DE19501529C1 - Umschaltanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Umschaltanordnung für Lastumschalter von Stufenschaltern und für Lastwähler gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.

Eine solche Umschaltanordnung ist in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 44 07 945 beschrieben.

Dabei sind für jede Phase in einer Ebene feste Kontakte angeordnet, die jeweils mit Anzapfungen einer Stufenwicklung eines Stufentransformators elektrisch in Verbindung stehen. Diese festen Kontakte sind in jeder Ebene von zwei beweglichen Wählerkontakten beschaltbar, wobei der erste bewegliche Wählerkontakt als Schaltkontakt über einen ersten Vakuumschalter, der den Laststrom schaltet, mit der Lastableitung verbunden ist und der zweite bewegliche Wählerkontakt als Hilfskontakt über eine Reihenschaltung aus einem zweiten Vakuumschalter, der den Ausgleichsstrom schaltet, und mindestens einen Überschaltwiderstand mit der Lastableitung verbunden ist. Die beiden beweglichen Wählerkontakte sind dabei unabhängig voneinander bewegbar, wobei der erste Wählerkontakt nach Auslösung eines Kraftspeichers sprungartig bewegbar ist und bei jeder Umschaltung unabhängig von der Schaltrichtung den neuen festen Kontakt erreicht, bevor der zweite Wählerkontakt, der nachgeführt wird, den bisherigen Kontakt verläßt. Dazu ist vorgeschlagen worden, die beiden beweglichen Wählerkontakte beispielsweise gleichachsig drehbar anzuordnen und die festen Kontakte kreisförmig vorzusehen, wobei sie sich in Längsachse so weit erstrecken sollen, daß sie von beiden Wählerkontakten unabhängig voneinander überstrichen werden können.

Diese Schaltung hat eine Reihe von Vorteilen; einerseits liegt nur eine geringe Schaltleistungsbeanspruchung vor, da keine Addition von Last- und Ausgleichsstrom stattfindet, was Vorteile für die Verwendung der vorhandenen beweglichen Wählerkontakte als zusätzliche Notschaltstrecke bei Ausfall eines Vakuumschalters bietet, zum anderen sind die Widerstandsbelastungszeiten bei der Umschaltung relativ gering.

Die Fig. 4 und 5 zeigen den Schaltablauf einer solchen bekannten Schaltung, wobei in Fig. 4 der Ablauf der beiden beweglichen Wählerkontakte und in Fig. 5 das Betätigungsschema der beiden Vakuumschalter dargestellt ist. Es ist ersichtlich, daß bei der beschriebenen Umschaltanordnung eine unsymmetrische Betätigung der beiden Vakuumschalter vorliegt, d. h. unabhängig von der Bewegungsrichtung werden die Vakuumschalter in der gleichen Betätigungssequenz betätigt.

Eine ähnliche Umschaltanordnung ist auch bereits aus der DE 42 23 439 C1 bekannt. Allerdings läuft bei dieser Umschaltanordnung der zweite bewegliche Wählerkontakt als Hilfskontakt langsam vor und der erste bewegliche Wählerkontakt als Schaltkontakt folgt sprungartig nach. Trotz dieser abweichenden Schaltsequenz liegt jedoch auch bei dieser Umschaltanordnung eine unsymmetrische Betätigung der beiden Vakuumschalter vor.

Bei bekannten Lastwählern mit Vakuumschaltern erfolgt, wie beispielsweise in der DE-OS 38 33 126 beschrieben, die Steuerung der Betätigung der Vakuumschalter durch eine konzentrische Nockenbahn, auf der Rollen laufen. Mit einer solchen bekannten Nockenbahn an der Innenseite des Lastwählergehäuses sind jedoch unsymmetrische Schaltabläufe grundsätzlich nicht realisierbar, da unabhängig von der Richtung, in der die Rollen auf einer solchen bekannten Nockenbahn laufen, durch eben diese Nockenbahn ein feststehender Bewegungsablauf und damit feststehende Betätigungssequenzen der Vakuumschalter vorgegeben sind.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Umschaltanordnung der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei der auf einfache Weise eine unsymmetrische, d. h. bewegungsrichtungsabhängige Betätigungssequenz von zwei Vakuumschaltern, die mit jeweils einem beweglichen Wählerkontakt elektrisch in Verbindung stehen, erreichbar ist, wobei die beiden Wählerkontakte unabhängig voneinander bewegbar sein sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Umschaltanordnung mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Eine Kontur in einer geschlossenen Bahn zur Steuerung von Vakuumschaltern für Lastumschalter bzw. Lastwähler an sich ist bereits aus der DE-AS 19 56 368 bekannt. Die dort beschriebene Steuerkurve in einer Kurvenscheibe dient jedoch dazu, die Stößel der Vakuumschalter direkt zu betätigen. Anregungen, die Realisierung unsymmetrischer Schaltungen zu ermöglichen, sind dieser Schrift jedoch nicht zu entnehmen.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand von Zeichnungen beispielhaft noch näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Umschaltanordnung für einen Lastwähler in schematischer Schnittdarstellung von oben,

Fig. 2 zeigt schematisch die Wirkungsweise des verschiebbaren Steuersegmentes bei dieser Umschaltanordnung,

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 1 bei einer Umschaltung,

Fig. 4 zeigt bei einer bekannten Umschaltanordnung gemäß dem Oberbegriff des 1. Patentanspruches die erforderlichen Schaltschritte von einer Spannungsstufe auf eine andere,

Fig. 5 zeigt das zugehörige Schalt- und Betätigungsschema der beiden Vakuumschalter bei einer mehrmaligen Stufenschaltung.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Umschaltanordnung schematisch dargestellt, bei der feste Kontakte 1, die jeweils mit einer Anzapfung einer Stufenwicklung elektrisch verbunden sind, in einer Ebene je Phase an der Innenwand eines Isolierstoffzylinders 2 angeordnet sind. In der Figur ist nur eine Phase dargestellt.

Im Zentrum des Isolierstoffzylinders 2 befinden sich zwei konzentrische Isolierstoffsäulen, die als zwei Antriebsteile 3, 4 wirken und sich senkrecht durch den Isolierstoffzylinder 2 erstrecken. Statt konzentrischer Anordnung könnten die Isolierstoffsäulen auch parallel zueinander verlaufen, wie dies prinzipiell aus der DE-OS 22 29 756 bereits bekannt ist. Das erste Antriebsteil 3, hier die innere Wählersäule, wirkt auf einen ersten Wählerarm 5 - in der Fig. 1 ist dieser durch den darüberliegenden und noch zu erläuternden zweiten Wählerarm 6 verdeckt -, der ein nachfolgend noch näher beschriebenes Schaltsegment 7 aufweist. Das Schaltsegment 7 ist senkrecht zur Bewegungsrichtung der Wählerarme 5, 6, hier also radial in Richtung des strichlierten Pfeiles, verschiebbar.

Das zweite Antriebsteil 4, hier die äußere Wählersäule, wirkt auf einen zweiten Wählerarm 6, auf dem die beiden Vakuumschalter 8, 9 befestigt sind. Weiterhin ist auf dem zweiten Wählerarm 6 ein Führungsteil 10, hier eine Führungsrolle, befestigt, der sich mit seinem freien Ende in eine Kontur 71 des Schaltsegmentes 7 erstreckt.

In Fig. 2 ist das Schaltsegment 7 allein schematisch von oben dargestellt. Das Führungsteil 10 greift in eine geschlossene Kontur 71 des darunterliegenden Schaltsegmentes 7 ein, die derart beschaffen ist, daß bei Relativbewegung der beiden Wählerarme 5, 6 zueinander, d. h. bei Relativbewegung auch von Schaltsegment 7 (am ersten Wählerarm 5 befestigt) und Führungsteil 10 (am zweiten Wählerarm 6 befestigt) zueinander das Führungsteil 10 in der Kontur 71 derart zwangsgeführt wird, daß eine Bewegung des gesamten verschiebbaren Schaltsegmentes 7 in Richtung des punktierten Pfeiles erfolgt, je nachdem, in welcher Richtung die Bewegung der Wählerarme 5, 6 zueinander, die durch einen vollen Pfeil dargestellt ist, erfolgt. Die Zwangsführung des Führungsteiles 10 wird dadurch unterstützt, daß die Kontur 71 Führungsschrägen bzw. -absätze 711 aufweist, d. h. unterschiedlich tief ist, und daß das Führungsteil 10 federbelastet ist, so daß ein eindeutiger Verlauf seiner Bewegung in der Kontur 71 sichergestellt ist.

Auf dem Schaltsegment 7 sind, sich in Bewegungsrichtung der Wählerarme 5, 6 erstreckend, zwei Betätigungskulissen 11, 12 angeordnet, d. h. Aussparungen, die jeweils aus einer oberen Teilkulisse 111, 121 und einer davon abweichenden unteren Teilkulisse 112, 122 bestehen. Diese Teilkulissen 111, 112, 121, 122 steuern Betätigungsteile 13, 14, die federbelastet sind und ihrerseits auf die Vakuumschalter 8, 9 wirken und diese betätigen. Es ist ersichtlich, daß die Betätigungsteile 13, 14 je nachdem, in welcher Stellung sich das Schaftsegment 7 befindet, an der jeweiligen oberen Teilkontur 111, 121 bei relativer Bewegung der Wählerarme 5, 6 in einer ersten Richtung und an der jeweiligen unteren Teilkontur 112, 122 bei relativer Bewegung der Wählerarme 5, 6 in der zweiten Richtung anliegen. Es ist weiter ersichtlich, daß dadurch, daß die Teilkonturen 111, 121 bzw. 112, 122 unterschiedlich sind, je nach relativer Bewegungsrichtung der Wählerarme 5, 6 eine unterschiedliche Betätigungssequenz der Vakuumschalter 8, 9 durch unterschiedliche Bewegungsabläufe der Betätigungsteile 13, 14, die vorteilhafterweise an ihren freien Enden Rollen 15, 16 aufweisen, erzielt wird.

