CN103155073A - 无励磁分接开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在可调式变压器的不同绕组抽头之间进行无功切换的无励磁分接开关。本发明的基本构思在于提供一种用于无励磁分接开关的步进切换传动机构（2），其中所有主要部件同轴地围绕共同的纵向中轴线设置并且各个部件仅具有小的径向尺寸。为此根据本发明，该步进切换传动机构（2）包括：沿共同的纵向中轴线设置的驱动轴（9）和输出轴（8），在该驱动轴和输出轴的相互面对的端面上分别在侧向周界上设置多个同步销（10、11）；形锁合地围绕驱动轴（9）设置的可轴向移动的第一筒体（12），该第一筒体在其外周界表面上具有两个凹槽曲线轮廓（13、14）；同样可轴向移动的第二筒体（20），该第二筒体与第一筒体（12）借助嵌入凹槽曲线轮廓（14）中的销（26.1、26.2）作用连接；和构造为联接装置的第三筒体（21），该第三筒体通过第二筒体（20）沿轴向被强制引导。

Description

无励磁分接开关
技术领域
本发明涉及一种用于在可调式变压器的不同绕组抽头之间进行无功切换的无励磁分接开关（Umsteller）。
背景技术
不同于在负载下不中断地进行切换的有载分接开关，在用于切换的无励磁分接开关中，相应的可调式变压器必须在切换开始之前完全被关断并在切换完全结束之后才能再次被接通。这样的无励磁分接开关例如根据本申请人的公司印刷品“无励磁分接开关
Figure BDA00003028786400011
U、使用说明书BA278/06”（11年9月印刷）已知。这种已知的无励磁分接开关根据旋转式无励磁分接开关的原理工作。该无励磁分接开关包括绝缘材料支架，在该绝缘材料支架上在多个水平平面中分别环状地设置固定触点。在该绝缘材料支架内部设有一个可转动的绝缘切换轴，该绝缘切换轴在每个水平平面中带有至少一个切换触点，对应的固定触点通过该切换触点可根据相应的基本电路、例如作为星形接点抽头无励磁分接开关、单中心无励磁分接开关、双中心无励磁分接开关、串联-并联无励磁分接开关、星形-三角无励磁分接开关以不同方式而接通。该无励磁分接开关在此设置在可调式变压器的变压器油箱中的侧壁附近。
如上所述，该无励磁分接开关从一个工作位置到另一个工作位置的调节（也就是在连接的可调式变压器的不同绕组抽头之间的切换）在可调式变压器关断时（即在无电流和无电压的状态下）通过绝缘切换轴的转动来实现。绝缘切换轴的转动通常借助步进传动机构、尤其是马氏传动机构来实现，电动马达驱动装置或机械手动驱动装置作用到该传动机构上。带有加装的上面的传动级和位于该传动级下面的用于驱动绝缘切换轴的马氏传动机构的无励磁分接开关头部构成该已知无励磁分接开关的上端盖。一个从相应的马达驱动装置或手动驱动装置出来的轴连接到上面的传动级上的外侧轴联接装置上；该轴的旋转运动在上面的传动级中通过蜗轮蜗杆传动机构传输到垂直支承在无励磁分接开关头部中的驱动轴上，该驱动轴在其下端上又具有马氏曲柄。该马氏曲柄嵌入马氏轮中，该马氏轮在上端固定地设置在绝缘切换轴上。
然而这种所描述的数十年来在现有技术中常见的结构对于变压器制造商而言很占空间，因为该结构在变压器油箱内占据相对大的安装空间并因此限制变压器制造商在空间紧凑的变压器油箱内设计实际变压器时的自由度。最后还因为无励磁分接开关必须与变压器油箱内的各个变压器绕组以及变压器壳体壁间隔开一定的介电距离。在此，除无励磁分接开关本身外，从变压器调整绕组的相应绕组抽头到所述无励磁分接开关相应连接触点的各个介电绝缘的铜导线的安装在变压器油箱内也需要很大的空间。通过引线座固定在变压器有源部件上的导线引导装置不仅在其安装中很费时，而且由于其所需的导电特性而由铜制成并因此非常昂贵。
