DE60309784T2

DE60309784T2 - Vakuumschalter

Info

Publication number: DE60309784T2
Application number: DE60309784T
Authority: DE
Inventors: Masato 1-chome Chiyoda-ku Kobayashi; Kenji 1-chome Chiyoda-ku Tsuchiya; Satoru 1-chome Chiyoda-ku Kajiwara; Shuuichi 1-chome Chiyoda-ku Kikukawa; Takuya 1-chome Chiyoda-ku Seino; Yoshiki 1-chome Chiyoda-ku Sakamoto; Daisuke 1-chome Chiyoda-ku Sugai
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: DE60309784D1; JP2004048929A; KR20040007319A; EP1381064B1; KR100972266B1; JP3752598B2; CN1252767C; CN1467771A; EP1381064A1

Description

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Vakuumschalter und insbesondere auf einen Vakuumschalter mit mehreren in einem Vakuumgefäß angeordneten Schaltern zur Verwendung als Verteilungseinrichtung in einem Stromversorgungssystem.
Beschreibung des Stands der Technik
Schaltgerätekombinationen sind als ein Element einer Energieverteilungseinrichtung in einem Energieverteilungssystem installiert. Obwohl bisher meist Schalter vom Luftisolationstyp verwendet wurden, werden heute auch Schalter vom Gasisolationstyp mit SF₆-Gas als Isolationsmedium verwendet. Weil SF₆-Gas als Isolationsmedium jedoch als umweltschädlich gilt, sind in den vergangenen Jahren Schalter vom Vakuumisolationstyp vorgeschlagen worden, bei denen ein Vakuum als Isolationsmedium dient.
Die Vakuumschalter sind zum Beispiel in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 2000-268685 beschrieben, wobei der Vakuumschalter aus mehreren Hauptschaltern, einer festen Elektrode und einer bewegbaren Elektrode besteht, die einander gegenüberstehen und in einem Vakuumgefäß angeordnet sind, eine bewegbare Elektrode mit einem Busleiter und eine feste Elektrode mit einem lastseitigen Leiter verbunden ist, wobei jeder der Hauptschalter mit einer Lichtbogenhülle umgeben ist und die Busleiter jeweils durch flexible Leiter verbunden sind. Mit diesem Schalter ist es wegen der Vakuumisolationssysteme, die den Isolationsabstand verlängern, möglich, Schaltgeräte kompakter als nach dem bisherigen Stand der Technik auszuführen.
Ein weiteres Beispiel für einen Schalter nach bekannter Technik ist in US-A-3670123 beschrieben.
Da jeder Hauptschalter nach der bekannten Technik mit einer Lichtbogenhülle umgeben ist, wird Metalldampf von der Lichtbogenhülle abgeschirmt, auch wenn der Metalldampf von jeder der Elektroden erzeugt wird, wenn die bewegbare Elektrode und die feste Elektrode durch die Wirkung des Auslösens zum Zeitpunkt eines Unfalls usw. getrennt werden. Wenn das Vakuumgefäß jedoch geerdet ist und ein Teil des Metalldampfes durch eine Schirmungslücke verteilt wird und an dem Vakuumgefäß anhaftet, fließt Strom von den Elektroden durch den Metalldampf und das Vakuumgefäß zu einem Erdungspunkt, wodurch ein Erdschluss entsteht.
Außerdem ist nach der bekannten Technik der lastseitige Leiter mit der lastseitigen Elektrode verbunden, und ein Teil der lastseitigen Elektrode steht aus dem Vakuumgefäß hervor, und dieser vorstehende Teil ist mit einem Isolator abgedeckt. Ein Ende des zylindrischen Isolators ist an der Wand des Gefäßes befestigt, und das andere Ende ist mit einem Dichtelement abgedichtet. Zwischen dem zylindrischen Isolator und der lastseitigen Elektrode ist eine Vakuumlücke gebildet. Das heißt, die Vakuumlücke ist zwischen dem zylindrischen Isolator und der lastseitigen Elektrode gebildet, um die elektrische Feldkonzentration durch die Differenz in den Dielektrizitätskonstanten zwischen Metall und Isolator zu verringern.
Um die elektrische Feldkonzentration durch die Vakuumlücke zwischen dem zylindrischen Isolator und der lastseitigen Elektrode zu verringern, muss die Vakuumlücke ausreichend groß sein. Folglich erhöht sich der Durchmesser des gesamten Kabelkopfes einschließlich der lastseitigen Elektrode und des zylindrischen Isolators und auch der Platzbedarf nimmt zu. Außerdem wird die Herstellung schwieriger.
Darüber hinaus wird beim Einschalten durch die Berührung zwischen der bewegbaren Elektrode und der festen Elektrode ein Schlag verursacht und über die lastseitige Elektrode auf das Dichtelement übertragen, wodurch eine Spannung zwischen dem zylindrischen Isolator und dem Dichtelement entsteht, so dass die mechanischen Festigkeit an der Verbindungsfläche zwischen dem zylindrischen Isolator und dem Dichtelement verringert werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Vakuumschalters mit einem Aufbau zur Verhinderung von Erdschlüssen, die durch Metalldämpfe verursacht werden.
Ein Vakuumschalter nach der Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass eine bewegbare Elektrode und eine feste Elektrode, angeordnet in einem erdungsfähigen Vakuumgefäß, von einer elektrisch leitfähigen Abschirmung umgeben sind, und die leitfähige Abschirmung von einer Isolierhülle umgeben ist, so dass ein Anhaften oder Ablagern von Metalldämpfen auf der leitfähigen Abschirmung verhindert wird und auch Erdschlüsse verhindert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Vorderansicht des Hauptteils eines Schalters nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Draufsicht des Vakuumschalters in 1.
3 zeigt eine seitliche Schnittansicht des Hauptteils des Vakuumschalters in 1.
4 zeigt ein Schaltbild des Vakuumschalters in 1.
5 zeigt erläuternde Abbildungen für ein Verfahren zur Herstellung eines Vakuumschalters, wobei (a) den Aufbau der oberen Platte mit den oberen Teilen darauf zeigt und (b) eine Seitenansicht der oberen Platte mit den darauf befestigten oberen Teilen zeigt.
6 zeigt erläuternde Abbildungen für ein Verfahren zur Herstellung eines Vakuumschalters nach der vorliegenden Erfindung, wobei (a) den Aufbau der unteren Platte mit den unteren Teilen darauf zeigt und (b) eine Seitenansicht der unteren Platte mit den darauf befestigten unteren Teilen zeigt.
7 zeigt eine erläuternde Abbildung für ein Verfahren zur Herstellung eines Vakuumschalters nach der vorliegenden Erfindung, die ein Schweißverfahren für die obere und die untere Platte in einem Inertgas erläutert.
8 zeigt eine Vorderansicht des Hauptteils des fertigen Vakuumschalters.
9 zeigt eine schematische Ansicht zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform.
