EP3469613A1 - Kontaktarmanordnung für ein hochspannungs-schaltgerät und deren verwendung - Google Patents

Kontaktarmanordnung für ein hochspannungs-schaltgerät und deren verwendung

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Publication number
EP3469613A1
EP3469613A1 EP17739933.4A EP17739933A EP3469613A1 EP 3469613 A1 EP3469613 A1 EP 3469613A1 EP 17739933 A EP17739933 A EP 17739933A EP 3469613 A1 EP3469613 A1 EP 3469613A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
contact arm
switching device
voltage switching
voltage
Prior art date
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Granted
Application number
EP17739933.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3469613B1 (de
Inventor
Matthias HURNICKI
Mariusz ROHMANN
Bernd RÄTH
Dirk SCHRÄDER
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 Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to PL17739933T priority Critical patent/PL3469613T3/pl
Publication of EP3469613A1 publication Critical patent/EP3469613A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3469613B1 publication Critical patent/EP3469613B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • H01H31/34—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact adapted to engage an overhead transmission line, e.g. for branching
    • H01H31/36—Contact moved by pantograph

Definitions

  • the invention relates to a Maisarman extract for a high-voltage switching device and their use, wherein the Kon ⁇ tact arm arrangement comprises at least two contact arms, which are arranged in pairs and at least one joint relative to each other movable, and each comprising a Mixarm- upper part and a contact arm lower part ,
  • High-voltage switchgear devices are in Hochwoodsbe ⁇ rich, ie used from a voltage of 1000 V.
  • High-voltage switchgear devices are z.
  • B Disconnector in particular ⁇ special single-column circuit breaker, which are used for visible separation of a current path, or earthing switch.
  • High-voltage switchgear devices can be constructed in the manner of a pantograph.
  • a typical structure comprises at least one contact with a movable and a fixed contact piece.
  • the solid contact piece, ie the fixed contact is z.
  • B is a spatially fixed cylindrical metal tube or cable.
  • the contact piece is made of a material such.
  • B copper which conducts electric current well, and / or aluminum, for a high mechanical strength.
  • the movable contact piece comprises z. B a contact arm arrangement with at least two contact arms, which are arranged in pairs and at least one joint movable relative to each other, analogous to a pantograph.
  • the contact arms each include a contact arm top and a contact arm bottom.
  • the contact arms can z. B consist of tubular metal pieces, z. B made of copper and / or aluminum tubes.
  • the separation distance z. B in disconnectors and earthing switches is clearly visible to the outside, and for reasons of space, the switch is usually not encapsulated and not installed in a housing.
  • the elements or parts of the high-voltage switching device can be set to the weather influences. Wind and / or ice load can lead to unwanted movement of the movable contact pieces, in particular to a movement away from the fixed contact, which deteriorates the electrical contact and thus leads to higher electrical losses across the contact. In extreme cases, the current path can be disconnected, unintentionally and with negative consequences for the connected power grid.
  • the object of the present invention is the avoidance or reduction of the problems described above.
  • it is an object to provide a contact arm assembly for a high voltage switching device and the use thereof, which have a reliable function, allow in particular with low electrical losses of the high-voltage switchgear ⁇ device in the connected state, and a low cost, the require ⁇ gen adapted, in particular allow modular design.
  • a contact arm arrangement according to the invention for a high-voltage switching device comprises at least two contact arms, which are arranged in pairs and at least one joint movable relative to each other, and each having a Maisarm- upper part and a contact arm lower part.
  • the contact arm upper part has in each case at least one or exactly one recess, which is designed to receive a contact element.
  • each contact element can be fastened in a stable and electrically conductive manner to the contact arm in a simple and cost-effective manner.
  • Contact elements with a predetermined, favorable shape and made of a suitable material, regardless of the shape and the material of the contact arm upper part, can be fastened to the contact arm upper part via the recess, matched to the field of application of the high-voltage switching device.
  • the shape of the contact arm upper part is independent of the shape of an electrical contact surface for an electrical contact between the contact arm and fixed contact. It can z.
  • B T-shaped contact elements are used, which are selected according to the voltage ranges and currents through the contact.
  • T-shaped Kon ⁇ tact elements compared to a tubular, ie O-shaped contact piece, produce a larger contact surface between movable contact pieces and fixed contact, which allows in the closed ⁇ senen state of the high-voltage switching device a reli ⁇ sigeren current flow with lower electrical losses.
  • It can contact elements made of copper with or without coatings z.
  • B are made of silver, or flameproof materials for a long-term stable, good electrical contact. The contact elements can provide a good electrical contact in the closed state of the high-voltage switching device, with low electrical Lusten and low resulting costs, especially in adverse weather conditions such. B in wind and ice formation and / or short circuits in the network.
  • Recess for receiving a contact element allows modular construction of the contact arm and a simple exchange of contact elements.
  • the latter can advertising independently selected from the remaining structure of the contact arm assembly to the optimized shape and material for a good electrical contact, according to the required current and clamping ⁇ voltage range of the high voltage switching device.
  • the contact elements When worn, the contact elements can be easily removed from the recess and replaced with new contact elements.
  • the contact arm design with the exception of the recess is independent of the contact element, and can with respect to material and shape on egg ⁇ properties such. B mechanical stability and réellereduk ⁇ tion be optimized.
  • the high voltage switching device can be chromatograph a high voltage switch disconnector, in particular a circuit breaker like a pan, or the high voltage switching device may be a High-voltage earthing switch, in particular a grounding switch in the manner of a pantograph.
  • the high-voltage switching device can be ⁇ forms in the manner of a single-column switching device.
  • a number of contact arms may be included in the contact arm assembly, which is dependent on parameters of the power system, to which the high-voltage switching device is Schlos ⁇ Senen is, in particular depend on the operating current and / or short-circuit current. For larger, maximum currents and / or voltages, a larger number of contact arms can be used. The number can also be selected depending on the shape and shape of the contact arms, especially when reducing the Griffinarmquerterrorisms a higher number of contact arms can be used. The flexibility in the design of the contact arm arrangement can lead to cost reductions, enable safe operation and / or keep or reduce maximum occurring electrical losses over the contact.
  • the contact sub-part and / or the contact insert can / may comprise at least two profile rods which are, in particular via spacers to each other rigidly verbun ⁇ . This allows a mechanically stable contact arm arrangement with good electrical properties, which has recesses. Parts such as B contact elements and areas of the other contact arms can be partially or completely arranged in the recesses. A contact ⁇ part, z. B the contact arm upper part can be in another Kon ⁇ clock arm, z. B are arranged in the contact arm lower part, in particular in a joint region, whereby a scissors-like movement is easily possible.
  • the recess for receiving a contact element of the contact arm upper part may be elongated along the longitudinal axis of the contact arm upper part, in particular in the manner of a gap. In the gap, the contact element can be easily arranged and fixed.
  • the elongated training he ⁇ enables the arrangement of an elongated contact element, the special ⁇ with large contact surface and / or rectangular contact area for good contact properties such. B when moving contact pieces against each other.
  • the respective recess of a contact arm upper part may be formed from ⁇ in the form of a groove in a profile bar, in particular a rectangular profile rod with rounded corners and edges.
  • At least one contact element, in particular in T-shape may beLelas ⁇ sen in the recess at least partially, in mechanical and electrical contact with the section bar.
  • Grooves are simple and inexpensive to produce ⁇ bar, z. B by milling, laser cutting, embossing.
  • a T-shaped contact element can be easily and mechanically stable inserted into a groove, in particular with mechanical and electrical contact with the material of the contact arm shell.
  • the contact arm arrangement can be constructed in a simple and cost-effective manner with contact elements having good electrical properties for contact between contact pieces. Rounded corners and edges reduce or prevent corona and flashovers.
  • the respective recess of a contact arm upper part may be formed al- ternatively or additionally in the form of a slit between at least two rectangular profile bars which are spaced apart via spacers to each other are ⁇ be strengthened.
  • rectangular profile bars with rounded corners and edges can be arranged at a distance.
  • At least one contact element, in particular in T-shape can be at least partially embedded in the recess between the profile rods , in mechanical and electrical Contact with the profile bars.
  • About spaced profile rods can be easily and inexpensively slots or recesses for contact elements are formed.
  • the contact arm arrangement can be constructed in a simple and cost-effective manner with contact elements, with good electrical properties for contact between contact pieces. Rounded corners and edges of rectangular profile bars lead to a reduction or avoidance of corona phenomena and flashovers.
  • At least one fixed contact may be comprised by the contact arm arrangement, which in the closed state of the current path of the high-voltage switchgear is in electrical contact with the at least two contact arms.
  • a hard contact is easy and inexpensive to implement.
  • a movable contact can be used, which moved up to the closing of the contact towards contact tops be ⁇ .
  • Two contact pairs, each having two contact arms can be included in the contact arm assembly, in particular two mutually parallel contact pairs which are at least one connecting element mechanically ver ⁇ connected to each other, in particular via an ON-level in the region of the joints connecting element.
