DE4216034C1 - Stufenschalter für einen vorzugsweise gießharzisolierten Stufentransformator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stufenschalter gemäß den Oberbegriffen der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 4. Solche Stufenschalter sind aus der Siemens-Zeitschrift 50 (1976) Heft 1, Seiten 9 bis 17, "Ofentransformatoren . . . ", Aufsatz von Robert Brehler, bekannt.

Aus der DE-PS 36 30 415 ist es speziell bei Gießharztransformatoren bekannt, mindestens einen dieser einphasigen Stufenschaltermodule in konventioneller, ölgefüllter Bauweise vorzusehen, der an einem Ausleger seitlich neben dem Transformator befestigt ist und durch Verbindungsleitungen elektrisch an diesen angeschlossen ist.

Aus der CH-PS 391 088 ist ferner eine Anordnung bekannt geworden, bei der die Anschlüsse aus dem Transformator herausgeführt sind und zu Kontakten führen, die kranzartig am Umfang eines zylindrischen Gehäuses angeordnet sind, in das ein Stufenschalter einsenkbar ist, wodurch dieser durch korrespondierende Kontakte am Außenmantel des Stufenschaltergehäuses elektrisch mit den kranzartig angeordneten Kontakten und damit dem Transformator verbindbar ist.

Aus der DE-OS 27 12 484 ist weiterhin ein Anbaustufenschalter des Lastwählertyps für Öltransformatoren bekannt, der ein Lattengerüst aufweist, das die Verbindungsleitungen zwischen den Stufenkontakten und dem zugehörigen Transformator fixiert und führt.

Schließlich beschreibt das japanische Gebrauchsmuster Sho-62-10973 einen Gießharztransformator, bei dem die Anschlüsse der Stufenwicklungen jeweils zu einer in den Wicklungskörper eingegossenen Kontaktplatte in Form eines Anschlußterminals geführt sind, von wo sie mittels elektrischer Verbindungsleitungen zu einem Stufenschalter geführt werden können.

Allen diesen bekannten Anordnungen haften mehrere gravierende Nachteile an.

Zum einen sind in jeden Fall eine Vielzahl von elektrischen Anschlüssen am Stufenschalter mit den jeweiligen Anzapfungen der Stufenwicklungen am Transformator mittels zahlreicher elektrischer Leitungen zu verbinden. Dies ist aufwendig, erfordert spezielle Mittel zur mechanischen Fixierung dieser Leitungen und zur Vermeidung gegenseitiger elektrischer Beeinflussungen und schließt darüberhinaus eine Verwechslung der Anschlüsse beispielsweise bei der Montage oder nach Revisionen nicht aus. Weiterhin ist es nachteilig, daß die beizuordnenden Stufenschalter in ihrer Bauart nicht für bestimmte Transformatoren speziell konzipiert sind und mittels besonderer, an den Transformatoren an sich nicht vorgesehener und auch nicht erforderlicher Haltemittel, Traversen, Ausleger oder dgl. in der Nähe des Transformators befestigt werden müssen. Dies bedeutet außerdem, daß die jeweiligen Stufenschalter in jedem Fall nicht nur an die elektrischen Kennwerte des Transformators, seine Stufenzahl u.ä., sondern auch an die jeweiligen mechanischen und konstruktiven Gegebenheiten, wie Größe, Form, Art und Lage der elektrischen Anschlüsse und der mechanischen Befestigungsmittel u.ä. angepaßt werden müssen. Dies führt zu einer unerwünscht hohen Typenvielfalt bereitzustellender Stufenschalter.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stufenschalter einheitlicher Bauart anzugeben, der auf einfache Weise an vorzugsweise gießharzisolierte Stufentransformatoren unterschiedlicher Art und konstruktiver Ausbildung elektrisch anschließbar sowie an diesen mechanisch befestigbar ist. Dies wird erfindungsgemäß durch die in den kennzeichnenden Teilen der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 4 aufgeführten technischen Merkmale gelöst.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Durch diese Erfindung werden zahlreiche Vorteile erzielt. Zum einen entfallen die nach dem Stand der Technik üblichen Leitungsverbindungen mit allen ihren bekannten Problemen, Verwechslungsmöglichkeiten und dgl., da der erfindungsgemäße Stufenschalter direkt an jeweils einer Stufenwicklung des Transformators befestigt werden kann. Zum anderen sind durch eben diese direkte Befestigung des Stufenschalters und dadurch, daß die elektrischen Verbindungen als auch die mechanischen Befestigungsmittel im einheitlichen räumlichen Zusammenhang stehen, aufwendige Befestigungsvorrichtungen, Ausleger, Traversen und dgl. entbehrlich. Durch die korrespondierenden quasi "Schnittstellen" sowohl am Stufentransformator als auch am -schalter sind auf einfache Weise Konfigurationen möglich. Die technische Realisierung des Stufenschalters durch jeweils einphasige, identisch aufgebaute Stufenschaltermodule hat den Vorteil einer weitestgehenden Vereinheitlichung.

