DE1085595B

DE1085595B - Schaltkontaktanordnung fuer Leistungsschalter

Info

Publication number: DE1085595B
Application number: DEM25953A
Authority: DE
Inventors: Andre Latour
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1954-02-04
Filing date: 1955-01-31
Publication date: 1960-07-21
Also published as: FR1097288A; BE534764A; US2821594A; NL194469A; CH325639A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltkontaktanordnung für Leistungsschalter, in der zwei parallele, von entgegengesetzt gerichteten Strömen durchflossene, je mit einem Schalterstück verbundene und annähernd in der Bewegungsebene des beweglichen Schaltstückes liegende Hauptzuführungen eine Schleife bilden, derart, daß die abstoßenden Kräfte in Schließstellung des Schalters den Kontaktdruck erhöhen. Sie ist somit eine Vorrichtung mit Druckschaltstücken, d. h. welche Schaltstücke verwendet, auf die eine Druckkraft in der gleichen Richtung ausgeübt wird, in der die öffnung der Schaltstücke erfolgt. Sie hat den Zweck, die abstoßenden Kräfte zu kompensieren, welche durch das Fließen starker Ströme auf die stets mehr oder minder punktförmigen Kontaktflächen ausgeübt werden. Eine derartige Kompensation ist vor allem dann zweckmäßig, wenn man aus besonderen Gründen, z. B. um den Unterbrechungslichtbogen in eine bestimmte Richtung zu treiben, gezwungen ist, die Strombahn des durch die Kontaktflächen fließenden Stromes annähernd haarnadelförmig zu gestalten, wie dies in Abb. 1 der Zeichnungen zum Vergleich schematisch dargestellt ist.

Es ist bereits eine Anordnung vorgeschlagen worden, in welcher, wie in Abb. 2 schematisch dargestellt, jedes Schaltstück mit zwei Kontaktflächen P-P' bzw. p-p' versehen ist. Der Strom tritt beispielsweise bei P ein und tritt bei p' aus, derart, daß die mittleren Stromwege L und / von gleichgerichteten Strömen durchflossen werden, die eine gegenseitige Anziehung der Schaltstücke bewirken. Wenn diese Schaltstücke gleichzeitig als Funkenzieher dienen sollen, so wird ihre Trennung zuerst in P'-p' und dann- in P-p bewirkt. Der Lichtbogen entsteht dann in der Nähe einer von den Stromfäden gebildeten Halbschleife und wird deshalb, ähnlich wie in Abb. 1, kräftig nach oben getrieben.

Diese Anordnung ist jedoch nur völlig wirksam, wenn man den Leitern L und / eine genügende Länge gibt, was in manchen Fällen mit Rücksicht auf die Abmessungen des Schalters störend sein kann. Die Anordnung gestattet es im übrigen nicht, die sich abstoßenden Kräfte völlig auszunutzen, während die Erfindung dieselben zur Erhöhung des Kontaktdruckes heranzieht. Weiter sind Kontaktanordnungen bekanntgeworden, bei denen ein zum beweglichen Kontakt führendes starres Zuleitungsstück innerhalb einer durch eine ebenfalls starre Zuleitung zum festen Kontakt gelegene Stromschleife liegt, wobei der Stromverlauf in den beiden Leitungszweigen entgegengesetzt gerichtet ist.

Schließlich ist eine Anordnung eines Trennschalters für stromloses Schalten, in Hochspannungsanlagen bekannt. Unter Strom geöffnet ergäbe er eine Schaltkontaktanordnung
für Leistungsschalter

Anmelder:

Etablissements Merlin & Gerin

Societe Anonyme,
Grenoble, Isere (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Neureiter, Patentanwalt,
Nürnberg, Pirkheimer Str. 94

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 4. Februar 1954

Andre Latour, Grenoble, Isere (Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

Schleife, die sich nach unten öffnet. Im Gegensatz dazu ist die Erfindung eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art, und ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens von der Kontakttrennung an die Schaltstücke von entgegengesetzt gerichteten Strömen durchflossen werden und mit dem Lichtbogen eine zweite Schleife bilden, um den Lichtbogen wirksam nach oben zu treiben.

Eine solche Kontaktvorrichtung ist schematisch in Abb. 3 dargestellt. Sie umfaßt einen dem feststehenden Schaltstück P Strom zuführenden Leiter L und einen vom beweglichen Schaltstück p Strom abführenden Leiter /. Da beide Leiter zwei parallele Strombahnen bilden, die von entgegengesetzt gerichteten Strömen durchflossen werden, stoßen sie sich gegenseitig ab und erhöhen hierdurch den Kontaktdruck zwischen den Schaltstücken P und p.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß, um die Trennung der Schaltstücke, d. h. die Verlagerung des beweglichen Schaltstückes ρ nach rechts zu gestatten, der Leiter L sich nicht in der gleichen Ebene befinden darf, in der sich die Schaltstücke und der Leiter / befinden. Er muß daher vor oder hinter diese Ebene verlegt werden. Eine solche Anordnung würde jedoch den Nachteil besitzen, eine schräg zu dieser Ebene gerichtete Teilkraft zu erzeugen. Gemäß der Erfindung wird diese schräggerichtete Kraft dadurch aufgehoben, daß der Leiter L durch zwei parallele Leiter ersetzt wird, die symmetrisch zu der Ebene angeordnet sind, in der sich das bewegliche

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Schaltstück verlagert, und deren Projektion auf diese Ebene, die mit der Zeichnungsebene zusammenfällt, mit dem dargestellten Leiter L zusammenfällt.

Die abstoßenden Kräfte können im übrigen durch anziehende Kräfte ergänzt werden, wie dies in Abb. 4 schematisch veranschaulicht ist, die eine Kombination der Anordnungen der Abb. 2 und 3 darstellt. In diesem Falle ist jedes Schaltstück mit zwei Kontaktflächen versehen, z.B. P-P' für das feststehende und p-p' für das bewegliche Schaltstück. Der Strom wird den Kontaktflächen P und P' durch die Leiter L-L' zugeführt und verläßt die Kontaktflächen p und p' durch den zwischen L und IJ durchlaufenden Leiter /. Da die Leiter L und / von entgegensetzt gerichteten Strömen durchflossen werden, stoßen sie sich ab, während die Leiter L' und /, die von gleichgerichteten Strömen durchflossen werden, sich anziehen. Die anziehenden und abstoßenden Kräfte wirken somit beide im Sinne einer Verstärkung des Kontaktdruckes.

Im folgenden sind einige Ausführungsbeispiele der ao den schematischen Darstellungen in Abb. 3 und 4 entsprechenden erfindungsgemäßen Vorrichtung an Hand der übrigen Abbildungen der Zeichnungen beschrieben.

Abb. 5 stellt dabei einen Schnitt gemäß der Linie X-X' der in Abb. 6 im Grundriß gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. Das gleiche gilt für die Abb. 7 und 8, 9 und 10, 11 und 12, 13 und 14. Dabei entsprechen die Ausführungen der Abb. 5 bis 10 dem Prinzip gemäß Abb. 3, während diejenigen der Abb. 11 bis 14 dem Prinzip der Abb. 4 entsprechen.

In dem in Abb. 5 veranschaulichten Beispiel sind die Schaltstücke in geschlossener Stellung dargestellt. 1 ist das bewegliche Schaltstück, das auf einem Arm befestigt ist, der sich beim Trennen der Schaltstücke im Uhrzeigersinn um eine nicht dargestellte Achse drehen kann. 2 ist das feststehende Schaltstück, das sich unter der Einwirkung der den Kontaktdruck bestimmenden Druckfeder 4 um die Achse 3 drehen kann. Das Schaltstück 2 ist mit zwei seitlichen Leitern 5 und 5' versehen. Der Strom wird dem Schaltstück 2 durch zwei Litzenleiter 6 und 6' und die beiden festen Leiter 5 und 5' zugeführt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, bilden die den Strom zuführenden Leiter 5 und 5' mit dem den Strom abführenden, zum bewegliehen Schaltstück 1 gehörenden Leiter 7 eine Schleife. Die in den Leitern 5 und 5' fließenden Ströme und der im Leiter 7 fließende Strom sind entgegengesetzt gerichtet und erzeugen Kräfte, die die Schleife 5, 5' bis 7 zu öffnen trachten und dadurch die Schaltstücke 1 und 2 stark gegeneinander pressen.

Während des öffnungsvorganges bewegt sich zunächst das Schaltstück 1 nach rechts und zieht das Schaltstück 2, das unter der vereinigten Einwirkung der Feder 4 und der zwischen den Leitern 5 und 7 wirkenden elektrodynamischen Kräfte fest am ersteren haftet, mit sich, bis es auf den Anschlag 8 auftrifft und in seiner Bewegung plötzlich aufgehalten wird, während das Schaltstück 1 unter der Einwirkung der erreichten Geschwindigkeit seinen Weg fortsetzt. Die Trennung der beiden Schaltstücke erfolgt also plötzlich, so daß die elektrodynamischen Kräfte, die noch auf den beweglichen Arm einwirken, bis dieser die durch die Leiter 5 und 5' bestimmte Ebene überschreitet, leicht zu überwinden sind. Von diesem Augenblick an ändert sich dann die Wirkung der Kräfte, die nun die Trennung der Schaltstücke begünstigen. Jedenfalls wird der zwischen 1 und 2 entstehende Lichtbogen wirksam nach oben getrieben, und das gleiche wäre der Fall für einen Lichtbogen der zufällig zwischen den Leitern 5 und 7 entstehen würde.

Die Abb. 7 und 8 stellen eine der vorstehend beschriebenen fast gleiche Vorrichtung dar, die sich nur durch die Ausführung des festen Schaltstückes unterscheidet. Wie in Abb. 5 und 6 ist dieses Schaltstück durch Formung einer passend zugeschnittenen Metallfolie erzielt, wobei nur die Form hier etwas anders ist.

Die in Abb. 9 und 10 dargestellte Anordnung beruht ebenfalls auf dem durch die Abb. 3 veranschaulichten Prinzip, jedoch sind hier zwei parallel geschaltete Kontaktstellen vorgesehen. Das bewegliche Schaltstück 1 hat hier die Form eines dicken Messers, dessen Schneide sich in das vom festen Schaltstück 2 gebildete V einschiebt, das aus zwei passend gebogenen und zusammengenieteten Folien besteht. Man erhält dadurch zwei"parallel geschaltete Kontaktzonen 2 und 2', auf die die Druckkräfte gleichmäßig einwirken. Damit die Stromlinien gemäß der Erfindung eine geschlossene Schleife bilden, ist das Schaltstück 1 mit einem Einschnitt 9 versehen, der gegebenenfalls mit einem isolierenden Körper ausgefüllt sein kann. Man erhält so auf einfache Weise einen Leiter 7, der mit den stromzuführenden Leitern 5 und 5' die gewünschte geschlossene Schleife bildet. An seinem oberen Ende besitzt das feste Schaltstück 2 zwei umgebogene Flügel 10 und 10', die bei geöffneter Kontaktvorrichtung gegen die Anschläge 8 anliegen.

Die im nachfolgenden beschriebenen Kontaktvorrichtungen beruhen auf dem in Abb. 4 dargestellten Prinzip und besitzen vier Kontaktstellen oder Zonen.

In der in den Abb. 11 und 12 dargestellten Anordnung ist das bewegliche Schaltstück 1 ähnlich demjenigen der Abb. 9 ausgebildet, jedoch mit dem Unterschied, daß der durch den Einschnitt 9 erzeugte Leiter 7 eine Vertiefung besitzt, durch welche mit dem festen Leiter zwei Kontaktzonen 2, 2' und 11, 11' entstehen. Das feste Schaltstück 2 besteht ebenso wie das in Abb. 3 beschriebene aus zwei passend zugeschnittenen, gebogenen und dann zusammengenieteten Metallfolien, die jedoch von unten her mit Einschnitten 12_; 12' versehen sind. Letztere haben den Zweck, den Strom zu zwingen, die stromzuführenden Leiter 5, 5' in ihrer ganzen Länge zu durchfließen und mit dem stromabführenden Leiter 7 eine geschlossene Schleife zu bilden.

Um dem festen Schaltstück 2 zu gestatten, unter dem Druck des beweglichen Schaltstückes 1 nach rückwärts auszuweichen, ohne daß die Feder 4 auf die Kontaktzonen 2, 2' und 11, 11' ungleiche Drücke ausübt, ist es nötig, der Achse 3 eine gewisse Bewegungsfreiheit zu geben, indem sie z. B. gleitbar im Schlitz 13 gelagert wird. Die Anschläge 8 und 8' und die Flügel 10 und 10' sind die gleichen wie im vorhergehenden Beispiel.

Abb. 13 und 14 zeigen ein Ausführungsbeispiel ebenfalls gemäß dem Prinzip der Abb. 4, wobei jedoch im Gegensatz zum vorhergehenden Beispiel jedes Schaltstück nur zwei Kontaktstellen besitzt. Das feste Schaltstück 2 besteht hier aus einer einzigen passend zugeschnittenen und zurechtgebogenen Metallfolie. Die dem Schaltstück 2 den Strom zuführenden Leiter 5 und 5' sind an ihrem unteren Ende fest miteinander durch die Brücke 14 verbunden, die sich auf das Mittelteil 15 des Schaltstückes 2 stützt, so daß das ganze Gebilde nach rechts hin eine große Starrheit aufweist. Das bewegliche Schaltstück 1 trägt den stromabführenden Leiter 7, der mittels der beiden Kontaktflächen 11' und 11" auf dem Schaltstück 2 aufliegt.

Es ist leicht ersichtlich, daß die Zuführungsleiter 5, 5' mit dem Abführungsleiter 7 eine geschlossene Schleife bilden. Die Leiter 5, 5' und 7 stoßen· sich gegenseitig ab, da sie von entgegengesetzt gerichteten Strömen durchflossen werden, während die Leiter 7 und 15 sich anziehen, da in ihnen die Ströme gleichgerichtet sind. Die abstoßenden und anziehenden Kräfte wirken jedoch im gleichen Sinne, nämlich einer Verstärkung des Kontaktdruckes. Um einen unerwünschten Stromübergang zwischen der Brücke 14 und der Kontaktfläche 11 zu verhindern, der eine Störung der gewünschten Wirkung herbeiführen könnte, wird zweckmäßigerweise zwischen der Brücke 14 und dem Schaltstück 2 eine isolierende Platte 18 vorgesehen.

Während des Öffnungsvorganges bewegen sich die Schaltstücke unter der Einwirkung der Feder 4 von links nach rechts. Im Laufe dieser Bewegung trifft das Ende 17 des festen Schaltstückes 2 zuerst den Anschlag 16, wodurch sich die Kontaktflächen bei 11, und zwar ohne Bildung eines Lichtbogens trennen, da noch der Stromübergang in 11' besteht. Da das feste Schaltstück 2 seinen Weg fortzusetzen trachtet, schwingt es um den Anschlag 16, bis der Anschlag 8 seine Bewegung endgültig unterbricht. Der Lichtbogen bildet sich dann am oberen Ende des Schaltstückes 2 in einer von den Dauerkontaktflächen hinreichend entfernten Zone und wird dank der Anordnung der Leiter 5 und 7 kräftig nach oben getrieben.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltkontaktanordnung für Leistungsschalter, in der zwei parallele, von entgegengesetzt gerichteten Strömen durchflossene, je mit einem Schaltstück verbundene und annähernd in der Bewegungsebene des beweglichen Schaltstückes liegende Hauptzuführungen eine Schleife bilden, derart, daß die abstoßenden Kräfte in Schließstellung des Schalters den Kontaktdruck erhöhen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens von der Kontakttrennung an die Schaltstücke (1, 2) von entgegengesetzt gerichteten Strömen durchflossen werden und mit dem Lichtbogen eine zweite Schleife bilden, um den Lichtbogen wirksam nach oben zu treiben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Hauptzuführungen in

40 an sich bekannter Weise aus zwei parallelen, symmetrisch zur Bewegungsebene der beweglichen Hauptzuführung (7) angeordneten Leitern (5, 5') besteht, die weitergeführt werden in zwei parallele Leiter, die durch die Kontaktlinien zwischen zwei symmetrisch zu der genannten Bewegungsebene gelegten Flächen und der Oberfläche der beweglichen Hauptzuführung (7) gebildet werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom im Leiter (7) durch einen in diesem angebrachten Einschnitt (9) parallel zu den besagten Kontaktlinien gerichtet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktlinien unterbrochen sind, derart, daß mindestens zwei getrennte Kontaktlängen gebildet werden.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in den beiden symmetrisch angeordneten· Flächen durch zu den Kontaktlinien parallele Einschnitte (12, 12') gerichtet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsfeste Schaltstück (2) sich parallel zur Bewegungsebene des beweglichen Schaltstückes (1) auf innerhalb einer begrenzten Fläche liegenden Strecken verlagern kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Hauptzuführungsleiter (5) weitergeführt wird in mindestens einen parallel zu ihm angeordneten ortsfesten Leiter (15), derart, daß der erste Leiter (5) eine abstoßende Kraft und der zweite Leiter (15) eine anziehende Kraft auf die bewegliche parallele Hauptzuführung (7) ausübt, und daß beide Kräfte in Schließstellung des Schalters den Kontaktdruck erhöhen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite ortsfeste Leiter (15) in der Bewegungsebene der beweglichen Hauptzuführung (7) liegt und daß die beiden letztgenannten Leiter (7, 15) von parallel gerichteten Strömen durchflossen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 587 047; französische Patentschrift Nr. 692 268; schweizerische Patentschrift Nr. 106 324.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen