DE10006821A1

DE10006821A1 - Kontaktanordnung für einen Erdungsschalter in Schaltanlagen der Energieversorgung und -verteilung

Info

Publication number: DE10006821A1
Application number: DE10006821A
Authority: DE
Inventors: Rainer Poth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2001-08-09
Also published as: EP1254472A1; US20030057074A1; WO2001059796A1; CN1308349A

Abstract

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 angeordnete Zangenkontakte ausgebildet sind, die bei der Kontaktierung von Außenkonturen der Messerkontakte elektrisch leitend verbunden sind. DOLLAR A Der Messerkontakt ist durch eine Kontaktstange (KS) mit vorzugsweise runder Querschnittskontur gebildet und an beiden Enden jeweils von einem die Querschnittskontur überragenden Führungsbolzen (FB) gegrenzt, der jeweils mit einer Führungsnut (FN) versehen ist. Die Führungsbolzen (FB) sind mit den Führungsnuten (FN) in Führungsschlitzen (FS) einer die Kontaktanordnung nach außen begrenzenden Gehäusewand (GW) linear zwangsgeführt, wobei die Zuführung der Kontaktstange (KS) zu den Zangenkontakten (ZK) durch ein Spreizgelenkantrieb (SA) mit Kontaktandruckfredern (KF) erfolgt. DOLLAR A Erdungsschalter sind in Schaltanlagen der Energieversorgung und -verteilung eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für einen Er dungsschalter 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 A1 bekannt. Der vorzugsweise als Erder aus gebildete Trennschalter weist also zwei zueinander bewegliche Schaltstücke auf, von denen eines als Messerkontakt und ein weiteres als Zangenkontakt ausgebildet ist. Die Zangenkontak te sind dabei aus U-förmigen nebeneinander angeordneten Kon taktlamellen 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 an geordneten 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. der Messerkontakt ist durch eine Kontaktstange mit vor zugsweise runder Querschnittskontur gebildet,
2. die Kontaktstange ist an beiden Enden jeweils von einem die Querschnittskontur überragenden Führungsbolzen ge grenzt, der jeweils mit einer Führungsnut versehen ist,
3. die Führungsbolzen sind mit den Führungsnuten in Füh rungsschlitzen einer die Kontaktanordnung nach außen be grenzenden Gehäusewand linear zwangsgeführt,
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 geschaf fen, mit der, bedingt durch den Spreizgelenkantrieb im Zusam menwirken mit den Kontaktandruckfedern, sehr hohe Kontaktan drücke zwischen der Koppelstange und den Zangenkontakten rea lisiert 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 Ju stiermaßnahmen die Kontaktdruckkräfte von der Kontaktstange gleichmäßig auf die Zangenkontakte übertragen werden können.

Die runde Querschnittskontur der Koppelstange begünstigt die se gleichmäßig verteilten Kontaktdruckkräfte über die gesamte Kontaktaktanordnung noch zusätzlich.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Merk male

1. die Zangenkontakte sind aus mindestens einem Vorkontakt und mit einer an die Stromtraglast angepassten Anzahl von Hauptkontakten gebildet,
2. die Zangenkontakte sind in der Kontaktanordnung derart verteilt, dass an der nach außen begrenzenden Gehäuse wand 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 Über spannungsfestigkeit als auch die mechanischen Beanspruchungen bezüglich der angestrebten hohen Kontaktdrücke zwischen der Kontaktstange und den Zangenkontakten in einfacher Weise ge währleistet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch das Merkmal

1. die Zangenkontakte sind derart an die Querschnittskontur der Kontaktstange angepasst, dass beim Zuführen der Kon taktstange 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 Stromfluss belastet sind und erst danach die elek trisch leitende Verbindung zwischen der an Erdpotential lie genden Koppelstange und den Hauptkontakten der Zangenkontakte hergestellt ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Merkmale

1. die Ausnehmungen der Vorkontakte umschließen die Quer schnittskontur der Kontaktstange über deren halben Durchmesser hinaus,
2. die Ausnehmungen der Vorkontakte weisen bezogen auf ihre Längsachse eine Unsymmetrie dergestalt auf, dass der obere Teil gegenüber dem unteren Teil um einen Verlänge rungsansatz übersteht,
3. die weiteren Ausnehmungen der Hauptkontakte umschließen die Querschnittskontur der Kontaktstange bei der Kontak tierung durch parallel zueinander verlaufende Kontakt bahnen,
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 Kon taktierung 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 Zan genkontakte.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Merkmale

1. die Kontaktstange und die Hauptkontakte sind aus Kupfer material hergestellt,
2. die Vorkontakte sind aus Stahlblech hergestellt,

vor.

Beide Materialien erfüllen die elektrischen sowie die mecha nischen Anforderungen für die Erdungsschalter und lassen sich in einfacher Weise als Stanzteile herstellen und lamellenar tig zusammenfügen.

