EP0576047B1 - Hochspannungsschaltgerät - Google Patents

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EP0576047B1
EP0576047B1 EP93114682A EP93114682A EP0576047B1 EP 0576047 B1 EP0576047 B1 EP 0576047B1 EP 93114682 A EP93114682 A EP 93114682A EP 93114682 A EP93114682 A EP 93114682A EP 0576047 B1 EP0576047 B1 EP 0576047B1
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EP
European Patent Office
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contact
sliding
contacts
contact fingers
swivelling
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EP93114682A
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English (en)
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EP0576047A3 (en
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Alfred Dr.-Ing. Hartig
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Ruhrtal Elektrizitatsgesellschaft Hartig GmbH and Co
Original Assignee
Ruhrtal Elektrizitatsgesellschaft Hartig GmbH and Co
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/022Details particular to three-phase circuit breakers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/003Earthing switches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H11/0006Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches for converting electric switches

Definitions

  • the invention relates to a high-voltage switching device, in particular an earthing switch, with at least two fixed contacts arranged next to one another, with switch contacts which can be swiveled in the swivel plane by means of swivel arms arranged in alignment in a swivel plane, and with a swivel drive which is common to all swivel arms, the fixed contacts each having a push-on contact have with a more or less transverse to the sliding arm, each switching contact has at least one pair of contact fingers and the contact fingers run on both sides of the sliding contact and then run adjacent to the sliding contact.
  • High-voltage switching devices of the type in question in particular those in the embodiment as an earthing switch. have long been known, for which reference is made to DE-C-24 09 527; the disclosure content of DE - C - 24 09 527 is hereby expressly made the disclosure content of the invention described here.
  • a multi-phase high-voltage switching device is known (cf. DE-A-28 10 453), the switch poles of which switch on or open at different times. This ensures that switching on or opening takes place in the best phase position in all phases.
  • the invention is therefore based on the object of designing and developing the known high-voltage switching device from which the invention is based, so that it is less powerful under otherwise identical conditions (especially with regard to the nominal voltage, the nominal current and the maximum permissible short-circuit current) Swivel drive gets by.
  • the high-voltage switching device in which the above-mentioned object is achieved, is characterized in that the different push-on contacts are designed to protrude to different extents from the push-on direction, so that the contact fingers of the different switch contacts when Closing in succession on the assigned slide-on contacts.
  • the swivel drive must be particularly powerful in the prior art because the opening of the contact fingers of the switching contacts and the sliding contacts, in contrast to the subsequent running along the sliding contacts, requires a high expenditure of force; the swivel drive must be designed in the prior art for the sum of all forces occurring at that moment.
  • the swivel drive must be designed to be considerably less powerful, since it is ensured that the contact fingers of the various switching contacts run onto the associated slide contacts not simultaneously but at the same time. This ensures that at the same time only the contact fingers of one switching contact run onto the associated sliding contact, while the contact fingers of the other switching contact or the other switching contacts either only run along the corresponding sliding contact or are not yet in contact with the sliding contact.
  • the high-voltage switching device shown in Fig. 1 is an earthing switch, the basic structure of which is initially three fixed contacts 1 and by means of Swivel arms 2 has switch contacts 3 which can be swiveled in a swivel plane and which can be pushed onto the fixed contacts 1.
  • the fixed contacts 1 each have a slide-on contact 4 with a slide-on stop 5 and a more or less transverse to the slide-on mounting arm 6.
  • the switching contacts 3 consist of two pairs of contact fingers 7, the contact fingers 7 running on both sides of the sliding contact 4 on closing and then running along the sliding contact 4 until the ends of the pairs of contact fingers 7 on the ones shown in FIG. 1 Slip stops 5 come to rest.
  • the slide-on contact 4 and the fastening arm 6 form an arcuate or angular component which lies in the pivoting plane of the switching contact.
  • the sliding contact 4 protrudes from the mounting arm 6 on one side in the sliding direction.
  • the area in which the contact fingers 7 of the switching contact 3 run onto the sliding contact 4 when closing is identified as the impact area 8 in FIG. 1.
  • the contact fingers 7 run onto the sliding contact 4 on both sides and are spread, albeit only slightly, so that a sufficient contact pressure is created at the current transition points. Subsequently, the contact fingers 7 slide along the slide-on contact 4, the contact pressure being maintained, but the force required to overcome the sliding friction is substantially less than the force which occurs when the contact fingers 7 run open at the start of the movement and spreading the contact fingers 7 is required.
