DE69420602T2 - Vakuumlastschalter, Elektrodenanordnung für Vakuumlastschalter und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Vakuumlastschalter, Elektrodenanordnung für Vakuumlastschalter und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
- Publication number
- DE69420602T2 DE69420602T2 DE69420602T DE69420602T DE69420602T2 DE 69420602 T2 DE69420602 T2 DE 69420602T2 DE 69420602 T DE69420602 T DE 69420602T DE 69420602 T DE69420602 T DE 69420602T DE 69420602 T2 DE69420602 T2 DE 69420602T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- highly conductive
- conductive metal
- electrode section
- electrode
- metal part
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 62
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 62
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 17
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 claims description 13
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 4
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
- H01H33/6644—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having coil-like electrical connections between contact rod and the proper contact
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/0203—Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
- H01H33/6642—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having cup-shaped contacts, the cylindrical wall of which being provided with inclined slits to form a coil
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings
- H01H33/6643—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings having disc-shaped contacts subdivided in petal-like segments, e.g. by helical grooves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
- Y10T29/49204—Contact or terminal manufacturing
- Y10T29/49208—Contact or terminal manufacturing by assembling plural parts
- Y10T29/4921—Contact or terminal manufacturing by assembling plural parts with bonding
- Y10T29/49211—Contact or terminal manufacturing by assembling plural parts with bonding of fused material
- Y10T29/49213—Metal
- Y10T29/49215—Metal by impregnating a porous mass
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vakuumschalter, eine Elektrode für einen Vakuumschalter und ein Herstellungsverfahren dafür.
- Im allgemeinen sind Vakuumschalter für große Ströme so aufgebaut, daß zwei trennbare Elektroden in einem Vakuumgefäß angeordnet sind, wobei Stäbe, die mit den Rückseiten dieser Elektroden verbunden sind, sich aus dem Vakuumgefäß nach außen erstrecken. Jede der beiden Elektroden besteht aus einem Lichtbogenelektrodenabschnitt an der Vorderseite und einem Spulenelektrodenabschnitt an der der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite. Über den Spulenelektrodenabschnitt und den Lichtbogenelektrodenabschnitt der einen Elektrode und den Lichtbogenelektrodenabschnitt und den Spulenabschnitt der anderen Elektrode fließt ein Strom von dem einen Stab zum anderen Stab. Zum Unterbrechen des Stromes wird einer der Stäbe von einer Betätigungsvorrichtung so bewegt, daß der Lichtbogenelektrodenabschnitt der einen Elektrode vom Lichtbogenelektrodenabschnitt der anderen Elektrode getrennt wird. Dabei entsteht zwischen den beiden Lichtbogenelektrodenabschnitten ein Lichtbogen. Dieser Lichtbogen wird durch magnetische Felder, die in der Axialrichtung, das heißt parallel zum Lichtbogen, durch den im Spulenelektrodenabschnitt fließenden Strom erzeugt werden, auf fadenförmige Weise verteilt und gelöscht.
- Zum Beispiel wird, wie in der japanischen Patent- Offenlegungsschrift Nr. SHO 62-103928 (EP-A-0 208 271) beschrieben ist, eine bekannte Elektrode dieser Art aus einem Lichtbogenelektrodenabschnitt und einem Spulenelektrodenabschnitt wie folgt hergestellt: Zuerst wird zumindest der Ab schnitt, der im Lichtbogenelektrodenabschnitt mit dem Lichtbogen in Kontakt kommt, durch einen Bearbeitungsschritt wie das Schneiden eines Metallteils, das ausgezeichnete Spannungsfestigkeits- und Stromunterbrechungseigenschaften hat, und das zum Beispiel durch die Infiltration eines hochleitfähigen Metalls wie Kupfer in die Leerräume eines Metalls mit hohem Schmelzpunkt wie Chrom erhalten wird, ausgebildet. Der Spulenelektrodenabschnitt wird durch einen Bearbeitungsschritt wie das Einschneiden von geneigten oder umlaufenden Schlitzen in die Seitenflächen eines zylindrischen Elements aus einem hoch leitfähigen Metall wie Kupfer ausgebildet, wobei dieser geschlitzte Abschnitt so ausgestaltet ist, daß ein Strom in Umfangsrichtung hindurchfließt. Dieser Lichtbogenelektrodenabschnitt und der Spulenelektrodenabschnitt sowie der Spulenelektrodenabschnitt und der Stab werden elektrisch und mechanisch durch Hartlöten wie Silberlöten miteinander verbunden.