  • An inventive use of the above-described contact arm arrangement comprises that the contact arm arrangement is used in a high-voltage switching device in the manner of a pantograph.
  • Pantographs can form a good contact by clamping at least one contact piece between mating contact pieces, which is mechanically and electrically stable, with low electrical losses.
  • a scissor-like movement of contact pieces of the pantograph can be done easily, with little drive energy, reliably without jamming of contact pieces, resulting in a high reliability and low electrical losses in the switched state of the high-voltage switching device.
  • the high-voltage switching device can be covered by a high-voltage electrical network and / or electrically connected to this, in particular a high-voltage network with voltages from 1000 V operating voltage.
  • a high-voltage electrical network with voltages from 1000 V operating voltage.
  • the advantages described above are positive in particular in a high-voltage network.
  • the schematic show in side view a high-voltage switching device 1 in the manner of a pantograph with a contact arm 2 according to the invention, and the Maisarman himself 2 of Figure 1 in more detail, with two contact arms 7 a Mixarm- pair, each having a contact arm upper part 8 and Contact arm lower part 9 connected via a hinge 10 include, and
  • a high-voltage switching device 1 is shown in the manner of a pantograph as a single-column circuit breaker.
  • the high-voltage switching device 1 has a contact arm arrangement 2 according to the invention, which is arranged on a support frame arrangement 5 with insulators 4.
  • the single-column circuit breaker running on a support frame assembly 5, analogous to a stand, a contact arm arrangement 2 with contact arms 7 in the manner of Pan- graph arranged, which in the closed state of the current path of the high-voltage switching device 1 in electrical and mechanical contact in particular with a mating contact 3, designed as a fixed contact, is.
  • the current path, z is the manner of Pan- graph arranged, which in the closed state of the current path of the high-voltage switching device 1 in electrical and mechanical contact in particular with a mating contact 3, designed as a fixed contact, is.
  • the movement of the contact arms 7 and the switching between the open and closed state of the high-voltage switching ⁇ device 1 is driven by a drive 6 on the support frame assembly 5.
  • the movement is from the drive 6 via a kinematic chain with z.
  • B elements such as insulators 4 or waves in the insulators 4 transmitted to the contact arm 2.
  • the drive 6 can, for. B be a motor, in particular an electric motor or a spring-loaded drive. Elements such. B gears, pulleys and / or shafts may be included in the kinematic chain.
  • the joints 10 allow a movement in which the Whyarm- upper parts 8 in the upper region, above the joint 10 between ⁇ two contact arms 2, when closing the current path of the high-voltage switching device 1 to move toward each other and move away from each other when opening.
  • the contact arms 7 form, via the joint 10 between the two contact arms 7, a kind of shear, between whose legs the mating contact 3 is mechanically clamped when the current path is closed.
  • the mating contact 3 is the simplicity sake in Figure 2 is not Darge ⁇ .
  • the contact arm upper part 8 and the contact arm lower part 9 ei ⁇ Nes contact arm 7 are connected via a joint 10 each movable with each other.
  • a joint 10 By the connection of two contact arms 7 and two contact arm tops 8 via a joint 10 performs a movement in which the joints 10, each connecting the contact arm base 9 and the contact arm shell 8 at one end, away from each other, to an opening of the Sche ⁇ re formed by the contact arm tops 8.
  • the joint 10 is moved to connect the two contact ⁇ arms 7 or two contact tops 8 downwards. In this position, the current path is opened via the high-voltage switching device 1.
  • a movement of the contact arms 7 takes place in each case via a Dre ⁇ hen the contact arm lower parts 9 about an axis perpendicular to the plane of Figure 2, wherein the axis of rotation is arranged at the end of the ⁇ each respective contact arm lower part 9, which the end of the contact arm lower part 9 with hinged 10 opposite ⁇ lies.
  • the rotational movement of the contact arm lower part 9 about its lower end is effected by the drive 6, transmitted via the kinematic chain.
  • the contact arm lower parts 9 are rotated away from one another in opposite directions, ie the right contact arm base part 9 in the clockwise direction and the left contact arm lower part 9 in the counterclockwise direction.
  • the contact arm lower parts 9 are rotated in opposite Richtun ⁇ conditions toward each other, ie the right Maisarm- lower part 9 counterclockwise and the left Kunststoffarm- lower part 9 in the clockwise direction.
  • Analog one pantograph the rotational movement of the two contact sub-parts 9 about the axis at the end of the contact arm lower parts 9, a movement of the contact arm tops 8.
  • the shears or the contact to the mating contact 3 is opened and the current path interrupted.
  • the joint 10 which connects the contact arm upper parts 8 of the two contact arms 7 with each other, moved downward.
  • the ends of the contact arm upper parts 8 are moved downwards, as well as the freely movable end of the two contact arm lower parts 9 are each moved downwards.
  • the ends of the contact arm upper parts 8 are moved upwards and the freely movable end of the two contact arm lower parts 9 is in each case moved upward.
  • the contact arm tops 8, as shown in Figure 2, have a kink. As a result, they are bent towards each other at the upper ends of the contact arm tops 8.
  • FIG. 3 shows two parallel contact arm pairs with contact arms 7 of FIG. 2, rigidly connected via connecting elements 11.
  • the connecting elements 11 are z. B arranged in the form of waves or rods perpendicular to the plane of the figure 2 in Figure 3 between the contact arm pairs.
  • the connecting elements 11 are arranged ⁇ respectively at the joints 10 and respectively connect two equivalent joints 10 of the opposing contact pairs with each other.
  • the three connecting elements 11 are the same length, whereby the contact ⁇ arm pairs are arranged parallel to each other.
  • a tubular mating contact 3 is arranged with its longitudinal axis parallel to the longitudinal axes of the connecting elements 11. The one sake of simplicity the counter contact is not drawn to a ⁇ in Figure 3. 3
  • FIG. 4 shows an upper end of a contact arm upper part 8 of the contact arms 7 shown in FIGS. 1 to 3.
  • the dashed line 16 represents the previously beriane- ne kink-axis and the bends in the contact arm tops.
  • An elongated recess in the contact arm upper part 8 is formed by a longitudinal groove 12 along the longitudinal axis of the Kon ⁇ taktarm upper part 8 ,
  • the groove 12 can through the entire cross section of the contact arm shell 8 or only in a surface area to a certain depth, z. B may be formed in the range of centimeters in the contact arm upper part 8.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of the contact arm upper part 8 shown in FIG. The
  • Recess is formed between two parallel profile bars 13 by spacers 15 between the profile bars 13.
  • the distance between the profile bars 13 and the width of the spacers 15 gives the width of the recess and the distance of the spacers 15 from each other gives the length of the recess along the longitudinal axis of the contact arm shell 8.
  • the spacers 15 can z. B by means of screws and / or welding and / or soldering and / or gluing to the two profile bars 13 of the contact arm upper part 8. Hold the two Pro ⁇ filstangen 13 to a particular constant distance from each other along the longitudinal axis of the section bars 13 and the contact arm upper part 8.
  • the fastening elements 14 ent ⁇ long the longitudinal axis of the section bars 13 or of the Maisarm- upper part 8 may be arranged in order to mechanically and in particular electrically connect the two profile rods 13 with each other.
  • the contact arm lower parts 9 can be constructed of two profile rods 13 with fastening 14 and / or spacer elements 15.
  • Figure 6 is a contact arm upper part 8 of Figure 4, with a contact element 17 in the groove 12 as a recess angeord ⁇ net, shown in sectional view.
  • a contact element 17 is arranged or recessed form ⁇ conclusively.
  • the contact element 17 is rod-shaped, ie elongated, in particular without being hollow on the inside.
  • the contact element 17 has a T-shape in cross-section and is formed analogously to a rail. Holes are continuous through the contact element 17 on one side arranged vertical surface 19, which holes are assigned in a lateral surface of the profile bar 13.
  • Screws 14 and / or bolts can be guided through the holes, the contact element 17 on the profile bar 13 mechanically stable and / or good electrically conductive fix.
  • the mounting ⁇ element 14 can be inserted along the mounting ⁇ element 14 in the interior of the profile bar 13, between the wall of the profile bar 20 and the contact surface 19, stand-off elements 21.
  • the profile bar 13 may, for. B made of copper, and / or made of aluminum.
  • the contact element 17 may be made of copper for good electrical conductivity and good electrical contact, and is kept cally stable over the section bar 13 mecha ⁇ .
  • a contact arm upper part 8 is described, with high mechanical stability and good electrical contact properties in contact with the fixed or mating contact 3.
  • the Kunststoffarm- lower part 9 of the contact arm 7 may be analogous to the Whyarm- upper part 8, only without groove 12 and / or contact ⁇ element 17th
  • FIG. 7 shows a contact arm upper part 8 according to FIG. 5 in a sectional view, with a contact element 17 arranged in the recess between the two profile rods 13.
  • the contact arm 9 of the upper part of Figure 7 has filstange instead of a product 13 with a rectangular cross section, as shown in Fi gur ⁇ 6, two mutually parallel profile rods 13 with an oval cross-section.
