EP0650637B1 - Stufenschalter - Google Patents

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EP0650637B1
EP0650637B1 EP93909909A EP93909909A EP0650637B1 EP 0650637 B1 EP0650637 B1 EP 0650637B1 EP 93909909 A EP93909909 A EP 93909909A EP 93909909 A EP93909909 A EP 93909909A EP 0650637 B1 EP0650637 B1 EP 0650637B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
switch
selector
movable
tap
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP93909909A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0650637A1 (de
Inventor
Dieter Dohnal
Josef Neumeyer
Wolfgang Albrecht
Günter Kloth
Rolf Lauterwald
Hans-Henning Lessmann-Mieske
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
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19924223439 external-priority patent/DE4223439C1/de
Priority claimed from DE19924237165 external-priority patent/DE4237165C1/de
Priority claimed from DE19924237231 external-priority patent/DE4237231C1/de
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Publication of EP0650637A1 publication Critical patent/EP0650637A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0650637B1 publication Critical patent/EP0650637B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • H01H9/0016—Contact arrangements for tap changers

Definitions

  • the invention relates to a tap changer on tap transformers with two movable selector contacts according to the preamble of the first claim.
  • tap changers are known from DE-OS 23 21 369.
  • two selector arms each carrying a selector contact are provided, the first of the movable selector contacts being equipped with a vacuum switch suitable for continuous current routing and interruption and the second of the movable selector contacts being a series of vacuum switches designed only for guiding and interrupting the compensating current between two adjacent transformer taps is connected with an overrunning resistor.
  • Both the two movable selector contacts are coupled to each other as well as these with the vacuum switches on the drive side so that when the switching direction changes, the direction of rotation of the drive changes and during each tap change the second selector contact, i.e. the one that connects the vacuum switch, which is only designed to guide and interrupt the equalizing current in series with a switching resistor, is briefly applied to the tap with the higher step voltage.
  • the resistance contact is therefore lagging or leading, depending on the switching direction; the switching sequence changes with the switching direction.
  • both of the selector arms carrying the respective selector contacts must be actuated together by the energy store;
  • the complicated kinematics and the mechanically complex energy store are particularly disadvantageous, in particular due to the unequal switching steps for each tap changer.
  • the invention is therefore based on the object of providing a tap changer which has the simplest kinematic conditions and thus requires an uncomplicated energy store for actuating the switching means, which operates symmetrically in both triggering directions and only implements one and the same switching step.
  • the auxiliary contact always runs ahead and only has to be actuated slowly, that is to say can be actuated directly advantageously by the drive shaft of the tap changer. From the energy accumulator, only the main contact, which is always lagging behind, has to be actuated, which results in a particularly simple energy accumulator.
  • the main and auxiliary contacts can therefore be moved completely independently of one another: the auxiliary contact is continuously moved by the slowly rotating drive shaft and practically selects the new transformer tap to be switched on, the main contact then follows abruptly through the triggered energy store.
  • the main and auxiliary contacts are arranged such that they can be rotated vertically and independently of one another about a common axis and the fixed contacts are arranged concentrically about this axis, each with a tap on the Step winding are connected, extend vertically so far that they can be covered by both the main and auxiliary contact.
  • the fixed contacts linearly, similar to sliding changeover devices, and to design the movable contacts in such a way that unobstructed sweeping is also possible here.
  • This can be done, for example, by the fixed contacts being U-shaped and by means of parallel contact rollers or knives or the like running past one another. can be painted over independently of one another.
  • taps of the step winding of a step transformer are connected to fixed contacts n, (n + 1), ..., (n + m), which can be arranged in a circular or linear manner.
  • the tap changer also consists of a switch contact SKM, which is connected to the common discharge line via a vacuum switch SKV, and an auxiliary contact HKW, which can be moved independently of it and without mechanical coupling, and which also has the common one via a series connection of an auxiliary switch HKM and a contact resistance R Derivative is connected.
  • auxiliary contact HKW shows the associated circuit diagram for a multiple step switching from n to (n + 1), then to (n + 2) and then back to (n + 1). It can be seen that, regardless of whether a switch is made to a higher or a lower voltage level, the auxiliary contact HKW always precedes and performs a preselecting function.
