CN116490946A - 用于有载分接开关的触点单元和触点系统以及有载分接开关 - Google Patents
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Abstract
一种用于有载分接开关的触点单元(10)包括彼此耦接的连接器本体(11)和触点固持器(12)，其中，连接器本体(11)被配置成将触点固持器(12)连接至有载分接开关的触点(2)。触点单元(10)进一步包括触点元件(17)，该触点元件耦接至触点固持器(12)并且被配置成与用于有载分接开关的触点装置(30)的触点元件(31)电接触。触点单元(10)进一步包括驱动和引导装置(13，15，16)，驱动和引导装置耦接至触点固持器(12)，使得触点元件(17)在方向(T1，T2)上背离连接器本体(11)被可移动地驱动以及被线性地引导。
Description
技术领域
本公开内容涉及一种用于有载分接开关的触点单元和触点系统。本公开内容进一步涉及一种对应的有载分接开关。
背景技术
分接开关在变压器中实现为例如允许在不同步骤选择可变匝数比的机构。文献CN2182 448Y公开了一种用于变压器的分接开关的滚动触点。将原始的滑动的动触点改变为滚动的动触点。动触点、推杆、芯轴和弹性件均布置在限位导槽中。文献WO 2017/036496A1、EP 0399486 A2和US 2003/102205 A1公开了用于分接开关的另外的开关布置或触点布置。在可移动电气接合触点和静止电气接合触点方面，提供磨损少且应力低的稳定可靠机构是个挑战。
因此，目的是提供一种用于有载分接开关的触点单元和触点系统，该触点单元和触点系统允许得到稳定可靠的机构并且有助于使相互作用部件的磨损少且应力低。
发明内容
根据实施例，一种用于有载分接开关的触点单元包括彼此耦接的连接器本体和触点固持器，其中，连接器本体被配置成将触点固持器连接至有载分接开关的触点。触点单元进一步包括触点元件，该触点元件耦接至触点固持器并且被配置成与用于有载分接开关的触点装置的触点元件电接触。触点单元进一步包括驱动和引导装置，驱动和引导装置耦接至触点固持器，使得触点元件在背离连接器本体的方向上被可移动地驱动以及被线性地引导。驱动和引导装置包括至少一个线性轴承以及布置在轴承内的轴，该至少一个轴承以及布置在轴承内的轴被配置成提供触点单元的触点元件的线性引导的移动。
通过使用所描述的触点单元，用于有载分接开关的受线性引导的触点系统可以低成本实现并且允许稳固且可靠地起作用。触点单元可以实现为可移动触点，该可移动触点被配置成与对应的静止触点相互作用，以在用于有载分接开关的功率转换开关的选择器中提供电压传输。
本公开内容认识到，柱型有载分接开关中的选择器机构的触点系统的通常设计由一个或若干个载流触点组构成，该一个或若干个载流触点组以与相应的奇数分接位置和相应的偶数分接位置的布置对应的角度彼此相邻地布置在静态固持器或接头上。通常围绕与有载分接开关的主轴同心的旋转轴线来限定这种静态系统。这样形成的旋转杠杆机构致使力集中在机构的端部(即，接合的触点)处，从而产生磨损和应力，这些磨损和应力在功能上限制了这种系统的整体刚度。另外，传统机构通常可能会造成复杂性和困难，在为了组装系统的安装阶段期间，必须进行若干步骤来实现对准，使得可以提供正确且稳固的触点接合。
所描述的触点单元使得能够抵消前述因实施触点元件的线性引导而造成的困难，该触点单元允许减小因实施相互作用触点而引起的接触应力，同时允许触点在组装以及与对应固定触点接合时缩回。
根据触点单元的实施例，触点元件包括可旋转滚子以与用于有载分接开关的触点装置的触点元件电接触。使用可旋转导电滚子允许减小摩擦力并且有助于减少与对应触点装置的触点元件接合的磨损和应力。替代性地或另外地，触点单元的触点元件包括滑块以与对应触点装置的触点元件电接触。
根据另一实施例，驱动和引导装置包括张紧或偏压弹性件，该弹性件被配置成产生将触点单元的触点元件背离连接器本体驱动的弹力。这种弹性件元件实现为简单且成本低的部件，以可靠地提供将触点元件在所期望的方向上朝向对应触点装置的静止触点元件推动的力。另外，也可以使用替代性的或另外的力作用元件来作用在触点单元的触点元件上。
驱动和引导装置包括至少一个线性轴承以及布置在轴承内的轴，该至少一个轴承以及布置在轴承内的轴被配置成使得触点单元的触点元件受线性引导地移动。结合前述弹性件元件，能够实现经弹性件加载以及受线性引导的触点单元，从而使得摩擦力相对较小并且因此有助于减少磨损和应力，同时使得能够得到可靠的电接触接合以及稳固的电流传导和/或功率传输。
根据另一实施例，驱动和引导装置包括两个或更多个线性轴承以及布置在相关联轴承内的对应轴。触点单元的触点元件布置在这些轴承之间，以使得触点元件朝向触点装置的对应的触点元件受稳定可靠引导地移动。
根据另一实施例，触点单元进一步包括另一触点固持器、另一触点元件和另外的驱动和引导装置，这些部件与上述部件相同地组装，使得能够通过触点单元的两个或更多个触点元件与触点装置的触点元件进行稳固的电气接合。例如，触点固持器、触点元件以及对应的驱动和引导装置耦接至连接器本体，使得对应的触点元件可沿其移动的方向包围预定角度。这种构型可以使得能够在触点装置的对应的触点元件的上部位置和/或下部位置处产生电接触以用于电压传输。因此，可以在触点元件之间建立稳固的相互作用，这还允许一定程度的移动自由度，进而可以进一步有助于在接合过程期间减小磨损并降低机械应力。
根据实施例，一种用于有载分接开关的触点系统包括所描述的触点单元的实施例以及具有接触端子和触点元件的触点装置，该触点装置被配置成因触点单元和触点装置的触点元件相互接触而供电。其结果是，触点系统包括如上所述的触点单元的实施例，并且还公开了关于触点系统所描述的触点单元的特征和特点，并且反之亦然。
触点单元可以实现为布置在触点系统的可移动触点元件处的动触点，而触点装置可以实现为组装在预定位置处的静止触点。因此，由于触点单元朝向静止触点装置移动，因此可以建立电气接合以实现功率传输。替代性地，触点单元可以实现为位置固定的触点，而触点装置可以可移动地布置，使得可以通过使触点装置朝向触点单元移动来建立电气接合。一般而言，触点系统的触点单元和触点装置相对于彼此可移动地配置。
触点装置被配置成与触点单元协作以减小摩擦力并降低机械应力并且有助于相互作用触点元件的可靠性、组装容易性、甚至是自对准。例如，触点装置的触点元件包括弯曲形状并且沿环形区段延伸。这种构型对于沿相应圆形路径移动的可移动触点单元来说可以是有益的。
根据另一实施例，触点单元和触点装置的触点元件包括相应的接触表面，相应的接触表面被配置成沿着触点单元的触点元件可沿其移动的方向面向彼此。
根据实施例，一种用于设定齿轮比(gear ratio)的有载分接开关包括可旋转触点环以及前述包括触点单元和触点装置的触点系统的实施例。触点装置被配置成是静止的，并且触点单元连接至可旋转触点环并且因此被配置成是可旋转的。触点单元的触点元件在背离连接器本体以及朝向触点装置的静止触点元件的方向上被驱动以及被线性地引导。其结果是，有载分接开关包括如上所述的触点系统的实施例，并且还公开了关于有载分接开关所描述的触点系统、触点单元以及触点装置的特征和特点，并且反之亦然。
附图说明
下面借助示意图和附图标记解释示例性实施例。附图示出了：
图1用于有载分接开关的触点系统的示例性实施例，
图2触点系统的触点单元的示例性实施例，
图3图1的触点系统的立体图，以及
图4触点系统的触点单元的部件的实施例。
附图提供了进一步的理解。相同的附图标记表示具有相同功能的元件或部件。只要在不同附图中元件或部件的功能彼此对应，就不再针对后续的各附图重复其描述。为清楚起见，元件可能不会在所有图中都呈现对应的附图标记。
具体实施方式
图1图示了用于变压器的有载分接开关的部件的立体图，该有载分接开关允许在分接切换期间不中断供电的情况下在不同步骤中选择可变匝数比。有载分接开关包括一个或多个可相对于纵向轴线L移动的可旋转触点环2，该一个或多个可旋转触点环被配置成启用分接切换和功率传输。有载分接开关进一步包括多个触点单元10和触点装置30，该多个触点单元和触点装置彼此协作地配置和布置以在对应的触点元件17和31电接合的情况下启用功率传输(另外参见图3)。
