DE4230060A1 - Trennschalter mit in einem Isoliergas angeordneten Kontaktgliedern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Trennschalter mit in einem Isoliergas angeordneten und relativ zueinander bewegbaren Kontaktgliedern, deren miteinander zusammenwirkende Bereiche eine Beschichtung aus einem silberhaltigen Kontaktwerkstoff tragen.

Ein Trennschalter dieser Art ist beispielsweise der DE-Firmendruckschrift "Siemens": "Die neue Generation von Mittelspannungs-Schaltanlagen", Best.-Nr. A19100 E139-A998, 1984, Seiten 7, 8, 9 zu entnehmen. Die Kontaktglieder solcher Trennschalter unterliegen, wie auch andere mechanisch mit gegenseitiger Reibung in Eingriff zu bringende Elemente einem Verschleiß durch Abnutzung. Es sind eine Reihe von Maßnahmen bekannt, um den Verschleiß der Kontaktflächen möglichst gering zu halten. Insbe­ sondere können Kontakte reibungsfrei in Eingriff gebracht und dann durch Aufbringen einer Spannkraft gegeneinander gedrückt werden (DE-C-1 061 406). Eine solche Maßnahme wäre im Prinzip auch bei einem in einer Isoliergasat­ mosphäre untergebrachten Trennschalter anwendbar. Die zum Anpressen der Kontaktglieder benötigte Vorrichtung stellt jedoch einen nicht unbeträchtlichen Aufwand dar und unterliegt ihrerseits einem Verschleiß mit der Gefahr, daß die Anpreßkraft nicht zustande kommt und der Trennschalter durch Lichtbogenbildung zerstört wird.

Eine andere bekannte Maßnahme besteht darin, die Kontakt­ glieder mit einem Schmiermittel zu versehen (DE-C-1 090 738).

Eine solche Kontaktschmierung ist jedoch nur bei offen arbeitenden Trennschaltern anwendbar und kommt für metall­ gekapselte und gasisolierte Trennschalter nicht in Betracht.

Darüber hinaus ist es bekannt, die Beschichtungen der Kontaktglieder aus einem besonders verschleißbeständigen Kontakt-Material herzustellen. Hierfür eignen sich bei­ spielsweise Kontaktauflagen aus der Werkstoffpaarung Silber-Graphit, die neben guten elektrischen Eigenschaften über eine gewisse Selbstschmierung verfügen. Solche Kon­ taktauflagen können als Kontaktplättchen auf die Kontakt­ glieder aufgelötet werden. Ferner können Silber-Graphit- Schichten durch galvanische Verfahren aufgebracht werden. Beispiele für die galvanische Aufbringung von Silber- Graphit-Schichten sind den DE-A-33 28 067 und 25 43 082 zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verschleiß­ beständigkeit der Kontaktglieder eines Trennschalters der erwähnten Art auf möglichst einfache Weise zu erreichen und daher sowohl zusätzliche komplizierte Mechanismen als auch relativ teure Kontaktauflagen oder Verfahren zu vermeiden, die schwierig zu unterhaltende galvanische Bäder erfordern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das eine Kontaktglied eine galvanisch aufgebrachte Hart­ silberschicht und das andere Kontaktglied eine gleichfalls galvanisch aufgebrachte normale Silberschicht besitzt. Die galvanische Hartversilberung stellt ein ohne Schwierig­ keiten zu handhabendes Verfahren dar, wie es beispielsweise durch die DE-C-837 866 bekannt geworden ist. Ebenso ist die Herstellung normaler, d. h. verhältnismäßig weicher Reinsilberschichten auf galvanischem Wege allgemein üblich und einfach durchführbar. Es erweist sich, daß beim Zu­ sammenwirken der genannten unterschiedlich harten Silber­ schichten ein überraschend geringer Verschleiß auftritt und somit bei verhältnismäßig geringem Aufwand eine befriedigende Lebensdauer der Trennschalter erzielt wird.

In der Regel ist eines der Kontaktglieder eines Trenn­ schalters feststehend angeordnet, während das andere Kontaktglied bewegbar ist. In diesem Fall empfiehlt es sich, das mit der Hartsilberschicht versehene Kontaktglied als stationäres Kontaktglied einzusetzen.

Die Lebensdauer des Trennschalters kann noch dadurch verbessert werden, daß auf die Hartsilberschicht galvanisch eine Schicht eines Metalls der Platingruppe, insbesondere Palladium, aufgebracht wird. Eine derartige zusätzliche Beschichtung ist ebenfalls mit mäßigem Aufwand herstellbar.

Eine Steigerung der Standzeit des stationären Kontakt­ gliedes ist auch durch mechanische Einarbeitung zusätz­ licher Werkstoffe erzielbar. Hierfür eignen sich insbe­ sondere die bekannten Trommelverfahren, bei denen man zu behandelnde Werkstücke und Zusatzstoffe in einer Trommel unter ständiger Bewegung in intensive Berührung bringt. Eine gewisse Menge der Zusatzstoffe dringt dabei in die Oberfläche der Werkstücke ein und verändert deren Eigenschaften. Für die Zwecke der Erfindung erweist es sich insbesondere als vorteilhaft, wenn auf die Hart­ silberschicht durch ein Trommelverfahren eine aus Teilchen eines Edelmetalles und Kohlenstoff bestehende Schicht aufgebracht ist. Vorzugsweise wird für das Trommelverfahren ein Pulver verwendet, dessen Partikel aus einer Mischung eines Edelmetalls, z. B. Silber, und Kohlenstoff (Graphit) bestehen. Durch eine solche Be­ handlung sind Eigenschaften erzielbar, die den bekannten Silber-Graphit-Verbundwerkstoffen oder den galvanisch aufgebrachten Silber-Graphit-Schichten ähnlich sind. Hin­ sichtlich des Aufwandes ist das Trommelverfahren jedoch günstiger und verfahrentechnisch einfacher, zumal es lediglich durch die Behandlungsdauer möglich ist, mehr oder weniger dicke Zusatzschichten herzustellen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt zusammenwirkende Kontaktglieder in einer Seitenansicht, wobei eines der Kontaktglieder abgebrochen gezeigt ist, um die Oberfläche des dahinterliegenden Kontaktgliedes sichtbar zu machen.

In der Fig. 2 ist die Kontaktanordnung gemäß der Fig. 1 in einer rechtwinklig zur Fig. 1 stehenden Ansicht dargestellt.

Die Fig. 3 zeigt ein feststehendes Kontaktglied mit beidseitig aufgebrachter zweilagiger Beschichtung.

Die Fig. 4 ist eine vergrößerte schematische Darstellung der Beschichtung eines Kontaktgliedes mit einer Hart­ silberschicht und einer zusätzlichen Silber-Graphit-Schicht.

In der Fig. 1 ist ein feststehendes Kontaktglied 1 eines Trennschalters gezeigt, das mit einem Paar um ein ange­ deutetes Zentrum schwenkbarer Kontaktglieder 2 und 3 zusammenwirkt. Das Kontaktglied 3 ist abgebrochen gezeigt, um eine als Kontaktfläche dienende Beschichtung 4 des Kontaktgliedes 2 sichtbar zu machen. Die Beschichtung 4 ist durch eine normale galvanische Versilberung auf einem beispielsweise aus Kupfer bestehenden Grundmaterial her­ gestellt. Es kann entweder das ganze Kontaktglied 2 mit dieser Silberschicht versehen sein oder die Versilberung kann partiell vorgenommen sein, wie dies durch die Be­ grenzung der Kontaktfläche 4 in der Fig. 1 angedeutet ist. Das Kontaktglied 3 besitzt eine gleiche Beschichtung 5 (Fig. 2).

Das feststehende Kontaktglied 1 besitzt beidseitig eine Beschichtung 6, die ebenfalls galvanisch aufgebracht ist. Im Unterschied zu der Beschichtungen 4 und 5 ist jedoch die Beschichtung 6 eine Hartsilberschicht.

