WO2020064277A1 - Kontaktarm und verfahren zum kontaktieren für einen trennschalter - Google Patents

Kontaktarm und verfahren zum kontaktieren für einen trennschalter Download PDF

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WO2020064277A1
WO2020064277A1 PCT/EP2019/073401 EP2019073401W WO2020064277A1 WO 2020064277 A1 WO2020064277 A1 WO 2020064277A1 EP 2019073401 W EP2019073401 W EP 2019073401W WO 2020064277 A1 WO2020064277 A1 WO 2020064277A1
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contact
profile body
contact element
arm
curvature
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PCT/EP2019/073401
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Mariusz ROHMANN
Dirk SCHRÄDER
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/06—Contacts characterised by the shape or structure of the contact-making surface, e.g. grooved
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/34—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means with movable contact adapted to engage an overhead transmission line, e.g. for branching
    • H01H31/36—Contact moved by pantograph
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position

Definitions

  • the invention relates to a contact arm and a method for a disconnector with at least one profile body and with at least one contact element which is in electrical contact with the at least one profile body and which is designed to produce an electrical contact.
  • the at least one profile body has a first diameter d parallel to the at least one contact element.
  • the at least one contact element has a concave surface with a radius of curvature r ', which is arranged on a side facing away from the profile body.
  • the method includes electrical contacting of the contact arm of the circuit breaker.
  • Disconnectors are used in high and medium voltage systems in order to visibly separate electrical tracks. Disconnectors are switched without power, i.e. without electrical loads connected to the disconnector. In high voltage technology, especially in the range of up to 1200 kV voltage, z. B. High voltage circuit breakers are used to disconnect electrical loads and interrupt the current path. The interrupted current path is made visible to the outside by opening a circuit breaker, making z. B. maintenance, control and / or conversion work are possible without risk.
  • a circuit breaker or disconnector z. B. rotary separator, He beltrenner, toggle lever separator, single swivel separator, two compartment swivel separator and / or single column disconnector, ie pantograph separator can be used.
  • a current path is visibly electrically isolated, by opening at least one electrical contact, and visibly electrically connected, by closing the electrical contact (s).
  • a Electrical contact comprises at least two contact pieces, at least one contact piece being movable for opening and closing the contact.
  • the movable contact piece is e.g. B. designed as a contact arm, as from the
  • the contact arm is piece when closing the electrical contact on a mating contact, which, for. B. is spatially arranged, moved until there is electrical and mechanical contact between the two contact pieces.
  • the movable contact arm is moved away from the mating contact piece until there is no electrical contact between the two contact pieces.
  • the mating contact piece is e.g. B. a spatially fixed cylin derform metal tube, a metal rail and / or a Me tallleiter.
  • the contact pieces are e.g. B. from a material such as copper, which conducts electrical current well, steel and / or aluminum, or comprise these materials.
  • good electrical contact between the mating contact piece and the movable contact arm is necessary in order to conduct loss-free or at least low-loss electrical current via the contact.
  • the contact arm and the counter-contact piece are each made of a metal tube with a circular cross-section, there is only a small contact or contact surface between the metal tube of the contact arm and the metal tube of the counter contact piece.
  • the contact arm consists of a metal rod with a rectangular cross-section, the contact area is enlarged. This leads to better electrical contact when the circuit breaker is closed, i. H. less electrical losses and a reduction in the risk of accidental interruption of the current path.
  • the contact arm consists of a profile body and a contact telement.
  • z. B. Einklandrennschal tern or pantograph separators comprising a contact arm attached a profile body in the form of a metal rod or a tall tube with a rectangular cross-section and a flat, rod-shaped contact element on the profile body, which is in particular in direct contact with the profile body, an electrical contact can be improved and formed reliably in the closed state.
  • the profile body is optimized with regard to costs and mechanical properties.
  • By using e.g. B. aluminum and / or steel high mechanical stability is achieved.
  • the shape as z. B. rod or tube results in a high mechanical stability and allows in particular when using a Hohlkör pers, z. B. hollow tube, the saving of material and Ge weight, ie costs.
  • the contact element is optimized for good electrical contact with the mating contact piece.
  • the contact element z. B. made of copper and is well electrically connected to the profile body, for. B. by soldering, welding, gluing and / or via screw connections.
  • the surface of the contact telements, which faces the profile body, is matched to the shape of the profile body.
  • a rectangular profile body has a flat, flat contact surface with the contact element and the corresponding surface of the contact element, which faces the profile body, is also a flat, flat surface.
  • the surface of the con tact element, which faces away from the profile body and faces the counter contact piece, is, for. B. with a slight curvature or slightly rounded.
  • the contact pieces can roll on one another in the event of a short circuit and / or when moving due to wind or ice, without changing the effective contact surface or losing contact.
  • a good electrical contact is obtained at all times in the closed state of the disconnector and electrical losses or an uncontrolled opening of the contact are avoided.
  • Snow loads can lead to a movement of the movable contact arm, in particular to a movement away from the counter contact piece, which worsens the electrical contact and thus leads to higher electrical losses across the contact.
  • snow and ice can prevent or at least aggravate electrical and mechanical contact between the contact arm and the mating contact.
  • the reliability of the disconnector is limited and high electrical losses can lead to high costs. Safe, controlled disconnection and connection can be restricted or impossible.
  • the object of the present invention is to provide a contact arm for a disconnector and a method for electrically contacting a contact arm, which solve the problems described above.
  • it is an object to provide an inexpensive, stable contact arm, which enables a good and safe electrical and mechanical contact, in particular even under unfavorable weather conditions with snow and ice.
  • a contact arm for a disconnector with the features according to claim 1 and / or by a method for electrically contacting a contact arm of a disconnector, in particular a previously described contact arm, according to claim 10.
  • Advantageous embodiments of the inventive contact arm for a circuit breaker and / or the method for electrically contacting a contact arm of a circuit breaker, in particular a previously described contact arm, are specified in the subclaims.
  • a contact arm according to the invention for a disconnector comprises at least one profile body and at least one contact element which is in electrical contact with the at least one profile body and which is designed to produce an electrical contact, in particular with a mating contact piece.
  • the at least one profile body has a first diameter d parallel to the at least one contact element and the at least one contact element has a concave surface with a radius of curvature r 'which is arranged on a side facing away from the profile body.
  • the radius of curvature r 'of the concave surface of the at least one contact element is smaller than the radius of curvature r of a segment of a circle with the first diameter d of the at least one profile body.
  • An inventive contact arm with profile body and contact telement is mechanically stable and inexpensive.
  • the profile body gives high mechanical stability at low cost and the contact piece enables a good, reliable, d. H. safe electrical and mechanical contact with a mating contact piece.
  • the radius of curvature r 'of the concave surface of the at least one contact element which is smaller than the radius of curvature r of a segment of a circle with the first diameter d of the at least one profiled body, results in a tapered contour of the contact element toward the mating contact piece. With flat contours of the contact arm or the contact element to the counter-contact piece can z. B. accumulate or accumulate ice and snow on the contact element in unfavorable weather conditions
  • the contact element When the disconnector is closed, the contact element is pressed against the mating contact piece. When building the contact pressure z. B. the collected on the contact element te snow and / or the ice compacted, which makes breaking snow and / or ice layers difficult.
  • the contact pressure In order to achieve a safe, good electrical contact between the contact arm and a counter contact piece, the contact pressure must be increased so that, for. B. snow and / or ice layers on the contact element break and z. B. chipping.
