DE3326549A1

DE3326549A1 - Lastwaehler fuer stufentransformatoren

Info

Publication number: DE3326549A1
Application number: DE19833326549
Authority: DE
Inventors: Werner Ing.(grad.) 7000 Stuttgart Widmann
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1983-07-22
Filing date: 1983-07-22
Publication date: 1985-02-07
Also published as: ATE23074T1; JPS6039809A; DE3461037D1; EP0132662A1; EP0132662B1

Description

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TRANSFORMATOREN UNION AG Unser Zeichen

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Lastwähler für Stufentransformatoren

Die Erfindung betrifft Lastwähler für Stufentransformatoren zum Umschalten von einer Anzapfung zur nächsten mit auf einem Kreis angeordneten mit den Anzapfungen verbundenen festen Stufenkontakten und mit auf dem Kreisbogen gleichzeitig verschwenkbaren Schaltkontakten von drei Stromzweigen auf einem gemeinsamen Kontaktträger.

Für derartige Lastwähler ist es durch die europäische Patentanmeldung 0 029 467 bekannt, daß alle Schaltkontakte in ihrer Ruhestellung jeweils das Potential desselben Stufenkontaktes führen, daß beim Verschwenken des Kontaktträgers der mittlere Schaltkontakt gegenüber dem Kontaktträger im wesentlichen nur in radialer Richtung bewegt ist und daß beim Verschwenken des Kontaktträgers die beiden äußeren Schaltkontakte auf an dem Kontaktträger gelagerten Hebeln gegenüber dem Kontaktträger verschwenkt werden, wobei die Bewegungen der Schaltkontakte gegenüber dem Kontaktträger von den gleichzeitig Nocken darstellenden festen Stufenkontakten gesteuert sind.

Üblicherweise liegen die jeweils äußeren Schaltkontakte mit je einem Uberschaltwiderstand in Reihe. Dadurch er-JiO gibt sich die sogenannte Fahnenschaltung, die hinsichtlich der an den Einzelkontakten jeweils beherrschten Schaltleistung besonders günstig ist.

In der Ruhestellung dieses bekannten Lastwählers fließt der Betriebsstrom des Transformators von einem fest-

Krt 2 Hgr / 18.07.1983

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stehenden Kontakt über den in der Mitte liegenden Hauptschaltkontakt, während die beiden äußeren Schaltkontakte Widerstandskontakte darstellen und in der Ruhestellung des Lastwählers stromlos sind. Zur Gewährleistung einer unterbrechungsfreien Umschaltung muß in einer Zwischenstellung jeweils ein Widerstandskontakt früher auf den bis dahin den Strom führenden festen Kontakt auflaufen als der Hauptschaltkontakt von diesem festen Kontakt abläuft. Entsprechend muß vor dem Ablauf des den Strom führenden Widerstandskontaktes von dem bis dahin den Strom führenden festen Kontakt der zweite Widerstandskontakt bereits den folgenden festen Kontakt berühren.

Um diese Bedingungen zu erfüllen, muß hierbei die Breite der festen Kontakte größer als der halbe Abstand von Widerstandskontakte darstellenden Kontaktrollen sein und muß der Abstand dieser Kontaktrollen größer als der Abstand zweier benachbarter fester Kontakte sein. Aus diesen Bedingungen ergibt sich jedoch, daß die Schlagweite in Ruhestellung zwischen je einem Widerstandskontakt und dem jeweils benachbarten feststehenden Kontakt relativ klein ist, bezogen auf den Mittenabstand zweier benachbarter feststehender Kontakte. Zur Beherrschung von möglichst hohen Betriebsspannungen sind jedoch möglichst große Schlagweiten, d.h. möglichst große Abstände zwischen den Kontaktrollen und den benachbarten jeweils keinen Strom führenden festen Kontakten erforderlich.

