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Die Erfindung bezieh - t sich auf einen sprunghaft betätigten
Lastumschalter mit ohmschen oder induktiven überschaltwiderständen für Stufenschalter
von Transformatoren mit einem Hauptkontakt -und einem oder mehreren Widerstandskontakten
je Schalterseite und sprunghaft betätigten beweglichen Gegenkontakten. Vielfach
werden solche Lastumschalter als Kniehebelschalter ausgeführt und dabei die für
die unterbrechungslose Stufenumschaltung benötigten Widerstandskontakte oberhalb
der Hauptkontakte an den Kurbelhebeln des Kniehebelsystems angebracht, oder sie
werden seitlich neben den Hauptkontakten auf gleicher Höhe - mit diesen angebracht
(deutsche Patentschrift 918 524, Abb. 1 und 2).
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Bei der erstgenannten Ausführung ist einerseits nachteilig, daß der
Schalter in der Höhe> verhältnismäßig hoch baut und andererseits ist nachteilig,
daß die auf den notwendigerweise langen Hebelarmen angebrachten Widerstandskontakte,
mit wesentlich höherer Schaltgeschwindigkeit schalten. Dies hat zur Folge, daß,
wenn die Hauptkontakte mit der günstigsten Schaltgeschwindigkeit arbeiten, die Widerstandskontakte
wegen der höheren Lichtbogenarbeit und Prellgefahr auf jeden Fall ungünstiger arbeiten
als die Hauptkontakte. Bei der anderen Widerstandskontaktanordnung, bei der die
Widerstandskontakte seitlich neben den Hauptkontalzten auf gleicher Höhe mit diesen
angeordnet sind, ist nachteilig, daß die benötigte Schaltergrundfläche fast doppelt
so groß ist wie bei der erstgenannten Schalterausführung. Dieser große Raumaufwand
führt vor allem bei dreiphasigen Schaltern zu Raumschwierigkeiten beim Einbau in
den Transformatorkessel.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgeriannten Schwierigkeiten zu
vermeiden und -einen Lastumschalter zu schaffen, der sowohl in seiner Höhe als auch
Grundfläche günstig baut und bei dem Haupt- und Widerstandskontakte mit günstigen
Schaltgeschwindigkeiten arbeiten.
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Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel bei einem Lastunischalter der
eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der oder die Widerstandskontakfe für
sich, jedoch in Abhängigkeit von der Schalterbewegung beweglich zwischen dem feststehenden
Hauptkontakt jeder Schalterseite und dessen zugehörigem beweglichem Gegenkontakt
angeordnet sind. Dabei wird die Kontaktanordnung so gewählt, daß in der einen Schalterendstellung
sich Hauptkontakt mit dazwischenliegendem Widerstandskontakt bzw. -kontakten aufeinander
abstützen, während die entsprechenden Kontakte der offenen Schalterseite in angemessenen
Abständen voneinander liegen und unmittelbar nach dem öffnen einer Schaltstrecke-
auf der öffnenden Schalterseite sich eine Teilschaltstrecke auf der anderen Schalterseite
schließt. Vorteilhafterweise ist die Schaltfolge so festgelegt, daß unmit el ar
nach dem Öffnen einer Teilschaltstrecke auf der öffnenden Schalterseite eine Teilschaltstrecke
auf der anderen Schalterseite schließt. Bei Verwendung von mehreren Widerstandskontakten
sind die überschaltwiderstände derart unterteilt, daß sich Teilschaltvorgänge gleicher
Schaltleistung ergeben. Während also auf der offenen Schalterseite der oder die
Widerstandskontakte je unter Einhaltung entsprechender Abstände voneinander
zu liegen kommen, liegen auf der geschlossenen Schalterseite auf dem feststehenden
Hauptkontakt der oder die Widerstandskontakte und auf diesem bzw. diesen der bewegliche
Gegenkontakt -des Hauptkontaktes unter Druck, auf, was insbesondere durch entsprechend
nachgiebig gelagerte bewegliche Gegenkontaktteile erreichbar ist.