  • reinforced contact arms are necessary, e.g. B. Profilkör by with a larger wall thickness and / or larger diameter water.
  • An associated increased material expenditure leads to higher costs and requires a stronger drive, in particular in order to build up sufficient contact pressure.
  • a tapered contour of the contact element towards the counter-contact piece, through a radius of curvature r 'of the concave upper surface of the at least one contact element, which is smaller than the radius of curvature r of a segment of a circle with the first diameter d of the at least one profile body, enables light or facilitates breaking open layers of impurities and / or layers of snow and / or ice, and thus enables reliable electrical and / or mechanical contact, especially in unfavorable weather conditions with snow and / or ice. Due to the tapered contour, impurities, snow and / or ice are pushed away from the tapered contour to the side when the disconnector is closed and are not sealed on a flat surface.
  • the at least one contact element can have a triangular shape with a rounded corner, the rounded corner being a corner facing away from the at least one profile body and / or having the radius of curvature r '.
  • a triangular shape with a rounded corner allows contaminants, ice and / or snow to slide well away from the rounded corner to the side over the legs of the triangle and, due to the strong curvature of the rounded corner with radius of curvature r ', a breakdown of deposited layers, in particular
  • the at least one contact element can be made hollow inside, in particular as a hollow tube. This saves material and the associated weight, which saves costs and enables a drive with lower output.
  • the at least one contact element can be designed with an elastic and / or resilient surface, in particular in the region of the radius of curvature r '.
  • the surface can yield upon contact with a counter contact piece and adapt to the contour of the counter contact piece.
  • a deformation of the surface of the contact element when the contact closes also supports the breaking and flaking of contamination layers, snow and / or ice layers, in addition to the pointed contour of the contact element and the possibility of displacing impurities, snow and / or ice to the side without getting a layer of snow and ice.
  • the at least one contact element can be made of copper, aluminum or steel or comprise copper, aluminum and / or steel.
  • the contact element z. B. additionally coated, in particular be silver plated. Metals result in good electrical contact with high current carrying capacity. In particular copper with z. B. silver-plated surface gives a very good electrical contact with low contact resistance.
  • the at least one profile body can have a rectangular shape, in particular with rounded corners.
  • Rectangular shape can serve as a contact surface between the profile body and the contact element.
  • the large area of one side as a contact surface enables good contact between the contact element and the profile body and a secure, mechanically stable attachment of the contact element to the profile body.
  • the at least one profile body can be hollow out inside, in particular as a hollow tube. This saves material and the associated weight, which saves costs and enables a drive with lower output.
  • the at least one profile body can be made of copper, aluminum or steel or comprise copper, aluminum and / or steel.
  • Steel, aluminum and especially copper have a low specific resistance and conduct electrical current with little loss.
  • a good electrical power line with a low voltage drop via the contact arm or the profile body is possible.
  • Steel is mechanically very stable and aluminum is light, which enables weight savings.
  • the at least one profile body and the at least one contact element may be in direct mechanical and / or electrical contact with one another, in particular via a common contact surface.
  • a large contact area as well as direct mechanical and electrical contact enables ne good, low-loss power line and a low voltage drop across the contact arm, both the profile body and the at least one contact element can contribute to the good conductivity of the contact arm.
  • a direct mechanical contact results in a mechanically long-term stable contact arm and thus enables the disconnector to function reliably, especially over long periods of time.
  • a method for electrically contacting a contact arm of a disconnector, in particular a previously described contact arm comprises that a contact element of the contact arm makes electrical and / or mechanical contact with a mating contact, a concave surface of the contact element facing the mating contact piece having a radius of curvature r ' has, which is smaller than the curvature radius r of a segment of a circle with the maximum diameter sers d 'of the contact element.
  • Deposits, in particular impurities, snow and / or ice on the contact arm, in particular on the at least one contact element of the contact arm, can be pushed sideways away from the concave surface of the contact element upon contact with the counter-contact piece.
  • the concave surface of the contact element can deform elastically in the event of electrical and / or mechanical contact with the counter contact, in particular resiliently deform and / or deform completely elastically.
  • Deposits, in particular impurities, snow and / or ice, can be removed from the contact arm by the elastic deformation of the concave upper surface of the contact element, in particular shaken off, stripped and / or flaked off.
  • the advantages of the method according to the invention for electrical contacting a contact arm of a disconnector, in particular a previously described contact arm, according to claim 10 are analogous to the previously described advantages of the contact arm according to the invention for a disconnector according to claim 1 and vice versa.
  • Figure 1 shows schematically in sectional view a contact arm 1 with a profile body 2 and a contact element 3 according to the prior art
  • Figure 2 shows schematically in sectional view a contact arm 1 according to the invention with a profile body 2 and a contact element 3, which has a concave surface with a radius of curvature r '.
  • a contact arm 1 with a profile body 2 and a contact element 3 according to the prior art is shown schematically in a sectional view in FIG. 1 shows a profile of the contact arm 1, with a section through the contact arm 1 perpendicular to the longitudinal axis of the contact arm 1.
  • the profile body 2 is, for. B. a hollow tube or a hollow rod, with a rectangular profile, the corners being rounded.
  • the profile body 2 is z. B. made of steel or aluminum to ensure egg ne high mechanical stability with good electrical conductivity on the profile body 2. By designing the profile body 2 as a hollow body, a high mechanical stability with low weight and costs is given.
  • the contact element 3 is attached to the profile body 2 in a force-locking and form-fitting, electrically conductive manner.
  • the side is a side of the profile body 2 or the contact arm 1, which is opposite to a counter-contact piece of the disconnector, for the sake of simplicity, the counter-contact piece is not shown in the figures.
  • the contact element 3 is, for. B. by welding, gluing and / or screw connections electrically conductive, mechanically stable attached to the profile body 2.
  • the contact element 3 is solid, designed as a monolithic body, and z. B. made of copper, especially with a silver-plated surface.
  • the profile body 2 has a diameter d parallel to the contact surface Kon between the profile body 2 and the contact element 3.
  • the contact element 3 is strip-shaped, with a flat curve on the side which faces away from the contact surface and is opposite the counter contact piece. Due to the rounding or by the rounded surface of the contact element 3, the contact element 3 can roll in the event of a short circuit and / or during movement due to wind or ice exposure on the mating contact piece without changing the effective contact surface or losing the electrical contact. As a result, good electrical contact is maintained at all times when the disconnector is closed and electrical losses or uncontrolled opening of the contact are avoided.
  • the rounded surface of the contact element 3 goes at the respective corners of the profile body 2 on the side of the contact surface in the rounded corners of the profile body 2 substantially, wherein a circular arc is formed with a radius r.
  • the radius r is the radius of curvature of a segment of a circle with the first diameter d of the at least one profile body 2 and determines the surface of the rounded contact element 3 to the side toward the counter-contact piece.
  • the back or side of the contact element 3 to the Profilkör by 2 is flat, equal to the assigned side of the profile body 2.
  • the two sides of the contact element 3 result in a strip-shaped contact element 3, with a longitudinal axis, which is arranged parallel to the longitudinal axis of the profile body 2, in Figure 1 perpendicular to the plane of the figure.
  • the Krümmungsra dius r of the contact element 3 results in a slight curvature on the surface of the contact element 3, which allows the contact arm 1 to roll on the counter contact piece, but is not sufficient for deposits, in particular impurities, ice and / or snow layers on the contact arm 1 or Stripping off contact element 3, pushing it aside and / or causing it to flake off due to the curvature.
