EP1917670A1 - Kontaktanordnung mit einem begrenzungselement, das die auslenkung des bewegbaren kontaktstücks begrenzt - Google Patents

Kontaktanordnung mit einem begrenzungselement, das die auslenkung des bewegbaren kontaktstücks begrenzt

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Publication number
EP1917670A1
EP1917670A1 EP06778203A EP06778203A EP1917670A1 EP 1917670 A1 EP1917670 A1 EP 1917670A1 EP 06778203 A EP06778203 A EP 06778203A EP 06778203 A EP06778203 A EP 06778203A EP 1917670 A1 EP1917670 A1 EP 1917670A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
contact piece
circuit breaker
grounding switch
limiting element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06778203A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Stenzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1917670A1 publication Critical patent/EP1917670A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/26—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch
    • H01H31/28—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch with angularly-movable contact
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/003—Earthing switches
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a contact arrangement of a grounding switch or a disconnector having a first and a second contact piece, which are movable along a movement path relative to each other.
  • Such a grounding switch is known from the Swiss patent CH 480 725.
  • the earthing switches each have a first contact piece, which can be pivoted on a circular path, and a stationary second contact piece.
  • a current path arranged in the interior of the associated outdoor bushing and an earthing current path of the earthing switch run approximately parallel.
  • a current can flow via the current path arranged in the interior of the outdoor bushing and the earthing switch to ground potential.
  • the current path inside the outdoor bushing and the grounding circuit of the earthing switch are all one and the same
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a contact arrangement of the type mentioned above, which ensures a secure contact of relatively movable contact pieces and prevents contact closure even under difficult conditions.
  • the object is achieved in that at least one of the contact pieces is associated with a limiting element which limits a deflection of at least one movable Kon ⁇ tact piece transverse to the movement path.
  • the contact pieces are mutually relatively movable angeord ⁇ net. At least one of the contact pieces is movably mounted. During a switch-on movement, contacting of the two contact pieces takes place at the end of the movement. This contact takes place, for example, by retracting the contact pieces into one another.
  • a switch-on movement contacting of the two contact pieces takes place at the end of the movement. This contact takes place, for example, by retracting the contact pieces into one another.
  • Kon ⁇ -pull arrangement a sliding or plug-in contact arrangement which can be closed several times and separated.
  • Such contact arrangements are dependent on the necessary resilient contact, that a sufficient stabilization of the position of the contacts in the respec ⁇ gen end positions. By using a limiting element a Querauslenkung the contacts is avoided. Inadvertent release, for example, from an end position due to external forces, the z.
  • a further advantageous embodiment may provide that the movement path extends in a plane and receives the limiting element transversely to the plane attacking forces.
  • a further advantageous movement form represents a pivoting movement, wherein at least one of the contact pieces is pivoted about an axis of rotation.
  • the pivoted contact piece moves radially beabstan ⁇ det to the axis of rotation. In a simple case, this radial distance remains constant, so that at least one segment of a circular path is swept over.
  • a necessary rotational bearing can be designed fanned club ⁇ because transverse forces from the limiting ⁇ be added element. It can be provided that, depending on the transverse forces occurring, the delimiting element is designed in such a way that the entire trajectory is stabilized by the delimiting element or only sections or points of the trajectory are secured by the delimiting element.
  • An advantageous embodiment may provide that the first contact piece is arranged at one end of a movably mounted support element and in a closed state of the contact arrangement, the limiting element to the support element the second contact piece and / or a holding element of the second contact piece is supported.
  • the limiting element should be designed such that in the closed state, the contact arrangement is mechanically bridged, so that forces are performed outside the intended for elekt ⁇ cal contacting contact pieces. This protects the actual electrical contact point from mechanical overloads. It can be provided, for example, that the limiting element is added to the contact arrangement after reaching the switch-on position in order to absorb mechanical forces. It may be ever ⁇ but also envisioned that the limiting element is at ⁇ play Untitled befes- to the fixed second contact piece and the movable first contact piece is supported with its switch is reached by the limiting element.
  • the boundary element is struck on the support element.
  • a supporting element In order to produce a circular movement path of a supporting element may be pivotally mounted, said element at the Tragele ⁇ a distance from the rotational axis of the first contact piece is arranged arrival.
  • a rigid connection between the support ⁇ element and the limiting element represents a cost-effective variant of a stop of the limiting element.
  • the first Kon ⁇ tact piece In a pivoting movement of the support element, the first Kon ⁇ tact piece is moved accordingly. In a simple case, it may be provided for generating the circular path that the
  • Supporting element during a pivoting movement remains unchanged in shape.
  • the support element itself is changed in its shape during a pivoting ⁇ movement.
  • telescopic Extensions are extended or generated by pantographical transfers trajectories that correspond to neither a linear movement nor a circular motion.
  • An advantageous embodiment may provide that the two ⁇ te contact piece is mounted stationary.
  • the second contact piece ent ⁇ Due to the stationary mounting of the second contact piece ent ⁇ is a mechanically simple contact arrangement. It is diglich wegungsbahn the first contact element to a corresponding Be ⁇ move Ie to produce a contact or to separate the contact arrangement. Further, the second contact piece comparatively massive be configured as Be ⁇ movements for example by corresponding Antriebseinrich- not be executed. Due to a stable configuration, the second contact piece can be used as a mechanically stabilizing element of the contact arrangement.
  • the limiting element ver ⁇ binds the second contact piece and / or the holding element electrically insulating with the support element.
  • Contact piece and / or holding element and the limiting element prevents the formation of parallel flow paths on the contact arrangement.
  • Such parallel flow paths can lead to undesirable discharge phenomena and heating.
  • the stability of the contact arrangement itself can be adversely affected.
  • a corresponding insulating storage of the limiting element can be provided.