一个触点单元10和对应的触点装置30实现用于有载分接开关的触点系统1。针对图1所示的实施例，相应的触点单元10经由触点单元10的触点本体11布置至对应的触点环2。由于触点单元10布置在可旋转环2处，因此该触点单元实现为可移动触点，而触点装置30实现为固定在位的静止触点。因此，由于触点环2之一旋转，对应布置的触点单元10也朝向触点装置30之一旋转以使触点元件17和31电气接合。
图2示出了触点单元10的部件和该触点单元10的组装选项的立体图。触点单元10包括连接器本体11以及彼此耦接的两个触点固持器12。连接器本体11被配置成连接触点固持器12并且将触点单元10连接至有载分接开关的触点环。触点单元10进一步包括两个触点元件17，这两个触点元件被形成为属于相应触点固持器12的电滚子(electrical roller)。触点元件17耦接至触点固持器12、被固定但由于轴18而可旋转。触点单元10的触点元件17被配置成与对应触点装置30的触点元件31电接触，该触点装置进一步包括电接触端子32(参见图3)。
触点单元10进一步包括用于每个触点固持器12的驱动和引导装置。相应的驱动和引导装置包括两个线性滚珠轴承或滑动轴承15、两个轴13以及耦接至触点固持器12的弹性件16，使得相应的触点元件17在对应方向T1或T2上背离连接器本体11以及朝向静止的触点装置30的触点元件31被弹性件加载、被能够移动地驱动以及被线性地引导。
触点本体11实现为由轴13和锁定元件14(例如形成为锁定螺钉)来连接两个滚子触点固持器12的主块。通过线性滚珠轴承15使相应的触点固持器12沿其相关联的方向T1或T2线性移动，并且插入的弹性件16施加约束运动/力。滚子触点元件17包括接触表面171，该接触表面被配置成与对应触点装置30的触点元件31的接触表面311接触。
由于固定触点元件31与可移动选择器触点元件17之间的接触表面171、311接触，使得触点装置30与触点单元10的选择器触点21之间发生电接触。这经由被实现为可旋转滚子的触点元件17(针对如图2所示的实施例)得以实现。替代性地，根据实施例，触点元件17可以被实现为如图4所示的不可旋转滑块。滚子或滑块或这两者均包括与触点装置30的触点元件31的弯曲形状协作配置的弯曲形状。这使得触点元件17和31能够分别以低摩擦力和低机械应力进行稳固且可靠的电气接合。
触点元件17由于轴18而被固位在位。电流在柔性连接件19和连接件套管20上均匀分布。当向滚子或滑块触点元件17施加力时，触点固持器12经由其轴13和线性滚珠轴承15平移，弹性件16变形，并且整个触点固持器12缩回。这种移动减少了滚子或滑块触点元件17上的整体磨损，减小了固定触点元件31与可移动触点元件17之间的摩擦力，并且因线性滚珠轴承15而施加线性引导。
所描述的经线性引导的滚子/滑块触点系统1实现为有载分接开关的选择器中的可移动触点的载体，并且允许电气接合和功率传输的稳固且可靠的机构，并且有助于使相互作用部件之间的磨损少、机械应力低。触点系统1的可缩回性还使得在组装和操作期间更容易接合和自调节。
所述的图1至图4所示的实施例表示用于有载分接开关的改进的触点系统1的示例性实施例；因此，这些实施例不构成所有根据可能布置的实施例的完整清单。触点单元10、触点装置30和/或触点系统1的实际布置可以与图中所示实施例不同。
附图标记
1 触点系统
2 触点环
10 可移动触点单元
11 连接器本体
12 触点固持器
13 轴
14 锁定元件
15 线性滚珠轴承
16 弹性件
17 触点单元的触点元件
171 接触表面
18 轴
19 连接件
20 连接件套管
21 选择器触点
30 静止触点装置
31 触点元件
311 接触表面
32 接触端子
L 触点环的纵向轴线
T1 轴承平移方向
T2 轴承平移方向
Claims (11)
1.一种用于有载分接开关的触点单元(10)，所述触点单元(10)包括：