  • the fixed contacts n, (n + 1), (n + 2), ... are designed so that they can be wired independently of each other both from the main contact SKM and from the auxiliary contact HKW.
  • Fig. 4 shows schematically a modified such tap changer, in which all elements are arranged on a movable arm, which here carries the main contact SKM, this arm, symbolized in the figure by a chain line, connected to the derivative.
  • the auxiliary contact HKW which can be moved independently of it, is guided or supported in an insulated manner and electrically connected to the arm carrying the main contact SKM.
  • FIG. 5 shows a further embodiment in which the mechanical auxiliary switch HKM is replaced by a further vacuum switch HKV.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a tap changer, in which the movable switching contact SKM is connected to the common derivative via a series connection of two vacuum switches SKV and ZKV.
  • FIG. 7 again shows the associated circuit diagram when switching from n to (n + 1), then to (n + 2) and back again to (n + 1).
  • FIG. 8 shows a tap changer according to FIG. 6, again in a modified version, with all switching elements on one movable arm, which carries the main contact SKM here, are arranged.
  • the auxiliary contact HKW which can be moved independently of it, is in turn guided or supported in an insulated manner and electrically connected to the arm carrying the main contact SKM.
  • FIG. 9 shows the construction of a tap changer according to FIG. 8 from above
  • FIG. 10 shows this tap changer in a side view in plane AA and FIG. 11 in plane BB.
  • the tap changer consists of a housing 1, the fixed tap contacts 2 being arranged vertically on its end face, each consisting of two contact parts 2.1, 2.2, which extend parallel to one another into the interior of the tap changer. From above, a threaded spindle 4 derived from a drive 3 leads into the housing 1. On the side of the housing 1 which is applied to the fixed stepped contacts 2, two cam rails 5, two guide rails 6 and a discharge rail 7 are arranged, extending vertically, the function of which is even closer is explained.
  • the tap changer also has a spring energy store, which consists of a tubular elevator slide 8, which is enclosed by a compression spring 9 and in turn encloses the threaded spindle 4, by which it is driven.
  • the spring energy store also consists of an essentially U-shaped output part 11.
  • a fixed integral part of the output part 11 and thus its sudden movement after triggering is followed by a switch contact 12, which connects the other contact part of each fixed step contact 2, three vacuum switches 13, 14, 28, a conductive contact rail 15, further rollers 24, 25 and angle levers 26, 27, 29 for actuating the Vacuum switch 13, 14, 28, furthermore a discharge contact knife 18, which is connected to the discharge rail 7, and finally at least one transition resistor 19.
  • the threaded spindle 4 executes a rotary movement and moves the tubular elevator slide 8, which surrounds it, continuously up or down, depending on the direction of rotation.
  • the compression spring 9 which is supported against an upper abutment 9.1 or a lower abutment 9.2, is tensioned; the spring energy storage is pulled up.
  • a roller 21 of a trigger bar 22 of the output part 11 runs on the likewise vertically moving trigger contour 20, which has bevels 20.1, 20.2.
  • the preselecting auxiliary contact 10 which is fixedly connected to the elevator carriage 8, moves; it leaves the original fixed step contact 2 and reaches the next fixed step contact located above or below it.
  • the preselecting auxiliary contact 10 slides on the contact rail 15, which is connected to the vacuum cell 13 via the at least one contact resistor 19.
  • the roller 21 reaches the respective slope 20.1 or 20.2; the trigger bar 22 is shifted horizontally out of the detent 23 in the guide rail 6 and the complete output part 11 abruptly follows the previous movement of the elevator carriage 8.
  • the guide rail 6 takes over the mechanical, vertical guidance.
  • the switching contact 12 now also leaves the previous fixed step contact 2 and reaches a contact part of the new step contact, on the other contact part of which the auxiliary contact 10 already rests.
  • the angle lever 27 has a roller 25 which runs on the curved rail 5 and is deflected by the contour thereof; the angle lever 27 is thereby rotated about its pivot point 271 and thus actuates the actuating lever 273 of the second vacuum switch 14 articulated at the pivot point 272.At the same time, the run-up surface 274 runs against a corresponding run-up surface 294 of a second angle lever 29, which is thereby also rotated about its pivot point 291 and so that the further actuating lever 293 of the third vacuum switch 28 articulated via the articulation point 292 is actuated.