  • An electrically isolie ⁇ -saving storage, for example, in the region of angle-stiff connecting with the supporting member may be provided.
  • corresponding insulating sections are arranged in the course of the limiting element.
  • An advantageous embodiment may further provide that the limiting element has a stop which extends in the closed state of the contact arrangement laterally of the movement path next to an abutment point on the second contact piece and / or the holding element.
  • an electrically insulating stop on the limiting element gives a further possibility of electrically isolating the limiting element.
  • the bordering element is formed almost completely of an electrically insulating material.
  • This electrically isolie ⁇ Rende material may, for example, an inorganic material such.
  • As a ceramic an organic material such as wood, or a plastic such.
  • the use of a synthetic substance ⁇ has the advantage also that it has a suffi ⁇ sponding rupture strength at low mass and is given sufficient resiliency in the absorption of transverse forces.
  • the arrangement of attacks of the limiting element on both sides of the movement path next to the two ⁇ th contact piece forces can act on the contact arrangement from different directions.
  • the transverse forces can attack at different angles substantially transversely to the movement path and be intercepted by the limiting element.
  • Supply web to form an abutment on both sides of BEWE ⁇ adjacent to the second contact piece for example, a fork-shaped configuration of the limiting element before ⁇ seen to be, which has a recess into which in the course of reaching an on position, the second Kon ⁇ clock piece is immersed.
  • the stop can also be designed such that it is arranged only on one side next to the second contact piece.
  • the mass of Begren is reduced ⁇ -cutting element.
  • Such a shape is advantageously used when forces act only from one direction, so that the one-sided stopper is pressed against the second contact piece.
  • a holding element of the second contact piece is used additionally or al ⁇ ternatively.
  • the second contact piece can be constructed in such a mechanically stable that forces occurring are be conducted in the second contact piece a ⁇ .
  • the stop is dimensioned so that it only slightly abuts the second contact piece or is arranged slightly spaced apart. is net. As a result, no additional Aufschiebe technique are applied.
  • the second contact piece is a blade contact piece.
  • Knife contacts have a robust, low-wear construction. Therefore, they are particularly suitable to absorb larger forces, as they can be transmitted, for example, from the Begrenzungsele ⁇ ment.
  • a further advantageous embodiment may accordingly provide that the first contact piece has mutually opposite elastically deformable finger elements.
  • the first contact piece for example, elastically deformable Fin ⁇ gerieri have, which can slide on the blade contact piece. Due to the elastic deformability, the finger elements are pressed onto the blade contact piece or the second contact piece. Frequent overstretching of the finger elements, for example due to lateral forces, could lead to premature aging of the contact arrangement. By the use of the limiting element ei ⁇ ne such overstretching and widening of the finger elements is avoided.
  • the support element is pivotally mounted.
  • a pivotable support element is suitable to use constructive einfa ⁇ che contact arrangements.
  • a strike contact with A fair contact piece can be easily closed and opened.
  • Figure 2 is a detail of a contact arrangement and Figure 3 is a plan view of the high voltage circuit breaker.
  • a high-voltage circuit breaker 1 is shown in a side view.
  • the high-voltage circuit breaker 1 is designed in a so-called dead-tank design, ie, a breaker unit Ib of a high-voltage circuit breaker 1 is arranged within a Erd ⁇ potential beauf ⁇ beat, made of electrically conductive material boiler Ia.
  • the interrupt means ⁇ integrated Ib may be constructed for example, such that isolating switching conditions are met. As a result, separate disconnectors are saved.
  • relatively movable contact pieces of the Unterbre ⁇ cheraji Ib are in a switch-off correspondingly far away from each other.
  • the interior of the boiler Ia is hermetically sealed and contains an electronega- tives gas such. As sulfur hexafluoride, under elevated pressure.
  • earthing switches 4, 5 are provided to the electrical lines 15a, b, which are connected to the connection points of the outdoor bushings 2, 3, to apply ground potential.
  • the earthing switches 4, 5 each serve to ground the sections which are located on both sides of the breaker unit 1 b of the high-voltage circuit breaker 1.
  • the earthing switches 4, 5 are respectively He executed as pivoting ⁇ -making switch, that one of the contact pieces is moved on a circular pivot path and moves during a power-up in a fixed, 3 arranged contact piece by guides on the open-air ⁇ 2, a. Since the boiler Ia of the high-voltage circuit breaker 1 carries ground potential, it is advantageous to connect the pivot axis of the earthing switches 4, 5 in each case to the boiler Ia of the high-voltage circuit.
  • circuit breaker 1 To arrange circuit breaker 1 and provide a corresponding elekt ⁇ cal contact.
  • a support member 6 is arranged, which is made of electrically conductive material.
  • the Tragele ⁇ ment 6 is electrically connected to the boiler Ia of the high-voltage circuit breaker 1.
  • a rotary bearing can be used on the high-voltage circuit breaker 1.
  • additional contact elements such as flexible Lei ⁇ terseile or GleitWalletan extracten to form a resilient, e- lektrisch conductive connection.
  • the earthing switch 4 shown in its on position in FIG. 1 as well as the earthing switch 5 shown in its switch-off position in FIG. 1 basically have the same structure. In the following, the structure and the interaction of the contact pieces will now be described with reference to the grounding switch 4 shown in its ON position in FIG.
  • FIG. 2 shows a detail of the earthing switch 4 shown in its switch-on position in FIG. 1.
  • a first contact piece 7 is arranged at a distance from the rotational axis of the support element 6. The support element 6 and the first
  • the Contact piece 7 are electrically conductively connected to each other.
  • the first contact piece 7 has paired elas ⁇ table deformable finger elements 8a, b, c, d.
  • the Fingerele ⁇ ments should be arranged in pairs, the number of finger element pairs depending on the power to be transmitted is selectable.
