DE2036099A1

DE2036099A1 - Vakuumleistungsschalter

Info

Publication number: DE2036099A1
Application number: DE19702036099
Authority: DE
Inventors: Max Josef Dr Ing 1000 Berlin Schonhuber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-07-16
Filing date: 1970-07-16
Publication date: 1972-01-20
Also published as: DE2036099B2; DE2036099C3; GB1296337A; US3702911A; CH523591A

Description

Beim Bau von Vakuumschaltern war man lange Zeit bestrebt, die Leistungsfähigkeit der Schalter und ihre Betriebseigenschaften durch die Wahl des Eontaktmaterials und die geometrische Ausbildung der Kontaktstücke zu beeinflussen. Es ist jedoch bekanntgeworden, daß den Kontaktstücken ein gesondertes Elektrodensystem zugeordnet werden-kann, auf das der Lichtbogen nach seiner Zündung zwischen den Kontaktstücken überspringt und in dem er zum Erlöschen kommt (USA-Patentschrift 3 509 404). Die bekannte Anordnung weist zwei konzentrisch angeordnete, im wesentlichen zylindrische Elektroden auf, von denen die äußere ein Kontaktstück trägt bzw. an ihrer Stirnseite als Kontaktstück dient. Die beweglichen Kontaktstücke treten durch Öffnungen eines Trägers hindurch, an dem die innere zylindrische Elektrode angebracht ist. Die bei Vakuumschaltern ansonsten üblichen Klotzkontaktstücke können bei der beschriebenen Anordnung nicht verwendet werden.

Mit' der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, einen zuverlässig arbeitenden Vakuumschalter für hohe Spannungen und Leistungen zu schaffen, der mit einfachen Scheibenkontaktstücken arbeitet. Eine geeignete geometrische Ausbildung des inneren Aufbaus des Vakuumschalters soll dazu beitragen, einen geringeren Kontaktabbrand, eine niedrigere Abreißstromstärke und insbesondere auch ein höheres Schaltvermögen sowie eine höhere Spannungsfestigkeit über die geforderte Lebensdauer zu erzielen.

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Die Erfindung geht von einem Vakuumleistungsschalt er mit Kontaktstücken aus, von denen ein Schaltlichtbogen auf ein Elektrodensystem übertritt, das-aus einer inneren zylindrischen und einer konzentrisch zu dieser angeordneten doppelwandig ausgebildeten zylindrischen äußeren Elektrode besteht, deren äußerer Mantel an Spannung gelegt ist, und der ein die Kontaktstücke und das Elektrodensystem umgebendes Gehäuse besitzt _t das aus einem Isolierkörper und diesen abschließenden stirnseitigen spannungführenden Metallteilen besteht. Gemäß der Erfindung ist eines der Kontaktstücke an der inneren Elektrode angebracht, und axial neben der doppelwandigen Elektrode ist eine weitere äußere Elektrode angeordnet, die sich auf dem Potential der inneren Elektrode befindet und der doppelwandigen Elektrode unter Bildung eines wenigstens teilweise radial verlaufenden Ringkanals gegenübersteht.

Durch diese Anordnung wird der Lichtbogen zwar anfänglich rasch genug zum Abwandern von den Kontaktstücken gebracht, deren Lebensdauer dadurch erhöht wird, trotzdem bleibt er aber bis zum Erlöschen in einem von Elektrodenflächen vollkommen umhüllten Räum eingefangen. Die große,dem Lichtbogen dabei außerhalb der Kontaktstücke zur Verfügung stehende Lauffläche bewirkt zunächst . eine erhebliche Herabsetzung der Abreißstromstärke. Ganz besonders wird aber durch die vollkommene Umhüllung des Lichtbogenraumes mittels Elektrodenflächen eine Abwanderung von Ladungsträgern aus den Elektroden bzw. eine Rekombination von Ladungsträgern an nicht als Elektroden dienenden Oberflächen vollkommen unterbunden. Damit entfällt die Notwendigkeit einer zusätzlichen Vermehrung und Einsammlung von Ladungsträgern über einen Anodenfleck. Solche Anodenflecke, die infolge ihrer Neigung, längere . Zeit an bestimmten Stellen zu verweilen und diese übermäßig zu erodieren, und das dadurch verbundene schnelle Unbrauchbarwerden von Vakuumschaltern treten deshalb unterhalb einer verhältnismäßig hochliegenden Stromgrenze nicht mehr auf.

Dadurch, daß der doppelwandigen Elektrode eine zusätzliche Elektrode gegenübersteht, wird außerdem erreicht, daß die Schalt-

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lichtbogen nicht beliebig weit in der Elektrodenanordnung wandern können, sondern nach Eintritt in die einander gegenüberstehenden Abschnitte der beiden äußeren Elektroden wirkungsvoll zurückgetrieben werden. Die lichtbogen können deshalb in sicherer Entfernung von dem Isolierkörper des Vakuumgefäßes gehalten werden, wodurch dessen Bestäubung mit Metalldampf vermieden werden kann. Ein zusätzlicher Dampfschirm, der in bekannten Vakuumschaltern zur Kondensation von Metalldampf vorgesehen ist, wird deshalb nicht benötigt, und,die damit verbundenen Nachteile sind beseitigt.

Durch die Anordnung von zwei äußeren, einander gegenüberstehenden Elektroden kann außerdem eine günstige Beanspruchung des Isolierkörpers des Vakuumgefäßes herbeigeführt und die Einhaltung durchwegs kleiner Elektrodenabstände innerhalb des ganzen Vakuumgefäßes erreicht werden, wie noch erläutert wird.

Zur Bildung des erwähnten Ringkanals zwischen den beiden äußeren Elektroden kann die zusätzliche Elektrode einen äußeren Mantel besitzen und sich ausgehend von ihrem der doppelwandigen Elektrode gegenüberstehenden Ende radial nach innen fortsetzen. Der radiale Verlauf kann unterschiedlich ausgebildet sein und wird später erläutert,

Für die Wirkungsweise des Elektrodensystems ist es günstig, wenn die Stromzuführung zu den beiden äußeren Elektroden an den Enden ihrer äußeren Mäntel erfolgt. Dies kann zusammen mit einer zweckmäßigen Anbringung der äußeren Elektroden durch die Befestigung ihrer äußeren Kantel an den stirnseitigen Metallteilen des Gehäuses des Vakuumschalters erreicht werden.

Um den Abbrand der Kontaktstücke zu beschränken, ist es erwünscht, daß der Lichtbogen möglichst rasch von den Kontaktstücken auf das Elektrodensystem übertritt. Durch eine besondere Gestaltung der doppelwandigen Elektrode kann die Ablaufgeschwindigkeit vergrößert werden. Im Rahmen der Erfindung können hierzu der innere Mantel und der äußere Mantel der doppelwandigen Elektrode voneinander durch einen isolierenden Ringspalt getrennt sein, und der innere

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Mantel kann über das zugehörige stirnseitige Metallteil ebenfalls an Spannung gelegt sein. Dies führt zu einer Schleifenbildung im Strompfad, die den Lichtbogen antreibt. In dem gleichen Sinne wirkt es· sich aus, wenn die innere Elektrode als den Stromzuführungsbolzen umgebender Hohlzylinder ausgebildet ist, der nur an dem mit dem Kontaktstück versehenen Ende mit dem Stromzuführungsbolzen verbunden ist. Diese Gestaltung der inneren Elektrode kann in Verbindung mit allen Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen sein. " - "