In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weisen die Stufenschaltermodule einheitliche Anschlußelemente und Befestigungsmittel auf, mittels derer sie direkt mit an sich bekannten Anschluß und Kontaktmitteln am Gießharztransformator verbindbar sind.

In ebenfalls vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weisen die Gehäuse der Stufenschaltermodule jeweils mindestens eine Aussparung auf, durch die im montierten Zustand die Anschlußelemente des Transformators sich ins Innere des jeweiligen Stufenschaltermoduls erstrecken und von diesem direkt beschaltbar sind, indem sie die eigentlichen Stufenkontakte bilden. Dazu sind diese Anschlußelemente an ihrem freien Ende vorzugsweise elektrodenartig ausgebildet und kreisförmig oder entlang einer Linie räumlich zueinander angeordnet.

Schließlich kann es in Weiterführung der Erfindung vorteilhaft sein, die Stufenschaltermodule über Kontakt- und/oder Befestigungsadapter mit den jeweiligen Stufentransformatoren elektrisch und mechanisch zu verbinden. Auf diese Weise ist zur Anpassung an veränderte Anschluß und Befestigungsverhältnisse keine Veränderung an den Stufenschaltermodulen selbst erforderlich, sondern es sind lediglich wesentlich einfachere, unterschiedliche Adapter notwendig.

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt die Anordnung eines erfindungsgemäßen modularen Stufenschalters mit einem Stufentransformator in Gießharzausführung in schematischer Darstellung.

Fig. 1a zeigt ein alternatives Detail dazu.

Fig. 2 zeigt die zusammenwirkenden Verbindungs- und Befestigungselemente in perspektivischer Darstellung.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführung dieser Elemente ebenfalls in perspektivischer Darstellung.

Fig. 3a zeigt eine alternative Anordnung der elektrischen Anschlußelemente.

Fig. 4 zeigt schließlich eine dritte Ausführung wiederum in perspektivischer Darstellung.

Ein dreiphasiger Stufentransformator 1, der als Gießharztransformator ausgebildet ist, besitzt für jede Phase ein an sich bekanntes Anschlußterminal 2.1, 2.2, 2.3. Diese Anschlußterminals 2.1, 2.2, 2.3 weisen in jeweils gleicher geometrischer Zuordnung elektrische Anschlußelemente 2.1.1, 2.2.1 und 2.3.1, die jeweils mit den entsprechenden Anzapfungen der Stufenwicklung der jeweiligen Phase verbunden sind, sowie mechanische Befestigungsmittel 2.1.2, 2.2.2 und 2.3.2 auf.

Mit jedem Anschlußterminal ist jeweils ein einphasiges, identisch aufgebautes Stufenschaltermodul 3.1, 3.2 und 3.3 elektrisch und mechanisch verbunden. Die Verbindung erfolgt durch am jeweiligen Stufenschaltermodul angeordnete korrespondierende elektrische Anschlußelemente 3.1.1, 3.2.1 und 3.3.1 sowie korrespondierende mechanische Befestigungsmittel 3.1.2, 3.2.2 und 3.3.2. Die gemeinsame synchrone Betätigung der einzelnen Stufenschaltermodule erfolgt durch Antriebswellen 4.1, 4.2, 4.3, die mit einem gemeinsamen Motorantrieb 5 in Verbindung stehen. Fig. 1a zeigt schematisch eine weitere beispielhafte Möglichkeit der Anordnung der Antriebswellen.

Fig. 2 zeigt ein Anschlußterminal 2.1 des Stufentransformators 1 sowie ein hieran angeschlossenes Stufenschaltermodul 3.1 näher. Es sind senkrecht übereinander mehrere Anschlußelemente 2.1.1, die jeweils einer Anzapfung der Stufenwicklung entsprechen, in steckerartiger Ausführung angeordnet; seitlich davon sind beidseitig Befestigungsmittel 2.1.2, beispielsweise Stehbolzen, angeordnet. Das Stufenschaltermodul 3.1 weist geometrisch korrespondierende elektrische Anschlußelemente 3.1.1, ausgebildet als Kontaktbuchsen oder -klammern, die die Anschlußelemente 2.1.1 umschließen, sowie korrespondierende Befestigungsmittel 3.1.2, in diesem Fall Bohrungen in einem Flansch, auf, so daß das Stufenschaltermodul 3.1 mittels Muttern mit dem jeweiligen Anschlußterminal 2.1.1 verschraubbar ist.

