DE2232059A1 - Kontakteinrichtung fuer einen elektrischen schalter, insbesondere lasttrennschalter, mit einer ringspaltloeschkammer - Google Patents

Description

BROWN, BOVER! & CIE -AKTIENGESELLSCHAFT

M A N N H E1M BROWN BOVER!

Mp.-Nr. 576/72 Mannheim, den 28. Juni 1972

PAT- Ft/St.

"Kontakteinrichtung für einen elektrischen Schalter, insbesonde= '■

re Lasttrennschalter, mit einer Ringspaltlöschkamraer" I

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontakteinrichtung für einen
elektrischen Schalter, insbesondere einen Lasttrennschalter, mit . einer Ringspaltlöschkammer, welche'aus zwei konzentrisch ange= \ ordneten Rohren gebildet ist, und in welche ein Löschrohr zur j Löschung eines bei einer Schalthandlung zwischen zwei Kontakt= ; stellen, von denen sich beim Löschvorgang· die eine innerhalb und
die andere außerhalb des Löschrohres befindet, entstehenden Licht= bogen einfährt, wobei der Lichtbogen zwischen der Innenwand des
Löschkammer-Außenrohres und der Außenwand des Löschrohres bzw. > der Innenwand des Löschrohres und der Außenwand des Löschkammer- ! Innenrohres, welche aus einem Löschgas abgebenden Material ge= : bildet sind, brennt.

Eine Ringspaltrohrlöschkammer ist bekannt geworden in der DT-OS
1 808 o65. Dabei dienen als Kontaktelemente an einem äußeren j Führungsrohr und an einem inneren Schaltrohr befestigte Kontakte, ! welche mittels des beweglichen Löschrohres', welche in die Ring= I spaltlöschkammer eingefahren wird, überbrückt werden. Diese Kon=
takte sind zwar einerseits einfach in der Herstellung und in der j Montage des Schalters; sie haben jedoch den Nachteil eines hohen
Stromübergangswiderstandes. Dies ist darauf zurückzuführen, daß
sich die Kontakte nicht in jedem Fall berühren. Vielmehr besteht
auf Grund ungünstiger Toleranzen die Möglichkeit, daß zwisehen i j den einzelnen Kontaktteilen Luftspalten vorhanden sind; das bedeu= ! tet, daß der erforderliche Kontaktdruck nicht immer gewährlei= j stet ist, wodurch auch Verschweißungen auftreten können, welche 1 die Schaltfähigkeit verschlechtern.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kontakteinrichtung zu ent= wickeln, bei welcher die Übergangswiderstände wesentlich verrin=■ gert sind. Insbesondere sollen Toleranzen ausgeglichen v/erden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kon= taktstelle außerhalb des Löschrohres wenigstens zwei Kontakt= lamellen aufweist, welche mittels einer Feder nach innen gegen den inneren stromführenden Kontakt gedrückt sind. Dabei ist vor= teilhaft jede Kontaktlamelie annähernd L-förmig ausgebildet, wo= bei der kurze Schenkel des L als Berührungsteil zwischen dem Schaltrohr und dem äußeren Kontakt,dient. Vorteilhaft ist der lange Schenkel der Kontaktlamelle an dem Übergang Boden-Wand eines topfförmigen Kontaktkorbes drehbar aufgelagert und bildet mit der Wand eine U-förmige Stromschleife. In weiterer Ausfüh= rung ist die Druckfeder einerseits am kurzen Schenkel der Kon= taktlamelle und andererseits innerhalb des Kontaktkorbes, einen spitzen Winkel mit der Mittelachse des Schalters bildend, be= festigt, so daß der Druck der Kontaktlamelle auf das Löschrohr bei Einfahren des Löschrohres zwischen die Kontaktstellen nur wenig größer wird. Darüberhinaus v/eist die Kontaktlamelle eine Ansatznase neben der Berührungsstelle zur Kontaktierung auf, an welcher sich bei Ausschalten der Lichtbogenfußpunkt befindet. Vorteilhaft ist das die Kontaktlamellen anhebende Ende des Löschrohres in der Länge gestuft, derart, daß die in einer Ebene angeordneten Lamellen nacheinander angehoben v/erden.

