CN104246947A - 有载分接开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种根据第一权利要求前序部分的用于在步进可调变压器的不同绕组抽头之间进行无中断地切换的有载分接开关。总体上的发明思想在于，在没有中间连接蓄能器的情况下借助一个共同的马达驱动装置操作选择器触点单元和用于无中断地有载切换的开关装置。

Description

有载分接开关
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于在步进可调变压器的不同绕组抽头之间进行无中断地切换的有载分接开关。
背景技术
多年来，大量有载分接开关在世界各地用于在步进可调变压器的不同绕组抽头之间进行无中断地切换。在北美尤为普遍的所谓电抗器开关(Reaktorschalter)具有切换电抗，该切换电抗允许缓慢连续的切换。根据电阻快速切换原理的有载分接开关通常包括用于无功率地选择步进可调变压器的、应切换到的相应绕组抽头的选择器和用于从当前的绕组抽头实际切换到新的、预选的绕组抽头的有载切换开关。有载切换开关为此通常具有开关触点和电阻触点。开关触点在此用于直接连接相应绕组抽头和负载引线，电阻触点用于借助一个或多个切换电阻实现暂时接通、即桥接。但近年来的发展偏离具有绝缘油中的机械开关触点的有载切换开关。取而代之更多地使用真空开关单元作为开关元件。
这种具有真空开关管的有载分接开关例如由DE 10 2009 043 171A1公开。在此，有载切换开关具有可由蓄能器驱动的驱动轴，该驱动轴具有至少一个凸轮盘。凸轮盘具有多个控制凸轮，其中，两个设置在凸轮盘端侧上的控制凸轮具有凸轮形式的非圆形轮廓，在该轮廓上分别接触锁合地引导滚子，所述滚子经由摇臂与真空开关管连接，所述滚子接合相应的控制凸轮的成型轮廓。
在一种特殊类型的有载分接开关中、即所谓的有载选择器中，所描述的用于选择新绕组抽头的装置和用于进行实际负载切换的装置在结构上合二为一并被共同操作。通常，这样构造根据电阻快速切换原理从步进可调变压器的一个抽头无中断地切换到另一抽头的分接开关，使得分别与分接绕组的输出线电连接的固定分接触点在一个或多个水平面中圆形地设置在绝缘材料支架或绝缘材料筒上并且可通过由同心驱动轴操作的可旋转的接触桥形接片接通。在结合分级选择和实际负载切换的有载选择器中，在此在触发由开关驱动轴张紧的蓄能器、大多为弹簧蓄能器之后突然地操作接触桥形接片。
DE 42 37 165 C1不同于这种传统结构描述了一种具有线性触点操作的分接开关，其中，固定分接触点沿一个轨道延伸到开关内部并且可由可移动的开关机构接通，该开关机构又由驱动轴驱动。可垂直移动的开关机构在此包括可连续由驱动轴驱动的张紧滑块——该张紧滑块预选新的固定分接触点——和可通过张紧滑块借助蓄能器张紧的输出部件——该输出部件在被触发后突然地跟上张紧滑块并且在此完成从当前的分接绕组抽头向预选的新的抽头的实际有载切换。为此，所需的开关元件是输出部件的组成部分。
DE 198 47 745 C1公开了另一种源于本申请人的、具有线性设置的选择器触点的有载分接开关。在选择器触点上方、即在空间上分开地，设置配置给每个相的相应选择器触点的固定真空开关管用于进行实际的突然的有载切换。为了操作该有载分接开关需要弹簧蓄能器，该弹簧蓄能器在其张紧运动中操作选择器触点并且通过其突然的输出运动驱动真空开关元件。
与有载分接开关的设计结构无关、即以旋转或可线性运动的触点系统，在由现有技术已知的有载分接开关中需要弹簧蓄能器来实现借助触点系统的突然切换。由现有技术已知的蓄能器在每次开始操作有载分接开关时被驱动轴张紧、即拉紧。已知的蓄能器主要包括张紧滑块和跳跃滑块，在所述滑块之间蓄能弹簧被设置为蓄能器。这种蓄能器例如由DE 198 55 860 C1以及DE 28 06 282 B1公开。
利用驱动轴开始时缓慢的旋转运动来平移地张紧张紧滑块，以便随后将跳跃滑块的同样的平移运动转换成输出轴的旋转主运动以及与之连接的实际触点操作。这种从旋转运动向平移运动并且再次返回旋转运动的复杂转换使得蓄能器结构在有载分接开关内需要较大的安装空间以及此外要求许多复杂的各个组件。
发明内容
因此，本发明的任务在于提供一种有载分接开关，其省却了蓄能器的复杂结构并且因此具有显著简化的设计结构且同时提高了运行可靠性。