Zum Einschalten werden die bewegbaren Kontaktglieder 2 und 3 in Richtung des in der Fig. 1 gezeigten Pfeiles 7 zur Anlage an dem feststehenden Kontaktglied 1 gebracht. Diese Stellung ist in der Fig. 2 dargestellt. Durch die ange­ gebene Kombination von Silberschichten wird eine hohe Verschleißbeständigkeit des Trennschalters erreicht. Dieses Ergebnis wird mit geringerem Aufwand erzielt, als es bisher beispielsweise durch die Aufbringung von silbergraphithaltigen Kontaktauflagen erzielt wurde.

Wie schon erwähnt, kann die Haltbarkeit der Beschichtungen 6 aus Hartsilber noch durch die zusätzliche Abscheidung einer Palladiumschicht verbessert werden. Eine solche Beschichtung 8 ist in der Fig. 3 gezeigt.

Das in der Fig. 4 teilweise gezeigte feststehende Kontaktglied 10 ist beidseitig mit einer zusammengesetzten Beschichtung versehen, die als Ganzes mit 11 bezeichnet ist. Die Beschichtung 11 besteht aus einer direkt auf dem Grundwerkstoff des Kontaktgliedes 10 galvanisch aufge­ brachten Hartsilberschicht 12 und einer zusätzlichen Ober­ flächenschicht 13, die aus Silber und Graphit besteht. Silber und Graphit sind als Teilchen unterschiedlicher Größe gezeigt, um die Mischung anzudeuten. Eine feste Bindung dieser Teilchen an die Hartsilberschicht 12 wird durch ein Trommelverfahren erzielt. Hierzu wird eine größere Anzahl zu behandelnder Kontaktglieder in einer Trommel eine Zeitlang zusammen mit einem Pulver intensiv bewegt, dessen Partikel aus einer Mischung von Silber und Graphit bestehen. Diese Stoffe dringen in die Hartsilber­ schicht 12 ein und ergeben vorteilhafte Eigenschaften sowohl hinsichtlich der Verschleißbeständigkeit als auch der elektrischen Eigenschaften.

Es sei noch erwähnt, daß eine normale Versilberung eine Härte von etwa 60 bis 80 Mikro-Vickers aufweist. Dem­ gegenüber ist durch eine Hartglanzversilberung eine Härte von etwa 80 bis 200 Mikro-Vickers erzielbar. Welche Härte für die Zwecke der Erfindung geeignet ist, hängt vom Einsatzzweck der Kontaktglieder ab. Insbesondere kommt es bei der anzustrebenden Härte der Hartsilberschicht darauf an, ob die Hartsilberschicht für sich allein oder in Ver­ bindung mit einer zusätzlichen Beschichtung der be­ schriebenen Art eingesetzt wird.

Claims (5)

1. Trennschalter mit in einem Isoliergas angeordneten und relativ zueinander bewegbaren Kontaktgliedern (1, 2, 3), deren miteinander zusammenwirkende Bereiche eine Be­ schichtung (4, 5, 6) aus einem silberhaltigen Kontakt­ werkstoff tragen, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Kontaktglied (1) eine galvanisch aufgebrachte Hartsilberschicht (6) und das andere Kontaktglied (2, 3) eine gleichfalls galvanisch aufgebrachte normale Silberschicht (4, 5) besitzt.

2. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Hartsilberschicht (6) versehene Kontaktglied (1) als stationäres Kontaktglied dient.

3. Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Hartsilberschicht (6) galvanisch eine Schicht (8) eines Metalls der Platingruppe, insbesondere Palladium, aufgebracht ist.

4. Trennschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Hartsilberschicht (12) durch ein Trommelverfahren eine aus Teilchen eines Edelmetalls und von Kohlenstoff bestehende Schicht (13) aufgebracht.

5. Trennschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für das Trommelverfahren ein Pulver verwendet wird, dessen Partikel aus einer Mischung des Edelmetalls und Kohlen­ stoff (Graphit) bestehen.