DE1538023B2

DE1538023B2 - Lastumschalter für Stufenschalter von Regeltransformatoren

Info

Publication number: DE1538023B2
Application number: DE19651538023
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 8400 Regensburg Breuer
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen Gebrüder Scheubeck KG, 8400 Regensburg
Priority date: 1965-11-04
Filing date: 1965-11-04
Publication date: 1970-04-09
Also published as: CH448256A; FR1498240A; SE322834B; US3407275A; GB1103017A; NL130955C; BE689265A; AT265442B; NL6615343A; DE1538023A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lastumschalter für Stufenschalter von Regeltransformatoren mit einer abschaltenden und einer aufschaltenden Kontaktstelle, bei welchem der beim Umschalten unter Last an der abschaltenden Kontaktstelle entstehende Lichtbogen als Begrenzungswiderstand dient und die hierfür üblichen Überschaltwiderstände entbehrlich macht.

Bei derartigen bekannten Lastumschaltern (deutsche Patentschrift 508 909) muß der Antrieb so beschaffen sein, daß die Übergänge von einer Schaltstellung zur anderen als Sprünge von sehr kurzer Dauer, etwa von der Größenordnung einer ms erfolgen. Diese Bedingung stellt sehr hohe Anforderungen an den Antrieb und die Ausbildung der Kontakte, die besonders bei Lastumschaltern zur Umschaltung hoher Belastungen mit entsprechend großen und schweren Kontaktstücken kaum durchführbar sind, λ

Die Erfindung umgeht diese Schwierigkeiten bei Lastumschaltern der eingangs genannten Art dadurch^ daß parallel zur aufschaltenden Kontaktstelle eine Funkenstrecke angeordnet ist, deren Durchschlagspannung nur wenig über der maximalen Stufenspannung des Regeltransformators liegt. ^

Durch diese parallel zur aufschaltenden Kontaktstelle liegende Funkenstrecke verlöscht der Lichtbogen an der abschaltenden Kontaktstelle infolge der hohen Lichtbogenspannung ohne Folgestrom, sobald die Funkenstrecke durchzündet. Dieser Stromübergang von der Umschaltstrecke auf die Funkenstrecke erfolgt im allgemeinen bereits im ersten Stromnulldurchgang, sicher aber im zweiten Stromnulldurchgäng, so daß nur eine begrenzte Lichtbogenarbeit frei wird, was für das Kontaktmaterial und das Schaltöl von Vorteil ist. Andererseits ist durch diese Schaltung der Umschaltvorgang nicht an eine übergroße Umschaltgeschwindigkeit gebunden, so daß der Antriebsmechanismus eines normalen Lastumschalters Verwendung finden kann. Dies bedeutet für den Lastumschalter nach der Erfindung eine wesentliche Vereinfachung des konstruktiven Aufbaues, zumal auch noch die sonst üblichen Überschaltwiderstände mit den entsprechenden Überschaltkontakten in Wegfall kommen.

Um für das Hin- und Rückschalten des Lastumschalters nur eine Funkenstrecke verwenden zu können, ist es zweckmäßig, daß die Funkenstrecke durch einen Hilfsschalter vor Beginn der Umschaltung jeweils parallel zur aufschaltenden Kontaktstelle schaltbar ist. In vorteilhafter Weise besteht die Funkenstrecke aus zwei, mit verstellbarem Abstand voneinander angeordneten, abbrandfesten Elektroden mit großen Kontaktflächen. Dadurch kann einmal der Abstand der Funkenstrecke der umzuschaltenden Leistung des Lastumschalters angepaßt werden und andererseits ein örtliches Abbrennen der Kontaktflächen und das damit verbundene Nachstellen der Elektroden der Funkenstrecke eingeschränkt werden.

Da das Durchzünden der Funkenstrecke beim Umschaltvorgang vom Lichtbogengradienten der abschaltenden Kontaktstelle abhängt, ist es zweckmäßig, daß in an sich bekannter Weise der Widerstand des an der abschaltenden Kontaktstelle entstehenden Lichtbogens durch mehrfach unterbrechende Kontaktstellen, erzwungene Ölströmung, magnetische Blasung oder schnelle Kontaktbewegung erhöhbar ist.

Es ist zwar durch die deutsche Patentschrift 741173 ein Lastumschalter mit zwei festen Kontakten und zwei Überschaltwiderständen bekanntgeworden, wo-, bei die Überschaltwiderstände jeweils parallel zu einer Kontaktstelle liegen und als spannungsabhängige Widerstände ausgebildet sind. Diese Überschaltwiderstände erfüllen nicht die Funktion der Funkenstrecke der vorliegenden Erfindung, weil im wesentlichen nur jeweils derjenige Widerstand beim Umschalten des Lastumschalters in Tätigkeit tritt, der parallel zur ausschaltenden Kontaktstelle liegt. Daraus ergibt sich, daß beim Umschaltvorgang die Wiederkehrspannung

ίο an dem spannungsabhängigen Widerstand der abschaltenden Kontaktstelle infolge des hoch über der -.Stufenspannung liegenden Spannungsabfalls sehr hoch ist, so daß eine Wiederzündung des abschaltenden Kontaktes leicht erfolgen kann, was dann zu einem Stufenkurzschluß führt.

