CN102460623B - 选择器开关和操作选择器开关的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于切换变压器抽头的选择器开关，包括：切换轴插入物(11)，其包括两个开关触头(12)和网络端子触头(13)。固定的分步触头(14)，沿圆周布置在围绕切换轴插入物设置的圆筒(22)上，固定的分步触头连接到变压器的抽头。各自的真空开关(15)连接在每个开关触头和网络端子触头之间，凸轮结构(23)沿圆周布置在所述圆筒的内表面上，以及切换轴插入物还，对于每个真空开关，包括在其外端设置的具有用于跟随所述凸轮结构的凸轮跟随器(25)的径向可移动杠杆(24)。每一对杠杆和真空开关包括相互啮合的结构元件(26，27)，这通过径向地移动杠杆，迫使真空开关轴向地启动。

Description

选择器开关和操作选择器开关的方法

技术领域

本发明通常涉及变压器的抽头变换器，以及特别涉及从变压器的一个抽头切换到下一个的选择器开关。

背景技术

在电源变压器中，带负载的抽头变换器(OLTC)用于在变压器通电时改变变压器绕组的抽头连接。为了满足服务寿命增加和带负载的抽头变换器维护减少的需要，他们通常使用真空断路器以控制切换和灭弧。

通过旋转机制依次控制真空断路器。以预定的某种模式启动真空断路器以及因此启动抽头变换器，旋转机制可以提供有跟随位于圆筒内部的凸轮表面上的一个或几个凸轮跟随器。

US4978815公开了这种抽头变换器的示例。固定的分步触头布置在圆上并连接到升降压变压器的抽头。每个相至少两个开关触头同样地布置在可转动的触头载体上以及在圆上同时可转动。每个相两个真空开关电气被构建在触头载体内以及与开关触头串联连接。凸轮滚道沿着圆布置。滚轴沿着凸轮滚道运行以径向地启动真空开关。布置分岔(US 4978815中的22)用于控制真空开关(8)。每个分岔承载在开关载体(18)中的径向槽(18′)中滑动的引导滚轴(23)(见第4列第60行-第5列第6行)以及使分岔(22)执行径向移动。凸轮滚道和滚轴是无电流的。滑环与凸轮滚道和圆是同轴的。凸轮滚道沿轴向布置在固定的分步触头和滑环之间且与固定的分步触头和滑环隔开。滑动触头在滑环上滑动。每个真空开关电连接在各自的开关触头之一和各自的滑动触头之一之间。

发明内容

本发明的发明人注意了公知的抽头变换器的一些缺点。真空断路器的引导似乎不是最佳的。真空断路器的水平移动使由重力引起的损耗增加和/或可能提高对真空断路器的引导的要求。

此外，气体可能堵在真空断路器的波纹管的外面，其可能导致不均匀的机械应变和应力以及增加波纹管的材料疲劳的风险。

因此本发明的目的是提供从变压器的一个抽头切换到下一个的选择器开关以及用于操作这种选择器开关的方法，其减轻或至少减少现有技术的缺点。

此外，本发明的目的是提供这样一种选择器开关，其是凹凸不平的、稳固的、准确的、精确的和高效的。

而且，本发明的目的是提供这样一种选择器开关，其是简单的和易于装配的。

通过如所附专利权利要求书所要求的选择器开关和方法获得这些目的和其他。

根据本发明的第一方面，提供一种从变压器的一个抽头切换到下一个的选择器开关，包括可旋转切换轴插入物，以及沿圆周布置在围绕切换轴插入物的圆筒上以及连接到变压器的抽头的固定的分步触头。切换轴插入物包括，每相至少两个开关触头和网络端子触头。各自的真空开关连接在每个开关触头和网络端子触头之间。

凸轮结构沿圆周布置在圆筒的内表面上，以及，对于每个真空开关，在其外端设置有具有用于当切换轴插入物旋转时跟随凸轮结构的凸轮跟随器的径向延伸和径向可移动的杠杆。开关触头用于与固定的分步触头接触和不接触地被移动，以及布置每个杠杆以在切换轴插入物旋转时启动各自的真空开关之一。根据本发明，每对杠杆和真空开关包括相互啮合的结构元件，这使得通过径向地移动杠杆轴向地启动真空开关。

