DE3729454C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktelement für den Leistungsanschluß eines Schaltschrankeinschubs einer Niederspannungsschaltanlage an die Sammelschiene des Schaltschrankes, wobei das Kontaktelement in einem vom Einschub gebildeten Kontaktgehäuse angeordnet ist und die Sammelschiene eine Abdeckung aufweist, die am Kontaktpunkt das Auf- oder Einschieben von Kontakt­ element und Kontaktelementgehäuse derart ermöglicht, daß sich nach dem Auf- oder Einschieben des Einschubs in den Schaltschrank ein umkapselter Raum bildet, der Kontakt­ element und Sammelschiene umschließt.

Ein derartiges Kontaktelement ist bereits aus der Druck­ schrift der Firma Ritter Starkstromtecknik mit der Be­ zeichnung MCC, Fabrikfertige Niederspannungsschalt­ anlagen, Typ MCC 2001, bekannt.

Fig. 1 zeigt einen Schaltschrank mit Kontaktelementen der eingangs genannten Art.

Derartige Schaltschränke dienen als Schalt- und Steuerungszentrum für verschiedene Energieverbraucher, beispielsweise werden sie eingesetzt, wo zahlreiche Motoren zentral gesteuert werden müssen. Der darge­ stellte Schaltschrank arbeitet mit der Bausteintechnik und umfaßt meist mehrere nebeneinander stehende Schaltfelder, wobei jedes Schaltfeld beispielsweise in der Form eines Blechschrankes 10 ausgestaltet ist, mit gemeinsamen oben liegenden waagerechten Hauptsammel­ schienen L 1, L 2 und L 3, die in entsprechenden Sammel­ schienendurchführungsplatten 12 isoliert gehalten werden. Wegen der bei Lichtbogenerscheinungen auf­ tretenden Brandgefahr werden möglichst viele Teile aus Stahlblech und möglichst wenige Teile aus Kunststoff hergestellt, außerdem ist die Anordnung so zu gestalten, daß derartige Lichtbogeneinwirkungen möglichst wenig Schaden anrichten.

Die Größe der einzelnen Moduln, die in den Schrank eingeschoben werden könnten, kann schwanken. So ist bei 14 ein Eingangskontakt für eine erste Modulgröße mit Kontaktbelastbarkeiten von jeweils 200 A zu erkennen, während mit der Bezugszahl 16 ein vertikales Sammel­ system für eine Belastung von beispielsweise 1000 A zu erkennen ist. Die Bezugszahl 18 zeigt einen Einschub einer Größe, die zu dem Eingangskontakt 14 paßt, während die Bezugszahlen 20 und 22 jeweils eine kleinere und eine noch kleinere Einschubgröße wiedergeben. Für diese kleineren Einschübe sind vielpolige Kontaktstecker 24 vorgesehen, die eine Belastung von jeweils beispiels­ weise nur 20 A besitzen. Außerdem sind Steuerungs­ kontakte 26 vorhanden, die nur für sehr kleine Ströme ausgelegt sind.

Die verschieden großen Einschübe oder Moduln 18, 20, 22 oder auch, als größter Modul, 28, sind in entsprechend geformte Modulrahmen einschiebbar, wie sie beispiels­ weise unter 30 zu erkennen sind. Zum größten Modul 20 gehört ein entsprechender Ausgangskontaktsatz 32. Erdleiter sind bei 34 am unteren Ende des Schalt­ schrankes angeordnet.

Die Sammelschienen L 1, L 2, L 3 sind mit einem sehr hohen Stromwert abgesichert, der dem Nennstrom des ange­ schlossenen Transformators entspricht. Die einzelnen Einschübe wiederum besitzen ihre eigenen Sicherungen, die jeweils an die benötigte Strombelastung für den zugehörigen Einschub angepaßt sind.