10 zeigt eine Vorderansicht des Hauptteils des Vakuumschalters mit drei Trennschaltern und drei Erdungsschaltern nach der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt eine Vorderansicht des Hauptteils des Vakuumschalters mit zwei Trennschaltern und zwei Erdungsschaltern nach der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt eine Vorderansicht des Hauptteils des Vakuumschalters mit einem Trennschalter und einem Erdungsschalter nach der vorliegenden Erfindung.
13(a) zeigt eine Vorderansicht des Hauptteils des Vakuumschalters mit Schaltern für drei Phasen, und 13(b) zeigt eine Seitenansicht des Hauptteils des Vakuumschalters mit Schaltern für drei Phasen.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Trennschalter 58 und 60 und der Unterbrecher 62 sind in dem Vakuumgefäß 10 angeordnet. Der Trennschalter 58 ist mit einem Kabelkopf 50 verbunden. Der Unterbrecher 62 ist mit dem Kabelkopf 52 verbunden. Die Elektrodenabschirmung 182 ist um eine bewegbare Elektrode 176 der Trennschalter 58 und 60 und eine feste Elektrode 178 angeordnet.
Die Isolierhüllen 184 und 186 sind um die Elektrodenabschirmung 182 vorgesehen. Die Isolierhülle 184 ist mit einer Abschirmung 172 verbunden. Die Isolierhülle 186 ist in eine Abschirmung 188 eingesteckt.
Das Streuen der von der bewegbaren Elektrode 176 und der festen Elektrode erzeugten Metalldämpfe wird durch die Elektrodenabschirmung 182 und die Isolierhüllen 184 und 186 verhindert, wodurch ein Erdschluss des Vakuumgefäßes verhindert wird. Es ist möglich, Erdschlüsse aufgrund der Entstehung von Metalldämpfen zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Vakuumschalter bereit, der aus einem erdungsfähigen Vakuumgefäß und mehreren in dem Vakuumgefäß angeordneten Schaltern besteht. Die Schalter sind jeweils so aufgebaut, dass eine bewegbare Elektrode an einer bewegbaren Elektrodenstange und eine feste Elektrode an einer festen Elektrodenstange einander gegenüberstehen. Ein oder mehr Busleiter sind mit der bewegbaren Elektrodenstange oder der festen Elektrodenstange jedes Schalters verbunden. Mehrere Betätigungsstangen sind mit der bewegbaren Elektrodenstange jedes Schalters verbunden. Ein Teil der Betätigungsstange steht aus dem Gefäß hervor und ist mit jedem der Betätigungsgeräte außerhalb des Gefäßes verbunden. Mehrere lastseitige Elektroden sind jeweils mit jeder der festen Elektroden verbunden. Mehrere Isolierhülsen verlaufen jeweils durch die Innen- und Außenseite des Gefäßes und umgeben die lastseitigen Elektroden. Jeder Schalter weist eine zylindrische Elektrodenabschirmung auf, die um die bewegbare Elektrode und die feste Elektrode herum angeordnet ist, um das Streuen von Metalldämpfen zu verhindern, die von der bewegbaren Elektrode und der festen Elektrode erzeugt werden. Zylindrische Abschirmungen umgeben jede der Elektrodenabschirmungen.
Bei der Herstellung der Schalter wird der Busleiter an dem Vakuumgefäß befestigt, und die bewegbare Elektrodenstange jedes Schalters kann durch die flexiblen Leiter mit dem Busleiter verbunden sein.
Bei der Herstellung der Schalter können die folgenden Elemente hinzugefügt werden.

(1) Der flexible Leiter ist durch ein Paar Befestigungsteile, die jeweils an dem Busleiter und der bewegbare Elektrodenstange befestigt sind, und ein Paar gebogener Teile, die durch eine gekrümmte Linie durch eines der Befestigungsteile mit dem anderen Teil verbunden sind, gebildet, wobei ein Loch, durch das die Betätigungsstange eingesteckt wird, in einem der Befestigungsteile gebildet ist, das an dem Busleiter befestigt ist.
(2) Das Paar gebogener Teile der flexiblen Leiter ist durch Stapeln verschiedenartiger Metalle gebildet.
(3) Der Vakuumschalter weist weiter Rückführverbindungsleiter, die mit einem der mehr als zwei Busleiter verbunden sind, flexible Rückführungsleiter, die mit den Verbindungsleitern und einem weiteren Busleiter verbunden sind, und Rückführstützstangen zum Vorspannen der Rückführverbindungsleiter zu einem der Busleiter auf, wobei die Rückführstützstangen mit den Rückführverbindungsleitern verbunden und an dem Vakuumgefäß befestigt sind. Die flexiblen Rückführungsleiter weisen jeweils ein Paar an dem einen Busleiter und an dem einen Rückführverbindungsleiter befestigte Befestigungsteile und ein Paar gebogener Teile auf, die durch ein Paar gekrümmter Verbindungslinien durch die Befestigungsteile gebildet sind. Die gebogenen Teile sind an beiden Enden der Befestigungsteile bezogen auf die Achse der Rückführverbindungsleiter angeordnet. Ein Loch zum Einstecken der Rückführstützstange ist in einem der Befestigungsteile zur Befestigung an dem anderen Busleiter gebildet.
(4) Eine elektrisch leitfähige Beschichtung wird auf der Oberfläche jeder der zu den lastseitigen Elektroden weisenden Isolierhülsen gebildet.
(5) Die Isolierhülsen sind in Axialrichtung in eine bewegbare Elektrodenseite und eine feste Elektrodenseite bezogen auf die jeweiligen Elektroden unterteilt.
(6) Die Betätigungsgeräte, Schalter und Isolierhülsen sind in einer geraden Linie in Axialrichtung angeordnet.
(7) Das Betätigungsgerät ist vom elektromagnetischen Typ.

Außerdem können bei der Herstellung des Vakuumschalters mit einem erdungsfähigen Vakuumgefäß, mehreren in dem Vakuumgefäß angeordneten Schaltern, wobei jeder der Schalter so aufgebaut ist, dass eine bewegbare Elektrode an einer bewegbaren Elektrodenstange und eine feste Elektrode an einer festen Elektrodenstange einander gegenüberstehen, einem oder mehr Busleitern, die mit der bewegbaren Elektrodenstange oder der festen Elektro denstange jedes der Schalter verbunden sind, mehreren Betätigungsstangen, die mit der bewegbaren Elektrodenstange jedes Schalters verbunden sind und wobei ein Teil einer Betätigungsstange über das Gefäß nach außen vorsteht und mit jedem der Betätigungsgeräte des Gefäßes verbunden ist, mehreren lastseitigen Elektroden, die jeweils mit jeder der festen Elektroden verbunden sind, und mehreren Isolierhülsen, die jeweils durch die Innen- und Außenseite des Gefäßes verlaufen und die lastseitigen Elektroden umgeben, die folgenden Elemente zu dem vorstehenden Grundaufbau hinzugefügt werden.

