CN1134035C - 负荷选择器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种步进可调变压器的负荷选择器，用于在调节绕组的抽头之间无间断地转接，其中，固定的步进触点布置在绝缘材料圆筒内对于每个相有一个的水平面中。可旋转的开关轴处于此绝缘材料圆筒的内部，它对于每一个要接通的相有一个触头支承，触头支承分别可运动地铰接以及在触头支承上各竖立地装有两个真空开关室。

Description

负荷选择器

本发明涉及一种按第一项权利要求前序部分所述用于步进可调变压器的负荷选择器。

由DE3833126C2已知这种负荷选择器。

在变压器中，负荷选择器用于在负荷下换接此变压器的调节绕组抽头并因而正确地补偿电压的变化。

负荷选择器可以比较经济地制造和使用，因为免除了要不然传统地将选择器与负荷转换开关的分离。

转接过程在负荷选择器内不同的触点上产生电弧。为了避免出现电弧，在上述DE3833136C2中建议了一种负荷选择器，其中，在每个要接通的相中在一个公共的触头支承上设两个可同时共同回转运动的机械式开关触点，以及与两个可运动的机械开关触点的每一个排成行地各设一个同样装在此触头支承上的真空开关室。

负荷选择器可由回转式机械开关触点接通的固定步进触点布置在绝缘材料圆筒壁内的一个同心圆上。

一些真空开关室水平平放地布置在触点支承上并可通过布置在另一个同心圆上的沿轴向位于固定步进触点的圆与附加的滑环之间的凸轮工作面控制或操纵。

这种已知的负荷选择器有许多缺点。

首先，由于真空开关室水平地在公共的触头支承上平放地布置，造成绝缘材料圆筒并因而负荷选择器不希望的大的直径。

真空开关室取决于其开关功率有规定的最小尺寸，尤其是还有大的纵向尺寸。此外，还有操纵杆沿纵向从真空开关室伸出。因此显而易见的是，整个触头支承必须有一个由真空开关室和操纵机构的尺寸决定的径向尺寸，它最终确定负荷选择器的直径。

从这一总的尺寸问题出发，在按先有技术水平安装真空开关室的情况下存在着一个突出的缺点，即当负荷选择器加油时在真空室膜盒的上部波纹处留有空气，通过加油没有完全将它排挤掉。这会导致在操纵真空开关室时相应的真空室膜盒产生不均匀负载，从而存在使之破裂的危险。

在真空膜盒区内残余空气的这种留存，在平放地布置时只有通过负荷选择器在真空下加油才能可靠避免；然而在现场例如在实施检查后，这种真空加注不可能或只有用异乎寻常的高昂代价才能实现。

此外应考虑到，负荷选择器通常总体上有一个沿轴向大的纵向长度，也就是说有巨大的结构高度。要接通的各相的固定步进触点圆形地上下排列，用于操纵设在负荷选择器内部支承着每个相的触头支承的可旋转的开关轴并被布置在负荷选择器头部的机构以及在负荷选择器底部用于支承此开关轴的装置同样需要空间位置，所以总起来如已说明的那样此负荷选择器有巨大的纵向尺寸。其结果是，所提及的在其内部的开关轴同样相当长。

这种开关轴通常用GFK或其他绝缘材料制造，当然也曾建议过金属的开关轴。

在已知的负荷选择器中触头支承用固定螺钉固定在开关轴上。

在DE4414941C1中介绍了借助于夹紧法兰将触头支承更牢固地固定在开关轴上。

由于公差、储油器和开关柱不同的热膨胀、弯曲等，在已知的负荷选择器中当装在各触头支承上的构件尤其是真空开关室与圆形地布置的操纵机构协同动作时可能产生困难，尤其还由于真空开关室的操纵杆通常只有一个比较小的直线操作行程。

本发明的目的是排除这些缺点并提供一种按此类型的负荷选择器，它允许节省位置地布置真空开关室以及在所有的运行条件下可以安全和可靠地操纵它们。

此目的通过具有第一项权利要求的特征的负荷选择器达到。

从属权利要求涉及本发明特别有利的发展。

在本发明的负荷选择器中真空开关室竖立地安装在触头支承上。触头支承有滑动触点，它们通过滚轮在引出环内准确导引。真空开关室受在此引出环内的凸轮控制。

装在触头支承中的刀式滑动触点将电流通过引出环引出。

在触头支承上的另一些刀式滑动触点可以输入电流。

按本发明的另一项特征，触头支承分别可运动地装在开关轴上。

按本发明的负荷选择器突出的优点，除了尺寸较小外，用于操纵真空开关室的全部力以及接触力均通过引出环和固定触点沿轴向传给稳固的储油器。由此避免了开关柱的径向负荷，尤其是避免其弯曲和由此引起的真空开关室控制时间改变及接触力的减小。

