DE112009005164T5

DE112009005164T5 - Spannungsfreier käfigförmiger Stufenschalter für einen Transformator

Info

Publication number: DE112009005164T5
Application number: DE112009005164T
Authority: DE
Inventors: Wei Qin
Original assignee: WUHAN TAIPU TRANSFORMER CHANGER CO; WUHAN TAIPU TRANSFORMER CHANGER CO Ltd
Current assignee: WUHAN TAIPU TRANSFORMER CHANGER CO; WUHAN TAIPU TRANSFORMER CHANGER CO Ltd
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2029-12-19
Also published as: DE112009005164B4; CN101661833B; CN101661833A; WO2011022906A1

Abstract

Ein spannungsfreier käfigförmiger Stufenschalter für einen Transformator enthält eine obere und untere Halterung (2, 3) und Isolationsstäbe (4), die diese entlang einer Umfangsrichtung verbinden. Auf den Achsen der Isolationsstäbe (4) sind beabstandete feste Ringkontakte (7) vorgesehen. Zwischen der oberen und unteren Halterung und innerhalb der festen Ringkontakte (7) ist eine Bewegungskontaktanordnung (6) vorgesehen. Die Bewegungskontaktanordnung (6) ist mit einem Aufwärts-Abwärts-Getriebe verbunden. Auf dem äußeren Rand der Bewegungskontaktanordnung (6) sind Bewegungskontakte angebracht die festen Ringkontakten (7) entsprechen und mit zwei benachbarten festen Kontakten verbunden sind. Die festen Ringkontakte (7) sind versetzt und beabstandet mit den Isolationsstäben (4) verbunden, die entlang der Umfangsrichtung angebracht sind. Zwei in Aufwärts/Abwärtsrichtung benachbarte feste Ringkontakte (7) sind nicht mit demselben Isolationsstab (4) verbunden. Zusätzliche Ölspalte (8) sind zwischen den festen Ringkontakte (7) und den anderen, unverbundenen Isolationsstäben (4) gebildet.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen spannungsfreien käfigförmigen Stufenschalter (Umsteller) und stellt eine weitere Verbesserung bestehender spannungsfreier käfigförmiger Stufenschalter dar.
Stand der Technik
Das Chinesische Gebrauchsmuster mit dem Aktenzeichen CN200944364Y offenbart einen spannungsfreien käfigförmigen Stufenschalter, der entlang einer axialen Richtung verteilte feste Ringkontakte enthält, die an allen axial ausgerichteten Isolationsstäben befestigt sind. Solche festen Ringkontakte können die mechanische Festigkeit und Steifigkeit des käfigförmigen Isolators erhöhen. Am inneren Rand der festen Ringkontakte angeordnete Schaltbewegungskontakte können aufwärts und abwärts gleiten, wobei sie zwei benachbarte feste Kontakte überbrücken und dadurch eine Spannungregelungsfunktion wahrnehmen. Der Kontakt dieses Schalters weist viele Verbindungspunkte auf, wodurch ein großer Strom und eine bessere Steifigkeit verwirklicht werden können. Aufgrund dieser Eigenschaften wird ein solcher Schalter oft für Hochspannungsanwendungen eingesetzt, wo wegen der Isolationseigenschaften des axial ausgerichteten Isolationsstabmaterials viel höhere Spannung benachbarter fester Kontakte und viel größere Kriechspannen auftreten. Wenn daher zwischen den Kontakten eine höhere Spannung anliegt und mehr Getriebe vorhanden sind, wird es zu einem Wechsel in eine höhere Getriebestellung kommen, die für den Schalter eine schlechte Gesamtsteifigkeit zur Folge hat. Darüber hinaus nimmt das überdimensionierte Volumen auch viel Platz ein und ist daher für den Einbau ungünstig. Wenn dieser herkömmliche Einzeltransformator auch eine zunehmende Leistungsfähigkeit und zunehmende Spannungsklasse aufweist, so sind die obigen Schwächen doch offensichtlich.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die durch die vorliegende Erfindung gelöste technische Aufgabe liegt in der Vermeidung der oben genannten Nachteile der gegenwärtigen Technologie, und in dem Bereitstellen eines spannungsfreien käfigförmigen Stufenschalters (Umsteller) mit einer ausgezeichneten Steifigkeit, einer geringeren Höhenabmessung und einer größeren Isolationsleistung.
