DE4436118A1

DE4436118A1 - Double blade switch contact for MV or HV earthing switch

Info

Publication number: DE4436118A1
Application number: DE19944436118
Authority: DE
Inventors: Thomas Schoenemann; Berthold Reyher
Original assignee: Individual
Current assignee: Schoenemann Thomas Dipl-Ing 02785 Olbersdorf
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1996-03-28

Abstract

The switch contact has stabilisation plates (3) positioned on either side of the contact blade pair (14), with a coil spring (8) acting on the outside of each plate, which allows separate stabilisation of each contact finger via elastic deformation. The friction surface of each plate cooperating with the contact fingers has a smooth insulating coating facilitating the movement of the contact finger and preventing a parallel current path on the outside of the contact blade pair.

Description

Die Erfindung betrifft Schaltkontakte von Trenn- insbesondere Erdungsschaltern in Freiluftaus führung des Hochspannungsbereiches. Im Verlauf der Schaltbewegung erfolgt im Moment des Kontakteinlaufes ein selbständiger Toleranzausgleich auf quer zur Schaltarmbewegung mögliche Winkelabweichungen. Dazu sind die beidseitig an der Schaltarmspitze parallel, fest angebrachten, gekröpften, abschnittsweise gefiederten Flachkontaktmesser von gelenkig angeordneten Platten, die ihrerseits Einlaufführungen tragen, eingefaßt. Zur Vermeidung von Parallelstrombahnen au ßerhalb der dafür vorgesehenen Elemente des Kontaktes sind diese durch verschiedene Isolier stücke von den anderen Teilen des Kontaktes separiert. Durch ein System aus Druckfedern, die beidseits außen auf die Platten wirken und einem mit Gewinde versehenen Bolzen mit Mutter ist es möglich, nach der Endmontage die Kontaktkraft auf die geforderten Werte unter den Bedin gungen des Gegenkontaktes einzustellen.The invention relates to switching contacts of disconnectors, in particular earthing switches, in the open air management of the high-voltage area. In the course of the switching movement takes place at the moment Contact entry an independent tolerance compensation on possible across the switching arm movement Angular deviations. For this purpose, the parallel, firmly attached, cranked, sectionally feathered flat contact knife of articulated plates, which in turn carry inlet guides. To avoid parallel current paths au Outside of the elements of the contact provided for this purpose, they are insulated by various means pieces separated from the other parts of the contact. Through a system of compression springs that act on both sides outside of the plates and is a threaded bolt with nut it is possible after the final assembly the contact force to the required values under the Bedin settings of the counter contact.

Characteristic of the known prior art

Für Kontakte an Trenn- insbesondere jedoch Erdungsschaltern, deren bewegte Schalthebel eine reine Schwenkbewegung ausführen, ergeben sich die Art und Weise der Kontaktgestaltung be stimmende Prinzipien.For contacts on disconnectors, but especially earthing switches, whose moving switching levers are one Execute pure pivoting movement, the way of designing the contact results tuning principles.