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Der erfindungsgemäß ausgeführte Lastumschalter bietet außer der besseren
Platzausnutzung und günstigerer Schaltgeschwindigkeit für alle Kontakte vor allem
auch noch schalttechnische Vorteile. Bei den bekannten Kniehebellastumschaltern,
bei denen die Widerstandskontakte über den Hauptkontakten auf den Kurbelhebeln des
Kniehebelsystems angeordnet sind, sind- die Schaltstrecken, an denen die beiden
innerhalb einer Umschaltung gezogenen Lichtbögen brennen, nämlich an dem Hauptkontaktpaar
und dem Widerstandskontaktpaar, parallel geschaltet. Dadurch bewirkt ein infolge
hohen überstroms im Augenblick der Öffnung der Schaltstrecke am Widerstandskontaktpaar
noch nicht erloschener Lichtbogen an der -Schaltstrecke des Hauptkontaktpaares eine
stromlose Auftrennung am Widerstandskontaktpaar mit der Folge, daß nach jedem Strommilldurchgang
eine Wiederzündung des Lichtbogens eher an der bereits erhitzten und ionisierten
Schaltstrecke des Hauptkontaktpaares als an der unbelasteten Schaltstrecke des Widerstandskontaktpaares
auftrat, so daß also die Schaltstrecke des Hauptkontaktpaares mit dem vollen Strom
beansprucht blieb. Demgegenüber liegen bei der erfindungsgemäßen Lastumschalterausführung
die beiden Schaltstrecken des Hauptkontaktpaares und Widerstandskontaktpaares -infolge
der Zw.ischenanordnung des Widerstandskontaktes zwischen dem feststehenden Hauptkontakt
und dessen beweglichem Gegenkontakt in Reihe. Dadurch wird der erste gezogene Lichtbogen,
wenn er im Falle eines hohen überstroms nicht vor dem Ziehen des zweiten Lichtbogens
erloschen ist, an die Existenz des zweiten Lichtbogens gebunden, d. h., er
muß mit diesem im Nulldurchgang des Stroms der zweiten Schaltstrecke erlöscheii
# und -kann erst nach Neuzündung der zweiten Schaltstrecke selbst wieder
zünden. Ein gleichzeitiges Durchzünden der beiden Schalts trecken, wie es etwa in
Löschblechkammern infälge kapazitiver Aufteilung der wiederkehrenden Spannung auf
die einzelnen Löschbleche möglich ist, kann bei der erfindungsgemäßen Ausführung
nicht erfolgen, da die Spannungslosigkeit der ersten Schaltstrecke durch die Potentialverbindung,
die der überschaltwiderstand darstellt, gewährleistet ist, solange die zweite Schaltstrecke
nicht durchgezündet lig der Widerstand also stromlos ist. Tritt diese Wiederzündung
der zweiten Schaltstrecke ein, dann verteilt sich der Laststrom augenblicklich auf
beide von den Wählerstromabnehmern eingenommenen Wicklungsanzapfungen und damit
et-wa--gleichmäßic., auf die beiden zugehörigen Zweige des überschaltwiderstandes.