(8) Die Betätigungsgeräte, Schalter und Isolierhülsen sind in einer geraden Linie in Axialrichtung angeordnet.
(9) Eine leitfähige Beschichtung wird auf der Oberfläche jeder der zu den lastseitigen Elektroden weisenden Isolierhülsen gebildet.

Mit den vorstehend beschriebenen Maßnahmen wird, da die zylindrische Elektrodenabschirmung um die bewegbare Elektrode und die feste Elektrode herum und die Isolierhülle um die Elektrodenabschirmung herum angeordnet ist, ein Teil des von jeder der Elektroden erzeugten Metalldampfes, der aus den Lücken zwischen der Elektrodenabschirmung austritt, durch die Isolierhülle abgeschirmt. Folglich wird das Anhaften von Metalldämpfen auf dem Vakuumgefäß, das aufgrund der Metalldämpfe zu Erdschlüssen führt, verhindert. Dies trägt zur Verbesserung der Zuverlässigkeit bei.
Weil die Isolierhülle in die bewegbare Elektrodenseite und die feste Elektrodenseite unterteilt ist, wird ein Stromfluss über die Isolierhülle, der ein Auslösen bewirkt, sicher verhindert, wenn eine hohe Spannung zwischen der bewegbaren Elektrode und der festen Elektrode anliegt, während die bewegbare Elektrode und die feste Elektrode zum Schalten voneinander getrennt sind.
Wenn der flexible Leiter zwischen der bewegbaren Elektrode und dem Busleiter jedes Schalters eingesteckt ist, fließt Strom in der bewegbaren Elektrodenstange und der bewegbaren Elektrode von dem Busleiter über jedes der gebogenen Teile, wenn die bewegbare Elektrode und die feste Elektrode in Kontakt sind.
Die Richtung des Stromflusses in einem festen Teil ist entgegengesetzt zu der des Stromflusses in dem anderen festen Teil. Folglich werden elektromagnetische Kräfte in entgegengesetzten Richtungen an den festen Teilen erzeugt, die jeweils als eine Kraft wirken, die die beiden Enden der gebogenen Teile trennt. Daher wird die Verbindungsfestigkeit zwischen dem flexiblen Lei ter und dem Busleiter erhöht, ebenso wie die Kontaktkraft zwischen der bewegbaren Elektrode und der festen Elektrode.
Wenn der Rückführverbindungsleiter, der flexible Rückführungsleiter und die Rückführstützstange vorgesehen sind, sind die benachbarten Schalter direkt in Reihe geschaltet mit dem Rückführverbindungsleiter und dem flexiblen Rückführungsleiter.
Wenn eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf der Oberfläche jeder der Isolierhülsen gebildet ist, die jeweils zu den lastseitigen Elektroden weisen, kann ein elektrisches Potenzial zwischen der Beschichtung und der lastseitigen Elektrode gleich gemacht werden, so dass die Vakuumlücke zwischen der Isolierhülse und der lastseitigen Elektrode auf ein Minimum verringert werden kann. Das heißt, der Unterschied in den Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen Keramikmaterial und metallischem Leiter für die Vakuumlücke zwischen der Isolierhülse und der lastseitigen Elektrode reicht aus, wenn Keramikmaterial für die Isolierhülse verwendet wird.
Wenn die Betätigungsgeräte, Schalter und Isolierhülsen (Kabelköpfe) jeweils in einer geraden Linie entlang der Achse angeordnet sind, können die Abstände zwischen den Elementen auf ein Minimum verringert werden, was zur Verkleinerung der Schalter beiträgt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachstehend wird ein Beispiel der vorliegenden Erfindung erläutert.
1 zeigt eine frontale Schnittansicht des Hauptteils eines Beispiels nach der vorliegenden Erfindung, 2 zeigt eine Draufsicht des Vakuumschalters in 1, 3 zeigt eine Seitenansicht des Vakuumschalters in 1 und 4 zeigt ein Schaltbild des Vakuumschalters in 1.
In 1 bis 4 weist der Vakuumschalter ein Vakuumgefäß 10 aus Edelstahl als ein Element für Energieempfangs- und -verteilungseinrichtungen in einem Energieverteilungssystem auf. Das Vakuumgefäß 10 weist eine obere Platte 12, eine untere Platte 14 und Seitenplatten 16 auf, die an ihren Umfangskanten jeweils miteinander verschweißt sind. Die Seitenplatten 16 sind wellenförmig ausgebildet, um sie zu verstärken, damit sie dem Vakuum standhalten. Das Vakuumgefäß ist zusammen mit den Einrichtungen geerdet. Obwohl in dem Gefäß drei Gruppen von Vakuumschaltern für drei Phasen angeordnet sind, ist in diesem Beispiel nur ein Gefäß für eine Phase gezeigt.
An der oberen Platte 12 sind ein Abzugsrohr 18 und ein Vakuummessanschluss 20 befestigt, und Durchgangsbohrungen 22, 24, 26 und 28 sind darin gebildet. Eine Erdungsbetätigungsstange 32 ist wechselseitig wirkend, das heißt auf- und abbeweglich, in die Durchgangsbohrung 22 eingesteckt. Die Schaltbetätigungsstangen 34 und 36 sind wechselseitig wirkend, das heißt auf- und abbeweglich, in die Durchgangsbohrungen 24 bzw. 26 eingesteckt.
Die Rückführstützstange 38 ist wechselseitig wirkend (auf- und abbeweglich) in die Durchgangsbohrung 28 eingesteckt. Die Schaltbetätigungsstange 40 ist wechselseitig wirkend (auf- und abbeweglich) in die Durchgangsbohrung 30 eingesteckt.
Andererseits sind in der unteren Platte 14 Durchgangsbohrungen 42, 44 und 46 gebildet. Ein erster Kabelkopf 48 ist in die Durchgangsbohrung 42 eingesteckt, ein zweiter Kabelkopf 50 in die Durchgangsbohrung 44 und ein dritter Kabelkopf 52 in die Durchgangsbohrung 46.
Das Vakuumgefäß 10 wird durch ein Abzugsrohr 18 evakuiert, und in dem Vakuumgefäß 10 sind die Erdungsschalter 54 und 56, die Trennschalter 58 und 60 und ein Unterbrecher 62 angeordnet. Außerdem sind Erdungs-Busleiter 64 und 66 aus Kupfer sowie Stromführungs-Busleiter 68, 70 und 72 aus Kupfer vorgesehen. Darüber hinaus sind die Stützelemente 74, 76, 78, 80, 84 und 86 in dem Vakuumgefäß angeordnet.