Die entsprechende konstruktive Ausgestaltung der jeweils zusammengehörenden Paarungen von elektrischen Anschlußelementen und mechanischen Verbindungsmitteln kann dabei in Abhängigkeit von den jeweiligen elektrischen Anforderungen und Belastungen und den mechanischen und insbesondere auch räumlichen Verhältnissen vielgestaltig sein. Auf alle Fälle wird gewährleistet, daß nur ein einheitliches Stufenschaltermodul, unabhängig auch von der Phasenzahl des Transformators, erforderlich ist. Dabei entspricht jedes Stufenschaltermodul einem kompletten einphasigen Stufenschalter, weist insbesondere auch einen eigenen Kraftspeicher zur sprunghaften Auslösung auf. Besonders vorteilhaft für solche Stufenschaltermodule sind einphasige Lastwähler, die durch die Kombination von Stufenvorwahl und unterbrechungsloser Lastumschaltung besonders raumsparend herstellbar sind. Weiter ist es besonders vorteilhaft, auch die Stufenschaltermodule in Trockenbauweise vorzusehen, da dadurch eine separate, sonst notwendige Abdichtung des Ölraumes entfällt. Schließlich ist es auch möglich, die Stufenschaltermodule als leistungslos schaltende Umsteller, Linearumsteller etwa, auszubilden, wodurch sich die gesamte Anordnung weiter vereinfacht, andererseits jedoch vor Umschaltung von einer Stufe auf eine andere ein Abschalten des Transformators notwendig ist.

Es ist weiterhin vorteilhaft, die elektrischen Anschlußelemente am Anschlußterminal derart auszubilden, daß sie bis in das Innere des angeschlossenen Stufenschaltermoduls dringen und dort direkt als Kontakte, zwischen denen die Umschaltung erfolgt, verwendet werden.

Eine solche Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt.

Hierbei sind bei gegenüber Fig. 2 unverändertem Anschlußterminal 2.1 die elektrischen Anschlußelemente 2.1.1, die ebenfalls übereinander angeordnet sind, an ihren freien Enden elektrodenartig ausgebildet. Das am Anschlußterminal 2.1 befestigte Stufenschaltermodul 3.1 weist zwar korrespondierende Befestigungsmittel 3.1.2 auf, jedoch sind keine separaten elektrischen Anschlußelemente vorhanden. Vielmehr ist im Gehäuse des Stufenschaltermoduls 3.1 eine Aussparung 3.4 vorhanden, die dem Anschlußterminal 2.1 zugewandt ist und durch die die elektrodenartig ausgebildeten freien Enden der elektrischen Anschlußelemente 2.1.1 bis ins Innere des Stufenschaltermoduls 3.1 reichen und dort direkt die festen, entsprechend zu beschaltenden Stufenkontakte des Stufenschalters bilden, auf denen mindestens ein beweglicher Stufenwähler oder Lastwählerkontakt 3.5 abläuft.

Fig. 3a zeigt eine alternative Anordnung der elektrischen Anschlußelemente; diese kreisförmige Anordnung ist ebenfalls besonders geeignet, direkt die festen Stufenkontakte zu bilden, die dann von einer zentrisch gelagerten drehbaren Kontaktbrücke auf an sich bekannte Weise beschaltbar sind.

Fig. 4 schließlich zeigt eine weitere Ausführungsform. Auch hierbei weist das Stufenschaltermodul 3.1 eine Aussparung 3.4 auf, die dem Anschlußterminal 2.1 zugewandt ist.

In Abwandlung der Erfindung sind dabei jedoch am Anschlußterminal 2.1 die elektrischen Ausleitungen lediglich als eingegossene Gewindehülsen 6.1.1 . . . 6.5.2 ausgebildet, wobei jedem elektrischen Anschluß jeweils zwei nebeneinanderliegende Gewindehülsen 6.n.1 und 6.n.2 entsprechen. Durch elektrisch leitende Formteile 7.1 . . . 7.5, die mit den paarweise nebeneinanderliegenden Gewindehülsen jeweils verschraubt werden, werden sowohl die vom beweglichen Kontakt 3.5 zu beschaltenden Stufenkontakte 7.1.1 . . . 7.1.5 gebildet, gleichzeitig wird durch Befestigungslaschen 7.2.1 . . . 7.2.5 an den Formteilen 7 das jeweilige Stufenschaltermodul befestigt. Es werden also elektrische Anschlußelemente und mechanische Befestigungsmittel kombiniert.

