Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter, insbesondere einen Hochstromschalter, mit mindestens einer Poleinheit mit einem Polkopf und einem Polträger und einer dazwischen angeordneten Vakuumschaltröhre mit einem Festkontakt und einem Bewegkontakt, wobei der Festkontakt über ein erstes Anschlussmittel mit einer ersten Stromschiene der Poleinheit und der Bewegkontakt über ein zweites Anschlussmittel mit einer zweiten Stromschiene der Poleinheit verbunden sind.
Ein derartiger Leistungsschalter ist beispielsweise aus der Siemens Druckschrift "Siemens HG 11.11, 1999" bekannt. Der dort offenbarte Hochstromschalter als Leistungsschalter umfasst drei Poleinheiten mit jeweils einem Polkopf und einem polträger sowie jeweils eine dazwischen angeordnete Vakuumschaltröhre. Ein Festkontakt und ein Bewegkontakt der Vakuumschaltröhre sind mit ersten und zweiten Stromschienen der poleinheit verbunden. Zur Verbindung der Kontakte mit den Stromschienen werden bei diesem vorbekannten Leistungsschalter Anschlussmittel einerseits an dem jeweiligen Kontakt und andererseits an der jeweiligen Stromschiene verschraubt.
Ein derartiger Leistungsschalter ist ebenfalls aus der EP 0 866 481 A2 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Leistungsschalter der eingangs erwähnten Art weiterzubilden, welcher über eine höhere Stromtragfähigkeit verfügt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Leistungsschalter der eingangs erwähnten Art dadurch, dass die ersten Anschlussmittel mit der ersten Stromschiene und dem Festkontakt sowie die zweiten Anschlussmittel mit der zweiten Stromschiene und dem Bewegkontakt verschweißt sind.
Durch die Schweißstellen zwischen dem ersten Anschlussmittel und der ersten Stromschiene sowie dem Festkontakt und zwischen dem zweiten Anschlussmittel und der zweiten Stromschiene und dem Bewegkontakt sind in vorteilhafterweise kraft- und stoffschlüssige Verbindungsbereiche ausgebildet. Durch diese kraft- und stoffschlüssigen Verbindungsbereiche weist der Strompfad von der ersten Stromschiene über die Vakuumschaltröhre zur zweiten Stromschiene eine ausreichende mechanische Stabilität auf und kommt insbesondere ohne Verschraubungen im Bereich der Anschlussmittel aus. Dies ist deswegen vorteilhaft, weil die Temperatur an den Verschraubungen nicht mehr als 65 bis 75 Grad Kelvin über der Umgebungstemperatur des Leistungsschalters liegen soll. Durch das Verschweißen entfällt diese Problematik, wodurch die Stromtragfähigkeit des gesamten Leistungsschalters deutlich erhöht ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die zweite Stromschiene einen flexiblen Stromleiter auf und ist mit dem flexiblen Stromleiter und dem zweiten Anschlussmittel verschweißt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Anschlussmittel elektronenstrahlverschweißt. Elektronenstrahlverschweißungen sind besonders vorteilhaft, weil die Schweißnähte in hoher Präzision ausführbar sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Leistungsschalters;
- Figur 2
- eine Detailansicht im Bereich des Festkontaktes; und
- Figur 3
- eine Detailansicht im Bereich des Bewegkontaktes.
Figur 1 zeigt einen Hochstromschalter als Leistungsschalter für Hochstromanwendungen in einer Querschnittsansicht. Der Leistungsschalter 1 umfasst drei Poleinheiten für die drei Phasen eines zu schaltenden Wechselstromes, von denen figürlich dargestellt nur eine Poleinheit mit 2 bezeichnet ist. Die Poleinheit 2 umfasst einen Polkopf 3 sowie einen Polträger 4, zwischen denen ein Kontaktsystem 5 in Form einer Vakuumschaltröhre 5 zum Schalten eines Stromes zwischen einer ersten Stromschiene 6 und einer zweiten Stromschiene 7 der Poleinheit 2 angeordnet ist. Ein Bewegkontakt 8 der Vakuumschaltröhre 5 ist über ein Antriebsgestänge 9 mit einer Antriebseinheit 10 des Leistungsschalters gekoppelt, wobei die Antriebseinheit 10 zum Einleiten einer Schaltbewegung in den Bewegkontakt 8 des Kontaktsystems 5 ausgebildet ist. Der Bewegkontakt 8 ist mittels zweiten Anschlussmitteln 11 mit der zweiten Stromschiene 7 verbunden. Ein Festkontakt 12 der Vakuumschaltröhre 5 ist über erste Anschlussmittel 13 mit der ersten Stromschiene 6 elektrisch leitend verbunden. Die Poleinheit ist mittels Stützeinrichtungen 14 und 15 an einer Haltewand 16 des Leistungsschalters 1 befestigt.
Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Detaildarstellung im Bereich des Festkontaktes 12 der Vakuumschaltröhre 5. Der Festkontakt 12 der Vakuumschaltröhre 5 in Form eines zylindrischen Bolzens ist mit dem ersten Anschlussmittel 13 in Form einer kupferförmigen Platte, welche eine dem Bolzen des Festkontaktes 12 entsprechende Ausnehmung aufweist, im Bereich 17 umlaufend elektronenstrahlverschweißt, wodurch eine kraft- und stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Festkontakt 12 und dem zweiten Anschlussmittel 13 ausgebildet ist. Das zweite Anschlussmittel 13 ist des Weiteren mit den ersten Stromschienen 6 im Bereich 18 ebenfalls elektronenstrahlverschweißt. Zur Stabilisierung ist zwischen den Stromschienen ein Aluminiumabstandshalter 19 angeordnet.
Figur 3 zeigt eine Detailansicht im Bereich des Bewegkontaktes der Vakuumschaltröhre 5 aus der Figur 1. Der Bewegkontakt 8 ist an seinem verjüngten Ende 20 im Bereich 21 umlaufend mit dem zweiten Anschlussmittel 11 in Form einer kupferförmigen Platte mit einer dem Bolzen 20 des Bewegkontaktes 8 entsprechenden Ausnehmung elektronenstrahlverschweißt. Flexible Stromleiter 22 und 23 sind in den Bereichen 24 mit dem zweiten Anschlussmittel 11 ebenfalls elektronenstrahlverschweißt und bei 26 und 27 mit der zweiten Stromschiene 7 elektronenstrahlverschweißt. Durch die kraft- und stoffschlüssige Verbindung in den Bereichen 21, 24, 25, 26 und 27 sind im Bereich der flexiblen Stromleiter 22 und 23 und des Bewegkontaktes 8 keine weiteren Verschraubungen als Befestigungsmittel notwendig.
Wie aus der Figur 1 ersichtlich, sind der Polkopf 3 und der Polträger 4 mit Kühlkörpern 3a bzw. 4a versehen, welche zur Abfuhr der durch die hohen Ströme im Bereich des Festkontaktes 12 bzw. des Bewegkontaktes 8 erzeugten Wärme dienen. Zum Anschluss des Hochstromschalters 1 sind an der ersten Stromschiene 6 Befestigungsmittel 28 und an der zweiten Stromschiene 7 Befestigungsmittel 29 vorgesehen, welche jeweils zur Verschraubung der ersten Stromschiene 6 und der zweiten Stromschiene 7 beispielsweise mit Sammelschienen einer Schaltanlage vorgesehen sind. Durch die Kühlkörper 3a und 4a wird die Temperatur der stromführenden Teile derartig abgesenkt, dass im Bereich der Verschraubungen 28 bzw. 29 die Temperatur im erforderlichen Bereich von weniger als 65 bis 75 Grad Kelvin über der Umgebungstemperatur liegt.
Bezugszeichenliste
- 1
- Leistungsschalter
- 2
- Poleinheit
- 3
- Polkopf
- 4
- Polträger
- 5
- Vakuumschaltröhre
- 6
- Erste Stromschiene
- 7
- Zweite Stromschiene
- 8
- Bewegkontakt
- 9
- Antriebsgestänge
- 10
- Antriebseinheit
- 11
- Zweite Anschlussmittel
- 12
- Festkontakt
- 13
- Erste Anschlussmittel
- 14, 15
- Stützeinrichtungen
- 16,
- Haltewand
- 17, 18
- Verbindungsbereiche
- 19
- Stabilisierungselement
- 20
- Bewegkontaktbolzen
- 21
- Verbindungsbereiche
- 22, 23
- Flexible Stromleiter
- 24, 25, 26, 27
- Verbindungsbereiche
- 28, 29
- Befestigungsmittel
- 3a, 4a
- Kühlkörper