"Transformator-Regelumschalter" Bei Regelumschaltern für Transformatoren
hoher Leistungen und einer sehr hohen Spannung hat man eine Herabsetzung der Schaltleistungen
aufgrund einer mehrfachen Stromunterbrechung und durch Parallelschaltung geteilter
Ohmacher Widerstände erreicht, die in den Zweigstromkreis mittels isolierter Kontaktbrücken
seriengeschaltet werden. Hierdurch wird die Leistung an den Kontakten durch Teilung
der einen Leistungskomponente der wiederkehrenden Spannung herabgesetzte was durch
Abnahme an einem Teil des Ohmschen Widerstandes bestimmt wird. Die wiederkehrende
Spannung kann man so auf einen Wert herabsetzen, welcher mit dem unterbrochenen
Strom eine Schaltleistung liefert, die durch die geläufig verwendeten Transformator-Umschaltgeräte
bewältigt wird» Diese Ausführung kann mit Vorteil bis zu einem bestimmten Grenzwert
des unterbrochenen Transformator-Nennetromes
verwendet werden. Bei
Transformatoren mit hohen Nennströmen reicht diese Herabsetzung der Leistung an
den Umschalterkontakten nicht mehr ausq da eine große Abbrennung der mit wertvollen
Kontaktwerkstoffen versehenen Kontakte eintritt. Dadurch sinkt die Lebensdauer der
Kontakte, was durch wiederholte Revisionen der Umschalter und oftmaliges Austauschen
der Abbrennkontakte zum Vorschein kommt, Nach dem Oesterreichischen Patent Nr.
196.974 und dem Schweizerischen Patent Nr. 3.52.400 wird der hohe Transformator-Nennstrom
in Parallelzweige mittels Induktivteiler geteilt. Zwecks Herabsetzung der wiederkehrenden
Spannung an den Umschalter-Abbrennkontakten sind gegenüber dem eiüfachen und bekannten
Umschalter mit zwei Widerständen in jedem Stromzweig mehrfache Ohmsche Widerstände
unter Beibehaltung einer einfachen Unterbrechung eines jeden Stromweges eingeschaltet.
Durch diese Ausführung des Umschalters wird unangemessen zur-Herabsetzung der wiederkehrenden
Spannung an den Kontakten die Anzahl der Ohmachen Widerstände erhöht sowie deren
gesamten aktives Gewicht. Dabei steigt auch die Anzahl der Ab-
brennkontakte
an einer Schaltbahn".
Dadurch wird die Konstruktion den Umschalters
kompliziert, Insbesondere die große Anzahl der Abbrennkontakte einer Schaltbahn,
die bei einem UmschAter mit Abwälzbewegung der beweglichen Teile im Kreinbogen angeordnet
sind, vergrößert die Grundrißabmessungen des Umschalters, der mit Rücksicht auf
die kinematischen Bedingungen des Umschalt. vorganges und auf die dynamische Beanspruchung
der bewege lichen Teile den Umschalters in dieser Hinsicht ziemlich begrenzt
ist. Gemäß den angeführten Patentschriften wird diesen Problem durch einen vergrößerten
Hub der an beweglichen Sogmenten angeordneten Kontakte gelöst, was jedoch eine komplizierte
Einrichtung an den beweglichen Teilerges Unachalters erfordert. Dadurch wird die
betrieUche Sicherheit sowie die mechanische Lebensdauer herabgesetzt unter gleichzeitiger
Steigerung der Herstellungskosten den Um- -
Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erßindung» die Nachteile der bekannten Regelumschalter zu vermeiden und einen einfachen
Umschalter von hoher Lebensdauer für hohe Nennströme mit wenigen Abbrennkontakten
zu schaffen, der nur wenige Mm ehe Widerstände aufweist. Das Wesen der M#findung
besteht in der Strouverteilung lind, in der zweifachen Serienunterbrechung
der Teiletröme
unter paralleler Hinzuschaltung von Teilströmen.
Aus diesem Grunde sind in jedem der beiden fibereinstimmenden Zweige des Umschalters
zwei übereinstimmende Gruppen der-Umschaltteile angeordnet, von denen jede einen
Strom-Indüktionsteiler und Ohmsche Widerstände enthält, die in der'ersten Gruppe
paral-
lel an den Umschalterzweigg in der zweiten Gruppe an die feste Umschalter-Ausführung
geschaltet sind" wobei zwecks, gemeinsamer Verbindung von Schaltteilen der übereinstimmenden
Gruppen in den beiden Umschalterzweigen vier bewegliehe Kontaktbrücken angeordnet
sind, die isoliert und bezüglich ihrer Bewegung mechanisch gekuppelt sind. Die Berührungefläche
einer jeden Kontaktbrücke ist für ein gleichzeitiges Zu- oder Abschalten zweier
fester Kontakte einge-, richtett an die allmählich in Bewegungsrichtung der bewe.gliehen
Kontaktbrücken indem abgeschalteten Umschalterzweig freie Spulenenden der Stromteiler
und der Ohmachen Widerstände, in dem eingeschalteten Umschalterzweig umgekehrt freie
Enden der Ohmschen Widerstände und der Spulen der Stromteiler angeschlossen werden...
Die erfindungsgemäße Anordnung der Indulztions-Stromteilerg der Ohmschen Widerstände
und das Umschaltverfahren gemäß der Erfindung ist an Hand der Zeichnung im Ainzelnen
erläutert.
Gemäß Fig. 1 sind zur Wicklung des Transformators
14 mittels der Abiweigungen 4, 5 die zwei Zweige des Umschalters 192 angeschlossen.
Die Zweige 4,2 sind übereinstimmend ausgeführt und jeder von ihnen enthält zwei
übereinstimmende Gruppen von Umschaltteilen. Die Umschaltteile der einen Gruppe
bestehen aus dem Stromteiler 3 und zwei Ohmschen Widerständen 7,# Die Wirkung
des Stromteilers wird durch die bekannte Anordnung zweier Spulen erreicht, die sich
in ihrer Magnetisierungseinwirkung auf den eisernen Kern gegenseitig aufheben. Der
Stromteiler 3 und die beiden Ohmschen Widerstände 7 der einen Gruppe
sind an die Abzweigung 4, die der zweiten Gruppe an die Abzweigung 5 angeschlossen.
Die Umschaltteile jeder der übrigen zwei Gruppen werden parallel an die feste Ausführung
des Umschalters 6 angeschlossen. Die freien Baden der Stromteiler
3 und der Ohmschen Widerstände 7 sind in den beiden Zweigen des Umschalters
an die festen Kontakte 9 angeschlossen, die paarweise an den Umschaltbahnen
der vier beweglichen Kontaktbrücken 8 angeordnet sind, Die Kontaktbrücken
8 sind isoliert und in der durch Pfeile angedeuteten Bewegungsrichtung mechanisch
gekuppelt. Ihre Endlagen sind in der Zeichnung strichliert dargestellt. Die B0rÜhrungsfläche
einer jeden Kontaktbrücke 8 ist bezüglich Formgestaltung für ein gleichzeitiges
Hinzuschalten oder Abschalten zweier fester Kontakte 9 ausgeführt. Die Lagi
je zweier
Nbntaktbrückeh 8 eines jeden Zweiges des Umschalters
1,2 ist gleichg so daß in den einzelnen Zweigen des Umschalters 122 gleichzeitig
vier feste Kontakte 9 geschaltet werden, und zwar hinzu- oder abgeschaltet
werden. Aus Fig. 1 ist ersichtlichg daß in dem eingeschalteten Zweig des
Umschalters 1 der mit I bezeichnete Stromkreis durch zwei Kontaktbrücken
8 abgeschlossen wirdg von denen jede einen Teilstromzweig über die Wicklung
beider Stromteiler 3 abschließt. Bei der Umschaltung wird zunächst durch
jede der beweglichen Kontaktbrücken 89 parallel zur Wicklung der Stromteilerg
je ein Ohmscher Widerstand '7 angeschlossen."Transformer control switch" With control switches for transformers with high power and a very high voltage, a reduction in the switching capacity has been achieved due to multiple power interruptions and parallel switching of divided Ohmic resistors, which are connected in series in the branch circuit by means of isolated contact bridges. As a result, the power at the contacts is reduced by dividing the one power component of the returning voltage, which is determined by the decrease in part of the ohmic resistance. The recurring voltage can thus be reduced to a value which, with the interrupted current, delivers a switching capacity that is managed by the commonly used transformer switching devices. In the case of transformers with high nominal currents, this reduction in the power at the changeover switch contacts is no longer sufficient since the contacts provided with valuable contact materials are burned off to a great extent. This reduces the service life of the contacts, which is revealed by repeated revisions of the changeover switches and frequent replacement of the burn-off contacts. According to Austrian Patent No. 196.974 and Swiss Patent No. 3.52.400, the high rated transformer current is divided into parallel branches by means of inductive dividers. In order to reduce the recurring voltage at the changeover