DE3007970A1

DE3007970A1 - Elektrische schaltanlage

Info

Publication number: DE3007970A1
Application number: DE19803007970
Authority: DE
Inventors: Bo Adlerteg; Klas Kullman; Martin Nygaard; Allan Wisen
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1979-03-15
Filing date: 1980-03-01
Publication date: 1980-10-02
Also published as: AU5632680A; BR8001536A; GB2049309B; DK108180A; SE7902316L; NL8001325A; FI800798A7; US4311353A; SE416252B; CA1122286A; GB2049309A; NO800717L

Description

Elektrische Schaltanlage

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung ist in erster Linie für in Schaltschränken gekapselte Stromverteilungsanlagen für Nennspannungen bis 1000 V gedacht.

Um die Sicherheit von Niederspannungsschaltanlagen gegen ungewollte Berührung von spannungsführenden Teilen durch Menschen zu verbessern, wurden Schutzvorrichtungen verschiedener Art° entwickelt. Normalerweise wird dieser Schutz durch isolierende Schirme erreicht, von denen - zumindest bei Schaltanlagen mit herausziehbaren Gerätegruppen - einige beweglich angeordnet sein müssen. Aus diesem Grunde werden vor den Stromschienen oft feste Isolierschirme mit Öffnung für Kupplungsvorrichtungen angeordnet, wobei diese Öffnungen automatisch von beweglichen Schirmen abgedeckt werden, sobald eine Gerätegruppe aus dem Schaltschrank herausgezogen worden ist. Das Anbringen von beweglichen Schirmen dieser Art ist kompliziert und kostspielig. Die Schirme machen es außerdem unmöglich, daß man unter Spannung eine Gerätegruppe eine Gerätegruppe anderer Größe austauschen kann, da der

030040/0629

- 5 - 21.2.1980

20 733 P

Abstand zwischen den vorhandenen Anschlußöffnungen in den Schirmen im allgemeinen nicht für die neue Gruppe bemessen ist.

Es ist auch bereits bekannt, isolierte berührungsgeschützte Stromschienen in Niederspannungsschaltanlagen zu verwenden. Diese Schienen sind jedoch so ausgebildet, daß Anschlüsse nur mit speziellen Schraüb-Kupplungsvorrichtungen vorgenommen werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltanlage der eingangs genannten Art mit isolierten berührungsgeschützten Stromschienen und diesen angepaßten Kupplungsvorrichtungen zu entwickeln, wobei die Kupplung sowohl nach dem Schraubprinzip wie nach dem Aufsteckprinzip arbeiten kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine elektrische Schaltanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Bei einer Niederspannungsschaltanlage nach der Erfindung kann man dieselben Stromschienen und weitgehend dieselben Anschlußteile sowohl für Schraub- wie Steckanschlüsse von Gerätegruppen verwenden, was hinsichtlich der Produktion sehr vorteilhaft ist.

030040/0629

- 6 - 21.2.1980

20 733 P

Ferner sind keine teuren Schirme als Berührungsschutz erforderlich. Da die Anschlüsse unbehindert an jeder beliebigen Stelle längs der Schienen vorgenommen werden können, kann man außerdem Gerätegruppen unterschiedlicher Größe unter Spannung gegeneinander austauschen. Die Erfindung ermöglicht es außerdem, in ein- und demselben Schaltschrank feste und herausziehbare Gerätegruppen miteinander zu mischen.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 den Querschnitt einer zur festen Montage in beispielsweise einer Niederspannungsanlage geeigneten Stromschiene,

Fig. 2a und 2b Schnitte durch eine zur Schraubverbindung mit der Stromschiene geeignete Kupplungsvorrichtung, und zwar in Fig. 2a von der Seite senkrecht zur Längsrichtung der Schiene gesehen und in Fig. 2b in Längsrichtung der Schiene gesehen,

Fig. 3a und 3b in entsprechender Darstellung wie Fig. 2a und 2b eine zum Aufstecken geeignete Kupplungsvorrichtung zum Anschluß von Gerätegruppen für Betriebsströme bis zu ca. 100 A,

Fig. 4a und 4b eine der Ausführungsform nach Fig. 3a und 3b entsprechende Kupplungsvorrichtung für höhere Betriebsströme,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Stromschiene, die aus zwei Teilen zusammengesetzt ist,

030040/0629 ^/?

- 7 - 21.2.1930

20 783 P

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform einer Stromschiene mit einer Kupplungsvorrichtung in Steckausführung.

Stromschienen der in Fig. 1 gezeigten Art werden vor allem in Niederspannungsschaltanlagen, zum Beispiel in den Schaltschränken gekapselter Verteilungsanlagen, verwendet, wo solche Schienen vorzugsweise als Sammelschienen in vertikaler Richtung an der Rückwand der Sehaltschranke angeordnet werden und an horizontal verlaufende Hauptsammelschienen angeschlossen sind, die meistens im oberen Teil der Schaltschränke angeordnet sind.

