WO2020025242A1 - Trennschalter mit zwei relativ zueinander bewegbaren kontaktteilen - Google Patents

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WO2020025242A1
WO2020025242A1 PCT/EP2019/067804 EP2019067804W WO2020025242A1 WO 2020025242 A1 WO2020025242 A1 WO 2020025242A1 EP 2019067804 W EP2019067804 W EP 2019067804W WO 2020025242 A1 WO2020025242 A1 WO 2020025242A1
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contact
auxiliary
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contacts
disconnector
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PCT/EP2019/067804
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Inventor
Mariusz ROHMANN
Dirk SCHRÄDER
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01H31/28—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact that remains electrically connected to one line in open position of switch with angularly-movable contact
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    • H01H33/123—Load break switches in which the auxiliary contact pivots on the main contact-arm and performs a delayed and accelerated movement
    • H01H33/124—Load break switches in which the auxiliary contact pivots on the main contact-arm and performs a delayed and accelerated movement the auxiliary contact being a whip contact
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    • H01H9/38—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts

Definitions

  • the invention relates to a disconnector with two between two end positions relatively movable contact parts len.
  • Disconnectors which are also called disconnectors, are used to disconnect and close current paths, particularly in the high-voltage range. Usually instructs
  • Disconnector at least one contact part, which is movable to disconnect and close a current path
  • a disconnector can be designed as a rotary isolator, lever isolator, toggle isolator, single pivot isolator, double pivot isolator or pantograph isolator.
  • the current path is closed by bringing main contacts into contact with one another by moving at least one contact part, and by opening the main contacts.
  • a disconnector is sometimes additionally provided with auxiliary contacts with which the same current path as the main contacts can be opened and closed, especially if the disconnector is also used for switching at higher currents, for example commutation currents , is interpreted.
  • the invention has for its object to provide a circuit breaker with improved auxiliary contacts.
  • An isolating switch has two contact parts which can be moved relative to one another between two end positions.
  • a first contact part has a first main contact and a first auxiliary contact.
  • the second contact part has a second main contact, a second auxiliary contact rotatably mounted about an axis of rotation and a restoring spring which exerts a restoring torque on the second auxiliary contact when the second auxiliary contact is deflected from an initial position.
  • the two main contacts are separated from one another and the two auxiliary contacts are also separated from one another.
  • the two main contacts contact one another and the two auxiliary contacts are separated from one another.
  • the auxiliary contacts are designed to open and close the same current path as the main contacts.
  • Auxiliary contacts can prevent the main contacts from being damaged by arcing by taking over possible arcs from the auxiliary contacts when opening and closing the disconnector.
  • the return spring enables the second auxiliary contact to snap back into its starting position after the auxiliary contacts have been separated by the restoring torque of the return spring.
  • the high switching speed of this snap-back immediately extinguishes an arc that can be caused by a break in the contact between the auxiliary contacts, so that there is hardly any contact erosion on the auxiliary contacts.
  • an arc would burn much longer, since the auxiliary contacts only move slowly away from each other.
  • the separation of the auxiliary contacts in the second end position also advantageously prevents the auxiliary contacts from being damaged in the event of a short circuit, for example.
  • the auxiliary contacts are designed and arranged in such a way that, in the case of a relative movement of the contact parts from the first end position to the second end position, the auxiliary contacts contact one another before the main contacts contact one another, and are separated from one another after the main contacts contact one another, and that in the event of a relative movement of the contact parts from the second end position to the first In the end position, the auxiliary contacts contact each other before the main contacts are disconnected, and are disconnected after the main contacts are disconnected.
  • the aforementioned embodiment of the invention prevents damage to the main contacts by arcs when closing the isolating switch by the auxiliary contacts contacting one another in front of the main contacts, so that the main contacts can contact each other without voltage and no arcs occur between them.
  • the disconnector is opened, arcs between the main contacts are also avoided, since the auxiliary contacts still contact each other when the main contacts are separated.
  • the first auxiliary contact is made of stainless steel and / or that the second auxiliary contact is made of copper.
  • These embodiments of the invention take advantage of the above-mentioned rapid switching speed of the second auxiliary contact, which leads to arcs between the auxiliary contacts quickly extinguishing. Due to the rapid extinction of the arcs, the auxiliary contacts are less stressed by arcs than in passive auxiliary contact systems. Therefore, the auxiliary contacts do not need to be made from expensive special materials, which contain tungsten, for example, but can be made from inexpensive materials such as stainless steel and copper.
  • the first auxiliary contact has an outer surface which is at least convex in the vicinity of an area in which the auxiliary contacts contact one another and / or that the second auxiliary contact has a tapered end region facing away from the axis of rotation, at which the first auxiliary contact contacts the second auxiliary contact.
  • a further embodiment of the invention provides that a main contact has at least one contact pair of electrically conductive main contact elements spaced apart from one another and the other main contact in the second end position of the contact parts bears against the two main contact elements of each contact pair.
  • the two main contact elements of each contact pair of the one main contact can be arranged so as to be spring-loaded relative to one another and a section of the other main contact can be arranged in the second end position between the two main contact elements of each contact pair.
  • a further embodiment of the invention provides that one contact part is movable and the other contact part is arranged in a stationary manner.
