EP2016601A1 - Leistungsschalter, insbesondere hochstromschalter - Google Patents

Leistungsschalter, insbesondere hochstromschalter

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EP2016601A1
EP2016601A1 EP07728946A EP07728946A EP2016601A1 EP 2016601 A1 EP2016601 A1 EP 2016601A1 EP 07728946 A EP07728946 A EP 07728946A EP 07728946 A EP07728946 A EP 07728946A EP 2016601 A1 EP2016601 A1 EP 2016601A1
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EP
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pole
busbar
fixed contact
connection means
welded
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EP07728946A
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Ralf-Peter Kurth
Clemens RÜTHNICK
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/58—Electric connections to or between contacts; Terminals
    • H01H2001/5894—Electric connections to or between contacts; Terminals the extension of the contact being welded to a wire or a bus

Definitions

  • the invention relates to a circuit breaker, in particular a high-current switch, having at least one pole unit with a pole head and a pole carrier and a vacuum interrupter arranged therebetween with a fixed contact and a moving contact, wherein the fixed contact via a first connection means with a first busbar of the pole unit and the moving contact are connected via a second connection means with a second bus bar of the pole unit.
  • Such a circuit breaker is known for example from Siemens publication "Siemens HG 11.11 1999" is known.
  • the disclosed therein high-current switch as the power switch includes fully three pole units, each with a pole head and a pole base and one each interposed vacuum ⁇ interrupter.
  • a fixed contact and a moving contact In order to connect the contacts to the busbars, in this previously known circuit breaker connecting means are screwed on the one hand to the respective contact and on the other hand to the respective busbar.
  • Object of the present invention is to develop a circuit breaker of the type mentioned, which has a higher current carrying capacity.
  • this object is, are that the first terminal means to the first power rail and the fixed contact and the second connection means rail to the second power ⁇ and welded to the moving contact at a power scarf ⁇ ter of the aforementioned type characterized.
  • the second busbar to a flexible conductor and is welded to the flexible conductor and the second connection means.
  • the attachment means are electron beam welded. Electron beam welding is particularly advantageous because the weld seams ⁇ be executed in high precision.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of a power switch according to the invention
  • Figure 2 is a detail view in the region of the fixed contact
  • FIG. 1 shows a high current switch as a circuit breaker for high current applications in a cross-sectional view.
  • the circuit breaker 1 comprises three pole units for the three phases of an alternating current to be switched, of which only one polar unit is shown in FIG. 2.
  • the pole unit 2 comprises a pole head 3 and a Polträ ⁇ ger 4, between which a contact system 5 in the form of a vacuum interrupter 5 for switching a current between a first bus bar 6 and a second bus bar 7 of the pole unit 2 is arranged.
  • a moving contact 8 of the vacuum ⁇ interrupter 5 is connected via a drive linkage with a drive unit 9 to ⁇ 10 coupled to the circuit breaker, wherein the drive unit 10 is formed for initiating a shifting movement into the moving contact 8 of the contact system.
  • the Be ⁇ wegtern 8 is connected by means of second connection means 11 with the second busbar 7.
  • a fixed contact 12 of the Va ⁇ kuumschaltrschreibe 5 is electrically connected via first connection means 13 to the first bus bar 6.
  • the poi-unit is fixed by means of support means 14 and 15 to a retaining wall 16 of the circuit breaker 1.
  • Figure 2 shows a cross-sectional view of a Detaildarstel ⁇ development in the area of the fixed contact 12 of the vacuum interrupter 5.
  • the fixed contact 12 of the vacuum interrupter is 5-cylindrical in form of a zy ⁇ bolt with the first connecting means 13 in the form of a copper shaped plate having a bolt of the fixed contact 12 has corresponding recess in the Be ⁇ rich 17 encircling electron beam welded , creating a non-positive and cohesive connection between the fixed contact 12 and the second connection means 13 is formed.
  • the second connection means 13 is also electron beam welded to the first busbars 6 in the region 18.
  • To stabilize an aluminum spacer 19 is disposed between the busbars.
  • FIG 3 shows a detailed view in the region of Bewegkontak ⁇ tes of the vacuum interrupter 5 of the Figure 1.
  • the movable contact 8 is connected at its tapered end 20 in the area 21 circumferentially to the second connection means 11 in form of a kupferförmi- gen plate with a bolt 20 of the Moving contact 8 ent ⁇ speaking recess electron beam welded.
  • Flexible current conductors 22 and 23 are also electron beam-welded in the areas 24 to the second connection means 11 and beam welded at 26 and 27 electrons with the second bus bar 7 ⁇ .
  • the pole head 3 and the pole carrier 4 are provided with cooling bodies 3a and 4a, respectively, which serve to dissipate the heat generated by the high currents in the region of the fixed contact 12 and the moving contact 8, respectively.
  • fastening means 28 are provided on the first current ⁇ rail 6 and fastening means 29 on the second current ⁇ rail 7, which are respectively provided for screwing the first busbar 6 and the second busbar 7, for example with busbars of a switchgear.
  • the heat sinks 3a and 4a the temperature of the current-carrying parts is lowered such that in the region of the screw 28 and 29, the Temperature is in the required range of less than 65 to 75 degrees Kelvin above ambient temperature.

