DE2737021B2

DE2737021B2 - Trennschalter für Niederspannung

Info

Publication number: DE2737021B2
Application number: DE19772737021
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Frewe; Ulrich Marquardt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-08-15
Filing date: 1977-08-15
Publication date: 1979-09-20
Also published as: FR2400763A1; DE2737021A1; JPS5442659A; DE2737021C3; GB2002962B; FR2400763B1; GB2002962A

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Trennschalter für Niederspannung mit Zu- und Ableitung des Stromes an gegenüberliegenden Seiten eines aus Isolierstoff bestehenden Gehäuses und mit einer Kontaktteile einer Steckverbindung aufweisenden Anschlußvorrichtung für die Zuleitung.

Ein Trennschalter dieser Art ist durch die DE-OS 32 711 bekannt geworden. Ein wichtiges Anwendungsgebiet solcher Trennschalter sind die elektrischen Schalt- und Verteilungsanlagen im Bergbau unter Tage. Hier kommt es darauf an, daß die Trennschalter ein geringes Bauvolumen aufweisen und bei Spannungen bis zu 1000 V Nennströme von mehreren hundert Ampere führen können. Ferner wird gefordert, daß die Trennschalter auch als Lasttrenn-Umschalter betrieben werden können, d. h. daß sie einen Stromkreis nicht nur stromlos trennen, sondern auch Lastströme unterbrechen können und zusätzlich eine Umschaltfunktion, z. B. ^r> zum Zweck des Phasentausches, besitzen. Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch bisher bekannte Trennschalter, z. B. nach der DE-AS 11 98 909, zwar zu erfüllen sind, jedoch mit einem verhältnismäßig großen Aufwand an Raum und Material.

ίο Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trennschalter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er bei einfachem und robustem Aufbau hohe Werte der Stromtragfähigkeit und des Schaltvermögens erreicht und sich gegenüber den ortsfesten Stromschie- ^r< nen oder Steckkontakten selbsttätig zentriert

Gemäß der Erfindung ist hierzu vorgesehen, daß sich zwei im wesentlichen parallel zueinander angeordnete, relativ zueinander und relativ zu dem Gehäuse des Trennschalters begrenzt bewegbar angeordnete Kon-

-¹Ii taktteile in das Innere des Gehäuses erstrecken und dort Gleitbahnen als Stromzuführung zu dem einen Hebelarm eines als zweiarmiger Hebel ausgebildeten beweglichen Schaltstückes besitzen, dessen anderer Hebelarm ^;n der Einschaltstellung beidseitig mit festen

2~> Schaltstücken zusammenwirkt, und daß an den Kontaktteilen zwischen den Gleitbahnen und den zum Eingriff mit ortsfesten Stromschienen bestimmten Enden nur an dzn Kontaktteilen abgestützte Federelemente angeordnet sind. Die Verwendung durchgehen-

lii der paralleler Kontaktteile wirkt sich günstig auf die Kurzschlußfestigkeit des Trennschalters aus. Vorteilhaft ist ferner der Wegfall biegsamer Leiter oder anderer Verbindungsteile für die Stromzuführung zu den beweglichen Schaltstücken, wie sie bisher benötigt

r> wurden (DE-AS 11 98 909). Die begrenzte Bewegbarkeit der Kontaktteile in Verbindung mit den Federelementen ermöglicht eine Ausrichtung der Kontaktteile auf die mit ihnen zusammenwirkende ortsfeste Stromschiene, ohne daß dies einen Einfluß auf die Güte des Stromüberganges von den Gleitbahnen auf die beweglichen Schaltstücke hat. Die Federkraft ist nämlich unabhängig von der sich jeweils ergebenden Lage der Kontaktteile relativ zu dem Gehäuse des Trennschalters.

t> Bewegbare Schaltstücke mit einer Stromzuführung durch eine Gleitbahn sind bei Hebelschaltern an sich bekannt (DE-PS 5 76 108). Mit Trennschaltern nach der vorliegenden Erfindung haben diese Hebelschalter jedoch keine Ähnlichkeit.

·■><> Die begrenzte Bewegbarkeit der Kontaktteile kann im Rahmen der Erfindung mit einfachen Mitteln dadurch erreicht werden, daß jedes Kontaktteil zwei Ansätze trägt, die von ortsfesten, am Gehäuse des Trennschalters angebrachten Bolzen mit einem quer zur

■"''> Ebene der Gleitbahnen gerichteten Spiel durchsetzt sind, wobei die jeweils an einer Seite der Kontaktteile befindlichen Ansätze aufeinanderliegen und auf einem gemeinsamen Bolzen geführt sind. Dabei sind gleiche Kontaktteile verwendbar. Für jedes Paar der Kontakt-

wi teile werden nur zwei ortsfeste Führungsbolzen benötigt.

Wie bereits erwähnt, sind bei dem Trennschalter nach der Erfindung bewegliche Schaltstücke vorgesehen, die als zweiarmige Hebel ausgebildet sind. Während der

i>> eine Hebelarm an den erwähnten Gleitbahnen anliegt, wirkt der andere Hebelarm beidseitig mit ortsfesten Schaltstücken zusammen. Auch hier ist eine kurzschlußfeste Anordnung dadurch erzielbar, daß die ortsfesten

Schaltstöcke schleifenförmig ausgebildet sind und die einander zugewandten Schenkel der zusammengehörenden Schaltstücke mit je einem Eisenumschluß versehen sind, wobei zwischen den Schenkeln jedes schleifenförmigen ortsfesten Schaltstückes ein·; Druckfeder angeordnet ist Zur Erhöhung des Kontaktdruckes tragen hierbei nicht nur die an dem beweglichen Schaltstück aufliegenden Schenkel der schleifenförmigen festen Schaltstücke bei, sondern auch die zwischen den Schenkeln der schleifenförmigen Schaltstücke entstehenden abstoßenden Kräfte. Zusätzlich sorgen die Eisenumschlüsse für eine magnetische Kontakikraftverstärkung. Unterstützt werden diese Kräfte durch die Druckfedern.

Die durch die Gestaltung der Strombahn des Trennschalters erreichte hohe Kurzschlußfestigkeit kann bei besonders geringen Abmessungen des Trennschalters verwirklicht werden, wenn das bewegliche Schaltstück mit einer im Bereich der Welle zylindrisch verdickten Umhüllung aus Isolierstoff versehen ist, die mit Vorsprüngen des Gehäuses im Sinne einer Trennung des Gehäuses in zwei Räume zusammenwirkt, die dem einen bzw. dem anderen Hebelarm des beweglichen Schaltstückes zugeordnet sind. Dadurch werden nämlich große Kriechwege geschaffen, die inneren Überschlägen entgegenwirken.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Trennschalter in der Drehebene eines beweglichen Schaltstükkes.

Die F i g. 2 zeigt eine Ansicht des Trennschalters mit Blick auf die Enden der als Steckvorrichtung ausgebildeten Kontaktteile.

In der Fig. 3 ist der Trennschalter in einer anderen Ansicht, teilweise aufgebrochen, dargestellt, um die feststehenden Schaltstücke zu zeigen.

Der in den Figuren dargestellte Trennschalter ist als Lasttrennumschalter ausgebildet. Er besitzt dementsprechend eine Ausschaltstellung und zwei Einschaltstellungen.

Der Trennschalter t besitzt ein aus Isolierstoff hergestelltes Gehäuse 2 mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt. An diesem Gehäuse ist in Lagerschilden 27 und 28 eine Welle 3 gelagert, die einen quadratischen Querschnitt besitzt und mit einer Umhüllung 4 aus einem Isolierstoff versehen ijt. Die Welle 3 läßt sich mit Hilfe einer nicht dargestellten geeigneten Antriebsvorrichtung derart bewegen, daß ein auf ihr befestigtes bewegliches Schaltstück 5 wahlweise die dargestellte Ausschaltstellung oder die durch je eine strichpunktierte Linie angedeutete obere bzw. untere Einschaltstellung 6 und 7 einnimmt.

Das bewegliche Schaltstück 5 ist zweiarmig ausgebildet. Der kürzere Hebelarm 8 wirkt mit einer Kontaktauflage 10 mit einer Gleitbahn 11 zusammen, die Bestandteil eines Kontaktteiles 12 ist, dessen aus dem Gehäuse 2 herausragendes Ende 13 auf eine nicht dargestellte ortsfeste Stromschiene aufschiebbar ist. Zu diesem Zweck ist eine Anlaufschräge 14 vorgesehen. Das Kontaktteil 12 kann aus Kupfer bestehen, wobei im Bereich der kreisbogenförmigen Gleitbahn 11 eine Silberschicht aufgebracht werden kann, damit sich ein möglichst geringer Übergangswiderstand zu dem Gleitkontakt 10 des beweglichen Schaltstückes 5 ergibt.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist der Trennschalter dreipolig ausgebildet, wobei für jeden Pol zwei der in F i g. 1 gezeigten Kontaktteile vorgesehen sind Die Kontaktteile 12 und die jeweils symmetrisch hierzu angeordneten weiteren Kontaktteile 15 sind an dem Gehäuse 2 des Trennschalters 1 durch feststehende Bolzen 16 und 17 begrenzt bewegbar geführt, die durch öffnungen in seitlichen Ansätzen 18 und 19 des Kontaktteiles 12 und entsprechenden Ansätzen 20 und 21 des zugehörigen weiteren Kontaktteiles 15 hindurchgreifen. Die Ansätze 18 und 20 sowie 19 und 21 liegen dabei unmittelbar

i<> aufeinander. Die Löcher in diesen Ansätzen sind dabei als Langlöcher 29 ausgeführt, deren Längserstreckung senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 1 verläuft, wie in der F i g. 2 gestrichelt dargestellt ist. Beide Kontaktteile werden durch Druckfedern 23 und 24 aufeinander

ii gepreßt, die sich an dem Kontaktteil 12 bzw. an Bolzen 25 bzw. 26 abstützen. Diese Bolzen sind an dem Kontaktteil 15 angebracht und erstrecken sich durch öffnungen des Kontaktteil 12. Die Federn 23 und 24 haben somit keine Verbindung mit dem Gehäuse 2 des Trennschalters, so daß die Federkräfte unabhängig von der sich im Gebrauch jeweils ergebenden Stellung der Kontaktteile 12 und 15 relativ zu dem Gehäuse 2 des Trennschalters i sind.

Der längere Hebelarm 30 des Schaltstückes 5 trägt an

:5 seinem Ende eine Kontaktauflage 31, die in der Einschaltstellung 6 oder der Einschaltstellung 7 mit je zwei ortsfesten Schaltstücken 32 und 33 zusammenwirkt. Diese Schaltstücke sind hierzu mit Kontaktauflagen 34 und 35 versehen. Wie aus der F i g. 3 näher zu

jo entnehmen ist, sind die Schaltstücke 32 und 33 schleifenförmig ausgeführt, so daß der von der Kontaktauflage 31 auf die Kontaktauflagen 34 und 35 übertretende Strom zunächst in den Schenkeln 36 und 37 anziehende Kräfte hervorruft. Anschließend gelangt

f> der Strom in die Schenkel 40 und 41, wobei nun in den Schenkeln 36 und 40 bzw. 37 und 41 entgegengesetzt gerichtete Ströme und damit abstoßende Kräfte auftreten. Diese vergrößern ebenfalls die Auflagekraft zwischen den Kontaktauflagen 34 und 35 und dem

to beweglichen Schaltstück 31. Zusätzlich sind an den Schenkeln 36 und 37 aus weichmagnetischem Werkstoff bestehende Umschlösse 42 bzw. 43 angebracht, durch welche die Kontaktkraft noch auf magnetischem Wege vergrößert wird. Zwischen den Schenkeln 36 und 37 des

■i") feststehenden Schaltstückes 33 ist jeweils eine Druckfeder 44 bzw. 45 angeordnet, damit bei normalen Betriebsströmen eine ausreichende Kontaktkraft vorhanden ist.

An der Ableitungsseite d<*s Trennschalters 1 sind

•>(i Gewindebolzen 46 und 47 angebracht, die mit den ortsfesten Schaltstücken 32 und 33 im Inneren des Gehäuses 2 verbunden sind. Die Enden der Kontaktteile 12 und 15 und die Gewindebolzen 46 und 47 befinden sich somit auf der gegenüberliegenden Seite des

i^r> Gehäuses 2.

Zur Unterbrechung von Lastströmen ist der Trennschalter 1 mit zwei Löscheinrichtungen 50 bzw. 51 versehen, die in bekannter Weise aus Löschblechen bestehen, zwischen denen das bewegliche Schaltstück

mi 31 hindurchläuft. Die Löscheinrichtung 50 ist dabei zwischen der in F i g. 1 dargestellten Ausschaltstellung und der Einschaltstellung 6 und die Löscheinrichtung 51 zwischen der Ausschaltstellung und der Einschaltstellung 7 angeordnet.

ir, Im Inneren des Trennschalters 1 ist durch die Ausbildung des beweglichen Schaltstückes 5 und das Gehäuse 2 für große Kriechwege gesorgt. Hierzu ist das bewegliche Schaltstück 5 mit einer Umpressung 9 aus

Isolierstoff derart versehen, daß im wesentlichen nur die Kontaktauflagen 10 und 31 freiliegen. Im Bereich der Welle 3 ist diese Umpressung zylindrisch verdickt. Dadurch ergibt sich im Zusammenwirken mit Vorsprüngen 48 und 49 des Gehäuses 2 eine weitgehende Trennung des Gehäuses 2 in zwei Räume, in denen sich die Hebelarme 8 bzw. 30 des beweglichen Schaltstückes 5 befinden.

Bei der Beschreibung der Kontaktteile 12 und 15 sind nur die für die erforderlichen Funktionen benötigter Teile und Bereiche erwähnt worden. Die übrigi Gestaltung der Kontaktteile und die Auswahl dei Werkstoffe läßt sich gegenüber dem dargestellter Ausführungsbeispiel beliebig abwandeln. Auch anden Einzelteile des Trennschalters können verändert wer den, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, ζ. Β das Hebelverhältnis des Schaltstückes 5 und di< Anschlußstellen der Abgangsseite des Trennschalters 1.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Trennschalter für Niederspannung mit Zu- und Ableitung des Stromes an gegenüberliegenden Seiten eines aus Isolierstoff bestehenden Gehäuses und mit einer Kontaktteile einer Steckverbindung aufweisenden Anschlußvorrichtung für die Zuleitung, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwei im wesentlichen parallel zueinander angeordnete, relativ zueinander und relativ zu dem Gehäuse (2) des Trennschalters (1) begrenzt bewegbar angeordnete Kontaktteile (12, 15) in das Innere des Gehäuses (2) erstrecken und dort Gleitbahnen (11) als Stromzuführung zu dem einen Hebelarm (8) eines als zweiarmiger Hebel ausgebildeten beweglichen Schaltstückes (5) besitzen, dessen anderer Hsbelarm (30) in der Einschaltstellung beidseitig mit festen Schaltstücken {32, 33) zusammenwirkt, und daß an den Kontaktteilen (12, 15) zwischen den Gleitbahnen (11) und den zum Eingriff mit ortsfesten Stromschienen bestimmten Enden (13) nur an den Kontaktteilen (12, 15) abgestützte Federelemente angeordnet sind.

2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kontaktteil (12,15) zwei Ansätze (18,19; 20, 21) trägt, die von ortsfesten, am Gehäuse (2) des Trennschalters (1) angebrachten Bolzen mit einem quer zur Ebene der Gleitbahnen (11) gerichteten Spiel durchsetzt sind, wobei die jeweils an einer Seite der Kontaktteile (12, 15) befindlichen Ansätze (18, 20; 19, 21) aufeinanderiiegen und auf einem gemeinsamen Bolzen (16, 17) geführt sind.

3. Trennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Schaltstücke schleifenförmig ausgebildet sind und die einander zugewandten Schenkel (36,37) der festen Schaltstükke (32, 33) mit je einem Eisenumschluß (42, 43) versehen sind, wobei zwischen den Schenkeln (36, 40; 37, 41) jedes Schaltstückes (32, 33) eine Druckfeder (44,45) angeordnet ist.

4. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Schaltstück (5) mit einer im Bereich der Welle (3) zylindrisch verdickten Umhüllung (9) aus Isolierstoff versehen ist, die mit Vorsprüngen (48, 49) des Gehäuses (2) im Sinne einer Trennung des Gehäuses (2) in zwei Räume zusammenwirkt, die dem einen (8) bzw. dem anderen Hebelarm (30) des beweglichen Schaltstückes (5) zugeordnet sind.