EP1254472A1 - Kontaktanordnung für einen erdungsschalter in schaltanlagen der energieversorgung und -verteilung - Google Patents
Kontaktanordnung für einen erdungsschalter in schaltanlagen der energieversorgung und -verteilungInfo
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Definitions
- the invention relates to a contact arrangement for an earthing switch in switchgear for power supply and distribution, in particular for a grounding switch in medium-voltage switchgear, with two switching pieces that can move relative to one another, of which first switching pieces as knife contacts and further switching pieces as U-shaped contact lamellae, side by side arranged pliers contacts are formed, which are electrically conductively connected when making contact with the outer contours of the knife contacts.
- a contact arrangement of the type defined is known from DE 33 19 568 AI.
- the isolating switch which is preferably designed as an earthing contact, therefore has two switching pieces which can be moved relative to one another, one of which is designed as a knife contact and another as a clamp contact.
- the pliers contacts are formed from U-shaped contact lamellae arranged next to each other, on the opposite outer contours of which the outer contours of the knife contacts bear when making contact.
- the current carrying capacity is essentially determined by the number of clamp contacts arranged next to one another and the contour of the knife contacts that can be inserted between them. Form springs arranged in the contact area ensure the necessary contact pressure between the pliers contacts and the knife contacts.
- the knife contact is formed by a contact rod with a preferably round cross-sectional contour
- the contact rod is delimited at both ends by a guide pin which projects beyond the cross-sectional contour and is each provided with a guide groove
- the pliers contacts are formed from at least one pre-contact and with a number of main contacts adapted to the current carrying load, 2.2 the pliers contacts are distributed in the contact arrangement in such a way that earth potential can be supplied to the externally delimiting housing wall via the pliers contacts and the pliers contacts enclosed between them as pole connections serve before.
- a further advantageous embodiment of the invention is characterized by feature 3.1, the pliers contacts are adapted to the cross-sectional contour of the contact rod in such a way that when the contact rod is fed to the pliers contacts, first recesses of the preliminary contacts and then further recesses of the main contacts of the pliers contacts are contacted.
- the pincer contacts are not exposed to a greater risk of burn-off, even in the event of short-circuits, since initially the pre-contacts, which have higher resistances it is loaded by the current flow and only then is the electrically conductive connection established between the coupling rod, which is connected to earth potential, and the main contacts of the clamp contacts.
- the recesses of the pre-contacts have an asymmetry in relation to their longitudinal axis such that the upper part protrudes from the lower part by an extension
- the other recesses of the main contacts enclose the cross-sectional contour of the contact rod when making contact with contact tracks running parallel to each other
- the main contacts have a symmetrical contour with respect to their longitudinal axis.
- the recesses of the pre-contacts thus form a relatively large contact area with a correspondingly high current carrying capacity for the coupling rod.
- the extension of the pre-contacts ensures that the current flow inevitably comes about via the pre-contacts when making contact with the contact rod.
- the contact rod and the main contacts are made of copper material
- the pre-contacts are made of sheet steel, before.
- FIG. 1 showing one of the possible embodiments for the earthing switch with its contact arrangement in a perspective view
- FIGS. 2 and 3 details, in particular the contours, of the
- Figure 1 shows the earthing switch in perspective.
- contact is made with the earthing switch by moving the contact rod KS into the recesses AV, AH (FIGS. 2, 3) of the pliers contacts ZK.
- the clamp contacts ZK are distributed in the earthing switch in such a way that two external clamp contacts ZK are each electrically conductively connected to the housing wall GW, which is at ground potential, and the three clamp contacts ZK of the same design arranged in between are provided for the pole connections (not shown) ,
- the coupling rod KS is delimited at the free end regions in each case by the guide pin FB, which is provided with the guide groove FN.
- the leading tion bolts FB are linearly positively guided with their guide grooves FN in the guide slots FS of the housing wall GW, so that the contact rod KS is inserted directly into the pliers contacts ZK by the expansion joint drive SA for establishing contact.
- the expansion joint drive SA is preferably designed in such a way that the expansion joints are approximately in the extended position when contacting, so that the high contact pressure between the contact rod KS and the pliers contacts ZK is produced without any appreciable additional effort. This effect is further enhanced by the contact pressure springs KF of the expansion joint drive SA.
- FIG. 2 shows in particular the contour of the main contacts HK, which, depending on the necessary current carrying capacity, are assembled from several individual sheets to form so-called contact lamellae.
