EP3794621A1 - Kontaktsystem für einen laststufenschalter - Google Patents

Kontaktsystem für einen laststufenschalter

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EP3794621A1
EP3794621A1 EP19724478.3A EP19724478A EP3794621A1 EP 3794621 A1 EP3794621 A1 EP 3794621A1 EP 19724478 A EP19724478 A EP 19724478A EP 3794621 A1 EP3794621 A1 EP 3794621A1
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EP
European Patent Office
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contact
movable
additional
fixed
fixed contact
Prior art date
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EP19724478.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3794621B1 (de
EP3794621C0 (de
Inventor
Emir HEJUB
Nikolaus Unterreiner
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.)
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
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Publication of EP3794621A1 publication Critical patent/EP3794621A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3794621B1 publication Critical patent/EP3794621B1/de
Publication of EP3794621C0 publication Critical patent/EP3794621C0/de
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    • H01H9/383—Arcing contact pivots relative to the movable contact assembly
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    • H01H9/38—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts
    • H01H9/386—Arcing contact pivots relative to the fixed contact assembly

Definitions

  • the invention relates to a contact system for an on-load tap-changer, a Popervorrich device for an on-load tap-changer with such a contact system and a load tap changer with such a contact system or such a selector device.
  • On-load tap-changers are used for uninterrupted switching between different winding taps of an inductive operating means, for example a transformer or a choke.
  • a fundamental problem is the occurrence of arcs between live contacts of the on-load tap-changer. Such arcs occur when a closed contact pair opens while a current flows across the contact pair. This can be an intentional opening, namely, when the power is to be turned off. On the other hand, the opening can also be unintentional, such as when external vibrations, vibrations or Kraftim pulse acting on the on-load tap-changer or internal motion sequences in the on-load tap changer transmit power pulses to the contacts.
  • the contacts may be surrounded by an insulating liquid, for example an insulating liquid of the on-load tap changer.
  • the contacts can also be surrounded directly by an insulating liquid of the equipment. In both cases arcs lead by combustion products to a qualitative deterioration, in particular an increased electrical conductivity, the insulating liquid and thus shorten the maintenance intervals or the service life of the on-load tap-changer or Be.
  • the arcs also lead to increased wear, especially from fire, the contacts. This also shortens the maintenance intervals or the service life of the on-load tap-changer.
  • the improved concept is based on the idea to provide an additional contact in a contact system for a Laststu fenschalter with a movable contact and a fixed contact.
  • the additional contact is used for short-term bridging of bewegli chem contact and fixed contact in an interruption of the direct contact of moving Lichem contact and fixed contact, in particular an unintended interruption, ie an interruption by external or internal interference or movement.
  • a contact system for an on-load tap-changer comprises a movable contact, occasionally called Be wegt token, and a fixed contact and an additional contact.
  • the movable contact is arranged and arranged to directly contact the fixed contact in a stationary state, that is, it is in mechanical and electrical connection with it.
  • a contact in direct contact of the movable contact with the fixed contact by the addition is in the stationary state.
  • the additional contact thus connects the movable union contact electrically with the fixed contact, in particular, thereby a parallel current path is formed.
  • the additional contact is designed and arranged such that it can cause a current between the fixed contact and movable contact at an interruption of the direct contact, in particular a current that was flowed before the Un interruption substantially via the direct contact.
  • interruption means that the mechanical connection between moving contact and fixed contact is temporarily interrupted and is immediately restored after the interruption.
  • this is an inadvertent interruption and, for example, not an intentional opening, which is required to carry out a changeover of the on-load tap-changer, for example.
  • an on-load tap-changer with the contact system is installed in an inductive equipment, in particular a transformer or a choke
  • the movable contact and the fixed contact are in direct contact with an insulating liquid of the on-load tap-changer or of the equipment.
  • the contact force can be generated for example by a spring, in particular a prestressed compression spring which pushes the movable contact in the direction of Festkon clock.
  • the direction of the contact force is not collinear, in particular, the contact force is perpendicular to a direction of movement of the bewegli chen contact relative to the fixed contact at a switching of the on-load tap-changer. This is especially true in the stationary state.
  • the interruption corresponds to the emergence of a distance, in particular a contact distance, in the direction opposite to the contact force between the movable contact and the fixed contact.
  • the additional contact is formed and angeord net, the current between the Festkon contact and mobile contact to lead in the interruption of the direct contact, if the distance is not greater than a maxi painter contact distance.
  • the maximum contact distance corresponds to the distance, in particular parallel to the contact force between movable contact and fixed contact, which is to be expected at the interruption maximum, for example, including a tolerance orforementionedzu impact and / or a surcharge to take into account geometric conditions.
  • the geometric conditions may be, for example, a shape of the movable contact and / or a shape of the fixed contact.
  • the maximum contact distance may therefore also depend on the contact force and the circumstances which lead to the interruption. These circumstances, for example, the mechanical clash of other components of the on-load tap-changer to take. In this case, these are internal movements in the on-load tap-changer which, either alone or in combination, can cause a direct or indirect impulse transfer to the moving contact and thus the interruption, also called bouncing or lifting. However, the circumstances may also include external vibration or vibration, for example of the equipment, or pulse transmissions from outside the on-load tap changer to the on-load tap-changer and the moving contact, which cause the interruption, either alone or in combination with other internal or external circumstances. Taking into account the conservation of momentum in closed systems, estimates for each individual case can be calculated. These can be of the order of magnitude of 10 gm or a few 10 gm up to a few 100 pm in conventional dimensions of an on-load tap-changer for the maximum contact spacing.
  • the duration of the interruption is typically very short, for example on the order of several hundred ps, for example about 500 ps.
  • the thermal load of the additional contact is very low, so that even with the typical in an on-load tap changer high Stromstär ken of several 100 A to several 1000 A very small cable cross-sections and thus sufficient masses for the additional contact.
  • the mass of the additional contact can thus be one or more orders of magnitude smaller than that of the movable Kon clock.
  • the additional contact with the fixed contact me chanically coupled.
  • the additional contact with the movable contact is mechanically coupled so that it moves with the moving contact mitbe.
  • the Mitbessel is to be understood here that the additional contact with the movable contact is moved when the additional contact is moved from the fixed contact to another fixed contact or vice versa, ie in particular during a Umschaltvor gangs of the on-load tap-changer.
  • the Mitbessel not hen hen to understand, that the additional contact moves with the interruption with the movable contact, in particular parallel to the contact force. Although the latter is possible in various embodiments, it is not the case in other embodiments.
  • mechanical coupling includes, for example, releasable connections, such as plugging, clamps or the like, as well as solid compounds, such as gluing, soldering or the like.
  • the movable contact in the stationary state contacts the fixed contact at a first region of the fixed contact and the contact with the fixed contact contacts the fixed contact at a second region of the fixed contact.
