DE1805682U

DE1805682U - Starkstromschalteinrichtung fuer schnelles ausschalten.

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Publication number: DE1805682U
Application number: DE1959S0029709
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-02-17
Filing date: 1959-02-17
Publication date: 1960-02-11

Description

BtB 02558*-?. 1.GO

SIEMENS

SIEMENS-SCHUCKERTWERKE AKTIENGESELLSCHAFT

Berlin und Erlangen
Patentabteilung

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Starkstromschalteinrichtung für schnelles Ausschalten.

Bei Schalt einrichtungen für großen liennstrom und kleine Spannung kann die bewegliche Schaltbrücke mit verhältnismäßig geringer Masac hergestellt werden, da der zu überbrückende Isolationsabstand infolge der niedrigen Spannung nur wenige Millimeter beträgt. Bei Hochspannung, beispielsweise bei 10 kV Nennspannung, müssen die feststehenden Schaltstücke in Luft von Atrcosphärendruck einen Abstand von mindestens 20 mm aufweisen. Dies bedingt, daß auch der Brückenkontakt entsprechend vergrößert werden muSj daiüit

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steigt seine lasse. Es wird jedoch häufig gefordert, daß die Kontakttrennung in Bruchteilen einer Millisekunde erfolgt. Dies ist beispielsweise bei StroiabegrenEern der Pail, bei denen parallel zu den feststehenden Schaltstücken eine Sicherung liegt, die nach Trennung der Kontakte den Strom übernimmt und den Stromkreis in kurzer Zeit unterbricht. Auch bei Btrombegrenzern mit Widerstand tritt die gleiche Forderung auf. Hier liegt parallel zu den feststehenden Schaltstücken ein Widerstand mit zunächst kleinem Wert, Dieser Widerstand ist im normalen Betrieb überbrückt. lach ..Öffnen des Überbrückungskontaktes wird der Strom auf den

, Widerstand kommutiert. Der Betrag dieses Widerstandes wird z. B. durch mechanische Mittel (Schiebewiderstand) oder durch Erwärmung infolge des ihn durchfließenden Stromes (Eisenwiderstand) vergrößert, so daß der Strom auf ein&n verhältnismäßig kleinen Wert abfällt.

Neuerung
Die :f&5£ä?K®css5g bezweckt eine Starkstroms chalteinrichtuiig für schnelles Ausschalten zu schaffen, bei der die Masse der beweglichen Schaltbrücke möglichst klein und die Isolationsfestigkeit zwischen äen feststehenden Schaltstücken

!Teuerung möglichst groß ist. Dies wird gemäß der jgE^mfomgxdadurch erreicht, daß die Schaltbrücke nachgiebig in einen eines plattenförmigen Isolierkörpers eingesetzt ist, der beim Ausschalten die Isolationsfestigkeit zwischen den feststehenden Schaltstücken gewährleistet und auf den bei geschlossener Schalteinrichtung eine Kraft einwirkt, die Kontaktdruck herstellt.

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Der Abstand der feststehenden Schaltstücke kann also in dem Maß© kleiner gehalten werden, als die Durchschlagsfestigkeit fester Isolierstoffe höher liegt als diejenige von Luft bei At&osphärendruck, also ungefähr um einen Faktor 10. Zweckmäßig wird das Isolierstück so geformt, daß es die volle Spannungsbeanspruchung allein übernimmt, d. h., daß es den Abstand zwischen den feststehenden Schaltstücken praktisch ausfüllt.

Die Herabsetzung der Masse hat den weiteren Vorteil, daß der Längsv/iderstand der Schaltbrücke wesentlich verringert, beispielsweise kleiner als der Kontaktwiderstand wird. Durch den kleinen Längswiderstand v/erden die Verluate herabgesetzt. Infolgedessen kann die Schaltbrücke trotz ihrer sehr kleinen Masse dauernd einen hohen Strom führen. Die Schalteinrichtung

Neuerung
gemäß der MxMrafeagt vereinigt also drei Vorteile: große Stromtragfähigkeit, hohe Spannungsfestigkeit im ausgeschalteten Zustand, sehr kleine Masse der Schaltbrücke.