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Description

Beschreibung
Leistungsschalter, insbesondere Hochstromschalter
Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter, insbesondere einen Hochstromschalter, mit mindestens einer Poleinheit mit einem Polkopf und einem Polträger und einer dazwischen angeordneten Vakuumschaltröhre mit einem Festkontakt und einem Bewegkontakt, wobei der Festkontakt über ein erstes An- Schlussmittel mit einer ersten Stromschiene der Poleinheit und der Bewegkontakt über ein zweites Anschlussmittel mit einer zweiten Stromschiene der Poleinheit verbunden sind.
Ein derartiger Leistungsschalter ist beispielsweise aus der Siemens Druckschrift „Siemens HG 11.11, 1999" bekannt. Der dort offenbarte Hochstromschalter als Leistungsschalter um- fasst drei Poleinheiten mit jeweils einem Polkopf und einem Polträger sowie jeweils eine dazwischen angeordnete Vakuum¬ schaltröhre. Ein Festkontakt und ein Bewegkontakt der Vakuum- schaltröhre sind mit ersten und zweiten Stromschienen der Poleinheit verbunden. Zur Verbindung der Kontakte mit den Stromschienen werden bei diesem vorbekannten Leistungsschalter Anschlussmittel einerseits an dem jeweiligen Kontakt und andererseits an der jeweiligen Stromschiene verschraubt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Leistungsschalter der eingangs erwähnten Art weiterzubilden, welcher über eine höhere Stromtragfähigkeit verfügt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Leistungsschal¬ ter der eingangs erwähnten Art dadurch, dass die ersten Anschlussmittel mit der ersten Stromschiene und dem Festkontakt sowie die zweiten Anschlussmittel mit der zweiten Strom¬ schiene und dem Bewegkontakt verschweißt sind. Durch die Schweißstellen zwischen dem ersten Anschlussmittel und der ersten Stromschiene sowie dem Festkontakt und zwi¬ schen dem zweiten Anschlussmittel und der zweiten Strom- schiene und dem Bewegkontakt sind in vorteilhafterweise kraft- und Stoffschlüssige Verbindungsbereiche ausgebildet. Durch diese kraft- und Stoffschlüssigen Verbindungsbereiche weist der Strompfad von der ersten Stromschiene über die Va¬ kuumschaltröhre zur zweiten Stromschiene eine ausreichende mechanische Stabilität auf und kommt insbesondere ohne Ver- schraubungen im Bereich der Anschlussmittel aus. Dies ist deswegen vorteilhaft, weil die Temperatur an den Verschrau- bungen nicht mehr als 65 bis 75 Grad Kelvin über der Umge¬ bungstemperatur des Leistungsschalters liegen soll. Durch das Verschweißen entfällt diese Problematik, wodurch die Stromtragfähigkeit des gesamten Leistungsschalters deutlich erhöht ist .
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die zweite Strom- schiene einen flexiblen Stromleiter auf und ist mit dem flexiblen Stromleiter und dem zweiten Anschlussmittel verschweißt .
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die An- Schlussmittel elektronenstrahlverschweißt . Elektronenstrahl- verschweißungen sind besonders vorteilhaft, weil die Schwei߬ nähte in hoher Präzision ausführbar sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Fi¬ guren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen LeistungsSchalters; Figur 2 eine Detailansicht im Bereich des Festkontaktes; und
Figur 3 eine Detailansicht im Bereich des Bewegkontaktes.