  • the first and second regions are spaced apart from each other by a distance greater than or equal to a predetermined minimum distance.
  • the contact on the first region establishes the direct contact between the movable contact and the fixed contact, the contact on the second region the indirect contacting between the movable contact and the fixed contact via the additional contact.
  • the distance is to be understood here in particular as a distance in the direction parallel to the contact force, ie as the amount of projection of the shortest connection vector between the first and second area on the direction of the contact force.
  • the distance between the first and second region is greater than or equal to the maximum contact distance between movable con tact and fixed contact.
  • the additional contact than, in particular self-sprung, lamella or sheet metal strip is formed, which is fixedly connected to the movable con tact and pressed during the steady state to the surface of Festkon clock. During the interruption of the additional contact grinds along the fixed contact, wherein the electrical contact is maintained.
  • a further contact force parallel to the contact force is exerted by the additional contact on the fixed contact in the stationary state.
  • At least part of the auxiliary contact and the movable contact are movable relative to each other in the direction of the contact force.
  • the part of the additional contact for example, during the stationary state in direct contact with the fixed contact.
  • the direct contact between waivekon contact and fixed contact can be maintained during the interruption, whereby an arcing is avoided. This is especially true if the mass of the additional contact is significantly smaller than that of the movable contact.
  • the movable relative to the movable part of the additional contact in the stationary state against the fixed contact is biased. This is another way to ensure that during the interruption, the indirect contact via the additional contact is maintained and no arc is ent.
  • a mass of the additional contact is at least one order of magnitude, that is to say a factor of 10, smaller than a mass of the movable contact.
  • the movable contact is at least partially made of a solid metal, such as copper, or a massive Metalllegie tion, in particular to ensure low electrical resistance and high current carrying capacity.
  • the additional contact consists at least in part of a copper alloy, for example a bronze, in particular a Berylliumbro coin or beryllium copper, such as CuBe2, or a tin bronze, such as CuSn6.
  • a copper alloy for example a bronze, in particular a Berylliumbro coin or beryllium copper, such as CuBe2, or a tin bronze, such as CuSn6.
  • the requirement for the electrical resistance of the auxiliary contact is less than that of the moving contact. This is due to the fact that the additional contact must carry a current only during the relatively short duration of the interruption, while the movable contact must carry the current permanently.
  • the additional contact is self-sprung easierbil det, that is at least partially elastically deformable.
  • the Rajkon is clock as formed according to the given spatial conditions shaped metal strip.
  • the additional contact is spring-mounted or supported on the movable contact.
  • the additional contact is spring-mounted or supported on a component of the contact system or the on-load tap-changer, which moves with the movable contact.
  • the component may be, for example, a shaft, a gear or a Geneva wheel.
  • a selector device, voter comprising a contact system according to the improved concept.
  • the selector device comprises an insulating plate having a first side and a second side, the second opposing the first side.
  • the movable contact is arranged on the first side.
  • the contact system includes another movable contact disposed on the second side.
  • the further movable contact is adapted to clock the fixed contact directly to kon.
  • the movable contact and the further movable contact in the stationary state can both contact the same moving contact directly.
  • the selector device is adapted to switch the movable contact of a further fixed contact of the contact system on the fixed contact and then to switch the other movable contact of the wide ren fixed contact or a further fixed contact on the fixed contact.
  • the fixed contact can be seen as the first fixed contact, the other fixed contact as the second fixed contact and the additional additional fixed contact as a third fixed contact.
  • the selector device comprises a Geneva wheel which is rotatably mounted about an axis on the insulating plate, on the first side angeord net and carries the movable contact.
  • the additional contact is resilient, so example, by means of a spring attached to the Geneva wheel or stored.
  • the selector device comprises a further Geneva wheel, which is fastened about the axis or a further axis rotatably on the insulating be, is arranged on the second side and the other movable contact wearing.
  • an on-load tap changer incorporating a contact system and / or a selector device according to the improved concept.
  • the on-load tap-changer is designed to switch the movable contact from the fixed contact to the further fixed contact of the contact system and / or vice versa to de-energize it.
  • a current can flow between the movable contact and the fixed contact. This applies accordingly for a further stationary state in which the movable contact directly contacts the wide ren fixed contact.
  • the movable contact and the fixed contact are designed to carry high currents, but not necessarily to switch high currents.
  • Such contacts are usually optimized for their electrical resistance, not necessarily their resistance to arcing. Therefore, the improved concept has a particularly advantageous effect here.
  • an inductive equipment for example designed as a transformer, in particular a power transformer, or designed as a choke, wherein the equipment comprises an on-load tap changer according to the improved concept.
  • the operating means comprises a tank for filling with an insulating agent, in particular with an insulating liquid, for example an insulating oil. If the tank is filled with the insulating, so in particular during the operation of the equipment, the movable contact and the fixed contact are in direct con tact with the insulating.
  • the on-load tap-changer itself may comprise an insulating container for filling with an insulating means.
  • the insulating vessel is filled with the insulating agent, the movable contact and the fixed contact are in direct contact with the insulating means of the on-load tap changer.
  • Figures 1 A and 1 B is a schematic representation of an exemplary embodiment form of a contact system according to the improved concept
  • Figure 2 shows an exemplary embodiment of a selector device according to the improved concept
  • FIGS. 3A and 3B show a side view and a top view of another exemplary embodiment of a contact system according to the improved concept.
  • FIG. 1A and 1B show a schematic representation of an exemplary embodiment of a contact system for an on-load tap-changer according to the improved system.
  • the contact system comprises a fixed contact FK, which does not move during a switching operation of the on-load tap changer, and a movable contact BK.
  • the contact system comprises an additional contact ZK, which is formed for example as a metal strip, in particular of a copper alloy.
  • the contact system is in a stationary state, that is, any switching operation is completely completed, another switching operation has not yet started, and a current flows between movable contact BK and fixed contact FK.
  • the movable contact BK is pressed onto the fixed contact FK with a contact force KK, for example generated by a spring, so that movable contact BK and fixed contact FK are directly in contact with each other in a first area B1.
  • the first area B1 facing each other end faces of the movable contact be BK and the fixed contact FK.
  • the additional contact ZK is for example fixedly connected to the movable contact BK, in particular on an outer side of the movable contact BK.
  • the additional contact ZK contacts the fixed contact FK.
  • the additional contact ZK which may be formed, for example, self-springing, is pressed onto the fixed contact FK.
  • the movable contact BK contacts the fixed contact FK directly in the first area B1 and indirectly via the additional contact ZK. Since the electrical resistance of the additional contact ZK is significantly greater than that of the direct contact, the current flows almost exclusively via the latter, as indicated schematically by corre sponding lines I.
  • Figure 1 B shows a situation of the same contact system, here an interruption between the movable contact BK and fixed contact FK has occurred.
