DE950794C - Geradliniger, im spannungslosen Zustand arbeitender Stufenschalter fuer ein- oder mehrphasige Transformatoren - Google Patents

Description

Um in gewissen Grenzen den Spannungsänderungen der Verteilungsnetze durch Einstellung des Übersetzungsverhältnisses entgegenzuwirken, sind die neuzeitlichen Transformatoren im allgemeinen mit Anzapfungen versehen, die nach der Mitte der Wicklungen oder Säulen zu angeordnet sind und eine Regelung der Betriebsspannung um ± 5 % ermöglichen. Die Erfindung bezieht sich auf den Fall, daß die Regelung mittels eines im spannungslosen Zustand arbeitenden Anzapfumschalters stattfindet und' die Regelwicklung des Transformators je Phase aus zwei Wicklungsteilen mit Anzapfungen an den sich gegenüberstehenden Enden besteht.

Es ist bekannt, den Anzapfumschalter in dem Kessel des Transformators anzuordnen. Trotzdem besitzen die bisher zu diesem Zweck verwendeten Umschalter verschiedene Mangel. Da sie im allgemeinen drehbar sind, erfordern sie verschiedene Teile, deren Herstellung und Zusammenbau zu einem hohen Gestehungspreis führen. Sie nehmen in der Höhe einen verhältnismäßig beträchtlichen Raum ein, der dazu zwingt, zwischen dem oberen Teil des Transformators und dem Deckel, des Kessels einen ausreichenden Abstand vorzusehen, d. h. der zu einem unnötigen Materialaufwand führt. Schließlich ist wegen der durch den Betrieb

des Transformators verursachten thermischen Deformation der Schalterteile der Druck zwischen den elektrischen Kontakten zeitlich nicht konstant, was aus Sicherheitsgründen eine Überwachung und periodische Revision des Gerätes erforderlich macht.

Durch die Erfindung wird diesen verschiedenen Mängeln abgeholfen, indem ein Gerät geschaffen wird, dessen Aufbau sich günstig auf seine Betriebssicherheit ebenso wie auf seinen Gestehungspreis und auf den des Transformators auswirkt. Sie hat einen geradlinigen, im spannungslosen Zustand arbeitenden Stufenschalter für ein- oder mehrphasige Transformatoren zum Gegenstand, bei welchem eine Kontakte tragende Isolierstoffwelle innerhalb fester Kontakte verschiebbar angeordnet ist und sich dadurch kennzeichnet, daß die festen Kontakte des Stufenschalters die Form von abgeflachten Ringen besitzen, während die bewegliehen Kontakte aus je zwei einzelnen Teilen bestehen, welche mittels Federn in radialer Richtung zur Isolierstoffwelle gegen die festen Kontakte gedrückt werden.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben, die sich beispielsweise auf dreiphasige Transformatoren bezieht.

Fig. ι ist ein Prinzipschema der Erfindung; Fig. 2 ist eine Außenansicht eines Umschalters für kleine Ströme gemäß der Erfindung, die teilweise längs geschnitten ist;

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des Umschalters; Fig. 4 ist eine Ansicht des Betätigungsmechanismus;

Fig. 5 ist eine Ansicht in teilweisem Längsschnitt eines Anzapfumschalters für mittlere Ströme gemäß der Erfindung;

Fig. 6 ist ein zugehöriger Querschnitt. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind bei jeder Phase die Regel windungen des Transformators nach der Mitte z. B. der Hochspannungswicklungen zu angeordnet und elektrisch mit den Kontakten 1 bis 4 des Umschalters verbunden. Zwei nebeneinanderliegende Kontakte können elektrisch mittels eines Kontaktstückes p verbunden werden. Eine Welle a ist verschiebbar angeordnet und kann nacheinander die durch einen Zeiger i angezeigten Stellungen I, II, III einnehmen, wodurch die Verschiebung der Kontaktstücke p längs der Abgriffkontakte i, 2, 3,4 und damit die Regelung der Ausgangsspannung des Transformators auf den gewünschten Wert ermöglicht wird.