该任务通过具有权利要求1特征的用于在步进可调变压器的不同绕组抽头之间进行无中断地切换的有载分接开关来解决。从属权利要求在此涉及本发明特别有利的扩展方案。
本发明的基本思想在于，在中间不连接有蓄能器的情况下借助一个共同的马达驱动装置操作选择器触点单元和用于无中断地有载切换的开关装置。
根据本发明的一种优选实施方式，马达驱动装置不仅驱动丝杠——所述丝杠自身与选择器触点单元作用连接，而且也驱动凸轮轴，借助该凸轮轴可操作用于无中断地切换的开关装置。这允许以特别简单的方式简单且独立于用于无中断地切换的开关装置地操作选择器触点单元。
根据本发明的一种优选实施方式，有载分接开关具有固定在变压器罩的下侧上的传动模块，该传动模块与设置在变压器罩的相对置的外侧上的马达驱动装置共同作用。传动模块为此具有法兰状的密封模块，该密封模块直接设置在变压器罩的下侧上并且与马达驱动装置可拆地连接、尤其是旋接。此外，在传动模块上固定整个有载分接开关。因此，传动模块不仅具有保持有载分接开关的任务而且也借助密封模块相对于变压器的外侧进行密封。在运输变压器时变压器罩的扭曲因此不会传递到有载分接开关上。此外，由此可省却变压器罩上具有精铣密封面的连接法兰。此外，建议的这种固定方式还允许变压器安装者简单地将有载分接开关安装在变压器箱中。
根据本发明的另一种优选的实施方式，设置由介电材料、尤其是塑料制成的支承板，在该支承板上在第一侧上设置选择器触点单元并且在第二侧上设置用于无中断地切换的开关装置，从而支承板提供了用于有载分接开关的必要的与地的距离(Erdabstand)。
根据本发明的另一种的实施方式，所述至少一个选择器触点单元在切换期间沿导杆运动，该导杆确保所述至少一个选择器触点单元的线性导向。选择器触点单元在此分别具有一个滑座以及一个用于容纳可动选择器触点的触点支架，所述可动选择器触点与固定选择器触点共同作用。
根据本发明的另一种的实施方式，所述可动选择器触点分别容纳在触点支架上并且与固定选择器触点共同作用，使得各个固定选择器触点可通过可动选择器触点连同滑座、即选择器触点单元沿导杆的纵向移动接通。通过选择器触点单元的来回移动可接通各个固定选择器触点并且因此经过有载分接开关的调节范围。
附图说明
下面参考附图详细说明本发明及其优点。附图如下：
图1为根据本发明的有载分接开关的一种实施方式的第一侧面透视图；
图2为根据图1的实施方式的第二侧面透视图；
图3为根据本发明的有载分接开关的选择器触点单元的细节图。
具体实施方式
在图1和2中以两种不同的透视图示出根据本发明的有载分接开关1，该有载分接开关直接设置在未详细示出的步进可调变压器的同样未示出的变压器罩下方。有载分接开关1的各构件及其功能的更详细的描述由下述附图说明可知。这种已被现有技术充分公开的步进可调变压器包括被填充绝缘油的变压器箱，在变压器箱中在铁轭上设置至少一个绕组。所述绕组分为主绕组和调节绕组，在调节绕组上设置多个绕组抽头，所述绕组抽头构成调节范围。此外，有载分接开关1包括固定在变压器罩下侧上的传动模块2，该传动模块2与设置在变压器罩的相对置的外侧上的马达驱动装置3共同作用。马达驱动装置3在此例如可构造为市售的步进马达。传动模块2包括法兰状的密封模块4，该密封模块4直接设置在变压器罩的下侧上并且与马达驱动装置3可拆地连接、尤其是旋接。因此，在传动模块2上固定整个有载分接开关1。传动模块2不仅满足保持有载分接开关1的任务而且借助密封模块4相对于变压器的外侧进行紧密密封。在运输变压器时变压器罩的扭曲因此不会传递到有载分接开关1上。
由介电材料制成的支承板5与传动模块2机械连接，在支承板上可固定有载分接开关1的各个组件。支承板5在此由电绝缘材料制成并且构造用于容纳有载分接开关1的所有重要构件。作为用于无中断切换的开关装置，根据本发明的有载分接开关1设置多个真空开关管6.1…6.6，每两个真空开关管6.1和6.2或6.3和6.4或6.5和6.6配置给有载分接开关1的一个相并且与同一相的相应选择器触点单元7.1...7.3共同作用。真空开关管6.1…6.6是指由现有技术公开的具有可动开关触点8.1…8.6以及未详细示出的固定触点的开关装置。每个选择器触点单元7.1...7.3分别包括多个可接通的固定选择器触点9.1…9.5——所述固定选择器触点与步进可调变压器的调节绕组的绕组抽头电连接——和一个触点支架10.1…10.3，该触点支架分别具有两个弹性支承的可动选择器触点11.1和11.2，以及分别两个真空开关管6.1…6.6。
在图1的示图中示例性示出三个选择器触点单元7.1、7.2和7.3。每个选择器触点单元7.1、7.2和7.3在此与步进可调变压器的一个单独的相、即绕组连接。每个相的触点支架10.1…10.3在此机械固定在一个滑座12.1…12.3上并且与该滑座共同构成一个结构单元。滑座12.1…12.3这样容纳在导杆13.1…13.3以及平行于导杆13.1…13.3设置的丝杠14上，使得可通过可动触点11.1…11.2连同滑座12.1…12.3沿丝杠14的纵向移动接通各个固定选择器触点9.1…9.5。根据切换原理、即根据电抗器切换原理或电阻快速切换原理，中间位置——在此一个可动选择器触点、如可动选择器触点11.1接通第一固定选择器触点、如固定选择器触点9.1，并且另一可动选择器触点、如可动选择器触点11.2接通与第一固定选择器触点相邻的第二固定选择器触点、如固定选择器触点9.2——作为有载分接开关的静态运行位置是允许的。因此，根据电抗器切换原理在5个所示的固定选择器触点9.1…9.5的情况下可实现九个静态运行位置，而在根据电阻快速切换原理的不允许中间位置的有载分接开关1中，仅有五个静态运行位置。
马达驱动装置3不仅驱动丝杠14——所述丝杠自身与每个选择器触点单元7.1…7.3处于机械作用连接中，而且也驱动凸轮轴25，借助该凸轮轴可操作用于无中断地切换的开关装置、即真空开关管6.1…6.6。丝杠14在其整个长度上被构造为丝杠并且与设置在每个滑座12.1…12.3中的、但在图1和2中未示出的丝杠螺母16.1…16.3啮合，使得在丝杠14旋转时每个滑座12.1…12.3水平移动。为了操作真空开关管6.1…6.6，每个可动开关触点8.1…8.6与一个提升杆26.1…26.6强制机械耦合，提升杆26.1…26.6和与可动开关触点8.1…8.6相对置地设置在凸轮轴25上的控制凸轮27.1…27.6共同作用，使得在凸轮轴25旋转时控制凸轮27.1…27.6向对应的提升杆26.1…26.6施加垂直运动并且因此操作相应真空开关管6.1…6.6的所属可动开关触点8.1…8.6的最后的末端。作为借助提升杆操作真空开关管的技术上的替代方案，也可设置摇臂装置，其可由凸轮轴驱动。根据有载分接开关1所基于的切换顺序，在此在凸轮轴25的圆周上为每个真空开关管6.1…6.6设置多个控制凸轮27.1…27.6。
图3示出固定选择器触点9.1…9.5，它们设置在由塑料制成的接触片28.1上。接触片28.1…28.3分别借助两个间隔件29.1…29.2固定在支承板5上，所述间隔件用作未示出的切换轭流圈或切换电阻的接头。根据电抗器切换原理设置切换轭流圈并且根据电阻快速切换原理设置切换电阻。此外，接触片28.1在其纵向侧面上设有控制环节，在该控制环节两侧设置多个凸轮，以便在对应的滑座12.1纵向移动时借助设置在控制环节上的凸轮根据多个凸轮的轮廓使相应选择器触点单元7.1的弹性支承的选择器触点11.1和11.2垂直运动。这样确定凸轮轮廓的尺寸，使得选择器触点单元7.1的可动选择器触点11.1和11.2在两个相邻的固定选择器触点9.1…9.5之间从当前被接通的固定选择器触点、在此为9.1上抬起、之后在完成切换后可动选择器触点再次接通下一固定选择器触点、在此为9.2。因此，根据电抗器切换原理，可动选择器触点11.1和11.2在两个相邻固定选择器触点9.1…9.5上的中间位置是允许的，而根据电阻快速切换原理则进一步切换到相邻的固定选择器触点上。为了实现限定的触点接合，接触件11.1和11.2在实际的接触面上构造成凸球形的。
总而言之能够确定的是，由此既可根据电抗器切换原理也可根据电阻快速切换原理来使用根据本发明的有载分接开关1。根据所基于的切换原理在在此所示的5个固定选择器触点9.1…9.5的情况下根据电抗器切换原理允许9个静态运行位置，而在根据电阻快速切换原理构造的根据本发明的有载分接开关1中仅允许5个静态运行位置。
根据本发明的有载分接开关1可特别有利地在用于本地网络的电压调节的配电变压器上使用。
附图标记列表
1 有载分接开关
2 传动模块
3 马达驱动装置
4 密封模块
5 支承板
6.1…6.6 真空开关管
7.1…7.3 选择器触点单元
8.1…8.6 可动开关触点
9.1…9.5 固定选择器触点
10.1…10.3 触点支架
11.1、11.2 可动选择器触点
12.1…12.3 滑座
13.1、13.2 导杆
14 丝杠
16.1…16.3 丝杠螺母
25 凸轮轴
26.1…26.6 提升杆
27.1…27.6 控制凸轮
28.1…28.3 接触片
29.1…29.3 间隔件

Claims (14)

1.用于在步进可调变压器的不同绕组抽头之间进行无中断地切换的有载分接开关，其中，沿一条线设置至少一个选择器触点单元，所述选择器触点单元分别具有多个固定选择器触点，所述固定选择器触点分别与各个绕组抽头电连接，其中可通过两个可纵向移动的可动选择器触点操作固定选择器触点，其中，为了无中断地切换，为每个相设置两个真空开关管，并且设置马达驱动装置，用于将驱动运动导入有载分接开关中，其特征在于，所述至少一个选择器触点单元(7.1…7.3)和用于无中断地切换的开关装置(6.1…6.6)可借助共同的马达驱动装置(3)直接操作，以便在没有中间连接蓄能器的情况下将马达驱动装置(3)的驱动运动导入所述至少一个选择器触点单元(7.1…7.3)和用于无中断地切换的开关装置(6.1…6.6)上。
2.根据权利要求1的有载分接开关，其特征在于，所述马达驱动装置(4)不仅驱动丝杠(15)而且也驱动凸轮轴(35)，所述丝杠自身与选择器触点单元(7.1…7.3)作用连接，借助该凸轮轴可操作用于无中断地切换的开关装置(19.1…19.6)，使得由此不仅可操作可动选择器触点(11.1、11.2)而且也可操作用于无中断地切换的开关装置(19.1…19.6)。
3.根据权利要求1或2的有载分接开关，其特征在于，所述整个负载转换开关(1)借助传动模块(2)设置在变压器罩的下侧上。
4.根据权利要求1至3之一的有载分接开关，其特征在于，所述传动模块(2)具有法兰状的密封模块(4)。
5.根据权利要求1至4之一的有载分接开关，其特征在于，设置由介电材料制成的支承板(5)，在该支承板的第一侧上设置所述至少一个选择器触点单元(7.1…7.3)并且在第二侧上设置用于无中断地切换的开关装置(6.1…6.6)。
6.根据权利要求1至5之一的有载分接开关，其特征在于，所述至少一个选择器触点单元(7.1…7.3)分别具有一个滑座(12.1…12.3)、一个触点支架(10.1…10.3)以及分别具有可动选择器触点(11.1、11.2)，所述可动选择器触点与至少一个固定选择器触点(9.1…9.5)共同作用。
7.根据权利要求1至6之一的有载分接开关，其特征在于，所述相应滑座(12.1…12.3)由导杆(13.1…13.3)和丝杠(14)接纳。
8.根据权利要求1至7之一的有载分接开关，其特征在于，所述可动选择器触点(11.1、11.2)分别容纳在触点支架(10.1…10.3)中并且与设置在接触片(28.1…28.3)上的固定选择器触点(9.1…9.5)共同作用。
9.根据权利要求1至8之一的有载分接开关，其特征在于，所述至少一个选择器触点单元(7.1…7.3)借助相应滑座(12.1…12.3)沿导杆(13.1…13.3)和丝杠(14)可移动地设置，使得由此可移动经过有载分接开关(1)的调节范围。
10.根据权利要求1至9之一的有载分接开关，其特征在于，一个相的可动选择器触点(11.1、11.2)在每个静态运行位置中接通有载分接开关(1)的同一相的至少一个固定选择器触点(9.1…9.5)。
11.根据权利要求1至10之一的有载分接开关，其特征在于，每两个可动选择器触点(11.1、11.2)弹性支承地容纳在一个触点支架(10.1…10.3)中。
12.根据权利要求1至11之一的有载分接开关，其特征在于，所述固定选择器触点(8.1…8.5)设置在一个接触片(28.1…28.3)上，该接触片自身分别借助间隔件(29.1…29.3)固定在支承板(5)上。
13.根据权利要求1至12之一的有载分接开关，其特征在于，所述相应真空开关管(6.1…6.6)的可动开关触点(8.1…8.6)分别通过一个提升杆(26.1…26.6)与设置在凸轮轴(25)上的控制凸轮(27.1…27.6)作用连接，使得在凸轮轴(25)旋转时可接通相应的真空开关管(6.1…6.6)。
14.根据上述权利要求1至13之一的有载分接开关，其特征在于，其用于配电变压器的电压调节。
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