DK144870B - Vakuumonskifter - Google Patents

Description

0 l 144870

Opfindelsen angår en vakuumomskifter af den i indledningen til krav 1 angivne art.

I britisk patentskrift nr. 1.258.015 er der beskrevet en vakuumomskifter, der omfatter en evakueret cylin-5 derformet kapsel, der indeholder to i forhold til hinanden bevægeligt anordnede kontaktelementer, der i kontaktens åbne stilling er elektrisk isoleret fra hinanden ved en isolerende spalte, der er symmetrisk anbragt omkring cylinderkapslens midterakse, og hvor der er tilvejebragt en elektromagnetisk spole, der er koaksialt anbragt omkring kapslen, og som er elektrisk serieforbundet med de to kontaktelementer i kontaktens lukkede stilling, og hvor spolen tilvejebringer et aksialt magnetfelt i strømovergangsområdet mellem de lukkede kontaktelementer.

^5 Ved denne kendte kontakt er spolens ene ende ind rettet til at blive forbundet med en ydre kreds, medens spolens anden ende er forbundet med vakuumomskifterens ene kontaktelement, og omskifterens andet kontaktelement tjener tillige til at tilvejebringe en forbindelse med den ydre kreds.

2q Når vakuumomskifteren er afbrudt, er det bevægelige kontakt element ført bort fra det stationære kontaktelement, og idet den strøm, der skal afbrydes, tillige strømmer gennem spolen frembringes der et aksialt magnetfelt i området ved kontaktspalten, og dette magnetfelt forløber i det væsentlige pa-25 rallelt med den henover spalten frembragte lysbue. Et sådant aksialt magnetfelt forbedrer vakuumomskifterens afbryder-karakteristik.

Det er af stor betydning, at det i spalten tilvejebragte magnetfelts feltlinier forløber i aksial retning pa-3q rallelt med den cylinderformede kapsels midterakse, så at interfererende magnetfelter i spalten hidrørende fra elektriske strømme i spoletilslutningerne og i andre nærliggende elektriske ledere holdes så små som muligt. En sådan forstyrring af feltet medfører, at lysbuen ikke kan udnytte den samlede 25 kontaktflade, hvorved afbryderens afbrydende evne bliver dårligere på grund af det reducerede kontaktareal, idet den af- o 2 144870 brydende evne er omvendt proportionalt med kontaktfladen, hvilket fremgår af Mitchells artikel "High Current Vacuum Art", del I, "An Experimental Study", i publikationen Proceedings IEE, bind 117, No. 12, December 1970, side 2315-2326.

,. Opfindelsen har til formål i så stor udstrækning som muligt at fjerne eventuelle interfererende magnetfelter i kontaktspalten, dvs. magnetfelter, hvis feltlinier ikke forløber i aksialretningen. Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at de elektromagnetiske spoletilslutninger er koaksialt anordnet i forhold til den cylinderformede kapsel.

Formålet opnås nærmere bestemt ved en vakuumomskifter, der er kendetegnet ved, at der koaksialt omkring det første hus er anbragt et andet metallisk cylinderformet hus, at den elektromagnetiske spole er anbragt mellem de to huse, at spolens to ender er forbundet med hver sin elektrisk ledende tilslutningsring, hvoraf den ene er forbundet med det andet hus's ene ende, medens den anden er forbundet med en første med midteraksen aksesammenfaldende midterleder over en elektrisk ledende, ringformet skive, hvilken midterleder bærer det stationære kontaktelement og fastholder det første 20 hus, at den anden ende på det andet hus i aksialretningen rager ud over den anden tilslutningsring og er forbundet med en ringskiveformet, elektrisk ledende basisdel, i hvis midteråbning der er anbragt en med midteraksen aksesammenfaldende anden midterleder, at den anden midterleder er adskilt fra 25 den første og basisdelen fra skiven ved et pladeformet isolationslag, og at den anden tilslutningsring og spolen er adskilt fra det andet hus ved et cylinderformet isolationslag.

Ved en i overensstemmelse med opfindelsen udformet ^ vakuumomskifter kan alle de ledere, der leverer strøm til og fra spolen være anbragt koaksialt på en sådan måde, at strømmen fordeles jævnt, hvorved der i området omkring kontaktspalten kan ses bort fra det magnetfelt, der frembringes af lederne, der leverer strøm.