  • the isolating switch can be used as a lever isolator, toggle lever isolator, single swivel isolator,
  • Double swivel separator or pantograph separator can be formed.
  • An alternative embodiment of the invention to the aforementioned embodiment provides that both contact parts can be moved.
  • the disconnector is designed as a rotary isolator.
  • the aforementioned configurations of the invention are possible since the auxiliary contact system according to the invention is independent of which contact part is movable and can also be used if both contact parts are movable.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the contact parts in a first intermediate position when the disconnector is opened
  • Figure 1 shows schematically a circuit breaker ter 1 according to the invention, which is designed as a single-pivot disconnector.
  • the isolating switch 1 has a first insulator column 5 which can be rotated about a pivot axis 3 and a second insulator column 6.
  • a first contact part 7 is arranged, which is designed as a contact arm which can be pivoted between two end positions by rotating the first insulator column 5 about the pivot axis 3 for opening and closing the isolating switch 1.
  • a fixed two contact part 8 is arranged at a top end of the second insulator column 5.
  • first contact part 7 In a first end position, the first contact part 7 is pivoted away from the second contact part 8 and thereby separated from the second contact part 8, whereby the disconnector 1 is opened.
  • second contact part 8 In the second end position shown in Figure 1, the second contact part 8 is contacted by the first contact part 7 and the isolating switch 1 is closed.
  • Figures 2 to 7 show the two contact parts 7, 8 in different positions.
  • FIG. 2 shows the contact parts 7, 8 in the first end position, in which the disconnector 1 is open.
  • the first contact part 7 has a first main contact 9 and a first auxiliary contact 11.
  • the first main contact 9 has three contact pairs 13 spaced apart electrically conductive main contact elements 15, 16.
  • Each main contact element 15, 16 is designed like a rail, for example made of copper and arranged in a guide rail 17.
  • the two main contact elements 15, 16 of each contact pair 13 are arranged displaceably against one another in a spring-loaded manner, where the spring loading is effected by a spring element 18 which is arranged between the guide rails 17.
  • the first auxiliary contact 11 is in the form of a cylindrical noble Steel body formed, which is arranged rigidly on a guide rail ne 17 above the first main contact 9.
  • the second contact part 8 has a second main contact 19, a second auxiliary contact 21 and a return spring 23.
  • the second auxiliary contact 21 is rotatably mounted about an axis of rotation 25 and coupled to the return spring 23.
  • the return spring 23 exerts a restoring torque on the second auxiliary contact 21 when the second auxiliary contact 21 is deflected from an initial position shown in FIG.
  • the second main contact 19 and the second auxiliary contact 21 are arranged on a holding plate 27.
  • an expanding wedge 29 is arranged, which faces the first main contact 9.
  • the second auxiliary contact 21 is made of copper and has an end region 31 that tapers away from the axis of rotation 25.
  • the second main contact 19 is designed as a copper plate.
  • the expansion wedge 29 is made of a plastic. In the first end position shown in FIG. 1, the auxiliary contacts 11, 21 and the main contacts 9, 19 are separated from one another.
  • FIGS. 3 and 4 show the contact parts 7, 8 in two successive intermediate positions when the disconnector 1 is closed, in which the first contact part 7 is pivoted from the first end position shown in FIG. 1 into the second end position shown in FIG. 5.
  • the disconnector 1 closes, the two auxiliary contacts 11, 21 first contact one another, while the two main contacts 9, 19 are still separated from one another.
  • the first auxiliary contact 11 strikes the end region 31 of the second auxiliary contact 21 and then rotates the second auxiliary contact 21 about the axis of rotation 25 as a result of the pivoting movement of the first contact part 7.
  • the auxiliary contacts 11, 21 close the same current path as the main contacts 9, 19.
  • Figure 3 shows a first intermediate position when the disconnector 1 is closed, in which the second auxiliary contact 21 through the first auxiliary contact 11 is rotated by approximately 45 degrees, the two main contacts 9, 19 not yet contacting one another.
  • the two main contacts 9, 19 contact each other, while the two auxiliary contacts 11, 21 are still in contact.
  • the expanding wedge 29 and the two main contacts 29 move between the main contact elements 15, 16 of the first main contact 9, the main contact elements 15, 16 of the individual contact pairs 13 being pushed apart one after the other by the expanding wedge 29 and then opposite edges of the second one Contact main contact 19. Since the current path via the auxiliary contacts 11, 21 is already closed before the main contacts 9, 19 contact each other, the main contacts 9, 19 can approach each other without voltage, without the main contacts 9, 19 being damaged by an arc.
  • FIG. 4 shows a second intermediate position when the isolating switch 1 is closed, in which the second auxiliary contact 21 is rotated by almost 90 degrees through the first auxiliary contact 11, which still contact one another in the auxiliary contacts 11, 21, and the two main contacts 9, 19 contact one another , but not all main contact elements 15, 16 of the first main contact 9 yet contact the second main contact 19.
  • Figure 5 shows the contact parts 7, 8 in the second end position.
