Sprunghaft betätigter Lastumschalter für Stufentransformatoren Aii
sprunghaft betätigte elektrische Schalter, z. B. Lastumschalter für Stufenregeleinrichtungen
von Transformatoren, werden wegen der hohen Schalthäufigkeit hinsichtlich Betriebstüchtigkeit
und Zuverlässigkeit bekanntlich hohe Anforderungen gestellt. Mit Rücksicht auf die
Spannungssicherheit werden große Schaltwege bei gleichzeitig günstigen Löscheigenschaften
verlatigt. Um dies zu erreichen, wurden bei einem in Luft arbeitenden sprunghaft
betätigten Lastumschalter die festen Schaltkontakte in je zwei durch jeweils
eine bewegliche Brücke überbrückbare Kontakte unterteilt, und die eine Hälfte der
festen Kontakte wurde untereinander und mit der abgehenden Lastleitung verbunden,
während die andere Hälfte der Kontakte davon und voneinander isoliert mit den Stufenwählem
bzw. einem Schaltwiderstand verbunden waren, wobei die beweglichen Schaltbrücken
von dem sie tragenden metallischen Sprungsystem elektrisch isoliert waren. Da bei
Mehrfachunterbrechung eines Stromkreises sich die wiederkehrende Spannung auf die
einzelnen in Reihe liegenden Unterbrechungsstellen verteilt, die zwischen den einzelnen
Unterbrechungsstellen liegenden Kapazitäten in der Regel aber nicht gleich groß
sind, ergibt sich keine gleichmäßige Verteilung der wiederkehrenden Spannung auf
die einzelnen Unterbrechungsstellen. Die Folge ist, daß insbesondere bei schweren
Schaltungen, also Schaltungen mit hohem Strom und hoher wiederkehrender Spannung
der Lichtbogen in den Fällen, wo keine Löschung im ersten Stromdurchgang eintritt,
auf das Sprungsystem, insbesondere den Schalterfuß abwandert, wodurch ein Stufenkurzschluß
entsteht. Der Erhöhung der Leistungsfähigkeit bzw. des Schaltvermögens der in Frage
stehenden Schalter waren somit Grenzen gesetzt.Suddenly actuated diverter switch for step transformers Aii suddenly actuated electrical switches, e.g. B. diverter switches for step control devices of transformers are known to have high requirements because of the high switching frequency in terms of serviceability and reliability. With regard to voltage security, large switching paths are lost while at the same time having favorable extinguishing properties. To achieve this, the fixed switching contacts are in a working in air abruptly actuated diverter switch divided in two by a respective movable bridge bridged contacts, and one half of the fixed contacts is connected with each other and with the outgoing load line, while the other half of the Contacts therefrom and isolated from one another were connected to the step selector or a switching resistor, the movable switching bridges being electrically isolated from the metallic jump system carrying them. Since, in the event of multiple interruptions in a circuit, the recurring voltage is distributed over the individual interruption points in series, but the capacities between the individual interruption points are usually not the same, there is no even distribution of the recurring voltage between the individual interruption points. The result is that, especially in heavy circuits, i.e. circuits with high current and high recurring voltage, the arc migrates to the jump system, in particular the switch base, in those cases where no extinction occurs in the first passage, creating a step short circuit. There were thus limits to increasing the performance or the switching capacity of the switches in question.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung anzugeben, durch die es
in einfacher und vor allem zweckmäßiger Weise möglich wird, die Leistungsfähigkeit
bzw. das Schaltvermögen der bekannten Schalter zu erhöhen.The object of the invention is to provide a solution through which it
efficiency becomes possible in a simple and, above all, expedient manner
or to increase the switching capacity of the known switches.
Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel durch eine geeignete Potentialsteuerung
des Schalterfußes erreicht, indem das Sprungsystem mit dem metallischen Schalterfuß
je über hochohmige Widerstände an die beiden mit den Stufenwählem verbundenen
Kontakte angeschlossen ist.According to the invention this object is achieved by a suitable potential control of the switch base by the system jump to the metallic Schalterfuß is connected depending on high-value resistors to the two associated with the Stufenwählem contacts.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung erläutert.The invention is explained with reference to the drawing.
