DE69312164T2

DE69312164T2 - Peitschenkontakt für Hochspannungstrennschalter

Info

Publication number: DE69312164T2
Application number: DE69312164T
Authority: DE
Inventors: Hadi Alidou; Jean-Guy Chevalier; Daniel Demissy; Anh Dung Huynh
Original assignee: GEC Alsthom Energie Inc
Current assignee: Alstom Canada Inc
Priority date: 1992-05-11
Filing date: 1993-05-07
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2013-05-08
Also published as: CA2095895A1; EP0570266A1; DE69312164D1; FR2691010B1; EP0570266B1; US5359167A; ES2104092T3; FR2691010A1; CA2095895C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Peitschenkontakt, der bei einem Hochspannungs-Trennschalter insbesondere mit senkrechter Öffnung anwendbar ist und einen biegsamen Metallstab enthält.
Es ist bekannt, daß Hochspannungs-Trennschalter ein bestimmtes Trennvermögen aufweisen müssen, um insbesondere die Unterbrechung von induktiven und kapazitiven Strömen zu erlauben, die durch eine benachbarte andere parallele und unter Spannung stehende Leitung auf einen an Masse gelegten Leitungsabschnitt induziert werden.
Hierzu ist es bekannt, den Strom bei der Trennung der Hauptkontakte auf ein Peitschenkontakt genanntes, biegsames Leiterelement abzuleiten, das am den beweglichen Kontakt des Trennschalters tragenden Betätigungsarm befestigt ist und das so ausgebildet ist, daß es mit einem festen Punkt in Berührung bleibt, der mechanisch und elektrisch mit dem festen Kontakt des Trennschalters verbunden ist, bis die Kontakte einen ausreichenden Abstand aufweisen. Dann wird derpeitschenkontakt, der sich während der Entfernung der Kontakte voneinander mehr und mehr gekrümmt hat, freigegeben und schnellt abrupt hoch, was die Unterbrechung des Stroms ohne die Gefahr der Rückzündung bewirkt.
Insbesondere aus den amerikanischen Patenten 2 831 931 und 4 243 854 ist ein Peitschenkontakt bekannt, der aus einem metallischen rohrförmigen Element mit kreisförmigem Querschnitt besteht, der sich von der mit dem beweglichen Kontakt verbundenen Basis bis zum freien Ende verringert, das dem oben erwähnten festen Punkt benachbart ist. Es wurde festgestellt, daß ein solcher Peitschenkontakt sich schnell abnutzt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Peitschenkontakt vorzuschlagen, der in dem Bereich des elektrischen Kontakts einen größeren Querschnitt aufweist und trotzdem eine gute Biegsamkeit beibehält.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Peitschenkontakt mit einer größeren Seitensteifigkeit als die Peitschenkontakte gemäß dem Stand der Technik herzustellen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Peitschenkontakt anzugeben, der einfacher als die Peitschenkontakte gemäß dem Stand der Technik aufgebaut ist.
Diese Ziele werden durch den erfindungsgemäßen Peitschenkontakt erreicht, der bei einem Hochspannungs- Trennschalter, insbesondere mit senkrechter Öffnung, verwendbar ist, der einen biegsamen Metallstab aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Peitschenkontakts ein Abschnitt eines Kreises ist, dessen Fläche von der Basis bis zur Spitze des Peitschenkontakts progressiv abnimmt.
Im Bereich des elektrischen Kontakts verändert sich der Querschnitt des Peitschenkontakts von 80% bis 50% des Querschnitts an der Basis des Peitschenkontakts.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine Vorderansicht eines Hochspannungs- Trennschalters mit senkrechter Öffnung und einem Peitschenkontakt in geschlossener Stellung.
Figur 2 ist eine Teilansicht des gleichen Trennschalters während eines Öffnungsmanövers.
Figur 3 zeigt einen konischen Peitschenkontakt gemäß dem Stand der Technik mit verschiedenen aufeinanderfolgenden Querschnitten.
Figur 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Peitschenkontakt mit den Querschnitten in gleicher Höhe.
In den Figuren 1 und 2 ist ein Hochspannungs-Trennschalter mit einer isolierenden Säule 1 auf einer Metallstütze 2 dargestellt; eine tulpenförmige Kontaktbuchse 3 ist am Ende eines Metallträgers 4 befestigt, der am Ende der Säule 1 angeordnet ist und einen Stromanschluß 5 trägt. Ein Steckkontakt 6 ist am Ende eines Betätigungsarms 7 befestigt, der einem Betätigungsmechanismus 8 zugeordnet ist und von einem Motor betätigt wird, der in einem Kasten 9 enthalten ist und einen Übertragungsarm 10 betätigt. Der Mechanismus ist so ausgebildet, daß er dem Betätigungsarm 7 bei einem Öffnungsvorgang des Trennschalters zuerst eine Translationsbewegung entlang seiner Achse verleiht, um die Trennung der Kontakte 3 und 6 zu ermöglichen, und dann eine Drehbewegung in einer senkrechten Ebene, was es dem Arm ermöglicht, eine zur Ursprungsstellung um 90º verschobene Stellung einzunehmen, wie in Figur 1 gestrichelt gezeigt ist. Bei einem Erdungs-Trennschalter verbindet eine Metallitze 11 den Arm 7 mit der an Masse gelegten Stütze 2.
Der Trennschalter ist mit einem Peitschenkontakt 16 versehen, der an einem festen Punkt 18 des Arms 7 befestigt ist, und so geregelt, daß er während eines Öffnungsvorgangs mit einem mechanisch an der Kontaktbuchse 3 befestigten und elektrisch mit dieser verbundenen Teil in elektrischem Kontakt bleibt. Dies wird mittels eines Führungsteils 17 erreicht, das am Träger 4 mit einem Bolzen 15 befestigt ist. Ein Teil 19 begrenzt den Winkel zwischen dem Peitschenkontakt 7 und dem Arm 15 während der Öffnungsphase des Trennschalters.
Figur 3 zeigt einen Peitschenkontakt gemäß dem Stand der Technik mit einem Kreisquerschnitt, der von der Basis bis zum Ende progressiv abnimmt. Es wurden sechs gleichmäßig beabstandete Querschnitte dargestellt und ihre Querschnittswerte S in mm² wurden angegeben. Das Segment AB zeigt die Zone des elektrischen Kontakts des Peitschenkontakts.
Figur 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Peitschenkontakt, und es wurden die gleichen Querschnitte S mit ihren Werten in mm² dargestellt. Die Querschnitte sind abgeschnittene Kreise, d.h. es wurde ein von einer geradlinigen Sekante begrenzter Teil weggelassen; der Peitschenkontakt hat somit eine ebene Oberfläche.
Die Untersuchung der Zahlen zeigt, daß in der Zone AB des elektrischen Kontakts der Querschnitt des Peitschenkontakts gemäß dem Stand der Technik zwischen 67% und 40% des Querschnitts der Basis des Peitschenkontakts beträgt, während in der gleichen Kontaktzone der Querschnitt des erfindungsgemäßen Peitschenkontakts zwischen 80% und 55% des Basisquerschnitts liegt.
Aufgrund dieser Maßnahmen beträgt der Querschnitt des Peitschenkontakts in der Zone elektrischen Kontakts zwischen 16 und 36% mehr als der Querschnitt des konischen Peitschenkontakts in der gleichen Zone. Daraus folgt eine bessere Übertragungsleistung des elektrischen Stroms Versuchsmessungen bei einer elektrostatischen Induktion haben gezeigt, daß die Trennleistung des erfindungsgemäßen Peitschenkontakts in Bezug auf die Trennleistung des Peitschenkontakts gemäß dem Stand der Technik stark erhöht wurde, so daß bei gleichem Strom der erfindungsgemäße Peitschenkontakt geringere Abnutzung erfährt und somit eine längere Lebensdauer aufweist.
Es wurden auch in den Figuren 3 und 4 für den Peitschenkontakt gemäß dem Stand der Technik und den erfindungsgemäßen Peitschenkontakt die Trägheitsmomente lx und ly ausgedrückt in mm&sup4; dargestellt, wobei x und y zwei lotrechte Richtungen in einem Querschnitt zeigen und x parallel zur erwähnten Sekante liegt. Aus diesen Zahlen geht hervor, daß der erfindungsgemäße Peitschenkontakt eine seitliche Steifigkeit aufweist, die größer ist als die des klassischen Peitschenkontakts konischer Form, was sich in begrenzten seitlichen Bewegungen äußert.
Die spanende Bearbeitung des erfindungsgemäßen Peitschenkontakts kann mit üblichen Werkzeugmaschinen in wirtschaftlicherer Weise als beim konischen Peitschenkontakt gemäß dem Stand der Technik durchgeführt werden, zum Beispiel mittels einer klassischen Fräsmaschine anstelle einer komplizierten Maschine. Daraus folgt ein Herstellungspreis, der um bis zu einem Faktor 4 niedriger ist.
Die Erfindung findet ihre Anwendung in der Ausrüstung von Hochspannungs-Trennschaltern, insbesondere Trennschaltern mit senkrechter Öffnung, d.h. bei denen der Betätigungsarm sich in einer senkrechten Ebene bewegt.

Claims

1. Peitschenkontakt, der bei einem Hochspannungs-Trennschalter insbesondere mit senkrechter Öffnung verwendet werden kann, der einen biegsamen Metallstab enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Peitschenkontakts (16) ein Abschnitt eines Kreises ist, dessen Querschnittsfläche von der Basis bis zur Spitze des Peitschenkontakts progressiv abnimmt.

2. Peitschenkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Peitschenkontakts in der Zone elektrischen Kontakts (A,B) zwischen 80% und 50% des Querschnitts an der Basis des Peitschenkontakts variiert.