DE3327513A1

DE3327513A1 - Pot-shaped contact piece for electrical vacuum switching tubes

Info

Publication number: DE3327513A1
Application number: DE19833327513
Authority: DE
Inventors: Hans Ing.(Grad.) Bettge; Rüdiger Dr.rer.nat. Heß; Peter Dr.-Ing. 1000 Berlin Huhse
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1985-02-07

Abstract

Pot-shaped contact pieces for electrical vacuum switching tubes normally have a contact base, a cylindrical wall with slots which run obliquely with respect to the rotation axis, and a contact ring. In order to prevent the arc jumping on to the pot base (1) during the switching-off process, and hence in order to achieve an increase in the short-circuit switching-off current, it is proposed to fill the internal space of the pot-shaped contact piece, formed by the cylindrical wall (2) and the pot base (1), with an insulating body (10), and to allow the contact ring (3) to project beyond the cylindrical wall (2) on its internal diameter. Contact pieces according to the invention can be used advantageously for very high switching-off currents in vacuum switching tubes. <IMAGE>

Description

Topfförmiges Kontakstück für elektrische Vakuumschalt-Pot-shaped contact piece for electrical vacuum switching

röhren.to roar.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein topfförmiges Kontaktstück für elektrische Vakuumschaltröhren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Paten' taktstück ist aus der DE-OS 31 38086 bekannt.The present invention relates to a cup-shaped contact piece for electrical vacuum interrupters according to the preamble of claim 1. A Such godfather 'clock piece is known from DE-OS 31 38 086.

Aus der DE-OS 29 025 15 ist es bekannt, in der Zylinderwand eines topfförmigen Kontaktstückes eine Nut auszubilden und diese Nut mit einem Material geringer Leitfähigkeit und hoher mechanischer Festigkeit auszufüllen.From DE-OS 29 025 15 it is known in the cylinder wall of a Cup-shaped contact piece to form a groove and this groove with a material low conductivity and high mechanical strength.

Die beiden Ausführungsformen sollen verhindern, daß beim Ausschaltvorgang der Lichtbogen in das Topfinnere springt, weil dort. keine die Rotation des Lichtbogens erzwingenden Kräfte vorhanden s'ind~und der Lichtbogen im Topfinneren eine Zerstörung des'Kontaktes bewirkt.The two embodiments are intended to prevent the shutdown process the arc jumps into the inside of the pot because there. no the rotation of the arc Forcing forces are present and the arc inside the pot is a destruction des'contact causes.

Bei sehr höhen Strömen und insbesondere bei einer relativ hohen Zyli'nderwand, wie' sie aus der DE-OS 29 02 515 ekannt ist, reichen diese Maßnahmen nach unserer Erkenntnis nicht mehr aus, den Lichtbogen auf dem Kontaktring zu halten. Dadurch ist der maximal erreichbare Kurzschrußausschaltstrom begrenzt.With very high currents and especially with a relatively high cylinder wall, as' it is known from DE-OS 29 02 515, these measures are enough according to ours No longer realizing how to keep the arc on the contact ring. Through this the maximum achievable short circuit breaking current is limited.

Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundelieg; besteht in einer weiteren Erhöhung des Kurzschlußausschaltstromes, wobei ein Springen des Lichtbogens auf den Topfboden des Topfkontaktes vermieden werden soll.The object on which the present invention is based; consists in a further increase in the short-circuit breaking current, with a jumping of the Arc on the pot bottom of the pot contact should be avoided.

Diese Aufgabe ist bei einem topfförmigen Kontakt stück gemäß dem Oberbegriff durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch~1 gelöst.This task is in a cup-shaped contact piece according to the preamble solved by the characterizing features of claim ~ 1.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Lichtbogen durch den Füllkörper nicht nur daran gehindert wird, auf den Boden des Kontaktstückes zu springen, sondern daß auch der beim Schalten unvermeidliche Niederschlag von Metall auf dem Füllkörper keine Verschlechterung der Schalteigenschaften bewirkt. Das sich niederschlagende Metall bildet zwar einen elektrisch leidenden Film auf dem Füllkörper, dieser elektrisch leitende Film wird aber beim Ausschalten bereits durch einen kleinen Teil des geschalteten Stromes wieder verdampft, bevor er eine Schichtdicke erreicht hat, die zu einem störenden Ableiten des Lichtbogens ausreichen würde. Es entstehen also Nebenentladungen geringer Stromstärke über dem Füllkörper, die den Ausschaltvorgang des Hauptstromes nicht beeinträchtigen.The invention is based on the knowledge that the arc through the filling body is not only prevented from hitting the bottom of the contact piece to jump, but also the inevitable precipitation of when switching Metal on the filler does not cause any deterioration in the switching properties. The precipitating metal forms an electrically suffering film the filler, this electrically conductive film is already turned off when it is switched off evaporated again by a small part of the switched current before it becomes a Has reached a layer thickness that is sufficient for a disruptive discharge of the arc would. So there are secondary discharges of low amperage over the filler body, which do not affect the switch-off process of the main current.