Me Schaltbrücke kann prismenförmig und im Querschnitt z. B. trapezförmig, dreieckfö'rmig oder kreisförmig sein. Vorzugsweise wird man sie in mehrere, elektrisch parallel liegende, nachgiebig miteinander verbundene Kontaktsegmente unterteilen. Dadurch wird der Kontaktwiderstand herabgesetzt und die Stroia tragfähigkeit noch weiter erhöht.

Das Isolierstück wird zweckmäßig plattenförmig musgebildet. eSSflt mit ^nsatlln^ vers ehcn, welche die fest-"

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stehenden Schaltstücke ü-förmig umgeben. Dadurch, wird einerseits der Kriechweg verlängert, andererseits die Gefahr einer Stoßionisation verringert, da die Ansätze als lonenbarrieren wirken. Das plattenförmige Isolierstüek kann als Isolierverbindung zwischen der auf Hochspannungspotential liegenden S ehalt brücke'und. dem auf Erdpotential befindlichen Antrieb dienen. Die tf-förmigen Ansätze wird man zweckmäßig auf der ganzen Länge des plattenförmigen Isolierstückeü anordnen, so daß dieses auch bei größerer Länge knickfest wird.

Der Kontaktdruck v/ird zweckmäßig durch ein System erzeugt, dessen Kraft nach Kontakttrennung abnimmt. Dies hat den Vorteil-," daß die Antriebs energie verringert wird. Hierzu kann man z. B. zwei unter der Einwirkung von ledern stehende Hebel auf die Schaltbrücke einwirken lassen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Einwirkung auf das bewegliche System unmittelbar nach der Kontakttrennung praktisch aufhört.

In den Figuren 1 und 2 ist eine beispielsweise AuBführungs-

Heuerung form einer Starkstroms ehalt einrichtung nach der ißasßfedimg im Längsschnitt und im Grundriss dargestellt. Darin bedeuten: 1 und 2 die feststehenden Schaltstücke, die zugleich als Anschlüsse dienen, 3 die bewegliche Schaltbrücke, 4 ηηά ü-förciige Isolierstücke, welche, wie aus Figur 2 hervorgeht, die Hauptkontakte 1 und 2 eng umschließen. Die aneinander-

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liegenden Mittelteile der Isolierstücke 4 und 5 können beispielsweise miteinander verklebt sein. In der Höhe der Schaltbrücke 3 weisen sie eine schlitzförmige Durchbruehs-Öffnung auf, in die die Schaltbrücke 3 unter Zwischenlage eines elastischen Plättchens 6 in Form eines schmalen Rechtecks, beispielsweise aus Gummi, eingesetzt ist. Per Kontaktdruck wird durch Federn 7, die auf um die Achse 8 drehende Hebel 9 einwirken, erzeugt (Figur 1, links). Die Aussehaltbewegung wird durch einen elektrodynamischen Antrieb 10 erzeugt, bestehend aus der feststehenden Spule und einer elektrisch gut leitenden Scheibe 12, die kraftschlüssig mit der unteren Stirnfläche der beiden Isolierstücke 4,5 in Verbindung steht.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Wird der : Wicklung 11 in an sich bekannter Weise, z. B. durch Entladung eines Kondensators, ein Stromimpuls aufgedrückt, so bewegen sich die Scheibe 12 und damit auch die beiden Isolierstücke 4,5 sowie die Schaltbrücke 3 mit großer Geschwindigkeit nach oben- Pie Hebel 9 drehen sich zunächst in entgegengesetzter Richtung und gleiten dann von der oberen Stirnfläche der Isolierstücke 4,5 ab, so daß nun auf das bewegte System nur noch die von den Hebeln erzeugte Reibung einwirkt. Die Einschaltung kann dadurch erfolgen, daß das bewegliche System von Hand oder einem an sich bekannten Antrieb nach unten bewegt wird, bis wieder die in Figur 1 dargestellte Lage erreicht ist.

