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Title:
SLIDING CONTACT DEVICE FOR CONTACTING A MOVABLE ARCING CONTACT OF A VACUUM SWITCH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/068195
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to solutions in respect of a sliding contact device for contacting a movable arcing contact (6) of a vacuum switch under high-voltage conditions. Advantageously, the suggested solutions are characterised by low moving masses and low contact resistances.

Inventors:
LEHMANN VOLKER (DE)
KREHNKE MARTIN (DE)
BARTZ MICHAEL (DE)
BENKERT KATRIN (DE)
CHYLA THOMAS (DE)
DUWE OLIVER (DE)
HARTUNG ALEXANDER (DE)
JENICHEN HENRY (DE)
KRULL THOMAS (DE)
LÖBNER FRIEDRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/074298
Publication Date:
April 04, 2024
Filing Date:
September 05, 2023
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS ENERGY GLOBAL GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
H01H1/58; H01H33/66; H01H33/664
Foreign References:
EP0439820A21991-08-07
GB1206297A1970-09-23
DE10155286A12003-05-15
DE102020211512A12022-03-17
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Claims:
Patentansprüche

1. Gleitkontaktvorrichtung zur Kontaktierung eines beweglichen Lichtbogenkontaktes eines Vakuumschalters dadur ch ge kenn z e i chne t , da s s der längs seiner Längsachse bewegliche Lichtbogenkontakt (6) mehrere, insbesondere drei, um seine Längsachse gleichverteilt angeordnete Finnen (10) aufweist und eine jeweilige Finne (10) mit den Stegen (12) eines feststehenden Gegenkontaktes (5) als Gleitkontakt zusammenwirkt.

2. Gleitkontaktvorrichtung nach Anspruch 1 dadur ch ge kenn z e i chne t , da s s ein Steg (12) mit einem Lamellenkontakt (11) ausgerüstet ist.

3. Gleitkontaktvorrichtung zur Kontaktierung eines beweglichen Lichtbogenkontaktes eines Vakuumschalters dadur ch ge kenn z e i chne t , da s s ein längs seiner Längsachse beweglicher Lichtbogenkontakt (6) und ein feststehender Gegenkontakt (5) gegeben sind, mit dem feststehenden Gegenkontakt (5) ein rohrförmiges Kontaktstück (7) galvanisch fest verbunden ist, das rohrförmige Kontaktstück (7) selbst federnde Kontakt finger (8) aufweist, die den beweglichen Lichtbogenkontakt (6) koaxial umfassen derart, dass das rohrförmige Kontaktstück (7) und der bewegliche Lichtbogenkontakt (6) als Gleitkontakt Zusammenwirken .

4. Gleitkontaktvorrichtung nach Anspruch 3 dadur ch ge kenn z e i chne t , da s s das rohrförmige Kontaktstück (7) aus CuCrlZr ausgebildet ist.

5. Gleitkontaktvorrichtung nach Anspruch 3 dadur ch ge kenn z e i chne t , da s s das rohrförmige Kontaktstück (7) aus Carbonfaserverstärktem Kohlenstoff ausgebildet ist. 6. Gleitkontaktvorrichtung zur Kontaktierung eines beweglichen Lichtbogenkontaktes eines Vakuumschalters dadur ch ge kenn z e i chne t , da s s ein längs seiner Längsachse beweglicher Lichtbogenkontakt (6) und ein feststehender Gegenkontakt (5) gegeben sind, ein Lamellenkontaktband (13) in einem Ring konzentrisch zu der Längsachse des beweglichen Lichtbogenkontaktes (6) mit dem feststehenden Gegenkontakt (5) verbunden ist derart, dass das Lamellenkontaktband (13) und der bewegliche Lichtbogenkontakt (6) als Gleitkontakt Zusammenwirken.

7. Gleitkontaktvorrichtung nach Anspruch 6 dadur ch ge kenn z e i chne t , da s s das Lamellenkontaktband (13) über Nasen mit dem feststehenden Kontaktrohr (5) verbunden ist.

8. Gleitkontaktvorrichtung nach Anspruch 6 dadur ch ge kenn z e i chne t , da s s das Lamellenkontaktband (13) in einer Nut des feststehenden Kontaktrohres (5) angeordnet ist.

9. Gleitkontaktvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadur ch ge kenn z e i chne t , da s s das Kontaktrohr (5) als Gussbauteil realisiert ist.

Description:
Gleitkontaktvorrichtung zur Kontaktierung eines beweglichen

Lichtbogenkontaktes eines Vakuumschalters

Die Erfindung betri f ft die Kontaktierung eines axial beweglichen Lichtbogenkontaktes mit einem feststehenden hohlen Kontaktrohr eines Vakuumschalters .

Bisher wird in Vakuumschaltern der Kontakt zwischen dem beweglichen Lichtbogenkontakt und dem feststehenden Kontaktrohr durch eine geklemmte Muf fe realisiert , an die ein Kontaktring geschraubt wird, welcher zusätzlich einen Lamellenbandkontakt beinhaltet . Die konstruktionsbedingte hohe Anzahl an Kontaktübergängen führt zu einem hohen Übergangswiderstand, was für die thermische Belastbarkeit des Vakuumschalters ungünstig ist . Die hohe Masse dieser Konstruktion muss außerdem auf die hohe erforderliche Kontaktgeschwindigkeit beschleunigt werden . Dies führt zu erhöhten mechanischen Belastungen der kinematischen Kette ; außerdem sind entsprechend hohe Antriebsenergien erforderlich .