  • all main contact elements 15, 16 of the first main contact 9 rest on the second main contact 19
  • the auxiliary contacts 11, 21 are mutually disconnects and the second auxiliary contact 21 assumes its starting position. Since the auxiliary contacts 11, 21 are separated from one another in the second end position, they are not damaged, for example, in the event of a short circuit.
  • Figures 6 and 7 show the contact parts 7, 8 in two successive intermediate positions when opening the circuit breaker 1, in which the first contact part 7 is pivoted from the second end position shown in Figure 5 into the first end position shown in Figure 1.
  • the two auxiliary contacts 11, 21 contact one another, while the two main contacts 9, 19 are still in contact.
  • the first auxiliary contact 11 in turn strikes the end region 31 of the second auxiliary contact 21 and then turns due to the pivoting movement of the first contact part 7, the second auxiliary contact 21 about the axis of rotation 25 in a direction opposite to the direction when the isolating switch 1 is closed ,
  • Figure 6 shows a first intermediate position when the disconnector 1 is opened, in which the second auxiliary contact 21 is rotated by approximately 45 degrees by the first auxiliary contact 11, the two main contacts 9, 19 still contacting one another, but not all the main contact elements 15, 16 of the first main contact 9 contact the second main contact 19
  • FIG. 7 shows a second intermediate position when the disconnector 1 is opened, in which the second auxiliary contact 21 is rotated by almost 90 degrees by the first auxiliary contact 11, which still contact one another in the auxiliary contacts 11, 21, and the two main contacts 9, 19 are separated from one another are.
  • the contact pressure generated via the return spring 23 prevents the auxiliary contacts 11, 21 from jumping or bouncing while the auxiliary contacts 11, 21 slide on one another and prevents them This causes a break in the contact so that there is no reignition due to a break in the contact.
  • the main contacts 9, 19 are far enough apart from one another that they also do not cause re-ignition.
  • the two auxiliary contacts 11, 21 When the first contact part 7 is pivoted further to the first end position, the two auxiliary contacts 11, 21 also separate. After the separation of the auxiliary contacts 11, 21, the second auxiliary contact 21 snaps back into its initial position by the restoring moment of the return spring 23. The high switching speed of this snap-back extinguishes an arc, which is caused by a break in the contact between the auxiliary contacts 11, 21, so that there is hardly any contact erosion on the auxiliary contacts 11, 21.
  • the time periods during which the auxiliary contacts 11, 21 contact each other when closing and opening the disconnector 1 can be adjusted by the diameter of the first auxiliary contact 11 and the length of the second auxiliary contact 21.
  • the switching speed of the second auxiliary contact 21, that is, the speed of the snap-back of the second auxiliary contact 21, can be adjusted by the design of the return spring 23.
  • the times at which the auxiliary contacts 11, 21 contact each other when closing and opening the isolating switch 1 can be adjusted by the arrangement of the auxiliary contacts 11, 21 on the contact parts 7, 8.
  • the exemplary embodiment of a disconnector 1 shown in FIGS. 1 to 7 can be modified in various ways to further exemplary embodiments.
  • the disconnector 1 can be designed as a double-pivot disconnector which has a rotatable first insulator column 5 with two first contact parts 7 and two second insulator columns 6, each with a second contact part 8, so that the second contact parts 8 of a first contact part 7 each by rotating the first insulator column 5 can be contacted.
  • the second contact part 8 can be movable and the first contact part 7 can be arranged stationary, or both contact parts 7, 8 can be movable.
  • analogous to the auxiliary contacts 11, 21 in FIGS. 2 to 7 can be arranged on another type of isolating switch, for example on a rotary isolator, lever isolator, toggle lever isolator or pantograph isolator.

Landscapes

  • Breakers (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Trennschalter (1) mit zwei zwischen zwei Endstellungen relativ zueinander bewegbaren Kontaktteilen (7, 8). Ein erster Kontaktteil (7) weist einen ersten Hauptkontakt (9) und einen starr an dem ersten Kontaktteil (7) angeordneten ersten Hilfskontakt (11) auf. Der zweite Kontaktteil (8) weist einen zweiten Hauptkontakt (19), einen um eine Drehachse (25) drehbar gelagerten zweiten Hilfskontakt (21) und eine Rückstellfeder (23), die bei einer Auslenkung des zweiten Hilfskontakts (21) aus einer Ausgangslage eine Rückstellmoment auf den zweiten Hilfskontakt (21) ausübt, auf. In einer ersten Endstellung der Kontaktteile (7, 8) sind die beiden Hauptkontakte (9, 19) und die beiden Hilfskontakte (11, 21) voneinander getrennt. In der zweiten Endstellung der Kontaktteile (7, 8) kontaktieren die beiden Hauptkontakte (9, 19) einander und die beiden Hilfskontakte (11, 21) sind voneinander getrennt.

Description

Beschreibung
Trennschalter mit zwei relativ zueinander bewegbaren Kontakt teilen
Die Erfindung betrifft einen Trennschalter mit zwei zwischen zwei Endstellungen relativ zueinander bewegbaren Kontakttei len .