Der technische Vorschlag der vorliegenden Erfindung zur Lösung der oben genannten Aufgabe umfasst: obere und untere Halterungen 2–3, axial ausgerichtete Isolationsstäbe 4 zwischen der oberen und unteren Halterung, feste Ringkontakte 7, die beabstandet entlang der axialen Richtung der Isolationsstäbe vorgesehen sind, eine Bewegungskontaktanordnung, die zwischen der oberen und unteren Halterung und innerhalb der festen Ringkontakte angeordnet ist, wobei bewegliche Kontakte mit einem Aufwärts-Abwärts-Getriebe verbunden sind, und der äußere Rand der Bewegungskontaktanordnung 6 die bewegliche Kontakte enthält, die zwei benachbarte feste Kontakte, die festen Ringkontakten entsprechen, verbinden. Die Besonderheit liegt darin, dass die festen Ringkontakte versetzt mit den axial ausgerichteten Isolationsstäben verbunden sind und dass weiter in Aufwärts/Abwärtsrichtung benachbarte feste Ringkontakte 7 nicht mit demselben Isolationsstab 4 verbunden sind, und dass ein Ölspalt 8 zwischen den festen Ringkontakten und den nicht verbundenen Isolationsstäben verbleibt.
Nach dem oben genannten Vorschlag kann eine Verbindung der festen Ringkontakte mit einem axial ausgerichteten Isolationsstab versetzt nach 1 bis 3 Intervallen vorgenommen werden, das heißt, die festen Ringkontakte sind mit demselben Isolationsstab nach einem Intervall von 1 bis 3 festen Ringkontakten verbunden.
Nach dem oben genannten Vorschlag können die axial ausgerichteten Isolationsstäben in Intervallen mit einem Isolationsstützring 9 verbunden sein, wobei der Isolationsstützring in einem Bereich zwischen zwei festen Kontakten angeordnet ist, und sein äußerer Umfang mit den Isolationsstäben verbunden ist und sein innerer Umfang größer als der der festen Ringkontakte ist.
Nach dem oben genannten Vorschlag können die axial ausgerichteten Isolationsstäbe auf 1 bis 3 Kreisen in Radialrichtung angeordnet sein; die Struktur des inneren Rings von Isolationsstäben kann dergestalt sein, dass die Isolationsstäbe auf 2 bis 3 Kreisen verteilt und in axialer Richtung versetzt angeordnet sind.
Nach dem oben genannten Vorschlag kann der äußere Umfang eines festen Ringkontakts Verbindungssockel aufweisen, durch die eine Verbindung mit den Isolationsstäben erfolgt.
Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere: 1. das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass benachbarte feste Kontakte nicht mit demselben Isolationsstab verbunden sind, manche Ausgestaltungen weisen sogar ein Intervall von mehr als zwei festen Kontakten auf. Es entsteht ein ausreichender Ölspalt zwischen den festen Ringkontakten und den nicht verbundenen Isolationsstäben, so dass in der Zwischenstufe des Schalters bei gleichem axialem Abstand der festen Ringkontakte der Isolationskriechabstand vervielfacht wird, was die Prüfspannung innerhalb des Schalters verbessern oder die axiale Höhe des Schalters wirksam reduzieren kann. Das bedeutet, dass bei derselben Schalterhöhe die Zwischenstufenprüfspannung erhöht werden kann, oder bei gleicher Prüfspannung die Gesamthöhe des Schalters reduziert werden kann; 2. die Steifigkeit des käfigförmigen Isolators, der aus der Gesamtheit der Isolationsstäbe zusammengesetzt ist, kann durch Hinzufügen von Isolationsstützringen verstärkt oder vergrößert werden; 3. das Vorsehen von mehr als 2 Kreisen von Isolationsstäben kann die Zwischenstufenprüfspannung des Schalters erhöhen und die Zwischenstufenisolation verbessern, was vorteilhaft für das Vorsehen einer Verbindungsklemme auf einem festen Ringkontakt ist, oder die Zwischenstufenprüfspannung wird durch die Vergrößerung des Ölspaltes weiter verbessert; 4. diese Erfindung stellt auch Eigenschaften wie eine feste Struktur und angemessene Einstellungen bereit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels dieser Erfindung,
2 ist eine E-E-Schnittdarstellung von 1,
3 ist eine F-F-Schnittdarstellung von 2,
4 ist eine Vorderansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels dieser Erfindung,
5 ist eine G-G-Schnittdarstellung von 4,
6 ist eine H-H-Schnittdarstellung von 4.