Wie erwähnt, gibt die Erfindung auch die Möglichkeit, für eine günstige dielektrische Beanspruchung des Isolierkörpers des Vakuumschalters zu sorgen. Dies kann dadurch geschehen, daß der äußere Mantel der zusätzlichen Elektrode mit dem äußeren Mantel der doppelwandigen Elektrode fluchtet und. daß diese fluchtenden Mantel mit einem Spalt parallel zu dem Isolierkörper verlaufen, wobei der zwischen den äußeren Elektroden vorhandene Kanal etwa in der Mitte des Isolierkörpers mündet. Das elektrostatische Feld wird durch diese Anordnung verhältnismäßig gleichförmig über den Mittelteil des Isolierkörpers aufgebaut, und es ist dabei möglich, trotz Einhaltung kleiner Abstände innerhalb des Vakuumraumes entlang der Randfeldlinien durch zweckmäßige Wahl.der Elektrodenkrümmungsradien die Beanspruchungsgrenzen der Isolatoroberflächen einzuhalten. Angaben über die physikalischen Grundlagen der An-Ordnung solcher .Hochspannungselektroden in Vakuumgefäßen finden sich in "Breakdown of Gases below Paschen Minimum: Basic Design ■Data of High-Voltage Equipment", Paper 68 TP 647-PWR, IEEE, 1968.

Die gewünschte Führung der Schaltlichtbögen in dem Elektrodensystem ist von der Gestalt des Strompfades abhängig. Im Bereich der zusätzlichen Elektrode kann das gewünschte Zurücklaufen des Lichtbogens dadurch verbessert v/erden, daß zwischen der zusätzlichen Elektrode und der inneren Elektrode ein isolierender Spalt vorhanden ist. Für die Lage dieses Spaltes werden noch unterschiedliche Ausführungsformen angegeben. Für den Aufbau des Vakuumschalters ist es außerdem günstig, wenn die zusätzliche

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Elektrode einen mit der inneren Elektrode annähernd fluchtenden Teil besitzt und sich der isolierende Spalt zwischen den fluchtenden Teilen im Bereich.des Endes der doppelwandigen Elektrode befindet» Am sichersten stellt sich die angestrebte Wirkung ein, wenn in "Verbindung mit dieser Lage des isolierenden Spaltes eine doppelwandig« Elektrode gewählt wird, deren innerer und äußerer Mantel in der angegebenen Weise voneinander getrennt sind.

Die Gefahr einer Bestäubung des Isolierkörpers mit Metalldampf wird bereits dadurch herabgesetzt, daß der Lichtbogen am beliebigen Weiterlaufen in der Elektrodenanordnung gehindert wird, noch bevor er sich im Sichtbereich des Isolators befindet. Zusätzlich a kann jedoch eine solche Gestaltung der beiden äußeren Elektroden gewählt werden, daß" diese sich labyrinthartig umgreifen. Wenn außerdem in Weiterbildung der Erfindung zwischen den Enden des nunmehr labyrinthartigen Ringkanals keine Sichtverbindung besteht, schlägt sich der im Lichtbogen immer vorhandene Metalldampf auf den benachbarten Elektroden nieder und kann somit nicht mehr zu dem Isolierkörper gelangen.

Um sicherzustellen, daß keine Lichtbogen durch sogenannte Umwegentladungen entstehen können, empfiehlt es sich, die Abstände zwischen auf unterschiedlichem Potential befindlichen Elektroden etwa gleich oder teilweise kleiner als den Abstand der Kontaktstücke im geöffneten Zustand zu wählen. <§

Für das einwandfreie Arbeiten von Vakuumschaltern muß stets ein hohes Vakuum vorhanden sein. Im Rahmen der Erfindung kann das Vakuum auch dadurch aufrechterhalten werden, daß mindestens eine der Elektroden wenigstens teilweise aus Getterwerkstoff besteht, ohne daß dabei das eigentliche Kontaktstückmaterial dadurch nachteilig beeinflußt zu sein braucht. Durch teilweises Zerstäuben des Getterwerkstoffes bei Schaltvorgängen unmittelbar vor Erlöschen des Lichtbogens werden eventuell auftretende Gase dann gebunden.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt ein Söhaltgefäß eines Vakuumsehalters im Schnitt, bei dem die innere zylindrische Elektrode am beweglichen Kontaktstück angebracht ist.

In dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 2 ist das mit der inneren zylindrischen-Elektrode versehene Kontaktstück feststehend angeordnet . "

Die Fig. 3 zeigt ein abgewandel-tes Ausführungsbeispiel des Vakuuin- W schalters nach Fig. 2, bei dem zwischen dem inneren und dem äußeren Mantel der einen äußeren Elektrode ein Spalt vorgesehen ist.

In der Fig. 4 sind rechts und links von der eingezeichneten Mittellinie zwei v/eitere Ausführungsbeispiele dargestellt.

Anhand der Fig. 5 wird eine Ausführung mit einer besonders einfach gestalteten zusätzlichen Elektrode erläutert.

In den Figuren sind für gleiche Teile, Abstände usw. die gleichen Bezugszeichen eingetragen.

α Der Vakuumschalter nach Fig. 1 besitzt ein schematisch dargestelltes Gehäuse 2, das aus stirnseitig angeordneten plattenförmigen Metallteilen 3 und 4 sowie einem zwischen diesen Metallteilen befindlichen "und mit ihnen verbundenen hohlzylindrischen Isolierkörper 5 besteht. Dieser Isolierkörper 5 kann aus Glas oder Keramik hergestellt und kann glatt ausgebildet oder mit Rippen versehen sein.

Im Innern des Gehäuses 2 stehen sich ein feststehendes Kontaktstück 6 und ein bewegliches Kontaktstück 7 gegenüber. Beide Kontaktstücke sind scheiben- bzw. klotzartig geformt. Das feststehende Kontaktstück 6 kann beispielsweise an dem Metallteil 4

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befestigt sein, über das zugleich die Stromzuführung erfolgt. Zum Anschluß einer Stromschiene, eines Kabels od. dgl. dient ein Anschlußbolzen 10, der mit dem Metallteil 4 verbunden ist.

Das bewegliche Kontaktstück 7 ist an der Stirnseite einer länglichen hohlzylindrischen Elektrode'11 angebracht, die von einer Betätigungsstange 12 getragen wird. Diese Betätigungsstange dient gleichzeitig im eingeschalteten Zustand und unmittelbar danach als Stroiazufüttrungsbolzen. Die Elektrode 11 ist nur an dem Ende mit der Betätigungsstange 12 verbunden, an dem sich das Kontaktstück 7 befindet. Die Betätigungsstange 12 ist durch eine Öffnung 13 des Metallteiles 3 aus dem Gehäuse 2 herausgeführt und dort in nicht dargestellter Weise verschiebbar gelagert und mit einer geeigneten Antriebsvorrichtung verbunden. Zwischen dem Metallteil 3 und der Betätigungsstange 12 ist ein Faltenbalg 14 angeordnet, der das Gehäuse 2 gegenüber der umgebenden Atmosphäre abdichtet und die Ein- und Ausschaltbewegung der Betätigungsstange 12 ermöglicht. Zur Entlastung des Faltenbalges 14 von der Stromführung dient ein Verbindungsleiter 15» der die Betätigungsstange 12 galvanisch unmittelbar mit dem Ketallte.il 3 verbindet.

In dem Gehäuse 2 sind konzentrisch zu der inneren Elektrode 11 zwei äußere Elektroden 16 und 17 axial nebeneinander angeordnet, die den z\^ischen den Kontakt stücken 6 und 7 gezündeten Lichtbogen in noch zu beschreibender Weise führen. Die Elektrode 16 ist doppelwandig ausgebildet, wobei ihre Querschnittsform annähernd U-förmig ist. Das offene Ende ist dem Metallteil 4 zugewandt, wobei der innere Mantel 20 kurzer als der äußere Mantel 21 ist, der mit dem stirnseitigen Metallteil 4 verbunden ist. Ein in die Elektrode 16 eintretender Strom fließt daher stets über den Mantel 21 zum Metallteil 4. Zwischen den Mänteln 20 und 21 der Elektrode 16 ist eine Stufe 22 derart angeordnet, daß sich der zwischen den Mänteln 20 und 21 am oberen Ende der Elektrode 16 vorhandene geringe Abstand 22'auf einen größeren Abstand 23 erweitert.

