einem Teil mit niedrigerem elektrischem Widerstand (42), als ihn das Kontaktglied (54) besitzt, angeordnet ist, wobei die Anordnung derart gestaltet ist, daß der Strom, der von dem eine Windung bildenden Mittel (18), welches mit dem mindestens einen Kontaktglied (54) verknüpft ist, zu dem anderen Kontaktglied (54) fließt, durch das darunterliegende Glied (42) von einem peripheren Bereich davon in Richtung auf einen inneren Bereich davon fließt.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das eine Windung bildende Mittel (18) derart angeordnet ist, daß es axiale magnetische Felder erzeugt.

4. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Elektroden (7,9) eine röhrenförmigen Wand (34), ein Kontaktglied (54), das ein Stück der röhrenförmigen Wand (34) überdeckt, sowie ein Teil von niedrigerem elektrischem Widerstand, als ihn das Kontaktglied (54) aufweist, zwischen dem Kontaktglied (54) und der röhrenförmigen Wand (34) umfaßt, um einen elektrischen Pfad von niedrigem Widerstand zwischen der röhrenförmigen Wand (34) und dem Kontaktglied (54) herzustellen.

5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei der elektrische Pfad von niedrigem Widerstand durch eine Platte (42) in einem Endbereich der Elektrode (7,9) hergestellt ist.

6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-3, worin die Platte (42) auf eine röhrenförmige Wand (34) montiert ist.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Platte durch den Boden einer Tasse hergestellt ist, und die Wand der Tasse eine röhrenförmigen Wand (34) bilden.

8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4,6 oder 7 oder gemäß einem von den Ansprüchen 4,6 oder 7 anhängigen Anspruch, wobei Schlitze (46) innerhalb der röhrenförmigen Wand (34) das eine Windung bildende Mittel (18) bilden.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, worin die Schlitze (46) in der röhrenförmigen Wand (34) sich über praktische die gesamte Länge der röhrenförmigen Wand (34) erstrecken.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Schlitze (46) in der röhrenförmigen Wand (34) sich von der röhrenförmigen Wand (34) in den elektrischen Pfad Von niedrigem Widerstand fortsetzen.

11. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontaktglied (54) innerhalb der Endfläche in einer Ausnehmung von entsprechender Größe angeordnet ist.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, insofern als dieser direkt oder indirekt von den Ansprüchen 4,6 oder 7 abhängt, wobei die Schlitze (46) in dem elektrischen Pfad von niedrigem Widerstand derart eingerichtet sind, daß sie den Strom veranlassen, in dem elektrischen Pfad von niedrigem Widerstand allgemein in derselben Richtung zu fließen, wie in der röhrenförmigen Wand (34).

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, insofern als er direkt oder indirekt von den Ansprüchen 4,6 oder 7 abhängt, wobei die Schlitze (46) in dem elektrischen Pfad mit niedrigem Widerstand derart eingerichtet sind, daß sie den Strom dazu veranlassen, auf dem elektrischen Pfad von niedrigem Widerstand im allgemeinen in der entgegengesetzten Richtung zu fließen als in der röhrenförmigen Wand (34).

14. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abstandshalter (48) vorgesehen ist, um den elektrischen Pfad von niedrigem Widerstand zu stützen.

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei der Abstandshalter (48) zwischen dem elektrischen Pfad von niedrigem Widerstand und einem leitenden Teil angeordnet ist, welches dazu geeignet ist, den Stromkreis, in dem die Vorrichtung geschaltet ist, mit den Elektroden zu verbinden.

16. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei der Abstandshalter (48) praktisch aus einem Material mit hohem spezifischen elektrischen Widerstand hergestellt ist.

17. Vorrichtung gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei der Abstandshalter (48) aus rostfreiem Stahl hergestellt ist.

18. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, 16 oder 17, wobei der Abstandshalter (48) ein röhrenförmiges Teil umfaßt.

19. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche, die direkt oder indirekt von Anspruch 5 abhängen, wobei ein Loch (50) in einem mittleren Bereich der Platte (42) vorgesehen ist.

20. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kontaktglied (54) ein Loch in seinem mittleren Bereich aufweist.

21. Vorrichtung gemäß Anspruch 19 oder 20, wobei das Loch, das in der Platte (42) oder in dem Kontaktglied (54) vorgesehen ist, praktisch 10% des Durchmessers des Kontaktgliedes bzw. der Platte ausmacht.