CN103946940A - 具有真空切换管的分接开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种按照第一权利要求的前序部分的具有真空切换管(22)的分接开关。总的发明构思在此在于，除了由现有技术已知的不可相对旋转地在传动轴(1)上设置的用于真空切换管(22)的接触系统的打开行程的力引入的第一凸轮盘(2)之外，按照本发明设定在传动轴(1)上不可相对旋转地设置的第二凸轮盘(3)，该第二凸轮盘通过在摇转杆装置(6)上设置的弹簧-杆系统即使在短路负荷的情况下也将足够高的关闭力施加到真空切换管(22)的可运动的挺杆上并且此外能够实现接触系统的公差补偿。

Description

具有真空切换管的分接开关

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的具有真空切换管的分接开关。

背景技术

分接开关多年以来在全球大量用于可调式变压器的不同绕组抽头之间的无中断的转换。这样的分接开关通常包括用于无功率地选择可调式变压器的应该被转换到的相应绕组抽头的选择器，以及包括用于从接通的绕组抽头实际转换到新的预选的绕组抽头上的负载转换开关。所述跳跃式的转换通常在借助蓄能器的情况下进行，在触发所述蓄能器时切换轴快速旋转。负载转换开关此外通常具有开关触点和阻抗触点。开关触点在此用于直接地连接相应的绕组抽头和负载导出线，用于短时连接、即借助一个或多个转换阻抗桥接的阻抗触点。

使用真空切换管用于无中断的转换的分接开关的这样的负载转换开关由DE19510809C1已知。在此对于每个要操纵的开关元件和传动轴的每个运动方向分别设置凸轮盘。各个凸轮盘的相应的端侧具有确定的、偏离圆形的轮廓，借助所述轮廓在切换轴旋转时操纵各个真空切换管或也操纵机械的触点。

在DE4231353A1中各个真空切换管的操纵通过沿两个方向可旋转的切换轴进行，所述切换轴在蓄能器触发之后快速旋转。在此为了操纵真空切换管在切换轴上固定地设置一个凸轮盘，所述凸轮盘在其端侧上对于每个真空切换管具有一个控制凸轮，滚子形锁合地在所述控制凸轮中强制引导，所述滚子作用到配置的真空切换管的操纵杆上。控制凸轮在这里以水平地偏离圆形轮廓的环绕的槽的形式实现，相应的滚子形锁合地嵌接到所述槽中。

此外由DE4011019C1已知一种按照反应器原理工作的负载转换开关，其中凸轮盘为了操纵触点不在环形的端侧上具有偏离圆形的轮廓，而是在其上侧和下侧上具有几何上不同构造的槽。在这种已知的解决方案中以不同的切换顺序双面地操纵不同的开关元件是可能的。

然而在用于调节电力变压器的具有真空切换管的这样的已知的分接开关的不同的使用情况中需要直到100kV和显著高于此的冲击电压强度。这样的不希望的冲击电压一方面是通过闪电在电网中击中产生的雷电冲击电压，所述冲击电压的大小主要通过可调式变压器和各个分接级之间的绕组部件的构造决定。另一方面也可能出现通过在要调节的电网中的不可预测的切换冲击造成的切换冲击电压。

在分接开关的不足够的冲击电压强度的情况下可能发生短时的分接短路或在不引导负载电流的负载支路中的真空切换管的陶瓷或蒸汽屏蔽上的不希望的击穿，这不仅可能引起所述真空切换管的长期损害，而且一般来说是不希望的。

该问题在现有技术中另外通过如下方式解决，即，为在电路技术上对于所述雷电冲击电压易受影响的真空切换管的可运动的挺杆设置这样大的行程、即在真空切换管内的对应的固定的和可运动的挺杆的接触面之间的距离，使得借此在对应的挺杆的接触面之间的介电距离足够大地确定尺寸并且借此在雷电冲击期间不可能产生不希望的电弧。

然而在由DE4231353A1已知的解决方案中不利的是，可运动的挺杆的需要的大的行程使得需要具有相应大的凸轮摆幅的控制凸轮。这又以负载转换开关内的大的结构空间为前提，然而该大的结构空间经常不可被提供并且出于技术的观点决定了结构上不利的解决方案。此外在每个转换过程中发生在真空切换管内的接触系统的接触面上的材料去除，其通过负载情况下真空切换管的接触面机械分开时产生的电弧引起。如何可以补偿通过接触面上的材料去除引起的对相应的真空切换管的操纵杆的、随时间决定接触系统内的公差的作用，DE4231353A1在这里没有提供解决方案。该问题通过每个分接开关的数十万次转换的长的承诺的维修间隔期更加明显地突出，在具有真空切换管的分接开关的情况下，制造者为顾客确保所述维修间隔期。