Die in Figur 1 gezeigte Schiene 1 ist durch Strangpressen hergestellt und hat einen im wesentlichen E-förmigen Querschnitt, bei dem die beiden vom Steg 1a ausgehenden Außenschenkel 2, 3 langer als der Mittelschenkel 4 sind. Die Schiene soll auf solche Weise in einem Schaltschrank montiert werden, daß ihre offene Seite nach vorne zur Schranktür hin gerichtet ist. Der äußere Endabschnitt jedes Außenschenkels 2, 3 hat eine innere Verdickung 5, 6, wodurch die Breite a der Profilöffnung kleiner wird als der innere Abstand b zwischen den Außenschenkeln.Jede der Verdickungen 5, 6 ist mit einer in Längsrichtung verlaufenden Nut 7, 8 versehen, deren Öffnung nach vorne gerichtet ist und deren Boden die Kontaktfläche für an die Schiene anschließbare Schraub-Kupplungsvorrichtungen bildet. Die Rückseite der Verdickungen bildet die Ansatzfläche 9, 10 für die Klemmvorrichtung der Schraub-Kupplungsvorrichtung. Diese Ansatzflächen sind vorzugsweise schwach konkav ausgebildet.

030040/0629 ^/ö

- 8 - 21.2.1930

B/d 20 733 P

Die Schiene 1 ist auf dem größeren Teil ihrer Oberfläche mit einem elektrisch isolierenden Belag 11 versehen. Nur die Bodenflächen der Nuten 7, 8 sowie die Seitenfläche des Mittelschenkels 4 sind unisoliert.

Die Figuren 2a und 2b zeigen im Schnitt den einen Pol einer dreipoligen Kupplungsvorrichtung in Schraubausführung zur Verbindung beispielsweise einer Gerätegruppe mit der isolierten Stromschiene 1. Die Kupplungsvorrichtung hat einen Sockel 12 aus Isoliermaterial, in dem ein Anschlußteil 13 mit Hilfe von zwei Schrauben 14, 15 befestigt ist. Das Anschlußteil 13 besteht aus einem Stück einer stranggepreßten Profilschiene aus beispielsweise Aluminium. Ein Kontaktelement 16, das auch aus einem stranggepreßten Profil besteht und zwei L-förmige Vorsprünge 17, 18 aufweist, ist in zwei den VorSprüngen angepaßte Nuten 19, 20 im Anschlußteil 13 hineingeschoben. Die Teile 13 und 16 sind mit einem durchgehenden Loch für eine Klemmschraube 21 versehen, die in eine parallelogrammförmige Mutter 22 eingeschraubt ist, welche in den Hohlraum der Schiene 1 einführbar ist, und die beim Anziehen der Klemmschraube 21 gegen die Ansatzflächen 9, 10 der Schiene 1 gepreßt wird. Die Kupplungsvorrichtung ist für Betriebsströme bis zu ca. 100 A vorgesehen, und der Anschluß an die Gerätegruppe der betreffenden Abzweigung erfolgt beispiels-

2 weise mit einem nicht dargestellten 35 mm Kabel mit Kabelschuh, der zwischen einer Unterlegscheibe 23 und dem Anschlußteil 13 mib Hilfe der Klemmschraube 21 festgeklemmt wird. Das Anziehen der Klemmschraube geschieht mit einem Schraubenzieher, der durch

/9 030040/0629

- 9 - 21.2.1930

20 783 P

ein Loch 24 im Sockel 12 eingeführt werden kann. Das Kontaktelement 16 der Kupplungsvorrichtung hat vorstehende Abschnitte 25, 26, die "beim Anziehen der Klemmschraube 21 gegen die nach vorn gerichteten Kontaktflächen der Schiene 1 in den Nuten 7, 8 gepreßt werden. Das Kabel wird durch eine zur Schiene 1 parallel laufende Nut 27 im Sockel 12 herausgeführt. Die Nut 27 ist mit einem isolierenden Deckel 28 überdeckt, der mit Schrauben 29 am Sockel befestigt ist.

Die Figuren 3a und 3b zeigen eine Kupplungsvorrichtung in Steckausführung, bei der der Sockel 12 und dis Anschlußteil 13 in gleicher Weise ausgebildet sind wie bei der Kupplungsvorrichtung nach den Figuren 2a und 2b. Auch diese Kupplungsvorrichtung ist für Betriebsströme bis zu ca. 100 A vorgesehen, und der Anschluß an die betreffende Gerätegruppe erfolgt durch ein Kabel* dessen Kabelschuh mit Hilfe der Klemmschraube 21 am Anschlußteil 13 festgeklemmt wird. Die Kupplungsvorrichtung hat zwei parallel angeordnete Kontaktelemente 30 zur Stromabnahme von der Stromschiene 1. Jedes dieser Kontaktelemente besteht aus zwei Kontaktfingern 31» 32, die von einer Zugfeder 33 gegeneinander gezogen werden.