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Aus den Figuren 1 und 2 erkennt man deutlich, daß die lasse der Schaltbrücke tatsächlich sehr klein ist. Me Schalt-. stücke 1 und 2 sind durch die Isolierstücke 4,5 in der Ausschalt st ellung sowohl hinsichtlich Durchschlag als auch Überschlag gegeneinander sehr gut isoliert. Bei einem 10 kV-Schalter für einen Hennstrom von 1000 A beträgt beispielsweise das Gewicht.der Schaltbrücke 3 nur 1,8 g, das Gesamtgewicht des bev/eglichen Systems ohne die Scheibe 12 etwa 40 g, wobei der Kontaktwiderstand bei einem Anpressdruck von 20 kg etwa 20 Mikroohm betragt. Die Übertemperatur der Schaltbrücke 5 relativ zu den feststehenden Schaltstücken 1 und 2 liegt bei

* Hoch tiefere lontaktwiderstandswerte lassen sich durch Unterteilung der Schaltbrücke, wie dies in Figur 3 beispielsweise dargestellt ist, erreichen. Pie einselnen Kontaktlamellen 13 sind auf einem Gummiplättchen 14 aufgeklebt, das dem Plättchen 6 in Figur 1 entspricht. Mit diesem Kontaktsystem sind unter sonst gleichen Bedingungen Kontaktwiderstände von nur etwa 10 Mikroohm erreicht worden«

Feuerung Starkstromschalteinrichtungen nach der ^xf±M3ä»gxkönnen überall da mit Vorteil angewendet werden, wo geringe Abmessungen und sehr schnelles Schalten bei großem JTennstrom erreicht werden sollen. Besondere Vorteile ergeben sich, wnn parallel zu den feststehenden Schaltstücken ein lebenwiderstand 15, wie dies punktiert in Figur 1 angedeutet ist, vorgesehen wird. Anstelle

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des Widerstandes 15 kann auch eine Sicherung parallel geschaltet v/erden.

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Claims

BkB 02558W.1.GÜ FA 59/0028. Schutzansprüche

1. Starlcstromsohalteinriehtung für schnelles Ausschalten unter Verwendung einer beweglichen Schaltbrücke und zweier feststehender Sehaltstücke, insbesondere mit parallel zu den feststehenden Schaltstücken liegendes lebenwiderstand, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbrücke nachgiebig in einen Schlitz eines plattenförmigen Isolierkörpers eingesetzt ist, der beim Ausschalten die Isolationsfestigkeit zwischen den feststehenden Schaltstücken gewährleistet und auf ά^η bei geschlossener Schalteinrichtung eine Kraft einwirkt, die άϋη Kontaktdruck herstellt.

2. Starkstromschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der plattenfcrmige Isolierkörper mit Ansätzen versehen ist, welche die feststehenden Kontaktstücke U-förmig umfassen.

J. Starkstroffischalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbrücke priaiaenförmig ist.

4. Starkstromschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbrücke in einzelne Kontaktsegmente unterteilt ist.

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5. Starkstromschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktdruck durch ein System erzeugt wird, dessen Kraft unmittelbar nach Kontaktöffnung abnimmt.

6. Starkstromschalteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei unter der Einwirkung von Federn stehende Hebel auf die Schalt "brücke ein?/irken und derart angeordnet Bind, daß sie unmittelbar nach Kontakttrennung wirkungsloa werden.

7. Starkstroiaschalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenformige Isolierstück mit den U-förmigen Ansätzen als knickfeste I so Ii er verbindung zwischen der auf Hochspannuiigspotential angeordneten Schaltbrücke und den auf Erdpotential befindlichen Antrieb dient.