Der Querschnitt der Leitungen L 1, L 2, L 3 bzw. der Erd­ leitungen 34 ist demgemäß an die entsprechende abge­ sicherte Stromleistung angepaßt, wie auch die hinter den Sicherungen in den einzelnen Einschüben vorgesehenen Querschnitte der elektrischen Leitungen. Kritisch sind die Bereiche, die vor den Einzelsicherungen in den Moduln liegen, da bei Kurzschlüssen innerhalb dieses Bereiches der volle abgesicherte Sammelschienenstrom von den Sammelschienenleitungen L 1, L 2, L 3 fließt, so daß, um die zugehörige Sicherung zum Auslösen zu bringen, ohne daß schwerwiegende Schäden an den Kontakten und den sonstigen Verbindungsleitungen zwischen den Haupt­ leitungen L 1, L 2, L 3 und den einzelnen Sicherungs­ elementen der einzelnen Moduln auftreten, alle diese Elemente so stark ausgelegt werden müssen, daß sie zumindest bis zum Auslösen der Transformatorensicherung den auftretenden Stromstoß überstehen.

Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Kontakte sehr schwer ausgeführt werden müssen, was wiederum bedeutet, daß sie nicht nur teuer sind, sondern auch das Einschieben eines Moduls in den Modulrahmen erschwert. Auch ist bei kleinen Moduln der Platzbedarf für die Kontakte, die diese hohen Ströme führen müssen, unverhältnismäßig hoch.

Macht man die Kontakte kleiner als der vollen Absicherung des Transformators entspricht, besteht die Gefahr, daß bei einem Kurzschluß hinter dem Kontakt aber vor dem Sicherungselement des einzelnen Moduls Lichtbogenerscheinungen und Stromkräfte entstehen, die zu starken Zerstörungen nicht nur eines betroffenen Moduls, sondern auch der zugehörigen Kontaktstecker sowie unter Umständen sogar der vertikalen Sammelschieneneinrichtungen 16 führen können.

Aus der DE-GM 72 41 132 ist bekannt, als Kontaktelement für den Leistungsanschluß eines Schaltschrankeinschubs einer Niederspannungsschaltanlage jeweils einen der beiden Messerkontakte der Einschubsicherungen zu verwenden. Damit soll Platz eingespart werden. Welche Abmessungen diese Kontakte haben, wird nicht ausgeführt. Es wird auch nicht davon gesprochen, ein Kontaktelement selbst als Sicherungselement einzusetzen. Da die Kontaktelemente gemäß dieser Druckschrift nicht umkapselt sind, würde deren Durchschmelzen auch zu den erwähnten schweren Schäden an dem Schaltschrankeinschub und an sonstigen, in der Nähe gelegenen Einrichtungen führen, insbesondere durch Lichtbögen zwischen den Phasen und/oder zur Erde, dies infolge der durch den verdampfenden Kontakt entstehenden ionisierenden Gase, welche sich durch den von der Lichtbogentemperatur entstehenden Überdruck zudem rasch ausbreiten.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Kontaktelement für den Leistungsanschluß eines Schaltschrankeinschubs einer Niederspannungsschaltanlage so auszugestalten, daß der Kontakt selbst als Sicherungselement wirkt und bei Kurzschlüssen zwischen dem Kontakt und der Modulabsicherung irreparable Schäden am Modul oder gar an der gesamten Niederspannungsschaltanlage verhindert, so daß andere Maßnahmen zum gleichen Zweck, seien es nun überdimensionierte Kontakteinrichtungen, seien es weitere zusätzlich zu den Kontakten anzubringende und nur für deren Schutz vorgesehene Sicherungselemente, für welche Maßnahmen zusätzlicher Raum benötigt wird, entfallen können.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß das Kontaktelement aus langgestrecktem Flachmaterial mit einem solchen mittleren Querschnitt besteht, daß bei Belastung mit einem bestimmten Überstromwert das Kontaktelement innerhalb der Umkapselung sicherungsartig durchschmilzt und verdampft und dadurch selbst als ein Sicherungselement arbeitet.

Durch diese Maßnahmen wird einerseits erreicht, daß im Fall von Kurzschlüssen hinter den Hauptsammelschienen, aber vor den Einzelsicherungen der einzelnen Moduln keine allzu großen Zerstörungen entstehen, da die Zerstörungen sich auf das betroffene Kontaktelement und deren nächste Umgebung beschränken, andererseits aber auch die Notwendigkeit zusätzlicher Sicherungsein­ richtungen oder auch überdimensionierter Kontaktelemente mit entsprechendem Platzbedarf vermieden wird.

Wählt man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung den Querschnitt derartig, daß das Schmelzen oder Verdampfen des Kontaktelementes bei Belastung bei einem Strom erfolgt, der einerseits unterhalb des abgesicherten Sammelschienenstromes liegt, aber oberhalb des abge­ sicherten Einschubstromes liegt, vermeidet man zudem ein Auslösen der Transformatorensicherung, was in vielen Anwendungsfällen von Vorteil sein kann. Andererseits bleibt der Querschnitt des Kontaktelementes ausreichend groß, um für alle vom Modul aufzunehmenden und in diesem abgesicherten Ströme ausreichend dimensioniert zu sein.

Bei bestimmten Anwendungsfällen kann es sogar aus­ reichend sein, den Einschub ohne eigene Sicherung zu verwenden und stattdessen das Kontaktelement als diese Sicherung einzusetzen. Im allgemeinen wird es aber aus Sicherheitsgründen günstiger sein, wenn der Einschub eine eigene Sicherung für den von dem Einschub be­ nötigten Nennstrom aufweist und das Kontaktelement bei einem Strom zerstört wird (insbesondere verdampft wird), der das N-fache des abgesicherten Einschubstromes beträgt, wobei N je nach Anwendungsfall zwischen 2 und 20 liegen kann, vorzugsweise etwa zwischen 5 und 10 liegt.

Dabei spielt die für eine besonders befriedigende Arbeitsweise wichtige äußere Form des Kontaktelementes eine besondere Rolle. Als günstig hat sich erwiesen, wenn das Kontaktelement die Sammelschiene oder einen von der Stromschiene vorspringenden Ansatz gabelförmig umschließt, wobei Bereiche der Innenfläche der Gabel­ zinkenenden sich vorzugsweise linienförmig federnd an die Außenfläche der Sammelschiene bzw. des Sammel­ schienenansatzes kontaktgebend anlegen.

Da als Material für die Kontaktelemente meist relativ weiches Kupfer zum Einsatz gelangt, ist es zweckmäßig, zur Erhöhung des Kontaktdruckes in an sich bekannter Weise die Enden der Gabelzinken durch eine Stahlfeder zueinander zu drücken.

Die Kontaktbereiche der Kontaktelemente werden dabei vom Vorderende der Gabelzinken gebildet, während nasenartige Vorsprünge, die etwa in der Mitte der Gabelzinkenlänge nach innen vorspringen, einen Anschlag bilden, um die Gabelzinkenenden in einem Abstand zueinander zu halten, der etwas geringer ist als die Sammelschienenstärke. Dadurch wird das Einschieben erleichert, andererseits der volle Kontaktdruck, der durch die zusätzliche Feder geliefert wird, aufrechterhalten.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Gabelzinken durch Ausstanzen eines Materialstreifens aus einem Metallbandstück, insbesondere aus Kupfer oder Kupfer­ legierung, zu bilden. Dabei sollte die Ausstanzungser­ streckung bis etwa zur halben Metallbandlänge reichen und dort einen kreisartigen Abschluß bilden, was einerseits mechanische Vorteile hat, da es die Feder­ wirkung verbessert, andererseits aber auch zu einer erwünschten Schwachstelle führt, die bei Stromüber­ lastung als erstes wegschmilzt oder verdampft. Aus ähnlichen Gründen ist es günstig, wenn die Ausstanzung zur Metallbandmitte hin ansteigende Breite aufweist und dort in einen Kreis übergeht, dessen Durchmesser so gewählt ist, daß er tangential anschließt oder etwas größer ist.

Zur Befestigung des Kontaktelementes am Einschub und/oder am Stromanschluß im Einschub ist vorzugsweise im Gabelsteg zumindest eine weitere kreisförmige Ausstanzung vorgesehen, deren Durchmesser jedoch kleiner ist als der des Kreises nahe der Metallbandmitte, dies, damit die Stelle mit dem kleinsten Querschnitt und damit der Ausgangspunkt des Schmelz- oder Verdampfungsvor­ ganges nicht am Befestigungspunkt liegt, sondern in der Metallbandmitte.

Zur weiteren Verbesserung des Sicherungseffektes ist es günstig, wenn das Kontaktgehäuse einen ersten, den Gabelstegbereich des Kontaktelementes engumschließenden Bereich und einen zweiten, den Gabelzinkenbereich des Kontaktelementes mit Abstand umschließenden Bereich umfaßt. Dadurch ergibt sich für Lichtbogengase, die beim Durchbrennen des Kontaktes (der "Sicherung") entstehen, einen Aufnahmeraum, der gemäß einer noch anderen Weiterbildung der Erfindung dadurch vergrößert werden kann, daß das Kontaktgehäuse mehrere, vorzugsweise drei Kontaktelemente enthält, und daß das Kontaktgehäuse für jedes Kontaktelement einen eigenen Freiraum zur Aufnahme von Kontaktmaterialdampf bildet, in welchen Freiraum die Gabelzinken des Kontaktelementes hineinragen.

Im allgemeinen wird es günstig sein, wenn die Sammel­ schiene einen von einem Schutzgehäuse umgebenen Ansatz aufweist. In diesem Falle wird man die Außenkontur des Schutzgehäuses in den Freiraum hineinreichen lassen, vorzugsweise bis etwa zum nasenartigen Vorsprung des Kontaktelementes.

Verbindet man die Freiräume von nebeneinander liegenden Kontaktelementen über schmale, gewundene Verbindungswege miteinander und mit entsprechenden Freiräumen der Sammelschienenschutzgehäuse, ergibt sich eine weitere Vergrößerung des Freiraumes für sich entwickelnde Lichtbogengase, so daß die Druckbelastung auf die Gehäusewände sich verringert und damit die Gefahr, daß durch das "Auslösen" diese "Kontaktsicherung" Zer­ störungen entstehen, die über die Zerstörung des eigentlichen Kontaktelementes, ggf. des zugehörigen Schutzgehäuses, hinausgehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Es zeigt:

Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung ein bekanntes Schaltfeld für eine Niederspannungs­ schaltanlage, wie bereits eingangs erläutert;

Fig. 2 in seitlicher Schnittansicht das untere Ende eines ähnlich gestalteten Schaltfeldes, jedoch mit den erfindungsgemäßen Merkmalen; siehe auch die Schnittpfeile II-II der Fig. 3;

Fig. 3 eine Ansicht von vorn auf die in Fig. 2 erkennbaren Kontaktpunkte der vertikalen Sammelschienen;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 eine annähernd maßstäbliche Darstellung einer Ausführungsform für ein Kontaktelement, angeordnet in einem Kontaktgehäuse, das seinerseits auf die gekapselten Ansätze der vertikalen Sammelschienen aufgesetzt ist;

Fig. 6 das Kontaktelement der Fig. 5 in einer Seitenansicht;

Fig. 7 in vergrößerter Darstellung das aus seiner Umkapselung herausgenommene Kontaktelement gemäß einer Ausführungsform in Draufsicht und Seitenansicht; und

Fig. 8 in Schnittansicht und Ansicht von vorn das gemäß Fig. 5 verwendete Kontaktgehäuse, jedoch mit herausgenommenen Kontakten.

Da Fig. 1, die den Stand der Technik zeigt, bereits in der Beschreibungseinleitung näher erläutert wurde, sei nunmehr auf Fig. 2 näher eingegangen, die das Stahl­ blechgehäuse 10 eines Schaltfeldes in Schnittansicht erkennen läßt, sowie das vertikale Sammelschienensystem 16, bestehend aus einem isolierenden Gehäuse 36, siehe auch Fig. 5, von dem aus jeweils drei nebeneinander liegende tüllenartige Vorsprünge 38 ausgehen, die jeweils einen von einer vertikalen Sammelschiene 42 ausgehenden Anschlußvorsprung 40 schützend umgeben und einen Sammelschienenausgangskontakt 44 bilden. In diesen Sammelschienenausgangskontakt 44 ist ein von einem Modul 48 getragener Modulleistungskontakt 46 einfahrbar, wenn der Modul 48 in das Stahlblechgehäuse 10 eingeschoben wird, wie Fig. 2 erkennen läßt. Dadurch wird eine elektrische Verbindung zwischen diesem Modul 48 und mehreren, hier drei Sammelschienenausgangskontakten 44 hergestellt.

Fig. 5 zeigt nun nähere Einzelheiten hinsichtlich des Sammelschienenausgangskontaktes 44 sowie eines aufge­ steckten Modulleistungskontaktes 46. Von den an sich vorhandenen drei derartigen Kontaktsätzen ist nur einer genauer dargestellt. Der Modulleistungskontakt selbst, siehe auch die vergrößerte Darstellung von Fig. 7, besteht aus einem Kontaktelement 50, gebildet aus einem langgestreckten Flachmaterialstreifen 52 aus Kupfer oder Kupferlegierung mit einem bestimmten Querschnitt, der sich aus der Materialstärke 54 einerseits und der Quererstreckung 56 andererseits ergibt. Ab einer bestimmten Strombelastung wird die durch den natürlichen Widerstand des Materials bewirkte Wärmezufuhr in dem Material so groß, daß das Material schmilzt oder, ins­ besondere bei den hohen stoßartigen Strömen, explosions­ artig verdampft. Durch Einstellung der Materialstärke 54 sowie auch durch Anbringung von Ausstanzungen 58 läßt sich die Stromübertragungsfähigkeit und damit der Stromwert, bei dem eine Verflüssigung oder Verdampfung auftritt, steuern. Insbesondere ist gemäß Fig. 7 der Materialstreifen 52 durch Herausstanzen von Material aus dem Metallbandstück zu einer Art Gabel geformt, mit zwei Gabelzinken 60, 62, wobei die Ausstanzung derart getroffen ist, daß die Ausstanzung bis etwa zur halben Metallbandlänge reicht und dort einen kreisartigen Abschluß 64 bildet. Wie zu erkennen ist, besitzt die Ausstanzung eine zur Metallbandmitte hin ansteigende Breite und mündet dort in den Kreis 64, dessen Durch­ messer so gewählt ist, daß er entweder tangential anschließt, oder, wie hier, etwas größer ist als dem tangentialen Durchmesser entsprechen würde. Dadurch entsteht eine mit Beginn der Kontaktflächen 66 zu­ nehmende Materialverringerung und entsprechende Widerstandserhöhung bis zum Erreichen der kreisförmigen Ausstanzung 64, so daß hier im Bereich der Bezugzahl 68 die höchste Stromdichte und damit auch die höchste Erwärmung auftritt. Da hier außerdem Wärmeableiteffekte weitgehend wegfallen, die an den beiden Anschlußenden des Metallstreifens 52 vorhanden sind, (rechts durch die Verschraubung mit einem Anschlußpunkt, links durch die Berührung mit der Sammelschiene), ergibt sich im mittleren Bereich des Streifens 52 die höchste Wärmeent­ wicklung, so daß in erwünschter Weise auch hier der Metallstreifen eine Sollbruchstelle im Falle eines Kurz­ schlusses ergibt, was bedeutet, daß hier die Material­ verflüssigung und -verdampfung ihren Ausgangspunkt nimmt. Dadurch wird erreicht, daß weiter weg liegende Bereiche, die von der vertikalen Sammelschiene bzw. von dem Anschlußpunkt gebildet wird, im Kurzschlußfall weniger stark belastet werden.

Die Gabelform hat außerdem noch die Aufgabe, den von der vertikalen Sammelschiene gebildeten Anschlußstreifen 40 federnd zu umgreifen, siehe Fig. 5, wobei die Federkraft durch eine zusätzliche Stahlrundfeder 70 erhöht werden kann, da das Kupfermaterial selbst nur eine verhältnis­ mäßig schwache Federkraft zeigt. Die Stahlrundfeder 70 ist in an sich bekannter Weise auf zwei Abwinkelungen 72 in entsprechende Einsenkungen 74 abgestützt, die durch Herausstanzen und Umbiegen aus dem Metallstreifen entstehen. Je nach Stärke des Sammelschienenmaterials wird beim Aufschieben des Kontaktelementes 50 ein Aufbiegen der beiden Gabelenden 60, 62 erfolgen, möglicherweise bis zu einem Punkt, wo beide Kontakt­ flächen 66 im wesentlichen parallel zu der Oberfläche der Sammelschiene liegen und dadurch ein günstiger linienförmiger Kontakt sich ergibt. Die beiden nasen­ artigen Vorsprünge 76 stellen einen Anschlag dar, der verhindert, daß die Feder 70 die beiden Gabelzinken zu weit zusammendrückt und dadurch das Aufschieben des Kontaktelementes auf die Sammelschiene erschwert.

Die Erstreckung der Vorsprünge ist so groß, daß sie die Kontaktflächen 66 der Gabelzinkenenden 60, 62 etwas enger zusammendrücken, als es der Stärke der Strom­ schienen entspricht.

Zur Befestigung des Kontaktelementes 50 in einem isolierenden Gehäuse 78 dient ein kreisförmiger Durchbruch 80, dessen Durchmesser verhältnismäßig klein ist verglichen mit dem Kreisdurchmesser des Kreises 64, so daß die Materialschwächung hier unerheblich ist. Wie Fig. 6 in Verbindung mit Fig. 5 erkennen läßt, ist das Kontaktgehäuse 78 derart geformt, daß es einen ersten, den Gabelstegbereich eng umschließenden Bereich 82 aufweist sowie einen zweiten, den Gabelzinkenbereich des Kontaktelementes mit Abstand umschließenden Bereich 84. Der Kontakt wird in dem Gehäuse 78 mittels eines hier nicht dargestellten Stiftes festgelegt, der durch eine Gehäusebohrung 86 sowie durch die Kontaktbohrung 80 hindurchgesteckt wird. Eine zweite, in Fig. 7 erkennbare Bohrung 88 am Ende des Kontaktelementes 50 dient dazu, eine Anschlußverschraubung vorzunehmen. Durch diese Verschraubung wird hier Materialverlust mehr als ausgeglichen, so daß am Verschraubungspunkt selbst die Erwärmung verhältnismäßig niedrig bleibt, zumal die Verschraubung Wärme ableitet.

Im Falle einer Stromüberlastung wird daher der mittlere Bereich des Kontaktelementes 50 sich verflüssigen und verdampfen, wobei die entstehenden Dämpfe vom Hohlraum 90 aufgenommen werden, der von der Gehäuseform des isolierten Gehäuses 78 gebildet wird. Dieser Hohlraum setzt sich fort in den entsprechenden Hohlraum 82 des die Sammelschiene 40 umgebenden Gehäuses 38, außerdem ist die Anordnung derart getroffen, daß zum Nachbar­ kontaktelement ein schmaler, gewundener Verbindungsweg 92 gebildet wird, der eine Druckentlastung ergibt, andererseits aber ein Austreten von heißen Gasen in den Raum außerhalb des die Kontakte umschließenden Gehäuses weitgehend verzögert, siehe auch den engen Spalt bei 94. Dadurch wird ein Austreten von Plasmagasen, die zum ungewünschten Zünden von weiteren Lichtbögen führen könnten, vermieden. Durch die besondere Gehäuseform, die das Kontaktelement umgibt, wird also das Schmelzen bzw. Verdampfen des Kontaktelementes bei Eintreten des "Sicherungseffektes" ohne größere Schäden bleiben.

Fig. 8 zeigt dieses Kontaktgehäuse mit seiner besonderen Formgebung, wobei der obere Teil eine Darstellung ähnlich der der Fig. 5 ist, während der untere Teil eine Ansicht von vorn auf das oben dargestellte Kontakt­ gehäuse ist. Es ist zu erkennen, daß das Kontaktelement 50 über einen nur engen Spalt 96 nach außen geführt ist, so daß auch hier eine Dichtwirkung eintritt, die ein ungewünschtes Austreten von Plasmagasen verhindern.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kontakt­ elemente entsteht eine Schaltanlage, die praktisch für jeden abzusichernden Kurzschlußstrom eines Transfor­ mators geeignet ist, da die einzelnen Kontaktelemente nicht mehr nach diesem Kurzschlußstrom ausgeführt werden müssen, sondern nach dem Strom, der von den einzelnen Moduln benötigt wird, der im allgemeinen viel niedriger liegt als dieser Kurzschlußstrom. Durch die besondere Ausbildung des Kontaktelementes wird nicht nur ein gewünschter schwächster Punkt erzeugt, der wie eine Sicherung arbeitet, im Falle eines Kurzschlusses wird auch nur verhältnismäßig wenig Material verdampft, bedingt durch die weiter oben beschriebenen Material­ reduzierungen. Dadurch wiederum wird verhältnismäßig wenig Plasmagas erzeugt, so daß die Gefahr von Ver­ schleppungen in andere Bereiche der Schaltanlage und damit Nachzündungen von anderen Kurzschlüssen reduziert oder ganz ausgeschaltet werden kann. Ein weiterer Vorteil ist der, daß bereits bei verhältnismäßig geringen Strömen es zur Stromunterbrechung kommt, die viel niedriger liegen als der abgesicherte Sammel­ schienenstrom. Das bedeutet, daß im Falle eines Kurzschlusses die entstehenden Kraftwirkungen, die direkt proportional zum fließenden Kurzschlußstrom sind, erheblich kleiner bleiben und so auch die Gefahr von mechanischem Auseinanderreißen der Anlage reduziert ist. Dies bedeutet nicht nur erhöhter Schutz gegen Material­ zerstörungen, sondern insbesondere auch erhöhter Personenschutz.

Die Form der Kontaktelemente mit dem bereits erwähnten Linienkontakt ermöglicht mit relativ wenig Kontakt­ material einen relativ hohen Dauerstrom, so daß auch aus diesem Gesichtspunkt heraus eine Materialreduzierung sich ergibt, was wiederum für geringere Gasbildung im Falle eines Kurzschlusses sorgt und die Gefahr weiterer Kurzschlüsse durch Plasmaaustritt verringert bzw. sogar ausschließt.

Claims (14)

1. Kontaktelement (50) für den Leistungsanschluß eines Schaltschrankeinschubs (18, 20, 22, 28) einer Niederspannungsschaltanlage an die Sammelschiene (12) des Schaltschrankes, wobei das Kontaktelement (50) in einem vom Einschub (z. B. 18) gebildeten Kontaktgehäuse (78) angeordnet ist und die Sammelschiene (42) eine Abdeckung (36) aufweist, die am Kontaktpunkt das Auf- oder Einschieben von Kontaktelement (50) und Kontaktelementgehäuse (78) derart ermöglicht, daß sich nach dem Auf- oder Einschieben des Einschubs in den Schaltschrank ein umkapselter Raum bildet, der Kontaktelement und Sammelschiene umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement aus langgestrecktem Flachmaterial (52) mit einem solchen mittleren Querschnitt besteht, daß bei Belastung mit einem bestimmten Überstromwert das Kontaktelement innerhalb der Umkapselung sicherungsartig durch­ schmilzt oder verdampft.

2. Kontaktelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Querschnitt so gewählt ist, daß das Schmelzen oder Verdampfen bei Belastung mit einem Strom erfolgt, der unterhalb des abge­ sicherten Sammelschienenstroms, aber oberhalb des abgesicherten Einschubstromes liegt.

3. Kontaktelement nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einschub eine eigene Sicherung aufweist und das Kontaktelement (50) bei einem Strom schmilzt oder verdampft, der das N-fache des abgesicherten Einschubstromes beträgt, wobei N vorzugsweise zwischen 2 und 20, noch günstiger zwischen 5 und 10 liegt.

4. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (50) die Sammelschiene (42) oder einen von der Sammel­ schiene (42) vorspringenden Ansatz (40) gabelförmig umschließt, wobei Bereiche (66) der Innenfläche der Gabelzinkenenden sich vorzugsweise linienförmig federnd an die Außenfläche der Sammelschiene (42) bzw. des Sammelschienenansatzes (40) kontaktgebend anlegen.

5. Kontaktelement nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Erhöhung des Kontaktdruckes die Enden der Gabelzinken (60, 62) durch eine Stahl­ feder (70) zueinander gedrückt werden.

6. Kontaktelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelzinken (60, 62) nasen­ artige Vorsprünge bilden, die etwa in der Mitte der Gabelzinkenlänge nach innen vorspringen und einen Anschlag bilden, um die Gabelzinkenenden in einem Abstand zueinander zu halten, der etwas geringer ist als die Stärke der Sammelschiene.

7. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelzinken (60, 62) durch Ausstanzen eines Materialstreifens aus einem Metallbandstück (52) aus Kupfer oder Kupferlegierung gebildet sind.

8. Kontaktelement nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausstanzungserstreckung bis etwa zur halben Metallbandlänge reicht und dort einen kreisartigen Abschluß (64) bildet.

9. Kontaktelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstanzung zur Metall­ bandmitte hin ansteigende Breite aufweist und dort in einen Kreis (64) übergeht, dessen Durchmesser so gewählt ist, daß er tangential abschließt oder etwas größer ist.

10. Kontaktelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des Kontakt­ elements (50) am Einschub (z. B. 18) im Gabelsteg zumindest eine weitere kreisförmige Ausstanzung (80 oder 88) vorgesehen ist, deren Durchmesser kleiner ist als der des Kreises (64) nahe der Metallband­ mitte.

11. Kontaktelement nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktgehäuse (78) einen ersten, den Gabelstegbereich des Kontakt­ elementes (50) eng umschließenden Bereich (82) und einen zweiten, den Gabelzinkenbereich des Kontakt­ elementes (50) mit Abstand umschließenden Bereich (84) aufweist.

12. Kontaktelement nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kontaktgehäuse (78, 38) mehrere, vorzugsweise drei Kontaktelemente enthält, und daß das Kontaktgehäuse für jedes Kontaktelement (50) einen eigenen Freiraum (90) zur Aufnahme von Kontaktmaterialdampf bildet, in welchen Freiraum die Gabelzinken (60, 62) des Kontaktelementes (50) hineinragen.

13. Kontaktelement nach Anspruch 12, wobei die Sammel­ schiene (42) einen von einem Schutzgehäuse (36) umgebenen Ansatz (40) aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Außenkontur des Schutzgehäuses (36) in den Freiraum (90) hineinreicht, vorzugs­ weise bis etwa zum nasenartigen Vorsprung (76) des Kontaktelementes (50).

14. Kontaktelement nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Freiräume (90) von neben­ einander liegenden Kontaktelementen (50) über schmale, gewundene Verbindungswege (92) miteinander und mit entsprechenden Freiräumen der Sammel­ schienenschutzgehäuse (36) zur Vergrößerung der ohne Schutzgehäusezerstörung aufnehmbaren Gasmenge verbunden sind.