WO2004059674A1 - Leistungsschalter - Google Patents

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WO2004059674A1
WO2004059674A1 PCT/DE2003/003890 DE0303890W WO2004059674A1 WO 2004059674 A1 WO2004059674 A1 WO 2004059674A1 DE 0303890 W DE0303890 W DE 0303890W WO 2004059674 A1 WO2004059674 A1 WO 2004059674A1
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circuit breaker
contact
shaft
torque
pole
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PCT/DE2003/003890
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg-Uwe DAHL
Andreas Käding
Michael Kruschke
Marc Liebetruth
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/46—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using rod or lever linkage, e.g. toggle

Definitions

  • the invention relates to a circuit breaker according to the preamble of claim 1.
  • circuit breakers The switching of high voltages and currents requires specially designed switching devices, which can generally be summarized under the term circuit breakers.
  • the structure of such a circuit breaker essentially consists of one or more fixed and one or more movable contact devices and at least one drive unit which is operatively connected to the movable contact devices. With the aid of the drive unit can be movable together with the stationary contact means or separated, which causes a closing or opening the contact devices connected to i circuits.
  • a measure for achieving short-circuit current-independent triggering forces is known, in which the retroactive forces from the contact pressure springs and the electrodynamically generated forces do not exert any torque on the selector shaft via the kinematic chain.
  • the effective moment lever arm is reduced to zero when the circuit breaker is switched on.
  • additional drive elements for example in the form of springs, are required for the switching-off process in order to provide sufficient torque for the contacts to open.
  • DE 101 37 422 Cl shows a contact carrier for low-voltage circuit breakers, which is rotatably mounted with lateral bearing journals and which is moved via a toggle lever system, consisting of a coupling plate which is articulated both to the contact carrier and to a lever, which is rigidly connected to a selector shaft. Relative to the distance from the bearing journal, the coupling bracket can be attached in different positions. The effective moment of the contact force springs can thus be changed, the triggering force on the selector shaft remaining constant. Different retroactive moments of the contact carriers on the selector shaft under dynamic loads cannot be achieved without changing the contact pressure at the same time.
  • the coupling element itself consists of two parts connected at an angle.
  • the parts can be locked at any angle, which means that the effective length of the coupling element can be shortened or lengthened and the contact force can be adjusted.
  • the adjustment option has no influence on the retroactive moments.
  • the invention is based on the object of creating a circuit breaker of the generic type which is distinguished by an increased surge short-circuit current carrying capacity and does not require any additional drive devices.
  • the circuit breaker is characterized in that it is constructed from at least two fixed contact devices of two poles, at least two contact devices movable relative thereto, which comprise at least one contact carrier and at least one contact element, a switching shaft and at least two coupling devices, and the at least two Contact carriers are mechanically operatively connected to at least one contact element each and the at least two contact carriers are articulated to the switching shaft by at least one coupling device and a switching shaft lever rigidly connected to the switching shaft, at least one of which is retroactive to the switching shaft when the circuit breaker is switched on Torque of a pole is reduced compared to at least one torque of at least one further pole, which is retroactive to the switching shaft when the circuit breaker is switched on, by the length of the effective lever arm between hen the selector shaft and the articulation of the selector shaft lever and coupling device of the at least one pole with the retroactive torque reduced to the selector shaft when the circuit breaker is switched on, by the length of the effective lever arm between hen the selector shaft and the articulation of
  • the mobility of the respective contact carrier is advantageously reduced by reducing the switching shaft torsion and the deformation of the force-transmitting elements when the circuit breaker is switched on.
  • retroactive electrodynamically generated forces therefore result in a much lower contact carrier movement.
  • a lifting of the contacts therefore requires a much higher surge short-circuit current, which ultimately results in an increase in the surge short-circuit current carrying capacity.
  • the remaining moment for the contacts to open is sufficient to ensure safe switching off without the need for auxiliary energy in the form of additional drive devices.
