DE3943514C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dreiphasen-Lastregelschalter mit vier Vakuum-Schaltventilen für jede Phase gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Dreiphasen-Lastregelschalter ist aus der DE-AS 23 48 091 bekannt. Ferner ist aus der EP-Anm. 01 16 748 A1 ein Lastregel­ schalter bekannt, der eine Schaltung der Haupt- und Widerstands­ ventile mit zu den zu den ersteren parallel liegenden Widerstän­ den auf der Seite der gemeinsamen Ableitung aufweist.

Zum leichteren Verständnis der bei den bekannten Lastregelschal­ tern auftretenden Probleme wird nachfolgend zunächst anhand von Fig. 4 der Grundaufbau herkömmlicher Lastregelschalter erläutert, wobei Fig. 4 auf der Zeichnung der japanischen Patentschrift 47 131/1977 (prioritätsgleich mit der DE-OS 19 56 369) basiert.

Gemäß Fig. 4 wird eine sich vertikal erstreckende, isolierte An­ triebswelle 20 durch Antriebsmittel gedreht, welche an der Seite einer Kraftquelle angeordnet sind. Ein Exzenternocken 21 ist an der Antriebswelle 20 angebracht und übt aufgrund der Dre­ hung der Welle 20 eine exzentrische Wirkung aus, welche auf eine Energiespeichervorrichtung mit­ tels eines Rahmengehäuses 22 übertragen wird, um die Kraft oder Ener­ gie an Energiespeicherfederelementen 23 zu speichern. Die Spei­ cherfeder 23 wird später freigegeben, um ein Energiespeicher­ gehäuse 24 linear zu verschieben. Die lineare Bewegung des Speichergehäuses 24 wird in eine Drehbewegung umgesetzt, wo­ durch eine Umschaltkurbel 25 gedreht wird und ein Umschalt-Unterbrechermechanismus augenblicklich umgeschal­ tet wird. Das Rahmengehäuse 22 und das Kraft- oder Energiespei­ chergehäuse 24 sind derart ausgebildet, daß sie in zwei Richtungen in Abhängigkeit von der Führung einer Führungsachse 26 bewegbar sind, welche sich gemäß Fig. 4 nach zwei Seiten er­ streckt. Der Exzenternocken 21 ist oberhalb des Rahmengehäuses 22 angeordnet und liegt zwischen einem Eingriffs-Plattenpaar 27, das am oberen Teil des Rahmengehäuses 22 vorgesehen ist und nach oben ragt. Die Umschaltkurbel 25 ist unterhalb dem Speichergehäu­ se 24 angeordnet, derart, daß eine Rolle 29, die drehbar auf ei­ nem oberen Teil der Speicherkurbel 25 angebracht ist, in eine Vertiefung eingreift, welche zwischen einem Paar von Gleitplat­ ten 30 ausgebildet ist und an einem unteren Teil des Speicherge­ häuses 24 liegt. Entsprechend diesem Aufbau kann die gerade Be­ wegung des Speichergehäuses 24 in eine Drehbewegung der Umschalt­ kurbel 25 umgesetzt werden.

Bei dieser herkömmlichen Konstruktion gemäß Fig. 4 liegen die Angriffspunkte des Exzenternockens 21 und der Kraft- oder Ener­ giespeicherfeder 23 nicht in der gleichen Ebene, so daß exzen­ trische Kräfte an die entsprechenden Wirkstellen gegeben werden und die Übertragungs-Wirksamkeit der Kräfte vermindert ist, wie nachstehend beschrieben wird.

Im Hinblick auf die Lage der Führungsstange 26 und der Energiespei­ cherfeder 23 liegt der erste Kraftangriffspunkt oberhalb einer Ebene, auf welcher die Energiespeicherfeder 23 angeordnet ist, und an diesem Punkt werden der Exzenternocken 21 und die Ein­ griffsplatten 27 des Rahmengehäuses 22 betätigt. Der zweite Ak­ tionspunkt existiert unterhalb einer Ebene, auf welcher die Speicherfeder 23 angeordnet ist, und an diesem Punkt wird die Kraft des Unterbrechermechanismus (nicht gezeigt) über die Um­ schaltkurbel 25 auf die Gleitplatte 30 des Speichergehäuses 24, die Rolle 29 und den Stift 28 ausgeübt. Die Wirkung am ersten Aktionspunkt ist relativ gering, so daß die Übertragungs-Wirk­ samkeit der Kraft durch mechanische Versteifung des Rahmenge­ häuses 22 und seiner Federkraftaufnahme verhältnismäßig einfach verbessert werden kann. Andererseits erfolgt die Wirkung am zweiten Aktionspunkt augenblicklich, so daß die bloße Erhöhung der Fe­ stigkeit des Speichergehäuses 24 zu einer Zunahme seines Gewich­ tes führt, was wiederum eine Zunahme der Trägheitskraft erbringt und Speicherenergie absorbiert. Dieses beinhaltet Probleme bei der gesteigerten Festigkeit der Speicherfeder 23 und der Zunahme der Schlagkraft zur Kollisions­ zeit.