^ Ifølge opfindelsen kan de to midterledere være for synet med et fælles centralt borehul, hvorigennem der er ført o 3 144870 ført en bolt med isolerende materiale mellem borehullet og bolten, og hvor den del af bolten, der rager frem fra den første midterleder er forsynet med et skruegevind, der er indrettet til at samvirke med et gevindhul i det ene kontaktelement.

5 Den elektromagnetiske spole kan ifølge opfindelsen omfatte tre parallelle spiralledere, hvis forbindelsespunkter med forbindelsesringene er anbragt i et symmetrisk arrangement med en indbyrdes vinkelbueafstand på 120°. I sammenligning med en spole, der kun har én vinding med samme tværsnitsareal, 10 opnås der herved, at den samlede køleflade forøges, hvorved varmeafgivningen forbedres, og spolen kan være opbygget på en mere kompakt måde.

Ifølge opfindelsen kan der være tilvejebragt en elektromagnetisk spoleindretning, der kan anvendes i forbin-15 delse med en vakuumomskifter ifølge opfindelsen, idet der er tilvejebragt en opbygning, som omfatter den elektromagnetiske spoles forbindelsesringe, den cylinderformede kapsel, skiven, den første midterleder, det skiveformede bundelement med den anden midterleder og det nævnte isolerende materiale, hvilken 2o opbygning udgør en selvbærende konstruktion og er udformet som et hus, hvori der kan monteres en vakuumomskifter ved hjælp af den nævnte bolt.

Opfindelsen skal i det følgende ved en udførelsesform forklares nærmere under henvisning til tegningen, på 25 hvilken fig. 1 viser et længdesnit gennem en i overensstemmelse med opfindelsen udformet elektromagnetisk vakuumomskifter efter linien I-I i fig. 2, fig. 2 samme, set fra oven, og 20 fig. 3 et længdesnit svarende til det i fig. 1 vi ste, men hvor hele vakuumomskifteren er afbildet.

Som det fremgår af fig. 1 og 2 har omskifteren en elektromagnetisk spoleindretning tre parallelle spiralledere 3', 3" og 3"', hvor den ene ende af hver leder er elektrisk 35 forbundet med en øvre forbindelsesring 1, medens den anden ende af hver leder er elektrisk forbundet med en nedre for- o 4 144870 bindelsesring 4. Som vist i fig. 2 er de tre spiralledere 3', 3" og 3"' 's forbindelsespunkter med den øvre forbindelsesring 1 anbragt symmetrisk med en indbyrdes vinkelbueaf-stand på 120°. Hver spiralleder 31, 3" og 3"' fuldender en 5 hel omdrejning omkring lederne 3', 3" og 3"' 's midterakse, hvorved ledernes forbindelsespunkter med den nedre forbindelsesring 4 er anbragt lodret under forbindelsespunkterne med den øvre forbindelsesring 1.

Den elektromagnetiske spole er omgivet af en koak-^q sialt hermed anordnet, cylinderformet kapsel 2 af ledende materiale og med sin ene ende ragende om bag den nedre forbindelsesring 4, hvilken kapsel er lukket ved et skiveformet, elektrisk ledende bundelement 12. Ved sin øvre del er kapslen 2 elektrisk forbundet med den øvre forbindelsesring 1. Den nedre forbindelsesring 4 er elektrisk forbundet med en midterleder 10 ved hjælp af en skive 11. Lederen 10 er anbragt i et centralt borehul i skiven 11, og bundelementet 12 er forsynet med et centralt borehul, hvori der er fastgjort en anden midterleder 14. Der er tilvejebragt isolerende materiale 20 9 mellem spolerne 3', 3", 3"' og kapslen 2, og der er lige ledes tilvejebragt isolerende materiale 5 mellem skiven 11 og bundelementet 12. I de to ledere 10 og 14 er der udformet et fælles centralt borehul, der er indrettet til at modtage en bolt 7. Bolten 7 er isoleret fra de to ledere 10 og 14 2^ ved en isolerende bøsning 6, en isolerende krop 8 og isolerende ringe 13.

I fig. 3 er der vist en vakuumomskifter 15, der omfatter en vakuumomskifterindretning, der er indrettet til at blive anbragt i den i fig. 1 og 2 viste spoleindretning. En 2Q nedre leder 16 på vakuumomskifteren 15 er fastgjort i det i fig. 1 og 2 viste, skålformede hus ved hjælp af en bolt 7, hvorved lederen 16 er trukket ned mod midterlederen 10.

