DE69719323T2

DE69719323T2 - ELECTRICAL SWITCHING DEVICE

Info

Publication number: DE69719323T2
Application number: DE69719323T
Authority: DE
Inventors: Thomas LÖNNERMO; Jan-Anders Nygren; Stefan Valdemarsson
Original assignee: ABB AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1997-05-26
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2017-05-27
Also published as: DE69719323D1; WO1997045851A1; WO1997045850A1; EP0901684A1; EP0901684B1; EP0902955B1; SE9602069D0; DE69709346D1; DE69709346T2; EP0902955A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Schaltvorrichtung, eine so genannte Hochgeschwindigkeits-Stromkreis-Schließvorrichtung, um schnell mechanisch einen elektrischen Kurzschluss von mindestens einer Phase eines Mehrphasen-Netzwerks zu erreichen. Die Schaltvorrichtung ist vorzugsweise bestimmt, um als Lichtbogen-LÖschvorrichtung in Kabinen-umschlossenen Schaltanlagen für niedrige und mittlere Spannung, das heißt in dem Spannungsbereich von bis zu ungefähr 45 kV, eingesetzt zu werden. Andere Anwendungsgebiete sind jedoch ebenfalls möglich.The present invention relates to an electrical switching device, a so-called high-speed circuit closing device, to quickly mechanically short an electrical short circuit of at least to achieve a phase of a multi-phase network. The switching device is preferably intended to be used as an arc extinguishing device in cabin-enclosed switchgear for low and medium tension, that is in the voltage range of up to approximately 45 kV. However, other areas of application are also possible.

Stand der TechnikState of the art

Bei Kurzschluss-Lichtbögen werden sehr große Energiebeträge in Form von Hitze und Strahlung freigesetzt, Bei Innenraum-Schaltanlagen mit ihrem begrenzten Raum führen diese Energiebeträge zu Druckzunahmen, die die Umfassungen sprengen können, wenn den erhitzten Gasen nicht die Möglichkeit zum Ausströmen durch Entlastungsöffnungen gegeben wird. Die hohen Lichtbogen-Temperatuen veranlassen ferner Leiter- und Schaltmaterial zu schmelzen oder gar zu verdampfen. Brennbares organisches Material kann ebenfalls entzündet werden, wenn es der hohen Temperatur und der intensiven Strahlung des Lichtbogens ausgesetzt wird. Der Lichtbogen führt durch Zersetzung von Luft (NOx) und Verdampfung von Metall zu giftigen Gasen. Eine Minimierung der Lichtbogendauer ist deshalb wünschenswert. Materialschäden aufgrund der Hitze und des Druckanstiegs, die während der Dauer des Lichtbogens aufgebaut werden wie auch persönliche Verletzung und das Vergiftungsrisiko, können dadurch verringert werden.In the event of short-circuit arcing very large amounts of energy released in the form of heat and radiation, for indoor switchgear lead with their limited space these amounts of energy too Pressure increases that can explode when heated gases not the possibility to flow out given through relief openings becomes. The high arc temperatures also cause and melting or even evaporating switching material. combustible organic matter can also ignite if it is high Exposed to temperature and the intense radiation of the arc becomes. The arc leads by decomposing air (NOx) and evaporating metal into toxic Gases. Minimizing the arc duration is therefore desirable. material damage due to the heat and pressure rise that occurs during the duration of the arc be built up as well as personal Injury and the risk of poisoning can thereby be reduced.

Im Fall einer Lichtbogendauer von ungefähr 30 ms kann eine Schaltanlage komplett herausgesprengt werden. Die Druckwelle, die durch den Lichtbogen verursacht wird, erreicht normalerweise ihr Maximum sogar nach 10–25 ms. Die Stromkreisunterbrecher, die normalerweise in Schaltanlagen der oben genannten Art eingesetzt werden, sind jedoch nicht ausreichend schnell, um diese Druckwelle zu begrenzen. Daher ist es normal, dass solche Schaltanlagen-Einheiten mit Mitteln zur Druckentlastung in Form von Evakuierungskanälen, automatisch öffenbaren Türen, usw. versehen werden. Das bedeutet, dass solche Schaltanlagen sperrig und teuer sein werden. Es ist daher notwendig, die Lichtbogendauer auf weniger als 10 ms zu begrenzen, um den Schaden zu verringern.In the event of an arc duration of about 30 ms a switchgear can be blown out completely. The blast, caused by the arc usually reaches their maximum even after 10-25 ms. The circuit breakers normally found in switchgear of the type mentioned above are not sufficient quickly to limit this pressure wave. So it's normal that such switchgear units with means for pressure relief in the form of evacuation channels, automatically openable doors, etc. are provided. That means that such switchgear is bulky and will be expensive. It is therefore necessary to have the arc duration on limit less than 10 ms to reduce the damage.

Eine Schaltvorrichtung der hier betreffenden Art ist gewöhnlich mit einem festen und einem beweglichen Kontaktteil angeordnet. Die Masse des beweglichen Teils muss gering sein und die Entfernung, über die sich das bewegliche Teil bewegt, muss gering sein, um eine kurze Schließzeit herbeizuführen.A switching device of the type concerned here is common arranged with a fixed and a movable contact part. The The mass of the moving part must be small and the distance over which the moving part has to be small, a short one closing time bring about.

Aus der US 1477527 sind Kontaktfedern gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Aus der DE-A-2623816 ist beispielsweise vorbekannt, bei Gas-isolierten Metall-umschlossenen Schaltanlagen einen schnellen Erdungsschalter einzusetzen, um einen Kurzschluss-Lichtbogen zwischen einem Hochspannungsleiter und dem geerdeten Gehäuse zu löschen, um das Risiko eines gefährlichen Aufbaus eines Überdrucks zu beseitigen. Der Erdungsschalter, der in der Veröffentlichung beschrieben wird, ist einphasig ausgelegt und wird durch eine eingebaute Sprengladung betrieben, wobei die Zündung durch einen Sensor eingeleitet wird, der durch den Lichtbogen ausgelöst wird. Ein Nachteil solch eines Erdungsschalters ist, dass er einer allgemeinen Überholung unterzogen werden muss oder nach einem einzelnen Einsatz . ersetzt werden muss. Ein weiterer Nachteil ist die Handhabung und die Lagerung der Explosivstoffe während solch einer Überholung.From the US 1477527 contact springs are known according to the preamble of claim 1. From DE-A-2623816, for example, it is previously known to use a fast grounding switch in gas-insulated metal-enclosed switchgear in order to extinguish a short-circuit arc between a high-voltage conductor and the grounded housing in order to eliminate the risk of a dangerous build-up of excess pressure. The earthing switch, which is described in the publication, is designed to be single-phase and is operated by a built-in explosive charge, the ignition being initiated by a sensor which is triggered by the arc. A disadvantage of such an earthing switch is that it must undergo a general overhaul or after a single use. needs to be replaced. Another disadvantage is the handling and storage of the explosives during such an overhaul.

Aus der SE-B-420 033 ist eine Hochgeschwindigkeits-Stromkreis-Schließvorrichtung vorbekannt, die mit einer Torsionsfeder-Kontaktvorrichtung drei bewegliche Kontaktteile in Kontakt mit drei festen Kontaktteilen bringt, die in einem mit Schutzgas gefüllten Behälter ausgesetzt sind. Die Aufgabe der bekannten Hochgeschwindigkeits-Stromkeis-Schließvorrichtung ist es, unfreiwillige Kontaktöffnung durch die Einführung eines Dämpfungsmittels zu verhindern. Ein Nachteil dieser Hochgeschwindigkeits-Stromkreis-Schließvorrichtung ist, dass eine relative hohe Anzahl von Teilen in die eigentliche Bewegung eingeschlossen ist. Die Kraft, die benötigt wird, um die Gesamtmasse dieser Teile zu beschleunigen, ist daher beträchtlich. Dies bedeutet, dass die Schließzeit relativ lang ist, da die verfügbare Kraft begrenzt ist.From SE-B-420 033 is a high speed circuit closing device previously known with a torsion spring contact device three movable contact parts in contact with three fixed contact parts brings, which are exposed in a container filled with inert gas. The task the known high-speed Stromkeis closing device is involuntary contact opening through the introduction a damping agent to prevent. A disadvantage of this high speed circuit closing device is that a relatively high number of parts in the actual Movement is included. The force that is needed to make up the total mass accelerating these parts is therefore considerable. This means that the closing time is relatively long since the available one Force is limited.

