Niederspannungsschütz mit dreiphasigem Kontaktsatz

Abstract

 Für einen dreiphasigen Niederspannungsschützschalter wird die Verwendung einer Vakuumschaltröhre vorgeschlagen, die in einem einzigen Vakuumraum drei gleichzeitig betätigte Kontaktpaare (9, 12) hat. Einfacher mechanischer Aufbau erlaubt kostengünstiges Herstellen. Die Lebensdauer der beteiligten Teile entrspricht der des Antriebsmechanismus.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Niederspannungsschützschalter mit dreiphasigem Kontaktsatz.

[0002] Niederspannungsschütze bis 1000 V zum betriebsmäßigen Schalten von Motoren, Kondensatoren und sonstigen elektrischen Verbrauchern schalten normalerweise mit bewegten Kontaktstücken in einer luftgefüllten Lichtbogenkammer. Die Ausschalteigenschaften der Schütze werden durch die konstruktive Gestaltung der Lichtbogenkammer bestimmt. Die Schützschalter werden im allgemeinen elektromagnetisch angetrieben. Werden sie mit den Nennstromstärken betrieben, so steigt der Abbrand der Kontaktstücke stark an, so daß im Verlauf der Lebensdauer der Schütze die Kontaktsätze und Lichtbogenkammern mehrfach ausgewechselt werden müssen. Die Wartung der Luftschütze verursacht nicht nur Kosten sondern auch einen Betriebsstillstand der geschalteten Einrichtungen, der meist noch viel größere Kosten verursacht.

[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostensparenden Niederspannungsschützschalter mit dreiphasigem Kontaktsatz anzugeben, dessen Lebensdauer etwa mit der des mechanischen Schützantriebs übereinstimmt oder größer ist.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem solchen Niederspannungsschützschalter erfindungsgemäß folgende Merkmale vorgeschlagen:

a) die Kontakt^paare mit jeweils einem festen und einem beweglichen Kontaktstück sind in einem einzigen Vakuumschaltrohr untergebracht;

b) die drei beweglichen Kontaktstücke sind in dem Boden eines einzigen Balgs befestigt;

c) der Balgboden ist mit einem zentralen AntriebsstöBel verbunden;

d) der Balg ist an seinem anderen Ende mit einem von zwei Gehäusedeckeln des Vakuumschaltrohres verbunden;

e) die drei festen Kontaktstücke sind in dem anderen Gehäusedeckel beiestigt:

[0005] Durch die Verwendung eines Vakuumschaltrohrs kann der Kontaktabbrand so gering gehalten werden, daß er für die Lebensdauer des Schützes keine entscheidende Rolle mehr spielt. Die Lebensdauer der Kontaktstücke und des mechanisch beanspruchten Balgs können weitgehend übereinstimmend gemacht werden mit der des mechanischen Schützantriebs. Die konstruktiven Merkmale erlauben einen kostensparenden Aufbau des an sich aufwendigeren Vakuumschaltrohrs gegenüber Luftschützschaltern.

[0006] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich durch die weiteren Merkmale:

f) die Befestigung der beweglichen Kontaktstücke am Balgboden und der festen Kontaktstücke an dem anderen Gehäusedeckel erfolgt über jeweils einen rohrförmigen Isolator;

g) der Balg und das Gehäuse sind potentialfrei.

[0007] Dabei sind solche rohrförmigen Isolatoren kostengünstig; sie umgeben nur die stromzuführenden Anschlußbolzen der Kontaktstücke und können alle dieselben Abmessungen haben.

[0008] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Entladungsräume um die Kontaktpaare durch sternförmig in das Gehäuse eingelötete Bleche oder durch separate Dampfschirmzylinder voneinander getrennt.

[0009] Des weiteren ist vorteilhaft, wenn der eine Gehäusedekkel an einer Schützwand befestigt ist, der AntriebsstöBel durch die Schützwand durchgeführt ist und von deren anderen Seite aus betätigt wird.

[0010] Darüber hinaus ist von Vorteil, wenn auch die Anschlußbolzen der beweglichen Kontaktstücke durch die Schützwand durchgeführt sind.

[0011] Das Gehäuse und der Balg mit Boden bestehen vorteilhafterweise aus Tiefziehstahl. Die sternförmig eingelöteten Bleche bzw. Dampfschirmzylinder bestehen vorzugsweise aus Kupfer. Als Kontaktmaterial zumindest auf der Stirnfläche der Kontaktstücke nimmt man am besten Wolfram-Kupfer oder Molybdän-Kupfer oder Kobalt-Kupfer.

[0012] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines eriindungsgemäBen Niederspannungsschützschalters dargestellt. Dabei zeigt die

Fig. 1 einen Seitenschnitt und die

Fig. 2 einen Querschnitt.

[0013] In Fig. 1 ist mit 1 eine Schützwand bezeichnet. Mit 3 ist die im wesentlichen zylinderförmige Wand eines Vakuumschaltrohrgehäuses 2 bezeichnet. Auf der einen Seite ist das Gehäuse 2 mit einem ersten Deckel abgeschlossen. Dieser besteht aus einem ringförmig aufgesetzten Flansch 4, der mit drei Bolzen 5 an der Schützwand 1 befestigt ist. Auf der anderen Seite ist das Gehäuse 2 mit einem zweiten Deckel 6 abgeschlossen. Den vakuumdichten Abschluß auf der einen Gehäuseseite besorgt ein Balg 7, der einerseits mit dem Flansch 4 an dem einen Rand der Gehäusewand 3 befestigt ist und auf seiner anderen Seite mit einem Balgboden 8 abgeschlossen ist. Zwischen diesem Balgboden 8, der Gehäusewand 3 und dem Deckel 6 befindet sich der evakuierte Entladungsraum des Vakuumschaltrohrs. Der Balgboden 8 ist am Rande topfartig zum Entladungsraum hochgezogen, so daB er auch zur seitlichen Abschirmung für verdampftes Kontaktmaterial dienen kann.

[0014] Am Balgboden 8 sind drei bewegliche Kontaktstücke 9 befestigt. Ihre Anschlußbolzen führen durch die Schützwand 1 hindurch und sind vakuumdicht mit jeweils einem Abschlußflansch 10 jeweils eines rohrförmigen Isolators 11 verbunden. Sie führen dann durch die rohrförmigen Isolatoren 11 und durch Öffnungen im Balgboden 8 hindurch bis in den Entladungsraum. Am dortigen Ende tragen sie Kontaktplatten. Die rohrförmigen Isolatoren 11 sind an ihrer jeweils anderen Seite vakuumdicht mit dem Balgboden 8 verbunden. Drei entsprechende feststehende Kontaktstücke,12 sind am Gehäusedeckel 6 befestigt. Ihre Anschlußbolzen sind vakuumdicht mit jeweils einem Anschlußflansch 13 von rohrförmigen Isolatoren 14 verbunden, führen durch die Isolatoren 14 und durch Öffnungen im Gehäusedeckel 6 bis in den Entladungsraum hinein und tragen am dortigen Ende Kontaktplatten. An ihrem jeweils anderen Ende sind die Isolatoren 14 vakuumdicht mit dem Gehäusedeckel 6 verbunden. Der Gehäusedeckel 6 trägt außerdem noch einen Evakuierstutzen 15.

[0015] Zentral mit dem Balgboden 8 verbunden ist ein Antriebsstößel 16, der wie die beweglichen Kontaktstücke 9 durch die Schützwand 1 hindurchreicht.

[0016] Elektrische Anschlüsse sind beispielhaft an den Anschlußbolzen der feststehenden Kontaktstücke 12 eingezeichnet und zwar feste Schellen 17 und Kabelschuhe 18 für einen flexiblen Kabelanschluß.