Die Kontaktfinger 311 32 haben einen L-förmigen Fuß, der in die Nuten 19, 20 des Anschlußteils 13 paßt, zwischen denen eine in Längsrichtung verlaufende Kontaktleiste 34 angeordnet ist. Die Kontaktelemente 30 sind von dem einen Ende des Anschlußteils 13 aus in die Nuten 19, 20 eingeschoben und werden in diesen einer-

/10 030040/0629

- 10 - 21.2.1980

20783 P

seits durch einen am anderen Ende des Anschlußteils 13 vorhandenen Anschlag, der z.B. durch Stauchen des Endes der Kontaktleiste 34 gebildet worden ist, und andererseits durch einen Wandabschnitt des Sockels 12 festgehalten, der die Einführöffnung der Nuten sperrt, wenn das Anschlußteil mit den Kontaktelementen im Sockel montiert ist.

Die in den Figuren 3a und 3b gezeigte Kupplungsvorrichtung wird auf die Stromschiene 1 geschoben, wobei die beiden Kontaktfinger 31, 32 jedes Kontaktelementes unter der Wirkung der Feder 33 ei-

nerseits gegen die freien Kontaktflächen auf jeder Seite des Mittelschenkels 4 der Schiene 1 und andererseits gegen die Seitenflächen der Kontaktleiste 34 gepreßt werden.

Die Figuren 4a und 4b zeigen eine Kupplungsvorrichtung in Steckausführung, deren Konstruktionsprinzip mit der Kupplungsvorrichtung gemäß Figur 3a und 3b übereinstimmt, die jedoch für einen höheren Betriebsstrom, nämlich 630 A, ausgelegt ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Anschlußteil 13 annähernd genau so lang wie der Sockel 12 und nimmt sechs Kontaktelemente 30 auf. Der Anschluß an die Gerätegruppe des Abzweigs erfolgt mit einer nicht dargestellten 6 χ 30 mm Schiene, die in der auf der Vorderseite des Anschlußteils 13 angebrachten Nut 27 im Sockel 12 angeordnet und am Anschlußteil mit Hilfe von zwei im Anschlußteil fixierten, mit Muttern versehenen Gewindestiften 35, 36 festgeklemmt ist.

/11 030040/0629

- 11 - 21.2.1930

20 783 P

Die gezeigten stranggepreßten Profile, die zu dem Anschlußsystem gehören, "bestehen aus Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, vorzugsweise aus Aluminium oder Kupfer oder einer Kombination dieser Materialien. Beispielsweise können sämtliche Profile aus kupferumhülltem Aluminium bestehen oder bestimmte kontaktbildende Teile der Profile, wie z.B. die Kontaktleiste des Anschlußteils und der Mittelschenkel 4 der Schiene 1, können aus Kupfer und die übrigen Profile aus Aluminium bestehen. In dem letztgenannten Fall werden die beiden Profilteile zweckmäßig dadurch miteinander verbunden, daß der Kupferteil in einer Längsnut im Aluminiumteil festgepreßt wird. Eine solche Stromschiene zeigt Figur 5, bei der der Grundteil der Schiene und ihre Außenschenkel aus Aluminium bestehen, während der Mittelschenkel 4 aus Kupfer besteht.

Figur 6 zeigt im Querschnitt eine dritte AusfUhrungsform der Stromschiene mit einer Kupplungsvorrichtung in Steckausführung, die der in Figur 3b gezeigten gleicht. Bei dieser Ausführungsform hat die Schiene einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei der unmittelbar am Steg 1a liegende Teil 37b des inneren Hohlraums der Schiene bedeutend schmaler als der vordere Teil 37a des Hohlraums ist. Die parallelen Seitenwandflachen im Hohlraum 37 b bilden Kontaktflächen für die Steck-Kupplungsvorrichtung, die in diesem Fall mit gekreuzten Kontaktfingern 31, 32 ausgerüstet ist.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele

/12

030040/0629

- 12 - 21.2.1980

20 783 P

beschränkt; sie kann vielmehr im Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielen anderen unterschiedlichen Arten verwirklicht werden. Beispielsweise brauchen das Anschlußteil 13 und das Kontaktelement 16 nicht als zwei getrennte Teile ausgebildet zu sein, sondern können auch zu einem einheitlichen Bauteil vereinigt werden. Die Kupplungsvorrichtungen brauchen keinen eigenen Sockel zu haben, sondern können direkt auf einem Gerät, zum Beispiel einem Lastschalter oder dem Unterteil einer NH-Sicherung montiert werden. Dabei kann es zweckmäßig sein, das Gerät bei der Fertigung nur mit dem Anschlußteil 13 zu versehen und das Gerät dann bei seiner Montage in einer Schaltanlage je nach Bedarf entweder mit Kontaktelementen 16 für einen Schraubanschluß oder Kontaktelementen 30 für einen Steckanschluß zu ergänzen.

