DE29811018U1 - Contact arrangement for an electrical control cabinet - Google Patents
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AEG Starkstrom-Anlagen Magdeburg GmbH Walmbergsweg 9AEG high-voltage systems Magdeburg GmbH Walmbergsweg 9
Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für einen elektrischen Schaltschrank und insbesondere eine Kontaktanordnung für den Stromabgang eines Einschubes, der in einem elektrischen Schaltschrank angeordnet ist, sowie einen elektrischen Schaltschrank mit einer derartigen Kontaktanordnung .The invention relates to a contact arrangement for an electrical switch cabinet and in particular to a contact arrangement for the current output of a plug-in unit which is arranged in an electrical switch cabinet, as well as to an electrical switch cabinet with such a contact arrangement.
Elektrische Schaltschränke dienen der Aufnahme von Schaltgeräten und Schaltelementen, wie beispielsweise Schütze, Sicherungselemente oder dergleichen oder auch Anzeigeinstrumente, die beispielsweise den Betriebszustand nachgeschalteter Verbraucher charakterisieren. Im vorliegenden Fall sind insbesondere solche Schaltschränke gemeint, welche komplette Schalteinheiten umfassende Einschübe aufweisen, die der Steuerung von einzelnen Einheiten bspw. einer Fertigungsstraße dienen. Derartige Schaltschränke werden auch "Motor-Control-Center", kurz: "MCC" genannt. Allgemein ausgedrückt, werden über die Einschübe Verbindungen von Schalt-Electrical switch cabinets are used to accommodate switching devices and switching elements, such as contactors, fuse elements or the like, or also display instruments that characterize the operating status of downstream consumers, for example. In this case, this refers in particular to switch cabinets that have plug-in units that include complete switching units and are used to control individual units, for example on a production line. Such switch cabinets are also called "motor control centers", or "MCCs" for short. Generally speaking, connections from switching devices to
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geraten des Einschubes mit weiteren Schranksystemen oder weiteren Verbrauchern hergestellt.The plug-in unit is connected to other cabinet systems or other consumers.
Die MCC-Schaltschränke umfassen regelmäßig ein mehrere Kupferschienen aufweisendes Hauptsammelschienensystem, welches der Stromversorgung sämtlicher in einem Schaltschrank vorhandener elektrischer Komponenten, dem sogenannten "Feld", dienen. Die Stromverteilung an die einzelnen Schaltgeräte erfolgt mittels eines meist senkrecht zu dem Hauptsammelschienensystem angeordneten Verteilschienensystem, welches ebenfalls eine Mehrzahl parallel verlaufender, in einem bestimmten Abstand, dem sogenannten Phasenabstand, zueinander angeordnete Kupferschienen aufweist. Die räumliche Anordnung der Kupferschienen in dem Schaltschrank ist an die räumliche Anordnung von Kontaktmitteln von überlicherweise von der Frontseite montierbaren Schaltgeräte-Einschübe angepaßt, so daß eine elektrische Kontaktierung selbsttätig beim Einsetzen des Schaltgeräte-Einschübe ohne Zwischenschaltung von Adaptern oder ähnlichem erfolgt.The MCC switch cabinets usually include a main busbar system with several copper bars, which serve to supply power to all electrical components in a switch cabinet, the so-called "field". The power is distributed to the individual switchgear by means of a distribution bar system, which is usually arranged perpendicular to the main busbar system and which also has a plurality of parallel copper bars arranged at a certain distance from each other, the so-called phase distance. The spatial arrangement of the copper bars in the switch cabinet is adapted to the spatial arrangement of contact means of switchgear inserts, which are usually mounted from the front, so that electrical contact is made automatically when the switchgear insert is inserted without the need for adapters or similar.
