DE3344179A1 - Trennschalter - Google Patents

Description

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11.11.83 Wa/SC

Trennschalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Trennschalter gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Trennschalter werden in Schaltanlagen zur galvanischen Verbindung und Trennung von Anlagenteilen bei höchstens geringer Last verwendet; sie liegen meist in Reihe mit Lastschaltern.

Es ist ein Trennschalter gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt (DE-OS 31 40 112), bei welchem in der Einschaltstellung die Nennstromfinger das bewegliche Schaltstück an der Aussenseite der den Schaltstift umgebenden mitbeweglichen Abschirmelektrode kontaktieren. Dadurch können dort Aufrauhungen entstehen, welche bei Verwendung des Trennschalters in einer gasisolierten gekapselten Anlage die Durchschlagfestigkeit zwischen der beweglichen Kontaktanordnung und der Kapselung herabsetzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, gattungsgemässe Trennschalter bezüglich der Vermeidung von Ueberschlägen und Bildung von Lichtbögen an Stellen, an denen dies schädliche Folgen haben könnte, insbesondere, bei Verwendung in gasisolierten

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gekapselten Anlagen, zwischen den Kontaktanordnungen einerseits und der Kapselung andererseits, zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, gelöst.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile liegen vor allem darin, dass die Kontaktierung des beweglichen Schaltstücks durch die Endstücke der Nennstromfinger in einem an der Aussenseite abgeschirmten, vergleichsweise geringfügig feldbelasteten Bereich stattfindet, so dass Ober-IQ flächenaufrauhung durch Kontaktabrieb nicht zur Herabsetzung der Durchschlagfestigkeit zwischen beweglichem Schaltstück und Kapselung führen kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Trennschalter und

Fig. 2 einen Querschnitt längs II-II in Fig. 1, und zwar links eine Draufsicht auf das feststehende Schaltstück und rechts im wesentlichen eine Draufsicht auf das bewegliche Schaltstück.

In den Figuren ist ein Trennschalter dargestellt, welcher in seinem grundsätzlichen Aufbau ein feststehendes Schaltstück 1 aufweist mit einem zentral angeordneten Nachlaufkontakt 2 und einem denselben koaxial umgebenden Kranz von Nennstromfingern 3a-h sowie ein bewegliches Schaltstück 4 mit einem Schaltstift 5 und einer an demselben angebrachten mitbeweglichen Abschirmelektrode 6, welche einen Bereich des Schaltstiftes 5, der unmittelbar hinter

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dem dem feststehenden Schaltstück 1 zugewandten Ende desselben beginnt, koaxial mit Abstand umgibt.

Der Nachlaufkontakt 2 besteht aus einem Kontaktstück 7 und einem Stö'ssel 8 (ungeschnitten dargestellt), welcher in einem bis nahe an sein vorderes Ende zweifach längsgeschlitzten Rohr 9 verschiebbar ist und am dem Kontaktstück 7 gegenüberliegenden Ende einen Riegel 10 aufweist, dessen vorstehende Teile durch die Schlitze im Rohr 9 ragen. Er ist durch eine Spiralfeder 11 mit einer in Ausschaltrichtung wirkenden Kraft beaufschlagt. Die Nennstromfinger 3a-h sind an Bolzen 12a-h, welche gleichzeitig der Stromführung dienen, drehbar aufgehängt. Blattfedern 13a-h übe.n auf die Nennstromkontaktfinger 3a-h Kräfte aus, welche die in der Einschaltstellung die bewegliche Kontaktanordnung 4 kontaktierenden Endestücke 14a-h derselben radial nach innen drücken.

Das feststehende Schaltstück 1 ist von einer Festkontaktabschirmelektrode 15 umgeben,.mit einer Oeffnung 16 zum beweglichen Schaltstück 4 hin, in welche das letztere in der Einschaltstellung hineinragt.

Der Schaltstift 5 ist in einer Halterung 17 mit einer festen Abschirmelektrode 18 geführt.

Erfindungsgemäss sind die Nennstromfinger 3a-h so angeordnet, dass in der Einschaltstellung ihre das bewegliche Schaltstück 4 kontaktierenden Endstücke 14a-h zwischen den Schaltstift 5 und die mitbewegliche Abschirmelektrode 6 geschoben sind. Sie liegen seitlich am Schaltstift 5 an. Der Schaltstift 5 weist unmittelbar hinter seinem dem feststehenden Schaltstück 1 zugewandten Ende, das mit einer abbrandfesten Kappe, z.B. aus WoIfram-Kupfer, versehen ist, eine umlaufende Nut 19 auf, ebenso ist die mitbewegliche Abschirmelektrode 6 an ihrer dem Schaltstift 5 zugekehrten Innenseite nahe dem dem feststehenden

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Schaltstück 1 zugewandten Rand mit einer umlaufenden Nut 20 versehen. An ihrer Aussenseite kann die mitbewegliche Abschirmelektrode 6 mit einer isolierenden Schicht überzogen, z.B. eloxiert, sein.

Das Kontaktstück 7 des Nachlaufkontakts 2 hat die Form einer schildartigen Platte mit gegen das bewegliche Schaltstück 4 vorgewölbter, im Zentrum abbrandfest ausgebildeter Frontfläche 21 und deckt in der Ausschaltstellung die Oeffnung 16 der Festkontaktabschirmelektrode 15 im wesentlichen ab. Das Schaltstück 7 weist Oeffnungen 22a-h auf, durch welche in der Einschaltstellung, wenn der Nachlaufkontakt 2 durch den Schaltstift 5 zurückgeschoben ist, die Nennstromfinger 3a-h ragen. Ist der Nachlaufkontakt 2 ganz vorgeschoben, wie das in der Ausschaltstellung der Fall ist, so liegen die Nennstromfinger 3a-h zur Gänze hinter der Frontfläche 21.

Der Trennschalter ist in einem gasgefüllten Raum angeordnet und koaxial von einer zylindrischen, geerdeten Metallkapselung (nicht dargestellt) umgeben.

In der Ausschaltstellung liegt zwischen dem feststehenden Schaltstück 1 und dem beweglichen Schaltstück 4 ein im wesentlichen axial ausgerichtetes elektisches Feld. Es ist durch die Wirkung der mitbeweglichen Abschirmelektrode 6 und aufgrund der Vorwölbung der Frontfläche 21 in der Schalterachse, also zwischen dem Schaltstift 5 und dem Zentrum der Frontfläche 21 am stärksten. Bei der Annäherung des beweglichen Schaltstücks 4 an das feststehende Schaltstück 1 während des Einschaltvorgangs wird sich also dort ein elektrischer Ueberschlag ausbilden. Dabei ist durch die Ausbildung des Kontaktstücks 7 als schildartige, die Oeffnung 16 der Festkontaktabschirmung 15 im wesentlichen abdeckende Platte dafür gesorgt, dass sich der Lichtbogenfusspunkt auf der Seite des feststehenden Schaltstücks 1

nicht auf empfindlichen Teilen desselben bildet, insbesondere sind die hinter der Frontfläche 21 liegenden Nennstromfinger 3a-h gut geschützt. Durch die Bildung eines Ueberschlags nähern sich die Potentiale des festen Schaltstücks 1 und des beweglichen Schaltstücks 4 an und es bildet sich ein im (wesentlichen radial ausgerichtetes Feld zwischen den Schaltstücken einerseits und der geerdeten Kapselung andererseits. Wiederum die Form des Kontaktstücks 7 und die mitbewegliche Abschirmelektrode 6 verhindern, dass das radiale Feld in den Bereich der Schalterachse durchgreift und die Entladung von dort in den Randbereich der Schaltstücke, d.h. in die Nähe der Kapselung, abzieht, wodurch es leicht zu einem Kapselungsüberschlag kommen könnte.

Sehr leicht können in dieser Phase auch durch Kontaktabrieb aufgerauhte Stellen zum Ausgangspunkt von Kapselungsüberschlägen werden. Beim erfindungsgemässen Schalter besteht diese Gefahr nicht, denn der durch Reibung an den Nennstromfingern 3a-h möglicherweise aufgerauhte Bereich des beweglichen Schaltstücks 4 ist nach aussen, also gegen die Kapselung zu, durch die mitbewegliche Abschirmelektrode 6 abgeschirmt. Die Abschirmelektrode 6 verhindert auch ein stärkeres Eingreifen des vor der Ausbildung eines Ueberschlags herrschenden Axialfeldes in diesen ßereich.

Die am stärksten feldbelasteten Bereiche liegen an dem dem feststehenden Schaltstück 1 zugewandten Ende des Schaltstifts 5 und am gleichfalls derselben zugewandten Rand der mitbeweglichen Abschirmelektrode 6. Die an diesen Teilen angebrachten Nuten 19, 20 fangen durch Kontaktabrieb entstandene Partikel ab und halten sie von den obengenannten Bereichen fern.

Beim Ausschaltvorgang sind die Verhältnisse, bei Umkehr des zeitlichen Ablaufs, analog wie beim Einschaltvorgang.

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Bei Trennung des Schaltstifts 5 vom Kontaktstück 7 wird in der Schalterachse ein Lichtbogen gezogen. Die oben beschriebenen Massnahmen verhindern dabei in bereits erläuterter Weise, dass derselbe durch das dann herrschende Radialfeld von der Schalterachse abgezogen wird und dass das nach Verlöschen desselben sich ausbildende Axialfeld zu Rückzündungen an Stellen führt, wo dadurch Schaden entstehen könnte.

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Claims (5)

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Patentansprüche

. Trennschalter j welcher ein im wesentlichen rotationssymmetrisches feststehendes Schaltstück (1) mit einem zentral angeordneten, in einem Kontaktstück (7) endenden Nachlaufkontakt (2) und einem denselben koaxial umgebenden Kranz von Nennstromfingern (3a-h) enthält sowie ein gleichfalls im wesentlichen rotationssymmetrisches bewegliches Schaltstück (4) mit einem zentral angeordneten Schaltstift (5) und einer mit demselben mitbeweglichen Abschirmelektrode (6), welche mindestens den Bereich des Schaltstiftes (5), der unmittelbar hinter dem dem feststehenden Schaltstück (1) zugewandten Ende desselben liegt, koaxial mit Abstand umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Nennstromfinger (3a-h) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass deren das bewegliehe Schaltstück (4) kontaktierende Endstücke (14a-h) beim Einschalten zwischen den Schaltstift (5) und die Abschirmelektrode (6) schiebbar sind.

2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltstift (5) eine unmittelbar hinter seinem dem feststehenden Schaltstück (1) zugewandten Ende umlaufende Nut (19) aufweist.

3. Trennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mitbewegliche Abschirmelektrode

(6) eine an ihrer dem Schaltstift (5) zugekehrten Innenseite umlaufende Nut (20) aufweist.

4. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dessen feststehendes Schaltstück (1) von einer Festkontaktabschirmelektrode (15) umgeben ist mit einer Oeffnung (16) zum beweglichen Schaltstück (4) hin, in welche

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die letztere in der Einschaltstellung hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktstück (7) des Nachlaufkontakts (2) als schildartige Platte mit gegen das bewegliche Schaltstück (4) vorgewölbter Frontfläche (21) ausgebildet ist, welche in der Ausschaltstellung die Oeffnung (16) in der Festkontaktabschirmelektrode (15) im wesentlichen abdeckt, mit Oeffnungen (22a-h) oder Einschnitten, durch welche in der Einschaltstellung, bei zurückgeschobenem Nachlaufkontakt (2), die Nennstromkontaktfinger (3a-h) ragen, während die letzteren in der Ausschaltstellung hinter der vorgewölbten Frontfläche (21) liegen.

5. Trennschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nennstromfinger (12a-h) drehbar befestigt und mit Kräften beaufschlagt sind, welche ihre Endstücke (14a-h) radial nach innen drücken.