  • the oval cross-section or the wall 20 of a profile bar 13 is composed of two flat, parallel sides which are mechanically connected to one another centrally via a connecting web 18 extending perpendicularly on the sides, which extends along the length of the profile bars 13, and two Semicircles with radius r, which each miteinan ⁇ connect the opposite ends of the planes parallel to the connecting web 18.
  • the two profile bars 13 are spaced, parallel zueinan ⁇ arranged, whereby a gap or a recess between the profile bars 13 is formed.
  • Spacer elements 15 with a thickness can be arranged between the profile bars 13, in particular in the region of Befest onlysele ⁇ elements 14.
  • the two profile rods 13 of the Kunststoffarm- upper part 8 are fixed in parallel, relative to each other.
  • the con- taktarm lower part 9 of the contact 7 can be constructed analogous to the Kon ⁇ taktarm upper part 8, but without the contact element 17 and spacer elements 15 instead of the contact element 17 in the obe ⁇ ren area of the section bars 13.
  • one or a respective contact element 17 may be arranged. It can also be two or more profile bars 13, in particular arranged parallel to each other, as shown in Figure 7, and the contact element 17 or the contact ⁇ elements 17 may be arranged between or respectively between the profile bars 13.
  • This profile bars 13 cross sections such. B rectangular, oval and / or elliptical oval. In each case all profile rods 13 may be formed with the same cross section or with different cross sections, in particular with different shape. Combinations of the exemplary embodiments of FIGS. 6 and 7 may also be used, with contact elements 17 being arranged between profile rods 13 and in recesses of the respective profile bar 13.
  • Two, four or more contact arms 7 can be used for the contact arm arrangement 2. These can be parallel
  • the contact arm tops 8 and the contact arm parts 9 may, for. B have the shape as shown in Figure 6, or have the shape as shown in Figure 7, or combinations of research men. It can be arranged between the contact arms 7 electrically conductive or non-conductive connecting elements 11. It may, as shown in Figure 3, five connection ⁇ elements 11 are used, or a smaller or larger number of connection elements 11. Joints 10 may waves and / or storage and, optionally, additional elements for power transmission, consisting of highly conductive materials such as copper or aluminum are made.
  • the contact elements 17 and profile bars 13 can instead of screws 14, rivets or bolts z. B be joined together by welding or gluing. Contact elements 14 and / or profile bars 13 may be coated for better electrical conductivity, for.
  • Profile rods 13 and / or contact elements 17 may be made of a material, in particular ⁇ special a good conductive material such. B copper, or mechanically stable materials such. B steel or aluminum, and / or may have different Materia ⁇ lien and / or alloys.

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kontaktarmanordnung (2) für ein Hochspannungs-Schaltgerät (1), mit wenigstens zwei Kontaktarmen (7), welche paarweise und über wenigstens ein Gelenk (10) relativ zueinander beweglich angeordnet sind, und welche jeweils ein Kontaktarm-Oberteil (8) und ein Kontaktarm-Unterteil (9) umfassen. Das Kontaktarm-Oberteil (8) weist jeweils wenigstens eine Ausnehmung auf, welche zur Aufnahme eines Kontaktelements (17) ausgebildet ist. Die Kontaktarmanordnung (2) kann erfindungsgemäß in einem Hochspannungs-Schaltgerät (1) nach Art eines Pantographen eingesetzt werden.

Description

Beschreibung
Kontaktarmanordnung für ein Hochspannungs-Schaltgerät und de¬ ren Verwendung
Die Erfindung betrifft eine Kontaktarmanordnung für ein Hochspannungs-Schaltgerät und deren Verwendung, wobei die Kon¬ taktarmanordnung wenigstens zwei Kontaktarme umfasst, welche paarweise und über wenigstens ein Gelenk relativ zueinander beweglich angeordnet sind, und welche jeweils ein Kontaktarm- Oberteil und ein Kontaktarm-Unterteil umfassen.
Hochspannungs-Schaltgerätgeräte werden im Hochspannungsbe¬ reich, d. h. ab einer Spannung von 1000 V verwendet. Hoch- spannungs-Schaltgerätgeräte sind z. B Trennschalter, insbe¬ sondere Einsäulen-Trennschalter, welche zum sichtbaren Trennen einer Strombahn eingesetzt werden, oder Erdungsschalter. Hochspannungs-Schaltgerätgeräte können nach Art eines Pantog- raphen aufgebaut sein. Dabei umfasst ein typischer Aufbau we- nigstens einen Kontakt mit einem beweglichen und einem festen Kontaktstück. Das feste Kontaktstück, d. h. der Festkontakt ist z. B ein räumlich fixiertes zylinderförmiges Metallrohr oder Kabel. Das Kontaktstück ist aus einem Material wie z. B Kupfer, welches elektrischen Strom gut leitet, und/oder Alu- minium, für eine hohe mechanische Festigkeit.
Das bewegliche Kontaktstück umfasst z. B eine Kontaktarmanordnung mit wenigstens zwei Kontaktarmen, welche paarweise und über wenigstens ein Gelenk relativ zueinander beweglich angeordnet sind, analog einem Pantographen . Die Kontaktarme umfassen jeweils ein Kontaktarm-Oberteil und ein Kontaktarm- Unterteil. Beim elektrischen Verbinden mit dem festen Kontaktstück werden die Kontaktarm-Oberteile des jeweiligen Kon- taktarm-Paares aufeinander zubewegt, d. h. über das Gelenk verbunden analog dem Schließen einer Schere bewegt, wobei das feste Kontaktstück zwischen den Kontaktarm-Oberteilen eingeklemmt wird. Dabei wird der elektrische Kontakt zwischen dem festen und den beweglichen Kontaktstücken über die Kontakt- arm-Oberteile in Verbindung mit dem festen Kontaktstück hergestellt. Beim Öffnen der Strombahn über die Kontaktanordnung werden die Kontaktarm-Oberteile des jeweiligen Kontaktarm-Paares voneinander weg bewegt, d. h. analog dem Öffnen einer Schere bewegt, wobei das feste Kontaktstück zwischen den Kontaktarm- Oberteilen von den Kontaktarm-Oberteilen freigegeben wird. Die Kontaktarme können z. B aus rohrförmigen Metallstücken bestehen, z. B aus Kupfer- und/oder Aluminiumrohren.
Im verbundenen bzw. eingeschalteten Zustand des Hochspannungs-Schaltgerätes ist ein guter elektrischer Kontakt zwi- sehen dem Festkontakt und den beweglichen Kontaktarmen notwendig, um verlustfrei bzw. zumindest verlustarm elektrischen Strom über den Kontakt zu leiten.
Damit die Trennstrecke z. B bei Trennschaltern und Erdungs- Schaltern nach außen hin gut sichtbar ist, und aus Platzgründen, ist der Schalter in der Regel nicht gekapselt und nicht in einem Gehäuse verbaut. Somit können die Elemente bzw. Tei¬ le des Hochspannungs-Schaltgerätes den Wettereinflüssen aus¬ gesetzt sein. Wind und/oder Eisbelastung können zu einer un- gewollten Bewegung der beweglichen Kontaktstücke führen, insbesondere zu einer Bewegung vom Festkontakt weg, was den elektrischen Kontakt verschlechtert und somit zu höheren elektrischen Verlusten über den Kontakt hinweg führt. Im Extremfall kann ein Auftrennen der Strombahn erfolgen, unbeab- sichtigt und mit negativen Folgen für das angeschlossene Stromnetz .
In einem Kurzschlussfall können durch hohe Ströme Kräfte ent¬ stehen, z. B über sich ändernde Magnetfelder um die strom- durchflossenen Teile herum, d. h. durch Induktion erzeugte
Kräfte, welche zu einer Bewegung der beweglichen Kontaktarme vom Festkontakt weg führen können. Analog Wettereinflüssen kann dies den elektrischen Kontakt verschlechtern und somit zu höheren elektrischen Verlusten über den Kontakt hinweg führen. Im Extremfall kann ein unbeabsichtigtes Auftrennen der Strombahn erfolgen.
Durch die zuvor beschriebenen Probleme ist die Zuverlässig¬ keit des Hochspannungs-Schaltgerätes eingeschränkt, und hohe elektrische Verluste können zu hohen Kosten führen. Ein sicheres, gesteuertes Trennen und Verbinden der elektrischen Kontakte kann eingeschränkt oder unmöglich sein. Eine Anpas¬ sung der Kontaktflächen zwischen den beweglichen und Festkontaktstücken ist aufwendig und unter Umständen mit hohem Materialaufwand verbunden, da die Kontaktstücke als Ganzes verän¬ dert und angepasst werden müssen. So müssen z. B für einen höheren Stromfluss mit geringem Widerstand Rohrstücke als
Ganzes mit größerem Querschnitt, mit mehr Material und/oder als rechteckige Stange mit einem der Kontaktfläche angepass- ten Profil ausgelegt werden. Das erhöht die Kosten und ver¬ ringert Designfreiheiten, z. B die Anpassung des Profils an mechanische Stabilitätserfordernisse.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung bzw. Reduzierung der zuvor beschriebenen Probleme. Insbesondere ist es Aufgabe eine Kontaktarmanordnung für ein Hochspan- nungs-Schaltgerät und deren Verwendung anzugeben, welche eine zuverlässige Funktion, insbesondere mit geringen elektrischen Verlusten im verbundenen Zustand des Hochspannungs-Schalt¬ gerätes ermöglichen, und eine kostengünstige, den Anforderun¬ gen angepasste, insbesondere modulare Bauform ermöglichen.
Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kon¬ taktarmanordnung für ein Hochspannungs-Schaltgerät mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und/oder durch die Verwendung der Kontaktarmanordnung gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kontaktarmanordnung für ein Hochspannungs-Schaltgerät und/oder der Verwendung der Kontaktarmanordnung sind in den Unteransprü- chen angegeben. Dabei ist der Gegenstand des Hauptanspruchs mit den Merkmalen der Unteransprüche sowie Merkmale der Un¬ teransprüche untereinander kombinierbar.
Eine erfindungsgemäße Kontaktarmanordnung für ein Hochspan- nungs-Schaltgerät umfasst wenigstens zwei Kontaktarme, welche paarweise und über wenigstens ein Gelenk relativ zueinander beweglich angeordnet sind, und welche jeweils ein Kontaktarm- Oberteil und ein Kontaktarm-Unterteil aufweisen. Das Kontakt- arm-Oberteil weist jeweils wenigstens eine oder genau eine Ausnehmung auf, welche ausgebildet ist zur Aufnahme eines Kontaktelements .
Durch die Ausnehmung im Kontaktarm-Oberteil kann jeweils ein Kontaktelement einfach und kostengünstig am Kontaktarm stabil und elektrisch leitend befestigt werden. Über die Ausnehmung können Kontaktelemente mit vorbestimmter, günstiger Form und aus einem geeigneten Material, unabhängig von der Form und vom Material des Kontaktarm-Oberteils , am Kontaktarm-Oberteil befestigt werden, abgestimmt auf den Einsatzbereich des Hoch- spannungs-Schaltgerätes . Die Form des Kontaktarm-Oberteils ist unabhängig von der Form einer elektrischen Kontaktfläche für einen elektrischen Kontakt zwischen Kontaktarm und Festkontakt. Es können z. B T-förmige Kontaktelemente verwendet werden, welche entsprechend der Spannungsbereiche und Ströme über den Kontakt ausgewählt sind. So können T-förmige Kon¬ taktelemente gegenüber einem rohrförmigen, d. h. O-förmigen Kontaktstück, eine größere Kontaktfläche zwischen beweglichen Kontaktstücken und Festkontakt erzeugen, welche im geschlos¬ senen Zustand des Hochspannungs-Schaltgerätes einen zuverläs¬ sigeren Stromfluss mit geringeren elektrischen Verlusten ermöglich. Es können Kontaktelemente aus Kupfer mit oder ohne Beschichtungen z. B aus Silber verwendet werden, oder ab- brandfeste Materialien für einen langzeitstabilen, guten elektrischen Kontakt. Die Kontaktelemente können einen guten elektrischen Kontakt im geschlossenen Zustand des Hochspannungs-Schaltgerätes ergeben, mit geringen elektrischen Ver- lusten und geringen daraus entstehenden Kosten, insbesondere auch bei ungünstigen Wettereinflüssen wie z. B bei Wind und Eisbildung und/oder bei Kurzschlüssen im Netz. Gegenüber Kontaktarm-Oberteilen aus einem Stück, insbesondere aus einem runden Rohr, können z. B Kontaktelemente mit einem T-Profil verwendet werden, welche eine längliche Kontaktflä¬ che an einem rohrförmigen Festkontakt aufweisen. Im Gegensatz dazu weisen zylinderförmige Kontaktarm-Oberteile ohne Kon- taktelement, in Verbindung mit einem rohrförmigen, d. h. zylinderförmigen Festkontakt, nur eine punktförmige Kontaktflä¬ che auf. Eine höhere Zuverlässigkeit des Kontakts bei Bewe¬ gung eines Kontaktstücks entlang der Längsachse des gegen¬ überliegenden Kontaktstücks ist durch die größere Auflageflä- che gegeben, da der Kontakt unter Umständen nur lokal entlang der Längsachse und nicht vollständig unterbrochen wird. Eine größere Auflagefläche ergibt ebenfalls einen besseren Strom- fluss, mit geringeren elektrischen Verlusten. Die Ausbildung der Kontaktarm-Oberteile jeweils mit einer
Ausnehmung zur Aufnahme eines Kontaktelements, ermöglicht ei¬ nen modularen Aufbau der Kontaktarmanordnung und einen einfachen Tausch von Kontaktelementen. Letztere können unabhängig vom restlichen Aufbau der Kontaktarmanordnung ausgewählt wer- den, in Form und Material für einen guten elektrischen Kontakt optimiert, entsprechend dem geforderten Strom- und Span¬ nungsbereich des Hochspannungs-Schaltgerätes . Bei Verschleiß können die Kontaktelemente einfach aus der Ausnehmung entfernt und durch neue Kontaktelemente ersetzt werden. Das Kon- taktarmdesign mit Ausnahme der Ausnehmung ist unabhängig vom Kontaktelement, und kann bezüglich Material und Form auf Ei¬ genschaften wie z. B mechanische Stabilität und Kostenreduk¬ tion optimiert sein. Das Hochspannungs-Schaltgerät kann ein Hochspannungs-Trenn¬ schalter, insbesondere ein Trennschalter nach Art eines Pan- tographen sein, oder das Hochspannungs-Schaltgerät kann ein Hochspannungs-Erdungsschalter sein, insbesondere ein Erdungsschalter nach Art eines Pantographen . Das Hochspannungs- Schaltgerät kann nach Art eines Einsäulen-Schaltgeräts ausge¬ bildet sein. Die zuvor beschriebenen Vorteile der Kontaktarm- anordnung sind insbesondere bei Trenn- und Erdungsschaltern sowie Einsäulen-Schaltgeräten und Schaltgeräten, welche nach Art eines Pantographen aufgebaut sind, gegeben.
Eine Anzahl von Kontaktarmen kann von der Kontaktarmanordnung umfasst sein, welche abhängig ist von Parametern des Stromnetzes, an welches das Hochspannungs-Schaltgerät angeschlos¬ senen ist, insbesondere abhängig vom Betriebsstrom und/oder Kurzschlussstrom. Bei größeren, maximal auftretenden Strömen und/oder Spannungen, kann eine größere Zahl an Kontaktarmen verwendet werden. Die Zahl kann auch abhängig von der Form und Gestalt der Kontaktarme gewählt werden, insbesondere bei Reduzierung des Kontaktarmquerschnitts kann eine höhere Zahl an Kontaktarmen verwendet werden. Die Flexibilität im Design der Kontaktarmanordnung kann zu Kostenreduktionen führen, ei- nen sicheren Betrieb ermöglichen und/oder maximal auftretende elektrische Verluste über den Kontakt konstant halten oder reduzieren .
Das Kontaktarm-Unterteil und/oder das Kontaktarm-Oberteil kann/können wenigstens zwei Profilstangen umfassen, welche insbesondere über Abstandselemente miteinander starr verbun¬ den sind. Dadurch wird eine mechanisch stabile Kontaktarmanordnung mit guten elektrischen Eigenschaften ermöglicht, welche Ausnehmungen aufweist. Teile wie z. B Kontaktelemente und Bereiche der anderen Kontaktarme können in den Ausnehmungen teilweise oder vollständig angeordnet werden. Ein Kontaktarm¬ teil, z. B das Kontaktarm-Oberteil kann in einem anderen Kon¬ taktarmteil, z. B dem Kontaktarm-Unterteil angeordnet werden, insbesondere in einem Gelenkbereich, wodurch eine scherenar- tige Bewegung einfach ermöglicht wird. Die Ausnehmung zur Aufnahme eines Kontaktelements des Kon- taktarm-Oberteils kann entlang der Längsachse des Kontaktarm- Oberteils länglich ausgebildet sein, insbesondere nach Art eines Spaltes. In dem Spalt kann das Kontaktelement einfach angeordnet und befestigt werden. Die längliche Ausbildung er¬ möglicht die Anordnung eines länglichen Kontaktelements, ins¬ besondere mit großer Kontaktfläche und/oder rechteckiger Kontaktfläche, für gute Kontakteigenschaften z. B bei Bewegung von Kontaktstücken gegeneinander.