采用可旋转和轴向可移动地支承以及轴向通过引出环导引的触头支承，即使在由于公差和储油器与开关柱不同的热膨胀引起沿高度偏移的情况下仍能保证开关过程。

下面可借助附图作为范例更进一步地说明本发明。附图中：

图1按本发明的负荷选择器第一种实施形式局部剖切侧视图；

图2此负荷选择器部分触头支承剖切俯视图；

图3按本发明的负荷选择器第二种实施形式局部剖切侧视图；

图4按本发明的负荷选择器基本电路示意图；

图5经修改后的这一电路；以及

图6按本发明的负荷选择器典型的开关顺序。

图1所画的负荷选择器表示了本发明的一种实施形式，包括可旋转地装在开关轴2上的触头支承3和在触头支承上竖立地布置的真空开关室27、28。

结构方面的设计详述如下。

此负荷选择器的组成部分包括绝缘材料圆筒1，其中定心地和沿纵向通过此绝缘材料圆筒1延伸地装有一根最好用绝缘材料制的开关轴2。开关轴2可按已知的方式旋转；为此通常采用图中未表示的马耳他式十字间歇传动装置。开关轴2在绝缘材料圆筒1底部的支承同样没有详细表示。

开关轴2在要操纵的固定的步进触点16(后面对它们还要详细说明)的每个平面内带有一个触点支承3，它可旋转地支承在开关轴2上的支架4内。支架4用螺钉4.1、4.2固定在开关轴2上。

触头支承3由支承部分5、承力壳体6和触点壳体7组成。触头支承3的各个组成部分通过螺钉8、9互相连接。在所表示的实施例中，触点壳体7本身再由一个上部触点壳体部分10和一个下部壳体部分11组成；这两个部分再用另外的螺钉12互相连接。触点壳体7可以同样好地设计为一体。

支承部分5有一个销柱14在其中导引的支承部位13，通过销柱建立了与支架4的连接并因而允许作旋转运动。销柱14用一横穿钉15定位保险。

总之，由此使整个触头支承3作为完整的结构部件围绕着销柱14并因而可相对于位置固定的开关轴2回转。

在绝缘材料圆筒1的壁内，为每个要接通的相分别在一单独的平面内设固定的步进触点16，它们与应接通的步进可调变压器调节绕组抽头电连接。固定的步进触点16可通过对应的触点17、18接通。这些触点17、18沿水平方向按这样的方式并列地布置在触头支承上，即，使得在开关轴2并因而触头支承3回转时，触点17、18之一在这两个触点的另一个离开至今固定的步进触点前到达相邻的新的固定步进触点16。在这里触点17起开关触点的作用，另一个触点18起辅助触点的作用。

图2表示两个触点17、18从上面在触头支承3上并列的布局和与有关的固定步进触点16的配合工作。在图2所示的设计中，起开关触点作用的触点17为了有尽可能高的载流能力设计成双重的，也就是由两个互相电连接的部分17a和17b组成。触点17、18的每一个分别由一个上部触点部分17.1、18.1以及下部触点部分17.2、18.2组成。因此在图2所表示的开关触点的特殊设计中，触点17在那里总共由四个部分组成，亦即两个上部触点部分17.1a和17.1b以及两个下部触点部分17.2a和17.2b。起开关触点作用的触点17这种双重的结构对于不同的设计是有意义的，尽管对于本发明并不是必需的。

两个触点17、18的每一个不仅上部的触点部分17.1、18.1而且下部的触点部分17.2、18.2分别绕在触点壳体7中单独的支点19、20、21、22可旋转地支承着。它们在弹簧23、24、25、26的作用下彼此朝在接通状态位于它们之间的固定步进触点16的方向压紧。

换句话说：各上部触点部分17.1、18.1以及对应的各另一个触点部分17.2、18.2以确定的接触力从两侧压在该被接通的固定步进触点16上。通过所说明的围绕这些单独支点19、20、21、22的支承方式，允许爬上此固定的步进触点16。图1和图2中只能分别看到沿观察方向在前面或在上面的那些触点部分、支点和弹簧。