[0017] Im Entladungsraum stehen sich die Kontaktplatten der festen und beweglichen Kontaktstücke 12 bzw. 9 gegenüber. Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, die einen axialen Blick in den Entladungsraum bei abgenommenem Gehäusedeckel 6 und ohne feststehende Kontaktstücke 12 zeigt, sind die drei Kontaktstücke 9 bzw. 12 an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks um die Gehäuseachse angeordnet. Der Entladungsraum ist unterteilt durch sternförmig eingelötete Bleche 19, die die einzelnen Entladungsräume zwischen den einander gegenüberstehenden Kontaktpaaren 9, 12 und um sie herum voneinander abschirmen. Alternativ ist in Fig. 2 strichpunktiert eingezeichnet die Möglichkeit, drei separate Dampfschirmzylinder 20 um jedes Kontaktpaar 9, 12 vorzusehen.

[0018] Insgesamt ist die vorgeschlagene Lösung ein äußerst wirtschaftliches Konzept für einen Niederspannvngsschützschalter. Durch die Verwendung einfacher Teile wie z.B. die rohrförmigen Isolatoren 11, 14 ist der Herstellungsaufwand trotz des komplizierten Vakuumkonzepts verhältnismäßig gering. Entscheidend ist die ausgewogene Lebensdauer der beteiligten Teile. Da der Hub bei einem solchen Niederspannungsvaknumschaltrohr nur 1 bis 5 mm beträgt, ist der Balg 7 so wenig mechanisch beansprucht, daß auch er eine hohe Lebensdauer hat. Als Kontaktmaterial dient zweckmäßigerweise WCu, MoCu oder CoCu. Die Dampfschirmzylinder 20 oder Bleche 19 sind aus Kupfer, das Gehäuse 2 und Balgboden 8 aus.Tiefziehstahl.

Ansprüche

1. Niederspannungsschützschalter mit dreiphasigem Kontaktsatz, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) die Kontaktpaare mit jeweils einem festen (12) und einem beweglichen (9) Kontaktstück sind in einem einzigen Vakuumschaltrohr (2) untergebracht;

b) die drei beweglichen Kontaktstücke (9) sind in dem Boden (8) eines einzigen Balgs (7) befestigt;

c) der Balgboden (8) ist mit einem zentralen Antriebsstößel (16) verbunden;

d) der Balg (7) ist an seinem anderen Ende mit einem (4) von zwei Gehäusedeckeln (4, 6) des Vakuumschaltrohres (2) verbunden;

e) die drei festen Kontaktstücke (12) sind in dem anderen Gehäusedeckel (6) befestigt.

2. Niederspannungsschützschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

f) die Befestigung der beweglichen Kontaktstücke (9) am Balgboden (8) und der festen Kontaktstücke (12) an dem anderen Gehäusedeckel (6) erfolgt über jeweils einen rohrförmigen Isolator (11 bzw. 14);

g) der Balg (7) und das Gehäuse (2) sind potentialfrei.

3. Niederspannungsschützschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Entladungsräume um die Kontaktpaare (9, 12) durch sternförmig in das Gehäuse (2) eingelötete Bleche (19) voneinander getrennt sind.

4. Niederspannungsschützschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Entladungsräume um die Kontaktpaare (9, 12) durch separate Dampfschirmzylinder (20) voneinander getrennt sind.

5. Niederspannungsschützschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß an einer Schützwand (1) der eine Gehäusedeckel (4) befestigt ist, der Antriebsstößel (16) durch die Schützwand (1) durchgeführt ist und von deren anderen Seite aus betätigt wird.

6. Niederspannungsschützschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß AnschluBbolzen der beweglichen Kontaktstücke (9) durch die Schützwand (1) durchgeführt sind.

7. Niederspannnngsschützschalter nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (2) und der Balg (7) mit Boden (8) aus Tiefziehstahl bestehen.

8. Niederspannungsschützschalter nach Anspruch 3 bzw. 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (19) bzw. Dampfschirmzylinder (20) aus Kupfer sind.

9. Niederspanaungsschützschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Kontaktmaterial zumindest auf der Stirnfläche der Kontaktstücke (9, 12) WCu, MoCu oder CoCu ist.

Zeichnung