DE1118860B - Stufenschalter fuer hohe Spannung fuer Stufentransformatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stufenschalter für hohe Spannung für Stufentransformatoren mit mehreren in mindestens einem Kreisbogen um eine Achse angeordneten ersten Schaltkontakten und mindestens einem damit zusammenarbeitenden zweiten Schaltkontakt, welche zusammenarbeitenden Schaltkontakte gegeneinander um diese Achse gedreht werden können und je mit wenigstens einer sich in der relativen Bewegungsrichtung erstreckenden Kontaktfläche versehen sind, so daß der zweite Schaltkontakt der Reihe nach mit jedem der ersten Schaltkontakte in Berührung kommen kann, und wobei jeder erste Schaltkontakt aus einem elektrisch leitenden, U-förmigen Kontaktblock besteht, dessen U-förmiger Querschnitt quer zur relativen Bewegungsrichtung der Schaltkontakte gerichtet ist und dessen wirksame Kontaktfläche sich auf der Innenseite ,dieses Blocks befindet und sich über einen Teil der Strecke zwischen den beiden quer zur Relativbewegungsrichtung gerichteten Stirnflächen dieses Blocks erstreckt.

Stufenschalter dieser Art sind bekannt. So besteht beispielsweise bei einem solchen bekannten Schalter jeder erste Schaltkontakt aus einem elektrisch leitenden U-förmigen Kontaktklotz, der quer zur Relativbewegungsrichtung der Schaltkontakte gerichtet ist. Dabei befindet sich die wirksame Kontaktfläche an der Innenseite dieses Klotzes.

Ferner ist auch bereits ein elektrischer Hochspannungsschalter bekannt, bei dem zur Erzielung gedrängter Bauweise spannungsführende Teile in ein Isoliermaterial eingebettet sind.

Schalter dieser Art weisen im allgemeinen den Nachteil auf, daß der Durchmesser unpraktisch groß werden muß, wenn sie sich für eine große Anzahl von Transformatoranzapfungen oder Anzapfungen von Uberbrückungsimpedanzen und eine hohe Stufenspannung eignen müssen. Nachteilig ist bei den bekannten obenerwähnten Schalterbauarten ferner, daß sich der bewegliche Schaltkontakt im statischen Feld der Kontakte befindet und bei dem eigentlichen Schaltvorgang, d. h. bei seiner Bewegung, das statische Feld stört.

Diese Nachteile lassen sich mit einem Hochspannungs-Stufenschalter gemäß der Erfindung vermeiden. Bei ihm können die in einem Kreisbogen angebrachten Schaltkontakte sehr nahe nebeneinander angeordnet werden, ohne daß im Ruhezustand oder beim Schalten Feldgradienten von einer Höhe auftreten, die hinsichtlich der Isolation Schwierigkeiten bereiten.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß die Stirnflächen jedes U-förmigen Kontaktblockes sich in einer derartigen Entfernung von der wirksamen

Stufenschalter für hohe Spannung
für Stufentransformatoren

Anmelder:

Willem Smit & Co's

Transformatorenfabriek N. V.,

Nimwegen (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Schaefer, Patentanwalt,
Hamburg 1, Lilienstr. 36

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 2. Mai 1958 (Nr. 227 471)

Kontaktfläche erstrecken, daß in den Lagen, in denen der zweite Schaltkontakt mit seiner Kontaktfläche die wirksame Kontaktfläche eines ersten Schaltkontaktes gerade berührt, der zweite Schaltkontakt sich ganz innerhalb des durch den elektrisch leitenden Kontaktblock dieses ersten Schaltkontaktes begrenzten und elektrisch abgeschirmten Raumes befindet.

Zweckmäßig wird der Stufenschalter nach der Erfindung so ausgebildet, daß der zweite Schaltkontakt aus einem dosenförmigen Halter aus Isoliermaterial hervorragt, welcher Halter sich bis auf kurze Entfernung von den ersten Schaltkontakten erstreckt und in dessen Wänden elektrisch leitende Platten angeordnet sind, die zusammen mit den ersten Schaltkontakten einen elektrisch abgeschirmten Raum bilden, innerhalb dessen sich die wirksamen Flächen der zusammenarbeitenden Kontakte während der Öffnung und der Schließung des zu steuernden Stromkreises ganz befinden.