- Bei dieser bekannten Elektrode werden der Lichtbogenelektrodenabschnitt, der Spulenelektrodenabschnitt und der Stab getrennt hergestellt und dann die Teile durch Hartlöten zu einem Stück verbunden. Entsprechend weist der Stand der Technik die folgenden Nachteile auf: Die Anzahl der Teile ist hoch, wodurch sich die Kosten erhöhen, und der elektrische Widerstand des Lötabschnittes zwischen den einzelnen Teilen ist hoch, so daß bei der Durchleitung von Strom mehr Wärme entsteht, was Maßnahmen wie das Vorsehen von Wärmeabführabschnitten erforderlich macht, wodurch sich wiederum die Größe insgesamt erhöht.
- Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektrode für einen Vakuum-Stromkreisunterbrecher, bei dem die Kosten verringert, der elektrische Widerstand verkleinert und die Größe herabgesetzt ist, und ein Verfahren zum Herstellen eines Vakuum-Stromkreisunterbrechers sowie einen Vakuum-Stromkreisunterbrecher mit solchen Elektroden zu schaffen.
- Zum Lösen dieser Aufgabe wird ein Vakuum-Stromkreisunterbrecher wie in Anspruch 1, eine Elektrode wie in Anspruch 2 und ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenanordnung für einen Vakuum-Stromkreisunterbrecher wie in Anspruch 6 angegeben vorgesehen.
- Erfindungsgemäß bestehen, da ein hoch leitfähiges Metall in die Leerräume eines porösen, hochschmelzenden Metallteiles infiltriert ist und da diese Elemente einstückig verbunden sind und einen einzigen Block bilden, der Lichtbogenelektrodenabschnitt und der Spulenelektrodenabschnitt aus diesem einen Metallblock. Entsprechend ist es möglich, die Anzahl der Teile zu verringern und den Lötabschnitt zwischen dem Lichtbogenelektrodenabschnitt und dem Spulenelektrodenabschnitt wegzulassen, mit dem Ergebnis eines geringeren elektrischen Widerstandes, wodurch beim Durchleiten von Strom weniger Wärme erzeugt wird.
- Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 eine Schnittansicht einer Elektrode gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2 eine beispielhafte Ansicht für ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Elektrodenmaterials;
- Fig. 3 eine beispielhafte Ansicht für ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Elektrode;
- Fig. 4 eine Schnittansicht eines Vakuum-Stromkreisunterbrechers, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet ist;
- Fig. 5 und 6 Schnittansichten von Elektroden gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und
- Fig. 7 eine Aufsicht auf eine Elektrode gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- Anhand der Fig. 1 bis 4 wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
- Die Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines Vakuum- Stromkreisunterbrechers, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet wird und bei dem an den beiden Enden eines isolierenden Zylinders 1 Endplatten 2A und 2B angebracht sind, um ein Vakuumgefäß 3 zu bilden. Eine feststehende Elektrode 4 und eine bewegliche Elektrode 5, die zusammen ein Paar bilden, sind gegenüberliegend im Vakuumgefäß 3 angeordnet. Stäbe 6 und 7, die jeweils mit den Rückseiten der Elektroden 4 und 5 verbunden sind, erstrecken sich zur Außenseite des Vakuumgefäßes 3. Zwischen dem Stab 7 auf der beweglichen Seite und der Endplatte 2B ist ein Balgen 8 angebracht. Der Stab 7 auf der beweglichen Seite ist mit einer Betätigungsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden. Der Stab 7 auf der beweglichen Seite wird von dieser Betätigungsvorrichtung so bewegt, daß die bewegliche Elektrode 5 mit der feststehenden Elektrode 4 in elektrischem Kontakt steht oder davon getrennt ist.
- Jede der beiden Elektroden 4 und 5 umfaßt einen Lichtbogenelektrodenabschnitt und einen Spulenelektrodenabschnitt, die integral ausgebildet sind. Außerdem kann der Spulenelektrodenabschnitt in wenigstens einer der beiden Elektroden 4 und 5 ausgebildet sein.