Hierzu weisen die Schaltgeräte üblicherweise an der Rückseite eine Mehrzahl von als Steckkontakte ausgebildete Kontaktmittel auf, die nach der Montage zwei einander gegenüberliegende Seiten - meist die Breitseiten - der jeweils zugeordneten, mit einer ihrer Schmalseiten dem Schaltgerät zugewandten Stromverteilschiene partiell spangenartig umgreifen. Die Stromschienen des Stromverteilschienensystems sind üblicherweise an mindestens zwei in Längsrichtung voneinander beabstandeten Stellen in dem Schaltschrank befestigt.For this purpose, the switching devices usually have a plurality of contact means designed as plug contacts on the back, which, after assembly, partially enclose two opposite sides - usually the wide sides - of the respective associated power distribution rail, one of whose narrow sides faces the switching device. The busbars of the power distribution rail system are usually attached to at least two points in the switch cabinet that are spaced apart from one another in the longitudinal direction.
Ebenso wie die Stromzufuhr zu den einzelnen Schaltgeräte-Einschüben wird auch der Stromabgang durch entsprechend ausgestaltete Kontaktmittel realisiert. Die Abgangskontakte sind in Abhängigkeit von der Leistung des abgeführten Stromes dimensioniert und entweder als aus dem Einschub herausgeführte Kabel bei geringen Ausgangsleistungen oder alsJust like the power supply to the individual switchgear units, the power output is also implemented using appropriately designed contact means. The output contacts are dimensioned depending on the power of the current being discharged and are either cables leading out of the unit for low output powers or
Steckkontakte mit einem im Schaltschrank befestigten Gegenkontaktelement bei größeren Leistungen ausgebildet.Plug contacts with a counter contact element fixed in the control cabinet are designed for larger power outputs.
Dabei werden im Stand der Technik für größere Ausgangsleistungen Punktkontaktmittel, sog. Lyra-Kontakte, verwendet. Diese bestehen aus einer Flachstromschiene, auf die bügelartig übergreifend ein Kontaktelement aufgeschoben wird. Die Flachstromschiene besteht üblicherweise aus Kupfer und weist eine Dicke von ungefähr 5 mm auf. Diese Dicke der Flachstromschiene ist begrenzt, da im Bereich der Halterung der Flachstromschiene diese um 90° abgekantet ist. Durch die begrenzte Dicke des Materials der Flachstromschiene wird auch die maximale abgeführte Leistung begrenzt. Das übergreifende Kontaktelement weist zwei jeweils auf einer der Seiten der Flachstromschiene zur Anlage kommende Bügel auf, die unter mechanischer Spannung an den Seiten anliegen. Die mechanische Spannung muß dabei ausreichend sein, um den für den Stromabgang erforderlichen Punktkontakt sicherzustellen.In the current state of the art, point contact devices, so-called Lyra contacts, are used for higher output powers. These consist of a flat busbar onto which a contact element is pushed in a bracket-like manner. The flat busbar is usually made of copper and has a thickness of around 5 mm. The thickness of the flat busbar is limited because the flat busbar is bent at 90° in the area where it is held. The limited thickness of the flat busbar material also limits the maximum power dissipated. The contact element has two brackets, each on one side of the flat busbar, which rest against the sides under mechanical tension. The mechanical tension must be sufficient to ensure the point contact required for the current output.