Figur 1 zeigt einen Hochstromschalter als Leistungsschalter für Hochstromanwendungen in einer Querschnittsansicht. Der Leistungsschalter 1 umfasst drei Poleinheiten für die drei Phasen eines zu schaltenden Wechselstromes, von denen figürlich dargestellt nur eine Poleinheit mit 2 bezeichnet ist. Die Poleinheit 2 umfasst einen Polkopf 3 sowie einen Polträ¬ ger 4, zwischen denen ein Kontaktsystem 5 in Form einer Vakuumschaltröhre 5 zum Schalten eines Stromes zwischen einer ersten Stromschiene 6 und einer zweiten Stromschiene 7 der Poleinheit 2 angeordnet ist. Ein Bewegkontakt 8 der Vakuum¬ schaltröhre 5 ist über ein Antriebsgestänge 9 mit einer An¬ triebseinheit 10 des Leistungsschalters gekoppelt, wobei die Antriebseinheit 10 zum Einleiten einer Schaltbewegung in den Bewegkontakt 8 des Kontaktsystems 5 ausgebildet ist. Der Be¬ wegkontakt 8 ist mittels zweiten Anschlussmitteln 11 mit der zweiten Stromschiene 7 verbunden. Ein Festkontakt 12 der Va¬ kuumschaltröhre 5 ist über erste Anschlussmittel 13 mit der ersten Stromschiene 6 elektrisch leitend verbunden. Die PoI- einheit ist mittels Stützeinrichtungen 14 und 15 an einer Haltewand 16 des Leistungsschalters 1 befestigt.
Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Detaildarstel¬ lung im Bereich des Festkontaktes 12 der Vakuumschaltröhre 5. Der Festkontakt 12 der Vakuumschaltröhre 5 in Form eines zy¬ lindrischen Bolzens ist mit dem ersten Anschlussmittel 13 in Form einer kupferförmigen Platte, welche eine dem Bolzen des Festkontaktes 12 entsprechende Ausnehmung aufweist, im Be¬ reich 17 umlaufend elektronenstrahlverschweißt , wodurch eine kraft- und Stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Festkontakt 12 und dem zweiten Anschlussmittel 13 ausgebildet ist. Das zweite Anschlussmittel 13 ist des Weiteren mit den ersten Stromschienen 6 im Bereich 18 ebenfalls elektronenstrahlver- schweißt. Zur Stabilisierung ist zwischen den Stromschienen ein Aluminiumabstandshalter 19 angeordnet.
Figur 3 zeigt eine Detailansicht im Bereich des Bewegkontak¬ tes der Vakuumschaltröhre 5 aus der Figur 1. Der Bewegkontakt 8 ist an seinem verjüngten Ende 20 im Bereich 21 umlaufend mit dem zweiten Anschlussmittel 11 in Form einer kupferförmi- gen Platte mit einer dem Bolzen 20 des Bewegkontaktes 8 ent¬ sprechenden Ausnehmung elektronenstrahlverschweißt . Flexible Stromleiter 22 und 23 sind in den Bereichen 24 mit dem zwei- ten Anschlussmittel 11 ebenfalls elektronenstrahlverschweißt und bei 26 und 27 mit der zweiten Stromschiene 7 elektronen¬ strahlverschweißt. Durch die kraft- und Stoffschlüssige Ver¬ bindung in den Bereichen 21, 24, 25, 26 und 27 sind im Bereich der flexiblen Stromleiter 22 und 23 und des Bewegkon- taktes 8 keine weiteren Verschraubungen als Befestigungsmit¬ tel notwendig.
Wie aus der Figur 1 ersichtlich, sind der Polkopf 3 und der Polträger 4 mit Kühlkörpern 3a bzw. 4a versehen, welche zur Abfuhr der durch die hohen Ströme im Bereich des Festkontaktes 12 bzw. des Bewegkontaktes 8 erzeugten Wärme dienen. Zum Anschluss des Hochstromschalters 1 sind an der ersten Strom¬ schiene 6 Befestigungsmittel 28 und an der zweiten Strom¬ schiene 7 Befestigungsmittel 29 vorgesehen, welche jeweils zur Verschraubung der ersten Stromschiene 6 und der zweiten Stromschiene 7 beispielsweise mit Sammelschienen einer Schaltanlage vorgesehen sind. Durch die Kühlkörper 3a und 4a wird die Temperatur der stromführenden Teile derartig abgesenkt, dass im Bereich der Verschraubungen 28 bzw. 29 die Temperatur im erforderlichen Bereich von weniger als 65 bis 75 Grad Kelvin über der Umgebungstemperatur liegt.
Be zugs zeichenl i ste
1 LeistungsSchalter
2 Poleinheit
3 Polkopf
4 Polträger
5 Vakuumsehaltröhre
6 Erste Stromschiene
7 Zweite Stromschiene
8 Bewegkontakt
9 Antriebsgestänge
10 Antriebseinheit
11 Zweite Anschlussmittel
12 Festkontakt
13 Erste Anschlussmittel
14, 15 Stützeinrichtungen
16, Haltewand
17, 18 Verbindungsbereiche
19 Stabilisierungselement
20 Bewegkontaktbolzen
21 Verbindungsbereiche
22, 23 Flexible Stromleiter
24, 25, 26, 27 Verbindungsbereiche
28, 29 Befestigungsmittel
3a, 4a Kühlkörper