- Das Material für diese Elektroden wird durch ein Verfahren wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt hergestellt. Zuerst wird, wie in der Fig. 2 gezeigt, ein Pulver aus einem Material mit hohem Schmelzpunkt wie Chrom oder Wolfram, dem gegebenenfalls ein Kupferpulver beigefügt ist, in einen Behälter 22 gefüllt und komprimiert, um eine bestimmte Porosität zu erhalten. Dieses komprimierte Pulver wird gesintert, um ein poröses hochschmelzendes Metallteil 9 zu bilden. Ein Metall teil 10 mit einer hohen Leitfähigkeit wie Kupfer oder eine Kupferlegierung wird auf dem genannten hochschmelzenden Metallteil 9 plaziert, erhitzt und geschmolzen und so in die Leerräume des hochschmelzenden Metallteils 9 infiltriert. Wenn dabei die Menge des hoch leitfähigen Metalls 10 größer ist als das Volumen der Leerräume im hochschmelzenden Metallteil 9, wie es in der Fig. 3 gezeigt ist, entsteht ein Bereich 11 aus einem Metallteil mit hohem Schmelzpunkt, dessen Spannungsfestigkeits- und Stromunterbrechungseigenschaften ausgezeichnet sind und bei dem das hochleitfähige Metall in die Leerräume des hochschmelzenden Metallteils 9 infiltriert ist, und ein Bereich 12 aus einem hoch leitfähigen Metallteil, das nur aus dem verbleibenden hoch leitfähigen Metall besteht, das nicht in die Leerräume des hochschmelzenden Metallteils 9 infiltriert ist, wobei die beiden Bereiche integral miteinander verbunden sind.
- Die Infiltration des hoch leitfähigen Metalls 10 in die Leerräume des hochschmelzenden Metallteils 9 erfolgt durch das Eigengewicht des hoch leitfähigen Metalls 10; wenn jedoch die Infiltration schwierig ist, kann auf das hoch leitfähige Metall 10 von oben ein Druck ausgeübt werden.
- Bei dieser Ausführungsform wird außerdem das hoch leitfähige Metallteil 10 als ganzes erhitzt und geschmolzen; es kann jedoch auch nur an dem Abschnitt auf der Seite erhitzt und geschmolzen werden, der mit dem hochschmelzenden Metallteil 9 in Kontakt steht.
- Unter Verwendung des einen Metallblocks, der aus dem Bereich 11 aus dem hochschmelzenden Metall und dem Bereich 12 aus dem hoch leitfähigen Metall besteht, wobei die beiden Bereiche integral miteinander verbunden sind, werden wie in der Fig. 1 gezeigt durch herkömmliches Bearbeiten ein Lichtbogenelektrodenabschnitt 13 und ein Spulenelektrodenabschnitt 14 aus dem Bereich 11 mit dem hochschmelzenden Metall bzw. dem Bereich 12 mit dem hoch leitfähigen Metall ausgebildet. Der Bereich 11 mit dem hochschmelzenden Metall wird dabei durch Schneiden in eine bestimmte Form gebracht, die den Lichtbogenelektrodenabschnitt 13 bildet. Der Bereich 12 mit hoch leitfähigem Metall wird durch Aushöhlen des Inneren mittels Durchschneiden in etwa in eine zylindrische Form gebracht und mit Einschnitten in der Form von umlaufenden Schlitzen 15 und 17 und geneigten Schlitzen 16 versehen, um den Spulenelektrodenabschnitt 14 zu bilden. An der Rückseite des Spulenelektrodenabschnitts 14 wird ein Stab 18 mit einem Flanschabschnitt 18a mit dem gleichen Durchmesser wie die Elektrode auf herkömmliche Weise durch Hartlöten befestigt.
- Bei einer Elektrode für einen Vakuum-Stromkreisunterbrecher mit diesem Aufbau fließt der Strom i vom Stab 18 längs der Abschnitte, die von den einzelnen Schlitzen 15 bis 17 im Spulenelektrodenabschnitt 14 festgelegt werden, in Umfangsrichtung und erzeugt ein Magnetfeld in Axialrichtung, das heißt etwa parallel zum Lichtbogen, des Spulenelektrodenabschnitts 14.