优选地，对于每一对杠杆和真空开关，结构元件使得通过楔效应介质当杠杆被径向地移动时真空开关被轴向地启动。

在一个实施方式中，杠杆包括斜面以及真空开关包括滚轴或突起。开关触头可以与固定的分步触头接触地移动以建立径向或轴向布局的电连接。通过径向布局的电连接意思是触头之间的接触压力通过径向的力获得的连接，以及通过轴向布局的电连接意思是触头之间的接触压力通过轴向的力获得的连接。

根据本发明的第二方面，提供一种操作本发明的第一方面的选择器开关的方法。所述方法包括步骤：开关触头与固定的分步触头接触和不接触地被移动，通过旋转切换轴插入物启动各自的真空开关之一，其中对于每一对杠杆和真空开关，通过杠杆和真空开关的结构元件轴向地启动真空开关，杠杆和真空开关的结构元件相互啮合，其响应于径向移动的杠杆使真空开关被轴向地移动。

本发明的一个优点是移动真空断路器的引导更简单。气体将不堵在真空断路器的波纹管的旁边。选择器开关的设计非常稳健和高效。切换轴插入物更容易地安装在圆筒中的正确位置中。同时，带有径向凸轮操作的选择器开关对制造公差更不敏感。

通过此后给出的本发明的优选实施方式的详细说明和附图1-4，本发明其他的特征和优点将变得明显，其仅通过图示给出，而不是为了限制本发明。

附图说明

图1图示了本发明的选择器开关的原理的选择器开关的示意顶视图。

图2是根据本发明的选择器开关的主要部件的透视图。

图3是包括在图2的选择器开关中的开关触头和固定的分步触头的放大透视图。

图4是包括在图2的选择器开关中的切换轴插入物和圆筒之间的接口的放大的侧面视图。

图5A-图5C图示了杠杆和用于布置在切换轴插入物上的杠杆的引导装置的杠杆的简化截面。

具体实施方式

现在参考附图细节，其中相同标号标识的元件相互等价，以及首先，特别地，对于图1，选择器开关用于改变变压器的比率，通过电力地或电流地将电网或网络端子13连接到固定的分步触头14，其牢固连接到变压器的分步绕组的抽头。在切换期间，与过渡电阻16串联连接的右手开关触头12通过旋转开关轴插入物11首先从分步触头n转动到相邻的的分步触头n+1，在此过程中，与右手开关触头12串联连接的真空开关14和电阻16在从分步触头n提起右手开关触头12之前打开，以及仅在右手开关触头12被应用于下一个的分步触头n+1之后再次闭合。在切换过程中，发生打开与左手开关触头12串联电连接的真空开关15，这样负载电流交换到右手开关触头12以及与右手开关触头12串联连接的真空开关15。在这个过程中，电压升高，而当切换以反方向执行时电压降低。

在切换时，试图使真空开关15闭合(图1的右边)与随后的真空开关15打开(图1的左边)之间的时间尽可能短，因为在这段时间期间分步绕组的一步是电短路的，以及这个时段期间的分步短路工作必须由电阻器16承受。

本发明涉及真空开关15及其操作。简而言之，切换轴插入物11包括带有在切换轴插入物11旋转时跟随凸轮结构的凸轮跟随器的2个杠杆。引起的杠杆的径向移动被获得。杠杆和真空开关的相互啮合的结构元件将杠杆的径向移动转化为真空开关的轴向移动。

现在转到图2-图4，将说明根据本发明的具体实施方式的用于从变压器的一个抽头切换到下一个的选择器开关。

所述选择器开关包括可旋转切换轴插入物11，其包括每个相2个开关触头12以及网络端子触头13.

