-
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schalten von Hochspannungen und ein Verfahren zu deren Herstellung, mit einer Vakuumschaltröhre, welche wenigstens ein bewegliches Kontaktstück in einem Gehäuse und wenigstens einen Faltenbalg umfasst, und mit einer Stange zum Bewegen des wenigstens einen beweglichen Kontaktstücks.
-
Anordnungen zum Schalten von Hochspannungen mit Vakuumschaltröhren bzw. Vakuumschaltern, sind z. B. Leistungsschalter oder werden in Leistungsschaltern verwendet, bei denen relativ zueinander bewegbare Schaltkontakte bzw. Kontaktstücke in wenigstens einer Vakuumschaltröhre angeordnet sind. In der Hochspannungstechnik werden derartige Vakuumschaltröhren zum Schalten von Spannungen im Hochspannungsbereich, insbesondere größer oder gleich 52 kV, und/oder zum Schalten großer Ströme im Bereich von bis zu einigen zehn Kiloampere verwendet. Vakuumschaltröhren, insbesondere umfasst von Anordnungen zum Schalten, sind wartungsarm, langlebig, und werden insbesondere über Federspeicheranriebe und/oder Motoren einfach und zuverlässig angetrieben. Für hohe Spannungsanforderungen werden z. B. Anordnungen mit mehreren Vakuumschaltröhren verwendet, deren Schaltstrecken elektrisch in Reihe geschaltet sind, wie z. B. aus der
DE 10 2013 208 419 A1 bekannt ist. Alternativ werden z. B. Vakuumschaltröhren mit mehreren Schaltstrecken insbesondere in einer Vakuumschaltröhre verwendet.
-
Zum Schalten sind die relativ zueinander bewegbaren Schaltkontakte bzw. Kontaktstücke im eingeschalteten Zustand in mechanischem und elektrischem Kontakt, und werden zum Ausschalten voneinander wegbewegt. Im ausgeschalteten Zustand ist ein Spalt zwischen den Kontaktstücken ausgebildet, welcher z. B. mit einem Spaltabstand im Millimeterbereich bis hin zu Zentimeterbereich ausgebildet ist. Durch das Vakuum, welches in der Vakuumschaltröhre zwischen den Kontaktstücken ausgebildet ist, wird eine Spannung bis hin zu einer Hochspannung, ohne elektrische Überschläge z. B. in Form von Lichtbögen im ausgeschalteten Zustand, gehalten. Zum Einschalten werden die relativ zueinander bewegbaren Kontaktstücke aufeinander zubewegt, bis ein elektrischer und mechanischer Kontakt zwischen den Kontaktstücken besteht.
-
Um die Kontaktstücke im ausgeschalteten Zustand voneinander zu isolieren, ist zum einen das Vakuum in der Vakuumschaltröhre ausgebildet, und zum anderen umfasst ein Gehäuse der Vakuumschaltröhre Isolierbereiche, z. B. in Form eines oder mehrerer Keramiksegmente. Die Kontaktstücke sind, für eine gute elektrische Leitung im eingeschalteten Zustand, aus einem Metall oder einer Metalllegierung ausgebildet. Eine gute elektrische Leitung ergibt sich z. B. bei Verwendung von Kontaktstücken aus Kupfer. Häufig wird ein festes und ein bewegliches Kontaktstück verwendet, der Einfachheit halber, da damit nur ein Antrieb zum Antreiben eines Kontaktstücks beim Schalten notwendig ist. Das feste Kontaktstück ist an einem Ende der Vakuumschaltröhre vakuumdicht und mechanisch fest z. B. über einen metallischen Deckel in die Vakuumschaltröhre geführt. Das bewegliche Kontaktstück ist an dem gegenüberliegenden zweiten Ende der Vakuumschaltröhre über z. B. einen metallischen Deckel mit einem Faltenbalg vakuumdicht und mechanisch beweglich gelagert in die Vakuumschaltröhre geführt.