Nachteilig bei der Verwendung der zuvor erläuterten Punktkontaktmittel ist die Begrenzung des maximalen Stromes, der abgeführt werden kann. Daher ist es bei hohen abzuführenden Strömen erforderlich, mehrere bügelartige Kontaktelemente zu verwenden, so daß die erforderliche Leistung durch die mehreren Kontaktelemente auf die Flachstromschiene übertragen werden kann. Das hat zunächst einen höheren Könstruktionsaufwand zur Folge. Weiterhin erhöht sich auch die Montagebzw · Demontagekraft, die für das Ein- und Ausführen eines Einschubes, der über die Punktkontaktmittel mit dem Schaltschrank verbunden wird, erforderlich ist. Dieses kann dazu führen, daß der Einschub nur noch schwer durch eine Bedienungsperson gehandhabt werden kann.The disadvantage of using the point contact means explained above is the limitation of the maximum current that can be discharged. Therefore, when high currents have to be discharged, it is necessary to use several bracket-like contact elements so that the required power can be transferred to the flat busbar by the several contact elements. This initially results in a higher design effort. Furthermore, the assembly and disassembly force required to insert and remove a plug-in unit that is connected to the control cabinet via the point contact means also increases. This can lead to the plug-in unit being difficult for an operator to handle.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannte Kontaktanordnung für den Stromabgang eines Einschubes, der in einem elektrischen Schalt-The invention is therefore based on the object of improving the contact arrangement known from the prior art for the current output of a plug-in unit which is used in an electrical switchgear
schrank angeordnet ist, derart auszugestalten und weiterzubilden, daß ein einfacherer Aufbau der Kontaktmittel und eine geringere notwendige Montage-/Demontagekraft erreicht werden, wobei gleichzeitig ein Strom mit einer größeren Abgangsleistung abgeführt werden kann.cabinet is arranged, in such a way that a simpler structure of the contact means and a lower necessary assembly/dismantling force are achieved, while at the same time a current with a higher output power can be discharged.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kontaktanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß der Stromabgang eines Einschubes innerhalb eines elektrischen Schaltschrankes über Flächenkontakte hergestellt wird, wodurch sich eine Reihe von Vorteilen ergeben.The above-mentioned object is achieved according to the invention by a contact arrangement with the features of claim 1. According to the invention, it has been recognized that the current output of a plug-in unit within an electrical switch cabinet is established via surface contacts, which results in a number of advantages.
Zunächst ergibt sich ein einfacherer Aufbau, bei dem für jede Phase des abgeführten Stromes auch bei hohen Leistungen nur ein Kontakt zwischen dem an der Rückseite des Einschubes angeordneten Steckelement und dem Stromabführelement hergestellt werden muß. Der konstruktive Aufwand ist daher gering im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem eine Mehrzahl von Lyra-Kontakten erforderlich ist.Firstly, the design is simpler, in which only one contact needs to be made between the plug-in element arranged on the back of the module and the current discharge element for each phase of the discharged current, even at high power levels. The design effort is therefore low compared to the state of the art, which requires a number of Lyra contacts.
Weiterhin ergibt sich der Vorteil, daß aufgrund des mechanischen Aufbaus der Kontaktanordnung nur eine geringe Montagebzw. Demontagekraft erfoderlich ist, um den Kontakt herzustellen bzw. zu unterbrechen. Denn bei einem flächigen Kontakt ist im Vergleich zu einem Punktkontakt ein geringerer Anpreßdruch der Klemmkontakte an die Seitenflächen des Stromabführschenkels des Stromabführelementes erforderlich. Daher wird trotz erhöhter Abgangsleistung des abgeführten Stromes eine geringere Montage- bzw. Demontagekraft mit der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung erreicht.Another advantage is that, due to the mechanical structure of the contact arrangement, only a small amount of assembly or disassembly force is required to establish or break the contact. This is because, in the case of a surface contact, less pressure is required between the clamping contacts and the side surfaces of the current-dissipating leg of the current-dissipating element than with a point contact. Therefore, despite the increased output power of the discharged current, a lower assembly or disassembly force is achieved with the contact arrangement according to the invention.
In bevorzugter Weise ist der Stromabführschenkel des Stromabführelementes mit einer Dicke von größer als 5 mm, insbesondere von größer als 10 mm ausgebildet. Dadurch wird gewährleistet, daß trotz der bestehenden Herstellungstoleran-Preferably, the current-dissipating leg of the current-dissipating element is designed with a thickness of greater than 5 mm, in particular greater than 10 mm. This ensures that, despite the existing manufacturing tolerances,
zen ein ausreichender elektrischer Kontakt zwischen dem Steckelement und dem Stromabführelement entsteht.zen sufficient electrical contact is created between the plug element and the current discharge element.