  • the movable contact BK has, for example by a pulse transmission due to internal and / or external mechanical effects, away from the fixed contact FK in the opposite direction to the contact force KK by a contact distance KA. Due to the current flow in the steady state, therefore, an arc would form between movable contact BK and fixed contact FK, if the additional contact ZK would not exist.
  • the additional contact ZK is dimensioned and arranged such that a distance A between tween the areas B1 and B2 is always large enough that the indirect contact is maintained even if the contact distance KA assumes a maximum value.
  • the distance A is at least as large as the maximum contact distance.
  • the additional contact ZK which represents the path of the lowest electrical resistance, as indicated by the schematic lines I. Since the duration of the interruption is very short, the thermal load of the additional contact ZK despite its relatively high electrical resistance and sometimes high currents is low and therefore unproblematic. Estimates for a mass of the movable contact BK of 40 g, a contact force KK of 25 N, an interruption time of 500 ps and a current of 200 A have resulted in a temperature increase of the additional contact ZK of less than 1 K. In this case, an additional contact ZK made of CuBe2 with a cross section of 1 mm 2 was used.
  • Figure 2 shows a section of an exemplary selector device, short selector, with egg nem contact system according to the improved concept.
  • Figure 3A shows a part of the Kon taktsystems in side view, while Figure 3B shows a corresponding plan view.
  • the selector comprises a first Geneva wheel M1 and a second Geneva wheel M2, which on opposite sides of an insulating (not shown for reasons of better visualization) are arranged.
  • the selector comprises a fixed contact F1 and other fixed contacts, two of which are shown by way of example F2, F3.
  • the first Geneva wheel M1 carries a first movable contact B1
  • the second Geneva wheel M2 carries a second movable contact B2.
  • both movable contacts B1, B2 contact the fixed contact F1.
  • the movable contacts B1
  • B2 are each sprung, for example by a compression spring F mounted on the corresponding Geneva wheel to exercise a contact force KK of the movable contacts B1, B2 on the fixed contact F1.
  • a first additional contact Z1 which is Oilbil det example, as a shaped sheet metal strip, for example, with an edge on the first movable contact B1 and contacted them. With a front side of the first additional contact Z1 contacted the Festkon contact F1. As a result, an indirect contacting of the first movable contact B1 and fixed contact F1 via the first additional contact Z1 is achieved.
  • the first additional contact Z1 is, for example, self-sprung, in particular at least one part on the end face of the first additional contact Z1 parallel to the contact force KK elastically deformable. As a result, in the stationary state, an additional contact force is exerted parallel to the contact force KK from the first additional contact Z1 to the fixed contact F1.
  • the mass of the first additional contact Z1 is substantially lower, for example at least a factor of 10 lower than the mass of the first movable contact B1.
  • This construction means that in the event of an interruption between the first be movable contact B1 and fixed contact F1, the indirect contact via the first to Zatz contact Z1 is maintained and arcing is prevented.
  • the contact system comprises a second additional contact Z2, which is arranged correspondingly with respect to the second movable contact B2, as the first 1925kon contact Z1 with respect to the first movable contact B1.
  • the above statements on the first movable contact B1 and the first additional contact Z1 then apply accordingly.
  • the selector is adapted to operate via a drive of the on-load tap changer, in particular a drive shaft, the Geneva wheels M1, M2.
  • This actuation takes place, for example, in such a way that, during a changeover, first the first movable contact B1 of one of the further fixed contacts F2, F3 de-energizes to the fixed contact F1 is switched. Then, in the steady state, the current can flow between fixed contact F1 and the first movable contact B1. The second movable contact B2 is then, for example, also switched from one of the other fixed contacts F2, F3 on the fixed contact F1.
  • the various embodiments of a contact system, a Popervorrich device or an on-load tap changer, the arcing can be reduced ter in a Lastfabnschal.
  • the wear of the contact system can be reduced by contact erosion.
  • a contamination of the iso lier gallkeit of on-load tap changer and / or resources is reduced.
  • the maintenance intervals of the on-load tap-changer and / or of the equipment or the corresponding service lives are thus extended.
  • the use of the on-load tap-changer, even under external shock load, is made possible.

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Abstract

Ein Kontaktsystem für einen Laststufenschalter umfasst einen beweglichen Kontakt (BK) und einen Festkontakt (FK) sowie einen Zusatzkontakt (ZK). Der bewegliche Kontakt (BK) kontaktiert in einem stationären Zustand den Festkontakt (FK) direkt. Zusätzlich besteht Zustand eine indirekte Kontaktierung des beweglichen Kontakts (BK) mit dem Festkontakt (FK) durch den Zusatzkontakt (ZK). Der Zusatzkontakt (ZK) ist derart ausgebildet, dass er bei einer Unterbrechung der direkten Kontaktierung einen Strom zwischen dem Festkontakt (FK) und beweglichen Kontakt (BK) führen kann.

Description

KONTAKTSYSTEM FÜR EINEN LASTSTUFENSCHALTER
Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem für einen Laststufenschalter, eine Wählervorrich tung für einen Laststufenschalter mit einem solchen Kontaktsystem und einen Laststufen schalter mit einem solchen Kontaktsystem oder einer solchen Wählervorrichtung.
Laststufenschalter werden zum unterbrechungslosen Umschalten zwischen verschiede nen Wicklungsanzapfungen eines induktiven Betriebsmittels, beispielsweise eines Trans formators oder einer Drossel, eingesetzt. Eine grundlegende Problematik ist dabei das Auftreten von Lichtbögen zwischen stromführenden Kontakten des Laststufenschalters. Solche Lichtbögen entstehen, wenn ein geschlossenes Kontaktpaar öffnet während ein Strom über das Kontaktpaar fließt. Dies kann zum einen eine beabsichtige Öffnung sein, nämlich wenn der Strom ausgeschaltet werden soll. Zum anderen kann die Öffnung aber auch unbeabsichtigt sein, etwa, wenn externe Schwingungen, Vibrationen oder Kraftim pulse auf den Laststufenschalter einwirken oder interne Bewegungsabläufe im Laststufen schalter Kraftimpulse auf die Kontakte übertragen.
Die Kontakte können von einer Isolierflüssigkeit umgeben sein, beispielsweise einer Iso lierflüssigkeit des Laststufenschalters. Die Kontakte können aber auch direkt von einer Isolierflüssigkeit des Betriebsmittels umgeben sein. In beiden Fällen führen Lichtbögen durch Verbrennungsprodukte zu einer qualitativen Verschlechterung, insbesondere einer erhöhten elektrischen Leitfähigkeit, der Isolierflüssigkeit und verkürzen somit die War tungsintervalle beziehungsweise die Lebensdauer des Laststufenschalters oder des Be triebsmittels.