Fig. 3 zeigt als Ausschnitt aus Fig. 1 den Bewegungsablauf bei einer Umschaltung vom festen Kontakt n auf den festen Kontakt n+1 in folgenden Zeitpunkten:

• a) Grundstellung vor Beginn der Umschaltung,
• b) der Schaltkontakt hat mit seiner Bewegung nach n+1 begonnen und ca. 15 Grad zurückgelegt,
• c) der Schaltkontakt hat den neuen Festkontakt n+1 erreicht.

An diese Darstellungen schließen sich weitere, nicht zeichnerisch dargestellte Zeitpunkte an:

• d) der Hilfskontakt wird nachgeführt und hat seinerseits 15 Grad zurückgelegt,
• e) der Hilfskontakt hat den neuen festen Kontakt n+1 erreicht; die Umschaltung ist abgeschlossen.

Die senkrechte Verschiebung des Schaltsegmentes 7 ist zu erkennen.

In den Figuren ist die Erfindung am Beispiel eines Lastwählers mit kreisförmig angeordneten festen Kontakten und drehbaren Antriebswellen erläutert, sie ist aber ebenso auch auf linearbewegte Lastwähler oder Lastumschalter anwendbar.

Claims (4)

1. Umschaltanordnung für Lastumschalter von Stufenschaltern und für Lastwähler, beide für Stufentransformatoren,
wobei in mindestens einer Ebene feste Kontakte vorgesehen sind, die jeweils mit Anzapfungen einer Stufenwicklung eines Stufentransformators elektrisch in Verbindung stehen,
wobei die festen Kontakte in jeder Ebene von zwei beweglichen Wählerkontakten beschaltbar sind,
wobei der erste bewegliche Wählerkontakt als Schaltkontakt über einen ersten Vakuumschalter mit einer Lastableitung verbunden ist und der zweite bewegliche Wählerkontakt als Hilfskontakt über eine Reihenschaltung aus einem zweiten Vakuumschalter und mindestens einem Überschaltwiderstand mit der Lastableitung verbunden ist,
wobei die beiden Wählerkontakte unabhängig voneinander bewegbar sind
und wobei der erste Wählerkontakt nach Auslösung eines Kraftspeichers sprungartig bewegbar ist und bei jeder Umschaltung unabhängig von der Schaltrichtung den neuen festen Kontakt erreicht, bevor der zweite Wählerkontakt, der nachgeführt wird, den bisherigen festen Kontakt verläßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Wählerkontakt auf einem ersten Wählerarm (5) angeordnet ist, der mit einem ersten Antriebsteil (3) verbunden ist, wobei auf dem ersten Wählerarm (5) weiterhin ein senkrecht zu dessen Bewegungsrichtung verschiebbar geführtes Schaltsegment (7) angeordnet ist, das eine Kontur (71) aufweist, in die ein Führungsteil (10) eingreift, und das weiterhin zwei Betätigungskulissen (11, 12) aufweist,
daß der zweite Wählerkontakt auf einem zweiten Wählerarm (6) angeordnet ist, der mit einem zweiten Antriebsteil (4) verbunden ist, wobei auf dem zweiten Wählerarm (6) weiterhin die beiden Vakuumschalter (8, 9) angeordnet sind und das Führungsteil (10) befestigt ist,
daß beide Vakuumschalter (8, 9) jeweils ein Betätigungsteil (13, 14) aufweisen, das jeweils in die sich in Bewegungsrichtung der Wählerkontakte erstreckende Betätigungskulisse (11, 12) eingreift, die jeweils aus einer oberen und einer unteren Teilkulisse (111, 112; 121, 122) besteht
und daß die Kontur (71) eine geschlossene Bahn beschreibt, in der das Führungsteil (10) zwangsgeführt wird, wodurch in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung der Wählerarme (5, 6) relativ zueinander eine Verschiebung des Schaltsegmentes (7) senkrecht dazu erfolgt, derart, daß bei der ersten Bewegungsrichtung die Betätigungsteile (13, 14) beider Vakuumschalter (8, 9) jeweils an der oberen Teilkulisse (111, 121) und bei entgegengesetzter Bewegungsrichtung jeweils an der unteren Teilkulisse (112, 122) auflaufen.

2. Umschaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsteile (13, 14) an ihren freien Enden Rollen (15, 16) aufweisen, die in der jeweiligen Betätigungskulisse (11, 12) führbar und gegen die obere bzw. untere Teilkontur (111, 121, 112, 122) drückbar sind.

3. Umschaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (10) ein federbelasteter Führungsstift ist.

4. Umschaltanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Kontakte (1) kreisförmig angeordnet sind und die beiden Antriebsteile (3, 4) als konzentrische oder parallel zueinander verlaufende Schaltersäulen ausgebildet sind.