  • Two each of the finger elements are disposed opposite one another ⁇ standing, so that an opening is formed from ⁇ between them, into which in the switched state of the He ⁇ -making switch 4, a second contact piece 9 by an encryption formation of the finger elements 8a, b, c, d is retractable. Due to the elasticity of the finger elements 8a, b, c, d they are applied to the second contact piece 9, so that a galvanic connection is given.
  • the second contact piece 9 is mounted stationary and designed in the form of a blade contact piece.
  • the second contact piece 9 is designed such that a portion is formed in the shape of an arc, so that at a power-up the finger elements 8a, b, c, d are pressed against ⁇ next against the convex curvature of the sheet and a reliable production of a galvanic Connection can be made.
  • the second contact piece 9 is fastened to a holding element 10.
  • the holding member 10 is entspre ⁇ accordingly fixed to the open-air side end of the electrical conductor of an outdoor bushing. 2 As a result, the second contact piece 9 is held by an outdoor bushing 2.
  • a connecting element 11 is further arranged on the support member 6, a connecting element 11 is further arranged.
  • the connecting element 11 is for one of the loading attachment of the first contact piece 6. 7 on the support member to the other, the connecting member 11 also uses ge for ⁇ to connect a limiting element 12 to the support member 6 torsionally rigid.
  • the limiting element 12 is formed in the present example of a plastic and configured substantially plate-shaped.
  • the Begrenzungsele ⁇ ment 12 may be designed according to a predetermined bending moment characteristic. Thus, a uniform strength within ⁇ half of the cantilevered boundary element 12 he testifies ⁇ .
  • the limiting member 12 spans a major portion of the first contact piece 7. At its end facing away from the connection element 11 ⁇ end, the limiting element 12 has a fork-like shape.
  • the second con- 9 is located between fork tines of a Ga ⁇ bel a recess is formed, as shown in which the incorporated switch ⁇ th state in the figure 2, the second con- 9 is located.
  • the inner surfaces of the forks are each supported on opposing abutment points of the second contact piece 9 from.
  • the holding element 10 or attachments arranged on the holding element 10 serve to support the limiting element 12. Due to the configuration of the limiting element 12 made of an electrically insulating material, the formation of a parallel-current path next to the current path formed over the two contact pieces 7, 9 is avoided. By Begrenzungsele ⁇ ment 12 transverse forces can be absorbed to the movement path.
  • FIG. 3 is a plan view of the high-voltage circuit breaker 1 can be seen.
  • the outdoor bushings 2, 3 are each second contact pieces 9 with corresponding holding elements 10 fixed angle.
  • the two grounding switches 4, 5 are each shown in their switch-on positions.
  • the finger elements 8a, b, c, d of the respective first contact pieces 7 are driven onto the associated second contact pieces 9.
  • the pivoting track 13 of the first contact pieces 7 and the support elements 6 are aligned such that the guided in the interior of the outdoor bushings 2, 3 electrical current paths outside the plane lie the pivoting track 13. This ensures that the direction of impact or retraction directions of the contact arrangements is arranged transversely to possibly occurring transverse forces 14. It can also be provided that the pivot tracks of the first contact pieces 7 lie in different planes.
  • Transverse forces 14 may arise, for example, that a ground fault occurs, which causes a current flow through the guided in the interior of the outdoor bushings 2, 3 electrical see current paths. The same electrical current is dissipated to earth via the corresponding earthing switch.
  • an arrangement of two approximately parallel electrical conductors, each of which is flowed through by a current having a different sense of direction, arises between the support element 6 and the current path in the interior of the outdoor bushing 2, 3.
  • Due to the correspondingly acting magnetic fields arise between the two approximately parallel outgoing electrical conductors repulsive forces. These repulsive forces can be kept away from the contact pieces 7, 9 by an arrangement according to the invention of a limiting element 12.

Landscapes

  • Breakers (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

Eine Kontaktanordnung eines Erdungsschalters (4,5) bzw. eines Trennschalters weist ein erstes und ein zweites Kontaktstück (7,9) auf. Die beiden Kontaktstücke (7,9) sind relativ zueinander bewegbar. Zumindest einem der Kontaktstücke (7,9) ist ein Begrenzungselement (12) zugeordnet, welches eine Auslenkung des Kontaktstückes (7,9) quer zur Bewegungsbahn begrenzt. Das Begrenzungselement (12) verbindet im geschlossenen Zustand das zweite Kontaktstück (9) mit einem Tragelement (6).

Description

Beschreibung
KONTAKTANORDNUNG MIT EINEM BEGRENZUNGSELEMENT , DAS DIE AUSLENKUNG DES BEWEGBAREN KONTAKTSTÜCKS BEGRENZT
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktanordnung eines Erdungsschalters oder eines Trennschalters mit einem ersten und einem zweiten Kontaktstück, welche längs einer Bewegungsbahn relativ zueinander bewegbar sind.
Ein derartiger Erdungsschalter ist aus der schweizerischen Patentschrift CH 480 725 bekannt. Dort sind an Freiluftdurch¬ führungen zum Herausführen von Stromanschlüssen eines Leistungsschalters in Kesselbauform zusätzliche Erdungsschalter angeordnet. Die Erdungsschalter weisen jeweils ein auf einer Kreisbahn schwenkbares erstes Kontaktstück sowie ein ortsfestes zweites Kontaktstück auf. Im eingeschalteten Zustand eines Erdungsschalters verlaufen eine im Innern der zugehörigen Freiluftdurchführung angeordnete Strombahn sowie eine Er- dungsstrombahn des Erdungsschalters annähernd parallel. In einem Fehlerfall kann ein Strom über die im Innern der Freiluftdurchführung angeordnete Strombahn sowie den Erdungsschalter gegen Erdpotential fließen. Die im Innern der Freiluftdurchführung angeordnete Strombahn sowie die Erdungs- strombahn des Erdungsschalters sind von ein und demselben
Strom durchflössen, jedoch weist dieser aufgrund der geometrischen Verhältnisse eine entgegengesetzte Flussrichtung auf. Von dem Stromfluss bewirkte Magnetfelder rufen aufgrund der entgegengesetzt gerichteten Durchströmung abstoßende Kräfte zwischen der Strombahn und der Erdungsstrombahn hervor. Aufgrund der Kräfte erfolgt eine mechanische Belastung der Anordnung und somit auch der Kontaktanordnung. Dadurch drohen die Kontaktstücke voneinander abzuheben und Lichtbögen zu er- zeugen. Weiter besteht die Gefahr, dass die Kontaktstelle sich unkontrolliert öffnet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontakt- anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, welche ein sicheres Kontaktieren von relativ zueinander bewegbaren Kontaktstücken gewährleistet und auch unter erschwerten Bedingungen eine Kontaktunterbrechung verhindert.