Claims

Patentansprüche
1. Leistungsschalter, insbesondere Hochstromschalter mit mindestens einer Poleinheit (2) mit einem Polkopf (3) und einem Polträger (4) und einer dazwischen angeordneten Vakuumschaltröhre (5) mit einem Festkontakt (12) und einem Bewegkontakt (8, 20), wobei der Festkontakt (12) über ein erstes An¬ schlussmittel (13) mit einer ersten Stromschiene (6) der Pol¬ einheit (2) und der Bewegkontakt (8) über ein zweites An- Schlussmittel (11) mit einer zweiten Stromschiene (7) der Poleinheit (2) verbunden sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die ersten Anschlussmittel (13) mit der ersten Stromschiene (6) und dem Festkontakt (12) sowie die zweiten Anschlussmit- tel (11) mit der zweiten Stromschiene (7) und dem Bewegkon¬ takt (8, 20) verschweißt sind.
2. Leistungsschalter 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 zweite Stromschiene (7) einen flexiblen Stromleiter (22, 23) aufweist und mit dem flexiblen Stromleiter (22, 23) und dem zweiten Anschlussmittel (11) verschweißt ist.
3. Leistungsschalter 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 die Anschlussmittel (11, 13) elektronenstrahlverschweißt sind.
EP07728946A 2006-05-10 2007-05-09 Leistungsschalter, insbesondere hochstromschalter Active EP2016601B1 (de)

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