此外，在每个触头支承3上分别借助于上部和下部固定夹29、30、31、32固定两个真空开关室27、28，使真空开关室27、28的膜盒33、34及操纵杆35、36向上延伸。刚才所说的这些构件在图1中也只能看到沿视图方向位于前部的。两根杠杆37、38用于操纵真空开关室27、28的操纵杆35、36，杠杆37、38各在一个自由端有滚轮轴颈41、42和控制滚轮39、40。杠杆在它们各自的另一个自由端作用在已说明的操纵杆35、36上。这两根杠杆37、38可绕支点43、44旋转地支承着；也可以设一个共用的支点。两根杠杆37、38的控制滚轮39、40本身与控制环45配合工作，控制环45有一上部控制轮廓46以及一下部控制轮廓47。控制环45沿径向在绝缘材料圆筒1内壁上延伸。由图1可见，第一控制滚轮39与下部控制轮廓47相对应，亦即在它上面滚动，以及第二控制滚轮40按刚才所说的这种方式在上部控制曲线46上滚动。因此这两条控制曲线46、47用于操纵真空开关触点27、28，即，当相应的控制滚轮39、40爬上凸轮时，所属的杠杆37、38便绕其支点43、44回转，并因而操纵真空开关室27、28相应的操纵杆35、36。

另外，在绝缘材料圆筒1内侧有一引出触环48，它有一个向外导引的接线元件49以及用于负荷引出。按特别简单的方式控制环45和引出触环48可统一为用导电材料制成的单一构件，如图1所示。引出触环48本身又与一机械的引出触点50配合工作，引出触点50设在触头支承3上，并与上面已说明的触点17、18完全相似仍由一个上部引出触点部分50.1和一个下部引出触点部分50.2组成。这两个引出触点部分50.1、50.2完全类似地分别绕另外的支点53、54可旋转地支承，并通过另一些弹簧51、52彼此压紧，使它们用确定的接触压力作用在引出触环48上。

最后，触头支承3还有两个滚轮55、56，它们在引出触环48两侧滚动并因而导引整个触头支承3。

采用所说明的结构可以补偿任何类型的公差，尤其还可以补偿长的开关轴的弯曲。可绕开关轴2回转地设置的触头支承3在任何情况下均可借助于引出触环48确定地导引，所以虽然有所提及的公差也能准确地操纵控制滚轮39、40，并因而尽管真空开关室27、28只有较小的操纵行程也能进行真空开关室27、28的操纵。

图3表示按本发明的负荷选择器另一种实施形式。在这里与至此所说明的实施例不同，触头支承103不能转动，而是可沿纵向移动地设置。

在绝缘材料圆筒101内部仍定心地安装一开关轴102，开关轴上带着可沿纵向移动的触头支承103。纵向移动借助于导引装置104实现。在这种情况下也竖立地设置两个真空开关室，图中只画了在前面的那一个真空开关室105。在每个平面内仍在绝缘材料圆筒101的壁内设有圆形的固定步进触点106，它们仍通过开关触点和辅助触点接通，在图中只表示了一个上部的触点部分107.1和一个配属于它的下部触点部分107.2。按类似的方式，在绝缘材料圆筒101内仍有引出触环108，它被一个仍由上部引出触点部分109.1和下部引出触点部分109.2组成的引出触点围绕。在这里整个触头支承的导引借助于一个在引出触环108轮廓中滚动的滚轮110实现。真空开关室的操纵仍通过两根杠杆115、116，它们在其自由端各有控制滚轮113、114，控制滚轮仍在下部控制轮廓111或上部控制轮廓112上滚动并操纵真空开关室的操纵杆，图中只表示了沿观察方向在前面的那个真空开关室105的操纵杆117。

图4示意表示借助于按本发明的负荷选择器实现的电路。触点17、18与真空开关室27、28以及从那里再与引出触点50并因而与引出触环48的电连接在与此图对应的图1中没有表示。

图5表示了电路，其中，如图2所示，开关触点17由两个并列布置的触点部分17a、17b组成。在与此图对应的图2中也只是表示了电连接。可以看出，基本工作方式没有区别，也就是说，通过按图4的电路和通过按图5的电路可获得相同的开关过程。

