真空开关管和开关电极的制作方法
【专利摘要】为改进结构紧凑的、可廉价制造的真空开关管(1、21、41)，该真空开关管(1、21、41)带有：包括至少一个第一金属凸缘(2、22、42)的壳体，第一连接销(3、23、43)真空密封地通过该第一金属凸缘在真空开关管(1、21、41)内延伸至第一触点(4、24、44)；至少一个绝缘材料壳体区域(6、26、26’、26”、46)；以及第二连接销(8、28、48)，该第二连接销真空密封地在真空开关管(1、21、41)内延伸至第二触点(10、31、50)，建议使得至少一个绝缘材料壳体区域(6、26、26’、26”、46)通过盘形绝缘体形成。此外，建议一种带有真空开关管(1、21、41)的用于开关设备的开关电极(70)。
【专利说明】真空开关管和开关电极
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种真空开关管，所述真空开关管带有:包括至少一个第一金属凸缘的壳体，第一连接销真空密封地通过该金属凸缘延伸至真空开关管内的第一触点；至少一个绝缘材料壳体区域；以及第二连接销，所述第二连接销真空密封地延伸至真空开关管内的第二触点。
【背景技术】
[0002]此类真空开关管例如从DE 44 22 316 Al中已知。此公开的真空开关管包括带有至少一个金属壳体凸缘的壳体，通过所述第一金属壳体凸缘固定接触连接销作为第一连接销在真空开关管内真空密封地延伸至作为第一触点的固定触点，还包括第二金属壳体凸缘，通过所述第二金属壳体凸缘具有运动触点连接销的形式的第二连接销在真空开关管内真空密封地可运动地延伸至具有可运动触点形式的第二触点，其中在第一和第二金属壳体凸缘之间设有绝缘材料壳体区域。DE 44 22 316 Al的真空开关管的绝缘材料壳体区域通过环形空心柱体陶瓷绝缘体形成，所述陶瓷绝缘体的径向壁厚近似为与其轴向长度相等。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是形成结构紧凑的、可廉价制造的前述类型的真空开关管。
[0004]根据本发明，此技术问题在前述类型的真空开关管的情况中通过由盘形绝缘体形成绝缘材料壳体区域解决。
[0005]带有盘形绝缘体作为绝缘材料壳体区域的真空开关管具有紧凑的结构，因为真空开关管的绝缘强度不由绝缘材料壳体区域长度而是由其直径或壁厚可实现，使得真空开关管在其长度上具有紧凑的结构。此外，此类真空开关管可廉价地制造，因为通过紧凑的长度尺寸需要更少的导体材料，例如用于第一和第二连接销的导体材料。
[0006]盘形在本发明的意义中意味着盘形绝缘体的壁直径至少为其轴向长度尺寸的1.5倍。
[0007]在本发明的有利的扩展中，第二连接销通过盘形的绝缘体在真空开关管内真空密封地延伸。此类真空开关管是特别廉价的，因为所述真空开关管仅具有第一金属壳体凸缘，且盘形绝缘体一方面提供为用于绝缘且另一方面提供作为壳体凸缘。在此特别有利的是第一连接销作为固定接触连接销真空密封地布置在第一金属壳体凸缘上，且第二连接销作为运动接触连接销真空密封地可运动地在盘形绝缘体上向真空开关管内部引导。
[0008]在本发明的另外的有利构造中，真空开关管包括第二金属壳体凸缘，第二连接销通过所述第二金属壳体凸缘真空密封地在真空开关管内延伸至第二触点，其中盘形绝缘体布置在第一和第二金属壳体凸缘之间。此类真空开关管也具有在其长度上紧凑的且因此廉价的结构。
[0009]在本发明的另外的有利构造中，在盘形绝缘体和第二金属壳体凸缘之间提供了金属壳体部分和第二盘形绝缘体。如此形成的带有在盘形绝缘体和另外的盘形绝缘体之间的金属壳体部分的真空开关管尤其对于更高的测定电压是有利的，因为通过更多的金属壳体部分和盘形绝缘体在断开的接触系统的情况下通过真空开关管产生了所施加的电压的容性电压分配，使得盘形绝缘体分别仅需将所施加的电压的一部分介电绝缘。
[0010]在本发明的有利扩展中，盘形绝缘体具有侧凹，使得在开关过程中形成的金属蒸汽不完全地覆盖盘形绝缘体的内表面。在带有此类侧凹的此类盘形绝缘体中保证，即使在金属蒸汽凝聚成水气时也维持绝缘体的绝缘强度，所述金属蒸汽在开关过程中通过真空开关管内点燃的电弧形成。
[0011]此外，本发明涉及一种带有根据以上阐述的实施形式之一的真空开关管的开关电极。此类开关电极由于真空开关管的紧凑构造也具有紧凑和廉价的结构，其中，以特别有利的方式，第一金属壳体凸缘的连接形成为开关电极的极连接。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]本发明在下文中根据附图以及实施例参考附图详细解释。各图为:
[0013]图1是根据本发明的真空开关管的第一实施形式；