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend werden in Verbindung mit den Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Das in den 1 bis 3 gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein einphasiger und spannungsfreier käfigförmiger Stufenschalter (Umsteller), der eine obere und eine untere Halterung 2, 3 aufweist. Ein Antriebsbolzen 5 ist zwischen der oberen und unteren Haltung angebracht, wobei das Kopfstück des Antriebsbolzens mit einem Betätigungsmechanismus 1 verbunden ist. Der Antriebsbolzen enthält eine Überwurfmutter, die mit einer Bewegungskontaktanordnung 6 verbunden ist und ein Aufwärts- und Abwärtsgetriebe vom Schneckentyp bildet, wobei das genannte Aufwärts- und Abwärtsgetriebe auch eine flexible Zylinder- oder Zahnstangenvorrichtung einsetzt. Zwischen der oberen und unteren Halterung sind sechs axial ausgerichtete Isolationsstäbe 4 vorgesehen, sowie feste Ringkontakte 7 entlang der axialen Richtung der Isolationsstäbe. Ein fester Ringkontakt ist mittels Verbindungssockel 12 an seinem äußeren Umfang über Bolzen 13 mit Isolationsstäben 4 verbunden, wobei der feste Ringkontakt jeweils nach einem Versetzungsintervall von einem Isolationsstab mit einem axial ausgerichteten Isolationsstab verbunden ist, das heißt, ein fester Ringkontakt ist mit drei versetzten Isolationsstäben verbunden und zwei in Aufwärts/Abwärtsrichtung benachbarte feste Ringkontakte sind nicht mit demselben Isolationsstab verbunden, so dass eine Lücke zwischen dem festen Ringkontakt und den nicht verbundenen Isolationsstäben entsteht, die einen Ölspalt 8 bildet. Der äußere Rand der Bewegungskontaktanordnung 6 enthält Bewegungskontakte, die zwei benachbarte Isolationsstäbe verbinden, die zu festen Ringkontakten gehören.
Mit weiteren Elementen, etwa mit zusätzlichen festen Kontakten, kann eine Gruppe von Isolationsstäben hinzugefügt werden, so dass ein fester Ringkontakt mit einem axial ausgerichteten Isolationsstab erst nach zwei Intervallstücken verbunden wird, das heißt, dass die festen Ringkontakte mit demselben Isolationsstab nach zwei Intervallen von festen Ringkontakten verbunden sind, wodurch erreicht wird, dass drei benachbarte feste Ringkontakte jeweils an unterschiedlichen Gruppen von Isolationsstäben befestigt sind. Daher ist der Isolationskriechabstand zur benachbarten Zwischenstufen viel größer und die Prüfspannung ist viel höher.
Um neben der Erhöhung des Isolationskriechabstands die Stabilität des aus Isolationsstäben gebildeten käfigförmigen Isolators zu erhöhen, können in einem geeigneten Teil die axial ausgerichteten Isolationsstäbe mit einem Isolationsstützring 9 verbunden werden. Ein Isolationsstützring ist in einem Bereich zwischen zwei festen Kontakten angebracht, sein äußerer Umfang ist mit den Isolationsstäben verbunden und sein innerer Umfang ist größer als der der festen Ringkontakte. Ein Isolationsstützring kann auch peripher um die Isolationsstäbe angebracht sein und an seinem inneren Umfang mit den Isolationsstäben verbunden sein. Weiter wird entsprechend der Forderung nach einer Verbindung mit der Transformatorspule eine Verbindungsklemme 10 durch Bolzen 11 am festen Ringkontakt 7 befestigt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den 4, 5 und 6 dargestellt. Der Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel besteht dabei darin, dass bei den axial ausgerichteten Isolationsstäben eine Innenstellung und eine Außenstellung unterschieden wird, was dazu führt, dass die Isolationsstäbe auf Kreisen unterschiedlicher Radien versetzt angeordnet sind, das heißt, dass die Isolationsstäbe, mit denen ein benachbarter fester Ringkontakt verbunden ist, axial ausgerichtet auf einem anderen Radius verteilt sind. Dadurch wird der Ölspalt 8 weiter vergrößert, die Zwischenstufenisolation erhöht, und der Ölzwischenraum und der Kriechabstand zwischen festen Kontakten verbessert. Demzufolge wird das Isolationsverhalten verbessert und die Maßnahme ist auch für die Verringerung der Höhe des Schalters von Vorteil.
Diese Erfindung ist auch für Mehrphasenschalter geeignet, folglich können auch Mehrphasengruppen aus Bewegungskontakten und festen Kontakten vorliegen. Gleichzeitig ist sie für alle Arten von Schaltern mit beliebiger Verbindung geeignet, wie z. B. Y-Δ Übertragung, Reihen-Parallel-Wandlung, Einbrückenverbindung, lineare Anpassung usw.
Diese Erfindung ist insbesondere für Schalter mit hoher Spannung und großem Strom geeignet und kann die Anforderungen eines Groß- und Spezialtyptransformators erfüllen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 200944364 Y [0002]