Trennschalter, die auch als Trenner bezeichnet werden, werden zum Trennen und Schließen von Strompfaden insbesondere im Hochspannungsbereich eingesetzt. In der Regel weist ein
Trennschalter wenigstens ein Kontaktteil auf, das zum Trennen und Schließen eines Strompfades bewegbar ist, wobei es ver schiedene Ausführungen der Kontaktteile gibt. So kann ein Trennschalter beispielsweise als ein Drehtrenner, Hebeltren ner, Kniehebeltrenner, Einfachschwenktrenner, Zweifach schwenktrenner oder Pantografentrenner ausgebildet sein. Der Strompfad wird geschlossen, indem Hauptkontakte durch eine Bewegung wenigstens eines Kontaktteils miteinander in Kontakt gebracht werden, und durch Trennen der Hauptkontakte geöff net. Um die Hauptkontakte vor Abbrand durch Lichtbögen zu schützen, wird ein Trennschalter manchmal zusätzlich mit Hilfskontakten, mit denen derselbe Strompfad wie mit den Hauptkontakten geöffnet und geschlossen werden kann, verse hen, insbesondere wenn der Trennschalter auch zum Schalten bei höheren Stromstärken, beispielsweise von Kommutierungs strömen, ausgelegt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trennschalter mit verbesserten Hilfskontakten anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Trennschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein erfindungsgemäßer Trennschalter weist zwei zwischen zwei Endstellungen relativ zueinander bewegbare Kontaktteile auf. Ein erster Kontaktteil weist einen ersten Hauptkontakt und einen ersten Hilfskontakt auf. Der zweite Kontaktteil weist einen zweiten Hauptkontakt, einen um eine Drehachse drehbar gelagerten zweiten Hilfskontakt und eine Rückstellfeder, die bei einer Auslenkung des zweiten Hilfskontakts aus einer Aus gangslage eine Rückstellmoment auf den zweiten Hilfskontakt ausübt, auf. In einer ersten Endstellung der Kontaktteile sind die beiden Hauptkontakte voneinander getrennt und die beiden Hilfskontakte sind ebenfalls voneinander getrennt. In der zweiten Endstellung der Kontaktteile kontaktieren die beiden Hauptkontakte einander und die beiden Hilfskontakte sind voneinander getrennt.
Die Hilfskontakte sind zum Öffnen und Schließen desselben Strompfads wie die Hauptkontakte ausgebildet. Durch die
Hilfskontakte kann eine Beschädigung der Hauptkontakte durch Lichtbogeneinwirkungen verhindert werden, indem mögliche Lichtbögen beim Öffnen und Schließen des Trennschalters von den Hilfskontakten übernommen werden. Die Rückstellfeder er möglicht, dass der zweite Hilfskontakt nach einer Trennung der Hilfskontakte durch das Rückstellmoment der Rückstellfe der wieder in seine Ausgangslage zurückschnappt. Die hohe Schaltgeschwindigkeit dieses Zurückschnappens löscht einen Lichtbogen, der durch einen Kontaktabriss zwischen den Hilfs kontakten verursacht werden kann, sofort, so dass kaum Kon takterosion an den Hilfskontakten entsteht. In einem passiven Hilfskontaktsystem, in dem sich die Hilfskontakte immer mit derselben Relativgeschwindigkeit wie die Kontaktteile bewe gen, würde ein Lichtbogen dagegen wesentlich länger brennen, da sich die Hilfskontakte nur langsam voneinander entfernen. Die Trennung der Hilfskontakte in der zweiten Endstellung verhindert ferner vorteilhaft, dass die Hilfskontakte bei spielsweise bei einem Kurzschluss beschädigt werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Hilfskontakte derart ausgebildet und angeordnet, dass bei einer Relativbe- wegung der Kontaktteile von der ersten Endstellung in die zweite Endstellung die Hilfskontakte einander kontaktieren, bevor die Hauptkontakte einander kontaktieren, und voneinan der getrennt werden, nachdem die Hauptkontakte einander kon taktieren, und dass bei einer Relativbewegung der Kontakttei le von der zweiten Endstellung in die erste Endstellung die Hilfskontakte einander kontaktieren, bevor die Hauptkontakte voneinander getrennt werden, und voneinander getrennt werden, nachdem die Hauptkontakte voneinander getrennt werden.