  • Fig. 14 shows a single fixed contact 2, which is approximately U-shaped and has two longitudinally parallel mutually extending contact cheeks 41 and 42, between which a connecting leg 43 is arranged perpendicular to it, the means 44 for mechanical fastening and electrical Connection of the respective fixed contact.
  • FIG. 15 shows the fixed contact shown individually in FIG. 14 together with the movable selector contact bridges K1 and K2 which pass over it and which correspond to the auxiliary contact 10 and the switching contact 12 from FIG. 9.

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)
  • Lock And Its Accessories (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stufenschalter an Stufentransformatoren mit zwei beweglichen Wählerkontakten gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches. Solche Stufenschalter sind aus der DE-OS 23 21 369 bekannt.
  • Bei einem solchen bekannten Stufenschalter sind zwei jeweils einen Wählerkontakt tragenden Wählerarme vorgesehen, wobei dem ersten der beweglichen Wählerkontakte ein zur Dauerstromführung und -unterbrechung geeigneter Vakuumschalter und dem zweiten der beweglichen Wählerkontakte ein lediglich zur Führung und Unterbrechung des Ausgleichsstromes zwischen zwei benachbarten Transformatoranzapfungen ausgelegter Vakuumschalter in Reihe mit einem Überschaltwiderstand nachgeschaltet ist.
    Dabei sind sowohl die beiden beweglichen Wählerkontakte untereinander als auch diese mit den Vakuumschaltern antriebsseitig so gekoppelt, daß bei Schaltrichtungswechsel auch die Drehrichtung des Antriebes wechselt und während jeder Stufenschaltung der zweite Wählerkontakt, also derjenige, der nachgeschaltet den lediglich zur Führung und Unterbrechung des Ausgleichsstromes ausgelegten Vakuumschalter in Reihe mit einem Überschaltwiderstand aufweist, kurzzeitig für sich allein an der Anzapfung mit der jeweils höheren Stufenspannung anliegt.
    Bei diesen bekannten Stufenschaltern ist demnach je nach Schaltrichtung der Widerstandskontakt nach- oder voreilend; der Schaltablauf ändert sich mit der Schaltrichtung.
  • Es müssen demnach beide die jeweiligen Wählerkontakte tragenden Wählerarme vom Kraftspeicher gemeinsam betätigt werden; besonders nachteilig sind dabei die komplizierte Kinematik sowie der mechanisch aufwendige Kraftspeicher, insbesondere bedingt durch die ungleichen Schaltschritte bei jeder Stufenschaltung.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stufenschalter zu schaffen, der einfachste kinematische Verhältnisse aufweist und damit einen unkomplizierten, symmetrisch in beiden Auslöserichtungen arbeitenden und nur einen immer gleichen Schaltschritt realisierenden Kraftspeicher zur Betätigung der Umschaltmittel erfordert.
  • Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Stufenschalter durch die im ersten Patentanspruch aufgeführten technischen Mittel gelöst. Die Unteransprüche beinhalten besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Besonders vorteilhaft am erfindungsgemäßen Stufenschalter ist, daß - unabhängig von der Schaltrichtung und damit von der Drehrichtung des Antriebes - der Hilfskontakt stets vorausläuft und dabei nur langsam betätigt werden muß, also besonders vorteilhaft von der Antriebswelle des Stufenschalters direkt betätigbar ist. Vom Kraftspeicher ist damit nur noch der - stets nacheilende - Hauptkontakt zu betätigen, woraus sich ein besonders einfacher Kraftspeicher ergibt.
    Beim erfindungsgemäßen Stufenschalter sind Haupt- und Hilfskontakte demnach völlig unabhängig voneinander bewegbar: Der Hilfskontakt wird von der sich langsam drehenden Antriebswelle kontinuierlich bewegt und wählt praktisch die anzuschaltende neue Transformatorenanzapfung vor, der Hauptkontakt folgt anschließend sprungartig durch den ausgelösten Kraftspeicher.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind Haupt- und Hilfskontakt vertikal voneinander getrennt um eine gemeinsame Achse unabhängig voneinander drehbar angeordnet und die konzentrisch um diese Achse angeordneten Festkontakte, die jeweils mit einer Anzapfung der Stufenwicklung verbunden sind, erstrecken sich vertikal soweit, daß sie sowohl vom Haupt- als auch Hilfskontakt überstrichen werden können.
