DE3540655A1 - Kontaktanordnung fuer niederspannungs-leistungsschalter mit einem bewegbaren isolierkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem feststehenden und einem bewegbaren Teil sowie mit einem mit dem beweg­ baren Teil verbundenen Isolierkörper als Abgrenzung der Kontaktanordnung gegenüber anderen Baugruppen des Leistungs­ schalters.

Eine Kontaktanordnung dieser Art ist beispielsweise durch die DE-A-10 21 054 oder die DE-A-22 60 837 bekannt geworden. Der Isolierkörper hat dabei die Aufgabe, die beim Schalten auftretenden Lichtbogengase in eine bestimmte Richtung zu lenken und hierdurch die Entwicklung des Schaltlichtbogens in einer gewünschten Weise zu beeinflussen oder die Aus­ breitung der Lichtbogengase im Inneren des Leistungs­ schalters in der Richtung anderer Baugruppen des Leistungs­ schalters zu verhindern. Dies ist insbesondere von Be­ deutung, wenn der Leistungsschalter mehrpolig ausgebildet ist und bei räumlich eng benachbarter Anordnung der Pole die Gefahr von Überschlägen zwischen den benachbarten Polen verhindert werden muß. Eine ungehinderte Ausbreitung von Lichtbogengasen kann auch Störungen an anderen empfind­ lichen Baugruppen, z. B. einer Auslöseeinheit, hervorrufen.

Bei einer der bekannten Kontaktanordnungen (DE-A-10 21 054) ist ein Isolierkörper starr mit dem bewegbaren Kontakthebel verbunden. Beim Abschalten verdeckt der Isolierkörper den sich zwischen dem ortsfesten und dem beweglichen Kontakt bildenden Zwischenraum und verhindert hierdurch ein Hin­ durchtreten von Lichtbogengasen nach unten. Dem Lichtbogen verbleibt somit nur eine Expansionsmöglichkeit in Richtung zu einer Löschkammer, was sich vorteilhaft auf die Licht­ bogenlöschung auswirkt. Bei einer weiteren bekannten Kon­ taktanordnung (DE-A-22 60 837) ist der Isolierkörper Be­ standteil einer Traverse, die zur Bewegung des bewegbaren Teiles der Kontaktanordnung dient. Auch hierbei verschließt der Isolierkörper den sich beim Öffnen der Kontaktanordnung bildenden Zwischenraum nach unten, um einem Schaltlicht­ bogen das Wandern in einer unerwünschten Richtung zu ver­ wehren.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ins­ besondere eine Ausbreitung von Lichtbogengasen in der Be­ wegungsrichtung des bewegbaren Teiles der Kontaktanordnung zu verhindern, um dort befindliche Baugruppen des Leistungs­ schalters zu schützen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Isolierkörper plattenförmig ausgebildet und an einem die Antriebsbewegung auf den bewegbaren Teil der Kontaktanordnung übertragenden Antriebsglied formschlüssig angebracht ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Isolierkörper mit ge­ ringem Aufwand aus einem plattenförmigen Isoliermaterial als gesondertes Teil herstellbar ist und sich bei der Montage des Leistungsschalters durch eine einfache Handhabung, bei­ spielsweise durch Aufstecken oder Einschnappen, in den Schalter einfügen läßt. Infolge der plattenförmigen Aus­ bildung ist die Masse des Isolierkörpers und damit sein Einfluß auf die Schaltbewegung gering.

Ein Isolierkörper der vorstehend beschriebenen Art kann nach einer Weiterbildung der Erfindung dadurch besonders wirksam gemacht werden, daß oberhalb und unterhalb der Kontaktanordnung ortsfeste Isolierteile in solcher relativen Stellung angeordnet sind, daß bei in seiner Ausschaltung befindlichem Teil der Kontaktanordnung der plattenförmige Isolierkörper als Bestandteil einer die Kontaktanordnung gegenüber anderen Baugruppen des Leistungsschalters ab­ trennenden Isolierwand wirkt. Wesentlich ist hierbei im Vergleich zu einer vollständig ortsfesten Ausführung einer die Kontaktanordnung gegenüber anderen Baugruppen des Leistungsschalters abschirmenden Isolierwand ein im Ein­ schaltzustand verbleibender Zwischenraum, durch den ständig Luft strömen kann. Diese Luftströmung ist günstig zur Ab­ führung der Verlustwärme, die an der in der Einschaltstellung vom Dauerstrom durchflossenen Kontaktanordnung entsteht.