  • the curvature on the contact element 3 or the radius of curvature r of the contact element 3 is such that when the contact arm 1 moves towards the counter-contact piece, before the contact closure, for. B. snow and / or ice is compressed on the contact element 3 and can form layers which can prevent good electrical and / or mechanical direct contact of the contact element 3 with the mating contact piece, as described above.
  • large forces are necessary which press the contact element 3 onto the counter contact piece and cause flaking or stripping of deposits, in particular impurities, Can lead snow and / or ice on the contact element 3.
  • a drive must be dimensioned accordingly strong and the contact arm 1 mechanically stable, for. B. with large wall thickness, diameter d and / or stable material z. B. the Profilekör pers 2 be formed. This is associated with a high cost of materials and high costs.
  • a contact arm 1 according to the invention with a profile body 2 and a contact element 3 is shown schematically in sectional view, which has a concave surface with a radius of curvature r '.
  • the contact arm 1 is Formed analogously to the contact arm 1 of Figure 1, but in contrast to the embodiment of Figure 1 according to the invention with a radius of curvature r 'of the concave surface of the contact element 3, which is smaller than the radius of curvature us r of the concave surface of the contact element 3 of Figure 1.
  • a smaller radius of curvature r of the concave surface of the contact element 3 results in a more curved surface.
  • the contact element 3 in the exemplary embodiment of the invention in FIG. 2 is not solid, but is hollow or is designed as a hollow tube or a hollow strip. With accordingly thin wall and choice of material, the curved, concave surface of the contact element 3 is elastic, in particular resilient.
  • the contact arm 1 has a strongly curved surface towards the mating contact piece. Deposits, in particular impurities, layers of ice and / or snow are displaced from the surface to the sides by the curvature when approaching the counter contact piece.
  • the base 2 has the shape of a triangle, with a base in a form-fitting manner with the surface on one side of the profile body 2, the side toward the counter-contact piece.
  • the base has a length d 'which is less than or in particular equal to the first diameter d of the at least one profile body 2.
  • the base of the contact element 3 forms a common contact surface 5 of the profile body 2 with the contact element 3, which gives good electrical and mechanical contact between the pro fil stresses 2 and the contact element 3.
  • the opposite corner 4 of the contact element 3 is rounded, with the radius of curvature r '.
  • the two legs of the triangle, right and left of the curvature enable or promote a push away Check deposits, especially impurities, snow and / or ice, when the contact arm 1 approaches the counter contact piece.
  • Snow and / or ice are not compressed when the contact arm 1 approaches the counter-contact piece, but are moved to the side with little effort, ie. H. perpendicular to the longitudinal axis and parallel to the diameter d of the profile body 2 pressed away, and by a resilient action of the contact element 3, in particular ice and / or snow layers can be brought to burst from the contact element 2, the contact surface with a counter contact piece due to the deformation of the contact element 3 can be enlarged.
  • Direct contact with good electrical properties, i.e. H. low resistance, between contact arm 1 and counter-contact piece of the circuit breaker even in adverse weather conditions is possible with the contact arm 1 according to the invention, in particular with a small amount of force.
  • the low effort allows the design of the contact arm inexpensive, in particular with less material and smaller diameter and the use of a cheaper drive for the
  • the exemplary embodiments described above can be combined with one another and / or can be combined with the prior art.
  • So z. B. contact elements 3 are used with other shapes, in particular semicircular and / or elliptical or partially elliptical Kon contact elements 3.
  • the contact elements 3 can, for. B. from spring be made of steel or bronze, and silver-plated or copper-plated ver for good electrical conductivity between a mating contact piece and the profile body 2.
  • the profile body 2 can, for. B. be circular cylindrical, with a crescent-shaped contact element 3, the tip of which is drawn in the direction of the mating contact piece.
  • Other forms of Profilkör pers 2, full or hollow tube-like, are, for. B. triangular, elliptical, T-shaped, double-T-shaped or hexagonal cross-sectional areas of the profile body 2 perpendicular to the longitudinal axis.

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kontaktarm (1) und ein Verfahren für einen Trennschalter mit wenigstens einem Profilkörper (2) und mit wenigstens einem Kontaktelement (3), welches mit dem wenigstens einen Profilkörper (2) in elektrischem Kontakt ist und welches ausgebildet ist, einen elektrischen Kontakt mit einem Gegenkontaktstück zu erzeugen. Der wenigstens eine Profilkörper (2) weist einen ersten Durchmesser d parallel zum wenigstens einen Kontaktelement (3) auf. Das wenigstens eine Kontaktelement (3) weist eine konkave Oberfläche mit einem Krümmungsradius r' auf, welche auf einer vom Profilkörper (2) abgewandten Seite angeordnet ist, wobei der Krümmungsradius r' kleiner ist als der Krümmungsradius r eines Kreissegments mit dem ersten Durchmesser d des wenigstens einen Profilkörpers (2). Das Verfahren umfasst ein elektrisches Kontaktieren des Kontaktarms (1) des Trennschalters, wobei ein Kontaktelement (3) des Kontaktarms (1) einen Gegenkontakt elektrisch und/oder mechanisch kontaktiert, wobei eine zum Gegenkontaktstück hingerichtete konkave Oberfläche des Kontaktelements (3) einen Krümmungsradius r' aufweist, welcher kleiner ist als der Krümmungsradius r eines Kreissegments mit dem maximalen Durchmesser d' des Kontaktelements (3).

Description

Beschreibung
Kontaktarm und Verfahren zum Kontaktieren für einen Trenn schalter
Die Erfindung betrifft einen Kontaktarm und ein Verfahren für einen Trennschalter mit wenigstens einem Profilkörper und mit wenigstens einem Kontaktelement, welches mit dem wenigstens einen Profilkörper in elektrischem Kontakt ist und welches ausgebildet ist, einen elektrischen Kontakt zu erzeugen. Der wenigstens eine Profilkörper weist einen ersten Durchmesser d parallel zum wenigstens einen Kontaktelement auf. Das wenigs tens eine Kontaktelement weist eine konkave Oberfläche mit einem Krümmungsradius r' auf, welche auf einer vom Profilkör per abgewandten Seite angeordnet ist. Das Verfahren umfasst ein elektrisches Kontaktieren des Kontaktarms des Trennschal ters .
Trennschalter werden in Hoch- und Mittelspannungsanlagen ein gesetzt, um Strombahnen sichtbar elektrisch voneinander zu trennen. Trennschalter werden leistungslos, das heißt ohne mit dem Trennschalter verbundene elektrische Lasten, geschal tet. In der Hochspannungstechnik, insbesondere im Bereich von bis zu 1200 kV Spannung, werden z. B. Hochspannungs- Leistungsschalter verwendet, um elektrische Lasten zu trennen und die Strombahn zu unterbrechen. Die unterbrochene Strom bahn wird über das Öffnen eines Trennschalters nach außen hin sichtbar gemacht, wodurch z. B. Wartungs-, Kontroll- und/oder Umbauarbeiten gefahrlos möglich sind.