Bekannt ist die Ausnutzung der elektrodynamischen Effekte im Kurz schlußfall (DE-PS 11 97 160). Dies führte zu einer Reihe von Schaltkontakten, deren geteilte Stromschienen teilweise mit verringertem Abstand parallel verlaufen und an den Enden gefiedert sind (DD-PS 1 55 273). Diese konstruktiven Varianten erhöhen die Funktionssicherheit und die Stromtragfähigkeit dieser Kontakte dadurch, daß die im Kurzschlußfall in parallelen Leiterab schnitten, von gleichsinnigen Strömen durchflossenen, wirksamen anziehenden Kräfte den Kon taktdruck erhöhen und gleichzeitig neue (wirkliche) Berührungsstellen schaffen. In der Praxis zeigten derartige Kontakte, bedingt durch die Steifigkeit der Anordnung, die die verzögerungs freie Wirkung der elektrodynamischen Kräfte garantieren soll, ein letztlich die Funktion des Schal ters beeinträchtigendes Verhalten, da sich das Kontaktmesser im Fixkontakt (Gegenkontakt) nicht oder einseitig, beim Einlaufen in diesen, an die Kontaktflächen schmiegt. Durch fertigungsbe dingte und montagetechnologische Toleranzen ist es jedoch sowohl für die Justierung als auch während des Betriebes notwendig, daß die an der Schaltarmspitze angebrachte Kontaktanordnung eine bestimmte seitliche Auslenkung bei voller Funktionssicherheit gewährleisten muß. Vorausset zung der Funktionssicherheit im Kurzschlußfall ist, daß beide den Fixkontakt umschließenden Teile des Kontaktmesserpaares unter bestimmter Anpreßkraft am Fixkontakt anliegen müssen.The use of the electrodynamic effects in short is known final case (DE-PS 11 97 160). This led to a series of switch contacts, the shared one Conductor rails sometimes run parallel with a reduced distance and pinnate at the ends are (DD-PS 1 55 273). These constructive variants increase the functional safety and the Current carrying capacity of these contacts in that in the event of a short circuit in parallel conductors cut the con, effective attractive forces flowing through them in the same direction Increase cycle pressure and at the same time create new (real) points of contact. In practice showed such contacts, due to the rigidity of the arrangement, the delay should guarantee free effect of the electrodynamic forces, ultimately the function of the scarf Interfering behavior since the contact knife is not in the fixed contact (counter contact) or one-sided, when running into it, nestles against the contact surfaces. By manufacturing However, due to technical and assembly-technological tolerances, it is both for adjustment and necessary during operation that the contact arrangement attached to the switching arm tip must guarantee a certain lateral deflection with full functional reliability. Prerequisite The functional safety in the event of a short circuit is that both enclose the fixed contact Parts of the pair of contact blades must be in contact with the fixed contact under certain contact pressure.

Für das Verhalten des Kontaktes im Falle eines Kurzschlusses ist die wirkliche Kontaktberüh rungsfläche, die als Reziprok in die Bestimmungsgleichung für den Engewiderstand eingeht, von enormer Bedeutung. Durch den verwendeten Leiterwerkstoff und seine Bearbeitung sind die Pa rameter: spezifischer Widerstand, Härte und Oberflächenzustand (neu) festgelegt. Neben der Kon taktstückform kann konstruktiv die Art und Weise der Kontaktkrafterzeugung beeinflußt werden. Geht man davon aus, daß die wirkliche Berührungsfläche bei Kontakten eine Anzahl von Punkt berührungen darstellt, so kommt man dem entgegen, indem eine definierte Anzahl von Punktkon takten bereits konstruktiv vorgesehen wird. Möglichkeiten bieten bekanntermaßen die Verwen dung von Kontaktfingern oder die Fiederung von Kontaktschienen. Punktberührungen unter Wir kung von Kräften können bei Überschreitung der maximal zulässigen Flächenpressungswerte zu plastischen Verformungen auf der Kontaktoberfläche führen. Bei Schalthandlungen sind Ver schleißwirkungen die Folge, außerdem muß der Antrieb für eine derartige Beanspruchung höher dimensioniert werden.The actual contact is important for the behavior of the contact in the event of a short circuit area, which is included as a reciprocal in the equation for the narrow resistance, from of enormous importance. Due to the conductor material used and its processing, the Pa rameter: specific resistance, hardness and surface condition (new) fixed. In addition to the Kon the shape of the contact piece can be structurally influenced the way the contact force is generated. Assuming that the real contact area for contacts is a number of points represents touches, this is counteracted by a defined number of point con clocking is already provided constructively. As is well known, use offers opportunities of contact fingers or the feathering of contact rails. Point contact under We Reduction of forces can occur if the maximum permissible surface pressure values are exceeded cause plastic deformations on the contact surface. For switching operations, Ver wear effects the result, in addition, the drive must be higher for such a stress be dimensioned.

Bei den bekannten derartigen Anordnungen wird als nachteilig angesehen, daßIn the known such arrangements, it is considered disadvantageous that

- The rigidity of the contact system does not allow automatic lateral adjustment and so on with one-sided loads and a reduction in the actual points of contact comes;
- over the duration of the contact break-in, that is the movement during contact contact, especially when switching on the contact force acts and high wear effects the result are;
- the contact separation when switching off for the duration of the contact run under contact force takes place, taking into account material settlement phenomena and the slight welding of the contact pieces from the switch, in particular possible Drive a higher drive energy must be applied.

