DE3622494A1 - Kontaktsystem fuer einen elektrischen druckgasschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontaktsystem für einen elektrischen Druckgasschalter mit einem feststehenden Schaltstück, einem dazu koaxial unter Bildung einer Trennstrecke fest angeordneten weiteren Schaltstück und einem diese Schaltstücke umfassenden und von dem weiteren Schaltstück durch axiale Verschiebung lösbaren Ablauf­ schaltstück mit achsparallel angeordneten federnden Kontakt­ fingern mit jeweils einer an ihren Enden vorgesehenen Kopplungsstelle, über die beiden Schaltstücke elektrisch miteinander koppelbar sind.

Ein derartiges Kontaktsystem ist beispielsweise aus der DE-OS 22 09 287 bekannt. Bei diesem System ist den Kontakt­ fingern ein Abbrennring (Gleitkontaktring) vorgelagert, mit dem die Kontaktfinger im Verlauf der Ausschalthandlung nach ihrer Trennung von dem weiteren Schaltstück galvanisch gekoppelt sind. Ein gezogener Lichtbogen brennt so in der Hauptsache zwischen dem weiteren Schaltstück und dem Abbrenn­ ring. Die Kontaktfinger sind jedoch in der Einschaltstellung des Kontaktsystems galvanisch von dem Abbrennring getrennt, so daß Kommutierungsprobleme des Lichtbogenstroms zwischen den Kontaktfingern und dem Abbrennring zu Beginn der Trenn­ phase auftreten können. Kommutierungsprobleme können ent­ stehen, weil ganz zu Beginn der Trennphase die Kopplungs­ stellen der Kontaktfinger zwar schon von dem weiteren Schaltstück abgelaufen sind, die Kontaktfinger aufgrund ihrer Massenträgheit und der Federwirkung jedoch noch nicht im selben Moment den Abbrennring galvanisch berühren.

Zur Vermeidung dieser Probleme ist es aus der DE-PS 29 08 982 bekannt, mindestens einen Kontaktfinger ständig direkt mit dem Abbrennring zu verbinden. Bei einem derartigen Kontaktsystem ist dadurch erreicht, daß zu Beginn der Trennphase der Lichtbogenstrom nicht von dem weiteren Schaltstück zu den entsprechenden Kopplungsstellen auf den Kontaktfingern, sondern zu dem Abbrennring fließt. Sind alle Kontaktfinger im weiteren Verlauf der Trennphase mit dem Abbrennring galvanisch verbunden, kann der Lichtbogenstrom jedoch auch über die genannten Kopplungsstellen fließen und unter bestimmten Einsatzbedingungen diese durch vom brennenden Lichtbogen verursachten Abbrand beeinträchtigen, so daß damit die Kontakteigenschaften des Kontaktsystems beeinflußt werden können. Dies gilt speziell für zu Prüf- und Versuchszwecken eingesetzte Druckgasschalter, deren Kontaktsysteme häufig relativ lange mit großen zu übertra­ genden und zu schaltenden Strömen belastet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kontaktsystem für einen elektrischen Druckgasschalter eingangs beschriebener Art dergestalt weiterzubilden, daß speziell auch unter relativ starken Belastungen die guten Kontakteigenschaften trotz auftretenden Abbrands erhalten bleiben.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kontaktfinger jeweils zwischen ihren beiden Kopplungs­ stellen eine zusätzliche Kopplungsstelle aufweisen, deren Abstand von der dem weiteren Schaltstück zugewandten Kopplungsstelle etwas größer als die Trennstrecke ist.

Durch Anwendung der Erfindung wird mit einer relativ ein­ fachen Maßnahme in Form einer zusätzlichen Kopplungsstelle auf jedem Kontaktfinger erreicht, daß dieser nunmehr zwei von Abbrand unbelastete Kopplungsstellen aufweist, die stets die guten Kontakteigenschaften eines neuwertigen Kontaktsystems aufrechterhalten. Dies ist darauf zurückzu­ führen, daß die zusätzlichen Kopplungsstellen während der Trennphase beim Ablaufen von dem weiteren Schaltstück keinen Lichtbogen ziehen - die benachbarten Kopplungsstellen haben noch Kontakt mit diesem Schaltstück - und später schon das eine feststehende Schaltstück erreicht haben, bevor die benachbarten Kopplungsstellen von dem weiteren Schaltstück ablaufen und einen Lichtbogen ziehen. Bei einer Einschaltung ergeben sich entsprechende Verhältnisse.