固定的分步触头14沿圆周固定地布置在围绕切换轴插入物11设置的绝缘圆筒22上，其中固定的分步触头14连接到变压器的抽头。当切换轴插入物11旋转时，开关触头12设置为与固定的分步触头14接触和不接触地移动。

优选的，本发明的选择器开关是直立的，即，其轴向与垂直轴平行且其径向是水平的。

导电的套管或环28固定布置在圆筒22的内表面上。当切换轴插入物11旋转时，网络端子触头13用作提供与套管28的持续电接触的滑动触头。

虽然所示实施方式中的开关触头12用于与固定的分步触头14接触地移动以建立实质的径向布局的电连接(即，施加接触压力的力是沿着径向的)，本发明不限于这种情况。例如，开关触头12可用于与固定的分步触头14接触地移动以建立实质的轴向布局的电连接(即，施加接触压力的力是沿着轴向的)。

类似地，网络端子触头13可用于与套管28接触地移动，同时用施加接触压力的轴向的力建立连接。

各自的轴向布置的真空开关15连接在每个开关触头12与网络端子触头13之间。当真空开关15闭合时，在图4的41中指出典型的电流路径。

在图4中还可以看出，在一边的开关触头12和固定的分步触头14，以及在另一边的网络端子触头13和套管28，布置在不同的轴位置。

每个开关触头12和网络端子触头13可以具有弹簧偏置的接触管脚以便保护正确的电连接。可替换地，提供其他种类的装置用于施加适当的接触压力。

为了如参考图1所述操作真空开关，提供基于凸轮的机制。凸轮结构23沿圆周布置在圆筒28的内表面上，以及提供切换轴插入物11，对于每个真空开关15，提供在其外端的具有滚轴25的径向延伸和径向可移动杠杆24被布置以当旋转切换轴插入物11时跟随凸轮结构23，以及因此，杠杆24径向移动。

每一个杠杆24用于启动各自的真空开关15之一。为此，每一个杠杆24在其内部上端上设置有斜面或表面26，以及每一个真空开关15在其上端设置有滚轴27，其在操作期间被强制靠着斜面26。因此，杠杆24沿径向向内移动迫使与杠杆24啮合的真空开关15沿轴向向上移动以及因此真空开关15打开。

类似地，当杠杆24沿径向向外移动时，与杠杆24啮合的真空开关15被迫使沿轴向向下移动以及因此真空开关15闭合。为了保证在杠杆24沿径向向内移动期间，真空开关15的滚轴27跟随杠杆24的斜面26，真空开关15优选地是利用具有向下操作的轴向力弹簧偏置的。这个力也优选地获得适当的电接触压力。

每一个杠杆24用于启动各自的真空开关15之一，通过当切换轴插入物11旋转时杠杆24径向移动，迫使真空开关15被轴向启动。每一对杠杆24和真空开关15通过楔效应介质当杠杆被径向地移动时，轴向地启动各自的真空开关15。在所示的实施方式中，杠杆24包括斜面26，以及真空开关包括滚轴27，其中面26和滚轴27提供楔效应，将径向移动转换为轴向移动，即，在所示优选实施方式中的水平移动转换为垂直移动。

通过提供用于各自的杠杆24的径向轨迹或径向路径的引导装置29、30，每个杠杆24被引导沿径向移动。在切换轴插入物11旋转期间，当凸轮跟随器25遇到凸轮结构上的凸轮23时，引导装置29、30引导并迫使杠杆24径向移动。引导装置29、30可以类似于如上述D 1中使用的引导滚轴和径向槽的系统。引导装置29、30设置为防止杠杆24沿圆周方向移动。因此，每个杠杆24被防止在水平面中旋转。引导装置还设置为防止每个杠杆24在垂直方向移动，所示抽头变换器的轴向。引导装置在图中示例为从水平表面垂直延伸的突出物29，突出物29围绕杠杆24。突出物29设置为配合槽30，在杠杆24的侧面上纵向延伸。径向延伸的杠杆24的侧面上的纵向槽30与引导突出物29的组合用于在操纵切换轴插入物11期间将杠杆24引导到径向移动。引导装置29、30可以用不同方式提供，与对应的杠杆24的部件或部分配合引导杠杆24径向移动并防止沿圆周移动、旋转和垂直移动。例如，隧道型元件比如一个或多个圆筒孔可以与对应配合设计的滑动元件一起使用，象圆筒活塞部分或元件，互补元件可设置于任一部件中。其他可能和合适的引导装置类型以及杠杆24的对应实施方式包括设置为提供径向移动并防止其他方向的移动的轨道和滚轴。可替换地或附加地，引导装置可以是真空开关15的启动杆的部件或部分，例如使用设计为配合和引导杠杆直接沿径向并防止杠杆从其径向延伸方向转向的轮或滚轴27，在水平面中限制垂直于径向移动的横向移动。

杠杆24被引导笔直地移动以及在整个移动期间径向地延伸。为了减少摩擦，引导装置可以包括通过各个轴上的滚珠轴承布置的4个轮子29，轮子在杠杆24中提供的轨道中运行。

如每个杠杆24的右侧所示，在图2中，引导槽或多个槽30可以是C型，当与滚轮、滚轴或滑动突出物29配合时防止沿圆周和垂直移动。

引导装置可以被提供有相互啮合的滑动表面，类似于多屉柜中的抽屉。

另一个示例图示在图5A中，其中具有横向突起和纵向延伸边缘部分29A的杠杆24在具有C型滑动凹槽的导轨30A中滑动。

另一个示例图示在图5B中，其中具有带斜面的成形侧面29B的杠杆24延伸到具有滚轴轴承30B的引导凹槽中。

另一个示例图示在图5C中，其中其横向侧面具有C型槽29C的杠杆24，与轴31C上的滚珠轴承30C配合，相对于插入物11径向地引导杠杆24。

与真空开关的偏置类似，在杠杆24延径向向外移动期间，为了保证杠杆24的滚轴25跟随凸轮结构23，杠杆24优选地是利用具有向外操作的径向力弹簧偏置的。

应该理解在所示实施方式中(图2和图4)，杠杆24的滚轴25设置为轴向跟随凸轮结构23的分离部分，该部分具有不同的形状。但是，这不是前提。在可替换实施方式中，杠杆布置在相同的轴位置以及其滚轴跟随同一凸轮外形。

虽然所示实施方式中将杠杆24的径向移动转换为真空开关15的轴向移动的结构元件包括杠杆24的斜面26以及真空开关的滚轴27，但是技术人员易于发现提供等效功能的其他种类的结构元件。

而且，可通过在水平轴上布置轮子或滚珠轴承提供滚轴27，垂直于真空开关的垂直方向以及垂直于杠杆24的径向。这些带有滚珠轴承的滚轴27被布置为以在杠杆24径向移动期间在杠杆24的斜面或表面26上滚动。斜面或表面26图示为直的斜面，但是它可以被设置为弯曲的斜面，比如凹的或凸的表面。弯曲的斜面使得当轴插入物11以恒定角速度旋转时可能改变真空开关的打开速率。可以与设计凸轮跟随器25和凸轮结构23提供的曲率一起设计弯曲的斜面，这样，可以在最关键的切换时刻提供真空开关15的启动杆的最大速度。

一般，每一对杠杆和真空开关包括相互啮合的结构元件，这迫使真空开关通过杠杆径向移动被轴向启动。

优选地，对每一对杠杆和真空开关，结构元件迫使当杠杆径向移动时真空开关通过楔效应的介质被轴向启动。

结构元件可以包括如上所述的斜面、凹槽、或与上述滚轴相互啮合的槽，或突起。有利地，对每一对杠杆和真空开关，杠杆包括斜面、凹槽或槽，以及真空开关包括滚轴或突起。

应理解可旋转切换轴插入物可以包括一个或几个另外的开关触头，以及连接在每个另外的开关触头和网络端子触头(未图示)之间的各自的另外的真空开关。对于每个另外的真空开关，提供径向延伸和径向可移动的杠杆，所述杠杆其外端具有设置为跟随凸轮结构的凸轮跟随器，其中，当切换轴插入物11旋转时，每一个另外的开关触头用于与固定的分步触头14接触和不接触地移动，以及每一对另外的杠杆和另外的真空开关包括相互啮合的结构元件，其迫使通过杠杆径向移动，真空开关被轴向启动。

应理解本发明已在上面详细说明，但是本发明不限于这些细节。本发明被所附专利权利要求书所限定。

Claims (9)