Die jeweilige Ausnehmung eines Kontaktarm-Oberteils kann in Form einer Nut in einer Profilstange, insbesondere einer Rechteckprofilstange mit abgerundeten Ecken und Kanten, aus¬ gebildet sein. Wenigstens ein Kontaktelement, insbesondere in T-Form, kann zumindest teilweise in die Ausnehmung eingelas¬ sen sein, in mechanischem und elektrischem Kontakt mit der Profilstange. Nuten sind einfach und kostengünstig herstell¬ bar, z. B durch Fräsen, Laserschneiden, Einprägen. Ein T- förmiges Kontaktelement kann einfach und mechanisch stabil in eine Nut eingefügt werden, insbesondere mit mechanischem und elektrischem Kontakt zum Material des Kontaktarm-Oberteils. Dadurch kann die Kontaktarmanordnung auf einfache und kostengünstige Weise mit Kontaktelementen aufgebaut werden, mit gu¬ ten elektrischen Eigenschaften für einen Kontakt zwischen Kontaktstücken. Abgerundete Ecken und Kanten führen zu einer Reduktion oder Vermeidung von Koronaerscheinungen und Spannungsüberschlägen .
Die jeweilige Ausnehmung eines Kontaktarm-Oberteils kann al- ternativ oder zusätzlich gebildet sein in Form eines Schlitzes zwischen wenigstens zwei Rechteckprofilstangen, welche voneinander beabstandet über Abstandselemente aneinander be¬ festigt sind. Insbesondere Rechteckprofilstangen mit abgerundeten Ecken und Kanten können beabstandet angeordnet sein. Wenigstens ein Kontaktelement, insbesondere in T-Form, kann zumindest teilweise in die Ausnehmung zwischen den Profil¬ stangen eingelassen sein, in mechanischem und elektrischem Kontakt mit den Profilstangen. Über beabstandete Profilstangen können einfach und kostengünstig Schlitze bzw. Ausnehmungen für Kontaktelemente ausgebildet werden. Dadurch kann wie zuvor beschrieben die Kontaktarmanordnung auf einfache und kostengünstige Weise mit Kontaktelementen aufgebaut werden, mit guten elektrischen Eigenschaften für einen Kontakt zwischen Kontaktstücken. Abgerundete Ecken und Kanten von Rechteckprofilstangen führen zu einer Reduktion oder Vermeidung von Koronaerscheinungen und Spannungsüberschlägen.
Wenigstens ein Festkontakt kann von der Kontaktarmanordnung umfasst sein, welcher im geschlossenen Zustand der Strombahn des Hochspannungs-Schaltgerätes in elektrischem Kontakt mit den wenigstens zwei Kontaktarmen steht. Ein Festkontakt ist einfach und kostengünstig realisierbar. Alternativ kann auch ein beweglicher Kontakt verwendet werden, welcher sich zum Schließen des Kontaktes in Richtung Kontaktarm-Oberteile be¬ wegt . Zwei Kontaktarm-Paare mit jeweils zwei Kontaktarmen können von der Kontaktarmanordnung umfasst sein, insbesondere zwei parallel zueinander angeordnete Kontaktarm-Paare, welche über mindestens ein Verbindungselement miteinander mechanisch ver¬ bunden sind, insbesondere über ein im Bereich der Gelenke an- geordnetes Verbindungselement. Der beschriebene Aufbau ergibt eine mechanisch stabile, kostengünstig herstellbare Kontakt¬ armanordnung, welche insbesondere nach Art eines Pantographen verwendet werden kann, und welche über die zwei Kontaktarm- Paare eine hohe Zuverlässigkeit beim Herstellen und Halten des elektrischen Kontakts aufweist, mit hoher Stromtragfähigkeit über insbesondere insgesamt vier Kontaktarme.
Bei einer Kontaktarmanordnung mit Kontaktarmen wie zuvor beschrieben, ergibt sich ein guter elektrischer Kontakt ohne hohe Verluste im eingeschalteten Zustand des Hochspannungs- Schaltgerätes, insbesondere mit T-förmigen Kontaktelementen des jeweiligen beweglichen Kontaktarms in elektrischem und mechanischem Kontakt mit einem Festkontakt, insbesondere in zylindrischer Rohrform.
Bei Bewegung eines Kontaktarms am Festkontakt, insbesondere im Kurzschlussfall und/oder bei Wind und/oder bei Eisbelas¬ tung, kann ein Abrollen des Kontaktarms am Festkontakt erfol¬ gen, wobei die Kontaktfläche zwischen Festkontakt und T-för¬ migem Kontaktelement, insbesondere die Oberfläche auf der Oberseite des waagerechten Stegs des T-förmigem Kontaktele- ments, durch deren Abrundung einen elektrischen Kontakt kontinuierlich erhält, mit gleichbleibender wirksamer Kontaktfläche zwischen Kontaktarm und Festkontakt.
Eine erfindungsgemäße Verwendung der zuvor beschriebenen Kon- taktarmanordnung umfasst, dass die Kontaktarmanordnung in einem Hochspannungs-Schaltgerät nach Art eines Pantographen eingesetzt wird. Pantographen können durch Klemmen wenigstens eines Kontaktstücks zwischen Gegenkontaktstücken einen guten Kontakt ausbilden, welcher mechanisch und elektrisch stabil ist, mit geringen elektrischen Verlusten. Eine scherenartige Bewegung von Kontaktstücken des Pantographen kann einfach, mit wenig Antriebsenergie, zuverlässig ohne Verklemmen von Kontaktstücken erfolgen, was zu einer hohen Zuverlässigkeit und geringen elektrischen Verlusten im eingeschalteten Zu- stand des Hochspannungs-Schaltgerätes führt.
Das Hochspannungs-Schaltgerät kann von einem elektrischen Hochspannungs-Netz umfasst werden und/oder an diesem elektrisch angeschlossen werden, insbesondere einem Hochspannungs- Netz mit Spannungen ab 1000 V Betriebsspannung. Die zuvor beschriebenen Vorteile treten insbesondere in einem Hochspannungs-Netz positiv auf.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Verwendung der zuvor be- schriebenen Kontaktarmanordnung nach Anspruch 10 sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen der Kontaktarmanordnung für ein Hochspannungs-Schaltgerät nach Anspruch 1 und umgekehrt. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch in den Figuren 1 bis 7 dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Dabei zeigen die schematisch in Seitenansicht ein Hochspannungs- Schaltgerät 1 nach Art eines Pantographen mit einer erfindungsgemäßen Kontaktarmanordnung 2, und die Kontaktarmanordnung 2 der Figur 1 in mehr Detail, mit zwei Kontaktarmen 7 eines Kontaktarm- Paares, welche jeweils ein Kontaktarm-Oberteil 8 und ein Kontaktarm-Unterteil 9 über ein Gelenk 10 verbunden umfassen, und
Figur 3 zwei parallele Kontaktarm-Paare mit Kontaktarmen 7 der Figur 2, starr verbunden über Verbindungsele- mente 11, und ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kontaktarm- Oberteils 8 mit Nut 12 als Ausnehmung für ein Kontaktelement, und ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kontaktarm- Oberteils 8 mit einer Ausnehmung für ein Kontakt¬ element, ausgebildet zwischen zwei Profilstangen 13 beabstandet durch Abstandselemente 15, und ein Kontaktarm-Oberteil 8 nach Figur 4, mit einem Kontaktelement 17 in der Nut 12 als Ausnehmung angeordnet, und Figur 7 ein Kontaktarm-Oberteil 8 nach Figur 5, mit einem
Kontaktelement 17, angeordnet in der Ausnehmung zwischen den zwei Profilstangen 13. In Figur 1 ist ein Hochspannungs-Schaltgerät 1 nach Art eines Pantographen als Einsäulen-Trennschalter dargestellt. Das Hochspannungs-Schaltgerät 1 weist eine erfindungsgemäße Kon- taktarmanordnung 2 auf, welche auf einer Tragrahmenanordnung 5 mit Isolatoren 4 angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Einsäulen-Trennschalters , ist auf einer Tragrahmenanordnung 5, analog einem Standfuß ausgeführt, eine Kontaktarmanordnung 2 mit Kontaktarmen 7 nach Art eines Pan- tographen angeordnet, welche im geschlossenen Zustand der Strombahn des Hochspannungs-Schaltgeräts 1 in elektrischem und insbesondere mechanischem Kontakt mit einem Gegenkontakt 3, ausgebildet als Festkontakt, steht. Die Strombahn, z . B in einem Hochspannungs-Stromnetz, ist über das Hochspannungs- Schaltgerät 1 geschlossen dargestellt, mit einem elektrischen Kontakt zwischen Festkontakt 3 und Kontaktarmen 7. Gestrichelt ist der geöffnete Zustand dargestellt, mit gestrichel¬ ter Bewegungsbahn der Kontaktarme 7, wobei die Strombahn zwischen Festkontakt 3 und Kontaktarmen 7 unterbrochen ist.
Die Bewegung der Kontaktarme 7 bzw. das Schalten zwischen geöffnetem und geschlossenem Zustand des Hochspannungs-Schalt¬ geräts 1 erfolgt angetrieben über einen Antrieb 6 an der Tragrahmenanordnung 5. Die Bewegung wird vom Antrieb 6 über eine kinematische Kette mit z. B Elementen wie Isolatoren 4 oder Wellen in den Isolatoren 4 auf die Kontaktarmanordnung 2 übertragen. Der Antrieb 6 kann z. B ein Motor, insbesondere ein Elektromotor oder ein Federspeicherantrieb sein. Elemente wie z. B Getriebe, Umlenkrollen und/oder Wellen können von der kinematischen Kette umfasst sein.
