DD128177B1

DD128177B1 - CONTACT ARRANGEMENT FOR ELECTRIC POWER SUPPLY UNITS

Info

Publication number: DD128177B1
Application number: DD19555776A
Authority: DD
Inventors: Walter Hojdem; Ottmar Mueller; Berthold Reyher; Wilhelm Tragsdorf
Original assignee: Walter Hojdem; Ottmar Mueller; Berthold Reyher; Wilhelm Tragsdorf
Priority date: 1976-11-02
Filing date: 1976-11-02
Publication date: 1983-08-17
Also published as: DD128177A1

Description

Field of application of the invention:

Die Erfindung ist bei elektrischen Leistunssschaltgeräten anwendbar»The invention is applicable to electric power switching devices »

Characteristic of the known technical solutions:

Bei der Konstruktion derartiger Kontakte sind verschiedene Lösungen möglich.In constructing such contacts, various solutions are possible.

Bei einer ersten bekannten Lösung ist der bewegliche Schaltstift einem feststehenden Kontakt mit beweglichen Kontaktfingern zugeordnet. Beim Einfahren des Schaltstiftes in den feststehenden Kontakt entsteht bei anliegender Spannung ein Vorzündlichtbogen, dessen Länge von der Höhe der anliegenden Spannung und der Art des vorhandenen Isoliermediums abhängt. Dieser Vorzündlichtbogen bringt an seinen Fußpunkten den Kontaktwerkstoff auf beiden Seiten zum Verdampfen bzw. zum Schmelzen, Sobald sich dann die Kontakte beühren, kommt es entweder zu Verschweißungen oder es werden die den Dauerstrom führenden Kontaktteile beschädigt.In a first known solution, the movable contact pin is associated with a fixed contact with movable contact fingers. When retracting the contact pin in the fixed contact creates a pre-ignition arc at voltage applied, the length of which depends on the height of the applied voltage and the type of insulating medium present. This Vorzündlichtbogen brings at its feet the contact material on both sides for evaporation or melting, As soon as then contact the contacts, it comes either to welds or the continuous current leading contact parts are damaged.

Dieser Nachteil wird bei der zweiten bekannten Lösung dadurch beseitigt, daß das Kontaktpaar, über dem der Vorzündlichtbogen entsteht, konstruktiv von den den Dauerstrom führenden Kontaktpaaren getrennt ist (DDS-PS 77 017; 78 277; 78 770). Zu diesem Zweck ist der bewegliche Schaltstift oder der Gegenkontakt mit einer Vorzündelektrode versehen, die in Bezug auf den entsprechenden Kontakt elastisch geführt ist.This disadvantage is eliminated in the second known solution in that the pair of contacts over which the Vorzündlichtbogen formed is structurally separated from the continuous current leading contact pairs (DDS-PS 77 017; 78 277; 78 770). For this purpose, the movable switching pin or the counter-contact is provided with a Vorzündelektrode which is guided elastically with respect to the corresponding contact.

Diese Kontakte sind vorzugsweise sogenannte Stirnkontakte. Beim Einschaltvorgang zündet; der Lichtbogen beispielsweise zwischen dem Schaltstift und der Vorzündelektrode des feststehenden üontaktes, nach Berührung dieser Teile wird der Einschaltlichtbogen durch den dynamischen Kontakt (Vorzündlichtbogen) gelöscht.These contacts are preferably so-called end contacts. When switching on ignites; the arc, for example, between the contact pin and the Vorzündelektrode the fixed üontaktes, after touching these parts of the Einschaltlichtbogen is extinguished by the dynamic contact (Vorzündlichtbogen).

Bei Fortsetzung des Einschaltvorganges, d.h. bei Waiterbewegung des Schaltstiftes wird die Vorzündelektrode in den entsprechenden HauptkontakJ" hineingeschoben, !wodurch sich dann hintereinander oder parallel angeordnete Dauerstrom-Eontakte berühren können« Durch diese konstruktive Ausbildung der Kontakte wird zwar die Beschädigung der Dauerstromkontakte vermieden, jedoch entsteht ein anderer Nachteil, indem die Stirnkontakte stets prellen (elastischer Stoß).Upon continuation of the turn-on, i. During Waiterbewegung of the switching pin Vorzündelektrode is pushed into the corresponding HauptkontakJ ", which can then touch one behind the other or parallel arranged Dauerstrom-Eontakte" Although this constructive design of the contacts, the damage of the Dauerstromkontakte is avoided, but there is another disadvantage by the Always buff face contacts (elastic shock).

Es ist ferner ein gasisoliertes Schaltgerät bekannt, bei dem ein durch einen Schmierkörper und Gleitkontakte geführter beweglicher Kontakt vorgesehen ist, dem gegenüber ein fester Kontakt angeordnet ist, der aus einem federbelasteten Spreiz- oder Nachlaufkontakt und Gleitkontakten besteht, denen gegebenenfalls Graphitschmierkörper vorgeordnet sind» Gleitkontakte und Schmierkörper des feststehenden Kontaktes sind von einer Abschirmkappe mit einem Abbrennring" aus einem gegen die Lichtbogentemperatur resistenten Material versehen. An der Spitze des Spreiz- oder Nachlaufkontaktes kann dabei auch eine aus selbstschmierendem Isolierstoff bestehende Zentrierspitze angeordnet sein, in die der dann hohl ausgebildete bewegliche Kontakt sich selbst zentrierend einläuft (DD-PS 101507; h 01 n, 1/34).It is also a gas-insulated switching device is known in which a guided by a lubricating body and sliding contacts movable contact is provided against a fixed contact is arranged, which consists of a spring-loaded spreading or lag contact and sliding contacts, which optionally upstream graphite lubricating body »sliding contacts and Lubricants of the fixed contact are provided by a shielding cap with a burn-off ring made of a material which is resistant to the arc temperature At the tip of the spreading or follow-up contact, a centering tip consisting of self-lubricating insulating material can be arranged, into which the hollow contact is then formed Self centering enters (DD-PS 101507, h 01 n, 1/34).

Nachteilig bei dieser Kontaktanordnung ist einerseits, daß zwischen Spreizkontaktboden und dem feststehenden Strombahnstück ein Stromband angeordnet sein muß, wobei es beim Stromfluß im Kurzschlußfall zu solchen Stromkräften kommen kann, die die Einschaltbewegung durch ihr Gegenwirken erheblich behindern. Ferner kommt es zwischen den Gleitkontakten und dem Spreizkontakt zu einem nicht abriebfreien Gleiten. Schließlich können auch mit diesem bekannten Schalter die beim Schalten auftretenden zusätzlichen Entladungsvorgänge im MhLZ-Bereich, die zu erheblichen Überspannungen führen können, nicht vermieden werden.A disadvantage of this contact arrangement, on the one hand, that a current band must be arranged between Spreizkontaktboden and the fixed part of the current path, whereby it can come in the flow of current in the short circuit to such current forces that hinder the closing movement considerably by their counteracting. Furthermore, it comes between the sliding contacts and the Spreizkontakt to a non-abrasive sliding. Finally, even with this known switch occurring during switching additional discharge operations in the MhLZ area, which can lead to significant overvoltages, can not be avoided.

Object of the invention:

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, also eine Kontaktanordnung für Leistungsschaltgeräte mit einem beweglichen Schaltstift und einer Gegenelektrode zu schaffen, die betriebssicher arbeitet.The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art, that is to provide a contact arrangement for power switching devices with a movable contact pin and a counter electrode, which operates reliable.

Darlegung des Wesens der Erfindung: Die technische Aufgabe Explanation of the essence of the invention: The technical task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktanordnung der vorgenannten Art zu schaffen, bei" der die beim Schalten auftretenden Entladunssvorgänge bis zum MtiZ-Bereich weitgehend vermieden werden und beim Einschalten ein verschweißsicherer Stromübergang erreicht wird.The invention has for its object to provide a contact arrangement of the aforementioned type, in which the Entladunssvorgänge occurring during switching to the MtiZ area are largely avoided and when turning on a weld-safe current transition is achieved.

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch, gelöst, daß die Gleitköntakte des feststehenden Kontaktes nach seiner Spitze hin fingerförmig verlängert sind, ihre Kontaktfläche leicht konvex verläuft und ihre Spitzen S_ch.rägen aufweisen, daß der Spreizkontakt an seiner Spitze ein strombegrenzendes, nicht verschweißendes Kontaktteil aus Graphit, einer MetallgraphitIegierung oder graphithaltiger Kohle besitzt und daß dieses Kontaktteil während des Einschaltens solange die Gleitkontakte berührt, bis der Schaltstift des beweglichen Kontaktes an diesen anliegt.The object is achieved according to the invention, solved in that the Gleitköntakte the fixed contact are finger-shaped extended after its tip, their contact surface is slightly convex and their tips S _c h.rägen have that the expansion contact at its tip a current-limiting, non-welding contact part Graphite, a MetallgraphitIegierung or graphite-containing coal has and that this contact part while switching on the sliding contacts contacts until the contact pin of the movable contact is applied to this.

Vorteilhafterweise ist das strombegrenzende Kontaktteil kegelförmig ausgebildet und sein spezifischer Widerstand so gewählt, daß der Spannungsabfall über dieses kleiner ist als der Spannungsabfall über dem Vorzündlichtbogen.Advantageously, the current-limiting contact part is cone-shaped and its specific resistance chosen so that the voltage drop across this is smaller than the voltage drop across the Vorzündlichtbogen.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn die Schrägen an den Spitzen der Gleitkontakte des feststehenden Kontaktes der Abschrägung der Spitze des Schaltstiftes des beweglichen Kontaktes entsprechen.It is particularly advantageous if the bevels at the tips of the sliding contacts of the fixed contact correspond to the bevel of the tip of the switching pin of the movable contact.

Embodiment:

Die Erfindung wird nachfolgend an einem in der beiliegenden Zeichnung im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in section in the attached drawing.

Der gegenüber dem feststehenden Kontakt 2 bewegliche Schaltstift 1 ist beim Schließen des Kontaktes in Richtung des Pfeiles 16 beweglich.The relative to the fixed contact 2 movable switching pin 1 is movable when closing the contact in the direction of arrow 16.

An seinem dem feststehenden Kontakt 2 zugekehrten Ende ist der Schaltstift 1 mit einer Abschrägung 12 von etwa 15° versehen,, Im Kontakt 2 ist ein Kontaktteil 10, das im eigentlichen Sinn den Fixkontakt bildet, gelagert» Das Kontaktteil 10 ist mit einer durchgehenden koaxialen Bohrung versehen, in der ein mitlaufender Spreizkontakt 7 axial verschiebbar gelagert und von einem Federpaket 11 nach unten in Richtung zum Schaltstift 1 gedrückt wird. Die Bewegung in Richtung auf den Schaltstift 1 wird bei geöffnetem Kontakt durch einen flanschartigen Ansatz 13 des mitlaufenden Kontaktes 7 begrenzt, der in dieser Schaltstellung an der Oberseite 14 des Kontaktteiles 10 anliegt. Der mitlaufende Spreizkontakt hat annähernd die Form eines unten geschlossenen Hohlzylinders, in dem das Federpaket 11 zum Teil untergebracht ist. Der feststehende Kontakt 2 ist an seinem unteren Teil von einem unten offenen Hüllteil 15 umgeben. Zwischen dem Kontaktteil 10 bzw. dem unteren Teil des mitlaufenden Spreizkontaktes 7 einerseits und dem Hüllteil 15 andererseits sind fingerförmig verlängerte Gleitkontakte 8 mit Spitzen 4 gelagert. Der mitlaufende Spreizkontakt 7 ist unten, d.h. an dem dem Schaltstift 1 zugekehrten Ende, mit einem Kontaktteil 9 versehen, das vorzugsweise aus Graphit, einer MetallgraphitIegierung oder graphithaltiger Kohle besteht. Die Spitzen 4 sind an ihren freien Enden abgeschrägt mit einem Winkel, der etwa dem der Abschrägung 12 des Schaltstiftes 1 entspricht.At its the fixed contact 2 facing the end of the switching pin 1 is provided with a chamfer 12 of about 15 ° ,, in contact 2 is a contact part 10 which forms the fixed contact in the true sense, stored »The contact member 10 is provided with a continuous coaxial bore provided, in which a follower expansion contact 7 is mounted axially displaceable and is pressed by a spring assembly 11 down in the direction of the switching pin 1. The movement in the direction of the switching pin 1 is limited in open contact by a flange-like projection 13 of the follower contact 7, which rests in this switching position on the upper side 14 of the contact part 10. The follower expansion contact has approximately the shape of a bottom closed hollow cylinder in which the spring assembly 11 is housed in part. The fixed contact 2 is surrounded at its lower part by a Hüllteil open at the bottom 15. Between the contact part 10 and the lower part of the revolving Spreizkontaktes 7 on the one hand and the Hüllteil 15 on the other finger-shaped elongated sliding contacts 8 are mounted with tips 4. The follower expansion contact 7 is at the bottom, i. at the end facing the switching pin 1, provided with a contact part 9, which preferably consists of graphite, a MetallgraphitIegierung or graphite-containing coal. The tips 4 are chamfered at their free ends with an angle which corresponds approximately to the bevel 12 of the switching pin 1.

Bei der Einschaltung nähert sich, wie durch einen Pfeil angedeutet, der Schaltstift 1 dem feststehenden Kontakt Erreicht er die Position 3» so entsteht bei anliegender Hochspannung zwischen dem Schaltstift 1 und den Spitzen 4 eines der Gleitkontakte 8 ein Vorzündlichtbogen 5·When switching approaches, as indicated by an arrow, the contact pin 1 the fixed contact He reaches the position 3 »so arises at applied high voltage between the contact pin 1 and the tips 4 of the sliding contacts 8 a Vorzündlichtbogen 5 ·

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Der Schaltstift 1 bewegt sich weiter und erreicht die Position 6, wo es zwischen dem Schaltstift 1 und dem mitlaufenden Spreizkontakt 7 zur galvanischen Berührung kommt. Der Stromfluß erfolgt in diesem Augenblick vom Schsltstift 1 über das Kontaktteil 9 des mitlaufenden Spreizkontaktes 7 und den: Gleitkontakt 8 zum Kontaktteil 10, dem eigentlichen Fixkontakt. Dadurch erlischt der Vorzündlichtbogen 5» ^^a an ihm ein größerer Spannungsabfall als am soeben beschriebenen Strampfad auftreten würde und der Einschaltstrom selbst begrenzt wird. Das Federpaket 11 drückt den mitlaufenden Spreizkontakt 7 gegen den beweglichen Schaltstift 1. Nach dem Verlassen der Position 6 läuft der Schaltstift 1 in die Endstellung, wobei der mitlaufende Spreizkontakt 7 ebenfalls in die Endstellung gedrückt wird. In dieser Stellung fließt der Strom vom Schaltstift 1 unmittelbar über die Gleitkontakte 8 zum Kontaktteil 10, ohne daß diese dann den Dauerstrom führendenKontaktstellen von Lichtbogenfußpunkten beaufschlagte Stellen berühren bzw. der Schaltstift 1 die vom Lichtbogen beanspruchten Teile der Gleitkontakte 8 berührt.The switching pin 1 moves on and reaches the position 6, where it comes between the switching pin 1 and the follower Spreizkontakt 7 for galvanic contact. The current flow takes place at this moment from Schsltstift 1 via the contact part 9 of the revolving Spreizkontaktes 7 and the: sliding contact 8 to the contact part 10, the actual fixed contact. Thus, the Vorzündlichtbogen 5 »^ ^a goes out to him a greater voltage drop than the just described Strampfad would occur and the inrush current is self-limited. The spring assembly 11 presses the follower expansion contact 7 against the movable contact pin 1. After leaving the position 6 of the switching pin 1 runs in the end position, wherein the follower expansion contact 7 is also pressed into the end position. In this position, the current flows from the contact pin 1 directly via the sliding contacts 8 to the contact part 10, without these then contact the continuous current leading contact points of arc rootings acted upon points or the contact pin 1 touches the arcs claimed parts of the sliding contacts 8.

Die so gewählte Anordnung gewährleistet, daß die eigentliche metallische Berührung lichtbogenlos erfolgt, und daß in der ersten Phase des Stromflusses nach der metallischen Berührung und der sich gemeinsam bewegenden Kontakte der Stromübergang über den nicht schweißbaren Graphitkontaktteil erfolgt und damit der den Nennstrom führende Kontaktübergang am Kontaktfinger nahezu verschleißfrei erfolgt.Ensures the arrangement so chosen that the actual metallic Berü hr tion takes place without arcing, and that in the first phase of the current flow after the metallic contact and the jointly moving contacts the current transfer via the non-weldable graphite contact part and thus the nominal current leading contact transition on Contact fingers are almost wear-free.

Das Kontaktteil 7 ist kegelförmig gestaltet, damit die Federkräfte gering gehalten werden können und unter Beachtung der Einlaufphase der Spitzen 4 und des Schaltstiftes 1 ein reibungsloser Übergang gewährleistet ist.The contact part 7 is cone-shaped, so that the spring forces can be kept low and, taking into account the running-in phase of the tips 4 and the switching pin 1, a smooth transition is ensured.

Der spezifische Widerstand für den graphithaltigen Werkstoff des Kontaktteiles 9 ist so gewählt, daß der Spannungsabfall über diesem Teil kleiner als der über den Vorzündlichtbogen 5 ist bzw. diesen begrenzt. Die Geschwindigkeit des Schaltstiftes 1 beim Schaltrvorgang ist so auf den Abstand zwischen dem Schaltstift 1 und den Spitzen 4 und den Abstand zwischen den Spitzen 4 und dem mitlaufenden Spreizkontakt 7 abgestimmt, daß die Zeit zwischen dem Zünden des Vorzündlichtbogens 5 und dem Auftreten des ersten galvanischen Kontaktes zwischen dem Schaitstift 1 und dem mitlaufenden" Spreizkontakt 7 kürzer als 1С ms ist, denn durch den Widerstand des Kontaktteiles 9 wird der Einschaltstrom um so stärker begrenzt, je früher die erwähnte galvanische Berührung erfolgt,The specific resistance for the graphite-containing material of the contact part 9 is selected so that the voltage drop across this part is smaller than that of the Vorzündlichtbogen 5 or limited. The speed of the switching pin 1 in Schaltrvorgang is tuned to the distance between the switching pin 1 and the tips 4 and the distance between the tips 4 and the revolving Spreizkontakt 7 that the time between the ignition of the Vorzündlichtbogens 5 and the occurrence of the first galvanic contact between the Schaitstift 1 and the follower "Spreizkontakt 7 is shorter than 1С ms, because by the resistance of the contact part 9, the inrush current is the more limited the earlier the mentioned galvanic contact occurs,

Wegen der begrenzten thermischen Belastbarkeit des Kontaktteiles 9 ist; für den Stromfluß über dieses Teil eine Zeitdauer von weniger als 5 ni-s anzustreben.Because of the limited thermal capacity of the contact part 9; for the flow of current over this part a duration of less than 5 ni-s.

Das Federpaket 11 ist so gestaltet, daß mindestens eine Feder die Bewegung des mitlaufenden Spreizkontaktes 7 bis in die Position 6 bewirkt und mindestens eine weitere Feder die Dämpfung des Schaltstiftes 1 übernimmt. Die Spitzen 4 und die Spitzen des Schaltstiftes 1 sind vorzugsweise aus einer Wolfram-Kupfer-Legierung (30/70) hergestellt.The spring assembly 11 is designed so that at least one spring causes the movement of the revolving Spreizkontaktes 7 to the position 6 and at least one further spring takes over the damping of the switching pin 1. The tips 4 and the tips of the switch pin 1 are preferably made of a tungsten-copper alloy (30/70).

Durch die infolge der erfindungsgemäßen Kontaktausbildung erreichte zeitliche Aufeinanderfolge von Zündung und Kontaktberührung wird vor allem gewährleistet, daß der Lichtbogen zwischen den aus der Wolfram-Kupfer-Legierung hergestellten Teilen brennt, ohne daß sich diese Teile berühren.By achieved as a result of the contact formation according to the invention temporal succession of ignition and contact contact is mainly ensured that the arc between the parts made of the tungsten-copper alloy burns without touching these parts.

Dies ist deshalb wichtig, da es sich um eine relativ spröde Legierung handelt _t und es so weder 7,\x einera Abrieb noch im Extremfall zu einem Abbrechen dieser spröden Teile kommen kann_e This is important because it is a relatively brittle alloy _t and so neither 7 \ x einera abrasion nor can in extreme cases to cancel these brittle parts _e

Claims

invention claim

Contact arrangement for power switching devices with a movable contact pin and a fixed contact, the sliding contacts and a displaceable in the direction of movement of the contact pin, the sliding contacts spreading spreading and further means of which at the beginning of the switching operation of the switching pin skipping Vorzündlichtbogen goes out, said further means after completion of the switching operation, ie at constant current flowing, are electrically bridged by the continuous current leading contact parts, whereby the Vorzündlichtbogen is switched off, characterized in that the sliding contacts (8) of the fixed contact (2) are extended finger-shaped after its tip, their Contact surface slightly convex and their tips (4) have slopes that the expansion contact (7) at its tip a current-limiting, non-verschwei-ßendes contact part (9) made of graphite, a GraphitIegierung or graphite-containing coal b isitsitzt, and that this contact part (9) while switching the sliding contacts (8) touches until the switching pin (1) of the movable contact on the sliding contacts (8) is applied, such that for a certain period of time during the switch - on (position 6 ) a short-circuiting the Vorzündlichtbogen (5) current path from the switching pin (1) via the current-limiting contact part (9) of the follower contact (7) and a sliding contact (8) to the first contact part (10) of the fixed contact (2) consists,

2. contact arrangement according to. Item 1, characterized in that the specific resistance of the graphite-containing material of the current-limiting contact part (9) is selected so that the voltage drop across it is smaller than the voltage drop across the Vorzündlichtbogen.

3. Contact arrangement according to item 1 and 2, characterized in that the current-limiting contact part (9) is designed cone-shaped »

4. Contact arrangement according to item 1 to 6, characterized in that the tips (4) of the sliding contacts (8) with one of the bevel of the shift pin (1) corresponding oblique surface are provided.

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