DE915590C - Stufenwaehler fuer Anzapftransformatoren - Google Patents

Description

Bei unter Last umschaltbaren Anzapftransformatoren großer Leistung verwendet man seit langem Stufenschalteinrichtungen, welche aus einem Lastumschalter, der die eigentlichen Leistungsschaltungen vollzieht, und einem Stufenwähler, der die Leistungsschaltungen durch stromlose Verbindung der Lastumschalterkontakte mit den Transformatoranzapfungen vorbereitet, bestehen. Unter den gebräuchlichen Stufenwählern nehmen diejenigen eine besondere Stellung ein, die die aufeinanderfolgenden geradzahligen bzw. ungeradzahligen Transformatoranzapfungen abwechselnd mit den beiden Polen eines zweipoligen Lastumschalters verbinden. Solche Stufenwähler bestehen aus zwei Kontaktgruppen, die je einem der Pole des Lastumschalters zugeordnet sind und unabhängig voneinander abwechselnd geschaltet werden können (Patentschrift 485 959).

Die Praxis hat eine ganze Reihe von Ausführungsformen hervorgebracht, die je nach Betriebsspannung des Anzapftransformators, je nach zur Verfügung stehendem Raum und je nach der räumlichen Anordnung des Stufenwählers zum Lastumschalter angewendet werden. Bei Stufenwählern für höhere Betriebsspannung sind die Anzapfungskontakte auf vertikalen Stäben eines Isolierstabkäfigs angebracht, wobei die Stromabnahme durch bewegliche Kontaktbrücken erfolgt, die eine Schwenkbewegung um die Mittelachse des Käfigs ausführen. Verschieden ist die Art der Stromableitung von den beweglichen Kontaktbrücken zu den Polen des Lastumschalters. Es herrschen Konstruktionen vor, bei denen die Stromableitung von Sammelschienen, die von den Isolierstäben des Käfigs getragen werden, direkt nach außen erfolgt oder bei denen die Stromableitung, von im

Innern des Isolierstabkäfigs liegenden Schleifringen ausgehend, an einer geeigneten Stelle mit niedrigen Spannungsdifferenzen gegenüber den Nachbarkontakten zwischen den Stäben des Käfigs hindurch nach außen tritt. Verschieden ist außerdem die räumliche Anordnung der beiden Kontaktgruppen (geradzahlige und ungeradzahlige Transformatoranzapfungen), die abwechselnd nacheinander geschaltet werden müssen. Bevorzugt sind Ausführungsarten,

ίο bei denen jede Kontaktgruppe zu einer selbständigen Stufenwählerhälfte zusammengefaßt ist und beide Stufenwählerhälften axial übereinander oder mit parallelen Achsen nebeneinander angeordnet sind. Nur für ungerade Stufenzahlen, die aber in der Praxis wenig vorkommen, sind Stufenwählerkonstruktionen bekanntgeworden, bei denen die beiden Stufenwählerkontaktgruppen aus den beiden Halbkreisen des vollen Anzapfungskontaktkreises bestehen und in einer Ebene angeordnet sind (Patentschriften 486 436 und 705 659).

Diese einmal nach der Art der Stromableitungen zu den Lastumschalterpolen und zum anderen nach der Art der räumlichen Anbringung der beiden Anzapfungskontaktgruppen unterschiedenen Ausführungsformen bedingen eine sehr verschiedene Gestaltung ihres Unterbringungsraumes im Trafokessel oder in einer Ausbuchtung desselben. Der Raumbedarf der kleinsten bekannten Stufenwähler mit zwei Kontaktgruppen ist durch zwei extreme Bauarten abgesteckt. Grenzfall i: Der Stufenwähler besteht aus zwei axial übereinanderliegenden Stufenwählerhälften. Grenzfall 2: Der Stufenwähler besteht aus zwei sich zu einem Vollkreis ergänzenden halbkreisförmigen Stufenwählerhälften.

Ersterer hat einen kleinen Käfigdurchmesser, aber eine große Länge, während der zweite einen doppelt so großen Käfigdurchmesser, aber nur die halbe Länge aufweist. Die Längendimensionen fallen besonders ins Gewicht, wenn es sich um Stufenwähler für Drehstromtransformatoren handelt, bei denen die dreifache Zahl der Anzapfungskontakte übereinander unterzubringen ist.

