EP0988638B1

EP0988638B1 - Arcing contact arrangement

Info

Publication number: EP0988638B1
Application number: EP99911560A
Authority: EP
Inventors: Lukas Zehnder; Ion Gavrilita; Markus Keller; Jörg Peter; Thomas Schoenemann
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1999-04-12
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2019-04-12
Also published as: DE59912794D1; JP3967387B2; CN1263633A; WO1999053512A1; DE19816508A1; US6259050B1; JP2002505797A; EP0988638A1; CN1136595C

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Abbrandschaltanordnung insbesondere für Leistungsschalter, wie sie in Kraftwerken, Umspannwerken und anderen Einrichtungen der Elektroenergieversorgung zum Ein- und Ausschalten von Betriebs- und Ueberströmen eingesetzt werden.The invention relates to a burnup circuit arrangement especially for circuit breakers, as used in power plants, Substations and other facilities of the Electric power supply for switching on and off of Operating and overcurrents are used.

Stand der TechnikState of the art

Es sind gattungsgemässe Abbrandschaltanordnungen bekannt (s. z. B. DE-A-196 13 568), bei welchen die Kontaktfinger einer Kontakttulpe fest verankert sind, so dass der Anpressdruck in der Einschaltstellung lediglich durch die im allgemeinen geringe Elastizität der Kontaktfinger hergestellt wird. Bei Anordnungen dieser Art ist die Abbrandreserve auf die anfängliche elastische Auslenkung der Kontaktfinger beschränkt.There are generic Abbrandschaltanordnungen known (s. z. For example, DE-A-196 13 568), in which the contact fingers of a Contact tulip are firmly anchored so that the contact pressure in the closed position only by the generally low elasticity of the contact fingers is produced. at Arrangements of this kind is the burning reserve on the initial elastic deflection of the contact fingers limited.

Eine andere bekannte Abbrandschaltanordnung ist im Dokument FR-A-2691574 offenbart.Another known burnup circuit arrangement is in Document FR-A-2691574.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Abbrandschaltanordnung anzugeben, welche eine nicht durch die Materialeigenschaften der Kontaktfinger beschränkte Abbrandreserve aufweist.The invention is based on the object, a Abbrandschaltanordnung indicate which one not by limited the material properties of the contact fingers Burn-up reserve has.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, welcher eine Abbrandschaltanordnung angibt, bei welcher die Kontaktfinger über einen grossen radialen Spielraum verfügen, so dass auch beträchtlicher Abbrand durch geeignete Veränderung der Position der Kontaktfinger kompensierbar ist.This object is achieved by the features of claim 1 solved, which indicates a burnup circuit, at which the contact fingers over a large radial Have leeway, so that also considerable burnup by suitably changing the position of the contact fingers is compensable.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, welches lediglich der Erläuterung der Erfindung dient.

Fig. 1: zeigt schematisch einen axialen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Abbrandschaltanordnung, links in der Einschalt-, rechts in der Ausschaltstellung.

In the drawing, an embodiment is shown, which only serves to explain the invention.

Fig. 1: schematically shows an axial longitudinal section through an inventive Abbrandschaltanordnung, left in the switch-on, right in the off position.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

Die in Fig. 1 dargestellte Abbrandschaltanordnung weist als erstes Schaltstück eine mit einem ersten elektrischen Anschluss verbundene Kontakttulpe auf, die aus mehreren um eine Schaltachse 1 angeordneten und mit derselben einen Winkel von ca. 30° einschliessenden Kontaktfingern 2 aufgebaut ist, welche ganz oder mindestens im Bereich der Abbrandköpfe aus abbrandresistentem Material wie z. B. W/Cu, Graphit, CFC, Graphit/Cu, CFC/Cu bestehen. Als zweites Schaltstück ist ein massiver Schaltstift 3 vorgesehen, welcher eine ebenfalls aus abbrandresistentem Material bestehende Spitze 4 aufweist. Er ist, z. B. über eine Gleittulpe oder eine flexible Leitung, mit einem zweiten elektrischen Anschluss verbunden und mittels eines (nicht dargestellten) Schaltantriebs längs der Schaltachse 1 zwischen einer Einschaltstellung, in der ihn die Kontaktfinger 2 an seiner Aussenseite berühren und einer Ausschaltstellung, in der er von denselben beabstandet ist, verschiebbar.The burnup circuit arrangement shown in FIG. 1 has as first contact piece with a first electrical Connection connected contact tulip, which consists of several um arranged a switching axis 1 and with the same one Angle of approx. 30 ° including contact fingers 2 which is entirely or at least in the area of Abbrandköpfe of burn-resistant material such. W / Cu, Graphite, CFC, graphite / Cu, CFC / Cu. As a second Switching piece is provided a solid switching pin 3, which is also made of burn-resistant material existing tip 4 has. He is, for. B. over a Sliding tulip or a flexible pipe, with a second connected electrical connection and by means of a (not shown) switching drive along the switching axis. 1 between a switch-on, in which him the Touch contact finger 2 on its outside and one Off position, in which he is spaced from the same, displaceable.

In der Fortsetzung jedes Kontaktfingers 2 schliesst an denselben eine vorzugsweise mit ihm verschweisste Zuleitung an, welche ihn elektrisch leitend mit einem Gehäuseteil 5 und weiter mit dem ersten elektrischen Anschluss verbindet. Sie wird jeweils von einem Band 6 gebildet, welches aus mehreren übereinandergelegten Streifen aus flexiblem elektrisch leitendem Material, z. B. aus Kupfer oder einer Kupfer enthaltenden Legierung besteht. Im Bereich von Verbindungsabschnitten 7, welche in der Richtung der Kontaktfinger 2 unmittelbar an dieselben anschliessen, sind die Bänder 6 jeweils durch Pressverschweissung der Streifen versteift. Im übrigen sind die Streifen jedoch nicht fest miteinander verbunden, so dass das Band 6 jeweils vom äusseren Ende des Verbindungsabschnitts 7 an flexibel ist. Eine Blattfeder 8 drückt jeweils von aussen elastisch gegen den Verbindungsabschnitt 7, so dass der Kontaktfinger 2 in der Einschaltstellung gegen den Schaltstift 3 gedrückt wird.In the continuation of each contact finger 2 connects the same a preferably welded to him supply line which makes it electrically conductive with a housing part. 5 and continues to connect to the first electrical connection. It is each formed by a band 6, which consists of several superposed strips of flexible electrically conductive material, for. B. of copper or a Consists of copper-containing alloy. In the range of Connecting portions 7, which in the direction of Contact fingers 2 connect directly to the same, are the bands 6 respectively by press-welding the strips stiffened. Otherwise, the stripes are not firm connected to each other, so that the band 6 each from the outer end of the connecting portion 7 is flexible. A leaf spring 8 presses in each case from the outside elastically against the connecting portion 7, so that the contact finger 2 in the closed position is pressed against the switching pin 3.

Ein Stützkörper 9 aus elektrisch isolierendem Material bildet eine kegelstumpfmantelförmige nach aussen weisende Stützfläche 10, an welcher in der Ausschaltstellung unter der Einwirkung der Blattfedern 8 zu einem kleinen Teil die Kontaktfinger 2 und zu einem beträchtlich über den Verbindungsabschnitt 7 hinausgehenden Teil die Bänder 6 mit ihren Innenseiten anliegen. Ausserdem bildet er eine sich in Einschaltrichtung erweiternde zentrale Düse 11, in welche in der Einschaltstellung der Schaltstift 3 ragt. A support body 9 made of electrically insulating material forms a frustoconical outwardly facing Support surface 10, at which in the off position below the action of the leaf springs 8 to a small extent the Contact fingers 2 and to a considerable extent over the Connecting portion 7 extending part of the bands 6 with rest against their insides. Furthermore he makes himself an in Turning in direction expanding central nozzle 11, in which in the closed position of the switching pin 3 protrudes.

In der links dargestellten Einschaltstellung werden die Enden der Kontaktfinger 2 durch die Blattfedern 8 gegen die Aussenfläche des Schaltstifts 3 gedrückt. Mindestens die Kontaktfinger 2 und die an sie anschliessenden steifen Verbindungsabschnitte 7 sind durch den Kontakt mit dem Schaltstift 3 von der Stützfläche 10 abgehoben, in der Regel jedoch auch ein an den Verbindungsabschnitt 7 anschliessender Teil des flexiblen Bereichs des Bandes 6. Kommutiert nach Beginn einer Ausschaltung der Strom von einer nicht dargestellten Nennstromschaltanordnung auf die Abbrandschaltanordnung, so werden bei den üblicherweise zu erwartenden Stromstärken die Abhebekräfte zwischen dem Schaltstift 3 und den Kontaktfingern 2 durch die gegenseitige Anziehung der Kontaktfinger 2, welche durch die axialen Komponenten der durch sie fliessenden Teilströme verursacht werden, ungefähr kompensiert.In the switch-on position shown on the left, the Ends of the contact fingers 2 by the leaf springs 8 against the Outer surface of the switch pin 3 pressed. At least the Contact fingers 2 and the following stiff Connecting portions 7 are by the contact with the Shift pin 3 lifted from the support surface 10, usually but also one to the connecting portion. 7 subsequent part of the flexible area of the band 6. Commutates after the start of an elimination of the current of a nominal current switching arrangement, not shown on the Abbrandschaltanordnung, so are the usual expected currents the lifting forces between the Switch pin 3 and the contact fingers 2 through the mutual attraction of the contact fingers 2, which by the axial components of the flowing through them partial streams caused to be approximately compensated.

Bei sehr hohen Strömen werden, wie in Fig. 1 links dargestellt, die flexiblen Abschnitte der Bänder 6 ganz gegen die Stützfläche 10 gedrückt, so dass der Stützkörper 9 die auf dieselben wirkenden Kräfte auffängt. Daher sind jeweils lediglich diejenigen Kräfte, welche unmittelbar auf den verhältnismässig kurzen geraden, schräg angestellten Abschnitt wirken, der vom Kontaktfinger 2 und dem denselben starr fortsetzenden Verbindungsabschnitt 7 gebildet wird und durch die axiale Länge L und den Radius R charakterisiert ist, für den vom Kontaktfinger 2 auf den Schaltstift 3 ausgeübten Druck massgeblich. So wird vermieden, dass der besagte Druck unerwünscht hohe, zu starkem Abrieb führende und die Ausschaltbewegung behindernde Werte annimmt. At very high currents, as in Fig. 1 left shown, the flexible portions of the bands 6 completely pressed against the support surface 10, so that the support body. 9 to absorb the forces acting on them. Therefore are in each case only those forces which directly on the comparatively short straight, obliquely set Section act of the contact finger 2 and the same rigid continuation connecting portion 7 is formed and characterized by the axial length L and the radius R. is, for the contact finger 2 on the switching pin. 3 exercised pressure. This will avoid that said pressure undesirably high, leading to excessive abrasion and the turn-off movement takes disabling values.

Im weiteren Verlauf der Ausschaltbewegung wird zwischen dem Schaltstift 3 und den Kontaktfingern 2 ein Lichtbogen 12 gezogen, der durch Beblasung, die einen Gasstrom durch die Düse 11 hervorruft, gelöscht wird. Die Verkürzung der Kontaktfinger 2 durch Abbrand wird ohne weiteres dadurch kompensiert, dass sich der Winkel zwischen der Schaltachse 1 und dem aus Kontaktfinger 2 und Verbindungsabschnitt 7 bestehenden starren Abschnitt in der Einschaltstellung entsprechend vergrössert. Diese Anpassung der Position der Kontaktfinger 2 ist so lange möglich, als der besagte Abschnitt nicht an der Stützfläche 10 anliegt, so dass die Abbrandreserve, wie man vor allem aus der rechten Seite der Fig. 1 unmittelbar ablesen kann, sehr gross ist.In the course of the switch-off is between the Switch pin 3 and the contact fingers 2 an arc 12th pulled by blowing a gas stream through the Nozzle 11 causes, is deleted. The shortening of the Contact finger 2 by burning is readily by compensates that the angle between the switching axis. 1 and the contact finger 2 and connecting portion 7 existing rigid section in the closed position correspondingly enlarged. This adjustment of the position of Contact finger 2 is possible as long as said Section does not abut the support surface 10, so that the Burnup reserve, how to get out of the right side of the Fig. 1 can read directly, is very large.

Im Rahmen der Erfindung sind viele Abwandlungen des geschilderten Ausführungsbeispiels möglich. So kann etwa der Winkel der Stützfläche und damit auch die Obergrenze des Winkels der Kontaktfinger mit der Schaltachse anders gewählt werden. Vorzugsweise liegt er zwischen 15° und 45°, die Schaltachse in Einschaltrichtung genommen. Die Schaltstücke können auch durch weitere Bestandteile ergänzt sein, z. B. kann jeweils ein Abbrandring vorgesehen sein, welcher der Kontakttulpe bzw. in Ausschaltstellung dem Schaltstift vorgeordnet ist oder es kann auch nur auf einer Seite ein derartiger Abbrandring angeordnet sein.In the context of the invention, many modifications of the described embodiment possible. So can about the Angle of the support surface and thus also the upper limit of the Angle of the contact fingers with the switching axis chosen differently become. Preferably, it is between 15 ° and 45 °, the Switching axis taken in the switch-on direction. The contact pieces can also be supplemented by other ingredients, eg. B. in each case a Abbrandring be provided, which of the Contact tulip or in the off position the switching pin is upstream or it can only be on one side be arranged such Abbrandring.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Schaltachseswitching axis
22: Kontaktfingercontact fingers
33: Schaltstiftswitch Probe
44: Spitze von 3 Top of 3
55: Gehäuseteilhousing part
66: Bandtape
77: Verbindungsabschnittconnecting portion
88th: Blattfederleaf spring
99: Stützkörpersupport body
1010: Stützflächesupport surface
1111: Düsejet
1212: LichtbogenElectric arc

Claims

Burn-up switching arrangement, with a first switching piece which, at least in a switch-on position, is connected to a first electrical terminal and which comprises a contact bell with a plurality of contact fingers (2), and with a second switching piece which, at least in the switch-on position, is connected to a second electrical terminal and which comprises a switching pin (3) which can be changed over relative to the first switching piece, along a switching axis (1), between the switch-on position, in which the contact fingers (2) of the contact bell touch the switching pin (3) on its outside, so that the burn-up switching arrangement closes a current path between the first terminal and the second terminal, and a switch-off position, in which the switching pin (3) is at a distance from the first switching piece, the contact fingers (2) of the contact bell being connected to the first electrical terminal via a flexible lead which allows a change in the angle between the contact fingers (2) and the switching axis (1), and at least one outwardly pointing supporting face (10) being provided for supporting at least part of the flexible lead, characterized in that the at least one supporting face (10) is formed by the continuous outside of a supporting body (9), in that the supporting body (9) consists of electrically insulating material at least in the region of the at least one supporting face (10), and in that the inside of the supporting body (9) is designed as an insulating nozzle widening in the switch-on direction.
Burn-up switching arrangement according to Claim 1, characterized in that the flexible lead is produced by means of a plurality of bands (6) consisting of flexible electrically conductive material.
Burn-up switching arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that each band (6) directly adjoins a contact finger (2).
Burn-up switching arrangement according to Claim 2 or 3, characterized in that each band (6) consists of a plurality of strips of the flexible electrically conductive material which are laid one above the other.
Burn-up switching arrangement according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the flexible electrically conductive material is copper or a copper-containing alloy.
Burn-up switching arrangement according to one of Claims 2 to 5, characterized in that the strips of a band (6) are in each case connected, in particular pressure-welded to one another at a connecting portion (7) adjoining the contact finger (2).
Burn-up switching arrangement according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the contact fingers (2) are essentially straight and in each case form a positive angle with the switching axis (1).
Burn-up switching arrangement according to Claim 7, characterized in that the angle between a contact finger (2) and the switching axis (1) in the switch-on direction is in each case between 15° and 45°.
Burn-up switching arrangement according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the contact fingers (2) uniformly surround the switching axis (1).
Burn-up switching arrangement according to one of Claims 1 to 9, characterized in that it has, for each contact finger (2), at least one pressure element which, in the switch-on position, subjects the contact finger (2) to a pressure force directed towards the switching pin (3).