- the main contacts HK are each provided with a recess AH in the area of contact with the contact rod KS (FIG. 1), which is closed to the outside by two mutually parallel contact tracks KB for contacting and guiding the contact rod KS (FIG. 1) ,
- the main contacts HK are slotted in the area of their longitudinal axis almost up to the contact connections KA, so that when contacting the contact rod KS (FIG. 1), a spring pressure force perpendicular to the contact tracks KB is established in a known manner.
- FIG. 3 shows the contour of the pre-contacts VK, the longitudinal slots of which are in the same way as for the main contacts K. ' (Fig.2) extend to the contact connections KA.
- the recesses AV of the preliminary contacts VK are functionally different. They have an asymmetry in relation to their longitudinal axis such that the upper part Compared to the lower part, it contains an extension lug VA, which, when making contact with the contact rod KS (FIG. 1), ensures that the current flows first via the pre-contact VK and then via the main contact HK (FIG. 2) of the pliers contacts ZK (Fig. 1) . 1) runs.
- the recesses AV of the pre-contacts VK enclose the cross-sectional contour of the coupling rod KS beyond its half diameter and thus form a large contact area with sufficient current resistance even in the event of a short circuit.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für einen Erdungsschalter in Schaltanlagen der Energieversorgung und - verteilung, insbesondere für eine Erdungsdraufschalter in Mittelspannungs-Leistungsschalter, mit zwei relativ zueinander beweglichen Schaltstücken, von denen erste Schaltstücke als Messerkontakt und weitere Schaltstücke als aus U-förmigen Kontaktlamellen zusammengesetzte, nebeneinander angeordnetete Zangenkontakte ausgebildet sind, die bei der Kontaktierung mit Außenkonturen der Messerkontakte elektrisch leitend verbunden sind. Der Messerkontakt ist durch eine Kontaktstange mit vorzugsweise runder Querschnittskontur gebildet und an beiden Enden jeweils von einem die Querschnittskontur überragenden Führungsbolzen begrenzt, der jeweils mit einer Führungsnut versehen ist. Die Führungsbolzen sind mit den Führungsnuten in Führungsschlitzen einer die Kontaktanordnung nach außen begrenzenden Gehäusewand linear zwangsgeführt, wobei die Zuführung der Kontaktstange zu den Zangenkontakten durch einen Spreizgelenkantrieb mit Kontaktandruckfedern erfolgt. Erdungsschalter sind in Schaltanlagen der Energieversorgung und verteilung eingesetzt.
Description
Beschreibung
Kontaktanordnung für einen Erdungsschalter in Schaltanlagen der Energieversorgung und -Verteilung
Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für einen Erdungsschalter in Schaltanlagen der Energieversorgung und -Verteilung, insbesondere für einen ErdungsdraufSchalter in Mittelspannungs -Schaltanlagen, mit zwei relativ zueinander beweglichen Schaltstücken, von denen erste Schaltstücke als Messerkontakt und weitere Schaltstücke als aus U-förmigen Kontaktlamellen zusammengesetzte, nebeneinander angeordnetete Zangenkontakte ausgebildet sind, die bei der Kontaktierung mit Außenkonturen der Messerkontakte elektrisch leitend ver- bunden sind.
Eine Kontaktanordnung der eingangs definierten Art ist durch die DE 33 19 568 AI bekannt. Der vorzugsweise als Erder ausgebildete Trennschalter weist also zwei zueinander bewegliche Schaltstücke auf, von denen eines als Messerkontakt und ein weiteres als Zangenkontakt ausgebildet ist. Die Zangenkontakte sind dabei aus U-förmigen nebeneinander angeordneten Kontaktlamellen gebildet, an deren zueinander gegenüberliegende Außenkonturen bei der Kontaktierung die Außenkonturen der Messerkontakte anliegen. Die Stromtragfähigkeit wird hier im Wesentlichen bestimmt durch die Anzahl der nebeneinander angeordneten Zangenkontakte und der Kontur der zwischen diesen einfahrbaren Messerkontakte . Im Kontaktbereich angeordnete Formfedern sorgen für den notwendigen Kontaktandruck zwischen den Zangenkontakten und den Messerkontakten. Zur weiteren Vergrößerung der Strombelastbarkeit derartigen Erderkontakte werden mehrere hintereinaderliegende Kontaktzangen zu einer Kontaktlamellen zusammengefügt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Kontaktanordnung der eingangs definierten Art konstruktiv erheblich zu vereinfachen und insbesondere die Fähigkeit der
Kontaktgabe und den Kontaktandruck bei der Kontaktierung zu steigern.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale
1.1 der Messerkontakt ist durch eine Kontaktstange mit vorzugsweise runder Querschnittskontur gebildet,
1.2 die Kontaktstange ist an beiden Enden jeweils von einem die Querschnittskontur überragenden Führungsbolzen gegrenzt, der jeweils mit einer Führungsnut versehen ist,
1.3 die Führungsbolzen sind mit den Führungsnuten in Führungsschlitzen einer die Kontaktanordnung nach außen begrenzenden Gehäusewand linear zwangsgeführt, 1.4 die Zuführung der Kontaktstange zu den Zangenkontakten ist durch ein Spreizgelenkantrieb mit Kontaktandruckfe- dern realisiert, erreicht .