Zudem führen die Lichtbögen auch zu einem verstärkten Verschleiß, insbesondere Ab brand, der Kontakte. Auch dadurch werden die Wartungsintervalle beziehungsweise die Lebensdauer des Laststufenschalters verkürzt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept für ein Kontaktsystem für Laststufenschalter anzugeben, durch das Lichtbogenbildung reduziert wird.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, in einem Kontaktsystem für einen Laststu fenschalter mit einem beweglichen Kontakt und einem Festkontakt einen Zusatzkontakt vorzusehen. Der Zusatzkontakt dient dabei zur kurzzeitigen Überbrückung von bewegli chem Kontakt und Festkontakt bei einer Unterbrechung des direkten Kontakts von beweg lichem Kontakt und Festkontakt, insbesondere einer unbeabsichtigten Unterbrechung, also einer Unterbrechung durch externe oder interne Störungen oder Bewegungsabläufe. Durch die Umleitung des Stroms über den Weg des geringsten Widerstands, also den Zu satzkontakt, wird die Bildung eines Lichtbogens zwischen beweglichem Kontakt und Fest kontakt vermieden.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird ein Kontaktsystem für einen Laststufenschalter angegeben. Das Kontaktsystem umfasst einen beweglichen Kontakt, vereinzelt auch Be wegtkontakt genannt, und einen Festkontakt sowie einen Zusatzkontakt. Der bewegliche Kontakt ist derart angeordnet und dazu eingerichtet, dass er in einem stationären Zustand den Festkontakt direkt kontaktiert, also mit ihm mechanisch und elektrisch in Verbindung steht. Zusätzlich zu dieser direkten Kontaktierung besteht im stationären Zustand eine in direkte Kontaktierung des beweglichen Kontakts mit dem Festkontakt durch den Zusatz kontakt. Während des stationären Zustands verbindet der Zusatzkontakt also den beweg lichen Kontakt elektrisch mit dem Festkontakt, insbesondere wird dadurch ein paralleler Strompfad gebildet. Zudem ist der Zusatzkontakt derart ausgebildet und angeordnet, dass er bei einer Unterbrechung der direkten Kontaktierung einen Strom zwischen dem Fest kontakt und beweglichen Kontakt führen kann, insbesondere einen Strom, der vor der Un terbrechung im Wesentlichen über die direkte Kontaktierung geflossen war.
In diesem Zusammenhang bedeutet Unterbrechung, dass die mechanische Verbindung zwischen beweglichem Kontakt und Festkontakt vorübergehend unterbrochen ist und nach der Unterbrechung unmittelbar wiederhergestellt wird. Insbesondere handelt es sich dabei um eine unbeabsichtigte Unterbrechung und beispielsweise nicht um eine beab sichtigte Öffnung, die etwa zur Durchführung einer Umschaltung des Laststufenschalters erforderlich ist.
Wenn ein Laststufenschalter mit dem Kontaktsystem in einem induktiven Betriebsmittel, insbesondere einem Transformator oder einer Drossel, verbaut ist, befinden sich gemäß wenigstens einer Ausführungsform der bewegliche Kontakt und der Festkontakt in direk tem Kontakt mit einer Isolierflüssigkeit des Laststufenschalters oder des Betriebsmittels.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird während des stationären Zustands eine Kontaktkraft von dem beweglichen Kontakt auf den Festkontakt ausgeübt, beziehungs weise aufgrund des dritten Newtonschen Gesetzes auch eine entsprechende Gegenkraft. Die Kontaktkraft kann beispielsweise durch eine Feder erzeugt werden, insbesondere eine vorgespannte Druckfeder, welche den beweglichen Kontakt in Richtung des Festkon takts drückt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Richtung der Kontaktkraft nicht kollinear, insbesondere ist die Kontaktkraft senkrecht, zu einer Bewegungsrichtung des bewegli chen Kontakts relativ zum Festkontakt bei einem Umschalten des Laststufenschalters. Dies gilt insbesondere im stationären Zustand.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform entspricht die Unterbrechung dem Entstehen eines Abstands, insbesondere eines Kontaktabstands, in Richtung entgegengesetzt zur Kontaktkraft zwischen beweglichem Kontakt und Festkontakt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Zusatzkontakt ausgebildet und angeord net, bei der Unterbrechung der direkten Kontaktierung den Strom zwischen dem Festkon takt und beweglichen Kontakt zu führen, sofern der Abstand nicht größer ist als ein maxi maler Kontaktabstand ist.
Der maximale Kontaktabstand entspricht dem Abstand, insbesondere parallel zur Kontakt kraft, zwischen beweglichem Kontakt und Festkontakt, welcher bei der Unterbrechung maximal zu erwarten ist, beispielsweise inklusive eines Toleranz- oder Sicherheitszu schlags und/oder eines Aufschlags um geometrische Gegebenheiten zu berücksichtigen. Bei den geometrischen Gegebenheiten kann es sich beispielsweise um eine Form des beweglichen Kontakts und/oder eine Form des Festkontakts handeln.
Der maximale Kontaktabstand kann daher auch von der Kontaktkraft und den Umständen abhängen, welche zu der Unterbrechung führen. Diese Umstände können beispielsweise das mechanische Aufeinandertreffen weiterer Komponenten des Laststufenschalters um fassen. In diesem Fall handelt es sich um interne Bewegungsabläufe im Laststufenschal ter, die für sich oder in Kombination eine direkte oder indirekte Impulsübertragung auf den beweglichen Kontakt und damit die Unterbrechung, auch Prellen oder Abheben genannt, verursachen können. Die Umstände können aber auch externe Vibrationen oder Schwin gungen, zum Beispiel des Betriebsmittels, oder Impulsübertragungen von außerhalb des Laststufenschalters auf den Laststufenschalter und den beweglichen Kontakt umfassen, die für sich oder in Kombination mit anderen internen oder externen Umständen die Un terbrechung verursachen. Unter Berücksichtigung der Impulserhaltung in abgeschlossenen Systemen lassen sich Schätzwerte für den jeweiligen Einzelfall berechnen. Diese können bei üblichen Dimensio nen eines Laststufenschalters für den maximalen Kontaktabstand Werte in der Größen ordnung von 10 gm oder wenigen 10 gm bis zu wenigen 100 pm betragen.
Wie beschrieben überbrückt der Zusatzkontakt bei der Unterbrechung den Abstand, wel cher zwischen beweglichem Kontakt und Festkontakt entsteht. Dadurch kann ein Strom, welcher vor der Unterbrechung direkt zwischen beweglichem Kontakt und Festkontakt fließt, während der Unterbrechung über den Zusatzkontakt fließen. Da der elektrische Wi derstand des Abstands, welcher beispielsweise mit Isolierflüssigkeit gefüllt ist, sehr viel größer ist als der des Zusatzkontakts, bildet sich kein Lichtbogen aus, wodurch die ein gangs genannten Probleme gelöst werden.
