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Umschalter für die Wicklungsanzapfungen eines Transformators, insbesondere Höchstspannungstransformators
Der Umschalter für die Wicklungsanzapfungen eines Transformators (auch Anzapfschalter genannt) ist eine Vorrichtung, mittels welcher die Transformatorübersetzung in kleinen Grenzen geändert werden kann. Es erfolgt dies durch eine geeignete Verbindung der herausgeführten Wicklungsanzapfungen. Die
Betätigung des Umschalters erfolgt bei abgeschaltetem Transformator, u. zw. entsprechend den Betriebs- erfordernissen in verhältnismässig langen Zeitintervallen.
Die konstruktiven Ausführungen der bisher verwendeten Umschalter sind verschieden. Die festen Kontakte sind meist im Kreis angeordnet und werden paarweise durch einen Drehkontakt eingeschaltet, welcher im Kontaktteil entweder als Waagebalken ausgebildet ist, durch welchen je zwei benachbarte, auf der Kreisbahn angeordnete, feststehende Kontaktteile miteinander verbunden werden, oder es handelt sich um einen normalen Messerkontakt, welcher je zwei im Kreis gegenüberliegende oder untereinander angeordnete feststehende Kontakte miteinander verbindet. Weiters wurde eine Umschaltertype entwickelt, welche einen beweglichen Kontakt mit geradliniger Bewegung aufweist, welche in verschiedener Weise ausserhalb des Umschalters von einer Drehbewegung abgeleitet wird.
Der bewegliche Kontakt schaltet die feststehenden Kontakte ein, welche in Reihe an einer Isolierstange oder einem Isolierrohr angeordnet sind.
So ist insbesondere aus der Schweizer Patentschrift Nr. 233958 ein solcher Umschalter bekanntgeworden, der jedoch infolge seines Aufbaues mit nicht kreisringförmigen Festkontakten nur für relativ niedrige Span- nungen verwendbar ist und einen hinsichtlich des Platzbedarfs ungünstigen Antrieb der beweglichen Kontakte mittels Zahnstange und Ritzel besitzt.
Alle diese Umschalter weisen eine Reihe von Nachteilen auf und sind insbesondere zur Verwendung für Transformatoren der Höchstspannungsreihe für Spannungen über 100kV kaum geeignet. Die unter Spannung stehenden metallischen Kontaktteile sind nämlich gegenüber der Umgebung nicht isoliert und weisen überdies unrunde, vom Standpunkt der Feldverteilung ungünstige Formen auf. Diese Umschalter beanspruchen daher grosse Isolierentfernungen im Ölgefäss des Transformators. Dazu kommt noch, dass auch die Einrichtungen zur Betätigung der beweglichen Kontakte bei den bisher bekannten Umschaltern relativ viel Raum im Ölgefäss einnehmen. Diese Umstände bewirken insgesamt eine beträchtliche Verteuerung der Grosstransformatoren.
Die geschilderten Nachteile werden bei einem Umschalter für die Wicklungsanzapfungen eines Transformators, insbesondere Höchstspannungstransformators, für die Umschaltung im stromlosen Zustand, bei welchem Umschalter feststehende ringförmige Kontakte vorgesehen sind, die an ihrem inneren Umfang mit verschiebbaren Kontakten in leitender Verbindung stehen erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass die feststehenden Kontakte kreisringförmig ausgebildet und von einer koaxial angeordneten kreiszylindri- schenIsolierhülle gehalten sind, in welche an einer Stirnseite eine ausisoliermaterial bestehende Schraubenspindel eintritt, auf der eine gleichfalls aus Isoliermaterial bestehende, die verschiebbaren Kontakte tragende Wandermutter sitzt.
An sich ist die Anwendung von Wandermuttern im Schalterbau zur Bewegung der die beweglichen Kontakte tragenden Schaltstücke bekannt.