    Zwar ist es aus der DE-OS 22 19 220 bereits bekannt, Festkontakte, die von Kontaktrollen überstreichbar sind, vertikal in mehreren Ebenen anzuordnen, doch dient diese bekannte Anordnung lediglich dazu, die räumlichen Verhältnisse beim Überstreichen durch mehrere miteinander gekoppelte Kontaktrollen zu verbessern.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, die Festkontakte linear, ähnlich wie bei Schiebeumstellern, anzuordnen und die beweglichen Kontakte so auszubilden, daß auch hierbei ein ungehindertes Überstreichen möglich ist. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Festkontakte U-förmig ausgebildet sind und durch parallele, aneinander vorbeilaufende Kontaktrollen oder -messer o.ä. unabhängig voneinander überstreichbar sind.
  • Besonders vorteilhaft ist es, zur Erhöhung der Fehlersicherheit dem ersten beweglichen Wählerkontakt in Reihe zu dem den Laststrom schaltenden und diesen dauernd führenden Vakuumschalter einen weiteren, vorzugsweise baugleichen, Vakuumschalter in Reihe nachzuschalten und diese beiden Vakuumschalter annähernd gleichzeitig zu betätigen.
  • Es ist ebenfalls möglich, alle Schaltmittel auf einem der beweglichen Schaltkontakte anzuordnen und zum anderen beweglichen Schaltkontakt lediglicn eine elektrische Verbindung herzustellen.
  • Ausführungsformen der Erfindung sollen nachfolgend an Hand von Zeichnungen beispielhaft noch näher erläutert werden.
    Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen ersten erfindungsgemäßen Stufenschalter in schematischer Darstellung
    Fig. 2
    die erforderlichen Schaltschritte dieses ersten Stufenschalters bei der Umschaltung von einer Transformatorenanzapfung auf eine andere
    Fig. 3
    das zugehörige Schaltdiagramm dieses ersten Stufenschalters bei einer mehrmaligen Umschaltung von n nach (n+1), dann nach (n+2) und anschließend wieder zurück nach (n+1)
    Fig. 4
    eine abgewandelte Bauform dieses Stufenschalters, wobei alle Elemente auf einem beweglichen Arm, der hier den Hauptkontakt SKM trägt, angeordnet sind
    Fig. 5
    zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stufenschalters in schematischer Darstellung
    Fig. 6
    zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stufenschalters in schematischer Darstellung
    Fig. 7
    zeigt das Schaltdiagramm des dritten Stufenschalters wiederum für eine mehrmalige Umschaltung von n nach (n+1), dann nach (n+2) und anschließend zurück nach (n+1)
    Fig. 8
    zeigt wiederum eine abgewandelte Ausführung dieses dritten Stufenschalters, bei dem alle Elemente wiederum auf einem beweglichen Arm, der hier den Hauptkontakt SKM trägt, angeordnet sind
    Fig. 9
    zeigt die Bauweise eines in Fig. 8 schematisch dargestellten Stufenschalters von oben
    Fig. 10
    zeigt eben diesen Stufenschalter in seitlicher Darstellung in der Ebene A-A
    Fig. 11
    den gleichen Stufenschalter in seitlicher Darstellung in der Ebene B-B
    Fig. 12
    ein einzelnes Abtriebsteil in teilweiser perspektivischer Darstellung
    Fig. 13
    zeigt das Schaltungsschema eben dieses Stufenschalters
    Fig. 14
    zeigt einen einzelnen Festkontakt in perspektivischer Darstellung allein
    Fig. 15
    zeigt einen solchen Festkontakt gemeinsam mit den beiden unabhängig voneinander beweglichen, als Kontaktbrücken ausgebildeten, ihn überstreichenden Wählerkontakten.