In Figur 2 ist in Seitenansicht die Kontaktarmanordnung 2 der Figur 1 in mehr Detail dargestellt, mit einer Bewegungsebene der Kontaktarme 7 in der Zeichenebene.
Die zwei Kontaktarme 7 des gezeigten Kontaktarm-Paares umfas¬ sen jeweils ein Kontaktarm-Oberteil 8 und ein Kontaktarm- Unterteil 9, welche über ein Gelenk 10 miteinander verbunden sind. Die zwei Kontaktarme 7 des Kontaktarm-Paares , verbunden über ein Gelenk 10, sind beweglich gelagert. Die Gelenke 10 ermöglichen eine Bewegung, bei welcher sich die Kontaktarm- Oberteile 8 im oberen Bereich, oberhalb des Gelenkes 10 zwi¬ schen zwei Kontaktarmen 2, beim Schließen der Strombahn des Hochspannungs-Schaltgerätes 1 aufeinander zu bewegen und beim Öffnen voneinander weg bewegen. Die Kontaktarme 7 bilden über das Gelenk 10 zwischen den zwei Kontaktarmen 7 eine Art Sche- re, zwischen deren Schenkeln der Gegenkontakt 3 beim Schließen der Strombahn mechanisch eingeklemmt wird. Der Gegenkontakt 3 ist der Einfachheit halber in Figur 2 nicht darge¬ stellt . Das Kontaktarm-Oberteil 8 und das Kontaktarm-Unterteil 9 ei¬ nes Kontaktarms 7 sind über ein Gelenk 10 jeweils beweglich miteinander verbunden. Durch die Verbindung zweier Kontaktarme 7 bzw. zweier Kontaktarm-Oberteile 8 über ein Gelenk 10 führt eine Bewegung, bei welcher die Gelenke 10, die jeweils das Kontaktarm-Unterteil 9 und das Kontaktarm-Oberteil 8 an einem Ende miteinander verbinden, voneinander weg, zu einem Öffnen der durch die Kontaktarm-Oberteile 8 gebildeten Sche¬ re. Dabei wird das Gelenk 10 zur Verbindung der zwei Kontakt¬ arme 7 bzw. zweier Kontaktarm-Oberteile 8 nach unten bewegt. In dieser Stellung ist die Strombahn über das Hochspannungs- Schaltgerät 1 geöffnet.
Eine Bewegung der Kontaktarme 7 erfolgt jeweils über ein Dre¬ hen der Kontaktarm-Unterteile 9 um eine Achse senkrecht zur Zeichenebene der Figur 2, wobei die Drehachse am Ende des je¬ weiligen Kontaktarm-Unterteils 9 angeordnet ist, welches dem Ende des Kontaktarm-Unterteils 9 mit Gelenkt 10 gegenüber¬ liegt. Die Drehbewegung des Kontaktarm-Unterteils 9 um sein unteres Ende wird durch den Antrieb 6, über die kinematische Kette übertragen, bewirkt. Zum Öffnen der Strombahn werden die Kontaktarm-Unterteile 9 in entgegengesetzte Richtungen voneinander weg gedreht, d. h. das rechte Kontaktarm-Unter- teil 9 im Uhrzeigersinn und das linke Kontaktarm-Unterteil 9 entgegen dem Uhrzeigersinn. Zum Schließen der Strombahn werden die Kontaktarm-Unterteile 9 in entgegengesetzte Richtun¬ gen aufeinander zu gedreht, d. h. das rechte Kontaktarm- Unterteil 9 gegen den Uhrzeigersinn und das linke Kontaktarm- Unterteil 9 mit dem Uhrzeigersinn.
Analog einem Pantographen bewirkt die Drehbewegung der beiden Kontaktarm-Unterteile 9 um die Achse jeweils am Ende der Kon- taktarm-Unterteile 9, eine Bewegung der Kontaktarm-Oberteile 8. Ein Bewegung der Kontaktarm-Unterteile 9 mit einer Bewe¬ gung der Gelenke 10, welche die Kontaktarm-Unterteile 9 mit den Kontaktarm-Oberteilen 8 verbinden, voneinander weg, bewegt die unteren und oberen Enden der Kontaktarm-Oberteile 8 voneinander weg. Die Schere bzw. der Kontakt zum Gegenkontakt 3 wird geöffnet und die Strombahn unterbrochen. Dabei wird das Gelenk 10, welches die Kontaktarm-Oberteile 8 der zwei Kontaktarme 7 miteinander verbindet, nach unten bewegt. Die Enden der Kontaktarm-Oberteile 8 werden nach unten bewegt so- wie das frei bewegliche Ende der beiden Kontaktarm-Unterteile 9 wird jeweils nach unten bewegt. Das Ende des Kontaktarm- Unterteils 9, an welchem die Drehachse liegt, ändert jeweils seine Höhe bzw. Lage zur Tragrahmenanordnung 5 nicht. Ein Bewegung der Kontaktarm-Unterteile 9 mit einer Bewegung der Gelenke 10, welche die Kontaktarm-Unterteile 9 mit den Kontaktarm-Oberteilen 8 verbinden, aufeinander zu, bewegt die unteren und oberen Enden der Kontaktarm-Oberteile 8 ebenfalls jeweils aufeinander zu. Die Schere bzw. der Kontakt zum Ge- genkontakt 3 wird geschlossen und die Strombahn wird ge¬ schlossen, d. h. der Gegenkontakt 3 wird zwischen den oberen Enden der Kontaktarm-Oberteile 8 elektrisch leitend einge¬ klemmt. Dabei wird das Gelenk 10, welches die Kontaktarm- Oberteile 8 der zwei Kontaktarme 7 miteinander verbindet, nach oben bewegt. Die Enden der Kontaktarm-Oberteile 8 werden nach oben bewegt sowie das frei bewegliche Ende der beiden Kontaktarm-Unterteile 9 wird jeweils nach oben bewegt. Das Ende des Kontaktarm-Unterteils 9, an welchem die Drehachse liegt, ändert jeweils seine Höhe bzw. Lage zur Tragrahmenan¬ ordnung 5 nicht. Die Kontaktarm-Oberteile 8 können, wie in Figur 2 dargestellt ist, einen Knick aufweisen. Dadurch sind sie Oberen Enden der Kontaktarm-Oberteile 8 aufeinander zu gebogen. Beim Schließen des Kontakts bzw. der Strombahn wird der Gegenkontakt 3 ein¬ geklemmt zwischen den oberen Enden der Kontaktarm-Oberteile 8, bevor sich die unteren Enden der Kontaktarm-Oberteile 8 bzw. die oberen Enden der Kontaktarm-Unterteile 9 bzw. die Gelenke 10, welche jeweils die Kontaktarm-Oberteile 8 und Un¬ terteile 9 miteinander beweglich verbinden, berühren. Eine gute Klemmung des Gegenkontakts 3 kann so erreicht werden, ohne dass bei der Klemmung eine Berührung jeweils der Kontaktarm-Oberteile 8 bzw. der Unterteile 9 an ihren Enden bzw. der verbindenden Gelenke 10 erfolgt und die Klemmung dadurch behindert wird. Aufeinander zuweisende hakenförmige Struktu¬ ren an den oberen Enden der Kontaktarm-Oberteile 8 können die Bewegungsfreiheitsgrade der Kontaktarme 7 im geklemmten Zu¬ stand verringern. Dadurch wird das Halten des geschlossenen Zustands des Hochspannungs-Schaltgerätes 1 z. B bei Wetter¬ einflüssen wie Wind oder Kurzschlüssen verbessert. In Figur 3 sind zwei parallele Kontaktarm-Paare mit Kontakt¬ armen 7 der Figur 2, starr verbunden über Verbindungselemente 11 dargestellt. Die Verbindungselemente 11 sind z . B in Form von Wellen oder Stangen senkrecht zur Zeichenebene der Figur 2 in Figur 3 zwischen den Kontaktarm-Paaren angeordnet. Die Verbindungselemente 11 sind jeweils an den Gelenken 10 ange¬ ordnet, und verbinden jeweils zwei äquivalente Gelenke 10 der gegenüberliegenden Kontaktarm-Paare miteinander. Die drei Verbindungselemente 11 sind gleich lang, wodurch die Kontakt¬ arm-Paare parallel zueinander angeordnet sind. Ein rohrförmi- ger Gegenkontakt 3 ist mit seiner Längsachse parallel zu den Längsachsen der Verbindungselemente 11 angeordnet. Der Ein- fachheit halber ist der Gegenkontakt 3 in Figur 3 nicht ein¬ gezeichnet .