Der Innenraum wird vorteilhaft durch den Füllkörper bis auf einen kleinen Restspalt ausgefüllt, wobei der Kontaktring den Restspalt auch beim ungünstigsten Fall des Zusammentreffens von Fertigungstoleranzen noch vollständig überdeckt. Für keramische Füllkörper ist bei einem Durchmesser des Innenraums von maximal etwa 50mm eine Ausführungsform vorteilhaft, bei der der Restspalt im Mittel etwa 0,5mm beträgt und der Kontaktring den Innenraum von der Zylinderwand aus um 2mm überragt. Damit können auch die üblichen Fertigungstoleranzen von relativ billigen Keramikkörpern und die Wärmeausdehnung beim Schaltvorgang aufgefangen werden.The interior is advantageously due to the packing up to one small remaining gap filled, with the contact ring the remaining gap even with the most unfavorable If manufacturing tolerances coincide, it is still completely covered. For ceramic filler is with a diameter of the interior of a maximum of about 50mm, an embodiment is advantageous in which the remaining gap is about 0.5mm on average and the contact ring protrudes over the interior space from the cylinder wall by 2mm. This also allows the usual manufacturing tolerances of relatively cheap ceramic bodies and the thermal expansion during the switching process can be absorbed.

Als Material für den Füllkörper eignen sich beispielsweise Glaskeramik, Glas, Oxidkeramik. Insbesondere empfiehlt sich die Verwendurgvon A1203-Keramik mit einem Reinheitsgrad von zumindest 92% als Material für den Füllkörper. Dieses Material weist die erforderliche mechanische Festigkeit auf und gewährleistet, daß keine unerwünschte, das Vakuum störende Abdampfung von Stoffen, beispielsweise beim Schaltvorgans erfolgt.Glass ceramics, for example, are suitable as the material for the filler body, Glass, oxide ceramics. In particular, the use of A1203 ceramic is recommended a degree of purity of at least 92% as the material for the packing. This material has the required mechanical strength and ensures that none undesired evaporation of substances, which interferes with the vacuum, for example during switching he follows.

Die Erfindung ist insbesondere bei Schaltkontakten mit einer im Verhältnis zum Durchmesser großen axialen Ausdehnung der Zylinderwand vorteilhaft, da die Wirkung der radialen Stromkomponente, die bei geringer Höhe der Zylinder«»and den $ichtbogen :von der Rotationsachse nach außen drängt, mit zunehmender axialer Ausdehnung abnimmt. Durch diese Möglichkeit, Mögli-chkeit, die Höhe der Zylinderwandnim VergIeich zum Durchmesser des Kontakts stückes zu vergrößern, und durch die zusätzliche mechanische Festigkeit, die-der Fullkörper gewährleistet, kann die Zylinderwand derart geschlitzt werden, daß die Stegbreite der.zwischen zwei Schlitzen liegenden Stege relativ gering ist und somit die Stromeintrittsflä die gegenüber der -Stromaustrittsfläche desselben Steges seitlich stark verschoben ist. Dadurch wird die Rotation des Lichtbogens rheblich verbessert.The invention is particularly useful in switching contacts with a ratio to the diameter of the large axial expansion of the cylinder wall advantageous, since the effect the radial component of the current that occurs when the cylinder height and the arc are low : pushes outwards from the axis of rotation, decreases with increasing axial expansion. With this possibility, the height of the cylinder wall in comparison to the To enlarge the diameter of the contact piece, and by the additional mechanical The cylinder wall can be slotted in this way for strength, which the full body ensures that the web width of the webs lying between two slots is relatively small is and thus the Stromeintrittsflä the same compared to the -Stromaustrittsfläche The web is laterally displaced strongly. This will cause the arc to rotate Significantly improved.

Gegenüber den Ausführungsformen mit einer Nut innerhalb der Zylinderwand weist die erfindungsgemäße Ausführungsform einen geringeren Ohmschen Widerstand auf, wodurch eine weitere Stromerhöhung bzw. eine-Verkleinerung des Kontaktstückes und damit-der Schaltröhre ermöglicht ist.Compared to the embodiments with a groove within the cylinder wall the embodiment according to the invention has a lower ohmic resistance on, whereby a further increase or decrease of the current in the contact piece and thus-the interrupter is made possible.

Die Erfindungwird-nun anhand einer Figur näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to a figure.

Sie ist nicht auf das in der Figur gezeigte Beispiel beschränkt. Die Figur zeigt ein erfindungsgemäßes KontaRtstück in geschnittener Ansicht.It is not limited to the example shown in the figure. the Figure shows a contact piece according to the invention in a sectional view.