图6表示这种作为范例可获得的开关过程。

其中负荷选择器用不同的开关步骤表示。原则上这种有不同开关步骤的负荷选择器由EP0160125是已知的。在这里，在位于主绕组上的固定步进触点与和此触点相邻的两个固定步进触点之间的平均距离大于在其余固定步进触点之间的平均距离。这就允许此负荷选择器也能应用于具有更大额定电压的变压器中；由此可以达到更高的耐受脉冲电压。在此文件中也已对这种负荷选择器公开了适用的不同设计的固定步进触点。

与此无关，特别有利的是，固定步进触点16不是按先有技术常见的那样设计成弯曲的，亦即平行于绝缘圆筒1的曲线，而是如图2所示设计成直的。按先有技术上部或下部触点部分17.1、18.1；17.2、18.2连续地在固定步进触点16的同一个轨道上滚动，而采用直的设计达到不断地扫过固定步进触点16表面其他地方，从而减少其磨损。

Claims (9)

1.步进可调变压器的负荷选择器，用于在步进可调变压器调节绕组的抽头之间无间断地转接，其中，负荷选择器有一个作为外壳的绝缘材料圆筒；与抽头电连接的固定的步进触点圆形地布置在绝缘材料圆筒内对于每个相有一个的水平面中；可旋转的开关轴位于绝缘材料圆筒中央，它对于固定的步进触点的每一个水平面有一个同样可旋转的触头支承；每个触头支承至少有两个机械触点，它们可分别与有关水平面的固定步进触点触点闭合；在每个触头支承上至少触点之一直接与第一真空开关室电连接以及在每一个触头支承上至少另一个触点通过作为中间连接的转换电阻与第二真空开关室电连接；以及，在每个触头支承上的这两个真空开关室的另一侧分别与负荷引线电连接，其特征为：所有的触头支承(3)可互相独立运动地铰接在开关轴(2)上；以及，两个真空开关室(27、28)竖立地按这样的方式装在有关的触头支承(3)上，即，使它们的操纵杆(35、36)基本上沿轴向延伸。

2.按照权利要求1所述的负荷选择器，其特征为：每个触头支承(3)可绕一支点旋转地铰接在开关轴(2)上。

3.按照权利要求1所述的负荷选择器，其特征为：每个触头支承(103)沿轴向可纵向移动地铰接在开关轴(102)上。

4.按照权利要求1或2之一所述的负荷选择器，其特征为：每个触点(17、18)由至少一个上部触点部分(17.1、18.1)和至少一个下部触点部分(17.2、18.2)组成；以及每个触点部分(17.1、18.1；17.2、18.2)在至少一个弹簧(23、24、25、26)的弹簧力作用下彼此压紧，使得在接通固定的步进触点(16)时机械地从两侧围绕着它并电触点闭合。

5.按照权利要求1至3之一所述的负荷选择器，其特征为：在绝缘材料圆筒(1)内部固定的步进触点(16)有一水平长度，它不与绝缘材料圆筒(1)的内轮廓相配，而尤其是沿直线延伸。

6.按照权利要求1或2所述的负荷选择器，其特征为：在绝缘材料圆筒(1)的内壁上为每个要接通的相并因而为固定步进触点(16)的每个水平面设一控制环(45)，它有一个上部控制轮廓(46)和一个下部控制轮廓(47)；在每个触头支承(3)上为两个真空开关室(27、28)的每一个设一根围绕支点(43、44)支承的杠杆(37、38)；以及，每一根杠杆(37、38)以其两个自由端之一作用在真空开关室(27、28)的操纵杆(35、36)上，以及以其另一个自由端在控制轮廓(46、47)之一上滑移，使得能根据有关控制轮廓(46、47)的空间形状操纵相关的真空开关室(27、28)。

7.按照权利要求1或2所述的负荷选择器，其特征为：每个负荷引出装置由同心地布置在绝缘材料圆筒(1)内壁上的引出触环(48)构成，它有一个向外导引的接线元件(49)以及它可借助一个装在有关触头支承(3)上与在此触头支承(3)上的相关真空开关室(27、28)电连接的引出触点(50)触点闭合。

8.按照权利要求6所述的负荷选择器，其特征为：每个触头支承(3)有两个滚轮(55、56)，它们在对应的引出触环(48)两侧滚动，使得相关的触头支承(3)被强制导引。

9.按照权利要求8所述的负荷选择器，其特征为：每个相的控制环(45)和引出触环(48)分别统一成单一构件。

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