Die vorgenannte Ausgestaltung der Erfindung verhindert eine Beschädigung der Hauptkontakte durch Lichtbögen beim Schlie ßen des Trennschalters, indem die Hilfskontakte einander vor den Hauptkontakten kontaktieren, so dass sich die Hauptkon takte spannungsfrei kontaktieren können und zwischen ihnen keine Lichtbögen entstehen. Beim Öffnen des Trennschalters werden ebenfalls Lichtbögen zwischen den Hauptkontakten ver mieden, da die Hilfskontakte einander noch kontaktieren, wenn die Hauptkontakte voneinander getrennt werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass der erste Hilfskontakt aus einem Edelstahl gefertigt ist und/oder dass der zweite Hilfskontakt aus Kupfer gefertigt ist. Diese Ausgestaltungen der Erfindung nutzen die oben bereits erwähn te schnelle Schaltgeschwindigkeit des zweiten Hilfskontakts aus, die dazu führt, dass Lichtbögen zwischen den Hilfskon takten schnell erlöschen. Durch das schnelle Erlöschen der Lichtbögen werden die Hilfskontakte durch Lichtbögen weniger beansprucht als in passiven Hilfskontaktsystemen . Daher brau chen die Hilfskontakte nicht aus kostspieligen Sondermateria lien, die beispielsweise Wolfram enthalten, gefertigt werden, sondern können aus günstigen Materialien wie Edelstahl und Kupfer gefertigt werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass der erste Hilfskontakt eine Außenoberfläche aufweist, die wenigs tens in einer Umgebung eines Bereiches, in dem die Hilfskon takte einander kontaktieren, konvex ausgebildet ist, und/oder dass der zweite Hilfskontakt einen von der Drehachse abge wandten spitz zulaufenden Endbereich aufweist, an dem der erste Hilfskontakt den zweiten Hilfskontakt kontaktiert. Die se Ausgestaltungen der Erfindung ermöglichen in Verbindung mit dem Rückstellmoment der Rückstellfeder ein Aufeinander gleiten der Hilfskontakte ohne ein Springen oder Prellen der Hilfskontakte und verhindern dadurch einen Kontaktabriss zwi schen den Hilfskontakten, wenn diese einander kontaktieren, so dass keine Rückzündung durch einen Kontaktabriss erfolgt.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Hauptkontakt wenigstens ein Kontaktpaar voneinander beabstan- deter elektrisch leitfähiger Hauptkontaktelemente aufweist und der andere Hauptkontakt in der zweiten Endstellung der Kontaktteile an den beiden Hauptkontaktelementen jedes Kon taktpaares anliegt. Insbesondere können die beiden Hauptkon taktelemente jedes Kontaktpaares des einen Hauptkontaktes ge geneinander federbelastet verschiebbar angeordnet sein und ein Abschnitt des anderen Hauptkontakts in der zweiten End stellung zwischen den beiden Hauptkontaktelementen jedes Kon taktpaares angeordnet sein. Diese Ausgestaltungen der Erfin dung ermöglichen einen zuverlässigen Kontakt zwischen den Hauptkontakten, insbesondere durch ein Einklemmen eines
Hauptkontakts zwischen wenigstens zwei Hauptkontaktelementen des anderen Hauptkontakts .
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Kontaktteil bewegbar ist und der andere Kontaktteil ortsfest angeordnet ist. Beispielsweise kann der Trennschalter als ein Hebeltrenner, Kniehebeltrenner, Einfachschwenktrenner,
Zweifachschwenktrenner oder Pantografentrenner ausgebildet sein .
Eine zur vorgenannten Ausgestaltung alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass beide Kontaktteile bewegbar sind. Beispielsweise ist der Trennschalter als ein Drehtren ner ausgebildet. Die vorgenannten Ausgestaltungen der Erfindung sind möglich, da das erfindungsgemäße Hilfskontaktsystem unabhängig davon ist, welcher Kontaktteil bewegbar ist, und auch anwendbar ist, wenn beide Kontaktteile bewegbar sind.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei spielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert werden. Dabei zeigen:
FIG 1 einen Trennschalter mit zwei relativ zueinander be wegbaren Kontaktteilen,
FIG 2 eine perspektivische Darstellung der Kontaktteile in einer ersten Endstellung,
FIG 3 eine perspektivische Darstellung der Kontaktteile in einer ersten Zwischenstellung beim Schließen des Trennschalters ,
FIG 4 eine perspektivische Darstellung der Kontaktteile in einer zweiten Zwischenstellung beim Schließen des Trennschalters,
FIG 5 eine perspektivische Darstellung der Kontaktteile in einer zweiten Endstellung,
FIG 6 eine perspektivische Darstellung der Kontaktteile in einer ersten Zwischenstellung beim Öffnen des Trennschalters ,
FIG 7 eine perspektivische Darstellung der Kontaktteile in einer zweiten Zwischenstellung beim Öffnen des Trennschalters . Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit densel ben Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Trennschal ter 1, der als ein Einfachschwenktrenner ausgebildet ist. Der Trennschalter 1 weist eine um eine Schwenkachse 3 drehbare erste Isolatorsäule 5 und eine zweite Isolatorsäule 6 auf. An einem oberen Ende der ersten Isolatorsäule 5 ist ein erstes Kontaktteil 7 angeordnet, das als ein Kontaktarm ausgebildet ist, der durch Drehung der ersten Isolatorsäule 5 um die Schwenkachse 3 zum Öffnen und Schließen des Trennschalters 1 zwischen zwei Endstellungen schwenkbar ist. An einem oberen Ende der zweiten Isolatorsäule 5 ist ein fest stehendes zwei tes Kontaktteil 8 angeordnet. In einer ersten Endstellung ist der erste Kontaktteil 7 von dem zweiten Kontaktteil 8 wegge schwenkt und dadurch von dem zweiten Kontaktteil 8 getrennt, wodurch der Trennschalter 1 geöffnet ist. In der in Figur 1 gezeigten zweiten Endstellung wird der zweite Kontaktteil 8 von dem ersten Kontaktteil 7 kontaktiert und der Trennschal ter 1 ist geschlossen.
Die Figuren 2 bis 7 zeigen die beiden Kontaktteile 7, 8 in verschiedenen Stellungen.
