DE1956368A1

DE1956368A1 - Lastumschalter fuer Stufenschalter von vorzugsweise dreiphasigen Regeltransformatoren mit Vakuumschaltelementen

Info

Publication number: DE1956368A1
Application number: DE19691956368
Authority: DE
Inventors: Ernst Baumgartner; Alexander Bleibtreu
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Scheubeck GmbH and Co
Priority date: 1969-11-08
Filing date: 1969-11-08
Publication date: 1971-05-19
Also published as: DE1956368C3; GB1293060A; FR2066244A5; SE356157B; DE1956368B2

Description

Maschinenfabrik Reinhausen Regensburg, den 7.November 1969 Gebrüder Scheubeck KG.

⁸^ Regensburg λ q ε c q r ω

Falkensteinstraße 8 I iJ O D J D

Lastumschalter für Stufenschalter von vorzugsweise drei-» phasigen Regeltransformatoren mit Vakuumschaltelementen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lastumschalter für Stufenschalter von vorzugsweise dreiphasigen Regeltransformatoren mit Vakuumschaltelementen, die parallel zu einer Antriebswelle des Lastumschalters auf einem Kreisbogen um diese Antriebswelle herum angeordnet und mittels einer an der Antriebswelle befestigten Kurvenscheibe schaltbar sind.

Es sind Lastschalter unter der Verwendung von Vakuumschaltelementen bekannt geworden, welche zur Lastumschaltung je Phase ein oder zwei Vakuumschaltelemente verwenden. Solche Schalter benötigen aber für die Durchführung des vorgesehenen Schaltprogramme s mehrere durch öl schaltende Hilfsschalter oder auch dauerstromführende Kontakteinrichtungen, welche im Zusammenhang mit den Vakuumschaltelementen entsprechend dem Schaltprogramm gesteuert werden müssen, was den Aufwand an mechanischen Steuereinrichtungen vergrößert.

Die einfachste Lösung für den mechanischen Steuermechanismus ergibt sich bei der Verwendung von drei Vakuumschaltelementen je Phase, das ergibt für einen dreiphasigen Schalter neun Elemente, was jedoch einen verhältnismäßig großen räumlichen Aufwand bedingt, der über dem liegt, wie er für herkömmliche Lastumschalter ohne Vakuumschaltelemente benötigt wird.

Die Erfindung strebt eine Lösung an, welche unter Verwendung von drei Vakuumschaltelementen je Phase eine optimale Raumausnutzung und eine einfachste mechanische Betätigung derselben ermöglicht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß für jede Phase zwischen den zwei als Hauptkontakte wirkende,

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zur Führung des Dauerstromes geeigneten Hauptvakuumschaltelementen ein kleineres, als Hilfskontakt wirkendes Hilfsvakuumschaltelement auf einem engeren Kreisbogen um die Antriebswelle herum angeordnet und von einem an der Kurvenscheibe für die Hauptvakuumschaltelemente vorgesehenen zusätzlichen und von der Kurve für die Hauptvakuumschaltelemente getrennten Nockenkranz und einem Federwerk schaltbar ist. Dabei ist das kleinere Hilfsvakuumschaltelement vorzugsweise für die Hälfte der Strombelastung eines Hauptvakuumschaltelemente s ausgelegt. Es braucht in Jedem Fall keinen Dauerstrom zu führen und kann daher in seiner Nennschalt— leistung der tatsächlich im Nennbetrieb auftretenden Schaltung angepaßt werden.