-
Beim Schalten wird das bewegliche Kontaktstück über einen Antrieb, insbesondere einen Federspeicherantieb und/oder Motor, angetrieben, mit einer Kraftübertragung über Elemente einer kinematischen Kette, wie z. B. Getriebe und Antriebsstange. Abhängig vom Gewicht des beweglichen Kontaktstücks ist eine Kraft und/oder Energie zum Antreiben des beweglichen Kontaktstücks nötig. Mit größerer Masse des beweglichen Kontaktstücks steigt die notwendige Kraft und/oder Energie sowie die Schaltzeit. Um eine gute Kinematik beim Schalten zu erhalten, ist die Masse des beweglichen Kontaktstücks zu reduzieren. Dazu wird das Kontaktstück z. B. Innen hohl hergestellt, was zu einer verringerten mechanischen Stabilität führt und zu einer geringeren Stromtragfähigkeit. Beim Schalten, insbesondere beim Schaltprellen, sind Verformungen des beweglichen Kontaktstücks möglich, bis hin zur irreversiblen Zerstörung.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Schalten von Hochspannungen und ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, welche die zuvor beschriebenen Probleme löst. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung mit einer Vakuumschaltröhre anzugeben, welche dauerhaft mechanisch stabil ist, auch bei hohen Antriebsgeschwindigkeiten bzw. starkem Kontaktprellen, welche eine hohe Stromtragfähigkeit aufweist und bei hohen Strömen eine geringe Wärmeentwicklung aufweist. Bei dem Verfahren ist es Aufgabe, ein Verlöten bei hohen Temperaturen zu ermöglichen.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung zum Schalten von Hochspannungen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder durch ein Verfahren zur Herstellung der Anordnung gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung zum Schalten von Hochspannungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei sind Gegenstände des Hauptanspruchs mit Merkmalen von Unteransprüchen und Merkmale der Unteransprüche untereinander kombinierbar.
-
Eine erfindungsgemäße Anordnung zum Schalten von Hochspannungen umfasst eine Vakuumschaltröhre, welche wenigstens ein bewegliches Kontaktstück in einem Gehäuse und wenigstens einen Faltenbalg umfasst, und eine Stange zum Bewegen des wenigstens einen beweglichen Kontaktstücks. Zumindest im Bereich des Faltenbalgs ist die Stange durch einen Stab verstärkt. Durch die Verstärkung der Stange durch einen Stab wird die mechanische Stabilität in diesem Bereich erhöht, insbesondere im Bereich des Faltenbalgs, so dass die Vakuumschaltröhre dauerhaft mechanisch stabil ist, auch bei hohen Antriebsgeschwindigkeiten bzw. starkem Kontaktprellen zwischen dem beweglichen Kontaktstück und z. B. einem festen Kontaktstück oder einem zweiten beweglichen Kontaktstück. Die Verstärkung ermöglicht eine hohe Stromtragfähigkeit zum beweglichen Kontaktstück hin bzw. über die Vakuumschaltröhre im eingeschalteten Zustand hinweg und verringert die Wärmeentwicklung bei hohen Strömen durch eine Querschnittserhöhung leitfähiger Bereiche zum beweglichen Kontaktstück hin und damit einer Verringerung des elektrischen Widerstands über die Vakuumschaltröhre hinweg im eingeschalteten Zustand.
-
Der Stab kann hohlzylinderförmig, insbesondere mit kreisrunder Querschnittsfläche, ausgebildet sein. Damit kann der Stab die Stange, insbesondere in einem Bereich entlang einer insbesondere gemeinsamen Längsachse, räumlich umfassen, was einen kompakten Aufbau der Vakuumschaltröhre ermöglicht.