Der in Fig. 2 bis 4 dargestellte Anzapfumschalter besitzt eine starre Platte 10 aus Isolierstoff, die ringförmige, abgeflachte Stromabnahmekontakte 11 tragt, die in einem passenden gegenseitigen Isolierabstand angeordnet sind. Im Inneren dieser Abnahmekontakte ist eine Welle 12 verschiebbar, die aus Isolierstoff besteht und mit so viel Paaren von Kontaktstücken 13 versehen ist, wie der Transformator bewickelte Kerne besitzt, d. h. drei in dem betrachteten Falle. Die Stromabnahmekontakte 11 bestehen aus gepreßtem Metall, sind aus einem einzigen Stück geformt und aus einem abgeflachten Ring und einem Gewindebolzen 14 zusammengesetzt, der an seiner Unterseite mit einem Vierkant 15 versehen ist. Dieser greift in eine in der Trägerplatte 10 vorgesehene Öffnung mit demselben Querschnitt ein und gestattet es, dem Abnahmekontakt eine bestimmte Ausrichtung zu geben, in der der Querschnitt des Ringes senkrecht zur Welle steht. Die Klemmen 16 der Abnahmekontakte sind elektrisch mit den Regelwindungen der Transformatorsäulen verbunden.

Die Kontaktstücke 13 bestehen aus gepreßtem Metall und sind mit Zähnen 17 versehen, die frei in Löcher 18 der Welle 12 eingreifen und sie mit dieser verbinden, ohne die Kraft der beiden Federn 19 aufzuheben. Der auf die beiden diametral gegenüberliegenden Kontaktstücke 13 ausgeübte Druck dieser Federn gewährleistet einen kräftigen und stets konstanten Kontakt mit der inneren Fläche der Ringe 11 der Stromabnahmekontakte.

Fig. 4 zeigt den Betätigungsmechanismus, der am Ende der Welle 12 liegt und dieser eine Verschiebebewegung erteilen soll. Er umfaßt eine Zahnstange 20 und ein Zahnrad 21 aus gepreßtem Stahl oder aus synthetischem Preßstoff. Dieser Betätigungsmechanismus wird durch einen nicht dargestellten, auf dem Transformatordeckel zugänglichen Handgriff betätigt. Um zu vermeiden, daß während des Betriebes eine falsche Bedienung unterlaufen kann, ist der Handgriff mit einem sich vor Stellungszeichen verschiebenden Zeiger versehen, während der Weg der Welle in den beiden Richtungen durch Anschläge begrenzt wird, die z. B. auf dem Zahnrad und seinem Lager vorgesehen sind. ■

Der an Hand der Fig. 2 bis 4 beschriebene Anzapfumschalter setzt das Vorhandensein von vier Regeläbgriffen auf jeder der Wicklungen des ioo Transformators voraus, und die Umschaltung für die drei Phasen erfolgt mittels eines einzigen Umschalters. Die Änderung des Übersetzungsverhältnisses durch Wechsel der Anzapfungen wird durch die Verschiebung der Welle 12 in den ringförmigen Stromabnahmekontakten bewirkt, wobei in den verschiedenen Stellungen die elektrische Verbindung von zwei aufeinanderfolgenden Abnahmekontakten 11 durch die annähernd ebene Kontaktfläche λόπ zwei auf der Welle 12 diametral gegenüberliegenden Kontaktstücken 13 hergestellt wird.

Der vorhergehende Umschalter ist besonders für Ströme geringer Stärke, d. h. unter 60 A geeignet. Für "Ströme mittlerer- Stärke, d. h". zwischen 60 und 250 A, wird vorzugsweise der in Fig. 5 und 6 dargestellte Umschalter vorgesehen, dessen Prinzip im übrigen das gleiche ist wie das des vorhergehenden.