- Die Anzahl der Schlitze wird unter Berücksichtigung des Durchmessers der Elektrode und der Größe des Schaltstromes geeignet gewählt. Die Form der Schlitze ist nicht auf die der obigen Ausführungsform beschränkt. Durch Verkleinern des Neigungswinkels θ der geneigten Schlitze 16 kann zum Beispiel der gleiche Effekt erhalten werden, auch wenn die umlaufenden Schlitze 15 und 17 weggelassen werden.
- Die Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist das Material für die Elektrode das gleiche wie bei der obigen Ausführungsform, das Bearbeitungsverfahren für den Spulenelektrodenabschnitt 14 ist jedoch anders. Wenn der Bereich 12 mit dem hoch leitfähigen Metall durch Aushöhlen des Inneren durch Schneiden in etwa in die zylindrische Form gebracht wird, wird der Durchmesser D1 eines Öffnungsabschnitts 19 auf der Rückseite dieses Zylinders kleiner gemacht als der Durchmesser D2 des Stabes 18. Danach werden durch Einschneiden Schlitze ausgebildet, und ein kleiner abgestufter Abschnitt 18b des Stabes 18 wird in den Öffnungsabschnitt 19 eingesetzt und auf herkömmliche Weise durch Hartlöten festgelötet.
- Um den Flansch 18a am Stab 18 für die Ausführungsform der Fig. 1 anzubringen, ist es zum Beispiel erforderlich, den Endabschnitt des Stabes 18 zu schmieden, um den Endabschnitt auf den Durchmesser des Flanschabschnitts 19a zu bringen, oder den Flanschabschnitt 18a separat herzustellen und ihn mit dem Stab 18 zu verbinden, was viel Arbeit darstellt.
- Wenn jedoch an der Rückseite des Spulenelektrodenabschnitts 14 wie bei dieser Ausführungsform der Öffnungsabschnitt 19 mit einem kleineren Durchmesser als der Stab 18 ausgebildet wird, braucht am Endabschnitt des Stabes 18 durch Schneiden nur der abgestufte Abschnitt 18 mit kleinerem Durchmesser ausgebildet zu werden, was die Herstellung vereinfacht.
- Die Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird, wenn der Bereich 12 mit hoch leitfähigem Metall durch Aushöhlen des Inneren mittels Schneiden im wesentlichen in zylindrische Form gebracht wird, der Abschnitt, der mit der Rückseite des Lichtbogenabschnitts 13 in Kontakt steht, in einer geeigneten Dicke belassen, um als Verstärkungselektrodenabschnitt 20 zu dienen. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie bei der Ausführungsform der Fig. 5.
- Bei dieser Ausführungsform kann, auch wenn die Leitfähigkeit des Lichtbogenelektrodenabschnitts 13 klein ist, der Strom ausreichend vom Umfangsabschnitt des Spulenelektrodenabschnitts 14 durch den Verstärkungselektrodenabschnitt 20 aus hoch leitfähigem Metall zum Mittelabschnitt des Lichtbogenelektrodenabschnitts 13 fließen. Entsprechend ist die Leitfähigkeit des Stromweges vom Umfangsabschnitt des Spulenelektrodenabschnitts 14 zum Mittelabschnitt des Lichtbogenelektrodenabschnitts 13 erhöht.
- Wenn der Verstärkungselektrodenabschnitt 20 mit hoher Leitfähigkeit an der Rückseite des Lichtbogenelektrodenab schnitts 13 wie bei der Ausführungsform der Fig. 6 vorgesehen ist, kann in diesem Bereich ein Wirbelstrom fließen und ein Teil des axialen magnetischen Feldes, das durch den Spulenelektrodenabschnitt 14 erzeugt wird, durch den Wirbelstrom aufgehoben werden, was befürchten läßt, daß das zum Sicherstellen der Stromunterbrechungseigenschaften erforderliche magnetische Feld nicht erhalten wird.