Um günstige Bedingungen zu erreichen, sind bei der Anordnung gemäß der obengenannten europäischen Anmeldung die Widerstandskontakte schwenkbar ausgeführt, wobei bei einer Bewegung des beweglichen Kontaktsystems nach einer Seite der von der anderen Seite her gegen den

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feststehenden Kontakt stoßende Widerstandskontakt beim Berühren mit dem feststehenden Kontakt von dem mittleren Schaltkontakt abgeschwenkt wird. Dadurch ergibt sich für die Zwischenstellung beim Schalten 5. des bekannten Lastwählers zwischen dem ausgeschwenkten Widerstandsschaltkontakt und dem in der Mitte liegenden Hauptschaltkontakt ein größerer Abstand als in der Ruhestellung. Dies führt für einen bestimmten angenommenen Durchmesser des Kontaktsystems zu einer größeren Schlagweite in Ruhestellung als durch Kontaktanordnungen mit nicht schwenkbaren Widerstandskontakten erreichbar sind.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde für Lastwähler eine Kontaktanordnung zu schaffen, die bei gegebenem Durchmesser des Kontaktsystems eine weitere Vergrößerung der Schlagweite zwischen den Schaltkontakten und den jeweils benachbarten gerade keinen Laststrom führenden festen Kontakte ermöglicht. 20

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

- daß jeder der beiden äußeren Schaltkontakte vom freien Ende eines Armes je eines zweiarmigen Hebels getragen ist,

- daß die Enden der anderen Arme dieser zweiarmigen Hebel mechanisch miteinander so gekuppelt sind,

- daß die beiden äußeren Schaltkontakte in Ruhestellung des Kontaktträgers durch Federkraft bis an die Flanken des jeweils angewählten festen Stufenkontaktes geschwenkt sind und

- daß beim Auflaufen von einem der beiden äußeren Schaltkontakte auf einen festen Stufenkontakt die die äußeren Schaltkontakte tragenden Hebelarme gegen die Federkraft in einander entgegengesetzten Richtungen verschwenkt werden und dabei die die äußeren Schalt-

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kontakte tragenden Hebelarme von dem mittleren Schaltkontakt abgespreizt sind.

Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß der Abstand der äußeren Schaltkontakte in auseinandergespreizter Lage während eines Schaltvorganges etwa 25% größer ist als in der Ruhestellung und daß die die äußeren Schaltkontakte tragenden Hebel um symmetrisch zum mittleren Schaltkontakt angeordnete Achsen schwenkbar sind.

Weitere Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung bestehen darin, daß die beiden die äußeren Schaltkontakte tragenden Hebel einander gleich und an beiden Armen gabelförmig sind und über zwei kongruent oder symmetrisch zueinander ausgebildete in Achsrichtung gegeneinander verschobene Koppeleinrichtungen mit Spiel miteinander gekuppelt sind, wobei die Schaltkontakte selbst als Rollen ausgebildet sind. Dabei ist der mittlere Schaltkontakt zweckmäßig von einem um eine der beiden die zweiarmigen Hebel führenden Achsen schwenkbaren einarmigen Hebel getragen, und stützt sich über eine den Kontaktdruck erzeugende Feder am Kontaktträger ab.

Nach zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die die Hebel führenden Achsen in einem größeren Abstand an den festen Stufenkontakten vorbeigeführt sind als die Achsen der die Schaltkontakte darstellenden Rollen und daß die Oberfläche der festen Stufenkontakte in Richtung auf die Schwenkachse des Kontaktträgers vorgewölbt ist.

Die erfindungsgemäße Kontaktanordnung ist für Lastwähler sehr vorteilhaft, weil einerseits durch die Kupplung der die äußeren Schaltkontakte tragenden zweiarmigen Hebel der Abstand der äußeren Schaltkontakte