  • the common swivel drive for the swivel arms 2a, 2b, 2c of the switch contact would therefore be dimensioned relatively easily. Based on this knowledge, the invention teaches that the contact fingers 7 of the various switching contacts 3 run in succession on the associated slide contacts 4 when closing.
  • the measure explained above can be implemented, for example, by the fastening arm 6 of the respective slide-on contact 4 having a different one Curved course and the slide contacts 4 are of correspondingly different lengths, so that the slide stops 5 of the various fixed contacts 1 are all aligned again.
  • the slide contacts 4 are often particularly expensive to manufacture, and on the other hand, because there may also be a need to retrofit existing high-voltage switching devices, it is now recommended as a particularly expedient solution for the previously explained teaching of the invention that the fixed contacts 1 fastened one to the slide contact 4 , have the actual contact and slide-on area for the contact fingers 7 forming the current path 9 and the current path 9 on the various slide-on contacts 4 are of different lengths.
  • the three current paths 9a, 9b and 9c for the three slide contacts 4 arranged here side by side are shown. 2 shows in top view the different lengths of the three current paths 9a, 9b, 9c on the swivel arms 2a, 2b, 2c.
  • the three slide-on contacts 4 are also extended in accordance with the current paths 9.
  • FIG. 3 shows very nicely how, in the case of synchronously moved swivel arms 2 with contact fingers 7, the contact fingers 7 run at different times onto the associated slide-on contacts 4 or onto the current paths 9a, 9b, 9c. 3 shows that the contact fingers 7 on the swivel arm 2a of the first earthing switch have just run onto the current path 9a of the corresponding slide-on contact 4, whereas the contact fingers 7 of the other two swivel arms 2b and 2c have before they run onto the corresponding current paths 9b and 9c stand.
  • the current paths 9 are plate-shaped and screwed onto the sliding contacts 4.
  • the current paths 9 could also be fastened to the sliding contacts 4 in any other way.
  • Fig. 3 finally shows that with two or more than two pairs of contact fingers 7 per switch contact 3, the longitudinal difference of the current paths 9a, 9b, 9c should correspond to the greatest distance between the contact fingers 7 in the pivot plane. This is particularly clear when comparing the positions of the contact fingers 7 of the two swivel arms 2a and 2b with respect to the current paths 9a and 9b.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Slide Switches (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hochspannungsschaltgerät, insbesondere einen Erdungsschalter, mit mindestens zwei nebeneinander angeordneten Festkontakten, mit mittels von in einer Schwenkebene fluchtend angeordneten Schwenkarmen in der Schwenkebene schwenkbaren, auf die Festkontakte aufschiebbaren Schaltkontakten und mit einem allen Schwenkarmen gemeinsamen Schwenkantrieb, wobei die Festkontakte jeweils einen Aufschiebekontakt mit einem mehr oder weniger quer zur Aufschieberichtung verlaufenden Befestigungsarm aufweisen, jeder Schaltkontakt mindestens ein Paar von Kontaktfingern besitzt und die Kontaktfinger beim Schließen beidseits auf den Aufschiebekontakt auflaufen und anschließend am Aufschiebekontakt anliegend entlanglaufen.
  • Hochspannungsschaltgeräte der in Rede stehenden Art insbesondere solche in der Ausführungsform als Erdungschalter. sind seit längerem bekannt, wozu auf die DE - C - 24 09 527 verwiesen wird; der Offenbarungsgehalt der DE - C - 24 09 527 wird hiermit ausdrücklich zum Offenbarungsgehalt der hier beschriebenen Erfindung gemacht.
  • Im übrigen ist ein mehrphasiges Hochspannungsschaltgerät bekannt (vgl. die DE - A - 28 10 453), dessen Schalterpole zeitlich getrennt einschalten oder öffnen. Dadurch wird erreicht, daß in allen Phasen das Einschalten bzw. das Öffnen bei der günstigsten Phasenlage erfolgt.
  • Nachteilig ist bei den bekannten Hochspannungsschaltgeräten, von denen die Erfindung ausgeht, daß der Schwenkantrieb relativ leistungsstark ausgeführt sein muß. Folglich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte Hochspannungsschaltgerät, von dem die Erfindung ausgeht, so auszugestalten und weiterzubilden, daß es bei ansonsten gleichen Voraussetzungen (vor allem in bezug auf die Nennspannung, den Nennstrom und den maximal zulässigen Kurzschlußstrom) mit einem weniger leistungsstarken Schwenkantrieb auskommt.
  • Das erfindungsgemäße Hochspannungsschaltgerät, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Aufschiebekontakte unterschiedlich weit entgegen der Aufschieberichtung vorspringend ausgebildet sind, so daß die Kontaktfinger der verschiedenen Schaltkontakte beim Schließen zeitlich nacheinander auf die zugeordneten Aufschiebekontakte auflaufen. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß im Stand der Technik der Schwenkantrieb deshalb besonders leistungsstark ausgeführt sein muß, weil das Auflaufen der Kontaktfinger der Schaltkontakte und die Aufschiebekontakte, im Gegensatz zum anschließenden Entlanglaufen an den Aufschiebekontakten, einen hohen Kraftaufwand erfordert; der Schwenkantrieb muß im Stand der Technik auf die Summe aller in diesem Augenblick auftretenden Kräfte ausgelegt sein. Erfindungsgemäß ist nun erreicht, daß der Schwenkantrieb wesentlich weniger leistungsstark ausgelegt sein muß, da dafür gesorgt ist, daß das Auflaufen der Kontaktfinger der verschiedenen Schaltkontakte auf die zugeordneten Aufschiebekontakte nicht gleichzeitig, sondern zeitgleich versetzt erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß zeitgleich stets nur gerade die Kontaktfinger eines Schaltkontaktes auf den zugehörigen Aufschiebekontakt auflaufen, während die Kontaktfinger des anderen Schaltkontaktes oder der anderen Schaltkontakte entweder nur noch am entsprechenden Aufschiebekontakt anliegend entlanglaufen oder mit dem Aufschiebekontakt überhaupt noch nicht in Berührung stehen.
  • Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die zuvor erläuterte Lehre der Erfindung auszugestalten und weiterzubilden, wozu einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung verwiesen werden darf. In der Zeichnung zeigt
  • Fig. 1
    in einer Seitenansicht ein als Erdungsschalter ausgeführtes erfindungsgemäßes Hochspannungsschaltgerät,
    Fig. 2
    das Hochspannungsschaltgerät aus Fig. 1 in einer Ansicht von oben, teilweise weggebrochen, und
    Fig. 3
    ausschnittweise, in vergrößerter Darstellung, den eigentlichen Kontaktbereich des Hochspannungsschaltgerätes aus Fig. 1.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Hochspannungsschaltgerät ist ein Erdungsschalter, der von seinem grundsätzlichen Aufbau her zunächst drei Festkontakte 1 und mittels von Schwenkarmen 2 in einer Schwenkebene schwenkbare, auf die Festkontakte 1 aufschiebbare Schaltkontakte 3 aufweist. Die Festkontakte 1 weisen jeweils einen Aufschiebekontakt 4 mit einem Aufschiebeanschlag 5 und einen mehr oder weniger quer zur Aufschieberichtung verlaufenden Befestigungsarm 6 auf. Die Schaltkontakte 3 bestehen im hier dargestellten Ausführungsbeispiel auf zwei Paaren von Kontaktfingern 7, wobei die Kontaktfinger 7 beim Schließen beidseits auf den Aufschiebekontakt 4 auflaufen und anschließend am Aufschiebekontakt 4 anliegend entlanglaufen, bis die Enden der Paare von Kontaktfingern 7 an den in Fig. 1 dargestellten Aufschiebeanschlägen 5 zur Anlage kommen.
  • Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, bilden der Aufschiebekontakt 4 und der Befestigungsarm 6 ein bogenförmiges bzw. winkelförmiges Bauteil, das in der Schwenkebene des Schaltkontaktes liegt. Der Aufschiebekontakt 4 ragt vom Befestigungsarm 6 in Aufschieberichtung einseitig vor. Der Bereich, in dem die Kontaktfinger 7 des Schaltkontaktes 3 beim Schließen auf den Aufschiebekontakt 4 auflaufen, ist als Auftreffbereich 8 in Fig. 1 kenntlich gemacht. (Sinn und Zweck dieser Ausgestaltung eines Hochspannungsschaltgerätes ist in der DE - C - 24 09 527 im einzelnen erläutert, weshalb hier nochmals auf den Offenbarungsgehalt dieser Patentschrift verwiesen wird.)
  • Für den Ausgangspunkt der Erfindung wesentlich ist, daß nebeneinander mindestens zwei, im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Festkontakte und an Schwenkarmen 2, nämlich an drei Schwenkarmen 2a, 2b und 2c schwenkbare Schaltkontakte 3 vorgesehen sind. In Fig. 1 ist nur der hinterste Schwenkarm 2c mit entsprechendem Schaltkontakt 3 eingezeichnet; gestrichelt eingezeichnet sind Teile, die zu den weiter vorne liegenden Schwenkarmen 2a und 2b gehören.