Die Erfindung wird durch ein figürlich dargestelltes Ausfüh rungsbeispiel mit drei Figuren näher erläutert, wobei die

Fig. 1 eine der möglichen Ausführungsformen für den Erdungschalter mit seiner Kontaktanordnung in perspektifischer Darstellung zeigt und den

Fig. 2 und 3 Einzelheiten, insbesondere der Konturen, der Hauptkontakte und der Vorkontakte zu entneh men sind.

Die Fig. 1 zeigt den Erdungsschalter in perspektivischer Darstellung. Vom Prinzip her erfolgt die Kontaktgabe beim Er dungsschalter 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 ver teilt, dass zwei außen befindliche Zangenkontakte ZK jeweils elektrisch leitend mit der auf Erdpotential liegenden Gehäu sewand GW verbunden sind und die drei dazwischen angeordneten 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 be grenzt, der mit der Führungsnut FN versehen ist. Die Füh rungsbolzen FB sind mit ihren Führungsnuten FN in den Füh rungsschlitzen 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 zu sätzlichen Kraftaufwand der hoher Kontaktandruck zwischen der Kontaktstange KS und den Zangenkontakten ZK hergestellt ist. Diese Wirkung wird noch zusätzlich durch die Kontaktandruck federn KF des Spreizgelenkantriebs SA verstärkt.

Die Fig. 2 zeigt besonders die Kontur der Hauptkontakte HK, die je nach der notwendigen Stromtragfähigkeit 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 Ausneh mung 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 an nähernd zu den Kontaktanschlüssen KA hin geschlitzt, sodass sich bei der Kontaktierung mit der Kontaktstange KS (Fig. 1) in bekannter Weise eine Federdruckkraft senkrecht zu den Kon taktbahnen KB einstellt.

Die Fig. 3 zeigt die Kontur der Vorkontakte VK, deren Längs schlitze sich in gleicher Weise wie bei den Hauptkontakten HK (Fig. 2) bis zu den Kontaktanschlüssen KA erstrecken.

Lediglich die Ausnehmungen AV der Vorkontakte VK sind funk tionell anders gestaltet. Sie weisen bezogen auf ihre Längs achse eine Unsymmetrie dergestalt auf, dass der obere Teil gegenüber dem unteren Teil einen Verlängerungsansatz VA ent hält, 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 Kontak tierung 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 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, neben einander angeordnetete Zangenkontakte ausgebildet sind, die bei der Kontaktierung mit Außenkonturen der Messerkontakte elektrisch leitend verbunden sind, gekennzeichnet durch die Merkmale

1. der Messerkontakt ist durch eine Kontaktstange (KS) mit vorzugsweise runder Querschnittskontur gebildet,
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,
3. die Führungsbolzen (FB) sind mit den Führungsnuten (FN) in Führungsschlitzen (FS) einer die Kontaktanordnung nach außen begrenzenden Gehäusewand (GW) linear zwangs geführt,
4. die Zuführung der Kontaktstange (KS) zu den Zangenkon takten (ZK) ist durch ein Spreizgelenkantrieb (SA) mit Kontaktandruckfedern (KF) realisiert.

2. Kontaktanordnung für einen Erdungsschalter nach Patentan spruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale

1. die Zangenkontakte (ZK) sind aus mindestens einem Vor kontakt (VK) und mit einer an die Stromtraglast ange passten Anzahl von Hauptkontakten (HK) gebildet,
2. die Zangenkontakte (ZK) sind in der Kontaktanordnung derart verteilt, dass an der nach außen begrenzenden Ge häusewand (GW) Erdpotential über die Zangenkontakte (ZK) zuführbar ist und die dazwischen eingeschlossenen Zan genkontakte (ZA) als Polanschlüsse dienen.

3. Kontaktanordnung für einen Erdungsschalter nach Patentan spruch 1 und den Patentansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch das Merkmal

1. die Zangenkontakte (ZK) sind derart an die Querschnitts kontur der Kontaktstange (KS) angepasst, dass beim Zu führen 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 Patentan spruch 3, gekennzeichnet durch die Merkmale

1. die Ausnehmungen (AV) der Vorkontakte (VK) umschließen die Querschnittskontur der Kontaktstange (KS) über deren halben Durchmesser hinaus,
2. die Ausnehmungen (AV) der Vorkontakte (VK) weisen bezo gen auf ihre Längsachse eine Unsymmetrie dergestalt auf, dass der obere Teil gegenüber dem unteren Teil um einen Verlängerungsansatz (VA) übersteht,
3. die weiteren Ausnehmungen (AH) der Hauptkontakte (HK) umschließen die Querschnittskontur der Kontaktstange (KS) bei der Kontaktierung durch parallel zueinander verlaufende Kontaktbahnen (KB)
4. die Hauptkontakte (HK) weisen bezogen auf ihre Längsach se eine symmetrische Kontur auf.

5. Kontaktanordnung für einen Erdungsschalter nach Patentan spruch 4, gekennzeichnet durch die Merkmale

1. die Kontaktstange (KS) und die Hauptkontakte (HK) sind aus Kupfermaterial hergestellt,
2. die Vorkontakte (VK) sind aus Stahlblech hergestellt.