DE2518250A1

DE2518250A1 - Drehschalter fuer drehstromtransformator

Info

Publication number: DE2518250A1
Application number: DE19752518250
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Lejeune; Maurice Raymond
Original assignee: Unelec SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1974-04-26
Filing date: 1975-04-24
Publication date: 1975-11-13
Also published as: IT1037584B; FR2299710A1; ES436791A1; FR2299710B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschalter, mit dem die Anzahl der wirksamen Windungen in den Wicklungen eines Drehstromtransformators verändert werden kann, wodurch Spannungsschwankungen in der Primärwicklung dieses Transformators ausgeglichen werden sollen.

Es sind Mehrphasenschalter bekannt, die in gleicher Weise auf alle Primärwicklungen einwirken. An einem Ende jeder dieser Primärwicklungen ist eine Anzahl von Windungen vorgesehen, mit denen die Anzahl der Windungen der Wicklung in einem bestimmten Verhältnis vergrößert oder verringert werden kann. Bei Transformatoren in Sternschaltung dient de-r Schalter dazu,

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einen der am Wicklungsende liegenden Anschlüsse mit den Anschlüssen der anderen Wicklungen zu verbinden, deren Verhältnis dasselbe ist. Selbstverständlich muß der Schaltvorgang ablaufen, solange der Transformator spannungsfrei ist.

Ein bekannter Schalter für diesen Zweck weist einen zylindrischen Körper auf, der an der Metallwandung des Transformators befestigt ist. Er trägt mehrere feste Kontakte, die in gleicher Höhe an der Basis des Zylinders angeordnet sind; ferner liegt in diesem zylindrischen Körper eine bewegliche Welle. Diese gesamte Anordnung ist in das Dielektrikum des Transformator^ eingetaucht. Mit einem an der beweglichen Welle starr befestigten Griff kann diese Welle in Längs- und Drehbewegung versetzt werden; im Falle eines Drehstromschalters befinden sich auf dieser beweglichen Welle drei Kontakte, die auf die festen Kontakte jeder Phase mit Hilfe dreier Federn gedrückt werden, deren Kraftwirkung in bezug auf die Welle in radialer Richtung verläuft. Die drei beweglichen Kontakte sind untereinander durch ein leitendes Anschlußband verbunden; mit Hilfe des Griffs kann die bewegliche Welle in Längsrichtung bewegt werden, um so dfee Verbindung zwischen dem festen und beweglichen Kontakt zu lösen, die Welle dann zu drehen und sie anschließend wieder so zurückzuschieben, daß die beweglichen Kontakte auf die drei ausgewählten festen Kontakte gedrückt werden, wodurch das gewünschte Transformatorverhältnis erreicht wird. Eine außen am Transformator angebrachte und mit dem zylindrischen Körper fest verbundene Sperrvorrichtung sorgt bei jeder Stellung für eine sichere und genaue Einhaltung der Lage der beweglichen Welle mit dem Griff, damit die Verbindung zwischen

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den festen und beweglichen Kontakten gewährleistet ist. Die bisher eingesetzten Schalter weisen unter anderem Isolierteile auf, wie beispielsweise die Träger der festen und beweglichen Kontakte, um diese von der zwischen den verschiedenen Kontakten einerseits und im Verhältnis zur Masse andererseits herrschenden elektrischen Spannung zu isolieren. Diese isolierenden Teile sind an Metallelementen befestigt, mit denen die mechanischen Punktionen des Schalters durchgeführt werden. Dieser heterogene Aufbau hat den Nachteil, eine große Anzahl verschiedener Teile zu. benötigen, den Platzbedarf des Schalters aus Gründen elektrischer Isolierung zu erhöhen und Ein- und Ausbau des Schalters zu erschweren.

Der erfindungsgemäße Schalter behebt diese Nachteile. Er weist weniger Bauteile . und geringere Abmessungen auf und läßt darüber hinaus einen leichten Ein- und Ausbau zu.

Die Erfindung bezieht sich also auf einen Drehschalter

en für Drehstromtransformatoren, deren Primärwicklung^an einem Ende gestaffelte auf den drei Wicklungen gleiche Anschlüsse besitzen, wobei der Schalter drei Gruppen von auf einem Kreis angeordneten festen Kontakten aufweist, die mit den Anschlüssen so verbunden sind, daß jede Gruppe einer Wicklung entspricht, ferner drei bewegliche Kontakte aufweist, die elektrisch untereinander verbunden sind und in Drehung versetzt werden können und in verriegelter Stellung jeweils auf einen festen Kontakt einer jeweils verschiedenen Gruppe drücken können, außerdem Tragemittel und Betätigungsmittel für den Schalter aufweist, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die drei beweglichen Kontakte aus einem einzigen sternförmigen Teil mit drei Zungen

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gebildet werden, die in einer ersten vom beweglichen Kontakt zum festen Kontakt gehenden Richtung und in einer zweiten senkrecht zur ersten Richtung verlaufenden Richtung Federwirkung aufweisen.