Mit dem Ersatz der Messerkontakte durch die Koppelstange und deren lineare Zwangsführung innerhalb der Führungsschlitze der Gehäusewände ist mit einfachen Mitteln eine schadensfrei starken Beanspruchungen aussetzbare Kontaktanordnung geschaffen, mit der, bedingt durch den Spreizgelenkantrieb im Zusam- menwirken mit den Kontaktandruckfedern, sehr hohe Kontaktandrücke zwischen der Koppelstange und den Zangenkontakten realisiert sind. Darüber hinaus ist mit der Anordnung und der Lagerung der Führungsbolzen in der die Kontaktanordnung nach außen begrenzenden Gehäusewand eine sehr kompakte Bauweise für den Erdungsschalter gegeben, mit dem ohne besondere Justiermaßnahmen die Kontaktdruckkräfte von der Kontaktstange gleichmäßig auf die Zangenkontakte übertragen werden können.
Die runde Querschnittskontur der Koppelstange begünstigt diese gleichmäßig verteilten Kontaktdruckkräfte über die gesamte Kontaktaktanordnung noch zusätzlich.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Merkmale
2.1 die Zangenkontakte sind aus mindestens einem Vorkontakt und mit einer an die Stromtraglast angepassten Anzahl von Hauptkontakten gebildet, 2.2 die Zangenkontakte sind in der Kontaktanordnung derart verteilt, dass an der nach außen begrenzenden Gehäusewand Erdpotential über die Zangenkontakte zuführbar ist und die dazwischen eingeschlossenen Zangenkontakte als Polanschlüsse dienen, vor.
Mit dieser symmetrischen Anordnung der Zangenkontakte sind sowohl die elektrischen Bedingungen hinsichtlich der Überspannungsfestigkeit als auch die mechanischen Beanspruchungen bezüglich der angestrebten hohen Kontaktdrücke zwischen der Kontaktstange und den Zangenkontakten in einfacher Weise gewährleistet .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch das Merkmal 3.1 die Zangenkontakte sind derart an die Querschnittskontur der Kontaktstange angepasst, dass beim Zuführen der Kontaktstange zu den Zangenkontakten zunächst Ausnehmungen der Vorkontakte und anschließend weitere Ausnehmungen der Hauptkontakte der Zangenkontakte kontaktiert sind, gegeben.
Mit dieser Schaltfolge werden die Zangenkontakte auch bei Kurzschlüssen keiner größeren Abbrandgefahr ausgesetzt, da zunächst die mit höheren Widerständen behafteten Vorkontakte
durch den Stromf luss belastet s ind und erst danach die elektrisch leitende Verbindung zwischen der an Erdpotential l ie genden Koppelstange und den Hauptkontakten der Zangenkontakte hergestel l t ist .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Merkmale
4.1 die Ausnehmungen der Vorkontakte umschließen die Querschnittskontur der Kontaktstange über deren halben Durchmesser hinaus,
4.2 die Ausnehmungen der Vorkontakte weisen bezogen auf ihre Längsachse eine UnSymmetrie dergestalt auf, dass der obere Teil gegenüber dem unteren Teil um einen Verlängerungsansatz übersteht, 4.3 die weiteren Ausnehmungen der Hauptkontakte umschließen die Querschnittskontur der Kontaktstange bei der Kontaktierung durch parallel zueinander verlaufende Kontakt- bahnen 4.4 die Hauptkontakte weisen bezogen auf ihre Längsachse ei- ne symmetrische Kontur auf, erreicht .
Die Ausnehmungen der Vorkontakte bilden für die Koppelstange somit eine relativ große Kontaktfläche mit entsprechend hoher Strombelastbarkeit. Darüber hinaus ist durch den Verlänge- rungsansatz der Vorkontakte sichergestellt, dass bei der Kontaktierung mit der Kontaktstange der Stromfluss zwangsläufig zuerst über die Vorkontakte zu Stande kommt.
