EP0856860A2 - Tulpenkontaktstück für ein Hochspannungsschaltgerät und Kontaktanordnung - Google Patents

Tulpenkontaktstück für ein Hochspannungsschaltgerät und Kontaktanordnung Download PDF

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EP0856860A2
EP0856860A2 EP97120237A EP97120237A EP0856860A2 EP 0856860 A2 EP0856860 A2 EP 0856860A2 EP 97120237 A EP97120237 A EP 97120237A EP 97120237 A EP97120237 A EP 97120237A EP 0856860 A2 EP0856860 A2 EP 0856860A2
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EP
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ring
cylinder
section
tulip
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Mohammad Ali Dipl.-Ing. Naseri
Martin Dr.-Ing. Schumacher
Herbert Meinecke
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ABB Patent GmbH
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ABB Patent GmbH
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
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    • H01H1/36—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding
    • H01H1/38—Plug-and-socket contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/38—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts

Definitions

  • the invention relates to a tulip contact piece for a high-voltage switching device according to the preamble of claim 1, and a contact arrangement according to the preamble of claim 5.
  • Such a tulip contact piece is a mating contact piece or a fixed contact piece for the contact pin of an earthing switch; accordingly there is a possibility that when switching off or when switching on between the tulip contact piece and an arc is drawn on the mating contact piece.
  • the tulip contact piece and the counter contact piece must have a coating be made of erosion-resistant material.
  • contact fingers in tulip shape for such a switch are essentially intended for nominal current cutoffs.
  • Another solution is there in providing a finger contact basket that mates with the mating contact piece in Connection is established and, and around it, a finger basket to arrange the power transmission to effect.
  • the contact arrangement thus has two contact points; the one is used to transmit the nominal current and the other is used to break an arc. Wherever an arc occurs, erosion-resistant material must be provided and accordingly, the front ends of the fingers wear erosion-resistant material.
  • the object of the invention is to simplify such a tulip contact piece.
  • This object is achieved in that an axially on a circular ring slotted cylinder is formed, which slits between them Contact fingers form that at the end of the cylinder opposite the circular ring an adapted slotted ring is formed, the cross-sectional shape together with the cylinder in the shape of a golf club that the free axial end of the Ring has a radial ring surface on which a section of erosion-resistant material is attached, and that the inner diameter corresponding to the mating contact piece of the tulip contact piece is smaller than the inside diameter of the section made of fire-resistant material.
  • the tulip contact piece which Transmits rated current
  • another section that contains the erosion-resistant material so that no two contact pieces or contact elements have to be provided, but one; d. H. that the rated current transmission and arc quenching with a single contact piece in different places. If the pin-shaped counter contact moves into the tulip contact piece, touches the counter contact piece first the section made of erosion-resistant material, the tulip contact piece expands opens slightly and arrives with the inner surface of the cylinder when retracting of the ring in contact. Because there is copper in the area of this inner surface of the ring is located, i.e. there is no erosion-resistant material, the contact resistance is there low.
  • the mating contact piece then leaves the inner surface of the ring and finally separates from the section made of erosion-resistant material, so that the Arc on the tulip contact piece on the section attached to the front made of burn-resistant material with a base.
  • the counter contact piece is accordingly also at the end facing the tulip contact piece with a section made of fire-resistant material. This also burns the other base on the mating contact piece on this erosion-resistant material.
  • a sintered alloy made of copper and tungsten is preferred as the erosion-resistant material used, which is welded or soldered onto the tulip contact piece.
  • the final contour After attaching the section made of erosion-resistant material, the final contour turned off the tulip contact piece and then silvered the contact piece.
  • a contact arrangement is formed, which is a pin-shaped Has counter contact piece, which is formed according to subclaims 5 and 6 is.
  • a bulkhead insulator 11 is arranged within a high-voltage switchgear 10; how it is installed is not important.
  • the bulkhead isolator 11 has three Isolator bushings 12 for each phase, only one of which is visible.
  • To the Bushings 12 are tulip contact pieces 13 by means of screw connections 14 attached, the bushing 12 having an axial extension 15 which in further engages in the tulip contact piece 13 as shown.
  • a housing 17 is removably attached (the The type of attachment is of little importance), whereby between the pipe section 16 and the housing 17 is provided with a carrier 18 made of electrically conductive material.
  • a guide housing 19 is attached to this carrier 18, in which - per phase - each a counter contact piece arrangement 20, 21 is guided. The drive for this movable Mating contact piece arrangement is also not important.
  • the counter-contact piece arrangement 20, 21 is formed from a contact piece carrier 22, to which the actual mating contact piece 23 is attached, which is enlarged in FIG. 4 is shown.
  • the tulip contact piece 13 has a circular ring 24 which has an internal thread 25 with which the tulip contact piece is fixed on the projection 15 is.
  • a cylinder 26 adjoins the circular ring 24, the cylinder 26 having radial Slots 27, 28 is provided so that there are between two slots 27 and 28th a resilient cylinder section 29 is located, a total of eight such resilient Cylinder sections are provided.
  • the individual cylinder sections 29 then form the entire cylinder 26.
  • On the cylinder 26 there is an adapted slot provided ring 30, which together with the cylinder 26 in cross section, that is in Cross-section in the axial direction, giving a golf club shape.
  • the cylinder 26 with comparatively thin wall thickness passes into the ring 30, the inner surface of the Cylinder 26 merges into a cone shape 31, the cone angle is obtuse.
  • the ring 30 has an approximately radial end at the end opposite the circular ring 24 End surface 32, on which a section 33 of erosion-resistant material is attached, is preferably soldered or welded on.
  • FIG. 5 shows part of the ring 30 in an enlarged view.
  • the conical inner surface 31 which is adjoined by a cylindrical inner surface 34, which merges to the free end of the ring 30 in a conical surface 35, the one has an acute angle and opened to the free end of the tulip contact piece 13 is.
  • the outer contour 36 of the ring 30 is an arc of a circle.
  • the circular ring 24 with the cylinder 13 and the ring 30 is made of copper, whereas the erosion-resistant material is a sintered alloy made of copper and tungsten.
  • the pin-shaped engages inside the ring 30
  • Mating contact piece 23 which has a threaded portion 40 with which it is in the contact carrier 22 is screwed.
  • the counter contact piece 23 has a cylindrical Section 41 with a radial end face 42, on which also a section 43 is soldered from erosion-resistant material.
  • the section 43 is conically pointed tapering so that when inserting the counter-contact piece 23 in the ring 30 itself first touch the sections 33 and 43 made of erosion-resistant material, and then continue Retract the cylindrical sections 34 and 41 can touch.
  • the section 41 is made of copper and section 43 of the same erosion-resistant Material so that when the mating contact piece 23 comes out of the tulip contact piece 13 is pulled out, the arc between the erosion-proof sections 33 and 43 is pulled. It can be seen from Fig. 1 that the outer diameter of the section 43 is slightly larger than the inside diameter of section 34, so that when the counter-contact piece 23 is retracted, the cylindrical sections 29 spring open.
  • the switch shown in Fig. 6 serves as an earthing switch.

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  • Relay Circuits (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Tulpenkontaktstück, das zur Aufnahme eines stiftförmigen Gegenkontaktstückes (23) geeignet und ausgebildet ist, mit auf einem Kreis angeordneten federnden Kontaktfingern (29), wobei an einem Kreisring (24) ein axial mit Schlitzen (27, 28) versehener Zylinder (26) angeformt ist, welche Schlitze (26) zwischen sich die Kontaktfinger (29) bilden. An dem dem Kreisring (24) entgegengesetzten Ende des Zylinders (26) ist ein Ring (30) angeformt, dessen Querschnittsform zusammen mit dem Zylinder (26) die Form eines Golfschlägers aufweist. Das freie axiale Ende des Ringes (30) weist eine radiale Ringfläche (32) auf, auf der ein Abschnitt (33) aus abbrandfestem Material befestigt ist. Der dem Gegenkontaktstück (33) entsprechende Innendurchmeser des Tulpenkontaktstückes ist kleiner als der Innendurchmesser des Abschnittes aus abbrandfestem Material. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Tulpenkontaktstück für ein Hochspannungsschaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie eine Kontaktanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 5.
Ein solches Tulpenkontaktstück ist ein Gegenkontaktstück oder ein festes Kontaktstück für den Kontaktstift eines Erdungsschalters; demgemäß besteht die Möglichkeit, daß beim Ausschaltvorgang oder auch beim Einschaltvorgang zwischen dem Tulpenkontaktstück und dem Gegenkontaktstück ein Lichtbogen gezogen wird. Zu diesem Zwecke müssen das Tulpenkontaktstück und das Gegenkontaktstück mit einer Beschichtung aus abbrandfestem Material versehen werden.
Es ist bekannt, für einen solchen Schalter Kontaktfinger in Tulpenform anzuordnen, die im wesentlichen für Nennstromabschaltungen gedacht sind. Eine andere Lösung besteht darin, einen Fingerkontaktkorb vorzusehen, der mit dem Gegenkontaktstück in Verbindung steht und, und darum herum einen Fingerkorb anzuordnen, um die Stromübertragung zu bewirken. Damit besitzt die Kontaktanordnung zwei Kontaktstellen; die eine dient zur Nennstromübertragung, und mit der anderen wird ein Lichtbogen unterbrochen. Dort, wo ein Lichtbogen entsteht, ist abbrandfestes Material vorzusehen und dementsprechend tragen die vorderen Enden der Finger abbrandfestes Material.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Tulpenkontaktstück zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an einem Kreisring ein axial mit Schlitzen versehener Zylinder angeformt ist, welche Schlitze zwischen sich die Kontaktfinger bilden, daß an dem dem Kreisring entgegengesetzten Ende des Zylinders ein angepaßt geschlitzter Ring angeformt ist, dessen Querschnittsform zusammen mit dem Zylinder die Form eines Golfschlägers aufweist, daß das freie axiale Ende des Ringes eine radiale Ringfläche aufweist, auf der ein Abschnitt aus abbrandfestem Material befestigt ist, und daß der dem Gegenkontaktstück entsprechende Innendurchmesser des Tulpenkontaktstückes kleiner ist als der Innendurchmesser des Abschnittes aus abbrandfestem Material.
Erfindungsgemäß also befinden sich am Tulpenkontaktsück ein Abschnitt, der den Nennstrom überträgt, und ein weiterer Abschnitt, der das abbrandfeste Material enthält, so daß keine zwei Kontaktstücke oder Kontaktelemente vorgesehen werden müssen, sondern ein einziges; d. h. daß die Nennstromübertragung und die Lichtbogenlöschung mit einem einzigen Kontaktstück an unterschiedlichen Stellen bewirkt werden. Wenn das stiftförmige Gegenkontakt in das Tulpenkontaktstück einfährt, berührt das Gegenkontaktstück zunächst den Abschnitt aus abbrandfestem Material, weitet das Tulpenkontaktstück leicht auf und gelangt beim weiteren Einfahren mit der Zylinderinnenfläche des Ringes in Berührung. Da sich im Bereich dieser Innenfläche des Ringes Kupfer befindet, also kein abbrandfestes Material vorhanden ist, ist dort der Übergangswiderstand gering. Wenn das Gegenkontaktstück aus dem Tulpenkontaktstück herausfährt, dann verläßt das Gegenkontaktstück zunächst die Zylinderinnenfläche des Ringes und trennt sich zuletzt von dem Abschnitt aus abbrandfestem Material, so daß der Lichtbogen am Tulpenkontaktstück auf dem an der Stirnseite angebrachten Abschnitt aus abbrandfestem Material mit einem Fußpunkt brennt. Das Gegenkontaktstück ist demgemäß auch an dem dem Tulpenkontaktstück zugewandten Ende mit einem Abschnitt aus abbrandfestem Material versehen. Damit brennt auch der andere Fußpunkt am Gegenkontaktstück auf diesem abbrandfestem Material.
Als abbrandfestes Material wird eine Sinterlegierung aus Kupfer und Wolfram vorzugseise verwendet, die auf dem Tulpenkontaktstück aufgeschweißt oder aufgelötet ist.
Nach dem Befestigen des Abschnittes aus abbrandfestem Material wird die Endkontur des Tulpenkontaktstückes abgedreht und danach das Kontaktstück versilbert.
Damit die Lichtbogenfußpunkte auf den Abschnitten mit abbrandfestem Material am Tulpenkontaktstück und am Gegenkontaktstück brennen, muß natürlich der Ring in besonderer Weise bemessen sein. Dies geht aus den Unteransprüchen hervor.
Mit diesem Tulpenkontaktstück wird eine Kontaktanordnung gebildet, die ein stiftförmiges Gegenkontaktstück aufweist, das gemäß den Unteransprüchen 5 und 6 ausgebildet ist.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1
eine Schnittansicht eines Tulpenkontktstückes, gemäß der Schnittlinie I - I der Fig. 2,
Fig. 2
eine Aufsicht gemäß Pfeilrichtung auf das Tulpenkontktstück der Fig. 1,
Fig. 3
eine Seitenansicht auf das Tulpenkontaktstück der Fig. 1 und der Fig. 2,
Fig. 4
eine Seitenansicht eines stiftförmigen Gegenkontaktstückes, in gegenüber dem Maßstab der Fig. 1 vergrößertem Maßstab,
Fig. 5
eine vergrößerte Einzelheit V der Fig. 1 und Fig. 6, und
Fig. 6
eine Einbauvariante des Tulpenkontaktstückes mit dem Gegenkontaktstück gemäß Fig. 1 und 4.
Es sei zunächst Bezug genommen auf die Fig. 6.
Innerhalb einer Hochspannungsschaltanlage 10 ist ein Schottisolator 11 angeordnet; wie dieser eingebaut ist, ist nicht von Bedeutung. Der Schottisolator 11 besitzt drei Isolatordurchführungen 12 für jede Phase, von denen nur eine sichtbar ist. An den Durchführungen 12 sind Tulpenkontaktstücke 13 mittels Schraubverbindungen 14 befestigt, wobei die Durchführung 12 einen axialen Fortsatz 15 aufweist, der in weiter unter dargestellter Weise in das Tulpenkontaktstück 13 eingreift. An einem Rohrteilstück 16 der Hochspannungsanlage 10 ist ein Gehäuse 17 abnehmbar befestigt (die Art der Befestigung ist von geringer Bedeutung), wobei zwischen dem Rohrstück 16 und dem Gehäuse 17 ein Träger 18 aus elektrisch leitendem Material vorgesehen ist. An diesem Träger 18 ist ein Führungsgehäuse 19 befestigt, in dem - pro Phase - je eine Gegenkontaktstückanordnung 20, 21 geführt ist. Der Antrieb für diese bewegliche Gegenkontaktstückanordnung ist ebenfalls nicht von Bedeutung.
Die Gegenkontaktstückanordnung 20, 21 ist gebildet aus einem Kontaktstückträger 22, an dem das eigentliche Gegenkontaktstück 23 befestigt ist, welches in der Fig. 4 vergrößert dargestellt ist.
Das Tulpenkontaktstück 13 besitzt, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, einen Kreisring 24, der ein Innengewinde 25 besitzt, mit dem das Tulpenkontaktstück am Vorsprung 15 festgelegt ist. An den Kreisring 24 schließt sich ein Zylinder 26 an, der mit radial verlaufenden Schlitzen 27, 28 versehen ist, so daß sich zwischen je zwei Schlitzen 27 und 28 ein federnder Zylinderabschnitt 29 befindet, wobei insgesamt acht solche federnden Zylinderabschnitte vorgesehen sind. Die einzelnen Zylinderabschnitte 29 bilden dann den gesamten Zylinder 26. Am Zylinder 26 schließt sich ein angepaßt mit Schlitzen versehener Ring 30 an, der zusammen mit dem Zylinder 26 im Querschnitt, also im Qerschnitt in axialer Richtung, eine Golfschlägerform ergibt. Der Zylinder 26 mit vergleichsweise dünner Wandstärke geht über in den Ring 30, wobei die Innenfläche des Zylinders 26 in eine Konusform 31 übergeht, deren Konuswinkel stumpf ist. Der Ring 30 besitzt an dem dem Kreisring 24 entgegengesetzten Ende eine etwa radial verlaufende Endfläche 32, auf der ein Abschnitt 33 aus abbrandfestem Material befestigt, bevorzugt aufgelötet oder aufgeschweißt ist.
Die Fig. 5 zeigt nun einen Teil des Ringes 30 in vergrößerter Darstellung. Man erkennt die konusförmige Innenfläche 31, an die sich eine zylinderförmige Innenfläche 34 anschließt, die zum freien Ende des Ringes 30 in eine Konusfläche 35 übergeht, die einen spitzen Winkel aufweist und zum freien Ende des Tulpenkontaktstückes 13 geöffnet ist. Die Außenkontur 36 des Ringes 30 ist kreisbogenförmig.
Der Kreisring 24 mit dem Zylinder 13 und dem Ring 30 besteht aus Kupfer, wogegen das abbrandfeste Material eine Sinterlegierung aus Kupfer und Wolfram ist.
Wie aus Fig. 1 strichliert dargestellt, greift ins Innere des Ringes 30 das stiftförmige Gegenkontaktstück 23 ein, welches einen Gewindeabschnitt 40 aufweist, mit dem es in den Kontaktträger 22 eingeschraubt ist. Das Gegenkontaktstück 23 besitzt einen zylindrischen Abschnitt 41 mit einer radialen Stirnfläche 42, auf die ebenfalls ein Abschnitt 43 aus abbrandfestem Material aufgelötet ist. Der Abschnitt 43 ist konusförmig spitz zulaufend, so daß beim Einführen des Gegenkontaktstückes 23 in den Ring 30 sich zunächst die Abschnitte 33 und 43 aus abbrandfestem Material berühren und bei weiterem Einfahren sich die zylindrischen Abschnitte 34 und 41 berühren können. Der Abschnitt 41 besteht aus Kupfer und der Abschnitt 43 aus dem gleichen abbrandfesten Material, so daß dann, wenn das Gegenkontaktstück 23 aus dem Tulpenkontaktstück 13 herausgezogen wird, der Lichtbogen zwischen den abbrandfesten Abschnitten 33 und 43 gezogen wird. Man erkennt aus Fig. 1, daß der Außendurchmesser des Abschnittes 43 geringfüfig größer ist als der Innendurchmesser des Abschnittes 34, so daß beim Einfahren des Gegenkontaktstückes 23 die zylinderförmigen Abschnitte 29 auffedern.
Der Schalter, der in Fig. 6 dargestellt ist, dient als Erdungsschalter.

Claims (6)

  1. Tulpenkontaktstück, das zur Aufnahme eines stiftförmigen Gegenkontaktstückes geeignet und ausgebildet ist, mit kreisförmig angeordneten federnden Kontaktfingern, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Kreisring (24) ein axial mit Schlitzen (27, 28) versehener Zylinder (13) angeformt ist, welche Schlitze (27, 28) zwischen sich die Kontaktfinger (29) bilden, daß an dem dem Kreisring (24) entgegengesetzten Ende des Zylinders (26) ein angepaßt geschlitzter Ring (30) angeformt ist, dessen Querschnittsform zusammen mit dem Zylinder (26) die Form eines Golfschlägers aufweist, daß das freie axiale Ende des Ringes (30) eine radiale Ringfläche (32) aufweist, auf der ein Abschnitt (33) aus abbrandfestem Material befestigt ist, und daß der dem Gegenkontaktstück (23) entsprechende Innendurchmeser des Tulpenkontaktstückes kleiner ist als der Innendurchmesser des Abschnittes aus abbrandfestem Material.
  2. Tulpenkontaktstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Ringes (30) einen dem Kreisring zugewandten Bereich mit einer zylindrischen Innenfläche (34) und einen daran anschließenden sich zum freien Ende öffnenden konischen Bereich aufweist, dessen dem axialen Ende des Ringes zugewandter Teilbereich von dem Abschnitt (33) aus abbrandfestem Material begrenzt ist.
  3. Tulpenkontaktstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Kreisring (24) zugewandte Flächenbereich (31) des Ringes (30) eine konische Fläche bildet, deren Konuswinkel ein stumpfer Winkel ist und zum Kreisring geöffnet ist.
  4. Tulpenkontakt nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Zylinders (26) zwischen ca. 1/4 bis 1/6 der radialen Erstreckung des Ringes (30) darstellt, gemessen von der Innenfläche des Zylinders (26) bis hin zum zylindrischen Innenabschnitt des Ringes (30).
  5. Kontaktanordnung mit einem Tulpenkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der zylindrischen Innenfläche des Ringes (30) kleiner ist als der Durchmesser des stiftförmigen Gegenkontaktstückes (23), so daß der Zylinder (26) beim Einfahren des Gegenkontaktstückes auffedert.
  6. Kontaktanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das stiftförmige Gegenkontaktstück (23) ebenfalls einen Abschnitt (43) aus abbrandfestem Material aufweist, welcher Abschnitt (43) eine konische, spitz zulaufende Außenfläche aufweist, die dem konischen Bereich an der Innenfläche des Ringes (30) des Tulpenkontaktstückes entspricht.
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