Darüber hinaus ist vorgeschlagen worden, die Schalthebel von Trennschaltern als ein über die ge samte Länge des Hebels spreizbares Doppelmesser zu gestalten. Die Kontaktkrafterzeugung er folgt im als Abtriebsglied aufzufassenden Schaltarm direkt durch die Bewegung des Antriebsglie des, nachdem der Schaltarm im Gegenkontakt bereits eingelaufen ist. Diese zeitliche Staffelung von Schalthebelbewegung und Kontaktgabe gestattet eine Reduzierung der Antriebsleistung. Die Anwendung derartiger spreizbarer Mechanismen beschränkt sich in den genannten Erfindungsbe schreibungen auf Trennschalter, bei denen eine Unterscheidung von Antriebs- und Abtriebsglied (DD 2 81 051) auch innerhalb einer Strombahn (DD 2 81 052) eindeutig vorgenommen wird. Die Kriterien, die sich aus der Fertigung und Montage hinsichtlich der Justierung derartiger Schalt kontakte ergeben, werden nicht behandelt. Es erscheint als nachteilig, daß die Gestaltungsvarian ten den Selbstreinigungseffekt ungenügend ermöglichen. In addition, it has been proposed to use the switch levers of disconnectors as one over the ge to design the entire length of the lever spreadable double knife. The contact force generation he follows directly in the shift arm, which is to be regarded as an output member, by the movement of the drive element after the switch arm in the counter contact has already run in. This staggering in time of shift lever movement and contacting allows a reduction in drive power. The The use of such expandable mechanisms is limited in the inventions mentioned Descriptions on disconnectors, in which a distinction between drive and output member (DD 2 81 051) is also clearly made within a current path (DD 2 81 052). The Criteria arising from the manufacture and assembly with regard to the adjustment of such switching contacts are not treated. It seems disadvantageous that the design variants insufficiently enable the self-cleaning effect.

Aim of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Kontakt zu konzipieren, der den Anforderungen unter montagetechnologischen Bedingungen hinsichtlich seiner Justierung sowie den Kriterien für Trenn- insbesondere für Erdungsschalterkontakte bezüglich Funktionssicherheit und Zuverlässig keit genügt.The aim of the invention is to design a contact that meets the requirements assembly technology conditions with regard to its adjustment and the criteria for Disconnect - especially for earthing switch contacts with regard to functional reliability and reliability speed is sufficient.