Als Trennschalter bzw. Trenner können z. B. Drehtrenner, He beltrenner, Kniehebeltrenner, Einfachschwenktrenner, Zwei fachschwenktrenner und/oder Einsäulentrennschalter, d. h. Pantografentrenner verwendet werden. Dabei wird eine Strom bahn sichtbar elektrisch getrennt, durch Öffnen wenigstens eines elektrischen Kontakts, und sichtbar elektrisch verbun den, durch Schließen des oder der elektrischen Kontakte. Ein elektrischer Kontakt umfasst wenigstens zwei Kontaktstücke, wobei wenigstens ein Kontaktstück zum Öffnen und Schließen des Kontakts beweglich ist. Das bewegliche Kontaktstück ist z. B. als Kontaktarm ausgebildet, wie aus der
DE 10 2016 214 372 Al bekannt ist. Der Kontaktarm wird beim Schließen des elektrischen Kontakts auf ein Gegenkontakt stück, welches z. B. fest räumlich angeordnet ist, zubewegt, bis ein elektrischer und mechanischer Kontakt zwischen den zwei Kontaktstücken besteht. Beim Öffnen des elektrischen Kontakts wird der bewegliche Kontaktarm von dem Gegenkontakt stück wegbewegt, bis kein elektrischer Kontakt zwischen den zwei Kontaktstücken besteht.
Das Gegenkontaktstück ist z. B. ein räumlich fixiertes zylin derförmiges Metallrohr, eine Metallschiene und/oder ein Me tallleiter. Die Kontaktstücke sind z. B. aus einem Material wie Kupfer, welches elektrischen Strom gut leitet, Stahl und/oder Aluminium, oder umfassen diese Materialien. Im ver bundenen bzw. eingeschalteten Zustand ist ein guter elektri scher Kontakt zwischen dem Gegenkontaktstück und dem bewegli chen Kontaktarm notwendig, um Verlustfrei bzw. zumindest Ver lustarm elektrischen Strom über den Kontakt zu leiten. Sind der Kontaktarm und das Gegenkontaktstück jeweils aus einem Metallrohr mit kreisrundem Querschnitt, so besteht zwischen dem Metallrohr des Kontaktarms und dem Metallrohr des Gegen kontaktstücks nur eine geringe Auflage- bzw. Kontaktfläche . Besteht der Kontaktarm aus einer Metallstange mit rechtecki gem Querschnitt, so ist die Kontaktfläche vergrößert. Dies führt zu einem besseren elektrischen Kontakt im geschlossenen Zustand des Trennschalters, d. h. zu weniger elektrischen Verlusten, und zu einer Verringerung des Risikos der unbeab sichtigten Unterbrechung der Strombahn.
Eine weitere Verbesserung des Kontakts kann erreicht werden, indem der Kontaktarm aus einem Profilkörper und einem Kontak telement besteht. Insbesondere bei z. B. Einsäulentrennschal tern bzw. Pantografentrennern, mit einem Kontaktarm umfassend einen Profilkörper in Form einer Metallstange oder einem Me tallrohr mit rechteckigem Querschnitt und einem flachen, stabförmigen Kontaktelement auf dem Profilkörper befestigt, welches insbesondere in direktem Kontakt mit dem Profilkörper steht, kann ein elektrischer Kontakt verbessert und zuverläs siger in geschlossenem Zustand ausgebildet sein. Der Profil körper ist optimiert bezüglich Kosten und mechanischen Eigen schaften. Durch Verwendung von z. B. Aluminium und/oder Stahl wird eine hohe mechanische Stabilität erreicht. Die Form als z. B. Stange oder Rohr ergibt eine hohe mechanische Stabili tät und ermöglicht insbesondere bei Verwendung eines Hohlkör pers, z. B. Hohlrohrs, die Einsparung von Material und Ge wicht, d. h. Kosten.
Das Kontaktelement ist optimiert für einen guten elektrischen Kontakt mit dem Gegenkontaktstück . Dazu ist das Kontaktele ment z. B. aus Kupfer und ist gut elektrisch leitend mit dem Profilkörper verbunden, z. B. durch Löten, Schweißen, Kleben und/oder über Schraubverbindungen. Die Oberfläche des Kontak telements, welche dem Profilkörper zugewandt ist, ist auf die Form des Profilkörpers abgestimmt. Z. B. weist ein rechtecki ger Profilkörper eine flache, ebene Kontaktfläche mit dem Kontaktelement auf und die korrespondierende Oberfläche des Kontaktelements, welche dem Profilkörper zugewandt ist, ist ebenfalls eine flache, ebene Fläche. Die Oberfläche des Kon taktelements, welche vom Profilkörper abgewandt ist und dem Gegenkontaktstück zugewandt ist, ist z. B. mit einer geringen Wölbung bzw. leicht abgerundet ausgebildet. Bei einer abge rundeten Oberfläche können die Kontaktstücke im Kurzschluss fall und/oder bei Bewegung durch Wind oder Eisbelastung auf einander abrollen, ohne die wirksame Kontaktfläche zu verän dern oder den Kontakt zu verlieren. Dadurch wird im geschlos senen Zustand des Trennschalters ein guter elektrischer Kon takt zu jedem Zeitpunkt erhalten und elektrische Verluste o- der ein unkontrolliertes Öffnen des Kontakts vermieden. Damit die Trennstrecke eines Trennschalters, insbesondere ei nes Freiluft-Trennschalters, nach außen hin gut sichtbar ist, ist die Vorrichtung nicht gekapselt und nicht in einem Gehäu se verbaut. Somit sind die Elemente bzw. Teile des Trenn schalters den Wettereinflüssen ausgesetzt. Eis und/oder
Schneebelastungen können zu einer Bewegung des beweglichen Kontaktarms führen, insbesondere zu einer Bewegung vom Gegen kontaktstück weg, was den elektrischen Kontakt verschlechtert und somit zu höheren elektrischen Verlusten über den Kontakt hinweg führt. Beim Schließen eines Kontakts kann Schnee und Eis einen elektrischen und mechanischen Kontakt des Kontakt arms und des Gegenkontakts verhindern oder zumindest erschwe ren. Dadurch ist die Zuverlässigkeit des Trennschalters ein geschränkt, und hohe elektrische Verluste können zu hohen Kosten führen. Ein sicheres, gesteuertes Trennen und Verbin den kann eingeschränkt oder unmöglich sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kontaktarm für einen Trennschalter und ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren eines Kontaktarms anzugeben, welche die zuvor beschriebenen Probleme lösen. Insbesondere ist es Aufgabe, einen kostengünstigen, stabilen Kontaktarm anzugeben, welcher einen guten und sicheren elektrischen und mechanischen Kon takt ermöglicht, insbesondere auch bei ungünstigen Witte rungsbedingungen mit Schnee und Eis.
Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kon taktarm für einen Trennschalter mit den Merkmalen gemäß Pa tentanspruch 1 und/oder durch ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren eines Kontaktarms eines Trennschalters, insbe sondere eines zuvor beschriebenen Kontaktarms, gemäß Pa tentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des er findungsgemäßen Kontaktarms für einen Trennschalter und/oder des Verfahrens zum elektrischen Kontaktieren eines Kontakt arms eines Trennschalters, insbesondere eines zuvor beschrie benen Kontaktarms, sind in den Unteransprüchen angegeben. Da bei sind Gegenstände der Hauptansprüche untereinander und mit Merkmalen von Unteransprüchen sowie Merkmale der Unteransprü che untereinander kombinierbar.
