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Dokumentenidentifikation DE69407896T2 30.04.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0639841
Titel Buchsen-Kontakt für Hochspannungstrennschalter
Anmelder GEC Alsthom T & D Inc., Laprairie, Quebec, CA
Erfinder Demissy, Daniel, Quebec, Montreal H1W 3V9, CA
Vertreter Dreiss, Fuhlendorf, Steimle & Becker, 70188 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 69407896
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, ES, FR, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 16.08.1994
EP-Aktenzeichen 944018597
EP-Offenlegungsdatum 22.02.1995
EP date of grant 14.01.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1998
IPC-Hauptklasse H01H 1/38

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Buchsenkontakt des Typs, welcher eine Vielzahl metallischer Finger umfaßt, die zueinander parallel entlang der Mantellinien eines Zylinders angeordnet sind, in einem unter der Bezeichnung Ringkontakt bekannten Zusammenbau. Ein derartiger Kontakt ist dazu bestimmt, mit einem aus einer zylindrischen Röhre oder einem Stift bestehenden Stiftkontakt, der koaxial zum Buchsenkontakt angeordnet und in koaxialer Richtung verschiebbar ist, zusammenzuwirken.

Derartige Buchsenkontakte des Typs Ringkontakt sind insbesondere aus den Druckschriften FR-A-9205689 und DE-A-2310129 bekannt. In letzterer wird ein Buchsenkontakt beschrieben, welcher ein erstes metallisches Gehäuse umfaßt, das mit metallischen Fingerkontakten versehen ist, die mit einem Stiftkontakt zusammenwirken und voneinander durch isolierende Elemente getrennt sind.

Ein erstes Ziel der Erfindung ist es, einen Buchsenkontakt herzustellen, in welchem der Kontaktdruck auf alle Finger des Gehäuses gleich groß ist, selbst wenn der Stiftkontakt in axial versetzter Weise eindringt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Buchsenkontakt herzustellen, in welchem die Verformung der Finger aufgrund der elektrodynamischen Kräfte, die auf parallele Finger ausgeübt werden, beschränkt und die elastische Verformungsgrenze nicht überschritten wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Buchsenkontakt herzustellen, bei welchem im Falle von Kurzschluß die Gefahr des Verschweißens der Finger und des Abbrennens der die Fingerkontakte umgebenden Druckfeder beseitigt wird.

Alle diese Ziele werden mit dem Buchsenkontakt der Erfindung erreicht.

Dieser Buchsenkontakt, insbesondere für Hochspannungstrennschalter, umfaßt ein erstes metallisches Gehäuse, das mit metallischen Fingerkontakten versehen ist, die mit einem Stiftkontakt zusammenwirken und voneinander durch isolierende Elemente getrennt sind.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfaßt der Buchsenkontakt ein erstes Gehäuse, das durch Extrusion und anschließende Bearbeitung eines metallischen Block hergestellt wird, und isolierende Elemente in Form von Fingern, welche von einem zweiten Gehäuse getragen werden, wobei diese Finger aus isolierendem Material die Verschiebung der Fingerkontakte in radialer und seitlicher Richtung gemäß vorbestimmten Werten, die unter der elastischen Verformungsgrenze dieser Fingerkontakte liegen, begrenzen.

Die Erfindung wird nachstehend durch die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsart im Detail erklärt, unter Bezugnahme auf die angeschlossene Zeichnung auf welcher:

- die Abbildung 1 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht des metallischen Gehäuses ist, welches eines der Elemente des Buchsenkontaktes der Erfindung bildet,

- die Abbildung 2 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Msicht ist, welche insbesondere das in das metallische Gehäuse hineingeschobene isolierende Gehäuse zeigt,

- die Abbildung 3 eine axiale Schnittansicht des Kontaktes der Erfindung in Zusammenwirken mit dem zugeordneten Stiftkontakt ist,

- die Abbildung 4 eine Querschnittsansicht eines Kontaktes der Erfindung, ohne Feder, ist,

- die Abbildung 5 eine axiale Schnittansicht des mit einer Feder versehenen Buchsenkontaktes der Erfindung ist, wobei der Stiftkontakt hineingesteckt ist.

