DE2450741C3 - Lastumschalter für Stufenschalter von Stufentransformatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lastumschalter, wie er im Oberbegriff des zugehörigen Anspruches 1 näher angegeben ist. Derartige Lastumschalter sind bekannt: »Siemens-Zeitschrift« Band 39 (1965), Heft 4, Seite 269 bis 271 und »Die Lokomotivtechnik« 1967, Heft 4, Seite 75 bis 84.

Bei diesen Schaltern bilden jedoch der Elektronikteil und der die mechanisch betätigten Leerkontakte enthaltende Schalterteil eine von vornherein aufeinander abgestimmte Einheit. Die bei diesen von vornherein als Elektronikschalter konzipierten Lastumschaltern geltenden Gesichtspunkte sind jedoch nicht anwendbar, wenn ein herkömmlicher als Lichtbogenschalter konzipierter Lastumschalter in einen Elektronikschalter umgerüstet werden soll.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Lastumschalter gemäß dem Oberbegriff anzugeben, bei dem nicht nur weitgehend die ursprünglichen Grundbausteine eines als Lichtbogenschalter arbeitenden Lastumschalters Verwendung finden, sondern es sollen auch die für den Elektronikschalter erforderlichen Bausteine nach dem Baukastensystem mit den Grundbausteinen des herkömmlichen Lastumschalters zusammenfügbar sein. Der Lastumschalter soll außerdem so aufgebaut sein, daß er jeder Zeit mit den herkömmlichen Lichtbogenschaltern auswechselbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Mittel gelöst. Die weiteren

Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.

Es ist zwar bekannt, einen Lastumschalter als einen in ein ölgefäß einsetzbaren Einsatz auszubilden (Bulletin 5 Oerükon 1966 Nr. 370/371, Seite 22 bis 23), jedoch handelt es sich hierbei um einen reinen Lichtbogenschalter, der keinerlei elektronische Schaltelemente aufzunehmen vermag. Bekannt ist es ferner, einen kompletten aus Lastumschalter und Stufenwähler

ι ο bestehenden Stufenschalter hilfsweise auf besondere am Transformator befindliche Träger aufzusetzen, um ihn dann besser mit dem nachträglich über den Transformator gesetzten Glockendeckel verbinden zu können (DE-OS 18 09 069). Schließlich ist es auch bekannt, den Lastumschalter eines unter öl schaltenden Stufenschalters als einen besonderen auf einer Durchführung sitzenden Aufsatz auszubilden (DE-PS 5 82 122). Bei diesen bekannten Konstruktionen liegt jedoch kein mit der vorliegenden Erfindung vergleichbarer Sachverhalt vor, da es — wie gesagt — bei der vorliegenden Erfindung darauf ankommt, einen herkömmlichen Lichtbogenschalter auf zweckmäßige Weise so mit einem zusätzlichen elektronischen Schalterteil auszurüsten, daß er auch jederzeit nachträglich an die Stelle des herkömmlichen Lichtbogenschalters treten kann.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung von Gehäuseaufsatz imd Zwischenrahmen trat insbesondere die Schwierigkeit auf, daß die Auflage des Lastumschaltereinsatzes auf den Vorsprüngen des Flanschringes und die Auflage des Zwischenrahmens auf dem oberen Flansch des Flanschringes toleranzmäßig aufeinander abgestimmt werden mußten. Hierbei bestand das Ziel, daß der Lastumschaltereinsatz entsprechend der herkömmlichen Ausführung von den Vorsprüngen am Flanschring getragen wird und daß der Gehäuseaufsatz mit dem Zwischenrahmen zusammen trotzdem direkt und öldicht auf dem oberen Flansch des Flanschringes aufgesetzt werden kann.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der neue Lastumschalter voll austauschbar mit dem herkömmlichen Lastumschalter ist. Dies ist besonders wichtig, da ein mit Thyristoren arbeitender Lastumschalter z. B. keine merklichen elektrischen Verluste aufweist — es fehlen die sonst üblichen Überschaltwiderstände — da ferner keine großen Massen bewegt werden müssen und da die Schaltvorgänge lichtbogenfrei ablaufen. Dies führt zu einem Stufenschalter mit sehr geringem Wartungsanspruch für sehr hohe Schalthäufigkeit, wodurch z. B. die Wartungsabstände bereits in Betrieb befindlicher Stufentransformatoren bei Austausch der Lastumschalter vergrößert werden können. Es besteht weiter der Vorteil, daß der herkömmliche Lastumschalter unter Verwendung seiner Grundbausteine auf einfache Weise in einen Thyristorschalter umgerüstet werden kann. Ferner ist es vorteilhaft, daß der Lastumschaltereinsatz nach wie vor von den Vorsprüngen am Flanschring getragen wird, während der die Thyristoren enthaltende Gehäuseaufsatz mit dem Zwischenrahmen zusammen direkt auf dem Flansch des Flanschringes sitzt. Die beiden Grundbauteile des neuen Lastumschalters, also der Lastumschaltereinsatz und der Gehäuseaufsatz sind dabei nicht starr miteinander verbunden, und sie können auf einfache Weise z. B. bei Wartungsarbeiten voneinander getrennt werden. Trotzdem ist die Verbindung zwischen Lastumschaltereinsatz und Zwischenrahmen andererseits so gestaltet, daß beide zusammen eine Transporteinheit bilden können, daß also beim Einset-