诚然DE19510809C1补偿了通过材料去除在接触面上产生的公差，其方式为在这里与真空切换管的可运动的挺杆处于有效连接操纵杆单纯通过弹簧施加需要的接触力并且不通过机械的强制引导。在此弹簧除了其提供需要的接触力的功能之外具有另一个任务，即把关闭力引入到操纵杆上。换句话说：弹簧在这里以用于补偿公差和在真空切换管的关闭的状态中施加需要的接触力的双重功能起作用。因此如果在由DE19510809C1已知的该解决方案中真空切换管的可运动的挺杆的行程应该扩大，则为此需要较大地确定尺寸的压力弹簧，该压力弹簧具有与此对应的弹簧比率和较大的弹簧行程。然而这总共对于真空切换管的操纵决定显著提高的力消耗和借此各个构件的较大的尺寸确定，这又出于结构和费用方面的观点与显著的缺点关联。正如所述的，因为真空切换管的接触面的接触力限于安装的弹簧的弹簧力，此外在短路负荷时可能发生真空切换管的接触面的短时的提起并且借此导致电力变压器内的电不确定的状态。

发明内容

因而本发明的任务是，提供一种具有开头所述类型的真空切换管的分接开关，该分接开关即使在短路负荷时、在同时显著增大的行程的情况下也具有真空切换管的足够高的关闭力并且此外显著减少通过材料去除随时间产生的对真空切换管的接触系统的公差。

该任务按照本发明通过一种具有权利要求1所述特征的具有真空切换管的分接开关解决。从属权利要求涉及本发明的特别优选的设计。

总的发明构思在此在于，除了由现有技术已知的不可相对旋转地在传动轴上设置的用于真空切换管的接触系统的打开行程的力引入的第一凸轮盘之外，按照本发明规定不可相对旋转地在传动轴上设置的第二凸轮盘，该第二凸轮盘通过在摇转杆装置上设置的弹簧-杆系统即使在短路负荷的情况下也将足够高的关闭力施加到真空切换管的可运动的挺杆上并且此外能够实现接触系统的公差补偿。

换句话说，现在有两个偏离圆形轮廓的、平行间隔开的凸轮盘不可相对旋转地设置在负载转换开关的切换轴上，在所述凸轮盘的相应的端侧上，对应的滚子至少接触锁合地沿着对应端侧的扇形区段滚动，其中所述滚子本身又在一个角形构成的、围绕轴可偏转的摇转杆装置上设置。如由现有技术已知的，摇转杆装置在此具有包括第一支腿的长形延伸的主摇转杆，第一滚子设置在所述第一支腿上，所述第一滚子至少接触锁合地沿着第一凸轮盘的端侧的扇形区段滚动。此外在摇转杆装置上按照本发明在与第一支腿对置的一侧上在主摇转杆上设置两个U形构成的另外的支腿，同样围绕轴可旋转地支承的杆设置在所述另外的支腿之间，第二滚子紧固在所述杆的自由的端侧上，所述第二滚子同样至少接触锁合地沿着第二凸轮盘的端侧的扇形区段滚动，其中在所述杆和所述另外的支腿之一之间这样设置压力弹簧，使得借此产生弹簧-杆-系统，该弹簧-杆-系统即使在短路负荷的情况下也将足够高的关闭力施加到真空切换管的可运动的挺杆上并且此外能够实现接触系统的公差补偿。

附图说明

下面应该借助附图示例性地更详细地解释本发明。

图中：

图1示出按照本发明的具有真空切换管的分接开关的一部分的示意图。

具体实施方式

出于清楚原因，下面在图1中仅示出和说明按照本发明的具有真空切换管的分接开关的对本发明重要的部件。取消对本身已知的特征和对于本发明的实质不相关的构件的说明和图示。与此对应地，图1示出一个切换轴1，该切换轴由同样未示出的弹簧蓄能器驱动并且在该切换轴上不可相对旋转地设置有两个平行间隔开的、偏离圆形的凸轮盘2和3、即一个第一凸轮盘2和一个第二凸轮盘3。这两个凸轮盘2和3的环绕的轮廓在描绘的实施形式中基本上星形地、然而以180°相反指向地设置在切换轴1上。使用的凸轮盘的数量和其环绕的轮廓依赖于分接开关基于的切换顺序和每相为此需要的真空切换管。该图1的说明因此只可被考虑示例性地用于理解本发明。当然按照本发明的实质借此也可能每相可操纵多个真空切换管。每相包括多个真空切换管的分接开关的典型的电路示例性地在本申请人的DE102009048813A1中说明。

滚子4或5至少沿第一和第二凸轮盘2和3的相应对应的端侧的确定的扇形区段滚动，这些滚子又设置在一个角形构成的摇转杆装置6上。在端侧的哪个部分区域中滚子4和5与第一和第二凸轮盘2和3在转换过程期间详细地共同作用，可由下述说明更详细地得出。摇转杆装置6围绕轴7可枢转地支承并且设置在这里未示出的负载转换开关内。此外摇转杆装置6包括一个在朝向传动轴1的一侧具有开口9的主摇转杆8，轴7可以可旋转地接纳到该开口中。从开口9垂直向下、因此基本上平行于传动轴1地，从主摇转杆8分支出一个第一支腿10，第一滚子4旋转支承地设置在所述第一支腿的自由的端侧上。

在与第一支腿10对置的一侧此外两个另外的形成一个基本上U形构造的支腿11和12从主摇转杆8分支出。在第一支腿10的垂直的延长部中在所述两个另外的支腿11和12之间同样设置一个围绕轴7可旋转的杆13，第二滚子5旋转支承地设置在所述杆的自由端侧上。此外在第三支腿12和杆13之间设置压力弹簧14。此外在基本载体8的背离切换轴1的端部上侧向相对置地设置销15和16，然而在示出的透视图中只有其中的销15可见。销15和16在此嵌接到一个垂直于、即基本上平行于传动轴1设置的操纵杆19的对应的长孔17和18中，所述操纵杆沿其纵向方向机械地线性引导，例如通过未进一步示出的轨道引导。在操纵杆19的上端侧上设置压力弹簧20，该压力弹簧向上机械地支承，而操纵杆19的下侧与真空切换管22的可运动的挺杆21处于有效连接。总体上看来通过按照本发明的摇转杆装置6产生如下几何构造，在所述几何构造中通过借助凸轮盘2和3的力引入最终在真空切换管22的可运动的挺杆21上通过杠杆作用可以产生相比于现有技术大的行程、尤其是至今已知行程的多倍。

在图1中示出真空切换管22的接通的状态。因此在真空切换管22的内部可运动的挺杆21以及固定的挺杆的接触件建立导电连接。凸轮盘3的心形尖端的端侧通过滚子5克服压力弹簧14的弹簧力朝另一个支腿12的方向挤压杆13，从而借此压力弹簧14处于一定的预应力下并且最终关闭力通过基本载体8和操纵杆19施加到真空切换管22的可运动的挺杆21上。如果现在在真空切换管22的运行过程中出现接触面上的材料去除，则通过压力弹簧14的预应力与另一个压力弹簧20共同作用地保证摇转杆装置6的对摇转杆装置6的借此改变的行程关系的公差补偿。滚子4在真空切换管22的接通的状态中与对应的凸轮盘2的端面隔开一定的距离。在转换过程中、即在借助蓄能器引到切换轴1上的旋转运动中，与切换轴1不可相对旋转地连接的凸轮盘2和3旋转运动。一旦滚子5接触锁合地经过心形凸轮盘3的尖端滚过，则滚子5与对应的凸轮盘3的端侧轮廓脱离接触。取而代之，滚子4在转换过程的该时刻与本身对应的凸轮盘2的端侧轮廓进入接触，沿着该端侧轮廓机械地滚动并且使摇转杆装置6借此向上运动、即打开真空切换管22的触点。

Claims (6)

1.具有真空切换管的分接开关，包括：

用于无功率地选择可调式变压器的应该被转换到的相应绕组抽头的选择器，

以及用于从接通的绕组抽头实际转换到新的预选的绕组抽头上的负载转换开关，

其中，负载转换开关具有能旋转的切换轴，第一凸轮盘不可相对旋转地设置在所述切换轴上，

设有包括第一滚子的摇转杆装置，

并且借助所述摇转杆装置能操纵真空切换管，

其特征在于，

在所述切换轴(1)上不可相对旋转地设置有第二凸轮盘(3)，在摇转杆装置(6)上设有两个U形构成的另外的支腿(11和12)，

在所述另外的支腿(11和12)之间设置围绕轴(7)能旋转地支承的杆(13)，在该杆的自由端侧上设有与第二凸轮盘(3)对应的第二滚子(5)，

并且在杆(13)和所述另一个支腿(12)之间设置有压力弹簧(14)。

2.按照权利要求1所述的具有真空切换管的分接开关，

其特征在于，

在摇转杆装置(6)的背离切换轴(1)的端部上设有侧向相对置的销(15和16)，所述销嵌接到一个操纵杆(19)的对应的长孔(17和18)中。

3.按照权利要求1或2所述的具有真空切换管的分接开关，

其特征在于，

在操纵杆(19)的上端侧上设有另一个压力弹簧(20)并且操纵杆(19)的下端侧与真空切换管(22)的能运动的挺杆(21)处于有效连接中。

4.按照权利要求1至3之一所述的具有真空切换管的分接开关，其特征在于，

第一和第二凸轮盘(2或3)的环绕的轮廓基本上星形地构成。

5.按照权利要求1至4之一所述的具有真空切换管的分接开关，其特征在于，

每个真空切换管(22)借助摇转杆装置(6)与两个分开的凸轮盘(2和3)共同作用。

6.按照权利要求1至5之一所述的具有真空切换管的分接开关，其特征在于，

整个摇转杆装置(6)围绕轴(7)能旋转地支承地紧固。