Bei einer Kontaktanordnung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest einem der Kontaktstücke ein Begrenzungselement zugeordnet ist, welches eine Auslenkung zumindest eines bewegbaren Kon¬ taktstückes quer zur Bewegungsbahn begrenzt.
Die Kontaktstücke sind zueinander relativ bewegbar angeord¬ net. Zumindest eines der Kontaktstücke ist bewegbar gelagert. Während einer Einschaltbewegung erfolgt zum Ende der Bewegung eine Kontaktierung der beiden Kontaktstücke. Dieses Kontak- tieren erfolgt beispielsweise durch ein Einfahren der Kontaktstücke ineinander. Typischerweise ist eine derartige Kon¬ taktanordnung eine Gleit- oder Steckkontaktanordnung, die mehrmals geschlossen und aufgetrennt werden kann. Derartige Kontaktanordnungen sind aufgrund der nötigen federelastischen Kontaktierung jedoch darauf angewiesen, dass eine ausreichende Stabilisierung der Lage der Kontaktstücke in den jeweili¬ gen Endpositionen erfolgt. Durch die Nutzung eines Begrenzungselementes wird eine Querauslenkung der Kontaktstücke vermieden. Ein unbeabsichtigtes Herausrücken beispielsweise aus einer Endposition aufgrund von äußeren Kräften, die z. B. von Kraftwirkungen zwischen Magnetfeldern von Strom durch- flossenen Leitern herrühren können, kann so vermieden werden. Die Kontaktstücke selbst bleiben vor zusätzlichen Biegebeanspruchungen verschont. Dadurch wird die Lebensdauer der Kon- taktstücke erhöht und eine sichere Kontaktgabe ist gewähr¬ leistet. Derartige Kontaktanordnungen sind an verschiedenen Schaltgeräten einsetzbar, z. B. an Trennschaltern, Lasttrennschaltern, Erdungsschaltern oder so genannten Schnellerdern .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Bewegungsbahn in einer Ebene verläuft und das Begrenzungselement quer zur Ebene angreifende Kräfte aufnimmt.
Bewegungsbahnen, die in einer Ebene verlaufen, sind durch entsprechende Antriebsanordnungen bzw. Getriebe leicht er¬ zeugbar. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sich die Relativbewegung zwischen den beiden Kontaktstücken längs einer Linie vollzieht. Eine weitere vorteilhafte Bewegungs- form stellt eine Schwenkbewegung dar, wobei zumindest eines der Kontaktstücke um eine Drehachse herumgeschwenkt wird. Das verschwenkte Kontaktstück bewegt sich dabei radial beabstan¬ det zu der Drehachse. In einem einfachen Fall bleibt dieser radiale Abstand konstant, so dass zumindest ein Segment einer kreisförmigen Bahn überstrichen wird. Durch den Einsatz eines Begrenzungselementes kann ein notwendiges Drehlager verein¬ facht ausgestaltet werden, da Querkräfte von dem Begrenzungs¬ element aufgenommen werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass je nach auftretenden Querkräften das Begrenzungselement der- art ausgestaltet ist, dass die gesamte Bewegungsbahn durch das Begrenzungselement stabilisiert ist oder auch nur Ab¬ schnitte oder Punkte der Bewegungsbahn durch das Begrenzungs¬ element gesichert sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das erste Kontaktstück an einem Ende eines bewegbar gelagerten Tragelementes angeordnet ist und in einem geschlossenen Zustand der Kontaktanordnung das Begrenzungselement das Tragelement an dem zweiten Kontaktstück oder/und einem Halteelement des zweiten Kontaktstückes abstützt.
Das Begrenzungselement sollte dabei derart ausgestaltet sein, dass im geschlossenen Zustand die Kontaktanordnung mechanisch überbrückt wird, so dass Kräfte außerhalb der für die elekt¬ rische Kontaktierung vorgesehenen Kontaktstücke geführt werden. Dadurch wird die eigentliche elektrische Kontaktierungs- stelle vor mechanischen Überlastungen geschützt. Es kann bei- spielsweise vorgesehen sein, dass das Begrenzungselement nach dem Erreichen der Einschaltposition der Kontaktanordnung hinzugefügt wird, um mechanische Kräfte aufzunehmen. Es kann je¬ doch auch vorgesehen sein, dass das Begrenzungselement bei¬ spielsweise an den feststehenden zweiten Kontaktstück befes- tigt ist und das bewegbare erste Kontaktstück mit Erreichen seiner Einschaltposition von dem Begrenzungselement abgestützt ist.
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Begren- zungselement an dem Tragelement angeschlagen ist.