zen oder Austauschen des kompletten Stufenschalters diese Verbindung keineswegs gelöst werden muß. Der Lastumschaltereinsatz hängt hierbei mit geringem Spiel am Zwischenrahmen, so daß die vom Lastumschaltereinsatz kommenden elektrischen Verbindungsleitungen, die an den Steckkontakten im Zwischenrahmen enden, keiner nennenswerten mechanischen Belastung unterworfen sind. Der Zwischenrahmen kann außerdem gleichzeitig der hermetischen öltrennung dienen, so daß der Lastumichaltereinsatz wie bei den herkömmlichen Lastumschaltern nach wie vor unter öl arbeitet, während die Thyristoren im Gehäuseaufsatz in Luft untergebracht sind. Hierzu wird auf den Zwischenrahmen eine öldichte Durchführungsplatte aufgesetzt, die mit Steckanschlüssen versehen ist Der Zwischenrahmen schafft dabei nicht nur die Möglichkeit der Bausteintrennung, sondern er stellt gleichzeitig eine Montagevereinfachung dar, indem z. B. die von dem Lastumschaltereinsatz kommenden elektrischen Leitungen an Anschlußklemmen im Zwischenrahmen geführt werden.

Weitere Einzelheiten und Besonderheiten der Erfindung werden nachstehend an hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels, das den neuen Stufenschalter als Schnittbild zeigt, beschrieben:

Wie aus der Figur ersichtlich, besteht der neue Lastumschalter im wesentlichen aus einem Lastumschaltereinsatz 1, der in ein zylindrisches Gehäuse 2 eingesetzt ist, aus einem mit dem zylindrischen Gehäuse 2 verbundenen Flanschring 3, der die Antriebsmittel 4 für den Lastumschaltereinsatz enthält und der unmittelbar in eine entsprechende Öffnung des nicht näher dargestellten Transformatorenkessels 5 eingesetzt ist, sowie aus einem Zwischenrahmen 6, der auf den Flanschring aufgesetzt ist und der einen doppelwand!- gen Gehäuseaufsatz 7 trägt, welcher die elektronischen Schaltelemente 8 sowie den Steuerstromversorgungsteil 81 enthält. Unterhalb des zylindrischen Gehäuses 2 des neuen Lastumschalters befindet sich üblicherweise ein Stufenwähler 9, der frei im Volumen 10 des Transformators angeordnet ist und der zusammen mit dem mechanischen Teil des Lastumschaltereinsatzes 1 auf nicht näher dargestellte Weise angetrieben wird.

Das Besondere des neuen Lastumschalters ist darin zu sehen, daß sein Lastumschaltereinsatz 1 aus den Grundbausteinen eines herkömmlichen, als Lichtbogenschalter ausgebildeten Lastumschalters aufgebaut ist und daß der die elektronischen Schaltelemente 8 enthaltende Teil als zusätzlicher Gehäuseaufsatz 7 ausgebildet ist, wodurch der neue Lastumschalter mit seinem in den Transformatorkessel 5 eingreifenden Teil in Übereinstimmung bleibt mit dem herkömmlichen Lichtbogenschalter. Das zylindrische Gehäuse 2 ist also gegenüber dem Lichtbogenschalter praktisch unverändert, desgleichen ist praktisch unverändert der Flanschring 3 mit seinen Antriebsmitteln 4. Der Lastumschaltereinsatz 1 ist gegenüber dem herkömmlichen Lichtbogenschalter entfeinert, da das im einzelnen nicht näher dargestellte Kontaktsystem U praktisch leistungslos schaltet Ferner sind ans*e!ic der sonst üblichen Überschaltwiderstände in dem neuen Lastumschaltereinsatz zusätzliche Steuerkontakte 12 angeordnet, die zusammen mit dem Kontaktsystem 11 angetrieben werden und die beim Umschaltvorgang für die Einleitung der Zündung der elektronischen Schaltete- &5 mente 8 benötigt werden. Da der Lastumschaltereinsatz 1 bei den herkömmlichen Lastumschaltern üblicherweise auf Vorsprünge 13 des Flanschringes 3 aufgesetzt wird, was der vollen Austauschbarkeit wegen beibehalten werden mußte, bestand die Schwierigkeit, den Zwischenrahmen 6 zusammen mit dem Gehäuseaufsatz 7 trotzdem direkt und öldicht auf den Flanschring 3 aufzusetzen, denn bei den herkömmlichen Schaltern war die obere öffnung des Flanschringes 3 ansonsten lediglich durch einen Flanschdeckel zu verschließen.

Es war deshalb bei dem neuen Lastumschalter eine starre Verbindung zwischen dem Lastumschaltereinsatz 1 und dem Zwischenrahmen 6 zu vermeiden. Bei einer derartigen starren Verbindung hätte sonst aus Toleranzgründen allein die obere Flanschfläche des Flanschringes 3 den kompletten Lastumschalter tragen können. Andererseits sollte natürlich die Verbindung zwischen Lastumschaltereinsatz 1 und Gehäusesaufsatz 7 so stabil wie möglich sein, damit der Lastumschalter ζ. Β. eine Transporteinheit bildet Hier wurde Abhilfe geschaffen, indem der Lastumschaltereinsatz 1 in gewissen Grenzen axial verschiebbar an dem Zwischenrahmen 6 angehängt worden ist Der LastumschaJtereinsatz 1 ist hierzu über Bolzen 14 mit dem Zwischenrahmen 6 verbunden. Diese Bolzen 14 ermöglichen das besagte axiale Verschieben des Lastumschaltereinsatzes 1 gegenüber dem Zwischenrahmen 6, indem sie in den entsprechenden Bohrungen des Zwischenrahmens 6 auf- und abgleiten können. Zur Arretierung der Verbindung von Zwischenrahmen und Lastuiiischaltereinsatz sind die Bolzen 14 zusätzlich mit Druckfedern 15 versehen. Beim Herausheben des kompletten Lastumschalters aus dem zylindrischen Gehäuse 2 und dem Flanschring 3 hängt also der Lastumschaltereinsatz 1 über diese Bolzen 14 am Zwischenrahmen 6, während bei eingesetztem Lastumschalter die Bolzen 14 entlastet sind, da der Lastumschaltereinsatz 1 direkt auf den Vorsprüngen 13 des Flanschringes aufgesetzt ist Um die Toleranzen auszugleichen, drücken sich dann die Druckfedern 15 entsprechend zusammen. Wie aus der Figur weiter sichtlich, dient der Zwischenrahmen 6 ferner der Trennung zwischen mechanischem und elektronischem Teil des Lastumschalters. Er ist zu diesem Zweck mit einer Durchführungsplatte 16 versehen, die öldicht auf dem Zwischenrahmen 6 sitzt, d. h. die Durchführungsplatte 6 ist die Grenze zwischen dem unter öl betriebenen mechanischen Teil und dem in Luft arbeitenden elektronischen Teil des neuen Lastumschalters. Um eine Einzelwartung des im Gehäuseaufsatz 7 befindlichen elektronischen Teiles zu ermöglichen, ist der Gehäuseaufsatz 7 für sich abnehmbar, und die elektronischen Schaltelemente 8 sind über Steckkontakte 17 mit dem mechanisch arbeitenden Teil verbunden. Zur Montagevereinfachung sind außerdem im Zwischenrahmen 6 Montageleisten 18 vorgesehen, welche die unteren Anschlüsse 19 der Steckkontakte 17 tragen. Von diesen unteren Anschlüssen 19 verlaufen dann elektrische Verbindungsleitungen 20 zu entsprechenden Anschlüssen 21 im Lastumschaltereinsatz. Die Verbindungsleitungen 20 sind dabei mittels Durchführungen 27 durch den Raum der Antriebsmitel 4 hindurchgeführt. Die Anschlüsse 21 sind dann wiederum durch weitere Leitungen 22 mit dem Kontaktsystem U verbunden. Der die elektronischen Schaltelemente 8 enthaltende Gehäuseaufsatz 7 ist zur besseren thermischen Isolation doppelwandig ausgebildet. Er ist außerdem zur Belüftung des Innern mit versetzt angeordneten Belüftungsöffnungen 23 versehen, und der zwischen den beiden Gehäusewandungen liegende Raum 24 ist außerdem über Luftfilter 25 mit dem Innern 26 des Gehäuseaufsatzes 7 verbunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lastumschalter für Stufenschalter von Stufentransformatoren mit einem mechanisch betätigbaren, Leerkontakte enthaltenden Schalterteil und einem Elektronikteil, welcher elektronische Schaltelemente enthält die zur leistungsmäßigen Entlastung der Leerkontakte elektrisch mit diesen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der in ein zylindrisches ölgefäß (2) einsetzbare Schalterteil (1) auf inneren Vorsprüngen (13) eines oberen Flanschringes (3) des ölgefäßes aufliegt und über Bolzen (14) in axialer Richtung des ölgefäßes begrenzt verschiebbar mit einem auf den Flanschring passenden Zwischenrahmen (6) verbunden ist der auf seiner dem Schalterteil abgekehrten Seite den Elektronikteil als Gehäuseaufsatz (7) trägt

1. Lastumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gehäuseaufsatz (7) und Zwischenrahmen (6) eine mit letzterem verbundene öldichte Durchführungsplatte (16) vorgesehen ist, die mit Steckkontakten (17) versehen ist, an welche die zu den Leerkontakten (11) gehenden Verbindungsleitungen (20) angeschlossen sind, und auf welche zu Baugruppen zusammengefaßte elektronische Schaltelemente (8) aufsteckbar sind.

3. Lastumschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenrahmen mehrere Montageleisten (18) zur Halterung der elektrischen Anschlüsse (19) und zur Halterung der Steckkontakte (17) besitzt

4. Lastumschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseaufsatz doppelwandig ausgebildet ist und mit versetzt angeordneten Belüftungsöffnungen (23) versehen ist.