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während eines Schaltvorganges verhältnismäßig groß ist, und dadurch große Abstände zwischen den festen Kontakten überbrückbar sind, und weil andererseits durch das Anliegen der äußeren Schaltkontakte an dem jeweils angewählten festen Kontakt in Ruhestellung große Abstände zwischen den bewegbaren Schaltkontakten und den diesen Jeweils benachbarten festen Kontakten eingehalten sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 bis 7 zeigen eine erfindungsgemäße Kontaktanordnung in den nacheinander durchlaufenen Stellungen während einer Umschaltung.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch eine derartige Kontaktanordnung entlang der die Kontaktrollenachsen und die Schwenkachsen der Hebel miteinander verbindenden Ebenen.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Auf der Innenseite eines nur ausschnittsweise im Schnitt dargestellten IsolierZylinders 1 sind auf einem Kreis mit untereinander gleichen Abständen feste Stufenkontakte angeordnet, von denen nur die beiden Stufenkontakte 2 und 3 in dem dargestellten Ausschnitt liegen. Die Stufenkontakte 2 und 3 sind mit ihnen zugeordneten Anzapfungen einer Feinstufenwicklung eines Transformators elektrisch verbunden.

Ein Kontaktträger 4 mit Schaltkontakten 5, 6 und 7 ist um die Achse des Isolierzylinders 1 schwenkbar. In den Ruhestellungen des Kontaktträgers 4 liegt der Schalt-

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kontakt 5 an Jeweils einem der Stufenkontakte an. Beispielsweise in der Stellung gemäß Fig. 1 an dem Stufenkontakt 2 und in der Stellung gemäß Fig. 7 an dem Stufenkontakt 3. Im Ausführungsbeispiel sind die Schaltkontakte 5, 6 und 7 als Rollen ausgeführt und auf Achsen 8, 9 und 10 gelagert.

Die den Schaltkontakt 5 führende Achse 8 ist von einem einarmigen Hebel 11 getragen, der seinerseits gemeinsam mit einem den Schaltkontakt 7 tragenden zweiarmigen Hebel 12 schwenkbar auf einer Achse 13 sitzt. Ein weiterer zweiarmiger Hebel 14 trägt den Schaltkontakt 6 und sitzt auf einer Achse 15. Die den Schaltkontakt 6 bzw. 7 gegenüberliegenden Arme der Hebel 14 bzw. 12 sind so miteinander gekuppelt, daß sie sich gegenseitig in jeweils entgegengesetztem Drehsinn mitnehmen.

Als Kupplung dienen in Schlitze 17 mit Spiel eingreifende Bolzen 16 oder miteinander kämmende Zahnradsegmente. Zur Unterbringung der Schaltkonakte 5, 6 und 7 sowie von diese belastende Federn sind sowohl die Arme der Hebel 12 und 14 als auch der Hebel 11 gabelförmig ausgeführt.

Federn 18 ziehen die miteinander gekuppelten Enden der Hebel 12 und 14 so in den Kontaktträger 4, daß die die Schaltkontakte 6 und 7 tragenden Arme der Hebel 12 und 14 ständig mit einem Moment in Richtung auf den Schaltkontakt 5 belastet sind. Der Schaltkontakt 5 seinerseits ist in Richtung auf den Isolierzylinder 1 durch eine nicht dargestellte Feder belastet und ist aufgrund der geometrischen Anordnung des Hebels 11 innerhalb des Kontaktträgers 4 im wesentlichen nur in radialer Richtung des Isolierzylinders 1 bewegbar. Blattfedern 19

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drücken in Achsrichtung auf die die Schaltkontakte 5, 6 und 7 führenden Achsen 8, 9 und 10 und gewährleisten einen niederohmigen Anschluß der Schaltkontakte an deren Ableitungen.

Ausgehend von einer Lastwählerstellung gemäß Fig. 1 wird beim Umschalten des Schaltkontaktes 5 von dem Stufenkontakt 2 auf den Stufenkontakt 3 der Schaltkontakt 7 beim Auflaufen auf den Stufenkontakt 2 angehoben und schwenkt dabei den zweiarmigen Hebel 12 im Uhrzeigersinn. Gleichzeitig wird durch den Eingriff der Bolzen 16 in die Schlitze 17 der zweiarmige Hebel 14 entgegen dem Uhrzeigersinn um seine Achse 15 geschwenkt und hebt dabei den Schaltkontakt 6 an. Fig. 2 zeigt die Stellung kurz bevor der Schaltkontakt 7 ganz auf den Stufenkontakt 2 aufgelaufen ist. Gleichzeitig besteht jedoch bis hierher noch immer der Kontakt zwischen dem Schaltkontakt 5 und dem Stufenkontakt 2.