Zur Erzeugung einer kreisförmigen Bewegungsbahn kann ein Tragelement schwenkbar gelagert sein, wobei an dem Tragele¬ ment beabstandet zu der Drehachse das erste Kontaktstück an- geordnet ist. Eine winkelsteife Verbindung zwischen dem Trag¬ element und dem Begrenzungselement stellt eine kostengünstige Variante eines Anschlagens des Begrenzungselementes dar. Bei einer Schwenkbewegung des Tragelementes wird das erste Kon¬ taktstück entsprechend mitbewegt. In einem einfachen Fall kann zur Erzeugung der Kreisbahn vorgesehen sein, dass das
Tragelement während einer Schwenkbewegung in seiner Form unverändert bleibt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Tragelement selbst in seiner Form während einer Schwenk¬ bewegung verändert wird. Beispielsweise können teleskopartige Verlängerungen ausgefahren werden oder mittels pantographi- scher Übertragungen Bewegungsbahnen erzeugt werden, die weder einer linearen Bewegung noch einer kreisförmigen Bewegung entsprechen .
Im geschlossenen Zustand ist eine Sicherung der Kontaktanord¬ nung durch das Begrenzungselement von besonderer Bedeutung, da in diesem Zustand von einer zuverlässigen, unterbrechungsfreien Kontaktierung des ersten und des zweiten Kontaktstü- ckes ausgegangen wird. Insbesondere bei der Verwendung von Gleit- bzw. Steckkontaktanordnungen zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktstück wird die Kontaktanordnung selbst vor äußeren mechanischen Belastungen geschützt. Weiterhin wird eine Gefährdung vermieden, die durch ein zumindest zeitweises Abheben der Kontaktstücke aufgrund von Auslenkungen auftreten kann. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Kontaktanordnungen, wie beispielsweise an Erdungsschaltern, ist dies mög¬ lichst zu vermeiden. Weiterhin besteht bei dem Abheben der Kontaktstücke voneinander die Gefahr, dass ein Laststrom, Erdstrom oder Ladungsstrom etc. Lichtbogenerscheinungen an der Kontaktanordnung hervorruft. Diese Lichtbogenerscheinungen können zu Kontaktabbrand führen, wodurch die Lebensdauer der Kontaktanordnung selbst nachteilige beeinflusst wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass das zwei¬ te Kontaktstück ortsfest gelagert ist.
Durch die ortsfeste Lagerung des zweiten Kontaktstückes ent¬ steht eine mechanisch einfache Kontaktanordnung. Es ist Ie- diglich das erste Kontaktelement auf einer entsprechenden Be¬ wegungsbahn zu bewegen, um einen Kontakt herzustellen oder die Kontaktanordnung aufzutrennen. Weiterhin kann das zweite Kontaktstück vergleichsweise massiv ausgestaltet sein, da Be¬ wegungen beispielsweise durch entsprechende Antriebseinrich- tungen nicht auszuführen sind. Aufgrund einer stabilen Ausgestaltung kann das zweite Kontaktstück als mechanisch stabilisierendes Element der Kontaktanordnung genutzt werden.
Vorteilhafterweise kann dabei weiter vorgesehen sein, dass das Begrenzungselement das zweite Kontaktstück und/oder das Halteelement elektrisch isolierend mit dem Tragelement ver¬ bindet .
Eine elektrisch isolierende Verbindung zwischen dem zweiten
Kontaktstück und/oder Halteelement und dem Begrenzungselement verhindert die Ausbildung von Parallelstrombahnen an der Kontaktanordnung. Derartige Parallelstrombahnen können zu unerwünschten Entladungserscheinungen und Erwärmungen führen. Da- durch kann die Stabilität der Kontaktanordnung selbst nachteilig beeinflusst werden. Zur elektrischen Isolierung kann beispielsweise eine entsprechende Isolierlagerung des Begrenzungselementes vorgesehen sein. Eine elektrisch isolie¬ rende Lagerung kann beispielsweise im Bereich einer winkel- steifen Verbindung mit dem Tragelement vorgesehen sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass im Verlauf des Begrenzungselementes entsprechende Isolierabschnitte angeordnet sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann weiterhin vorsehen, dass das Begrenzungselement einen Anschlag aufweist, welcher sich im geschlossenen Zustand der Kontaktanordnung seitlich der Bewegungsbahn neben einem Anschlagpunkt an dem zweiten Kontaktstück und/oder dem Halteelement erstreckt.
Durch den Einsatz eines elektrisch isolierenden Anschlages an dem Begrenzungselement ist eine weitere Möglichkeit gegeben, das Begrenzungselement elektrisch zu isolieren. Vorteilhaft kann dazu beispielsweise auch vorgesehen sein, dass das Be- grenzungselement annähernd vollständig aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist. Dieses elektrisch isolie¬ rende Material kann beispielsweise ein anorganisches Material wie z. B. eine Keramik, ein organisches Material, wie Holz, oder ein Kunststoff, wie z. B. Polytetrafluräthylen oder faserverstärkte Kunststoffe, sein. Die Verwendung eines Kunst¬ stoffes hat weiterhin den Vorteil, dass dieser eine ausrei¬ chende Bruchfestigkeit bei geringer Masse aufweist und bei der Aufnahme von Querkräften eine ausreichende Elastizität gegeben ist. Durch die Anordnung von Anschlägen des Begrenzungselementes beiderseits der Bewegungsbahn neben den zwei¬ ten Kontaktstück können Kräfte aus verschiedenen Richtungen auf die Kontaktanordnung einwirken. Die Querkräfte können unter verschiedenen Winkeln im Wesentlichen quer zur Bewegungs- bahn angreifen und durch das Begrenzungselement abgefangen werden. Zur Ausbildung eines Anschlages beiderseits der Bewe¬ gungsbahn neben dem zweiten Kontaktstück kann beispielsweise eine gabelförmige Ausgestaltung des Begrenzungselementes vor¬ gesehen sein, welche eine Ausnehmung aufweist, in welche im Zuge des Erreichens einer Einschaltposition das zweite Kon¬ taktstück eintaucht. Der Anschlag kann jedoch auch derart ausgebildet sein, dass dieser nur einseitig neben dem zweiten Kontaktstück angeordnet ist. So ist die Masse des Begren¬ zungselementes reduziert. Eine derartige Gestalt ist dann vorteilhaft einsetzbar, wenn Kräfte nur aus einer Richtung einwirken, so dass der einseitige Anschlag gegen das zweite Kontaktstück gepresst wird. Entsprechendes gilt, falls ein Halteelement des zweiten Kontaktstückes zusätzlicher oder al¬ ternativ genutzt wird. Wie oben stehend beschrieben, kann das zweite Kontaktstück derart mechanisch stabil konstruiert sein, dass auftretende Kräfte in das zweite Kontaktstück ein¬ leitbar sind.