Aus der SE B-455449 ist eine Schaltvorrichtung vorbekannt, deren Aufgabe es ist, hohe Betriebsströme zu leiten und schnell zu unterbrechen. Die bekannte Vorrichtung weist ein festes und ein bewegliches Kontaktteil auf, wobei deren Kontaktoberflächen senkrecht zu der Bewegungsrichtung stehen, und die schnelle Energieausgabe nutzen, die durch die Verwendung einer Torsionsfeder erzielt werden kann. Die Vorrichtung ist jedoch nur dazu bestimmt, einen Strom zu unterbrechen. Ein Torsions-vorgespannter Drehhammer wird dazu gebracht zu beschleunigen und seine Energie an das bewegliche Kontaktteil durch einen Schlag zu übertragen, das dadurch eine hohe Anfangsgeschwindigkeit erhalten muss. Der bekannte Stromkreisunterbrecher löst jedoch nicht die Probleme, die auftreten, wenn ein Stromkreisunterbrecher ausgelegt wird, bei dem die Geschwindigkeit des beweglichen Kontaktteils verringert und der Energieüberschuss gedämpft werden. muss.A switching device is from SE B-455449 previously known, whose task is to conduct high operating currents and quickly interrupt. The known device has one fixed and a movable contact part, with their contact surfaces perpendicular to the direction of movement, and the fast energy output benefit that can be achieved by using a torsion spring. However, the device is only intended to interrupt a current. A torsion-biased rotary hammer is made to accelerate and its energy to the moving contact part in one blow transferred to, which must have a high initial speed. The known circuit breakers, however, does not solve the problems that occur when a circuit breaker is designed at which reduces the speed of the movable contact part and the excess energy muted become. got to.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen schnellen Erdungsschalter, eine so genannte Löschvorrichtung, zu erhalten, wobei deren Schließzeit geringer als 10 ms ist. Er soll das Auftreten von Lichtbögen in dem Moment des Kontakts verhindern, um so Schaden an den Kontaktelementen zu vermeiden und das bewegliche Kontaktsystem während, eines Schließvorgangs effektiv abzubremsen. Die Löschvorrichtung soll sowohl eine hohe Spannung . also auch einen hohen Strom handhaben und soll in der Lage sein, mehrmalig zu arbeiten. Sie soll einen einfachen und kompakten Aufbau aufweisen, der einen Einbau in einer gewöhnlichen Luft-isolierten Schaltanlage ohne die vorstehend erwähnten Nachteile ermöglicht, die mit Ausführungsformen des Standes der Technik verbunden sind. Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Schaltvorrichtung gelöst, die die charakteristischen Merkmale zeigt, die in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 9 beschrieben werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object of the present invention is to obtain a fast earthing switch, a so-called quenching device, the closing time of which is less than 10 ms. It is intended to prevent arcing from occurring at the moment of contact, in order to avoid damage to the contact elements and to effectively brake the movable contact system during a closing process. The quenching device is supposed to be both high voltage. So also handle a high current and should be able to work several times. It is intended to have a simple and compact structure which enables installation in a conventional air-insulated switchgear without the disadvantages mentioned above which are associated with embodiments of the prior art. This is achieved according to the invention by a switching device which shows the characteristic features which are described in independent claims 1 and 9. Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.

In Hochspannungs-Schaltanlagen werden zweierlei Erdungsschalter eingesetzt, nämlich Betriebs- Erdungsschalter und Hochgeschwindigkeits-Erdungsschalter. Die Erfindung betrifft einen Erdungsschalter der letzteren Art. Ein Hochgeschwindigkeits-Erdungsschalter sollte es schaffen, die unter Hochspannung stehenden Teile zu erden, auch wenn diese während des Schließvorgangs mit Strom versorgt sind. Die Kontakte sind in so einem Schaltfall dem gesamten Kurzschluss-Strom ausgesetzt. Um daher den Kontakt-Abbrand und andere funktionsmindernde Effekte zu begrenzen, die durch die Lichtbögen verursacht werden, die normalerweise während des Schließvorgangs erzeugt werden, müssen Prellbewegungen zwischen den Kontakten begrenzt oder vollständig beseitigt werden. Die Prellbewegungen sind in erster Linie von der Geschwindigkeit abhängig, mit der die Kontaktteile gegeneinander stoßen. Die Amplitude der Prellbewegung erhöht sich somit mit dieser Geschwindigkeit. Eine wichtige Aufgabe der Hochgeschwindigkeits-Stromkreis-Schließvorrichtung ist es daher, eine geringe Geschwindigkeit der Kontakte im Schließmoment und eine Fähigkeit zu erreichen, die kinetische Energie der Kontakte abzubauen.Two things are used in high-voltage switchgear Earthing switch used, namely Operational earthing switch and high speed earthing switch. The invention relates to an earthing switch of the latter type. A high speed earthing switch should do that live parts under high voltage, even if they are during the closing process are powered. In such a switching case, the contacts are the whole Short-circuit current exposed. Therefore, the contact erosion and others limit function-reducing effects caused by the arcs that are normally during of the closing process bounce movements must be generated limited or completely eliminated between contacts. The Bounce movements are primarily dependent on the speed with that butt the contact parts against each other. The amplitude of the bounce elevated yourself at this speed. An important task of the High-speed circuit closing device is therefore a low speed of the contacts in the closing moment and an ability to reduce the kinetic energy of the contacts.

Um ein schnelles Schließen zu erreichen, muss die Entfernung zwischen den Kontakten gering gehalten werden, während gleichzeitig die mit dem Schließvorgang verbundene bewegliche Masse minimiert wird. Der Erdungsschalter ist daher mit einem festen und einem beweglichen Kontaktteil angeordnet, woduch das bewegliche Kontaktteil durch die Kraft von einer Feder gegen das feste Kontaktteil getrieben wird. Die Kontakte sind bei hohen Spannungen in einem Behälter eingeschlossen angeordnet, der mit Schutzgas gefüllt ist, wobei das Schutzgas zur weiteren Verringerung der Entfernung zwischen den Kontaktteilen genutzt wird.To achieve a quick closing, you have to the distance between contacts can be kept short while at the same time the one with the closing process connected moving mass is minimized. The earthing switch is therefore arranged with a fixed and a movable contact part, whereby the movable contact part by the force of a spring is driven against the fixed contact part. The contacts are with high voltages in a container included arranged, which is filled with protective gas, the protective gas for further reducing the distance between the contact parts is being used.

Die Kraft einer Feder erhöht sich mit der Querschnittfläche, während sich die Amplitude mit der Länge vergrößert. Ein Kompromiss aus Federkraft und Amplitude ergibt sich daher bei einer kurzen Feder. Wenn eine Stromkreis-Schließvorrichtung ausgelegt wird, ist es daher wünschenswert, dass die Kraft maximiert wird, was die Amplitude klein macht. Die Bewegung des beweglichen Kontaktteils kann jedoch verlängert werden, indem die Federkraft nur während des ersten Bewegungsabschnittes eingesetzt wird, worauf die Feder gelöst bzw. freigesetzt wird. Die potenzielle Energie, die in der Feder gespeichert ist, wird dann während einer Beschleunigungsphase in kinetische Energie des beweglichen Kontakteils umgewandelt, das die Schließbewegung mit einer konstanten Geschwindigkeit fortsetzt. Die Bewegung, die daher aus einer Beschleunigungsphase und einer Bewegungsphase mit konstanter Geschwindigkeit aufgebaut ist, führt folglich zu einer geringeren Geschwindigkeit, die zwischen den Kontakten erlangt wird, wenn sie gegeneinander stoßen, als während einer Bewegung mit nur einer Beschleunigungsphase.The force of a spring increases with the cross-sectional area, while the amplitude with the length increased. On Compromise of spring force and amplitude therefore results in one short feather. When a circuit closing device is designed, it is therefore desirable that the force is maximized, which makes the amplitude small. The However, movement of the movable contact part can be extended by the spring force only during the first movement section is used, whereupon the spring solved or is released. The potential energy in the spring is then saved during an acceleration phase in kinetic energy of the mobile Contact part that converts the closing movement with a constant Speed continues. The movement, therefore, from an acceleration phase and a movement phase is built up at constant speed, consequently leads at a slower speed between contacts is obtained when they collide with each other than during a movement with only an acceleration phase.

Das bewegliche Kontaktteil ist vorteilhafterweise als ein Kontaktarm angeordnet, der an einem Ende an einem frei gelagerten Torsionsfeder-Stab befestigt ist. Das Trägheitsmoment wird dann klein und der Kontaktarm kann schnell dazu gebracht werden, durch die Kraft des Torsionsfeder-Stabs zu beschleunigen. An dem anderen Ende des Torsionsfeder-Stabs ist ein Betätigungsarm angeordnet, der in der Lage ist, frei zwischen zwei Haltevorrichtungen zu drehen. Die Stromkreis-Schließvorrichtung wird durch Drehen des Kontaktarms in die Öffnungsrichtung ausgelöst, bis ihr Betätigungsarm die Haltevorrichtung in dieser Richtung erreicht. Die Drehung wird danach fortgesetzt, worauf die Torsionsfeder in eine Offenstellung gespannt wird, in der der Kontaktarm durch einen Riegel festgehakt wird. Wenn der Riegel freigegeben wird, wird die durch die Torsionsfeder gespeicherte potenzielle Energie während einer Beschleunigungsphase in kinetische Energie des beweglichen Kontaktteils umgewandelt. Wenn der Betätigungsarm die Haltevorrichtung verlässt, wurde die Energie vollständig in kinetische Energie des beweglichen Kontaktteils umgewandelt und der Kontaktarm verbleibt in einer Bewegungsphase, in der er mit konstanter Geschwindigkeit frei in Richtung der Schließstellung dreht. Wenn der Betätigungsarm die zweite Haltevorrichtung erreicht, setzt der Kontaktarm seine Bewegung während einer Verlangsamungsphase fort, während der der Torsionsfeder-Stab in die entgegengesetzte Richtung gespannt wird, sodass die Bewegung des Kontaktams stoppt. Während der Bewegungsphase erreicht der Kontaktarm das feste Kontaktteil, wodurch die kinetische Energie des Kontaktarms ebenfalls durch Reibung zwischen dem Kontaktarm und dem festen Kontaktteil verbraucht wird.The movable contact part is advantageous arranged as a contact arm, which at one end on a freely supported Torsion spring rod is attached. The moment of inertia then becomes small and the contact arm can be quickly caused by the force of the torsion spring bar to accelerate. At the other end of the torsion spring bar is an operating arm arranged, which is able to freely between two holding devices rotate. The circuit closing device is triggered by turning the contact arm in the opening direction until her operating arm reached the holding device in this direction. The rotation is after that continued, whereupon the torsion spring tensioned in an open position in which the contact arm is hooked by a bolt. When the bolt is released, the one saved by the torsion spring potential energy during an acceleration phase in kinetic energy of the mobile Contact part converted. When the operating arm the holding device leaves, the energy became complete converted into kinetic energy of the movable contact part and the contact arm remains in a movement phase in which it is with constant speed freely in the direction of the closed position rotates. If the operating arm reached the second holding device, the contact arm continues its movement while a deceleration phase continues during which the torsion spring rod stretched in the opposite direction so that the movement of the contact stops. While during the movement phase the contact arm reaches the fixed contact part, whereby the kinetic energy of the contact arm is also caused by friction between the contact arm and the fixed contact part is consumed.

Wenn zwei Kontakte sich einander annähern, entsteht bei der Kontaktbewegung ein Lichtbogen. Dies ist abhängig von dem Strom, aber auch von der Prellbewegung, die zwischen den Kontakten während des Aufpralls entsteht. Die Energie, die gebremst werden muss, ist von dem Geschwindigkeitsquadrat abhängig, was zeigt, dass eine Verringerung der Geschwindigkeit ebenso das Auftreten von Prellbewegungen verringert. Im Falle eines gleitenden Kontakts, in dem die Kontaktteile sich parallel zu der Kontaktoberfläche bewegen, treten ebenso Prelleffekte auf, indem eine transversale Kraft bei Aufprall an die Kontaktteile vermittelt wird, die die Kontaktteile in Schwingung versetzt. Die Schwingung verursacht, dass die Kontaktteile abwechselnd miteinander in Kontakt sind und abwechselnd voneinander beabstandet sind. Während der kurzen Zeit, während der die Kontaktteile voneinander getrennt sind, entsteht ein Lichtbogen, der Schäden an den Kontaktoberflächen verursacht. Im Falle eines gleitenden Kontakts kann die Oberfläche jedoch aus einer Anzahl von Teiloberflächen oder so genannten Fingern angeordnet sein, die veranlasst werden können; untereinander außer Phase zu schwingen. Bisher ist die Schwingungszeit eines solchen Fingers aus einem leitfähigen Material, z. B. Kupfer, zu lang, um das Auftreten von Lichtbogen vollständig zu beseitigen. Die Folge ist, dass Einbrennungen in den Kontaktoberflächen , auftreten, wodurch die Kontaktoberflächen zerstört oder sogar durch den Lichtbogen zusammengeschweißt werden.If two contacts approach each other, an arc arises during the contact movement. This depends on the current, but also on the bouncing movement that occurs between the contacts during the impact. The energy that must be braked depends on the square of the speed, which shows that reducing the speed also reduces the occurrence of bouncing movements. In the case of a sliding contact, in which the contact parts move parallel to the contact surface, bounce effects also occur in that a transverse force is imparted to the contact parts upon impact, which causes the contact parts to vibrate. The vibration causes the contact parts to be in alternation with each other and to be alternately spaced apart. During the short time that the contact parts are separated from one another, an arc arises which causes damage to the contact surfaces. In the case of sliding contact, however, the surface can be arranged from a number of partial surfaces or so-called fingers that can be caused; to swing out of phase with each other. So far, the oscillation time of such a finger made of a conductive material, e.g. B. copper, too long to completely eliminate the occurrence of arcing. The result is that burn-in occurs in the contact surfaces, whereby the contact surfaces are destroyed or even welded together by the arc.

Gemäß der Erfindung werden die schädlichen Lichtbögen mit einem gleitenden Kontakt beseitigt, der mehrere Kontaktfinger eines Materials mit guten Leitfähigkeitseigenschaften, wie auch mehrere Federfinger eines leitfähigen Materials mit einem hohen Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) und einer hohen mechanischen Fließgrenze einschließt. Die Federfinger sind innerhalb der Kontaktfinger angeordnet und sind bei Schwingung angepasst eine hohe mechanische Resonanzfrequenz zu zeigen. Ein Messer-förmiges Kontaktteil, das veranlasst wird, gegen solch einen Fingerkontakt zu gleiten, trifft sowohl die Kontaktfinger, die durch die transversale Kraft seitwärts geworfen werden, als auch die Federfinger, die ebenfalls seitwärts geworfen werden. Beide Arten von Fingern werden in Schwingung versetzt, sodass eine Prellbewegung wahrgenommen werden kann. Die Federringer können jedoch für die gleiche Durchbiegung dimensioniert werden, um eine Resonanzfrequenz zu erzielen, die um ungefähr das 20-fache höher ist als die der Kontaktfinger. Das bewegliche Kontaktteil schlägt auf seinem Weg über die Finger gegen mehrere Finger, die alle in Schwingung versetzt werden. Die Federfinger werden zu verschiedenen Zeiten getroffen, das bedeutet, dass die Phasendifferenz zwischen der Schwingung der verschiedenen Finger zufällig sein wird. Da die Schwingungsfrequenz hoch. ist, werden einige Finger immer in Kontakt mit dem beweglichen Kontaktteil sein. Das heißt, dass Lichtbögen nicht auftreten und wenn das bewegliche Kontaktteil die Schließstellung angenommen hat, haben sich ebenso die Vibrationen der. Finger verringert, die es dem Erdungsschalter ermöglichen, den Strom zu führen.According to the invention, the harmful electric arc eliminated with a sliding contact that has multiple contact fingers a material with good conductivity properties, as well as several spring fingers of a conductive material with a high modulus of elasticity (Young's module) and a high mechanical yield point includes. The spring fingers are arranged inside the contact fingers and are adapted to a high mechanical resonance frequency with vibration to show. A knife-shaped Contact part that is caused against such finger contact to slide hits both the contact fingers by the transverse force sideways thrown, as well as the spring fingers, which are also thrown sideways become. Both types of fingers are vibrated, so a bouncing movement can be perceived. The spring rings can, however for the same deflection can be dimensioned to a resonance frequency to achieve that at around 20 times higher than the contact finger. The movable contact part beats on his Way over the fingers against several fingers, all of which vibrated become. The feather fingers are hit at different times, that means the phase difference between the vibration of the different fingers randomly will be. Because the vibration frequency is high. is some fingers always be in contact with the moving contact part. It means that electric arc do not occur and if the movable contact part the closed position has assumed, the vibrations of the. Fingers reduced, which enable the earthing switch to carry the current.

