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Kontaktanordnung für elektrische Leistungsschalter mit Schaltmesser
Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für elektrische Leistungsschalter mit
Schaltmesser, das in einen festen Schaltkontakt eingreift, der aus einem oder mehreren
seitlich am Schaltmesser anliegenden und einen hörnerartigen Abreißkontakt tragenden
Kontaktfingerpaaren besteht.
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Bei diesen Kontaktanordnungen obliegt bekanntlich dem hörnerartigen
Abreißkontakt die Aufgabe, den Ausschaltlichtbogen von den eigentlichen Kontaktflächen
fernzuhalten und ihn gegebenenfalls in die Länge zu ziehen, wodurch der Lichtbogen
ausgeweitet wird und zum Erlöschen kommt. Ein gewisser Nachteil ist bei den bekannten
Anordnungen dieser Art in der Ausführung der erforderlichen elektrisch leitenden
Verbindung zwischen Abreißkontakt und dem Kontaktfinger zu sehen. Wenn nämlich im
Zuge der Ausschaltbewegung der Abreißkontakt die Führung des Stromes übernimmt,
so treten zwischen der Verbindung und dem Schaltmesser vom Quadrat des Stromes abhängige
elektrodynamische Kräfte auf, die bei Kurzschlußschaltungen erhebliche Werte annehmen
können und dadurch zu Störungen Anlaß geben.
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Um einen Trennschalter gegen selbsttätige Öffnung durch dynamische
Wirkung bei hohen Stromstärken zu schützen, wurde bereits vorgeschlagen, die Stromleitung
außerhalb der ruhenden Kontakte oder im Trennmesser so auszubilden, daß eine der
auf öffnung arbeitenden Stromschleife entgegengesetzte Schleifenwirkung erzielt
wird. Derartige Schalter dienen aber lediglich zum stromlosen Trennen von Leitungszügen
od. dgl.; sie sind daher weder mit Abreißkontakten noch mit Kontaktfingern ausgerüstet.
Infolgedessen kommt auch die erstrebte Kompensationswirkung nur im Einschaltzustand
zur Geltung. Demgegenüber ist es bei dem der Erfindung zugrunde liegenden Leistungsschalter
von besondererBedeutung, eine solche Anordnung und Ausbildung der Verbindungsleitung
des Abreißkontaktes zu treffen, daß die zwischen Schaltmesser und Abreißkontakt
auftretenden Stromkräfte sich gerade beim Ausschalten gegenseitig aufheben.
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Bei einem anderen bekannten Schalter mit Hauptkontakten und Funkenziehkontakten
sollen an den Kontaktstellen der Funkenzieher entstehende Repulsionskräfte dadurch
kompensiert werden, daß die festen Kontakte der Funkenzieher an Stromleitern angebracht
werden, die mit den Stromzuführungsleitern ein N bilden. Diese Ausführung beseitigt
zwar die unmittelbar von der Kontaktstelle herrührenden Repulsionskräfte, bildet
dabei aber in nachteiliger Weise mit dem beweglichen Funkenkontakt keine die Lichtbogenausweitung
begünstigende Stromschleife. Es ist bei Leistungsschaltern mit Lichtbogenlängung
jedoch stets erwünscht, den Lichtbogen möglichst rasch auszuweiten, um zu einer
sicheren Löschung zu kommen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend aufgezeigten Mängel mit
einfachen Mitteln zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß
der Abreißkontakt an dem ihn tragenden Kontaktfinger isoliert befestigt und mit
diesem über einen Stromleiter solcher Form verbunden ist, daß das vom Abreißkontakt
abgehende Leiterstück mit dem Schaltmesser eine das Ausweiten des gezogenen Lichtbogens
begünstigende Stromschleife bildet und das restliche Leiterstück beim Stromdurchgang
auf den den Abreißkontakt tragenden Kontaktfinger eine Kraft ausübt, welche die
auf den Abreißkontakt infolge der Stromschleife zusätzlich wirkende Abhebekraft
kompensiert. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung hat der Stromleiter die
Form einer engen U-förmigen Schleife und ist mit einem Isolierstoffüberzug, vorteilhaft
aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. Polyvinylchlorid, versehen. Der Strom fließt
auf diese Weise, räumlich gesehen, zu dem im Schaltmesser, zum Teil in gleicher
Richtung und zum Teil in entgegengesetzter Richtung, so daß in den Teilstücken des
Stromleiters die abstoßende Kraft der anziehenden Kraft entspricht: Durch die Erfindung
wird es möglich, an Stelle der bisher beispielsweise bei Magnetblasschaltern vorwiegend
verwendeten Stirnkontakte, die wesentlich vorteilhafteren Fingerkontakte einzusetzen.
Obwohl die Stirnkontakte ganz erhebliche Nachteile aufweisen, wie z. B.
starke
Prellneigung, Schwierigkeiten beim Aufrechterhalten des Kontaktdruckes im Einschaltzustand,
wurden sie immer wieder verwendet, weil es eben bei diesen Kontakten sehr leicht
möglich ist, eine die Lichtbögenausweitung begünstigende Stromschleife vorzusehen.
Es ist also durch die Erfindung die Möglichkeit gegeben, auch bei den in der Kontaktgabe
viel günstigeren Fingerkontakten die erwünschte Lichtbogenausweitung zu erzielen,
ohne daß dadurch auf die eigentlichen Kontaktstellen zusätzliche kontaktabhebende
Stromkräfte wirken.
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Die Erfindung sei des weiteren an Hand des in der Zeichnung wiedergegebenen
Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt die Abb. 1 schematisch den Pol eines eingeschalteten
Leistungsschalters mit Schaltmesser und den erfindungsgemäßen ortsfesten Schaltkontakt,
der aus drei übereinander angeordneten Fingerkontaktpaaren aufgebaut ist. Jeder
Kontaktfinger- des obersten Paares ist dabei mit einem hörnerartigen Abreißkontakt
versehen. Die Löscheinrichtung ist weggelassen, da sie zur Erläuterung der Erfindung
nicht benötigt wird. In Abb. 2 ist der Fingerkontakt im Grundriß und in Abb. 3 im
Seitenriß dargestellt.
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Es ist der Schaltergrundrahmen mit 1, der darauf befestigte Schaltkontakt
mit 2 und das drehbar gelagerte Schaltmesser mit 3 bezeichnet. In Abstand vor den
Kontaktfingern 4 und 5 sind die Abreißkontakte 6 und 7 mittels der Isolierteile
8 und 9 befestigt. Die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktfingern und den
zugehörigen Abreißkontakten stellen die beiden U-förmigen Leiterschleifen 10 und
ll her. 12 ist das Lichtbogenhorn des Schaltmessers 3.
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Den Dauerstrom überträgt im Einschaltzustand das aus den Kontaktfingern
4 und 5 bestehende obere Kontaktfingerpaar und die Kontaktfingerpaare 13 und 14.
Der Kontaktdruck wird von den Federn 15 geliefert. Die Abreißkontakte 6 und 7 kommen
dabei mit dem Schaltmesser 3 nicht in Berührung. Wird der Schalter in Abb. 1 durch
Verschwenkung des Schaltmessers 3 entgegen dem Uhrzeigersinn ausgeschaltet, so übernehmen
beim Ablauf des Lichtbogenhornes 12 von den Kontaktfingern zunächst die Abreißkontakte
mit ihren Leitern die Stromführung zum Schaltmesser 3. Dieser Schaltzustand ist
in Abb. 2 oberhalb der Linie M-M veranschaulicht. Durch weitere Verschwenkung des
Schaltmessers entgegen dem Uhrzeigersinn kommt schließlich, wie in Abb. 2 unterhalb
der Linie M-M dargestellt ist, das Lichtbogenhorn 12 mit den Abreißkontakten in
Verbindung. Während dieser Schaltphasen bleiben die kontaktabhebenden Stromkräfte
wirkungslos, da der Strom - in Abb. 3 für einen bestimmten Augenblickswert durch
kleine Pfeile angedeutet - im U-förmigen Leiter 10 in einem Leiterstück in der gleichen
Richtung und im anderen Leiterstück in die entgegengesetzte Richtung fließt, wie
im Lichtbogenho_rn 12 bzw. Schaltmesser 3. Es werden dadurch auf den Leiter zwei
gleich große Kräfte ausgeübt, die aber stets entgegengesetzt gerichtet sind und
die sich somit praktisch immer aufheben. Wie die Abb. 3 weiter zeigt, bilden die
vorderen Stücke der Leiter 10 und 11 mit dem Lichtbogenhorn 12 enge Stromschleifen,
so daß der beim Ablauf des Lichtbogenhorns 12 an diesem und einem der Abreißkontakte
6 oder 7 gezogene Lichtbogen rasch ausgeweitet wird. Eine Feldschwächung im Gebiet
des Lichtbogens kann durch die gewählte Leiteranordnung nicht auftreten.