Ein Ende der- Stützelemente 74, 76 bzw. 78 ist jeweils an der oberen Platte 12 und das andere Ende an dem Busleiter 68 befestigt, um den Busleiter 66 zu stützen. Ein Ende des Stützelements 80 ist an der unteren Platte 14 und das andere Ende an dem Busleiter 66 befestigt, um ihn zu stützen. Ein Ende der Stützelemente 82, 84 bzw. 86 ist jeweils an der unteren Platte 14 und das anderen Ende an dem Busleiter 70 befestigt, um ihn zu stützen.
Die Erdungsbetätigungsstange 32 zum Betätigen des Erdungsschalters 54 umfasst einen zylindrischen Erdungsanschluss 88, eine zylindrische bewegbare Stange 90 aus Luftkeramik, einen Balg 92, eine scheibenförmige Grundplatte 94, flexible Leiter 96 und 98, eine Verbindungsstange 100 aus Edelstahl, eine Verbindungsstange 102 aus Kupfer 102 und eine bewegbare Elektrode 104 aus Kupfer.
Eine Schraube 105 ist in dem Erdungsanschluss 88 gebildet, und das Erdungs-Betätigungsgerät (nicht gezeigt) zum Erden ist an der Schraube 106 befestigt, um den Erdungsanschluss 88 zu erden. Der Balg 92 ist an der oberen Platte 12 befestigt, und die bewegbare Stange 90 ist mit dem offenen Ende des Balgs 92 verbunden. Die Grundplatte 94 ist an einem Ende der bewegbaren Stange 90 in Axialrichtung befestigt. Das heißt, der Erdungsanschluss 88 ist luftdicht mit der Grundplatte 94, der bewegbaren Stange 90 und dem Balg 92 umgeben. Die bewegbare Stange 90 ist zusammen mit der Grundplatte 94 mit dem flexiblen Leiter 96 verbunden. Die Grundplatte 94 ist mit dem Erdungsleiter 64 verbunden.
Der flexible Leiter 98 ist mit dem Erdungs-Busleiter 64 und der Verbindungsstange 102 verbunden. Eine Verbindungsstange 100 ist in die Achsenmitte der Verbindungsstange 102 eingesteckt. Die Verbindungsstange 100 ist gleitend in die Durchgangsbohrungen 108a bis 108d eingesteckt, die durch den flexiblen Leiter 98, den Busleiter 64 und den flexiblen Leiter 96 hindurchgehen, und ihr eines Ende in Axialrichtung ist mit dem Erdungsanschluss 88 verbunden.
Wenn sich der Erdungsanschluss 88 wechselseitig (auf und ab) bewegt, schiebt sich die Verbindungsstange 100 in die Durchgangsbohrungen 108a bis 108d, berührt die bewegbare Elektrode 104 die mit dem Busleiter 66 verbundene feste Elektrode 110 und entfernt sich von dieser. In diesem Fall biegen sich die flexiblen Leiter 96 und 98 entsprechend der wechselseitigen Bewegung des Erdungsanschlusses 88.
Die Betätigungsstange (teilweise gezeigt) besteht aus denselben Elementen wie die Betätigungsstange 32, und die bewegbare Elektrode 104 berührt die mit dem Busleiter 70 verbundene feste Elektrode 110.
Die Stützelemente 80, 82, 84 und 86 umfassen Stützfüße 112 und 114 aus Kupfer und eine säulenförmige Isolationsstange 116 aus Keramik, und die Stützfüße 112 und 114 sind mit beiden Enden der Isolationsstange 116 verbunden. Der Stützfuß 112 des Stützelements 80 ist mit dem Busleiter 66 verbunden, und der Stützfuß 114 jedes der Stützelemente 82, 84 und 86' ist mit der unteren Platte 14 verbunden.
Der erste Kabelkopf 48 ist über einen scheibenförmigen Stützfuß 118 mit einem Ende des Busleiters 66 verbunden, und auf der Fläche des Stützfußes 118 auf dem ersten Kabelkopf 48 sind konzentrische kreisförmige Rillen 118a ausgebildet. Der erste Kabelkopf 48 umfasst den säulenförmigen lastseitigen Leiter 120 aus Kupfer und die zylindrische Isolierhülse 122 aus Keramik.
Eine Schraube 124 ist am axialen Ende der lastseitigen Elektrode 120 ausgebildet. Ein Kabel für ein Energieverteilungssystem ist an die Schraube 124 angeschraubt, und der isolierende Teil des Kabels ist an den Außenum fang der Isolierhülse 122 angeschlossen. Die axialen Enden der lastseitigen Elektrode 120 und der Isolierhülse 122 sind mit dem Stützfuß 118 verbunden. Die Isolierhülse weist eine Stufe 126 und eine weitere Stufe 128 mit einem kleineren Durchmesser als erstere auf.
Die verbundenen Abschnitte der lastseitigen Elektrode 120 und der Isolierhülse 122 sind in dem Vakuumgefäß 10 angeordnet, und ihre Teile ragen teilweise aus dem Vakuumgefäß 10 heraus. Ein Stützring 130, der in Kontakt mit der Stufe 126 und der unteren Platte 14 ist, ist auf dem Außenumfang der Stufe 128 vorgesehen, so dass der Stützring 130 den unteren Teil der Stufe 126 stützt. Außerdem ist eine zylindrische Abschirmung 132 aus Edelstahl um den Außenumfang des Stützrings 130 und der Stufe 126 vorgesehen.
Die Verbindungsstange 134 aus Kupfer und die Stützstange 136 sind mit dem anderen Ende des Busleiters 66 verbunden, und die Verbindungsstange 138 ist mit der Verbindungsstange 136 verbunden. Das andere Ende der Verbindungsstange 138 ist mit dem Busleiter 68 verbunden.
Die Stützelemente 74, 76 und 78, die mit dem Busleiter 68 verbunden sind, weisen jeweils eine zylindrische Stützstange 140, einen Stützfuß 142 aus Kupfer, eine Isolationsstange 144 aus Keramik und einen Stützfuß 146 aus Kupfer auf. Die Stützfüße 142 und 146 sind mit beiden axialen Enden der Isolationsstange 144 verbunden. Die Stützstange 140 ist mit dem Stützfuß 142 verbunden, und das axiale Ende der Stützstange 146 ist mit der oberen Platte 12 verbunden. Der Stützfuß 146 ist mit dem Busleiter 144 verbunden. Mit anderen Worten, die Stützelemente 74, 76 und 78 verbinden den Busleiter mit der oberen Platte 12 durch die Isolationsstange 144.
Die Betätigungsstangen 34, 36 und 40 zum Ein- und Ausschalten der Trennschalter 58 und 60 und des Unterbrechers 62 umfassen jeweils eine zylindrische bewegbare Stange 148, einen Balg 150, einen Stützfuß 152, eine Isolationsstange 154 aus Keramik, einen Stützfuß 156 aus Kupfer und eine zylindrische Verbindungsstange 158 aus Edelstahl. Am axialen Ende der bewegbaren Stange 148, an die das Betätigungsgerät angeschlossen ist, ist eine Schraube 160 gebildet.
