CN1123020C - 带预选器的步进开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种步进开关，包括一个用于在步进可调变压器不同绕组抽头之间无间断地转接的预选器。整个预选器作为单独的结构部件装在自己的绝缘材料外壳内，固定的预选器触点设计为圆形并围绕着操作杆布置在此绝缘材料圆筒内不同的平面中。它们通过固定在操作杆上的预选器触桥与径向弹性的触头接通。

Description

带预选器的步进开关
本发明涉及一种步进开关，包括一个用于在步进可调变压器不同绕组抽头之间无间断转接的预选器。
多年以来步进开关装在变压器内，以便通过改变负荷下的变压比能调整电网电压、有功和无功功率。
已公开的步进开关已知两种基本结构形式。在其中一种结构形式中，它由分开的结构部件即选级器和负荷转换开关组成，在第二种结构形式中，这两个结构部件统一为负荷选择器，它实施两者的功能。下面采用的术语“步进开关”应包括上述两种结构形式。
变压比的调整逐级进行；为此，变压器配备抽头绕组，它们的抽头可由步进开关接通。
为了增大允许的调整范围，长期以来传统的做法是为步进开关配设预选器。这种已知的预选器原则上可以实现在图1中示意表示的两种已知的功能。
如图1a所示，它可以作为换极开关用于正接和反接抽头绕组，或如图1b所示用于将抽头绕组转接在粗调级的始端或末端上。在每种情况下都通过预选器将调整范围在抽头绕组长度相同的情况下加倍。
此预选器由总共三个固定的预选器触点组成，其中总是两个固定触点“+”或“-”之一与第三个固定触点“0”根据开关位置连接。
这些公开的预选器已知多种多样的结构形式和包括不同的触点类型和操作机构。
由保加利亚公司文件“On-Load Tap Changer Type RS12”和“On-Load Tap Changer Type16”已知一种步进开关，它装在绝缘材料圆筒内以及它的预选器在此绝缘材料圆筒外面沿其纵向延伸。
固定的预选器触点按触点顺序“+”—“0”“-”或“-”—“0”—“+”排成一直线并借助于可沿纵向移动的操作杆直线操纵。
在这里，可沿纵向移动的操作杆对于每个相有一个预选器触桥，通过它可按选择将两个固定的预选器触点“+”或“-”之一与另一个布置在它们之间并构成预选器根接头的固定的预选器触点“0”连接起来。
上述操作杆的纵向运动由马耳他式十字间歇传动装置通过特殊的传动链获取，此传动装置位于步进开关上侧并为了操纵预选器触点造成在步进开关绝缘材料圆筒内部的开关轴作旋转运动。
但是这种已知的带位于外部的可直线操纵的预选器的步进开关有许多缺点。
首先，由于整个预选器结构纵向尺寸大需要满足很高的精度要求。就算一方面在固定的预选器触点之间以及另一方面在它们与运动的预选器触桥之间有最小的公差，也已经可能导致触桥并不是无可指摘地进入要互相电连接的固定触点。随着运行时间的推移，由于触点烧蚀和机械磨损使这一问题更加严重。
为了减小不准确度，除此之外需要操作杆专用的导向装置。还有，在已知的步进开关中，由于所选用的触点结构，还限制了预选器可实现的电容的断流容量。
本发明的目的是提供一种按此类型带位于外部的直线操纵的预选器的步进开关，在这里带着预选器触桥的操作杆无需复杂的导向装置，尽管如此，即使存在公差时仍能基本上用恒定的接触力可靠地接通。
此外，按本发明带预选器的步进开关还应适用于在预选器上加高电压的情况下。
按本发明此目的通过具有第一项权利要求的特征的带预选器的步进开关达到。
从属权利要求涉及本发明特别有利的发展。
本发明突出的优点在于，预选器可沿纵向移动的操作杆不需要任何特别的导引装置以及传动系统在总体上不必满足特殊的精度要求。确切地说，通过设计自动定心的预选器触桥，实现了一种实际上具有恒定的接触力的自调整式触点系统。
此外，按本发明的预选器固定触点的环形设计允许加高的电压；按本发明设计的预选器允许胜任高的电容的断流容量，所以仅在少数特殊情况下才需要设置附加的极性电阻。
总之，通过所选用的预选器在单独的绝缘材料管内的结构，提供了一种紧凑、稳定和简单的设计；整个预选器可按简单的方式预制为完整的结构部件，以及可用同样为简单的方式固定在步进开关绝缘材料圆筒的侧面。
下面可借助附图作为范例更进一步地说明本发明。附图表示：
图1按先有技术的已说明的预选器基本电路；
图2按本发明的预选器第一种实施形式示意的剖切侧视图；
图3从上面看此实施形式的剖面图；
图4预选器触桥另一种可选用的结构形式；
图5按本发明的预选器第二种实施形式仍为示意的剖切侧视图；
图6在图5中表示的第二种实施形式本身为已知的电路；
图7本发明完整的步进开关示意的剖切侧视图，在这里它由将选级器和负荷转换开关的功能统一在一起的负荷选择器及装在侧面的预选器组成；以及
图8示意表示从上面看图7所示带预选器的步进开关。
图2和3中表示的第一种实施形式公开了一种预选器，它有设计为支承构件的管状绝缘材料外壳1。在此引入触点引线的绝缘材料外壳1壁的内侧布置了固定的预选器触点2、3、4，在这里只表示了一相。其中，每个固定的预选器触点都设计为圆形的并相对于绝缘材料外壳1同心。
触点2有图1中触点“+”的功能，相应地触点3承担图1中触点“0”的功能以及触点4承担图1中触点“-”的功能。
在绝缘材料外壳1内部设有一根可沿纵向移动的操作杆5，它带有预选器触桥6。
更详细地说，预选器触桥6包括一个围绕着操作杆5并固定在它上面的环形触头支承7，在触头支承上装有可沿径向运动的弹性支承的触头8、9、10、11。此触头8、9、10、11总是借助于弹簧对12、13、14、15沿径向向外压，使得在进入相关的固定触点2、3、4时产生确定的接触压力。
触头8、9、10、11沿径向的行程的限制借助于在触头支承7上部和下部的有关止挡16实现。
图2表示按本发明的预选器处于与图1相同的开关位置，其中触点“+”和“0”接通。
若操纵预选器，则令操作杆5向下运动，这在图2中用箭头表示，此时触头支承7离开预选器触点2并向下移动，通过预选器触点3导引并与它保持接触。操作杆最后进入预选器触点4，并因而将此具有功能“-”的预选器触点4与预选器触点3建立起新的连接关系；这次转换结束。
图4表示预选器触桥的另一种实施形式。在此情况下在操作杆5上直接存在总是成对地相对的触头；在剖视图中表示了总共四个触头中的两个触头17、18。触头17、18仍借助于弹簧对19或20向外压；在这里行程的限制通过带外部止挡的横穿销柱21实现。在剖面图中没有画出的另外两个触头，完全类似地通过在错开90度的平面内的另外的横穿销柱22限制。
图5表示按本发明的预选器第二种实施形式的侧视剖面图。在这里仍设一管状绝缘材料外壳23作为支承构件。在此绝缘材料外壳23壁的内侧仍布置有固定的预选器触点24、25、26，它们仍然设计为圆形并同心于绝缘材料外壳23延伸。实施例中也在绝缘材料外壳23内部装一根可沿纵向移动的操作杆27，它仍支承着预选器触桥28。
如已在第一种实施例中说明的那样，此预选器触桥28包括一管状触头支承29，在触头支承上装有可沿径向运动的弹性支承的触头，在剖面图中只画了其中的两个彼此对置的触头30、31。这些触头的每一个通过在这里表示了弹簧对32、33的弹簧对沿径向向外压。各触头沿径向的行程的限制仍借助于上和下止挡34实现。与图2和3中所表示的第一种实施例相反，各个触头(图中画了触头30、31)在其中部区35、36收缩1亦即向内缩入。
取代在图5中所表示的预选器触桥，也可以如图4中的设计那样，行程限制借助于设有止挡的横穿销柱。
对于在图5中表示的第二种实施形式的功能而言，重要的尤其是在各中部区所指出的收缩。
由于这一收缩实现了预选器双极断路和转换功能。若操纵预选器，亦即令操作杆27向下运动，则触头30、31既离开触点24也离开触点25，在进一步运动时它们同时既进入触点26也进入触点25。
图6表示了此类双极转接预选器的电路原理，在这里起换极开关的作用。
在预选器的这两种实施形式中，通过固定的预选器触点的同心设计以及通过在操作杆上的触头弹性的结构，保证在触头进入时的自动定心。因此，即使在操作杆、固定的预选器触点或还包括触头不可避免存在公差时，仍始终保证均匀地和在所有参与的各触头上分布的接触力。