[0014]图2是根据本发明的真空开关管的第二实施形式；
[0015]图3是根据本发明的真空开关管的第三实施形式；
[0016]图4是根据本发明的真空开关管的第四实施形式；
[0017]图5是根据本发明的真空开关管的盘形绝缘体的实施例；
[0018]图6是根据本发明的真空开关管的盘形绝缘体的另外的实施例；和
[0019]图7是开关电极的实施例和根据本发明的真空开关管的实施例的使用。
【具体实施方式】
[0020]图1示出了带有金属壳体凸缘2的真空开关管I，第一连接销3通过所述金属壳体凸缘2在真空开关管I的内部内真空密封地延伸至第一触点4。在第一金属壳体凸缘2上在外部提供第一连接件5作为第一连接销3的更外部的接头。此外，真空开关管I包括具有带有开口 7的盘形绝缘体的形式的绝缘材料壳体区域6，第二连接销8通过所述开口 7在真空开关管I内部内延伸至第二触点，所述第二连接销8通过波纹管9真空密封地可运动地保持在绝缘材料壳体区域6上。因此，第二连接销8是真空开关管I的运动触点连接销，且第二触点10是真空开关管I的运动触点。第二连接销8与附图中未图示的开关设备的附图中也未图示的另外的连接件连接，使得通过第一连接件5、第一连接销3、第一触点4和第二触点10与第二连接销8形成用于传导电流的电流路径，且此外与附图中也未图示的用于将驱动运动引入第二连接销8内的驱动单元联接，以便可将第二触点10与第一触点4分离或可中断通过真空开关管I引导的电流。在波纹管9与绝缘材料壳体区域6的连接区域内提供了屏蔽元件11，所述屏蔽元件11将绝缘材料壳体区域6屏蔽以不受在真空开关管I的开关过程期间所形成的金属蒸汽的气相喷镀。盘形绝缘体的形式的绝缘材料壳体区域6具有径向壁厚d，所述径向壁厚d至少为盘形绝缘体的轴向长度L的1.5倍，其中优选地厚度d至少为盘形绝缘体的轴向长度L的2倍。在带有作为绝缘材料壳体区域6的盘形绝缘体的此类真空开关管I的情况中，介电强度或绝缘强度通过绝缘材料壳体区域6的盘形形状实现，使得真空开关管I就其轴向尺寸而言可紧凑地形成。
[0021]图2示出了带有第一金属凸缘22和第一连接销23、第一触点24以及第一连接件25的真空开关管21的另外的实施例，其中第一连接销23通过第一金属凸缘22真空密封地从第一连接件25延伸至在真空开关管21的内部的第一触点24，所述第一触点24在图2中形成了真空开关管21的固定触点。此外，真空开关管21包括绝缘材料壳体区域26，在所述绝缘材料壳体区域26上连接了第二金属凸缘27，第二连接销28通过所述第二金属凸缘27在真空开关管的内部内延伸至真空开关管21的运动触点的形式的第二触点31，且真空密封地可运动地通过波纹管29被引导。与图1的真空开关管I不同，在图2的真空开关管21的情况中，盘形绝缘体的形式的绝缘材料壳体区域26布置在第一金属凸缘22和第二金属凸缘27之间，其中屏蔽元件30固定在绝缘材料壳体区域26的盘形绝缘体上，所述屏蔽元件30保护绝缘材料壳体区域26不受金属蒸汽的气相喷镀，其中屏蔽元件30不处在固定的电势上，因为所述屏蔽元件30固定在绝缘材料壳体区域26上。
[0022]图3示出了图2的真空开关管21，其中相同的部件提供以相同的附图标号。图2的盘形绝缘体的形式的绝缘材料壳体区域26在图3中由盘形绝缘体26’替代，其中提供了侧凹作为屏蔽元件30’，所述侧凹形成为使得在开关过程中出现的金属蒸汽不能完全覆盖盘形绝缘体26’的内表面，使得盘形绝缘体26’的绝缘强度在真空开关管的内部得以维持。
[0023]图4示出了真空开关管41，所述真空开关管41带有:第一金属凸缘42，第一连接销43和第一触点44，以及第一连接件45，盘形绝缘体形式的第一绝缘材料壳体区域46，第二金属凸缘47和第二连接销48，所述第二连接销48通过波纹管49真空密封地可运动地通过第二金属凸缘47在真空开关管41的内部延伸至作为真空开关管41的运动触点的第二触点50。在第一绝缘材料壳体区域46和第二金属凸缘47之间提供了另外的金属壳体部分51以及第二绝缘材料壳体区域52，使得真空开关管41具有带有布置在其间的金属壳体部分的多个绝缘材料壳体区域，其中在绝缘材料壳体区域46和52上设有屏蔽元件53和54，所述屏蔽元件53和54屏蔽了绝缘材料壳体区域46和52不受开关过程中的金属蒸汽的气相喷镀。通过另外的金属壳体部分51，在接触系统断开时在真空开关管41上从第一触点44和第二触点50施加的电压容性地分布在不同的金属壳体部分上，这特别地在更高的测定电压的情况下在电学上是有利。
[0024]在图5和图6中图示了带有侧凹30’或30”的盘形绝缘体26’或26”的不同的实施形式，所述侧凹导致了根据图3已详细解释的防止在盘形绝缘体的内表面上的金属蒸汽的气相喷镀的屏蔽功能。
[0025]在此，图5的侧凹30’是盘形绝缘体26’内的简单的凹槽，图6的侧凹30”是L形侧凹，通过所述L形侧凹实现了特别有效的屏蔽功能。
[0026]图7示出了开关电极70，所述开关电极70在支承结构71、72上具有图2中所绘的真空开关管21。当然作为图2中的真空开关管21的替代，也可提供图1或图3中的真空开关管I或31用于根据本发明的开关电极。通过第一连接件25、第一连接销23、第一触点
24、第二触点31以及第二连接销28和引导至开关电极70的第二连接件74的柔性的连接元件73形成了开关电极70的电流路径，所述电流路径通过引入图中未图示的驱动器的在图7中通过双箭头示意性地图示的驱动运动可接通或中断。
[0027]盘形绝缘体6、26、26’、26”、46和52都具有参考图1描述的特征，即其径向厚度d至少为其轴向长度L的1.5倍,使得真空开关管的绝缘强度及其电强度通过作为绝缘材料壳体区域的盘形绝缘体的径向尺寸实现，这在所有图示的实施形式中导致紧凑的且因此廉价的结构。
[0028]附图标号列表
[0029]I真空开关管
[0030]2第一金属凸缘
[0031]3第一连接销
[0032]4第一触点
[0033]5第一连接件
[0034]6绝缘材料壳体区域
[0035]7 开口
[0036]8第二连接销
[0037]9波纹管
[0038]10第二触点
[0039]11屏蔽元件
[0040]21真空开关管
[0041]22第一金属凸缘
[0042]23第一连接销
[0043]24第一触点
[0044]25第一连接件
[0045]26绝缘材料壳体区域
[0046]26’、26”绝缘材料壳体区域
[0047]27第二金属凸缘
[0048]28第二连接销
[0049]29波纹管
[0050]30屏蔽元件
[0051]30\30,> 屏蔽元件
[0052]31第二触点
[0053]41真空开关管
[0054]42第一金属凸缘
[0055]43第一连接销
[0056]44第一触点
[0057]45第一连接件
[0058]46第一绝缘材料壳体区域
[0059]47第二金属凸缘
[0060]48第二连接销
[0061]49波纹管
[0062]50第二触点
[0063]51金属壳体部分[0064]52第二绝缘材料壳体区域
[0065]53,54屏蔽元件
[0066]70开关电极
[0067]71、72支承结构
[0068]73柔性连接元件
[0069]74第二连接件
[0070]d径向壁厚
[0071]L轴向长度
【权利要求】
1.一种真空开关管(1、21、41)，所述真空开关管(1、21、41)带有:包括至少一个第一金属凸缘(2、22、42)的壳体，第一连接销(3、23、43)真空密封地通过所述第一金属凸缘在真空开关管(1、21、41)内延伸至第一触点(4、24、44);至少一个绝缘材料壳体区域(6、26、26’、26”、46);以及第二连接销(8、28、48)，所述第二连接销真空密封地在真空开关管(1、21、41)内延伸至第二触点(10、31、50)， 其特征在于， 所述至少一个绝缘材料壳体区域(6、26、26’、26”、46)通过盘形绝缘体形成。
2.根据权利要求1所述的真空开关管(1、21、41)，其特征在于，所述第二连接销(8、28、48)通过所述盘形绝缘体真空密封地延伸至所述真空开关管(1、21、41)内。
3.根据权利要求1所述的真空开关管(1、21、41)，其特征在于，所述真空开关管(1、21、41)包括第二金属凸缘(27、47)，所述第二连接销(28、48)通过所述第二金属凸缘(27、47)真空密封地在所述真空开关管(1、21、41)内延伸至第二触点(10、31、50)，其中，所述盘形绝缘体布置在所述第一金属凸缘(2、22、42)和所述第二金属凸缘(27、47)之间。
4.根据权利要求3所述的真空开关管(1、21、41)，其特征在于，在所述盘形绝缘体和所述第二金属凸缘(27、47)之间提供了金属壳体部分(51)和第二盘形绝缘体。
5.根据前述权利要求中一项所述的真空开关管(1、21、41)，其特征在于，所述盘形绝缘体具有侧凹(30’、30”)，使得在开关过程中形成的金属蒸汽不完全地覆盖所述盘形绝缘体的内表面。
6.一种开关电极(70)，所述开关电极(70)带有保持在支承结构(71、72)上的根据权利要求I至5中一项所述的真空开关管(1、21、41)。
【文档编号】H01H33/662GK103460325SQ201280014850
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月20日 优先权日:2011年3月24日
【发明者】M.波特克, F.格拉斯科夫斯基, C.勒夫特, U.舒曼, G.斯维亚特科夫斯基, J.泰克曼 申请人:西门子公司