Für die Anbringung des Isolierkörpers an der Kontaktanordnung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die unmittelbar an dem bewegbaren Teil der Kontaktanordnung gelenkig angreifende Isolierkoppel zu benutzen. Dies ist sowohl günstig im Hin­ blick auf die Zugänglichkeit bei der Montage als auch hin­ sichtlich einer thermischen Isolierung des Isolierkörpers gegenüber dem bewegbaren Teil der Kontaktanordnung.

Ein Isolierkörper nach der Erfindung ist in gleicher Weise bei Kontaktanordnungen anwendbar, die nur eine Isolierkoppel oder mehrere Isolierkoppeln aufweisen. Es empfiehlt sich, bei Kontaktanordnungen mit mehreren Isolierkoppeln die Isolierkörper mit einer entsprechenden Anzahl von Aufnahme­ öffnungen zu versehen.

Sofern es mit Rücksicht auf die Abmessungen der Kontaktan­ ordnung erforderlich sein sollte, verhältnismäßig große Isolierkörper zu verwenden, kann es im Hinblick auf die an der Verbindungsstelle mit den Isolierkoppeln auftretende mechanische Beanspruchung günstig sein, den Isolierkörper an der zugehörigen Isolierkoppel bzw. den Isolierkoppeln schwenkbar anzuordnen und der unteren Kante des Isolier­ körpers eine ortsfeste isolierende Anschlagleiste als weiteres Schwenklager bei den Schaltbewegungen zuzuordnen. Hierdurch wird erreicht, daß der Isolierkörper bei den Schaltbewegungen keine Parallelverschiebung erfährt, sondern eine Schwenkbewegung um seine Unterkante. Die Bewegungs­ energie und damit die mechanische Beanspruchung sind bei dieser Bewegung wesentlich geringer.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine Kontaktanordnung mit einem Isolier­ körper in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht.

Die Fig. 2 zeigt gleichfalls eine Kontaktanordnung in einer Seitenansicht, wobei ein Isolierkörper eine gegenüber der Fig. 1 veränderte Bewegung beim Ausschalten durchführt.

Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen für die Verwendung bei Kon­ taktanordnungen gemäß den Fig. 1 und 2 vorgesehene unter­ schiedliche Isolierkörper.

Die in der Fig. 1 gezeigt Kontaktanordnung 1 ist Bestand­ teil eines mehrpoligen Niederspannungs-Leistungsschalters. Die Kontaktanordnung umfaßt einen feststehenden Teil 2 sowie einen bewegbaren Teil 3, der mittels einer nicht darge­ stellten geeigneten Antriebsvorrichtung betätigbar ist. Der feststehende Teil der Kontaktanordnung weist einen Isolier­ block 4 als Träger einer oberen Anschlußschiene 5 sowie einer unteren Anschlußschiene 6 auf. In den Werkstoff des Isolierblockes 4 eingelassene Gewindebuchsen 7 und 10 dienen zur Befestigung der Anschlußschiene 5, eines ortsfesten Kontaktstückes 11 mit einer Schaltstückauflage 12 sowie der unteren Anschlußschiene 6 und eines biegsamen Strombandes 13. Dieses stellt die bewegliche Verbindung mit dem bewegbaren Teil 3 der Kontaktanordnung 1 her, die einen um einen Lagerbolzen 14 schwenkbaren Kontakthebel 15 mit einem be­ wegbaren Kontaktstück 16 und einer Schaltstückauflage 17 um­ faßt. Ein Träger 20, der um den Gelenkbolzen 14 schwenkbar ist, nimmt einen oder mehrere parallele Kontakthebel 15 auf und ist mittels einer Isolierkoppel oder mehrerer parallel angeordneter Isolierkoppeln 21 zum Ein- und Ausschalten bewegbar. Die Kontakthebel 15 sind ihrerseits an dem Träger 20 um einen Bolzen 22 schwenkbar und stehen unter der Wirkung von Druckfedern 23, die in der dargestellten Ein­ schaltstellung als Kontaktkraftfedern wirken und bei der Freigabe der Isolierkoppel 21 als Ausschaltfedern wirken.

Bei dem Abschaltvorgang entsteht der Schaltlichtbogen zwischen den Schaltstückauflagen 12 und 17, gelangt unter dem Einfluß der Schleifenwirkung der Strombahn auf Licht­ bogenhörner 24 und 25 und von diesen in eine oberhalb der Kontaktanordnung 1 befindliche geeignete Lichtbogenlösch­ kammer. Mit der Zündung des Lichtbogens ist die Entstehung einer Druckwelle verbunden, deren Ausbreitung durch noch zu beschreibende Maßnahmen in einer gewünschten Weise beein­ flußt wird. Hiermit einher geht die Ausbreitung von Licht­ bogengasen, wobei es sich um erhitzte und daher ionisierte Luft sowie Metalldampf und evtl. Dämpfe aus von dem Licht­ bogen beaufschlagten weiteren Werkstoffen handelt.

Da der Isolierblock 2 eine feste Begrenzung darstellt, ist mit einer Ausbreitung der Druckwelle und der Lichtbogengase vor allem nach oben, d. h. in die Lichtbogenlöschkammer hin­ ein, sowie nach rechts, d. h. in Richtung der Isolierkoppel 21 sowie nach unten in Richtung des Strombandes 13 zu rechnen. Um zu vermeiden, daß empfindliche Baugruppen des Leistungsschalters, beispielsweise elektronische Auslöse­ einheiten, mechanische Präzisionsteile oder eng benachbarte spannungführende Teile beeinträchtigt werden, ist eine Anord­ nung von Isolierteilen vorgesehen, die im folgenden beschrie­ ben wird.

Zunächst sind benachbarte Pole des Leistungsschalters durch Isoliertrennwände 26 von einander getrennt, wie dies an sich bekannt ist. Diese Isoliertrennwände sind mit Anschlagleisten 27 versehen, die mit einem plattenförmigen Isolierkörper 28 zusammenwirken. Der Isolierkörper 28 ist auf der Isolierkop­ pel 21 angebracht und ist zwischen dem Träger 20 und Halte­ nasen 29 der Isolierkoppel 21 formschlüssig befestigt. Ferner sind eine quer zu der Isoliertrennwand 26 angeordnete Schott­ wand 30 und eine untere winkelförmige Schottwand 31 vorge­ sehen.

In der dargestellten Einschaltstellung steht der platten­ förmige Isolierkörper 28 den Schottwänden 30 und 31 mit solchem Abstand gegenüber, daß in Richtung der Pfeile 32 und 33 Luft von der Seite zu der Kontaktanordnung Zutritt hat, was sich vorteilhaft auf deren Kühlung auswirkt. Wird ausgehend hiervon der Kontakthebel 15 mittels der Isolier­ koppel 21 in Richtung des Pfeiles 34 geöffnet, so legt sich der Isolierkörper 28 gegen die Anschlagleisten 27 der beid­ seitig der Kontaktanordnung 1 befindlichen Isoliertrenn­ wände 26, wodurch gleichzeitig die Zwischenräume zwischen dem Isolierkörper 28 und den Schottwänden 30 und 31 ge­ schlossen werden, wie dies anhand der gestrichelt einge­ zeichneten Stellung des Isolierkörpers 28 in der Fig. 1 ersichtlich ist. Damit unterbleibt die unerwünschte Aus­ breitung der Lichtbogengase nach rechts und nach unten.

ln Verbindung mit Kontaktanordnungen, die aufgrund einer An­ zahl nebeneinander angeordneter Hauptkontakte eine verhält­ nismäßig große Breite aufweisen, empfiehlt es sich, die Aus­ führungsform gemäß der Fig. 2 zu wählen, die einen gegen­ über der Fig. 1 veränderten Bewegungsablauf aufweist. Die in der Fig. 2 gezeigte Kontaktanordnung 40 weist einen im Prinzip ähnlichen Aufbau wie die Kontaktanordnung 1 gemäß der Fig. 1 auf, so daß von einer näheren Beschreibung abge­ sehen werden kann. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß zu­ sätzlich zu Abbrennkontakten mit Schaltstückauflagen 41 und 42 Hauptkontakte mit Schaltstückauflagen 43 und 44 vorhanden sind. In Abhängigkeit von dem vorgesehenen Nennstrom kann eine entsprechende Anzahl von Hauptkontakten 43 und 44 in paralleler Anordnung vorgesehen sein. Dementsprechend ist es erforderlich, einen plattenförmigen Isolierkörper 45 einer entsprechenden Breite vorzusehen. Um dessen Bean­ spruchung durch die schlagartige Schaltbewegung und den zusätzlichen Energiebedarf für die Bewegung des Isolier­ körper 45 gering zu halten, ist der Isolierkörper 45 auf der Isolierkoppel 46 bzw. mehreren parallelen Isolierkoppeln 46 nicht starr angebracht, sondern z. B. durch eine ballige Gestaltung von Halterippen 47 derart beweglich, daß der Isolierkörper 45 mit seiner unteren Kante 50 in Anlage an einem aufrecht stehenden Schenkel 52 einer unteren winkel­ förmigen Schottwand 51 verbleibt. Im Verlauf der Ausschalt­ bewegung in Richtung des Pfeiles 55 stellt sich somit der Isolierkörper 45 relativ zu der Isolierkoppel 46 schräg und schließt in der Endstellung annähernd bündig mit einer oberen Schottwand 53 ab. Hierdurch wird ein Zwischenraum verschlossen, durch den in Richtung des Pfeiles 54 im Ein­ schaltzustand der Kontaktanordnung 40 Luft hindurchströmen kann. Die beschriebene Schwenkbewegung des Isolierkörpers 45 ist mit einem geringeren Energieaufwand gegenüber einer Parallelverschiebung verbunden, so daß geringere Kräfte zu überwinden sind.

Die Abschottung der Kontaktanordnung 40 gegenüber weiteren gleichen Kontaktanordnungen bzw. einer Seitenwand des Leistungsschalters kann in der gleichen Weise erfolgen, wie dies anhand der Fig. 1 erläutert wurde. Insbesondere können daher Isoliertrennwände vorgesehen sein, an deren Abstand die Breite des Isolierkörpers 45 angepaßt ist, wobei zu­ sätzlich Anschlagleisten vorgesehen sein können, um die Spalte zu verschließen.

Beispiele von plattenförmigen Isolierkörpern sind in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt. Der Isolierkörper 60 gemäß der Fig. 3 besitzt eine im wesentlichen rechteckige Form und ist mit zwei Durchbrüchen 61 und 62 versehen, die für den Durchtritt von Isolierkoppeln des beweglichen Teiles der Kontaktanordnung vorgesehen sind. Diese Ausführung eines Isolierkörpers ist beispielsweise für die Kontakt­ anordnung gemäß der Fig. 1 geeignet.

Der Isolierkörper 65 gemäß der Fig. 4 besitzt gleichfalls bei rechteckiger Grundform zwei Durchbrüche 66 und 67 für den Durchtritt von Isolierkoppeln, die jedoch einen größeren Abstand voneinander aufweisen, als dies bei dem Isolier­ körper 60 in Fig. 3 vorgesehen ist. Dementsprechend eignet sich der Isolierkörper 65 für breitere Kontaktanordnungen mit einer größeren Anzahl einzelner Kontaktstellen.

Der in der Fig. 5 gezeigte Isolierkörper 70 ist in einem gegenüber den Fig. 3 und 4 verkleinerten Maßstab darge­ stellt und ist daher in Wirklichkeit größer als der Isolier­ körper 65 in Fig. 4. Es sind insgesamt vier Durchbrüche 71, 72, 73 und 74 vorhanden, um den Isolierkörper 70 auf vier nebeneinander an der Kontaktanordnung befindlichen Isolier­ koppeln befestigen zu können. Diese Ausführungsform eines Isolierkörpers eignet sich insbesondere für Kontaktanord­ nungen gemäß der Fig. 2, die für einen hohen Nennstrom ausgelegt sind und dementsprechend mit Rücksicht auf ihre Ausdehnung und ihren Kraftbedarf beim Ein- und Ausschalten eine größere Anzahl von Isolierkoppeln benötigen. Beispiels­ weise ist ein Isolierkörper 70 gemäß der Fig. 5 für die Kontaktanordnung 40 in Fig. 2 geeignet.

Zur Herstellung der beschriebenen Isolierkörper eignen sich plattenförmige Isolierwerkstoffe, beispielsweise mit geeig­ neten Kunststoffen imprägnierte und gepreßte Gewebebahnen, z. B. sogenanntes Hartgewebe. Hieraus können auch die in den Fig. 1 und 2 Schottwände 30, 31, 51 und 53 herge­ stellt sein.

Claims (6)

1. Kontaktanordnung (1) für einen Niederspannungs-Leistungs­ schalter mit einem feststehenden Teil (2) und einem beweg­ baren Teil (3) sowie mit einem mit dem bewegbaren Teil (3) verbundenen Isolierkörper (28) als Abgrenzung der Kontakt­ anordnung (1) gegenüber anderen Baugruppen des Leistungs­ schalters, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (28) plattenförmig ausgebildet und an einem die Antriebsbewegung auf den bewegbaren Teil (3) der Kontaktanordnung (1) übertragenden Antriebsglied (Isolier­ koppel 21) formschlüssig verbunden angebracht ist. (Fig. 1)

2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und unterhalb der Kontaktanordnung (1; 40) ortsfeste Isolierteile (30, 31; 51, 53) in solcher relativen Stellung angeordnet sind, daß bei in seiner Ausschaltstellung befindlichem bewegbaren Teil (3; 48) der Kontaktanordnung (1; 40) der plattenförmige Isolierkörper (28, 45) als Bestandteil einer die Kontaktan­ ordnung (1; 40) gegenüber anderen Baugruppen des Leistungs­ schalters abtrennenden Isolierwand wirkt. (Fig. 1; 2)

3. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der plattenförmige Isolierkörper (28; 45) an einem den bewegbaren Teil (3; 48) der Kontaktanordnung (1; 40) mit einer Antriebsvorrichtung verbindenden Isolierkoppel (21; 46) angebracht ist. (Fig. 1; 2)

4. Kontaktanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Kontaktan­ ordnung mit mehreren Isolierkoppeln der plattenförmige Isolierkörper (60; 65; 70) mit einer entsprechenden Anzahl von Durchbrüchen (61, 62; 66, 67; 71, 72, 73, 74) für die Isolierkoppeln (21; 46) versehen ist. (Fig. 1, 2, 3, 4, 5)

5. Kontaktanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der plattenförmige Isolierkörper (45) an der zugehörigen Isolierkoppel bzw. Isolierkoppeln (46) schwenkbar angeordnet ist und der unteren Kante (50) des Isolierkörpers (45) eine ortsfeste isolierende Schottwand (52) als weiteres Schwenklager für den plattenförmigen Isolierkörper (45) bei den Schaltbe­ wegungen zugeordnet ist. (Fig. 2)

6. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Abschottung gegenüber einer angrenzenden Kontaktanordnung oder einem geordneten Bauteil vorgesehene Isoliertrennwand (26) mit wenigstens einer Anschlagleiste (27) für den Isolier­ körper (28) in der Ausschaltstellung der Kontaktanordnung (1) versehen ist. (Fig. 1).