Eine erfindungsgemäßer Kontaktarm für einen Trennschalter um fasst wenigstens einen Profilkörper und wenigstens ein Kon taktelement, welches mit dem wenigstens einen Profilkörper in elektrischem Kontakt ist und welches ausgebildet ist, einen elektrischen Kontakt insbesondere mit einem Gegenkontaktstück zu erzeugen. Der wenigstens eine Profilkörper weist einen ersten Durchmesser d parallel zum wenigstens einen Kontakte lement auf und das wenigstens eine Kontaktelement weist eine konkave Oberfläche mit einem Krümmungsradius r' auf, welche auf einer vom Profilkörper abgewandten Seite angeordnet ist. Der Krümmungsradius r' der konkaven Oberfläche des wenigstens einen Kontaktelements ist kleiner als der Krümmungsradius r eines Kreissegments mit dem ersten Durchmesser d des wenigs tens einen Profilkörpers.
Ein erfindungsgemäßer Kontaktarm mit Profilkörper und Kontak telement ist mechanisch stabil und kostengünstig. Der Profil körper gibt eine hohe mechanische Stabilität bei geringen Kosten und das Kontaktstück ermöglicht einen guten, zuverläs sigen, d. h. sicheren elektrischen und mechanischen Kontakt mit einem Gegenkontaktstück . Der Krümmungsradius r' der kon kaven Oberfläche des wenigstens einen Kontaktelements, wel cher kleiner als der Krümmungsradius r eines Kreissegments mit dem ersten Durchmesser d des wenigstens einen Profilkör pers ist, ergibt eine verjüngte Kontur des Kontaktelements zum Gegenkontaktstück hin. Bei flachen Konturen des Kontakt arms bzw. des Kontaktelements zum Gegenkontaktstück hin kann sich bei z. B. ungünstigen Witterungsbedingungen Eis und Schnee auf dem Kontaktelement ablagern bzw. ansammeln
und/oder es können sich Ablagerungen auf dem Kontaktelement bilden. Beim Schließen des Trennschalters wird das Kontakte lement gegen das Gegenkontaktstück gedrückt. Beim Aufbau des Kontaktdrucks wird z. B. der auf dem Kontaktelement gesammel- te Schnee und/oder das Eis verdichtet, wodurch ein Brechen von Schnee- und/oder Eisschichten erschwert wird.
Um einen sicheren, guten elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktarm und einem Gegenkontaktstück zu erreichen, muss der Kontaktdruck erhöht werden, damit z. B. Schnee- und/oder Eis schichten auf dem Kontaktelement brechen und z. B. abplatzen. Dazu sind verstärkte Kontaktarme notwendig, z. B. Profilkör per mit einer größeren Wandstärke und/oder größerem Durchmes ser. Ein damit verbundener erhöhter Materialaufwand führt zu höheren Kosten und erfordert einen stärkeren Antrieb, insbe sondere um einen ausreichenden Kontaktdruck aufzubauen.
Eine verjüngte Kontur des Kontaktelements zum Gegenkontakt stück hin, durch einen Krümmungsradius r' der konkaven Ober fläche des wenigstens einen Kontaktelements, welcher kleiner als der Krümmungsradius r eines Kreissegments mit dem ersten Durchmesser d des wenigstens einen Profilkörpers ist, ermög licht bzw. erleichtert das Aufbrechen von Schichten aus Ver unreinigungen und/oder Schnee- und/oder Eisschichten, und er möglicht somit einen zuverlässigen elektrischen und/oder me chanischen Kontakt, insbesondere auch bei ungünstigen Witte rungsbedingungen mit Schnee und/oder Eis. Durch die verjüngte Kontur werden Verunreinigungen, Schnee und/oder Eis beim Schließen des Trennschalters von der verjüngten Kontur zur Seite weggedrängt und nicht auf einer flachen Oberfläche ver dichtet. Verunreinigungen, Schnee und/oder Eis gleiten auf der verjüngten Kontur zur Seite, d. h. nach Außen des Kon takts hin ab, und werden nicht verdichtet. Dadurch wird die Bildung starker, verdichteter Schichten, insbesondere Schnee- und/oder Eisschichten auf dem Kontaktarm bzw. dem Kontaktele ment verhindert und es sind geringere Kontaktdrücke für einen sichern Kontakt notwendig. Somit können Material und Kosten eingespart werden, da der Kontaktarm bzw. der Profilkörper weniger stabil ausgelegt werden muss. Das wenigstens eine Kontaktelement kann eine Dreiecksform mit einer abgerundeten Ecke aufweisen, wobei die abgerundete Ecke eine vom wenigstens einen Profilkörper abgewandte Ecke ist und/oder den Krümmungsradius r' aufweist. Eine Dreiecksform mit abgerundeter Ecke ermöglicht über die Schenkel des Drei ecks ein gutes Abgleiten von Verunreinigungen, Eis und/oder Schnee von der abgerundeten Ecke weg zur Seite hin und über die starke Krümmung der abgerundeten Ecke mit Krümmungsradius r' ein Brechen von abgelagerten Schichten, insbesondere
Schnee- und Eisschichten, schon bei geringem Anpressdruck an das Gegenkontaktstück, mit den zuvor beschriebenen Vorteilen.
Das wenigstens eine Kontaktelement kann im Inneren hohl aus gebildet sein, insbesondere als Hohlrohr. Dadurch wird Mate rial und damit verbunden Gewicht eingespart, was Kosten ein spart und einen Antrieb mit geringerer Leistung ermöglicht.
Das wenigstens eine Kontaktelement kann mit einer elastischen und/oder federnden Oberfläche, insbesondere im Bereich des Krümmungsradius r' ausgebildet sein. Insbesondere in Verbin dung mit einem hohlen Kontaktelement kann die Oberfläche bei Kontakt mit einem Gegenkontaktstück nachgeben und sich der Kontur des Gegenkontaktstücks anpassen. Dadurch wird die Kon taktfläche zwischen dem Kontaktelement und dem Gegenkontakt stück vergrößert und ein verbesserter, zuverlässigerer elekt rischer Kontakt erzeugt. Eine Verformung der Oberfläche des Kontaktelements beim Schließen des Kontakts unterstützt eben falls das Aufbrechen und Abplatzen von Verunreinigungsschich ten, Schnee- und/oder Eisschichten, neben der spitzen Kontur des Kontaktelements und der Möglichkeit, Verunreinigungen, Schnee und/oder Eis zur Seite hin zu verdrängen ohne eine Verdichtung von Schnee- und Eisschichten zu erhalten.
Das wenigstens eine Kontaktelement kann aus Kupfer, Aluminium oder Stahl ausgebildet sein oder Kupfer, Aluminium und/oder Stahl umfassen. Für einen besseren elektrischen Kontakt kann das Kontaktelement z. B. zusätzlich beschichtet, insbesondere versilbert sein. Metalle ergeben einen guten elektrischen Kontakt mit hoher Stromtragfähigkeit. Insbesondere Kupfer mit z. B. versilberter Oberfläche ergibt einen sehr guten elekt rischen Kontakt mit geringem Kontaktwiderstand.
Der wenigstens eine Profilkörper kann eine Rechteckform auf weisen, insbesondere mit abgerundeten Ecken. Eine Rechteck form, insbesondere mit abgerundeten Ecken, ergibt einen me chanisch sehr stabilen Kontaktarm, wobei eine Seite der
Rechteckform als Kontaktfläche zwischen dem Profilkörper und dem Kontaktelement dienen kann. Die große Fläche einer Seite als Kontaktfläche ermöglicht einen guten Kontakt zwischen Kontaktelement und Profilkörper sowie eine sichere, mecha nisch stabile Befestigung des Kontaktelements am Profilkör per .