030040/0629

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

ί 1.!Elektrische Schaltanlage mit mindestens einer Stromschiene mit Kupplungsvorrichtungen zum Schrauben und/oder Stecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschiene (1) eine hohle, an einer Seite (vorne) offene Profilschiene ist, deren Querschnitt zwei von einem Steg (1a) ausgehende Außenschenkel (2, 3) aufweist, daß jeder Außenschenkel an seinem vorderen Ende eine Verdickung (5, 6) hat, die eine in Längsrichtung verlaufende, nach vorne gerichtete offene Nut (7, 8) aufweist, deren Boden eine Kontaktfläche für eine Schraub-Kupplungsvorrichtung bildet, daß die Schiene in ihrem inneren Hohlraum Kontaktflächen für eine Steck-Kupplungsvorrichtung aufweist und daß die Schiene (1) auf den der Berührung ausgesetzten Flächen mit einem isolierenden Belag (11) versehen ist.
2. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene einen im wesentlichen E-förmigen Querschnitt hat (Fig. 1 und 5), bei dem die beiden Außenschenkel (2, 3) länger als der Mittelschenkel (4) sind, und daß die Seiten des Mittelschenkels Kontaktflächen für eins Steck-Kupplungsvorrichtung bilden.
3. Schaltanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt hat (Fig.6), wobei der dem Steg (1a) am nächsten liegende Teil (37b) des

/2 030040/0629

- 2 - 21.2.1980

20 783 P

inneren Hohlraums der Schiene bedeutend schmaler als der vordere Teil (37a) des Hohlraums ist und im wesentlichen zueinander parallele Seitenflächen hat, welche Kontaktflächen für eine Steck-Kupplungsvorrichtung bilden.
4. Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen (5, 6) auf den Innenseiten der Außenschenkel (2, 3) liegen und Ansatzflächen (9, 10) für das zu einer Schraub-Kupplungsvorrichtung" gehörige Klemmorgan (22) bilden.
5. Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung ein Anschlußteil (13) enthält, auf dessen einer Seite Schraubvorrichtungen (21, 35, 36) zum Festklemmen von Geräteanschlußleitern vorhanden sind und auf dessen gegenüberliegender Seite Nuten (19» 20) zur Befestigung von Kontaktelementen (16, 30) für einen Schrauboder Steckanschluß an die Stromschiene (1) vorhanden sind, und daß das Anschlußteil (13) in einem aus Isoliermaterial bestehenden Sockel (12) fixiert ist, der Nuten (27) für den Geräteanschlußleiter aufweist.
6. Schaltanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (13) mit einer zentral angeordneten Kontaktleiste (3M versehen ist und daß das Kontaktelement (30) für den Steckanschluß zwei durch eine Feder (33) gegeneinander gezogene Kon-

030040/0629

- 3 - 21.2.1980

20 783 P

taktfinger (31, 32) enthält, welche auf gegenüberliegenden Seiten der Kontaktleiste (34) angebracht sind.
7. Schaltanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

j .

sich die beiderji Kontaktfinger (31, 32) des Kontaktelements (30) gegenseitig kreuzen. (Figur 6).
8. Schaltanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (13) und das Kontaktelement (16) für den Schraubanschluß ein durchgehendes Loch für eine Klemmschraube (21) haben, die eine in den Hohlraum der Stromschiene einführbare Mutter (22) trägt, die beim Anziehen der Schraube (21) gegen die Ansatzflächen (9, 10) der Schiene (1) gezogen wird, während zwei vorstehende Abschnitte (25, 26) am Kontaktelement (16) gegen die Kontaktflächen in den nach vorn gerichteten Nuten (7, 8) in den Verdickungen (5, 6) der Schiene (1) gepreßt werden.
9. Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschiene (1) und eventuell eins oder mehrere der zu der Kupplungsvorrichtung gehörenden Teile, beispielsweise das Anschlußteil (13) und das Kontakteleraent (16) für den Schraubanschluß, durch Strangpressen hergestellt sind.
10. Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschiene (1) und eventuell gewisse Teile der Kupplungsvorrichtung, beispielsweise das Anschlußteil (13) aus Aluminium und Kupfer hergestellt sind.

030040/0629 ^Λ