[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktanordnung für einen elektrischen Leistungsschalter,
insbesondere einen Hochspannungsleistungsschalter mit einem ersten Kontaktstück und
mit einem diesem koaxial gegenüberstehenden rohrförmigen Tulpenkontaktstück, das radial
federnde Kontaktfinger aufweist, welche an ihren dem ersten Kontaktstück abgewandten
Enden mit einem Rohrstück verbunden sind.
[0002] Eine Kontaktanordnung für einen Hochspannungsleistungsschalter mit einem Tulpenkontaktstück
und einem stiftförmigen Gegenkontaktstück ist bereits aus der DE-OS 28 53 201 bekannt.
Dort ist das Tulpenkontaktstück auf seiner Innenseite mit einer Isolierschicht ausgekleidet.
[0003] Solche Leistungsschalter sind beispielsweise als Hochspannungsleistungsschalter in
Form von Isolierdüsenschaltern bekannt, bei denen ein stiftförmiges Kontaktstück einem
tulpenförmigen Kontaktstück gegenübersteht. Im Ausschaltfall wird das tulpenförmige
Kontaktstück mittels eines Schalterantriebes von dem stiftförmigen Kontaktstück getrennt.
Im Einschaltzustand lagern die federnden Kontaktfinger des Tulpenkontaktstücks auf
dem stiftförmigen Gegenkontaktstuck. Im Normalfall wird bei Ausschalten eines solchen
Schalters zwischen dem Tulpenkontaktstück und dem ersten Kontaktstück, dem Stiftkontaktstück,
ein Lichtbogen gezogen, dessen einer Fußpunkt auf der Innenseite des röhrförmigen
Tulpenkontaktstücks stehen kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ein Teil
des den Lichtbogen gegebenenfalls umgebenden Löschgases, beispielsweise Schwefelhexafluorid,
durch das Innere des Tulpenkontaktstücks abfließt. Das abfließende Löschgas treibt
dann den Lichtbogenfußpunkt in das Innere des hohlen Tulpenkontaktstücks hinein.
[0004] Im Normalfall sind die dem ersten Kontaktstück, also beispielsweise dem stiftförmigen
Kontaktstück zugewandten Enden der federnden Kontaktfinger des Tulpenkontaktstücks
aus einem abbrandfesten und somit lichtbogenfesten Verbundwerkstoff, z.B. WCu, hergestellt,
damit sie dem Lichtbogen möglichst beschädigungsfrei standhalten.
[0005] Da die Kontaktfinger insgesamt jedoch federnd ausgebildet sein müssen und da die
abbrandfesten Kontaktstoffe eine ungenügende Federwirkung aufweisen, besteht der federnde
Teil der Kontaktfinger aus einer anderen Legierung. Da dieses Material zwar federelastisch,
aber nicht ebenso abbrandfest ist wie die Spitzen der Kontaktfinger, ergibt sich beim
Hineinwandern eines Lichtbogenfußpunktes in das Innere des Tulpenkontaktstücks die
Gefahr, daß die Kontaktfinger beschädigt werden.
[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktanordnung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein dauerhaft lichtbogenfesteres Tulpenkontaktstück
aufweist, das dennoch die für einen effektiven Kontaktdruck erforderliche Federwirkung
der Kontaktfinger gewährleistet.
[0007] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen lichtbogenfesten rohrförmigen,
elektrisch leitenden, im Inneren des Tulpenkontaktes angeordneten Einsatz, der relativ
zu dem Rohrstück ortsfest angeordnet ist, und die Innenseite der Kontaktfinger in
dem radial federnden Bereich wenigstens teilweise überdeckt.
[0008] Dadurch, daß der Einsatz die Kontaktfinger überdeckt, kann der Lichtbogen mit seinem
Fußpunkt lediglich auf der Innenseite des Einsatzes aufsetzen und beschädigt somit
die Kontaktfinger nicht. Da der Einsatz selbst aus einem abbrandfesten Material besteht,
hält sich die Beschädigung des Einsatzes durch den Lichtbogen in Grenzen. Der Einsatz
selbst muß keinerlei Elastizität aufweisen. Die Kontaktfinger können sich beim Einfahren
des ersten Kontaktstücks in das Tulpenkontaktstück radial federnd von dem Einsatz
abheben.
[0009] Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß der Außendurchmesser des Einsatzes etwa dem
Innendurchmesser des Tulpenkontaktstücks entspricht.
[0010] In diesem Fall besteht beim Ausschaltvorgang kein Spalt oder wenigstens kein großer
Spalt, in den der Lichtbogen hineinwandern könnte, zwischen dem Einsatz und den Kontaktstücken.
[0011] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Einsatz aus einer
Wolfram-Kupfer-Legierung oder aus Graphit besteht.
[0012] Diese Materialien sind besonders lichtbogenfest und genügend leitfähig.
[0013] Die Erfindung kann auch vorteilhaft dadurch ausgestaltet sein, daß die Kontaktfinger
im wesentlichen aus Kupfer-Chrom-Zirkon bestehen.
[0014] Diese Legierung ist einerseits federelastisch und gut leitend und läßt sich andererseits
einfach und sicher mechanisch mit den Enden der Kontaktfinger verbinden, die aus einem
Wolfram-Kupfer-Verbundwerkstoff bestehen.
[0015] Vorteilhaft kann vorgesehen sein, daß die dem ersten Kontaktstück zugewandten Enden
der Kontaktfinger aus Wolfram-Kupfer bestehen.
[0016] Diese Legierung ist sehr lichtbogenfest.
[0017] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht weiter vor, daß der Einsatz in
einen rohrförmigen Kontaktstückträger eingepreßt ist und seinerseits das Rohrstück
trägt.