Da die Dicke des Stromabführschenkels ein Abkanten eines Teils des Stromabführschenkels verhindert, um eine integrierte Halterung auszubilden, ist der Stromabführschenkel mit einer Stromschiene verbunden. In bevorzuger Weise ist der Stromabführschenkel dazu derart ausgestaltet, daß mindestens eine quer zur Längsrichtung des Stromabführschenkels verlaufende Anlagefläche vorgesehen ist und daß Kiemmittel mit der mindestens einen Anlagefläche in Wirkverbindung bringbar sind und den Stromabführschenkel mit der Stromschiene verbinden.Since the thickness of the current-dissipation leg prevents a part of the current-dissipation leg from being bent in order to form an integrated holder, the current-dissipation leg is connected to a busbar. The current-dissipation leg is preferably designed in such a way that at least one contact surface is provided that runs transversely to the longitudinal direction of the current-dissipation leg and that clamping means can be brought into operative connection with the at least one contact surface and connect the current-dissipation leg to the busbar.
Schließlich besteht ein wesentlicher Vorteil darin, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung ein Abgangsstrom mit einer höheren Leistung aus dem Einschub abgeführt werden kann. Daraus ergeben sich bisher nicht in dieser Einfachheit durchführbare Möglichkeiten für die Ausgestaltung der Schaltungen innerhalb und unterhalb von elektrischen Schaltschränken. Eine dieser Möglichkeiten besteht darin, daß in dem Einschub eine Schaltanordnung angeordnet ist, über die die Stromeinspeisung für mindestens eine Anordnung weiterer Schaltgeräte erfolgt. Dabei kann sogar die Stromeinspeisung eines gesamten elektrischen Schaltschrankes über die erfindungsgemäße Kontaktanordung erfolgen.Finally, a significant advantage is that with the help of the contact arrangement according to the invention, an outgoing current with a higher power can be discharged from the plug-in unit. This results in possibilities for the design of the circuits inside and underneath electrical switch cabinets that were previously not possible with such simplicity. One of these possibilities is that a switching arrangement is arranged in the plug-in unit, via which the power is fed in for at least one arrangement of further switching devices. The power feed for an entire electrical switch cabinet can even take place via the contact arrangement according to the invention.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigenIn the following, the invention is explained in more detail using an embodiment, with reference to the drawing. In the drawing,
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Schaltschranks, der mit einer Mehrzahl von Sicherungslasttrennschaltleisten und Einschüben bestückt ist,Fig. 1 is a perspective view of a switch cabinet equipped with a plurality of fuse switch disconnectors and plug-in units,
• * I• * I
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Rahmengestells eines Schaltschranks mit einer vier Stromschienen umfassenden Stromverteilschienenanordnung und
5Fig. 2 is a perspective view of a frame of a control cabinet with a power distribution rail arrangement comprising four busbars and
5
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kontaktanordnung für den Stromabgang eines Einschubes, der in dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten elektrischen Schaltschrank angeordnet ist.Fig. 3 is a perspective view of a contact arrangement according to the invention for the power output of a plug-in unit which is arranged in the electrical switch cabinet shown in Figs. 1 and 2.
Der in Fig. 1 beispielhaft dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Schaltschrank dient der Aufnahme von elektrischen Schaltelementen, Sicherungselementen, Anzeigegeräten etc., die verschiedene Funktionen und unterschiedliche Abmessungen haben können. Der Schaltschrank 100 hat die Gestalt eines aufrechten Quaders, dessen Kanten durch ein Rahmengestell 1 gebildet werden, welches aus aus Blech geformten Rahmenprofilen 2 besteht. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die dem Betrachter zugewandte Vorderseite die Montageseite 4, von der der Zugang zu den auf in der Zeichnung nicht dargestellten Schienen gelagerten, von der Montageseite 4 eingeschobenen Einschüben 3, 5 erfolgt. Die Montageseite 4 ist von einem durch die Rahmenprofile 2 gebildeten, einen Teil des Rahmengestells 1 dargestellten rechteckigen Rahmen umgeben. Die von dem Rahmen begrenzte Montageseite 4 des Schaltschranks ist durch ein horizontal verlaufendes Unterteilungsprofil 6 und ein an dieses von unten angrenzendes, vertikales Unterteilungsprofil 7 in drei Funktionsräume 8,8',8'' unterteilt.The control cabinet shown as an example in Fig. 1 and designated as a whole by 100 serves to accommodate electrical switching elements, fuse elements, display devices, etc., which can have different functions and different dimensions. The control cabinet 100 has the shape of an upright cuboid, the edges of which are formed by a frame 1, which consists of frame profiles 2 formed from sheet metal. In the embodiment shown in Fig. 1, the front side facing the viewer is the assembly side 4, from which access is made to the inserts 3, 5, which are mounted on rails not shown in the drawing and are inserted from the assembly side 4. The assembly side 4 is surrounded by a rectangular frame formed by the frame profiles 2 and represents part of the frame 1. The assembly side 4 of the control cabinet, which is delimited by the frame, is divided into three functional spaces 8, 8', 8'' by a horizontally running dividing profile 6 and a vertical dividing profile 7 adjacent to this from below.