Dabei ist anzumerken, dass die zeitliche Dauer der Unterbrechung typischerweise sehr kurz ist, beispielsweise in der Größenordnung von mehreren 100 ps, zum Beispiel etwa 500 ps. Dadurch ist die thermische Belastung des Zusatzkontakts sehr gering, so dass auch bei den in einem Laststufenschalter typischerweise auftretenden hohen Stromstär ken von mehreren 100 A bis zu mehreren 1000 A sehr geringe Leitungsquerschnitte und damit Massen für den Zusatzkontakt ausreichen. Die Masse des Zusatzkontakts kann also um eine oder mehrere Größenordnungen geringer sein als die des beweglichen Kon takts.
Gemäß mindestens einer Ausführungsform ist der Zusatzkontakt mit dem Festkontakt me chanisch gekoppelt.
Gemäß mindestens einer Ausführungsform ist der Zusatzkontakt mit dem beweglichen Kontakt derart mechanisch gekoppelt, dass er sich mit dem beweglichen Kontakt mitbe wegt.
Das Mitbewegen ist hier so zu verstehen, dass der Zusatzkontakt mit dem beweglichen Kontakt mitbewegt wird, wenn der Zusatzkontakt von dem Festkontakt zu einem weiteren Festkontakt bewegt wird oder umgekehrt, also insbesondere während eines Umschaltvor gangs des Laststufenschalters. Insbesondere ist das Mitbewegen hier nicht so zu verste hen, dass sich der Zusatzkontakt bei der Unterbrechung mit dem beweglichen Kontakt mitbewegt, insbesondere parallel zur Kontaktkraft. Letzteres ist zwar in verschiedenen Ausführungsformen möglich, in anderen Ausführungsformen jedoch nicht der Fall.
Vorteilhaft bei der mechanischen Kopplung des Zusatzkontakts mit dem beweglichen Kontakt ist, dass bei mehreren Festkontakten die von dem beweglichen Kontakt beschäl tet werden können, wie es für Laststufenschalter üblich ist, nur ein Zusatzkontakt erforder lich ist.
Der Begriff der mechanischen Kopplung umfasst beispielsweise lösbare Verbindungen, wie Aufstecken, Klemmen oder ähnliches, sowie feste Verbindungen, wie Kleben, Löten oder ähnliches.
Gemäß mindestens einer Ausführungsform kontaktiert der bewegliche Kontakt im statio nären Zustand den Festkontakt an einem ersten Bereich des Festkontakts und der Zu satzkontakt kontaktiert den Festkontakt an einem zweiten Bereich des Festkontakts. Der erste und der zweite Bereich haben einen Abstand voneinander, der größer oder gleich einem vorbestimmten Minimalabstand ist.
Der Kontakt an dem ersten Bereich stellt die direkte Kontaktierung zwischen beweglichem Kontakt und Festkontakt her, der Kontakt an dem zweiten Bereich die indirekte Kontaktie rung zwischen beweglichem Kontakt und Festkontakt über den Zusatzkontakt.
Der Abstand ist hier insbesondere als Abstand in Richtung parallel zur Kontaktkraft zu verstehen, also als Betrag der Projektion des kürzesten Verbindungsvektors zwischen erstem und zweiten Bereich auf die Richtung der Kontaktkraft.
Gemäß mindestens einer Ausführungsform ist der Abstand zwischen erstem und zweiten Bereich größer oder gleich dem maximalen Kontaktabstand zwischen beweglichem Kon takt und Festkontakt.
Dies ist eine Möglichkeit sicherzustellen, dass bei der Unterbrechung die indirekte Kontak tierung über den Zusatzkontakt erhalten bleibt und kein Lichtbogen entsteht.
Gemäß mindestens einer Ausführungsform ist der Zusatzkontakt als, insbesondere eigen gefederte, Lamelle oder Blechstreifen ausgebildet, welche fest mit dem beweglichen Kon takt verbunden ist und während des stationären Zustands an die Oberfläche des Festkon takts gepresst wird. Während der Unterbrechung schleift der Zusatzkontakt an dem Fest kontakt entlang, wobei der elektrische Kontakt beibehalten wird.
Gemäß mindestens einer Ausführungsform wird im stationären Zustand eine zur Kontakt kraft parallele weitere Kontaktkraft vom Zusatzkontakt auf den Festkontakt ausgeübt. We nigstens ein Teil des Zusatzkontakts und der bewegliche Kontakt sind in Richtung der Kontaktkraft relativ zueinander beweglich. Der Teil des Zusatzkontakts ist beispielsweise während des stationären Zustands in direk tem Kontakt mit dem Festkontakt. Dadurch, dass der Zusatzkontakt und der bewegliche Kontakt relativ zueinander beweglich sind, kann der direkte Kontakt zwischen Zusatzkon takt und Festkontakt auch während der Unterbrechung aufrechterhalten werden, wodurch eine Lichtbogenbildung vermieden wird. Dies gilt insbesondere, wenn die Masse des Zu satzkontakts deutlich kleiner ist als die des beweglichen Kontakts.
Gemäß mindestens einer Ausführungsform ist der relativ zum beweglichen Kontakt be wegliche Teil des Zusatzkontakts im stationären Zustand gegen den Festkontakt vorge spannt. Dies ist eine weitere Möglichkeit sicherzustellen, dass bei der Unterbrechung die indirekte Kontaktierung über den Zusatzkontakt erhalten bleibt und kein Lichtbogen ent steht.
Gemäß mindestens einer Ausführungsform ist eine Masse des Zusatzkontakts mindes tens eine Größenordnung, also einen Faktor 10, kleiner ist als eine Masse des bewegli chen Kontakts.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform besteht der bewegliche Kontakt zumindest zum Teil aus einem massiven Metall, beispielsweise Kupfer, oder einer massiven Metalllegie rung, insbesondere um einen geringen elektrischen Widerstand und eine hohe Stromtrag fähigkeit zu gewährleisten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform besteht der Zusatzkontakt wenigstens zum Teil aus einer Kupferlegierung, beispielsweise einer Bronze, insbesondere einer Berylliumbro nze oder Berylliumkupfer, wie etwa CuBe2, oder einer Zinnbronze, wie etwa CuSn6.
Dadurch wird eine hohe mechanische Belastbarkeit bei ausreichend niedrigem elektri schen Widerstand erzielt. Insbesondere ist die Anforderung an den elektrischen Wider stand des Zusatzkontakts geringer als an die des beweglichen Kontakts. Dies liegt darin begründet, dass der Zusatzkontakt einen Strom nur während der relativ kurzen Dauer der Unterbrechung tragen muss, während der bewegliche Kontakt den Strom dauerhaft füh ren muss.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Zusatzkontakt eigengefedert ausgebil det, das heißt wenigstens zum Teil elastisch verformbar. Insbesondere ist der Zusatzkon takt als entsprechend der gegebenen räumlichen Bedingungen geformter Blechstreifen ausgebildet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Zusatzkontakt an dem beweglichen Kon takt gefedert befestigt oder gelagert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Zusatzkontakt an einer Komponente des Kontaktsystems oder des Laststufenschalters, welche sich mit dem beweglichen Kontakt mitbewegt, gefedert befestigt oder gelagert.