-
Das wenigstens eine bewegliche Kontaktstück kann an dem wenigstens einen Faltenbalg fluiddicht befestigt sein, insbesondere verlötet, und/oder das wenigstens eine bewegliche Kontaktstück kann ausschließlich im insbesondere evakuierten Inneren des Gehäuses angeordnet sein. Die Stange, verstärkt durch den Stab, kann sich im Äußeren an das bewegliche Kontaktstück anschließen bzw. daran mechanisch stabil und/oder gut leitend befestigt sein. Bei einem Faltenbalg, welcher in die Vakuumschaltröhre hineinragt und diese vakuumdicht nach Außen abschließt, und mit einem beweglichen Kontaktstück, welches an dem wenigstens einen Faltenbalg fluiddicht befestigt ist, insbesondere verlötet, und mit dem wenigstens einen beweglichen Kontaktstück, welches ausschließlich im insbesondere evakuierten Inneren des Gehäuses angeordnet ist, ist die Stange mit Stab zumindest im Bereich des Faltenbalgs angeordnet bzw. wird von diesem räumlich entlang der Längsachse zumindest teilweise, insbesondere um den Umfang des Stabes herum entlang der Länge des Faltenbalgs, umschlossen. Dies ermöglicht eine Herstellung und Verlötung der Vakuumschaltröhre ohne Stab und Stange, wobei nach dem Verlöten die Stange insbesondere mit Stab an dem beweglichen Kontaktstück befestigt werden kann. Dadurch werden Stab und Stange nicht den Löttemperaturen ausgesetzt, und es können für Stab und Stange Materialien verwendet werden, die z. B. kostengünstiger sind als z. B. Kupfer für das bewegliche Kontaktstück und/oder eine höhere Leitfähigkeit und/oder höhere mechanische Festigkeit aufweisen. Alternativ kann die Stange beim Lötvorgang an dem beweglichen Kontaktstück befestigt sein oder angelötet werden, bzw. mit dem Kontaktstück ausgebildet sein. In diesem Fall wird nur der Stab nachträglich, nach dem Löten an der Stange angeordnet. Die Vorteile sind wie zuvor beschrieben, auf den Stab bezogen.
-
Das wenigstens eine bewegliche Kontaktstück kann aus Kupfer sein oder Kupfer umfassen. Der Stab kann aus Kupfer, Stahl, Kunststoff oder Glasfaserverstärktem-Kunststoff sein. Die Stange kann aus Kupfer, Aluminium, Kunststoff oder Glasfaserverstärktem-Kunststoff sein. Ein bewegliches Kontaktstück aus Kupfer ermöglicht eine hohe elektrische Leitfähigkeit insbesondere in der Vakuumschaltröhre, mit geringem elektrischem Widerstand, und damit verbunden geringer Wärmeentwicklung bei hohen Strömen. Kupfer ist bei Temperaturen eines Lötvorgangs bei der Herstellung der Vakuumschaltröhre stabil. Aus analogen Gründen können Stab und Stange aus Kupfer sein. Da der Stab und/oder die Stange nach dem Lötvorgang an dem beweglichen Kontaktstück befestigt werden können, können auch Materialien für den Stab und/oder die Stange verwendet werden, welche nicht bei Löttemperaturen stabil sind. Z. B. Kunststoffe oder Aluminium können bei Löttemperaturen beschädigt oder zerstört werden, in Form und/oder Struktur. Kupfer ist jedoch kostenintensiv und weist ein hohes Gewicht auf, was beim Schalten hohe Kräfte und kostenintensive Antriebe erfordert, und z. B. ein langsameres Schalten mit geringerer Beschleunigung bei gleichem Kraftaufwand im Vergleich z. B. zu leichteren Materialien bewirkt. Aluminium und Kunststoffe sowie Glasfaserverstärkte-Kunststoffe sind leichter als Kupfer und ermöglichen die Verwendung kleinerer, kostengünstigerer Antriebe, insbesondere Federspeicherantriebe, und ermöglichen bei gleicher Kraft höhere Beschleunigungen und damit ein schnelleres Schalten.
-
Die Verwendung eines Stabs mit Stange ermöglicht Materialkombinationen, welche günstige Eigenschaften für die elektrische Leitung und die mechanische Stabilität bei geringer Masse aufweisen. Zum Beispiel ermöglicht ein Stab aus Kupfer mit einer Stange aus Aluminium oder ein Stab aus Stahl mit einer Stange aus Aluminium eine hohe mechanische Stabilität über die Stange, mit guter Leitfähigkeit über die Stange und/oder den Stab, bei verringertem Gewicht durch den Stab, mit den zuvor beschriebenen Vorteilen. Eine Gewichtsreduktion ist z. B. auch bei Verwendung von Kunststoffen und/oder Faserverstärkten-Kunststoffen möglich, z. B. als Material für die Stange oder den Stab. Über das andere Element, die Stange oder den Stab, welches z. B. aus Kupfer, Aluminium oder Stahl besteht, erfolgt dann die elektrische Leitung.