Der Anschlag ist so dimensioniert, dass er nur leicht am zweiten Kontaktstück anliegt oder etwas beabstandet angeord- net ist. Dadurch sind keine zusätzlichen Aufschiebekräfte aufzubringen .
In der vorteilhaften Ausgestaltung kann weiterhin vorgesehen sein, dass das zweite Kontaktstück ein Messerkontaktstück ist .
Messerkontaktstücke weisen einen robusten, verschleißarmen Aufbau auf. Daher sind sie besonders geeignet größere Kräfte aufzunehmen, wie sie beispielsweise von dem Begrenzungsele¬ ment übertragen werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann entsprechend vorsehen, dass das erste Kontaktstück einander gegenüberste- hende elastisch verformbare Fingerelemente aufweist.
Als Gegenkontaktstück für ein Messerkontaktstück kann das erste Kontaktstück beispielsweise elastisch verformbare Fin¬ gerelemente aufweisen, welche auf das Messerkontaktstück auf- gleiten können. Aufgrund der elastischen Verformbarkeit werden die Fingerelemente auf das Messerkontaktstück bzw. das zweite Kontaktstück gepresst. Ein häufiges Überdehnen der Fingerelemente, beispielsweise durch auftretende Querkräfte, könnte zu einer vorzeitigen Alterung der Kontaktanordnung führen. Durch die Verwendung des Begrenzungselementes ist ei¬ ne derartige Überdehnung und Aufweitung der Fingerelemente vermieden .
Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Tragelement schwenkbar gelagert ist.
Ein schwenkbares Tragelement ist geeignet, konstruktiv einfa¬ che Kontaktanordnungen einzusetzen. Ein Einschlagkontakt mit einem Messekontaktstück kann einfach geschlossen und geöffnet werden .
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels in einer Zeichnung schematisch gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigt die
Figur 1 einen Hochspannungs-Leistungsschalter mit mehreren Kontaktanordnungen, die
Figur 2 ein Detail einer Kontaktanordnung und die Figur 3 eine Draufsicht auf den Hochspannungs- Leistungsschalter .
In der Figur 1 ist ein Hochspannungs-Leistungsschalter 1 in einer Seitenansicht dargestellt. Der Hochspannungs- Leistungsschalter 1 ist in so genannter Dead-Tank-Bauweise ausgeführt, d. h. innerhalb eines mit Erdpotential beauf¬ schlagten, aus elektrisch leitfähigem Material gefertigten Kessels Ia ist eine Unterbrechereinheit Ib eines Hochspan- nungs-Leistungsschalters 1 angeordnet. Die Unterbrecherein¬ heit Ib kann beispielsweise derart konstruiert sein, dass auch Trennschaltbedingungen erfüllt sind. Dadurch werden separate Trennschalter eingespart. So kann vorgesehen sein, dass relativ zueinander bewegbare Kontaktstücke der Unterbre¬ chereinheit Ib in einer Ausschaltstellung entsprechend weit voneinander entfernbar sind. Zur Verminderung der Baugröße des Hochspannungs-Leistungsschalters 1 ist das Innere des Kessels Ia hermetisch verschlossen und birgt ein elektronega- tives Gas, wie z. B. Schwefelhexafluorid, unter erhöhtem Druck .
Zur Hindurchführung von elektrischen Leitungen 15a, 15b in das Innere des Kessels Ia des Hochspannungs-Leistungs- Schalters 1 sind entsprechende Freiluftdurchführungen 2, 3 an Flanschen des Kessels Ia angeordnet. Es kann vorgesehen sein, dass bei dem Einsatz eines Hochspannungs-Leistungsschalters in Dead-Tank-Bauweise in Elektroenergie-Übertragungssystemen mit mehreren Phasen innerhalb eines gemeinsamen Kessels Unterbrechereinheiten mehrerer Phasen angeordnet sind. Dementsprechend ist eine größere Anzahl von Freiluftdurchführungen an dem Kessel des Hochspannungs-Leistungsschalters anzuord¬ nen. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, eine Aus- gestaltung wie in der Figur 1 vorzusehen, wobei für jede Phase eines Elektroenergie-Übertragungssystems ein Hochspan- nungs-Leistungsschalters 1 mit separatem Kessel Ia zum Ein¬ satz kommt. Beispielsweise werden zum Schalten eines dreipha¬ sigen Wechselspannungssystems drei derartige Hochspannungs- Leistungsschalter 1 nebeneinander aufgestellt.
