EP0210126B1 - Kuppelkontakstück für eine Steckverbindung zwischen zwei zylindrischen Leitern einer gekapselten, drukgasisolierten Hochspannungsschaltanlage. - Google Patents

Kuppelkontakstück für eine Steckverbindung zwischen zwei zylindrischen Leitern einer gekapselten, drukgasisolierten Hochspannungsschaltanlage. Download PDF

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EP0210126B1
EP0210126B1 EP86730112A EP86730112A EP0210126B1 EP 0210126 B1 EP0210126 B1 EP 0210126B1 EP 86730112 A EP86730112 A EP 86730112A EP 86730112 A EP86730112 A EP 86730112A EP 0210126 B1 EP0210126 B1 EP 0210126B1
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contact piece
coupling contact
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cylindrical
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Siemens AG
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/60—Connections between or with tubular conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/58—Electric connections to or between contacts; Terminals

Definitions

  • the invention relates to a coupling contact piece for a plug connection between two cylindrical conductors of an encapsulated, pressurized gas-insulated high-voltage switchgear, in which a cylindrical sleeve with elongated contact blades covers two spherical contact parts connected to the conductor ends, each of which is fastened in a recess in the conductor by means of a cylindrical projection .
  • Such a dome contact piece is known from DE-A 2 713 121. If the cylindrical conductor and the spherical contact parts are made of copper, it is customary for these dome contact pieces to solder the outer surface of the cylindrical extension de spherical contact parts to the surface of the recess in the conductor. Soldering is expensive and its quality is difficult to check.
  • the invention has for its object to achieve a perfect galvanic contact between the approach of the spherical contact parts and the conductor end with simpler means.
  • each spherical contact part is fixed by means of a press fit in the tubular end of the associated conductor in a dome contact piece of the type described in the invention.
  • This arrangement has the advantage that the outer surface of the cylindrical projection of the spherical contact parts can be used as a seat for the press fit which can be produced simply and cheaply.
  • the press fit thus results in good galvanic contact between the conductor and the spherical contact parts along the entire circumference. The quality of the press fit and thus the contact is easy to check.
  • a support ring made of impermeable material of higher mechanical strength in the area of the inner seat surface to the conductor which can be done by pressing or shrinking.
  • a correspondingly higher seat strength can be achieved in this way.
  • the assembly of the dome contact piece can be simplified according to the further invention in that the press fit is not produced by appropriate dimensioning of the seat surfaces, but is generated with the aid of a spreading device provided on the cylindrical projection.
  • This facilitates the insertion of the contact part into the tubular end of the conductor provided for the press fit.
  • the cylindrical projection and the spherical contact part have a central bore, starting from a recess of larger diameter, which is penetrated by an expansion screw, the head of which lies in the recess and a cone is screwed onto the end of which.
  • the cone is then drawn into the central bore of the contact part and expands the cylindrical projection, so that, when the screwing process is complete, the contact part is pressed inside the tubular end of the conductor.
  • the completion of the pressing process is indicated by the freedom of movement of the thread.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a dome contact piece designed according to the invention.
  • Figure 2 a somewhat modified spherical contact part is also shown in longitudinal section.
  • the dome contact piece 1 for the connection of two cylindrical conductors 2 made of aluminum of a compressed gas-insulated, metal-encapsulated high-voltage switchgear comprises two spherical contact parts 3, which are connected to the ends of the conductors 2, and a cylindrical sleeve 4, which covers the spherical contact parts 3, with elongated contact lamellae 5.
  • the front outer edges 6 as well as the edges 7 next to a constriction 8 for receiving a securing spring 9 are greatly rounded, so that the cylindrical sleeve 4 also acts as a shield controlling the electrical field in the course of the conductor connection.
  • the inside diameter of the cylindrical sleeve 4 is smaller in the region of the constriction 8 than the inside diameter indicated by an arrow 10 for receiving the current contacts 5, so that a shoulder 11 is formed between the two, against which the contact blades 5 rest on one side.
  • Each contact lamella 5 is trapezoidal.
  • the pointed side 12 of the contact plate 5 forms the contact surface to the spherical contact parts 3 attached to the ends of the conductors 2 to be connected.
  • the blunt side of the contact plates 5 facing the cylindrical sleeve 4 contains a central groove 13, in each of which a leaf spring 14 is arranged , which supports the contact plate 5 with respect to the cylindrical sleeve 4 and thus causes the contact pressure of the contact plate 5.