Der große Raumbedarf der bisher bekannten Stufenwähler erschwert ihre Anwendung bei Stufentransformatoren mit beschränkten äußeren Abmessungen. Das gilt besonders dann, wenn in dem Trafokessel oder einem Anbau desselben außer dem Stufenwähler auch noch der Lastumschalter und gegebenenfalls sogar noch der motorische Antrieb

So untergebracht werden sollen. Aufgabe der Erfindung ist es also, einen Stufenwähler anzugeben, der gegenüber den bisher bekannten Ausführungsformen geringere Abmessungen bei gleicher elektrischer und mechanischer Sicherheit aufweist.

Die nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläuterte Erfindung betrifft einen solchen Stufenwähler zur abwechselnden Verbindung der geradzahligen und ungeradzahligen Anzapfungen eines vorzugsweise mehrphasigen Anzapftransformators mit den Polen eines Lastumschalters. Dieser Stufenwähler besteht, wie üblich, aus einem zylinderförmigen Isolierstabkäfig, der ebensoviel Stäbe besitzt, wie Anzapfungskontakte in jeder Transformatorphase vorhanden sind. Selbstverständlich können auch andere übliche Ausführungsarten von Stufenwählern, wie z. TS. solche mit horizontaler Achse und Scheibenisolation, in der durch die Erfindungskennzeichen angegebenen sinngemäß anzuwendenden Art ausgestaltet werden. Die Anzapfungskontakte der einzelnen Transformatorphasen sind auf den Isolierstäben phasenweise übereinander mit dem ausreichenden Isolierabstand gegenüber den Nachbarphasen bzw. dem Erdpotential angebracht. Die Stromzuleitung von den Anzapfungskontakten zu den beiden Polen, die der Lastumschalter üblicher Ausführung je Phase hat, geschieht durch zwei bewegliche Kontaktbrücken über Schleifringe, die im Innern des Isolierstabkäfigs angebracht sind.

Erfindungsgemäß werden die zu jeder Transformatorphase gehörenden Gruppen der geradzahligen bzw. der ungeradzahligen Anzapfungskontakte je für sich symmetrisch auf den vollen Käfigumfang verteilt und in verschiedenen Höhenlagen auf den Isolierstäben des Käfigs derart angeordnet, daß alle geradzahligen Kontakte in gleicher Höhe liegen und daß alle ungerädzahligen Kontakte in einer anderen, aber auch gleichen Höhe liegen. Die zu den beiden Kontaktgruppen gehörigen beweglichen Kontaktbrücken und die Schleifringe sind in der gleichen Höhenlage angebracht. So entstehen für jede Transformatorphase zwei axial übereinanderliegende Vollkreiskontaktebenen, deren eine die geradzahligen Anzapfungskontakte nebst zugehörigem Schleifring und beweglicher Kontaktbrücke und deren andere die ungeradzahligen Anzapfungskontakte nebst zugehörigem Schleifring und beweglicher Kontaktbrücke enthält.

Die von den Schleifringen ausgehenden Stromableitungen zu den Lastumschalterpolen verlaufen axial durch das Innere der Schleifringe nach oben oder unten, durchsetzen also den Isolierstabkäfig nicht. Dadurch ist zwischen den Kreisen der auf dem Käfig angebrachten Anzapfungskontakte und den innenliegenden Schleifringen ein zylindrischer Ringspalt frei. Dieser Ringspalt wird zur Bewegung der Kontaktbrücken von Stufe zu Stufe benutzt.

Die mechanische Fortbewegung der beweglichen Kontaktbrücken geschieht durch Isolierstücke, die derart gelagert sind, daß sie im Kreisspalt zwischen dem Anzapfungskontaktkreis und den Schleifringen eine Schwenkbewegung um die Mittelachse des Isolierstabkäfigs ausführen können. Die beweglichen Kontaktbrücken sind jedoch nicht auf diesen mechanischen Bewegungselementen befestigt, sondern werden von diesen nur hin und her bewegt. Sie'sind in ihrer Bewegungsebene federnd durch Kontaktträger gehalten, die auf den Schleifringen drehbar gelagert sind. Soweit diese Kontaktträger in den Spannungsraum der nicht eingeschalteten Anzapfungskontakte hineinragen, bestehen sie aus Isolierstoff. An diesen Isolierstoffteilen der Kontaktträger greifen die vorerwähnten, als mechanische Bewegungselemente diedenden Isolierstücke an, ohne daß die Berührungsstellen metallisch miteinander gekuppelt werden. Bei Stufenwählern mit größerer axialer Länge (das. sind insbesondere solche für dreiphasige Anzapf-