- In einem solchen Fall kann, wie in der Fig. 7 gezeigt, eine Anzahl von Schlitzen 21 von der Oberfläche des Lichtbogenelektrodenabschnitts 13 bis zum Verstärkungselektrodenabschnitt 20 eingeschnitten werden, die sich radial vom Mittelbereich der Elektrode weg erstrecken. Dadurch entstehen weniger Wirbelströme, und das vom Spulenelektrodenabschnitt 14 erzeugt axiale Magnetfeld wird besser ausgenutzt.
- Bei der bekannten Elektrode, bei der der Lichtbogenelektrodenabschnitt, der Spulenelektrodenabschnitt, der Verstärkungselektrodenabschnitt und dergleichen miteinander durch Hartlöten verbunden sind, wird, wenn die Schlitze zum Verringern der Wirbelströme wie oben angegeben ausgeführt werden, das Lötmaterial an den Verbindungsabschnitten von der Vorderseite her freigelegt, was befürchten läßt, daß das Lötmaterial mit dem Lichtbogen in Kontakt kommt. Da das Lötmaterial einen niedrigen Schmelzpunkt hat und da die Spannungsfestigkeits- und Stromunterbrechungseigenschaften davon schlecht sind, ist die Spannungsfestigkeit und das Stromunterbrechungsvermögen der Elektrode verringert. Die bekannte Elektrode kann daher nicht mit solchen Schlitzen zur Verringerung der Wirbelströme versehen werden.
- Bei der Elektrode der vorliegenden Ausführungsform bestehen jedoch der Lichtbogenelektrodenabschnitt, der Spulenelektrodenabschnitt und der Verstärkungselektrodenabschnitt aus einem einzigen Metallblock, der folglich nicht zusammengelötet ist. Im Ergebnis wird, auch wenn Schlitze zum Verringern der Wirbelströme vorgesehen sind, eine Verringerung der Spannnungsfestigkeit und des Stromunterbrechungsver mögens der Elektrode aufgrund von freiliegendem Lötmaterial verhindert, so daß die Schlitze zum Verringern der Wirbelströme beliebig ausgeführt werden können.
- Wenn ein Vakuum-Stromkreisunterbrecher den in den einzelnen Ausführungsformen gezeigten Elektrodenaufbau aufweist, kann befürchtet werden, daß die Festigkeit des Materials im Spulenelektrodenabschnitt gering ist und die Schlitze aufbrechen, was zu einem Kurzschluß führt. In diesem Fall kann ein Isoliermaterial mit großer mechanischer Festigkeit oder ein Abstandhalter aus einem Metall mit einem elektrischen Widerstand, der größer ist als der des Spulenelektrodenabschnitts, wie rostfreier Stahl, zwischen dem Lichtbogenelektrodenabschnitt und dem Stab angeordnet werden oder zwischen dem Verstärkungselektrodenabschnitt (falls vorhanden) und dem Stab.
- Wie beschrieben wird erfindungsgemäß ein Teil eines hoch leitfähigen Metallelements in die Leerräume eines porösen hochschmelzenden Metallteils infiltriert und so integral damit verbunden, um einen einzigen Metallblock zu bilden; und der Lichtbogenelektrodenabschnitt und der Spulenelektrodenabschnitt bestehen aus diesem einen Metallblock. Entsprechend ist es möglich, die Anzahl von Teilen zu verringern und die Elektrode mit geringen Kosten herzustellen und den Lötabschnitt zwischen dem Lichtbogenelektrodenabschnitt und dem Spulenelektrodenabschnitt mit der Folge eines verringerten elektrischen Widerstands und einer geringeren Erwärmung beim Stromdurchfluß wegzulassen, ohne daß wärmeabführende Abschnitte erforderlich sind.