Der Träger der festen Kontakte besteht vorzugsweise aus einem scheibenförmigen Bauteil. Die festen Kontakte sind in drei Gruppen auf einem Kreis verteilt, wobei ihre Enden, mit denen der Kontakt hergestellt wird, in ein und derselben Ebene unter der Ebene der Zungen des beweglichen Kontakts liegen. Die festen Kontakte werden untereinander durch einen radialen Steg getrennt, über den die Zungen des beweglichen Kontakts leicht von einem festen Kontakt zum anderen gleiten können. Die Zungen des beweglichen Kontakts sind elastisch in der Richtung vom festen Kontakt zum beweglichen Kontakt umgebogen. Der Drehweg wird bei der Drehung des beweglichen Kontakts durch ein System von in die Welle und in den Schalterkörper eingelassenen Zapfen begrenzt. Die Betätigungswelle wirkt mit ihrem unteren Ende auf das sternförmige Kontaktstück ein und wird an ihrem oberen Ende mittels eines lediglich drehbaren Steuergriffs betätigt.

Das Spiel in der Längsbewegung ermöglicht den Übergang von einer Stellung zu einer anderen und hält sicher und präzise den Kontakt in jeder Stellung. Alle diese Teile, die für das Einhalten des Kontakts dienen, bestehen aus einem isolierenden und starren Gußmaterial und werden auf einfache Art, z.B. durch Einrasten zwischen dem Schalterkörper und dem Träger der festen Kontakte zusammengesetzt.

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Die Verbindung mit der Metallwandung des Transformators wird mit einer ebenfalls aus einem Gußmaterial bestehenden Mutter hergestellt.

Unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Figuren 1 bis 3 wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Sofern dieselben Bauteile in verschiedenen Figuren auftauchen werden sie mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 stellt einen Teilschnitt durch den erfindungsgemäßen Schalter dar.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Steuergriffs, der Betätigungswelle und des Tragekörpers des Schalters gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Betätigungswelle, des sternförmigen Kontaktstücks und des Trägers der festen Kontakte.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist ein Schalter in einer Wandung oder einem Deckel 1 eines Transformators befestigt. Eine mit Riffeln 3 versehene Schutzkappe 2 bedeckt das obere Ende des Schalters. Die Kappe 2 kann auf den Teil des Schalters geschraubt werden; der mit dem Deckel 1 des Transformators in Berührung steht. Beim Aufschrauben der Schutzkappe wird eine Dichtung 4 eingelegt, die vor allem gegen das Eindringen von Staubpartikeln schützen soll.

Unter der Schutzkappe 2 liegt ein Steuergriff 5, der über einen großen Bereich seiner Peripherie hinweg mit Riffeln 6 versehen ist und einen durch Eindrücken befestigten Deckel 7 aufweist. Unter dem Deckel 7 erscheint das Ende einer Betätigungs-

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welle 8, die eine Nut aufweist, in die ein Seegering 9 eingelassen ist, der eine Scheibe 10 zurückhält, auf der sich eine Feder 11 und der Betätigungsgriff 5 abstützen. Die Betätigungswelle 8 besteht aus einem isolierenden und steifen Gußmaterial.

In Fig. 2 ist zu erkennen,daß in einen in Richtung eines Durchmessers verlaufenden Einschnitt 12 in der Betätigungswelle 8 und einen ebenfalls in Dur chraes serr ichtung verlaufenden Einschnitt 13 in einem Mittelteil des Betätigungsgriffs 5, wobei die Einschnitte 12 und 13 in einer Flucht liegen, ein Mitnehmerstück 14 eingelassen ist, das aus Aluminium bestehen kann und praktisch rechteckige Form aufweist. Wenn der Betätigungsgriff 5 gedreht wird, versetzt er mit Hilfe dieses Mitnehmerstücks 14 gleichzeitig auch die Betätigungswelle 8 in Drehung. Außerdem kann der Betätigungsgriff 5 angehoben werden, wodurch dann die Feder 11 zusammengedrückt wird; dabei wird ein Zapfen 15, der einen Teil des Betätigungsgriffs 5 bildet, aus einer Vertiefung 16 einer unter dem Griff 5 liegenden Bezugsscheibe 17 herausgezogen. Im vorliegenden Beispiel sind drei solcher Vertiefungen 16, 16" und 16" vorhanden, in die jeweils der Zapfen 15 nach Anheben des Betätigungsgriffs 5, dessen Drehung und Wiedereinführung unter der Wirkung der Feder 11 einrasten kann. Ein zur Bezugsscheibe 17 gehörender Finger 18 zeigt auf eine von mehreren Markierungs.^iffern, die auf einem von Riffeln 6 freien Teil des Betätigungsgriffs auf einem Schildchen stehen. Durch Heben des Zapfens 15 kann der Griff 5 und somit die bewegliche Welle in eine von drei wählbaren Stellungen gebracht werden.