-
Das wenigstens eine bewegliche Kontaktstück kann aus Kupfer sein, und der Stab kann aus Aluminium sein, und die Stange kann aus Kupfer oder Stahl sein. Ein Kontaktstück aus Kupfer ermöglicht eine gute elektrische Leitung, d. h. weist einen geringen elektrischen Widerstand auf und somit eine geringe Wärmeentwicklung auch bei hohen Strömen. Beim Verlöten der Anordnung z. B. in einem Ofen sind Materialien wie z. B. Kupfer und Stahl bei Löttemperaturen stabil. Ein Stab aus Aluminium weist ein geringeres Gewicht auf als ein Stab aus Kupfer, bei guter elektrischer Leitfähigkeit, mit den zuvor beschriebenen Vorteilen. Das geringere Gewicht reduziert die notwendigen Kräfte beim Schalten, ermöglicht die Verwendung von weniger leistungsfähigen Antrieben, z. B. Federspeicherantrieben und/oder Motoren, und spart somit Kosten. Ein geringeres Gewicht ermöglicht eine höhere Beschleunigung des beweglichen Kontaktstücks beim Schalten insbesondere bei gleicher Kraft, und somit ein schnelleres Schalten und damit verbunden geringere Schaltzeiten. Der Stab verstärkt die Stange mechanisch, d. h. erhöht die mechanische Stabilität, und kann bei Verwendung von leitfähigem Material für den Stab die elektrische Leitfähigkeit zum beweglichen Kontaktstück erhöhen. Ein Nachteil von Aluminium ist, dass Aluminium bei Löttemperaturen irreversibel beschädigt oder zerstört werden kann. Eine Stange aus Kupfer oder Stahl ergibt eine hohe mechanische Stabilität und eine gute elektrische Leitung über die Stange.
-
Die Stange kann in das wenigstens eine bewegliche Kontaktstück an einem Ende eingeschraubt sein. Dadurch kann die Stange nach dem Lötprozess an dem wenigstens einen beweglichen Kontaktstück befestigt werden. Eine Beschädigung oder Zerstörung beim Löten wird so vermieden, und die Verwendung von Materialien wie z. B. Aluminium auch für die Stange ermöglicht. Der Stab kann an einem Ende über eine Mutter an der Stange befestigt sein. Dies ergibt eine stabile mechanische und insbesondere elektrische Verbindung von Stab und Stange. Alternativ oder zusätzlich kann der Stab an die Stange und/oder an das bewegliche Kontaktstück geklebt, gelötet, geschweißt, geschraubt und/oder geklemmt sein.
-
Der Stab kann in Form einer Hülse ausgebildet sein und insbesondere formschlüssig einen Teil der Stange räumlich umfassen, insbesondere in dem Bereich des Faltenbalgs. Dadurch ist der Stab ausgebildet, die Stange kompakt zu umschließen und die Stange mechanisch und/oder elektrisch, d. h. bezüglich der Stromtragfähigkeit, zu verstärken.
-
Die Länge des Stabes kann im Wesentlichen der Länge des Faltenbalgs im eingeschalteten Zustand der Vakuumschaltröhre entsprechen. Damit kann die Stange im Bereich des Faltenbalgs mechanisch und/oder elektrisch verstärkt werden und der Bereich mechanisch stabil überbrückt werden.
-
Die Vakuumschaltröhre kann wenigstens ein festes Kontaktstück umfassen, insbesondere angeordnet entlang einer gemeinsamen Längsachse gegenüberliegend dem wenigstens einen beweglichen Kontaktstück, und/oder zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet. Damit ist ein Schalten der Vakuumschaltröhre über einen Antrieb, z. B. einen Federspeicherantrieb und/oder einem Motor, möglich, wobei die Schaltbewegung bzw. Kraft des Antriebs über Elemente einer kinematischen Kette, z. B. Getriebeteile, den Stab und/oder die Stange, auf das wenigstens eine bewegliche Kontaktstück übertragen werden.
