DE3742609A1 - Kontaktsystem fuer einen hochspannungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem für einen Hoch­ spannungsschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Kontaktsystem findet Anwendung bei Trenn­ schaltern, insbesondere bei Erdungsschaltern, die in Schaltanlagen vorwiegend zum Erden und Kurzschließen von Leitungs- und Kabelabgängen dienen. Diese Erdungsschal­ ter werden bei fehlerhaften Schaltvorgängen in der Schaltanlage oft mit dem vollen Kurzschlußstrom bela­ stet, weshalb es sehr wichtig ist, daß ihre Strombahnen und Kontakte in Einschaltstellung den Kraft- und Wärme­ wirkungen des Kurzschlußstromes standhalten.

Aus der DE-OS 24 09 527 ist ein Kontaktsystem bekanntge­ worden, bei dem das feststehende Kontaktstück als Aufschiebekontakt ausgebildet ist, der an seinem freien Ende einen Aufschiebeanschlag aufweist, gegen den die beweglichen Kontaktfinger eines Schalterarmes anschla­ gen. Die konstruktive Ausführung des Aufschiebekontaktes in Verbindung mit den Kontaktfingern ist so gewählt, daß im eingeschalteten Zustand bei Auftreten eines Kurz­ schlußstromes der Schalterarm und damit die Kontaktfin­ ger gegen den Aufschiebeanschlag gedrückt werden, so daß im Kurzschlußfall ein Öffnen des Schaltgerätes aufgrund von Stromkräften durch die Stromkräfte selbst verhindert ist.

Aus der GB-PS 11 77 907 ist ein Kontaktsystem bekannt geworden, bei dem der Schalterarm einen Kontaktfinger trägt, der - von Führungselementen geführt - einem am festen Kontaktstück befindlichen Kontaktfingersystem zugeführt wird; die Stromschleife, die dafür sorgt, daß das bewegliche Kontaktstück bei Auftreten eines Kurz­ schlußstromes im eingeschalteten Zustand in Einschalt­ stellung gedrückt wird, wird durch ein relativ kompli­ ziertes, zwei gebogene, außerhalb des eigentlichen Kon­ taktierungsbereiches befindliche Leiterteilstücke be­ wirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kontaktsystem der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Nachteile der bekannten Anordnungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Im Gegensatz zu der Ausgestaltung nach der GB-PS 11 77 907 haben die festen Kontaktstückteile nicht nur die Aufgabe, die Kontaktierung zu dem festen Kontakt­ stück zu übernehmen, sondern auch die Aufgabe, für eine entsprechende und geeignete Kraftwirkung auf das beweg­ liche Kontaktstück im eingeschalteten Zustand für den Fall zu sorgen, daß im eingeschalteten Zustand ein Kurz­ schluß auftritt.

Dabei sind die Kontaktstückteile oder besser die Kon­ taktringe in rechteckiger Form ausgebildet, so daß die Kontaktstückteile anschließend an die Enden des geradli­ nigen Abschnittes senkrecht dazu verlaufende geradlinige Abschnitte aufweisen und der Anschlag befindet sich da­ bei im Bereich des in Einschaltrichtung gesehen jensei­ tigen Endes des geradlinigen Abschnittes, so daß dieser längere Bereich des geradlinigen Abschnittes zur Führung des beweglichen Kontaktstückes dient.

Damit die Stromführung optimal wird, sind beide Kontakt­ stückteile aufgeschnitten und zwar dergestalt, daß das im Bereich der Einschaltstellung liegende Ende gegenüber der Befestigungsstelle der Kontaktstückteile isoliert ist. Auf diese Weise wird auch eine optimale Schleifen­ wirkung erzielt, in dem der Strom aus dem beweglichen Kontaktstück in den geradlinigen Bereich entgegen der Einschaltrichtung fließt, wogegen der Stromanteil, der in Einschaltrichtung fließen würde, isoliert ist oder doch deutlich kleiner ist als der andere Stromanteil.

Aufgrund der Ausgestaltung der beiden Kontaktelemente wird eine Stromkraft in Einschaltstellung erzeugt, die den beweglichen Kontakt weiter in Einschaltrichtung drücken will. Zu diesem Zweck ist gem. kennzeichnenden Teilen des Anspruches 6 ein Anschlag vorgesehen, der durch eine Segmentbrücke gebildet ist, die über Füh­ rungsbacken und ein Führungssegment zwischen dem Befe­ stigungsrohr und der Klemmeinrichtung bzw. einem der Klemmteile festgelegt ist. Der Anschlag ist dabei aus isolierendem Material hergestellt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf das Kontaktsystem quer zur Schwenkebene gesehen,

Fig. 2 eine Ansicht auf das Kontaktsystem in Ein­ schaltrichtung.