[0018] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung
gezeigt und nachfolgend beschrieben.
[0019] Dabei zeigt die Figur schematisch eine Kontaktanordnung eines Hochspannungsleistungsschalters,
wobei nur die Lichtbogenkontakte dargestellt sind.
[0020] Einem orstfest angeordneten ersten, stiftförmigen Kontaktstück 1 steht koaxial ein
Tulpenkontaktstück 2 gegenüber, das mittels eines nicht dargestellten Schalterantriebes
in Axialrichtung zur Ausführung einer Schaltbewegung antreibbar ist. Das Tulpenkontaktstück
2 ist von einem Einsatz 3 getragen, der seinerseits in einen Kontaktstückträger 4
eingepreßt oder eingeschraubt ist. Der Einsatz 3 besteht aus einem Wolfram-Kupfer-Gefüge,
er könnte jedoch auch aus Graphit oder einem anderen abbrandfesten Werkstoff bestehen.
[0021] Der Einsatz ist rohrförmig ausgebildet und trägt einen Außenflansch 5, der einen
Anschlag für das Tulpenkontaktstück 2 bildet. Das Tulpenkontaktstück 2 ist im wesentlichen
rohrförmig aufgebaut und weist an seinem einen Ende ein Rohrstück 6 auf, das keine
Schlitze aufweist, wahrend der übrige Teil des Tulpenkontaktstücks durch am Umfang
angeordnete radial verlaufende Schlitze in einzelne Kontaktfinger 7 geteilt ist.
[0022] Die Kontaktfinger bestehen aus einer elastischen Kupferchromzirkonlegierung, aus
der auch das Rohrstück 6 bestehen kann. Diese Legierung ist so elastisch, daß die
Kontaktfinger radial auslenkbar sind, insbesondere dann, wenn das erste Kontaktstück
in das Tulpenkontaktstück 2 einfährt. In der radial nach außen ausgelenkten Position
sind die Kontaktfinger 7' gestrichelt dargestellt. Die dem ersten Kontaktstück 1,
das das Gegenkontaktstück für das Tulpenkontaktstück 2 bildet, zugewandten Enden der
Kontaktfinger 7, 7' bestehen aus einem anderen Material als der radial federnde Teil
der Kontaktfinger 7, nämlich aus einem abbrandfesten Wolfram-Kupfer-Werkstoff. Ein
solcher Werkstoff ist zwar weitgehend lichtbogenresistent, jedoch wenig elastisch,
so daß er sich zur Fertigung des federnden Bereiches der Kontaktfinger nicht eignet.
[0023] Zur Herstellung des Tulpenkontaktstückes werden zwei rohrförmige Teile axial hintereinander
aneinander befestigt, wobei das erste Stück aus einer CuCrZr-Legierung besteht, während
das zweite Stück, das später dem ersten Kontaktstück 1 zugewandt ist, aus einem Wolframkupfer-Werkstoff
besteht. Nachdem diese beiden Teile miteinander verbunden worden sind, beispielsweise
mittels einer Kupferschweißung, werden die Schlitze zwischen den Kontaktfingern 7,
7' eingebracht, so daß das fertige Tulpenkontaktstück 2 entsteht.
[0024] Ein während der Ausschaltung zu unterbrechender hoher Strom erzeugt bei der Trennung
der Kontaktstücke einen Lichtbogen 8, zwischen dem ersten Kontaktstück 1 und den Enden
des Tulpenkontaktstückes 2, die aus Wolframkupfer bestehen. Dieser Lichtbogen wird
im Zuge der Schaltbewegung durch Abströmen eines Löschgases in das Innere des Tulpenkontakts
mitgenommen, und der Lichtbogenfußpunkt bewegt sich auf den Einsatz 3, wo er, ohne
Beschädigungen anzurichten, solange stehenbleiben kann, bis er gelöscht wird.
[0025] Der Einsatz 3 kann in Richtung des ersten Kontaktstücks 1 bis zu den aus Wolframkupfer
bestehenden Enden der Kontaktfinger 7 reichen.
1. Kontaktanordnung für einen elektrischen Leistungsschalter, insbesondere einen Hochspannungsleistungsschalter
mit einem ersten Kontaktstück (1) und mit einem diesem koaxial gegenüberstehenden
rohrförmigen Tulpenkontaktstück (2), das radial federnde Kontaktfinger (7,7') aufweist,
welche an ihren dem ersten Kontaktstück (1) abgewandten Enden mit einem Rohrstück
(6) verbunden sind, und mit einem lichtbogenfesten, rohrförmigen, elektrisch leitenden,
im Inneren des Tulpenkontaktes angeordneten Einsatz (3), der relativ zu dem Rohrstück
(6) ortsfest angeordnet ist und die Innenseite der Kontaktfinger (7,7') in deren radial
federndem Bereich wenigstens teilweise überdeckt.
2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Außendurchmesser des Einsatzes (3) etwa dem Innendurchmesser des Tulpenkontaktstücks
(2) entspricht.
3. Kontaktanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Einsatz (3) aus einer Wolfram-Kupferlegierung oder aus Graphit besteht.
4. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontaktfinger (7,7') im wesentlichen aus Kupfer-Chrom-Zirkon (CuCrZr) bestehen.
5. Kontaktanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß
die dem ersten Kontaktstück (1) zugewandten Enden der Kontaktfinger (7,7') aus Wolfram-Kupfer
(Wcu) bestehen.
6. Kontaktanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Einsatz (3) in einen rohrförmigen Kontaktstückträger (4) eingepreßt ist und seinerseits
das Rohrstück (6) trägt.