Der zylindrische Stützfuß 152 aus Kupfer ist mit dem axialen Ende der bewegbaren Stange 148 verbunden, und der Balg 150 ist mit dem Außenumfang des Stützfußes 152 verbunden. Das axiale Ende des Balgs 150 ist so an der oberen Platte 12 befestigt, dass die bewegbare Stange 148 und der Stütz fuß 152 wechselseitig wirkend (auf und ab) bezogen auf den Balg 150 bewegt werden kann.
Der Isolationsstange 154 aus Keramik ist mit dem Stützfuß 152 verbunden, und der Stützfuß 152 aus Kupfer ist mit dem einen axialen Ende der Isolationsstange 154 verbunden. Die Verbindungsstange 158 ist in wechselseitig wirkender Beziehung in eine in dem Busleiter 72 gebildete Durchgangsbohrung 162 oder eine in den flexiblen Leitern der Trennschalter 58 und 60 oder des Unterbrechers 62 gebildete Durchgangsbohrung 166 eingesteckt, um eine wechselseitig wirkende Bewegung (Auf- und Abbewegung) zu ermöglichen. Ihr axiales Ende ist mit den festen Elektrodenstangen 168 und 170 der Trennschalter 58 und 60 und des Unterbrechers 62 verbunden.
Die Trennschalter 58 und 60 umfassen einen flexiblen Leiter 164, eine zylindrische Abschirmung 172 aus Edelstahl zur Verhinderung der Streuung von Lichtbogen oder Metalldämpfen, eine scheibenförmige Abschirmung 174 aus Edelstahl, eine bewegbare Elektrodenstange 168 aus Kupfer, eine bewegbare Elektrode 176, eine feste Elektrode aus Kupfer, eine zylindrische Abschirmung 182 aus Edelstahl, zylindrische Isolierhüllen 184 und 186 aus Keramik, die die Elektrodenabschirmung 182 umgeben, und eine im Wesentlichen zylindrische Abschirmung 188 aus Edelstahl.
Die Abschirmung 158 des Trennschalters 58 ist mit der festen Elektrodenstange 180 und dem scheibenförmigen Verbindungsfuß 190 verbunden, und die Abschirmung des Trennschalters 188 ist zusammen mit der festen Elektrodenstange 180 mit dem Busleiter verbunden.
Der obere Teil der Abschirmung 172 ist mit dem Busleiter 68 verbunden, und die Unterseite ist in den Innenumfang der Isolierhülle 184 eingesteckt. Ein Ende des flexiblen Leiters 164 ist mit dem Busleiter 68 verbunden, das andere mit der bewegbaren Elektrodenstange 168.
Die Abschirmung 174 ist zwischen der Elektrodenabschirmung 182 und dem flexiblen Leiter 164 angeordnet, um ein Streuen der Metalldämpfe zu verhindern, die von der bewegbaren Elektrode 176 und der festen Elektrode 178 erzeugt werden.
Die bewegbare Elektrode 176 ist mit dem einen axialen Ende der bewegbaren Elektrodenstange 168 verbunden und dadurch abgestützt, und die feste Elektrode 178 ist mit dem axialen Ende der festen Elektrode 178 verbunden und dadurch abgestützt. Eine Elektrodenabschirmung 182 zum Verhindern des Streuens der Metalldämpfe, die von der bewegbaren Elektrode 176 und der festen Elektrode 178 erzeugt werden, ist um die Elektroden herum angeordnet.
Ein Flansch 192 ist auf dem Außenumfang in der axialen Mitte der Elektrodenabschirmung 182 gebildet, die zwischen den Isolierhüllen 184 und 186 um die Elektrodenabschirmung 182 herum angeordnet ist. Die Isolierhüllen 184 und 186 sind entlang der Axialrichtung der bewegbaren Elektrode 176 und der festen Elektrode 178 in zwei Teile geteilt, eine bewegbare Elektrodenseite und eine feste Elektrodenseite.
Die Isolierhüllen 184 und 186 zusammen mit den Abschirmungen 172 und 188 sind so angeordnet, dass sie die Außenseite der Elektroden 176 und 178 umgeben, um das Streuen der von den Elektroden 176 und 178 erzeugten Metalldämpfe durch Lücken zwischen den Abschirmungen zu verhindern. Weiter sind die Isolierhüllen 184 und 186 so beschaffen, dass sie den Stromfluss durch die Isolierhüllen 184 und 186 verhindern und ein Öffnen des Stromkreises gewährleisten, wenn die bewegbare Elektrode 176 und die feste Elektrode 178 getrennt werden, um eine Potenzialdifferenz zwischen den Elektroden 176 und 178 zu erzeugen.
Außerdem ist der Unterbrecher 62 mit einer bewegbaren Elektrode 194 und einer festen Elektrode 196 versehen, die gegenüber der Elektrode 194 angeordnet ist, und die bewegbare Elektrode 194 ist mit einem axialen Ende der bewegbaren Elektrodenstange 170 verbunden und dadurch abgestützt. Die feste Elektrode 196 ist mit einem axialen Ende der festen Elektrodenstange 198 verbunden und dadurch abgestützt.
Eine Abschirmung 200 aus Edelstahl ist mit der bewegbaren Elektrodenstange 170 verbunden, um die bewegbare Elektrode 194 zu befestigen, und eine Abschirmung 202 aus Edelstahl ist mit der festen Elektrodenstange 198 verbunden, um die feste Elektrode 196 zu befestigen.
Die bewegbare Elektrode 194 und die feste Elektrode 196 weisen Spiralrillen auf der Oberfläche auf, um Lichtbogen auf die Rillen einzugrenzen.
Der übrige Aufbau des Unterbrechers 62 ist derselbe wie bei dem Trennschalter 58. Im Einzelnen ist die Abschirmung 172 mit dem Busleiter 72 verbunden, und die Abschirmung 188 ist zusammen mit der festen Elektrodenstange 198 mit dem Verbindungsfuß 190 verbunden. Der zweite Kabelkopf 50 besteht vom Aufbau her aus denselben Elementen wie der erste Kabelkopf 48.
Die Isolierhüllen 184 und 186 sind um die elektromagnetische Abschirmung 182 herum in dem Unterbrecher 62 angeordnet. Weil der Stromfluss durch die Isolierhüllen 184 und 186 verhindert wird, ist ein sicheres Auslösen möglich, auch wenn die bewegbare Elektrode 194 und die feste Elektrode zum Zeitpunkt des Auslösens getrennt werden, um eine Potenzialdifferenz zwischen den Elektroden zu erzeugen.
Andererseits umfasst die Rückführstützstange 38, die den Trennschalter 60 und den Unterbrecher 62 in Reihe verbindet, eine bewegbare Stange 204, einen Balg 206, einen Stützfuß 208 aus Kupfer, eine Isolationsstange 210 aus Keramik, einen Stützfuß 212 aus Kupfer und eine Verbindungsstange 214 aus Edelstahl. Der Stützfuß 208 ist mit einem axialen Ende der bewegbaren Stange 208 verbunden, und ein Balg 206 ist mit dem Außenumfang des Stützfußes 208 verbunden.