Die Fig. 1 zeigt ein Teil eines elektrischen Trennschal­ ters 10, dessen Trennkopf 11 auf einer Isolierstoffsäule 12 angebracht ist. Wie jener Schalter ausgebildet ist, ist hier von geringer Bedeutung; es kann z.B. ein sol­ cher Schalter sein, wie er in der GB-PS 11 77 907 be­ schrieben ist, oder es kann ein solcher Schalterkopf sein, wie er beispielsweise in der DE-OS 24 09 527 ge­ zeichnet ist.

An dem Schalterkopf 11 befindet sich ein Befestigungs­ rohr 13 für das bewegliche Kontaktstück des erfindungs­ gemäßen Erdungsschalters. An diesem Befestigungsrohr 13 sind zwei Klemmteile 14, 15 mittels zweier Klemmschrau­ ben 16, 17 befestigt, dergestalt, daß die beiden Klemm­ teile als Klemmschellen das Befestigungsrohr 13 zwischen sich nehmen. Am oberen Ende des Klemmteiles 14 sind zwei Kontaktstückteile 18, 19 mittels eines Klemmstücks 20 befestigt und zwar ebenfalls über die Klemmschrauben 16 und 17. Die Kontaktstückteile 18 und 19 sind ringförmig ausgebildet und sie besitzen einen geradlinigen Ab­ schnitt 21, der tangential zur Schwenkbewegung eines Schaltarmes 22 verläuft, dessen freies Ende einen Kon­ taktfinger 23 mit zylindrischem Querschnitt oder zumin­ dest elyptischen Querschnitt aufweist. Die Schwenkbewe­ gung ist durch die Kreisbogenlinie 24 angedeutet. Tan­ gential oder annähernd tangential zu dieser Kreisbogen­ linie 24 verläuft der geradlinige Abschnitt 21. An den Enden des geradlinigen Abschnittes 21 schließen sich zwei senkrecht verlaufende Abschnitte 25 und 26 an, die an ihrem oberen Ende hin zum Klemmteil 14 abgebogen sind und sich dort entweder in ihrer Gesamtheit oder mit dem Klemmteil 14 zu einem geschlossenen Ring ergänzen. An dem Klemmteil 15 ist ein Führungssegment 27 am Befesti­ gungsrohr 13 angebracht, das im Bereich des senkrechten Abschnittes 25, also in der Fig. 1 links, mit einer quer dazu verlaufenden Segmentbrücke 28 versehen ist. Wenn der Kontaktfinger 23 in Einschaltstellung verbracht wird, dann legt er sich gegen die Innenseite der Seg­ mentbrücke 28 an, so daß diese Segmentbrücke 28 einen Anschlag für das bewegliche Kontaktstück, also den Kon­ taktfinger 23 bildet (siehe Fig. 1). Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß das Führungssegment 27, auf das gem. Pfeilrichtung II der Fig. 1 gesehen wird, zwei U-förmige Bügelelemente 27 a und 27 b aufweist, deren Bügelsteg 27 c zwischen dem Klemmteil 15 und dem Befestigungsrohr 13 festgeklemmt ist und in seiner Biegung bzw. Kontur an das Befestigungsrohr 13 angepaßt ist.

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß die beiden Kontakt­ stückteile in Abstand a zueinander am Klemmteil 14/20 festgeklemmt sind; dieser Abstand a ist geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Kontaktfingers 23 quer zur Schwenkebene 24 gemessen. Auf diese Weise wird die Federwirkung der beiden Kontaktstückteile im einge­ schalteten Zustand ausgenutzt, insoweit, als der Kon­ taktfinger 23 die beiden Kontaktstückteile leicht aus­ einander biegt.

Wenn nun ein Kurzschluß auftritt, dann erhält man einen Stromfluß, der sich, ausgehend von dem Kontaktfinger 23, an den Berührungsstellen hin in die Kontaktstückteile 18, 19 aufteilt, in einen Stromfluß I₁, der im geradlini­ gen Abschnitt 21 entgegen der Einschaltrichtung fließt, und in einen Stromteil I₂, der in Einschaltrichtung fließt aber dort lediglich nur ein sehr kurzes Stück auf dem geradlinigen Abschnitt zurücklegen kann, und zwar entsprechend der Stellung der Segmentbrücke 28 bezogen auf den geradlinigen Abschnitt 21. Weil der Weg, den der Strom I₁ zurückzulegen hat, größer ist, als derjenige Weg des Stromes I₂, wird sich in Zusammenwirkung mit dem Stromfluß I zwischen dem Stromfluß I und dem Stromfluß I ₁ eine Stromschleife bilden, die den Kontaktfinger 23 in Einschaltrichtung gegen den Anschlag drückt, wobei die Kraftkomponente, die aus der Schleifenwirkung zwi­ schen dem Stromfluß I ₂ und I herrührt, gegenüber der anderen Kraftwirkung erheblich geringer ist.

Man kann diese Kraftwirkung noch dadurch unterstützen, daß der senkrechte Abschnitt 25 über einen isolierten Abschnitt 29 am Klemmteil 14 befestigt ist, was eben­ falls erreicht werden kann, wenn die beiden Kontakt­ stückteile 18 und 19 keinen geschlossenen Ring darstel­ len, sondern am oberen Ende des Abschnittes 25 aufge­ trennt sind. Unter Umständen besteht die Möglichkeit, im Bereich des senkrechten Abschnittes 25 eine Querschnittsschwächung vorzunehmen, die zu einem erhöh­ ten Widerstand führt, so daß der Strom eher geneigt ist, in Richtung I ₁, also entgegen dem Urzeigersinn in den beiden Kontaktstückteilen zu fließen. Das Führungsseg­ ment 27 und die Segmentbrücke 28 sind selbstverständlich auch aus isolierendem Material, damit der Strom nicht unmittelbar vom beweglichen Kontaktfinger 23 über die Segmentbrücke 28 zum Befestigungsrohr 13 fließt.

Claims (8)

1. Kontaktsystem für einen Hochspannungsschalter, insbesondere einen Hochspannungstrennschalter, mit einem an einem Halter angebrachten festen Kontaktstück und einem an einem Schwenkarm angebrachten, als Kontaktfin­ ger ausgebildeten beweglichen Kontaktstück, wobei das feste Kontaktstück zwei Kontaktstückteile aufweist, zwi­ schen die das bewegliche Kontaktstück einfährt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktstückteile zwei parallel verlaufende, mit einem im Einschaltstellungs­ endbereich des Schwenkweges (24) des beweglichen Kon­ taktstückes (23) befindlichen, annähernd tangential zu dem Endbereich des Schwenkweges (24) und parallel zur Schwenkebene verlaufenden geradlinigen Abschnitt verse­ hene Kontaktringe (18, 19) bilden und daß im Bereich zwi­ schen den geradlinigen Abschnitten (21) ein aus isolie­ rendem Material bestehende Anschlag (28) vorgesehen ist.

2. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kontaktringe (18, 19) eine rechteckige Form aufweisen, wobei an den beiden Enden des geradlini­ gen Abschnittes (21) senkrecht dazu verlaufende Ab­ schnitte (25, 26) vorgesehen sind, deren obere Enden über eine Klemmvorrichtung (14/20) am Halter (13) befestigt sind.

3. Kontaktsystem nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anschlag (28) im Bereich des in Ein­ schaltrichtung gesehen jenseitigen Endes des geradlini­ gen Abschnittes liegt, und daß der geradlinige Abschnitt (21) zur Führung des beweglichen Kontaktstückes dient.

4. Kontaktsystem nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der senkrechte Abschnitt (25) der Kontakt­ stückteile (18, 19), der im Bereich der Einschaltstellung an den geradlinigen Abschnitt (21) anschließt, gegenüber dem Klemmteil (14/20) isoliert ist, oder einen höheren Widerstandswert aufweist als der übliche Bereich der Klemmstückteile, so daß ein definierter Stromfluß vom beweglichen Kontaktstück (22/23) zu den Kontaktringen (18, 19) bewirkt wird.

5. Kontaktsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktringe (18, 19) mittels zweiter klemmschellenartig ausgebildeter Klemmteilstücke (14, 15) an dem als Befestigungsrohr aus­ gebildeten Halter (13) festgeklemmt sind.

6. Kontaktsystem nach einem vorigen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß an dem Befestigungsrohr (13) ein Führungssegment (27) mit zwei parallelen Führungs­ backen (27 a, b) vorgesehen sind, deren Abstand voneinan­ der im Führungsbereich größer ist als der Durchmesser des beweglichen Kontaktstückes (23) quer zur Schwenkebe­ ne gesehen, daß der Anschlag durch eine die beiden Füh­ rungsbacken (27 a, b) überbrückende Segmentbrücke (28) gebildet ist, und daß die Führungsbacken (27 a, b) und die Segmentbrücke (28) aus isolierendem Material beste­ hen, und/oder gegenüber dem Befestigungsrohr (13) iso­ liert sind.

7. Kontaktsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der geradlinige Abschnitt (21) der beiden Kontaktringe (18/19) und der Kontaktfinger (23) einen kreisförmigen oder elyptischen Querschnitt bilden.

8. Kontaktsystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden Kon­ taktringe (18/19) geringfügig kleiner ist als der Durch­ messer des Kontaktfingers (23), quer zur Schwenkebene gemessen, so daß die beiden Kontaktringe (18/19) federnd gegen die Außenfläche des Kontaktfingers (23) im einge­ schalteten Zustand gedrückt sind.