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Lastumschalter für Anzapftransformatoren Für die Regelung großer Anzapftransformatoren
unter Last benutzt man Stufenschalteinrichtungen, die aus einem stromlos schaltenden
zweiteiligen Stufenwähler und einem unter Strom schaltenden Lastumschalter bestehen.
Der Lastumschalter besitzt im ,allgemeinen zwei feste und zwei bewegliche Hauptkontakte
sowie zwei feste und zwei bewegliche Hilfskontakte. Jeder feste Hauptkontakt ist
über einen Widerstand mit dem zugehörigen festen Hilfskontakt verbunden. Der Träger
der beweglichen Haupt- und Hilfskontakte geht zwischen zwei Endstellungen hin und
her.
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Ein Fedezkraftspeicher sorgt dafür, da,ß die Umschaltung des Lastumschalters
von einer Endstellung zur anderen kurzzeitig und unaufhaltsam erfolgt.
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Bei solchen Lastumschaltern ist es nun von besonderer Bedeutung, daß
die richtige Reihenfolge der Schaltvorgänge durch möglichst einfache _ und betriebssichere,
mechanische Elemente erreicht wird, daß ferner der Raumbedarf für eine bestimmte
Schaltleistung möglichst klein wird, und daß endlich alle dem Verschleiß unterworfenen
Teile möglichst leicht zugänglich sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Lastumschalter zu schaffen,
der die vorgenannten Vorteile ,aufweist. Sie betrifft einen Lastumschalter für Anzapftransformatoren
mit zwei festen Hauptkontakten, zwei fest-en Hilfskontakten, zwei beweglichen Hauptkontakten
und zwei beweglichen Hilfskontakten, bei dem jeder feste Hauptkontakt über einen
Ohmschen Widerstand mit dem zugehörigen festen Hilfskontakt verbunden ist. Erfindungsgemäß
sind die beweglichen Hauptkontakte und die beweglichen Hilfskontakte auf einem segmentförmigen
Kontaktträger angeordnet, der sich bei der Umschaltbewegung von einem festen Hauptkontakt
zum anderen auf dem Träger der festen Haupt- und Hilfskontakte abwälzt. Die Kontaktdruckkraft
und die den segmentfö rmigen Kontaktträger bewegende Kraft greifen .an der Spitze
des letzteren
an. Der Träger der festen Haupt-und Hilfskontakte
kann sowohl geradlinig als auch bogenförmig ausgebildet sein.
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Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel eines Lastumschalters gemäß
der Erfindung wieder. Jeder der beiden beweglichen Kontakte der drei ztveiteiligen
Stufenwähler, die den drei Phasenwicklungen U, Va W zugeordnet sind,
ist mit einem Hauptkontakt Ha bzw. Hb verbunden. jeder Hauptkontakt
ist in bekannter Weise über einen Widerstand Il'a bzw. 117b mit einem Hilfskontakt
lia bzw. hb verbunden. Die Haupt- und Hilfskontakte Ha, ha bzw.
Hb, hb gehören immer zu einer Phase (z. B. U). Die Haupt- und Hilfskontakte
einer Phase sind im vorliegenden Falle .auf 1/3 eines Kreisumfangs verteilt angebracht.
Die übrigen beiden Drittel des Kreisumfangs werden durch die entsprechenden Kontakte
der anderen Phasen V, W besetzt. Mit jeder der den drei Phasen U, V, W zugeordneten
festen Kontaktgruppe arbeitet eine bewegliche Kontaktgruppe zusammen, die aus den
Haupt-und Hilfskontakten H, 1i 1i, H besteht. Diese beweglichen Kontakte
sind mit der Ableitung AL direkt verbunden.