Aus der DE-OS 31 33 812 ist zwar ein Kontaktsystem für einen Druckgasschalter bekannt, dessen Kontaktfinger - zur Erhöhung ihrer Lebensdauer und damit zur Verbesserung ihrer Kontakteigenschaften - zu Beginn der Trennphase unmittelbar vor der Trennung der dem weiteren Schaltstück zugewandten Kopplungsstellen von diesem Schaltstück mit ihren, dem feststehenden Schaltstück zugewandten Kopplungs­ stellen in einen isolierenden Bereich auf dem feststehenden Schaltstück überführbar sind. Ein Lichtbogen wird so zu Beginn der Trennphase nicht innerhalb der Trennstrecke, sondern in dem isolierenden Bereich gezogen. Er beeinflußt dadurch nicht mehr die dem weiteren Schaltstück zugewandten Kopplungsstellen, sondern nur noch sehr kurzfristig die dem feststehenden Schaltstück zugewandten Kopplungsstellen.

Weiterhin ist aus der DE-OS 31 26 744 ein Kontaktsystem mit einem bewegbaren und einem feststehenden Schaltstück, an dem im Einschaltzustand das bewegbare Schaltstück stirnseitig anliegt, bekannt. Während des Ausschaltvorgangs wird das bewegbare Schaltstück verzögert gegenüber einem Ablaufschalt­ stück bis zum Erreichen der Trennstrecke verschoben. Ein Lichtbogen wird so nur zwischen den Stirnseiten der beiden Schaltstücke gezogen. Der eigentliche Abbrand wird hierbei also auf die Stirnseiten beider Schaltstücke verlagert, so daß Abbrand an den Kontaktfingern gar nicht erst auftreten kann.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Kontaktsystems sind die Kontaktfinger zweiteilig ausgebildet, und zwar in der Form, daß auf jeweils dem einen Teil die dem weiteren Schaltstück zugewandte Kopplungsstelle liegt, während auf dem anderen Teil die zusätzliche Kopplungsstelle und die dem feststehenden Schaltstück zugewandte Kopplungsstelle liegen. Dadurch ist ermöglicht, daß das so entstandene eine kurze Teil eines jeden Kontaktfingers nach Erfordernis, d. h. entsprechend der Beeinflussung durch auftretenden Abbrand, aus einem anderen, beispielsweise lichtbogenbeständigerem Material als das andere lange Teil hergestellt werden kann. Ein gegebenenfalls erforderlicher Austausch nur der kurzen Teile ist wirtschaftlich erheblich günstiger als ein Austausch der gesamten Kontaktfinger.

Eine elektrisch leitende Verbindung zwischen beiden Teilen eines jeden Kontaktfingers ist sicher gewährleistet, wenn die beiden Teile der Kontaktfinger vorteilhaft durch einen gemeinsamen, elektrisch leitenden Zwischenring verbunden sind. Weiterhin ergibt sich eine besonders günstige Stromführung über das Ablaufschaltstück auf nur einem Strompfad durch die Kontaktfinger ohne Parallelpfade, wenn der Zwischenring über einen Isolierstoffring fest mit der Hülse des Ablaufstücks verbunden ist.

Sind nach einer weiteren Ausführungsform des Kontaktsystems nach der Erfindung die zwei Teile jedes Kontaktfingers in axialer Richtung mittenversetzt zueinander angeordnet, kann eine optimale Kontaktgabe und Stromführung des Kontaktsystems erzielt werden. Die zusätzlichen Kopplungsstellen laufen dann auf dem weiteren Schaltstück nicht auf den Bahnen der gegebenenfalls durch Abbrand beeinflußten Kopplungsstellen, sondern daneben. Diese Bahnen sind durch Abbrand kaum beein­ trächtigt.

Weiterhin können nach einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kontaktsystems die einen Teile der Kon­ taktfinger jeweils als Kontaktstege eines an seinem zulau­ fenden Ende eingeschlitzten, schwach geneigten Kegelstumpfes ausgebildet sein. Dadurch entfällt eine Kommutierungsstelle, nämlich die von dem Zwischenring zu den kurzen Teilen der Kontaktfinger, so daß hier keine Kommutierungsprobleme auf­ treten können. Außerdem liegen die Kontaktstege durch ihre Konstruktion selbsttätig ohne zusätzliche Federelemente leicht federnd am Schaltstück an. Günstig ist es dabei, wenn der ungeschlitzte Teil des Kegelstumpfes mit den anderen Teilen der Kontaktfinger elektrisch leitend und über einen Isolierstoffring fest mit der Hülse des Ablaufschaltstücks verbunden ist. Auch bei dieser Ausführung kann eine optimale Kontaktgabe durch ein Gleiten der zusätzlichen Kopplungsstel­ len auf vom Abbrand unbeeinträchtigten Bahnen auf dem weite­ ren Schaltstück dann gewährleistet werden, wenn die Kontakt­ stege in axialer Richtung mittenversetzt zu den anderen Teilen der Kontaktfinger angeordnet sind.

Im folgenden ist anhand der Zeichnung ein besonders vorteil­ haftes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung beschrieben und dessen Wirkungsweise erläutert.

Die Figur zeigt schematisch in einem Halbschnitt das Kontakt­ system eines mit SF₆ isolierenden und löschenden Druckgas­ schalters mit den zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teilen. Der Schalter befindet sich im Einschaltzustand.

Das dargestellte Kontaktsystem weist ein feststehendes Schalt­ stück 1 auf, dem unter Bildung einer Trennstrecke T koaxial ein weiteres feststehendes Schaltstück 2 zugeordnet ist. Bei­ de Schaltstücke 1, 2 werden radial von einem axial verschieb­ baren Ablaufschaltstück 3 umfaßt. In diesem Ablaufschaltstück 3 sind achsparallel verlaufende, gefederte Kontaktfinger 4 an­ geordnet.

Die Kontaktfinger 4 sind zweiteilig ausgeführt. Sie bestehen jeweils aus einem Teil 5 und einem anderen Teil 6. Auf dem anderen Teil 6 (langes Teil) weisen sie an ihrem dem fest­ stehenden Schaltstück 1 zugewandten Ende eine Kopplungs­ stelle 7 auf. Auf dem einen Teil 5 (kurzes Teil) ist eine Kopplungsstelle 8 angeordnet. Zwischen diesen beiden Kopplungsstellen 7, 8 befindet sich auf dem langen Teil 6 eines jeden Kontaktfingers 4 eine zusätzliche Kopplungsstel­ le 9 in einem Abstand A von der Kopplungsstelle 8, der etwas größer als die Trenntrecke T ist. Im eingeschalteten Zustand verbinden die Kontaktfinger 4 in der Hauptsache über ihre Kopplungsstellen 7 und 9 die beiden feststehenden Schaltstücke 1 und 2 galvanisch miteinander.

Die Teilstücke 5 und 6 sind über einen Zwischenring 10 elektrisch leitend miteinander gekoppelt. Dieser Zwischen­ ring 10 ist über einen Isolierstoffring 11 mit einer Hülse 12 des Ablaufschaltstücks 3 fest verbunden. Die beiden Teile 5 und 6 eines jeden Kontaktfingers 4 sind über Federn 13 in dieser Hülse 12 gelagert. Eine ausreichende Andruckkraft aller Kopplungsstellen 7, 8, 9 an die feststehenden Schalt­ stücke 1 und 2 ist so gewährleistet.

Im Verlauf einer Ausschalthandlung wird das Ablaufschalt­ stück 3 von einem nicht weiter dargestellten Antrieb in Pfeilrichtung X axial verschoben. Es laufen dabei zunächst die zusätzlichen Kopplungsstellen 9 von dem weiteren Schalt­ stück 2 ab. Hierbei wird jedoch kein Lichtbogen gezogen, da die Kopplungsstellen 8 weiterhin mit dem Schaltstück 2 gal­ vanisch verbunden sind. Laufen im Fortgang der Ausschaltung auch die Kopplungsstellen 8 von dem weiteren feststehenden Schaltstück 2 ab, befinden sich die zusätzlichen Kopplungs­ stellen 9 schon auf dem einen feststehenden Schaltstück 1. Der jetzt zwischen dem Schaltstück 2 und den Kopplungsstel­ len 8 brennende Lichtbogen kann damit die zusätzlichen Kopp­ lungsstellen 9 kaum beeinflussen. Diese Wirkungsweise wird sinngemäß ebenfalls im Verlauf einer Einschaltung erzielt.

Die Kopplungsstellen 7 und 9 werden nicht von einem auf­ tretenden Lichtbogen beeinflußt und bleiben daher frei von Abbrand. Im eingeschalteten Zustand kann so über diese bei­ den Kopplungsstellen 7 und 9 auf jedem Kontaktfinger 4 eine optimale Kontaktgabe und damit eine stets gleichbleibend gute Stromführung gewährleistet werden. Speziell für starke Belastungen in Form von hohen zu leitenden und zu unter­ brechenden Strömen ist damit ein derartiges Kontaktsystem in besonderer Weise geeignet.

Übersteigt der auftretende Abbrand an den Kopplungsstellen 8 des Kontaktsystems ein festgesetztes Maß, müssen lediglich die einen kurzen Teile 5 der Kontaktfinger 4 ausgetauscht werden. Das vereinfacht die Wartungsmaßnahmen und deren Kosten. Dadurch, daß die einen kurzen Teile 5 aus vergleichs­ weise hochwertigem, besonders lichtbogenbeständigem Material hergestellt sind, kann zum einen der auftretende Abbrand vergleichsweise gering gehalten werden. Zum anderen kann das Kontaktsystem preiswert ausgeführt werden, denn die anderen langen Teile 6 können aus einem Material bestehen, das lediglich gute Leiteigenschaften besitzt, aber nicht in hohem Maße abbrandfest ist.

Claims (9)

1. Kontaktsystem für einen elektrischen Druckgasschalter mit einem feststehenden Schaltstück, einem dazu koaxial unter Bildung einer Trennstrecke fest angeordneten weiteren Schaltstück und einem diese Schaltstücke umfassenden und von dem weiteren Schaltstück durch axiale Verschiebung lösbaren Ablaufschaltstück mit achsparallel angeordneten federnden Kontaktfingern mit jeweils einer an ihren Enden vorgesehenen Kopplungsstelle, über die die beiden Schaltstücke elektrisch miteinander koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfinger (4) jeweils zwischen ihren beiden Kopplungs­ stellen (7, 8) eine zusätzliche Kopplungsstelle (9) aufweisen, deren Abstand (A) von der dem weiteren Schaltstück (2) zuge­ wandten Kopplungsstelle (8) etwas größer als die Trenn­ strecke (T) ist.

2. Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfinger (4) zweiteilig ausgebildet sind und daß auf jeweils dem einen Teil (5) die dem weiteren Schaltstück (2) zugewandte Kopplungsstelle (8) liegt, während auf dem anderen Teil (6) die zusätzliche Kopplungsstelle (9) und die dem fest­ stehenden Schaltstück (1) zugewandte Kopplungsstelle (7) liegen.

3. Kontaktsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (5, 6) der Kontaktfinger (4) durch einen gemeinsamen, elektrisch leitenden Zwischenring (10) verbunden sind.

4. Kontaktsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenring (10) über einen Isolierstoffring (11) fest mit der Hülse (12) des Ablaufschaltstücks (3) verbunden ist.

5. Kontaktsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Teile (5, 6) jedes Kontaktfingers (4) in axialer Richtung mittenversetzt zueinander angeordnet sind.

6. Kontaktsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Teile (5) der Kontaktfinger (4) jeweils als Kontaktstege eines an seinem zulaufenden Ende eingeschlitzten, schwach geneigten Kegel­ stumpfes ausgebildet sind.

7. Kontaktsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstege über den ungeschlitzten Teil des Kegelstumpfes mit den anderen Teilen (6) der Kontaktfinger (4) elektrisch leitend verbun­ den sind.

8. Kontaktsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der ungeschlitzte Teil des Kegelstumpfes über einen Isolierstoffring (11) fest mit der Hülse (12) des Ablaufschaltstückes (3) verbunden ist.

9. Kontaktsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstege in axialer Richtung mittenversetzt zu den anderen Teilen (6) der Kontaktfinger (4) angeordnet sind.