Die Kontaktarmanordnung der Figur 3, mit zwei parallel zuei- nander angeordneten Kontaktarm-Paaren der Figur 2 mit Kontaktarmen 7, ermöglicht ein verbessertes Klemmen mit geringe¬ ren elektrischen Verlusten verglichen zu einem Klemmen des Gegenkontakts 3 mit nur einem Kontaktarm-Paar . Es entstehen im geschlossenen Zustand des Hochspannungs-Schaltgerätes 1 vier Kontaktstellen zwischen Kontaktarm-Oberteilen 8 bzw. Kontaktarmen 7 und dem Gegenkontakt 3. Der Stromfluss über vier Kontaktstellen erfolgt mit geringerem Widerstand bzw. geringeren Verlusten verglichen mit zwei Kontaktstellen bei Verwendung von nur einem Kontaktarm-Paar, und die Klemmung erfolgt zuverlässiger und mechanisch stabiler.
In Figur 4 ist ein oberes Ende eines Kontaktarm-Oberteils 8 der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Kontaktarme 7 gezeigt. Die gestrichelte Linie 16 stellt die zuvor beschriebe- ne Knick-Achse bzw. den Knick in den Kontaktarm-Oberteilen 8 dar. Eine längliche Ausnehmung im Kontaktarm-Oberteil 8 ist durch eine längliche Nut 12 entlang der Längsachse des Kon¬ taktarm-Oberteils 8 ausgebildet. Die Nut 12 kann durch den gesamten Querschnitt des Kontaktarm-Oberteils 8 oder nur in einem Oberflächenbereich bis zu einer bestimmten Tiefe, z. B im Bereich von Zentimetern in dem Kontaktarm-Oberteil 8 ausgebildet sein.
In Figur 5 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel des in Figur 4 dargestellten Kontaktarm-Oberteils 8 gezeigt. Die
Ausnehmung wird zwischen zwei parallel zueinander angeordneten Profilstangen 13 durch Abstandselemente 15 zwischen den Profilstangen 13 ausgebildet. Der Abstand zwischen den Profilstangen 13 bzw. die Breite der Abstandselemente 15 ergibt die Breite der Ausnehmung und der Abstand der Abstandselemente 15 voneinander ergibt die Länge der Ausnehmung längs der Längsachse des Kontaktarm-Oberteils 8. Die Abstandselemente 15 können z. B durch Schrauben und/oder Schweißen und/oder Löten und/oder Kleben an den zwei Profilstangen 13 des Kon- taktarm-Oberteils 8 befestigt sein. Sie halten die zwei Pro¬ filstangen 13 auf einen insbesondere konstanten Abstand von- einander entlang der Längsachse der Profilstangen 13 bzw. des Kontaktarm-Oberteils 8. Befestigungselemente 14 können ent¬ lang der Längsachse der Profilstangen 13 bzw. des Kontaktarm- Oberteils 8 angeordnet sein, um die zwei Profilstangen 13 miteinander stabil mechanisch und insbesondere elektrisch zu verbinden. Analog dem Kontaktarm-Oberteil 8 können die Kon- taktarm-Unterteile 9 aufgebaut sein, aus zwei Profilstangen 13 mit Befestigungs- 14 und/oder Abstandselementen 15.
In Figur 6 ist ein Kontaktarm-Oberteil 8 nach Figur 4, mit einem Kontaktelement 17 in der Nut 12 als Ausnehmung angeord¬ net, in Schnittdarstellung gezeigt.
Das Kontaktarm-Oberteil 8, welches im Ausführungsbeispiel der Figur 6 mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist, weist eine Profilstange 13 und ein räumlich und elektrisch leitend mit der Profilstange 13 verbundenes Kontaktelement 17 auf. Die Profilstange 13 mit Wandung 20 ist innen hohl, und stan- genförmig mit einem rechteckigen Querschnitt senkrecht zur Stangenlängsachse ausgebildet. Die Kanten der Profilstange 13 sind abgerundet, um Überspannungen an Ecken und Kanten zu verhindern. Auf einer Seite, in Figur 6 der Oberseite der Profilstange 13, ist eine Nut bzw. durchgehende Ausnehmung durch die Wandung 20 angeordnet. Die Nut ist linear, entlang der Längsachse der Profilstange 13 ausgebildet, und verbindet den Innen- mit dem Außenraum der Profilstange 13.
In der Nut ist ein Kontaktelement 17 angeordnet bzw. form¬ schlüssig eingelassen. Das Kontaktelement 17 ist stabförmig, d. h. länglich ausgedehnt, insbesondere ohne innen hohl zu sein. Das Kontaktelement 17 weist eine T-Form im Querschnitt auf und ist analog einer Schiene ausgebildet. Seitlich sind Löcher durch das Kontaktelement 17 durchgehend, auf einer vertikalen Fläche 19 angeordnet, welchen Löcher in einer seitlichen Fläche der Profilstange 13 zugeordnet sind.
Schrauben 14 und/oder Bolzen können durch die Löcher geführt das Kontaktelement 17 an der Profilstange 13 mechanisch stabil und/oder gut elektrisch leitend befestigen. Um eine höhere mechanische Stabilität und eine bessere elektrische Leitfähigkeit zu erreichen, können entlang des Befestigungs¬ elements 14 im Innenbereich der Profilstange 13, zwischen Wandung der Profilstange 20 und der Kontaktfläche 19, Ab- Standselemente 21 eingefügt sein.
Die Profilstange 13 kann z. B aus Kupfer, und/oder aus Aluminium bestehen. Das Kontaktelement 17 kann aus Kupfer für eine gute elektrische Leitfähigkeit und einem guten elektrischen Kontakt bestehen, und wird über die Profilstange 13 mecha¬ nisch stabil gehalten. Durch den dargestellten Aufbau ist ein Kontaktarm-Oberteil 8 beschrieben, mit hoher mechanischer Stabilität und guten elektrischen Kontakteigenschaften im Kontakt mit dem Fest- bzw. Gegenkontakt 3. Das Kontaktarm- Unterteil 9 des Kontaktarms 7 kann analog dem Kontaktarm- Oberteil 8 aufgebaut sein, nur ohne Nut 12 und/oder Kontakt¬ element 17.
In Figur 7 ist ein Kontaktarm-Oberteil 8 nach Figur 5 in Schnittdarstellung gezeigt, mit einem Kontaktelement 17, angeordnet in der Ausnehmung zwischen den zwei Profilstangen 13.
Das Kontaktarm-Oberteil 9 der Figur 7 weist statt einer Pro- filstange 13 mit rechteckigem Querschnitt, wie sie in der Fi¬ gur 6 dargestellt ist, zwei parallel zueinander angeordnete Profilstangen 13 mit ovalem Querschnitt auf. Der ovale Querschnitt bzw. die Wandung 20 einer Profilstange 13 setzt sich zusammen aus zwei ebenen, parallelen Seiten, welche mittig über einen senkrecht auf den Seiten stehenden Verbindungssteg 18, welcher sich entlang der Länge der Profilstangen 13 erstreckt, miteinander mechanisch verbunden sind, und zwei Halbkreisen mit Radius r, welche jeweils die gegenüberliegende Enden der Ebenen parallel zum Verbindungssteg 18 miteinan¬ der verbinden. Die zwei Profilstangen 13 sind beabstandet, parallel zueinan¬ der angeordnet, wodurch ein Spalt bzw. eine Ausnehmung zwischen den Profilstangen 13 ausgebildet ist. In den Spalt ist ein T-förmiges Kontaktstück 17, analog dem Kontaktstück 17 in der Nut in der Figur 6, angeordnet. Befestigungselemente 14, insbesondere Schrauben, Nieten und/oder Bolzen können verwendet werden, um die Profilstangen 13 untereinander und mit dem Kontaktstück 17 mechanisch stabil zu verbinden. Die Schrauben 14 mit Muttern können, wie in Fig. 7 dargestellt ist, über die Außenseiten des Kontaktarm-Oberteils 8 bzw. der zwei Pro- filstangen 13, das Kontaktarm-Oberteil 8 zusammen halten und/oder pressen. Alternativ oder abwechselnd können die Schrauben 14 mit Muttern auf Innenflächen der Profilstangen 13 wirken, um den Kontaktarm bzw. die Profilstangen 13 und das Kontaktstück 14 zusammen zu halten und/oder zu pressen.