-
Das Gehäuse der Vakuumschaltröhre kann wenigstens einen keramischen Hohlzylinder umfassen, insbesondere fluiddicht abgeschlossen an den Enden über Metallkappen, Kontaktstücke, und dem wenigstens einen Faltenbalg. Im Inneren ist die Vakuumschaltröhre evakuiert. Die Vakuumschaltröhre wird z. B. verlötet zum fluiddichten Verschließen, und anschließend kann der Stab angebracht werden. Die Stange kann beim Verlöten am wenigstens einen Kontaktstück befestigt sein, oder danach befestigt werden. Zweiteres ermöglicht die Verwendung von Materialien, z. B. Kunststoff oder GFK, d. h. glasfaserverstärktem Kunststoff, oder Aluminium für die Stange, welche hohe Temperaturen z. B. beim Löten nicht beschädigungsfrei überstehen. Eine elektrische Leitung kann über den Stab zum wenigstens einen beweglichen Kontaktstück erfolgen und/oder der elektrische Widerstand zum wenigstens einen beweglichen Kontaktstück kann über den Stab reduziert werden, z. B. bei Verwendung eines Leiters wie Aluminium für den Stab, bei reduziertem Gewicht gegenüber der Verwendung einer verstärkten Stange z. B. aus Kupfer. Weiterhin erhöht der Stab die mechanische Stabilität der Stange in der kinematischen Kette.
-
Die Vakuumschaltröhre kann ausgebildet sein, Spannungen im Hochspannungsbereich, insbesondere im Bereich größer oder gleich 52 kV zu schalten. Dabei können hohe Ströme, insbesondere im Bereich von bis zu 100 Ampere geschaltet werden. Die zuvor beschrieben Vorteile des Stabes kommen dabei vorteilhaft zur Wirkung.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer zuvor beschriebenen Anordnung umfasst, dass die Vakuumschaltröhre, insbesondere mit dem beweglichen Kontaktstück und dem wenigstens einen Faltenbalg, durch Verlöten fluiddicht verschlossen wird, und in einem darauffolgenden Schritt die Stange und der Stab, insbesondere über eine Mutter, mit dem beweglichen Kontaktstück verbunden werden, insbesondere durch Verschraubung. Die Vorteile sind wie zuvor beschrieben.
-
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in der einzigen Figur dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
-
Dabei zeigt die
- Figur schematisch in Schnittansicht eine erfindungsgemäße Anordnung 1 zum Schalten von Hochspannungen, mit einer Vakuumschaltröhre 2, welche ein bewegliches Kontaktstück 4 in einem Gehäuse umfasst, und mit einer Stange 7 zum Bewegen des wenigstens einen beweglichen Kontaktstücks 4, welche durch einen Stab 8 verstärkt ist.
-
In 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung 1 zum Schalten von Hochspannungen mit einer Vakuumschaltröhre 2 dargestellt. Die Vakuumschaltröhre 1 umfasst wenigstens ein festes und ein bewegliches Kontaktstück 3 und 4, welche zumindest teilweise in einem Gehäuse 5 angeordnet sind, und wenigstens einen Faltenbalg 6, über welchen das bewegliche Kontaktstück 4 beweglich in dem Gehäuse 5 gelagert ist und/oder an dem das bewegliche Kontaktstück 4 fluiddicht befestigt ist. An dem beweglichen Kontaktstück 4 ist eine Stange 7 angeordnet, zum Bewegen des wenigstens einen beweglichen Kontaktstücks 4 zum Beispiel über einen Antrieb, insbesondere einen Federspeicherantrieb und/oder Motor. Der Antrieb ist der Einfachheit halber in der einzigen Figur nicht dargestellt.