Im weiteren Verlauf der Umschaltung läuft der Schaltkontakt 5 von dem Stufenkontakt 2 ab und der Laststrom wird vom Schaltkontakt 7 übernommen. Infolge der Schwenkbewegungen der zweiarmigen Hebel 12 und 14 sind die Schaltkontakte 6 und 7 weit von dem mittleren Schaltkontakt 5 abgespreizt, so daß beim Ablaufen des Schaltkontakts 5 vom Stufenkontakt, wie Fig. 3 zeigt, der Schaltkontakt 6 bereits unmittelbar vor dem Stufenkontakt 3 steht.

Beim folgenden Auflaufen des Schaltkontaktes 6 auf den Stufenkontakt 3 haben, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, die beiden äußeren Schaltkontakte 6 und 7 Kontakt mit den beiden einander benachbarten Stufenkontakten 2 und

3. Dadurch ist der zwischen den Stufenkontakten 2 und 3 liegende Wicklungsteil des nicht dargestellten Trans-

formators kurzgeschlossen und es fließt ein entsprechender Stufenkurzschlußstrom. Die Höhe dieses Stufenkurzschlußstromes wird in üblicher Weise durch nicht dargestellte mit den Schaltkontakten 6 und 7 elektrisch in Reihe liegenden Überschaltwiderständen auf ein vertretbares Maß begrenzt.

Schon sehr kurze Zeit nach dem Auflaufen des Schaltkontaktes 6 auf den Stufenkontakt 3 läuft der Schaltkontakt 7 vom Stufenkontakt 2 ab, und unterbricht dadurch den Stufenkurzschluß. Bei dieser in Fig. 5 dargestellten Position führt allein der Schaltkontakt 6 den Laststrom. Im weiteren Verlauf wird Jedoch sehr schnell die Position gemäß Fig. 6 erreicht, in der der mittlere Schaltkontakt 5 mit dem Stufenkontakt 3 in Verbindung kommt, und den Laststrom vom Schaltkontakt 6 abzieht.

Während der Schaltkontakt 5 auf die Mitte des Stufenkontakts 3 weiterläuft, rollt der Schaltkontakt 6 über die Kante des Stufenkontaktes 3, so daß der zweiarmige Hebel 14 durch die ihn belastende Feder 18 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Dabei wird durch die Kupplung über die Bolzen 16 und die Schlitze 17 der zweiarmige Hebel 12 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, so daß die Schaltkontakte 6 und 7 die in Fig. 7 dargestellte Position neben dem Stufenkontakt 3 einnehmen.

Die einzelnen Schaltkontakte 5, 6 und 7 sollen jeweils beim Unterbrechen des Schaltlichtbogens bei einer Kontakttrennung eine möglichst hohe Schaltleistung beherrschen. Vorteilhaft hierfür ist, daß die Kontakttrennung mit möglichst hoher Geschwindigkeit erfolgt, damit in ausreichend kurzer Zeit ein genügend großer Kontaktabstand erreicht wird. Im Hinblick hierauf ist

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es vorteilhaft, die Stufenkontakte 2 und 3 in Richtung auf die Achse des Isolierzylinders 1 vorzuwölben, so daß die Schwenkbewegung der zweiarmigen Hebel am Ende einer Umschaltung bereits früher einsetzt als der jeweilige der äußeren Schaltkontakte 6 und 7 über die Kante des gerade von ihm bestrichenen Stufenkontaktes abläuft.