Um die elektrischen Leitungen 15a, b, welche an den Anschlusspunkten der Freiluftdurchführungen 2, 3 angeschlossen sind, mit Erdpotential zu beaufschlagen, sind Erdungsschalter 4, 5 vorgesehen. Die Erdungsschalter 4, 5 dienen jeweils der Erdung der Abschnitte, die sich beiderseits der Unterbrechereinheit Ib des Hochspannungs-Leistungsschalters 1 befinden. Die Erdungsschalter 4, 5 sind jeweils als schwenkbare Er¬ dungsschalter ausgeführt, d. h. eines der Kontaktstücke wird auf einer kreisförmigen Schwenkbahn bewegt und fährt während eines Einschaltvorgangs in ein ortsfestes, an den Freiluft¬ durchführungen 2, 3 angeordnetes Kontaktstück ein. Da der Kessel Ia des Hochspannungs-Leistungsschalters 1 Erdpotential führt, ist es vorteilhaft, die Schwenkachse der Erdungsschal- ter 4, 5 jeweils an dem Kessel Ia des Hochspannungs-
Leistungsschalters 1 anzuordnen und eine entsprechende elekt¬ rische Kontaktierung vorzusehen. An der Drehachse ist ein Tragelement 6 angeordnet, welches aus elektrisch leitendem Material gefertigt ist. Das Tragele¬ ment 6 ist elektrisch leitend mit dem Kessel Ia des Hochspan- nungs-Leistungsschalters 1 verbunden. Dazu kann beispielswei- se eine Drehlagerung an dem Hochspannungs-Leistungsschalter 1 dienen. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein durch zusätzliche Kontaktelemente, wie beispielsweise flexible Lei¬ terseile oder Gleitkontaktanordnungen, eine belastbare, e- lektrisch leitende Verbindung auszubilden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, das Tragelement 6 mit einem separaten Erdungspunkt zu kontaktieren und ein elektrisch isolierendes Verbindungselement an dem Kessels Ia des Hochspannungs- Leistungsschalters 1 einzusetzen. Der in der Figur 1 in seiner Einschaltposition dargstellte Erdungsschalter 4 sowie der in der Figur 1 in seiner Ausschaltposition dargestellte Erdungsschalter 5 weisen prinzipiell den gleichen Aufbau auf. Im Folgenden soll nunmehr der Aufbau und das Zusammenwirken der Kontaktstücke anhand des in der Figur 1 in seiner Einschaltposition dargestellten Erdungsschalters 4 beschrieben werden.
Die Figur 2 zeigt ein Detail des in der Figur 1 in seiner Einschaltposition dargestellten Erdungsschalters 4. An dem Tragelement 6 ist zu dessen Drehachse beabstandet ein erstes Kontaktstück 7 angeordnet. Das Tragelement 6 und das erste
Kontaktstück 7 sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Das erste Kontaktstück 7 weist paarweise angeordnete elas¬ tisch verformbare Fingerelemente 8a,b,c,d auf. Die Fingerele¬ mente sollten paarweise angeordnet sein, wobei die Anzahl der Fingerelement-Paare je nach zu übertragender Leistung wählbar ist. Jeweils zwei der Fingerelemente sind einander gegenüber¬ stehend angeordnet, so dass zwischen ihnen eine Öffnung aus¬ gebildet ist, in welche im eingeschalteten Zustand des Er¬ dungsschalters 4 ein zweites Kontaktstück 9 unter einer Ver- formung der Fingerelemente 8a,b,c,d einfahrbar ist. Aufgrund der Elastizität der Fingerelemente 8a,b,c,d liegen diese an dem zweiten Kontaktstück 9 an, so dass eine galvanische Verbindung gegeben ist. Das zweite Kontaktstück 9 ist ortsfest gelagert und in Form eines Messerkontaktstückes ausgestaltet. Das zweite Kontaktstück 9 ist dabei derart gestaltet, dass ein Abschnitt in Form eines Bogens ausgeformt ist, so dass bei einem Einschaltvorgang die Fingerelemente 8a,b,c,d zu¬ nächst gegen die konvexe Wölbung des Bogens gepresst werden und eine zuverlässige Herstellung einer galvanischen Verbindung erfolgen kann. Das zweite Kontaktstück 9 ist an einem Halteelement 10 befestigt. Das Halteelement 10 ist entspre¬ chend an dem freiluftseitigen Ende des elektrischen Leiters einer Freiluftdurchführung 2 befestigt. Dadurch wird das zweite Kontaktstück 9 von einer Freiluftdurchführung 2 gehalten .
An dem Tragelement 6 ist weiterhin ein Verbindungselement 11 angeordnet. Das Verbindungselement 11 dient zum einen der Be- festigung des ersten Kontaktstückes 7 an dem Tragelement 6. Zum anderen wird das Verbindungselement 11 auch dafür ge¬ nutzt, ein Begrenzungselement 12 mit dem Tragelement 6 ver- windungssteif zu verbinden. Das Begrenzungselement 12 ist im vorliegenden Beispiel aus einem Kunststoff gebildet und im Wesentlichen plattenförmig ausgestaltet. Das Begrenzungsele¬ ment 12 kann nach einer vorgegebenen Biegemomentenkennlinie gestaltet sein. So wird eine gleichmäßige Festigkeit inner¬ halb des einseitig eingespannten Begrenzungselementes 12 er¬ zeugt. Das Begrenzungselement 12 überspannt einen Großteil des ersten Kontaktstückes 7. An seinem von dem Verbindungs¬ element 11 abgewandten Ende weist das Begrenzungselement 12 eine gabelförmige Gestalt auf. Zwischen Gabelzinken einer Ga¬ bel ist eine Ausnehmung gebildet, in welcher im eingeschalte¬ ten Zustand, wie in der Figur 2 dargestellt, das zweite Kon- taktstück 9 liegt. Die Innenflächen der Gabelzinken stützen sich jeweils an entgegengesetzt zueinander liegenden Anschlagpunkten des zweiten Kontaktstückes 9 ab. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zusätzlich oder alternativ das Halteelement 10 oder am Halteelement 10 angeordnete Anbauten zur Abstützung des Begrenzungselementes 12 dienen. Aufgrund der Ausgestaltung des Begrenzungselementes 12 aus einem e- lektrisch isolierenden Material ist die Ausbildung eines Parallelstrompfades neben dem über die beiden Kontaktstücke 7, 9 gebildeten Strompfad vermieden. Durch das Begrenzungsele¬ ment 12 können quer zur Bewegungsbahn liegende Kräfte aufgenommen werden. Dadurch wird verhindert, dass das Tragelement 6 mit dem daran befestigten ersten Kontaktstück 7 quer zur Bewegungsbahn ausgelenkt wird. Durch den Einsatz des Begren- zungselementes 12 wird den Kontaktstücken 7, 9 an den mecha¬ nischen Berührungspunkten die Funktion der Übertragung eines elektrischen Stromes übertragen. Die mechanische Halterung und Positionierung des ersten Kontaktstückes 7 bezüglich des zweiten Kontaktstückes 9 wird durch das Begrenzungselement 12 gewährleistet. Um eine entsprechende Stabilisierung zu ge¬ währleisten, ist auch das schwenkbare Tragelement 6 sowie die entsprechende Drehlagerung mechanisch stabil auszugestalten.