Dagegen bietet die symmetrische Kontur der Hauptkontakte mit ihren parallel zueinander verlaufenden Kontaktbahnen eine si- chere Kontaktführung für die Kontaktstange innerhalb der Zangenkontakte .
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Merkmale
5.1 die Kontaktstange und die Hauptkontakte sind aus Kupfermaterial hergestellt, 5.2 die Vorkontakte sind aus Stahlblech hergestellt, vor .
Beide Materialien erfüllen die elektrischen sowie die mechanischen Anforderungen für die Erdungsschalter und lassen sich in einfacher Weise als Stanzteile herstellen und lamellenar- tig zusammenfügen.
Die Erfindung wird durch ein figürlich dargestelltes Ausführungsbeispiel mit drei Figuren näher erläutert, wobei die Figur 1 eine der möglichen Ausführungsformen für den Erdungschalter mit seiner Kontaktanordnung in perspektifischer Darstellung zeigt und den Figuren 2 und 3 Einzelheiten, insbesondere der Konturen, der
Hauptkontakte und der Vorkontakte zu entnehmen sind.
Die Figur 1 zeigt den Erdungsschalter in perspektivischer Darstellung . Vom Prinzip her erfolgt die Kontaktgabe beim Erdungsschalter durch das Einfahren der Kontaktstange KS in die Ausnehmungen AV, AH (Fig . 2 , 3 ) der Zangenkontakte ZK . Die Zangenkontakte ZK sind in dem Erdungsschalter derart verteilt , dass zwei außen bef indliche Zangenkontakte ZK j eweils elektrisch leitend mit der auf Erdpotential liegender- Gehäusewand GW verbunden sind und die drei dazwischen angeordneter- Zangenkontakte ZK gleicher Ausführung für die nicht darge - stellten Polanschlüsse vorgesehen sind .
Wie außerdem ersichtlich , ist die Koppelstange KS an den freien Endbereichen jeweils von dem Führungsbolzen FB begrenzt , der mit der Führungsnut FN versehen ist . Die Füh-
rungsbolzen FB sind mit ihren Führungsnuten FN in den Führungsschlitzen FS der Gehäusewand GW linear zwangsgeführt, sodass zur Kontaktherstellung die Kontaktstange KS durch den Spreizgelenkantrieb SA direkt in die Zangenkontakte ZK einge- fahren wird.
Der Spreizgelekantrieb SA ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass die Spreizgelenke bei der Kontaktierung sich annähernd in Strecklage befinden, so dass und ohne nennenswerten zusätzlichen Kraftaufwand der hoher Kontaktandruck zwischen der Kontaktstange KS und den Zangenkontakten ZK hergestellt ist. Diese Wirkung wird noch zusätzlich durch die Kontaktandruckfedern KF des Spreizgelenkantriebs SA verstärkt.
Die Figur 2 zeigt besonders die Kontur der Hauptkontakte HK, die je nach der notwendigen Stromtragf higkeit aus mehreren Einzelblechen zu sogenannten Kontaktlamellen zusammengefügt sind. Die Hauptkontakte HK sind im Bereich der Kontaktierung mit der Kontaktstange KS (Fig. 1) jeweils mit einer Ausnehmung AH versehen, die nach außen hin durch zwei zueinander parallel verlaufende Kontaktbahnen KB zur Kontaktierung und zur Führung der Kontaktstange KS (Fig. 1) abgeschlossen ist. Die Hauptkontakte HK sind im Bereich ihrer Längsachse bis annähernd zu den Kontaktanschlüssen KA hin geschlitzt, sodass sich bei der Kontaktierung mit der Kontaktstange KS (Fig.l) in bekannter Weise eine Federdruckkraft senkrecht zu den Kontaktbahnen KB einstellt.
Die Figur 3 zeigt die Kontur der Vorkontakte VK, deren Längs - schlitze sich in gleicher Weise wie bei den Hauptkontakten K.'. (Fig.2) bis zu den Kontaktanschlüssen KA erstrecken.