  • the length of the effective lever arm of at least one pole is also switched on
  • the circuit breaker is preferably of three-pole design, for example for switching three-phase loads, it being particularly advantageously provided that in particular when the drive torque is coupled into the switching shaft in the region of the central pole, the circuit breaker is in the switched-on state the switching shaft retroactive torque of the two outer poles compared to the level of the circuit breaker on the switching shaft retroactive moment of the inner pole is reduced. Since the kinematics in the area of the middle pole have a higher stiffness due to the coupling mechanism for the transmission of the drive torque than in the outer poles, retroactive forces lead to larger contact carrier movements in the outer phases than in the inner phase.
  • the means according to the invention reduce the contact carrier mobility in the outer phases and thus reduce torsion of the control shaft and deformation of the switch housing due to retroactive moments. Furthermore, there is a symmetrical distribution of the switching forces in relation to the two outer phases, which means that a longer service life of the circuit breaker can be expected.
  • the circuit breaker is designed with four poles, in order, for example, to enable switching of three-phase loads with an N conductor. It is particularly preferably provided here that the torque of the two outer poles which is retroactive to the switching shaft when the circuit breaker is switched on and one of the inner poles is reduced compared to the torque of the remaining inner pole which is retroactive to the switching shaft when the circuit breaker is switched on.
  • all coupling rods are the same Have length.
  • the coupling points on the coupling device of the selector shaft levers must be set accordingly in relation to the selector shaft axis. This can be achieved, for example, by different angular positions of the selector shaft levers.
  • the range of components for the coupling device can be reduced to a coupling rod, which is associated with cost savings and avoidance of manufacturing errors due to mix-ups.
  • the opening forces have the advantage that, with the same notching, the breaking force is reduced in the de-energized case, but not increased in the short-circuit case as much as it is with a switching shaft with the same switching shaft levers and the same positions the coupling points would be the case.
  • the bandwidth of the circuit breaker according to the invention to be managed by the switch-off latching is reduced compared to a circuit breaker with the same switching shaft levers and the same positions of the coupling points.
  • At least two coupling rods have mutually different lengths in order to compensate for the angular positions of the contact carriers which differ from one another due to different positions of the coupling points.
  • FIG. 1 shows a multi-pole circuit breaker with fixed and movable contact devices, switching shaft, switching levers and coupling device
  • Figure 2 shows a three-pole circuit breaker with reduced effective lever arms of the retroactive moments in the outer phases R and T and
  • FIG. 2 shows schematically an embodiment of the mechanical arrangement of a three-pole circuit breaker 10 with the current paths R, S and T.
  • the circuit breaker 10 consists of a switching shaft 20 with three switching shaft levers 24, three contact carriers 16, three coupling rods, one of which each with a switching shaft lever 24 and a contact carrier 16 is connected via joints, a contact element 18 for each current path with an articulated connection to a contact carrier 16 and a fixed contact device 12 for each current path.
  • a drive torque acting on the selector shaft 20 is transmitted to the contact carriers 16 and the contact elements 18 via the kinematic chain.
  • the transfer from to the Clock elements 18 have retroactive forces via the kinematics on the selector shaft 20.
  • the size of the retroactive torque M r in this example depends on the position of the coupling points 26 in the selector shaft levers 24 or on the position of the selector shaft lever 24 on the selector shaft 20.
  • a variation of the position of the coupling point 26 with respect to the shift shaft axis causes a variation in the length of the effective lever arm h w of a retroactive torque M r and thus the size of this torque with the same retroactive force F r .
  • the effective lever arm h w , re d of a retroactive moment M r , re a was reduced compared to phase S and thus also the size of the retroactive moment itself.
  • FIG. 3 schematically shows the angular position ⁇ i of the joint in the coupling point 26 of phase S (FIG. 3a) and the angular position ⁇ 2 of the joints in the coupling point of phases R and T (FIG.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Breakers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter (10) mit wenigstens zwei feststehenden Kontakteinrichtungen (12), wenigstens zwei relativ dazu beweglichen Kontakteinrichtungen (14), die jeweils wenigstens einen Kontaktträger (16) und wenigstens ein Kontaktelement (18) umfassen, einer Schaltwelle (20) und wenigstens zwei Koppeleinrichtungen (22), wobei - die wenigstens zwei Kontaktträger (16) mit jeweils wenigstens einem Kontaktelement (18) mechanisch wirkverbunden sind und - die wenigstens zwei Kontaktträger (16) mit der Schaltwelle (20) durch jeweils wenigstens eine Koppeleinrichtung (22) mechanisch wirkverbunden sind. Hierzu ist vorgesehen, dass wenigstens ein im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters (10) auf die Schaltwelle (20) rückwirkendes Moment (Mr,red) eines Pols gegenüber wenigstens einem im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters (10) auf die Schaltwelle (20) rückwirkenden Moment (Mr) wenigstens eines weiteren Pols reduziert ist.

Description

Beschreibung
LeistungsSchal er
Die Erfindung bezieht sich auf einen Leistungsschalter gemäß dem Oberbegriff in Anspruch 1.
Das Schalten hoher Spannungen und Ströme erfordert speziell ausgelegte Schaltvorrichtungen, welche allgemein unter dem Begriff Leistungsschalter zusammengefasst werden können. Gemeinhin setzt sich der Aufbau eines solchen Leistungsschalters im Wesentlichen aus einer oder mehreren feststehenden und einer oder mehreren beweglichen Kontakteinrichtungen zusammen sowie wenigstens einer Antriebseinheit, welche mit den beweglichen Kontakteinrichtungen wirkverbunden ist. Mit Hilfe der Antriebseinheit können bewegliche mit feststehenden Kontakteinrichtungen zusammengeführt oder getrennt werden, was ein Schließen oder Öffnen der miti den Kontakteinrichtungen verbundenen Stromkreise bewirkt.
Bei modernen Bauformen von Niederspannungs-Leistungsschaltern liegen die Kontakteinrichtungen dicht benachbart. Von nebeneinander liegenden Kontakteinrichtungen geführte Ströme üben dadurch bedingt hohe elektrodynamische Kräfte auf die jeweils benachbarten Kontakteinrichtungen aus. Es wirken so auf die Kontaktelemente kontaktabhebende Kräfte, die den Kontaktandruckkräften entgegengerichtet sind. Die Folge dieses Effekts können bei Strömen mit hohem dynamischen Anteil, wie sie im Kurzschlussfall einer elektrischen Maschine auftreten können, eine Herabsetzung der Stromtragfähigkeit, im Kurzschlussfall der Stoßkurzschlussstromtragfähigkeit, des Leistungsschalters und eine drastische Verringerung der Lebensdauer durch Ab- brand sein. Es ist eine Maßnahme zum Erreichen von kurzschlussstromunab- hängigen Auslösekräften bekannt, bei welcher die rückwirkenden Kräfte aus den Kontaktdruckfedern und die elektrodyna- misch erzeugten Kräfte über die kinematische Kette kein Drehmoment auf die Schaltwelle ausüben. Hierbei wird der wirksame Hebelarm des Moments im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters auf Null reduziert. Der Nachteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass für den Ausschaltvorgang zu- sätzliche Antriebselemente, beispielsweise in Form von Federn, erforderlich sind, um ein ausreichendes Moment für das Öffnen der Kontakte zur Verfügung zu stellen.