In der Figur 3 ist eine Draufsicht des Hochspannungs- Leistungsschalters 1 zu sehen. An den Freiluftdurchführungen 2, 3 sind jeweils zweite Kontaktstücke 9 mit entsprechenden Halteelementen 10 winkelsteif befestigt. In der Figur 3 sind die beiden Erdungsschalter 4, 5 jeweils in ihren Einschaltpositionen dargestellt. Die Fingerelemente 8a,b,c,d der jewei- ligen ersten Kontaktstücke 7 sind auf die zugehörigen zweiten Kontaktstücke 9 aufgefahren. Die Schwenkbahn 13 der ersten Kontaktstücke 7 sowie der Tragelemente 6 sind dabei derart ausgerichtet, dass die im Innern der Freiluftdurchführungen 2, 3 geführten elektrischen Strombahnen außerhalb der Ebene der Schwenkbahn 13 liegen. Dadurch ist gewährleistet, dass die Einschlagrichtung bzw. Einfahrrichtungen der Kontaktanordnungen quer zu ggf. auftretenden Querkräften 14 angeordnet ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schwenkbahnen der ersten Kontaktstücke 7 in verschiedenen Ebenen liegen.
Querkräfte 14 können beispielsweise dadurch entstehen, dass ein Erdschluss auftritt, welcher einen Stromfluss durch die im Innern der Freiluftdurchführungen 2, 3 geführten elektri- sehen Strombahnen bewirkt. Derselbe elektrische Strom wird über den entsprechenden Erdungsschalter gegen Erde abgeleitet. Dadurch entsteht zwischen dem Tragelement 6 und der Strombahn im Innern der Freiluftdurchführung 2, 3 eine Anordnung von zwei annähernd parallel zueinander liegenden elekt- rischen Leitern, die jeweils von einem Strom mit unterschiedlichem Richtungssinn durchflössen sind. Aufgrund der entsprechend wirkenden Magnetfelder entstehen zwischen den beiden annähernd parallel geführten elektrischen Leitern abstoßende Kräfte. Diese abstoßenden Kräfte können durch eine erfin- dungsgemäße Anordnung eines Begrenzungselementes 12 von den Kontaktstücken 7, 9 ferngehalten werden.

Claims

Patentansprüche
1. Kontaktanordnung eines Erdungsschalters (4,5) oder ei¬ nes Trennschalters mit einem ersten und einem zweiten Kontaktstück (7,9), welche längs einer Bewegungsbahn relativ zueinander bewegbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest einem der Kontaktstücke (7,9) ein Begren¬ zungselement (12) zugeordnet ist, welches eine Auslen- kung zumindest eines bewegbaren Kontaktstückes (7) quer zur Bewegungsbahn begrenzt .
2. Kontaktanordnung eines Erdungsschalters (4,5) oder Trennschalters nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bewegungsbahn in einer Ebene verläuft und das Be¬ grenzungselement (12) quer zur Ebene angreifende Kräfte (14) aufnimmt.
3. Kontaktanordnung eines Erdungsschalters oder Trennschalters nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das erste Kontaktstück (7) an einem Ende eines bewegbar gelagerten Tragelementes (6) angeordnet ist und im ge- schlossenen Zustand der Kontaktanordnung das Begrenzungselement (12) das Tragelement (6) an dem zweiten Kontaktstück (9) oder/und einem Halteelement (10) des zweiten Kontaktstückes abstützt.
4. Kontaktanordnung eines Erdungsschalters oder Trennschalters nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Begrenzungselement (12) an dem Tragelement (6) an- geschlagen ist.
5. Kontaktanordnung eines Erdungsschalters oder Trennschalters nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das zweite Kontaktstück (9) ortsfest gelagert ist.
6. Kontaktanordnung eines Erdungsschalters (4,5) oder Trennschalters nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Begrenzungselement (12) das zweite Kontaktstück (9) und/oder das Halteelement (10) elektrisch isolierend mit dem Tragelement (6) verbindet.
7. Kontaktanordnung eines Erdungsschalters (4,5) oder Trennschalters nach einem der Ansprüche 3 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Begrenzungselement (12) einen Anschlag aufweist, welcher sich im geschlossenen Zustand der Kontaktanord- nung seitlich der Bewegungsbahn neben einem Anschlagpunkt an dem zweiten Kontaktstück (9) und/oder dem Halteelement (10) erstreckt.
8. Kontaktanordnung eines Erdungsschalters (4,5) oder Trennschalters nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das zweite Kontaktstück (9) ein Messerkontaktstück ist.
9. Kontaktanordnung eines Erdungsschalters (4,5) oder Trennschalters nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das erste Kontaktstück (7) einander gegenüberstehende elastisch verformbare Fingerelemente (8a,b,c,d) aufweist .
10. Kontaktanordnung eines Erdungsschalters (4,5) oder
Trennschalters nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Tragelement (6) schwenkbar gelagert ist.
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