Ein axiales Ende der Isolationsstange 210 ist mit dem Stützfuß 208 verbunden. Die Verbindungsstange 214 ist mit dem Stützfuß 212 verbunden. Die Verbindungsstange 214 ist so in die Durchgangsbohrung 162, die in dem Busleiter 72 gebildet ist, und eine Durchgangsbohrung 166, die in dem flexiblen Leiter 164 gebildet ist, eingesteckt, dass die Verbindungsstange 214 wechselseitig wirkend (auf und ab) bewegt werden kann, wobei die Spitze der Stange 214 mit der Kupferverbindungsstange 216 verbunden ist. Ein axiales Ende der Verbindungsstange 216 ist mit dem Stützfuß 218 verbunden, und der Stützfuß 218 ist mit dem Busleiter 70 verbunden.
Der Busleiter 70 und der Busleiter 72 sind mit Hilfe des Stützfußes 218, der Verbindungsstange 216 und des flexiblen Leiters 164 miteinander verbunden. In diesem Falle dienen der Stützfuß 218 und die Verbindungsstange 216 als Verbindungsleiter zum Rückführen, der flexible Leiter 164 dient als flexibler Leiter zum Rückführen und die Stützstange 38 dient als Rückführstützstange zum Vorspannen der Stützstange 38 und des Stützfußes 218 zum Busleiter 70.
Die flexiblen Leiter 164 (96 und 98) umfassen jeweils ein Paar Befestigungsteile 164a und 164b und ein Paar gebogene Teile 164c und 164d, und die Durchgangsbohrung 166, in die eine Stange eingesteckt wird, ist in dem Befestigungsteil 164a ausgebildet. Das Befestigungsteil 164a ist mit dem Busleiter 68 oder 72 verbunden, und das Befestigungsteil 164b ist mit der bewegbaren Elektrodenstange 168 oder 170 verbunden.
Die gebogenen Teile 164c und 164d sind jeweils durch Stapeln von Platten aus unterschiedlichen Metallen wie zum Beispiel Kupfer und Edelstahl gebildet, und die gebogenen Teile 164c und 164d sind jeweils an den Seiten der bewegbaren Elektrodenstangen 168 und 170 bezogen auf deren Achse angeordnet. Ein Ende der gebogenen Teile ist mit dem Befestigungsteil 164a verbunden, das andere mit dem Befestigungsteil 164b. Strom von dem Busleiter 68 oder 72 fließt in die gebogenen Teile 164c und 164d, und der verzweigte Strom fließt durch das Befestigungsteil b zu der bewegbaren Elektrodenstange 168 oder 170.
Die Richtung des Stroms am Ende des gebogenen Teils 164c ist entgegengesetzt zu der des gebogenen Teils 164d. Als Ergebnis bewirkt die elektromagnetische Kraft, die durch das Fließen des Stroms durch jedes der gebogenen Teile erzeugt wird, ein Trennen der beiden Enden der gebogenen Teile 164c und 164d. Dadurch wird die Bindungskraft zwischen dem Befestigungsteil 164a und dem Busleiter 68 oder 72 gestärkt, und die Bindungskraft zwischen dem Befestigungsteil 164b und der bewegbaren Elektrodenstange 168 oder 170 wird ebenfalls gestärkt. Außerdem wird die Kontaktkraft zwischen der bewegbaren Elektrode 176 und der festen Elektrode 178 erhöht, und auch die Kontaktkraft zwischen der bewegbaren Elektrode 194 und der festen Elektrode wird erhöht.
Die Innenseiten der Kabelköpfe 48, 50 und 52, die zur lastseitigen Elektrode 120 weisen, sind mit leitfähigen Beschichtungen versehen, um ein gleichmäßiges Potenzial an den Innenseiten der Kabelköpfe zu erhalten. Daher kann die Isolationslücke zwischen der lastseitigen Elektrode 120 und der Isolierhülse 122 minimiert werden. Das heißt, die Innenseiten der Isolierhülse 122 und die lastseitige Elektrode 120 werden auf demselben Potenzial gehalten.
Eine der Wärmeausdehnung der metallischen Komponenten entsprechende Lücke ist ausreichend. Die Wärmeausdehnung wird durch die beim Löten mit 800 °C bei der Montage erzeugte Wärme verursacht. Folglich kann das von den Kabelköpfen 48, 50 und 52 beanspruchte Volumen klein gehalten werden, und die Herstellbarkeit wird verbessert.
Bei den Ausführungsformen ist ein Teil der Kabelköpfe 48, 50 und 52 in das Vakuumgefäß 10 eingesteckt, und der Ring 130 stützt den Stufenteil 126. Daher nimmt beim Einschalten, wenn eine Schlagkraft auf die Kabelköpfe 48, 50 und 52 einwirkt, wenn die bewegbare Elektrode 176 oder 194 gegen die feste Elektrode 178 oder 196 gedrückt wird, der Ring 130 die Schlagkraft auf und stützt die untere Platte 14, so dass eine Beschädigung der Kabelköpfe 48, 50 und 52 durch die Schlagkraft verhindert wird.
Das elektromagnetische Betätigungsgerät (das mit den Betätigungsstangen 34 und 40 verbundene elektromagnetische Betätigungsgerät), die Schalter (der Trennschalter 58 und der Unterbrecher 62) und die Kabelköpfe 50 und 52 (die lastseitige Elektrode 120 und die Isolierhülse 122) sind in einer geraden Linie entlang der Achse (vertikale Richtung) des Vakuumgefäßes angeordnet. Als Ergebnis können die Zwischenräume zwischen den Komponenten verringert werden, um den Schalter zu verkleinern.
Der vorstehend beschriebene Vakuumschalter kann als Schalter zum Beispiel für eine Nennspannung von 24 kV, einen Nennstrom von 630/1.250 A und einen Kurzzeit-Nennstrom von 25 kA/3 s (4 s) verwendet werden.
Ein Verfahren zur Herstellung der Schalter nach der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Bei der Herstellung der Schalter werden die Bestandteile zum Aufbau der Schalter entsprechend ihrer Funktionen, Anbringungsorte usw. in Gruppen eingeteilt. Die obere Platte 12, die untere Platte 14 und die Seitenplatte 16 bilden zum Beispiel das Vakuumgefäß 10. Die Stützstange 140, der Stützfuß 142, die Isolationsstange 144 und der Stützfuß 146 bilden die Stützelemente 74 bis 78. Die Befestigungsteile 146a und 146b, die gebogenen Teile 164c und 164d, die bewegbare Elektrodenstange 168, die bewegbare Elektrode 176, die feste Elektrode 178, die feste Elektrodenstange 180, die Elektrodenabschirmung 182, die Isolierhüllen 184 und 186, die Abschirmung 188 und der Verbindungsfuß 190 bilden den Trennschalter 58.