Abstandselemente 15 mit einer Dicke, wie sie die Kontaktele¬ mente 17 im unteren Bereich aufweisen, können zwischen den Profilstangen 13 insbesondere im Bereich der Befestigungsele¬ mente 14 angeordnet werden. Durch das Kontaktelement 17 im oberen Bereich der Profilstangen 13 zwischen den Profilstangen 13 angeordnet, und den Abstandselementen 15 im unteren Bereich der Profilstangen 13 zwischen den Profilstangen 13 angeordnet, werden die zwei Profilstangen 13 des Kontaktarm- Oberteils 8 parallel, relativ zueinander fixiert. Das Kon- taktarm-Unterteil 9 des Kontaktarms 7 kann analog dem Kon¬ taktarm-Oberteil 8 aufgebaut sein, nur ohne Kontaktelement 17 und mit Abstandselementen 15 statt Kontaktelement 17 im obe¬ ren Bereich der Profilstangen 13. Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können unterei¬ nander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. So können die Kontaktarme 7 z. B in verschiedene Arten von Hochspannungs-Schaltgeräten 1 verwendet werden. Es können z. B Trennschalter oder Erder verwendet werden insbesondere nach Art eines Pantographen . Es können statt Einsäulen-Hochspannungs-Schaltgeräten 1 auch Hochspannungs-Schaltgeräte 1 mit mehreren, insbesondere be¬ wegbaren Säulen verwendet werden. Die Hochspannungs-Schaltge¬ räte 1 können für eine oder mehr Phasen im Stromnetz eingesetzt werden. Die Profilstangen 13 können unterschiedliche Formen aufwei¬ sen. So können Profilstangen 13 z. B rechteckig, mit abgerundeten Kanten, wie in Figur 6 dargestellt ist, mit einem oder mehr Schlitzen bzw. Nuten ausgebildet sein, oder die Profilstangen 13 können z. B oval, wie in der Figur 7 dargestellt ist, mit einer oder mehr Ausnehmungen zwischen mehreren Profilstangen 13 ausgebildet sein. In der oder in den Ausnehmungen kann ein oder jeweils ein Kontaktelement 17 angeordnet sein. Es können auch zwei oder mehr Profilstangen 13, insbesondere parallel zueinander angeordnet sein, wie in Figur 7 dargestellt ist, und das Kontaktelement 17 oder die Kontakt¬ elemente 17 können zwischen oder jeweils zwischen den Profilstangen 13 angeordnet sein. Dabei können Profilstangen 13 Querschnitte wie z. B rechteckig, oval und/oder elliptisch oval aufweisen. Jeweils alle Profilstangen 13 können mit dem gleichen Querschnitt oder mit unterschiedlichen Querschnitten ausgebildet sein, insbesondere mit unterschiedlicher Form. Es können auch Kombinationen der Ausführungsbeispiele der Figuren 6 und 7 verwendet werden, mit Kontaktelementen 17 zwischen Profilstangen 13 und in Ausnehmungen der jeweiligen Profilstange 13 angeordnet.
Es können für die Kontaktarmanordnung 2 zwei, vier oder mehr Kontaktarme 7 verwendet werden. Diese können parallel
und/oder in einem Winkel zueinander angeordnet werden. Die Kontaktarm-Oberteile 8 und die Kontaktarm-Unterteile 9 können z. B die Form wie in Figur 6 gezeigt aufweisen, oder die Form wie in Figur 7 gezeigt aufweisen, oder Kombinationen von For- men. Es können elektrisch leitende oder nichtleitende Verbindungselemente 11 zwischen den Kontaktarmen 7 angeordnet sein. Es können, wie in Figur 3 dargestellt ist, fünf Verbindungs¬ elemente 11 verwendet werden, oder eine kleinere oder größere Anzahl an Verbindungselementen 11. Gelenke 10 können Wellen und/oder Lager und gegebenenfalls zusätzliche Elemente zur Stromübertragung, die aus gut leitenden Materialien wie Kupfer oder Aluminium hergestellt sind, umfassen. Die Kontaktelemente 17 und Profilstangen 13 können statt durch Schrauben 14, Nieten oder Bolzen z. B durch Schweißen oder Kleben miteinander verbunden sein. Kontaktelemente 14 und/oder Profilstangen 13 können für eine bessere elektrische Leitfähigkeit beschichtet sein, z. B versilbert sein. Insbe- sondere Kontaktflächen zwischen Teilen bzw. Elementen der Kontaktarme 7 können beschichtet sein. Profilstangen 13 und/oder Kontaktelemente 17 können aus einem Material, insbe¬ sondere einem gut leitfähigen Material wie z. B Kupfer, oder mechanisch stabilen Materialien wie z. B Stahl oder Aluminium hergestellt sein, und/oder können unterschiedliche Materia¬ lien und/oder Legierungen aufweisen.
Bezugs zeichenliste
1 Hochspannungs-Schaltgerät
2 Kontaktarmanordnung
3 Gegenkontakt
4 Isolator
5 Tragrahmenanordnung
6 Antrieb
7 Kontaktarm
8 Kontaktarm-Oberteil
9 Kontaktarm-Unterteil
10 Gelenk
11 Verbindungselement
12 Nut
13 Profilstange
14 Befestigungselement
15 Abstandselement
16 Knickachse
17 Kontaktelernent
18 Steg
19 Kontaktfläche Kontaktelement
20 Wandung Profilstange
21 Abstandselement

Claims

Patentansprüche
1. Kontaktarmanordnung (2) für ein Hochspannungs-Schaltgerät (1), mit wenigstens zwei Kontaktarmen (7), welche paarweise und über wenigstens ein Gelenk (10) relativ zueinander beweglich angeordnet sind, und welche jeweils ein Kontaktarm- Oberteil (8) und ein Kontaktarm-Unterteil (9) umfassen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s jeweils das Kontaktarm-Oberteil (8) wenigstens eine Ausneh- mung aufweist, welche ausgebildet ist zur Aufnahme eines Kon¬ taktelements (17) .
2. Kontaktarmanordnung (2) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Hochspannungs-Schaltgerät (1) ein Hochspannungs- Trennschalter, insbesondere ein Trennschalter nach Art eines Pantographen ist, oder dass das Hochspannungs-Schaltgerät (1) ein Hochspannungs-Erdungsschalter, insbesondere ein Erdungsschalter nach Art eines Pantographen ist, und/oder dass das Hochspannungs-Schaltgerät (1) nach Art eines Einsäulen- Schaltgeräts ausgeführt ist.
3. Kontaktarmanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s eine Anzahl von Kontaktarmen (7) umfasst ist, welche abhängig ist von Parametern des an das Hochspannungs-Schaltgerät (1) angeschlossenen Stromnetzes, insbesondere abhängig vom Be¬ triebsstrom und/oder Kurzschlussstrom.
4. Kontaktarmanordnung (2) 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 , d a s s das Kontaktarm-Unterteil (9) und/oder das Kontaktarm-Oberteil (8) wenigstens zwei Profilstangen (13) umfasst, welche insbe¬ sondere über Abstandselemente (15) miteinander starr verbun- den sind.
5. Kontaktarmanordnung (2) 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 , d a s s die Ausnehmung zur Aufnahme eines Kontaktelements (17) des Kontaktarm-Oberteils (8) entlang der Längsachse des Kontakt¬ arm-Oberteils (8) länglich ausgebildet ist, insbesondere nach Art eines Spaltes.
6. Kontaktarmanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die jeweilige Ausnehmung eines Kontaktarm-Oberteils (8) in Form einer Nut (12) in einer Profilstange (13), insbesondere einer Rechteckprofilstange mit abgerundeten Ecken und Kanten ausgebildet ist, und/oder wenigstens ein Kontaktelement (17) insbesondere in T-Form zumindest teilweise in die Ausnehmung (12) eingelassen ist, in mechanischem und elektrischem Kon- takt mit der Profilstange (13) .
7. Kontaktarmanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die jeweilige Ausnehmung eines Kontaktarm-Oberteils (8) ge- bildet ist in Form eines Schlitzes zwischen wenigstens zwei Rechteckprofilstangen (13), welche voneinander beabstandet über Abstandselemente (15) aneinander befestigt sind, insbe¬ sondere Rechteckprofilstangen (13) mit abgerundeten Ecken und Kanten, und/oder wobei wenigstens ein Kontaktelement (17) insbesondere in T-Form zumindest teilweise in die Ausnehmung zwischen den Profilstangen (13) eingelassen ist, in mechanischem und elektrischem Kontakt mit den Profilstangen (13) .
8. Kontaktarmanordnung (2) 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 , d a s s wenigstens ein Gegenkontakt (3) , insbesondere Festkontakt um- fasst ist, welcher im geschlossenen Zustand der Strombahn des Hochspannungs-Schaltgerätes in elektrischem Kontakt mit den wenigstens zwei Kontaktarmen (7) steht.
9. Kontaktarmanordnung (2) 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 , d a s s zwei Kontaktarm-Paare mit jeweils zwei Kontaktarmen (7) um- fasst sind, insbesondere zwei parallel zueinander angeordnete Kontaktarm-Paare, welche über wenigstens ein Verbindungsele¬ ment (11) miteinander mechanisch verbunden sind, insbesondere über ein jeweils im Bereich der Gelenke (10) angeordnetes Verbindungselement (11).
10. Verwendung der Kontaktarmanordnung (2) 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 , d a s s die Kontaktarmanordnung (2) in einem Hochspannungs- Schaltgerät (1) nach Art eines Pantographen eingesetzt wird.
11. Verwendung der Kontaktarmanordnung (2) nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Hochspannungs-Schaltgerät (1) von einem elektrischen Hochspannungs-Netz umfasst wird und/oder an diesem elektrisch angeschlossen wird, insbesondere einem Hochspannungs-Netz mit Spannungen im Bereich ab 1000 V Betriebsspannung.
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