Claims (6)
1. Vakuumunterbrecher mit
einem Vakuumgefäß (3),
einem Paar von in dem Vakuumgefäß (3) angeordneten
trennbaren Elektroden (4, 5), und
mit den hinteren Flächen der Elektroden (4, 5)
verbundenen Stäben (6, 7), die aus dem Vakuumgefäß (3) nach
außen verlaufen,
wobei mindestens eine der Elektroden aus einem hoch
leitfähigen Metallteil (10) und einem porösen
hochschmelzenden Metallteil (9) gebildet ist und
einen an der Vorderfläche angeordneten
Lichtbogenelektrodenabschnitt (13) aus einem
hochschmelzenden Metallbereich (11), bei dem Leerräume des
hochschmelzenden Metallteils (9) mit hoch leitfähigem
Metall infiltriert sind, und
einen an der hinteren Fläche angeordneten
Spulenelektrodenabschnitt (14), der aus einem aus dem
hoch leitfähigen Metallteil (10) bestehenden hoch
leitfähigen Metallbereich (12) gebildet ist, um durch
einen hindurchfließenden Strom ein zu dem Lichtbogen
etwa paralleles Magnetfeld zu erzeugen,
aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des hoch
leitfähigen Metallteils (10) derart in die Leerräume des porösen
hochschmelzenden Metallteils (9) infiltriert ist, daß die
beiden Metallteile (9, 10) durch die Infiltration einstückig
miteinander verbunden sind.
2. Elektrode für einen Vakuumunterbrecher mit
einem Lichtbogenelektrodenabschnitt (13), der die
Vorderseite der Elektrode bildet und der aus einem
hochschmelzenden Metallbereich (11) eines Metallblocks gebildet
ist, bei dem in die Leerräume eines porösen hochschmelzenden
Metallteils (9) hoch leitfähiges Metall infiltriert ist, und
mit
einem Spulenelektrodenabschnitt (14), der die
Rückseite der Elektrode bildet und der aus einem hoch leitfähigen
Metallbereich (12) besteht, der aus einem hoch leitfähigen
Metallteil (10) gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des hoch
leitfähigen Metallteils (10) derart in die Leerräume des porösen
hochschmelzenden Metallteils (9) infiltriert ist, daß die
beiden Metallteile (9, 10) durch die Infiltration einstückig
miteinander verbunden sind.
3. Elektrode nach Anspruch 2, wobei
der hoch leitfähige Metallbereich (12) eine im
wesentlichen hohlzylindrische Form mit an der
Zylinderseitenfläche vorgesehenen geneigten und/oder in Umfangsrichtung
verlaufenden Schlitzen (15... 17) hat, und wobei
die Querschnittsfläche einer in der Rückseite des
Zylinders vorgesehenen Öffnung (19) kleiner ist als die des
hohlen Inneren des Zylinders, wobei in die Öffnung (19) eine
gestufte Spitze (18b) eines Elektrodenstabes (18) eingefügt
und damit verbunden ist.
4. Elektrode nach Anspruch 2, wobei
der hoch leitfähige Metallbereich (12) eine im
wesentlichen hohlzylindrische Form hat und der mit dem
Lichtbogenelektrodenabschnitt (13) verbundene Teil als stützender
Elektrodenabschnitt (20) verbleibt, und wobei
an der Seitenfläche des Zylinders geneigte und/oder
in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze (15... 17)
vorgesehen sind, die den Spulenelektrodenabschnitt (14) bilden.
5. Elektrode nach Anspruch 4, wobei innerhalb des
Lichtbogenelektrodenabschnitts (13) und/oder des stützenden
Elek
trodenabschnitts (20) radial verlaufende Schlitze (21)
vorgesehen sind.
6. Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenanordnung
für einen Vakuumunterbrecher mit einem an der Vorderfläche
angeordneten Lichtbogenelektrodenabschnitt (13), einem an der
hinteren Fläche angeordneten Spulenelektrodenabschnitt (14)
zur Erzeugung eines im wesentlichen parallel zum Lichtbogen
verlaufenden Magnetfeldes durch einen den
Spulenelektrodenabschnitt (14) durchsetzenden Strom, und mit einem mit der
hinteren Fläche des Spulenelektrodenabschnitts (14) verbundenen
Stab (18), wobei
auf ein durch Kompression und Sintern von
hochschmelzendem Metallpulver gebildetes, poröses hochschmelzendes
Metallteil (9) ein hoch leitfähiges Metallteil (10) gelegt
wird,
mindestens ein Teil des hoch leitfähigen Metallteils
(10) an der mit dem hochschmelzenden Metallteil (9)
verbundenen Seite erwärmt und geschmolzen wird, um das hoch
leitfähige Metall in die Leerräume des hochschmelzenden Metallteils
(9) zu infiltrieren und dadurch die beiden Metallteile
einstückig miteinander zu verbinden,
ein hochschmelzender Metallbereich (11), bei dem die
Leerräume des hochschmelzenden Metallteils (9) mit dem hoch
leitfähigen Metall infiltriert sind, zur Bildung des
Lichtbogenelektrodenabschnitts (13) maschinell bearbeitet wird,
ein nur aus dem hoch leitfähigen Metall bestehender
hoch leitfähiger Metallbereich (12) durch maschinelle
Bearbeitung im Inneren ausgehöhlt und in eine im wesentlichen
zylindrische Form gebracht wird und zur Erzeugung des
Spulenelektrodenabschnitts (14) an der Seitenfläche des
Zylinders geneigte und/oder in Umfangsrichtung verlaufende
Schlitze (15... 17) vorgesehen werden, und
der Stab (18) mit der hinteren Fläche des
Spulenelektrodenabschnitts (14) verbunden wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05077693A JP3159827B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 真空遮断器、真空遮断器用電極およびその製作方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE69420602D1 DE69420602D1 (de) | 1999-10-21 |
DE69420602T2 true DE69420602T2 (de) | 2000-05-31 |
Family
ID=12868240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE69420602T Expired - Fee Related DE69420602T2 (de) | 1993-03-11 | 1994-03-04 | Vakuumlastschalter, Elektrodenanordnung für Vakuumlastschalter und Verfahren zu dessen Herstellung |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5612523A (de) |
EP (1) | EP0615263B1 (de) |
JP (1) | JP3159827B2 (de) |
DE (1) | DE69420602T2 (de) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100361390B1 (ko) * | 1994-11-16 | 2003-02-19 | 이턴 코포레이션 | 진공차단기,진공차단기용접점코일조립체및원주전극코일의제조방법 |
US6437275B1 (en) * | 1998-11-10 | 2002-08-20 | Hitachi, Ltd. | Vacuum circuit-breaker, vacuum bulb for use therein, and electrodes thereof |
JP2002334641A (ja) | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Meidensha Corp | 真空遮断器の電極及びその製造方法 |
JP2003031066A (ja) * | 2001-07-17 | 2003-01-31 | Hitachi Ltd | 電極、その製造方法、遮断器、その加工方法及び生産物 |
KR100496772B1 (ko) | 2001-09-12 | 2005-06-22 | 가부시키 가이샤 메이덴샤 | 진공 차단기용 접촉자 및 이를 이용하는 진공 차단기 |
DE60202111T2 (de) * | 2001-09-12 | 2005-12-01 | Kabushiki Kaisha Meidensha | Kontakt für einen Vakuumschalter und Vakuumschalter mit einem solchen Kontakt |
US6965089B2 (en) * | 2003-02-21 | 2005-11-15 | Mcgraw-Edison Company | Axial magnetic field vacuum fault interrupter |
DE102005003812A1 (de) * | 2005-01-27 | 2006-10-05 | Abb Technology Ag | Verfahren zur Herstellung eines Kontaktstückes, sowie Kontaktstück für eine Vakuumschaltkammer selbst |
US7488916B2 (en) * | 2005-11-14 | 2009-02-10 | Cooper Technologies Company | Vacuum switchgear assembly, system and method |
US7772515B2 (en) * | 2005-11-14 | 2010-08-10 | Cooper Technologies Company | Vacuum switchgear assembly and system |
US8450630B2 (en) * | 2007-06-05 | 2013-05-28 | Cooper Technologies Company | Contact backing for a vacuum interrupter |
US7781694B2 (en) * | 2007-06-05 | 2010-08-24 | Cooper Technologies Company | Vacuum fault interrupter |
US8467166B2 (en) * | 2007-08-18 | 2013-06-18 | Ema Electromechanics, Llc | Circuit breaker with high-speed mechanically interlocked impedance grounding switch |
JP2015082412A (ja) * | 2013-10-23 | 2015-04-27 | 三菱電機株式会社 | 真空バルブ |