  • Bei der in Fig. 1 gezeigten schematischen Darstellung sind Anzapfungen der Stufenwicklung eines Stufentransformators mit Festkontakten n, (n+1),...,(n+m) verbunden, die kreisförmig oder auch linear angeordnet sein können. Der Stufenschalter besteht ferner aus einem Schaltkontakt SKM, der über einen Vakuumschalter SKV mit der gemeinsamen Ableitung verbunden ist, sowie aus einem unabhängig davon und ohne mechanische Kopplung bewegbaren Hilfskontakt HKW, der über eine Reihenschaltung aus einem Hilfsschalter HKM und einem Überschaltwiderstand R ebenfalls mit der gemeinsamen Ableitung verbunden ist.
  • Die Fig. 2 zeigt die erforderlichen Schaltschritte bei der Umschaltung. Diese Schaltschritte sind unabhängig davon, ob die Umschaltung von einer niedrigeren zu einer höheren Spannungsstufe erfolgt oder umgekehrt. Die einzelnen Schaltschritte sind dabei mit (1) bis (9) bezeichnet.
  • Fig. 3 zeigt das zugehörige Schaltdiagramm für eine mehrmalige Stufenschaltung von n nach (n+1), dann nach (n+2) und anschließend zurück nach (n+1).
    Es ist ersichtlich, daß, unabhängig davon, ob auf eine höhere oder eine niedrigere Spannungsstufe umgeschaltet wird, stets der Hilfskontakt HKW vorläuft und eine vorwählende Funktion ausübt. Dabei sind die Festkontakte n, (n+1), (n+2), ...konstruktiv so ausgebildet, daß sie unabhängig voneinander sowohl vom Hauptkontakt SKM als auch vom Hilfskontakt HKW beschaltet werden können.
  • Fig. 4 zeigt schematisch einen abgewandelten solchen Stufenschalter, bei dem alle Elemente auf einem beweglichen Arm, der hier den Hauptkontakt SKM trägt, angeordnet sind, wobei dieser Arm, in der Figur durch eine Strichpunktlinie symbolisiert, mit der Ableitung verbunden ist. Der wiederum unabhängig davon bewegbare Hilfskontakt HKW ist isoliert geführt bzw. gelagert und elektrisch mit dem den Hauptkontakt SKM tragenden Arm verbunden.
  • Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der mechanische Hilfsschalter HKM durch einen weiteren Vakuumschalter HKV ersetzt ist.
  • Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Stufenschalters, bei der der bewegbare Schaltkontakt SKM über eine Reihenschaltung aus zwei Vakuumschaltern SKV und ZKV mit der gemeinsamen Ableitung verbunden ist. Durch eine solche Anordnung ist eine wesentlich größere Sicherheit gegen den Ausfall eines Vakuumschalters im Lastzweig gegeben.
  • Fig. 7 zeigt wiederum das dazugehörige Schaltdiagramm bei einer Umschaltung von n nach (n+1), dann nach (n+2) und wieder zurück nach (n+1).
  • Fig. 8 zeigt einen Stufenschalter gemäß Fig. 6 in wiederum abgewandelter Ausführung, wobei alle Schaltelemente auf einem beweglichen Arm, der hier den Hauptkontakt SKM trägt, angeordnet sind. Der unabhängig davon bewegbare Hilfskontakt HKW ist wiederum isoliert geführt bzw. gelagert und elektrisch mit dem den Hauptkontakt SKM tragenden Arm verbunden.
  • Fig. 9 zeigt die Bauweise eines Stufenschalters gemäß Fig. 8 von oben, Fig. 10 zeigt eben diesen Stufenschalter in Seitendarstellung in der Ebene A-A und Fig. 11 in der Ebene B-B.
    Der Stufenschalter besteht aus einem Gehäuse 1, wobei sich an seiner Stirnseite vertikal angeordnet die festen Stufenkontakte 2 befinden, die jeweils aus zwei Kontaktteilen 2.1, 2.2 bestehen, die sich parallel zueinander in das Innere des Stufenschalters erstrecken. Von oben führt eine von einem Antrieb 3 abgeleitete Gewindespindel 4 in das Gehäuse 1. Auf der den festen Stufenkontakten 2 angewandten Seite des Gehäuses 1 sind, sich vertikal erstreckend, zwei Kurvenschienen 5, zwei Führungsschienen 6 und eine Ableitschiene 7 angeordnet, deren Funktion noch näher erläutert wird. Der Stufenschalter weist weiterhin einen Federenergiespeicher auf, der aus einem rohrförmigen Aufzugsschlitten 8 besteht, der von einer Druckfeder 9 umschlossen wird und seinerseits die Gewindespindel 4 umschließt, von der er angetrieben wird. Am Aufzugsschlitten 8 sind isoliert ein vorwählender Hilfskontakt 10, der jeweils ein Kontaktteil 2.1 des jeweils gewählten festen Stufenkontaktes 2 überstreicht bzw. umfaßt, sowie weiterhin eine sich vertikal erstreckende Auslösekontur 20 befestigt. Der Federenergiespeicher besteht weiterhin aus einem im wesentlichen U-förmigen Abtriebsteil 11. Fester integraler Bestandteil des Abtriebsteiles 11 und damit dessen sprungartige Bewegung nach Auslösung mitvollziehend sind ein Schaltkontakt 12, der das jeweils andere Kontaktteil jedes festen Stufenkontaktes 2 beschaltet, drei Vakuumschalter 13, 14, 28, eine leitende Kontaktschiene 15, ferner Rollen 24, 25 sowie Winkelhebel 26, 27, 29 zur Betätigung der Vakuumschalter 13, 14, 28, ferner ein Ableitkontaktmesser 18, das mit der Ableitschiene 7 in Verbindung steht und schließlich mindestens ein Überschaltwiderstand 19.
  • Soll eine Umschaltung erfolgen, vollführt die Gewindespindel 4 eine Drehbewegung und bewegt den rohrförmigen Aufzugsschlitten 8, der sie umgibt, je nach Drehrichtung kontinuierlich nach oben oder unten. Dadurch wird die Druckfeder 9, die sich gegen ein oberes Widerlager 9.1 bzw. ein unteres Widerlager 9.2 abstützt, gespannt; der Federenergiespeicher wird aufgezogen.
    Bei dieser Bewegung des Aufzugsschlittens 8 relativ zum noch stillstehenden Abtriebsteil 11 läuft eine Rolle 21 eines Auslöseriegels 22 des Abtriebsteiles 11 auf der sich ebenfalls vertikal bewegenden Auslösekontur 20, die Schrägen 20.1, 20.2 aufweist.
    Gleichzeitig bewegt sich der fest mit dem Aufzugsschlitten 8 isoliert verbundene vorwählende Hilfskontakt 10; er verläßt den ursprünglichen festen Stufenkontakt 2 und erreicht den nächsten, darüber oder darunter befindlichen festen Stufenkontakt. Mit seinem anderen Ende schleift der vorwählende Hilfskontakt 10 auf der Kontaktschiene 15, die über den mindestens einen Überschaltwiderstand 19 mit der Vakuumzelle 13 verbunden ist. Anschließend erreicht die Rolle 21 die jeweilige Schräge 20.1 oder 20.2; der Auslöseriegel 22 wird horizontal aus der Arretierung 23 in der Führungsschiene 6 verschoben und das komplette Abtriebsteil 11 folgt sprunghaft der vorausgegangenen Bewegung des Aufzugsschlittens 8. Dabei übernimmt die Führungsschiene 6 die mechanische, vertikale Führung.
    Der Schaltkontakt 12 verläßt nunmehr ebenfalls den bisherigen festen Stufenkontakt 2 und erreicht ein Kontaktteil des neuen Stufenkontaktes, auf dessen anderen Kontaktteil bereits der Hilfskontakt 10 aufliegt. Der Hilfskontakt 10 ist über die Kontaktschiene 15 über eine Reihenschaltung aus dem mindestens einen Überschaltwiderstand 19 und der ersten Vakuumschaltröhre 13 mit der Lastableitung verbunden. Der Schaltkontakt 12 seinerseits ist über eine Reihenschaltung aus der zweiten Vakuumschaltröhre 14 und der dritten Vakuumschaltröhre 28 sowie das fest damit verbundene Ableitkontaktmesser 18 mit der Ableitschiene 7 und damit ebenfalls mit der Lastableitung verbunden.