In vorteilhafter Weise besitzt die Kurvenscheibe für die Betätigung der Hauptvakuumschaltelemente an ihrem Umfang eine Stirnkurve und für die Betätigung der Hilfsvakuumschaltelemente einen oben auf der waagerecht liegenden Kurvenscheibe angeordneten Nockenkranz.Eine weitere vorteilhafte Ausführung besteht darin, daß in der Stirnkurve der Kurvenscheibe formschlüssig eine an einer Verlängerung des beweglichen Kontaktes des Hauptvakuumschaltelemente s seitlich befestigte Hubrolle liegt und auf dem Nockenkranz der Kurvenscheibe ein mit einer Rolle versehener Hubstößel des beweglichen Kontaktes des Hilfsvakuumschaltelementes mit Hilfe des Federwerks fest aufliegt. Dabei besteht das Federwerk für das Hilfsvakuumschaltelement vorzugsweise aus einer auf den Nockenkranz wirkenden Druckfeder für den Hubstößel und aus einer auf den beweglichen Kontakt wirkenden Ausgleichsfeder für den Kontaktdruck. Der Hubstößel ist in vorteilhafter Weise topfförmig ausgebildet und in einer Zwischenwand verschiebbar gelagert und trägt innen die um den beweglichen Kontakt schaft liegende Ausgleichsfeder und außen die sich an der Zwischenwand abstützende Druckfeder.

Nach einer weiteren Ausführungsart der Erfindung sind die Vakuumschaltelemente an der Unterseite einer aus getrennten Segmenten bestehenden Isolierscheibe hängend befestigt und ihre

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Anschlußkontakte oberhalb der Isolierscheibe angeordnet. Dabei sind zweckmäßig die Zwischenwand und die Isolierscheibe mit den Yakuumschaltelementen in einem aus Tragsäulen und einer oberen Lagerplatte und einer unteren Grundplatte bestehenden Käfig angeordnet.

Diese Ausführung eines Stufenschalters mit Vakuumschaltelementen nach der Erfindung ermöglicht eine gedrängte Ausführung des Lastschalters, die im Rahmen der Abmessungen herkömmlicher Lastschalter ohne Vakuumschaltelementen liegen, wobei keine zusätzlichen getrennt steuerbaren Hilfskontakteinrichtungen erforderlich sind. Außerdem ist die Steuerung der drei Schaltelemente Je Phase durch eine einzige Kurvenscheibe einfach und sicher durchgeführt, wobei durch die zwangsweise Steuerung der Hauptkontaktelemente in schließender und öffnender Richtung ein Stufenkurzschluß durch eventuelles Klemmen oder Hängenbleiben von Federelementen ausgeschlossen ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 bis 4 ein Schaltbild des Lastumschalters in vier

Umschaltstellungen,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der beiden Kurven der Kurvenscheibe und ihre Wirkung auf die Vakuumschaltelemente,

Fig. 6 den Lastumschalter von oben gesehen, Fig. 7 einen Schnitt VII - VII nach Fig. 6, Fig. 8 das Federwerk für das Hilfsvakuumschaltelement in

vergrößerter Darstellung und
Fig. 9 einen Schnitt IX - IX nach Fig. 7 durch den unteren Teil des Lastumschalters.

In den Schaltbildern nach Fig. 1 bis 4 ist ein Teil der Regelwicklung des Transformators Tr mit den Anzapfungen A, B für eine Phase des Transformators dargestellt. Der Lastumschalter besteht aus den als Hauptkontakte wirkenden Hauptvakuumschaltelementen 11 und 12, die in je einer Verbindungsleitung zwischen den Anzapfungen A bzw. B mit der Ableitung Y

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liegen, und dem als Hilfskontakt wirkenden Hilfsvakuumschaltelement 13, welches mit einem Uberschaltwiderstand R in einer Yerbindungsleitung zwischen der Anzapfung A und der Ableitung Y liegt.

Nach dem Schaltbild Fig. 1 ist das Hauptvakuumschaltelement 11 geschlossen, so daß die Anzapfung A der Regelwicklung mit der Ableitung Y verbunden ist. Das Hauptvakuumschaltelement 12 ist offen und das Hilfsvakuumschaltelement 13 ebenfalls geschlossen.