-彼此耦接的连接器本体(11)和触点固持器(12)，其中，所述连接器本体(11)被配置成将所述触点固持器(12)连接至所述有载分接开关的触点(2)，
-触点元件(17)，所述触点元件(17)耦接至所述触点固持器(12)并且被配置成与用于所述有载分接开关的触点装置(30)的触点元件(31)电接触，以及
-驱动和引导装置(13，15，16)，所述驱动和引导装置耦接至所述触点固持器(12)，使得所述触点元件(17)在背离所述连接器本体(11)的方向(T1，T2)上被能够移动地驱动以及被线性地引导，其特征在于，所述驱动和引导装置包括至少一个线性滚珠轴承(15)以及布置在所述轴承(15)内的轴(13)，所述至少一个线性滚珠轴承以及布置在所述轴承内的轴被配置成提供所述触点单元(10)的触点元件(17)的线性引导的移动。
2.根据权利要求1所述的触点单元(10)，其中，所述触点单元(10)的触点元件(17)包括可旋转滚子以与用于所述有载分接开关的触点装置(30)的触点元件(31)电接触。
3.根据前述权利要求中任一项所述的触点单元(10)，其中，所述触点单元(10)的触点元件(17)包括滑块以与用于所述有载分接开关的触点装置(30)的触点元件(31)电接触。
4.根据前述权利要求中任一项所述的触点单元(10)，其中，所述驱动和引导装置包括弹性件(16)，所述弹性件(16)被配置成产生将所述触点单元(10)的触点元件(17)背离所述连接器本体(11)驱动的弹力。
5.根据前述权利要求中任一项所述的触点单元(10)，其中，所述驱动和引导装置包括另一线性轴承(15)以及布置在所述另一线性轴承(15)内的另一轴(13)，并且其中，所述触点单元(10)的触点元件(17)布置在所述轴承(15)之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的触点单元(10)，所述触点单元(10)包括：
-耦接至所述连接器本体(11)的另一触点固持器(12)，
-另一触点元件(17)，所述另一触点元件(17)耦接至所述另一触点固持器(12)并且被配置成与用于所述有载分接开关的触点装置(30)的触点元件(31)电接触，以及
-另外的驱动和引导装置(13，15，16)，所述另外的驱动和引导装置(13，15，16)耦接至所述另一触点固持器(12)，使得所述另一触点元件(17)在背离所述连接器本体(11)的方向(T1，T2)上被能够移动地驱动以及被线性地引导。
7.根据权利要求6所述的触点单元(10)，其中，所述触点固持器(12)、所述触点元件(17)以及对应的驱动和引导装置(13，15，16)耦接至所述连接器本体(11)，使得对应的触点元件(17)能够移动的方向(T1，T2)包围预定角度。
8.一种用于有载分接开关的触点系统(1)，所述触点系统(1)包括：
-根据前述权利要求中任一项所述的触点单元(10)，以及
-具有接触端子(32)和触点元件(31)的触点装置(30)，所述触点装置被配置成由于所述触点单元(10)和所述触点装置(30)的触点元件(17，31)相互接触而供电。
9.根据权利要求8所述的触点系统(1)，其中，所述触点装置(30)的触点元件(31)包括弯曲形状并且沿环形区段延伸。
10.根据权利要求8或9所述的触点系统(1)，其中，所述触点单元(10)和所述触点装置(30)的触点元件(17，31)包括相应的接触表面(171，311)，所述相应的接触表面(171，311)被配置成沿着所述触点单元(10)的触点元件(17)能够移动的方向(T1，T2)面向彼此。
11.一种用于设定齿轮比的有载分接开关，所述有载分接开关包括：
-可旋转触点环(2)，以及
-根据权利要求8至10中任一项所述的触点系统(1)，其中，所述触点装置被配置成是静止的，并且所述触点单元(10)连接至所述可旋转触点环(2)，使得所述触点单元的触点元件(17)在背离所述连接器本体(11)以及朝向所述触点装置(30)的触点元件(31)的所述方向(T1，T2)上被驱动以及被线性地引导。
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