Wie bereits erwähnt, umfaßt der Buchsenkontakt der Erfindung zwei Gehäuse, ein leitendes und ein isolierendes, welche ineinandergeschoben werden.

Die Abbildung 1 zeigt das leitende Gehäuse. Es wird durch Extrusion und anschließende Bearbeitung eines Aluminiumblocks 1 hergestellt. Durch die Extrusion können Finger mit merklich rechteckigem Querschnitt und abgerundeten Rändern und mit einer Hauptfläche hergestellt werden, die mit einer radialen Kante 2A mit flachem Steg der Höhe Y versehen ist.

Die Wahl der Höhe Y wird in Verbindung mit der Länge X des Fingers festgelegt, um die gewünschte Steifigkeit des Fingerkontaktes zu erzielen.

Die Kante 2A erstreckt sich vom unteren Ende des Fingers über die ganze Länge des Fingers mit Ausnahme der Spitze des Fingers. Auf dem flachen Teil der Spitze des Fingers ist ein Plättchen 3 aus abrieb- und lichtbogenfestem Material aufgesetzt, welches eine innere Ausstülpung 3A darstellt, die elektrisch mit dem Stiftkontakt zusammenwirkt.

An der Basis des Blocks ist eine Vertiefung 4 eingearbeitet, deren Tiefe die Einstellung der Länge X der Finger ermöglicht.

Die Basis des Blocks umfaßt einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 5 zum Anschrauben eines Zentrierkonus 7 für den Steckerkontakt 8 (siehe Abb. 3). Der Konus 7 ist mit Führungsnasen 7A versehen.

An der Basis des Blocks 1 konnte durch die Extrusion zwischen jedem der Finger ein Zwischenraum 10 definiert werden, in den ein Gehäuse aus isolierendem Material eingreift, welches durch Extrusion und anschließende Bearbeitung oder durch Gießen hergestellt wurde und eine Vielzahl von Fingern 11 umfaßt, welche durch Brücken 12 mit einem zylindrischen Abschnitt 13 verbunden sind. Das Isoliermaterial kann beispielsweise aus unter den Marken Teflon oder Nytralon GSM bekannten Produkten ausgewählt werden, wobei letzteres ein Nylon der Type 6 mit hoher Festigkeit mit einem Füllmittel aus Molybdändisulfld ist, dessen eine Eigenschaft es ist, schwer brennbar zu sein.

Die Finger 11 haben einen merklich rechteckigen Querschnitt mit abgewndeten Rändern. Die Isolierfinger 11 haben dieselbe Länge wie die Metallfinger 2. Der zylindrische Abschnitt 13 endet merklich auf Höhe des Gewindes 5. Zwischen dem Ende des zylindrischen Abschnitts 13 und der Spitze der Finger 11 definieren die Brücken 12 Stege 11A mit flacher Oberseite.

Der eben beschriebene Buchsenkontakt löst die in der Einleitung zur vorliegenden Abhandlung dargelegten technischen Probleme.

Bei Kurzschluß verhindert die Beschränkung der radialen Verschiebung der Fingerkontakte 2 - gemäß einem unter dem der elastischen Verformungsgrenze dieser Fingerkontakte liegenden Wert - die plastische Verformung der Finger durch das Vorhandensein der Isolierfinger 11. Die Isolierfinger verhindern jeglichen Kontakt der Metallfinger mit einer äußeren metallischen Umhüllung und daher ihr eventuelles Abbrennen durch zerstörerische Ableitströme.

Die seitliche, durch die elektromagnetischen Kräfte, welche auf parallele Leiter ausgeübt werden, bedingte Verschiebung der Fingerkontakte 2 wird durch das Vorhandensein der eingeschachtelten Isolierfinger 11 begrenzt, wodurch auch die Gefahr einer bleibenden Verformung durch Überschreitung der Elastizitätsgrenze vermieden wird.

Durch das Vorhandensein des isolierenden Gehäuses wird ein merklich gleicher Kontakt zwischen dem Stiftkontakt und jedem der Plättchen 3 gewährleistet, selbst wenn der Stiftkontakt axial versetzt ist.

Die Isolierfinger begrenzen nicht nur die Durchbiegung der Metallfinger, sondern halten sie auch voneinander getrennt, wodurch die Verschweißungsprobleme zwischen zwei parallelen, durch die Einwirkung von Kurzschluß (Annäherungseffekt der Parallelströme, wobei diese Auswirkungen ab ca. 80kA für 1 sec. und 216 kA asymmetrische Spitze für 10 Perioden fühlbar werden) verformten Fingern vermieden werden.

Es ist festzuhalten, daß das Abbrennen oder das Verschweißen der Finger auftritt, wenn sich die Finger durch den Schock des Kurzschlusses bewegen, wodurch der Kontaktwiderstand am Übergabepunkt vergrößert wird und ein Temperaturanstieg hervorgerufen werden kann, der bis zum Schmelzpunkt von Kupfer gehen kann.

Der Buchsenkontakt kann mit einer kreisförmigen Feder 15 versehen werden, um den Kontaktdruck des metallischen Gehäuses zu vergrößern. Die Verwendung einer derartigen Feder mit dem vorgenannten Ziel ist eine bei Fachleuten gut bekannte Technik; allerdings können die mit den Metallfingern direkt in Kontakt stehenden Federn einem Ableitstrom unterliegen, wenn ein oder mehrere Finger, bedingt durch die dynamischen oder thermischen Schocks anläßlich der Kurzschlüsse, nicht mehr in gleichmäßigem Kontakt mit dem Stiftkontakt stehen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Feder 15 um das isolierende Gehäuse herum angeordnet, wodurch jeglicher galvanische Kontakt zwischen der Feder und den metallischen Fingerkontakten vermieden werden kann, wobei die Druckkraft der Feder durch das isolierende Gehäuse hindurch übertragen wird. Das Halten der Feder wird durch eine in alle Isolierfinger 11 eingearbeitete Vertiefung gewährleistet.

Die Erfindung findet Anwendung in der Ausrüstung für Hochspannungstrennschalter, in welcher sich der bewegliche Hammer am Ende des Schließvorganges axial verschiebt.


Anspruch[de]

1. Buchsenkontakt, insbesondere für Hochspannungstrennschalter, welcher ein erstes metallisches Gehäuse umfaßt, das mit metallischen Fingerkontakten (2) versehen ist, welche mit einem Stiftkontakt (8) zusammenwirken und voneinander durch isolierende Elemente getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß er umfaßt:

* ein erstes Gehäuse, das durch Extrusion und anschließende Bearbeitung eines metallischen Blocks hergestellt wird und

* isolierende Elemente in Form von Fingern (11), die von einem zweiten Gehäuse getragen werden, wobei diese Finger aus isolierendem Material die Verschiebung der Fingerkontakte in radialer und in seitlicher Richtung gemäß vorbestimmten Werten, die unter der elastischen Verformungsgrenze dieser Fingerkontakte liegen, begrenzen.

2. Buchsenkontakt gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fingerkontakte des metallischen Gehäuses im Querschnitt die Form eines Rechtecks mit abgerundeten Rändern und eine Kante (2A) aufweisen, welche sich zumindest über einen Teil der Länge des Fingers erstreckt.

3. Buchsenkontakt gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger aus isolierendem Material des zweiten Gehäuse dieselbe Länge wie die metallischen Fingerkontakte aufweisen.

4. Buchsenkontakt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger aus isolierendem Material des zweiten Gehäuses einen merklich rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Rändern aufweisen und eine Kante (11A) besitzen, die von einer der Längsseiten des Rechtecks ausgeht.

5. Buchsenkontakt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Fingerkontakte durch Einbringen einer Vertiefung (4) in den extrudierten Metallblock eingestellt wird.

6. Buchsenkontakt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Block ein zylindrisches Gewinde (5) zum Anschrauben eines mit Führungsnasen (7A) für den Stiftkontakt (8) versehenen Zentrierkonus (7) aufweist, wobei der besagte Konus die vollständige Durchbiegung aller besagten ineinandergeschobenen Gehäuse begrenzt.

7. Buchsenkontakt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Feder (15) umfaßt, welche die isolierenden Finger umgibt und durch diese hindurch einen Kontaktdruck auf die metallischen Finger (2) gewährleistet, ohne einen Stromfluß zwischen der Feder und den metallischen Fingern zu erlauben.







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