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Die weitere äußere Elektrode 17 besitzt im wesentlichen die gleiche Gestalt wie die Elektrode 16; sie hat dementsprechend einen inneren, die Elektrode 11 konzentrisch mit einem isolierenden Ringspalt 28 umgebenden Mantel 24 und einen äußeren Mantel 25, wobei zwischen diesen Mänteln - ähnlich wie bei der Elektrode 16 eine Stufe 26 vorhanden ist. Der Mantel 25 ist mit dem stirnseitigen Metallteil 3 des Gehäuses 2 verbunden, womit die Elektrode 17 das Potential der inneren Elektrode 11 erhält.

Wesentlich für die Anordnung der Elektroden 16 und 17 ist ein labyrinthartiges Übereinandergreifen in der Weise, daß ein Ring-, kanal 27 mit der Querschnittsform eines Z gebildet wird, der zwei radial verlaufende Abschnitte und einen axial verlaufenden Abschnitt aufweist. Da an den Elektroden 16 und 17 die Betriebsspannung des Vakuumschalters liegt, wird vom Ausgang des Kanals ausgehend die Beanspruchung des Isolierkörpers 5 in dessen Mittelzone verlegt. Dabei ergibt sich eine günstige Verteilung des elektrostatischen Feldes, und durch die entsprechende Bemessung der Krümmungsradien 30 und 31 an der äußeren Mündung des Kanäle 27 sowie durch zweckmäßig bemessene Spalte 32 und 33 zwischen den äußeren Mänteln 21 und 25 und dem Isolierkörper 5 wird eine elektrische Überbeanspruchung der Oberfläche des Isolierkörpers 5 verhindert. Eine Vergrößerung des Abstandes der Elektroden entlang den elektrischen Feldlinien wesentlich über die Kontaktöffnimgsweite hinausgehend kann dadurch unterbleiben. Durch die erwähnte günstige Feldverteilung ergibt sich eine hohe Spannungsfeatigkeit entlang dem Isolierkörper, und im Zusammenhang mit der zuverlässigen Lichtbogenrückführung aus dem Kanal 27 wird eine ganz beträchtliche Reduzierung der Bestäubung der Innenfläche des Isolierkörpers 5 und damit selbst bei höchsten Abschaltleistungen eine erhöhte Schalterlebensdauer erzielt.

Beim Abschalten gelangen die Kontaktstücke 6 und 7 in die in Fig. 1 dargestellte geöffnete Stellung. Der zwischen den Kontaktstücken 6 und 7 gezündete Lichtbogen wandert durch magnetische Beeinflussung in den Ringspalt zwischen den Elektroden 11 und

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Er kann in diesem Spalt so lange nach oben wandern, bis er von der äußeren Elektrode 17, die sich auf demselben Potential wie die innere Elektrode 11 befindet, übernommen wird". Palis der Lichtbogen dann noch nicht erloschen ist, kann er in den Z-förmigen Kanal 27 eintreten. Dort entsteht jedoch eine derartige magnetische Beeinflussung des Lichtbogens, daß er sofort'wieder \virkungsvoll zurückgetrieben wird. Er kann deshalb nicht in den Sichtbereich der Wandung des Isolierkörpers 5 gelangen und diesen beschädigen oder mit Metalldampf bestäuben. Hierzu trägt insbesondere bei, daß vom Eingang des Z-förmigen Kanals, der sich zwischen der obersten Stelle 29 der Elektrode 16 und der Stufe der äußeren Elektrode 17 befindet, keine Sichtverbindung zu dem Isolierkörper 5 besteht.