1.一种用于从变压器的一个抽头切换到下一个的选择器开关，包括：

-可旋转切换轴插入物(11)，包括：每相至少两个开关触头(12)和网络端子触头(13)；

-固定的分步触头(14)，沿圆周布置在围绕所述可旋转切换轴插入物设置的圆筒(22)上，固定的分步触头连接到所述变压器的抽头；

-各自的真空开关(15)，连接在每个开关触头和网络端子触头之间；以及

-凸轮结构(23)，沿圆周布置在所述圆筒的内表面上，其中

-所述可旋转切换轴插入物还包括，对于每个所述真空开关，在其外端设置有具有用于跟随所述凸轮结构的凸轮跟随器(25)的径向延伸和径向可移动的杠杆(24)；以及

-在所述切换轴插入物旋转时，所述开关触头用于与所述固定的分步触头接触和不接触地移动，以及每个所述杠杆设置为启动各自的所述真空开关之一，其特征在于

-每一对所述杠杆和真空开关包括相互啮合的结构元件(26，27)，其通过径向地移动杠杆，迫使真空开关被轴向地启动；

其中对于每一对所述杠杆和真空开关，结构元件在当杠杆被径向移动时，通过楔效应介质，迫使真空开关被轴向地启动。

2.根据权利要求1所述的选择器开关，其中对于每一对所述杠杆和真空开关，相互啮合的结构元件包括与滚轴(27)或突起相互啮合的斜面(26)或槽。

3.根据权利要求2所述的选择器开关，其中对于每一对所述杠杆和真空开关，所述杠杆包括斜面或槽，以及所述真空开关包括滚轴或突起。

4.根据权利要求1、2或3所述的选择器开关，其中所述开关触头设置为与所述固定的分步触头接触地移动以建立实质的径向布局的电连接。

5.根据权利要求1、2或3所述的选择器开关，其中所述开关触头设置为与所述固定的分步触头接触地移动以建立实质的轴向布局的电连接。

6.根据权利要求1、2或3所述的选择器开关，其中可移动杠杆的凸轮跟随器设置为轴向跟随所述凸轮结构的分离部分，所述部分具有不同的形状。

7.根据权利要求1、2或3所述的选择器开关，其中套管(28)提供在所述圆筒的内表面上，以及当所述可旋转切换轴插入物旋转时，网络端子触头为提供与所述套管的持续接触的滑动触头。

8.根据权利要求1、2或3所述的选择器开关，其中

-所述可旋转切换轴插入物包括另外的开关触头，以及另外的径向延伸和径向可移动的杠杆，其外端具有设置为跟随所述凸轮结构的凸轮跟随器；

-另外的真空开关连接在另外的开关触头和网络端子触头之间；以及

-当可旋转切换轴插入物旋转时，另外的开关触头设置为与所述固定的分步触头接触和不接触地移动，以及另外的杠杆和另外的真空开关包括相互啮合的结构元件，其通过径向地移动杠杆，迫使真空开关被轴向地启动。

9.一种操作选择器开关的方法，选择器开关包括：可旋转切换轴插入物(11)，其包括：每相至少两个开关触头(12)和网络端子触头(13)；固定的分步触头(14)，沿圆周布置在围绕所述可旋转切换轴插入物设置的圆筒(22)上，固定的分步触头连接到变压器的抽头；各自的真空开关(15)，连接在每个开关触头和网络端子触头之间；以及凸轮结构(23)，沿圆周布置在所述圆筒的内表面上，其中所述可旋转切换轴插入物还包括，对于每个所述真空开关，在其外端设置有具有设置为跟随所述凸轮结构的凸轮跟随器(25)的径向延伸和径向可移动的杠杆(24)，由此径向移动杠杆，所述方法包括步骤：

-通过旋转所述可旋转切换轴插入物，所述开关触头与所述固定的分步触头接触和不接触地移动，以及启动各自的所述真空开关之一，其特征在于

-对于每一对所述杠杆和真空开关，通过杠杆和真空开关的结构元件(26，27)，真空开关被轴向地启动，结构元件相互啮合以及响应于杠杆的径向移动，迫使真空开关轴向移动；

其中对于每一对所述杠杆和真空开关，当杠杆被径向移动时，通过楔效应介质，通过迫使真空开关轴向移动，真空开关被轴向地启动。