  • Beim Einschalten eines Hochspannungsschaltgerätes der in Rede stehenden Art laufen die Kontaktfinger 7 auf den Aufschiebekontakt 4 beidseits auf und werden dabei, wenn auch häufig nur geringfügig, gespreizt, so daß an den Stromübergangsstellen ein hinreichender Kontaktdruck geschaffen wird. Anschließend gleiten die Kontaktfinger 7 am Aufschiebekontakt 4 anliegend entlang, wobei zwar der Kontaktdruck aufrechterhalten wird, die zur Überwindung der Gleitreibung erforderliche Kraft aber wesentlich geringer ist als die Kraft, die beim Auflaufen der Kontaktfinger 7 zum Bewegungsbeginn und Aufspreizen der Kontaktfinger 7 erforderlich ist. Ohne weiteres wäre deshalb der gemeinsame Schwenkantrieb für die Schwenkarme 2a, 2b, 2c der Schaltkontakt relativ leistungsstark zu dimensionieren. Von dieser Erkenntnis ausgehend lehrt die Erfindung, daß die Kontaktfinger 7 der verschiedenen Schaltkontakte 3 beim Schließen zeitlich nacheinander auf die zugeordneten Aufschiebekontakte 4 auflaufen.
  • Dies wird dadurch erreicht, daß die Schwenkarme 2 bezüglich der Schwenkebene miteinander fluchtend angeordnet und vom Schwenkantrieb synchron angetrieben sind und die verschiedenen Aufschiebekontakte 4 unterschiedlich weit entgegen der Aufschieberichtung vorspringend ausgebildet sind.
  • Der wesentliche Kern dieser Lehre der Erfindung ist im allgemeinen Teil der Beschreibung schon erläutert worden, so daß sich hierzu an dieser Stelle weitere Ausführungen erübrigen.
  • Die zuvor erläuterte Maßnahme läßt sich beispielsweise dadurch realisieren, daß der Befestigungsarm 6 des jeweiligen Aufschiebekontaktes 4 einen unterschiedlichen Bogenverlauf hat und die Aufschiebekontakte 4 entsprechend unterschiedlich lang sind, so daß die Aufschiebeanschläge 5 der verschiedenen Festkontakte 1 wieder alle miteinander fluchtend angeordnet sind.
  • Einerseits, weil die Aufschiebekontakte 4 häufig besonders aufwendig herzustellen sind, andererseits, weil unter Umständen auch ein Nachrüstungsbedarf an bestehenden Hochspannungsschaltgeräten besteht, empfiehlt sich als besonders zweckmäßige Lösung für die zuvor erläuterte Lehre der Erfindung nun aber, daß die Festkontakte 1 eine am Aufschiebekontakt 4 befestigte, den eigentlichen Kontakt- und Aufschiebebereich für die Kontaktfinger 7 bildende Strombahn 9 aufweisen und die Strombahn 9 an den verschiedenen Aufschiebekontakten 4 unterschiedlich lang ausgebildet sind. Schon in Fig. 1 sind die drei Strombahnen 9a, 9b und 9c für die drei hier nebeneinander angeordneten Aufschiebekontakte 4 dargestellt. Fig. 2 läßt in Draufsicht die unterschiedliche Länge der drei Strombahnen 9a, 9b, 9c an den Schwenkarmen 2a, 2b, 2c erkennen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gilt dabei allerdings, daß auch die drei Aufschiebekontakte 4 entsprechend den Strombahnen 9 verlängert sind.
  • Fig. 3 zeigt sehr schön, wie bei synchron bewegten Schwenkarmen 2 mit Kontaktfingern 7 die Kontaktfinger 7 zeitlich versetzt auf die zugeordneten Aufschiebekontakte 4 bzw. auf die Strombahnen 9a, 9b, 9c auflaufen. Fig. 3 zeigt nämlich, daß hier gerade die Kontaktfinger 7 am Schwenkarm 2a des ersten Erdungsschalters auf die Strombahn 9a des entsprechenden Aufschiebekontakts 4 aufgelaufen sind, wohingegen die Kontaktfinger 7 der beiden anderen Schwenkarme 2b und 2c noch vor dem Auflaufen auf die entsprechenden Strombahnen 9b und 9c stehen.
  • Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Strombahnen 9 plattenförmig ausgeführt und an den Aufschiebekontakten 4 angeschraubt. Auch auf jede andere Weise könnten aber die Strombahnen 9 an den Aufschiebekontakten 4 befestigt sein.
  • Nicht dargestellt ist in der Zeichnung, daß die zuvor erwähnten Aufschiebeanschläge 5 natürlich auch an den Strombahnen 9 angeordnet sein können.
  • Fig. 3 läßt schließlich noch erkennen, daß bei zwei oder mehr als zwei Paaren von Kontaktfingern 7 je Schaltkontakt 3 der Längsunterschied der Strombahnen 9a, 9b, 9c dem größten Abstand der Kontaktfinger 7 in der Schwenkebene entsprechen sollte. Das macht insbesondere ein Vergleich der Positionen der Kontaktfinger 7 der beiden Schwenkarme 2a und 2b gegenüber den Strombahnen 9a und 9b deutlich.
  • Die Fig. 2 und 3 dienen nur schematisch der Erläuterung der Erfindung. Keinesfalls handelt es sich hier um Darstellungen, die Rückschlüsse auf die Dimensionen der Teile des erfindungsgemäßen Hochspannungsschaltgerätes zulassen. Insbesondere ist tatsächlich der Abstand zwischen den einzelnen Festkontakten 1 bzw. den einzelnen Schwenkarmen 2 und den davon getragenen Schaltkontakten 3 wesentlich größer, nämlich so groß, wie es die Netzspannung erfordert. In der Regel sind jeweils ein Festkontakt 1 und ein Schwenkarm 2 mit Schaltkontakt 3 funktionell zu einem Pol eines dreipoligen Hochspannungsschaltgerätes zusammengefaßt, wobei die drei Pole dann eine gemeinsame Grundkonstruktion und einen gemeinsamen Schwenkantrieb haben.

Claims (5)

  1. Hochspannungsschaltgerät, insbesondere Erdungsschalter, mit mindestens zwei nebeneinander angeordneten Festkontakten, mit mittels von in einer Schwenkebene fluchtend angeordneten Schwenkarmen in der Schwenkebene schwenkbaren, auf die Festkontakte aufschiebbaren Schaltkontakten und mit einem allen Schwenkarmen gemeinsamen Schwenkantrieb, wobei die Festkontakte jeweils einen Aufschiebekontakt mit einem mehr oder weniger quer zur Aufschieberichtung verlaufenden Befestigungsarm aufweisen. jeder Schaltkontakt mindestens ein Paar von Kontaktfingern besitzt und die Kontaktfinger beim Schließen beidseits auf den Aufschiebekontakt auflaufen und anschließend am Aufschiebekontakt anliegend entlanglaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Aufschiebekontakte (4) unterschiedlich weit entgegen der Aufschieberichtung vorspringend ausgebildet sind, so daß die Kontaktfinger (7) der verschiedenen Schaltkontakte (3) beim Schließen zeitlich nacheinander auf die zugeordneten Aufschiebekontakte (4) auflaufen.
  2. Hochspannungsschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkontakte (1) eine am Aufschiebekontakt (4) befestigte, den eigentlichen Kontaktund Aufschiebebereich für die Kontaktfinger (7) bildende Strombahn (9) aufweisen und die Strombahnen (9) an den verschiedenen Aufschiebekontakten (4) unterschiedlich lang ausgebildet sind.
  3. Hochspannungsschaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombahnen (9) plattenförmig ausgeführt und an den Aufschiebekontakten (4) angeschraubt sind.
  4. Hochspannungsschaltgerät nach Anspruch 2 oder 3, wobei an jedem Aufschiebekontakt mindestens ein Aufschiebeanschlag für die Kontaktfinger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschiebeanschlag an der Strombahn angeordnet ist.
  5. Hochspannungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwei oder mehr als zwei Paare von Kontaktfingern je Schaltkontakt vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Vorderkanten der Aufschiebekontakte, insbesondere der Längenunterschied der Strombahnen (9), dem größten Abstand der Kontaktfinger (7) eines Schaltkontakts (3) in der Schwenkebene entsprechen.
EP93114682A 1989-04-05 1990-04-03 Hochspannungsschaltgerät Expired - Lifetime EP0576047B1 (de)

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DE8904190U 1989-04-05
DE8904399U DE8904399U1 (de) 1989-04-07 1989-04-07 Hochspannungsschaltgerät
DE8904399U 1989-04-07
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