Hierdurch verringert sich an der zweiten Schaltstrecke der Schaltstrorn und an der
ersten Schaltstrecke die Wiederkehrspannung etwa auf die Hälfte der vor dem Nulldurchgang
wirksam gewesenen Werte. Damit wird einerseits die Möglichkeit, daß die erste Schaltstrecke
nicht mehr neu zündet und andererseits die Möglichkeit, daß der Lichtbogen der zweiten
Schaltstrecke im, nachfolgenden Strommilldurchgang ebenfalls endgültig erlöscht,
erhöht. Diese die Schaltleistung erhöhende Wirkung läßt sich noch weiter steigern,
wenn man an Stelle eines zwischen dem Hauptkontaktpaar geschalteteten Widerstandskontaktes
deren mehrere in Reihe geschaltet anbringt und dabei diese zusätzlichen Widerstandskontakte
an
Aniapfungen der entsprechend unterteilten überschaltwiderstände
anschließt. Beim Umschaltvorgang fächert dann eine solffie Kontaktanordnung sehr
rasch auf, und es entsteht eine löschbledlikammerähnliche Anordnung, bei der der
Lichtbogen in der Kammer erzeugt wird und nicht erst in diese hineigedrängt werden
muß, Was an sich bei unter Öl
arbeitenden Schaltern sich nur schwer erreichen
ließe. Da die einzelnen wie Löschbleche wirkenden Widerstandskontakte außerdem durch
die Teilwiderstände potentialgesteuert sind, wird die Wiederzündspannung aller TeilschaltstreckeÜ7
voll - wirksam. An sich ist zwar der Vorteil der Vielfachunterbrechung in
Verbindung mit der Potentialsteuerung der einzelnen Trennschalter bekannt
' Bei Verwendung im vorgenannten Fall ergibt sich jedoch eine besonders platzsparende
Anordnung der erforderlichen Vielzahl von Teilkontakten. Läßt man die Teilschaltstrecken
durch eine entsprechend gewählte Kontaktbetätigung, z. B. durch Wahl der Eifihängepunkte
der auf sie Wirkenden Federelemente nicht gleichzeitig,`sondern nacheinander nen*
-bzw2 Schließen und wählt man - öff weiter die Taktfolge der einzelnen Schaltschritte
derart daß mit jedem öffnen -einer Teilstrecke auf der öffnenden Schalterseite bereits
eine Teilstrecke auf der anderen ScUalterstrecke schließt,- darin ergibt sich eine
Umschaltung'ähnlich wie das Umschwenken de# -Schleifarmes -eines- Potentiometers.
Damit wird also der Laststrom während eines Umschaltvorga-nges schrittweise auf
die andere Schalterseite -verlagert, wobei- die Ab§chältvorgän'ge infolge abnehmenden
Schaltstroms zunehmend erleichtert werden, oder es Werden bei einer Stufung der
Teilwiderstände derart, -daß die Schaltbeanspruchung aller Teilschaltgtrecken gleichmäßig
*wird, sämtliche Schaltvorgänge leichter. Um den durch die Reihenschaltung mehrerer
Kontäte erhöhten Übergangswiderstand im Dauerbetrieb unwirksam zu machen, wird jeder
Kontaktsatz in den Endstellungen des Schalters in bekannter Weise durch einen Grundstellungskontakt
(Entlastungskontakt) überbrückt. ` -
An Hand dei -in -der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele von sprunghaft betätigten Last-_ umschaltern-
wird die Erfindung näher -erläutert.-Dabei zeigt F i g. 1 einen Kniehebellastumschalter
mit und F i g. 2 mit mehreren zwischen dem festen Hauptkontakt und seinem
beweglichen Gegenkontakt liegenden Widerstandskontakten.
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In beiden Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In F i g. 1 sind mit 2 bzw. 2' am Schalterfuß befestigte Isollerrohre
bezeichnet, die die feststehenden Hauptkontakte 3 bzw. 3' tragen.
Diese Kontakte sind in bekannter Weise über die Leitungen 30 bzw.
30'
mit den in der Zeichnung nicht weiter dargestellten Wählern verbunden.
4 und 4" sind die beiden Kurbelhebel eines Kniehebelviergelenks, die bei
6 bzw. 6'
am Schalterfuß schwenkbar gelagert sind. An ihren freien
Enden sind diese beiden Hebel durch das Koppelglied 5 miteinander verbunden.
Das Kniehebelsystem ist in üblicher Weise kraftspeicherbetätigt und springt, nachdem
es durch Antriebsmittel aus seiner verklinkten Stellung auf der einen Schalterseite
herausgehoben wird, in die verklinkte Stellung auf der anderen Schalterseite unaufhaltsam
um und vollzieht dabei die Umschaltung von einer -Stufe auf eine -andere. An den
beiden Diehpunkten 6
und 6' sind außer den Kurbelhebeln 4 und- 4' noch
zwei weitere-ginarmige Hebel-7-und 7',-die aus Isalierstoff bestehen, gelagert.
Diese Hebel tragen Widerstandskontakte 8 bzw. S, die in der Höhe der
feststehenden Hauptkontakte 3 und 3' angebracht sind. In gleicher
Weise -sind auf den beiden Kurbelhebeln-4 und 4- die beweglichen Gegenkontakte
9 und 9' für die feststehenden Hauptkontakte 3 und
3' -befestigt. Die Befestigung der Gegenkontakte ist federnd ausgeführt,
beispielsweise durch- Ahstützung -der Gegenkontakte 9 und 9' auf einer
an den Kurbelliebehl befestigten Feder 90 bzw. 90'. Die Hebel
7 und- 7"
sind durch eine an ihnen angreifende -Zugfeder
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miteinander gekoppelt, so daß in den Schalterendstellungen immer ein Kontakt
in seine Offenstellung gezogen wird,- wobei -ein fester Anschlag 11 bzw.
11'
die Bewegung der Hebel 7 und - 7' in der- - Offenstellung
begrenzen, indem die freien Hebelenden an diesen Anschlägen zur Anlage
kommen. Die auf den Hebeln 7 bzw. 7' befestigten Kontaktstücke
dienen als- Widerstandskontakte und sind entsprechend der Lehre der Erfindung zwischen
-den - festen- Hauptkontakten 3 bzw. -3' und deren beweglichen Gegenkontakten
9- bzw. 9' angebracht. Sie sind an die für die - unterbrechungslose
Umschaltung benötigten überschaltwiderstände 12 bzw. *12' mittels einer flexiblen
Leitung verbunderr, die selbst wieder mit deri feststehenden -Hauptkontakten
3 bzw. - Y verbundeh sind.'- In der Grundstellung liegen auf der geschlossen7en'Schalterseite,
z. 3. der linken Schalterz. seite der F i g. 1, die Kontakte
3, 8 und 9 untgr7Druük aufeinander. --Auf der geöffneten Schalterseite
stehen .dagegen diä Koiitäkte, z-. B. die K ontakte Y, S' und 9(
in
gleichen Abständen auseinander, wobei der Hebel 7' an s#inein festen Anschlag-II"zur
Auflage kommt* -Nach- Einleiten der- Umschaltbewegung, bei der- das Kniehebelsystein
z. B. -äus der in der F i g. 1
dargestellten verklinkten Stellung
- he7rausgehoben wird, folgt zunächst der Hebel 7 mit- seinem Widerstandskontakt
8 dem sich bewegenden Kurbelhebel. 4 mit - Gegenkontakt-9.
Die Koatakte 3 und 8 werden bei dieser Bewegung voneinander getrennt.
Bevor -aber der sich mitverschwenkende Hebel 7 auf seinem Bewegungsweg von
seinem festen Anschlag 11 aufgehalten Wird, trifft auf der anderen Schalterseite
der vom Hebel 4' getragene Gegenkontakt 9' auf den Widerstandskontakt
8' des Hebels 7' und hebt dadurch den Hebel 7' von seinem Anschlag
IV ab. Hierbei werden die Kontakte S' und 9' geschlossen. Trifft nachfolgend
der Hebel 7' auf seinen festen Anschlag 11 auf, dann öffnen sich die Kontakte
8
und 9. Im weiteren Verlauf des Umschaltvorganges bewegt sich der
Kurbelhebel 4' samt dem von ihm mitgenommenen Hebel 7' bis zur Anlage auf
den feststehenden Hauptkontakt 3' und bis zur Verklinkung des Kniehebelsystems.
Damit ist der Umschaltvorgang beendet, der somit (bei normalen Schaltungen) mit
gleicher Taktfolge wie bei den bisherigen Kniehebellastuinschaltern abläuft.