F i g. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Lastumschalters
der in Frage stehenden Art, bei dem zwei Widerstände zur Potentialsteuerung des
Schalterfußes vorgesehen sind. Die F i g. 2 dagegen bringt ein Schaltschema
eines Lastumschalters mit drei Widerständen. In F i g. 3 ist die Spannungsaufteilung
an dem Schalterfuß beim bisherigen Schalter aufgezeigt, und aus dem Zeigerbild der
F i g. 4 ist die Spannungsaufteilung bei einem Schalter gemäß F i
g. 2 zu ersehen.F i g. 1 shows a perspective view of a diverter switch of the type in question, in which two resistors are provided for controlling the potential of the switch base. The F i g. 2, on the other hand, shows a circuit diagram of a diverter switch with three resistors. In Fig. 3 shows the voltage distribution at the switch base in the previous switch, and from the vector image in FIG . 4 is the voltage distribution for a switch according to FIG. 2 can be seen.
F i g. 1 zeigt einen Lastumschalter, dessen feststehende Schaltkontakte
8, 8' und 9, 9' sowie feststehende Kontakte 14, 14' des Widerstandsschalters
als Doppelkontakt ausgeführt sind, die aber auf getrennten Traggerüsten isoliert
angebracht sind und von auf einem doppelten Kniegelenkpolygon isoliert angeordneten
beweglichen Kontakten 6, 7 und 13 beaufschlagt und überbrückt werden.
Dabei sind die Kontakte des einen Traggerüstes untereinander und mit der Ableitung
16 verbunden, während hingegen von den auf dem anderen Traggerüst angebrachten
Kontakten der Kontakt 8 mit dem Wähler 17 und mit einem festen Kontakt
21 eines Widerstandsumschalters verbunden ist, dessen beweglicher Kontakt
19 über einen Widerstand 15 mit dem festen überschaltkontakt 14 verbunden
ist. Der Kontakt 9
ist mit dem zweiten festen Kontakt 20 des Widerstandsumschalters
und mit dem Wähler 18 verbunden. Schließlich ist gemäß der Erfindung der
Kontakt 8 über den Widerstand 30 und weiter der Kontakt
9 über den Widerstand 31 mit dem Schalterfuß 32 und mit dem
Kniegelenkpolygon verbunden. Der Lastschalter selbst ist auf einem entsprechend
der Betriebsspannung bemessenen, weiter nicht dargestellten Stützer isoliert aufgestellt,
und der Antrieb des Sprungsystems erfolgt über ein Isoliergestänge,
das
gleichfalls der Betriebsspannung entsprechend bemessen ist. Mit der beschriebenen
Anordnung läßt sich bei der benutzten Mehrfachunterbrechung des Stromkreises die
wiederkehrende Spannung weitgehend auf die einzelnen in Reihe liegenden Unterbrechungsstellen
verteilen und damit die angestrebte Erhöhung der Leistungsfähigkeit und des Schaltvermögens
des Schalters erreichen. Wenn man noch dafür sorgt, daß die Kontaktbrücke13 des
Widerstandssehalters vor dem Einschalten etwa die Hälfte des Potentials der beiden
zugehörigen festen Kontakte führt, dann läßt sich auf diese Weise auch noch das
Einschaltvermögen des Widerstandsschalters erhöhen.F i g. 1 shows a diverter switch whose fixed switching contacts 8, 8 ' and 9, 9' as well as fixed contacts 14, 14 'of the resistance switch are designed as double contacts, but which are mounted on separate supporting frames and isolated from movable contacts 6 arranged on a double toggle joint polygon , 7 and 13 are acted upon and bridged. The contacts of one support frame are connected to each other and to the discharge line 16 , while, on the other hand, of the contacts attached to the other support frame, the contact 8 is connected to the selector 17 and to a fixed contact 21 of a resistance switch, the movable contact 19 of which is connected via a resistor 15 is connected to the fixed switchover contact 14. The contact 9 is connected to the second fixed contact 20 of the resistance switch and to the selector 18 . Finally, according to the invention, the contact 8 is connected via the resistor 30 and furthermore the contact 9 via the resistor 31 to the switch base 32 and to the knee joint polygon. The load switch itself is set up insulated on a support dimensioned according to the operating voltage, not shown, and the jump system is driven via an insulating rod, which is also dimensioned according to the operating voltage. With the described arrangement, when multiple interruptions in the circuit are used, the recurring voltage can largely be distributed to the individual interruption points in series and thus the desired increase in the performance and switching capacity of the switch can be achieved. If one also ensures that the contact bridge 13 of the resistance holder carries about half the potential of the two associated fixed contacts before switching on, then the making capacity of the resistance switch can also be increased in this way.
