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Rohrförmiger Schaltarm für Drehtrennschalter und ähnlich aufgebaute
Schaltgeräte Trennschalter für höhere und höchste Spannungen, z. B. für 6o, iio,
i5o .und zoo kV, werden sowohl für Innenmontage als auch i für Aufstellung im Freien
als Drehtrenn-Schalter mit einem oder zwei schwenkbaren Schaltarmen ausgeführt.
Die Anwendung eines Schaltarmes ergibt in der Aufstellung zwei in Reihe geschaltete
Trennstrecken, wobei der doppelarmige Schaltarm .in der Mitte von einem Drehstützer
getragen und bewegt wird, und an den beiden Enden der Eingriff in die feststehenden,
ebenfalls von Stützern getragenen Gegenschaltstücke erfolgt. Bei Anwendung von zwei
beweglichen Schaltarmen wird jeder derselben am Ende von einen drehbaren Stützer
getragen und bewegt, während das andere Ende jedes Sehalt-: armes als Schaltstück
ausgebildet ist. Bei dieser Anordnung entsteht beim Ausschalten eine einzige Trennstrecke.
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Diese Schaltarme werden in der Regel aus Rohren mit Kreisprofil aus
hochleitfähigen Kontaktwerkstoffen, z. B. Kupfer, hergestellt und an den Enden für
den Eingriff in die Gegenschaltstürke messerförmig gestaltet. Dieses Messerprofil
muB den Gegenschaltstücken genau angepaBt werden, damit eitle ausreichende und verläBliche
Stromübergangsstelle entsteht.
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Mit Rücksicht auf eine rationelle Fertigung und. geringe Typenzahl
der Gegenschaltstücke ist anzustreben, daß diese unabhängig von der \Tennspannung
des Trennschalters, aber auch in weiten Grenzen unabhängig vom Nennstrom (z. B.
zwischen soo und 6oo Amp.) gleiche Abmessungen aufweisen. Das ist aber nur dann
möglich, weih auch das Messerpro= fil des Schaltarmes und damit der Rohrquerschnitt
desselben für alle praktisch vorkommenden Nennspannungen und :innerhalb der vorstehend
beispielsweise angeführten Nennströme mit gleichen Abmessungen ausgeführt 'werden
kann.
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Bei der bisherigen Bauweise :der Schaltarme ist das aus folgenden
Gründen nicht möglich. Über .den Schaltarm müssen die
aneist sehr
beträchtlichen Ein- und Ausschaltkräfte übertragen werden, welche z. B. beim Ein-
und Ausschalten eines Trennschalters mit vereisten -Schaltstücken außerordentlich
hohe Werte annehmen können, wodurch die Schaltarme besonders an den Einspannstellen
mechanisch sehr stark beansprucht sind. Es ist deshalb erforderlich, schon bei Trennschaltern
für nicht sehr hohe Spannungen, z. B. für 6o kV, den Querschnitt des Schaltarmes
mit Rücksicht auf die erforderliche mechanische Festigkeit zu beni.essen, wodurch
derselbe in elektrischer Hinsicht stark überdimens:ioniert ist. Bei höheren Nennspannungen
vergrößert sich die erforderliche Trennstrecke und damit die Schaltarinläng.- und
die mechanische Beanspruchung- des Schaltarmes annähernd proportional mit der Spannung,
so daß in diesen Fällen die Schaltarmquerschnitte noch weiter gesteigert werden
müssen, was einerseits den Nachteil einer noch schlechteren Ausnutzung des Werkstoffes
in elektrischer Hinsicht zur Folge hat, andererseits dazu zwingt, die Gegenschaltstücke
entsprechend dem vergrößerten Messerprofil trotz gleicher oder sogar kleinerer Nennstromstärke
größer zu beines-,;en. Eine Verschlechterung in der Ausnutzung der hochleitfähigen
Kontaktwerkstoffe in zweifacher Hinsicht sowie die Herstellung verschieden großer
Gegenschaltstücke ist die unvermeidliche Folge.
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Diese Nachteile sollen durch die Erfindung dadurch vermieden «-.erden,
daß der Schaltarin einen größeren Querschnitt aufweist als die messerförmig oder
sonstwie geformten Schaltarinenden aus Kontaktwerkstoff, und daß gleichzeitig .der
mechanisch höher beanspruchte Schaltarm aus einem elektrisch schlechter leitenden,
dafür aber mechanisch wesentlich festeren Werkstoff, z. B. Stahl, hergestellt ist.
Auf diese Weise ist es möglich, .die in die Gegenschaltstücke eingreifenden, z.
B. messerförmigen Schaltarmenden unabhängig von der Spannung und in gewissen Grenzen
auch unabhängig vom Strom mit immer gleichen Abmessungen herzustellen und lediglich
,durch entsprechende Bemessung .des Schalt:armquerschnittes und Verwendung ,eines
Werkstoffes mit höherer mechanischer Festigkeit den bei höheren Spannungen gesteigerten
niech.anischen Beanspruchungen Rechnung zu tragen. Dadurch wird gleichzeitig erreicht,
daß die Gegenschaltstücke mit immer gleichen Abmessungen hergestellt werden können.
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Zur Erläuterung der Erfindung.ist in Fig. i ein Drehtrennschalter
.der üblichen Bauweise dargestellt. Mit i ist der in horizontaler" Richtung schwenkbare
doppelarmige Schaltarm bezeichnet, welcher an den beiden Enden 2 zum Eingriff in
die Gegenschaltstück e 3 inesserförmig geformt ist. In der Mitte ist der Schaltarm
i mittels eines Klemmstückes 4 all' Drehstützer 5 befestigt, während .die Gegenschaltstücke
3 von den feststehenden StÜtzern 6 getragen werden. Die. Schaltarmlänge ist durch
das Maß e bestimmt, welches sich annähernd proportional mit der Nennspannung ändert.
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Aus Fig.2 ist eine der üblichen Ausführungen des Schaltarmes i genauer
ersichtlich. Derselbe weist über .den größten Teil seiner Länge gemäß Fig. 3 kreisförmigen
Rohrquerschnitt auf. Die Enden :2 sind als Schaltstücke, wie in Fig.4 im Schnitt
dargestellt, keilförmig flach gequetscht, so daß sie beim Eingriff in die Gegenschaltstücke
eine ausreichende Berührungsfläche mit diesen aufweisen. Mit Rücksicht auf die Fortleitung
des elektrischen Stromes durch -den Schaltarm zur zweiten Kontaktstelle und auf
&n Stromübergang von den Schaltarmenden in die Gegenschaltstück ,e ist der ganze
Schaltarm aus hochleitfähigem Kontaktwerkstoff, z. B. Kupfer, hergestellt. Gleichzeitig
iwiß der Schaltarm aber entsprechend den besonders an der Einspannstelle auftretenden
niecha.nischen Beanspruchungen bernesser sein, was bei der geringen mechanischen
Festigkeit der hochleitfähigen Werkstoffe zu einer erlieblichen Überdimensionierung
in elektrischer Hinsicht führte.
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Ein Beispiel für die erfindungsgemäße Ausführung zeigt die Fig. 5.
Der Schaltarm ; weist hierbei einen größeren Querschnitt auf als die eigentlichen
Schaltstücke 2, welche die Fortsetzung des Schaltarmes bilden, indem derselbe die
rohrförmigen Enden der Schaltstücke i umgreift, während das andere Ende des Schaltstückes
2 für den Eingriff in das Gegenschaltstück das bereits in Fig.4 dargestellte Messerprofil
aufweist. Fig.6 zeigt im Schnitt nochmals die i,neinandergesteckten Enden des Schaltstückes
i und des Schaltarmes 7.
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Eine noch bessere Werkstoffausnutzung und leichtere Anpassung an die
jeweiligen Erfordernisse wird erreicht, lvenn das Schaltstück am Ende des Schaltarmes
aus einem Rohrstück hergestellt ist, dessen Querschnitt nur mit Rücksicht auf den
Stromdurchgang bemessen ist und von welchem ein Ende in die für den Eingriff in
das Gegenschaltstück erforderliche Form, z. B. in ein Keilprofil mit abgerundeten
Kanten, gebracht ist und das andere Ende der Innenform .des Schaltarmes angepaßt
ist. Die Fig. 7 soll als Beispiel für diese Ausführung des Schaltarmes gelten. Das
Rälirstück i ist an einem Ende in die Form eines Keilprofils gemäß Fig. .4 gebracht,
während das andere Ende 8 so weit aufgeweitet ist, als für die Befestigung an der
Innenwand
des gegenüber Fig: 6 noch weiter vergrößerten Roherq
erschnittes .des Schaltarmes 7 erforderlich ist.
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Die Verbindung des Schaltarmes mit dem Schaltstück, welche mechanisch
genügend fest sein muß, aber auch .den einwandfreien Übergang des elektrischen Stromes
ermöglichen muß, erfolgt in vorteilhafter Weise dadurch, daß das Ende .des Schaltarmes
auf ,das Schaltstückende warm aufgeschrumpft wird. Diese Art der Verbindung gewährleistet
bei entsprechender Wahl der Werkstoffee, z. B. Stahl für den Schaltarm .und Kupfer
für das Schaltstück, auch bei größeren Erwärmungen, wie sie eventuell bei Kurzschlüssen
auftreten können, volle Betriebssicharheit, da die Ausdehnung des als Schaltstückende
umgreifenden Stahlarmes wesentlich geringer ist als die des innenliegenden Kupferschaltstückes.
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Bei Anordnung des Schaltarmes an Freiluftgeräten kann die Verbindungsstelle
Schaltarm - Schaltstück dadurch besonders beständig gemacht werden, daß wenigstens
diejenigen Stellen des Schaltarmes und eventuell auch ,des Schaltstückes, -welche
miteinander in Berührung stehen, mit einem korrosionsbeständigen metallischen Überzug,
z. B. durch Feuerverzinken, versehen werden.