Weiterhin ist durch die schweizerische Patentschrift 251239 bekannt, parallel zu den Kontakten eines Lastumschalters eine Funkenstrecke anzuordnen, die jedoch dort nur den Zweck erfüllt, den Lastumschalter zu schützen. Diese Funkenstrecke nimmt am Umschaltvorgang des Lastumschalters nicht teil, weil in Serie mit dieser.Funkenstrecke ein spannungsabhängiger Widerstand liegt, der bei den normalen Betriebsspannungen einen sehr hohen Widerstandswert besitzt, daß er die Funkenstrecke sperrt. Die Funkenstrecke schützt damit den Lastumschalter gegen ungewöhnlich hohe Spannungen.

An Hand der in Fig. 1 bis 5 dargestellten Schaltbilder, soll als Ausführungsbeispiel der Gegenstand der vorliegenden Erfindung und der Umschaltvorgang näher erläutert werden'.' ■ ■·'■

Der Stufenschalter ist dabei direkt an die Anzapfungen A und B der Transformator-Regelwickiung Tr angeschlossen. Die Zwischenschaltung eines Stufenwählers ist der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden.

In dem Ausführungsbeispiel ist die abschaltende Kontaktstelle 10 an die Stufe A und die auf schaltende Kontaktstelle 11 an die Stufe B der Regelwicklung angeschlossen. Beim Umschaltvorgang schaltet der bewegliche Kontakt 12 von der Kontaktstelle 10 nach der Kontaktstelle 11 und damit von der Stufe A zur Stufe B der Regelwicklung um. Die Funkenstrecke 13, die aus zwei großflächigen, abbrandfesten Elektroden 14 und 15 besteht, ist einmal über einen Hilfsschalter 16 wahlweise mit der Stufe A oder B der Regelwicklung und einmal mit der Ableitung 17 des beweglichen Kontaktes 12 verbunden.

, In.Fig. 1 ist die Stufe A der Regelwicklung Tr eingeschaltet. Vor der Umschaltung des beweglichen Kontaktes 12 wird zunächst der Hilfsschalter 16 auf die Stufe B der Regelwicklung geschaltet (Fig. 2). Die- Funkenstrecke 13 ist damit an die Stufenspannung gelegt und liegt parallel zur aufschaltenden

Kontaktstelle 11. Danach öffnet durch Umlegen des beweglichen Kontaktes 12 die abschaltende Kontaktstelle 10, und es entsteht zwischen der Kontaktstelle 10 und dem Kontakt 12 ein Lichtbogen 18 (Fig. 3). Vorzugsweise beim Stromriülldurchgang des Lichtbogens 18 bildet sich eine Spannungsspitze, die an der Funkenstrecke 13 zum Durchzünden führt (Fig. 4). Dabei fließt der Betriebsstrom von der Stufe B der Regelwicklung über die Funkenstrecke 13 zur Ableitung 17, und der Lichtbogen 18 zwischen der Kontaktstelle 10 und dem Kontakt 12 verlischt. Durch Aufschalten des beweglichen Kontaktes 12 auf die aufschaltende Kontaktstelle 11 wird der Lichtbogen der Funkenstrecke 13 überbrückt und verlischt

(F i g. 5). Damit ist die Umschaltung von der Stufe A zur Stufe B der Regelwicklung abgeschlossen. Beim Zurückschalten des Lastumschalters verläuft der Schaltvorgang umgekehrt, wobei dann 11 die abschaltende und 10 die aufschaltende Kontaktstelle ist.

Durch die Funkenstrecke 13 wird also die Lichtbogenenergie, welche an der Kontaktstelle 10 und dem Kontakt 12 des Lastumschalters frei wird, wesentlich vermindert. Die Umschaltzeit des beweglichen Kontaktes 12 gibt bei dieser Schaltungsart nicht mehr den Ausschlag, weil bereits beim ersten bzw. spätestens zweiten Stromnulldurchgang der Lichtbogen 18 an der Kontaktstelle 10 und dem Kontakt 12 verlischt.

Die Kontaktstellen 10 und 11 können auch als Doppelkontakte ausgeführt sein, die durch je eine Schaltbrücke überbrückt werden, wobei die beiden Schaltbrücken voneinander isoliert sind und gemeinsam von der abschaltenden Kontaktstelle 10 zur aufschaltenden Kontaktstelle 11 bewegt werden. Dadurch addieren sich die beiden Lichtbogenlängen, die an den doppelunterbrechenden Kontaktstellen auftreten, so daß der Gesamtschaltweg verkürzt werden kann. Auch kann dadurch eine höhere Schaltleistung

erzielt werden. „ .. ,

Claims

Patentansprüche:

1. Lastumschalter für Stufenschalter von Regeltransformatoren mit einer abschaltenden und einer aufschaltenden Kontaktstelle, bei welchem der beim Umschalten unter Last an der abschaltenden Kontaktstelle entstehende Lichtbogen als Begrenzungswiderstand dient und die hierfür üblichen Uberschaltwiderstände entbehrlich macht, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur aufschaltenden Kontaktstelle (11 bzw. 10) eine Funkenstrecke (13) angeordnet ist, deren Durchschlagspannung nur wenig über der maximalen Stufenspannung des Regeltransformators liegt.

2. Lastumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke (13) durch einen Hilfsschalter (16) vor Beginn der Umschaltung jeweils parallel zur aufschaltenden Kontaktstelle (11 bzw. 10) schaltbar ist.

3. Lastumschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke (13) aus zwei, mit verstellbarem Abstand voneinander angeordneten, abbrandfesten Elektroden (14, 15) mit großen Kontaktflächen besteht.

4. Lastumschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des an der abschaltenden Kontaktstelle (10 bzw. 11) entstehenden Lichtbogens (18) durch mehrfach unterbrechende Kontaktstellen, erzwungene ölströmung, magnetische Blasung oder schnelle Kontaktbewegung erhöhbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen