用于真空开关的真空开关室和接触件装置.pdf

用于真空开关室(1)的接触件装置，具有一对构成为RMF接触件的内接触件(11、12)和一对外接触件(21、22)，外接触件在空间上紧挨着内接触件(11、12)并且与之并联。至少一个内接触件(11)可活动地支承着。外接触件(21、22)也构成为RMF接触件。在断开过程中，存在的电弧全部或部分地转换到外接触件(21、22)上。内接触件基本构成为圆盘状，接触件(11、12；21、22)彼此同轴地设置。外接触件(21、22)优选构成为盆状或管状。

1.  用于真空开关室(1)的接触件装置，具有一对构成为RMF接触件的内接触件(11、12)和一对外接触件(21、22)，所述外接触件在空间上紧挨着内接触件(11、12)设置并且与之并联，其中至少一个内接触件(11)可活动地支承，其中内接触件(11、12)基本构成为圆盘状，其中外接触件(21、22)构成为RMF接触件，其中内接触件(11、12)和外接触件(21、22)这样设置和构造，即在断开过程中在内接触件(11、12)之间产生的电弧可以全部或部分地转换到外接触件(21、22)之间。

2.  按权利要求1所述的接触件装置，其特征在于，内接触件(11、12)和外接触件(21、22)彼此同轴地设置。

3.  按权利要求1或2所述的接触件装置，其特征在于，外接触件(21、22)构成为盆状或管状。

4.  按上述权利要求之任一所述的接触件装置，其特征在于，在每个外接触件(21；22)的内部分别设置一个内接触件(11；12)。

5.  按上述权利要求之任一所述的接触件装置，其特征在于，其中一个内接触件(12)固定在一固定的接触杆(42)上。

6.  按上述权利要求之任一所述的接触件装置，其特征在于，至少一个外接触件(21)可活动地支承。

7.  按上述权利要求之任一所述的接触件装置，其特征在于，为在电流流过内接触件(11、12)和/或外接触件(21、22)时产生径向磁场，内接触件(11、12)和/或外接触件(21、22)上设置有基本径向和轴向延伸的狭槽(26)。

8.  按权利要求7所述的接触件装置，其特征在于，两个外接触件(21、22)上设置有一由耐电弧的材料制成的涂层(24)，其中涂层(24)没有狭槽。

9.  真空开关室(1；1’)，其包含一按上述权利要求之任一所述的接触件装置。

10.  开关装置，包含至少一个按权利要求9所述的真空开关室(1；1’)。

用于真空开关的真空开关室和接触件装置
技术领域
本发明涉及到开关技术领域，特别是高压和中压开关技术。本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于真空开关室的接触件装置，还涉及一种真空开关室和一种开关装置。
背景技术
这种接触件装置和这类真空开关室例如由公开文献DE 1 97 05 158和专利文献US 4 847 456已知。它们分别公开了一种真空开关室，其具有一对外接触件和一对构成为RMF接触件的内接触件。此外接触件并联设置并且在空间上紧挨着内接触件。内接触件中的一个可活动地支承着，另一个是固定的。外接触件构成为AMF接触件。在断路过程中在内接触件之间产生了一收缩的、旋转电弧，其随后从内接触件转换到外接触件上。因此从最初的收缩电弧变为扩散型电弧，其在AMF接触件之间燃烧直至熄灭。
相对于只有一对RMF接触件的真空开关室来说，用这种方式可提高真空开关室的分断能力。
在类似大小的开关中，进一步提高分断能力是很受期望的。提高短路电流的分断能力，是特别受期望的。
DE 1 196 751公开了一种用于真空开关的接触件装置，其具有一对开槽的盆状接触件，其中盆状内接触件的盆底构成为盆状外接触件的盆底的一部分。内接触件和外接触件(在它们的上盆边缘处)在空间上彼此相隔很远。
由DE 1 99 34 909 C1(图6和7)已知一种用于真空开关室的接触件装置，其中开槽的管道设置成内接触件和外接触件。管状的内接触件的狭槽是通过有弹性的接触舌片构成的。从而会产生许多具有确定的弹性常数的单独的机械接触件。在另一实施例(图4和5)中，在弹性的内接触件内部还设置了一附加接触件，其用来承载工作电流，通过它可实现较小的接触电阻。在打开开关时，要首先断开附加接触件。由于附加接触件上与之相关的电阻上升，电流通过此弹性内接触件流动。断开弹性内接触件后，就构成了一电弧。
在GB 1 145 451中公开了一种用于真空开关室的接触件装置，其具有三对彼此嵌入设置的开槽的盆状接触件。这三对接触件应这样布置，即在分开这三对接触件的每对接触件的两个接触件的接触时，都分别点然一电弧，然后这三个电弧都在各对接触件的两个接触件之间旋转，并相应地分别构成一基本呈圆柱形的电弧幕。
由DE 30 09 925已知一种用于真空开关室的接触件装置，其具有两个彼此嵌入设置的开槽的盆状接触件。在盆状接触件的盆壁之间设置有一未开槽的环。因此可使接触件达到更大的机械强度。环的材料(不锈钢)的导电能力明显比接触件材料(铜)的低。电弧旋转不会由于未开槽的环而减弱。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种前面所述类型的接触件装置和真空开关室，其可提高分断能力。特别在电弧工作电压很高时，应该可以达到更高的短路电流分断能力。
一具有权利要求1特征的装置和一按权利要求9所述的真空开关室实现了上述目的。
此接触件装置应该具有很小的电阻，并能承载很大的电流。
按本发明，用于真空开头室的接触件装置具有一对构成为RMF接触件的内接触件和一对外接触件，所述外接触件在空间上紧挨着内接触件设置并且与之并联，其中至少一个内接触件可活动地支承着，其中内接触件基本构成为圆盘状，其中外接触件构成为RMF接触件，其中内接触件和外接触件这样设置和构造，即在断开过程中在内接触件之间产生的电弧可以全部或部分地转换到外接触件之间。
RMF接触件相对于AMF接触件具有的主要优势是，在接触压力很高时(达几千牛顿)，真空开关室的电路电阻处于较低的水平。如果AMF接触件的轴向磁场是由流动的电流产生的，则存在很高的电感；如果AMF接触件的轴向磁场是由永久磁铁产生的，则会有很大的涡流损耗。
RMF接触件相对于AMF接触件的另一主要优点在于其更高的电弧电压。在RMF接触件的电弧电压可以超过100V，甚至到150V，而AMF接触件的电弧电压一般只有30V至50V，无论如何要明显小于100V。
在按本发明的真空开关室中，在断路过程中产生的电弧全部或部分转换到外接触件对上。点燃一个还是两个电弧，与电流强度有关。在分开起先在压力下相接触的接触件后，首先会出现一集中的分离电弧。对于RMF接触件，在继续打开接触件时在接触件之间构成一收缩的电弧柱。如果在断路过程中接触件距离继续变大，则会实现部分转换，在结构布局合适的情况下还会实现全部转换。如果(在两个内接触件之间点燃的)电弧完全转换到外接触件上，则按本发明的开关室至少可以承载相同的电流并且与只有一对RMF接触件的开关室一样接通。如果外接触件不构成为额定电流接触件，即它们即使在闭合状态下也是不接触的，那么会产生更好的分断能力，因为电弧在转换到外接触件后可以在粗糙度小、无机械及热负载的表面上旋转。
部分转换情况是不同的：相对于只有一对接触件并且相应也只有一个电弧的真空开关室来说，在开关室里存在着有两个电弧的优点是，可承载和断开显著更大的电流，因为它充分利用了一明显更大的面积作为耐电弧面。主要在电流高时出现部分换流。还可实现(短路)电流的安全切断。
各一个内接触件和外接触件的紧密相邻确保了，在内接触件之间产生的电弧可以点燃外接触件之间的一电弧，因为可实现(部分)转换。
因此，内接触件(基本)构成为圆盘形，接触件装置可以达到很小的电阻，并承载较大的电流。
接触件优选基本旋转对称构成，并且为产生径向磁场一般都设置有狭槽。由文献可知许多构成为狭槽和相应的月牙式接触件的可能性。对于内接触件，优选的是只在径向外区域上设置狭槽。外接触件上优选设有由耐电弧的材料构成的无狭槽涂层。这些接触件优选彼此同轴地设置。
外接触件优选构成管状或盆状。有利的是，在每个外接触件内部分别设置一内接触件。
如果两个内接触件中只有一个是可活动的，则第二个固定的内接触件优选固定在一固定的接触杆上。
两个外接触件既可以是固定的，又可以是可活动的。特别优选的是，两个外接触件要么都是可活动的，要么一个是固定的，另一个是可活动的。在后一种情况下优选的是，可活动外接触件的运动与可活动内接触件的运动是耦合在一起的，优选通过两个可活动接触件的刚性连接实现。
内接触件优选用作额定电流接触件。特别在这种情况下，即各一个内接触件和外接触件可活动地设置并且它们彼此刚性地相连，可活动的内接触件优选在轴向上突出于可活动的外接触件。内接触件和外接触件都可以用作额定电流接触件。
接触件装置构成为固定焊接的接触件系统，是很有利的。
在很小的尺寸时利用本发明的接触件装置和本发明的真空开关室能达到很高的分断能力。特别高的短路电流也可以安全地断开，还可以承载很高的额定电流。
按本发明的真空开关室可优选设置在一开关装置中，特别是装在尺寸很小的开关装置中，因为相对于具有相当分断能力的传统真空开关室，本发明的真空开关室的尺寸更小。这种开关装置当然可以是真空开关。此开关装置优选可以是断路器或大功率断路器，特别是发电机断路器，其中开关装置至少包括一真空开关室，其一般是真空开关的组成部分。
其它优选的实施例和优点可由从属权利要求和附图中得知。
附图说明
下面借助优选的实施例详细解释了本发明的内容，附图示出了所述的实施例。其中图解地示出了：
图1本发明具有一可活动的外接触件的真空开关室的部分剖视图；
图2本发明具有两个固定的外接触件的真空开关室的部分剖视图；
图3一内接触件和一外接触件的俯视图。
在附图中使用的标记及其意思在附图标记清单中已概括列出。原则上，在附图中相同或功能相同的部件用相同的附图标记标出。此处描述的实施例只示例性地代表本发明的内容，并没有受限制作用。
具体实施方式
图1以图解的方式示出了本发明的真空开关室1在开启状态时的部分剖视图。对本发明不重要的细节没有讨论并且尽可能不描述。
真空开关室1基本构成为旋转对称的，具有一轴线A，包含一对内接触件11、12和一对外接触件21、22。两个接触件11和21可活动地支承，而另两个接触件12、22则是固定的。外接触件21、22设置有狭槽26，因此构成一对RMF接触件。在通过接触件21、22接通电流的情况下产生一径向延伸的磁场。内接触件11、12也构成为RMF接触件，并为此设置了狭槽，但该狭槽在图1中没有示出。
基本呈圆盘状的可活动的接触件11和21借助一销31固定在一可活动的接触杆41上。固定的接触件12和22借助一销32固定在一固定的接触杆42上。
所述的金属接触件装置是真空开关室1的一部分，其具有通常由陶瓷制成的绝缘体50，所述绝缘体构成为中空圆柱体并且在其端部分别由一盖子71、72封闭。可活动的接触杆41穿过盖子71引导并且通过接合一个在图1中未示出的波纹管固定在盖子上。固定的接触杆42固定在盖子72上。一屏蔽罩60避免由于蒸气，特别是在接触件对11、21或12、22之间的电弧区产生的金属蒸气，而丧失绝缘体的绝缘性变成导电的。
内接触件11、12在其彼此相对面上由耐电弧的材料例如Cu/Cr制成。外接触件21、22在其彼此相对面上设置有一由耐电弧材料制成的涂层24。此涂层24上没有狭槽，而是构成为一无狭槽的环。
外接触件21、22构成为盆状或钵状，并分别容纳了内接触件11、12中的一个。盆底或钵底被相应的销31、32穿透并优选是无狭槽的。通过销31、32的构造、盆底或钵底的构造、内接触件11、12的构造、外接触件21、22外部区域的构造以及与接触杆41、42的接合，都可能影响电流在两对接触件11、12；21、22之间的分布，因此在相应的开关情况下，进行合适的部分或全部转换。
可活动的内接触件11在轴向上比由接触件21涂层构成的环突出一个距离δ。在闭合状态时，只有内接触件相接触，而外接触件21、22没有接触。因此内接触件11、12作为额定电流接触件，用于图1中的真空开关室1。可选或可附加的是，内接触件12也可在轴向上比由涂层24构成的环高出一个距离。
在分开真空开关室1的接触时，在内接触件11和12之间产生一电弧。因为内接触件11、12构成为RMF接触件，所以电弧由于径向磁场首先在内接触件11、12之间的径向内部区域内作为收缩电弧旋转。然后按照流通电流的大小，通过内接触件到外接触件的微小径向间距，实现了电弧从内接触件到外接触件的全部或部分转换。随后在外接触件21、22之间燃烧的电弧同样作为收缩电弧旋转，因为外接触件21、22作为RMF接触件产生一径向的磁场。在图2中示出了本发明的另一有利的实施例。它与图1中所示的实施例基本是一致的，并是从它开始描述的。
在图2中，真空开关室1’的两个外接触件21、22是固定的接触件。外接触件22主要构成为管状，具有一同时作为接触件支架28的连接件28连接到盖子71上。在开关过程中，两个外接触件21、22彼此之间的距离是不会改变的。内接触件11、12也是额定电流接触件。在断开状态下内接触件11也可以高出外接触件21，但如此处所示的，没有这个必要。
开关过程中待移动的质量在图2中所示的真空开关室1’比图1中所示的真空开关室1要小。
图1和2中所示的两个真空开关室1、1’是这样布置的，即它们在闭合焊接过程中是可焊在一起的。因此产生了一固定焊接的接触件装置。
图3示出了沿着图1和2中用III标出的平面，一内接触件12和外接触件22的一俯视图。外接触件22是与具有狭槽16的内接触件12同心地设置。通过狭槽16，在内接触件12上产生了许多月牙式的接触件15。因为外接触件22上设置有环状无狭槽的涂层24，所以外接触件22的位于下方的狭槽在图3中是看不到的。
附图标记清单
1、1’真空开关室
11    内接触件，可活动的内接触件
12    内接触件，固定的内接触件
15    月牙形的接触件
16    狭槽
21    外接触件
22    外接触件，固定的外接触件
24    由耐电弧的材料制成的涂层
26    狭槽
28    连接件、管状导线、接触件支架
31    销
32    销
41    接触杆，可活动的接触杆
42    接触杆，固定的接触杆
50    绝缘体、绝缘管、陶瓷
60    屏蔽罩
71    盖子
72    盖子
A     轴线，旋转轴线
δ    间距