Eine noch weitergehende Verbesserung der Verteilung der wiederkehrenden
Spannung auf die einzelnen in Reihe liegenden Unterbrechungsstellen bei Mehrfachunterbrechung
des Stromkreises ist mit der Ausführung nach F i g. 2 erreichbar. Hier ist
mit 50
die Transformatorwicklung angedeutet mit ihren Anzapfungen
51 und 52. An diesen Anzapfungen sind die beweglichen Stufenwählerkontakte
53 und 54 in üblicher Weise entlang schaltbar. Der Stufenwählerkontakt
53 ist mit dem festen Lastschalterkontakt 55
verbunden und der Stufenwählerkontakt
54 entsprechend mit dem festen Lastschalterkontakt 56.
Die beiden anderen
festen Lastschalterkontakte 57
und 58 sind über die Leitung
59 untereinander und mit der abgehenden Lastleitung 60 verbunden.
Mit 61 ist ein Umschalter bezeichnet, der über seine an die beiden Stufenwähler
angeschlossenen beiden festen Kontakte 610 und 611 einen Widerstand
R, der mit der Lastleitung 60 verbunden ist, abwechselnd mit den beiden Stufenwählern
53 bzw. 54 verbindet. Den festen Lastschalterkontakten 55 und
57
ist eine bewegliche Schaltbrücke 63 zugeordnet, die auf dem Kniegelenkpolygon
des Schalters isoliert befestigt ist. In gleicher Weise ist den festen Kontakten
56 und 58 die Schaltbrücke 64 zugeordnet. Im übrigen ist der mechanische
Schalteraufbau der gleiche, wie bei F i g. 1 beschrieben. Beim Umschalten
öffnet die eine Brücke den jeweils stromführenden Leitungszweig, und der Laststrom
fließt über den überschaltwiderstand R weiter, bis die andere Schaltbrücke ihren
Zweig schließt und den Strom übernimmt. Nach dem Löschen der Lichtbögen an den Schaltstrecken
liegt nun z. B. zwischen den festen Kontakten 55 und 57 die Spannung
U = Ust + R - J. Die Aufteilung
dieser Spannung hängt nun von den in der Zeichnung gestrichelt angedeuteten Kapazitäten
65 und 66 zwischen den beweglichen und festen Kontakten sowie von
der Kapazität 67 (gleichfalls gestrichelt angedeutet) der Schaltbrücke
63 gegen den Schalterfuß ab, der, wie bereits erwähnt, über entsprechend
isolierte Strecken die spannungsführenden Teile trägt. Bei den bisherigen Schalterausführungen
hatte der Schalterfuß das Potential der festen Kontakte. Dabei ergab sich die in
F i . 3 angegebene Spannungsaufteilung. Da in 9 C
der Praxis aber die
Kapazität 67 der Brücke 63 gegen den Schalterfuß sehr viel größer
als die Kapazitäten 65 und 66 der Kontakte gegeneinander ist, wird
die zwischen dem feststehenden Kontakt 55 und der Kontaktbrücke
63 anstehende Spannung U, -z-5 U und weiter die zwischen dem festen
Kontakt 57 und der Kontaktbrücke 63 anstehende Spannung U"-:#:--
0. Damit sind also die Unterbrechungsstellen sehr unterschiedlich beansprucht,
und die bewegliche Kontaktbrücke erhält praktisch das Potential des Schalterfußes.
Um nun die mit der Erfindung angestrebte gleichmäßige Spannungsverteilung zu erreichen,
wird der Schalterfuß auf ein Potential gelegt, das in der Mitte der Potentiale der
festen Kontakte 55 und 57
liegt, indem man den Schalterfuß über zwei
gleiche Widerstände 68 und 69 mit den festen Lastschalterkontakten
55 bzw. 56 verbindet. Da aber bei einem derartigen Schalter feste
Widerstände nur symmetrisch auf beiden Schalterseiten eingebaut werden, da die Steuerung
für beide Seiten wirksam sein muß, wird entsprechend dem weiteren Vorschlag das
Potential des Schalterfußes noch durch einen dritten Widerstand 70, der den
Schalterfuß mit den festen Kontakten 57 und 58 verbindet, gesteuert.