Ein topfförmiges Kontakt stück setzt sich aus dem Topfboden 1, der Zylinderwand 2 und dem Kontaktring 3 zusammen. Die Zylinderwand 2 ist durch Schlitze 4, 6, 7 in Stege aufgeteilt. Wie an den Schlitzen 6 und 7 gezeigt, überlappen sie sich deutlich in axialer Richtung. Sie erscheinen im gezeigten Schnitt als schräge Schlitze, da sie durch gerade Flächen begrenzt sind, welche nur im Bereich der mittleren Handhöhe der Zylinderwand die Zeichenebene senkrecht zur Rotationsachse schneiden.A pot-shaped contact piece is made up of the pot bottom 1, the Cylinder wall 2 and the contact ring 3 together. The cylinder wall 2 is through slots 4, 6, 7 divided into bars. As shown at slots 6 and 7, they overlap clearly in the axial direction. They appear as oblique in the section shown Slots, as they are limited by straight surfaces, which are only in the area of the middle Hand height of the cylinder wall cut the plane of the drawing perpendicular to the axis of rotation.

Der Kontaktring 3 überragt mit seinem inneren Rand 8 den durch den Boden 1 und die Zylinderwand 2 gebildeten Innenraum. Dieser Innenraum ist bis auf einen kleinen Spalt 9 von einem Füllkörper 10 ausgefüllt-. Der Füllkörper 10 besteht vorteilhaft aus A1203-Keramik. Er wird durch den Ring 3 in seiner Lage gehalten. Dabei braucht der Kontaktring 3 bei der Herstellung nicht unmittelbar auf dem Füllkörper 10 aufzuliegen. Er wird durch den Schaltdruck, der wegen dér'Xohen 'Stromkräfte beim Einschalten etwa 2000N bis 5000N betragen muß, -auf den Füllkörper aufgedrückt. Dadurch werden die mechanischen Kräfte beim Einschaltvorgang über den-Kontaktring 3 und den Füllkörper 10 auf den Boden l übertragen, eine unzulässige Verformung der Stege der Kontaktträgerwand 2 wird vermieden. Diese Stege der Kontaktträgerwand 2 können daher relativ sdEmal ausgeführt werden.The contact ring 3 protrudes with its inner edge 8 by the Floor 1 and the cylinder wall 2 formed interior space. This interior is up on a small gap 9 filled by a filler body 10-. The packing 10 consists advantageously made of A1203 ceramic. It is held in its position by the ring 3. The contact ring 3 does not need to be placed directly on the filler body during manufacture 10 to lie on. It is due to the switching pressure, which is due to dér'Xohen 'current forces must be about 2000N to 5000N when switching on, -pressed onto the filler body. As a result, the mechanical forces during the switch-on process are over the contact ring 3 and the filler body 10 transferred to the bottom l, an impermissible deformation the webs of the contact carrier wall 2 are avoided. These webs of the contact carrier wall 2 can therefore be performed relatively sdE times.

Die freie Oberfläche 11 des Füllkörpers 10 wird beim Schalten mit Metall bedampft. Dieses aufdampfende Metall wird durch einen sehr kleinen Teil des Lichtbogens wieder abgedampft, bevor es eine Dicke erreichen kann, über die ein beträchtlicher Anteil des Hauptstromes fließen und somit den Ausschaltvorgang beeinträchtigen könnte.The free surface 11 of the filling body 10 is with the switching Metallized metal. This vapor-deposited metal is covered by a very small part of the Arc evaporates again before it can reach a thickness over which one a considerable proportion of the main current flow and thus impair the switch-off process could.

4 Patentansprüche 1 Figur - Lee r.s e ite -4 claims 1 figure - Lee r.s e ite -

Claims

Claims Pot-shaped contact piece for an electrical vacuum switching tube, which has a contact carrier base, a cylinder wall and one on the end face contains the contact ring placed on the cylinder wall, the contact ring being the end face the cylinder wall protrudes towards the axis of rotation, d u r c h e k e n n z e i c h n e t that the one formed by the cylinder wall (2) and the Konbaktträgerboden (i) Interior of the contact piece by an electrically poor or non-conductive Püllkörpe 0 is at least approximately filled.

2. Contact piece according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the interior is filled with a filler body except for a small residual gap is filled and that the contact flng the remaining gap even in the worst case the coincidence of manufacturing tolerances is still completely covered.

3. Contact piece according to claim 2, d a d r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the inner diameter of the cylinder wall is at most about 50ma, that the remaining gap is on average about 0.5mm and that the counter ring covers the interior protrudes from the cylinder wall by about 2mm

4. Contact piece according to one of the claims 1 to 3, that the packing is made of Al203 ceramic with a purity of at least 92%.