In einer v/eiteren Ausführung ist das Schaltrohr aus zwei in Ab= stand angeordneten Halbschalen aufgebaut; dabei dienen als äuße= re Kontaktstelle zwei in die Schlitze zv/ischen den Ilalbschalen eingreifende, federbelastete, ortsfeste drehbar gelagerte Kon= taktfinger. Jeder Kontaktfinger weist dabei einen über seinen Drehpunkt nach außen ragenden Fortsatz auf, an welchem eine orts= fest angeordnete Zugfeder angreift, so daß sich der Kontaktfin= ger in eingeschaltetem Zustand immer zwischen dem Schlitz befin=

det. Um den notwendigen Kontaktdruck zv/ischen den Kontaktfingern I

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und den Halbschalen zu erzeugen, sind die beiden Halbschalen mittels Federn zusammengehalten. Als Federn sind vorteilhaft zwei U-förmig gebogene Blattfedern vorgesehen, deren Enden wink= lig abgebogen sind und in je einem Schlitz an den Halbschalen eingreifen. An der Innenwand des inneren Löschkammerrohres sind nun Nasen angeformt, welche in die Schlitze zwischen den Halbschalen eingreifen und zu deren Führung dienen. Dabei besteht das untere Anschlußstück aus zwei parallel nebeneinander ange= ordneten Cu-Blechen, zwischen denen die Köntaktfinger drehbar gelagert sind. Die Bleche werden vorteilhaft mittels.Federn zusammengehalten, wobei diese in Vertiefungen in den Blechen ein= greifen; an den Innenseiten der Bleche unterhalb der Vertiefun= gen sind Nasen vorgesehen, welche in Vertiefungen an den Kontakt= fingern angreifen, und so deren Drehpunkt und Stromübergarigs= stelle bilden.

Die Vorteile dieser Erfindung sind im wesentlichen darin zu sehen daß wegen des relativ definierten Kontaktdruckes auf Grund der Feder, Verschweißungen nicht auftreten. Das System ist nicht toleranzanfällig. Darüberhinaus wird der Kontaktdruck auf Grund der U-förmigen Stromschleife zwischen den Kontaktlamellen und dem Kontaktkorb stärker und durch die Anordnung der Lamelle und der Feder in dem Korb beim Öffnen nur unwesentlich erhöht.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

einen Schalter in "Ein"-stellung, den Schalter gemäß Fig. 1 während des Löschvorganges, den Schalter gemäß Fig. 1 und 2 in "Aus"-stellung, eine Verrastungsvorrichtung für einen Schalter gemäß

Fig. 1 bis 3,

eine v/eitere Ausbildung einer Kontakteinrichtung, die Kontakteinrichtung gemäß der Fig. 5 in einem anderen

Schaltzustand,

einen Querschnitt gemäß der Linie AB der Fig. 6 und einen Querschnitt gemäß der Linie 2-2 der Fig. 6.

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Ein Lasttrennschalter 1 besitzt ein Schaltrohr 5, über welches der Strom von einem ersten Anschluß 3 zu einem zweiten Anschluß 4 bzw. umgekehrt geführt wird. Als Kontakte dienen dabei zwei links und rechts angeordnete, etwa L- förmige Kontaktlamellen 6, welche in einem Kontaktkorb 7, der auf einem Auflager 7a be= festigt ist, beweglich und drehbar angeordnet sind, und welche mittels je einer Zugfeder 8 gegen .die äußere V7andung des Schalt= rohres 5 gedrückt werden. Das Auflager 7a selbst ist am äußeren Löschkammerrohr 9 aus Isolierstoffmaterial angeformt und ragt radial nach außen weg. Innerhalb des Löschkammerrohres 9 befin= det sich ein konzentrisch dazu angeordnetes inneres Löschkammer= rohr 10, wobei der durch die Rohre 9 und Io gebildete Ringspalt

11 zur Aufnahme eines mit dem Schaltrohr beweglichen Löschrohres

12 dient, wobei das Schaltrohr innerhalb des Löschrohres Io ge= führt ist. Im Bereich A ist das Löschrohr 12 mit dem Schaltrohr

kraft- bzw. formschlüssig verbunden. An der äußeren Wand des Löschrohres 12 ist an dessen oberem Ende ein Auge 13 angeformt, an welchem über einen Bolzen 14 ein Hebelarm 15 gelenkig angebracht ist. Das obere Ende des Schalters, d.h. des Schaltrohres mit

dem Löschrohr 12 ist von einer zur Befestigung für die Stromzu= ι
j führungsschiene 3 dienenden Isoliermasse 16 umgeben. An zwei sich gegenüberliegenden Stellen des Schaltrohres 5 befinden sich j Langlöcher 17 (Fig.3), in welche ein Mitnehmer 18, welcher das !Rohr 2 2 und eine Führungsstange 2 miteinander verbindet, sich hin und her bewegen kann. Dazu ist die Stange 2 in einer öffnung im Schaltrohr 5 geführt. Um die Stange 2 herum ist eine Schrau= benfeder 2o gewickelt, welche am Mitnehmer 18 einerseits und andererseits an dem nach innen ragenden Teil 19a des Schaltrohres 5, welche die öffnung 19 zum Durchlaß der Führungsstange 2 Ml= den, befestigt ist.

Bei einer Bewegung des Hebelarmes 15 nach unten in Pfeilrichtung b wird zunächst das Löschrohr 12 zusammen mit der Führungsstange 2 nach unten bewegt und läuft auf die Kontaktlamellen 6 auf. Die Kontaktlamellen werden dabei nach außen gedrückt, so daß sich zwischen den Kontaktlamellen und dem Schaltrohr ein Lichtbogen

zieht. Dieser Lichtbogen wird nun durch das vordere Ende des Löschrohres 12 in den Ringspalt 11 hineingetrieben und brennt dabei einerseits zwischen der Innenwand des Rohres 9 und der Außenwand des Rohres 12 und der Innenwand des Rohres 12 und der Außenwand des Rohres Io von Kontaktlamelle zum Schaltrohr. Der dabei bestehende Lichtbogen wandert nun von der Kontaktstelle 6a zu'dem vorgesehenen Lichtbogenansatzpunkt 6b der Kontakt= lamelle, so daß die Kontaktstelle 6a nicht beschädigt wird. In= nerhalb der Ringspaltkammer 11 brennt nun der Lichtbogen wei= ter, wobei aus dem Material, aus welchem die konzentrischen Rohre 9 und Io gebildet werden, Löschgas ausgeschieden wird. Auf diese Weise verlöscht der Lichtbogen nach einem gewissen Hub; die ionisierten Gase treten durch Spalte 21 in einen mit einem Kühlmedium, z.B, Steinwolle, Metallspäne, Drahtgewebe, gefüll= ten Auspufftopf 22 ein und gelangen dann über die Öffnung 23 ins Freie. Das sich weiter fortbewegende Löschrohr gleitet mit einem Anschlag 24 auf eine formschlüssige, federnde Verriegelung 25, drückt diese zusammen und gibt dabei das Schaltrohr mit der Verriegelung frei. Durch die Feder 2o wird das Schaltrohr 5 in die Trennstellung (Fig.3) gebracht. Während des Einschaltvor= ganges werden das Schaltrohr und das Löschrohr gemeinsam über einen Schalthebel und den Mitnehmer in Richtung Eingangskontakt mit einem Kontaktbolzen 3a bewegt. Dabei gleiten kurz vor dem Auftreffen die Kontaktlamellen über das Löschrohrende in strom= losem Zustand auf das Schaltrohr. Danach erfolgt die Einschal= tung zwischen dem Schaltrohr und dem Kontaktbolzen 3a. Dabei ist der Kontaktbolzen aus z.B. einem abbrandbestandigen Material ausgeführt.