Når den i fig. 3 afbildede vakuumomskifter 15 skal forbindes med en kreds, forbindes den ene side af kredsen 35 med midterlederen 14, medens kredsens anden side forbindes med en øvre leder 17 på vakuumomskifteren 15. Når vakuum- 5 144870 o omskifteren 15 er åben, er kontaktelementerne 18 og 19 trukket bort fra hinanden, idet den øvre bevægelige leder 17 er ført opad ved hjælp af en til lederen 17 fastgjort bælg. Der vil derpå blive dannet en lysbue mellem de to 5 kontaktelementer 18 og 19, og den strøm, som skal afbrydes, strømmer fra midterlederen 14, bundelementet 12, kapslen 2, den øvre forbindelsesring 1, lederne 3', 3", 3"', den nedre forbindelsesring 4, skiven 11 og den anden midterleder 10 imod vakuumomskifteren 15's nedre leder 16, hvorfra den via ]_q lysbuen strømmer mod vakuumomskifterens øvre kontaktelement 19. Lederne 3', 3", 3"' frembringer et aksialt magnetfelt i området ved kontaktspalten 20.

Strømmen tilføres lederne 3', 3", 3"', hvorved strømmen ikke giver anledning til forstyrrelser i kontakt-j_5 spalten 20 af det aksiale magnetfelt, som er frembragt af lederne 3', 3", 3"'.

Det bemærkes, at den i fig. 3 viste vakuumomskifter har en højere strømafbryderkapacitet end vakuumomskifterindretningen alene, hvorved vakuumomskifterindretningen uden 2Q den elektromagnetiske spoleindretning kan anvendes som en lokal belastningsafbryder, medens den sammen med spoleindretningen kan anvendes som en hovedafbryder. Det er således muligt at fremstille et stort antal kontakter af samme art, idet grundkomponenten kan suppleres med en spoleindretning 25 ifølge opfindelsen, hvorved den kan anvendes i strømanlæg, hvor der kræves en stor strømafbryderkapacitet. Denne supplering kan foregå på enkel måde, idet omskifterindretningens tilledninger og dimensioner med eller uden spoleindretningen kun udviser ubetydelige forskelle.

Claims (2)

144370 Patentkrav.

1. Vakuumomskifter med et første, evakueret cylindrisk hus, langs midteraksen af hvilket der er anbragt 5 et stationært (18) og et i aksialretningen bevægeligt kontaktelement (19), som i omskifterens lukkede tilstand mellem sig danner en elektrisk kontakt og i omskifterens åbne tilstand er adskilt fra hinanden ved en elektrisk isolerende spalte (20), der i længderetningen ligger 10 symmetrisk i midten af det første hus, hvorom der knaksialt er anbragt en elektromagnetisk spole (3^3^,3^^, der er koblet ind i serie med de to kontaktelementer (19,18), og som ved lukket omskifter frembringer et aksialt magnetfelt i strømovergangsområdet mellem de to lukkede kontakt-15 elementer (19,18), kendetegnet ved, at der koak-sialt omkring det første hus er anbragt et andet metallisk cylinderformet hus (2), at den elektromagnetiske spole (3',3'',3''1) er anbragt mellem de to huse, at spolens to ender er forbundet med hver sin elektrisk ledende til-20 slutningsring (1,4), hvoraf den ene (1) er forbundet med det andet hus's (2) ene ende, medens den anden (4) er forbundet med en første med midteraksen aksesammenfaldende midterleder (10) over en elektrisk ledende, ringformet skive (11), hvilken midterleder (10) bærer det stationære 25 kontaktelement (18) og fastholder det første hus, at den anden ende på det andet hus (2) i aksialretningen rager ud over den anden tilslutningsring (4) og er forbundet med en ringskiveformet, elektrisk ledende basisdel (12), i hvis midteråbning der er anbragt en med midteraksen 30 aksesammenfaldende anden midterleder (14), at den anden midterleder (14) er adskilt fra den første (10) og basisdelen (12) fra skiven (11) ved et pladeformet isolationslag (5), og at den anden tilslutningsring (4) og spolen (3',3'' ,3''') er adskilt fra det andet hus (2) 35 ved et cylinderformet isolationslag (9).