Bei der Komponente kann es sich beispielsweise um eine Welle, ein Zahnrad oder ein Malteserrad handeln.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch eine Wählervorrichtung, kurz Wähler, ange geben, die ein Kontaktsystem nach dem verbesserten Konzept umfasst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Wählervorrichtung eine Isolierplatte mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, wobei die zweite der ersten Seite gegen überliegt. Der bewegliche Kontakt ist auf der ersten Seite angeordnet. Das Kontaktsystem umfasst einen weiteren beweglichen Kontakt, welcher auf der zweiten Seite angeordnet ist. Der weitere bewegliche Kontakt dazu eingerichtet ist, den Festkontakt direkt zu kon taktieren. Insbesondere können der bewegliche Kontakt und der weitere bewegliche Kon takt im stationären Zustand beide denselben beweglichen Kontakt direkt kontaktieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Wählervorrichtung dazu eingerichtet, den beweglichen Kontakt von einem weiteren Festkontakt des Kontaktsystems auf den Festkontakt umzuschalten und danach den weiteren beweglichen Kontakt von dem weite ren Festkontakt oder von einem weiteren Festkontakt auf den Festkontakt umzuschalten. Anders ausgedrückt kann der Festkontakt als erster Festkontakt, der weitere Festkontakt als zweiter Festkontakt und der zusätzliche weitere Festkontakt als dritter Festkontakt an gesehen werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Wählervorrichtung ein Malteserrad, das um eine Achse drehbar an der Isolierplatte befestigt ist, auf der ersten Seite angeord net ist und den beweglichen Kontakt trägt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Zusatzkontakt federnd, also beispiels weise mittels einer Feder, an dem Malteserrad befestigt oder gelagert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Wählervorrichtung ein weiteres Malteserrad, das um die Achse oder eine weitere Achse drehbar an der Isolierplatte be festigt ist, auf der zweiten Seite angeordnet ist und den weiteren beweglichen Kontakt trägt.
Gemäß dem versbesserten Konzept wird auch ein Laststufenschalter angegeben, der ein Kontaktsystem und/oder eine Wählervorrichtung gemäß dem verbesserten Konzept um fasst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Laststufenschalter dazu ausgebildet, den beweglichen Kontakt von dem Festkontakt auf den weiteren Festkontakt des Kontakt systems und/oder umgekehrt stromlos umzuschalten. Im stationären Zustand kann dage gen ein Strom zwischen beweglichem Kontakt und Festkontakt fließen. Dies gilt entspre chend für einen weiteren stationären Zustand, in dem der bewegliche Kontakt den weite ren Festkontakt direkt kontaktiert.
Das heißt, der bewegliche Kontakt und der Festkontakt sind dazu ausgelegt, hohe Ströme zu führen, nicht notwendiger Weise aber auch dazu, hohe Ströme zu Schalten. Solche Kontakte sind üblicherweise hinsichtlich ihres elektrischen Widerstands optimiert, nicht notwendigerweise hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber Lichtbögen. Daher wirkt sich das verbesserte Konzept hier besonders vorteilhaft aus.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein induktives Betriebsmittel angegeben, zum Beispiel ausgebildet als Transformator, insbesondere Leistungstransformator, oder ausgebildet als Drossel, wobei das Betriebsmittel einen Laststufenschalter gemäß dem verbesserten Konzept umfasst. Das Betriebsmittel umfasst einen Tank zur Befüllung mit einem Isoliermittel, insbesondere mit einer Isolierflüssigkeit, zum Beispiel einem Isolieröl. Wenn der Tank mit dem Isoliermittel gefüllt ist, also insbesondere während des Betriebs des Betriebsmittels, stehen der bewegliche Kontakt und der Festkontakt in direktem Kon takt mit dem Isoliermittel.
Alternativ kann der Laststufenschalter selbst ein Isoliermittelgefäß zur Befüllung mit einem Isoliermittel umfassen. Wenn das Isoliermittelgefäß dem Isoliermittel gefüllt ist stehen der bewegliche Kontakt und der Festkontakt in direktem Kontakt mit dem Isoliermittel des Laststufenschalters.
Weitere Ausgestaltungsformen und Implementierungen der Wählervorrichtung, des Last stufenschalters und des Betriebsmittels ergeben sich unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungsformen des Kontaktsystems und jeweils umgekehrt
Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail erklärt. Komponenten, die funktionell identisch sind oder ei nen identischen Effekt haben, können mit identischen Bezugszeichen versehen sein. Identische Komponenten oder Komponenten mit identischer Funktion sind unter Umstän den nur bezüglich der Figur erklärt, in der sie zuerst erscheinen. Die Erklärung wird nicht notwendigerweise in den darauffolgenden Figuren wiederholt.
Es zeigen
Figuren 1 A und 1 B eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungs form eines Kontaktsystems nach dem verbesserten Konzept;
Figur 2 eine beispielhafte Ausführungsform einer Wählervorrichtung nach dem verbesserten Konzept; und
Figuren 3A und 3B eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer weiteren beispiel haften Ausführungsform eines Kontaktsystems nach dem ver besserten Konzept.
Figuren 1A und 1 B zeigen eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausfüh rungsform eines Kontaktsystems für einen Laststufenschalter nach dem verbesserten System. Das Kontaktsystem umfasst einen Festkontakt FK, der sich während eines Um schaltvorgangs des Laststufenschalters nicht bewegt, und einen beweglichen Kontakt BK. Außerdem umfasst das Kontaktsystem einen Zusatzkontakt ZK, welcher beispielsweise als Blechstreifen, insbesondere aus einer Kupferlegierung, ausgebildet ist.
In Figur 1 A befindet sich das Kontaktsystem in einem stationären Zustand, das heißt ein etwaiger Umschaltvorgang ist vollständig abgeschlossen, ein weiterer Umschaltvorgang hat noch nicht begonnen und es fließt ein Strom zwischen beweglichem Kontakt BK und Festkontakt FK. Der bewegliche Kontakt BK wird mit einer Kontaktkraft KK, beispielsweise erzeugt durch eine Feder, auf den Festkontakt FK gedrückt, so dass beweglicher Kontakt BK und Festkontakt FK in einem ersten Bereich B1 direkt miteinander in Kontakt sind. Ins besondere befindet sich der erste Bereich B1 einander zugewandten Stirnseiten des be weglichen Kontakts BK und des Festkontakts FK.
Der Zusatzkontakt ZK ist beispielsweise fest mit dem beweglichen Kontakt BK verbunden, insbesondere an einer Außenseite des beweglichen Kontakts BK. An einem zweiten Be reich B2 des Festkontakts FK, insbesondere an einer Außenseite des Festkontakts FK, kontaktiert der Zusatzkontakt ZK den Festkontakt FK. Hier besteht jedoch keine feste Ver bindung, der Zusatzkontakt ZK, der zum Beispiel eigenfedernd ausgebildet sein kann, wird auf den Festkontakt FK gedrückt.
In dieser Situation kontaktiert der bewegliche Kontakt BK den Festkontakt FK also direkt im ersten Bereich B1 und indirekt über den Zusatzkontakt ZK. Da der elektrische Wider stand des Zusatzkontakts ZK deutlich größer ist als derjenige der direkten Kontaktierung, fließt der Strom nahezu ausschließlich über letztere, wie schematisch durch entspre chende Linien I angedeutet.
Figur 1 B zeigt eine Situation desselben Kontaktsystems, wobei hier eine Unterbrechung zwischen beweglichem Kontakt BK und Festkontakt FK eingetreten ist. Der bewegliche Kontakt BK hat sich, beispielsweise durch eine Impulsübertragung aufgrund interner und/oder externer mechanischer Einwirkungen, vom Festkontakt FK in entgegengesetzter Richtung zur Kontaktkraft KK um einen Kontaktabstand KA entfernt. Aufgrund des Strom flusses im stationären Zustand würde sich daher ein Lichtbogen zwischen beweglichem Kontakt BK und Festkontakt FK bilden, wenn der Zusatzkontakt ZK nicht vorhanden wäre.
Der Zusatzkontakt ZK ist derart dimensioniert und angeordnet, dass ein Abstand A zwi schen den Bereichen B1 und B2 stets groß genug ist, dass die indirekte Kontaktierung auch dann bestehen bleibt, wenn der Kontaktabstand KA einen Maximalwert annimmt. Insbesondere ist der Abstand A mindestens so groß wie der maximale Kontaktabstand.
Dadurch wird sichergestellt, dass während der Unterbrechung der Strom weiter über den Zusatzkontakt ZK, welcher den Weg des geringsten elektrischen Widerstands darstellt, geführt wird, wie die schematischen Linien I andeuten. Da die zeitliche Dauer der Unter brechung sehr kurz ist, ist die thermische Belastung des Zusatzkontakts ZK trotz seines relativ hohen elektrischen Widerstands und der mitunter hohen Ströme gering und daher unproblematisch. Abschätzungen für eine Masse des beweglichen Kontakts BK von 40 g, einer Kontaktkraft KK von 25 N, einer Unterbrechungsdauer von 500 ps und einem Strom von 200 A haben eine Temperaturerhöhung des Zusatzkontakts ZK von weniger als 1 K ergeben. Dabei wurde ein Zusatzkontakt ZK aus CuBe2 mit einem Querschnitt von 1 mm2 zugrunde gelegt.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt einer beispielhaften Wählervorrichtung, kurz Wähler, mit ei nem Kontaktsystem nach dem verbesserten Konzept. Figur 3A zeigt einen Teil des Kon taktsystems in Seitenansicht, während Figur 3B eine entsprechende Draufsicht zeigt. Der Wähler umfasst ein erstes Malteserrad M1 und ein zweites Malteserrad M2, welche auf gegenüberliegenden Seiten einer Isolierplatte (aus Gründen der besseren Visualisierung nicht dargestellt) angeordnet sind. Des Weiteren umfasst der Wähler einen Festkontakt F1 sowie weitere Festkontakte, von denen beispielhaft zwei gezeigt sind F2, F3. Das erste Malteserrad M1 trägt einen ersten beweglichen Kontakt B1 , das zweite Malteserrad M2 einen zweiten beweglichen Kontakt B2. In der dargestellten Situation kontaktieren beide beweglichen Kontakte B1 , B2 den Festkontakt F1. Die beweglichen Kontakte B1 ,
B2 sind jeweils beispielsweise durch eine Druckfeder F gefedert an dem entsprechenden Malteserrad gelagert um eine Kontaktkraft KK von den beweglichen Kontakten B1 , B2 auf den Festkontakt F1 auszuüben.
Ein erster Zusatzkontakt Z1 , welcher beispielsweise als geformter Blechstreifen ausgebil det ist, liegt zum Beispiel mit einer Kante auf dem ersten beweglichen Kontakt B1 auf und kontaktiert diesen. Mit einer Stirnseite kontaktiert der erste Zusatzkontakt Z1 den Festkon takt F1 . Dadurch wird eine indirekte Kontaktierung von erstem beweglichen Kontakt B1 und Festkontakt F1 über den ersten Zusatzkontakt Z1 erzielt.
Der erste Zusatzkontakt Z1 ist beispielsweise eigengefedert ausgebildet, insbesondere ist wenigstens ein Teil an der Stirnseite des ersten Zusatzkontakts Z1 parallel zur Kontakt kraft KK elastisch verformbar. Dadurch wird im stationären Zustand eine zusätzliche Kon taktkraft parallel zur Kontaktkraft KK vom ersten Zusatzkontakt Z1 auf den Festkontakt F1 ausgeübt. Zudem ist die Masse des ersten Zusatzkontakts Z1 wesentlich geringer, zum Beispiel mindestens um einen Faktor 10 geringer, als die Masse des ersten beweglichen Kontakts B1 .
Diese Konstruktion führt dazu, dass im Falle einer Unterbrechung zwischen erstem be weglichen Kontakt B1 und Festkontakt F1 die indirekte Kontaktierung über den ersten Zu satzkontakt Z1 erhalten bleibt und eine Lichtbogenbildung verhindert wird.
Optional umfasst das Kontaktsystem einen zweiten Zusatzkontakt Z2, der bezüglich dem zweiten beweglichen Kontakt B2 entsprechend angeordnet ist, wie der erste Zusatzkon takt Z1 bezüglich dem ersten beweglichen Kontakt B1 . Die obigen Ausführungen zu dem ersten beweglichen Kontakt B1 und dem ersten Zusatzkontakt Z1 gelten dann entspre chend.
