DE2301778A1

DE2301778A1 - Stufenwaehler in kaefigbauart

Info

Publication number: DE2301778A1
Application number: DE19732301778
Authority: DE
Inventors: Werner Widmann
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1973-01-15
Filing date: 1973-01-15
Publication date: 1974-07-18

Description

Stufenwähler in Käfigballart Die hohen Stoßspannungsbeanspruchungen bei Transformatoren hoher Leistung und Spannung erfordern, soweit es sich um Stufentransformatoren handelt, entsprechend große Spannungsabstände insbesondere auch der Wähler- und Wenderkontakte der Stufenschalteinrichtung. Im Bereich der Grenzleistungen und Grenzspannungen führen die erforderlichen Spannungsabstände schließlich zu solchen Größenordnungen, daß das für den Einbau der kompletten, nach den bisherigen Konstruktionsgesichtspunkten ausgelegten Stufenschalteinrichtung erforderliche Bauvolumen die noch realisierbaren Möglich keiten übersteigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher insbesondere die Aufgabe zugrunde, Stufenwähler in Käfigbatlart, bei welchen die feststehenden, an die Anzapfungen der Transformatorwicklung anzuschließenden Schaltkontakte phasenweise auf horizontalen Kreisbahnen übereinander angeordnet sind, so auszulegen, daß deren Einbauvolumen im Vergleich zu den bisher bekannten Stufenwähiern dieser Art erheblich geringer wird, so daß sie aufgrund ihrer wesentlich geringeren Abmessungen- im verfügbaren oder. möglichst in einem noch kleineren Raum unt-erbringbar sind.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß mindestens ein Teil der Schaltkontakte in den Zwischenräumen zwischein den Käfigstäben angeordnet und von an den Käfigstäben befestigbaren- Tragelementen gehalten sind. Durch-- d-iese-Maßnahme lassen sich minimale Schlagwenten zwischen den übereinanderliegenden Kontakten und damit ein äußerst geringes Bauvolumen der Stufenwähler sowie gegebenenfalls auch der~ Wendereinheit erzielen, da die Käfigstäbe mit ihrer in Längsrichtung geringen Spannungsfestigkeit aus dem Bereich der höchsten elektrischen Beanspruchungen1 das sind die Potentialdifferenzen zwischen übereinanderLiegenden Kontakten, herausgehalten sind.
Die allgemein übliche Anordnung der Schaltkontakte einer Phase in zwei -übereinanderliegenden Kontaktebenen, von denen die eine die gerad- und die andere die ungeradzahligen Kontakte enthält, bedingt, daß die Potentialdifferenz zwischen benachbarten Schaltkontakten der Spannung zweier Stufen der Stufenwicklung entspricht, an einer oder zwei Stellen jedoch gleich der Potentialdifferenz längs der ganzen Stufenwicklung ist.
Um die Spannungsfestigkeit auch an diesen Stellen zwecks Aufrechterhaltung minimaler Abmessungen zu erhöhen, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung im Bereich zwischen den Schaltkontakten mit hohen Potentialdifferenzen sowohl auf senkrecht wie auch auf waagrecht verlaufende Isolierstäbe und sonstige Tragelemente, soweit dies irgend möglich ist, verzichtet.
Damit die Schaltkontakte einerseits in elektrischer und andererseits in wärmetechnischer Hinsicht den Anforderungen gerecht werden, sind sie aus Gründen der Spannungsfestigkeit mit großen Radien zu versehen und/oder mit gut gerundeten Abschirmelektroden zu umgeben sowie zur Abführung der Stromwärmeverluste oberflächenmäßig hinreichend zu dimensionieren.
Diese Maßnahmen erfordern naturgemäß entsprechend viel Platz und stehen daher der Forderung nach kleinsten Kontaktabmessungen entgegen. Um diese sich an sich widersprechenden Forderungen soweit als möglich in Einklang zu bringen, sind nach einem weiteren Erfindungsgedanken die Schaltkontakte mit solchen Abschirmelektroden versehen, die auf der dem elektrischen Feld zugewandten Seite große Radien besitzen und auf ihrer im Feldschatten liegenden Innenseite Kühlrippen aufweisen. Dabei können insbesondere die Schaltkontakte mit den Abschirm- und Kühlkörpern eine Baueinheit bilden.
Die Erfindung sei im nachstehenden anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel eines Stufenwählers mit Wender schematisch wiedergibt, noch näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 die Abwicklung einer Phase eines nach der Erfindung ausgelegten Stufenwählers, Fig. 2 die Abstützung der Wähler- und Wenderkontakte in der Draufsicht, Fig. 3 einen nach hochspannungstechnischen und wärmetechnischen Gesichtspunkten gestalteten festen Wählerkontakt in Verbindung mit einem beweglichen Laufkontakt und einem feststehenden Schleifring in Seitenansicht.
Wie aus den Figuren 1 u. 2 ersichtlich ist, sind die in zwei Kontaktebenen übereinanderliegenden, als -Messerkontakte ausgebildeten Wählerkontakte 1, 3, 5, 7, 9, 11 u. 13 sowie 2, 4, 6, 8, 1o u. 12 einschließlich der zugeordneten Wenderkontakte 14, 15, 16 jeweils zwischen den Isolierstäben 18, 19, 20 u. 21 eines Stabkäfigs 22 angeordnet. Damit befinden sich die Isolierstäbe i8, 19, 20, 21 außerhalb der elektrisch hoch beanspruchten Zonen. Die einzelnen Kontakte sind an quer zu den Isolierstäben verlaufenden Tragelementen 23 befestigt, welche ihrerseits wiederum an den Isolierstäben gehaltert sind. Die Tragelemente 23 können selbstverstündlich auch unter einem gewissen Winkel zur Längsachse der Isolierstäbe geneigt angebracht sein.
Um den innerhalb der Ebene mit den geradzahligen und der Ebene mit den ungeradzahligen Kontakten zwischen bestimmten Kontakten auftretenden hohen Stonspannungsbeanspruchungen Rechnung zu tragen und mit möglichst geringen Abständen auszukommen, wird in diesen Bereichen, das sind beim Ausführungsbeispiel die Abstände zwischen den Kontakten 2, 12 2, 15 und den Kontakten 1, 13, auf die Verwendung von quer zu den Isolierstäben verlaufenden Tragelementen verzichtet.
Damit verbinden die Tragelemente nur solche Kontakte miteinander, zwischen denen lediglich zwei Stufen der Stufenwicklung liegen.
Aufgrund der durch die Tragelemente 23 bewirkten mechanischen Versteifung des Stabkäfigs ergibt sich ferner die Möglichkeit, die Isolierstäbe 18-21 mit geringerem Querschnitt als bisher auszuführen. Eine Kontaktanordnung gemäß der Erfindung weist ferner den weiteren wesentlichen Vorteil auf, daß sich ein bedeutend größerer Spielraum hinsichtlich der Ausbildung der Kontakte als solcher sowie in Bezug auf die Anordnung der Anschlußstellen (Klemmstellen) für die Zuleitungen ergibt.
Insbesondere läßt sich die Eiektrodenanordnung günstig und raumsparend gestalten. Als Werkstoff für die Tragelemente 23 eignen sich vor allem auch Gießharze, beispielsweise Epoxydharze oder glasfaserverstärkte Kunststoffe.
Wie die Fig. 3 zeigt, ist sowohl die Abschirmelektrode 24 des als Messerkontakt ausgebildeten Wählerkontakte 25 wie auch die Schirmelektrode 26 des Schleifrings 27 als Kühlkörper ausgebildet. Dabei sind die Abschirmelektroden 24, 26 jeweils auf ihrer Innenseite, also in dem im Feldschatten liegenden Bereich, mit einer möglichst großen Anzahl Kühlrippen 28 versehen.
Bei nach der erfindungsgemäßen Lehre ausgelegten Stufenwählern für Anordnung unter Öl lassen sich die Abmessungen beispielsweise in einem solchen Maße reduzieren, daß ein solcher Wähler beispielsweise für Stoßspannungen von~looo kV kleiner ausfällt als ein Wähler für 700 kV Stoßspannung, welcher auf die herkömmliche Weise gefertigt wird.
zwei ffi

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e 0 tufenwähler in Käfigbauart, bei dem die feststehenden, an die Anzapfungen der Transformatorwicklung anzuschließenden Schaltkontakte phasenweise auf horizontalen Kreisbahnen übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Schaltkontakte in den Zwischenräumen zwischen den Käfigstäben angeordnet und von an den Käfigstäben befestigbaren Tragelementen gehaiten sind.
2. Stufenwähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente (23) quer zu den Käfigstäben (18,19,20,21) verlaufend an diesen befestigt sind.
3. Stufenwähler nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich hoher Potentialdifferenzen zwischen benachbarten Kontakten mindestens teilweise auf Tragelemente (23) verzichtet ist.
4. Stufenwähler nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente (23) aus einem Material hoher Spannungsfestigkeit bestehen.
5. Stufenwähler nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte mit Abschirmelektroden (24,26) versehen sind, die feldseitig große Hadien aufweisen und auf ihrer im Feldschatten liegenden Innenseite mit Kühlrippen (28) versehen sind.
6. Stufenwähler nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählerkontakte mit den Abschirm- und Kühlkörpern eine Einheit bilden.