DE102016214377B4 - Contact arm arrangement for a high-voltage switching device and its use - Google Patents
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- H01H31/34—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact adapted to engage an overhead transmission line, e.g. for branching
- H01H31/36—Contact moved by pantograph
Abstract
Kontaktarmanordnung (2) für ein Hochspannungs-Schaltgerät (1), mit wenigstens zwei Kontaktarmen (7), welche paarweise und über wenigstens ein Gelenk (10) relativ zueinander beweglich angeordnet sind, und welche jeweils ein Kontaktarm-Oberteil (8) und ein Kontaktarm-Unterteil (9) umfassen, wobei jeweils das Kontaktarm-Oberteil (8) wenigstens eine Ausnehmung aufweist, welche ausgebildet ist zur Aufnahme eines Kontaktelements (17), dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktarm-Unterteil (9) und/oder das Kontaktarm-Oberteil (8) wenigstens zwei Profilstangen (13) umfasst, welche insbesondere über Abstandselemente (15) miteinander starr verbunden sind. Contact arm arrangement (2) for a high-voltage switching device (1), having at least two contact arms (7), which are arranged in pairs and at least one joint (10) movable relative to each other, and which each have a contact arm upper part (8) and a contact arm -Unterteil (9), wherein in each case the contact arm upper part (8) has at least one recess which is adapted for receiving a contact element (17), characterized in that the contact arm lower part (9) and / or the contact arm upper part (8) comprises at least two profile bars (13), which are in particular rigidly connected to one another via spacer elements (15).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kontaktarmanordnung für ein Hochspannungs-Schaltgerät und deren Verwendung, wobei die Kontaktarmanordnung wenigstens zwei Kontaktarme umfasst, welche paarweise und über wenigstens ein Gelenk relativ zueinander beweglich angeordnet sind, und welche jeweils ein Kontaktarm-Oberteil und ein Kontaktarm-Unterteil umfassen.The invention relates to a contact arm arrangement for a high-voltage switching device and its use, wherein the contact arm assembly comprises at least two contact arms, which are arranged in pairs and at least one joint relative to each other movable, and each comprising a contact arm upper part and a contact arm lower part.
Hochspannungs-Schaltgerätgeräte werden im Hochspannungsbereich, d. h. ab einer Spannung von 1000 V verwendet. Hochspannungs-Schaltgerätgeräte sind z. B Trennschalter, insbesondere Einsäulen-Trennschalter, welche zum sichtbaren Trennen einer Strombahn eingesetzt werden, oder Erdungsschalter. Hochspannungs-Schaltgerätgeräte können nach Art eines Pantographen aufgebaut sein, wie z. B. aus der
Das bewegliche Kontaktstück umfasst z. B eine Kontaktarmanordnung mit wenigstens zwei Kontaktarmen, welche paarweise und über wenigstens ein Gelenk relativ zueinander beweglich angeordnet sind, analog einem Pantographen. Die Kontaktarme umfassen jeweils ein Kontaktarm-Oberteil und ein Kontaktarm-Unterteil. Beim elektrischen Verbinden mit dem festen Kontaktstück werden die Kontaktarm-Oberteile des jeweiligen Kontaktarm-Paares aufeinander zubewegt, d. h. über das Gelenk verbunden analog dem Schließen einer Schere bewegt, wobei das feste Kontaktstück zwischen den Kontaktarm-Oberteilen eingeklemmt wird. Dabei wird der elektrische Kontakt zwischen dem festen und den beweglichen Kontaktstücken über die Kontaktarm-Oberteile in Verbindung mit dem festen Kontaktstück hergestellt.The movable contact piece comprises z. B a contact arm arrangement with at least two contact arms, which are arranged in pairs and at least one joint movable relative to each other, analogous to a pantograph. The contact arms each include a contact arm top and a contact arm bottom. When electrically connected to the fixed contact piece, the contact arm tops of the respective contact arm pair are moved towards each other, d. H. connected via the joint moves analogous to the closing of a pair of scissors, wherein the fixed contact piece is clamped between the contact arm tops. In this case, the electrical contact between the fixed and the movable contact pieces via the contact arm tops is made in conjunction with the fixed contact piece.