Der Vakuumschalter gemäß Pig. 2 stimmt in seinem grundsätzlichen Aufbau und seiner Wirkungsweise mit dem Schalter nach Pig. T völlig überein; jedoch ist in der Anordnung der Kontaktstücke 6 und eine Änderung insoweit vorgenommen, als die innere Elektrode 11 mit dem Kontaktstück 7 feststehend angeordnet und das Kontaktstück 6 beweglich angeordnet ist. Dementsprechend befindet sich der Faltenbalg 14 an,dem stirnseitigen Metallteil 4, und das Kontaktstück 6 ist auf einem verschiebbar geführten Träger 36 befestigt. Wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 1 dient ein Verbindungsleiter 15 zur Entlastung des Paltenbalges 14 von der Stromführung.

Bei dem abgewandelten Vakuumschalter gemäß der Pig. 3 ist im Unterschied zu den anderen Ausführungsbeispielen der innere Mantel 20 der äußeren Elektrode 16 ebenfalls mit dem stirnseitigen Metallteil 4 des Vakuumgefäßes 2 verbunden, und im Bereich des oberen Endes 29 der Elektrode 16 ist ein isolierender Ringspalt 34 vorgesehen. Dieser Spalt kann sich sowohl unmittelbar an der obersten Stelle als auch etwas unterhalb dieser Stelle an der der inneren Elektrode 11 zugewandten oder der ihr abgewandten Seite befinden. Die an den Ringspalt 34 angrenzenden Teile der Elektroden können durch einen Wulst abgerundet sein oder anstelle der

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Abrundung kann eine Überlappung vorgesehen sein, wie das in Fig. angedeutet ist. Durch diesen Aufbau der äußeren Elektrode 16 erreicht man, daß "bereits nach dem Austreten des Lichtbogens aus dem Bereich der Kontakt-stücke 6 und 7 eine intensive Schleifenwirkung ausgeübt wird, die den lichtbogen sehr rasch zum oberen Ende 29 der Elektrode 16 bewegt. Sobald aber der Lichtbogen auf die Elektrode 17 übergeht und in den Kanal 27 eintritt, wird er am Y/eiterlauf ebenfalls durch eine starke Schleifenwirkung gehindert und zurückgetrieben.

In den bisher beschriebenen Ausf ührungsbe!spielen verläuft ein Teil der äußeren Elektrode 17, die sich auf dem Potential der inneren Elektrode 11 befindet, als Mantel 24 unter Wahrung eines Ringspaltes 28 parallel zu der inneren Elektrode 11. In Fig. 4 sind zwei Abwandlungen für die Gestaltung der äußeren Elektrode und der inneren Elektrode 11 angegeben, die eine zusätzliche Beeinflussung des Lichtbogens ermöglichen.

Im linken -Teil der Fig. 4 ist die zusätzliche Elektrode als Ganzes mit 18 bezeichnet. Ihr innerer Mantel 24 ist derart umgestaltet, daß er als geradlinige Fortsetzung des bisher als Stufe 26 bezeichneten Teildes der Elektrode 17 (Fig. 1) radial nach innen ragt, wobei die innere Elektrode 11 verkürzt und ebenfalls nach innen gezogen ist, so daß der Spalt 28 mit veränderter Lage erhalten bleibt. Man erzielt hierdurch ebenfalls eine sichere Erfassung des Lichtbogens am Eingang des Kanals 27.

Im rechten Teil der Fig. 4 ist die zusätzliche Elektrode als Ganzes mit 19 bezeichnet. Ihr innerer Mantel 24 ist entgegen den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 bis 3 zum stirnseitigen Metallteil 3 nach unten, d.h. in Richtung des stirnseitigen Metallteiles 4 abgewinkelt. Außerdem ist die innere Elektrode 11 ebenfalls verkürzt, wobei sich das Ende der verkürzten Elektrode 11 und das Ende des inneren Mantels 24 in ähnlicher V/eise gegen-i überstehen wie der innere und der äußere Mantel der Elektrode 16 ^: in Fig. 3. Es empfiehlt sich jedoch, den wiederum mit 28 bezeich<- \

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neten Spalt zwischen der inneren Elektrode 11 und der äußeren Elektrode 17 nicht in derselben Höhe wie den Spalt 34 in Fig; 3 anzuordnen. Die einander gegenüberstehenden Enden der Elektroden 11 und 18 bzw. 19 können, wie Fig. 4 zeigt, zweckmäßigerweise einander überlappen. '

Die veränderte Richtung des inneren Mantels 24 der äußeren Elektrode 19 im rechten Teil der Pig. 4 bewirkt eine Verlängerung der labyrinthartigen Überlappung zwischen den beiden äußeren Elektroden 16 und 19· Die Gefahr, daS Metalldampf auf den Isolierkörper 5 gelangt, ist infolgedessen besonders gering. Hierzu trägt bei, daß die veränderte Lage des Spaltes 28 zwischen den Elektroden 11 und 19 den Lichtbogen nach dem Eintritt in die labyrinthartige Überlappung der äußeren Elektroden 16 und 19 noch früher als in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen zurücktreibt.

An sieh ist es bekannt, in Vakuumschalter η eine eigenmagnetisch bewirkte Rotation des Lichtbogens durch Schlitze in den Kontaktstüeken oder den ihnen zugeordneten Elektroden zu erzeugen. Solche Schlitze können mit Vorteil auch bei der Elektrodenanordnung gemäß der Erfindung axial schräg verlaufend angewendet werden. Unter Umständen kann bereits eine günstige Yiirkung erzielt werden, wenn nur eine der Elektroden geschlitzt ist, und das selbst einfach in axialer Richtung; es können jedoch auch alle drei Elektroden mit Schlitzen versehen sein. In Fig. 2 ist die doppelwandige Elektrode mit axial schräg verlaufenden Schlitzen 35 versehen, die sich in dem äußeren Hantel 21 befinden.

Einzelne Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele können auch untereinander kombiniert werden, um die magnetische Einwirkung auf den Lichtbogen zu korrigieren. Zum-Beispiel kann die Gestaltung der Elektroden 11 und 17 (Fig. 4) unabhängig davon vorgesehen sein, daß die äußere Elektrode 16 geteilt ist und im Bereich ihrer obersten Stelle einen Spalt 34 besitzt (Fig. 3). ■

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In Pig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das sich durch eine besonders einfache Gestaltung der hier mit 40 bezeichneten doppelwandigen Elektrode und der zusätzlichen, mit 39 bezeichneten Elektrode auszeichnet. Die zusätzliche Elektrode 39 erstreckt sich ausgehend von ihrem äußeren Mantel 25 unter rechtem Winkel radial einwärts und dann nochmals rechtwinklig axial in Richtung auf das stirnseitige Metallteil· 4. Auch die doppelwandige Elektrode 40 ist einfacher als in den zuvor behandelten Beispielen geformt. Abgesehen von dem Ringspalt 34, der die bereits anhand der Fig. 4 beschriebene Lage hat, ist die doppelwandige Elektrode 40 im Querschnitt U-förmig gestaltet, wobei der innere Mantel 41 und der äußere Mantel 42 als konzentrisch zu der Betätigungsstange 12 angeordnete Hohlzylinder ausgebildet sind, die ein radiales Verbindungsstück 43 besitzen.. Die innere Elektrode Tt hat die bereits anhand des rechten Teils der Pig. A erläuterte verkürzte Form mit einer Einziehung an ihrem oberen Ende, durch die ein Ringspalt 28 mit der zusätzlichen Elektrode 39 gebildet wird.

Der zwischen den Elektroden 39 und 40 vorhandene Kanal 44 hat in Pig. 5 eine einfache Winkelform. Zwischen dem Eingang dieses Kanals, der bei den gegeneinander versetzten Ringspalten 28 und liegt, und der Mündung an dem Isolierkörper 5 besteht jedoch ebenso wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen keine Sichtverbindung. Dies ist wesentlich für den Schutz des Isolierkörpers 5 vor der Bestäubung durch Metalldampf.

13 Ansprüche
5 Figuren

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Claims

VrA 70/3767 Pat ent ansprüche

1. Vakuumleistungsschalter rait Kontaktstücken·, von denen ein Schaltlichtbogen auf ein Elektrodensystem übertritt, das aus einer inneren zylindrischen und einer konzentrisch zu dieser angeordneten doppelwandig ausgebildeten-zylindrischen äußeren Elektrode besteht, deren äußerer Mantel an Spannung gelegt ist, und mit einem ^die Kontaktstücke und das Elektrodensystem umgebenden Gehäuse, das aus einem Isolierkörper und diesen abschließenden stirnseitigen spannungführenden Metallteilen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Kontaktstücke (7) an der inneren Elektrode (11) angebracht ist und daß axial neben der doppelwandigeii Elektrode (16) eine weitere äußere Elektrode (17) angeordnet ist, die sich auf dem Potential der inneren Elektrode (.11) befindet und der doppelwandigen Elektrode (16) unter Bildung eines wenigstens teilweise radial verlaufenden Ringkanals (27) gegenübersteht (Fig. 1).

2. Vakuumleistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Elektrode einen äußeren Mantel (25) besitzt und sich ausgehend von ihrem der doppelwandigen Elektrode (16) gegenüberstehenden .Ende (30) radial nach innen fortsetzt (Fig. 1).

3. Vakuumleistungssehalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelwandige Elektrode (16) mit ihrem äußeren Mantel (21) an dem einen (4) und die weitere Elektrode (17) mit ihrem äußeren Mantel (25) an dem anderen stlrnseitigen Metallteil (3) befestigt ist (Fig. 1).

4. Vakuumleistungssehalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Mantel (20) und der äußere Mantel (21) der doppelwandigen Elektrode (16) voneinander durch einen isolierenden Ringspalt (34) getrennt sind und daß der innere Mantel (20) über das zugehörige stirnseitige Metallteil (4) ebenfalls an Spannung gelegt 13t (Fig. 3) »

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5. Vakuumleistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß -der äußere Mantel (25) der zusätzlichen Elektrode (17) mit dem äußeren Mantel (21) der doppelwandigen Elektrode (16) fluchtet und daß diese fluchtenden Mäntel (21, 25) mit· einem Spalt (32, 33) parallel zu dem Isolierkörper (5) verlaufen, wobei der Kanal (27) etwa in der Mitte des Isolierkörpers (5) mündet (Fig. 1).

6. Vakuumleistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zusätzlichen Elektrode (17) und der inneren Elek_T trode (11) ein isolierender Spalt (28) vorhanden ist (Fig. 1).

7. Vakuumleistungssehalter nach"Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Elektrode (19) einen mit der inneren Elektrode (11) annähernd fluchtenden Teil (24) "besitzt und daß sich der isolierende Spalt (28) zwischen den fluchtenden Teilen (11, 24.) im Bereich des inneren Endes (29) der doppelwandigen Elektrode (16) befindet (Fig. 4).

8. Vakuumleistungeschälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Elektrode (19) die doppelwandige Elektrode (16) labyrinthartig umgreift (Pig. 4).

9. Vakuumleistungssehalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Enden des Ringkanals (27) keine Sichtverbindung besteht (Fig. 1).

10. Vakuumleistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekeimzeichret, daß die Abstände zwischen auf unterschiedlichem Potential befindlichen Elektroden (11, 16 bzw. 16, 17) etwa gleich oder teilweise kleiner als der Abstand der' Kontaktstücke (6, 7) im geöffneten Zustand sind (Fig. 1).

11. Vakuumleistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden (11, 16, 17) wenigstens teilweise aus Getterwerkstoff besteht.

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12. Vakuumleistungsschalter nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden (16) mit Schlitzen (35) versehen ist (Fig. 2).

13. Väkuuraleistungeschälter nach einen der vorangehenden Ansprüche, dadurch.gekennzeichnet, daß die innere Elektrode (11) als den Stroinsuführungsbolzen (12) umgebender Hohlzylinder ausgebildet ist, der nur an dem mit den Kontaktstück (7) versehenen Ende mit dem Stromzuführungsbolzen (12) verbunden ist (Fig. 1).

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