switch arcing contacts, multiple ohmic resistances are switched on compared to the simple and known changeover switch with two resistors in each current branch while maintaining a simple interruption of each current path. As a result of this design of the changeover switch, the number of ohmic resistors and their total active weight are inappropriately increased in order to reduce the recurring voltage at the contacts. In this case, the number of Abbrennkontakte increases a switching path ". Thereby, the construction becomes complicated, the change-over switch, in particular the large number of Abbrennkontakte a switching path, arranged at a UmschAter with rolling movement of the moving parts in Kerin sheet increased, the plan dimensions of the switch , which is rather limited in this respect with regard to the kinematic conditions of the changeover process and the dynamic stress on the moving parts of the changeover switch however, requires a complicated device to the mobile Teilerges Unachalters result, the betrieUche safety and mechanical life is reduced at the same time increasing the cost of environmental -. It is the object of the present Erßindung "the disadvantages of be to avoid known control switch and to create a simple switch with a long service life for high rated currents with few arcing contacts, which has only a few Mm before resistors. The essence of the invention consists in the flow distribution and in the double series interruption of the partial flows with the parallel addition of partial flows. For this reason, two matching groups of the switching parts are arranged in each of the two matching branches of the switch, each of which contains a current induction divider and ohmic resistors, which in the first group parallel to the switch branches in the second group Fixed changeover switch version are switched "whereby, for the purpose of common connection of switching parts of the corresponding groups, four movable contact bridges are arranged in the two changeover switch branches, which are isolated and mechanically coupled with respect to their movement two fixed contacts set up, aligned to the gradually moving in the direction of movement of the moving contact bridges in the switched off switch branch free coil ends of the current divider and the ohmic resistors, in the switched on switch branch reversed free ends of the ohmic resistances and the coils of the Current dividers are connected ... The inventive arrangement of the induction current dividers of the ohmic resistors and the switching method according to the invention is explained in detail with reference to the drawing. According to FIG. 1 , the two branches of the changeover switch 192 are connected to the winding of the transformer 14 by means of the branches 4, 5. The branches 4, 2 are designed in a matching manner and each of them contains two matching groups of switching parts. The switching parts of one group consist of the current divider 3 and two ohmic resistors 7, # The effect of the current divider is achieved by the well-known arrangement of two coils, which cancel each other out in their magnetization effect on the iron core. The current divider 3 and the two ohmic resistors 7 of one group are connected to branch 4, that of the second group to branch 5 . The changeover parts of each of the other two groups are connected in parallel to the fixed version of the changeover switch 6 . The free baths of the current divider 3 and the ohmic resistors 7 are connected in the two branches of the switch to the fixed contacts 9 , which are arranged in pairs on the switching paths of the four movable contact bridges 8 , the contact bridges 8 are isolated and in the direction of movement indicated by arrows mechanically coupled. Their end positions are shown in dashed lines in the drawing. The shape of the bearing surface of each contact bridge 8 is designed for the simultaneous connection or disconnection of two fixed contacts 9 . The position of two Nbntaktbrückeh 8 of each branch of the switch 1, 2 is the same, so that in the individual branches of the switch 122 four fixed contacts 9 are switched simultaneously, and that are switched on or off. From Fig. 1 it can be seen that in the switched-on branch of the switch 1, the circuit labeled I is terminated by two contact bridges 8 , each of which terminates a partial current branch via the winding of the two current dividers 3 . When switching the movable contact bridges 89 is first connected in parallel with the winding of each Stromteilerg an ohmic resistance '7 through each.
In dem nächsten Augenblick beginnen die beiden Kontaktbrücken8 an
den festen Kontakten 9 die Wicklungen der beiden Stromteiler 3 zu
trennen, und zwar jede an zwei Stellen des einen Teil-Stromzweißen. Dadurch werden
in den beiden Stromzweigen vier elektrische Lichtbögen ausgebildet, die ik brennenden
Zustand durch zwei Stromteiler 3 erhalten werden. Der Stromunterschied in
den Wicklungen der Stromteiler 3 bewirkt einen Magnetfluß» der eine zusätzliche
Spannung in dem weniger belasteten Stromzweig induziert,--sowie einen Stromabfall
in dem mehr belasteten Stromzweig. Nach dem gleichzeitigen Auslöschen aller elektrischer
Lichtbögen wird die wiederkehrende Spannung an allen SchaltkonteXten durch die Chmschen
Widerstände 7 gesteuert, deren Ohmscher Wert mit Micksicht auf die Teilströme
bestimmt wirde unter Beibeha" tung der minimalen'Meistungen wi den Kontakten. An
den
weiteren festen Kontakten 9 mit den angeschlossenen OhMschen
Widerständen 17 werden dann wiederum die vier Lichtbögen durch die Stromabnahme
an diesen Widerständen erhalten. Die Reihenfolge bei der Schaltung mittels der Kontaktbrücken
8 kann allereings auch eine andere sein,e. Der Umschalter kann auch wie in
lFig;,# 2 dargestellt ausgeführt werden d..h. mit einer größeren Anzahl Chmeher
Widerstände 1*0" wodurch die wiederkehrende-Sparnung an den Kontakten des-Um. Schaltern
bei geteiltem Strom und zweifacher Serienuntärbre-. chung der Stromzweige weiter
herabgesetzt werden kann.., Die be-. weglichen Kontaktbrücken 16,
deren Bewegung durch Pfeile und die lbdlasen strichll bezeichnet sind, worden je
nach Wahl der Anzahl der Chmachen Widerstände 10 für die Überbrückung
der höheren, zahlenmäßig geraden Anzahl der festen Abbrennkontakte 17, ausgeführt.
Der Stromkreis ist mit I, die Regelwicklung des Transformators mit 15 bezeichnet.
Für die Aus-Schaltung der Stronteiler aus der Dauerbelastung durch Nennm# Strom
Sind an dem Umschalter weitere feste Kontaktpaare 13
angeordnet, die an die
Abzweigungen 18,19 und an die feste-Ausführung des Umschalters 20 angeschlossen
sind.,so daß hierdurch die Wicklung 12 der Stromteiler gekürzt wird. Die Kontakte
13 werden beim Umschalten nicht abgebrannt, und Sie können aus Kupfer hergestellt
werden. Die Magnetkreise der
beiden Stromteiler eines jeden Umschalterzweiges
können zu einem gemeinsamen Nagnetkrein 11 vereint worden. In diesem Eälle
ist es notwendig, magnetisch die Wicklung eines jeden Stromzweiges gleich zu orientieren
bei entgegengesetzter Orientierung der Wicklung in den beiden magnetisch gegenseitig
gebundenen Stromzweigen.. die einzelnen Umschalter vergleichen zu können, wird Im
fblgenden ein Umschalter gemäß SigA 2 der Zeichnung und ein Umschalter
gemäß der Österreichischen Patentschrift Nr."-196",974 lig## 59 6t
?betrachtet..-Bei der gleichen Schaltleistung und annähernd den gleichen Abmessungen
beider verglichener Umschalterg weiter bei ihrem gleichen Summenwert des Ohmschen
Widerstandes, gleichem ak-
tiven Gewicht und der gleichen Anzahl Kontakte
einen Schaltwegesq ist der erfindungsgemäße Umschalter wesentlich einfacherg da
bei ihm der komplizierte Mechanismus für die Ermöglichung einer Steigerung der Kontakt-Schalthübeg
der in den
beweglichen Segment gemäß Fig. .5,6 der Oesterreichischen Patentschrift
Nr.. 196".974 notwendig ist, entfällt.@. Bei dem erfindungsgemäßen Umschalter können
in einem bewegliehen Segment isoliert und fest nur vier Kontaktbrücken
gelagert
werdeng die mit 16 in FigA 2 der Zeichnung bezeichnet sind. Diese Kontaktbrücken
können Jeweils zu zweien in diesem Segment übereinander angeordnet werden,*. Dieser
Anordnung entsprechen zwei zugehörige Schaltbahnen der festen Federkontakte 1, l'7.
In Hig., 2 sind die Teile nur schematisch, nicht also in einer Lagenanordnung, gezeichnet,..
Dem nichterhöhten Hub einzelner Kontakte entspricht-bei weitem die halbe wiederkehrende
Spännungg die durch den Abfall an den geteilten (halben) Ohmschen Widerständen
10 gegeben ist' Da der neue Umschalter einfach ist, ist er betrieblich verläßlicher
und in der Herstellung billiger als die bisherigen Ausführungsarten. Bei einem Dreisegmentumschaltere
welcher einphasig verwendet wurde und dessen drei Stromkreise über drei Stromteiler
gemäß dem Oesterreichischen Patent Nr. 196.974 verbunden sind, ist es.z.B. nicht
möglich - wie beim Gegenstand der Erfindung -
die leitende Verbindung
der Metallteile sämtlicher #eweglicher Segmente herzustellen. Die Stromteiler kann
man an die festen Ausführungen 20 anschließen., die den drei gleichen, an die Zweigstellen
18, 19 angeschlossenen Umschaltern angehören (Fig. 2). Dadurch entfällt die
gegenseitig--.t Isolierung dreier beweglicher Segmente, welche die mechan---,che
Festigkeit und die Lebensdauer des Umschalters herabsetzL.
Ausgehend
von der einfachsten bekannten Form des Umschaltere mit zwei Widerständen erzielt
man gegenüber dem Vergleichafall der Umschalter eine im Verhältnis noch bedeutendere
Herabsetzung der wiederkehrenden Spannung-an den Kontakten, und zwar durch Teilung
einfacher Widerstände. Dieser Fall der Widerstandsteilung in Kombination mit der
Stromteilung ist in Sig## 1 der Zeichnung dargestellt. Bei diesem Umschalter
wurde die Schaltleistung an den Kontakten auf ein Viertel gegenüber einem einfachen
Umschalter mit zwei Widerständen herabgesetztg wobei die Anzahl der Widerstände
und der Kontakte einer Schaltbahn unverändert bleibt. Der durch die zwei Zweige
fließende Strom erreicht an dem Kontakt nur den halben Wert und die wiederkehrende
Spannung, die dem Abfall an den Widerständen entspricht, erreicht ebenfalls nur
den halben WertA Durch die Berienparallelteilung der Schaltleistungen gemäß der
&-findung erzielt man bei dem neuen Umschalter bei gleicher Schaltleistung und
annähernd den gleichen Abmessungen mit Rücksicht auf dessen einfachere Ausführung
höhere mechanische Festigkeit und mit Rücksicht auf kleinere Schaltleistüngen an
den Kontakten eine höhere Lebensdauer der Abbrennkontakte.In the next instant, the two contact bridges 8 on the fixed contacts 9 begin to separate the windings of the two current dividers 3 , each at two points of the one part current welding. As a result, four electrical arcs are formed in the two current branches, which are maintained in the burning state by two current dividers 3 . The current difference in the windings of the current divider 3 causes a magnetic flux which induces an additional voltage in the less loaded current branch - as well as a current drop in the more loaded current branch. After the simultaneous erasing of all electrical arcing the recovery voltage to all switching contexts is controlled by the Chmschen resistors 7, whose ohmic value Wirde determined by Mick view of the part streams under Beibeha "tung the minimalen'Meistungen wi the contacts. On the other fixed contacts 9 The four arcs are then in turn obtained by the current consumption at these resistors via the connected OhM resistors 17. The sequence for switching by means of the contact bridges 8 can, however, also be different, e.The changeover switch can also be implemented as shown in FIG that is, with a larger number of Chmeher resistors 1 * 0 ", which means that the recurring savings at the contacts of the Um. Switches with split current and two-fold series sub-switch. chung of the branches can be further reduced .., the loading. Movable contact bridges 16, the movement of which are indicated by arrows and the lbdlasen dashed, have been executed depending on the choice of the number of resistors 10 for bridging the higher, even number of fixed burn-off contacts 17 . The circuit is denoted by I and the control winding of the transformer by 15 . To switch off the current divider from the permanent load by nominal m # current, further fixed contact pairs 13 are arranged on the changeover switch, which are connected to the branches 18, 19 and to the fixed version of the changeover switch 20, so that the winding 12 the flow divider is shortened. The contacts 13 are not burned off when switching over, and they can be made of copper. The magnetic circuits of the two current dividers of each switch branch can be combined to form a common magnetic circuit 11 . In this case it is necessary to magnetically orient the winding of each branch in the same way with opposite orientation of the winding in the two magnetically mutually bound branches .. to be able to compare the individual changeover switches, a changeover switch according to SigA 2 in the drawing and a changeover switch according to the Austrian Patent no. "- 196"?, 974 lig ## 59 6t ..- seen in the same switching capacity and approximately the same dimensions of both compared Umschalterg continue in their same sum value of the ohmic resistance, the same ac- tive weight and equal number of contacts a Schaltwegesq the changeover switch according to the invention is much simpler since it requires the complicated mechanism to enable an increase in the contact switching stroke in the moving segment according to Fig. 5,6 of Austrian Patent No. 196 ".974 , omitted. @. In the changeover switch according to the invention, in a movable segment isolated and fixedly supported only four contact bridges which are designated with 16 in FigA 2 of the drawing. Two of these contact bridges can be arranged one above the other in this segment, *. Two associated switching tracks of the fixed spring contacts 1, l'7 correspond to this arrangement. In Hig., 2 the parts are only shown schematically, not in a layer arrangement, .. The non-increased stroke of individual contacts corresponds to half the recurring voltage that is given by the drop in the divided (half) ohmic resistors 10 ' Because the new switch is simple, it is more operationally reliable and cheaper to manufacture than previous designs. . For a three segment Umschaltere which was used single phase and its three circuits are connected via three power divider according to the Austrian Patent No. 196,974, es.zB is not possible - as in the subject of the invention - to produce the ohmic contact of the metal parts of all #eweglicher segments. The current dividers can be connected to the fixed versions 20, which belong to the three identical changeover switches connected to the branches 18, 19 (FIG. 2). This eliminates the mutual isolation of three movable segments, which reduces the mechanical strength and service life of the changeover switch. Starting from the simplest known form of the changeover switch with two resistors, an even more significant reduction in the recurring voltage at the contacts is achieved compared to the comparative case of the changeover switch, namely by dividing simple resistors. This case of resistance division in combination with current division is shown in Sig ## 1 of the drawing. In this changeover switch, the switching capacity at the contacts has been reduced to a quarter compared to a simple changeover switch with two resistors, whereby the number of resistors and contacts of a switching path remains unchanged. The current flowing through the two branches only reaches half the value at the contact and the returning voltage, which corresponds to the drop in the resistors, also only reaches half the value with the same switching capacity and approximately the same dimensions, with regard to its simpler design, higher mechanical strength and with regard to smaller switching capacities at the contacts, a longer service life of the burn-off contacts.