Beim Öffnen der Strombahn über die Kontaktanordnung werden die Kontaktarm-Oberteile des jeweiligen Kontaktarm-Paares voneinander weg bewegt, d. h. analog dem Öffnen einer Schere bewegt, wobei das feste Kontaktstück zwischen den Kontaktarm-Oberteilen von den Kontaktarm-Oberteilen freigegeben wird. Die Kontaktarme können z. B aus rohrförmigen Metallstücken bestehen, z. B aus Kupfer- und/oder Aluminiumrohren.When opening the current path via the contact arrangement, the contact arm upper parts of the respective contact arm pair are moved away from each other, d. H. moved in accordance with the opening of a pair of scissors, wherein the fixed contact piece between the contact arm tops is released from the contact arm tops. The contact arms can z. B consist of tubular metal pieces, z. B made of copper and / or aluminum tubes.
Im verbundenen bzw. eingeschalteten Zustand des Hochspannungs-Schaltgerätes ist ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Festkontakt und den beweglichen Kontaktarmen notwendig, um verlustfrei bzw. zumindest verlustarm elektrischen Strom über den Kontakt zu leiten.In the connected or switched state of the high-voltage switching device, a good electrical contact between the fixed contact and the movable contact arms is necessary to conduct lossless or at least low-loss electrical current through the contact.
Damit die Trennstrecke z. B bei Trennschaltern und Erdungsschaltern nach außen hin gut sichtbar ist, und aus Platzgründen, ist der Schalter in der Regel nicht gekapselt und nicht in einem Gehäuse verbaut. Somit können die Elemente bzw. Teile des Hochspannungs-Schaltgerätes den Wettereinflüssen ausgesetzt sein. Wind und/oder Eisbelastung können zu einer ungewollten Bewegung der beweglichen Kontaktstücke führen, insbesondere zu einer Bewegung vom Festkontakt weg, was den elektrischen Kontakt verschlechtert und somit zu höheren elektrischen Verlusten über den Kontakt hinweg führt. Im Extremfall kann ein Auftrennen der Strombahn erfolgen, unbeabsichtigt und mit negativen Folgen für das angeschlossene Stromnetz.So that the separation distance z. B is clearly visible on disconnectors and earthing switches to the outside, and for reasons of space, the switch is usually not encapsulated and not installed in a housing. Thus, the elements or parts of the high-voltage switching device may be exposed to the weather. Wind and / or ice load can lead to an unwanted movement of the movable contact pieces, in particular to a movement away from the fixed contact, which deteriorates the electrical contact and thus leads to higher electrical losses over the contact away. In extreme cases, a separation of the current path can take place, unintentionally and with negative consequences for the connected power grid.
In einem Kurzschlussfall können durch hohe Ströme Kräfte entstehen, z. B über sich ändernde Magnetfelder um die stromdurchflossenen Teile herum, d. h. durch Induktion erzeugte Kräfte, welche zu einer Bewegung der beweglichen Kontaktarme vom Festkontakt weg führen können. Analog Wettereinflüssen kann dies den elektrischen Kontakt verschlechtern und somit zu höheren elektrischen Verlusten über den Kontakt hinweg führen. Im Extremfall kann ein unbeabsichtigtes Auftrennen der Strombahn erfolgen.In a short circuit, high currents can cause forces, eg. B about changing magnetic fields around the current-carrying parts, d. H. induced by forces, which can lead to a movement of the movable contact arms away from the fixed contact. Like weather, this can degrade the electrical contact and thus lead to higher electrical losses across the contact. In extreme cases, an unintentional disconnection of the current path can take place.
Durch die zuvor beschriebenen Probleme ist die Zuverlässigkeit des Hochspannungs-Schaltgerätes eingeschränkt, und hohe elektrische Verluste können zu hohen Kosten führen. Ein sicheres, gesteuertes Trennen und Verbinden der elektrischen Kontakte kann eingeschränkt oder unmöglich sein. Eine Anpassung der Kontaktflächen zwischen den beweglichen und Festkontaktstücken ist aufwendig und unter Umständen mit hohem Materialaufwand verbunden, da die Kontaktstücke als Ganzes verändert und angepasst werden müssen. So müssen z. B für einen höheren Stromfluss mit geringem Widerstand Rohrstücke als Ganzes mit größerem Querschnitt, mit mehr Material und/oder als rechteckige Stange mit einem der Kontaktfläche angepassten Profil ausgelegt werden. Das erhöht die Kosten und verringert Designfreiheiten, z. B die Anpassung des Profils an mechanische Stabilitätserfordernisse.By the problems described above, the reliability of the high-voltage switching device is limited, and high electrical losses can lead to high costs. Safe, controlled disconnection and connection of the electrical contacts may be limited or impossible. An adaptation of the contact surfaces between the movable and fixed contact pieces is expensive and possibly associated with a high cost of materials, since the contacts must be changed and adapted as a whole. So z. B for a higher current flow with low resistance Pipe pieces are designed as a whole with a larger cross section, with more material and / or as a rectangular rod with a contact surface adapted profile. This increases costs and reduces design freedoms, e.g. B the adaptation of the profile to mechanical stability requirements.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung bzw. Reduzierung der zuvor beschriebenen Probleme. Insbesondere ist es Aufgabe eine Kontaktarmanordnung für ein Hochspannungs-Schaltgerät und deren Verwendung anzugeben, welche eine zuverlässige Funktion, insbesondere mit geringen elektrischen Verlusten im verbundenen Zustand des Hochspannungs-Schaltgerätes ermöglichen, und eine kostengünstige, den Anforderungen angepasste, insbesondere modulare Bauform ermöglichen.The object of the present invention is the avoidance or reduction of the problems described above. In particular, it is an object to provide a contact arm arrangement for a high-voltage switching device and its use, which enable a reliable function, in particular with low electrical losses in the connected state of the high-voltage switching device, and a cost-effective, the requirements allow adapted, especially modular design.
Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kontaktarmanordnung für ein Hochspannungs-Schaltgerät mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und/oder durch die Verwendung der Kontaktarmanordnung gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kontaktarmanordnung für ein Hochspannungs-Schaltgerät und/oder der Verwendung der Kontaktarmanordnung sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei ist der Gegenstand des Hauptanspruchs mit den Merkmalen der Unteransprüche sowie Merkmale der Unteransprüche untereinander kombinierbar.The stated object is achieved by a contact arm for a high-voltage switching device with the features according to claim 1 and / or by the use of Kontaktarmanordnung according to
Eine erfindungsgemäße Kontaktarmanordnung für ein Hochspannungs-Schaltgerät umfasst wenigstens zwei Kontaktarme, welche paarweise und über wenigstens ein Gelenk relativ zueinander beweglich angeordnet sind, und welche jeweils ein Kontaktarm-Oberteil und ein Kontaktarm-Unterteil aufweisen. Das Kontaktarm-Oberteil weist jeweils wenigstens eine oder genau eine Ausnehmung auf, welche ausgebildet ist zur Aufnahme eines Kontaktelements.A contact arm arrangement according to the invention for a high-voltage switching device comprises at least two contact arms, which are arranged in pairs and at least one joint movable relative to each other, and each having a contact arm upper part and a contact arm lower part. The contact arm upper part has in each case at least one or exactly one recess, which is designed to receive a contact element.
Durch die Ausnehmung im Kontaktarm-Oberteil kann jeweils ein Kontaktelement einfach und kostengünstig am Kontaktarm stabil und elektrisch leitend befestigt werden. Über die Ausnehmung können Kontaktelemente mit vorbestimmter, günstiger Form und aus einem geeigneten Material, unabhängig von der Form und vom Material des Kontaktarm-Oberteils, am Kontaktarm-Oberteil befestigt werden, abgestimmt auf den Einsatzbereich des Hochspannungs-Schaltgerätes. Die Form des Kontaktarm-Oberteils ist unabhängig von der Form einer elektrischen Kontaktfläche für einen elektrischen Kontakt zwischen Kontaktarm und Festkontakt. Es können z. B T-förmige Kontaktelemente verwendet werden, welche entsprechend der Spannungsbereiche und Ströme über den Kontakt ausgewählt sind. So können T-förmige Kontaktelemente gegenüber einem rohrförmigen, d. h. O-förmigen Kontaktstück, eine größere Kontaktfläche zwischen beweglichen Kontaktstücken und Festkontakt erzeugen, welche im geschlossenen Zustand des Hochspannungs-Schaltgerätes einen zuverlässigeren Stromfluss mit geringeren elektrischen Verlusten ermöglich. Es können Kontaktelemente aus Kupfer mit oder ohne Beschichtungen z. B aus Silber verwendet werden, oder abbrandfeste Materialien für einen langzeitstabilen, guten elektrischen Kontakt. Die Kontaktelemente können einen guten elektrischen Kontakt im geschlossenen Zustand des Hochspannungs-Schaltgerätes ergeben, mit geringen elektrischen Verlusten und geringen daraus entstehenden Kosten, insbesondere auch bei ungünstigen Wettereinflüssen wie z. B bei Wind und Eisbildung und/oder bei Kurzschlüssen im Netz.Due to the recess in the contact arm upper part, in each case one contact element can be fastened in a stable and electrically conductive manner to the contact arm in a simple and cost-effective manner. About the recess contact elements with a predetermined, favorable shape and made of a suitable material, regardless of the shape and the material of the contact arm shell, be attached to the contact arm shell, tailored to the application of the high-voltage switching device. The shape of the contact arm upper part is independent of the shape of an electrical contact surface for an electrical contact between the contact arm and fixed contact. It can z. B T-shaped contact elements are used, which are selected according to the voltage ranges and currents through the contact. Thus, T-shaped contact elements with respect to a tubular, d. H. O-shaped contact piece to produce a larger contact area between movable contact pieces and fixed contact, which allows a more reliable current flow with lower electrical losses in the closed state of the high-voltage switching device. It can contact elements made of copper with or without coatings z. B made of silver, or erosion-resistant materials for a long-term stable, good electrical contact. The contact elements can provide a good electrical contact in the closed state of the high-voltage switching device, with low electrical losses and low resulting costs, especially in adverse weather conditions such. B in wind and ice formation and / or short circuits in the network.
Gegenüber Kontaktarm-Oberteilen aus einem Stück, insbesondere aus einem runden Rohr, können z. B Kontaktelemente mit einem T-Profil verwendet werden, welche eine längliche Kontaktfläche an einem rohrförmigen Festkontakt aufweisen. Im Gegensatz dazu weisen zylinderförmige Kontaktarm-Oberteile ohne Kontaktelement, in Verbindung mit einem rohrförmigen, d. h. zylinderförmigen Festkontakt, nur eine punktförmige Kontaktfläche auf. Eine höhere Zuverlässigkeit des Kontakts bei Bewegung eines Kontaktstücks entlang der Längsachse des gegenüberliegenden Kontaktstücks ist durch die größere Auflagefläche gegeben, da der Kontakt unter Umständen nur lokal entlang der Längsachse und nicht vollständig unterbrochen wird. Eine größere Auflagefläche ergibt ebenfalls einen besseren Stromfluss, mit geringeren elektrischen Verlusten.Compared with contact arm tops from one piece, especially from a round tube, z. B contact elements are used with a T-profile, which have an elongated contact surface on a tubular fixed contact. In contrast, cylindrical contact arm tops without a contact element, in conjunction with a tubular, d. H. cylindrical fixed contact, only a punctiform contact surface. A higher reliability of the contact during movement of a contact piece along the longitudinal axis of the opposite contact piece is given by the larger support surface, since the contact may be only locally along the longitudinal axis and not completely interrupted. A larger footprint also results in a better flow of current, with lower electrical losses.
Die Ausbildung der Kontaktarm-Oberteile jeweils mit einer Ausnehmung zur Aufnahme eines Kontaktelements, ermöglicht einen modularen Aufbau der Kontaktarmanordnung und einen einfachen Tausch von Kontaktelementen. Letztere können unabhängig vom restlichen Aufbau der Kontaktarmanordnung ausgewählt werden, in Form und Material für einen guten elektrischen Kontakt optimiert, entsprechend dem geforderten Strom- und Spannungsbereich des Hochspannungs-Schaltgerätes. Bei Verschleiß können die Kontaktelemente einfach aus der Ausnehmung entfernt und durch neue Kontaktelemente ersetzt werden. Das Kontaktarmdesign mit Ausnahme der Ausnehmung ist unabhängig vom Kontaktelement, und kann bezüglich Material und Form auf Eigenschaften wie z. B mechanische Stabilität und Kostenreduktion optimiert sein.The formation of the contact arm upper parts each with a recess for receiving a contact element, allows a modular structure of the contact arm and a simple exchange of contact elements. The latter can be selected independently of the remaining structure of the Kontaktarmanordnung, optimized in shape and material for a good electrical contact, according to the required current and voltage range of the high-voltage switching device. When worn, the contact elements can be easily removed from the recess and replaced with new contact elements. The contact arm design with the exception of the recess is independent of the contact element, and can with respect to material and shape on properties such. B be optimized mechanical stability and cost reduction.
Das Hochspannungs-Schaltgerät kann ein Hochspannungs-Trennschalter, insbesondere ein Trennschalter nach Art eines Pantographen sein, oder das Hochspannungs-Schaltgerät kann ein Hochspannungs-Erdungsschalter sein, insbesondere ein Erdungsschalter nach Art eines Pantographen. Das Hochspannungs-Schaltgerät kann nach Art eines Einsäulen-Schaltgeräts ausgebildet sein. Die zuvor beschriebenen Vorteile der Kontaktarmanordnung sind insbesondere bei Trenn- und Erdungsschaltern sowie Einsäulen-Schaltgeräten und Schaltgeräten, welche nach Art eines Pantographen aufgebaut sind, gegeben.The high-voltage switching device may be a high-voltage circuit breaker, in particular a pantograph-type circuit breaker, or the high-voltage switching device may be a high-voltage grounding switch, in particular a pantograph-type grounding switch. The high-voltage switching device may be designed in the manner of a single-column switching device. The advantages of the contact arm arrangement described above are given in particular in disconnectors and earthing switches as well as single-column switching devices and switching devices, which are constructed in the manner of a pantograph.
Eine Anzahl von Kontaktarmen kann von der Kontaktarmanordnung umfasst sein, welche abhängig ist von Parametern des Stromnetzes, an welches das Hochspannungs-Schaltgerät angeschlossenen ist, insbesondere abhängig vom Betriebsstrom und/oder Kurzschlussstrom. Bei größeren, maximal auftretenden Strömen und/oder Spannungen, kann eine größere Zahl an Kontaktarmen verwendet werden. Die Zahl kann auch abhängig von der Form und Gestalt der Kontaktarme gewählt werden, insbesondere bei Reduzierung des Kontaktarmquerschnitts kann eine höhere Zahl an Kontaktarmen verwendet werden. Die Flexibilität im Design der Kontaktarmanordnung kann zu Kostenreduktionen führen, einen sicheren Betrieb ermöglichen und/oder maximal auftretende elektrische Verluste über den Kontakt konstant halten oder reduzieren.A number of contact arms may be included in the contact arm arrangement, which is dependent on parameters of the power network to which the high-voltage switching device is connected, in particular depending on the operating current and / or short-circuit current. For larger, maximum occurring currents and / or voltages, can a larger number of contact arms are used. The number can also be selected depending on the shape and shape of the contact arms, especially when reducing the Kontaktarmquerschnitts a higher number of contact arms can be used. The flexibility in the design of the contact arm assembly can result in cost reductions, enable safe operation, and / or maintain or reduce maximum occurring electrical losses across the contact.
Erfindungsgemäß umfasst das Kontaktarm-Unterteil und/oder das Kontaktarm-Oberteil wenigstens zwei Profilstangen, welche insbesondere über Abstandselemente miteinander starr verbunden sind. Dadurch wird eine mechanisch stabile Kontaktarmanordnung mit guten elektrischen Eigenschaften ermöglicht, welche Ausnehmungen aufweist. Teile wie z. B Kontaktelemente und Bereiche der anderen Kontaktarme können in den Ausnehmungen teilweise oder vollständig angeordnet werden. Ein Kontaktarmteil, z. B das Kontaktarm-Oberteil kann in einem anderen Kontaktarmteil, z. B dem Kontaktarm-Unterteil angeordnet werden, insbesondere in einem Gelenkbereich, wodurch eine scherenartige Bewegung einfach ermöglicht wird.According to the invention, the contact arm lower part and / or the contact arm upper part comprises at least two profile rods, which are in particular rigidly connected to one another via spacer elements. This allows a mechanically stable contact arm arrangement with good electrical properties, which has recesses. Parts such as B contact elements and areas of the other contact arms can be partially or completely arranged in the recesses. A contact arm, z. B the contact arm upper part can be in another contact arm, z. B are arranged in the contact arm lower part, in particular in a joint area, whereby a scissor-like movement is easily possible.
Die Ausnehmung zur Aufnahme eines Kontaktelements des Kontaktarm-Oberteils kann entlang der Längsachse des Kontaktarm-Oberteils länglich ausgebildet sein, insbesondere nach Art eines Spaltes. In dem Spalt kann das Kontaktelement einfach angeordnet und befestigt werden. Die längliche Ausbildung ermöglicht die Anordnung eines länglichen Kontaktelements, insbesondere mit großer Kontaktfläche und/oder rechteckiger Kontaktfläche, für gute Kontakteigenschaften z. B bei Bewegung von Kontaktstücken gegeneinander.The recess for receiving a contact element of the contact arm upper part may be elongated along the longitudinal axis of the contact arm upper part, in particular in the manner of a gap. In the gap, the contact element can be easily arranged and fixed. The elongated design allows the arrangement of an elongate contact element, in particular with a large contact surface and / or rectangular contact surface, for good contact properties z. B when moving contact pieces against each other.
Die jeweilige Ausnehmung eines Kontaktarm-Oberteils kann in Form einer Nut in einer Profilstange, insbesondere einer Rechteckprofilstange mit abgerundeten Ecken und Kanten, ausgebildet sein. Wenigstens ein Kontaktelement, insbesondere in T-Form, kann zumindest teilweise in die Ausnehmung eingelassen sein, in mechanischem und elektrischem Kontakt mit der Profilstange. Nuten sind einfach und kostengünstig herstellbar, z. B durch Fräsen, Laserschneiden, Einprägen. Ein T-förmiges Kontaktelement kann einfach und mechanisch stabil in eine Nut eingefügt werden, insbesondere mit mechanischem und elektrischem Kontakt zum Material des Kontaktarm-Oberteils. Dadurch kann die Kontaktarmanordnung auf einfache und kostengünstige Weise mit Kontaktelementen aufgebaut werden, mit guten elektrischen Eigenschaften für einen Kontakt zwischen Kontaktstücken. Abgerundete Ecken und Kanten führen zu einer Reduktion oder Vermeidung von Koronaerscheinungen und Spannungsüberschlägen.The respective recess of a contact arm upper part may be in the form of a groove in a profile bar, in particular a rectangular profile bar with rounded corners and edges. At least one contact element, in particular in T-shape, can be at least partially embedded in the recess, in mechanical and electrical contact with the profile bar. Grooves are easy and inexpensive to produce, for. B by milling, laser cutting, embossing. A T-shaped contact element can be easily and mechanically stable inserted into a groove, in particular with mechanical and electrical contact with the material of the contact arm shell. Thereby, the contact arm arrangement can be constructed in a simple and cost-effective manner with contact elements, with good electrical properties for contact between contact pieces. Rounded corners and edges reduce or prevent corona and flashovers.
Die jeweilige Ausnehmung eines Kontaktarm-Oberteils kann alternativ oder zusätzlich gebildet sein in Form eines Schlitzes zwischen wenigstens zwei Rechteckprofilstangen, welche voneinander beabstandet über Abstandselemente aneinander befestigt sind. Insbesondere Rechteckprofilstangen mit abgerundeten Ecken und Kanten können beabstandet angeordnet sein. Wenigstens ein Kontaktelement, insbesondere in T-Form, kann zumindest teilweise in die Ausnehmung zwischen den Profilstangen eingelassen sein, in mechanischem und elektrischem Kontakt mit den Profilstangen. Über beabstandete Profilstangen können einfach und kostengünstig Schlitze bzw. Ausnehmungen für Kontaktelemente ausgebildet werden. Dadurch kann wie zuvor beschrieben die Kontaktarmanordnung auf einfache und kostengünstige Weise mit Kontaktelementen aufgebaut werden, mit guten elektrischen Eigenschaften für einen Kontakt zwischen Kontaktstücken. Abgerundete Ecken und Kanten von Rechteckprofilstangen führen zu einer Reduktion oder Vermeidung von Koronaerscheinungen und Spannungsüberschlägen.The respective recess of a contact arm upper part may alternatively or additionally be formed in the form of a slot between at least two rectangular profile bars, which are spaced from one another via spacer elements attached to each other. In particular, rectangular profile bars with rounded corners and edges can be arranged at a distance. At least one contact element, in particular in T-shape, can be at least partially embedded in the recess between the profile bars, in mechanical and electrical contact with the profile bars. About spaced profile rods can be easily and inexpensively slots or recesses for contact elements are formed. As a result, as described above, the contact arm arrangement can be constructed in a simple and cost-effective manner with contact elements, with good electrical properties for contact between contact pieces. Rounded corners and edges of rectangular profile bars lead to a reduction or avoidance of corona phenomena and flashovers.
Wenigstens ein Festkontakt kann von der Kontaktarmanordnung umfasst sein, welcher im geschlossenen Zustand der Strombahn des Hochspannungs-Schaltgerätes in elektrischem Kontakt mit den wenigstens zwei Kontaktarmen steht. Ein Festkontakt ist einfach und kostengünstig realisierbar. Alternativ kann auch ein beweglicher Kontakt verwendet werden, welcher sich zum Schließen des Kontaktes in Richtung Kontaktarm-Oberteile bewegt.At least one fixed contact may be comprised by the contact arm arrangement, which in the closed state of the current path of the high-voltage switchgear is in electrical contact with the at least two contact arms. A hard contact is easy and inexpensive to implement. Alternatively, a movable contact may be used, which moves to close the contact towards contact arm tops.
Zwei Kontaktarm-Paare mit jeweils zwei Kontaktarmen können von der Kontaktarmanordnung umfasst sein, insbesondere zwei parallel zueinander angeordnete Kontaktarm-Paare, welche über mindestens ein Verbindungselement miteinander mechanisch verbunden sind, insbesondere über ein im Bereich der Gelenke angeordnetes Verbindungselement. Der beschriebene Aufbau ergibt eine mechanisch stabile, kostengünstig herstellbare Kontaktarmanordnung, welche insbesondere nach Art eines Pantographen verwendet werden kann, und welche über die zwei Kontaktarm-Paare eine hohe Zuverlässigkeit beim Herstellen und Halten des elektrischen Kontakts aufweist, mit hoher Stromtragfähigkeit über insbesondere insgesamt vier Kontaktarme.Two contact arm pairs, each with two contact arms, may be comprised by the contact arm arrangement, in particular two contact arm pairs arranged parallel to one another, which are mechanically connected to one another via at least one connecting element, in particular via a connecting element arranged in the region of the joints. The structure described results in a mechanically stable, inexpensive to produce Kontaktarmanordnung, which can be used in particular in the manner of a pantograph, and which has a high reliability in producing and holding the electrical contact over the two contact arm pairs, with high current carrying capacity over a total of four contact arms ,
Bei einer Kontaktarmanordnung mit Kontaktarmen wie zuvor beschrieben, ergibt sich ein guter elektrischer Kontakt ohne hohe Verluste im eingeschalteten Zustand des Hochspannungs-Schaltgerätes, insbesondere mit T-förmigen Kontaktelementen des jeweiligen beweglichen Kontaktarms in elektrischem und mechanischem Kontakt mit einem Festkontakt, insbesondere in zylindrischer Rohrform.In a Kontaktarmanordnung with contact arms as described above, there is a good electrical contact without high losses in the on state of the high-voltage switching device, in particular with T-shaped contact elements of the respective movable contact arm in electrical and mechanical contact with a fixed contact, in particular in a cylindrical tube shape.
Bei Bewegung eines Kontaktarms am Festkontakt, insbesondere im Kurzschlussfall und/oder bei Wind und/oder bei Eisbelastung, kann ein Abrollen des Kontaktarms am Festkontakt erfolgen, wobei die Kontaktfläche zwischen Festkontakt und T-förmigem Kontaktelement, insbesondere die Oberfläche auf der Oberseite des waagerechten Stegs des T-förmigem Kontaktelements, durch deren Abrundung einen elektrischen Kontakt kontinuierlich erhält, mit gleichbleibender wirksamer Kontaktfläche zwischen Kontaktarm und Festkontakt.Upon movement of a contact arm on the fixed contact, in particular in the event of a short circuit and / or in wind and / or ice load, a rolling of the contact can be done on the fixed contact, wherein the contact surface between the fixed contact and T-shaped contact element, in particular the surface on the upper side of the horizontal web of the T-shaped contact element, by the rounding of an electrical contact continuously receives, with a constant effective contact area between contact and fixed contact.
Eine erfindungsgemäße Verwendung der zuvor beschriebenen Kontaktarmanordnung umfasst, dass die Kontaktarmanordnung in einem Hochspannungs-Schaltgerät nach Art eines Pantographen eingesetzt wird. Pantographen können durch Klemmen wenigstens eines Kontaktstücks zwischen Gegenkontaktstücken einen guten Kontakt ausbilden, welcher mechanisch und elektrisch stabil ist, mit geringen elektrischen Verlusten. Eine scherenartige Bewegung von Kontaktstücken des Pantographen kann einfach, mit wenig Antriebsenergie, zuverlässig ohne Verklemmen von Kontaktstücken erfolgen, was zu einer hohen Zuverlässigkeit und geringen elektrischen Verlusten im eingeschalteten Zustand des Hochspannungs-Schaltgerätes führt.A use according to the invention of the contact arm arrangement described above comprises that the contact arm arrangement is used in a high-voltage switching device in the manner of a pantograph. Pantographs can form a good contact by clamping at least one contact piece between mating contact pieces, which is mechanically and electrically stable, with low electrical losses. A scissor-like movement of contact pieces of the pantograph can be done easily, with little drive power, reliable without jamming of contacts, resulting in a high reliability and low electrical losses in the on state of the high voltage switching device.
Das Hochspannungs-Schaltgerät kann von einem elektrischen Hochspannungs-Netz umfasst werden und/oder an diesem elektrisch angeschlossen werden, insbesondere einem Hochspannungs-Netz mit Spannungen ab 1000 V Betriebsspannung. Die zuvor beschriebenen Vorteile treten insbesondere in einem Hochspannungs-Netz positiv auf.The high-voltage switching device can be covered by a high-voltage electrical network and / or electrically connected to it, in particular a high-voltage network with voltages from 1000 V operating voltage. The advantages described above are positive in particular in a high-voltage network.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Verwendung der zuvor beschriebenen Kontaktarmanordnung nach Anspruch 8 sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen der Kontaktarmanordnung für ein Hochspannungs-Schaltgerät nach Anspruch 1 und umgekehrt.The advantages of the use according to the invention of the above-described contact arm arrangement according to
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch in den
Dabei zeigen die
-
1 schematisch in Seitenansicht ein Hochspannungs-Schaltgerät 1 nach Art eines Pantographen mit einer erfindungsgemäßen Kontaktarmanordnung 2, und -
2 dieKontaktarmanordnung 2 der1 in mehr Detail,mit zwei Kontaktarmen 7 eines Kontaktarm-Paares, welche jeweils ein Kontaktarm-Oberteil 8 und ein Kontaktarm-Unterteil 9über ein Gelenk 10 verbunden umfassen, und -
3 zwei parallele Kontaktarm-Paare mit Kontaktarmen 7der 2 , starr verbunden über Verbindungselemente 11, und -
4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kontaktarm-Oberteils 8mit Nut 12 als Ausnehmung für ein Kontaktelement, und -
5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kontaktarm-Oberteils 8 mit einer Ausnehmung für ein Kontaktelement, ausgebildet zwischen zwei Profilstangen 13beabstandet durch Abstandselemente 15, und -
6 ein Kontaktarm-Oberteil 8 nach4 ,mit einem Kontaktelement 17 inder Nut 12 als Ausnehmung angeordnet, und -
7 ein Kontaktarm-Oberteil 8 nach5 ,mit einem Kontaktelement 17, angeordnet in der Ausnehmung zwischenden zwei Profilstangen 13.
-
1 schematically in side view a high-voltage switching device 1 in the manner of a pantograph with acontact arm arrangement 2 according to the invention, and -
2 thecontact arm 2 of the1 in more detail, with twocontact arms 7 of a contact arm pair, each comprising a contact armupper part 8 and a contact armlower part 9 connected via ahinge 10, and -
3 two parallel contact arm pairs withcontact arms 7 of the2 , rigidly connected via connectingelements 11, and -
4 a first embodiment of acontact arm shell 8 withgroove 12 as a recess for a contact element, and -
5 a second embodiment of a contact armupper part 8 with a recess for a contact element, formed between twoprofile bars 13 spaced by spacers 15, and -
6 a contact armupper part 8 after4 , arranged with acontact element 17 in thegroove 12 as a recess, and -
7 a contact armupper part 8 after5 , with acontact element 17, arranged in the recess between the two profile bars 13.
In
Die Bewegung der Kontaktarme
In
Die zwei Kontaktarme
Das Kontaktarm-Oberteil
In dieser Stellung ist die Strombahn über das Hochspannungs-Schaltgerät
Eine Bewegung der Kontaktarme
Analog einem Pantographen bewirkt die Drehbewegung der beiden Kontaktarm-Unterteile
Ein Bewegung der Kontaktarm-Unterteile
Die Kontaktarm-Oberteile
In
Die Kontaktarmanordnung der
In
In
In
Das Kontaktarm-Oberteil
In der Nut ist ein Kontaktelement
Die Profilstange
In
Das Kontaktarm-Oberteil
Die zwei Profilstangen
Abstandselemente
Es können die Kontaktarme
Die Profilstangen
Es können für die Kontaktarmanordnung
Die Kontaktelemente
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Hochspannungs-SchaltgerätHigh-voltage switchgear
- 22
- KontaktarmanordnungContact arm assembly
- 33
- Gegenkontaktcountercontact
- 44
- Isolatorinsulator
- 55
- TragrahmenanordnungSupport frame arrangement
- 66
- Antriebdrive
- 77
- Kontaktarmcontact
- 88th
- Kontaktarm-OberteilContact shell
- 99
- Kontaktarm-UnterteilContact-base
- 1010
- Gelenkjoint
- 1111
- Verbindungselementconnecting member
- 1212
- Nutgroove
- 1313
- Profilstangesection bar
- 1414
- Befestigungselementfastener
- 1515
- Abstandselementspacer
- 1616
- Knickachsebending axis
- 1717
- Kontaktelementcontact element
- 1818
- Stegweb
- 1919
- Kontaktfläche KontaktelementContact surface contact element
- 2020
- Wandung ProfilstangeWall profile bar
- 2121
- Abstandselementspacer
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