Die Widerstände 68 und 69 müssen gleich groß sein, um die Symmetriebedingungen
einzuhalten. Ist der Widerstand 70 ebenso groß wie die beiden Widerstände
68
und 69, dann ergibt sich eine Spannungsverteilung gemäß dem Zeigerbild
der F i g. 4. Das Potential des Schalterfußes liegt also im Schwerpunkt des
durch die Spannungen Us, R - J und U gebildeten Dreiecks. Dadurch
wird also eine günstige Spannungsaufteilung erreicht. Noch günstiger werden die
Verhältnisse allerdings dann, wenn man den Widerstand 70
kleiner wählt als
die Widerstände 68 und 69. Wenn man die Dimensionierung des Widerstandes
70 wie in nachstehender Formel vornimmt, kann man auch für die höchste Spannungsbeanspruchung,
die dann auftritt, wenn Us, und U - J gleichphasig sind, eine genaue
Spannungsverteilung erreichen.
Bei einer üblichen Auslegung des überschaltwiderstandes mit n = 2 wird R
70 # 0,75 - R 68/69" An even further improvement in the distribution of the recurring voltage to the individual interruption points lying in series in the event of multiple interruptions in the circuit is possible with the embodiment according to FIG. 2 reachable. Here, the transformer winding is indicated by 50 with its taps 51 and 52. The movable tap selector contacts 53 and 54 can be switched along these taps in the usual way. The tap selector contact 53 is connected to the fixed load switch contact 55 and the tap selector contact 54 correspondingly to the fixed load switch contact 56. The other two fixed load switch contacts 57 and 58 are connected to one another and to the outgoing load line 60 via the line 59 . With 61 a changeover switch is designated, which via its two fixed contacts 610 and 611 connected to the two stage selectors connects a resistor R, which is connected to the load line 60 , alternately to the two stage selectors 53 and 54, respectively. The fixed load switch contacts 55 and 57 are assigned a movable switching bridge 63 , which is fastened in an isolated manner on the knee joint polygon of the switch. The switching bridge 64 is assigned to the fixed contacts 56 and 58 in the same way. Otherwise, the mechanical switch structure is the same as in FIG. 1 described. When switching, one bridge opens the current-carrying branch of the line, and the load current continues to flow through the switching resistor R until the other switching bridge closes its branch and takes over the current. After extinguishing the arcs on the switching paths is now z. B. between the fixed contacts 55 and 57 the voltage U = Ust + R - J. The division of this voltage now depends on the capacities 65 and 66 indicated by dashed lines in the drawing between the movable and fixed contacts and on the capacitance 67 (also dashed indicated) of the switching bridge 63 against the switch base, which, as already mentioned, carries the live parts over appropriately isolated sections. In the previous switch designs, the switch base had the potential of the fixed contacts. This resulted in the in F i . 3 voltage distribution specified. Since in 9 C practice, however, the capacitance 67 of the bridge 63 against the Schalterfuß much larger than the capacitances 65 and 66 of the contacts relative to each other between the fixed contact 55 and pending the contact bridge 63 voltage U, -z-5 U and also the voltage U "-: #: - 0 between the fixed contact 57 and the contact bridge 63. Thus, the interruption points are stressed very differently, and the movable contact bridge practically receives the potential of the switch base to achieve desired uniform stress distribution, the Schalterfuß is placed on a potential of the fixed contacts is in the middle of the potentials 55 and 57 by the Schalterfuß via two equal resistors 68 and 69 with the fixed load switch contacts 55 and 56 connects one. Since But with such a switch, fixed resistors are only installed symmetrically on both sides of the switch, since the control is for both sides must be effective, the potential of the switch base is still controlled by a third resistor 70, which connects the switch base to the fixed contacts 57 and 58, according to the further proposal. The resistors 68 and 69 must be of the same size in order to maintain the symmetry conditions. If the resistor 70 is the same size as the two resistors 68 and 69, the result is a voltage distribution according to the vector diagram in FIG . 4. The potential of the switch base is therefore in the center of gravity of the triangle formed by the voltages Us, R - J and U. In this way, a favorable voltage distribution is achieved. More preferably, the ratios are then, however, if the resistor 70 is chosen smaller than the resistors 68 and 69. When 70 as making the dimensioning of the resistor in the following formula, it is also possible for the highest voltage stress which occurs when Us, and U - J are in phase, achieve an accurate voltage distribution. With a common design of the transition resistance with n = 2, R 70 # 0.75 - R 68/69 "