State the nature of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktsystem bereitzustellen, daß allen Erfor dernissen für Trennschalter, insbesondere für Erdungsschalter des Mittel- und Hochspannungsbe reiches in Freiluftausführung entspricht. Bei quer zur Schwenkbewegung des Schalterarmes im Toleranzfeld zu erwartenden Abweichungen soll ein selbsttätiges Justieren des Kontaktes möglich sein. Für die Erhöhung der Kurzschlußstromfestigkeit soll dabei die elektrodynamische Wirkung auf parallele, gleichsinnig von Strom durchflossene Leiter bzw. -abschnitte ausgenutzt werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die zu beiden Seiten an der Schaltarm spitze angebrachten Kontaktmesser derart geschlitzt werden, daß sich die separaten Kontaktfinger im Bereich einer, bezüglich des Gegenkontaktes im Toleranzfeld zu erwartenden, Winkelabwei chung während des Kontakteinlaufes bzw. -auslaufes elastisch verformen können. Zur Gewährlei stung von definierten punktförmigen Kontaktauflagen sind die Enden im Bereich der Kontaktgabe ballig. Die Kontaktmesser werden jeweils außen liegend von Platten stabilisiert, die am eigentli chen Strombahnende gelenkig gelagert sind. Der erforderliche Kontaktdruck ist definiert einstell bar, wenn die an dem mit Gewinde versehenen Bolzen durch die einzelnen Kontaktmesser ge führte aufgeschraubte Mutter verdreht wird und damit die entsprechend angeordneten Schrauben federn eine veränderliche Druckkraft realisieren. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen An ordnung besteht darin, daß die an den Platten sich in Richtung Gegenkontakt aufweitenden Flügel in der Bewegungsphase eine Einlaufführung übernehmen. Damit wird gewährleistet, daß die erste Kontaktberührung gleichmäßig an zwei jeweils gegenüberliegenden Kontaktfingern stattfindet. Die mögliche, damit verbundene Winkelabweichung zwischen Gegenkontakt und Strombahnachse wird durch die Elastizität der geschlitzten Kontaktfinger toleriert. Es entstehen an den balligen Enden Punktauflagen, die definierte Kontaktübergangsbedingungen schaffen. Der zur Dauer stromtragfähigkeit notwendige Kontaktdruck kann durch eine verstellbare Hutmutter, die sich bereits auf einem durchgehenden, mit Gewinde versehenen Bolzen befindet, genau eingestellt werden. Entsprechende bekannte Maßnahmen verhindern eine Dejustierung an dieser Verbindung, gestatten aber im Revisionsfall eine Nachjustierung. Zur Vermeidung von Parallelstrombahnen und der Gewährleistung einer Stromübertragung ausschließlich an den dafür dimensionierten Tei len des Kontaktes sind diese durch entsprechende Isolierelemente separiert.The invention has for its object to provide a contact system that all Erfor Requirements for isolating switches, in particular for earthing switches for medium and high voltage applications rich in outdoor design. When transverse to the pivoting movement of the switch arm in The expected tolerance range should allow the contact to be automatically adjusted his. The electrodynamic effect is intended to increase the short-circuit current strength be used on parallel conductors or sections through which current flows in the same direction. According to the invention the object is achieved in that the switch arm on both sides Pointed contact blades are slotted so that the separate contact fingers in the area of an angle deviation to be expected with respect to the counter contact in the tolerance field can deform elastically during the contact inlet or outlet. To guarantee Defined punctiform contact pads are the ends in the contact area crowned. The contact blades are each stabilized on the outside by plates that are attached to the Chen current path ends are articulated. The required contact pressure is defined bar if the ge on the threaded bolt through the individual contact blades led screwed nut is twisted and thus the correspondingly arranged screws realize a variable pressure force. The mode of operation of the invention Order is that the wings widening towards the counter contact on the plates take a run-in tour in the movement phase. This ensures that the first Contact contact takes place evenly on two opposite contact fingers. The possible associated angular deviation between counter contact and current axis is tolerated by the elasticity of the slotted contact fingers. It arise on the crowned Ends of point pads that create defined contact transition conditions. The one for the duration The necessary contact pressure can be carried by an adjustable cap nut already on a continuous, threaded bolt, precisely adjusted will. Corresponding known measures prevent misalignment on this connection, but allow readjustment in the event of a revision. To avoid parallel current paths and guaranteeing a power transmission only to the dimensioned parts len of the contact, these are separated by appropriate insulating elements.

Embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zu gehörigen Zeichnungen zeigen Fig. 1 bis 3 einen Kontakt mit einem im Bereich der Kontaktgabe gefiederten Doppelmesser, welches beidseitig von gelenkig gelagerten Platten gestützt wird.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the associated drawings, FIGS. 1 to 3 show a contact with a double knife feathered in the area of contact, which is supported on both sides by articulated plates.

Die einzelnen Zeichnungen dokumentieren anschaulich die Erfindungsgedanken.The individual drawings clearly document the ideas of the invention.

Fig. 1 Draufsicht als Schnitt Schaltkontakt im eingeschalteten Zustand Fig. 1 top view as a section switch contact in the switched on state

Fig. 2 Seitenansicht Platten mit Führungsflügel, gefiederter Einzelmesser Fig. 2 side view plates with guide wing, feathered single knife

Fig. 3 Vorderansicht Schaltkontakt mit Kontaktfingern bei einer Winkelabweichung des Gegenkontaktes. Fig. 3 front view switch contact with contact fingers with an angular deviation of the mating contact.