Die DE 101 37 422 Cl zeigt einen Kontaktträger für Nie- derspannungs-Leistungsschalter, der mit seitlichen Lagerzapfen drehbar gelagert ist und der über ein Kniehebelsystem bewegt wird, bestehend aus einer Koppellasche, die sowohl mit dem Kontaktträger als auch mit einem Hebel gelenkig verbunden ist, der starr mit einer Schaltwelle verbunden ist. Bezogen auf den Abstand zum Lagerzapfen lässt sich die Koppellasche in unterschiedlichen Positionen befestigen. Damit kann das wirksame Moment der Kontaktkraftfedern verändert werden, wobei die Auslösekraft an der Schaltwelle konstant bleibt. Unterschiedliche rückwirkende Momente der Kontaktträger auf die Schaltwelle bei dynamischen Belastungen lassen sich jedoch nicht erreichen, ohne dass gleichzeitig der Kontaktdruck verändert wird.
Eine weitere Justierbarkeit sieht die DE 100 07 401 AI vor. Nach dieser Lösung besteht das Koppelelement selbst aus zwei winklig verbundenen Teilen. Die Teile lassen sich in einem beliebigen Winkel arretieren, wodurch sich die wirksame Länge des Koppelelements verkürzen beziehungsweise verlängern lässt und die Kontaktkraft einjustiert werden kann. Auf die rückwirkenden Momente hat die Verstellmöglichkeit indessen keinen Einfluss .
Ausgehend von dieser Problematik liegt nun der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welcher sich durch eine erhöhte Stoßkurzschlussstromtragfähigkeit auszeichnet und keine zusätzlichen Antriebseinrichtungen benötigt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Leistungsschalter mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Der Leistungsschalter zeichnet sich dadurch aus, dass er aus wenigstens zwei feststehenden Kontakteinrichtungen zweier Po- le, wenigstens zwei relativ dazu beweglichen Kontakteinrichtungen, die wenigstens einen Kontaktträger und wenigstens ein Kontaktelement umfassen, einer Schaltwelle und aus wenigstens zwei Koppeleinrichtungen aufgebaut ist, und die wenigstens zwei Kontaktträger mit jeweils wenigstens einem Kontaktele- ment mechanisch wirkverbunden sind sowie die wenigstens zwei Kontaktträger mit der Schaltwelle durch jeweils wenigstens eine Koppeleinrichtung und einem mit der Schaltwelle starr verbundenen Schaltwellenhebel gelenkig verbunden sind, wobei wenigstens ein im eingeschalteten Zustand des Leistungsschal- ters auf die Schaltwelle rückwirkendes Moment eines Pols gegenüber wenigstens einem im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters auf die Schaltwelle rückwirkenden Moment wenigstens eines weiteren Pols reduziert ist, indem die Länge des wirksamen Hebelarms zwischen der Schaltwelle und dem Ge- lenk von Schaltwellenhebel und Koppeleinrichtung des wenigstens einen Pols mit im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters auf die Schaltwelle reduzierten rückwirkenden Moments gegenüber der Länge des wirksamen Hebelarms des wenigs- tens einen weiteren Pols durch Verlagerung des Ankoppelpunktes zwischen dem Schaltwellenhebel und der Koppeleinrichtung verkürzt ist.
Hierdurch wird vorteilhaft eine Reduzierung der Beweglichkeit des jeweiligen Kontaktträgers durch die Herabsetzung der Schaltwellentorsion und der Verformung der kraftübertragenden Elemente im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters erreicht. Insbesondere rückwirkende elektrodynamisch erzeugte Kräfte führen somit zu einer sehr viel geringeren Kontaktträgerbewegung. Ein Abheben der Kontakte erfordert dadurch bedingt einen sehr viel höheren Stoßkurzschlussstrom, woraus letztlich eine Erhöhung der Stoßkurzschlussstromtragfähigkeit resultiert. Das verbleibende Moment für das Öffnen der Kon- takte ist ausreichend, um ein sicheres Ausschalten zu gewährleisten, ohne dass Hilfsenergie in Form von zusätzlichen Antriebseinrichtungen benötigt wird.
Insbesondere ist ferner vorgesehen, dass die Länge des wirk- samen Hebelarms wenigstens eines Pols mit im eingeschalteten
Zustand des Leistungsschalters auf die Schaltwelle reduzierten rückwirkenden Moment zu Null oder nahe Null reduziert ist, da in diesem Fall das rückwirkende Moment ebenfalls zu Null beziehungsweise nahe Null reduziert wird.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Leistungsschalter, beispielsweise für das Schalten von Drehstromlasten, vorzugsweise dreipolig ausgeführt, wobei insbesondere vorteilhaft vorgesehen ist, dass insbesondere bei der Einkopplung des Antriebsmoments in die Schaltwelle im Bereich des mittleren Pols jeweils das im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters auf die Schaltwelle rückwirkende Moment der beiden äußeren Pole gegenüber dem im eingeschalteten Zu- stand des Leistungsschalters auf die Schaltwelle rückwirkenden Moment des inneren Pols reduziert ist. Da die Kinematik im Bereich des mittleren Pols aufgrund der Einkoppelmechanik für die Übertragung des Antriebsmoments eine höhere Steifig- keit aufweist als in den äußeren Polen, führen rückwirkende Kräfte zu größeren Kontaktträgerbewegungen bei den Außenphasen als bei der inneren Phase. Dies kann zusätzlich zu der Torsion der Schaltwelle zu einer verstärkten Verformung der Schaltergehäuse und damit zu einem Durchdruck- und Kraftver- lust der Kontakthebel führen. Durch die erfindungsgemäßen Mittel wird die Kontaktträgerbeweglichkeit in den äußeren Phasen reduziert und somit eine Torsion der Schaltwelle und eine Verformung der Schaltergehäuse aufgrund von rückwirkenden Momenten verringert. Weiterhin ergibt sich eine symmetri- sehe Verteilung der Schaltkräfte in Bezug auf die beiden äußeren Phasen, was eine höhere Lebensdauer des Leistungsschalters erwarten lässt.
Insbesondere ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Er- findung zweckmäßig vorgesehen, dass der Leistungsschalter vierpolig ausgeführt ist, um beispielsweise das Schalten von Drehstromlasten mit N-Leiter zu ermöglichen. Besonders bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass jeweils das im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters auf die Schaltwelle rückwirkende Moment der beiden äußeren Pole und eines der inneren Pole gegenüber dem im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters auf die Schaltwelle rückwirkenden Moment des verbleibenden inneren Pols reduziert ist. Durch diese erfindungsgemäßen Mittel werden dieselben Vorteile erzielt, wie bei der dreipoligen Ausgestaltung des Leistungsschalters.
Weiterhin ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft vorgesehen, dass alle Koppelstangen dieselbe Länge besitzen. Zur Realisierung unterschiedlich langer wirksamer Hebelarme der rückwirkenden Momente auf die Schaltwelle sind in diesem Falle die Ankoppelpunkte an die Koppeleinrichtung der Schaltwellenhebel in Bezug auf die Schaltwellenachse entsprechend zu setzen. Dies kann beispielsweise durch unterschiedliche Winkelstellungen der Schaltwellenhebel erreicht werden. Bei dieser Ausführung des Leistungsschalters lässt sich das Bauteilespektrum für die Koppeleinrichtung auf eine Koppelstange reduzieren, was mit einer Kosteneinsparung und einer Vermeidung von Fertigungsfehler durch Vertauschungen verbunden ist. Da der Leistungsschalter für höhere Kurzschlussströme konzipiert ist, ergibt sich für die Ausschaltkräfte der Vorteil, dass bei gleicher Ausverklinkung im stromlosen Fall die Ausschaltkraft verringert, im Kurz- Schlussfall aber nicht so stark erhöht wird, wie es bei einer Schaltwelle mit gleichen Schaltwellenhebeln und gleichen Lagen der Ankoppelpunkte der Fall wäre. Damit ist die von der Ausschaltverklinkung zu bewältigende Bandbreite des erfindungsgemäßen Leistungsschalters gegenüber einem Leistungs- Schalter mit gleichen Schaltwellenhebeln und gleichen Lagen der Ankoppelpunkte verringert .
