DE1197160B

DE1197160B - Elektrischer Schalter

Info

Publication number: DE1197160B
Application number: DEB69418A
Authority: DE
Inventors: Herm Boehm
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1962-10-30
Filing date: 1962-10-30
Publication date: 1965-07-22

Description

Elektrischer Schalter Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit durch die Anziehungskräfte zweier paralleler, in gleicher Richtung stromdurchflossener Leiter verursachter elektrodynainischer Kontaktdruckverstärkung.
Es ist bereits bekannt, die aus zwei parallelen, in gleicher Richtung stromdurchflossenen Schaltstücken bestehende bewegliche Schaltbrücke von Schaltern so auszubilden, daß durch die elektrodynamische Kraftwirkung des die Schaltstücke durchfließenden Stromes sich eine Verstärkung des Kontaktdruckes ergibt, Dies ist von besonderer Bedeutung für als Trennschalter oder Wahlschalter ausgebildete Leerschalter, da diese zwar Kurzschlußströme führen, aber nicht unterbrechen müssen. Eine Kontaktabhebung beim Führen eines Kurzschlußstromes würde zu einer Verschweißung der Kontaktstücke und damit zur Funktionsunfähigkeit eines solchen Schalters führen. Man verwendet daher Trennschalter mit zwei parallelen Trennmessern, zwischen deren beiden Enden die beiden festen Schaltstücke anueordnet sind. Die beiden parallelen Schaltmesser sind in der gleichen Richtung stromdurchflossen und ziehen sich dadurch gegenseitig an, wodurch eine Verstärkung des Kontaktdruckes erzielt wird.
Die beim Stromdurchgang auf die beiden parallelen Schaltstücke wirkenden Kräfte F lassen sich aus der bekannten Formel errechnen, wobei u, die Permeabilität von Luft, 1 die wirksame Länge, I der jeden der beiden Schaltstücke durchfließenden Strom und a der Abstand der Längsachsen der beiden Schaltstücke ist. Die mechanische Beanspruchung der Schaltbrücke im Kurzschlußfalle macht es erforderlich, daß diese ein hohes Widerstandsmoment gegen Verbiegen aufweist. Eine Verstärkung des Querschnittes vergrößert aber den Ab- stand a der Achsen der beiden Schaltstücke, so daß die die Schaltstücke anziehende Kraft kleiner wird.
Es sind bereits Schalterkontaktstücke bekannt, die aus zwei oder mehr parallelgeschalteten Einzelkontaktstücken bestehen, bei denen die die feststehenden Teilschaltstücke verbindenden Leiter den die beweglichen Teilschaltstücke verbindenden Leiter dicht gegenüber angeordnet sind und gleichsinnig vom Strom durchflossen werden. Dabei ist eines der beiden Schaltstücke schwenkbar angeordnet, so daß der Kontaktschluß auf alle seine Teilschaltstücke übertragen wird. Bei einem solchen Schalter erfolgt die Verteilung des Gesamtstromes, der durch eine Zuleitung den festen Kontaktstücken des Schalters zugeführt und von den beweglichen Kontaktstücken über flexible Leitungen und die Klemmen des Schalters abgeführt wird, auf die beiden parallelen Strompfade im umgekehrten Verhältnis der elektrischen Widerstände in den Kontaktbelägen und den Kontaktstücken sowie des übergangswiderstandes zwischen diesen beiden. Die Widerstände der Kontaktstücke sind aber vernachlässigbar klein gegenüber den übergangswiderständen zwischen den Kontaktbelegen. Diese übergangswiderstände sind weitgehend abhängig von der Kontaktbelagoberfläche und dem Kontaktdruck. Sind die Kontaktbelege z. B. nach einer schweren Abschaltung stark verschmort, so ist der übergangswiderstand groß, und der größte Teil des zugeführten Stromes fließt nur über das eine bewegliche Kontaktstück, so daß die elektrodynamische Wirkung der beiden stromdurchflossenen Leiter bei dem erwähnten bekannten Schalter nicht in der gewünschten Weise eintreten kann.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des bekannten Schalters zu vermeiden und den wirksamen Abstand der Achsen der beiden Schaltstücke möglichst klein zu machen. Gemäß der Erfindung wird dies durch eine Ausbildung als Schubschalter erreicht, bei dem beim Schalten eine kontaktreinigende Wirkung eintritt und bei dem die beiden Kontaktstücke der beweglichen Kontaktbrücke in dem nicht der Kontaktgabe mit den festen, als Flachkontaktstücke ausgebildeten Kontaktpaar dienenden Teil durch Abkröpfung einen sehr kleinen Abstand aufweisen.
An Hand verschiedener Ausführungsbeispiele soll der Aufbau von Schaltern gemäß der Erfindung näher erläutert werden. In F i g. 1 ist ein Schalter mit zwischen den festen Kontaktbrücken abgekröpften beweglichen Schaltstücken dargestellt; Fig. 2 zeigt einen gleichen Schalter, jedoch mit einer mechanischen Verstärkung durch eine au-, einem isolierenden Werkstoff bestehende Brücke, während in Fig. 3 ein Schalter mit einer mechanischen Verstärkung durch einen metallischen von den Schaltstücken isolierten Werkstoff dargestellt ist; in Fig. 4 schließlich ist eine Ausführung mit einer mechanischen Verstärkung durch einen magnetischen Werkstoff dargestellt.
In der F i g. 1 ist das ortsfeste Kontaktpaar mit 1 bezeichnet. Die bewegliche Schaltbrücke besteht aus zwei Schaltstücken 2, die zwecks Erhöhung der sie gegeneinanderdrückenden, beim Stroradurchgang wirkenden elektrodynamischen Kräfte außerhalb der festen Kontaktstücke 1 so weit abgekröpft sind, daß zwischen beiden nur ein geringer Zwischenraum bleibt, der aber ausreichend ist, daß noch eine gewisse Toleranz zum Ausgleich der Abnützung der ortsfesten und beweglichen Kontaktstücke verbleibt. Die beweglichen Kontaktstücke 2 werden durch Federn 3 an die festen Kontaktstücke 1 angepreßt. Die Federn 3 sind über Bolzen 4 geschoben und stützen sich gegen nicht dargestellte, mit den Bolzen 4 verbundene Scheiben ab. Die nicht dargestellte Einrichtung für die Bewegung der Schaltbrücke greift an den beiden Enden der Bolzen 4 an. Der dargestellte Schalter kann sowohl als Schubschalter mit Doppelunterbrechung als auch als Messerschalter, wobei eines der festen Schaltstücke als Drehpunkt dient, ausgeführt sein.
Die F i g. 2 zeigt einen Schalter mit einer der mechanischen Verstärkung dienenden Brücke 5 aus Isolierstoff zur Erhöhung des Widerstandsmomentes. Die beweglichen Kontaktstücke 2 können bei dieser Ausführung lediglich unter Berücksichtigung der zulässigen Erwärmung dünensioniert sein. Diese Auslegung erlaubt wesentlich kleinere Abmessungen im Querschnitt als bei einer Dimensionierung entsprechend den zu erwartenden Kurzschlußkräften. Die Verkleinerung des Querschnittes ergibt eine Verminderung des Abstandes a der Achsen der beiden Schaltstücke, womit eine weitere Verstärkung des durch die elektrodynamische Wirkung des die Schaltstücke durchfließenden Stromes hervorgerufenen Kontaktdruckes erzielt wird. Die aus einem isolierten Werkstoff bestehende Brücke 5 ist der Form der beweglichen Schaltstücke 2 angepaßt und mit diesen durch Niete 6 fest verbunden.
In der F i g. 3 ist an Stelle einer aus einem isolierenden Werkstoff bestehenden Brücke eine Verstärkung aus einem metallischen Werkstoff 7 vorgesehen, die um eine Beteiligung an der Stromleitung, die eine Vergrößerung des Abstandes a bedeuten würde, zu verhindern, von den beweglichen Schaltstücken 2 durch eine isolierende Zwischenlage 8 elektrisch getrennt ist. Die zur Verbindung der beiden Teile 2 und 7 dienenden Niete 9 sind selbstverständlich gegenüber den Schaltstücken und der Brücke 7 isoliert.
Bei der Ausführung gemäß der F i g. 4 ist für die Verstärkungsbrücke 7 ein magnetischer Werkstoff, z. B. Eisen, vorgesehen. Durch die magnetische Wirkung ist eine erhebliche Vergrößerung der auf die beiden beweglichen Schaltstücke wirkenden Kräfte möglich, so daß eine weitere Erhöhung der Kontaktdrücke beim Fließen eines Stromes durch die bewegliche Schaltbrücke erreichbar ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrischer Schalter mit durch die Anziehungskräfte zweier paralleler, in gleicher Richtung stromdurchflossener Leiter verursachter elektrodynamischer Kontaktdruckverstärkung, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Schubschalter, bei dem beim Schalten eine kontaktreinigende Wirkung eintritt und bei dem die beiden Kontaktstücke (2) der beweglichen Kontaktbrücke in dem nicht der Kontaktgabe mit den ortsfesten, als Flachkontaktstücke ausgebildeten Kontaktpaar (1) dienenden Teil durch Abkröpfung einen sehr kleinen Abstand aufweisen.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Kontaktbrücke (2) durch zusätzliche, auf Biegung beanspruchbare, aus einem isolierenden Werkstoff bestehende Brücken (5) verstärkt sind. 3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontaktbrücken (2) durch zusätzliche, von den Kontaktbrücken isoliert angeordnete, aus einem metallischen Werkstoff bestehende Brücken (7) verstärkt sind. 4. Elektrischer Schalter nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücken (7) aus einem magnetischen Werkstoff bestehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 508 684.