Der wenigstens eine Profilkörper kann im Inneren hohl ausge bildet sein, insbesondere als Hohlrohr. Dadurch wird Material und damit verbunden Gewicht eingespart, was Kosten einspart und einen Antrieb mit geringerer Leistung ermöglicht.
Der wenigstens eine Profilkörper kann aus Kupfer, Aluminium oder Stahl ausgebildet sein oder Kupfer, Aluminium und/oder Stahl umfassen. Stahl, Aluminium und insbesondere Kupfer wei sen einen geringen spezifischen Widerstand auf und leiten elektrischen Strom mit geringen Verlusten. Durch die Verwen dung von gut leitenden Materialien für den Profilkörper ist eine gute elektrische Stromleitung mit geringem Spannungsab fall über den Kontaktarm bzw. den Profilkörper möglich. Stahl ist mechanisch sehr stabil und Aluminium ist leicht, was eine Gewichtseinsparung ermöglicht.
Der wenigstens eine Profilkörper und das wenigstens eine Kon taktelement können in direktem mechanischen und/oder elektri schen Kontakt miteinander stehen, insbesondere über eine ge meinsame Kontaktfläche . Eine große Kontaktfläche sowie ein direkter mechanischer und elektrischer Kontakt ermöglicht ei- ne gute, verlustarme Stromleitung und einen geringen Span nungsabfall über den Kontaktarm hinweg, wobei sowohl der Pro filkörper als auch das wenigstens eine Kontaktelement zur gu ten Leitfähigkeit des Kontaktarms beitragen können. Ein di rekter mechanischer Kontakt ergibt einen mechanisch langzeit stabilen Kontaktarm und ermöglicht damit eine zuverlässige Funktion des Trennschalters, insbesondere über lange Zeiträu me hinweg.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum elektrischen Kontaktieren eines Kontaktarms eines Trennschalters, insbesondere eines zuvor beschriebenen Kontaktarms, umfasst, dass ein Kontakte lement des Kontaktarms einen Gegenkontakt elektrisch und/oder mechanisch kontaktiert, wobei eine zum Gegenkontaktstück hin- gerichtete konkave Oberfläche des Kontaktelements einen Krüm mungsradius r' aufweist, welcher kleiner ist als der Krüm mungsradius r eines Kreissegments mit dem maximalen Durchmes sers d' des Kontaktelements.
Ablagerungen, insbesondere Verunreinigungen, Schnee und/oder Eis auf dem Kontaktarm, insbesondere auf dem wenigstens einen Kontaktelement des Kontaktarms, können bei Kontakt mit dem Gegenkontaktstück von der konkaven Oberfläche des Kontaktele ments seitlich weggedrückt werden.
Die konkave Oberfläche des Kontaktelements kann bei einem elektrischen und/oder mechanischen Kontakt mit dem Gegenkon taktstück sich elastisch verformen, insbesondere federnd ver formen und/oder vollständig elastisch verformen.
Ablagerungen, insbesondere Verunreinigungen, Schnee und/oder Eis können durch die elastische Verformung der konkaven Ober fläche des Kontaktelements von dem Kontaktarm entfernt wer den, insbesondere abgeschüttelt werden, abgestreift werden und/oder abplatzten. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum elektri schen Kontaktieren eines Kontaktarms eines Trennschalters, insbesondere eines zuvor beschriebenen Kontaktarms, gemäß An spruch 10 sind analog den zuvor beschriebenen Vorteilen des erfindungsgemäßen Kontaktarms für einen Trennschalter gemäß Anspruch 1 und umgekehrt.
Im Folgenden wird ein Kontaktarm gemäß des Stands der Technik in Figur 1 und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schema tisch in Figur 2 dargestellt und nachfolgend näher beschrie ben .
Dabei zeigen die
Figur 1 schematisch in Schnittansicht einen Kontaktarm 1 mit einem Profilkörper 2 und einem Kontaktelement 3 nach dem Stand der Technik, und
Figur 2 schematisch in Schnittansicht einen erfindungsgemä ßen Kontaktarm 1 mit einem Profilkörper 2 und einem Kontaktelement 3, welches eine konkave Oberfläche mit einem Krümmungsradius r' aufweist.
In Figur 1 ist schematisch in Schnittansicht ein Kontaktarm 1 mit einem Profilkörper 2 und einem Kontaktelement 3 nach dem Stand der Technik dargestellt. Die Figur 1 zeigt ein Profil des Kontaktarms 1, mit einem Schnitt durch den Kontaktarm 1 senkrecht zur Längsachse des Kontaktarms 1. Der Profilkörper 2 ist z. B. ein Hohlrohr bzw. eine hohle Stange, mit einem rechteckigen Profil, wobei die Ecken jeweils abgerundet sind. Der Profilkörper 2 ist z. B. aus Stahl oder Aluminium, um ei ne hohe mechanische Stabilität zu gewährleisten bei guter elektrischer Leitfähigkeit über den Profilkörper 2. Durch die Ausführung des Profilkörpers 2 als Hohlkörper ist eine hohe mechanische Stabilität bei geringem Gewicht und Kosten gege ben . An einer Seite des Profilkörpers 2 ist das Kontaktelement 3 kraft und formschlüssig, elektrisch leitend am Profilkörper 2 befestigt. Die Seite ist eine Seite des Profilkörpers 2 bzw. des Kontaktarms 1, welche einem Gegenkontaktstück des Trenn schalters gegenüber liegt, wobei der Einfachheit halber das Gegenkontaktstück in den Figuren nicht dargestellt ist. Das Kontaktelement 3 ist z. B. durch Schweißen, Kleben und/oder Schraubverbindungen elektrisch leitend, mechanisch stabil am Profilkörpers 2 befestigt. Das Kontaktelement 3 ist massiv, als monolithischer Körper ausgebildet, und z. B. aus Kupfer, insbesondere mit versilberter Oberfläche.
Der Profilkörper 2 hat einen Durchmesser d parallel der Kon taktaktfläche zwischen dem Profilkörper 2 und dem Kontaktele ment 3. Das Kontaktelement 3 ist leistenförmig ausgebildet, mit einer flachen Rundung auf der Seite, welche von der Kon taktfläche abgewandt ist und dem Gegenkontaktstück gegenüber liegt. Durch die Rundung bzw. durch die abgerundete Oberflä che des Kontaktelements 3 kann das Kontaktelement 3 im Kurz schlussfall und/oder bei Bewegung durch Wind oder Eisbelas tung auf dem Gegenkontaktstück abrollen, ohne die wirksame Kontaktfläche zu verändern oder den elektrischen Kontakt zu verlieren. Dadurch wird im geschlossenen Zustand des Trenn schalters ein guter elektrischer Kontakt zu jedem Zeitpunkt erhalten und elektrische Verluste oder ein unkontrolliertes Öffnen des Kontakts vermieden.