Darüber hinaus ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass wenigstens zwei Koppelstangen von- einander abweichende Längen besitzen, um die durch unterschiedliche Lagen der Ankoppelpunkte bedingten voneinander abweichenden Winkelstellungen der Kontaktträger auszugleichen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen mehrpoligen Leistungsschalter mit feststehen- den und beweglichen Kontakteinrichtungen, Schaltwelle, Schalthebeln und Koppeleinrichtung;
Figur 2 einen dreipoligen Leistungsschalter mit reduzierten wirksamen Hebelarmen der rückwirkenden Momente in den äußeren Phasen R und T und
Figur 3 Winkelstellungen der Gelenke in den Ankoppelpunkten.
In Figur 1 ist in einem Ausführungsbeispiel schematisch der
Aufbau eines mehrpoligen Leistungsschalters 10 im eingeschalteten Zustand dargestellt. Die Mechanik je eines Strompfades ist zum Vergleich in Figur la und Figur lb aufgeführt. Sie besteht jeweils aus einem Kontaktträger 16, einem Kontaktele- ment 18, einer Koppeleinrichtung 22, als Koppelstange ausgeführt, und einem Schaltwellenhebel 24. Die Schaltwellenhebel 24 beider Strompfade sind mit derselben Schaltwelle 20 verbunden. Die Übertragung des -Antriebsmoments der Schaltwelle 20 erfolgt jeweils über den Schaltwellenhebel 24 und die Kop- pelstange auf den Kontaktträger 16 bis hin zum Kontaktelement
18, welches letztlich mit einer entsprechenden Kraft auf die feststehende Kontakteinrichtung 12 wirkt. Im Falle einer rückwirkenden, beispielsweise elektrodynamisch erzeugten Kraft Fr, die in näherungsweise entgegengesetzter Richtung auf das Kontaktelement 18 wirkt, findet die Kraftübertragung in umgekehrter Richtung statt. Es wirkt so letztlich auf. die Schaltwelle 20 ein Moment Mr, dessen Größe abhängig ist von der kinematischen Kette. In diesem Beispiel wurde für die An- Ordnung in Figur la lediglich der Ankoppelpunkt 26 in dem Schaltwellenhebel 24, in welchem der Schaltwellenhebel 24 durch ein Gelenk mit der Koppelstange verbunden ist, verlegt. Ansonsten wurden dieselben Längen für die Verbindungsstrecken zwischen den einzelnen Gelenken gewählt. Dies bewirkt eine Reduzierung des wirksamen Hebelarms hw,rΘd eines rückwirkenden Moments Mr,re-t n Figur la gegenüber Figur Ib. Bei gleichen rückwirkenden Kräften Fr ergibt sich folglich in Figur la ein geringeres, auf die Schaltwelle 20 rückwirkendes Moment Mr,rea als in Figur Ib. Auf diese Weise wird die Schaltwellentorsion sowie die Verformung der kraftübertragenden Elemente so weit herabgesetzt, dass die zum Abheben des Kontaktelements 18 von der feststehenden Kontakteinrichtung 12 führenden Bewegungen des Kontaktträgers 16 reduziert werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Stoßkurzschlussstromtragfähigkeit in der entsprechenden Phase . Das verbleibende Antriebsmoment der Schaltwelle 20 zum Zeitpunkt des Ausschaltens ist ausreichend, um ein sicheres Ausschalten des Leistungsschalters 10 zu gewährleisten.
Figur 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der mechanischen Anordnung eines dreipoligen Leistungsschalters 10 mit den Strompfaden R, S und T. Der Leistungsschalter 10 besteht aus einer Schaltwelle 20 mit drei Schaltwellenhebeln 24, drei Kontaktträgern 16, drei KoppelStangen, von welchen jeweils eine mit einem Schaltwellenhebel 24 und einem Kontaktträger 16 über Gelenke verbunden ist, jeweils einem Kontaktelement 18 für jeden Strompfad mit einer Gelenkverbindung zu jeweils einem Kontaktträger 16 und jeweils einer feststehenden Kon- takteinrichtung 12 für jeden Strompfad. Ein auf die Schaltwelle 20 wirkendes Antriebsmoment wird über die kinematische Kette auf die Kontaktträger 16 und die Kontaktelemente 18 ü- bertragen. Umgekehrt erfolgt die Übertragung von auf die Kon- taktelemente 18 rückwirkenden Kräften über die Kinematik auf die Schaltwelle 20. Die Größe des rückwirkenden Moments Mr ist in diesem Beispiel abhängig von der Lage der Ankoppelpunkte 26 in den Schaltwellenhebeln 24 beziehungsweise von der Stellung der Schaltwellenhebel 24 auf der Schaltwelle 20. Eine Variation der Lage des Ankoppelpunktes 26 in Bezug auf die Schaltwellenachse bewirkt eine Variation der Länge des wirksamen Hebelarms hw eines rückwirkenden Moments Mr und somit der Größe dieses Moments bei gleicher rückwirkender Kraft Fr. In den Phasen R und T wurde auf diese Weise der wirksame Hebelarm hw,red eines rückwirkenden Moments Mr,rea gegenüber der Phase S reduziert und somit auch die Größe des rückwirkenden Moments selbst. In diesem Fall wird die Schaltwellentorsion sowie die Verformung der kraftübertragenden Elemente so weit herabgesetzt, dass die zum Abheben der jeweiligen Kontaktelemente 18 von den feststehenden Kontakteinrichtungen 12 führenden Bewegungen der Kontaktträger 16 reduziert werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Stoßkurzschlussstromtragfähigkeit in den entsprechenden Phasen. Die geänderten Lagen der Ankop- pelpunkte 26 würden bei Koppelstangen gleicher Länge zu voneinander abweichenden Winkelstellungen der Kontaktträger 16 der Phasen R und T gegenüber dem der Phase S führen. Zum Ausgleich dieses Effekts wurde in Figur 2 daher für die äußeren Phasen eine andere (kürzere) Koppelstangenlange gewählt als für die innere Phase, so dass die drei Kontaktträger 16 bei gleicher Schaltwellenstellung dieselben Winkelstellungen aufweisen. Möglich ist auch, an Stelle dessen die Ankoppelpunkte 26 in den äußeren Phasen entlang der Längsachse der Schaltwellenhebel 24 weiter in Richtung der Schaltwellenachse zu verlegen, um in allen Phasen mit gleicher Koppelstangenlänge arbeiten zu können. Figur 3 zeigt schematisch die Winkelstellung φi des Gelenks in dem Ankoppelpunkt 26 der Phase S (Figur 3a) und die Winkelstellung φ2 der Gelenke in dem Ankoppelpunkt der Phasen R und T (Figur 3b) zum Zeitpunkt des Einschaltens des Leis- tungsschalters 10. Die unterschiedlichen Winkelstellungen wurden dadurch erreicht, dass bei gleicher Koppelstangenlange die Ankoppelpunkte 26 in den äußeren Phasen gegenüber dem Ankoppelpunkt der mittleren Phase entlang der Längsachse der Schaltwellenhebel weiter in Richtung der Schaltwellenachse verlegt wurden. Es ergibt sich in Figur 3b ein stumpferer
Winkel φ2 zwischen Schaltwellenhebel 24 und Koppeleinrichtung 22. Bei einem gleichen Vorschubweg der Koppeleinrichtung 22 in Figur 3b ist das vom Antrieb der Schaltwelle zu überwindende Moment, das aus der Gesamtkraft des Schaltpols resul- tiert, geringer als in Figur 3a. Hierdurch wird ein erleichtertes Loslaufen des Antriebs zum Zeitpunkt des Einschaltens erreicht. Somit ist eine Reduzierung der erforderlichen Antriebsenergie möglich. Dies erlaubt eine geringere Dimensionierung der Antriebs-, Übertragungs-, Verklinkungs- und Kon- takteinrichtungen. Das erleichterte Loslaufen führt weiterhin zu einer höheren Schaltwellengeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Kontaktberührung. Somit ist ein verbessertes Durchschalt- vermögen gegen elektrodynamische Stromschleifenkräfte gegeben.