  • the leaf springs 14 are laterally through a disc 15 in secured in the axial direction, which is fixed at some points in the cylindrical sleeve 4 by caulking.
  • the ends of the conductors 2 made of aluminum are tubular.
  • a cylindrical extension 17 of the spherical contact part 3 is inserted into the central recess 16 of the conductor 2, the outer diameter of which corresponds approximately to the inner diameter of the recess 16.
  • the spherical contact part 3 and the cylindrical extension 17 are formed in one piece and consist of a copper alloy.
  • a central recess 19 extends from the end face 18 of the spherical contact part 3, in the bottom 20 of which a central bore 21 of smaller diameter opens, which leads to the other end face 22.
  • the central bore 21 is penetrated by an expansion screw 24, the head 25 of which rests against the bottom 20 of the recess 19 and is thus located inside the spherical contact part 3.
  • a cone 26 is screwed on from the end of the expansion screw 24.
  • the expansion screw 24 with the cone 26 is already in the spherical connector 3 before it is inserted with its cylindrical extension 17 into the recess 16 of the conductor 2.
  • the shoulder 17 is provided adjacent to the spherical contact part 3 with a shoulder 27 with a larger diameter than the outer lateral surface and thus the seat surface 28 of the cylindrical shoulder 17. This shoulder 27 bears against the end face 29 of the conductor 2 and acts as a stop which determines the axial position of the spherical contact part 3.
  • FIG. 2 shows another configuration of the press fit between the spherical contact part 3 and the tubular end of the conductor 2 made of aluminum.
  • the same reference numerals are used for parts that correspond to those in FIG. 1.
  • the spherical contact part 3 is provided with a cylindrical projection 17 which projects into the recess 16 in the end of the conductor 2.
  • the cylindrical extension 17 is intended to cause a press fit in the area of the seat surface 28.
  • the inner diameter of the conductor 2 and the outer diameter of the extension 17 are dimensioned in accordance with the seat tolerances required for this.
  • the shoulder 17 is provided with knurling in the area of the seat 28. This ensures that when the cylindrical projection 17 is pressed into the recess 16 of the conductor 2 made of aluminum, the oxide layers are rubbed off both on the inner surface of the tubular aluminum conductor 2 and on the seat surface 28 of the projection 17, so that a very good galvanic connection between both parts are created.
  • the extension 17 is provided on its end face 22 with a guide part 30, the outside diameter of which is smaller than the outside diameter of the seat surface 28.
  • both the shoulder 27, which comes to rest on the end face 29 of the conductor 2, and a locking toothing 31, which lies between the shoulder 27 and the seat surface 28, are provided for axial fixing.
  • a support ring 32 made of non-permeable material of higher mechanical strength, such as. B. stainless steel, shrunk, which is arranged in the region of the inner seat 28. This allows a higher seating strength to be achieved even with a small wall thickness of the tubular end of the aluminum conductor 2.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Kuppelkontaktstück für eine Steckverbindung zwischen zwei zylindrischen Leitern einer gekapselten, druckgasisolierten Hochspannungsschaltanlage, bei dem eine zylindrische Muffe mit länglichen Kontaktlamellen zwei mit den Leiterenden verbundene kuglige Kontaktteile überdeckt, die jeweils mittels eines zylindrischen Ansatzes in einer Aussparung des Leiters befestigt sind.
  • Ein derartiges Kuppelkontaktstück ist aus der DE-A 2 713 121 bekannt. Sofern der zylindrische Leiter und die kugligen Kontakteile aus Kupfer bestehen, ist es bei diesen Kuppelkontaktstücken üblich, die Mantelfläche des zylindrischen Ansatzes de kugelingen Kontaktteile mit der Fläche der Aussparung der Leiter zu verlöten. Eine Verlötung ist teuer und hinsichtlich ihrer Qualität schlecht nachprüfbar.