Der obere Funktionsraum 8 kann der Unterbringung einer eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Stromzuführschienen umfassenden Hauptsammelschienenanordnung dienen. Der Schaltschrank kann jedoch - wie in Fig. 2 dargestellt in seiner "Tiefe" ein weiteres Mal unterteilt sein, um soThe upper functional space 8 can be used to accommodate a main busbar arrangement comprising a plurality of power supply rails running parallel to one another. However, the control cabinet can be further subdivided in its "depth" as shown in Fig. 2 in order to
gemäß Fig. 2 im hinteren Bereich einen Funktionsraum 8
zur Aufnahme der Hauptsammelschienenanordnung 9 zu bilden.according to Fig. 2 in the rear area a functional space 8
to accommodate the main busbar arrangement 9.
Die Hauptsammelschienenanordnung dient der Stromversorgung sämtlicher in dem fertig bestückten Schaltschrank vorhandener elektrischer Komponenten, welche zusammen ein sogenanntes Feld bilden.The main busbar arrangement serves to supply power to all electrical components in the fully assembled control cabinet, which together form a so-called field.
Der in Fig. 1 rechts dargestellte Funktionsraum 8' dient üblicherweise der Aufnahme von elektrischen Anschlußkabeln, die die Ausgänge der Schaltgeräte mit den zugehörigen Verbrauchern verbinden. An den Funktionsraum 8' schließt sich der Funktionsraum 8'' an, welcher der Aufnahme der Schaltgeräte 3, 5 dient.The functional space 8' shown on the right in Fig. 1 is usually used to accommodate electrical connecting cables that connect the outputs of the switching devices to the associated consumers. The functional space 8' is followed by the functional space 8'', which is used to accommodate the switching devices 3, 5.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im rückseitigen Bereich des Funktionsraumes 8' ' eine in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier Stromschienen 13 aufweisende Stromschienenanordnung 12 vorgesehen. Die Schmal-Seiten der Stromschienen 13 sind der Montageseite 4 des Schaltschranks 100 zugewandt. Der Befestigung der Stromschienen 13 dient eine an einem Querprofil 10 befestigtes Halteelement 11, welches aus einem elektrisch isolierenden Material besteht und die Stromschienen 13 in einem wohl definierten Abstand zueinander hält und in ihrer Längsrichtung fixiert. Die Einschübe 3, 5 sind über Anschlußkontakt mit den Stromschienen 13 verbunden, so daß sie über diesen Kontakt mit elektrischen Strom versorgt werden.In the embodiment shown in Fig. 2, a busbar arrangement 12, which in the embodiment shown has four busbars 13, is provided in the rear area of the functional space 8''. The narrow sides of the busbars 13 face the mounting side 4 of the control cabinet 100. The busbars 13 are fastened by a holding element 11 fastened to a cross profile 10, which consists of an electrically insulating material and holds the busbars 13 at a well-defined distance from one another and fixes them in their longitudinal direction. The inserts 3, 5 are connected to the busbars 13 via a connection contact, so that they are supplied with electrical current via this contact.