-
Zumindest im Bereich des Faltenbalgs 6 ist die Stange 7 durch einen Stab 8 verstärkt. Im Bereich des Faltenbalgs 6 bedeutet in diesem Zusammenhang entlang der Länge des Faltenbalgs 6 im eingeschalteten Zustand der Vakuumschaltröhre 2, wobei die Kontaktstücke 3 und 4 miteinander in mechanischen und/oder elektrischen Kontakt stehen. Der Stab 8 ist z. B. hohlzylinderförmig ausgebildet und umfasst die Stange 7 räumlich, insbesondere analog einer Hülse um die Stange 7 z. B. formschlüssig. Die Stange 7 ist an dem beweglichen Kontaktstück 4 befestigt, z. B. in das Kontaktstück 4 geschraubt und/oder geklemmt und/oder an das Kontaktstück 4 geschweißt, geklebt und/oder gelötet. Der Stab 8 ist z. B. analog einer Hülse über die Stange 8 gezogen bzw. gestülpt, und auf der entgegengesetzten Seite zur Seite des beweglichen Kontaktstücks 4 über eine Mutter an der Stange 7 verschraubt, d. h. zwischen dem beweglichen Kontaktstück 4 und der Mutter 9 geklemmt. Alternativ oder zusätzlich kann der Stab auch mit der Stange 7 z. B. verpresst, geklebt, geschweißt, gelötet und/oder auf die Stange 7 geschraubt sein.
-
Das bewegliche Kontaktstück 4 ist z. B. aus Kupfer, Aluminium und/oder Stahl oder umfasst Kupfer, Aluminium und/oder Stahl und der Faltenbalg 6 ist z. B. aus Stahl. Die Stange 7 ist Teil einer kinematischen Kette zum Antreiben des beweglichen Kontaktstücks 4 beim Schalten der Vakuumschaltröhre 2. Bewegungsenergie bzw. eine Kraft, welche durch einen Antrieb erzeugt wird, z. B. einen Federspeicherantrieb und/oder Motor, und über Elemente der kinematischen Kette übertragen wird, z. B. über Getriebeteile, Stangen und/oder Kupplungen, wird über die Stange 7 auf das bewegliche Kontaktstück 4 übertragen. Dabei führen große Kräfte zu einer starken mechanischen Beanspruchung der Stange 7. Um eine Beschädigung, bis hin zu einer irreversiblen Zerstörung der Stage 7 zu vermeiden, verstärkt der Stab 8 die Stange 7 mechanisch. Bei großen Strömen kann der Stab 8 die Stange 7 elektrisch unterstützen, d. h. einen Stromfluss über den Stab 8 ermöglichen und damit den Widerstand verringern, abhängig vom gewählten Material. Damit verringert sich die Erwärmung der Stange 7 und die thermische Belastung. Beschädigung durch hohe Temperaturen können vermieden werden und elektrische Verluste über die Vakuumschaltröhre minimiert werden.
-
Die Stange 7 ist z. B. aus Kupfer und/oder Stahl, und der Stab 8 ist z. B. aus Aluminium. Damit erfolgt eine Gewichtsverringerung im Vergleich zu einer dickeren Stange 7, bei hoher Stromtragfähigkeit und mechanischer Stabilität, über die Verstärkung der Stange 7 mit Hilfe des Stabes 8. Das verringerte Gewicht ermöglicht ein schnelleres Schalten, d. h. höhere Schaltgeschwindigkeiten, und/oder die Verwendung von kleineren Antrieben, da weniger Kraft zum Schalten aufgewendet werden muss, womit Kosten für aufwendigere Antriebe eingespart werden.
-
Das Gehäuse 5 umfasst wenigstens einen keramischen Hohlzylinder 10, welcher jeweils an den Enden mit Metallkappen 11 fluiddicht bzw. vakuumdicht verschlossen ist. Die Metallkappen 11 sind z. B. aus Stahl. Auf einer Seite wird das feste Kontaktstück 3 durch die jeweilige Metallkappe 11 vakuumdicht geführt. Das feste Kontaktstück 3 ist z. B. aus Kupfer und/oder umfasst Kupfer und/oder Stahl. Auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 5 ist das bewegliche Kontaktstück 4 über den Faltenbalg 6 beweglich gelagert, wobei der Faltenbalg 6 an der jeweiligen Metallkappe 11 auf dieser Seite befestigt ist. Die Metallkappe 11 ist mit dem Faltenbalg 6 vakuumdicht verbunden und das bewegliche Kontaktstück 4 ist mit dem Faltenbalg vakuumdicht verbunden. Die Verbindung der Teile der Vakuumschaltröhre 2, insbesondere des keramischen Hohlzylinders 10, der Metallkappen 11, des Faltenbalgs 6 und der Kontaktstücke 3 und 4, erfolgt z. B. durch Löten in einem Lötofen.