Der Schaltkontakt besteht nach Fig. 1 aus einem im eingeschalteten Zustand am Gegenkontakt (1) anliegenden, gefiederten Doppelmesser (14). Die Kraftübertragung auf die gefiederten Doppel messer (14) erfolgt über zwei Schraubenfedern (8), der Schraube (13) mit verstellbarer Mutter (10) und den stabilisierenden, am Doppelmesser (14) jeweils außen anliegenden Platten (3). Die Einstellung des notwendigen Kontaktdruckes wird realisiert durch das Verdrehen der auf der durchgängigen Maschinenschraube angeordneten Mutter (10). Bei der Wahl von Schraubenfedern (8) mit einer nicht zu steilen Kennlinie gelingt dies mit ausreichender Genauigkeit. Die beiden außen an den Platten (3) befindlichen Schraubenfedern (8) ermöglichen bei einem vereisten, ent sprechend dimensionieren Gegenkontakt (1) den damit verbundenen größeren Spreizhub während des Einlaufens. Gegen Witterungseinflüsse und zur Vermeidung von Koronaerscheinungen wird das System der Kontaktkrafterzeugung durch einen metallischen Flansch (17) geschützt, der sei nerseits durch eine Plastikabedeckung (18) verschlossen ist. Entsprechend gefertigte Vertiefungen in den Platten (3) nehmen zur Vermeidung von Kriechströmen über die Federn (8) sowie die Schraube mit Mutter (10) Isolierscheiben (11) auf.According to FIG. 1, the switching contact consists of a feathered double knife ( 14 ) which is in contact with the mating contact ( 1 ) when switched on. The power transmission to the feathered double knife ( 14 ) takes place via two coil springs ( 8 ), the screw ( 13 ) with an adjustable nut ( 10 ) and the stabilizing plates ( 3 ) on the double knife ( 14 ). The necessary contact pressure is set by turning the nut ( 10 ) on the continuous machine screw. When choosing coil springs ( 8 ) with a characteristic that is not too steep, this is achieved with sufficient accuracy. The two coil springs ( 8 ) located on the outside of the plates ( 3 ) enable the associated larger expansion stroke during the run-in when there is an icy, correspondingly dimensioned counter-contact ( 1 ). The system of contact force generation is protected against the effects of the weather and to avoid corona phenomena by a metallic flange ( 17 ), which is sealed by a plastic cover ( 18 ). Correspondingly made recesses in the plates ( 3 ) take up insulating washers ( 11 ) to avoid leakage currents via the springs ( 8 ) and the screw with nut ( 10 ).

Die Isolierstoffumhüllung (9) des Schraubenbolzens in der Durchgangsbohrung der Einzelkon taktmesser (14) erfüllt den selben Zweck. Zwischen den im Bereich der Kontaktkrafterzeugung abgewinkelten und somit in kleinerem Abstand als im Bereich der Kontaktgabe parallel verlaufen den Einzelkontaktmessern (14) garantiert die Isolierscheibe (15), daß hier während der Kurz schlußstromeinwirkung der Abstand der Einzelmesser durch die Dicke dieser Isolierscheibe (15) festgelegt bleibt. Aus Stabilitätsgründen werden die einzelnen Kontaktmesser im Bereich mit dem kleineren Abstand durch Flachschienen (20) verstärkt. Damit grundsätzlich eine auslenkende Be wegung der gewissermaßen als biegesteif anzunehmenden Platten (3) möglich ist, sind die zweiten Auflagepunkte an der Strombahn (7) Halbrundnietköpfe (4). Durch runde Mulden in den Platten (3) wird eine ortsfeste Lage dieser in Richtung der Achse des Strombahnarmes (7) gesichert. Die Befestigung der plattenförmigen Einzelkontaktmesser erfolgt an der Strombahn durch Stifte (6), so daß Anforderungen an die Beständigkeit ruhender Kontakte in diesem Bereich erfüllt werden.The insulating material cover ( 9 ) of the screw bolt in the through hole of the individual contact knife ( 14 ) serves the same purpose. Between the angled in the area of contact force generation and thus at a smaller distance than in the area of contacting, the individual contact blades ( 14 ) run in parallel, the insulating disk ( 15 ) guarantees that during the short-circuit current effect the distance between the individual knives is determined by the thickness of this insulating disk ( 15 ) remains. For reasons of stability, the individual contact blades in the area with the smaller distance are reinforced by flat rails ( 20 ). So that in principle a deflecting movement of the plates ( 3 ), which can be assumed to be rigid, is possible, the second support points on the current path ( 7 ) are semicircular rivet heads ( 4 ). A round position in the plates ( 3 ) ensures a fixed position in the direction of the axis of the current path arm ( 7 ). The plate-shaped individual contact blades are fastened to the current path by pins ( 6 ), so that requirements for the stability of static contacts in this area are met.

Die Fig. 2 zeigt eine das gefiederte Kontaktmesser (14) stabilisierende Platte (3) mit entsprechend geformten Einlaufflügeln (2). Im Bereich der Abwinkelung erhält jeder Flügel eine Wölbung (19), die garantiert, daß die Kontaktgabe nach der justierenden Führungsphase gleichmäßig an zwei jeweils gegenüberliegenden Kontaktfingern stattfindet. Fig. 2 shows the feathered contact blade (14) stabilizing plate (3) with correspondingly shaped inlet vanes (2). In the area of the bend, each wing has a curvature ( 19 ) which guarantees that the contact is made evenly on two opposite contact fingers after the adjusting guide phase.

In Fig. 3 sind die im Bereich der Kontaktgabe gefiederten (geschlitzten) Einzelmesser (12) sicht bar. Bei quer zu Bewegungen des Schaltarmes (7) auftretenden Kontaktwinkelabweichungen (2) wird so die elastische Verformung der Kontaktfinger (12) ermöglicht. Zur Gewährleistung einer definierten Anzahl von Punktkontakten sind die Einzelkontaktfinger (12) an den Enden im Be reich der Kontaktgabe ballig geformt. Im Bereich der inneren Reibungsflächen der Platten (3) zu den elastischen Kontaktfingern (12) ist ein dauerhafter isolierender Belag (16) mit einem kleinen Reibungskoeffizienten vorgesehen. Neben der Ermöglichung der Biegebewegungen der Kontakt finger (12) werden Parallelstrombahnen außerhalb des Kontaktmesserpaares verhindert.In Fig. 3 the feathered (slotted) individual knife ( 12 ) in the area of contact are visible bar. In the event of contact angle deviations ( 2 ) occurring transversely to movements of the switching arm ( 7 ), the elastic deformation of the contact fingers ( 12 ) is made possible. To ensure a defined number of point contacts, the individual contact fingers ( 12 ) are spherically shaped at the ends in the area of the contact. A permanent insulating covering ( 16 ) with a small coefficient of friction is provided in the area of the inner friction surfaces of the plates ( 3 ) to the elastic contact fingers ( 12 ). In addition to enabling the bending movements of the contact fingers ( 12 ), parallel current paths outside the pair of contact blades are prevented.

Claims

Contact for isolating and in particular earthing switches in the medium and high voltage range, characterized by the following features:

1. The plates, which are arranged on both sides of the pair of contact blades on the outside in such an articulated manner at the end of the current path that they have a stabilizing effect upon elastic deformation of the separate contact fin.
2. The plates are provided in the area of the friction surfaces to the contact fingers with a lubricious, durable, insulating coating, which enables the movements of the contact fingers and prevents parallel current paths outside the pair of contact blades.
3. The inlet wings, which are attached to the plates, have a correspondingly shaped curvature in the area of the bend, which ensures a uniform contact on the opposite contact fingers after the end of the guide phase,
4. The contact knives are pinnated in sections in such a way that there are no undesired tilting with negative consequences for contacting in the tolerance range with respect to the counter contact in the tolerance area and, on the other hand, not slotted in the sections that are parallel to each other at a smaller distance are led to bring about a contact force increase by utilizing the electrodynamic force effects on conductors through which current flows in the same direction as the short-circuit current.
5. The bolt is a system for defined contact force with two spring springs, which act on both sides on the surfaces of the individual contact blades and equipped with the adjustable nut, thus guaranteeing the necessary adjustments even after contact mounting.