transformatoren hoher Betriebsspannung mit großen Regelbereichen) erhalten die in dem Kreisspalt schwenkbaren Isolierstücke an ihren beiden Enden zwangläufige Führungen, die ihre stete Parallelität zu den Isolierstäben des Käfigs gewährleisten. Bei axial kürzeren Stufenwählern reicht eine einseitige Führung der schwenkbaren Isolierstücke aus. Die durch die vorstehend gekennzeichneten Erfindungsmerkmale erzielten raumsparenden Vorteile wirken ίο sich wie folgt auf Durchmesser und Länge des Stufenwählers aus: Da der Durchmesser des Kontaktkreises eines Stufenwählers bei gegebener Kontaktbreite und gegebenem Spannungsabstand zu den Nachbarkontakten im wesentlichen von der Zahl der Anzapfungskontakte, die in einer Kreisebene untergebracht sind, abhängt, hat der erfindungsgemäße Stufenwähler nur einen Kontaktkreisdurchmesser entsprechend der Kontaktzahl aller in einer Ebene untergebrachten Anzapfungskontakte. Die in den Zwischenräumen zwischen den Anzapfungskontakten einer Kontaktebene liegenden Isolierstäbe, die die Anzapfungskontakte der zweiten Kontaktebene tragen, bedingen keine Durchmesservergrößerung. Die Isolierabstände der auf diesen Zwischenstäben angebrachten Anzapfungskontakte werden durch eine Höhenversetzung der zweiten Kontaktebene gegenüber der erbten bewirkt.

Da die Länge eines Stufenwählers bei gegebener Dicke einer Kontaktebene sowie der oberen und unteren Befestigungselemente der Isolierstäbe nur noch von der Zahl der Kontaktebenen je Isolierstab und der Länge der Isolierstrecken abhängig ist, die die Anzapfungskontakte der verschiedenen Transformatorphasen untereinander bzw. gegenüber dem Erdpotential der oberen und unteren Endbefestigungen haben, ergibt sich für den erfindungsgemäßen Stufenwähler eine Länge wie sonst bei einer Stufenwählerhälfte allein, lediglich vermehrt um den geringen Höhenunterschied zwischen den beiden Kontaktebenen einer Transformatorphase. Das gilt unabhängig von der Phasenzahl des Stufenwählers, da der Höhenunterschied zwischen den beiden Kontaktebenen, die die geradzahligen und ungeradzahligen Kontaktgruppen enthalten, nur einmal in Erscheinung tritt. Dieser Höhenunterschied ist, verglichen mit dem aus Spannungsgründen erforderlichen Höhenunterschied der auf den gleichen Isolierstäben angebrachten, zu verschiedenen Phasen gehörigen Anzapfungskontakten, gering, da die beiden Kontaktebenen Anzapfungskontakte der gleichen Transformatorphase enthalten und da die einzelnen Anzapfungskontakte nicht vertikal übereinander auf den gleichen Isolierstäben sitzen, sondern sich diagonal mit einer freien ölstrecke gegenüberstehen, die eine Differenzspannung in der Größenordnung der Regelbereichspannung einer Phase auszuhalten hat. Bei der Beschreibung der Zeichnungen ist ferner gezeigt, daß bei besonderer Anordnung der beiden Kontaktgruppen einer Phase sogar eine Begrenzung auf die halbe Regelbereichspannung möglich ist.

Verglichen mit den oben bezeichneten Grenzausführungen (Grenzfall 1 und 2) ist also der Durchmesser des erfindungsgemäßen Stufenwählers gleich dem einer Stufenwählerhälfte bei axialer Übereinanderanordnung gemäß Grenzfall 1 und nur etwa die Hälfte des Durchmessers eines Stufenwählers mit Nebeneinanderanordnung gemäß Grenzfall 2. Ähnlich ist die Länge des erfindungsgemäßen Stufenwählers nur um den geringen Höhenunterschied der beiden Kontaktebenen einer Transformatorphase größer als die Länge eines Stufenwählers nach Grenzfall 2 bzw. als die halbe Länge nach Grenzfall 1. Von beiden Grenzfällen sind also annähernd die günstigsten Maßverhältnisse in dem erfindungsgemäßen Stufenwähler verwirklicht bei gleicher elektrischer und mechanischer Sicherheit.

Die Voraussetzung für die Erzielung des geringstmöglichen Käfigdurchmessers (das ist das Maß, das allein durch die Kontaktbreiten und die Spannungsabstände zwischen den einzelnen Anzapfungskontakten jeder Ebene bedingt ist) wird durch die innerhalb des Anzapfungskontaktkreises liegenden Konstruktionsteile nicht gestört, wenn der aus Spannungsgründen geringstmögliche Radialabstand zwischen dem äußeren Anzapfungskontaktkreis und dem inneren Schleifring infolge der konstruktiven Maßnahmen ausreicht, um die mechanischen Bewegungselemente der beweglichen Kontaktbrücke in der Kontaktebene unterzubringen. Die erfindungsgemäßen konstruktiven Maßnahmen bestehen darin, die beweglichen Kontaktbrücken nicht, wie bisher üblich, von ihren Bewegungselementen tragen zu lassen, sondern sie auf Kontaktträgern federnd anzubringen, die auf den zugehörigen Schleifringen drehbar gelagert sind und die, soweit sie in den Spannungsraum der Anzapfungskontakte hineinragen, aus Isolierstoff bestehen. An diesen Isolierstoffteilen der Kontaktträger greifen dann die ebenfalls aus Isolierstoff bestehenden Bewegungselemente an, ohne daß an den Berührungsstellen metallische Verbindungen oder Kupplungen angebracht wären, die eine Vergrößerung des obengenannten Radialabstandes zwischen Kontaktkreis und Schleifring und damit eine Vergrößerung des Stufenwählerdurchmessers bedingen würden.

In den Fig. ia bis id und 2a bis 2c sind zwei erfindungsgemäße Stufenwähler mit verschiedener Kontaktanordnung und verschiedenem Bewegungsmechanismus der Antriebsisolierstücke gezeichnet, und die Fig. 3 a und 3 b stellen einen zur üblichen Ergänzung des Stufenwählers benötigten Stromwender besonders vorteilhafter Art dar. Im mittleren Teil von Fig. ia und in der ganzen Fig. id läuft die Schnittebene durch die Horizontale 0 bis 8 der Fig. ib sowie durch die unbezeichnete Horizontale der Fig. ic. Im oberen und unteren Teil von Fig. la verläuft die Schnittebene geknickt in Richtung Kontakt 13, Mittelachse (Fig. ic) und weiter Mittelachse, Kontakt 12 (Fig. ib). Das gleiche gilt für die Schnittebenen der Fig. 2 a mit dem Unterschied, daß an Stelle des Kontaktes 13 der Kontakt 3 getreten ist. Diese Darstellungsweise wurde gewählt, um in den oberen und unteren Teilen der Fig. ia und 2a den durch die Isolierstäbe L₁ und L₂ gekennzeichneten Antriebsmechanismus darstellen zu können.

Im einzelnen zeigen die Fig. ia bis id einen drei-Dhasigen Stufenwähler für hohe Betriebsspannungen

mit sechzehn Kontakten je Transformatorphase. Zwischen zwei kreisförmigen Grundplatten G_a und G sind sechzehn senkrechte Isolierstäbe / angeordnet, die mit den Grundplatten zusammen einen zylindrischen Käfig bilden, wie er sich im Stufenwählerbau zur Normalausführung entwickelt hat (Fig. ι a und ι d). Die Isolierstäbe bestehen aus je zwei Flachstäben /, und J_b (Fig. ib und ic), zwischen denen die mit den Zahlen ο bis 15 bezeichneten Anzapfungskontakte, die mit der Transformatorwicklung verbunden sind, sitzen. Durch diese Kontakte werden die Stäbe in einem gewissen Abstand voneinander festgehalten, so daß sie trotz großer Länge und geringen Isolierstoffquerschnittes eine große Biegesteifigkeit aufweisen. Die Anzapfungskontakte jeder Transformatorphase sind so auf den Isolierstäben übereinander angebracht, daß innerhalb der Phasen U, V, W geschlossene Kontaktkreise entstehen.

Aus dem Grundrißschnitt Fig. ib ist ersichtlich, daß die Kontaktgruppe der geradzahligen Anzapfungskontakte 0 bis 14 auf dem Umfang eines Kreises gleichmäßig verteilt auf Doppelisolierstäben angeordnet ist.

Ebenso geht aus dem Grundrißschnitt Fig. ic hervor, daß die Gruppe der ungeradzahligen Anzapfungskontakte ι bis 15 gleichmäßig auf dem Kreisumfang verteilt auf solchen Isolierstäben angeordnet ist, die in den Lücken zwischen den geradzahligen Kontakten stehen; außerdem ist die Reihenfolge der ungeradzahligen Kontakte um i8o° gegenüber derjenigen der geradzahligen Anzapfungskontakte gedreht.

Wie aus dem Aufriß Fig. id hervorgeht, sind in jeder der drei Phasen U₁ V, W die beiden Kontaktgruppen in wenig verschiedener Höhenlage (Differenz e) auf den Isolierstäben angeordnet, so daß in vorliegendem Fall auf dem Wählerumfang die Kontaktreihenfolge 0-9-2-11-4-13-6-15-8-1-10-3-12-5-14-7 entsteht; das hat spannungstechnisch den Vorteil, daß an keiner Stelle während des Betriebes, und zwar auch während des Umschaltvorganges, zwischen zwei benachbarten Kontakten eine größere Spannungsdifferenz als die halbe Regelspannung der betreffenden Phase auftreten kann. Die beiden Kontaktebenen der geradzahligen und ungeradzahligen Anzapfungskontakte können also in geringer Höhendifferenz übereinander angeordnet werden, auch wenn die Betriebsspannung sehr hoch ist. Diese Höhendifferenz ist in Fig. id bei allen drei Phasen mit e bezeichnet. Die Gesamthöhe des dreiphasigen Stufenwählers wird, wie aus der Fig. 1 d ersichtlich ist, gegenüber der Mindesthöhe, die sich bei einem Stufenwähler mit nur einer Kontaktebene je Phase aus den Metallbreiten α und b sowie aus den Spannungsabständen über senkrechte Isolation c und d ergibt, nur einmal um die Höhendifferenz der Kontaktebenen e vergrößert. Die Gesamthöhe wird damit 2« + 3& -j- 2C + 2iÜ + e.

Die Stromableitung von den Anzapfungskontakten 0 bis 15 zu dem Lastumschalter geschieht, wie aus den Fig. la (Mitte), ib und ic zu ersehen, über Kontaktbrücken fx und /o zu Schleifringen ^₁ und g₂ sowie weiter über im Innern dieser Schleifringe axial Verlaufende Stromableitungen A₁ und A₂. Die metallischen Kontaktbrücken /Ί und f₂, die sich im Kreise um rund i8o° gegenüberstehen und eine einander nachlaufende Bewegung ausführen müssen, werden von Kontaktträgern beweglich und federnd getragen. Jeder Kontaktträger besteht im vorliegenden Fall aus einem den Schleifring umgebenden, geschlossenen Metallring U₁ bzw. k₂, der durch zwei mit ihm verschraubte Isolierplatten i_x bzw. i₂ oberhalb und unterhalb des Schleifringes drehbar gehalten wird. Die Isolierplatten haben je zwei Verlängerungshörner, mit denen sie die zu ihrer Bewegung dienenden Isolierstücke Z₁ und Z₂ umgreifen. Die eigentlichen Kontaktbrücken f_x und f₂ bestehen aus zwei Kupferschienen, die in der Vertikalrichtung durch Federn auf die Schleifringe einerseits und die Anzapfungskontakte andererseits in üblicher Weise gedrückt werden und die in der horizontalen Drehrichtung durch eine an dem Metallring des Kontaktträgers befestigte Zunge M₁ bzw. m_% mitgenommen werden. Die der Bewegung der Kontaktbrücken dienenden Isolierstücke Z₁ und Z₂ bestehen im vorliegenden Fall aus Isolierrohren, die zum Zweck der Geradführung von metallischen Wellen durchsetzt werden, an deren oberen und unteren Enden Zahnräder oder Zahnritzel H₁ und M₂ in einem großen Außenzahnkranz 0 abrollen (Fig. ia, oberes und unteres Drittel). Das Isolierrohr muß so stark sein, daß es die Isolation der inneren Metallwelle gegenüber den Anzapfungskontakten der äußeren Kontaktkreise übernehmen kann. Die abwechselnde Bewegung der beiden Isolierstücke I₁ und I₂ wird von zwei Zahnrädern j>_x und p₂, in die der Stufenwählerantrieb eingreift, über zwei halbzylindrische Lagerschalen q₁ und q₂ vorgenommen. Diese dienen gleichzeitig der zentralen Lagerung und Führung der Isolierstücke I₁ und I₂. Während die Lagerschale q_x auf kurzem Wege das Zahnrad f_x mit dem Isolierstück I₁ verbinden kann, muß die Lagerschale q₂ durch einen halbkreisförmigen Spalt des Zahnrades f_t hindurchgehen, um zu seinem darüberliegenden Antriebszahnrad fi₂ zu kommen. Diese Anordnung gestattet eine raumsparende Antriebsübertragung auf die Isolierstücke I₁ und I₂. Von diesen aus geht der Antriebsimpuls, unterstützt durch die Zahnradparallelführungen o-n_x bzw. n₂-o, weiter über die Isolierplatten der Kontaktträger und deren Zungen zu den eigentlichen beweglich ge- no federten Kontaktbrücken f_x und f₂.

Fig. 2 a bis 2 c stellen einen ähnlichen Stufenwähler wie Fig. la bis id, jedoch für niedrige Betriebsspannungen dar. Hier ist es nicht notwendig, die zwischen die geradzahligen Anzapfungskontakte eingeschobenen ungeradzahligen Anzapfungskontakte im Kreise um i8o° zu verdrehen, sondern sie können in der Reihenfolge der Transformatorstufen eingeschachtelt werden. Die größte Spannungsdifferenz tritt dann zwischen den Kontakten 0 und 15 auf, wenn es sich um einen Stufenwähler ohne Stromwender handelt, und zwischen den Kontakten 0 und 1 oder 15, wenn ein Stromwender vorhanden ist. Da aber diese Spannungsdifferenz gleich der vollen Regelbereichspannung, in diesem Falle also wegen der niedrigen Betriebsspannung auch nur klein ist, reicht

der mechanische Mindestabstand zwischen den beiden geradzahligen und ungeradzahligen Kontaktebenen zu ihrer Beherrschung vollständig aus. Die mit den Transformatorwicklungen verbundenen Wählerkontakte, deren Lage im Kreise durch die Fig. 2 b und 2C angegeben ist, sind in der in zwei verschiedenen Schnittebenen gezeichneten Fig. 2a für die drei Transformatorphasen U, V und W mit U₃ bzw. CZ₁₂, ferner F₀ und F₈ bzw. F₁ und F₇, ferner W₃ bzw. W_n ίο bezeichnet. Die veränderte Lage der Kontaktkreise hat auch eine Wendung der Kontaktbrücken f_x und f₂ zur Folge. Sie arbeiten dadurch im gleichen Stufenwählersektor und führen bei der Weiterschaltung von Stufe zu Stufe eine einander überholende Bewegung aus. Die bewegliche Lagerung der Kontaktbrücke durch Kontaktträger auf dem Schleifring ist bei den Fig. ι a und 1 d beschrieben. Auch der Antrieb der Isolierstücke I₁ und I₂ von Zahnrädern P₁ und p_z aus über halbzylinderförmige Lagerschalen ist wie bei Fig. ι a bis ι d beschrieben. Weggefallen ist lediglich die zwangsweise Parallelführung der Isolierstücke I₁ und I₂ durch Zahnritzel, die in ein Außenzahnrad eingreifen. Die geringere Betriebsspannung des Stufenwählers gestattet es, ohne eine solche Parallelführung auszukommen. Es wird deshalb die Biegungssteifigkeit der Isolierstücke I₁ und I₂ durch Anwendung je zweier paralleler, oben und unten biegungs- und drehungsfest gehaltener Isolierrohre erhöht.

Da bei modernen Regeltransformatoren die Mehrzahl aller Stufenwähler mit Stromwendern ausgerüstet ist, die es ermöglichen, die Stufen einer Regelwicklung im Sinne einer Verdoppelung des Regelbereiches auszunutzen, kann man bei der Konstruktion eines Stufenwählers an der Frage der Anbringung eines geeigneten Stromwenders nicht vorbeigehen. Dabei begegnet man immer der Schwierigkeit, den Stromwender möglichst eng mit dem Stufenwähler zu verbinden und trotzdem so viel Platz zwischen beiden zu lassen,, daß die Stromzuleitungen zu den Anzapfungskontakten auf den Isolierstabkäfigen mit ausreichendem Spannungsabstand gegenüber anderen stromführenden Teilen herangeführt werden können. Diese Schwierigkeit vermeidet die erfmdungsgemäße Anordnung des Stromwenders, die in Fig. 3 a und 3 b im Grundriß und Aufriß gezeichnet ist. Hierbei ist hervorzuheben, daß diese Anordnung nicht nur bei dem erfindungsgemäßen Stufenwähler Vorteile bietet, sondern auch für gewisse Stufenwähler der bisher bekannten Art verwendet werden kann. Der Grundriß Fig. 3 a zeigt einen Stromwender an einem Stufenwähler gemäß Fig. 2a bis 2c. Der Kontakt 0 ist der Umschaltkontakt, während 1 und 15 die in der etwas tiefer gelegenen Ebene liegenden, mit dem Anfang und dem Ende der Regelwicklung verbundenen Anzapfungskontakte sind, die am Stromwender als +- und —Kontakte bezeichnet werden. Bei der Zu- und Gegenschaltung der Wicklung kommt es darauf an, den Umschaltkontakt 0 einmal mit dem Anfangskontakt 1 und das andere Mal mit dem Endkontakt 15 der Regelwicklung zu verbinden. Gleichzeitig aber müssen die Kontakte 0, 1, 15 von außen leicht zugängliche Anschlußstücke haben, an denen die Zu- oder Ableitungen angebracht werden können.

Bei den Anzapfungskontakten ι und 15 sind diese Anschlußstücke i_o und I5_a ohne weiteres anzubringen. Bei dem Umschaltkontakt 0 ist jedoch der indirekte Weg über eine Verbreiterung der Stromwenderkontaktbrücke r gewählt, die dadurch eine kreissektorförmige Gestalt annimmt. Diese Stromwenderkontaktbrücke r besteht, wie auch die eigentlichen Stufenwählerkontaktbrücken f_x und f₂ (Fig. 2 a bis 2c), aus zwei parallelen, durch Federn zusammengedrückten Kupferstücken. Infolge ihrer sektorartigen Form ist sie befähigt, eine Dauerverbindung von dem Innenkontakt 0 sowohl zu dem Anschlußkontakt o_a als auch zu einem der Anschlußstücke des Anfangskontakts i_o oder des Endkontakts 15 _a der Stufenwählerwicklung herzustellen. Gezeichnet ist die Verbindung o-o_a und 0-i_o.

Die Schwenkbewegung dieser Kontaktbrücke r muß um das innere Kontaktende ο geschehen und wird durch ein Isolierrohr s bewirkt, das in der vertikalen Achse des Kontakts 0 an seinen beiden Enden bei t_a und t_h gelagert ist, wie aus dem Aufriß Fig. 3 b hervorgeht. Die Schwenkbewegung dieses Isolierrohres s geschieht in üblicher Weise gleichzeitig mit derjenigen Kontaktbrücke, die vom Anfangskontakt 1 der Stufenwicklung zum Endkontakt 15 der Stufenwicklung wechselt, während die andere Kontaktbrücke auf dem Umschaltkontakt 0 steht. Da diese Einrichtung als bekannt vorausgesetzt ist, ist sie nicht gezeichnet worden. Bei dem in Fig. 3 a und 3b gezeichneten Stromwender liegen die konstruktiv günstigen Voraussetzungen vor, daß der Anfangskontakt 1 der Stufenwicklung gleichzeitig der -|—Kontakt des Stromwenders und der Endkontakt 15 der Stufenwicklung gleichzeitig der ·—-Kontakt des Stromwenders ist. Das ist in allen Fällen so, bei denen eine Zu- und Gegenschaltung der Stufenwicklung erfolgt. In der neuen Praxis hat sich jedoch besonders bei Leistungstransformatoren anstatt der Zu- und Gegenschaltung die Grobstufenschaltung mehr in den Vordergrund geschoben. Soll der Stromwender für eine solche Grobstufenschaltung benutzt werden, oder soll er an einem Stufenwähler gemäß Fig. 1 a bis 1 d angewandt werden, bei dem die Anzapfungskontakte 1 und 15 auf der entgegengesetzten Seite des Stufenwählers liegen, dann ist die gesonderte Herausziehung der durch die Teile 0, r, s, ο_α, i„, Ι5_α bezeichneten Kontaktanordnung erforderlich. Sonstige konstruktive Änderungen sind jedoch nicht bedingt, so daß von einer besonderen Figur und Beschreibung abgesehen werden kann.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Stufenwähler zur abwechselnden Verbindung der geradzahligen bzw. ungeradzahligen Anzapfungen eines vorzugsweise mehrphasigen Anzapftransformators mit den Polen eines Lastumschalters, bestehend aus einem die Anzapfungs- iao kontakte der verschiedenen Transformatorphasen gruppenweise übereinander tragenden zylindrischen Isolierstabkäfig sowie aus Schleifringen und beweglichen Kontaktbrücken, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Transformatorphase die Gruppe der geradzahligen bzw. die Gruppe der