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Ein Tragekörper 19, der ebenso wie die Kappe 2, der Betätigungsgriff 5 und die Bezugsscheibe 17 aus einem isolierenden und steifen Gußmaterial besteht, nimmt die Betätigungswelle 8 auf, die in diesem Tragekörper 19 unter Reibung gedreht werden kann.

Das obere Ende des Tragekörpers 19 weist ein Gewinde auf, auf das eine Mutter 20 aus ebenfalls gießbarem Kunststoff geschraubt werden kann. Durch das Aufschrauben der Mutter 20 wird der Tragekörper 19 und die Bezugsscheibe 17 auf den Deckel 1 des Transformators gepreßt. Mit einem Dichtring 21, der um den Tragekörper 19 herum gelegt ist, wird das Austreten von Öl aus dem Transformator verhindert. Eine weitere Dichtung verhindert das Austreten von Öl zwischen der Betätigungswelle 8 und dem Tragekörper 19. Am unteren Ende der Betätigungswelle 8 ist eine mit Aussparungen versehene Scheibe 23 angeordnet, unter der drei massive Abschnitte wie beispielsweise 24, angebracht sind, die einen Raum freilassen, der sich vom Mittelpunkt aus sternförmig in drei Armen ausbreitet.

Dieser Raum nimmt ein sternförmiges Metallteil 25 (Fig. 3) auf. Das leitende und elastische Teil 25 sorgt für den Kontakt zwischen festen Kontakten 26, die zu drei verschiedenen Gruppen geordnet sind und auf einem Kontaktträger 27 durch Zwischenstücke 28 getrennt angeordnet sind. Im vorliegenden Beispiel gehören zu jeder Kontaktgruppe drei feste Kontakte. Der Kontaktträger 27 ist eine Isolierscheibe geringer Stärke, in die Löcher zur Aufnahme von rohrförmogen Festkontakten aus Kupfer gebohrt sind, von denen ein Ende durch Drücken abgeplattet ist und die Kontaktfläche des festen Kontakts bildet. Die Isolier-

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scheibe wird durch Gießen eines isolierenden Kunststoffs hergestellt. Man kann auch die festen Kontakte schon in die Gießform einsetzen.

Zwischen den festen Kontakten weist der Kontaktträger 27 Stege 29 auf, die die festen Kontakte voneinander trennen sollen. Das sternförmige Teil weist drei nach unten gebogene Zungen auf. Die Enden der Zungen stellen mit den festen Kontakten 26 Kontakt her. Diese Enden sind wieder parallel zur Scheibe des Kontaktträgers 27 nach oben gebogen. Die aufgrund ihrer Elastizität und Leitfähigkeit gewählte Metallegierung kann eine Kupfer- Beryllium-Legierung sein. Die gewählte Form des elastischen Teils 25 ermöglicht je nach dem im Mittelpunkt ausgeübten Druck eine Ausgleichung und Einstellung des vom beweglichen Kontakt auf den festen Kontakt ausgeübten Drucks. Aufgrund der Ausbildung der Zungenenden des beweglichen Kontakts, die nach oben gebogene Schenkel aufweisen, können bei Drehung des Schalters die jeweils zwischen zwei benachbarten festen Kontakten liegenden Stege 29 leicht überwunden werden.

An seinem unteren Ende läuft der Tragekörper 19 in einem kreisförmigen Flansch 30 (Fig. 2) aus. In diesen Flansch sind im Winkel von jeweils 120° zueinander Löcher mit hochstehenden Rändern 31 gebohrt, durch die die Zwischenstücke im Flansch 30 einrasten können. Ein zum Tragekörper 19 gehörender Zapfen 32 begrenzt die Drehung der Betatigungswelle auf den die Aussparung der Scheibe 23 bildenden Bereich. Dieser Aussparungsbereich reicht im vorliegenden Beispiel über 72°.

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Die Arbeitsweise des Schalters ist wie folgt : Zum Übergang von einer Stellung in eine andere wird der Betätigungsgriff angehoben, so daß der Zapfen 15 aus seiner Vertiefung heraustritt. Somit ist der Schalter entriegelt. Anschließend wird der Griff um einen Winkel von 36° gedreht, um von einer Stellung zur nächsten Stellung zu gelangen, wobei die Feder 11 zusammengedrückt ist. Die Betätigungswelle 8 wird um denselben Winkel gedreht, ebenso das sternförmige Teil Zwischen dem sternförmigen Teil 25 und den festen Kontakten wird ein Kontakt hergestellt. Dann wird der Betätigungsgriff 5 losgelassen und der Zapfen 15 rastet in die der ausgewählten Stellung entsprechende Vertiefung ein. Somit ist der Griff in seiner neuen Stellung verriegelt.

Ein- und Ausbau des Schalters sind einfach durchzuführen. Der Austausch eines der Moduln des Schalters ist leicht. Zur Abnahme des Betätigungsgriffs 5 genügt es, den Seegering zu entfernen; die Scheibe 10 wird dann durch die Feder 11 nach oben gedrückt. Wenn die Feder 11 und das Mitnehmerstück 14 entfernt sind, läßt sich der Griff 5 ohne Schwierigkeit abheben. Anschließend kann die Mutter 20 abgeschraubt werden womit dann der Tragekörper in Richtung auf das Transformatorinnere freigegeben wird. Der Kontaktträger 27 läßt sich vom Tragekörper 19 dadurch abnehmen, daß auf die beiden Enden jedes Zwischenstücks 28 gedrückt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Drehschalter können die Kontaktverbindungen sicher geändert werden und gleichzeitig DauerStromstärken von bis zu 30 Ampere und hohe Isolations-

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widerstände erreicht werden.

Besonders vorteilhafte Anwendungen ergeben sich im Bereich der Drehstromtransformatoren , deren verschiedene an den Wicklungsenden vorhandenen Anschlüsse mit einem gemein samen Anschluß verbunden werden müssen.

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Claims

PATENTANS PRUGHE

1 -] Drehschalter für Drehstromtransformatoren, deren >—*

Primärwicklungen an einem Ende gestaffelte auf den drei Wicklungen gleiche Anschlüsse besitzen, wobei der Schalter drei Gruppen von auf einem Kreis angeordneten festen Kontakten aufweist, die mit den Anschlüssen so verbunden sind, daß jede Gruppe einer Wicklung entspricht, ferner drei bewegliche Kontakte aufweist, die elektrisch untereinander verbunden sind und in Drehung versetzt werden können und in verriegelter Stellung jeweils auf einen festen Kontakt einer jeweils verschiedenen Gruppe drücken können, außerdem Tragemittel und Betätigungsmittel für den Schalter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die drei beweglichen Kontakte aus einem einzigen sternförmigen Teil (25) mit drei Zungen gebildet werden, die in einer ersten vom beweglichen Kontakt zum festen Kontakt (26) gehenden Richtung und in einer zweiten senkrecht -zur ersten Richtung verlaufenden Richtung Federwirkung aufweisen.

2 - Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (27) der festen Kontakte senkrecht zur Betätigungsachse (8) des Schalters liegt.

3 - Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (27) der festen Kontakte aus einem scheibenförmigen Formstück besteht, das auf seinem Umfang die Löcher für die festen Kontakte enthält, die voneinander durch je einen radial verlaufenden Steg (29) getrennt sind.

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— xj, —

4 - ' Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sternförmige Teil (25) Zungen besitzt, die in der genannten ersten Richtung gebogen sind, wobei die Enden jeder Zunge außerdem in der genannten zweiten Richtung abgewinkelt sind.

5 - Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sternförmige Teil (25) aus einer Kupfer-Beryllium-Legierung besteht.

6 - Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragemittel (19, 27) und die Betätigungsmittel (5, 8) des Schalters aus einem isolierenden und steifen Gußmaterial bestehen.

7 - Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragemittel (19, 27) des Schalters eine Tragescheibe (27) für die festen Kontakte besitzen, die ihrerseits mit einem Tragekörper (19) fest verbunden sind, der mit Hilfe einer Mutter (20) aus demselben Gußmaterial an der Transformatorwandung befestigt ist.

8 - Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel (5, 8) eine Betätigungswelle (8) besitzen, die mit ihrem unteren Ende auf das sternförmige Teil (25) einwirkt und mit ihrem oberen Ende mit Hilfe eines Betätigungsgriffs (5) betätigt werden kann.

9 - Schalter gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswelle (8) im Innern des

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Tragekörpers (19) unter Reibung drehbar gelagert ist.

10 - Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus drei unterschiedlichen Moduln besteht, und zwar aus einem Träger für die fe:,;en Kontakte (27) , den beweglichen Kontakten (25) und dem Körper mit der Betätignngswelle und dem Betätigungsgriff (19, 8, 5) .

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