Dann werden die gruppierten Teile entsprechend ihrer Anbringungsorte, Funktionen und Materialien eingeteilt, zum Beispiel eine Gruppe von Teilen, die auf der oberen Platte 12 angeordnet sind, eine Gruppe von Teilen, die die Stützelemente 74 bis 78 bilden, und eine Gruppe von Teilen, die die Stützstangen 34, 36 und 40 bilden. Die Teile werden in Gruppen eingeteilt, zum Beispiel eine Gruppe von Teilen, die auf der unteren Platte 14 angeordnet sind, eine Gruppe von Teilen, die die Stützelemente 80, 82, 84 und 86 bilden, und eine Gruppe von Teilen, die die Kabelköpfe 48, 50 und 52 bilden.
Die Teile werden in eine Gruppe von isolierenden Teilen wie zum Beispiel die Isolationsstangen 114, 116 und 154, die Isolierhüllen 184 und 186 und die Isolierhülse 122 sowie andere Teile eingeteilt.
Danach wird eine Platte aus Silber und Kupfer mit einer Dicke von 0,1 mm im Sandwich zwischen den anderen Teilen außer den isolierenden Teilen als Lötmaterial eingebracht. Diese Teile werden für ca. 10 Minuten auf 960 °C in einer Vakuumatmosphäre erwärmt, gefolgt von einem natürlichen Abkühlen, um die Teile miteinander zu verlöten, und die Teile werden an der oberen Platte 12 und der unteren Platte 14 befestigt.
Danach folgt das Löten der isolierenden Teile, die an die auf der oberen und der unteren Platte 12 und 14 befestigten Teile angelötet werden. Das heißt, die Isolationsstangen 144 und 154 werden als isolierende Teile an der oberen Platte befestigt, wie in 5(a) und (b) gezeigt, und die Isolationsstange 116, die Isolierhüllen 184 und 186 und die Isolierhülse 122 werden als isolierende Teile an der unteren Platte 14 befestigt, wie in 6(a) und (b) gezeigt. Daher wird im nächsten Schritt ein Lötmaterial im Sandwich zwischen den isolierenden Teilen wie zum Beispiel dem Flansch 192 und dem Stützfuß 118 eingebracht, und diese werden für 10 Minuten auf ca. 835 °C in einer Vakuumatmosphäre erwärmt, gefolgt von einem natürlichen Abkühlen, um die isolierenden Teile an der oberen Platte 12 und der unteren Platte 14 zu befestigen.
Weil das Stützelement 118 aus Kupfer einen anderen Wärmeausdehnungskoeffizienten als die Isolierhülse 122 aufweist, entsteht aufgrund der Temperaturänderung beim Löten in dem Stützfuß 118 und der Isolierhülse 122 eine Restspannung, die zur Verformung der Teile führen kann. Aufgrund einer Vielzahl von kreisförmigen Rillen 118a in dem Stützfuß 118 kann die Restspannung, die auf den Stützfuß 118 und die Isolierhülse 122 einwirkt, in den kreisförmigen Rillen 118a aufgenommen werden, die eine geringere Steifigkeit als die Isolierhülse 122 aufweisen. Dies sorgt für ein sicheres Löten des Stützfußes 118 und der Isolierhülse 122.
Weil die Isolierhülse 122 am Innenteil der unteren Platte in dem Vakuumgefäß befestigt ist, werden Stöße von den Elektroden, die durch die lastseitigen Elektroden auf die Hülse übertragen werden, von der Wand des Vakuumgefäßes aufgenommen. Daher wird eine Beschädigung der Isolierhülse verhindert, um die Zuverlässigkeit zu verbessern.
Danach werden, wie in 7 gezeigt, die obere Platte 12, an der die oberen Teile befestigt sind, und die untere Platte 14, an der die unteren Teile befestigt sind, in einander entgegengesetzter Beziehung in einer Schutzgasatmosphäre angeordnet, und die Seitenplatte 16 wird an der oberen Platte 12 und der unteren Platte 14 befestigt. Danach werden die Umfangskanten der oberen Platte 12, der unteren Platte 14 und der Seitenplatte 16 durch TIG- Schweißen miteinander verschweißt, um das Vakuumgefäß hermetisch abzudichten.
Danach wird, wie in 8 gezeigt, das Abzugsrohr 18 an eine Vakuumpumpe 220 angeschlossen, um das Vakuumgefäß zu evakuieren. In diesem Fall wird das Vakuumgefäß 10 zum Evakuieren für 12 Stunden auf 430 °C erwärmt. Nach dem Evakuieren des Vakuumgefäßes wird ein Vakuummessanschluss 20 an einen Vakuumsensor angeschlossen, um durch Messen des Vakuums festzustellen, ob in dem Vakuumgefäß der vorbestimmte Grad des Unterdrucks gehalten wird.
Weil bei dieser Ausführungsform die Teile in Teilegruppen für die oberen Teile, die an der oberen Platte 12 befestigt werden, und für die unteren Teile, die an der unteren Platte 14 befestigt werden, unterteilt sind, kann die Herstellung vereinfacht werden.
Weil die Teile außerdem in Gruppen von isolierenden Teilen und anderen Teilen unterteilt sind und weil das Löten in zwei Schritten bei verschiedenen Temperaturen erfolgt, ist ein sicheres Löten zwischen den isolierenden Teilen und den anderen Teilen möglich.
Wenn bei dieser Ausführungsform die Betätigungsstangen 34, 36 und 40 betätigt werden, biegt sich der flexible Leiter 164 entsprechend der wechselseitigen Bewegung der Verbindungsstange 158, so dass die Busleiter 68 und 72 im fixierten Zustand bleiben. Daher wird die Verformung der Busleiter 68 und 72 beim Betätigen der Betätigungsstangen 34, 36 und 40 verhindert.
Bei dieser Ausführungsform ist ein Vakuumschalter beschrieben, bei dem die Trennschalter 58 und 60 die Isolierhüllen 184 und 186 aufweisen, aber es ist möglich, die Isolierhüllen für die Trennschalter wegzulassen.
Weiter sind bei dieser Ausführungsform die Busleiter 68 und 72 fest, aber es ist möglich, eine solche Struktur zu verwenden, die in Diagrammform in 9 gezeigt ist, bei der dünne Platten aufeinander laminiert sind, um den Busleiter 222 zu bilden, der ein gebogenes Teil etwa in der Mitte aufweist, um die Betätigungsstangen 34, 36 und 40 mit dem Busleiter 222 zu verbinden, wodurch das gebogene Teil 224 des Busleiters 222 als Reaktion auf die Betätigung der Betätigungsstangen 34, 36 und 40 gebogen wird.
Bei dieser Ausführungsform ist ein Vakuumschalter für drei Schaltkreise mit den Erdungsschaltern 54 und 56, den Trennschaltern 58 und 60 und dem Unterbrecher 62 beschrieben. Die Anzahl der Erdungsschalter 54 und 56, der Trennschalter 58 und 60 und des Unterbrechers 62 kann jedoch entsprechend der Schaltungskonfiguration frei gewählt werden.
Wenn ein Vakuumschalter zum Beispiel drei Trennschalter 58 und drei Erdungsschalter 54 aufweist, kann der in 10 gezeigte Aufbau verwendet werden.
Wenn ein Vakuumschalter zwei Trennschalter 58 und zwei Erdungsschalter 54 aufweist, kann der in 11 gezeigte Aufbau verwendet werden.
Wenn ein Vakuumschalter einen Unterbrecher 62 und einen Erdungsschalter 54 aufweist, kann der in 12 gezeigte Aufbau verwendet werden.
Als Schaltungskonfigurationen können eine Zweikreis-, Dreikreis-, Vierkreis- oder Fünfkreisschaltung oder eine Kombination von Dreikreis- und Vierkreisschaltung sowie verschiedene andere Konfigurationen verwendet werden.
In Anbetracht einer Reihenschaltung mehrerer Vakuumschalter ist es möglich, ein offenes Regelkreissystem zu verwenden, bei dem der Unterbrecher in der Mitte angeordnet ist und die Trennschalter auf beiden Seiten des Vakuumschalters angeordnet sind, oder ein geschlossenes Regelkreissystem, bei dem alle Schalter mit Ausnahme des Erdungsschalters Unterbrecher sind.
Weil die verschiedenen Schalter bei dieser Ausführungsform durch Vakuum isoliert sind, kann für die Hauptschaltung angenommen werden, dass sie wartungsfrei ist. Weil elektromagnetisches Betätigungsgerät zur Anwendung kommt, kann auch für dieses Wartungsfreiheit angenommen werden. Wenn jede Phase von den anderen Phasen in dem Vakuumgefäß getrennt ist, können weiter Kurzschlüsse vermieden werden. Wenn der Grad des Vakuums in dem Vakuumgefäß ständig überwacht wird, können Kurzschlüsse ebenfalls verhindert werden.
Obwohl bei dieser Ausführungsform nur ein Element für eine Phase in dem Vakuumgefäß 10 gezeigt ist, ist es möglich, wie in 13(a) und 13(b) gezeigt, Trennschalter 58U, ... und 60U, ... für drei Phasen (U-Phase, V-Phase und W-Phase), Unterbrecher 62U, 62V und 62W für drei Phasen usw. in dem Vakuumgefäß 10 anzuordnen.
In diesem Fall sind die elektromagnetischen Betätigungsgeräte (elektromagnetisch betätigte Betätigungsgeräte) 230U, ..., 232U, 234U, 234V und 234W an der Außenwand des Vakuumgefäßes 10 befestigt. Das heißt, die elektromagnetischen Betätigungsgeräte sind auf der Oberfläche der oberen Platte 12 entsprechend den Betätigungsstangen 34U, ..., 36U, 40U, 40V und 40W befestigt, wodurch jedes der elektromagnetischen Betätigungsgeräte 230U, ..., 232U, 234U, 234V und 234W mit jeder der Betätigungsstangen 34U, ..., 36U, 40U, 40V und 40W verbunden ist.
Die elektromagnetischen Betätigungsgeräte 230U, ..., 232U, 234U, 234V und 234W sind jeweils so aufgebaut, dass sie als Reaktion auf die Ein/Aus-Signale von einer Steuerung (nicht gezeigt) die jeweiligen Betätigungsstangen 34U, ..., 36U, 40U, 40V und 40W betätigen.
Weil die elektromagnetischen Betätigungsgeräte 230U, ..., 232U, 234U, 234V und 234W, die Schalter (Trennschalter 58U, ..., 60U, ... und Unterbrecher 62U, 62V und 62W) und die Kabelköpfe (lastseitige Elektroden 120U, 120V, 120W, ... und die Isolierhülsen, die jede der lastseitigen Elektroden umgeben) jeweils in einer geraden Linie entlang der Achse (in vertikaler Richtung) angeordnet sind, können die Abstände zwischen den Schaltern minimiert werden, was zur Verkleinerung der Schalter beiträgt.
Wie vorstehend beschrieben, ist die zylindrische Elektrodenabschirmung um die bewegbare Elektrode und die feste Elektrode herum angeordnet, und eine Isolierhülle ist um die Elektrodenabschirmung herum angeordnet. Daher ist es möglich, ein Anhaften der von den Elektroden erzeugten Metalldämpfe an dem Vakuumgefäß zu verhindern, auch wenn ein Teil der Metalldämpfe durch Lücken zwischen den Elektrodenabschirmungen gestreut wird; dadurch können Erdschlüsse aufgrund der Metalldämpfe verhindert werden. Dies führt zu einer höheren Zuverlässigkeit.

Claims

Vakuumschalter mit einem von einer oberen Platte (12), einer unteren Platte (14) und Seitenplatten (16) gebildeten, erdungsfähigen Vakuumgefäß (10), mehreren in dem Vakuumgefäß (10) angeordneten Schaltern (58, 60), deren jeder von einer an einer bewegbaren Elektrodenstange (168) angebrachten bewegbaren Elektrode (176) und einer an einer festen Elektrodenstange (180) angebrachten, der bewegbaren Elektrode (178) gegenüberstehenden festen Elektrode (176) gebildet ist, einer mit der bewegbaren Elektrodenstange (168) jedes Schalters (58, 60) verbundenen Betätigungsstange (34, 36, 40) mit einem aus dem Gefäß (10) herausragenden Abschnitt zur Verbindung mit einem Betätigungsgerät, einem mit der festen Elektrode (178) jedes Schalters (58, 60) verbundenen lastseitigen Leiter (120), der mit einer die Gefäßwand durchsetzenden Isolierhülse (122) bedeckt ist, einer die bewegbare und die feste Elektrode (176, 178) jedes Schalters (58, 60) umgebenden zylindrischen Elektrodenabschirmung (182) zur Vermeidung von Spritzern von durch die Elektroden erzeugtem Metalldampf und einer jede Elektrodenabschirmung (182) bedeckenden zylindrischen Abschirmung (184, 186), dadurch gekennzeichnet, dass die bewegbaren Elektrodenstangen (168) oder die festen Elektrodenstangen (180) aller Schalter (58, 60) über einer Busleiter (68, 72) verbunden sind, die obere Platte (12), die untere Platte (14) und die Seitenplatten (16), die das Vakuumgefäß (10) bilden, an ihren Rändern miteinander verschweißt sind und jede isolierende Abschirmung (184, 186) entsprechend der bewegbaren und der festen Elektrode (176, 178) in Axialrichtung in eine Abschirmung (184) auf der Seite der bewegbaren Elektrode und eine Abschirmung (186) auf der Seite der festen Elektrode unterteilt ist.