In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Kontaktanordnung 15 für den Stromabgang eines Einschubes dargestellt, der in einem elektrischen Schaltschrank 100 angeordnet ist. Die Kontaktanordnung 15 weist ein an der Rückseite des Einschubes 3, 5 angeordnetes Steckelement 16 auf, das Kontaktflächen 17 aufweisende Klemmkontakte 18 aufweist. Die Kontaktanordnung 15 weist weiterhin ein im Schaltschrank 100 befestigtes Strom-In Fig. 3, a contact arrangement 15 according to the invention is shown for the power outlet of a plug-in unit that is arranged in an electrical switch cabinet 100. The contact arrangement 15 has a plug element 16 arranged on the rear of the plug-in unit 3, 5, which has clamping contacts 18 with contact surfaces 17. The contact arrangement 15 also has a power connector 18 fastened in the switch cabinet 100.
abführelement 19 auf, das einen in Richtung des Einschubes 3, 5 vorstehenden^ zwei Seitenflächen 20, 21 aufweisenden Stromabfuhrschenkel 22 und eine mit dem Stromabführschenkel 22 verbundene Stromschiene 23 aufweist.
5discharge element 19 which has a current discharge leg 22 projecting in the direction of the insert 3, 5 and having two side surfaces 20, 21 and a busbar 23 connected to the current discharge leg 22.
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Im eingeschobenen Zustand des Einschubes 3, 5 liegen die Kontaktflächen 17 der Klemmkontakte 18 auf beiden Seitenflächen 20, 21 des Stromabführschenkels 22 an und bilden somit jeweils einen flächigen Kontakt zwischen dem Steckelement 16 und dem Stromabführelement 19.When the insert 3, 5 is inserted, the contact surfaces 17 of the clamping contacts 18 rest on both side surfaces 20, 21 of the current discharge leg 22 and thus form a flat contact between the plug element 16 and the current discharge element 19.
Die in Richtung des Stromabführelementes 19 vorstehenden Enden der Klemmkontakte 18 sind dabei jeweils nach außen umgebogen, um bei einem Zusammenstecken des Steckelementes 16 und des Stromabführelementes 19 eine Führung zu bilden.The ends of the clamping contacts 18 protruding in the direction of the current discharge element 19 are each bent outwards in order to form a guide when the plug element 16 and the current discharge element 19 are plugged together.
Für eine Befestigung des Stromabführschenkels 22 an der Stromschiene 23 sind zwei quer zur Längsrichtung des Stromabführschenkels 22 verlaufende Anlageflächen 24, 25 vorgesehen. Weiterhin sind in der perspektivischen Darstellung verdeckte Klemmittel vorgesehen, die mit den Anlageflächen 24, 25 in Wirkverbindung bringbar sind und den Stromabführschenkel 2 2 mit der Stromschiene 2 3 verbinden. Daher ist es nicht erforderlich, bei dem Stromabführschenkel 23 einen durch Abkanten herzustellenden Halterungssteg auszubilden. Durch das Klemmittel und die breite Anlagefläche der dem Steckelement 16 abgewandten Seite des Stromabführschenkels 22 an der Stromschiene 23 ist ein zuverlässiger Kontakt zur Leitung eines Abgangstromes mit hoher Stromstärke gewährleistet. Two contact surfaces 24, 25 running transversely to the longitudinal direction of the current discharge leg 22 are provided for fastening the current discharge leg 22 to the busbar 23. In addition, in the perspective view, concealed clamping means are provided which can be brought into operative connection with the contact surfaces 24, 25 and connect the current discharge leg 2 2 to the busbar 2 3. It is therefore not necessary to form a retaining web on the current discharge leg 23 by bending it. The clamping means and the wide contact surface of the side of the current discharge leg 22 facing away from the plug element 16 on the busbar 23 ensure reliable contact for conducting an outgoing current with a high current intensity.
Weiterhin ist die Stromschiene 23 mit einer Halterung 26 innerhalb des Schaltschrankes 100 befestigt. Somit kann die Stromabführung aus dem Einschub 3, 5 an einer vorgegebenen Position innerhalb des Schaltschrankes 100 erfolgen.Furthermore, the busbar 23 is fastened with a bracket 26 within the control cabinet 100. Thus, the power can be discharged from the insert 3, 5 at a predetermined position within the control cabinet 100.
Claims (5)
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