US9640353B2 (en) | 2014-10-21 | 2017-05-02 | Thomas & Betts International Llc | Axial magnetic field coil for vacuum interrupter |
US10784063B1 (en) | 2019-06-27 | 2020-09-22 | EMA Electromechanics, Inc. | Air insulated grounding switch |
US10672573B1 (en) | 2019-06-27 | 2020-06-02 | EMA Electromechanis, Inc. | Gas insulated grounding switch |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1805865B2 (de) * | 1968-10-29 | 1971-03-25 | Elektrode fuer vakuumschalter | |
US3960554A (en) * | 1974-06-03 | 1976-06-01 | Westinghouse Electric Corporation | Powdered metallurgical process for forming vacuum interrupter contacts |
DE3130466C2 (de) * | 1981-07-23 | 1984-06-20 | Calor-Emag Elektrizitäts-Aktiengesellschaft, 4030 Ratingen | Verfahren zur Herstellung von Kontakten für Vakuumschalter |
JPS6054124A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-28 | 株式会社日立製作所 | 真空しや断器 |
GB8321368D0 (en) * | 1983-08-09 | 1983-09-07 | Vacuum Interrupters Ltd | High current switch contacts |
JPH0731966B2 (ja) * | 1985-07-12 | 1995-04-10 | 株式会社日立製作所 | 真空しや断器 |
JPH04505985A (ja) * | 1989-05-31 | 1992-10-15 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 真空スイツチ用CuCr接触片の製法並びに付属接触片 |
DE4002933A1 (de) * | 1990-02-01 | 1991-08-08 | Sachsenwerk Ag | Vakuumschaltkammer |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP05077693A patent/JP3159827B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-03-04 DE DE69420602T patent/DE69420602T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-04 EP EP94103333A patent/EP0615263B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-07 US US08/206,670 patent/US5612523A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69420602D1 (de) | 1999-10-21 |
JPH06267378A (ja) | 1994-09-22 |
US5612523A (en) | 1997-03-18 |
EP0615263A1 (de) | 1994-09-14 |
JP3159827B2 (ja) | 2001-04-23 |
EP0615263B1 (de) | 1999-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69420602T2 (de) | Vakuumlastschalter, Elektrodenanordnung für Vakuumlastschalter und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE69433453T2 (de) | Vakuumschalter und in diesem verwendeter elektrischer Kontakt | |
DE3915287C2 (de) | Kontaktanordnung für einen Vakuumschalter | |
EP1844486B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines kontaktstückes, sowie kontaktstück für eine vakuumschaltkammer selbst | |
DE69506776T2 (de) | Vakuumschalter und Verfahren zur Herstellung desselben | |
DE102005000727B4 (de) | Elektrisches Kontaktelement und Verfahren zu dessen Herstellung sowie Vakuum-Unterbrecher, Vakuum-Leistungsschutzschalter und Lastschalter unter Verwendung desselben | |
EP0102317A2 (de) | Vakuumschaltröhre mit schraubenlinienförmiger Strombahn | |
DE60002432T2 (de) | Vakuumschaltvorrichtung | |
DE69825227T2 (de) | Vakuumschalter | |
DE68920294T2 (de) | Vakuumschaltröhre. | |
DE112010005162B4 (de) | Vakuum-leistungsschalter | |
DE1236053B (de) | Elektrischer Schalter, insbesondere Vakuumschalter | |
DE69831386T2 (de) | Kontaktanordnung für Vakuumschalter mit Magnetelement für die longitudinale Magnetisierung | |
DE60101996T3 (de) | Vakuumschaltrohr | |
DE3006275C2 (de) | Unterbrecherkontakt für Vakuumschalter | |
DE69614489T2 (de) | Kontaktmaterial für Vakuumschalter und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE19822469A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoff für Schaltröhren | |
DE3689122T2 (de) | Vakuumschalter. | |
EP1111631B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Kontaktstückrohlings und eines Kontaktstückes sowie ein Kontaktstückrohling, ein Kontaktstück und eine Kontaktstückanordnung für Axialmagnetfeldanwendungen in einer Vakuumkammer | |
DE3332092A1 (de) | Kontaktanordnung fuer eine vakuumschaltroehre | |
DE4110600C2 (de) | Elektrode für einen Vakuum-Leistungsschalter | |
DE3505303C2 (de) | ||
DE2602579A1 (de) | Vakuumschaltrohr | |
DE2324317C2 (de) | Elektrode für einen Vakuum-Leistungsschalter oder eine Vakuum-Funkenstrecke | |
EP0481993B1 (de) | Kontaktanordnung für ein wechsler-relais |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |