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Hochspannungs-Lasttrennschalter mit abziehbarer Schaltkappe Die Erfindung
bezieht sich auf einen Hochspannungs-Lasttrennschalter mit je Phase zwei von einem
isolierenden Kragen umgebenen festen Kontakten und einer abziehbaren Schaltkappe
aus isolierendem Material, in der eine U-förmige Kontaktbrücke mit zwei aus hohlen
zylindrischen Leitern bestehenden Hauptkontakten und zwei konzentrisch innerhalb
eser Hauptkontakte angeordneten, an einem Ende mit Abbrennkontakten versehenen und
nahe dem anderen Ende leitend miteinander verbundenen stiftfö'rmigen Hilfskontakten
vorgesehen ist, wobei die im mittleren Bereich eine Bohrung für die Stifthalterung
des Gegenlagers der Kontaktdruckfeder aufweisenden Hilfskontakte von einer auf ortsfeste
Magnetteile wirkenden, gegen die Hauptkontakte abgefederten Haftplatte aus magnetisierbarem
Material gehaltert werden, deren Enden durch axiale Schlitze in die zylindrischen
Hauptkontakte hineinragen und die ebenso wie die Hilfskontakte in axialer Richtung
zu dön Hauptkontakten bewegbar ist.
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Hochspannungsschalter dieser Art sind im »Polytechnisch Tijdschrift«,
14. Jahrgang, Nr. 39/40, vom 23. 9. 1959 auf S. 937 a bis 940 a beschrieben.
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Bei diesen bekannten Schaltern bestehen die Hilfskontakte der in der
ziehbaren Schaltkappe angeordnöten U-förmigen Kontaktbrücke aus Stiften, die durch
mit isolierenden Büchsen versehene Öffnungen ini den innerhalb der zylindrischen
Hauptkontakte liegenden Enden der magnetischen Haftplatte geführt sind und mittels
Schraubenfedern an ihrer Stelle geh lten werden. Die Haftplatte wird von zwei, je
in einem Hauptkontakt angeordneten Schraubenfedern a@ einen auf der Kontaktbrücke
befestigten und später noch zu erwähnenden gabelförmigen Stützteil w#gedrückt gehalten
und liegt dabei in einer Ebene senkrecht zu den Achsen der Hauptkontakte.
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Die Stifte sind an einem Ende mit einem Kopf verse#en, dessen Durchmesser
größer ist als der innere Durchmesser der in der Öffnung in der Haftplatte angeordneten
isolierenden Büchse und der sich mit seiner Unterseite auf einem auf der Haftplatte
liegenden flachen isolierenden Ring stützt, dessen innerer Durchmesser dem inneren
Durchmesser der isolierenden Büchse gleich ist. Auf der anderen Seite der Haftplatte
ist um jeden Stift herum eine Schraubenfeder angeordnet, die zwischen einem auf
der Außenseite der isolierenden Büchse gebildeten, an der Haftplatte anliegenden
ringförmigen Flansch und einem ebenfalls ringförmigen Flansch einer zweiten, um
den Stift herum angeordneten Büchse- unter Spannung gehalten wird. Die letztgenannte
Büchse wird gegen Verschiebung durch die Federspannung von einem in radialer Richtung
durch den Stift angeordneten Sicherungsstift gesichert.
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Um zu erreichen, daß jeder Stift beim Einschalten des Schalters in
der richtigen Weise zu dem zugehörigen, stirnseitig (frontal) mit ihm zusammenarbeitenden
und konzentrisch mit den Gegenkontakten der Hauptkontakte im festen Teil des Schalters
angeordneten Gegenkontakt geführt wird, mußten die Stifte möglichst gut in den Hauptkontakten
zentriert werden. Da im eingeschalteten Zustand des Schalters die auf den festen
Gegenkontakt des Hauptkontaktes angeordnete Löschkammer den Stift über einen größeren
Teil seiner Länge umgibt, mußte der Sicherungsstift in ziemlich kurzer Entfernung
von der Haftplatte angeordnet werden, so daß zur Zentrierung des Stiftes nur eine
relativ geringe Länge unter der Haftplatte zur Verfügung stand. Im Zusammenhang
hiermit mußte die als Tragfläche wirksame Unterseite des Kopfes jedes Stiftes, mit
dem dieser an dem auf der Haftplatte liegenden isolierenden Ring anliegt, völlig
flach sein und in einer Ebene senkrecht zu der Achse des Stiftes liegen. Die Notwendigkeit
der Erfüllung dieser beiden Forderungen führte bei der bisherigen Konstruktion für
die Stifte zu einer verhältnismäßig teuren Ausführung, wie im folgenden noch erläutert
werden wird.
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Als Material für die Hilfskontakte ist bis heute massives Kupfer verwendet
worden, und die daraus hergestellten Stifte sind an ihrem freien Ende mit einem
Abbrennkontakt aus Wolfram versehen.
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Die Verwendung von Kupfer hat jedoch verschiedene Nachteile. Die Stifte
werden nämlich aus Stabmaterial
hergestellt, wobei von verschiedenen
Durchmessern ausgegangen werden kann.
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An erster Stelle konnte vom Stabmaterial mit einem Durchmesser gleich
dem Durchmesser des Stiftkopfes ausgegangen werden. Hierbei geht eine relativ große
Menge Material verloren, weil der Stift über nahezu die ganze Länge auf einen kleineren
Durchmesser abgedreht werden mußte, was außerdem eine beträchtliche Bearbeitungszeit
erforderte. Sowohl dieser Materialverbrauch als auch der Zeitaufwand für diese Bearbeitung
sind aber als unerwünscht zu betrachten.
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Zur Vermeidung dieses Nachteils konnte von Stabmaterial mit einem
kleineren Durchmesser ausgegangen werden, wobei dann der Kopf des Stiftes durch
Anstauchen des Materials gebildet werden konnte. Hierbei entstand jedoch ein nicht
genügend scharfer Übergang zwischen der Unterseite des Kopfes und dem übrigen Teil
des Stiftes, so daß eine Nachbearbeitung des Stiftes vorgenommen werden mußte, damit
der für die Zentrierung des Stiftes erforderliche rechtwinklige Übergang zwischen
der Außenfläche des Stiftes und der als Tragfläche wirksamen Unterseite des Kopfes
erhalten wuide. Abgesehen davon konnte auch in diesem Fall der Durchmesser, von
dem ausgegangen wird, nicht gleich dem im Hinblick auf den für die richtige Abschaltung
erforderlichen Durchmesser des freien Endes des Stiftes gewählt werden, sondern
mußte größer sein, damit der Stift an der Stelle, an der er zur Anordnung des Sicherungsstiftes
durchgebohrt wird, eine ausreichende Stärke besaß, um dem Druck der Schraubenfeder
widerstehen zu können. Außer der Tatsache, daß eine zusätzliche Bearbeitung notwendig
würde, war somit auch hier der Materialverbrauch noch ziemlich groß, und die Konstruktion
war daher auch deshalb unbefriedigend.
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Unter dem Einfluß der Kontaktdruckfedern werden die Stifte gleich
nach Ausschaltung mit einem Schlag gegen die Haftplatte gezogen, und aus diesem
Grund mußte ein zusätzlicher Stoßring zwischen dem Kopf und der Haftplatte vorgesehen
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Hochspannungs-Lasttrennschalter
der eingangs angegebenen bekannten Art eine Konstruktion für die Hilfskontakte und
die übrigen Teile der U-förmigen Kontaktbrücke anzugeben, welche die obengenannten
unerwünschten Eigenschaften nicht mehr aufweist und einfacher herstellbar ist.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die aus Stahl bestehenden
Hilfskontaktstifte über die ganze Länge im wesentlichen gleichbleibende Querschnitte
besitzen und an ihren leitend miteinander verbundenen, gegebenenfalls verbreiterten
Stellen zusammen mit einem Verbindungsleiter in einem Brückenteil aus biegsamem
isolierendem Material eingebettet sind und daß der Brückenteil an der der Haftplatte
zugekehrten Seite vollkommen flache und senkrecht zu den Achsen der Stifte liegende
Anschlagflächen besitzt.
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Weil die stählernen Hilfskontaktstifte eine größere Festigkeit als
Kupferstifte besitzen, brauchen diese nicht im Hinblick auf die Schwächung infolge
der Bohrung für den Sicherungsstift über einen Teil der Länge eine größere Querabmessung
als an dem freien Ende aufzuweisen. Der Ersatz von Kupfer durch Stahl ist ohne weiteres
zulässig, da die Hilfskontaktstifte nur während einer kurzen Zeit an der Stromführung
teilnehmen, so daß die schlechtere Leitfähigkeit von Stahl hier ohne Bedeutung ist.
Durch das Einbetten der leitend miteinander verbundenen Enden der Stifte in das
isolierende Material des Brückenteils, wobei bereits gleich während dessen Bearbeitung
vollkommen flache und senkrecht zu den Achsen der Stifte liegende Tragflächen an
der der Haftplatte zugewendeten Unterseite des Brückenteils gebildet werden, braucht
für die Herstellung der Stifte nicht mehr von Stabmaterial mit den größeren Querabmessungen
des Kopfes ausgegangen zu werden, und es braucht auch keine Anstauchbearbeitung
mit der damit zusammenhängenden Nachbehandlung vorgenommen zu werden.
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Als weitere Vorteile der durch einen Brückenteil aus biegsamem isolierendem
Material miteinander verbundenen stählernen Hilfskontakte sind noch zu nennen, daß
das isolierende Material des Brückenteils elastisch schlagfest ist und durch Spritzguß
auf den leitenden Teilen angebracht werden kann, während der Verbindungsleiter einfach
durch Punktschweißung an den stählernen Stiften befestigt werden kann.
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Aus allen diesen Gründen ist die erfindungsgemäße Konstruktion der
bisher benutzten weit überlegen. Es wird auch bei der Herstellung der betreffenden
Hochspannungsschalter, die in großen Stückzahlen fabriziert werden, eine erhebliche
Ersparnis an Material und Bearbeitung erzielt.
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Bezüglich der als stählerne Stifte ausgebildeten Hilfskontakte kann
noch bemerkt werden, daß diese bei Schaltern für geringere Leistung ohne Bedenken
aus massivem Material bestehen können, wobei die Stiftform keineswegs auf einen
kreisrunden Querschnitt beschränkt ist. Bei Schaltern für größere Leistungen müssen
jedoch Stifte mit über die ganze Länge größeren Querabmessungen oder aber einem
größeren äußeren Durchmesser verwendet werden, und hierbei bringt es Vorteile, die
Stifte in an sich bekannter Weise aus Rohrmaterial herzustellen.
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Die Erfindung wird im folgenden näher an Hand der Zeichnung erläutert,
in der F i g. 1 eine teilweise in Außenansicht und teilweise im Längsschnitt dargestellte,
abnehmbare isolierende Kappe des erfindungsgemäßen Schalters mit der darin angeordneten
Kontaktvorrichtung und F i g. 2 einen teilweise in Ansicht und teilweise im Querschnitt
dargestellten Brückenteil aus isolierendem Material mit zwei elektrisch verbundenen
stählernen Hilfskontakten nach der Erfindung zeigt.
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Die F i g. 1 zeigt eine abnehmbare Kappe 1 aus isolierendem Material,
in der eine Kontaktvorrichtung mit zwei parallelen, aus hohlen zylindrischen Leitern
bestehenden Hauptkontakten 2 angeordnet ist. Diese Hauptkontakte sind in nicht näher
angegebener Weise am linken Ende leitend miteinander verbunden. Die Hauptkontakte
2 sind je an der der Achse der Kappe 1 zugewandten Seite mit einem ziemlich breiten
axialen Schlitz versehen. Zwischen den beiden Hauptkontakten 2 und senkrecht zu
ihren Achsen liegt eine Haftplatte 6 aus magnetisierbarem Material, deren Enden
bis in die Hauptkontakte hineinreichen.
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Die Haftplatte 6 ist in Längsrichtung der Hauptkontakte 2 gegenüber
diesen Kontakten verschiebbar und bewegt sich dabei innerhalb der erwähnten axialen
Schlitze in diesen Kontakten. Jeder Hauptkontakt 2 ist nahe seinem freien rechten
Ende mit
einer Einschnürung 7 versehen. Zwischen der Einschnürung
7 und der Haftplatte 6 liegt innerhalb jedes Hauptkontaktes 2 eine Schraubenfeder
8, mittels deren die Haftplatte an einen auf der Kontaktbrücke befestigten gabelförmigen
Stützteil 9 angedrückt wird, wobei die Haftplatte in einer Ebene senkrecht zu den
Achsen der Hauptkontakte liegt.
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Die Haftplatte 6 trägt, an ihren beiden innerhalb der Hauptkontakte
2 liegenden Enden einen Hilfskontakt in Form eines stählernen Stiftes 10, der durch
eine in dem betreffenden Ende angeordnete isolierende Büchse 11, die mit einem Flansch
12 ausgerüstet ist, geführt wird. Die Stifte 10 sind an ihrem linken Ende
durch einen Brückenteil 13 aus isolierendem Material verbunden, in welchem
ein Leiter 14 (s. F i g. 2) vorgesehen ist. Der Brückenteil 13 hat eine derartige
Form, daß darin das eine Ende jedes Stiftes 10 in einem Kopf 15 endet, welcher mit
einer vollkommen flachen und senkrecht zu der Achse des Stiftes liegenden Tragfläche
an der Haftplatte 6 anliegt. Die Stifte 10 sind an dem rechten freien Ende je mit
einem Abbrennkontakt 17 versehen. An der rechten Seite der Haftplatte 6 ist um jeden
Stift 10 herum eine Schraubenfeder 18 angeordnet, die zwischen dem ringförmigen
Flansch 12 der isolierenden Büchse 11 und einem ebenfalls ringförmigen Flansch
20 einer zweiten, um den Stift 10 herum angeordneten Büchse 19 unter
Spannung gehalten wird. Die Büchse 19 wird gegen Verschiebung durch die Feder 18
mittels eines in radialer Richtung den Stift 10 durchsetzenden Sicherungsstiftes
21 gesichert.
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Die Stifte 10 werden von den Federn 18 mit den Tragflächen
der am Brückenteil 13 gebildeten Köpfe gegen die Haftplatte 6 gezogen und
in dieser Weise in den Hauptkontakten 2 zentriert.
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Der aus den stählernen Stiften 10 und dem Brückentei113 bestehende
Satz von Hilfskontakten ist in F i g. 2 einzeln dargestellt. Wie es aus dem linken
Teil dieser Figur, in welcher der Brückenteil 13
mit dem Verbindungsleiter
14 im Querschnitt dargestellt ist, hervorgeht, ist der Leiter 14 mittels einer Punktschweißverbindung
an den Stiften 10 befestigt, die zu diesem Zweck in der Nähe der betreffenden Enden
mit einem verbreiterten Teil versehen sind, wodurch zugleich eine gute Fixierung
der Stifte im Brückenteil 13 erzielt wird.