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Selbstverständlich wäre es auch möglich, die überschaltwiderstände
Wa und Wb mit den beweglichen Hilfskontakten h zu verbinden. Hiervon wird jedoch
meist dann kein Gebrauch gemacht, wenn die Umschaltung, wie im vorliegenden Fall,
nur von einer Endstellung aus in die andere erfolgt. Die beweglichen Haupt- und
Hilfskontakte sind auf segmentförmigen KontaktträgernSir bzw. Sv bzw. Sitr federnd
angebracht. Jeder Kontaktträger greift entweder mit isolierten Zähnen zwischen die
feststehenden Haupt-und Hilfskontakte, wie in der Zeichnung dargestellt, oder es
sind eigene, getrennte Zahnkränze an den Segmenten und an den Trägern der festen
Kontakte vorhanden. Die kraftschlüssige Führung der Kontaktträger Su, Si% Sii, geschieht
durch einen zentral angeordneten Exzentertrieb E über drei Bolzen x, y, z. Dabei
nehmen diese Bolzen die Kontaktdruckkräfte, die von den Federn der beweglichen Kontakte
ausgeübt werden, auf. Die Kontaktdruekkräfte heben sich bei dieser Anordnung auf.
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In der gezeichneten Stellung I fließt bei der Phase U, die Beschreibung
gilt sinngemäß auch für die Phasen V, W, der Betriebsstrom aus der Anzapfung 3 über
den festen Hauptkontakt Ha und den beweglichen Hauptkontakt H zur
Ableitung AL. Hierbei wird der mechanische Kontaktdruck von der Mittelachse
über den Bolzen x auf die Federung des Kontaktes H ausgeübt, der demzufolge auch
zurückgedrückt gezeichnet ist. Das Segment Sri dient hierbei lediglich zur Übertragung
dieses Kontaktdruckes und zur seitlichen Richtungshaltung des beweglichen Hauptkontaktes
H, der als Rollenkontakt gezeichnet ist. Zu letzterem Zweck hat das Segment die
Verzahnung, die mit der entsprechenden Gegenverzahnung des Trägers der festen Kontakte
im Eingriff steht.
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Soll aus dieser Stellung die Umschaltung der Last nach Anzapfung 2
erfolgen, so muß das Segment Su in die Stellung III geschwenkt werden. Hier erfolgt
dann die direkte Stromleitung aus der Anzapfung 2 über den feststehenden Haut.tkontrikt
Hb, den beweglichen Hauptkontakt H zur Ableitung AL. Der Übergang
von der Stellung I zur Stellung 111 geschieht durch eine Schwenkung des dreifachen
Exzenters F_ um etwa nach rechts. Der Bewegungswinkel wird dadurch begrenzt, daß
die drei Segmente Su, Sv, Sw mit ihren Flanken zusammenschlagen und dadurch die
Weiterbewegung hemmen. Ein Vergleich der Stellung I mit der Stellung III zeigt deutlich,
wie diese Bewegungsbegrenzung nach beiden Drehrichtungen wirkt. In der Mittelstellung
1I hindern sich die drei Segmente in ihrer Bewegung nicht.
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Der Lastumschaltvorgang von der Anzapfttng 3 zur Anzapfung 2 geschieht
in der üblichen Weise dadurch, daß vor Unterbrechung des direkten Stromweges über
Ha zu-
nächst ersatzweise der Stromweg über ha und den überschaltwiderstand
Wa hergestellt wird, daß dann ein weiterer Stromweg über lib und den i@ berschaltwiderstand
117b und schließlich der direkte Stromweg aus der Anzapfung 2 über Hb zur
Ableitung AL hergestellt wird. Zugleich mit der Herstellung jedes neuen Stromweges
wird der bisher am längsten eingeschaltete alte Stromweg ausgeschaltet, so daß auf
diese Art und Weise eine unterbrechungslose Überleitung des Laststromes von der
Anzapfung 3 zur Anzapfung 2 bewirkt wird.
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Aus den drei Stellungen I-III ist zu sehen, daß die Kraftdrücke der
gefederten beweglichen Haupt- und Hilfskontakte in jeder Stellung symmetrisch zur
Mittelachse sich zur resultierenden Kraft Null ergänzen. Der dreiphasige Lastumschalter
ist also, was die statischen Kräfte angeht, ausgeglichen. Es ist aber auch möglich,
durch entsprechende Gewichtsverteilung auf den Segmenten Su, Sv, Sw die dynamischen
Kräfte auszugleichen, da in dem Moment des Zusammenstoßens der Segmentflanken sich
die entsprechenden Teile entgegengesetzt bewegen. Soll der Lastumschalter durch
einen Kraftspeicher kurzzeitig geschaltet werden, so muß dieser Kraftspeicher eine
Drehkraft auf die Mittelwelle ausüben, die einmal nach
rechts (Stellung
I nach III) und das andere Mal nach links (Stellung III nach I) zu wirken hat. Halteklinken
sind für diesen Kraftspeicher nicht ;erforderlich, da man infolge der bewegungsbegrenzten
Endstellungen von dem Kippprinzip Gebrauch machen kann.
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Ohne weitere Erläuterungen geht aus der Zeichnung hervor, daß (alle
feststehenden und beweglichen Haupt- und Hilfskontakte leicht zugänglich sind und
daß die Prüfung ihres Kontaktschlusses u. dgl. in einer einzigen Blickrichtung erfolgen
kann. Außerdem ist ersichtlich, daß bei verhältnismäßig großen Öffnungswegen, die
zwischen den Hauptkontakten (z. B. Hb-H) aus überspannungsgründen größer
sind als zwischen den Hilfskontakten (z. B. ftb-h), ein sehr gedrungener
Aufbau des Lastumschalters .erzielt ist. Des weiteren ist erreicht, daß alle Stellen,
an denen zu gleicher Zeit Schaltfunken auftreten, möglichst weit voneinander entfernt
sind (12o° Versetzung).
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In der Zeichnung ist nur ein dreiphasiger Lastumschalter für das Schalten
am TYansformatornullpunkt dargestellt. Sielbstverständlich ist es auch möglich,
:ein Drittel der Apparatur (Sektor von i2o°) als einphasigen Lastumschalter zu verwenden.
Die günstigen Verhältnisse hinsichtlich des Raumbedarfes ändern sich hierdurch nicht,
wohl aber muß die Mittelwelle jetzt den statischen Druck der Kontaktkräfte und auch
die dynamischen Massenkräfte bei der Umschaltbewegung aufnehmen.
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Diesen Nachteil kann man vermeiden, wenn man den einphasigen Lastumschalter
statt mit einem mit zwei Kontaktträgersegmenten ausrüstet, die um i8o'' versetzt
angeordnet sind. Die zu jedem Segment gehörigen vier feststehenden Kontakte (zwei
Hauptkontakte und zwei Hilfskontakte) sind dann nicht mehr, wie in der Zeichnung
dargestellt, auf dem Drittelkreis, sondern auf einem Halbkreis angebracht. Da die
Abstände der einzelnen Kontakte untereinander jedoch die gleichen bleiben können,
verkleinert sich mit der Beschränkung auf zwei Kontaktträgersegmente auch der Durchmesser
des Kontaktkreises auf 2/3 derjenigen Größe, die- er bei dreiphasiger Ausführung
haben muß.
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Eine solche Ausführung :eines einphasigen Lastumschalters mit zwei
Kontaktträgersegmenten anstatt nur eines einzigen, wie es weiter oben als ,ausreichend
angegeben wurde, erfordert einen gr4ßeren Aufwand, der im Normalfalle nur den einen
Erfolg hat, die Mittelwelle von den statischen Drücken der Kontaktkräfte und auch
von den dynamischen Massenkräften bei der Umschaltbewegung zu entlasten. Der größere
Aufwand an Kontaktmaterial kann aber im Nichtnormalfall auch ohnehin erforderlich
sein, wenn die von dem Apparat zu bewältigende Stromstärke so groß wird, daß ein
einzelner Kontakt sie nicht zu führen imstande ist. Diese Ausführungsform eines
einphasigen Lastumschalters mit zwei um 18o° versetzten Kontaktträgersegmenten empfiehlt
sich also vor allem bei größeren Stromstärken, die eine Vervielfachung der Kontakte
erfordern.