DE3312074A1

DE3312074A1 - Schaltgeraet fuer hochspannungsschaltanlagen, insbesondere erdungsschalter

Info

Publication number: DE3312074A1
Application number: DE3312074A
Authority: DE
Inventors: Heinz 4300 Essen Szygulla
Original assignee: RUHRTAL GmbH; Ruhrtal Elektrizitatsgesellschaft Hartig GmbH and Co
Current assignee: RUHRTAL GmbH; Ruhrtal Elektrizitatsgesellschaft Hartig GmbH and Co
Priority date: 1983-04-02
Filing date: 1983-04-02
Publication date: 1984-10-11
Also published as: ATE24793T1; EP0123941A1; EP0123941B1; DE3312074C2; DE3461963D1

Description

Gesthuysen & von "Rohr

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät für Hochspannungsschaltanlagen,· ins- f ]

besondere Erdungsschalter mit einem mit einer Sammelschiene od. dgl. ver- |

bundenen Festkontakt und einem mittels·eines Schwenkarmes in einer Schwenk- |

ebene schwenkbaren Schaltkontakt, wobei der Festkontakt einen vorzugsweise I

mit einem Aufschiebeanschlag versehenen Aufschiebekontakt und ggf. einen f

etwa quer zur Aufschieberichtung verlaufenden Befestigungsarm und der I

Schaltkontakt mindestens ein Paar von in geschlossenen Zustand beidseitig |

am Aufschiebekontakt und ggf. am Aufschiebeanschlag anliegenden Kontakt- f

fingern aufweist und wobei vorzugsweise der Aufschiebekontakt und der j

Befestigungsarm miteinander ein bogenförmiges, in Aufschieberichtung ge- |

öffnetes, in der Schwenkebene liegendes Bauteil bilden. „j

Das bekannte Schaltgerät für Hochspannungsschaltanlagen, von dem die Erfin- ι dung ausgeht (vgl. die DE-AS 24 09 527) ist so ausgebildet, daß der Aufschiebekontakt vom Befestigungsarm in Aufschieberichtung einseitig ab- \ ragt und daß die Kontaktfinger im geschlossenen Zustand des Schaltgerätes \ .außerhalb des Bereiches des Befestigungsarmes am Aufschiebekontakt mit ■_[ Punktkontakt anliegen. Bei diesem Schaltgerät führt die geometrische Ge- 1 staltung im Kurzschlußfall dazu, daß der Kontaktdruck der Kontaktfinger % am Aufschiebeanschlag vergrößert und vom Festkontakt aufgenommen wird. Im . '■■ ■Kurzschlußfall wird auch der Aufschiebeanschlag zur Strombahn für den f Kurzschlußstrom, wobei über die als Punktkontakte ausgebildeten Kontakt- ] bereich ein sehr hoher spezifischer Kontaktdruck erreicht wird. Insbe- 1 sondere werden durch die schleifenförmige Ausbildung des vom Aufschiebe- Ϊ kontakt und vom Befestigungsarm gebildeten Bauteiles gewollt sogenannte -^r Eckenkräfte erzeugt, die zu einer Verstärkung des Anpreßdruckes am Aufschiebeanschlag im Kurzschlußfall führen bzw. durch die extern'entgegen
der Aufschieberichtung angreifende Eckenkräfte, wie sie beispielsweise
zwischen dem Schwenkarm und der Sammelschiene auftreten können, kompensiert werden.^:

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Mit dem bekannten, zuvor erläuterten Schaltgerät ist an sich schon eine relativ gute Kurzschlußsicherheit erreicht. Es gibt allerdings noch Einsatzfälle, bei denen die Wirkungsrichtung der auftretenden elektrodynamischen Kräfte im Kurzschlußfall zu einer Verringerung des Kontaktdruckes der Kontaktfinger führt oder gar die Kontaktfinger abheben läßt. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn die externen Eckenkräfte wegen einer anderen Relativlage des Schaltgerätes zu der zugehörigen Sammelschiene nicht in der Schwenkebene, sondern senkrecht zu der Schwenkebene angreifen. Dann nämlich reichen im Kurzschlußfall die Kontrakt!onskräfte der parallel verlaufenden Kontaktfinger nicht mehr aus, diese externen elektrodynamischen Kräfte zu kompensieren. ■■=■

Ausgehend von dem zuvor erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, das bekannte Schaltgerät so auszugestalten und weiterzubilden, daß praktisch unabhängig von der Wirkungs'richtung der auftretenden elektrodynamischen Kräfte im Kurzschlußfall der Kontaktdruck der "Kontaktfinger nicht nachläßt und insbesondere ein Aufbrechen des Schaltgerätes ausgeschlossen ist.

Das erfindungsgemäße Schaltgerät, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Festkontakt auf der vom Schwenkarm abgewandten Seite des Aufschiebekontaktes eine Auffangschiene aufweist, daß in geschlossenem Zustand die Kontaktfinger des Schaltkontaktes in Längsrichtung des Schwenkarmes über den Aufschiebekontakt des Festkontaktes hinausragen und an-ihren freien Enden mit den vom Aufschiebekontakt abgewandten Seiten mit der Auffangschiene in Eingriff, stehen. Durch die Auffangschiene wird am vom Schwenkpunkt fernen Ende des Schwenkarmes für die Kontaktfinger gewissermaßen ein Widerlager geschaffen, das ein seitliches, im wesentlichen senkrecht zur Schwenkebene gerichtetes Aufbrechen des Schaltgerätes unmöglich macht. Selbst dann also, wenn senkrecht zur

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Schwenkebene bzw. zur Aufschieberichtung starke externe Eckenkräfte auftreten wird ein Abheben der Kontaktfinger vom Aufschiebekontakt durch die Auffangschiene verhindert. Dabei führt die Auffangschiene zusätzlich noch zu einer überpropotionalen Erhöhung des Kontaktdruckes.im Kurzschlußfall, da sie eben als Widerlager für die Enden der Kontaktfinger des Schaltkontaktes dient. Diese Konstruktion ist selbst dann von erheblichem Vorteil, wenn keine bogenförmige Ausgestaltung des vom Aufschiebekontakt und vom Befestigungsarm gebildeten Bauteiles vorliegt, eine Ausgestaltung, die ja nur dann notwendig ist, wenn in der Schwenkebene entgegen der Aufschieberichtung wirkende externe elektrodynamische Kräfte im Kurzschlußfall auftreten können.

In konstruktiver Hinsicht empfiehlt sich für das erfindungsgemäße Schaltgerät eine Ausgestaltung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Auffangschiene zwei im Schnitt quer zur Aufschieberichtung etwa L-förmige, mit jeweils einem L-Schenkel aufeinanderzu gerichtete Halteleisten aufweist. Die freien Enden der Kontaktfinger kommen hier mit den vom Aufschiebekontakt abgewandten Seiten, also den Außenseiten, an den freien Enden der aufeinanderzu gerichteten L-Schenkel der Halteleisten in Eingriff. Dabei kann die Auffangschiene auch oberhalb der aufeinanderzu gerichteten L-Schenkel voll geschlossen sein, also gewissermaßen ein an einer Seite geöffnetes Kastenprofil bilden. Schließlich empfiehlt es sich, die Auffangschiene an ihrem in Aufschieberichtung hinteren Ende geschlossen auszubilden, so daß hier ein weiterer Anschlag für die Kontaktfinger gegeben ist. Ggf. kann auch an dieser Stelle der Aufschiebeanschlag in die Auffangschiene integriert sein.

Um die Antriebseinheit für den Schwenkarm des in Rede stehenden Schaltgerätes nicht zu groß dimensionieren zu müssen, empfiehlt es sich, den Kontaktdruck zwischen den Kontaktfingern und dem Aufschiebekontakt im Bereiche des Auflaufens der Kontaktfinger auf den Aufschiebekontakt sehr gering zu halten, jedoch in Aufschieberichtung anwachsen zu lassen. Das läßt

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sich auf einfache Weise dadurch erreichen, daß die Auffangschiene eine in Aufschieberichtung abnehmende lichte Weite aufweist.

Im übrigen hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die aneinander zur Anlage kommenden Bereiche der Kontaktfinger und/oder der Auffangschiene mit Gleitauflagen und/oder mit Gleitmitteln-zu versehen. Der erwünschte Kontaktdruck soll ja durch senkrecht zur Schwenkebene und zur Aufschieberichtung wirkende Kräfte erzeugt werden, hingegen sind in Aufschieberichtung auftretende Reibungskräfte sehr unerwünscht.

Zur Erzielung definierter Stromlaufwege insbesondere im Kurzschlußfall empfiehlt es sich im übrigen, die Auffangschiene gegen den Aufschiebekontakt zu isolieren und/oder die Auffangschiene in dem an den Kontaktfingern zur Anlage kommenden Bereichen mit Isolierauflagen od. dgl. zu versehen. Letzteres kann prinzipiell auch bei den Kontaktfingern verwirklicht sein, jedoch ist das technisch nicht besonders zweckmäßig.

Ist die Auffangschiene, wie zuvor erläutert, mit Gleitauflagen versehen, so können die Gleitauflagen ohne weiteres bei entsprechender Materialwahl gleichzeitig als Isolierauflagen ausgebildet sein.

Schließlich geht eine weitere Lehre der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, dahin, die Kontaktfinger an ihren rait der Auffangschiene in Eingriff kommenden freien Enden entgegen der Aufschieberichtung etwa recht- · winklig abzubiegen. Neben den Biegekräften können nun auch noch die Torsionskräfte der Kontaktfinger für die Erzeugung des Kontaktdruckes genutzt werden. Auch die wegen der rechtwinkligen Abbiegung der Enden der Kontaktfinger dort auftretenden Eckenkräfte können zur Kompensation externer elektrodynamischer Kräfte im Kurzschlußfall genutzt werden. Bei entsprechend geschickter Ausgestaltung und Führung des Stromlaufweges kann unter Umständen sogar auf eine bogenförmige Ausgestaltung des vom Aufschiebekontakt und vom Befestigungsarm gebildeten Bauteiles verzichtet werden.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt ^;

Fig. Γ ' in Seitenansicht und stark schematisiert ein Ausführungsbei- \ spiel eines erfindungsgemäßen Schaltgerätes in Form eines Erdungsschalters,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich des Festkontaktes,

Fig. 3 den Gegenstand nacli Fig. 2 in Stirnansicht,

Fig. 4 eine Auffangschiene für einen Festkontakt gemäß Fig. 3, im Sehn gemäß dort IV-IV, und

Fig. 5 in Fig. 4 entsprechender Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiels einer Auffangschiene. ~

Das in Fig. 1 dargestellte Schaltgerät ist ein Erdungsschalter für Hochspann Schaltanlagen. Dieses Schaltgerät weist einen mit einer Sammelschiene 1 verbundenen Festkontakt 2 und einen mittels eines Schwenkarmes 3 in einer Schwen ebene schwenkbaren Schaltkontakt 4 auf. Der Schwenkarm 3 ist an einem Antriebsaggregat 5 schwenkbar gelagert.· Das Antriebsaggregat 5 selbst ist an einem als Isolator ausgeführten Stützer 6 unten montiert, wobei am ' Stützer 6 oben der Festkontakt 2 angeordnet ist. Der Schaltkontakt 4 ist also, in Fig. 1 durch einen Pfeil angedeutet, mit Hilfe des Schwenkarmes 3 aus einer im wesentlichen horizontalen Ausschalt- oder Öffnungsstellung in eine im wesentlichen vertikale Einschalt- oder Schließstellung und umgekehrt bringbar. .

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Die weitere Erläuterung des Schaltgerätes erfolgt anhand einer Zusammenschau der Fig. 1, 2 und 3. Der Festkontakt 2 weist einen mit einem Aufschiebeanschlag 7 versehenen Aufschiebekontakt 8 und einen etwa quer zur Aufschieberichtung verlaufenden Befestigungsarm 9 auf. Der Aufschiebekontakt 8 und der Befestigungsarm 9 bilden miteinander ein bogenförmiges, in Aufschieberichtung geöffnetes, in der Schwenkebene liegendes Bauteil.

Der Schaltkontakt 4 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Paar vo.n in geschlossenem Zustand beidseits am Aufschiebekontakt 8 und am Aufschiebeanschlag 7 des Festkontaktes 2 anliegenden Kontaktfingern 10 auf. Es können prinzipiell auch mehrere Paare von Kontaktfingern vorgesehen sein, was jedoch hier nicht dargestellt ist. Die Kontaktfinger 10 sind am vom Antriebsaggregat 5 entfernten Ende des Schwenkarmes 3 befestigt.

Wie die Fig. 2 und 3 im Zusammenhang besonders deutlich zeigen, weist der Festkontakt 2 auf der vom Schwenkarm 3 abgewandten Seite des Aufschiebekontaktes 8 eine Auffangschiene 11 auf. In geschlossenem Zustand des Schaltgerätes ragen die Kontaktfinger 10 des Schaltkontaktes 4 in Längsrichtung des Schwenkarmes 3 über den Aufschiebekontakt 8 des Festkontaktes 2 hinaus und stehen an ihren freien Enden mit den vom Aufschiebekontakt 8 abgewandten Seiten mit der Auffangschiene 11 in Eingriff. Die Auffangschiene 11 weist, wie Fig. 3 besonders gut zeigt, zwei im Schnitt quer zur Aufschieberichtung etwa L-förmige, mit jeweils einem L-Schenkel aufeinanderzu gerichtete Halteleisten 12 auf. Die Halteleisten 12 sind im in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel durch-einen Quersteg 13 zu-einem einseitig geöffneten Kastenprofil verbunden. Die Auffangschiene 11 ist im übrigen an ihrem in Aufschieberichtung hinteren Ende geschlossen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen zwei Ausführungsformen der Auffangschiene 11 in einem Schnitt gemäß IV - IV in Fig. 3. Aus beiden Figuren läßt sich deutlich erkennen, daß die Auffangschiene 11 eine in der wieder durch einen Pfeil ange-

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deuteten Aufschieberichtung abnehmende lichte Weite aufweist. Diese in Aufschieberichtung abnehmende lichte Weite ist bei den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen der Auffangschiene 11 dadurch realisiert, daß die Auffangschiene 11 in den an den Kontaktfingern 10 zur Anlage kommenden Bereichen mit Gleitauflagen 14 versehen ist, die gleichzeitig als Isolierauflägen ausgebildet sind. Die.unterschiedliche Formgebung der Gleitauflagen 14 bei den Ausführungsbeispielen einer Auffangschiene 11 gemäß den Fig. 4 und 5 führt zu unterschiedlich verlaufenden Kontaktdrücken am Aufschiebekontakt 8.

In den Fig. 2 und 3 sind mit Pfeilen und Buchstaben noch die im Kurzschlußfall auftretenden Kräfte eingezeichnet. Die Eckenkraft F^ erhöht im Kurzschlußfall den Kontaktdruck der Kontaktfinger 10 am Aufschiebeanschlag 7. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wirken externe Eckenkrä.fte Frp nicht entgegen, da die Sammelschiene 1, wie Fig. 1 zeigt, quer zur Aufschieberichtung verläuft. Die externen Eckenkräfte Fr_E wirken allerdings den im ■Kürzschlußfall auftretenden Kontraktionskräften F₁, der Kontaktfinger 10 zum Teil_entgegen, wie das in Fig. 3 eingezeichnet ist. Selbst wenn die externen Eckenkräfte F^p sehr groß sind, kann der entsprechende Kontaktfinger 10 vom Aufschiebekontakt 8 nicht abheben, da er durch die Auffangschiene 11 daran gehindert ist..

Claims

Gesthuyson &" von" Rohr Patentansprüche: f§

1.) Schaltgerät für Hochspannungsschal'tanlagen, insbesondere Erdungsschalter, f mit einem mit einer Sammelschiene od. dgl. verbundenen Festkontakt und einem
mittels eines Schwenkarmes in einer Schwenkebene schwenkbaren Schaltkontakt,
wobei der Festkontakt einen vorzugsweise mit einem Aufschiebeanschlag versehenen Aufschiebekontakt und ggf. einen etwa quer zur Aufschieberichtung
verlaufenden Befestigungsarm und der Schaltkontakt mindestens ein Paar von
in geschlossenem Zustand beidseitig am Aufschiebekontakt und ggf. am Auf- i| Schiebeanschlag anliegenden Kontaktfingern aufweist und wobei vorzugsweise A

■■ι der Aufschiebekontakt und der Befestigungsarm miteinander ein bogenförmiges, ί| in Aufschieberichtung geöffnetes, in der Schwenkebene liegendes Bauteil bil- | den, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkontakt (2) ^:f auf der vom Schwenkarm (3) abgewandten Seite des Aufschiebekontaktes (8) -| eine Auffangschiene (11) aufweist, daß in geschlossenem Zustand die Kontakt- j| finger (10).des Schaltkontaktes (4) in Längsrichtung des Schwenkannes (3) _4^:i über den Aufschiebekontakt (8) des Festkontaktes (2) hinausragen und an ,M ihren freien Enden mit den vom Aufschiebekontakt (8) abgewandten Seiten /11 mit der Auffangschiene (11) in Eingriff stehen. 4

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangschiene (11) zwei im Schnitt quer zur Aufschieberichtung etwa L-förmige,
mit jeweils einem L-Schenkel aufeinanderzu gerichtete Halteleisten (12)
aufweist. . ■-'*· ■ ■ '- - · ■ %

3. Schaitgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, "daß die·Auf- f fangschiene (11) an ihrem in Aufschieberichtung hinteren Ende geschlossen ? ist. ■

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4. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangschiene (11) eine in Aufschieberichtjng abnehmende lichte Weite aufweist.

5. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinander zur Anlage kommenden· Bereiche der Kontaktfinger und/oder der Auffangschiene (11) mit Gleitauflagen (14) und/oder mit Gleitmitteln versehen sind.

6. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangschiene gegen den. Aufschiebekontakt isoliert ist.

7. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangschiene in den an den Kontaktfingern zur Anlage kommenden Bereichen mit Isolierauflagen od. dgl. versehen ist.

8. Schaltgerät nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitauflagen (14) gleichzeitig als Isolierauflagen ausgebildet sind.

9. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfinger an ihren mit der Auffangschiene in Eingriff kommenden freien Enden entgegen der Aufschieberichtung etwa rechtwinklig abgebogen sind.