   ungeradzahligen Anzapfungskontakte je für sich symmetrisch auf den vollen Käfigumfang verteilt und in verschiedener Höhenlage auf den Isolierstäben derart angeordnet sind, daß sie mit den zu jeder Gruppe gehörigen Schleifringen und beweglichen Kontaktbrücken zwei axial in geringem Abstand übereinanderliegende Kontaktebenen bilden, und daß die Stromableitungen von den Schleifringen zu den Lastumschalterpolen axial durch das Innere der Schleifringe nach oben oder unten verlaufen.
2. 2. Stufenwähler nach Anspruch ι für hohe Regelbereichspannungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen der ungeradzahligen Anzapfungskontakte in der Kontaktebene um i8o° gedreht in die zur gleichen Transformatorphase gehörenden Gruppen der geradzahligen Anzapfungskontakte eingeschaltet sind und daß die beweglichen Kontaktbrücken der verschiedenen Gruppen in zwei im Kreise gegenüberliegenden Stufenwählersektoren arbeiten, wobei sie von Stufe zu Stufe weiterschaltend eine einander nachlaufende Bewegung ausführen.
3. 3. Stufenwähler nach Anspruch 1 für niedrige Regelbereichspannungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen der ungeradzahligen Anzapfungskontakte in der Reihenfolge der Transformatorstufen in die zur gleichen Transformatorphase gehörenden Gruppen der geradzahligen Anzapfungskontakte eingeschaltet sind und daß die beweglichen Kontaktbrücken der verschiedenen Gruppen im gleichen Stufenwählersektor arbeiten, wobei sie von Stufe zu Stufe weiterschaltend eine einander überholende Bewegung ausführen.
4. 4. Stufenwähler nach den Ansprüchen-i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontaktbrücken von Kontaktträgern, die auf den Schleifringen drehbar gelagert sind, federnd in ihrer Bewegungsebene gehalten werden und daß diese Kontaktträger aus Isolierstoff bestehen, soweit sie in den Spannungsraum der nicht eingeschalteten Anzapfungskontakte hineinragen.
5. 5. Stufenwähler nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontaktbrücken angreifende Isolierstücke abwechselnd von Stufe zu Stufe fortbewegt werden und derart drehbar gelagert sind, daß sie im Kreisspalt zwischen dem Anzapfungskontaktkreis und den Schleifringen eine Schwenkbewegung um die Mittelachse des Isolierstabkäfigs ausführen können.
6. 6. Stufenwähler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die abwechselnde Bewegung der Isolierstücke von zwei axial übereinanderliegenden Zahnrädern aus erfolgt, die mit den Isolierstücken durch zwei gleichzeitig deren schwenkbarer Lagerung dienende halbzylinderförmige Lagerschalen verbunden sind, deren eine durch eine Aussparung des Antriebszahnrades der anderen Lagerschale hindurchgeht.
7. 7. Stufenwähler nach den Ansprüchen 5 und 6 mit großer axialer Länge, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Kreisspalt schwenkbaren Isolierstücke an ihren beiden Enden zwangläufige Führungen besitzen, die ihre stete Parallelität zu den Isolierstäben des Käfigs gewährleisten.
8. 8. Stufenwähler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Anzapfungskontakte tragenden Isolierstäbe aus zwei Flachstäben bestehen, die mit den zwischengesetzten Anzapfungskontakten zu einem biegungssteifen Baukörper fest verbunden sind.
9. 9. Stufenwähler nach den Ansprüchen 1 bis 8 mit einem angebauten Stromwender, dadurch gekennzeichnet, daß die der abwechselnden Verbindung des in den Kreis der Anzapfungskontakte eingereihten Umschaltkontaktes mit den +- und —Kontakten dienende Kontaktbrücke gleichzeitig auch die dauernde Stromableitung des schwer zugänglichen Umschaltkontaktes zu einem leicht zugänglichen Anschlußkontakt herstellt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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