EP0258614A1 - Tap change device for transformers - Google Patents

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EP0258614A1
EP0258614A1 EP87110777A EP87110777A EP0258614A1 EP 0258614 A1 EP0258614 A1 EP 0258614A1 EP 87110777 A EP87110777 A EP 87110777A EP 87110777 A EP87110777 A EP 87110777A EP 0258614 A1 EP0258614 A1 EP 0258614A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching
contact
contacts
vacuum interrupter
tap changer
Prior art date
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Granted
Application number
EP87110777A
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German (de)
French (fr)
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EP0258614B1 (en
Inventor
Siegbert Dr. Dipl.-Ing. Berger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Siemens AG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Priority to AT87110777T priority Critical patent/ATE67338T1/en
Publication of EP0258614A1 publication Critical patent/EP0258614A1/en
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Publication of EP0258614B1 publication Critical patent/EP0258614B1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0038—Tap change devices making use of vacuum switches

Definitions

  • the invention relates to a tap changer for transformers with a fine tap winding with taps, one half of which can be selected by a first and the other half by a second movable, no-load switching selector contact and with a load switch with vacuum interrupters.
  • the voltage regulation of power transformers must be carried out without interrupting the load. This voltage regulation is usually carried out by switching the turns of the transformer on or off. The load current in the transformer must not be interrupted at any time during these switching operations. Otherwise, damage would occur in the transformer and / or the faultless supply of electrical energy to the consumer could no longer be guaranteed.
  • a tap changer essentially consists of two components: the actual diverter switch and the selector.
  • the selector is directly connected to taps of a transformer fine-stage winding. It is usually in the same oil volume as the transformer windings and, in order to avoid contamination of the transformer oil, may only have contacts that are de-energized. Switching the load current itself takes place with the diverter switch, which is usually housed in a special oil-filled housing.
  • a diverter switch under oil requires a large number of contact pairs to function properly because the switching contacts are only conditionally suitable for permanent current supply due to contact erosion and foreign layer formation. Switching in oil also results in decomposition products and severe contact erosion. Both cause a deterioration in the dielectric strength, the lubricity of the oil and, moreover, require relatively short maintenance intervals.
  • DE-OS 21 57 765 and DE-OS 30 00 748 have already proposed the use of vacuum switching elements for switching the load current in tap changers.
  • these and similar proposals have not been able to prevail in practice because the known vacuum switching elements merely represent simple on-off switches, so that additional auxiliary switches are required for the step switching in transformers.
  • the vacuum switching elements and the additional auxiliary switches have to be actuated in a very specific sequence and for this reason require mechanics which are relatively complicated and, in addition, also complex in terms of operational safety.
  • the invention is therefore based on the object to provide an arrangement for load current switching vacuum interrupters in which, apart from a selector outside the vacuum interrupters, little or no auxiliary switches are required and in which for actuation a simple mechanism is sufficient for the contacts provided in the vacuum interrupter itself.
  • the vacuum interrupter is constructed from coaxially assembled rotationally symmetrical parts, the supporting push rods provided for actuating the disk-shaped switching contacts being displaceable on the axis of symmetry, immersing into the vacuum interrupter from opposite ends and in each case one of the ring-shaped fixed ones Enforce contacts.
  • the fixed contacts each have an erosion ring and are each formed as a flange in a tube section which forms part of the housing of the vacuum interrupter and is made of metallic material.
  • each of the fixed contacts with the associated switch contact in the contact position in an axial section forms a U-shaped current path, the contact point on the fixed contact being located radially outside in the base of the U and the Current flows both before and after the contact point in the radial direction.
  • the tap changer according to the invention is very advantageous because, apart from the selector contacts outside the vacuum interrupter, it dispenses with any auxiliary switches and, in addition, to actuate the switching contacts provided within the vacuum interrupter, only two push rods, which can be actuated in alternation, are required, and their actuation speeds are also not extreme Make demands.
  • a fine-stage winding 16 has taps 1 to 15.
  • a selector arm 17 works with the odd-numbered ones and a selector arm 18 with the even-numbered ones of the taps 1 to 15.
  • FIGS. 5 to 8 show a load current switchover from the tap 6 to the tap 5, and accordingly the selector arm 18 lies on the tap 6 and the selector arm 17 on the tap 5. The transfer the selector arms always take place in the case of fully current-free selector contacts, before an actual load current switchover in the desired direction.
  • the two selector arms 17 and 18 are followed by a vacuum interrupter with two metallic tube sections 19 and 20 in its housing 21 made of insulating material, for example ceramic.
  • the tube sections 19 and 20 carry on their inner sides designed as flanges annular fixed contacts 22 and 23, the contact surfaces of which are covered with erosion rings 24 and 25.
  • Spatially between the fixed contacts 22 and 23 are slidable in the direction of the axis of the vacuum interrupter disc-shaped, carried by push rods 28 and 29 switch contacts 26 and 27 are provided, which form a pair of contacts with each other and with the respective one of the fixed contacts 22 and 23.
  • the ends of the vacuum interrupter which is preferably circular in cross section, are closed by metal covers 30 and 31, which carry a metal bushing 32 and 33 for guiding the push rods 28 and 29.
  • the gap between the push rods 28 and 29 and the respectively assigned bushing 32 and 33 is closed by a metal bellows 34 and 35, respectively, the ends of which face the contacts 22 and 23 with washers 36 soldered onto the push rod 28 and 29 or 37 are soldered.
  • the vacuum interrupter as a whole is vacuum-tight and sealed executed and is evacuated by a pinch pipe 38 after its completion.
  • the pinch pipe 38 is then closed in a manner not shown by a pinch and additionally soldered.
  • a condensation screen 41 is arranged at the level of the contact arrangements on the inside of the housing 21.
  • the switching contact 26 is first applied to the switching contact 27 by moving the push rod 28.
  • the position according to FIG. 2 is thus reached.
  • the load current continues to flow from the tap 7 via the selector arm 17 and the pipe section 19 which is electrically connected to it, to the fixed contact 23 and via the erosion ring 25, the switching contact 27 and the push rod 29 to a load current line 39 connected to this.
  • a compensating current from the tap 7 via the selector arm 17, the pipe section 19, the fixed contact 23, the erosion ring 25, the switching contact 27, the switching contact 26 and the push rod 28 and a switching resistor 40 to the selector arm 18 and thus to the tap 6.
  • This compensating current is driven by the voltage between the taps 6 and 7 and its size is determined by the switching resistor 40.
  • the switching contact 27 becomes against the contact force between the switching contacts 26 and 27 by the erosion carried by the fixed contact 23 ring 25 lifted off. This is shown in FIG. 3.
  • the gap formed in this way is initially bridged by one or more arcs of the load current flowing from the tap 7 to the load current line 39.
  • a growing part of the load current flows via the switching resistor 40 from the moment the switching contact 27 is lifted off.
  • the arcs extinguish as soon as the voltage drop across them is equal to or greater than the voltage drop across the switching resistor 40.
  • the load current flowing up to then briefly via the switching resistor 40 is taken over by the erosion ring 24, which is connected to the selector arm 18 via the fixed contact 22 and the tube section 20 is.
  • the equalizing current is also interrupted because the changeover resistor 40 is short-circuited. The switchover of the load current from the tap 7 to the tap 6 is thus completed.
  • the selector arm 17 is without current and can be switched back and forth between the taps 7 and 5 without further ado.
  • the selector arm 17 must first be switched to the tap 5 so that the position according to FIG. 5 is reached. Now the switching contact 26 is lifted off the erosion ring 24 against the contact force exerted on it by the switching contact 27. The gap thus formed is in turn bridged by the load current via arcs as long as it is still small, as shown in FIG. At the same time, a partial flow of the same becomes again Switchover resistor 40 taken over, which leads after the extinction of the arcs until reaching the position shown in FIG. 7, the entire load current.
  • the load current commutates via the fixed contact 23, the pipe section 19 and the selector arm 17 to the tap 5.
  • the switching resistor 40 then flows just another equalizing current. After reaching the position according to FIG. 8, in which the switching contact 26 bears on the erosion ring 24, the switchover from the even-numbered tap 6 to the odd-numbered tap 5 is completed.
  • FIG. 9 shows a contact arrangement in which the load current forms a U-shaped loop 42 during the transition from the fixed contact 23 or 22 to the switching contact 27 or 26.

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
  • Processing Of Terminals (AREA)

Abstract

Tap change devices are normally provided on transformers with a finely graded winding (16) with taps (1 to 15) and have vacuum switching tubes in the load switch used at times for the actual load switching. According to the invention, only a single vacuum switching tube is provided for each phase, which tube has two moving switching contacts (26, 27) between two fixed contacts (22, 23), each of which switching contacts can be placed on the fixed contact (22 or 23) adjacent to it and on the other switching contact (26 or 27). The tap change device according to the invention can be used with all adjustable transformers and results in a noticeable reduction in the maintenance costs since, as a consequence of the greater number of connections, the maintenance intervals are significantly greater than for tap change devices with switching contacts operated in oil. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Stufenschalteinrichtung für Transformatoren mit einer Feinstufenwicklung mit An­zapfungen, deren eine Hälfte von einem ersten und deren andere Hälfte von einem zweiten beweglichen, lastlos schaltenden Wählerkontakt anwählbar ist und mit einem Lastschalter mit Vakuumschaltröhren.The invention relates to a tap changer for transformers with a fine tap winding with taps, one half of which can be selected by a first and the other half by a second movable, no-load switching selector contact and with a load switch with vacuum interrupters.

Die Spannungsregulierung von Leistungstransformatoren muß ohne Lastunterbrechung vorgenommen werden. Üblicher­weise erfolgt diese Spannungsregulierung durch das Zu- ­oder Abschalten von Windungen des Transformators. Während dieser Schaltvorgänge darf in keinem Zeitpunkt der Laststrom im Transformator unterbrochen werden. Anderenfalls würden Schäden im Transformator entstehen, und/oder die einwandfreie Versorgung der Verbraucher mit elektrischer Energie nicht mehr gewährleistet sein.The voltage regulation of power transformers must be carried out without interrupting the load. This voltage regulation is usually carried out by switching the turns of the transformer on or off. The load current in the transformer must not be interrupted at any time during these switching operations. Otherwise, damage would occur in the transformer and / or the faultless supply of electrical energy to the consumer could no longer be guaranteed.

Die unterbrechungslose Umschaltung von Transformator­wicklungen erfolgt daher mit besonderen Stufenschaltein­richtungen bzw. mit sogenannten Lastwählern. Eine Stu­fenschalteinrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Komponenten und zwar aus dem eigentlichen Lastumschal­ter und dem Wähler. Der Wähler ist direkt mit Anzapfun­gen einer Transformator-Feinstufenwicklung verbunden. Er befindet sich meist im gleichen Ölvolumen wie die Transformatorwicklungen und darf, um eine Verschmutzung des Transformatoröls zu vermeiden, nur stromlos arbeiten­de Kontakte aufweisen. Die Umschaltung des Laststromes selbst erfolgt mit dem üblicherweise in einem besonderen ebenfalls mit Öl gefüllten Gehäuse untergebrachten Lastumschalter.The uninterrupted switching of transformer windings is therefore carried out with special tap changers or with so-called load selectors. A tap changer essentially consists of two components: the actual diverter switch and the selector. The selector is directly connected to taps of a transformer fine-stage winding. It is usually in the same oil volume as the transformer windings and, in order to avoid contamination of the transformer oil, may only have contacts that are de-energized. Switching the load current itself takes place with the diverter switch, which is usually housed in a special oil-filled housing.

Ein Lastumschalter unter Öl benötigt zur einwandfreien Funktion eine Vielzahl von Kontaktpaaren, weil die schaltenden Kontakte infolge Kontakterosion und Fremd­schichtenbildung nur bedingt zur dauernden Stromführung geeignet sind. Durch das Schalten in Öl entstehen darüber hinaus Zersetzungsprodukte sowie ein starker Abbrand der Kontakte. Beides verursacht eine Verschlechterung der dielektrischen Festigkeit, der Schmierfähigkeit des Öles und erfordert darüber hinaus verhältnismäßig kurze War­tungsintervalle.A diverter switch under oil requires a large number of contact pairs to function properly because the switching contacts are only conditionally suitable for permanent current supply due to contact erosion and foreign layer formation. Switching in oil also results in decomposition products and severe contact erosion. Both cause a deterioration in the dielectric strength, the lubricity of the oil and, moreover, require relatively short maintenance intervals.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist beispielsweise durch die DE-OS 21 57 765 und die DE-OS 30 00 748 schon die Verwendung von Vakuumschaltelementen zum Schalten des Laststromes in Stufenschalteinrichtungen vorgeschlagen worden. Diese und ähnliche Vorschläge haben sich jedoch in der Praxis nicht durchsetzen können, weil die bekann­ten Vakuumschaltelemente lediglich einfache Ein-Aus-­Schalter darstellen, so daß zur Stufenschaltung in Trans­formatoren zusätzliche Hilfsschalter erforderlich sind. Die Vakuumschaltelemente und die zusätzlichen Hilfsschal­ter müssen bei den bekannten Anordnungen in einer ganz bestimmten Reihenfolge betätigt werden und erfordern aus diesem Grund eine verhältnismäßig verwickelte und im Hinblick auf die Betriebssicherheit darüber hinaus auch aufwendige Mechanik.To avoid these disadvantages, for example, DE-OS 21 57 765 and DE-OS 30 00 748 have already proposed the use of vacuum switching elements for switching the load current in tap changers. However, these and similar proposals have not been able to prevail in practice because the known vacuum switching elements merely represent simple on-off switches, so that additional auxiliary switches are required for the step switching in transformers. In the known arrangements, the vacuum switching elements and the additional auxiliary switches have to be actuated in a very specific sequence and for this reason require mechanics which are relatively complicated and, in addition, also complex in terms of operational safety.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine zur Laststromumschaltung Vakuumschaltröhren benutzende An­ordnung zu schaffen, bei der abgesehen von einem Wähler außerhalb der Vakuumschaltröhren wenig oder keine Hilfs­schalter erforderlich sind und bei der zur Betätigung der in der Vakuumschaltröhre selbst vorgesehenen Kontak­te eine einfache Mechanik ausreicht.The invention is therefore based on the object to provide an arrangement for load current switching vacuum interrupters in which, apart from a selector outside the vacuum interrupters, little or no auxiliary switches are required and in which for actuation a simple mechanism is sufficient for the contacts provided in the vacuum interrupter itself.

Diese Aufgabe wird für eine Stufenschalteinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß je Phase nur eine Vakuumschaltröhre vorgesehen ist, in der zwischen zwei festen Kontakte zwei bewegliche Schaltkontakte angeordnet sind, deren jeder an den ihm benachbarten festen Kontakt und an den anderen Schaltkontakt anlegbar ist. Dabei ist der eine Schaltkontakt über einen Um­schaltwiderstand mit einem der Wählerkontakte und der andere Schaltkontakt mit einer Laststromleitung verbun­den und dabei ist jeder der festen Kontakte mit einem der Wählerkontakte verbunden.This object is achieved for a tap changer of the type mentioned in that only one vacuum interrupter is provided per phase, in which two movable switching contacts are arranged between two fixed contacts, each of which can be applied to the adjacent fixed contact and to the other switching contact. One switch contact is connected to one of the selector contacts via a changeover resistor and the other switch contact is connected to a load current line, and each of the fixed contacts is connected to one of the selector contacts.

Nach zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung ist vor­gesehen, daß die Vakuumschaltröhre aus koaxial zusammen­gesetzten rotationssymmetrischen Teilen aufgebaut ist, wobei zur Betätigung der scheibenförmigen Schaltkontakte vorgesehene diese tragende Schubstangen auf der Symme­trieachse verschiebbar sind, von einander entgegenge­setzten Enden in die Vakuumschaltröhre eintauchen und je einen der ringförmig ausgebildeten festen Kontakte durchsetzen. Dabei tragen die festen Kontakte je einen Abbrandring und sind als Flansch in je einem ein Teil des Gehäuses der Vakuumschaltröhre darstellenden Rohr­abschnitt aus metallischem Werkstoff ausgebildet.According to expedient developments of the invention, it is provided that the vacuum interrupter is constructed from coaxially assembled rotationally symmetrical parts, the supporting push rods provided for actuating the disk-shaped switching contacts being displaceable on the axis of symmetry, immersing into the vacuum interrupter from opposite ends and in each case one of the ring-shaped fixed ones Enforce contacts. The fixed contacts each have an erosion ring and are each formed as a flange in a tube section which forms part of the housing of the vacuum interrupter and is made of metallic material.

Eine andere sehr zweckmäßige Weiterbildung der erfin­dungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß jeder der festen Kontakte mit dem jeweils zugehörigen Schaltkon­takt in Kontaktstellung in einem axialen Schnitt einen U-förmigen Strompfad bildet, wobei die Kontaktstelle am festen Kontakt radial außen im Grund des U liegt und wobei der Strom sowohl vor als auch nach der Kontakt­stelle in radialer Richtung fließt.Another very useful development of the device according to the invention is that each of the fixed contacts with the associated switch contact in the contact position in an axial section forms a U-shaped current path, the contact point on the fixed contact being located radially outside in the base of the U and the Current flows both before and after the contact point in the radial direction.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 6 und 7 angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in claims 6 and 7.

Die erfindungsgemäße Stufenschalteinrichtung ist sehr vorteilhaft, weil sie abgesehen von den Wählerkontakten außerhalb der Vakuumschaltröhre auf jegliche Hilfsschal­ter verzichtet und weil darüber hinaus zur Betätigung der innerhalb der Vakuumschaltröhre vorgesehenen Schalt­kontakte lediglich zwei abwechselnd zu betätigende Schubstangen erforderlich sind, die darüber hinaus hin­sichtlich ihrer Betätigungsgeschwindigkeiten auch keine extremen Anforderungen stellen.The tap changer according to the invention is very advantageous because, apart from the selector contacts outside the vacuum interrupter, it dispenses with any auxiliary switches and, in addition, to actuate the switching contacts provided within the vacuum interrupter, only two push rods, which can be actuated in alternation, are required, and their actuation speeds are also not extreme Make demands.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 bis Fig. 4 eine erfindungsgemäße Stufenschaltein­richtung in verschiedenen Schaltstellungen während einer Lastumschaltung von einer ungeradzahligen auf eine geradzahlige Anzapfung und
  • Fig. 5 bis 8 entsprechend eine Lastumschaltung von einer geradzahligen auf eine ungeradzahlige Anzapfung.
  • Fig. 9 zeigt eine Vakuumschaltröhre mit speziell geform­ten Kontakten und Lichtbogenlöscheinrichtungen.
Two embodiments of the invention are explained in more detail with reference to a drawing. Show it:
  • Fig. 1 to Fig. 4 a tap changer according to the invention in different switching positions during a load switching from an odd to an even tapping and
  • 5 to 8 corresponding to a load switching from an even-numbered to an odd-numbered tap.
  • 9 shows a vacuum interrupter with specially shaped contacts and arc extinguishing devices.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

Eine Feinstufenwicklung 16 hat Anzapfungen 1 bis 15. Ein Wählerarm 17 arbeitet mit den ungeradzahligen und ein Wählerarm 18 mit den geradzahligen der Anzapfungen 1 bis 15 zusammen. In den Figuren 1 bis 4 ist eine Laststromum­schaltung von der Anzapfung 7 auf die Anzapfung 6 darge­stellt. Entsprechend liegt dabei der Wählerarm 17 an der Anzapfung 7 und der Wählerarm 18 an der Anzapfung 6. Da­gegen zeigen die Figuren 5 bis 8 eine Laststromumschal­tung von der Anzapfung 6 auf die Anzapfung 5 und ent­sprechend liegt dabei der Wählerarm 18 an der Anzapfung 6 und der Wählerarm 17 an der Anzapfung 5. Die Umlegung der Wählerarme erfolgt grundsätzlich bei vollständig stromentlasteten Wählerkontakten jeweils vor einer ei­gentlichen Laststromumschaltung in der gewünschten Richtung.A fine-stage winding 16 has taps 1 to 15. A selector arm 17 works with the odd-numbered ones and a selector arm 18 with the even-numbered ones of the taps 1 to 15. In Figures 1 to 4, a load current switch from the tap 7 to the tap 6 is shown. Accordingly, the voter arm 17 is due to the Tapping 7 and the selector arm 18 on the tap 6. In contrast, FIGS. 5 to 8 show a load current switchover from the tap 6 to the tap 5, and accordingly the selector arm 18 lies on the tap 6 and the selector arm 17 on the tap 5. The transfer the selector arms always take place in the case of fully current-free selector contacts, before an actual load current switchover in the desired direction.

Den beiden Wählerarmen 17 und 18 ist eine Vakuumschalt­röhre mit zwei metallischen Rohrabschnitten 19 und 20 in ihrem Gehäuse 21 aus Isolierstoff, beispielsweise Keramik, nachgeschaltet. Die Rohrabschnitte 19 und 20 tragen auf ihren Innenseiten als Flansche ausgebildete ringförmige feste Kontakte 22 und 23, deren Kontaktflä­chen mit Abbrandringen 24 und 25 belegt sind. Räumlich zwischen den festen Kontakten 22 und 23 sind in Rich­tung der Achse der Vakuumschaltröhre verschiebbare scheibenförmige, von Schubstangen 28 und 29 getragene Schaltkontakte 26 und 27 vorgesehen, die miteinander und mit dem ihnen jeweils benachbarten der festen Kon­takte 22 und 23 ein Kontaktpaar bilden.The two selector arms 17 and 18 are followed by a vacuum interrupter with two metallic tube sections 19 and 20 in its housing 21 made of insulating material, for example ceramic. The tube sections 19 and 20 carry on their inner sides designed as flanges annular fixed contacts 22 and 23, the contact surfaces of which are covered with erosion rings 24 and 25. Spatially between the fixed contacts 22 and 23 are slidable in the direction of the axis of the vacuum interrupter disc-shaped, carried by push rods 28 and 29 switch contacts 26 and 27 are provided, which form a pair of contacts with each other and with the respective one of the fixed contacts 22 and 23.

Die Enden der im Querschnitt vorzugsweise kreisrunden Vakuumschaltröhre sind durch Metalldeckel 30 und 31 ver­schlossen, die zur Führung der Schubstangen 28 und 29 eine metallische Buchse 32 bzw. 33 tragen. Der Spalt zwischen den Schubstangen 28 bzw. 29 und der jeweils zu­geordneten Buchse 32 bzw. 33 ist durch je einen metal­lischen Balg 34 bzw. 35 verschlossen, wobei deren den Kontakten 22 und 23 zugekehrte Enden mit auf die Schub­stange 28 bzw. 29 aufgelöteten Scheiben 36 bzw. 37 ver­lötet sind.The ends of the vacuum interrupter, which is preferably circular in cross section, are closed by metal covers 30 and 31, which carry a metal bushing 32 and 33 for guiding the push rods 28 and 29. The gap between the push rods 28 and 29 and the respectively assigned bushing 32 and 33 is closed by a metal bellows 34 and 35, respectively, the ends of which face the contacts 22 and 23 with washers 36 soldered onto the push rod 28 and 29 or 37 are soldered.

Die Vakuumschaltröhre insgesamt ist vakuumfest und -dicht ausgeführt und ist nach ihrer Fertigstellung durch ein Abkneifrohr 38 evakuiert. Das Abkneifrohr 38 ist im An­schluß hieran in nicht dargestellter Art und Weise durch eine Quetschung verschlossen und zusätzlich verlötet.The vacuum interrupter as a whole is vacuum-tight and sealed executed and is evacuated by a pinch pipe 38 after its completion. The pinch pipe 38 is then closed in a manner not shown by a pinch and additionally soldered.

Zum Schutz der Isolierteile innerhalb der Vakuumschalt­röhre gegen eine schleichende Metallisierung durch die von Schaltlichtbögen erzeugten Metalldämpfe ist in Höhe der Kontaktanordnungen auf der Innenseite des Gehäuses 21 ein Kondensationsschirm 41 angeordnet.To protect the insulating parts within the vacuum interrupter against creeping metallization by the metal vapors generated by switching arcs, a condensation screen 41 is arranged at the level of the contact arrangements on the inside of the housing 21.

Zur Einleitung der Umschaltung von der Anzapfung 7 auf die Anzapfung 6 wird nach dem Erreichen der hierfür er­forderlichen in Fig. 1 dargestellten Stellung der Wäh­lerarme 17 und 18 zunächst durch Verschieben der Schub­stange 28 der Schaltkontakt 26 an den Schaltkontakt 27 angelegt. Damit ist die Stellung gemäß Figur 2 erreicht. Es fließt nach wie vor der Laststrom von der Anzapfung 7 über den Wählerarm 17 und den an diesen galvanisch an­geschlossenen Rohrabschnitt 19 zum festen Kontakt 23 so­wie über den Abbrandring 25, den Schaltkontakt 27 und die Schubstange 29 zu einer an diese angeschlossenen Laststromleitung 39. Gleichzeitig fließt jedoch auch ein Ausgleichsstrom von der Anzapfung 7 über den Wählerarm 17, den Rohrabschnitt 19, den festen Kontakt 23, den Ab­brandring 25, den Schaltkontakt 27, den Schaltkontakt 26 sowie die Schubstange 28 und einen Umschaltwiderstand 40 zum Wählerarm 18 und damit zur Anzapfung 6. Dieser Aus­gleichsstrom ist von der Spannung zwischen den Anzapfun­gen 6 und 7 getrieben und in seiner Größe durch den Um­schaltwiderstand 40 bestimmt.To initiate the changeover from the tap 7 to the tap 6, after reaching the required position of the selector arms 17 and 18 shown in FIG. 1, the switching contact 26 is first applied to the switching contact 27 by moving the push rod 28. The position according to FIG. 2 is thus reached. The load current continues to flow from the tap 7 via the selector arm 17 and the pipe section 19 which is electrically connected to it, to the fixed contact 23 and via the erosion ring 25, the switching contact 27 and the push rod 29 to a load current line 39 connected to this. At the same time flows however also a compensating current from the tap 7 via the selector arm 17, the pipe section 19, the fixed contact 23, the erosion ring 25, the switching contact 27, the switching contact 26 and the push rod 28 and a switching resistor 40 to the selector arm 18 and thus to the tap 6. This compensating current is driven by the voltage between the taps 6 and 7 and its size is determined by the switching resistor 40.

Unmittelbar folgend auf die Kontaktgabe zwischen den Schaltkontakten 26 und 27 wird der Schaltkontakt 27 gegen die Kontaktkraft zwischen den Schaltkontakten 26 und 27 von dem vom festen Kontakt 23 getragenen Abbrand­ ring 25 abgehoben. Dies zeigt Figur 3. Der dadurch ge­bildete Spalt wird zunächst noch über einen oder mehrere Lichtbögen des von der Anzapfung 7 zu der Laststromlei­tung 39 fließenden Laststromes überbrückt. Ein wachsen­der Teil des Laststromes fließt jedoch vom Moment des Abhebens des Schaltkontaktes 27 an über den Umschaltwi­derstand 40. Die Lichtbögen erlöschen, sobald der Span­nungsabfall an ihnen gleich oder größer ist als der Spannungsabfall an dem Umschaltwiderstand 40.Immediately following the contact between the switching contacts 26 and 27, the switching contact 27 becomes against the contact force between the switching contacts 26 and 27 by the erosion carried by the fixed contact 23 ring 25 lifted off. This is shown in FIG. 3. The gap formed in this way is initially bridged by one or more arcs of the load current flowing from the tap 7 to the load current line 39. However, a growing part of the load current flows via the switching resistor 40 from the moment the switching contact 27 is lifted off. The arcs extinguish as soon as the voltage drop across them is equal to or greater than the voltage drop across the switching resistor 40.

Sobald dann der Schaltkontakt 26 die Stellung gemäß Figur 4 und damit den Abbrandring 24 erreicht hat, wird der bis dahin kurzzeitig über den Umschaltwiderstand 40 fließende Laststrom von dem Abbrandring 24 übernommen, der über den festen Kontakt 22 und den Rohrabschnitt 20 mit dem Wählerarm 18 verbunden ist. Gleichzeitig ist da­durch auch der Ausgleichsstrom unterbrochen, weil der Umschaltwiderstand 40 kurzgeschlossen ist. Die Umschal­tung des Laststromes von der Anzapfung 7 auf die An­zapfung 6 ist damit abgeschlossen.As soon as the switching contact 26 has reached the position according to FIG. 4 and thus the erosion ring 24, the load current flowing up to then briefly via the switching resistor 40 is taken over by the erosion ring 24, which is connected to the selector arm 18 via the fixed contact 22 and the tube section 20 is. At the same time, the equalizing current is also interrupted because the changeover resistor 40 is short-circuited. The switchover of the load current from the tap 7 to the tap 6 is thus completed.

Solange die Schaltkontakte 27 und 28 sowie der feste Kontakt 22 mit seinem Abbrandring 24 aneinander liegen, ist der Wählerarm 17 stromlos und kann ohne weiteres zwischen den Anzapfungen 7 und 5 hin- und hergeschaltet werden.As long as the switching contacts 27 and 28 as well as the fixed contact 22 with its erosion ring 24 lie against each other, the selector arm 17 is without current and can be switched back and forth between the taps 7 and 5 without further ado.

Soll nun von der Anzapfung 6 zur Anzapfung 5 umgeschal­tet werden, so ist zunächst der Wählerarm 17 auf die An­zapfung 5 zu schalten, so daß die Stellung gemäß Figur 5 erreicht ist. Nun wird der Schaltkontakt 26 gegen die vom Schaltkontakt 27 auf ihn ausgeübte Kontaktkraft von dem Abbrandring 24 abgehoben. Der dadurch gebildete Spalt wird wiederum solange er noch klein ist, wie Fig.6 zeigt, vom Laststrom über Lichtbögen überbrückt. Gleich­zeitig wird auch wieder ein Teilstrom desselben von dem Umschaltwiderstand 40 übernommen, der nach dem Erlöschen der Lichtbögen bis zum Erreichen der Stellung gemäß Fig. 7 den gesamten Laststrom führt.If it is now to be switched from the tap 6 to the tap 5, the selector arm 17 must first be switched to the tap 5 so that the position according to FIG. 5 is reached. Now the switching contact 26 is lifted off the erosion ring 24 against the contact force exerted on it by the switching contact 27. The gap thus formed is in turn bridged by the load current via arcs as long as it is still small, as shown in FIG. At the same time, a partial flow of the same becomes again Switchover resistor 40 taken over, which leads after the extinction of the arcs until reaching the position shown in FIG. 7, the entire load current.

Sobald der Schaltkontakt 27 am Abbrandring 25 in der Stellung gemäß Figur 7 zur Anlage kommt, kommutiert der Laststrom über den festen Kontakt 23, den Rohrabschnitt 19 und den Wählerarm 17 auf die Anzapfung 5. Bis zum Ab­heben des Schaltkontaktes 26 fließt dann über den Um­schaltwiderstand 40 lediglich wieder ein Ausgleichs­strom. Nach dem Erreichen der Stellung gemäß Figur 8, bei der der Schaltkontakt 26 an dem Abbrandring 24 an­liegt, ist die Umschaltung von der geradzahligen An­zapfung 6 auf die ungeradzahlige Anzapfung 5 abgeschlos­sen.As soon as the switching contact 27 comes into contact with the erosion ring 25 in the position according to FIG. 7, the load current commutates via the fixed contact 23, the pipe section 19 and the selector arm 17 to the tap 5. Until the switching contact 26 is lifted, the switching resistor 40 then flows just another equalizing current. After reaching the position according to FIG. 8, in which the switching contact 26 bears on the erosion ring 24, the switchover from the even-numbered tap 6 to the odd-numbered tap 5 is completed.

Figur 9 zeigt eine Kontaktanordnung, bei der der Last­strom beim Übergang von dem festen Kontakt 23 bzw. 22 zum Schaltkontakt 27 bzw. 26 eine U-förmige Schleife 42 bildet. Dadurch werden die jeweils beim Öffnen der Kon­taktstrecken gebildeten Lichtbögen durch das Magnetfeld des sie erzeugenden Stromes aufgeweitet. Infolgedessen verlöschen die Lichtbögen sehr schnell und der Abbrand an den Schaltkontakten 27 bzw. 26 und den Abbrandringen 25 bzw. 24 bleibt klein.FIG. 9 shows a contact arrangement in which the load current forms a U-shaped loop 42 during the transition from the fixed contact 23 or 22 to the switching contact 27 or 26. As a result, the arcs formed when the contact paths are opened are expanded by the magnetic field of the current generating them. As a result, the arcs are extinguished very quickly and the erosion at the switch contacts 27 and 26 and the erosion rings 25 and 24 remains small.

Claims (7)

1. Stufenschalteinrichtung für Transformatoren
- mit einer Feinstufenwicklung (16)
- mit Anzapfungen (1 bis 15), deren eine Hälfte von ei­nem ersten (17) und deren andere Hälfte von einem zweiten (18) beweglichen, lastlos schaltenden Wähler­arm anwählbar ist, und
- mit einem Lastschalter mit Vakuumschaltröhren,
dadurch gekennzeichnet,
- daß je Phase nur eine Vakuumschaltröhre vorgesehen ist,
- daß diese Vakuumschaltröhre zwischen zwei festen Kon­takten (22, 23) zwei bewegliche Schaltkontakte (26, 27) aufweist, deren jeder an den ihm benachbarten festen Kontakt (22, 23) und an den anderen Schaltkontakt (26 bzw. 27) anlegbar ist.1. Step switching device for transformers
- With a fine stage winding (16)
- With taps (1 to 15), one half of which can be selected by a first (17) and the other half by a second (18) movable, load-free switching selector arm, and
- with a load switch with vacuum interrupters,
characterized,
- that only one vacuum interrupter is provided per phase,
- That this vacuum interrupter between two fixed contacts (22, 23) has two movable switching contacts (26, 27), each of which can be applied to the adjacent fixed contact (22, 23) and to the other switching contact (26 or 27). 2. Stufenschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schaltkontakt (26) über einen Umschaltwiderstand (40) mit einem der Wählerarme (18) und der andere Schaltkontakt (27) mit einer Laststromleitung (39) verbunden ist und daß jeder der festen Kontakte (22, 23) mit einem der Wählerarme (17, 18) verbunden ist.2. tap changer according to claim 1, characterized in that the one switching contact (26) via a switching resistor (40) with one of the selector arms (18) and the other switching contact (27) is connected to a load current line (39) and that each of the fixed Contacts (22, 23) with one of the selector arms (17, 18) is connected. 3. Stufenschalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­durch gekennzeichnet, daß die Vakuum­schaltröhre aus koaxial zusammengesetzten rotationssym­metrischen Teilen aufgebaut ist, wobei zwei zur Betäti­gung der scheibenförmigen Schaltkontakte (26, 27) vorge­sehene, diese tragende Schubstangen (28, 29) auf der Symmetrieachse verschiebbar sind, von einander entgegen­gesetzten Enden in die Vakuumschaltröhre eintauchen und je einen der ringförmig ausgebildeten festen Kontakte (22, 23) durchsetzen.3. tap changer according to claim 1 or 2, characterized in that the vacuum interrupter is constructed from coaxially assembled rotationally symmetrical parts, two provided for actuating the disc-shaped switching contacts (26, 27), these supporting push rods (28, 29) on the axis of symmetry , dip into the vacuum interrupter from opposite ends and push through one of the ring-shaped fixed contacts (22, 23). 4. Stufenschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Kontakte (22, 23) einen Abbrandring (24, 25) tragen, und als Flansch in je einem ein Teil des Gehäu­ses der Vakuumschaltröhre darstellenden Rohrabschnitt (19, 20) aus metallischem Werkstoff ausgebildet sind.4. tap changer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fixed contacts (22, 23) carry an erosion ring (24, 25), and as a flange in each a part of the housing of the vacuum interrupter tube section (19, 20th ) are made of metallic material. 5. Stufenschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der festen Kontakte (22, 23) mit dem jeweils zugehörigen Schaltkontakt (26, 27) in Kontaktstellung in einem axialen Schnitt einen U-förmigen Strompfad bil­det, wobei die Kontaktstelle am festen Kontakt (22 bzw. 23) radial außen im Grund des U liegt und wobei der Strom sowohl vor als auch nach der Kontaktstelle in ra­dialer Richtung fließt.5. tap changer according to one of claims 1 to 4, characterized in that each of the fixed contacts (22, 23) with the associated switch contact (26, 27) forms a U-shaped current path in contact position in an axial section, the contact point on the fixed contact (22 or 23) is located radially outside in the base of the U and the current flows in the radial direction both before and after the contact point. 6. Stufenschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstelle der Schaltkontakte (26, 27) unterein­ander ringförmig und den Schubstangen (28, 29) unmittel­bar benachbart ist.6. tap changer according to one of claims 1 to 5, characterized in that the contact point of the switching contacts (26, 27) with each other annular and the push rods (28, 29) is immediately adjacent. 7. Stufenschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontakte (26, 27) und die festen Kontakte (22, 23) auf ihrem Umfang von einem gemeinsamen Kondensations­schirm (41) umfaßt sind.7. tap changer according to one of claims 1 to 6, characterized in that the switching contacts (26, 27) and the fixed contacts (22, 23) are included on their circumference by a common condensation screen (41).
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