Claims (5)

1. Stufenschalter für einen vorzugsweise gießharzisolierten Stufentransformator, bestehend aus einphasigen identischen Stufenschaltermodulen, welche jeweils alle zur Lastumschaltung erforderlichen Mittel und ein eigenes, diese umschließendes Gehäuse aufweisen, wobei die Stufenschaltermodule durch jeweils eine Antriebswelle mit einem Motorantrieb in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) ohne Verbindungsleitungen direkt oder über ein Anschluß­ terminal (2.1, 2.2, 2.3) mit elektrischen Anschlußelementen (2.1.1, 2.2.1, 2.3.1) des Stufentransformators (1) an jeweils den Wicklungsausleitungen einer Stufenwicklung anschließbar ist, derart, daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) in jeweils gleicher geometrischer Zuordnung weitere elektrische Anschlußelemente (3.1.1, 3.2.1, 3.3.1) aufweist, die mit den zu beschaltenden Stufen­ kontakten im Inneren des jeweiligen Stufenschaltermoduls elektrisch verbunden sind
und daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2., 3.3) weiterhin in ebenfalls gleicher geometrischer Zuordnung mindestens ein mechanisches Befestigungsmittel (3.1.2, 3.2.2, 3.3.2) zur Befestigung am Stufentransformator aufweist.

2. Stufenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlußelemente (3.1.1, 3.2.1, 3.3.1), zugleich auch die mechanischen Befestigungsmittel (3.1.2, 3.2.2, 3.3.2) sind.

3. Stufenschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) mittels eines zwischengeschalteten Kontakt- und/oder Befestigungsadapters, der die jeweils zusammengehörigen elektrischen Anschlußelemente (2.1.1, 2.2.1, 2.3.1) und/oder Befestigungsmittel (2.1.2, 2.2.2, 2.3.2) des Stufen­ transformators (1) mit den elektrischen Anschlußelementen (3.1.1, 3.2.1, 3.3.1) und/oder Befestigungsmitteln (3.1.2, 3.2.2, 3.3.2) des jeweiligen Stufenschaltermoduls (3.1, 3.2, 3.3) verbindet, an den Stufentransformator (1) angeschlossen ist.

4. Stufenschalter für einen vorzugsweise gießharzisolierten Stufentransformator, bestehend aus einphasigen identischen Stufenschaltermodulen, welche jeweils alle zur Lastumschaltung erforderlichen Mittel und ein eigenes, diese umschließendes Gehäuse aufweisen, wobei die Stufen­ schaltermodule durch jeweils eine Antriebswelle mit einem Motorantrieb in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) ohne Verbindungsleitungen direkt oder über ein Anschlußterminal (2.1, 2.2, 2.3) mit elektrischen Anschlußelementen (2.1.1, 2.2.1, 2.3.1) des Stufentransformators (1) an jeweils den Wicklungsausleitungen einer Stufenwicklung anschließbar ist, derart, daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) in jeweils gleicher geometrischer Zuordnung mindestens ein mechanisches Befestigungsmittel (3.1.2, 3.2.2, 3.3.2) zur Befestigung am Stufentransformator (1) aufweist,
und daß das Gehäuse jedes Stufenschaltermoduls (3.1, 3.2, 3.3) mindestens eine Aussparung (3.4) aufweist, durch die die elektrischen Anschlußelemente (2.1.1, 2.2.1, 2.3.1) des Stufentransformators (1) sich ins Innere des jeweiligen Stufenschaltermoduls (3.1, 3.2, 3.3) erstrecken und von diesem als Stufenkontakte direkt beschaltbar sind.

5. Stufenschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die mechanischen Befestigungsmittel (3.1.2, 3.2.2, 3.3.2; 7.2.1 . . . 7.2.5) als auch die elektrischen Anschlußelemente (2.1.1, 2.2.1, 2.3.1; 7.1.1 . . . 7.1.5) durch elektrisch leitende Formteile (7) gebildet sind, die jeweils mit den Wicklungsausleitungen des Stufen­ transformators verbunden sind.