Bei einer weiteren bekannten Lösung wird ein Stromband eingesetzt . Da bei hohen Spannungsebenen, wie zum Beispiel Hochspannung, höhere Kontaktgeschwindigkeiten erforderlich sind, ist auch diese Lösung hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , den Kontakt zwischen dem beweglichen Lichtbogenkontakt der Vakuumröhre und dem feststehenden Kontaktrohr des Vakuumschalters so aus zubilden, dass eine zuverlässige Kontaktierung des bewegten Lichtbogenkontaktes bei geringer bewegter Masse und geringem Übergangswiderstand erreicht wird .

Das Problem wird durch eine Gleitkontaktvorrichtung zur Kontaktierung eines beweglichen Lichtbogenkontaktes eines Vakuumschalters umfassend die Merkmale des Anspruchs 1 , des Anspruchs 3 und des Anspruchs 6 gelöst . In vorteilhafter Weise zeichnen sich die vorgeschlagen Lösungen durch geringe bewegte Massen und geringe Übergangswiderstände aus .

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .

Die Erfindung wird im Folgenden als Aus führungsbeispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang anhand von Figuren näher erläutert .

Dabei zeigen :

Fig 1 eine erste erfindungsgemäße Kontaktierung eines axial beweglichen Lichtbogenkontaktes eines Vakuumschalters ,

Fig 2 einen Schnitt der Anordnung aus Fig 1 entlang der Schnittebene I I- I I ,

Fig 3 eine zweite erfindungsgemäße Kontaktierung eines axial beweglichen Lichtbogenkontaktes eines Vakuumschalters ,

Fig 4 eine dritte erfindungsgemäße Kontaktierung eines axial beweglichen Lichtbogenkontaktes eines Vakuumschalters und

Fig 5 einen Schnitt der Anordnung aus Fig 4 entlang der Schnittebene V-V,

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente .

Bei dem Aus führungsbeispiel nach Fig 1 sind an dem beweglichen Lichtbogenkontakt 6 der Vakuumröhre 4 elektrisch leitende Finnen 10 angebracht ( zum Beispiel drei Stück) , die in entsprechenden Kontaktnuten des Gegenkontaktes laufen . Eine Kontaktnut kann zum Beispiel durch zwei leitende Stege 12 in dem feststehenden, hohlen Kontaktrohr 5 gebildet sein, die an den inneren Kontakt flächen mit elektrisch leitenden Lamellenkontakten 11 versehen sind . Der Lichtbogenstrom fließt dann über die Finnen 10 des bewegten Lichtbogenkontaktes 6 auf die Lamellenkontakte 11 und dann auf die elektrisch leitenden

Stege des feststehenden Kontaktrohres 5 ( Gegenkontakt ) .

Das Aus führungsbeispiel nach Fig 3 zeigt ein rohrförmiges Kontaktstück 7 mit selbst federnden Kontakt fingern 8 . Das Kontaktstück umfasst koaxial den bewegten Lichtbogenkontakt 6 der Vakuumröhre und ist mit dem feststehenden Kontaktrohr 5 galvanisch fest verbunden . Es ist vorzugsweise aus CuCrl Zr oder Carbonfaserverstärktem Kohlenstof f ausgebildet .

Bei dem Aus führungsbeispiel nach Fig 4 ist der bewegliche Lichtbogenkontakt 6 der Vakuumröhre 4 durch ein Lamellenkontaktband 13 mit dem feststehenden Kontaktrohr 5 elektrisch verbunden . Das Lamellenkontaktband 13 wird hierbei in einem Ring fixiert , welches z . B . über Stege oder Nasen mit dem feststehenden Kontaktrohr 5 verbunden ist . Der Gleitkontakt ist zwischen dem Lamellenkontaktband 13 und dem beweglichen Lichtbogenkontakt 6 gegeben . Besonders wirtschaftlich lässt sich bei dieser Lösung das Kontaktrohr als Gussbauteil realisieren .

Der bewegliche Lichtbogenkontakt 6 wird über einen Mitnehmer 3 angetrieben und zentrisch geführt .

Die erfindungsgemäße Gleitkontaktvorrichtung mag für Hochspannung ausgelegt sein . Unter Hochspannung im Sinne der Erfindung wird eine Spannung von 72 , 5 kilo Volt und größer verstanden .

Die vorliegende Erfindung wurde zu I llustrations zwecken anhand von konkreten Aus führungsbeispielen im Detail erläutert . Dabei können Elemente der einzelnen Aus führungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden . Die Erfindung soll daher nicht auf einzelne Aus führungsbeispiele beschränkt sein, sondern lediglich eine Beschränkung durch die angehängten Ansprüche erfahren . Bezugs zeichenliste

1 - I solierendes Gehäuse

2 - feststehendes Kontaktstück, erster Hochspannungsanschluss

3 - Mitnehmer, Antrieb

4 - Vakuumschaltröhre

5 - feststehendes , hohles Kontaktrohr, zweiter Hochspannungsanschluss

6 - axial beweglicher Lichtbogenkontakt der Vakuumschaltröhre

7 - rohrförmiges Kontaktstück

8 - selbst federnde Kontakt finger

9 - feststehender Lichtbogenkontakt der Vakuumschaltröhre

10 - elektrisch leitende Finne

11 - elektrisch leitender Lamellenkontakt

12 - Stege

13 - Lamellenkontaktband

I I- I I - Schnittebene

V-V - Schnittebene