Zwar ist in einem Öl-Transformator, bei dem ja das Isolieröl auch als Schmieröl dient, der Reibungsverlust merklich reduziert. In einem gasisolierten Transformator ist es jedoch notwendig, da darin kein Medium für eine Schmierfunktion vorhanden ist, ge­ wisse Vorkehrungen zur Reduzierung des Reibungsverlustes vorzu­ nehmen, und es ist ebenso nötig, die Übertragungs-Wirksamkeit aufgrund der Anwendung der exzen­ trischen Kraft zu einer Zeit zu verbessern, wenn eine Kraft mittels der Gleitplatte auf die Rolle übertragen wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die erläuter­ ten, sich aus dem Stand der Technik ergebenden Probleme zu lösen, d. h., einen Lastregelschalter vorzusehen, der eine gute Über­ tragungs-Wirksamkeit ohne das Auftreten exzentrischer Kräfte am Aktionspunkt ermöglicht und einen mechanisch festen und kom­ pakten Aufbau hat. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 einen Lastregelschalter gemäß einer Ausführungsform der Er­ findung, wobei in Fig. 1 ein Längsschnitt der Ausführungs­ form bei einer Phase des Last­ regelschalters, in Fig. 2 eine entfaltete Ansicht der Gesamt­ konstruktion des Drei-Phasen- Lastregelschalters und in Fig. 3 ein Umschalt-Schaltkreis zur Verwendung bei der Ausführungs­ form dargestellt sind und

Fig. 4 einen Querschnitt für ein Bei­ spiel eines konventionellen Lastregelschalters.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 120 einen Kopfteil, der auf einer Transformatorabdeckung angebracht ist (nicht gezeigt), und das Bezugszeichen 121 eine Getriebeanordnung, um eine von einem elektrischen Wirkmechanismus als Kraft­ quelle (nicht gezeigt) kommende Kraft in eine vertikale Kraft zu verändern. Eine isolierte Welle 123 überträgt die Kraft von der Getriebeanordnung zu einer Energiespeichervor­ richtung 124. Mit 122 wird allgemein eine Vielzahl von Iso­ latoren zum Haltern der Energiespeichervorrichtung 124 und eines Unterbrechermechanismus 130 bezeichnet, der von der Speichervorrichtung 124 herabhängt. Die Speichervorrich­ tung 124 und der Unterbrechermechanismus 130 werden gegen­ seitig von Haltestäben 127 getragen. Das Bezugszeichen 125 bezeichnet eine Antriebswelle, welche von der frei werden­ den Energie der Energiespeichervorrichtung 124 gedreht wird und die Schaltarbeiten der Haupt-Stromventile SA und SB und Widerstands-Stromventile HA und HB in der vorbestimmten Wei­ se durch die Rollen 128 und die geraden Führungselement 104 und 104′ durchführt. Die geraden Führungselemente 104 und 104′ und die beweglichen Kontaktachsen der Haupt-Strom-Ventile SA und SB und der Widerstand-Stromventile HA und HB sind gegenseitig mit Kupplungsstäben 129 verbunden. Das Bezugs­ zeichen 101 bezeichnet ein neutrales Leitungsband mit einem Klemmteil zum Befestigen einer neutralen Hauptklemme N und der Haupt-Stromventile SA und SB, welche an der Energiespeichervorrichtung 124 durch Trä­ gerstäbe 127 angebracht sind. Die Bezugszeichen 102 und 102′ bezeichnen einfache Verbindungsdrähte, von welchen je­ weils das eine Ende mit den beweglichen Kontakten der Haupt-Stromventile SA und SE und der Widerstands-Strom­ ventile HA und HB und das andere Ende mit dem Verbindungs­ leitungsband 103 verbunden ist, um damit einen Stromfluß von dem Haupt-Stromventil bzw. zu dem Widerstands-Strom­ ventil herzustellen. Das Bezugszeichen 105 bezeichnet Me­ tallplatten, wie dargestellt, welche jeweils die geraden Führungselemente 104 und 104′ tragen und die oberhalb und unterhalb der Platten zum Führen der beweglichen Kontakte der Haupt-Stromventile bzw. Widerstands-Stromventile an­ geordnet sind und ebenso der Führung der linearen Bewegung dienen, die von der Drehbewegung des Nockens 126 mittels den Rollen 128 abgeleitet ist. Die Bezugszeichen 107A und 107B bezeichnen Verbindungsklemmen, welche an den Sta­ tionärkontakten der Widerstands-Stromventile HA und HB an­ gebracht und mit Abgriffwählern MA und MB gemäß den Fig. 2 und 3 verbunden sind. Die Verbindungsklemmen 107 A und 107 B sind mit einer Isolationsplatte 106 verbunden, und zwischen den entsprechenden Verbindungsklemmen sind Aussparungen vorgenommen, um einen vertikalen Kriech­ schutz gemäß Fig. 2 zwi­ schen den entsprechenden Abgriffen und Phasen vorzusehen. Die Isolationsplatte 106 ist im Mittelteil mit einem Lager für die Antriebswelle 125 versehen.

Diese Ausführungsform des oben beschriebenen Aufbaus arbei­ tet wie folgt: Die Drehbewegung in der vertikalen Richtung des Kraftmecha­ nismus (nicht gezeigt), d. h. das Anheben und Absenken des Abgriffs, wird zu der Getriebeanordnung 121 mittels der Übertragungswelle und sodann zu der Energiespeichervor­ richtung 122 mittels der isolierten Welle 123 übertragen. Wenn die gespeicherte Energie den vorbestimmten Wert erreicht hat, wird diese Energie als Drehkraft zum Drehen der Welle 125 freigegeben. Die Drehung der Antriebswelle 125 wird in die Drehung des Nockens 126 übertragen, um dadurch lineare Bewegungen der geraden Führungselemente 104 und 104′ in vertikaler Rich­ tung gemäß dem Versatz einer Nut herbeizuführen, welche am äußeren Umfang des Nockens 126 ausgeformt ist. Mit den linearen Bewegungen der Führungselemente 104 und 104′ werden die Haupt-Stromventile SA und SB und die Widerstands-Strom- Ventile HA und HB in der vorbestimmten Weise geschaltet. Fig. 1 zeigt den Ein-Phasen-Aufbau der Ausführungsform, wo­ gegen die Fig. 2 die aufgeklappte Ansicht der gesamten Drei- Phasen-Konstruktion zum klaren Verständnis der charakteri­ stischen Einzelheiten dieser Ausführungsform wiedergibt. Die Fig. 2 weist das neutrale Leitungsband 101, die Hauptklemme N und einen integrierten Klemmteil zur Sicherung an den Haupt-Stromventilen SA und SB der Drei-Phasen-Konstruktion auf.

Die geraden Führungselemente 104 und 104′ sind an den Lager­ platten 105 angebracht, welche in den vertikalen Richtun­ gen gemäß der Darstellung an den dazwischenliegenden Tei­ len zwischen den Haupt-Stromventilen und den Widerstands- Stromventilen zueinander umgekehrt angeordnet sind, wobei das obere Führungselement 104 zur Führung der geraden Bewegung der beweglichen Kontakte des Haupt-Stromventils SA, SB und das untere Führungselement 104′ der Führung der geraden Bewegung der beweglichen Kontakte des Widerstands-Stromventils HA, HB dient.

Wie ebenfalls aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, wird der Stromfluß durch die Drähte 102 und 102′ und das Verbin­ dungsleitungsband 103 hergestellt. Die Verbindungsklemmen 107 A und 107 B sind mit der Isolationsplatte 106 verbun­ den, um die Widerstands-Stromventile HA und HB an die Ab­ griff-Wählschalter MA bzw. MB zu legen. Die vertikalen Kriechflächen sind zwischen diesen vorgesehen, um sie ge­ geneinander zu isolieren. Die Verbindungsklemmen 107 und 107′ sind mit den Abgriff-Wählschaltern MA und MB verbun­ den, um den Kontakt der Abgriffswicklung W zu den Abgrif­ fen T₁ und T₂ herzustellen. Der Buchstabe P in Fig. 2 be­ zeichnet einen Polwechsler, der mit der Hauptwicklung W₁ verbunden ist.

Gemäß der Erfindung sind diejenigen Elemente, welche iso­ liert sein müssen, in einer konzentrierten Anordnung auf der Isolationsplatte 106 angeordnet. Die anderen Ele­ mente können somit aus metallischen Teilen oder Teilen mit metallischen Eigenschaften ausgebildet sein, wodurch der Unterbrechermechanismus eine bemerkenswerte mechanische Fe­ stigkeit im Vergleich mit Unterbrechermechanismen haben kann, welche viele isolierende Elemente, die getrennt ange­ ordnet sind, verwenden. Insbesondere ist die Konstruktion des Teils für die Übersetzung der Drehbewegung in die Line­ arbewegung der wichtigste Teil des Lastregelschalters, und nachdem in diesem Teil ein nichtisolierendes Element ver­ wendet wird, sind sowohl das neutrale Leitungsband 101 als auch die metallische Lagerplatte 105 mechanisch fest mit den neutralen Potentialen verbunden, wodurch der Teil einen festen Aufbau besitzt, der der exzentrischen Last widersteht, welche zu dem Zeit­ punkt auftreten kann, wenn die Drehbewegung des Nockens 126 in die Linearbewegung umgesetzt wird. Da die La­ gerplatte mit dem neutralen Potential verbunden ist, können die geraden Führungselemente 104 und 104′ gegenüberliegend angeordnet werden, wodurch der Mechanismus zur Durchführung der Drehübersetzungsarbeit im wesentlichen im mittleren Bereich in einer konzentrier­ ten Weise angeordnet sein kann, womit die Wirksamkeit der Übertragung verbessert wird. Da außerdem manche Teile mit mehreren Funktionen versehen sind, kann die Anzahl der Teile merklich erniedrigt werden, wodurch ein kompakter Aufbau des Lastregelschalters in seiner Gesamtheit und Einsparungen bei den Herstellungskosten erreichbar sind.

Claims (3)

1. Dreiphasen-Lastregelschalter mit vier Vakuum-Schalt­ ventilen (SA, SB, HA, HB) für jede Phase, wobei

• - die Vakuum-Schaltventile einander paarweise (SA, SB; HA, HB) als Haupt- (SA, SB) bzw. Widerstandsventile (HA, HB), welchen Hauptventilen strombegrenzende Widerstände (RA, RB) parallel geschaltet sind, zwischen Abgriffen (T1, T2) einer Abgriffs­ wicklung (W) und einem neutralen (Anschluß-) Punkt (101) zu­ geordnet,
• - die Vakuum-Schaltventile jedes Paares in zwei un­ terschiedlichen Abgriffen angeordnet,
• - Kupplungsstäbe (129) der Vakuum-Schaltventile einander gegenüberliegend angeordnet,
• - die Vakuum-Schaltventile durch einen zwischen den Kupp­ lungsstäben angeordneten Antriebsmechanismus (126, 128) zeit­ verzögert antreibbar sind,

wobei geradlinig wirkende Führungs­ elemente (104, 104′) für die Kupplungsstäbe (129) zum Lenken des Schaltbetriebes der Haupt- und Widerstandsventile vorhan­ den sind und ein Nocken (126) des Antriebsmechanismus zum Übertragen der geradlinigen Bewegung auf die Führungselemente (104, 104′) im wesentlichen im Mittelteil des Lastregelschal­ ters untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein inte­ grales Leitungsband (101) zur Bildung des neutralen Punktes vorhanden ist, daß gegenüber dem neutralen Leitungs­ band (101) eine Isolierplatte (106) angeordnet ist, daß zwi­ schen Phasen und Abgriffen isolierte Teile des Lastregelschal­ ters in einer konzentrierten Weise an der Isolationsplatte (106) angeordnet sind, daß eine Vielzahl von Hauptventilen (SA, SB) und eine Vielzahl von Widerstandsventilen (HA, HB) am neutra­ len Leitungsband (101) angeordnet sind und der Isolationsplat­ te (106) gegenüberstehen, daß eine Lagerplatte (105) neutralen Potentials zwischen dem neutralen Leitungsband (101) und der Isolationsplatte (106) angeordnet ist, daß die Haupt- und Wi­ derstandsventile (SA, SB; HA, HB) in Serie geschaltet sind, wobei die zu den Hauptventilen (SA, SB) parallel geschalteten Widerstände (RA, RB) auf der Seite des neutralen Punkts (101) liegen, und daß die Führungselemente (104, 104′) von der Lager­ platte (105) getragen sind.

2. Dreiphasen-Lastregelschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Strom begrenzenden Wider­ stande (RA, RB) am Außenumfang des Antriebsmechanismus (126, 128) angeordnet sind.