Lediglich die Ausnehmungen AV der Vorkontakte VK sind funktioneil anders gestaltet. Sie weisen bezogen auf ihre Längsachse eine Unsymmetrie dergestalt auf, dass der obere Teil
gegenüber dem unteren Teil einen Verlängerungsansatz VA enthält, mit dem bei der Kontaktierung mit der Kontaktstange KS (Fig. 1) gewährleistet ist, dass der Stromfluss zuerst über den Vorkontakt VK und danach über den Hauptkontakt HK (Fig. 2) der Zangenkontakte ZK (Fig. 1) verläuft. Bei der Kontaktierung umschließen die Ausnehmungen AV der Vorkontakte VK die Querschnittskontur der Koppelstange KS über deren halben Durchmesser hinaus und bilden somit eine große Kontaktfläche mit auch im Kurzschlussfall ausreichender Stromfestigkeit.
Claims
1. Kontaktanordnung für einen Erdungsschalter in Schaltanlagen der Energieversorgung und -Verteilung, insbesondere für einen ErdungsdraufSchal er in Mittelspannungs-Schaltanlagen, mit zwei relativ zueinander beweglichen Schaltstücken, von denen erste Schaltstücke als Messerkontakt und weitere Schaltstücke als aus U-förmigen Kontaktlamellen zusammengesetzte, nebeneinander angeordnetete Zangenkontakte ausgebildet sind, die bei der Kontaktierung mit Außenkonturen der Messerkontakte elektrisch leitend verbunden sind, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale 1.1 er Messerkontakt ist durch eine Kontaktstange (KS) mit vorzugsweise runder Querschnittskontur gebildet, 1.2 die Kontaktstange (KS) ist an beiden Enden jeweils von einem die Querschnittskontur überragenden Führungsbolzen (FB) gegrenzt, der jeweils mit einer Führungsnut (FN) versehen ist,
1.3 die Führungsbolzen (FB) sind mit den Führungsnuten (FN) in Führungsschlitzen (FS) einer die Kontaktanordnung nach außen begrenzenden Gehäusewand (GW) linear zwangs- geführt ,
1.4 die Zuführung der Kontaktstange (KS) zu den Zangenkontakten (ZK) ist durch ein Spreizgelenkantrieb (SA) mit Kontaktandruckfedern (KF) realisiert.
2. Kontaktanordnung für einen Erdungsschalter nach Patentanspruch 1 , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale 2.1 die Zangenkontakte (ZK) sind aus mindestens einem Vorkontakt (VK) und mit einer an die Stromtraglast ange- passten Anzahl von Hauptkontakten (HK) gebildet,
2.2 die Zangenkontakte (ZK) sind in der Kontaktanordnung derart verteilt, dass an der nach außen begrenzenden Gehäusewand (GW) Erdpotential über die Zangenkontakte (ZK) zuführbar ist und die dazwischen eingeschlossenen Zan- genkontakte (ZA) als Polanschlüsse dienen.
3. Kontaktanordnung für einen Erdungsschalter nach Patentanspruch 1 und den Patentansprüchen 1 und 2 , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h das Merkmal 3.1 die Zangenkontakte (ZK) sind derart an die Querschnittskontur der Kontaktstange (KS) angepasst, dass beim Zuführen der Kontaktstange (KS) zu den Zangenkontakten (ZK) zunächst Ausnehmungen (AV) der Vorkontakte (VR) und anschließend weitere Ausnehmungen (AH) der Hauptkontakte (HK) der Zangenkontakte (ZK) kontaktiert sind,
4. Kontaktanordnung für einen Erdungsschalter nach Patentanspruch 3 , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale 4.1 die Ausnehmungen (AV) der Vorkontakte (VK) umschließen die Querschnittskontur der Kontaktstange (KS) über deren halben Durchmesser hinaus,
4.2 die Ausnehmungen (AV) der Vorkontakte (VK) weisen bezogen auf ihre Längsachse eine Unsymmetrie dergestalt auf, dass der obere Teil gegenüber dem unteren Teil um einen Verlängerungsansatz (VA) übersteht,
4.3 die weiteren Ausnehmungen (AH) der Hauptkontakte HK) umschließen die Querschnittskontur der Kontaktstange
(KS) bei der Kontaktierung durch parallel zueinander verlaufende Kontaktbahnen (KB)
4.4 die Hauptkontakte (HK) weisen bezogen auf ihre Längsachse eine symmetrische Kontur auf.
5. Kontaktanordnung für einen Erdungsschalter nach Patentanspruch 4 , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale
5.1 die Kontaktstange 'KS) und die Hauptkontakte (HK) sind aus Kupfermaterial hergestellt,
5.2 die Vorkontakte (VK) sind aus Stahlblech hergestellt.
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