Claims

Patentansprüche
1. Leistungsschalter (10) mit wenigstens zwei feststehenden Kontakteinrichtungen (12) zweier Pole, wenigstens zwei rela- tiv dazu beweglichen Kontakteinrichtungen (14), die jeweils wenigstens einen Kontaktträger (16) und wenigstens ein Kontaktelement (18) umfassen, einer Schaltwelle (20) und wenigstens zwei Koppeleinrichtungen (22), wobei
- die wenigstens zwei Kontaktträger (16) mit jeweils wenigstens einem Kontaktelement (18) mechanisch wirkverbunden sind und
- die wenigstens zwei Kontaktträger (16) mit der Schalt- welle (20) durch jeweils wenigstens- eine Koppeleinrichtung (22) und einem mit der Schaltwelle (20) starr verbundenen Schaltwellenhebel (24) gelenkig verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein im ein- geschalteten Zustand des Leistungsschalters (10) auf die
Schaltwelle (20) rückwirkendes Moment (Mr,red) eines Pols gegenüber wenigstens einem im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters (10) auf die Schaltwelle (20) rückwirkenden Moment (Mr) wenigstens eines weiteren Pols reduziert ist, in- dem die Länge des wirksamen Hebelarms (hw,rea) zwischen der Schaltwelle (20) und dem Gelenk von Schaltwellenhebel (24) und Koppeleinrichtung (22) des wenigstens einen Pols mit im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters (10) auf die Schaltwelle (20) reduzierten rückwirkenden Moment (Mr,red) ge- genüber der Länge des wirksamen Hebelarms (hw) des wenigstens einen weiteren Pols durch Verlagerung des Ankoppelpunktes (26) zwischen dem Schaltwellenhebel (24) und der Koppeleinrichtung (22) verkürzt ist.
2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des wirksamen Hebelarms (hw,red) wenigstens eines Pols mit im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters (10) auf die Schaltwelle (20) reduzierten rückwirkenden Moment (Mr,red) zu Null oder nahe Null reduziert ist.
3. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da- durch gekennzeichnet, dass der Leistungsschalter
(10) dreipolig ausgeführt ist.
4. Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils das im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters (10) auf die Schaltwelle (20) rückwirkende Moment (Mr,red) der beiden äußeren Pole gegenüber dem im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters (10) auf die Schaltwelle (20) rückwirkenden Moment (Mr) des inneren Pols reduziert ist.
5. Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsschalter (10) vierpolig ausgeführt ist.
6. Leistungsschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils das im eingeschalteten Zustand des Leistungsschalters (10) auf die Schaltwelle (20) rückwirkende Moment (Mr,rea) der beiden äußeren Pole und eines der inneren Pole gegenüber dem im eingeschalteten Zustand des Leistungs- Schalters (10) auf die Schaltwelle (20) rückwirkenden Moment (Mr) des verbleibenden inneren Pols reduziert ist.
7. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Koppeleinrichtung (22) wenigstens eine Koppelstange umfasst.
8. Leistungsschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass alle Koppelstangen dieselbe Länge besitzen.
9. Leistungsschalter nach Anspruch 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass wenigstens zwei Koppelstangen voneinander abweichende Längen besitzen.
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