在图7和8中表示了一个完整的步进开关，包括一个设在侧面的按本发明的预选器，在这里是在图2与3中表示的单一断路的第一种实施形式。
真正的步进开关在这里设计为负荷选择器并处于一绝缘材料圆筒37内。在其内部沿纵向以已知的方式通过步进开关延伸一根可旋转的绝缘材料杆38，它带有用于三相的每一相的一个包括运动触点的开关元件39.1、39.2、39.3以及其他的开关机构。与运动触点相对应的是在绝缘材料圆筒37的壁内分别设有可接通的固定的步进开关触点。因为这种负荷选择器的功能是众所周知的，所以其他构件不再详细说明。在步进开关侧面，通过固定在步进开关上的横向构件45装有按本发明的处于绝缘材料圆筒1内的预选器。在此绝缘材料圆筒1的内部有操作杆5，它为三相的每一相设置已说明的三个固定的预选器触点，并即在用于一相的水平面内的触点2.1、3.1、4.1，用于第二相在另一个水平面内的触点2.2、3.2、4.2，以及最后用于第三相在第三个水平面内的触点2.3、3.3、4.3。与各触点相对应，为每一相设一预选器触桥6.1、6.2、6.3。在通过操作杆向下移动操纵预选器时，在所有三相内预选器触桥6.1、6.2、6.3首先同时离开相应的触点2.1、2.2、2.3，亦即“+”触点，然后向下进入相关的“0”触点3.1、3.2、3.3，以及最后触点闭合相关的“-”触点4.1、4.2、4.3。在每一个水平的配属于一个确定的相的平面内，固定的预选器触点区分别用上屏蔽器40.1a、40.2a、40.3a和下屏蔽器40.1b、40.2b来屏蔽。
操作杆5在其上端设杠杆41，它借助横穿销柱42装在步进开关头部的支承43内。此横穿销柱42又与曲柄44连接，它在其自由端获得马耳他式传动装置的旋转运动。曲柄44同时标志支点的回转运动转换为杠杆41沿垂直方向的摆动，这一摆动传给操作杆5。所说明的操纵机构铰接在上部的横向构件46上，它同时实施预选器在步进开关上的上部固定。

Claims (6)

1.一种步进开关，包括一个用于在步进可调变压器不同绕组抽头之间无间断地转接的预选器，其中固定的预选器触点在步进开关外面沿其纵向按要接通的相分开地排成一条线并可通过一根可沿此纵向移动的操作杆操纵，以及，操作杆对于每个要接通的相有一导电的预选器触桥，它的尺寸设计为能分别跨接两个相邻的预选器固定触点，其特征为：整个预选器作为与步进开关分开的结构部件装在单独的绝缘材料外壳(1；23)内，操作杆(5；27)在此外壳内延伸；固定的预选器触点(2、3、4；24、25、26)设计为圆形并在绝缘材料外壳(1；23)内布置在不同的平面中同心地围绕着操作杆(5；27)；以及，在每个预选器触桥(6；28)上装有径向弹性的触头(8、9、10、11；17、18；30、31)，当它们碰在固定的预选器触点(2、3、4；24、25、26)之一上时可以克服弹簧力向里压。
2.按照权利要求1所述的步进开关，其特征为：每个预选器触桥(6；28)有一个至少部分围绕着操作杆(5；27)的触头支承(7；29)，在此触头支承上安装触头(8、9、10、11；17、18；30、31)。
3.按照权利要求1或2所述的步进开关，其特征为：触头(8、9、10、11；17、18；30、31)的弹性作用分别通过朝操作杆(5；27)或触头支承(7；29)方向支承的弹簧对(12、13、14、15；19、20、32、33)获得。
4.按照权利要求1所述的步进开关，其特征为：借助于上和下止挡(16；34)可以限制触头(8、9、10、11；17、18；30、31)的弹簧行程。
5.按照权利要求4所述的步进开关，其特征为：通过分别在孔内导引的带外部止挡的横穿销柱(21)可限制触头(8、9、10、11；17、18；30、31)的弹簧行程。
6.按照权利要求1所述的步进开关，其特征为：各触头(30、31)在其中部区(35、36)缩小，亦即向里收缩，使得在操纵时实现双重断路，也就是同时离开两个相邻的至今触点闭合的预选器固定触点。
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