Weil bei einer solchen Schalterbauart die z. B. mit den Transformatoranzapfungen verbundenen Kontaktklötze in einem Isoliermaterial hoher Durchschlagfestigkeit und gleichmäßiger Güte eingebettet sind, sich demnach die Stellen mit größtem Spannungsgradienten in diesem Isoliermaterial befinden, können die Kontaktklötze verhältnismäßig sehr nahe nebeneinander angeordnet werden, so daß der Durchmesser

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des Stufenschalters merklich herabgesetzt werden kann oder bei einem bestimmten Durchmesser ungewöhnlich viele Kontaktklötze angeordnet werden können. Da außerdem der mit diesen Kontaktklötzen der Reihe nach zusammenarbeitende Schaltkontakt mit seiner Kontaktfläche die Kontaktfläche eines solchen Kontaktklotzes berührt oder verläßt, während er sich in dem nahezu feldfreien Raum innerhalb des betreffenden Kontaktklotzes befindet, treten während des Schaltvorgangs nur geringe Störungen des elektrischen Feldes auf, so daß auch die Zustandsänderungen des Feldes während des Schaltens keine großen Kontaktabstände erfordern.

Die gewählte Kontaktform ist wichtig, wenn der zweite Schaltkontakt als Brückenkontakt ausgeführt wird, der in jedem Ruhezustand mit zwei Kontaktklötzen in Verbindung steht. In diesem Falle können diese Kontaktklötze sehr dicht übereinander angeordnet sein, so daß zugleich eine merkliche Verkürzung des Schalters in axialer Richtung ermöglicht wird.

Die Kontaktfläche jedes Kontaktklotzes kann einen Teil eines Schenkels dieses Klotzes bilden oder an diesem Schenkel befestigt sein. Die Richtung der Schenkel jedes Kontaktklotzes kann entweder quer oder konzentrisch zur Schwenkachse der zusammenarbeitenden Schaltkontakte gewählt werden. Die Schenkel können als Platten ausgebildet sein, die z. B. als gesonderte Schirmplatten an dem übrigen Teil des Kontaktklotzes befestigt sind.

Jeder Kontaktklotz kann mehrfach ausgeführt sein und z. B. die Form eines doppelten U, eines W oder eines M besitzen, wobei dann an den beiden Seiten seines Mittelschenkels Kontaktflächen vorgesehen sein können.

Zur Erläuterung dient die Zeichnung, die die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile eines Drehschalters der neuen Konstruktion beispielsweise angibt; es zeigt darin

Fig. 1 eine Ansicht einer Anzahl von Kontaktklötzen, die in zwei Kränzen um die Drehachse des Schalters angeordnet sind,

Fig. 2 einen Durchschnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Durchschnitt von zusammenarbeitenden Schaltkontakten eines Drehschalters mit doppelt ausgeführten Schaltkontakten und

Fig. 4 einen Durchschnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3.

In Fig. 1 und 2 besteht jeder der in zwei Kränzen um die Drehachse des Schalters angeordneten Schaltkontakte aus einem U-förmigen Kontaktklotz, der von einem Klotz 1 mit einem an diesem Klotz angeordneten, als Anschlußklemme dienenden Bolzen 2 und Schenkeln 3, die sich in senkrecht zur Drehachse stehenden Flächen befinden und die Form von Schirmplatten besitzen, gebildet wird. In dem Kontaktraum 4, der von diesen Platten begrenzt wird, ist eine an einem dieser Schenkel 3 gebildete Kontaktfläche 5 angeordnet. Jeder Kontaktklotz 1, 2, 3 ist mit Ausnahme der Stelle der Kontaktfläche 5 in festem Isoliermaterial 6 hoher konstanter Durchschlagfestigkeit eingebettet. Die Kontaktflächen 5 befinden sich in einem nahezu feldfreien Raum, wie aus der linken Hälfte der Fig. 1 hervorgeht, in der die Äquipotentiallinien zwischen zwei tangential nebeneinander angeordneten Paaren von Kontakten angegeben sind.

Beim Schalter gemäß Fig. 3 und 4 sind die Kontaktklötze, die in einem Kreisbogen oder einem Kranz um die Drehachse des Schalters angeordnet sind, doppelt ausgeführt, so daß sie an Stelle eines U-förmigen einen W- oder M-förmigen Querschnitt besitzen. Jeder Kontaktklotz besteht aus einem Klotz 7 mit T-förmigem Querschnitt, an dem der Anschlußbolzen 8 angeordnet ist und gesonderte Schirmplatten 9,10 befestigt sind. Der Längsschenkel des T-förmigen Klotzes 7 bildet zu gleicher Zeit die Kontaktflächen 11. Der ganze Kontaktklotz 7 bis 10 ist mit Ausnahme der Stelle der Kontaktflächen 11 in festem Isoliermaterial 12 eingebettet. Die Kontaktklötze 7 bis 12 sind in zwei übereinander angeordneten Kreisbögen oder Kränzen an einem Rohr 13 aus Isoliermaterial befestigt und bilden Paare von Schaltkontakten, mit denen ein mit Kontaktfingern 15 versehener Brückenkontakt zusammenarbeitet, der an einem konzentrischen Rohr 14 befestigt ist. Die Schaltfinger 15 ragen aus einer Dose aus Isoliermaterial hervor, die aus zwei Teilen 16, 17 zusammengesetzt und mittels Bolzen 18 am Rohr 14 befestigt ist. In den Wänden der Dose sind elektrisch leitende Schirme 19, 20 angebracht, die zusammen mit den Schirmplatten 9, 10 der Kontaktklötze 7 bis 12 zur Potentialsteuerung dienen.

Die Tangentialbreite der Kontaktflächen 11 der Schaltklötze 7 bis 12 und die der Kontaktfinger 15 ist der Tangentialbreite der Schirmplatten 9, 10 gegenüber derart gewählt, daß, wenn die Kontaktfinger 15 mit ihren Kontaktflächen die Kontaktflächen 11 der Kontaktklötze 7 bis 12 verlassen oder gerade noch berühren, die Kontaktfinger 15 sich ganz in den nahezu feldfreien Räumen innerhalb der Kontaktklötze befinden. Demzufolge hat das Schalten keinen oder wenig Einfluß auf das elektrische Feld, das zwischen den im Kranz nacheinander folgenden Kontaktklötzen vorhanden ist. Hohe Feldgradienten treten nur an den Rändern der Schirmplatten 9, 10 auf, die ganz in festem Isoliermaterial 12 hoher Durchschlagfestigkeit eingebettet sind.

Obschon in den Ausführungsbeispielen die zusammenarbeitenden Kontaktflächen sich in Flächen befinden, die senkrecht zur Drehachse verlaufen, wird es klar sein, daß die Kontaktflächen ebenfalls am Boden jedes der feldfreien Räume zwischen den Schirmplatten angeordnet werden können. Außerdem können die Kontaktklötze um 90° gedreht sein, derart, daß z. B. die Anschlußbolzen 8 axial gerichtet sind. Die Kontaktfinger 15 müssen in diesem Falle wenigstens mit ihren aus der Dose 16, 17 herausragenden Teilen gleichfalls axial gerichtet sein. Die zusammenarbeitenden Schaltkontakte können dann an konzentrischen Scheiben anstatt an konzentrischen Rohren 13, 14 befestigt sein.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Stufenschalter für hohe Spannung für Stufentransformatoren mit mehreren in mindestens einem Kreisbogen um eine Achse angeordneten ersten Schaltkontakten und mindestens einem damit zusammenarbeitenden zweiten Schaltkontakt, welche zusammenarbeitenden Schaltkontakte gegeneinander um diese Achse gedreht werden können und je mit wenigstens einer sich in der relativen Bewegungsrichtung erstreckenden Kontaktfläche versehen sind, so daß der zweite Schaltkontakt der Reihe nach mit jedem der ersten Schaltkontakte in Berührung kommen kann, und wobei

jeder erste Schaltkontakt aus einem elektrisch leitenden, U-förmigen Kontaktblock besteht, dessen U-förmiger Querschnitt quer zur relativen Bewegungsrichtung der Schaltkontakte gerichtet ist und dessen wirksame Kontaktfläche sich auf der Innenseite dieses Blockes befindet und sich über einen Teil der Strecke zwischen den beiden quer zur relativen Bewegungsrichtung gerichteten Stirnflächen dieses Blockes erstreckt, dadurch gekenn zeichnet, daß die Stirnflächen jedes U-förmigen Kontaktblockes (1, 2, 3, 5 bzw. 7, 8, 9, 10, 11) sich in einer derartigen Entfernung von der wirksamen Kontaktfläche (5 bzw. 11) erstrecken, daß in den Lagen, in denen der zweite Schaltkontakt (15) mit seiner Kontaktfläche die wirksame Kontaktfläche (5 bzw. 11) eines ersten Schaltkontaktes gerade berührt, der zweite Schaltkontakt (15) sich ganz innerhalb des durch den elektrisch leitenden Kontaktblock dieses ersten Schaltkontaktes begrenzten und elektrisch abgeschirmten Raumes befindet.

2. Stufenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltkontakt (15) aus einem dosenförmigen Halter (16, 17) aus Isoliermaterial hervorragt, welcher Halter sich bis auf kurze Entfernung von den ersten Schaltkontakten (1, 2, 3, 5 bzw. 7, 8, 9, 10, 11) erstreckt und in dessen Wänden elektrisch leitende Platten (19, 20) angeordnet sind, die zusammen mit den ersten Schaltkontakten einen elektrisch abgeschirmten Raum bilden, innerhalb dessen sich die wirksamen Flächen (5 bzw. 11) der zusammenarbeitenden Kontakte während der Öffnung und der Schließung des zu steuernden Stromkreises ganz befinden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 329 445;
USA.-Patentschrift Nr. 2 363 295.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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