  • Außerdem ist eine derartige Verlötung nicht möglich, wenn der zylindrische Leiter aus Aluminium besteht. In diesem Fall ist es üblich, die galvanische Kontaktierung zwischen dem kugligen Kontaktteil und dem Leiterende mittels einer mit Schrauben erzeugten Flächenpressung an der Stirnfläche des zylindrischen Aluminium, die zuvor spritzverkupfert wurde, herzustellen. Dies ist verhältnismäßig aufwendig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einwandfreien galvanischen Kontakt zwischen dem Ansatz der kugligen Kontaktteile und dem Leiterende mit einfacheren Mitteln zu erreichen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kuppelkontaktstück der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung der zylindrische Ansatz jedes kugligen Kontaktteiles mittels Preßsitz in den rohrförmigen Ende des zugehörigen Leiters befestigt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Mantelfläche des zylindrischen Ansatzes der kugligen Kontaktteile als Sitzfläche für den einfach und billig herzustellenden Preßsitz ausgenutzt werden kann. Der Preßsitz ergibt somit längs des gesamten Umfanges einen guten galvanischen Kontakt zwischen dem Leiter und den kugligen Kontaktteilen. Die Qualität des Preßsitzes und somit des Kontaktes ist leicht nachprüfbar.
  • Dieser Vorteil ist besonders wichtig, wenn der Leiter aus Aluminium besteht und eine Lötung nicht möglich wäre.
  • Es ist vorteilhaft, die Sitzfläche des Preßsitzes auf dem zylindrischen Ansatz mit einer Rändelung zu versehen. Dadurch erreicht man, daß während des Einpreßvorganges Oxidschichten sowohl auf der Innenfläche des rohrförmigen Aluminiumleiters als auch auf der äußeren Mantelfläche des Ansatzes der Kontaktteile beseitigt werden, so daß die galvanische Verbindung verbessert ist.
  • Weiterhin empfiehlt es sich, zwischen der Sitzfiäche und der Stimfläche des Leiters eine Sperrverzahnung vorzusehen, durch die sich der Einpreßkontakt fixieren läßt.
  • Weiterhin kann es bei geringer Wandstärke des rohrförmigen Endes des Leiters zweckmäßig sein, auf den Leiter einen Stützring aus nicht permeablen Material höherer mechanischer Festigkeit im Bereich der inneren Sitzfläche aufzubringen, was durch Pressung oder Schrumpfung erfolgen kann. Dadurch läßt sich eine entsprechend höhere Sitzfestigkeit erreichen.
  • Die Montage des Kuppelkontaktstückes läßt sich gemäß der weiteren Erfindung noch dadurch vereinfachen, daß der Preßsitz nicht durch eine entsprechende Bemessung der Sitzflächen hergestellt wird, sondern mit Hilfe einer am zylindrischen Ansatz vorgesehenen Spreizvorrichtung erzeugt ist. Dies erleichtert das Einführen des Kontaktteils in das für den Preßsitz vorgesehene rohrförmige Ende des Leiters. Für diesen Zweck empfiehlt es sich, daß der zylindrische Ansatz und der kuglige Kontaktteil eine von einer Aussparung größeren Durchmessers ausgehende Mittelbohrung aufweist, die von einer Dehnschraube durchsetzt ist, deren Kopf in der Aussparung liegt und auf deren Ende ein Kegel aufgeschraubt ist. Zur Herstellung des Preßsitzes wird dann der Kegel in die Mittelbohrung des Kontaktteiles eingezogen und weitet den zylindrischen Ansatz, so daß bei Beendigung des Schraubvorganges eine Verpressung des Kontaktteiles im Innern des rohrförmigen Endes des Leiters vorliegt. Die Beendigung des Preßvorganges wird durch Freigängigkeit des Gewindes angezeigt.
  • Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den Figuren 1 und 2 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Kuppelkontaktstück. In Figur 2 ist ebenfalls im Längsschnitt ein etwas abgewandeltes kugliges Kontaktteil dargestellt.
  • Das Kuppelkontaktstück 1 für die Verbindung zweier zylindrischer Leiter 2 aus Aluminium einer druckgasisolierten, metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage umfasst zwei kuglige Kontaktteile 3, die mit den Enden der Leiter 2 verbunden sind, und einer die kugligen Kontaktteile 3 überdeckende zylindrische Muffe 4 mit länglichen Kontaktlamellen 5.
  • Die stirnseitigen Außenkanten 6 ebenso wie die Kanten 7 neben einer Einschnürung 8 zur Aufnahme einer Sicherungs feder 9 sind stark abgerundet, so daß die zylindrische Muffe 4 gleichzeitig als eine das elektrische Feld steuernde Abschirmung im Zuge der Leiterverbindung wirkt. Der Innendurchmesser der zylindrischen Muffe 4 ist im Bereich der Einschnürung 8 kleiner als der durch einen Pfeil 10 angedeuteten Innendurchmesser zur Aufnahme der Stromkontaktiameiien 5, so daß sich zwischen beiden ein Absatz 11 bildet, an dem die Kontaktlamellen 5 einseitig anliegen.