Claims

Spannungsfreier käfigförmiger Stufenschalter für einen Transformator, umfassend: eine obere und eine untere Halterung, Isolationsstäbe zwischen der oberen und unteren Halterung, feste Ringkontakte entlang der axialen Richtung der Isolationsstäbe, und eine Bewegungskontaktanordnung, die zwischen der oberen und unteren Halterung und innerhalb der festen Ringkontakte angeordnet ist, wobei die Bewegungskontaktanordnung mit einem Aufwärts-Abwärts-Getriebe verbunden ist, und der äußere Rand der Bewegungskontaktanordnung Bewegungskontakte enthält, die festen Ringkontakten entsprechen und die zwei benachbarte feste Kontakte verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die festen Ringkontakte versetzt mit den axial ausgerichteten Isolationsstäben verbunden sind und dass zwei in Aufwärts/Abwärtsrichtung benachbarte feste Ringkontakte nicht mit demselben Isolationsstab verbunden sind, so dass dazwischen ein Ölspalt entsteht.
Spannungsfreier käfigförmiger Stufenschalter für einen Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagte feste Ringkontakte mit einem axial ausgerichteten Isolationsstab nach einer Intervallversetzung von 1 bis 3 Elementen verbunden sind.
Spannungsfreier käfigförmiger Stufenschalter für einen Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stützring mit den axial ausgerichteten Isolationsstäben verbunden ist, wobei der Isolationsstützring in einem Bereich zwischen zwei festen Kontakten angeordnet ist, sein äußerer Umfang mit den Isolationsstäben verbunden ist und sein innerer Umfang größer als der der festen Ringkontakte ist.
Spannungsfreier käfigförmiger Stufenschalter für einen Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axial ausgerichteten Isolationsstäbe auf 1 bis 3 Kreisen in Radialrichtung angeordnet sind.
Spannungsfreier käfigförmiger Stufenschalter für einen Transformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass 2 bis 3 Kreise von Isolationsstäben vorgesehen sind, wobei die innenseitigen Isolationsstäbe und die außenseitigen Isolationsstäbe gegeneinander versetzt angeordnet sind und die gegeneinander versetzten Isolationsstäbe auf Kreisen mit unterschiedlichen Radien verteilt sind.
Spannungsfreier käfigförmiger Stufenschalter für einen Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Umfang eines festen Ringkontakts Verbindungssockel aufweist, und über die Verbindungssockel mit Isolationsstäben verbunden ist.
Spannungsfreier käfigförmiger Stufenschalter für einen Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsbolzen zwischen der oberen und unteren Halterung vorgesehen ist, das Kopfstück des Antriebsbolzens mit einem Betätigungsmechanismus verbunden ist, und der Antriebsbolzen eine Überwurfmutter enthält, die eine Verbindung mit der Bewegungskontaktanordnung herstellt, wobei ein Aufwärts-Abwärts-Getriebe vom Schneckentyp gebildet wird.
Spannungsfreier käfigförmiger Stufenschalter für einen Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die festen Ringkontakte nach einer Intervallversetzung von zwei Elementen mit einem axial ausgerichteten Isolationsstab verbunden sind, das heißt, ein fester Ringkontakt ist mit demselben Isolationsstab nach Intervallen von zwei festen Ringkontakten verbunden, so dass drei benachbarte feste Ringkontakte jeweils an unterschiedlichen Gruppen von Isolationsstäben befestigt sind.
Spannungsfreier käfigförmiger Stufenschalter für einen Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ein fester Ringkontakt über einen Bolzen mit einer Verbindungsklemme versehen ist.