Die Verriegelung 25 selbst ist etwa kreisförmig ausgebildet und mit dem Schaltrohr an ihrem oberen Ende fest verbunden. Sie be= sitzt zv/ei sich gegenüberliegende federnde Lappen 25a, welche an das obere Ende der Verriegelung angeformt und an dem unteren Ende an der Stelle 25b frei sind. In der Nähe der Stelle 25b ist ein Absatz 25c angeformt, mit welchem die Verriegelung auf das obere Ende des äußeren Löschkammerrohres 9 auftrifft und

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festgehalten wird, während das Löschrohr 12 v/eiterfährt. Hierbei spannt sich die Druckfeder 2o. Wenn das Löschrohr auf die fe= dernden Lappen 25a auftritt, dann v/erden diese vom Absatz 24 zusammengedrückt; dem Schaltrohr wird dadurch der Weg nach unten freigegeben, er schnappt unter der Wirkung der Feder 2o nach unten in Ausschaltstellung.

Die Anordnung der Kontaktlamellen und die der zugeordneten Zug= federn ist nun so gewählt, daß im eingeschalteten Zustand ein ausreichender Kontaktdruck gewährleistet ist. Bei geöffneten Kontaktlamellen steigt die Federkraft zwar etwas an; die Korn= ponente des Druckes der Kontaktlamelle auf das Löschrohr wird nur geringfügig größer, so daß dadurch keine unnötig hohe Rei= bungsenergie entsteht. Durch die Anordnung der Kontaktlamellen, deren Schenkel ja parallel zur Mittelachse des Schalters ange= ordnet sind, wobei die kurzen Schenkel etwa senkrecht zu dieser Mittelachse verlaufen, wird bewirkt, daß bei großen Strömen eine Stromschleife zwischen Kontaktkorb und Kontaktlamellen entsteht, deren magnetisches Feld den Kontaktdruck der Lamellen auf das Schaltrohr erhöht.

Dabei ist jede einzelne Kontaktlamelle an der Auflaufstelle ei= nerseits gerade ausgebildet; der Winkel, der mit der Bewegungs= richtung des Löschrohres gebildet wird, ist so klein, daß eine allzu große Auftreffkraft und Auftreffstoße vermieden v/erden. Darüberhinaus besteht die Möglichkeit diese Auftreffläche derart auszubilden, daß die Beschleunigung der Kontaktlamellen nach außen bei dem Einfahren des Löschrohres konstant bleibt. Hierzu kann beispielsweise ein parabolischer Verlauf der Kontaktfläche vorgesehen werden. Die Kontaktlamelle selbst weist eine Nut 26 zur Aufnahme der Feder auf.

Anstatt nun KontaktlameIlen in der Art wie sie oben dargestellt sind, zu verwenden, können auch Kontakfinger 63 gemäß der Fig. 5 bis 8 verwendet werden. Zu diesem Zweck ist das Schaltrohr 62 (Fig,6) aus zwei halbkreisförmigen Teilen 62a, 62b aufgebaut,

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zwischen die die Kontaktfinger eingreifen. In dem Bereich, in dem die Kontaktfinger 63 zwischen die Teile 62a,b eingreifen, ist eine Erweiterung 64 vorgesehen, welche etwa gleich breit ist, wie die Breite der Kontaktfinger. Zusätzlich weist auch das Löschrohr eine Ausnehmung 65 auf, durch welche die Kontaktfinger 63 hindurchgreifen. Die Stromzuführungsstelle an der unteren Seite besteht (gemäß Fig. 7) aus zwei abgekröpften CU-Blechen 66, welche an ihrem einen Ende 67, mit dem sie aus dem Schalter= gehäuse herausragen, verbunden sind und an ihrer Erweiterungs= stelle 66a die Lösch- und Schaltteile umfassen. Auch belassen sie im Bereich der Durchführung nach innen einen Zwischenraum 68 zwischen sich, welcher der Breite der Kontaktfinger 63 ent= spricht. Auf der entgegengesetzten Seite, d.h. auf der der An= Echlußfahne 67 entgegengesetzten Seite sind die Bleche ebenfalls nicht vollständig zusammengedrückt; ihr Abstand entspricht der Breite der Kontaktfinger 63. Die Kontaktfinger selbst sind nun an den Stellen 69 (Fig.8) drehbar aufgelagert; dazu besitzen die Kupferbleche 66 nach innen durchgedrückte Nasen 67, welche in Vertiefungen an den Kontaktfingern eingreifen. Damit die Kupferbleche zusammengehalten werden und somit einen geeigne= ten Drehpunkt für die Kontaktfinger bilden können, v/erden sie mittels je einer Feder, einer Biegefeder 72 auf beiden Seiten zusammengehalten, welche in die Vertiefungen 72 auf den Außen= flächen der Bleche eingreifen. Die Vertiefungen an den Außen= flächen liegen genau an den Nasen 69 an den Innenflächen. Auf j der der Kontaktfläche zwischen dem Kontaktfinger und dem Schalt= rohr entgegengesetzten Seite des Drehpunktes 69 befindet sich ein Fortsatz 63a, v/elcher mittels der Federn 8 gegenüber den Kupferblechen ortsfest abgespannt ist. Auf diese Weise befinden sich die Kontaktfinger immer der richtigen Lage zum Lösch- bzw. Schaltrohr. Wenn nun bei einer Schalthandlung das Löschrohr in den Ringspalt 11 einfahren soll, dann trifft es zunächst mit dem oberen Ende der Längsausnehmung 65 auf die Oberseite der Kontakt= finger, und bewegt diese derart, daß die nach innen reichenden Kontaktfingerteile nach unten und der äußere Fortsatz 63a sich

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nach oben run den Drehpunkt 69 dreht. Die Aüsschaltstellung zeigt nun die Fig. 5. Dabei werden die Federn gespannt, so daß die Kontaktfinger bei einer Einschaltung immer in die Ausgangsstel= lung gezogen werden.Zur Führung von Löschrohr und Schaltröhr ist eine an dem inneren Löschkammerrohr angeformte Nase 73 vor= gesehen, die in eine Ausnehmung 74 am Schaltrohr eingreift.

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Claims (13)

1. Patentansprüche

   Kontakteinrichtung für einen elektrischen Schalter, insbe= sondere Lasttrennschalter, mit einer Ringspaltlöschkammer, welche aus zwei konzentrisch angeordneten Rohren gebildet ist, und in welche ein Löschrohr zur Löschung eines bei ei= ner Schalthandlung zwischen zwei Kontaktstellen, von denen sich beim Löschvorgang die eine innerhalb und die andere außerhalb des Löschrohres befindet, entstehenden Lichtbogens einfährt, wobei der Lichtbogen zwischen der Innenwand des äußeren Löschkammerrohres und der Außenwand des Löschrohres bzw. der Innenwand des Löschrohres und der Außenwand des in= neren Löschkammerrohres, welche aus einem Löschgas abgebenden Material gebildet sind, brennt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstelle außerhalb des Löschrohres wenigstens zwei Kontaktlamellen (6) aufweist, welche mittels einer Fe= der (8) nach innen gegen den als Schaltrohr ausgebildeten inneren stromführenden Kontakt (5) gedrückt sind.
2. 2. Kontakteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kontaktlamelle (6) annähernd L-förmig ausgebildet ist, wobei der kurze Schenkel (6c) des L als Berührungsteil ,

   zwischen dem Schaltrohr (5) und dem äußeren Kontakt dient. j
3. 3. Kontakteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,^: daß der lange Schenkel (6d) der Kontaktlamelle (6) an dem j Übergang Boden-Wand eines Kontaktkorbes (7) der Stromzufüh= '. rung zu den Lamellen drehbar aufgelagert ist und mit der Wand eine U-förmige Stromschleife bildet.
4. 4. Kontakteinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, da= durch gekennzeichnet, daß die Zugfeder (8) einerseits am kurzen Schenkel der Kontaktlamelle und andererseits inner= halb des Kontaktkorbes (7) einen spitzen Winkel mit der Mit= telachse des Schalters bildend, befestigt ist, so daß der

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   Druck der Kontaktlamelle auf das Löschrohr nur wenig größer wird.
5. 5. Kontakteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich= net, daß die Kontaktlamelle eine Ansatznase (6b) neben der Berührungsstelle (6a) zur Kontaktierung aufweist, an welcher sich bei Ausschalten der Lichtbogenfußpunkt befindet.
6. 6. Kontakteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich= net, daß das die Kontaktlamellen (6) anhebende Ende des Löschrohres (12) in der Länge gestuft ist, derart, daß die in einer Ebene angeordneten Lamellen nacheinander angehoben werden.
7. 7. Kontakteinrichtung nfür einen elektrischen Schalter, insbe= sondere Lasttrennschalter, mit einer Ringspaltlöschkammer, welche aus zwei konzentrisch angeordneten Rohren gebildet 1st, und in welche ein Löschrohr zur Löschung eines bei ei= ner Schalthandlung zwischen zwei Kontaktstellen, von denen sich beim Löschvorgang die eine innerhalb und die andere

   außerhalb des Löschrohres befindet, entstehenden Lichtbogens einfährt, wobei der Lichtbogen zwischen der Innenwand des i Süßeren Löschkammerrohres und der Außenwand des Löschrohres I bzw. der Innenwand des Löschrohres und der Außenwand des inneren Löschkammerrohres, welche aus einem Löschgas ab= gebenden Material gebildet sind, brennt, dadurch gekenn= zeichnet, daß das Schaltrohr (62) aus zwei in Abstand angeordneten Halbschalen (62a,b) besteht, und daß als äuße= re Kontaktstelle zwei in die Zwischenräume (64) zwischen den Halbschalen eingreifende, federbelastete, ortsfest dreh= bar gelagerte Kontaktfinger (63) dienen.
8. 8. Kontakteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich= net, daß jeder Kontaktfinger einen über seinem Drehpunkt nach außen ragenden Fortsatz (63a) aufweist, an welchem ei= ne ortsfest angeordnete Zugfeder (8) angreift, so daß sich der Kontaktfinger im eingeschalteten Zustand immer zwischen dem Schlitz befindet. - n 309883/0 7-8 3
9. 9. Kontakteinrichtung»nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich= net, daß die beiden Halbschalen mittels Federn zusammenge= halten sind.
10. 10. Kontakteinrichtung nach Anspruch 9,· dadurch gekennzeich= net, daß als Federn zwei U-förmig gebogene Blattfedern vor= gesehen sind, deren Enden winklig abgebogen sind und in einen Schlitz an den Halbschalen eingreifen.
11. 11. Kontakteinrichtung nach Anspruch 7 bis Io, dadurch ge= kennzeichnet, daß an der Innenwand des inneren Löschrohres Nasen (73) angeformt sind, welche in Längsausnehmungen (74) am Schaltrohr eingreifen und zu dessen Führung dienen.
12. 12. Kontakteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich= net, daß das untere Anschlußstück (4) aus zwei parallel angeordneten CU-Blechen (66) beste.ht,. zwisehen denen die Kontaktfinger (63) drehbar gelagert sind.
13. 13. Kontakteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich= ;. net, daß die Bleche mittels Federn (7o) zusammengehalten j sind, wobei diese in Vertiefungen (72) in den Blechen ein= ! greifen und daß an den Innenseiten der Bleche unterhalb I der Vertiefungen Nasen (69) vorgesehen sind, welche in Ver= ' tiefungen (71) an den Kontaktfingern eingreifen und so i deren Drehpunkt und Stromübergangsstelle bilden. '■

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