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Wender zum Umschalten der Fein- oder Grobstufenwicklung von mit einem
Stufenschalter ausgerüsteten Transformator Um die Funkenbildung und damit auch die
Gasentwicklung beim Öffnen oder Schließen der Vorwähler- oder Wenderkontakte von
Stufenschaltern für Transformatoren wenigstens auf ein solches Ausmaß zu begrenzen,
daß die Lebensdauer des Stufenschalters zumindest nicht nennenswert beeinträchtigt
wird, ist schon vorgeschlagen worden, die Feinstufenwicklung außer den Anzapfungen
für den Stufenwähler mit einer Anzahl weiterer, unterschiedliches Potential aufweisender
Wicklungsanzapfungen zu versehen, die jeweils über mindestens einen Anlenkwiderstand
an einen Hilfskontakt geführt sind, wobei die Hilfskontakte dann insgesamt eine
zwischen den feststehenden Wenderkontakten liegende Kontaktbahn bilden. Dabei besteht
auch die
Möglichkeit1 als Anlenkpunkte für die Anlenkwiderstände
wenigstens einen Teil der ohnehin vorhandenen Anzapfungen der Feinstufenwicklung
zu benutzen.
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Eine kombinierte Anlenkkontakt- und Anlenkwiderstandsanordnung dieser
Art wird dann mehr oder weniger unökonomisch, wenn aufgrund eines großen Einstellbereichs
und hohen Stufenspannungen der Feinstufenwicklung eine entsprechend große Anzahl
von Anlenkwiderständen erforderlich wird, da diese einen entsprechenden Aufwand
an Material und Arbeitszeit bedingen.
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Ausgehend von diesem Umstand war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Möglichkeit zu suchen, die Anzahl der Anlenkwiderstände1 insbesondere auch
bei Stufenwählern mit großei Einstellbereich und hohen Stufenspannungen der Feinstufenwicklung,
in solchen Grenzen zu halten, daß der Kostenaufwand für die zwischen den feststehenden
Wenderkontakten einzubauende Kontaktbahn auch in Grenzfällen wirtschaftlich vertretbar
wird.
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Diese Aufgabe ist dadruch gelöst, daß erfindungsgemäß die Hilfskontakte
für die Anlenkwiderstände auf zwei Schaltebenen verteilt angeordnet sind und das
Zuschalten der Anlenkwiderstände jeweils mittels beweglicher Kontakte erfolgt.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist jeder Kontaktebene
ein Laufkontakt zugeordnet, wogegen jedoch nur in einer Kontaktebene Anlenkwiderstände
zwischen den Anzapfungen der Feinstufenwicklung und deren Hilfskontakte eingeschaltet
sind, während in der anderen Kontaktebene keine Widerstände vorgesehen sind, dafür
jedoch dem zugehörigen
Laufkontakt ein mit diesem in Reihe liegender
Widerstand nachgeschaltet ist. Die Laufkontakte schalten dabei abwechsend, so daß
stets einer der beiden Kontakte geschlossen ist, wodurch gewährleistet ist, daß
die Feinstufenwicklunz während der gesamten Dauer des Überschaltvorgangs stets über.wenigstens
einen Anlenkwiderstand mit o der Stammwicklung leitend verbunden ist.
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Um die Zahl der Anlenkwiderstände noch weiter zu rediizieren, was
insbesondere in Fällen des Erforderlichwerdens einer verhältnismäßig großen Anzahl
von Anlenkkontakten von wesentlicher Bedeutung ist, wird nach einem weiteren Gedanken
der Erfindung vorgeschlagen, die in zwei Ebenen angeordneten Anlenk- bzw. Hilfskontakte
über zwei bewegliche Kontalcte in Form von Schleifkontakten jeweils mit einem an
die zugeordneten Schleifkontaktbahnen angeschlossenen Anlenkwiderstand zu verbinden,
wobei dann die Anlenkwiderstände an das Ende der Stammwicklung angeschlossen sind.
Tn diesem Falle liegen also zwischen der Feinstufenwicklung und den Hilfskontakten
keine Anlenkwiderstände und man kommt insgesamt mit zwei festen Anlenkwiderständen
aus.
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Die F.rfindiing und weitere erfinderische Merkmale werden im nachstehenden
anhand der Zeichnung, die einige Ausfiihrungsbeispiele eines Wenders für Stufenschalter
im Prinzip veranschaulicht, noch näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Kontaktanordnung mit nur in einer Schaltebene
zwischen den Anzapfungen der Feinstufenwicklung und deren Hilfskontakten vorgesehenen
Anlenkwiderständen und einem in Reihe mit einem Laufkontakt liegenden Widerstand,
Fig.
2 u. 3 Anordnung gemäß Figur 1, jedoch mit zu den Anlenkwiderständen parallel geschalteten
spannungsabhängigen Widerständen, Fig. 4 eine Kontaktanordnung, bei der die Anlenkwiderstände
jeweils zwischen eine Kontaktbahn für die Schleifkontakte und das Ende der Stammwicklung
geschaltet sind.
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Fig. 5 u. 6 Abschirmungsbeispiele für die Wender-und/oder Hilfskontakte.
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Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, sind die Hilfskontakte 30, 32, 34,
36 u. 38 in einer Ebene und die Hilfskontakte 31, 33, 35 u. 37 in einer zweiten,
räumlich von der ersten getrennten Schaltebene angeordnet. Zwischen die entsprechenden
Anzapfungen der Feinstufenwicklung 2 und die Hilfskontakte 31, 33, 35 u.
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37 der einen Schaltebene sind sogenannte Anlenkwiderstände 17, 19,
21 u. 23 geschaltet, während die Hilfskontakte 30, 32, 34, 36 u. 38 der anderen
Schaltebene aufeinanderfolgend über einen Laufkontakt 25 an einen Anlenkwiderstand
26 angeschlossen werden, der mit dem Ende der Stammwicklung 1 leitend verbunden
ist.
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Den Hilfskontakten 31, 33, 35 u. 37 der anderen Schaltebene ist ein
weiterer Laufkontakt 24 zugeordnet. Dabei schalten die beiden Laufkontakte 24 u.
25 abwechselnd, so daß stets wenigstens einer dieser Kontakte geschlossen und damit
die Feinstufenwicklung 2 während des Überschaltvorgangs mindestens stets über einen
Anlenkwiderstand mit der Stammwicklung 1 verbunden ist. Für diese Schaltung ist
Voraussetzung, daß zumindest in der Kontaktebene ohne Widerstände die Umschaltung
von einem zum nächsten Anlenkkontakt mit Unterbrechung erfolgt und während dieser
Unterbrechungszeit der Hilfskontakt der anderen Kontaktebene geschlossen bleibt.
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Es ist grundsätzlich möglich, die Anlenkwiderstände mit verschiedenen
Ohmwerten auszulegen. So kann beispielsweise auch der Anlenkwiderstand 26 einen
anderen Ohmwert aufweise als die zwischen der Feinstufenwicklung 2 und den Anlenkkontakten
31, 33, 35 u. 37 angeordneten Anlenkwiderstände 17, 19, 21 u. 23. Zwecks einer Kostenersparnis
ist es vor allem vorteilhaft, den Widerstand 26 hochohmiger zu wählen als die übrigen
Widerstände. Es ist natürlich auch möglich, überhaupt nur den Widerstand 26 vorzusehen
und sämtliche Hilfskontakte uiimittelbar, also ohne zwischengeschaltete Widerstände,
mit der Feinstufenwicklung 2 zu verbinden.
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Tritt während des Umschaltvorgangs des Wenders in dem mit dem Transformator
verbundenen Netz eine hohe und steile. Überspannung auf, so besteht die Möglichkeit,
daß in dem gerade eingeschalteten Anlenk- oder Dämpfungswiderstand infolge des über
die Erdkapazität der Feinstufenwicklung 2 dann fließenden großen kapazitiven Stroms
ein hoher Spannungsabfall auftritt.
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Dieser führt dann zu entsprechend großen Potentialdifferenzen zwischen
dem gerade angeschlossenen Anlenkkontakt und den benachbarten Anlenkkontakten. Um
die in einem solchen Fall möglichen Beanspruchungen innerhalb des Wenders bzw. Grobwählers
zu senken, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, parallel
zu den Anlenkwiderständen spannungsabhängige Widerstände oder sonstige spannungsbegrenzende
Schaltelemente zu schalten oder als Anlenkwiderstände überhaupt nur spannungsabhängige
Widerstände zu verwenden. Dabei kann es vorteilhaft sein, den spannungsabhängigen
Widerständen Funkenstrecken vorzuschalten, welche nur im Falle entsprechend hoher
Überspannunge ansprechen, so daß im Normfall lediglich die Anlenkwiderstände wirksam
sind.
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Wie Figur 2 zeigt, liegt bei dieser Schaltanordnung lediglich
zu
dem hochohmigen Anlenkwiderstand 26 ein spannungsabhängiger Widerstand 39 parallel,
während den niederohmigen Widerständen 19 u. 21 kein derartiger Widerstand parallel
geschaltet ist.
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Demgegenüber liegt beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 jedem Anlenkwiderstand
19, 21,23 ein spannungsabhängiger Widerstand 40 parallel, desgleichen ist dem Widerstand
26 ein spannungsabhängiger Widerstand 39 in Parallelschaltung zugeordnet.
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Bei dem durch die Figur 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind
wiederum zwei Kontakt ebenen für die Hilfskontakte vorgesehen. Die Anlenkwiderstände
41 u. 42 sind hier jedoch zwischen die Schleifkontaktbahnen 28 u. 29 und das Ende
der Stammwicklung 1 angeschlossen. Auf den Schleifkontaktbahnen 28 u. 29 gleiten
die beweglichen Kontakte 43, 44, und zwar abwechselnd.
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Das heißt, zwischen der Feinstufenwicklung 2 und den Hilfskontakten
liegen in diesem Fall keine Anlenkwiderstände. Der eigentliche Wenderkontakt 4,
der in den Endstellungen den Wicklungsstrom führen muß, liegt in einer dritten Kontaktebene
zusammen mit den Wenderkontakten 5 u. 6. Demzufolge kommt man bei dieser Schaltanordnung
mit zwei Anlenkwiderständen 41 u. 42 aus die wahlweise als rein ohmsche, als spannungsabhängige
oder als als Kombination von ohmschen und spannungsabhängigen Widerständen ausgebildet
sein können.
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Bei sämtlichen Ausführungen von Wendern oder Grobwählern unter Verwendung
von Anlenkwiderständen treten trotz der Anlenkwiderstände während des Umschaltvorgangs
an den einzelnen Wender-und Anlenk- bzw. Hilfskontakten schwache Entladungsfunken
auf.
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Befinden sich bei Stufenschaltern für Drehstromtransformatoren die
Wender der einzelnen Phase räumlich übereinander und bestehen zwischen diesen Phasen
größere Potentialdifferenzen, dann tritt die Gefahr auf, daß von den Entladungsfunken
ausgehend Überschläge zwischen den einzelnen Wenderebenen oder auch von einer Wenderebene
nach Erde oder zu benachbarten, hochspannungsführenden Teilen eingeleitet werden.
Zur Vermeidun
derartiger sekundärer Überschläge wird nach einem
weiteren Gedanken der Erfindung vorgeschlagen, die Wenderkontakte und gegebenenfalls
auch die Iilfskontakte wenigstens in den Bereich, in denen die genannten Entladungen
auftreten können, nach außen durch llilfselektroden abzuschirmen. Die Entladungen
finden dann praktisch innerhalb eines Faraday-Käfigs statt, zu dem das äußere Feld
keinen oder nur einen unerheblichen Durchgriff hat.
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Wie der Figur 5 zu entnehmen ist, sind die Abschirmelektroden 43 feststehend
und mit dem jeweils zugeordneten Wenderkontakt 5 oder 6 galvanisch verbunden. Ist
eine größere Zahl von Anlenkkontakten vorhanden, so können auch mehrere Abschirmelektroden
nebeneinander vorgesehen werden, die nacheinander an die jeweils zugeordneten Anlenkkontakten
angelenkt sind. Bestehen hohe Potentialdifferenzen nur nach einer Seite des Wenders1
also z.B. nur nach oben, nicht dagegen nach unten, so ist es ausreichend, die zusätzlichen
Abschirmelektroden nur auf der beanspruchten Seite vorzusehen.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6, das vor allem bei Wendern
mit mehreren Hilfskontakten vorteilhaft ist, sind die Abschirmelektroden 44 mit
dem Laufkontakt 45 zusammengebaut und bewegen sich mit diesem mit. Sie sind des
weiteren auch an diesen Laufkontakt angelenkt. Die Abschirmelektroden stehen seitlich
über den Laufkontakt 45 soweit ü1>er, daß ein beim -blaufen des letzten Messerkontaktes
45 von einem der Wenderkontakte oder Anlenkkontakte auftretender Entladungsfunke
einen Überschlag zu einem benachbarten Wenderkontakt oder sonstigen benachbarten
Elektroden einleiten kann.
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Überschläge zu Nachbarelektroden können nicht nur unmittelbar vom
Entladungsfunke AIIS eingeleitet werden, sondern sie
können auch
von dem von einer entsprechend kräftigen Entladung gebildeten Gas verursacht werden.
Gasblasen im Öl können bekanntlich die Durchschlafestikeit erheblich absenken. Ziir
Vermeidung von Überschlägen, die durch derartige Gasbläschen, die vom Wenderfunken
aus aufsteigen, eingeleitet werden, wird daher weiter vorgeschlagen, die Abschirmelektroden
nach den Fig. 5 u. 6 gleichzeitig so auszubilden, daß sie das von den Entladungen
aufsteigende Gas sammeln und so umlenken, daß es niir in Bereichen mit verhältnismäßig
kleinen Feldstärken wieder aus diesen Elektroden entweichen kann. Um dies zu erreichen,
wird mindestens die obere Elektrode im Innern hohl ausgebildet, sie erhält weiter
wenigstens eine nach oben gerichtete Öffnung, durch die das innerhalb des Hohlraumes
sich ansammelnde Gas entweichen kann. Der Querschnitt dieser Öffnung wird weiter
so gewählt, daß nur kleine Gasbläschen austreten, die sich auf die Durchschlagfestigkeit
weniger auswirken als große Gasblasen.
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- Patentanspriiche -