Bei elektrischen Schaltern, die als eigentliches Schaltele- ment eine Vakuumschaltröhre enthalten, ist zur Bewegung des bewegbaren, über einen Stromzuführungsbolzen elektrisch nach außen geführten Schaltkontaktstückes ein Antriebsgestänge vorgesehen, das beim Einschalten über eine Kontaktdruckfeder auf das bewegbare Schaltkontaktstück einwirkt und das beim Ausschalten-nach Zurücklegung eines gewissen Beschleuni- gungsweges-das bewegliche Schaltkontaktstück schlagartig mitnimmt. Um bei solchen, mit Radialfeld-oder Axialfeld- Kontaktstücken versehenen Vakuumschaltröhren die solchen Va- kuumschaltröhren innewohnende hohe Abschaltleistung zu ver- stetigen, ist es bekannt, das bewegbare Schaltkontaktstück direkt nach der Kontakttrennung derart zu beeinflussen, dass nach spätestens 1,3 ms die Schaltstrecke um mindestens 1 mm geöffnet ist, also dem bewegbaren Schaltkontaktstück eine ho- he Anfangsbeschleunigung zu geben. Es hat sich bei Radial- feldkontaktstücken als günstig erwiesen, wenn nach 0,8 ms ei- ne Kontaktstücktrenngeschwindigkeit von 2 m/s erreicht wird.

-Bei dieser bekannten Beeinflussung des zeitlichen Ablaufes der Öffnung der Schaltstrecke ist die Trenngeschwindigkeit des bewegbaren Schaltkontaktstückes über den gesamten Kon-

takthub im wesentlichen konstant, abgesehen von der Phase der hohen Anfangsbeschleunigung und der starken Abbremsung beim Erreichen des vollen Kontakthubes (DE 38 15 805 C2).

Es ist weiterhin ein Hochspannungs-Vakuum-Schalter bekannt, bei dem der Kontakthub mittels einer speziellen konstruktiven Gestaltung der Vakuumschaltröhre in drei als"Funktionsstu- fen"bezeichnete Abschnitte (den Schalthub, eine erste Stufe des Isolierhubes und eine zweite Stufe des Isolierhubes) un- terteilt ist. Die spezielle konstruktive Gestaltung besteht in der Zuordnung von jeweils einem Potentialring zu jedem Kontaktstück und einer axial verschiebbaren Anordnung des Ge- häuses der Vakuumschaltröhre gegenüber dem feststehenden Schaltkontaktstück. Diese Maßnahmen bewirken, dass sich die beiden Schaltkontaktstücke in der Aus-Stellung des bewegli- chen Schaltkontaktes im Feldschatten des jeweiligen Potenti- alringes befinden, wodurch das Isoliervermögen der Vakuum- schaltröhre bei gegebenen Kontaktabstand verbessert wird (DE 195 19 078 A1).

Ausgehend von einem Verfahren zum Öffnen der Schaltstrecke einer Vakuumschaltröhre, die für eine Betriebsspannung von wenigstens 12 kV ausgelegt ist und die in einem Gehäuse zwei relativ zueinander bewegbare, über Stromzuführungsbolzen elektrisch nach außen geführte Schaltkontaktstücke aufweist (DE 38 15 805 C2), liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, durch einen gezielten Eingriff in den zeitlichen Ablauf der Ausschaltcharakteristik das Ausschaltvermögen weiter zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Kontaktstücke in einer ersten, der Stromlöschung dienenden Phase der Trennbewegung mit einer ersten Geschwin- digkeit auf einen Kontaktabstand von etwa 1/4 bis 1/2 eines

vorgegebenen Endabstandes gebracht werden und dass die Kon- taktstücke in einer zweiten, der Spannungsisolierung dienen- den Phase der Trennbewegung mit einer zweiten Geschwindigkeit auf den vorgegebenen Endabstand gebracht werden, wobei die erste Geschwindigkeit größer als die zweite Geschwindigkeit ist. Zweckmäßig beträgt die erste Geschwindigkeit wenigstens das Dreifache der zweiten Geschwindigkeit.

Bei einer derartigen Vorgehensweise wird der Ausschaltvorgang durch ein zeitliches Aufeinanderfolgen eines ersten Abschnit- tes mit einer schnellen Schaltgeschwindigkeit und eines zwei- ten Abschnittes mit einer langsamen Schaltgeschwindigkeit zeitlich in die Funktionen"Stromlöschen/Löschhub"und"Span- nungsisolieren/Isolierhub"aufgeteilt, wobei der Löschhub so zu wählen ist, dass der Schaltlichtbogen beim nächsten Strom- Nulldurchgang innerhalb einer Zeit von 2 bis 15 ms sicher löscht. AnschlieSend wird die Schaltstrecke auf den die- lektrisch notwendigen Abstand der Schaltkontaktstücke geöff- net.-Dieser Vorgehensweise liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass einerseits das Ausschaltvermögen mit zunehmender Aus- schaltgeschwindigkeit steigt und das andererseits-speziell bei Radialfeld-, aber auch bei Axialfeld-Kontakten-das Aus- schaltvermögen um so höher ist, je kleiner der Schalthub (Löschhub ?) ist ; dabei ist dem Schalthub durch die erforder- liche dielektrische Festigkeit der Schaltstrecke eine Grenze nach unten gegeben.-Die Erfindung berücksichtigt weiterhin die Erkenntnis, dass beim Schaltvorgang die dielektrische Wiederverfestigung der üblichen Kontaktmaterialien, insbeson- dere von CuCr, d. h. das Wiedererreichen der im kalten Zu- stand gegebenen Spannungsfestigkeit, innerhalb weniger ßs er- folgt, wobei für Mittelspannungs-Vakuumschaltröhren (< 36 kV) schon bei 2 mm Kontakthub (nach Strom-Nulldurchgang) die- lektrische Festigkeiten oberhalb maximaler Wiederkehrspannun-

gen (2 60 kV) erreicht werden. Die dielektrische Verfestigung der Schaltstrecke verläuft somit nach dem Strom-Nulldurchgang wesentlich schneller als der Anstieg der wiederkehrenden Spannung. Demzufolge ist die dielektrische Festigkeit bei Löschhub immer größer als die der jeweiligen Spannungsebene zugehörige transiente Wiederkehrspannung.-Die Anpassung der dielektrischen Feldfestigkeit der Schaltstrecke an die Netz- bedingungen, insbesondere an d-ie-'Blitzstoß-.

Spannungsfestigkeit, erfolgt anschließend durch weitere Erhö- hung des Kontakthubes mit stark reduzierter Geschwindigkeit.

Die zeitliche Aufteilung des Schaltvorganges in einen Lösch- hub und einen Isolierhub mit unterschiedlicher Hubgeschwin- digkeit und in der Regel auch unterschiedlicher Hublänge ist für Vakuumschaltröhren im Mittelspannungsbereich und im Hoch- spannungsbereich (</> 56 kV) verschieden zu wählen. Für Vaku- umschaltröhren, die mit Radialfeldkontakten oder mit Magnet- feldkontakten versehen und für eine Betriebsspannung von 12 bis 36 kV ausgelegt sind, hat sich eine Dimensionierung als zweckmäßig erwiesen, gemäß der die erste Geschwindigkeit etwa 0,5 bis 2 m/s und die zweite Geschwindigkeit etwa 0,1 bis 0,3 m/s beträgt. Dabei beträgt der Löschhub etwa 3 bis 5 mm und der gesamte Kontakthub etwa 8 bis 20 mm.

Für Vakuumschaltröhren, die mit Axialmagnetfeld-Kontakten be- stückt und für eine Betriebsspannung von mehr als 52 kV, bei- spielsweise 72 kV, ausgelegt sind, hat sich eine Dimensionie- rung als zweckmäßig erwiesen, gemäß der die erste Geschwin- digkeit etwa 1 bis 3 m/s und die zweite Geschwindigkeit etwa 0,1 bis 0,3 m/s beträgt. Dabei beträgt der Löschhub etwa 20 mm und der gesamte Kontakthub etwa 40 bis 60 mm.

Die beiden Geschwindigkeiten beim Öffnen der Schaltstrecke können auf unterschiedliche Weise erreicht werden. Beispiels- weise können in bisher übliche Antriebsmechanismen Dämpfung- glieder eingefügt werden. Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Figur 2. Man kann aber auch den Antrieb mittels ent- sprechender Kurvenscheiben so gestalten, dass der bewegbare Schaltkontakt mittels einer Kurvenscheibe zwangsgesteuert wird. Eine solche Steuerung ist prinzipiell den Figuren 2 und 2 der DE 27 02 962 Al zu entnehmen.-Eine besonders zweckmä- ßige Möglichkeit für die Erzeugung der beiden Geschwindigkei- ten wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung darin gese- hen, dass die beiden Schaltkontaktstücke gegenläufig bewegt werden, wobei das eine Schaltkontaktstück nur während der ersten Phase der Trennbewegung mit der ersten Geschwindigkeit und das andere Schaltkontaktstück nur während der zweiten o- der auch während der ersten und der zweiten Phase der Trenn- bewegung mit der zweiten Geschwindigkeit bewegt wird. Bei Va- kuumschaltröhren für Mittelspannung braucht so das schneller bewegte Kontaktstück nur einen Hub von 2 bis 5 mm zurückzule- gen, während das langsamer bewegte Kontaktstück nur den wei- teren Hub von etwa 6 bis 15 oder den gesamten Hub von 8 bis 20 mm zurücklegt. Bei Vakuumschaltröhren für Hochspannungs- zwecke braucht das schneller bewegte Kontaktstück nur den Löschhub von etwa 10 bis 20 mm und das langsamer bewegte Kon- taktstück den weiteren Hub von 20 bis 40 mm zurückzulegen, so dass sich ein Gesamthub von 40 bis 60 mm ergibt.-Eine Vaku- umschaltröhre mit zwei ; bewegbaren Kontaktstucken ist an sich aus der US 4,901,251 Al bekannt.

Zur Erläuterung des neuen Verfahrens zeigt Figur 1 ein Dia- gramm, in dem der Schalthub über der Zeit dargestellt ist.

Die beiden Geschwindigkeiten beim Öffnen der Schaltstrecke können auf unterschiedliche Weise erreicht werden. Beispiels- weise können in bisher übliche Antriebsmechanismen Dämpfung- glieder eingefügt werden. Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt Figur 2. Man kann aber auch den Antrieb mittels ent- sprechender Kurvenscheiben so gestalten, dass der bewegbare Schaltkontakt mittels einer Kurvenscheibe zwangsgesteuert wird. Eine solche Steuerung ist prinzipiell den Figuren 1 und 2 der DE 27 02 962 AI zu entnehmen.-Eine besonders zweckmä- ßige Möglichkeit für die Erzeugung der beiden Geschwindigkei- ten wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung darin gese- hen, dass die beiden Schaltkontaktstücke gegenläufig bewegt werden, wobei das eine Schaltkontaktstück nur während der ersten Phase der Trennbewegung mit der ersten Geschwindigkeit und das andere Schaltkontaktstück nur während der zweiten o- der auch während der ersten und der zweiten Phase der Trenn- bewegung mit der zweiten Geschwindigkeit bewegt wird. Bei Va- kuumschaltröhren für Mittelspannung braucht so das schneller bewegte Kontaktstück nur einen Hub von 2 bis 5 mm zurückzule- gen, während das langsamer bewegte Kontaktstück nur den wei- teren Hub von etwa 6 bis 15 oder den gesamten Hub von 8 bis 20 mm zurücklegt. Bei Vakuumschaltröhren für Hochspannungs- zwecke braucht das schneller bewegte Kontaktstück nur den Löschhub von etwa 10 bis 20 mm und das langsamer bewegte Kon- taktstück den weiteren Hub von 20 bis 40 mm zurückzulegen, so dass sich ein Gesamthub von 40 bis 60 mm ergibt.-Eine Vaku- umschaltröhre mit zwei gegenläufig bewegbaren Kontaktstücken ist an sich aus der US 4,901,251 AI bekannt.

Zur Erläuterung des neuen Verfahrens zeigt Figur l ein Dia- gramm, in dem der Schalthub über der Zeit dargestellt ist.

Die Öffnung der Schaltstrecke erfolgt in zwei Abschnitten S1, S2, die als Geraden mit unterschiedlicher Steigung darge- stellt sind. Die Gerade S1 verdeutlicht, dass der Löschhub Lh nach einer Zeit tl erreicht wird, die beispielsweise bei ei- ner Trenngeschwindigkeit der Kontaktstücke von 1 m/s und ei- nem Löschhub von 5 mm 5 ms beträgt.-Die Gerade S2 verdeut- licht, dass der Endhub Eh nach einer Zeit tl plus t2 erreicht wird, die beispielsweise bei einer Trenngeschwindigkeit von 0,2 m/s und einem Endhub von 20 mm ca. 100 ms beträgt.

Gemäß Figur 2 ist einer Antriebsstange 1, die in nicht näher dargestellter Weise an das bewegbare Kontaktstück einer Vaku- umschaltröhre angekoppelt ist, eine Ausschaltfeder 2 zugeord- net, die-abgestützt an einer Platine 3-über eine Platte 4 auf die Antriebsstange 1 einwirkt. Die Platte 4 ist zugleich Teil einer Dämpfungsanordnung, zu der weiterhin ein Topf 5 und ein in dem Topf angeordnetes Dämpfungsglied 6 gehören.

Bei einer Ausschaltbewegung bewegt sich die Platte 3 zunächst ungehindert in den Topf 4 hinein bis zu einer Tiefe D1, die dem Löschhub der zugehörigen Vakuumschaltröhre entspricht.

Dort trifft die Platte 4 auf das kompressibel ausgebildete Dämpfungsglied 6, wodurch die Geschwindigkeit, mit der die Platte 4 weiter in den Topf 5 eintaucht, bis zum Erreichen der Stellung D2, die dem Endhub der Vakuumschaltröhre ent- spricht, entsprechend vermindert ist.