Die Umschaltung des Lastumschalters erfolgt derart, daß zuerst das Hauptvakuumschaltelement 11 öffnet und dadurch den Stromfluß über das Hilfsvakuumschaltelement 13 und den Uberschaltwiderstand R verdrängt (Fig. 2). Dann schließt das Hauptvakuumschaltelement 12, wodurch sowohl ein Strom von der Anzapfung A über R und 13 nach der Ableitung Y als auch ein Strom von der Anzapfung B über 12 nach der Ableitung Y und außerdem ein Kreisstrom von der Anzapfung A über R, 13, 12 nach der Anzapfung B fließt (Fig.3). Dann öffnet auch das Hilfsvakuumschaltelement und es fließt nur noch ein Strom von der Anzapfung B über das Hauptvakuumschaltelement 12 zur Ableitung Y (Fig.4). Damit ist der Umschaltvorgang abgeschlossen. Eine Umschaltung von der Anzapfung B nach der Anzapfung A verläuft in umgekehrter Weise. Die Schaltung ist für Lastumschalter allgemein bekannt.

Aus den Fig. 5 bis· 9 ist der Aufbau und die Wirkungsweise des Lastumschalters zu ersehen. Dabei handelt es sich um eine dreiphasige Ausführung eines Lastumschalters. Die Hauptvakuumschaltelemente 11 und 12 und die Hilfsvakuumschaltelemente 13 sind in einem Käfig angeordnet, der im wesentlichen aus einer oberen Lagerplatte 21 und einer unteren Grundplatte 22 besteht, die durch drei Tragsäulen 23 miteinander verbunden sind. Außerdem sind an den Tragsäulen eine Zwischenwand 24 und eine Isolierscheibe 25 befestigt. Die Isolierscheibe 25 besteht zweckmäßig aus drei, voneinander getrennten Segmenten. Zum Abstandhalten der Zwischenwand und der Isolierscheibe ist an jeder Tragsäule 23 ein Distanzrohr 26 vorgesehen. Zentral in diesem

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Käfig ist die Antriebswelle 27 in Lagerschalen 28 der oberen Lagerplatte 21 und der Zwischenwand 24 gelagert.

Die Hauptvakuumschaltelemente 11, 12 und die Hilfsvakuumschaltelemente 13 sind an der Unterseite der Isolierscheibe hängend befestigt und ihre Anschlußkontakte 29» 30 sind oberhalb der Isolierscheibe 25 angeordnet. Dabei sind die Hauptvakuumschaltelemente 11, 12 auf einem größeren Kreisbogen um die Antriebswelle 27 herum angeordnet, während die Hilfsvakuumschaltelemente 13 zwischen jeweils zwei Hauptvakuumschaltelementen 11, 12 einer Phase liegen und auf einem engeren Kreisbogen um die Antriebswelle 27 herum angeordnet sind.

Die Hilfsvakuumschaltelemente 13 sind teilweise mit einem Isolierflansch 31 der Isolierscheibe 25 umgeben. Die Tragsäulen 23 besitzen oben eine Verlängerung 32 zur Befestigung am darüberliegenden Kraftspeicher. Ein Stutzen 33 auf der Isolierscheibe 25 dient zur zusätzlichen Abstützung der Isolierplatte 25 an der oberen Lagerplatte 21.

Die Hauptvakuumschaltelemente 11 und 12 jeder Phase wirken als Hauptkontakte und sind fUr eine Dauerbelastung ausgelegt. Die Hilfsvakuumschaltelemente 13 sind nur ganz kurzzeitig während des Umschaltvorganges belastet und können deshalb wesentlich schwächer ausgelegt und räumlich kleiner ausgeführt sein.

Im unteren Teil der Antriebswelle 27 ist die Kurvenscheibe befestigt, die eine formschlüssige Stirnkurve 35 und einen kraftschlüssigen Nockenkranz 36 besitzt. Die Stirnkurve 35 dient zum Betätigen der Hauptvakuumschaltelemente 11, 12. Hierfür greift in diese Stinkurve eine Hubrolle 37» die seitlich an einer Verlängerung 38 des beweglichen Kontaktes jedes Hauptvakuumschaltelementes 11, 12 befestigt 1st. In dieser Verlängerung 38 ist eine Ausgleichsfeder 40 angeordnet, die den Kontaktdruck des beweglichen Kontaktes 39 reguliert. Die Verlängerung 38 ist in der Zwischenwand 24 und in der unteren Grundplatte 22 verschiebbar gehalten und gegen

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Verdrehen durch einen zwischen Anschlägen 41 in der Zwischenwand 24 geführten Rollenbolzen 42 gesichert. Am beweglichen Kontakt 39 der Hauptvakuumschaltelemente 11, 12 sind Ableitungen 43 angebracht. Diese Ableitungen sind über die Zwischenwand 24 und die Grundplatte 22 mit der Ableitung T des Stufenschalters verbunden.

An dem beweglichen Eontakt bzw. dem Eontaktschaft 44 des Hilfsvakuumschaltelementes 13 ist ein topfförmig ausgebildeter Hubstößel 45 mit einem Federwerk vorgesehen, welches aus einer Druckfeder 46 und einer Ausgleichsfeder 47 besteht (Fig.8). Dabei ist die Ausgleichsfeder im Inneren des Hubstößels 45 angeordnet und drückt gegen einen Ansatz 48 eines auf den Kontaktschaft 44 aufgesetzten Rohres 49 und gegen einen Ansatz 50 des Hubstößels 45, so daß zwischen dem Hubstößel 45 und dem beweglichen Kontakt 44 eine Ausgleichsbewegung möglich ist. Der Hubstcßel 45 ist in der Zwischenwand 24 verschiebbar gelagert. Die Druckfeder ist außen um den Hubstößel 45 gelagert und stützt sich gegen die Zwischenwand 24 und eine Nabe 51 des Hubstößels 45 ab, wodurch der Hubstößel nach unten gegen den Nockenkranz 36 der Kurvenscheibe 34 gedrückt wird. Der Hubstößel 45 besitzt als Auflage auf den Nockenkranz 36 eine Laufrolle 52, die auf einer Achse 53 gelagert ist. Der bewegliche Kontakt 44 des Hilfsvakuumschaltelementes 13 besitzt eine Ableitung 54, die über die Zwischenwand 24 und die Grundplatte 22 mit der Ableitung Y des Lastumschalters verbunden ist.Der Anschlußkontakt 30 des feststehenden Kontaktes jedes Hilfsvakuumschaltelementes 13 ist über je eine Leitung 55 mit den unter dem Lastumschalter liegenden ÜberschaltwiVerständen R verbunden (Fig.6). Auch die Anschlußkontakte 29 des Hauptvakuumsöhaltelementes 11 sind über eine Leitung 56 mit den überschaltwiderständen R verbunden.

In Fig. 5 ist ein Teil der Kurvenscheibe 34 mit aar Stirnkurve 35 und dem Nockenkranz 36 Iu Abwicklung daigestellt.

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Die Vakuumschaltelemente 11, 12, 13 einer Phase sind dabei in der Stellung nach Fig. 1. Bewegt sich nunmehr die Kurvenscheibe 34 in Richtung des eingezeichneten Pfeiles um die Strecke a, so wird die Rolle 37 des Hauptvakuumschaltelementes 11 zwangsläufig nach unten geführt und öffnet dabei das Hauptvakuumschaltelement 11. Das Hilfsvakuumschaltelement 13 bleibt in der geschlossenen Stellung und das Hauptvakuumschaltelement 12 in der geöffneten Stellung (Schaltstellung nach Fig. 2). Dreht sich nunmehr die Kurvenscheibe 34 weiter um die Strecke b minus a, so wird die Rolle 37 des Hauptvakuumschaltelementes £2 durch die Stirnkurve 35 nach oben geführt und schließt damit das Hauptvakuumschaltelement 12. Das Hauptvakuumschaltelement 11 bleibt weiter geöffnet und das Hilfsvakuumschaltelement 13 weiter geschlossen (Schaltstellung nach Fig. 3). Nach einer weiteren Drehung der Kurvenscheibe 34 um die Strecke c minus b wird die Rolle 52 des Hilfsvakuumschaltelementes 13 durch die Druckfeder 47 auf den Nockenkranz 36 nach unten gedrückt, wodurch das Hilfsvakuumschaltelement 13 öffnet. Das Hauptvakuumschaltelement 11 bleibt dabei geöffnet und das Hauptvakuumschaltelement 12 bleibt geschlossen (Schaltstellung nach Fig. 4). Damit ist der Umschaltvorgang abgeschlossen.

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Claims

Patentansprüche

r1.J Lastumschalter für Stufenschalter von vorzugsweise dreiphasigen Regeltransformatoren mit Vakuumschaltelementen, die parallel zu einer Antriebswelle des Lastumschalters auf einem Kreisbogen um diese Antriebswelle herum angeordnet und mittels einer an der Antriebswelle befestigten Kurvenscheibe schaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Phase zwischen den zwei als Hauptkontakte wirkende, zur Führung des Dauerstromes geeigenten Hauptvakuumschaltelementen (11, 12) ein kleineres, als Hilfskontakt wirkendes Hilfsvakuumschaltelement (13) auf einem engeren Kreisbogen um die Antriebswelle (27) herum angeordnet und von einem an der Kurvenscheibe (34) für die Hauptvakuumschaltelmente vorgesehenen zusätzlichen und von der Kurve für die Hauptvakuumschaltelemente getrennten Nockenkranz (36) und einem Federwerk (46, 47) schaltbar ist.
2. Lastumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsvakuumschaltelement (13) für etwa die Hälfte der Strombelastung eines der Hauptvakuumschaltelemente (11, 12) ausgelegt ist.
3. Lastumschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (34) für die Betätigung der Hauptvakuumschaltelemente (11, 12) an ihrem Umfang eine Stirnkurve (35) und für die Betätigung der Hilfsvakuumschaltelemente (13) einen oben auf der waagerecht liegenden Kurvenscheibe (34) angeordneten Nockenkranz (36) besitzt.

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4. Lastumschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stirnkurve (35) der Kurvenscheibe (34) formschüssig eine in einer Verlängerung (38) des beweglichen Kontaktes (39) des Hauptvakuumschaltelementes (11 bzw. 12) seitlich befestigte Hubrolle (37) liegt und auf dem Nockenkranz (36) der Kurvenscheibe (34) ein mit einer Rolle (52) versehener Hubstößel (45) des beweglichen Kontaktes (44) des Hilfsvakuumschaltelementes (13) mit Hilfe desFederwerks (46, 47) fest aufliegt.
5. Lastumschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federwerk (46, 47) für das Hilfsvakuumschaltelement (13) aus einer auf den Nockenkranz (36) wirkenden Druckfeder (46) für den Hubstößel (45) und aus einer auf den beweglichen Kontakt (44) wirkenden Ausgleichsfeder (47) für den Kontaktdruck besteht.
6. Lastumschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubstößel (45) topfförmig ausgebildet und in der Zwischenwand (24) verschiebbar gelagert ist und innen die um den beweglichen Kontaktschaft (44) liegende Ausgleichsfeder (47) und außeri die sich an der Zwischenwand (24) abstützende Druckfeder (46) trägt.
7. Lastumschalter nach eineiÄ der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumschaltelemente (11, 12, 13) an der Unterseite einer aus getrennten Segmenten bestehenden Isolierscheibe (25) hängend befestigt und ihre Anschlußkontakte (29, 30) oberhalb der Isolierscheibe (25) angeordnet sind.
8. Lastumschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (24) und die Isolierscheibe (25) mit den Vakuumschaltelementen (11, 12, 13) in einem aus Tragsäulen (23) und einer oberen Lagerplatte (21) und einer unteren Grundplatte (22) bestehenden Käfig angeordnet sind.

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