  • Jede Kontaktlamelle 5 ist trapezförmig ausgebildet. Die spitze Seite 12 der Kontaktlamelle 5 bildet die Kontaktfläche zu den an den Enden der zu verbindenden Leiter 2 befestigten kugligen Kontaktteile 3. Die der zylindrischen Muffe 4 zugewandte stumpfe Seite der Kontaktlamellen 5 enthält eine mittige Nut 13, in der jeweils eine Blattfeder 14 angeordnet ist, welche die Kontaktlamelle 5 gegenüber der zylindrischen Muffe 4 abstützt und somit den Kontaktdruck der Kontaktlamelle 5 hervorruft. Die Blattfedern 14 sind seitlich durch eine Scheibe 15 in axialer Richtung gesichert, die an einigen Stellen in der zylindrischen Muffe 4 durch Verstemmen festgelegt ist.
  • Die Enden der Leiter 2 aus Aluminium sind rohrförmig ausgebildet. In die mittlere Aussparung 16 der Leiter 2 ist jeweils ein zylindrischer Ansatz 17 des kugligen Kontaktteiles 3 eingeführt, dessen Au- βendurchmesser angenähert dem Innendurchmesser der Aussparung 16 entspricht. Das kuglige Kontaktteil 3 und der zylindrische Ansatz 17 sind einteilig ausgebildet und bestehen aus einer Kupferlegierung. Von der Stirnseite 18 des kugligen Kontaktteils 3 geht eine mittlere Aussparung 19 aus, in deren Boden 20 eine Mittelbohrung 21 kleineren Durchmessers mündet, die bis zur anderen Stirnfläche 22 führt.
  • Die Mittelbohrung 21 ist von einer Dehnschraube 24 durchsetzt, deren Kopf 25 am Boden 20 der Aussparung 19 anliegt und sich somit im Innern des kugligen Kontaktteils 3 befindet. Aus dem Ende der Dehnschraube 24 Ist ein Kegel 26 aufgeschraubt. Die Dehnschraube 24 mit dem Kegel 26 befindet sich bereits in dem kugligen Anschlußstück 3, bevor diese mit seinem zylindrischen Ansatz 17 in die Aussparung 16 des Leiters 2 eingeführt wird. Zur axialen Festlegung des kugligen Kontaktteils 3 ist der Ansatz 17 benachbart zum kugligen Kontaktteil 3 mit einem Absatz 27 mit größerem Durchmesser als die äußere Mantelfläche und somit die Sitzfläche 28 des zylindrischen Ansatzes 17 vorgesehen. Dieser Absatz 27 liegt gegen die Stirnfläche 29 des Leiters 2 an und wirkt als Anschlag, der die axiale Lage des kugligen Kontaktteils 3 bestimmt.
  • Durch Drehung der Dehnschraube 24 wird nun der Kegel 26 in die Mittelbohrung 21 hineingezogen und spreizt somit über die der Stirnfläche 22 benachbarte Fläche 23 den zylindrischen Ansatz 17 auf, so daß an der Sitzfläche 28 ein Preßsitz entsteht. Dieser ergibt einen guten galvanischen Kontakt zwischen dem kugligen Kontaktteil 3 und dem Ende des Leiters 2 aus Aluminium. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Stromführung vom Ende des einen Leiters 2 über den Ansatz 17 und dem kugligen Kontaktteil 3, sowie die Stromlamelle 5 auf das andere kuglige Kontaktteil 3, seinem Ansatz 17 und auf das Ende des anderen Leiters 2 ohne unnötig große Widerstände an den einzelnen Berührungsstellen abläuft. -4
  • Die Figur 2 zeigt eine andere Ausbildung des Preßsitzes zwischen dem kugligen Kontaktteil 3 und dem rohrförmigen Ende des aus Aluminium bestehenden Leiters 2. Für Teile, die mit denen in Figur 1 übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen beibehalten.
  • Auch hier ist der kuglige Kontaktteil 3 mit einem zylindrischen Ansatz 17 versehen, der in die Aussparung 16 des Ende des Leiters 2 hineinragt. Der zylindrische Ansatz 17 soll im Bereich der Sitzfläche 28 einen Preßsitz hervorrufen. Entsprechend der dafür erforderlichen Sitztoleranzen sind der Innendurchmesser des Leiters 2 und der Außendurchmesser des Ansatzes 17 bemessen. Außerdem ist der Ansatz 17 im Bereich der Sitzfläche 28 mit einer Rändelung versehen. Dadurch wird erreicht, daß beim Einpressen des zylindrischen Ansatzes 17 in die Aussparung 16 des Leiters 2 aus Aluminium die Oxidschichten sowohl auf der Innenfläche des rohrförmigen Aluminiumleiters 2 als auch auf der Sitzfläche 28 des Ansatzes 17 abgerieben werden, so daß eine sehr gute galvanische Verbindung zwischen beiden Teilen entsteht. Zur Erleichterung der Einführung des zylindrischen Ansatzes 17 in die Aussparung 16 ist der Ansatz 17 an seiner Stirnseite 22 mit einem Führungsteil 30 versehen, dessen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Sitzfläche 28 ist. Außerdem ist zur axialen Festlegung sowohl der Absatz 27 vorgesehen, der an der Stirnfläche 29 des Leiters 2 zur Anlage gelangt, als auch eine Sperrverzahnung 31 vorgesehen, die zwischen dem Absatz 27 und der Sitzfläche 28 liegt.
  • Weiterhin ist außen auf dem rohrförmigen Ende des Aluminiumleiters 2 ein Stützring 32 aus nicht permeablen Material höherer mechanischer Festigkeit, wie z. B. Edelstahl, aufgeschrumpft, der im Bereich der inneren Sitzfläche 28 angeordnet ist. Dadurch läßt sich auch bei geringer Wandstärke des rohrförmigen Endes des Aluminiumleiters 2 eine höhere Sitzfestigkeit erreichen.

Claims (8)

1. Kuppelkontaktstück (1) für eine Steckverbindung zwischen zwei zylindrischen Leitern (2) einer gekapselten, druckgasisolierten Hochspannungsschaltanlage, bei dem eine zylindrische Muffe (4) mit länglichen Kontaktlamellen (5) zwei mit den Leiterenden verbundene kuglige Kontaktteile (3) überdeckt, die jeweils mittels eines zylindrischen Ansatzes (17) in einer Aussparung (16) des Leiters (2) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Ansatz (17) jedes kugligen Kontaktteiles (3) mittels Preßsitz in dem rohrförmigen Ende des zugehörigen Leiters (2) befestigt ist
2. Kuppelkontaktstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (2) aus Aluminium bestehen.
3. Kuppelkontaktstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzfläche (28) des Preßsitzes auf dem zylindrischen Ansatz (17) mit einer Rändelung versehen ist.
4. Kuppelkontaktstück nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sitzfläche (28) und der Stirnfläche (29) des Leiters (2) eine Sperrverzahnung (31) vorgesehen ist.
5. Kuppelkontaktstück nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Leiter (2) ein Stützring (32) aus nicht permeablen Material höherer mechanischer Festigkeit im Bereich der inneren Sitzfläche (28) aufgebracht ist.
6. Kuppelkantaktstück nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß der Preßsitz mit Hilfe einer am zylindrischen Ansatz (17) vorgesehenen Spreizvorrichtung erzeugt ist.
7. Kuppelkontaktstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Ansatz und der kuglige Kontaktteil (3) eine von einer Aussparung (19) größeren Durchmessers ausgehende Mittelbohrung (21) aufweist, die von einer Dehnschraube (24) durchsetzt ist, deren Kopf (25) in der Aussparung (19) liegt und auf deren Ende ein Kegel (26) aufgeschraubt ist.
8. Kuppelkontaktstück nach Anspruch 1, 2, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß am zylindrischen Ansatz (17) benachbart zum kugligen Kontaktteil (3) ein Absatz (27) mit größerem Durchmesser als die Sitzfläche (28) vorgesehen ist, der gegen die Stirnfläche (29) des Leiters (2) anliegt.
EP86730112A 1985-07-25 1986-07-16 Kuppelkontakstück für eine Steckverbindung zwischen zwei zylindrischen Leitern einer gekapselten, drukgasisolierten Hochspannungsschaltanlage. Expired EP0210126B1 (de)

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DE19853526918 DE3526918A1 (de) 1985-07-25 1985-07-25 Kuppelkontaktstueck fuer eine steckverbindung zwischen zwei zylindrischen leitern einer gekapselten, druckgasisolierten hochspannungsschaltanlage

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EP0210126A1 EP0210126A1 (de) 1987-01-28
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DE3664177D1 (en) 1989-08-03
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