-
Ein nachträgliches Hinzufügen, d. h. nach dem Lötvorgang, von weniger temperaturbeständigen Materialien, z. B. eines Stabs 8 aus Aluminium, ermöglicht die Verwendung von Materialien wie z. B. Aluminium in Anordnungen 1 mit vakuumdicht verlöteten Vakuumschaltröhren 2. Dabei sind die zuvor beschriebenen Vorteile realisierbar, insbesondere mit einem beweglichen Kontaktstück mit minimaler Größe. Dabei ist das Kontaktstück 4 mit einem Ende am Ende des Faltenbalgs 6 vakuumdicht und beweglich befestigt. Alternativ können längere Kontaktstücke 4 verwendet werden, welche vom Faltenbalg 6 räumlich umfasst werden, d. h. durch den Faltenbalg 6 hindurchgeführt sind oder in diesem Enden.
-
Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können untereinander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. So kann z. B. der keramische Hohlzylinder 10 segmentartig ausgeführt sein. Metallschirme, insbesondere Dampfschirme, und wenigstens eine metallische Schaltkammer können vorgesehen sein, umfasst von der Vakuumschaltröhre 2. Es können mehr als ein festes und/oder bewegliches Kontaktstück 3, 4 verwendet werden. Die Kontaktstücke können einteilig oder mehrteilig, z. B. mit einem Schaft aus Kupfer und einem Stahl verstärktem Kupferteller, ausgeführt sein.
-
Die Stange und/oder der Stab können Materialien umfassen oder aus diesen bestehen, welche ein geringes Gewicht aufweisen. Z. B. können Aluminium, elektrisch leitende oder isolierende Kunststoffe, und/oder glasfaserverstärkte Kunststoffe verwendet werden. Dabei kann der Stab oder die Stange nur mechanisch stützen, wenn diese aus einem Isolator besteht, und das andere Teil, z. B. dir Stange oder der Stab, kann leitend ausgeführt sein und den Strom im eingeschalteten Zustand tragen. Alternativ können Stange und Stab aus leitfähigen Materialien sein, und durch den Stab die Stange mechanisch und elektrisch verstärkt sein. Eine elektrische Leitung kann auch über den Faltenbalg erflogen, insbesondere über einen Faltenbalg aus Stahl.
-
Die Metallkappen 11 sind z. B. aus Metallen wie Stahl, Aluminium oder Kupfer. Alternativ können Kunststoffkappen oder andere Materialien, wie Keramiken, verwendet werden, um die Vakuumschaltröhre 2 an den Enden zu verschließen. Die Vakuumschaltröhre 2 kann elektrisch beschaltet sein, insbesondere durch Bauelemente wie z. B. Kondensatoren, Widerstände, Spulen, Varistoren, und/oder Ableiter, z. B. entlang des äußeren Umfangs und der Längsachse der Vakuumschaltröhre 2, direkt am Gehäuse 5 oder mit einem Abstand vom Gehäuse 5, oder in einem gesonderten Gehäuse, zur Absteuerung der Vakuumschaltröhre 2. Damit ist im ausgeschalteten Zustand, bei angelegter Spannung, ein vorbestimmter, insbesondere gleichmäßiger Spannungsabfall entlang der Längsachse der Vakuumschaltröhre 2 möglich.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Anordnung zum Schalten von Hochspannungen
- 2
- Vakuumschaltröhre
- 3
- festes Kontaktstück
- 4
- bewegliches Kontaktstück
- 5
- Gehäuse
- 6
- Faltenbalg
- 7
- Stange zum Bewegen des beweglichen Kontaktstücks
- 8
- Stab
- 9
- Mutter
- 10
- keramischer Hohlzylinder
- 11
- Metallkappen
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10 2013 208 419 A1 [0002]