Bei dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der Isolierträger 30 ein Rohr, in dessen Innerem die ringförmigen, abgeflachten Stromabnahmekontakte 31 befestigt sind. Die verschiebbare Hohlwelle ist mit 32 und die Kontaktstücke mit gekrümmter Kontaktfläche sind mit 33 bezeichnet. Jeder Abnahmekontakt 31 ist an seinem oberen Teil mit einem Kopf 34 versehen, der innen ein Ge-

winde besitzt und zu seiner Befestigung und Führung dient. An seinem unteren Teil trägt er einen Lappen 35, an dem die elektrischen Verbindungen mit den Regelabgriffen der Transformatorwicklungen hergestellt werden. Jedes Paar von Kontaktstücken 33 ist durch die Federn 36 und die Abstandstücke 37 verbunden, die mit Spiel in geeignete Ausnehmungen der Welle und der Kontaktstücke eingreifen. Der Betätigungsmechanismus des Umschalters, der in Fig. 5 und 6 nicht dargestellt ist, kann mit dem der Fig. 4 übereinstimmen.

Die beiden beschriebenen Umschalter wurden lediglich als Ausführungsbeispiele angegeben, und an ihrer Ausführung können im einzelnen Änderungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. An Stelle eines einzigen Umschalters für die verschiedenen Phasen des Transformators kann man im Bedarfsfalle ohne weiteres einen Umschalter pro Phase mit Einzel- oder Gesamtantrieb vorsehen. Ebenso ändert die Anzahl der Phasen oder der Regelabgriffe pro Transformatorwicklung nichts an dem Grundgedanken der Erfindung. Dieser Grundgedanke bestellt darin, daß im Inneren eines ringförmigen Stromabnahmekontaktes gleichförmig mehrereKon- -taktstücke angeordnet sind, die einem von dem mittleren Bereich des Ringes ausgehenden Druck unterworfen werden, der sie kräftig gegen die inneren Flächen der beiden benachbarten Ringe andrückt. Im allgemeinen wird man sich, wie dies aus der Beschreibung hervorgeht, auf zwei diametral gegenüberliegende Kontaktstücke pro Phase be-schränken, auf die die Wirkung von Federn ausgeübt wird.

Die Umschalter gemäß der Erfindung besitzen einen einfachen und wirtschaftlichen Aufbau. Das Pressen und Stanzen der verschiedenen Metallteile, ebenso wie die Preßformung der anderen Teile ermöglicht ihre Herstellung in großen Serien ohne weitere Bearbeitung. Der Zusammenbau des Ganzen bietet keine Schwierigkeit. Das konzentrische System mit doppeltem Kontaktstück, das im Inneren des festen Kontaktes gleitet, besitzt den großen Vorteil gegenüber bekannten Systemen, daß stets ein konstanter und von den geringen Deformationen der als Kontaktträger dienenden Isolierstücke unabhängiger Kontaktdruck aufrechterhalten wird. Wie aus den Figuren und der Beschreibung hervorgeht, stellen sich die beweglichen Kontakte stets auf ihre festen Kontakte ein, und zwar dank des Spieles, das in der Betätigungswelle vorihanden ist. Wenn diese sich krümmt oder im Inneren der die festen Kontakte bildenden Ringe deformiert, bleibt der Druck der die beweglichen Kontakte bildenden Kontaktstücke konstant und an den vier Berührungsstellen gleich. Hierdurch wird nicht nur ein vollkommener Kontakt, sondern auch dank dem doppelten Gleitkontakt eine doppelte Sicherheit für den Stromübergang gewährleistet. Schließlich sei als besonders wichtig die außerordentlich flache Form eines Umschalters gemäß der Erfindung hervorgehoben, die es ermöglicht, ihn mit einem in der Höhe verminderten Platzbedarf in dem Kessel eines Transformators unterzubringen. Dies führt wiederum zu einer Verminderung der Höhe dieses Kessels und somit zu einer Materialersparnis.

Zweckmäßig wird der Umschalter in dem Kessel zwischen dem Deckel und dem oberen Teil des Transformators angeordnet.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Geradliniger, im spannungslosen Zustand arbeitender Stufenschalter für ein- oder mehrphasige Transformatoren, -bei welchem eine Kontakte tragende Isolierstoffwelle innerhalb fester Kontakte verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeidhnet, daß die festen Kontakte die Form von abgeflachten Ringen besitzen, während die beweglichen Kontakte mittels Federn in radialer Richtung zur Isolierstoffwelle gegen die festen Kontakte gedrückt werden.

2. Stufenschalter nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeflachten Kontaktringe am Isolierkörper mittels ihrer Stromabnahmeklemmen befestigt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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