Figur 2 zeigt die Kontaktteile 7, 8 in der ersten Endstel lung, in der der Trennschalter 1 geöffnet ist. Der erste Kon taktteil 7 weist einen ersten Hauptkontakt 9 und einen ersten Hilfskontakt 11 auf. Der erste Hauptkontakt 9 weist drei Kon taktpaare 13 voneinander beabstandeter elektrisch leitfähiger Hauptkontaktelemente 15, 16 auf. Jedes Hauptkontaktele- ment 15, 16 ist schienenartig ausgebildet, beispielsweise aus Kupfer gefertigt und in einer Führungsschiene 17 angeordnet. Die beiden Hauptkontaktelemente 15, 16 jedes Kontaktpaares 13 sind gegeneinander federbelastet verschiebbar angeordnet, wo bei die Federbelastung durch ein Federelement 18 bewirkt wird, das zwischen den Führungsschienen 17 angeordnet ist.
Der erste Hilfskontakt 11 ist als ein zylinderförmiger Edel- stahlkörper ausgebildet, der starr an einer Führungsschie ne 17 oberhalb des ersten Hauptkontakts 9 angeordnet ist.
Der zweite Kontaktteil 8 weist einen zweiten Hauptkontakt 19, einen zweiten Hilfskontakt 21 und eine Rückstellfeder 23 auf. Der zweite Hilfskontakt 21 ist um eine Drehachse 25 drehbar gelagert und an die Rückstellfeder 23 gekoppelt. Die Rück stellfeder 23 übt bei einer Auslenkung des zweiten Hilfskon takts 21 aus einer in Figur 1 gezeigten Ausgangslage ein Rückstellmoment auf den zweiten Hilfskontakt 21 aus. Der zweite Hauptkontakt 19 und der zweite Hilfskontakt 21 sind an einer Halteplatte 27 angeordnet. An dem zweiten Hauptkon takt 19 ist ein Spreizkeil 29 angeordnet, der dem ersten Hauptkontakt 9 zugewandt ist. Der zweite Hilfskontakt 21 ist aus Kupfer gefertigt und weist einen von der Drehachse 25 ab gewandten spitz zulaufenden Endbereich 31 auf. Der zweite Hauptkontakt 19 ist als eine Kupferplatte ausgebildet. Der Spreizkeil 29 ist aus einem Kunststoff gefertigt. In der in Figur 1 gezeigten ersten Endstellung sind die Hilfskontak te 11, 21 und die Hauptkontakte 9, 19 voneinander getrennt.
Die Figuren 3 und 4 zeigen die Kontaktteile 7, 8 in zwei auf einander folgenden Zwischenstellungen beim Schließen des Trennschalters 1, bei dem der erste Kontaktteil 7 aus der in Figur 1 gezeigten ersten Endstellung in die in Figur 5 ge zeigte zweite Endstellung geschwenkt wird. Beim Schließen des Trennschalters 1 kontaktieren zunächst die beiden Hilfskon takte 11, 21 einander, während die beiden Hauptkontakte 9, 19 noch voneinander getrennt sind. Der erste Hilfskontakt 11 schlägt an dem Endbereich 31 des zweiten Hilfskontakts 21 an und dreht anschließend infolge der Schwenkbewegung des ersten Kontaktteils 7 den zweiten Hilfskontakt 21 um die Drehach se 25. Die Hilfskontakte 11, 21 schließen denselben Strompfad wie die Hauptkontakte 9, 19.
Figur 3 zeigt eine erste Zwischenstellung beim Schließen des Trennschalters 1, in der der zweite Hilfskontakt 21 durch den ersten Hilfskontakt 11 um etwa 45 Grad gedreht ist, wobei die beiden Hauptkontakte 9, 19 einander noch nicht kontaktieren.
Anschließend kontaktieren auch die beiden Hauptkontakte 9, 19 einander, während die beiden Hilfskontakte 11, 21 immer noch in Kontakt sind. Dabei fahren der Spreizkeil 29 und der zwei te Hauptkontakt 29 zwischen die Hauptkontaktelemente 15, 16 des ersten Hauptkontakts 9, wobei die Hauptkontaktelemente 15, 16 der einzelnen Kontaktpaare 13 durch den Spreizkeil 29 zunächst nacheinander auseinander geschoben werden und an schließend sich gegenüber liegende Kanten des zweiten Haupt kontaktes 19 kontaktieren. Da der Strompfad über die Hilfs kontakte 11, 21 bereits geschlossen ist, bevor die Hauptkon takte 9, 19 einander kontaktieren, können sich die Hauptkon takte 9, 19 spannungsfrei einander nähern, ohne dass die Hauptkontakte 9, 19 durch eine Lichtbogeneinwirkung beschä digt werden.
Figur 4 zeigt eine zweite Zwischenstellung beim Schließen des Trennschalters 1, in der der zweite Hilfskontakt 21 durch den ersten Hilfskontakt 11 um fast 90 Grad gedreht ist, die bei den Hilfskontakte 11, 21 einander noch kontaktieren, und die beiden Hauptkontakte 9, 19 einander kontaktieren, wobei je doch noch nicht alle Hauptkontaktelemente 15, 16 des ersten Hauptkontakts 9 den zweiten Hauptkontakt 19 kontaktieren.
Beim weiteren Schwenken des ersten Kontaktteils 7 zu der zweiten Endstellung fährt der zweite Hauptkontakt 19 weiter in den ersten Hauptkontakt 9 ein und die beiden Hilfskontak te 11, 21 trennen sich voneinander. Nach der Trennung der Hilfskontakte 11, 21 schnappt der zweite Hilfskontakt 21 durch das Rückstellmoment der Rückstellfeder 23 in seine Aus gangslage zurück.
Figur 5 zeigt die Kontaktteile 7, 8 in der zweiten Endstel lung. In der zweiten Endstellung liegen alle Hauptkontaktele- mente 15, 16 des ersten Hauptkontakts 9 an dem zweiten Haupt kontakt 19 an, die Hilfskontakte 11, 21 sind voneinander ge- trennt und der zweite Hilfskontakt 21 nimmt seine Ausgangsla ge ein. Da die Hilfskontakte 11, 21 in der zweiten Endstel lung voneinander getrennt sind, werden sie beispielsweise bei einem Kurzschluss nicht beschädigt.
Die Figuren 6 und 7 zeigen die Kontaktteile 7, 8 in zwei auf einander folgenden Zwischenstellungen beim Öffnen des Trenn schalters 1, bei dem der erste Kontaktteil 7 aus der in Figur 5 gezeigten zweiten Endstellung in die in Figur 1 gezeigte erste Endstellung geschwenkt wird. Beim Öffnen des Trenn schalters 1 kontaktieren die beiden Hilfskontakte 11, 21 ei nander, während die beiden Hauptkontakte 9, 19 noch in Kon takt sind. Der erste Hilfskontakt 11 schlägt wiederum an dem Endbereich 31 des zweiten Hilfskontakts 21 an und dreht an schließend infolge der Schwenkbewegung des ersten Kontakt teils 7 den zweiten Hilfskontakt 21 um die Drehachse 25 in eine Richtung, die der Richtung beim Schließen des Trenn schalters 1 entgegengesetzt ist.
Figur 6 zeigt eine erste Zwischenstellung beim Öffnen des Trennschalters 1, in der der zweite Hilfskontakt 21 durch den ersten Hilfskontakt 11 um etwa 45 Grad gedreht ist, wobei die beiden Hauptkontakte 9, 19 einander noch kontaktieren, jedoch nicht mehr alle Hauptkontaktelemente 15, 16 des ersten Haupt kontakts 9 den zweiten Hauptkontakt 19 kontaktieren
Anschließend trennen sich die beiden Hauptkontakte 9, 19 von einander, während die beiden Hilfskontakte 11, 21 immer noch in Kontakt sind.
Figur 7 zeigt eine zweite Zwischenstellung beim Öffnen des Trennschalters 1, in der der zweite Hilfskontakt 21 durch den ersten Hilfskontakt 11 um fast 90 Grad gedreht ist, die bei den Hilfskontakte 11, 21 einander noch kontaktieren, und die beiden Hauptkontakte 9, 19 voneinander getrennt sind. Der über die Rückstellfeder 23 erzeugte Kontaktdruck verhindert während dem Aufeinandergleiten der Hilfskontakte 11, 21 ein Springen oder Prellen der Hilfskontakte 11, 21 und verhindert dadurch einen Kontaktabriss, so dass keine Rückzündung durch einen Kontaktabriss erfolgt. Wenn der erste Hilfskontakt 11 fast von dem zweiten Hilfskontakt 21 abgelaufen ist, haben sich die Hauptkontakte 9, 19 weit genug voneinander entfernt, so dass auch sie keine Rückzündung verursachen.
Beim weiteren Schwenken des ersten Kontaktteils 7 zu der ers ten Endstellung trennen sich auch die beiden Hilfskontak te 11, 21 voneinander. Nach der Trennung der Hilfskontak te 11, 21 schnappt der zweite Hilfskontakt 21 durch das Rück stellmoment der Rückstellfeder 23 wieder in seine Ausgangsla ge zurück. Die hohe Schaltgeschwindigkeit dieses Zurück- schnappens löscht einen Lichtbogen, der durch einen Kontakt abriss zwischen den Hilfskontakten 11, 21 verursacht wird, sofort, so dass kaum Kontakterosion an den Hilfskontakten 11, 21 entsteht.
Die Zeitdauern, während derer die Hilfskontakte 11, 21 beim Schließen und Öffnen des Trennschalters 1 einander kontaktie ren, sind durch den Durchmesser des ersten Hilfskontakts 11 und die Länge des zweiten Hilfskontakts 21 anpassbar. Die Schaltgeschwindigkeit des zweiten Hilfskontakts 21, das heißt die Geschwindigkeit des Zurückschnappens des zweiten Hilfs kontakts 21, ist durch die Auslegung der Rückstellfeder 23 anpassbar. Die Zeitpunkte, zu denen die Hilfskontakte 11, 21 beim Schließen und Öffnen des Trennschalters 1 einander kon taktieren, sind durch die Anordnung der Hilfskontakte 11, 21 an den Kontaktteilen 7, 8 anpassbar.
Das in den Figuren 1 bis 7 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Trennschalters 1 kann auf verschiedene Weisen zu weiteren Ausführungsbeispielen modifiziert werden. Beispielsweise kann der Trennschalter 1 als ein Zweifachschwenktrenner ausgeführt sein, der eine drehbare erste Isolatorsäule 5 mit zwei ersten Kontaktteilen 7 und zwei zweite Isolatorsäulen 6 mit jeweils einem zweiten Kontaktteil 8 aufweist, so dass die zweiten Kontaktteile 8 von jeweils einem ersten Kontaktteil 7 durch Drehen der ersten Isolatorsäule 5 kontaktiert werden können. Ferner kann der zweite Kontaktteil 8 bewegbar sein und der erste Kontaktteil 7 ortsfest angeordnet sein, oder es können beide Kontaktteile 7, 8 bewegbar sein. Des Weiteren können zu den in den Figuren 2 bis 7 analoge Hilfskontakte 11, 21 an einem anderen Trennschaltertyp angeordnet werden, beispiels weise an einem Drehtrenner, Hebeltrenner, Kniehebeltrenner oder Pantografentrenner .
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs- beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Trennschalter (1) mit zwei zwischen zwei Endstellungen re lativ zueinander bewegbaren Kontaktteilen (7, 8), wobei
- ein erster Kontaktteil (7) einen ersten Hauptkontakt (9) und einen ersten Hilfskontakt (11) aufweist,
- der zweite Kontaktteil (8) einen zweiten Hauptkontakt (19), einen um eine Drehachse (25) drehbar gelagerten zweiten
Hilfskontakt (21) und eine Rückstellfeder (23), die bei einer Auslenkung des zweiten Hilfskontakts (21) aus einer Ausgangs lage eine Rückstellmoment auf den zweiten Hilfskontakt (21) ausübt, aufweist,
- in einer ersten Endstellung der Kontaktteile (7, 8) die beiden Hauptkontakte (9, 19) voneinander getrennt sind und die beiden Hilfskontakte (11, 21) voneinander getrennt sind und
- in der zweiten Endstellung der Kontaktteile (7, 8) die bei den Hauptkontakte (9, 19) einander kontaktieren und die bei den Hilfskontakte (11, 21) voneinander getrennt sind.
2. Trennschalter (1) nach Anspruch 1, wobei die Hilfskontak te (11, 21) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass bei einer Relativbewegung der Kontaktteile (7, 8) von der ersten
Endstellung in die zweite Endstellung die Hilfskontakte (11, 21) einander kontaktieren, bevor die Hauptkontakte (9, 19) einander kontaktieren, und voneinander getrennt werden, nach dem die Hauptkontakte (9, 19) einander kontaktieren, und dass bei einer Relativbewegung der Kontaktteile (7, 8) von der zweiten Endstellung in die erste Endstellung die Hilfskontak te (11, 21) einander kontaktieren, bevor die Hauptkontak te (9, 19) voneinander getrennt werden, und voneinander ge trennt werden, nachdem die Hauptkontakte (9, 19) voneinander getrennt werden.
3. Trennschalter (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Hilfskontakt (11) aus einem Edelstahl gefertigt ist.
4. Trennschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Hilfskontakt (21) aus Kupfer gefertigt ist.
5. Trennschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Hilfskontakt (11) eine Außenoberfläche auf weist, die wenigstens in einer Umgebung eines Bereiches, in dem die Hilfskontakte (11, 21) einander kontaktieren, konvex ausgebildet ist.
6. Trennschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Hilfskontakt (21) einen von der Drehach se (25) abgewandten spitz zulaufenden Endbereich (31) auf weist, an dem der erste Hilfskontakt (11) den zweiten Hilfs kontakt (21) kontaktiert.
7. Trennschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Hauptkontakt (9, 19) wenigstens ein Kontakt
paar (13) voneinander beabstandeter elektrisch leitfähiger Hauptkontaktelemente (15, 16) aufweist und der andere Haupt kontakt (19, 9) in der zweiten Endstellung der Kontakttei le (7, 8) an den beiden Hauptkontaktelementen (15, 16) jedes Kontaktpaares (13) anliegt.
8. Trennschalter (1) nach Anspruch 7, wobei die beiden Haupt kontaktelemente (15, 16) jedes Kontaktpaares (13) des einen Hauptkontakts (9, 19) gegeneinander federbelastet verschieb bar angeordnet sind und ein Abschnitt des anderen Hauptkon takts (19, 9) in der zweiten Endstellung zwischen den beiden
Hauptkontaktelementen (15, 16) jedes Kontaktpaares (13) ange ordnet ist.
9. Trennschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Kontaktteil (7, 8) bewegbar ist und der andere Kon taktteil (8, 7) ortsfest angeordnet ist.
10. Trennschalter (1) nach Anspruch 9, wobei der Trennschal ter (1) als ein Hebeltrenner, Kniehebeltrenner, Einfach- Schwenktrenner, Zweifachschwenktrenner oder Pantografentren- ner ausgebildet ist.
11. Trennschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei beide Kontaktteile (7, 8) bewegbar sind.
12. Trennschalter (1) nach Anspruch 11, wobei der Trennschal ter (1) als ein Drehtrenner ausgebildet ist.
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