CH631027A5

CH631027A5 - Elektrische gleichstromkontaktvorrichtung.

Info

Publication number: CH631027A5
Application number: CH714578A
Authority: CH
Inventors: Burkhard Funk; Hansjoerg Weber; Alain Zbinden; Victor Decroix; Albert Massonnet
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1978-06-30
Filing date: 1978-06-30
Publication date: 1982-07-15
Also published as: DE7820968U1; IT7923888A0; IT1121953B; FR2430074A1; FR2430074B1; US4319104A; JPS559390A; DE2830715A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Gleichstromkontaktvorrichtung, insbesondere für einen Gleichstrom-Hochleistungsschalter.

In der DE-PS 12 02 378 ist eine Kontaktbrücke beschrieben und dargestellt, die aus einer Platte mit Lichtbogenhörnern besteht, die durch einen bogenförmigen Lichtbogenleitbügel galvanisch miteinander verbunden sind. Derartige Schalter sind nur bis zu bestimmten Nennströmen zu verwenden. Der Querschnitt der Kontaktbrücke ist begrenzt und die Wärmeleitfähigkeit ist verhältnismässig schlecht. Gemäss der DE-OS 16 40 262 ist die Kontaktbrücke U-förmig ausgebildet und jeder Schenkel trägt am Ende einen Kontakt. Der Stromweg bildet zwar bei dieser Ausführungsform eine Schlinge, die die magnetische Blasung des Lichtbogens verstärkt, die Kontaktbrücke ist jedoch wenig massiv und weist einen kleinen Querschnitt auf.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu beseitigen und eine elektrische Gleichstromkontaktvorrichtung, insbesondere für einen Gleichstrom-Hochleistungsschalter, zu schaffen, die ausreichend mechanisch fest ist, einen grossen Querschnitt und eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist und beim Ausschalten eine Stromschlinge bildet, die die magnetische Eigenblasung des Lichtbogens verursacht.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei der Gleichstromkontaktvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Vorrichtung einen walzenförmigen, mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden und exzentrisch angeordneten Bohrung versehenen Kontaktkörper enthält.

Der Vorteil der Erfindung ist vor allem darin zu sehen, dass durch die exzentrische Anordnung der sich in Längsrichtung erstreckenden Bohrung im Kontaktkörper zwei Stromwege geschaffen werden, einen mit einem grösseren Querschnitt und einen mit einem kleineren. Die Lage des grösseren Querschnitts ist so gewählt, dass der durch diesen Querschnitt fliessende Ausschaltstrom eine starke magnetische Beblasung des Lichtbogens verursacht. Die Konstruktion ist robust.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es ist von Vorteil, wenn in der Bohrung des Kontaktkörpers ein Innenkörper angeordnet ist, der mit einer Antriebsstange verbunden ist. Dieser Innenkörper drückt im geschlossenen Zustand des Schalters den walzenförmigen Kontaktkörper gegen die unbeweglichen Kontakte und verbessert somit die regelmässige Verteilung der Anpresskraft über die ganze Kontaktfläche. Nach einer Weiterbildung ist der Innenkörper in der Bohrung des Kontaktkörpers mit Spiel angeordnet. In den meisten Fällen reicht ein Spiel in der Grössenordnung von '/io mm aus; es kann jedoch auch wesentlich grösser sein. Weil die Ausschaltbewegung der Antriebsstange selbstverständlich mit der Nullgeschwindigkeit beginnen muss, wird durch diese Anordnung der Kontaktkörper erst dann bewegt, wenn die Ausschaltgeschwindigkeit der Antriebsstange gestiegen ist. Zweckmässig ist der Innenkörper als eine Walze ausgebildet. Somit erreicht man eine grössere Kontaktfläche mit der Bohrung des Kontaktkörpers. Es ist vorteilhaft, wenn der Innenkörper als eine Walze ausgebildet ist, die mit einer ebenen, mit der Achse der Walze parallelen Fläche ausgeführt ist. Durch diese konstruktive Lösung erreicht man, dass der Innenkörper die Bohrung des Kontaktkörpers nur in gewünschten Teilen kontaktiert.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Innenkörper aus einem elektrisch leitenden Material. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass der Innenkörper im geschlossenen Zustand des Schalters die elektrische und thermische Leitfähigkeit des Gleichstromkontakts vergrössert, weil er an die vordere Fläche der Bohrung gepresst wird. Nach einer anderen Ausgestaltung besteht der Innenkörper aus einem Isoliermaterial. Bei dieser Ausführungsform hat der Innenkörper nur die mechanische Funktion und bewegt und stützt den Kontaktkörper ab.

Es ist zweckmässig, wenn der Kontaktkörper mit Kontaktplättchen versehen ist. Die Ausführungsform ermöglicht, für den Kontaktkörper ein billigeres Material zu verwenden, weil die Abbrandgefahr insbesondere im Raum der Kontaktplättchen besteht, die aus einem besser elektrisch leitenden und abbrandfesten Material hergestellt werden.

Nach einer Weiterbildung besteht der Kontaktkörper aus wenigstens zwei gleichartigen, nebeneinander koaxial angeordneten, walzenförmigen Kontaktkörpern, die auf dem gemeinsamen Innenkörper angeordnet sind. Durch diese Ausführungsform wird eine bessere gegenseitige Anpassung der Kontaktflächen auch für den Fall gesichert, wenn die Kontaktflächen infolge des Abbrandes oder einer mechanischen Deformation ihre ursprüngliche Form der Oberfläche verlieren, wobei zweckmässigerweise die festen Kontakte des Schalters entsprechend unterteilt sind. Es ist zweckmässig, wenn diese gleichartigen, nebeneinander angeordneten, walzenförmigen Kontaktkörper voneinander isoliert sind. Diese Massnahme verhindert einen unerwünschten Durchgang der Ströme zwischen den einzelnen, nebeneinander angeordneten Kontaktkörpern.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch eine beispielsweise Ausführungsform einer Gleichstromkontaktvorrichtung gemäss der Erfindung im geschlossenen Zustand,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäss Fig. 1 im geöffneten Zustand,

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Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes im Querschnitt mit ebenen Kontaktplättchen (Schnitt III-III aus Fig. 4),

Fig. 4 die Ausführungsform gemäss Fig. 3 im Längsschnitt (Schnitt IV-IV aus Fig.3), 5

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform, bei der der Kontaktkörper aus mehreren nebeneinander koaxial angeordneten Kontaktkörpern besteht (Schnitt V-V aus Fig. 6),

Fig. 6 den Längsschnitt VI-VI aus Fig. 5, io

Fig. 7 eine weitere beispielsweise Ausführungsform im Querschnitt, bei der die Bohrung im Kontaktkörper leer ist (Schnitt VII-VII aus Fig. 8) und

Fig. 8 den Längsschnitt Vili—VIII aus Fig. 7.

Gemäss Fig. 1 ist in einem walzenförmigen Kontaktkörper 15 eine Bohrung 2 ausgeführt, die sich in Längsrichtung des Kontaktkörpers 1 erstreckt. Die Achsen des Kontaktkörpers 1 und der Bohrung 2 sind also parallel, die Bohrung 2 ist jedoch exzentrisch ausgeführt, so dass der Querschnitt des Kontaktkörpers 1 in zwei Stromwege geteilt ist. Der Teil des Kontakt- 20 körpers 1 mit kleinem Querschnitt ist mit der Bezugsziffer 1 ' bezeichnet, der Teil mit dem grösseren Querschnitt mit der Bezugsziffer 1 ". In der Bohrung 2 ist ein Innenkörper 3 mit Spiel angeordnet. Dies wird dadurch erreicht, dass der Durchmesser des walzenförmigen Innenkörpers 3 kleiner ist als derje- 25 nige der Bohrung 2. Der in der dargestellten Lage obere Teil des Innenkörpers 3 ist mit einer ebenen Fläche 4 versehen, so dass im geschlossenen Zustand nur die an die ebene Fläche 4 angrenzenden Teile des Innenkörpers 3 die Innenfläche der Bohrung 2 berühren. Eine Bohrung 5 im Innenkörper 3 dient 30 zum Einschrauben einer Antriebsstange 6, die durch eine Bohrung 7 im Kontaktkörper 1 mit Spiel geführt wird. In der Zeichnung sind noch Lichtbogenlaufschienen 8 mit Kontaktplättchen 9 dargestellt. Ähnliche Kontaktplättchen 10 sind in die Oberfläche des Kontaktkörpers 1 eingesetzt. Die Kontaktplätt- 35 chen 9 und 10 bestehen aus einem an sich für diesen Zweck bekannten Material, z. B. aus einer stark silberhaltigen Silber-Cadmium-Oxyd-Legierung, aus Graphit oder aus mit Metallteilchen verstärktem Graphit. Im Teil 1 ' des Kontaktkörpers 1 ist eine radiale Bohrung 11 dargestellt, die den kleinen Querschnitt 40 des Teiles 1 ' noch vermindert und gleichzeitig als ein Kühlkanal dienen kann. Es ist ebenfalls möglich, dass die Bohrung 1 mit einem Isolierstoff verschlossen wird. In diesem Fall kann sie zwar nicht als Kühlkanal dienen, es wird jedoch ein eventuelles Eindringen von Schmutz und Abbrandteilen in die Bohrung 2 45 sichtbar. Im dargestellten Teilschnitt ist nur eine radiale Bohrung 11 sichtbar. Es ist jedoch selbstverständlich, dass in der Längsrichtung des Kontaktkörpers 1 mehrere radiale Bohrungen 11 oder andere Öffnungen ausgeführt werden können. Der Kontaktkörper 1 und der Innenkörper 3 bestehen in diesem Beispiel aus Kupfer.

Die Bezugsziffern von Fig. 1 gelten für gleiche Teile auch in allen folgenden Zeichnung.

In Fig. 2 ist der Gleichstromkontakt aus Fig. 1 im geöffneten Zustand dargestellt. Der Kontaktkörper 1 wurde aus der geschlossenen Stellung mit Hilfe der Antriebsstange über den Innenkörper 3 gezogen. Der Kontakt zwischen dem Innenkörper 3 und dem Kontaktkörper 1 wurde in dem gemäss der Zeichnung oberen Teil des Gleichstromkontaktes unterbrochen. Somit entstand eine Stromschlinge, die vorwiegend durch den unteren, breiteren Teil 1 " des Kontaktkörpers 1 mit grösserem Querschnitt fliesst.

Die Ausführungsform gemäss Fig. 3 und 4 zeigt vereinfacht eine andere Ausführungsform. Die Kontaktplättchen 10 weisen ebene Kontaktflächen auf und sind auf der Oberfläche des Kontaktkörpers 1 befestigt. Der Kontaktkörper 1 und der Innenkörper 3 sind aus Kupfer hergestellt. Die in Fig. 1 und 2 gut sichtbare Antriebsstange 6 wurde in diesem Beispiel nicht gekennzeichnet.

Die Ausgestaltung gemäss Fig. 5 und 6 zeigt eine Variante, bei der der Kontaktkörper aus mehreren nebeneinander angeordneten Kontaktkörpern 1 besteht. Die Kontaktkörper sind aus einer Kupfer-Silber-Legierung hergestellt und sind mit keinen Kontaktplättchen versehen. Der gemeinsame Innenkörper 3 besteht aus einem an sich bekannten Isoliermaterial. Der Innenkörper ist mit der nicht dargestellten Antriebsstange mit Hilfe eines an sich bekannten, nicht dargestellten beidseitig angreifenden Bügels verbunden, dessen Enden in den Stirnseiten des Innenkörpers 3 befestigt sind.

Das in Fig. 7 und 8 dargestellte Beispiel zeigt einen aus Graphit bestehenden walzenförmigen Kontaktkörper 1. Die Bohrung 2 im Kontaktkörper 1 ist leer, sie enthält also keinen Innenkörper und die nicht dargestellte Antriebsstange ist direkt im breiteren Teil 1" des Kontaktkörpers 1 befestigt.

Der Erfindungsgegenstand ist auf das Dargestellte selbstverständlich nicht beschränkt. So könnte man z. B. zwischen die einzelnen Kontaktkörper 1 gemäss Fig. 6 isolierende Scheiben anordnen oder die Stirnflächen der einzelnen Kontaktkörper 1 mit Isolierschichten versehen. Der Innenkörper 3 kann auch eine andere Form aufweisen als die dargestellte runde, und die radialen Bohrungen 11 können auch bei anderen Varianten Verwendung finden.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

631 027 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrische Gleichstromkontaktvorrichtung, insbesondere für einen Gleichstrom-Hochleistungsschalter, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen walzenförmigen, mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden und exzentrisch angeordneten Bohrung (2) versehenen Kontaktkörper (1) enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bohrung (2) ein Innenkörper (3) angeordnet ist, der mit einer Antriebsstange (6) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkörper (3) in der Bohrung (2) mit Spiel angeordnet ist.

4. Vorrichtug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkörper (3) als eine Walze ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkörper (3) als eine Walze ausgebildet ist, die mit einer ebenen, mit der Achse der Walze parallelen Fläche (4) ausgeführt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkörper (3) aus einem elektrisch leitenden Material besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkörper (3) aus einem Isoliermaterial besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (1) mit Kontaktplättchen (10) versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktkörper (1) aus wenigstens zwei gleichartigen, nebeneinander koaxial angeordneten, walzenförmigen Kontaktkörpern (1) besteht, die auf dem gemeinsamen Innenkörper (3) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichartigen, nebeneinander angeordneten, walzenförmigen Kontaktkörper (1) voneinander isoliert sind.