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Durch die erfindungsgemässe Konstruktion wird eininsbesonderefür die Hochstspannungstechnik vorteil- hafterUmschalter mit besonders kompaktem Aufbau geschaffen, der infolge seines koaxialen und durch- , wegs kreisförmigen Aufbaues hinsichtlich der Feldverteilung und somit hinsichtlich der auftretenden elektrischen Beanspruchungen ausserordentlich günstige Eigenschaften aufweist. Zusammen mit dem sich im wesentlichen innerhalb des durch die kreisringförmigen Festkontakte gebildeten metallischen Käfigs befindlichen Antrieb des beweglichen Kontaktträger erhält man einen Umschalter mit besonders geringen Abmessungen und einem dementsprechend geringen Platzbedarf im Ölgefäss des Transformators.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Umschalters dargestellt.
Es zeigen Fig. l das Anschluss-Schema des Umschalters an die Transformatorwicklung, Fig. 2 einen Aufriss des erfindungsgemässen Umschalters im Schnitt und Fig. 3 den dazugehörigen Grundriss.
In Fig. l ist die Transformatorwicklung mit V, die festen Kontakte des Umschalters, zu welchen die Transformatoranzapfungen herausgeführt sind, mit P und der bewegliche Umschalterkontakt mit H bezeichnet. Aus der Darstellung in den Fig. 2 und 3 ist die Form und Anordnung der feststehenden Kontakte 1 ersichtlich. Diese sind kreisringförmig ausgebildet und koaxial übereinander angeordnet. Die Verbindung der entsprechenden feststehendenKontakte erfolgt mittels der in der axial *verschiebbaren Wandermutter 2 gelagerten verschiebbaren Kontakte 4. Die axiale Bewegung wird der äusisoliermaterial bestehenden Wandermutter 2 durch die gleichfalls ausisoliermaterial bestehende Schraubenspindel 3 erteilt. Die Mutter 2 enthält zwei oder mehrere gefederte Kontakte 4.
Die Führung der Mutter 2 ist durch zwei Federn 5 (Fig. 3) gegen Verdrehunggesichert. DieDrehbewegung derSchraubenspindel3 wird durch eine Welle bewirkt, welche zum Teil isoliert ist, das- öldichte Transformatorgefäss durchsetzt und von einem Antriebszapfen abgeschlossen ist. Der Einfachheit halber ist diese Antriebsvorrichtung nicht eingezeichnet. Diefeststehenden Kontakte 1 sind von kreisringförmigen Isolierplatten 6 gehalten, welche durch zylindrischeisoliersegmente 7 verspreizt sind : Die Kontaktanordnung 1, 4 ist in eine koaxial angeordnete kreiszylindrische
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terung gleichzeitig einen Isolierschirm der unter Spannung befindlichen Teile des Umschalters gegen die Umgebung im Transformator bildet.
An der der Transformatorwicklung zugekehrten Seir e sind den fesr- stehenden Kontakten 1 die Wicklungsanzapfungen zugeführt und mittels Kabelschuhen 11 (Fig. 3) angeschlossen.
Der erfindungsgemässe Umschalter weist insbesondere folgende Vorteile auf : Die kreiszylindrische
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der zur Betätigung zweckmässigenDreh-bewegung in eine geradlinige Bewegung, welche für die beweglichen Kontakte erforderlich ist, wird unmittelbar im Raum der Isolierhülle mittels einer aus Isoliermaterial bestehenden Schraubenspindel vorgenommen, welche an einer Stirnseite in die Isolierhülle eintritt und in dieser drehbar gelagert ist, unter Verwendung einer auf der Schraubenspindel angeordneten, die beweglichen Kontakte tragenden Wandermutter. Auf Grund dieser Ausführung des Umschalters werden die Überschlagsentfernungenbeträchtlich herabgesetzt und der Raum im Ölgefäss des Transformators wesentlich besser als bisher ausgenützt. Dadurch wird eine wirtschaftliche Anwendung des Umschalters bei Höchstspannungstransformatoren ermöglicht.