Die abgerundete Oberfläche des Kontaktelements 3 geht an den jeweiligen Ecken des Profilkörpers 2 auf der Seite der Kon taktfläche in die abgerundeten Ecken des Profilkörpers 2 im Wesentlichen über, wobei ein Kreisbogen ausgebildet wird mit einem Radius r. Der Radius r ist der Krümmungsradius eines Kreissegments mit dem ersten Durchmesser d des wenigstens ei nen Profilkörpers 2 und bestimmt die Oberfläche des abgerun deten Kontaktelements 3 zur Seite zum Gegenkontaktstück hin. Die Rückseite bzw. Seite des Kontaktelements 3 zum Profilkör per 2 hin ist eben, gleich der zugeordneten Seite des Profil- körpers 2. Die zwei Seiten des Kontaktelements 3 ergeben ein leistenförmiges Kontaktelement 3, mit einer Längsachse, wel che parallel der Längsachse des Profilkörpers 2 angeordnet ist, in Figur 1 senkrecht zur Figurenebene. Der Krümmungsra dius r des Kontaktelements 3 ergibt eine geringe Krümmung auf der Oberfläche des Kontaktelements 3, welche ein Abrollen des Kontaktarms 1 auf dem Gegenkontaktstück ermöglicht, aber nicht ausreicht um Ablagerungen, insbesondere Verunreinigun gen, Eis- und/oder Schneeschichten auf dem Kontaktarm 1 bzw. Kontaktelement 3 abzustreifen, beiseite zu schieben und/oder aufgrund der Krümmung abplatzen zu lassen.
Vielmehr ist im Stand der Technik die Krümmung auf dem Kon taktelement 3 bzw. der Krümmungsradius r des Kontaktelements 3 derart, dass bei einer Bewegung des Kontaktarms 1 auf das Gegenkontaktstück zu, vor dem Kontaktschluss z. B. Schnee und/oder Eis auf dem Kontaktelement 3 verdichtet wird und Schichten ausbilden kann, welche einem guten elektrischen und/oder mechanischen direkten Kontakt des Kontaktelements 3 mit dem Gegenkontaktstück entgegenstehen können, wie zuvor beschrieben. Um einen guten, stabilen, eis- und schneefreien elektrischen Kontakt des Kontaktelements 3 mit dem Gegenkon taktstück sicher zu gewährleisten, sind große Kräfte notwen dig, welche das Kontaktelement 3 auf das Gegenkontaktstück pressen und zu einem Abplatzen oder Abstreifen von Ablagerun gen, insbesondere Verunreinigungen, Schnee und/oder Eis auf dem Kontaktelement 3 führen können. Damit verbunden muss ein Antrieb entsprechend stark dimensioniert sein und der Kon taktarm 1 mechanisch stabil, z. B. mit großer Wandstärke, Durchmesser d und/oder stabilem Material z. B. des Profilkör pers 2 ausgebildet sein. Damit verbunden ist ein hoher Mate rialaufwand und hohe Kosten.
In Figur 2 ist schematisch in Schnittansicht ein erfindungs gemäßer Kontaktarm 1 mit einem Profilkörper 2 und einem Kon taktelement 3 dargestellt, welches eine konkave Oberfläche mit einem Krümmungsradius r' aufweist. Der Kontaktarm 1 ist analog dem Kontaktarm 1 der Figur 1 ausgebildet, jedoch im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 erfindungsge mäß mit einem Krümmungsradius r' der konkaven Oberfläche des Kontaktelements 3, welcher kleiner ist als der Krümmungsradi us r der konkaven Oberfläche des Kontaktelements 3 der Figur 1. Ein kleinerer Krümmungsradius r der konkaven Oberfläche des Kontaktelements 3 ergibt eine stärker gekrümmte Oberflä che. Des Weiteren ist das Kontaktelement 3 im Ausführungsbei spiel der Erfindung in Figur 2 nicht massiv, sondern hohl bzw. als Hohlrohr oder hohle Leiste ausgebildet. Bei entspre chend dünner Wandung und Materialwahl ist die gekrümmte, kon kave Oberfläche des Kontaktelements 3 elastisch, insbesondere federnd ausgebildet.
Durch den Krümmungsradius r' der konkaven Oberfläche des Kon taktelements 3, welcher kleiner ist als der Krümmungsradius r der konkaven Oberfläche des Kontaktelements 3 der Figur 1, d. h. kleiner ist als der Krümmungsradius r eines Kreissegments mit dem ersten Durchmesser d des wenigstens einen Profilkör pers 2, weist der erfindungsgemäße Kontaktarm 1 eine stark gekrümmte Oberfläche zum Gegenkontaktstück hin auf. Ablage rungen, insbesondere Verunreinigungen, Eis- und/oder Schnee schichten werden durch die Krümmung bei Annäherung an das Ge genkontaktstück von der Oberfläche zu den Seiten verdrängt. Das Kontaktelement 3 im Ausführungsbeispiel der Figur 2 hat die Form eines Dreiecks, mit einer Basis formschlüssig mit der Oberfläche auf einer Seite des Profilkörpers 2, der Seite zum Gegenkontaktstück hin. Die Basis weist eine Länge d' auf, welche kleiner oder insbesondere gleich dem ersten Durchmes ser d des wenigstens einen Profilkörpers 2 ist. Die Basis des Kontaktelements 3 bildet eine gemeinsame Kontaktfläche 5 des Profilkörpers 2 mit dem Kontaktelement 3 aus, welche einen guten elektrischen und mechanischen Kontakt zwischen dem Pro filkörper 2 und dem Kontaktelement 3 ergibt. Die gegenüber liegende Ecke 4 des Kontaktelements 3 ist abgerundet, mit dem Krümmungsradius r'. Die zwei Schenkel des Dreiecks, rechts und links der Krümmung, ermöglichen bzw. fördern ein wegdrü- cken von Ablagerungen, insbesondere Verunreinigungen, Schnee und/oder Eis, bei Annäherung des Kontaktarms 1 an das Gegen kontaktstück .
Die Krümmung und insbesondere die elastische, federnde Aus bildung des Kontaktelements 3 sowie die Schenkel der Drei ecksform des Kontaktelements 3, wodurch sich im Wesentlichen eine V förmige Spitze mit abgerundeter Ecke 4 zum Gegenkon taktstück hin ergibt, ermöglichen einen guten und sicheren Kontakt zwischen dem Kontaktarm 1 und einem Gegenkontaktstück auch bei widrigen Witterungsbedingungen, z. B. bei Schnee und/oder Eis. Ablagerungen, wie z. B. Verunreinigungen,
Schnee und/oder Eis, werden nicht verdichtet bei Annäherung des Kontaktarms 1 an das Gegenkontaktstück, sondern werden mit wenig Kraftaufwand zu Seite, d. h. senkrecht zur Längs achse und parallel dem Durchmesser d des Profilkörpers 2 weg gedrückt, und durch eine federnde Wirkung des Kontaktelements 3 können insbesondere Eis- und/oder Schneeschichten zum Ab platzen vom Kontaktelement 2 gebracht werden, wobei die Kon taktfläche mit einem Gegenkontaktstück durch die Verformung des Kontaktelements 3 vergrößert werden kann. Ein direkter Kontakt mit guten elektrischen Eigenschaften, d. h. geringem Widerstand, zwischen Kontaktarm 1 und Gegenkontaktstück des Trennschalters auch bei widrigen Witterungsbedingungen ist mit dem erfindungsgemäßen Kontaktarm 1 insbesondere mit ge ringem Kraftaufwand möglich. Der geringe Kraftaufwand ermög licht die Auslegung des Kontaktarms kostengünstig, insbeson dere mit weniger Material und geringerem Durchmesser sowie die Verwendung eines kostengünstigeren Antriebs für den
Trennschalter .
Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele können unterei nander kombiniert werden und/oder können mit dem Stand der Technik kombiniert werden. So können z. B. Kontaktelemente 3 mit weiteren Formen verwendet werden, insbesondere halbkreis förmige und/oder elliptisch bzw. teilelliptisch förmige Kon taktelemente 3. Die Kontaktelemente 3 können z. B. aus Feder- stahl oder Bronze ausgeführt sein, und versilbert oder ver kupfert sein für eine gute elektrische Leitfähigkeit zwischen einem Gegenkontaktstück und dem Profilkörper 2. Der Profil körper 2 kann z. B. kreiszylinderförmig sein, mit einem mond- sichelförmigen Kontaktelement 3, dessen Spitze in Richtung Gegenkontaktstück gezogen ist. Weitere Formen des Profilkör pers 2, voll- oder hohlrohrartig, sind z. B. dreieckige, el liptische, T-förmige, doppel-T-förmige oder hexagonale Quer- schnittsflachen des Profilkörpers 2 senkrecht zur Längsachse.
Bezugszeichenliste
1 Kontaktarm für einen Trennschalter
2 Profilkörper
3 Kontaktelernent
4 abgerundete Ecke
5 gemeinsame Kontaktflache des Profilkörpers mit dem Kon taktelement
d erster Durchmesser des wenigstens einen Profilkörpers d' maximaler Durchmessers des Kontaktelements
r Krümmungsradius eines Kreissegments mit dem ersten Durchmesser d des wenigstens einen Profilkörpers r Krümmungsradius r' der konkaven Oberfläche des wenigs tens einen Kontaktelements

Claims

Patentansprüche
1. Kontaktarm (1) für einen Trennschalter, mit wenigstens ei nem Profilkörper (2) und mit wenigstens einem Kontaktelement (3), welches mit dem wenigstens einen Profilkörper (2) in elektrischem Kontakt ist und welches ausgebildet ist, einen elektrischen Kontakt zu erzeugen, wobei der wenigstens eine Profilkörper (2) einen ersten Durchmesser d parallel zum we nigstens einen Kontaktelement (3) aufweist und das wenigstens eine Kontaktelement (3) eine konkave Oberfläche mit einem Krümmungsradius r' aufweist, welche auf einer vom Profilkör per (2) abgewandten Seite angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Krümmungsradius r' der konkaven Oberfläche des wenigstens einen Kontaktelements (3) kleiner ist als der Krümmungsradius r eines Kreissegments mit dem ersten Durchmesser d des we nigstens einen Profilkörpers (2).
2. Kontaktarm (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine Kontaktelement (3) eine Dreiecksform mit einer abgerundeten Ecke (4) aufweist, wobei die abgerundete Ecke (4) eine vom wenigstens einen Profilkörper (2) abgewand te Ecke ist und/oder den Krümmungsradius r' aufweist.
3. Kontaktarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine Kontaktelement (3) im Inneren hohl ausge bildet ist, insbesondere als Hohlrohr.
4. Kontaktarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine Kontaktelement (3) mit einer elastischen und/oder federnden Oberfläche, insbesondere im Bereich des Krümmungsradius r' ausgebildet ist.
5. Kontaktarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine Kontaktelement (3) aus Kupfer, Aluminium oder Stahl ausgebildet ist oder Kupfer, Aluminium und/oder Stahl umfasst.
6. Kontaktarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Profilkörper (2) eine Rechteckform auf weist, insbesondere mit abgerundeten Ecken.
7. Kontaktarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Profilkörper (2) im Inneren hohl ausge bildet ist, insbesondere als Hohlrohr.
8. Kontaktarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Profilkörper (2) aus Kupfer, Aluminium oder Stahl ausgebildet ist oder Kupfer, Aluminium und/oder Stahl umfasst.
9. Kontaktarm (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Profilkörper (2) und das wenigstens eine Kontaktelement (3) in direktem mechanischen und/oder elektri schen Kontakt miteinander stehen, insbesondere über eine ge meinsame Kontaktflache (5) .
10. Verfahren zum elektrischen Kontaktieren eines Kontaktarms (1) eines Trennschalters, insbesondere eines Kontaktarms (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Kontaktelement (3) des Kontaktarms (1) einen Gegenkontakt elektrisch und/oder mechanisch kontaktiert, wobei eine zu ei nem Gegenkontaktstück hingerichtete konkave Oberfläche des Kontaktelements (3) einen Krümmungsradius r' aufweist, wel cher kleiner ist als der Krümmungsradius r eines Kreisseg- ments mit dem maximalen Durchmessers d' des Kontaktelements (3) .
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
Ablagerungen, insbesondere Verunreinigungen, Schnee und/oder Eis, auf dem Kontaktarm (1), insbesondere auf dem wenigstens einen Kontaktelement (3) des Kontaktarms (1), bei Kontakt mit dem Gegenkontaktstück von der konkaven Oberfläche des Kontak telements (3) seitlich weggedrückt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die konkave Oberfläche des Kontaktelements (3) bei einem elektrischen und/oder mechanischen Kontakt mit dem Gegenkon taktstück sich elastisch verformt, insbesondere federnd ver formt .
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
Ablagerungen, insbesondere Verunreinigungen, Schnee und/oder Eis, durch die elastische Verformung der konkaven Oberfläche des Kontaktelements (3) von dem Kontaktarm (1) entfernt wer den, insbesondere abgeschüttelt werden, abgestreift werden und/oder abplatzten.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020203936B3 (de) 2020-03-26 2021-08-05 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Elektrische Kurzschließer-Einrichtung für Mittel- und Hoch-spannung und gasisolierter Schalter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3111286A1 (de) * 1981-03-23 1982-09-30 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Hochspannungstrennschalter, insbesondere scheren-trennschalter
DE3235379A1 (de) * 1982-09-24 1984-03-29 Ruhrtal Elektrizitätsgesellschaft Hartig GmbH & Co, 4300 Essen Kontaktstueck fuer hochspannungs- bzw. hochstromschalter, insbesondere greiferkontaktstueck fuer trennschalter
DE102016214372A1 (de) 2016-08-03 2018-02-08 Siemens Aktiengesellschaft Kontaktarm für Einsäulentrennschalter und dessen Verwendung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101359556B (zh) * 2008-09-28 2011-01-12 北京京东方真空电器有限责任公司 真空开关触头
JP4956583B2 (ja) * 2009-06-15 2012-06-20 アルプス電気株式会社 可動接点部材およびスイッチ装置
JP2012018869A (ja) * 2010-07-09 2012-01-26 Tyco Electronics Japan Kk 電気コンタクト
EP2620966A1 (de) * 2012-01-27 2013-07-31 Johnson Electric S.A. Kontaktanordnung für elektrische Hochleistungs-Schaltvorrichtungen
DE102012106741B4 (de) * 2012-07-25 2021-04-01 Harting Electric Gmbh & Co. Kg Kontaktelement
US9543679B2 (en) * 2012-10-05 2017-01-10 Tyco Electronics Corporation Electrical contact assembly

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3111286A1 (de) * 1981-03-23 1982-09-30 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Hochspannungstrennschalter, insbesondere scheren-trennschalter
DE3235379A1 (de) * 1982-09-24 1984-03-29 Ruhrtal Elektrizitätsgesellschaft Hartig GmbH & Co, 4300 Essen Kontaktstueck fuer hochspannungs- bzw. hochstromschalter, insbesondere greiferkontaktstueck fuer trennschalter
DE102016214372A1 (de) 2016-08-03 2018-02-08 Siemens Aktiengesellschaft Kontaktarm für Einsäulentrennschalter und dessen Verwendung

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