8 Patentansprüche
8 Figuren

Claims

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Patentansprüche

1.] Lastwähler für Stufentransformatoren zum Umschalten von einer Anzapfung zur nächsten mit auf einem Kreis angeordneten, mit den Anzapfungen verbundenen festen Stufenkontakten (2, 3) und mit auf dem Kreisbogen gleichzeitig verschwenkbaren Schaltkontakten (5, 6, 7) von drei Stromzweigen auf einem gemeinsamen Kontaktträger (4),

- wobei alle Schaltkontakte (5, 6, 7) in ihrer Ruhestellung jeweils das Potential desselben Stufenkontaktes (2, 3) führen,

- wobei beim Verschwenken des Kontaktträgers (4) der mittlere Schaltkontakt (5) gegenüber dem Kontaktträger (4) im wesentlichen nur in radialer Richtung bewegt ist,

- wobei beim Verschwenken des Kontaktträgers (4) die beiden äußeren Schaltkontakte (6, 7) auf an dem Kontaktträger (4) gelagerten Hebeln (14, 12) gegenüber dem Kontaktträger (4) verschwenkt werden und

- wobei die Bewegungen der Schaltkontakte (5, 6, 7) gegenüber dem Kontaktträger (4) von den gleichzeitig Nocken darstellenden festen Stufenkontakten (2, 3) gesteuert sind,

dadurch gekennzeichnet,

- daß jeder der beiden äußeren Schaltkontakte (6, 7) vom freien Ende eines Armes je eines zweiarmigen Hebels (14, 12) getragen ist,

- daß die Enden der anderen Arme dieser zweiarmigen Hebel (14, 12) mechanisch miteinander so gekuppelt (16, 17) sind,

- daß die beiden äußeren Schaltkontakte (6, 7) in Ruhestellung des Kontaktträgers (4) durch Federkraft (18) bis an die Flanken des jeweils angewählten festen Stufenkontaktes (2, 3) geschwenkt sind und

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- daß beim Auflaufen von einem der beiden äußeren Schaltkontakte (6, 7) auf einen festen Stufenkontakt (2,3) die die äußeren Schaltkontakte (6, 7) tragenden Hebelarme gegen die Federkraft (18) in einander entgegengesetzten Richtungen verschwenkt werden und dabei die die äußeren Schaltkontakte (6, 7) tragenden Hebelarme (14, 12) von dem mittleren Schaltkontakt (5) abgespreizt sind.

2. Lastwähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der äußeren Schaltkontakte (6, 7) in auseinandergespreizter Lage während eines Schaltvorganges mindestens 25% größer ist als in der Ruhestellung.

3. Lastwähler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die äußeren Schaltkontakte (6, 7) tragenden Hebel (14, 12) um symmetrisch zum mittleren Schaltkontakt (5) angeordnete Achsen (15,

13) schwenkbar sind.

4. Lastwähler nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden die äußeren Schaltkontakte (6, 7) tragenden Hebel (14, 12) einander gleich und an beiden Armen gabelförmig sind und über zwei kongruent oder symmetrisch zueinander zum mittleren Schaltkontakt (5) ausgebildete Koppeleinrichtungen (16, 17) mit Spiel miteinander gekuppelt sind.

5. Lastwähler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontakte (5, 6, 7) als Rollen ausgebildet sind.

b. Lastwähler nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Schalt-

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kontakt (5) von einem um eine der beiden die zweiarmigen Hebel (14) führenden Achsen (15) schwenkbaren einarmigen Hebel (11) getragen ist und sich über eine den Kontaktdruck erzeugende Feder am Kontaktträger (4) abstützt.

7. Lastwähler nach Anspruch 1 bis 6₉ dadurch gekennzeichnet, daß die die Hebel (11, 12, 14) führenden Achsen (13, 15) in einem größeren Abstand an den festen Stufenkontakten (2, J3) vorbeigeführt sind als die Achsen (8, 9» 10) der die Schaltkontakte (5, 6, 7) darstellenden Rollen.

8. Lastwähler nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der festen Stufenkontakte (2, 3) in Richtung auf die Schwenkachse des Kontaktträgers (4) vorgewölbt ist.