DE8717511U1

DE8717511U1 - Vacuum interrupter with a coil for generating an axial magnetic field

Info

Publication number: DE8717511U1
Application number: DE8717511U
Authority: DE
Original assignee: Sachsenwerk AG
Current assignee: Schneider Electric Sachsenwerk GmbH
Priority date: 1987-12-22
Filing date: 1987-12-22
Publication date: 1989-01-05

Description

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- ¹³.^s Pt-Nr. 613- ¹³ . ^s Pt-No. 613

Die Erfindung betrifft einen Väkuuniunterbrecher nädh den\ Oberbegriff des ersten Patentänspruchiu Ein solcher Unterbrecher ist aus der EP 0 241 814 A2 bekannt. Für ihn werden verschiedene Maßnahmen angegeben, mit denen ein möglichst wirkungsvolles axiales Magnetfeld im Spalt zwischen den beiden Schaltkontakten während der Lichtbogenbrenndauer erzeugt werden kann.The invention relates to a vacuum interrupter according to the preamble of the first patent claim. Such an interrupter is known from EP 0 241 814 A2. Various measures are specified for it with which the most effective axial magnetic field possible can be generated in the gap between the two switching contacts during the arc burning time.

Der Kontaktbolzen des bewegbaren Schaltkontaktes ist bei dem bekannten Unterbrecher auf der Seite des Metallzylinders aus dem Gehäuse geführt, wobei der Faltenbalg außerhalb des Gehäuses vorgesehen ist.In the known interrupter, the contact bolt of the movable switching contact is led out of the housing on the side of the metal cylinder, with the bellows being provided outside the housing.

Dies bedeutet eine Vergrößerung der Bauhöhe,eine Verlängerung der unter Vakuum befindlichen Strombahn bei ungünstigen Wärmeübergangsbedingungen an die Umgebung und die Gefahr einer Beschädigung des Faltenbalges; außerdem ist keine mit einfachen Mitteln zu realisierende Möglichkeit einer autarken Führung des bewegbaren Kontaktbolzens während der Lagerung und des Transportes der Unterbrecher vor deren Einbau in die Leistungsschalter mehr gegeben. Die Anordnung der Spule auf der Seite des beweglichen KontaktesThis means an increase in the height, an extension of the current path under vacuum in the event of unfavourable heat transfer conditions to the environment and the risk of damage to the bellows; in addition, there is no longer any possibility of independently guiding the movable contact bolt during storage and transport of the interrupters before they are installed in the circuit breakers. The arrangement of the coil on the side of the movable contact

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- ¹⁴ - Pt-Nr.- ¹⁴ - Pt-No.

ist außerdemynäGhteilig, weil die für die störungsfreie mechanische Funktion notwendige Zweipuhktf ührurig des bewegbaren Kontaktbolzens nun vollständig außerhalb der Unterbrecher, z.B* in einer sehr langen Isolierbuchse durchgeführt werden muß_s die die durch das Antriebsgestänge hervorgerufenen ⁿuer ^oeri£htst6R Koü!ⁿQr.enten der Antriebskraft aufzunehmen hat. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich die bekannten Unterbrecher aus dem erwähnten Grund nicht so ohne weiteres für den Einbau in Leistungsschalter ■ mit 2 Kammern pro Phase eignen.is also disadvantageous because the two-point guide of the movable contact bolt, which is necessary for trouble-free mechanical function, must now be carried out completely outside the interrupter, e.g. in a very long insulating bushing, _which has to absorb ^the ^{very high coefficients} of the driving force caused by the drive ^rods . A further disadvantage is that, for the reason mentioned, the known interrupters are not so easily suitable for installation in circuit breakers with 2 chambers per phase.

ff Nach der Aufgabe der Erfindung soll ein Vakuumunterbrecher der bekannten Art mit einer Spule in einem vereinfachten Anbau ausgestattet werden* wobei die Spule mit ihren Anschlüssen eine autarkes, nachträglich anbaubares Bauteil bilden soll, dessen Dimensionierung die Wärmebilan.&ldquor; des Vakuumunterbrechers verbessert, ohne daß die Abmessungen desselben stark erhöht werden. ff According to the object of the invention, a vacuum interrupter of the known type is to be equipped with a coil in a simplified attachment*, whereby the coil with its connections is to form an autonomous, subsequently attachable component, the dimensioning of which improves the heat balance of the vacuum interrupter without the dimensions of the same being significantly increased.

Die Lösung der Aufgabe sieht folgende Merkmale vor:The solution to the task provides the following features:

./ deswegen./ because of this

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- 15 - Pt-Nr.- 15 - Pt-No.

a) die aus mindestens einer Windung (I2_ä 32_ä 52)a) consisting of at least one winding (I2 _ä 32 _ä 52)

und dem inneren und äußeren Anschluß (13, 14, 33,and the inner and outer connection (13, 14, 33,

34, 53, 54) bestehende Spule (11, 31, 51) ist ein formsteifes Bauteil,34, 53, 54) is a dimensionally stable component,

fa) der innere Anschluß (13i.33j.53) ist gemeinsam mit einem den Vakuurrrunterbrecher fixierenden Metallträger (16, 21) mit dem ortsfesten Kontaktbolzen (5)fa) the inner connection (13i.33j.53) is connected together with a metal carrier (16, 21) fixing the vacuum interrupter to the stationary contact bolt (5)

* verbunden* * tied together*

c) der äußere Anschluß (14,34,54) bildet die Anschlußfläche (18), c) the outer connection (14,34,54) forms the connection surface (18),

d) die innere und die äußere Mantelfläche (12a, 12b) der Windung(en) (12, 32, 52) haben keiner» isolierenden überzeug,d) the inner and outer surface (12a, 12b) of the winding(s) (12, 32, 52) have no insulating coating,

e) die durch das Produkt aus Leiterquerschnitt, Leiterumfang, Wärmeübergangszahl und elektrische Leitfähigkeit gebildete StromtragfähigkeiL der Spule (11,31,51), insbesondere von deren Windung(en) (12,32,52), iste) the current carrying capacity of the coil (11,31,51), especially of its winding(s) (12,32,52), formed by the product of conductor cross-section, conductor circumference, heat transfer coefficient and electrical conductivity, is

ein Mehrfaches der Stromtragfähigkeit des Kontaktbolzens (5).a multiple of the current carrying capacity of the contact bolt (5).

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- 16 - Pt-Nr.- 16 - Pt-No.

Bei dem erfindungsgemäßen Unterbrecher kann die Spule als in sich steifes Bauteil anstelle eines einfachen Kontaktwinkels angebaut oder gegen diesen ausgetauscht werden. Da sie mit dem Metallzylinder nahezu gleiches Potential hat, kann sie ihn daher mit einem engen Spalt umgeben, ohne daß dabei ihre innerste Windung mit einer Isolation ausgeführt werden muß. Durch diese Ausführung vergrößern sich die Abmessungen eines VakuumunterbrecJiers ohne Spule nur unbedeutend.In the interrupter according to the invention, the coil can be installed as a rigid component instead of a simple contact angle or can be replaced by the latter. Since it has almost the same potential as the metal cylinder, it can therefore surround it with a narrow gap without its innermost winding having to be insulated. This design only increases the dimensions of a vacuum interrupter without a coil insignificantly.

Da der Spulenquerschnitt im Wesentlichen ein Rechteck mit einer Höhe ist, die etwa gleich der Höhe des Metallzylinders sein soll, ergeben sich weiter folgende Vorteile :Since the coil cross-section is essentially a rectangle with a height that should be approximately equal to the height of the metal cylinder, the following advantages arise:

a) Günstige Wärmeabgabe an die Umgebung des Vakuumunterbrechers durch Strahlung und Konvektion bzw. durch Strahlung an den Metallzylinder.a) Favorable heat dissipation to the environment of the vacuum interrupter by radiation and convection or by radiation to the metal cylinder.

b) Wirkungsvolle axiale Ausrichtung der magnetischen Feldlinien im Kontaktspalt.b) Effective axial alignment of the magnetic field lines in the contact gap.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

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- 17 - Pt-Nr.- 17 - Pt-No.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf folgende Zeichnungen verwiesen:For a better understanding of the invention, reference is made to the following drawings:

Figur 1 Teilansicht und -schnitt einesFigure 1 Partial view and section of a

erfindungsgemäßen Vakuumunterbrechersvacuum interrupter according to the invention

Figur 2 Schnitt A-B zu Figur 1Figure 2 Section A-B to Figure 1 Figur 3 Ansicht eines VakuumunterbrechersFigure 3 View of a vacuum interrupter

mit abgewandeltem Anschluß.with modified connection.

Figur 4 Vakuumunterbrecher mit Spule alsFigure 4 Vacuum interrupter with coil as

Formteil.molded part.

Figur 5 Schnitt C-D zur Figur 4.Figure 5 Section C-D to Figure 4. Figur 6 Vakuumunterbrecher mit SpuleFigure 6 Vacuum interrupter with coil

mit zwei Windungen.with two turns.

Figur 7 Draufsicht zu Figur 6.Figure 7 Top view of Figure 6.

Figur 8 ** Pol eines Doppelunterbrecherschalters mit zwei erfindungsgemäßen Vakuumunterbrechern.Figure 8 ** Pole of a double circuit breaker with two vacuum interrupters according to the invention.

Figur 9 Teilansicht und -schnitt einesFigure 9 Partial view and section of a

erfindungsgemäßen Vakuumunterbrechers mit kombiniertem Isolierstoffträger.inventive vacuum interrupter with combined insulating material carrier.

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- 18 - Pt-Nr.- 18 - Pt-No.

Figur 1 zeigt einen Vakuumunterbrecher mit dem erfindungsgemäßen Anbau der Spule. Das Gehäuse 1 besteht aus einem Isolierzylinder 2, einem Metallmantel 3, dem eingelöteten ortsfesten Schaltkontakt 4 mit dem zugehörigen Kontaktbolzen 5 und dem beweglichen Kontakt 6 mit dem zugehörigen Kontaktbolzen 7, dessen Abdichtung mittels Faltenbalg 8 vorgenommen ist. Nicht dargestellt ist der unterhalb des Gehäuses befindliche Stromiibergang von dem Kontaktbolzen auf einen unteren Anschluß des Leistungsschalters.Figure 1 shows a vacuum interrupter with the coil mounted according to the invention. The housing 1 consists of an insulating cylinder 2, a metal casing 3, the soldered stationary switching contact 4 with the associated contact bolt 5 and the movable contact 6 with the associated contact bolt 7, which is sealed by means of a bellows 8. The current transfer point located below the housing from the contact bolt to a lower connection of the circuit breaker is not shown.

Die Spule 11 besteht aus einer Windung 12 (Figur 2), an die an beiden Enden stirnseitig je ein Anschluß 13, 14 angelötet oder angeschweißt ist. Der innere Anschluß 13 ist mit seinem ah-gewinkelten Schenkel 15 am metallischen Träger 16 durch die beiden Metallmuttern 17 zusammen mit dem Gehäuse 1 des Vakuumunterbrechers befestigt. Der äußere Anschluß 14 trägt in seiner Verlängerung die obere Anschlußfläche 18, an der die elektrische Verbindung des Vakuumunterbrechers mit anderen Betriebsmitteln, z.B. mit dem Sammelschienentrennschalter erfolgt. Die Windung 12 der Spule 11 weist keine Isolation auf, die Spule 11 ist vielmehr gemeinsam mit dem Gehäuse 1 ausschließlich durch die Muttern 17 an dem metallischen Träger 16 befestigt. Außerdem sieht man den kleinen Abstand S zwischen der Windung und dem Metallmantel 3 und den kleinen daraus resultierenden AüßendUrchmesseT D der Windung 12.The coil 11 consists of a winding 12 (Figure 2), to which a connection 13, 14 is soldered or welded at both ends. The inner connection 13 is fastened with its ah-angled leg 15 to the metal support 16 by the two metal nuts 17 together with the housing 1 of the vacuum interrupter. The outer connection 14 carries in its extension the upper connection surface 18, at which the electrical connection of the vacuum interrupter to other equipment, e.g. to the busbar disconnector, is made. The winding 12 of the coil 11 has no insulation, rather the coil 11 is fastened together with the housing 1 exclusively by the nuts 17 to the metal support 16. In addition, one can see the small distance S between the winding and the metal casing 3 and the small resulting outer diameter D of the winding 12.

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Pt-Nr.Pt-No.

Um einen Wärmefluß von den im Inneren des Vakuumunterbrechers angeordneten Schaltkontakt en 4, 6 über den ortsfesten Kontaktbolzen 5 zur Spule 1i, insbesondere zu deren Windung 12 zu erzeugen, muß erfindungsgemäß deren Stromtragfähigkeit und somit deren Eigenerwärmung größer sein, als die der im Vakuumunterbrecher angeordneten stromführenden Teile 4, 5, 6. Auch wenn man für die Spule 11 und für den Kontaktbolzen 5 gleiche Verlustleistungen i .R annimmt, wird die Eigenerwärmung in letzterem deutlich größer sein, da die Wärmeübergangszahl unter Vakuum wegen fehlender Konvektion niedriger ist. Um nun einen möglichst großen Wärmefluß zur Spule zu erzeugen und somit eine wirksame Kühlung der Schaltkontakte 4, 6 und des Kontaktbolzens 5 einzuführen, sollte besonders die Wärmeabgabe der Spule 11, vor allem aber von deren Windung 12 so wirksam wie möglich gestaltet werden. Dafür sind laut der vorliegenden Erfindung folgende Maßnahmen vorgesehen:In order to generate a heat flow from the switching contacts 4, 6 arranged inside the vacuum interrupter via the stationary contact bolt 5 to the coil 11, in particular to its winding 12, according to the invention their current carrying capacity and thus their self-heating must be greater than that of the current-carrying parts 4, 5, 6 arranged in the vacuum interrupter. Even if the same power losses i.R are assumed for the coil 11 and the contact bolt 5, the self-heating in the latter will be significantly greater, since the heat transfer coefficient under vacuum is lower due to the lack of convection. In order to generate the greatest possible heat flow to the coil and thus introduce effective cooling of the switching contacts 4, 6 and the contact bolt 5, the heat dissipation of the coil 11, and above all of its winding 12, should be designed to be as effective as possible. According to the present invention, the following measures are provided for this purpose:

- Große Leiteroberfläche durch Verwendung eines Rechteckquerschnittes mit großem Verhältnis H/B (Figur 1).- Large conductor surface by using a rectangular cross-section with a large H/B ratio (Figure 1).

- Große Strahlungsintensität der inneren und äußeren Mantelfläche 12a, 12b der Spule 12» z.B. durch schwarzen Anstrich,- High radiation intensity of the inner and outer surface 12a, 12b of the coil 12» e.g. by black painting,

- Anbringung von Kühlrippen 41 nach Figur 4 und 5.- Installation of cooling fins 41 according to Figures 4 and 5.

In Figur 3 ist eine abgewandelte Ausbildung des oberen Anschlusses dargestellt, wie sie beispielweise bei relativ langen Anschlußflächen oder bei großer mechanischer Belastung derselben, z.B. durch Einfahrkontiäkte vorteilhaft eingesetztFigure 3 shows a modified design of the upper connection, which can be used advantageously for example with relatively long connection surfaces or with high mechanical loads on the same, e.g. due to entry contacts.

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20 «■ Pt-Nr, 61320 «■ Pt-No, 613

werden kann. Der Träger 21 ist dabei mit einer Fläche 22 ausgestattet, an der die Gegenseite der Anschiußflache 18 des äußeren Spuienänschiusses zur Anlage kommt. Es sind fer* ner Gewindestücke 23_S z«B* in Form angeschweißter Muttern zur Verschraubung der anschließenden Teile {z₄B₄Kontäkt·* winkel) vorgesehen« Damit kein Nebenschluß Über den metallischen Träger 28 eintritt* ist die Mutter 24 aus Isolier* stoff mit einem Bund 24ä zur Zentrierung in uzr Durshtrittsbohrung 25 ausgeführt oder es wird eine Metallmutter mit einer Isolierstoffbeilage verwendet* Eine dünne Isolierstöffplatte oder -folie 26 stellt die galvanische Trennung zwischen dem Träger 21 und dem Schenkel 15 des if»1eren Anschlusses 13 her.The carrier 21 is provided with a surface 22 against which the opposite side of the connection surface 18 of the outer coil connection comes into contact. Furthermore, threaded pieces 23 ₍ eg in the form of welded nuts for screwing the adjoining parts (eg contact angle)) are provided _. To prevent a shunt from occurring via the metal carrier 28 _, the nut 24 is made of insulating material with a collar 24ä for centering in the through hole 25 or a metal nut with an insulating material insert is used. A thin insulating material plate or foil 26 provides the galvanic separation between the carrier 21 and the leg 15 of the outer connection 13.

Eine andere Lösung sieht für die Spule 31 samt den beiden Anschlüssen 33, 34 ein Formteil aus einem gut leitfähigen Werkstoff, insbesondere einer Kupfer- oder einer Aluminiumlegierung nach Figuren 4 und 5 vor. Die Windung 32 läßt sich dabei an ihrem Außenmantel mit vertikal angeordneten Kühlrippen 41 ausstatten, während eine zusätzliche Versteifung vorteilhaft durch einen den Metallmantel 3 teilweise übergreifenden, ruindum laufenden Bund 42 gebildet ist. Die beiden Anschlüsse 33 und 34 sind ebenfalls durch eine geeignete Formgeburig versteift, z.B. durch ein U-Profil 35 oder durch vertikale Rippen 36, die bis zur Anschlußfläche 18 verlaufen.Another solution provides for a molded part made of a highly conductive material, in particular a copper or aluminum alloy, according to Figures 4 and 5, for the coil 31 and the two connections 33, 34. The winding 32 can be equipped with vertically arranged cooling fins 41 on its outer casing, while additional reinforcement is advantageously provided by a collar 42 running all the way around the metal casing 3, which partially overlaps. The two connections 33 and 34 are also reinforced by a suitable molding, e.g. by a U-profile 35 or by vertical fins 36 that run up to the connection surface 18.

Der Übergang zwischen den beiden Anschlüssen 33 und 34 und der Windung 32 wird durch Rechteckquerschnitte, die durch eine oder mehrere horizontale Rippen 38 versteift sind, gebildet. The transition between the two connections 33 and 34 and the winding 32 is formed by rectangular cross-sections which are stiffened by one or more horizontal ribs 38.

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- 21 - Pt-Nr. 613- 21 - Pt No. 613

ist das Formteil im Gießverfahren herstellbar, so kann nach einem Weiteren Merkmal der Erfindung £ine z.B. aus Keramik oder einem anderen hochwärmefesten Werkstoff gefertigte, den Abstand zwischen den Anschlüssen überbrückende isolierende Platte 37 zu.einer sehr kompakten Ausführung der Spule 31 führen.If the molded part can be produced using a casting process, then, according to a further feature of the invention, an insulating plate 37 made, for example, from ceramic or another highly heat-resistant material and bridging the distance between the connections can lead to a very compact design of the coil 31.

in diesem Falle können auch kostengünstige Werkstoffe mit einem relativ geringen &Egr;-Modul bzw. einer niedrigen Steckgrenze verwendet werden. Die Befestigung der Formteilspule 31 im Leistungsschalter kann beispielsweise , wie zu Figur 1 beschrieben, erfolgen.In this case, inexpensive materials with a relatively low ε-modulus or a low yield point can also be used. The molded coil 31 can be attached to the circuit breaker, for example, as described in Figure 1.

Die Erfindung läßt sich auch für Spulen mit mehr als einer Windung zur Erzeugung eines axialen Magnetfeldes anwenden. In einem Beispiel für eine Spule 51 mit 2 Windungen 52 ist in Figur 6 und Figur 7 eine solche Anordnung dargestellt. Die beiden Windungen 52 sind als Bandwicklung ausgeführt und durch eine dünne, beim Wickelvorgang einge- | setzte Isolierschicht 55 voneinander getrennt. Die Isolierung kann dabei aus geeignetem imprägnierten Papier, einer Folie oder einem dünnen Schrumpfschlauch bestehen. In der gleichen Art können auch Spulen mit mehr als zwei Windungen hergestellt werden. Die Verbindung der Windungen mit den beiden Anschlüssen 53 und 54 erfolgt großflächig jeweils mit den Überlappungsflächen 56 mittels eines geeigneten Verbindungsverfahrens, z.B. einer Verlötung.AlsThe invention can also be used for coils with more than one turn to generate an axial magnetic field. In an example of a coil 51 with 2 turns 52, such an arrangement is shown in Figure 6 and Figure 7. The two turns 52 are designed as a tape winding and are separated from one another by a thin insulating layer 55 used during the winding process. The insulation can consist of suitable impregnated paper, a film or a thin shrink tube. Coils with more than two turns can also be produced in the same way. The connection of the turns to the two connections 53 and 54 takes place over a large area, each with the overlapping surfaces 56 using a suitable connection method, e.g. soldering.

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Versteifung dar Spule werden in dieser Ausführung oberhalb und unterhalb der Windungsenden zwischen die An^ schlösse 53 und 54 Isölierstücke 57 eingesetzt. Die Verbindung mit den anderen Bauteilen des Leistungsschalters kann wie nach Figur 1 erfolgen.In this design, insulating pieces 57 are inserted above and below the winding ends between the terminals 53 and 54 to stiffen the coil. The connection to the other components of the circuit breaker can be made as shown in Figure 1.

Um eine wirkungsvolle Kühlung auch bei einer solchen Bandwiekelspule 51 herbeizuführen, ist es vorteilhaft, anst eile einer durchgehenden Isolierschicht nach dem oberen Teil der Figur 7 kurze Isolierstücke 58 in gleichen oder verschiedenen Abständen a^ , a^, a^ usw. zueinander einzusetzen; auf diese Weise werden zwischen den Windungen Kühlspalte 59 erzeugt. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Höhe h der Isolierstücke unterschiedlich sein» sie kann z.B. vom Anschluß 53 zur diametral gegenüberliegenden Seite zunehmen. Auf diese Weise läßt sich ein besonders wirksamer Konvektionsst-rom quer zu den Windungen 52 erzeugen.In order to achieve effective cooling even with such a strip coil 51, it is advantageous to use short insulating pieces 58 at equal or different distances a^, a^, a^, etc. from one another instead of a continuous insulating layer according to the upper part of Figure 7; in this way cooling gaps 59 are created between the turns. According to a further feature of the invention, the height h of the insulating pieces can be different - it can, for example, increase from the connection 53 to the diametrically opposite side. In this way, a particularly effective convection current can be created transversely to the turns 52.

In Figur 8 ist ein Doppelunterbrecher-Schalterpol In Figure 8, a double breaker switch pole

dargestellt. Man erkennt, daß die Spulen 11 und die zugehörigen Anschlußflächen 18 jeweils an der Kopf- und Fußseit e des Pols angeordnet sind, während die beweglichen Kontaktbolzen 7 in der Mitte des Pols mit dem Antrieb 43 gekoppelt sind.It can be seen that the coils 11 and the associated connection surfaces 18 are arranged on the head and foot sides of the pole, while the movable contact bolts 7 are coupled to the drive 43 in the middle of the pole.

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- 23 - Pt-Mi».- 23 - Pt-Wed».

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das den Vakuumunterbrecher Und die Spule 11 tragende Bauteil auch ein mit den Stützisolator kombinierter Isolierträger 44 sein. Die Befestigungselemente für die externen Anschlüsse lassen sich hier sehr Vorteilhaft als Eingießmüttern 45 anbringen. Ein solcher Isolierträger kann als Formteil versteift Werden und beseitigt u, a. die anhand der Figur 3 angegebenen Isolationsprobleme.According to a further feature of the invention, the component carrying the vacuum interrupter and the coil 11 can also be an insulating support 44 combined with the supporting insulator. The fastening elements for the external connections can be attached very advantageously as cast-in nuts 45. Such an insulating support can be stiffened as a molded part and eliminates, among other things, the insulation problems indicated with reference to Figure 3.

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- 1 - Pt-Nr. 613- 1 - Pt No. 613

Liste der Bezugszeichen:List of reference symbols:

1 Gehäuse1 housing

2 Isolierzylinder2 insulating cylinders

3 Metallzylinder3 metal cylinders

4 Schaltkontakt (ortsfest)4 Switch contact (fixed)

5 Kontaktbolzen ( -"- )5 contact bolts ( -"- )

6 Schaltkontakt (beweglich)6 Switch contact (movable)

7 Kontaktbolzen ( -"- )7 contact bolts ( -"- )

8 Faltenbalg |8 Bellows |

10 10

11 Spule11 Coil

12 Windung12 turns

12a, 12b innere und äußere Mantelfläche12a, 12b inner and outer surface

13 innerer Anschluß13 internal connection

14 äußerer Abschluß14 external finish

15 Schenkel des Anschlusses 1315 Leg of the connection 13

16 Metallträger16 metal supports

17 ......... Muttern17 ......... Nuts

18 Anschlußfläche18 Connection surface

19 _t<.,*,.*. Bund I19 _t< .,*,.*. Bund I

- 2 - Pt-Nr-- 2 - Pt-No-

20 20

21 Metallträger21 metal supports

22 Fläche (am Träger)22 Area (on the carrier)

23 Gewindestück23 Threaded piece

24 Mutter (Isolierstoff)24 Nut (insulating material)

24a Bund24a Federal

25 Durchtrittsbohrung25 Through hole

26 Isolierstoffplatte (folie)26 Insulating plate (foil)

31 Spule31 Coil

32 Windung32 turns

33 innerer Anschluß33 internal connection

34 äußerer Anschluß34 external connection

35 U-Profil35 U-profile

36 Rippe36 Rib

37 Platte37 Plate

38 ..3 Rippe38 ..3 rib

41 Kühlrippe41 Cooling fin

42 Bund42 waistband

43 Antrieb43 Drive

44 ,, Isölierträger44 ,, Insulating beam

45 ,Eingießmutter45 ,Casting nut

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- 3 - Pt-Nr.- 3 - Pt-No.

51 Spule51 Coil

52 Windung52 turns

53 , innerer Anschluß53 , inner connection

54 äußerer Anschluß54 external connection

55 Isolierschicht55 Insulation layer

56 Überlappungsfläche56 Overlap area

57 Isolierstück57 Insulating piece

58 Isolierstuck58 Insulating stucco

59 Luftspalt.59 Air gap.

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Claims

- 2 - Pt-No.

sayings

Vacuum interrupter with a housing and a coil surrounding it for generating an axial magnetic field, whereby the housing consists of an insulating cylinder, a metal cylinder adjoining it and surrounding a pair of coaxially arranged switching contacts and a cover plate on each end face, and whereby one connection of the coil is in conductive connection as an inner connection with the contact bolt of the switching contact at the potential of the metal cylinder and the other as an outer connection with one of the two connection surfaces of a circuit breaker accommodating the vacuum interrupter,

characterized by the following features:

- 3 - Pt-No.

a) the coil (11, 31, 51) consisting of at least one winding (12, 32, 52) and the inner and outer connection (13,14,33, 34, 53, 54) is a dimensionally stable component,

b) the inner connection (13, 33, 53) is connected to the stationary contact bolt (5) together with a metal carrier (16, 21) fixing the vacuum interrupter,

c) the outer connection (14, 34, 54) forms the connection surface (18),

d) the inner and outer surface (12a, 12b)

the winding(s) (12, 32, 52) have no insulating coating,

e) the current carrying capacity of the coil (11,31,51), in particular of its winding(s) (12, 32, 52), formed by the product of conductor cross-section, conductor circumference, heat transfer coefficient and electrical conductivity, is a multiple of the current carrying capacity of the contact bolt (5).

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- 4 - Pt-No.- 613 m

t, vacuum interrupter with a coil according to claim 1, characterized in that

that the centre lines of the two connections (13»14, 33.34.53.54) dop coil (il;31 _f 5i) lie in a plane passing through the axis of the vacuum interrupter.

3. Vacuum interrupter with a seal according to claim 1 or 2,

characterized ,

that the winding(s) (12,32,52) have a substantially rectangular cross-section with a large height/thickness ratio (H/B), their height (H) being approximately equal to the height of the metal cylinder (3), and that each winding (12,32,52) surrounds the cylinder (3) in an arc of more than 180°, the innermost winding having a distance (S) of only a few millimeters from the metal cylinder (3).

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-S- Pt-Nr,-S- Pt-No,

» Vakuumunterbrecher mit einer Spule nach Anspruch ' 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,» Vacuum interrupter with a coil according to claim ' 1, 2 or 3, characterized in

daß die Strömtragfähigkeit der Spule (11,31,51) wenigstens gleich der 3-fächen SAromtragfähigkeit des ortsfesten Kontaktbolzens (5 ) ist.that the current carrying capacity of the coil (11,31,51) is at least equal to 3 times the current carrying capacity of the stationary contact bolt (5).

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- 6 - . Pt-Nr₄ - 6 - . Pt-No ₄

5. Väkuumunterbrecher mit einer Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 4,5. Vacuum interrupter with a coil according to one of claims 1 to 4,

characterized in that the winding (12) and the terminals (13,14) are made of

eiKM/iii^n yuii iei ui aiiiycni ncri^oouii vuu nuiicr ocrctN·eiKM/iii^n yuii iei ui aiiiycni ncri^oouii vuu nuiicr ocrctN· grenze, vorzugsweise kaltverformtes Elektrolytkupfer bestehen,und daß die Anschlüsse (13,14) mit den Stirnseiten der Windung (12) verbunden sind.limit, preferably cold-formed electrolytic copper, and that the connections (13,14) are connected to the end faces of the winding (12).

&bgr;. Vakuumunterbrecher mit einer Spule nach Anspruch 1 bis 4,&bgr;. Vacuum interrupter with a coil according to claims 1 to 4,

dadurch gekennzeichnet,characterized,

daß die Windung (32) und die Anschlüsse (33,34) zusammen ein Formteil als Spule (31) aus einem vorzugsweise gießbaren metallischen Werkstoff guter Leitfähigkeit und hoher Streckgrenze bilden.that the winding (32) and the connections (33,34) together form a molded part as a coil (31) made of a preferably castable metallic material with good conductivity and high yield strength.

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- 7 - Pt-No. 613/

7. Vacuum mixer with a sink according to claim ₆

characterized,

] that the winding (32) is parallel to the axis of the

cooling fins (41) extending over the cooling circuit breaker extend at least partially over the metal cylinder (3).

< covering collar (42).

''. Q. Vacuum interrupter with a coil according to \ claim 6 or 7»

I characterized by

|; that the inner and outer connection (33,34) as well as

¹ the connecting pieces to the winding (32) as U-profile (35)

I or stiffened by ribs (36,38).

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8 - Pt No. 513 J

9. Vacuum interrupter with a coil according to one or more of claims 6 to 8,

characterized,

that at the level of the winding (32) between the mutually parallel parts of the inner and outer connection (33, 34) a highly heat-resistant insulating plate (37), in particular made of a ceramic material, is formed.

10. Vacuum interrupter with a coil according to one of claims 1 to 4,

characterized,

that the coil 51 has at least two turns (52) which are separated by a thin insulating layer (55) or

an air gap (59) divided by insulating pieces (58) of the same or different heights (h) are separated from each other.

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- 9 - Pt-Nr.- 9 - Pt-No.

11. Vakuumunterbrecher mit einer Spule nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,11. Vacuum interrupter with a coil according to claim 10, characterized in

daß die Anschlüsse (53,54)an je einer Überlappungsfläche (56) mit den beiden Enden der Windungen (52) verbunden sind.that the connections (53, 54) are each connected to the two ends of the windings (52) at an overlapping surface (56).

12. Vakuumunterbrecher mit einer Spule nach Anspruch 10 oder 11,12. Vacuum interrupter with a coil according to claim 10 or 11,

dadurch gekennzeichnet,characterized,

daß die zueinander parallel verlaufenden Teile der Anschlüsse (53,54) über ein oder zwei oberhalb und/oderthat the mutually parallel parts of the connections (53,54) have one or two above and/or

unterhalb der Enden der Windungen (52) unter Zwischenlage von Isolierstücken 57 gegeneinander verspannt sind.below the ends of the windings (52) are braced against each other with insulating pieces 57 interposed.

13. Vakuumunterbrecher mit einer Spule nach einem der Ansprüche 10, 11 öder 12,13. Vacuum interrupter with a coil according to one of claims 10, 11 or 12,

dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die isolierstücke (58) unterschiedliche Höhe (b)that the insulating pieces (58) have different heights (b) haben. shave. s

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- 10 - Pt-No.

14. Vacuum interrupter with a coil according to one or more of claims 1 to 14,

characterized,

that the outer and/or inner surface (12a, 12b) of the windings (12,32,52) or the cooling fins (41) are provided with a surface that increases the emission by thermal radiation, for example a dark coating and/or a mechanical roughening.

15. Vacuum interrupter with one of claims 1 to 14, characterized in

that the nuts (17) have a collar (19) for large-area contact with the leg (15) of the inner connection (13).

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_ 11 _ . Pt-No.

16. Vacuum interrupter with a coil according to one of claims 1 to 15,

characterized,

that the metal carrier (21) has a surface (22) at the level of the connection surface (18) against which the external connection (14) rests and which is provided with threaded pieces (23) for the screws of the connection point, and that the leg (15) of the internal connection (13) is insulated from the carrier (21) by an insulating plate or film (26) and that the nut (24) which screws the contact bolt (5) to the carrier (21) is also insulated from the latter.

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- 12 - Pt-Nf₄ - 12 - Pt-Nf ₄

17« Vakuumunterbrecher nach Anspruch 16,17« Vacuum interrupter according to claim 16,

characterized by the fact that instead of the metal carrier, a

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iierträger (44) kombiniertes Bauteil die isolation des Väkuumuntefbfechers gegen Erde und zwischen den Anschraubstellen des inneren und des äußeren An.-schlusses (13,14) der Spule (11] herstellt.The component combined with the insulation carrier (44) provides insulation of the vacuum compartment against earth and between the screwing points of the inner and outer connection (13,14) of the coil (11).

18. Vakuumunterbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet,18. Vacuum interrupter according to one of claims 1 to , characterized in that

daß zwei Vakuumunterbrecher mit Spule in einem Doppelunterbrecher-Schalterpol so eingesetzt sind, |that two vacuum interrupters with coil are inserted in a double interrupter switch pole in such a way, |

that the coils (12,32,52) with their outer ends i

Keys (14,34,54) form the connection surface (18) at the upper and lower parts respectively.

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