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. Bei der Schalterausfübrung nach F i g. 2 sind statt
eines einzigen Widerstandskontaktes (8 bzw. 8' der F i g. 1)
beispielsweise drei Widerstandskontakte 80,
81, 82 bzw, 80', 81',
8V vorgesehen, die auf bei 6
bzw. 6' drehbar gelagerten Isolierstoffhebeln
70, 71,
72 bzw. 7W, U', 72' angebracht sind. Die überschaltwiderstände
12 bzw. 12' sind in drei in Reihe liegende Teilwiderstände 120, 121, 122 bzw. 120',
121',
12Y aufgeteilt. Dabei sind die Wideystandakontakte80 bzw. 8ft' mit den Enden der
T-eüwidp"rstände 12Q bzw. 120' verbunden, die mit ihren anderen Enden an die feststehenden
Hauptkontakte 3
bzw.. 3" angeschlossen sind. Die Widerstandskoirtakte
81 bzw. 81' sind mit den Enden der zweiten Teilwiderstände 121 bzw-
121' verbunden und in gleiches Weise die Widerstandskontakte 82 bzw. 82'
mit den Enden der dritten Teilwaderstände, 122, Die einander entsprechenden Hebel,
z. B. 70 und 70' bzw. 71 und 7f und 72 und 7-2"
sind jeweils durch Zugfedem 100 bzw. 101 bzw. 102 miteinander gekoppelt-
Jedem Hebel ist ein feststehender Anschlag zugeordnet, nämlich, der Anschlag
110 dem Hebel 70, der Anschlag 111 dem Hebel 7-1 und
der Anschlag. 112 dem Hebel 72. Die Anschläge. 110',
M', 112#
sind entsprechend den Hebeln 70,1, 7Y und 7-2' zugeordnet Die Abstände
der Anschläge voneinander sind dabei so gewählt, daß auf der geöffneten Schalterseite
die einz#Inen Kontakte, also feststehender Hauptkontakt, Widerstandskontakt und
beweglicher Gegenkontakt des Hauptkontaktes etwa gleiche Abstände voneinander haben.
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Bei der Einleitung einer Umschaltung folgen zunächst alle Schwenkhebel,
z. B. 70, 71, 72 dem, sich bewegenden, den beweglichen Gegenkontakt
9 tragenden Kurbelhebel 4 kraftschlüssig, wobei die, Kontakte 3 und
80. sich voneinander abheben, also öffnen. Nach einem bestimmten Weg des Kniehebelsystems
trifft auf der anderen. Schalterseite, der Gegenkontakt 9' auf den Widerstandskontakt
821, so daß diese Kontakte, schließen und der Hebel 721 unter Mitnahme
durch, Hebel 4.' von seinem Anschlag 112' abgehoben und mitgenommen. wird.
Bei der, weitqxen Bewegung des Kniehebelsystems trifft der Heb41 70
auf seinen
festen. Anschlag 110, wird dabei aufge-r halten, und es öffnen sich. dadurch
die Wiiderstandskontakte 8a und 81. Danach treffen, die Widerstands-. kontakte,
82' und 81' aufeinander und- schließen, und der Hebel 71! hebt
sich von seinem Anschleg Ill-- ab und wird mitgenommen vom sich verschw-enkenden
Hebel. e. In entsprechender Weise öffnen anschließPO die Widerstand#;k-ontakte
81 und 82 durch Auf-Lqufen des Hebels 7,1 auf seine Anschlag 111,
und es ?n schließen die Widerstandskontakte 81' und 80' der anderen
Schalterseite durch Mitschleppen des Hebels 71r, der> sich von seinem Anschlag 11r
abhebt. Schließlich erfolgt im weiteren Verlauf des unaufhaltsam ablaufenden Umschaltvorganges
des Kniehebelsystems das öffnen der Kontakte 82 und 9 und endlich
5chheßen der Kontakte 8W und 3. Damit ist Eier Umschaltvorgang beendet, Die
schalttechnischen Vorteile der Erfindung sind natürlich nicht auf Sprungschalter
mit Kniehebelsystem beschränkt, sie sin(# vielmehr in gleicher Weise auch bei anderen
sprunghaft betätigten Lastumschaiterausführungen für Stufenschalter von Tlgpqfqrmatoren
erreighbar,