最新研发的无励磁分接开关主要包括多个环状地围绕纵向中轴线设置的接触杆（其同时构成固定触点）和一个可转动支承的中心切换轴，在该切换轴上固定有一个接触装置，该接触装置构成活动的接触系统。这种无励磁分接开关例如在本申请人的未在先公开的DE102010020040.9中描述。可围绕中心切换轴转动支承的活动的接触装置用于两个优选相邻的彼此固定的接触杆的电气接通，以便由此使与无励磁分接开关作用连接的可调式变压器产生限定的变压比。环状设置的接触杆和可旋转运动的中心切换轴的保持在两侧借助平面的构造成板状的固定元件来实现。电导线在此直接连接到接触杆的端面上、即连接到无励磁分接开关的上侧和下侧上，并沿无励磁分接开关的中轴线在可调式变压器内部被引导。
DE102010020040.9的这种新型无励磁分接开关在此能够特别节省空间地直接定位在有源部件上、即直接邻接变压器的各个分接绕组、直接定位在其扼上。因此无励磁分接开关的相应连接触点和可调式变压器调整绕组的各个绕组抽头之间的连接导线可缩短到最小程度。这尤其是省略复杂且昂贵的导线引导装置连同引线座。但由于目前技术上必需的轴向导线引导装置和在各个导线之间所需的以及距变压器分接绕组抽头所需的介电距离，不能再使用现有技术已知的数十年来被证明有效的马氏传动机构，这是因为由于轴向导线引导装置而导致紧邻无励磁分接开关头部不再有马氏传动机构所需的安装空间。
发明内容
因此，本发明的任务在于提供一种用于可调式变压器的无励磁分接开关，其具有步进传动机构，该步进传动结构维持在各个导线之间所需的以及距变压器分接绕组抽头所需的介电距离并还可低成本地制造。同时该传动机构应仅由少量零部件构成并且可简单且可靠地操作。
该任务通过具有权利要求1特征的用于可调式变压器的无励磁分接开关来解决。从属权利要求涉及本发明的特别有利的扩展方案。
本发明的基本构思在于，提供一种用于无励磁分接开关的步进切换传动机构，其中所有主要部件同轴地围绕共同的纵向中轴线设置并且各个部件仅具有小的径向尺寸。根据本发明的步进切换传动机构为此包括：输出轴和沿共同的纵向中轴线设置的驱动轴，在该驱动轴和输出轴的相互面对的端面上分别在侧向周界上设置多个同步销；形锁合地围绕驱动轴设置的可轴向移动的第一筒体，该第一筒体在其外周面上具有两个凹槽曲线轮廓；同样可轴向移动的第二筒体，该第二筒体与第一筒体借助嵌入第二凹槽曲线轮廓中的销作用连接；和在第二筒体内构造为联接装置的第三筒体，该第三筒体的内齿部永久地嵌入输出轴的同步销中并还借助第二筒体沿轴向被强制引导。
通过使用根据本发明为无励磁分接开关应用研发的步进切换传动机构代替由现有技术已知的马氏传动机构，可将实际的无励磁分接开关直接定位在可调式变压器的有源部件上。这是因为所提出的步进切换传动机构可节省空间地相对于轴向固定在接触杆上的导线安装在中心、即在纵向中轴线的延长部中。
附图说明
下面结合附图借助实施例详细说明本发明。附图如下：
图1为具有根据本发明的步进切换传动机构的无励磁分接开关；
图2为根据本发明的步进切换传动机构的侧剖面图。
具体实施方式
图1示出具有根据本发明的步进切换传动机构2的无励磁分接开关1。该无励磁分接开关1主要包括两个基本上彼此水平间隔开的固定元件3.1和3.2，在各固定元件之间设置多个沿纵向方向延伸的、围绕共同的纵向中轴线设置的且构造成管状的导电接触杆4。每个所述优选空心的接触杆4在此构成一个固定触点并通过其相应的电连接导线5与在该图示中未示出的可调式变压器的对应绕组抽头连接。另外，在固定元件3.1和3.2之间在多个接触杆4之间的内部中央设置一个中心切换轴6，在该切换轴上固定有多个相同的接触装置7，各接触装置构成活动的接触系统。借助中心切换轴6可转动地支承的多个活动的接触装置7用于两个优选相邻的彼此固定的接触杆4之间的电气接通，以便由此使与无励磁分接开关1作用连接的可调式变压器产生限定的变压比。根据本发明的步进切换传动机构2设置在导电的连接导线5之间在切换轴6的轴向延长部中并与切换轴6经由输出轴8不可相对转动地连接。步进切换传动机构2通过固定装置30固定在上方的固定元件3.1上。