Gemäß der Erfindung ist das feste Kontaktteil der Hochgeschwindigkeits-Stromkreis-Schließvorrichtung gabelförmig und schließt mehrere Kontaktfinger ein, die auf beiden Seiten einer Nut angeordnet sind. Um sicherzustellen, dass die Hochgeschwindigkeits-Stromkreis-Schließvorrichtung in der Lage ist, den vollen Kurzschluss-Strom zu leiten, muss das Material in den Kontaktfingern gute Leitflähigkeitseigenschaften aufweisen und kann beispielsweise aus Kupfer bestehen. Um zusätzlich das Auftreten von Lichtbögen zu verhindern, wird die Hochgeschwindigkeits-Stromkreis-Schließvorrichtung mit mehreren Federfingern bereitgestellt, die innerhalb der Kontaktfinger angeordnet sind. Das Material in den Federfingern muss leitend sein und ein hohes Elastizitätsmodul und eine hohe mechanische Fließgrenze aufweisen, beispielsweise Stahl mit einem hohen Kohlenstoff-Gehalt sein. Das bewegliche Kontaktteil ist Messer-förmig und wenn es in die Nut gezwungen wird, werden Lichtbögen am Auftreten an beiden Seiten des Messers wie vorstehend beschrieben gehindert.According to the invention this is fixed High speed circuit closing device contact part fork-shaped and includes several contact fingers one arranged on both sides of a groove are. To ensure that the high-speed circuit closing device is able to conduct the full short-circuit current, it must Material in the contact fingers have good conductivity properties and can consist of copper, for example. To additionally that Arcing occurs to prevent the high-speed circuit closing device with multiple spring fingers provided within the contact fingers are arranged. The material in the spring fingers must be conductive and a high modulus of elasticity and a high mechanical yield point have, for example steel with a high carbon content his. The movable contact part is knife-shaped and when it is in the groove Arcs are forced at the appearance on both sides of the knife as described above prevented.

Wenn ein Strom in der gleichen Richtung in zwei parallelen Leitern geleitet wird, tritt eine anziehende Kraft zwischen ihnen auf Dies tritt ebenso in dem Gabel-förmigen Kontaktteil auf. Wenn der Messer-artige Kontakt in die Nut gepresst wird, wird der Strom durch die parallelen Finger zu dem Joch der Gabel geleitet. Eine anziehende Kraft, die von der Stromstärke abhängt, tritt dann zwischen den Fingern auf wobei daher die Finger veranlasst werden, den Messerkontakt zu quetschen. Dadurch trägt die Klemmkraft dazu bei, das Auftreten von Lichtbögen im Weiteren auszuschließen. Wenn der Messerkontakt seinen Weg in die Nut erzwingt, ist er jedoch zuerst einer Reibungskraft ausgesetzt, die durch die mechanische Steifheit. der Finger verursacht wird, aber auch einer Reibungskraft, die durch die Strom-abhängige Klemmkraft verursacht wird. Die größere Reibungskraft hat die Folge, dass das Messer bei verschiedenen Stromstärken zu unterschiedlichen Graden in der Nut abgebremst,wird. Es kann daher eintreten, dass bei hohen Strömen eine sichere Schließstellung erricht erreicht wird.If a stream in the same direction is routed in two parallel conductors, an attractive occurs Force between them This also occurs in the fork-shaped contact part on. When the knife-like contact is pressed into the groove the current passed through the parallel fingers to the yoke of the fork. An attractive force, which depends on the current, then occurs between the Fingers on, thus causing the fingers to make contact with the knife to squeeze. This helps the clamping force helps to prevent arcing from occurring excluded. However, if the knife contact forces its way into the groove, it is first exposed to a frictional force caused by the mechanical Stiffness. the finger is caused, but also a frictional force, the through the electricity-dependent Clamping force is caused. The greater friction force has Consequence that the knife at different currents to different degrees is slowed down in the groove. It can therefore occur that at high Stream a safe closed position erection is achieved.

Gemäß der Erfindung wird dem Effekt einer größeren Reibungskraft der vorstehend erwähnten Art entgegengewirkt, indem der Strompfad an der Stromkreis-Schließvorrichtung in drei parallelen Stromschienen angeordnet ist. Zwei von ihnen sind ortsfest, während eine der Stromschienen an dem beweglichen Kontaktteil befestigt ist. Der Strom wird erst durch eine der ortsfesten Schienen, dann in die entgegengesetzte Richtung durch die andere ortsfeste Schiene und schließlich über eine flexible Kupplung durch die bewegliche Schiene geleitet. Die drei Schienen sind so angeordnet, dass die bewegliche Schiene zwischen den zwei ortsfesten Schienen angeordnet ist, wenn das bewegliche Kontaktteil das feste Kontaktteil erreicht. Wenn der Stromkreis geschlossen ist, tritt eine anziehende Kraft zwischen der ersten ortsfesten Schiene und der beweglichen Schiene auf und eine rückwirkende Kraft tritt zwischen der zweiten ortsfesten Schiene und der beweglichen Schiene auf. Die Kräfte übertragen ein Drehmoment auf den beweglichen Kontakt, der somit die durch den Strom erhöhte Reibungskraft überwindet und die Schließstellung sicher erreicht.According to the invention, the effect of a greater frictional force of the type mentioned above is counteracted by arranging the current path on the circuit closing device in three parallel busbars. Two of them are stationary, while one of the busbars is attached to the movable contact part. The current is first passed through one of the fixed rails, then in the opposite direction through the other fixed rail and finally through a flexible coupling through the movable rail. The three rails are arranged such that the movable rail is arranged between the two fixed rails when the movable contact part fixed contact part reached. When the circuit is closed, an attractive force occurs between the first fixed rail and the movable rail and a retroactive force occurs between the second fixed rail and the movable rail. The forces transmit a torque to the movable contact, which thus overcomes the frictional force increased by the current and safely reaches the closed position.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Die Erfindung wird durch die Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezug auf die begleitende Zeichnung ausführlicher erklärt, wobeiThe invention is described by the description of a embodiment explained in more detail with reference to the accompanying drawing, wherein

1 ein dreidimensionales Bild einer Schaltvorrichtung mit einem festen und einem beweglichen Kontaktteil gemäß der Erfindung zeigt, 1 3 shows a three-dimensional image of a switching device with a fixed and a movable contact part according to the invention,

2 ein Zeitdiagramm der Drehbewegung (A) eines Kontaktarms, der in das bewegliche Kontaktteil eingeschlossen ist, im Vergleich zu einer entsprechenden Bewegung (B) einer bekannten Schaltvorrichtung zeigt, 2 2 shows a time diagram of the rotary movement (A) of a contact arm, which is included in the movable contact part, in comparison with a corresponding movement (B) of a known switching device,

3 eine vorteilhafte Ausführungsform des festen Kontaktteils einer Schaltvorrichturg gemäß der Erfindung in einer Entwurfsansicht zeigt, 3 shows an advantageous embodiment of the fixed contact part of a switching device according to the invention in a design view,

4 der feste Kontaktteil in 2 in einer Seitenansicht zeigt, 4 the fixed contact part in 2 shows in a side view,

5 eine vorteilhafte Ausführungsform der Schaltvorrichtung zeigt, die ein Strom-abhängiges Treibmittel einschließt, um sicherzustellen, dass der Kontaktarm seine korrekte Schließstellung ebenfalls bei hohen Strömen erreicht, und 5 shows an advantageous embodiment of the switching device, which includes a current-dependent propellant to ensure that the contact arm also reaches its correct closed position at high currents, and

b eine Sperrvorrichtung der Schaltvorrichtung zeigt, um die gespeicherte Energie des beweglichen Kontaktteils schnell freizusetzen. b shows a locking device of the switching device to quickly release the stored energy of the movable contact part.

7 ein dreidimensionales Bild des festen Kontaktteils mit einem Kontaktelement zeigt. 7 shows a three-dimensional image of the fixed contact part with a contact element.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformendescription of the preferred embodiments

Eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung schließt ein bewegliches Teil 1 und ein festes Teil 5 ein, die einen gleitenden Kontakt bilden. Gemäß 1 bildet das bewegliche Kontaktteil 1 einen frei gelagerten Torsionsfeder-Stab 2, an dessen einem Ende ein sich radial erstreckender Betätigungsarm 3 befestigt ist und an dessen anderem Ende ein sich radial erstreckender Kontaktarm 4 befestigt ist. Der Kontaktarm 4 ist angepasst, das feste Kontaktteil 5 mit einer Drehbewegung zu schlagen. Der Torsionsfeder-Stab 2 ist in einem ortsfesten Gestell 6 als auch in einer Haltevorrichtung (nicht gezeigt) gelagert, die an dem Gestell befestigt ist, wobei die Haltevorrichtung für Hochspannungs-Anwendungen mit Schutzgas gefüllt ist und in der Kontaktarm 4 und der gleitende Kontakt 5 eingeschlossen sind. Das Gestell 6 schließt eine erste Haltevorrichtung 7 und eine zweite Haltevorrichtung 8 ein, zwischen denen der Betätigungsarm frei drehbar ist. Die zwei Haltevorrichtungen sind in den Ausführungsformen als Schrauben ausgebildet, die in das Gestell eingedreht sind, was erlaubt die freie Drehbewegung des Betätigungsarms einzustellen.A switching device according to the invention closes a moving part 1 and a solid part 5 which form a sliding contact. According to 1 forms the movable contact part 1 a freely supported torsion spring rod 2 , at one end a radially extending operating arm 3 is attached and at the other end a radially extending contact arm 4 is attached. The contact arm 4 is adapted, the fixed contact part 5 to hit with a twisting motion. The torsion spring bar 2 is in a fixed frame 6 as well as in a holding device (not shown) which is fastened to the frame, the holding device being filled with protective gas for high-voltage applications and in the contact arm 4 and the sliding contact 5 are included. The frame 6 closes a first holding device 7 and a second holding device 8th a, between which the operating arm is freely rotatable. In the embodiments, the two holding devices are designed as screws which are screwed into the frame, which allows the free rotary movement of the actuating arm to be set.

In 1 wird das bewegliche Kontaktteil 1 mit dem Kontaktarm in einer anfänglichen Stellung 4 gezeigt, in der der Torsionsfeder-Stab 2 entspannt ist und der Betätigungsarm 3 mit der ersten Haltevorrichtung 7 in Kontakt steht. Während des Spannens des Torsionsfeder-Stabs kann der Kontaktarm 4 in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden und in eine Öffnungsstellung 4 eingehakt werden. Während eines Schließvorgangs wird der Kontaktarm . gelöst, wodurch die potenzielle Energie, die durch die Torsionskraft gespeichert ist, den Kontaktarm um den Winkel a in einer Beschleunigungsphase zu seiner anfänglichen Stellung 4 , dreht. Die potenzielle Energie, die jetzt in kinetische Energie des beweglichen Kontaktteils überführt ist, dreht den Kontaktarm um den Winkel β-α während einer Bewegungsphase mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit zu der Stellung 4, wodurch der Betätigungsarm in derselben Bewegung um den Winkel γ dreht und veranlasst wird, mit der zweiten Haltevorrichtung 8 in Kontakt zu kommen. Der Kontaktarm führt die Drehbewegung in einer Verlangsamungsphase fort, wodurch der Torsionsfeder-Stab durch den Kontakt des Betätigungsarms mit der zweiten Haltevorrichtung wieder in der entgegengesetzten Richtung gespannt wird, sodass die Bewegung des Kontaktarms in einer Stellung 4 stoppt. Während der Bewegungsphase erreicht der Kontaktarm den festen Kontakt 5, wodurch die Gleitreibung ebenso kinetische Energie verbraucht und dazu beiträgt, die Drehbewegung abzubrechen.In 1 becomes the movable contact part 1 with the contact arm in an initial position 4 shown in the the torsion spring rod 2 is relaxed and the actuating arm 3 with the first holding device 7 is in contact. During the tensioning of the torsion spring bar the contact arm can 4 be rotated in a counterclockwise direction and into an open position 4 be hooked. During a closing process, the contact arm. solved, whereby the potential energy, which is stored by the torsional force, the contact arm by the angle α in an acceleration phase to its initial position 4 , turns. The potential energy which is now converted into kinetic energy of the movable contact part rotates the contact arm by the angle β-α during a movement phase with a constant angular velocity to the position 4 , whereby the actuating arm rotates and is caused to rotate in the same movement by the angle γ with the second holding device 8th to come into contact. The contact arm continues the rotational movement in a deceleration phase, whereby the torsion spring rod is tensioned in the opposite direction again by the contact of the actuating arm with the second holding device, so that the movement of the contact arm is in one position 4 stops. During the movement phase, the contact arm reaches firm contact 5 , whereby the sliding friction also consumes kinetic energy and helps to stop the rotary motion.

Die Federkraft eines Torsionsfeder-Stabs ist neben dem Material ebenso durch seine Länge und Querschnittsfläche bestimmt. Die Federkraft erhöht sich mit der Querschnittsfläche, während die Amplitude sich mit der Länge des Stabs erhöht. Im Falle einer begrenzten Länge des Stabs können die Eigenschaften des Stabs nicht optimiert werden. Eine große Federkraft führt zu einer geringen Drehbewegung, während eine große Drehbewegung zu einer zu kleinen Federkraft führt. Durch das Anordnen der Bewegung des Kontaktarms in eine Beschleunigungsphase, eine Bewegungsphase und eine Verlangsamungsphase, in der vorstehend beschriebenen Art, kann die Federkraft eines Tonions-Stabs in einer besseren Weise genutzt werden. Mithilfe des Betätigungsarms, der in der Lage ist, sich zwischen zwei Haltevorrichtungen frei zu drehen, kann eine große Federkraft mit einer kleinen Amplitude dazu führen, eine Drehbewegung von 90° oder mehr vorteilhafterweise durchzuführen.The spring force of a torsion spring bar is determined in addition to the material by its length and cross-sectional area. The spring force increases with the cross-sectional area, while the amplitude varies with length of the staff increased. In the case of a limited length of the staff can the properties of the rod are not optimized. A great spring force leads to a slight twist while a big Rotational movement leads to an insufficient spring force. By arranging the Movement of the contact arm in an acceleration phase, a movement phase and a slowdown phase, as described above, can uses the spring force of a tonion staff in a better way become. With the help of the operating arm, who is able to free himself between two holding devices to rotate can be a great spring force with a small amplitude cause a rotational movement of 90 ° or perform more advantageously.

2 zeigt ein Diagramm, das die Drehbewegung des Kontaktarms pro Zeit ohne den Effekt des Dämpfens in dem festen Kontaktteil 5 widerspiegelt. Gemäß Kurve A, die sich auf das Kontaktmesser gemäß der Erfindung bezieht, wird die Bewegung durch eine Beschleunigungsphase. während der Zeit t₁ eingeleitet. Während dieser Zeit dreht sich das Kontaktmesser um den Winkel α, woraufhin die gespeicherte Federkraft vollständig freigesetzt wird. Eine kinetische Energie wurde jetzt an das bewegliche Kontaktteil übertragen, wobei dessen Energie durch die Möglichkeit des Betätigungsarms, sich frei zwischen den Haltevorrichtungen zu drehen, dazu führt, dass das Kontaktmesser, das während es eine konstante Geschwindigkeit beibehält, sich während der Zeit t₂-t₁ um den Winkel β-α dreht. Das Kontaktmesser kann daher gemäß der Erfindung dazu gebracht werden, die Schließstellung in der gleichen Zeit wie ein konventioneller Kontaktarm B auf einer festen Torsionsfeder (nur Beschleunigungsphase) aber mit einer Endgeschwindigkeit, die geringer ist, zu erreichen. Eine geringere Geschwindigkeit bringt einen geringeren Bedarf an Bremskraft mit sich, besonders aber bedeutet es, dass die Aufschlaggeschwindigkeit des Messen gegen das feste Kontaktteil verringert ist. 2 shows a diagram showing the rotational movement of the contact arm per time without the effect of damping in the fixed contact part 5 reflects. According to curve A, which relates to the contact knife according to the invention, the movement through an acceleration phase. initiated during the time t ₁ . During this time, the contact knife rotates through the angle α, whereupon the stored spring force is released completely. Kinetic energy has now been transferred to the movable contact member, the energy of which, due to the possibility of the actuating arm being able to rotate freely between the holding devices, causes the contact knife, which while maintaining a constant speed, to move during time t ₂ - t ₁ rotates by the angle β-α. The contact knife can therefore be made according to the invention to reach the closed position in the same time as a conventional contact arm B on a fixed torsion spring (acceleration phase only) but with a final speed that is lower. A lower speed entails less braking force, but especially it means that the speed of impact of the measurement against the fixed contact part is reduced.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des festen Kontaktteils 5 ist in 3 und 4 , gezeigt. Dieses ist als ein Gabel-förmiger Gleitkontakt mit einer Nut 10 gebildet, in die der Kontaktarm 4 vorgesehen ist einzudringen. Der Kontaktarm 4 ist als ein Kontaktmesser mit abgeschrägten Kanten 9 gebildet, um einfacher in die Nut einzudringen. Der Gabel-förmige Gleitkontakt zeigt einen ersten Zweig 11 und einen zweiten Zweig 12, die durch eine Abstandsplatte 18 auf Abstand gehalten werden. Der erste Zweig 11 schließt eine äußere Platte 13a eines Mateials mit guter Leitfähigkeit und eine innere Platte 16b, die innerhalb der äußeren Platte liegt, eines leitfähigen Materials mit einem hohen Elastizitätsmodul wie auch einer hohen mechanischen Fließgrenze ein. Die äußere Platte 13a ist geschlitzt, um mehrere parallele Kontaktfinger 14a zu zeigen, wobei deren Fingerspitzen 15a einwärts in Richtung auf die Nut gefaltet sind, um so die innere Platte zu umgeben. Die innere Platte 16a ist breiter als die äußere Platte und angeordnet, sodass das Kontaktmesser in seiner Schließbewegung zuerst diese innere Platte erreicht. Die innere Platte 16a ist ebenfalls geschlitzt, um mehrere parallele Federfinger 17a zu zeigen, die mit ihren Fingerspitzen auf einer kreisförmigen Bahn angeordnet sind, die mit der Bewegung des Kontaktmessers zusammenfällt. Der zweite Zweig ist invers symmetrisch zu dem ersten Zweig und schließt in einer entsprechenden Weise eine äußere Platte 13b, die mehrere Kontaktfinger. 14b mit einwärts gefalteten Fingerspitzen 15b einschließt, und eine innere Platte 16b mit mehreren Federfingern 17b ein.An advantageous embodiment of the fixed contact part 5 is in 3 and 4 , shown. This is as a fork-shaped sliding contact with a groove 10 formed in which the contact arm 4 is intended to penetrate. The contact arm 4 is as a contact knife with beveled edges 9 formed to penetrate the groove more easily. The fork-shaped sliding contact shows a first branch 11 and a second branch 12 by a spacer plate 18 be kept at a distance. The first branch 11 closes an outer plate 13a a material with good conductivity and an inner plate 16b , which lies within the outer plate, of a conductive material with a high modulus of elasticity as well as a high mechanical yield point. The outer plate 13a is slotted to multiple parallel contact fingers 14a to show, their fingertips 15a are folded inward toward the groove so as to surround the inner plate. The inner plate 16a is wider than the outer plate and arranged so that the contact knife first reaches this inner plate in its closing movement. The inner plate 16a is also slotted to several parallel spring fingers 17a to show, which are arranged with their fingertips on a circular path that coincides with the movement of the contact knife. The second branch is inversely symmetrical to the first branch and closes an outer plate in a corresponding manner 13b who have multiple contact fingers. 14b with fingertips folded inward 15b includes, and an inner plate 16b with several spring fingers 17b on.

Wenn der Kontaktarm zwischen die Kontaktfinger in den festen Gabel-artigen Kontakt eindringt, sind die Kontaktfinger transversalen Kräften unterworfen, die dazu neigen, die Finger zur Seite zu werfen. Dies veranlasst die Finger, anzufangen zu vibrieren und für kurze Augenblicke den Kontakt mit dem Kontaktarm zu verlassen. Während dieses Moments entsteht ein Lichtbogen zwischen dem Finger und dem Kontaktarm, wobei die starke Wärmestrahlung des Lichtbogens. Schaden an der Kontaktoberfläche und, im Falle längerer Zeiten, ein Verschweißen der Kontaktteile verursacht. Um solchen Schaden zu verhindern, muss der Kontaktfinger so schnell wie möglich wieder in Kontakt mit dem Kontaktarm gebracht werden. Dies kann erreicht . werden, indem die Finger mit einer hohen mechanischen Resonanzfrequenz ausgelegt werden. Bei Materialien mit guter Leitfähigkeit, z. B. Kupfer, ist dies eine schwierige Aufgabe, da solche Materialien gewöhnlich eine sehr niedrige Fließgrenze aufweisen. Kalt-gewalzter Stahl mit einem hohen Kohlenstoff-Gehalt, beispielsweise Federstahl, weist andererseits eine Fließgrenze auf, die um das 20-fache höher ist als die von Kupfer. Finger, die aus solchem Material gebildet sind, können daher eine hohe mechanische Resonanzfrequenz zeigen, während gleichzeitig die Durchbiegung ausreichend groß gemacht werden kann, um dem Messer zu erlauben, in die Nut einzudringen. Andere anwendbare Materialien sind Beryllium-Kupfer, aber dies ist teuer und zudem giftig und weist daher einen negativen Einfluss auf die Umgebung auf. So genannte Sandwich-Konstruktionen aus einer Kombination von leitfähigen und nicht leitfähigen Materialien sind weitere Beispiele möglicher Materialien-Auswahlen.If the contact arm between the Contact fingers penetrate into the fixed fork-like contact the contact fingers are subjected to transversal forces leading to this tend to throw their fingers aside. This causes the fingers to start vibrating and for brief moments of contact with the contact arm. During this Moments an arc arises between the finger and the contact arm, the strong heat radiation of the Arc. Damage to the contact surface and, in the case of long periods, a welding of the contact parts. To prevent such damage, must the contact finger back in contact with you as soon as possible be brought to the contact arm. This can be achieved. be by the fingers are designed with a high mechanical resonance frequency become. For materials with good conductivity, e.g. B. copper this is a difficult task since such materials are usually a very low yield point exhibit. Cold rolled steel with a high carbon content, for example spring steel, on the other hand has a yield point on that 20 times higher is than that of copper. Fingers formed from such material are therefore can show a high mechanical resonance frequency while at the same time the deflection made big enough can be used to allow the knife to enter the groove. Other applicable materials are beryllium copper, but it is expensive and also toxic and therefore has a negative impact on the environment. So-called sandwich constructions from one Combination of conductive and not conductive Materials are further examples of possible material selections.

Federstahl weist eine schlechte Leitfähigkeit auf, daher würden Finger lediglich aus Stahl abbrennen, wenn sie einen Kurzschluss-Strom leiten. Durch eine Kombination von Fingern mit guter Leitfähigkeit und Finger mit guten elastischen Eigenschaften kann eine passende Lösung erreicht werden. Die Federfinger werden dann in nächster Nähe des Messen angeordnet und werden mit einer hohen Resonanzfrequenz versehen, die nur durch die elastische Durchbiegung begrenzt ist, die durch das Eindringen des Messen in die Nut festgelegt wird. Die Kontaktfinger sind außerhalb der Federfinger angeordnet. Die Federfinger müssen so nah wie möglich bei den Kontaktfingern angeordnet sein, sodass sie jedoch während der Anregung durch das Messer frei schwingen können. Die Kontaktfinger müssen mit einer einwärts gefalteten Fingerspitze versehen werden, die es dem Finger erlaubt, in Kontakt mit dem Messer gebracht zu werden. Die mechanische Resonanzfrequenz des Kontaktfingers wird somit geringer, aber die Lichtbogenverhindernde Funktion wurde durch die Federfinger übernommen. Die zwei Fingertypen müssen nahe zueinander angeordnet werden, um den induktiven Widerstand zu verringern, der , es ermöglicht, den Strom zwischen den Fingern auszutauschen, ohne dass ein Lichtbogen entsteht.Spring steel has poor conductivity, therefore Only burn steel fingers if they have a short circuit current conduct. By a combination of fingers with good conductivity and Fingers with good elastic properties can achieve a suitable solution become. The spring fingers are then arranged in close proximity to the measurement and are provided with a high resonance frequency which can only be achieved by the elastic deflection is limited by the penetration of measuring in the groove. The contact fingers are outside the spring finger arranged. The spring fingers must be as close as possible be arranged the contact fingers, so that, however, during the The knife can vibrate freely. The contact fingers must be with one folded inward Fingertip, which allows the finger to be in contact to be brought by knife. The mechanical resonance frequency of the contact finger is reduced, but the arc-preventing Function was taken over by the spring fingers. The two types of fingers need to be close are arranged to each other to reduce the inductive resistance, the, it enables the Exchange electricity between your fingers without causing an arc arises.

Zwischen parallelen Leitern, die von einem Strom in der gleichen Richtung durchflossen werden, tritt eine anziehende Kraft auf. Dieser Zustand tritt an den Kontaktfingern und den Federfingern in den zwei Zweigen des Gabelkontaktes auf. Zwischen den Finger tritt eine Strom-abhängige Kraft auf, die die Finger in dem ersten Zweig und die Finger in dem zweiten Zweig zueinander anzieht. Der Kneifeffekt, der gegen das Kontaktmesser ausgeübt wird, zieht eine Reibungskraft nach sich, die mit dem Strom ansteigt. Das Kontaktmesser erreicht dann durch die Federkraft des Torsionsfeder-Stabs nicht die Schließstellung. Erfindungsgemäß wird dies mit der Hilfe einer Strom-abhängigen Motorvorrichtung gelöst.An attractive force occurs between parallel conductors through which a current flows in the same direction. This condition occurs on the contact fingers and the spring fingers in the two branches of the fork contact. A current-dependent force occurs between the fingers, which the fin eng in the first branch and the fingers in the second branch to each other. The pinching effect that is exerted on the contact knife results in a frictional force that increases with the current. The contact knife then does not reach the closed position due to the spring force of the torsion spring rod. According to the invention, this is solved with the help of a current-dependent motor device.

5 zeigt solch eine Motorvorrichtung, die eine erste Stromschiene 20, eine zweite Stromschiene 21 und eine dritte Stromschiene 22 einschließt. Die ersten zwei Schienen sind daher fest gesichert, während die dritte an dem Kontaktarm 4 befestigt ist. Alle Schienen sind parallel zu dem Torsions-Stab 2. Der Strom wird zuerst in den oberen Teil der ersten Schiene 20 eingebracht, wird durch sie nach unten und im Weiteren zu dem unteren Teil der zweiten Schiene 21 und durch sie nach oben geleitet. Von dem oberen Teil der zweiten Schiene wird der Strom durch einen flexiblen Leiter zu dem oberen Teil der dritten Schiene 22 und im Weiteren durch diese nach unten und nach außen durch das Kontaktmesser zu dem festen Gleitkontakt geleitet. Die Schienen sind angeordnet, sodass die dritte Schiene zu dem Zeitpunkt, dass der Strom geschlossen wird, zwischen der ersten und der zweiten Schiene angeordnet ist, und dass die erste Schiene in der Schließstellung direkt vor der dritten Schiene angeordnet ist. Wenn ein Strom die Schienen durchfließt, tritt eine anziehende Kraft zwischen der ersten und der dritten Schiene auf, die bestrebt ist, das Kontaktmesser in eine Richtung im Uhrzeigersinn zu drehen. Zwischen der zweiten und dritten Schiene tritt statt dessen eine rückwirkende Kraft während der Stromversorgung auf, aber diese rückwirkende Kraft ist ebenfalls bestrebt, das Kontaktmesser in eine Richtung im Uhrzeigersinn zu drehen. Der größere Bremsgrad bei hohen Strömen, der das Kontaktmesser aufgrund der erhöhten Reibungskraft zwischen den Kontaktfingern unterworfen ist, wird durch die Motorleistung ausgeglichen, die von den drei Stromschienen aufeinander ausgeübt wird. 5 shows such a motor device, the first busbar 20 , a second track 21 and a third track 22 includes. The first two rails are therefore firmly secured, while the third on the contact arm 4 is attached. All rails are parallel to the torsion bar 2 , The current is first in the upper part of the first rail 20 is brought down through them and further to the lower part of the second rail 21 and directed up through them. From the top of the second rail, the current passes through a flexible conductor to the top of the third rail 22 and further guided downwards and outwards through the contact knife to the fixed sliding contact. The rails are arranged so that the third rail to the time that the current is closed, is arranged between the first and the second rail, and that the first rail is arranged in the closed position directly in front of the third rail. When a current flows through the rails, an attractive force occurs between the first and third rails, which tends to rotate the contact knife in a clockwise direction. Instead, a retroactive force occurs between the second and third rails during power supply, but this retroactive force also tends to rotate the contact knife in a clockwise direction. The greater degree of braking at high currents to which the contact blade is subjected due to the increased frictional force between the contact fingers is compensated for by the motor power exerted on one another by the three busbars.

6 zeigt einen erfindungsgemäßen Abzugsriegel. In einem zylindrischen Gehäuse 25 aus isolierendem Material ist eine pilzförmige Schließvorrichtung 26 aus einem leitenden Material angeordnet. Das Gehäuse schließt eine Abdeckung 27 und einen Boden 28 mit einem zentralen Loch 29 für den Fuß 30 der Schließvorrichtung und eine das Loch 29 umgebende kreisförmige Vertiefung 31 ein, die eine flache Spule 32 enthält. Der Hut der Schließvorrichtung wird durch eine gegen die Abdeckung geklemmte Feder 33 gegen den Boden des Gehäuses gepresst, sodass der Fuß der Schließvorrichtung durch das Loch vorspringt und den Betätigungsarm 3 verhakt. Ein Magnetfeld tritt bei einem Strompuls durch die Spule auf, das Wirbelströme in dem Hut der Schließvorrichtung erzeugt. Zwischen dem Strom in der Spule und dem Wirbelstrom in dem Hut tritt eine große rückwirkende Kraft auf, die den Fuß der Riegelvorrichtung von dem Betätigungsarm schnell wegzieht. 6 shows a trigger lock according to the invention. In a cylindrical housing 25 a mushroom-shaped locking device is made of insulating material 26 arranged from a conductive material. The housing closes a cover 27 and a floor 28 with a central hole 29 for the foot 30 the locking device and one the hole 29 surrounding circular depression 31 one that is a flat coil 32 contains. The hat of the locking device is clamped against the cover by a spring 33 pressed against the bottom of the housing so that the base of the locking device protrudes through the hole and the actuating arm 3 hooked. A magnetic field occurs during a current pulse through the coil, which creates eddy currents in the hat of the closing device. A large retroactive force occurs between the current in the coil and the eddy current in the hat, which quickly pulls the foot of the locking device away from the actuating arm.

Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, Schaltvorrichtungen mit nur einer drehenden Schleßbewegung zu umfassen. Die Unterteilung einer Schließbewegung in eine Beschleunigungsphase, gefolgt von einer Bewegungsphase mit einer konstanten Geschwindigkeit, kann ebenso vorteilhaft auf eine Schaltvorrichtung mit einer linearen Schließbewegung angewendet werden.The invention is not limited to switching devices with just one rotating movement to include. The subdivision of a closing movement into an acceleration phase followed from a movement phase at a constant speed equally advantageous to a switching device with a linear closing movement be applied.

Noch ist der feste Kontakt darauf beschränkt, nur Drehbewegungen zu umfassen. Der feste Kontakt kann sehr gut mit nur einem Zweig oder einer Kombination von Fingern auf einer Seite des Messers und einer Bewegungs-Dämpfungsvoriichtung auf. der anderen Seite entworfen werden. Das Messer wird dann angeordnet, um an den Fingern unter einem Winkel in einer beliebigen Bewegung zu gleiten. Die Erfindung kann deshalb ebenso auf Schaltvorrichtungen mit kreisförmigen Gleitoberflächen und Schubbewegungen angewendet werden. Die Kontaktund Federfinger können in solchen Anwendungen mit gebogenen Fingern angeordnet sein, die der Kontaktoberfläche folgen.There is still firm contact with it limited, only To include rotational movements. The firm contact can very well with only one branch or a combination of fingers on one side of the knife and a movement damping device. the other side. The knife is then placed around on your fingers at an angle in any movement to slide. The invention can therefore also be applied to switching devices with circular Sliding surfaces and thrust movements are applied. The contact and spring fingers can be arranged in such applications with curved fingers that the contact surface consequences.

7 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform des festen Kontaktteils 5. Das feste Kontaktteil ist hier einseitig und zeigt eine Lage an Federfingern 17, hinter denen eine Lage an Kontaktfingern 14 mit hoch-gefalteten Fingerspitzen angeordnet ist. Das bewegliche Kontaktteil 4 gleitet über das feste Kontaktteil in eine Richtung herein, die in der Figur mit v bezeichnet ist. In seiner Bewegung schlägt das bewegliche Kontaktteil die Finger 14, 17, wodurch diese durch die transversalen Kräfte, die dadurch auftreten, weg von dem beweglichen Kontaktteil in eine in der Figur abwärts gerichtete Richtung geworfen werden. In der gleichen Art wie vorstehend beschrieben, verhindern die Federfinger das Auftreten von Lichtbögen, wodurch keine Verbrennungen auftreten und die Kontaktfinger den Strom in der Schließstellung führen können. 7 shows an advantageous embodiment of the fixed contact part 5 , The fixed contact part is one-sided here and shows a position on spring fingers 17 , behind which a layer of contact fingers 14 with high-folded fingertips. The moving contact part 4 slides in over the fixed contact part in a direction which is denoted by v in the figure. The movable contact part beats the fingers in its movement 14 . 17 whereby they are thrown away from the movable contact part in a direction downward in the figure by the transverse forces which thereby arise. In the same way as described above, the spring fingers prevent the occurrence of arcs, as a result of which no burns occur and the contact fingers can conduct the current in the closed position.

Claims

Electrical switching device for quickly closing a high current, which has at least one movable contact element ( 4 ) which is actuated by an actuator ( 2 ) is operated, and at least one attached contact element ( 5 ) which form a sliding contact, the attached contact element having a plurality of contact fingers ( 14 ), which are made of a first electrically conductive material with good electrical conductivity, characterized in that the attached contact element ( 5 ) several spring fingers ( 17 ) which are made of a second conductive material with a high modulus of elasticity and a high yield point, the spring fingers being designed so that they have a substantially higher resonance frequency than the contact fingers, the spring fingers being adapted to a contact position after a contact element ( 4 ) to quickly take up the excited deflection again and that the spring fingers (.17) are arranged so that the movable contact element ( 4 ) is brought into contact with the spring fingers during a closing operation before it is brought into contact with the contact fingers.

Switching device according to claim 1, characterized in that the attached contact element ( 5 ) with contact fingers ( 14 ) and spring fingers ( 17 ) is arranged, inversely symmetrical in a plane parallel to the closing movement of the movable contact element ( 4 ) lies and a groove ( 10 ) into which the movable contact element ( 4 ) penetrates.

Electrical switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating element ( 2 ) is adapted to the movable contact element ( 4 ) to impart acceleration only during a first phase (t1), the acceleration phase, a closing movement, and that the contact element ( 4 ) during a subsequent movement phase (t2-t1) the closing movement is adapted to move freely and at an essentially constant speed onto the contact element ( 5 ) to move.

Switching device according to claim 3, characterized in that the actuating element ( 2 ) has a freely supported torsion spring rod, at one end of which the movable contact element ( 4 ) is attached and at the other end an actuating arm ( 3 ) which is fixed between a first holding device ( 7 ) and a second holding device ( 8th ) is freely rotatable, whereby the torsion spring rod is adapted to store energy by clamping the movable contact element, the actuating arm making contact with the first holding device ( 7 ) in a movement counter to the closing movement, so that during a closing process the torsion spring bar relaxes during the acceleration phase and the movable contact element ( 4 ) mediates acceleration and that the actuating arm ( 3 ) freely rotates between the holding devices during the movement phase.

Switching device according to claim 1, characterized in that the actuating arm ( 3 ) the second holding device during the movement phase ( 8th ), whereby the torsion spring rod ( 2 ) is adapted by clamping the actuating arm against the second holding device, the movable contact element ( 4 ) to impart a delay during which the closing movement stops and the kinetic energy is converted into a spring force which is stored in the torsion bar and which is opposite to the closing movement.

Switching device according to one of claims 3-5, characterized in that a closing device, the movable contact element ( 4 ) triggers, the locking device forming a mushroom-shaped bolt ( 26 ) whose foot ( 30 ) by a flat circular coil ( 32 ) extends, whereby a current pulse through the coil causes an eddy current in the hat of the bolt, so that a restoring force occurs between the hat of the bolt and the coil, the foot of the bolt thereby triggering the closing movement.

Switching device according to one of claims 3-6, characterized in that the current profile. at least two parallel to. has current rails running the torsion spring rod, at least one current rail ( 21 ) is stationary and a busbar ( 22 ) on the movable contact element ( 4 ) is fixed, whereby the current profile is adapted to convey the current in such a direction in the busbars that the mechanical force that occurs between the busbar during a closing process ( 22 ) on the movable contact element ( 4 ) is attached, and any other stationary busbar is created, transmits a torque that is in the closing direction towards the contact element ( 4 ) is directed.

Switching device according to one of the. preceding claims, characterized in that the contact elements ( 4 . 5 ) in one with protective gas. filled containers are arranged.

Method for producing an electrical switching device for quickly closing a high current, which has at least one movable contact element ( 4 ), the . by an actuator ( 2 ) is operated and at least one attached contact element ( 5 ) which form a sliding contact, the attached contact element being brought to a plurality of contact fingers ( 14 ) which are made of a first electrically conductive material with good electrical conductivity, characterized in that the attached contact element ( 5 ) is initiated; several spring fingers ( 17 ), which are made of a second conductive material with a high modulus of elasticity and a high yield point, that the spring fingers are given such a shape that they have a considerably higher resonance frequency than the contact fingers ( 14 ), the spring fingers being adapted, a contact position after a by the movable contact element ( 4 ) excited deflection quickly to take up again, and that the spring fingers are positioned to in front of the contact fingers with the movable Chen contact to make a contact.