Der Wähler ist dazu eingerichtet, über einen Antrieb des Laststufenschalters, insbeson dere eine Antriebswelle, die Malteserräder M1 , M2 zu betätigen. Diese Betätigung erfolgt beispielsweise derart, dass während einer Umschaltung zunächst der erste bewegliche Kontakt B1 von einem der weiteren Festkontakte F2, F3 stromlos auf den Festkontakt F1 geschaltet wird. Dann kann im stationären Zustand der Strom zwischen Festkontakt F1 und dem ersten beweglichen Kontakt B1 fließen. Der zweite bewegliche Kontakt B2 wird dann beispielsweise ebenfalls von einem der weiteren Festkontakte F2, F3 auf den Fest kontakt F1 geschaltet. Durch die verschiedenen Ausführungsformen eines Kontaktsystems, einer Wählervorrich tung oder eines Laststufenschalters kann die Lichtbogenbildung in einem Laststufenschal ter reduziert werden. Dadurch kann zum einen der Verschleiß des Kontaktsystems durch Kontaktabbrand verringert werden. Zum anderen wird auch eine Kontamination der Iso lierflüssigkeit von Laststufenschalter und/oder Betriebsmittel reduziert. Die Wartungsinter- valle des Laststufenschalters und/oder des Betriebsmittels, beziehungsweise die entspre chenden Lebensdauern, werden damit verlängert. Der Einsatz des Laststufenschalters auch unter externer Schockbelastung wird ermöglicht.
BEZUGSZEICHEN
Festkontakte FK, F1 , F2
bewegliche Kontakte BK, B1 , B2
Zusatzkontakte ZK, Z1 , Z2
Malteserräder M1 , M2
Kontaktkraft KK
Linien für Strom I
Feder F
Abstand A
Kontaktabstand KA
Kontaktbereiche B1 , B2

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Kontaktsystem für einen Laststufenschalter, das Kontaktsystem umfassend
einen Festkontakt (FK, F1 ) und einen beweglichen Kontakt (BK, B1 , B2) dazu einge richtet, in einem stationären Zustand den Festkontakt (FK, F1 ) direkt zu kontaktieren; und
einen Zusatzkontakt (ZK, Z1 , Z2), welcher, zusätzlich zu der direkten Kontaktierung, während des stationären Zustands den beweglichen Kontakt (BK, B1 , B2) elektrisch mit dem Festkontakt (FK, F1 ) verbindet;
wobei der Zusatzkontakt ausgebildet und angeordnet ist, bei einer Unterbrechung der direkten Kontaktierung einen Strom zwischen dem Festkontakt (FK, F1 ) und bewegli chen Kontakt (BK, B1 , B2) zu führen.
2. Kontaktsystem nach Anspruch 1 , wobei der Zusatzkontakt (ZK, Z1 , Z2)
mit dem beweglichen Kontakt (BK, B1 , B2) derart mechanisch gekoppelt ist, dass er sich mit dem beweglichen Kontakt (BK, B1 , B2) mitbewegt; oder
mit dem Festkontakt (FK, F1 ) mechanisch gekoppelt ist.
3. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei im stationären Zustand der bewegliche Kontakt (BK, B1 , B2) den Festkontakt (FK, F1 ) an einem ersten Be reich (B1 ) kontaktiert;
der Zusatzkontakt (ZK, Z1 , Z2) den Festkontakt (FK, F1 ) an einem zweiten Bereich (B2) kontaktiert; und
der erste und der zweite Bereich (B1 , B2) einen Abstand (A) voneinander haben, der größer oder gleich einem vorbestimmten Minimalabstand ist.
4. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei im stationären Zustand eine Kontaktkraft (KK) vom beweglichen Kontakt (BK, B1 , B2) auf den Festkontakt (FK, F1 ) ausgeübt wird;
eine zur Kontaktkraft (KK) parallele weitere Kontaktkraft vom Zusatzkontakt (ZK, Z1 , Z2) auf den Festkontakt (FK, F1 ) ausgeübt wird; und
wenigstens ein Teil des Zusatzkontakts (ZK, Z1 , Z2) und der bewegliche Kontakt (BK, B1 , B2) in Richtung der Kontaktkraft (KK) relativ zueinander beweglich sind.
5. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Masse des Zusatzkon- takts (ZK, Z1 , Z2) mindestens eine Größenordnung kleiner ist als eine Masse des be weglichen Kontakts (BK, B1 , B2).
6. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
der Zusatzkontakt (ZK, Z1 , Z2) eigengefedert ausgebildet ist; oder
an dem beweglichen Kontakt (BK, B1 , B2) gefedert befestigt oder gelagert ist; oder an einer Komponente (M1 , M2) des Kontaktsystems, welche sich mit dem bewegli chen Kontakt (BK, B1 , B2) mitbewegt, gefedert befestigt oder gelagert ist.
7. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Unterbrechung dem Entstehen eines Abstands zwischen dem beweglichen Kontakt (BK, B1 , B2) und dem Festkontakt (FK, F1 ) entspricht.
8. Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Zusatzkontakt (ZK, Z1 , Z2) eine Berylliumbronze oder eine Zinnbronze umfasst.
9. Wählervorrichtung für einen Laststufenschalter, die Wählervorrichtung umfassend ein Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Wählervorrichtung nach Anspruch 9 umfassend eine Isolierplatte mit einer ersten Seite und einer zweiten, der ersten Seiten gegenüberliegenden, Seite; wobei der bewegliche Kontakt (B1 ) auf der ersten Seite angeordnet ist,
das Kontaktsystem einen weiteren beweglichen Kontakt (B2) umfasst, welcher auf der zweiten Seite angeordnet ist; und
der weitere bewegliche Kontakt (B2) dazu eingerichtet ist, den Festkontakt (F1 ) direkt zu kontaktieren.
1 1. Wählervorrichtung nach Anspruch 10, dazu eingerichtet, den beweglichen Kontakt (B1 ) von einem weiteren Festkontakt (F2, F3) des Kontaktsystems auf den Festkon takt (F1 ) umzuschalten und danach den weiteren beweglichen Kontakt (B2) von dem weiteren Festkontakt (F2, F3) oder von einem zusätzlichen weiteren Festkontakt (F2, F3) auf den Festkontakt (F1 ) umzuschalten.
12. Wählervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 1 1 , umfassend ein Malteser rad (M1 ), das um eine Achse drehbar an der Isolierplatte befestigt ist und den beweg lichen Kontakt (B1 ) trägt.
13. Laststufenschalter umfassend ein Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder eine Wählervorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12.
14. Laststufenschalter nach Anspruch 13, wobei der Laststufenschalter ausgebildet ist, den beweglichen Kontakt (BK, B1 , B2) von dem Festkontakt (FK, F1 ) auf einen weite ren Festkontakt (F2, F3) des Kontaktsystems stromlos umzuschalten.
15. Induktives Betriebsmittel umfassend einen Laststufenschalter nach einem der An sprüche 13 oder 14 und einen Tank zur Befüllung mit einem Isoliermittel, wobei der bewegliche Kontakt (BK, B1 , B2) und der Festkontakt (FK, F1 , F2, F3) in direktem Kontakt mit dem Isoliermittel stehen, wenn der Tank mit dem Isoliermittel befüllt ist.
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