图2示出根据本发明的步进切换传动机构2的侧剖视图的细节图，该步进切换传动机构包括同轴地沿共同的纵向中轴线设置的驱动轴9和输出轴8，该驱动轴和输出轴分别构造成实心轴，并且在该驱动轴和输出轴的相互面对的端面上分别在侧向周界上设置多个同步销10、11，其中驱动轴9的同步销10在朝向输出轴8的端面上具有倒圆的半径。第一筒体12形锁合地、但沿纵向中轴线可移动地围绕驱动轴9套装，该第一筒体12在其外周面上具有两个对称的凹槽曲线轮廓13和14。第一筒体12借助贯穿销15与驱动轴9不可相对转动地固定，贯穿销15嵌入设置在第一筒体12中的长孔16中，使得第一筒体12与驱动轴不可相对转动地连接，但同时保持轴向可移动的。在包围整个步进切换传动机构的壳体17的侧壁中在第一筒体12的区域内设置另外的销18.1和18.2，该销与第一凹槽曲线轮廓13对应。在壳体17的相应端面上设置开口19.1和19.2，驱动轴9和输出轴8都旋转支承地容纳在所述开口中。在驱动轴9转动并因此第一筒体12转动的情况下，销18.1和18.2在第一凹槽曲线轮廓13中的强制引导引起第一筒体12沿纵向中轴线的线性运动。在此构造为联接装置的第二筒体20同时借助另外的销26.1和26.2嵌入第一筒体12的第二凹槽曲线轮廓14中。由于两个凹槽曲线轮廓13-14对称，所以第二筒体20的速度和其轴向经过的行程都是第一筒体12的两倍。换言之：在驱动轴9旋转运动的情况下，与第一筒体12相比第二筒体20完成双倍行程。在第二筒体20中容纳有构造为联接装置的第三筒体21，通过在第三筒体21的朝向壳体17的盖22的端面上设置凸缘23，该凸缘嵌入设置在第二筒体20上的凹槽24中，从而第三筒体在第二筒体中沿轴向被引导。当第二筒体20轴向移动时，第三筒体21因此也沿轴向被强制引导。另外，在第三筒体21的内周界面上设有与驱动轴8和输出轴9的同步销11精确配合地构造的内齿部25，该内齿部在构造为联接装置的第三筒体21轴向移动的情况下与驱动轴9的同步销11和输出轴8的同步销10同时作用连接，由此驱动轴9和输出轴8共同旋转。
为了使步进切换传动机构2继续移动到止动点，例如借助未示出的马达驱动装置或手动驱动装置经由驱动轴9施加旋转运动。在此经由贯穿销15同时使第一筒体12一同旋转。只要设置在壳体17上的销18.1、18.2和固定在第二筒体20上的销26.1和26.2经过凹槽曲线轮廓13和14的直线段，则第一筒体12和第二筒体20就不进行平移运动。只有当销18.1、18.2、26.1和26.2到达对称的凹槽曲线轮廓13和14的坡道时，第一筒体12才向驱动轴9的方向轴向加速，并且受第二凹槽曲线轮廓14控制的第二筒体20进行双倍加速。由此第三筒体21的构造为联接装置的内齿部25与驱动轴9的同步销10和11嵌接。由于同步销10和11的倒圆半径，存在限定的游隙，该游隙允许一定的转动，因此步进切换传动机构2不会卡住。由于该功能，也确保步进切换传动机构2的强制运行，即，步进切换传动机构2或者说构造为联接装置的第三筒体21始终不能自由旋转地转动。在该切换时刻已经开始实际的切换步进。在第三筒体21的联接状态下，即第三筒体21的内齿部25不仅嵌入驱动轴9的同步销10中而且也嵌入输出轴8的同步销11中，销18.1、18.2、26.1和26.2位于凹槽曲线轮廓13和14的止动平台上并且不产生行程运动。在该时间段中，驱动轴9的驱动力矩经由第三筒体21传输到输出轴8上，并且执行切换步进。在切换步进即将结束前，通过使第一筒体12和第二筒体20向输出轴8的方向加速，从而通过销26.1和26.2引入第三筒体21的返回引导。由于该运动过程在两个方向上是相同的，所以在此也存在强制运行。
附图标记列表
1          无励磁分接开关
2          步进切换传动机构
3.1、3.2   固定元件
4          接触杆
5          连接导线
6          切换轴
7          接触装置
8          输出轴
9          驱动轴
10、11     同步销
12         第一筒体
13         第一凹槽曲线轮廓
14         第二凹槽曲线轮廓
15         贯穿销
16         长孔
17         壳体
18.1、18.2 销
19         开口
20         第二筒体
21         第三筒体
22         盖
23         凸缘
24         凹槽
25         内齿部
26.1、26.2 销
30         固定装置

Claims (6)

1.一种用于可调式变压器的无励磁分接开关，包括：
多个彼此平行的、间隔开的且环状地围绕共同的纵向中轴线设置的接触杆；
一个相对于接触杆可转动的且固定在切换轴上的用于接通接触杆的接触装置；
至少两个彼此水平间隔开的、容纳所述多个接触杆和切换轴的固定元件；和
一个与切换轴作用连接的步进切换传动机构，
其特征在于，
所述步进切换传动机构（2）包括输出轴（8）和沿所述共同的纵向中轴线设置的驱动轴（9），在该驱动轴和输出轴的相互面对的端面上分别在侧向周界上设置多个同步销（10，11），
形锁合地围绕驱动轴（9）可轴向移动地设置第一筒体（12），该第一筒体在其外周面上具有两个凹槽曲线轮廓（13，14），
同样可轴向移动地设置第二筒体（20），该第二筒体与第一筒体（12）借助嵌入第二凹槽曲线轮廓（14）中的销（26.1和26.2）作用连接，并且
在第二筒体（20）中设置构造为联接装置的第三筒体（21），该第三筒体的内齿部（25）永久地嵌入输出轴（8）的同步销（11）中并还借助第二筒体（20）沿轴向被强制引导。
2.根据权利要求1所述的无励磁分接开关，其特征在于，在壳体（17）的侧壁中设置嵌入第一凹槽曲线轮廓（13）中的销（18.1、18.2），由此在驱动轴（9）旋转时，第一筒体（12）沿轴向被强制引导。
3.根据权利要求1或2所述的无励磁分接开关，其特征在于，第一筒体（12）在其外周面中具有至少一个长孔（16），与驱动轴（9）固定的贯穿销（15）嵌入该长孔中，使得第一筒体（12）不可相对转动地、但可轴向移动地与驱动轴（9）连接。
4.根据权利要求1至3之一所述的无励磁分接开关，其特征在于，构造为联接装置的第三筒体（21）在朝向输出轴（9）的端面上具有环绕的凸缘，该凸缘嵌入在第二筒体（20）内侧上设置的凹槽（24）中。
5.根据权利要求1至4之一所述的无励磁分接开关，其特征在于，驱动轴（9）与马达驱动装置或手动驱动装置连接。
6.根据权利要求1至5之一所述的无励磁分接开关，其特征在于，步进切换传动机构（2）借助固定装置（30）保持在两个固定元件（3.1、3.2）之一上。
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