  • Der Winkelhebel 27 weist eine Rolle 25 auf, die an der Kurvenschiene 5 läuft und durch deren Kontur ausgelenkt wird; der Winkelhebel 27 wird dadurch um seinen Drehpunkt 271 gedreht und betätigt somit den am Anlenkpunkt 272 angelenkten Betätigungshebel 273 des zweiten Vakuumschalters 14. Gleichzeitig läuft die Auflauffläche 274 gegen eine korrespondierende Auflauffläche 294 eines zweiten Winkelhebels 29, der dadurch ebenfalls um seinen Drehpunkt 291 gedreht wird und damit den über den Anlenkpunkt 292 angelenkten weiteren Betätigungshebel 293 des dritten Vakuumschalters 28 betätigt. Durch den im Ruhezustand vorhandenen Zwischenraum zwischen den korrespondierenden Auflaufflächen 274, 294 der beiden Hebel 27, 29 erfolgt die Betätigung des zweiten Vakuumschalters 14 jeweils kurz vor der Betätigung des dritten Vakuumschalters 28, wie dies auch aus Fig. 7 ersichtlich ist.
    Insgesamt ergibt sich dabei folgender Stromweg im Laststromzweig: Vom Kontaktteil 2.2 des festen Stufenkontaktes 2 über den Schaltkontakt 12, ein leitendes Verbindungsteil 30, dritten Vakuumschalter 28, von dort über eine leitende flexible Kontaktbrücke 31 zum zweiten Vakuumschalter 14, von diesem schließlich über ein Ableitkontaktmesser 18 auf die Ableitschiene 7 der Lastableitung. Dies ist besonders gut aus Fig. 13 ersichtlich.
  • Bei einer Lastumschaltung bewegt sich - den Schaltablauf zusammengefaßt - demnach der vorwählende Hilfskontakt 10 von n nach (n+1). Wenn der Hilfskontakt 10 die neue Stellung erreicht hat, wird das Abtriebsteil 11 ausgelöst; es setzt dessen sprungsartige Bewegung ein, und es vollziehen sich nacheinander folgende Schaltschritte:
    • 1. Die erste Vakuumschaltröhre 13 schaltet den Kreisstrom ein
    • 2. die zweite und die dritte Vakuumschaltröhre 14, 28 schalten den Laststromzweig n zur Lastableitung ab
    • 3. der Schaltkontakt 12 bewegt sich von n nach (n+1)
    • 4. die zweite und dritte Vakuumschaltröhre 14, 28 schalten den Laststromzweig (n+1) zur Ableitung ein, damit ist die Umschaltung vollzogen
    • 5. die erste Vakuumschaltröhre 13 schaltet in die Ausgangsstellung zurück.
  • Fig. 14 zeigt einen einzelnen Festkontakt 2, der annähernd U-förmig ausgebildet ist und zwei sich in Längsrichtung parallel zueinander erstreckende einzeln überstreichbare Kontaktwangen 41 und 42 aufweist, zwischen denen senkrecht dazu ein Verbindungsschenkel 43 angeordnet ist, der Mittel 44 zur mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung des jeweiligen Festkontaktes aufweist.
  • Fig. 15 schließlich zeigt den in Fig. 14 einzeln dargestellten Festkontakt gemeinsam mit den ihn überstreichenden, beweglichen Wählerkontaktbrücken K1 sowie K2, die dem Hilfskontakt 10 bzw. dem Schaltkontakt 12 aus Fig. 9 entsprechen.

Claims (10)

  1. Stufenschalter für Stufentransformatoren mit zwei beweglichen Wählerkontakten, wobei dem ersten beweglichen Wählerkontakt (SKM) mindestens ein den Laststrom schaltender und diesen dauernd führender vakuumschalter (SKV) und dem zweiten der beweglichen Wählerkontakte (HKW) ein den Ausgleichsstrom zwischen zwei benachbarten Anzapfungen des Stufentransformators schaltender und diesen kurzzeitig führender Schalter (HKM) in Reihe mit einem Überschaltwiderstand (R) nachgeschaltet ist und wobei in Ruhestellung der erste und der zweite bewegliche Wählerkontakt an derselben Anzapfung liegen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sowohl der erste bewegliche Wählerkontakt (SKM) als auch der zweite bewegliche Wählerkontakt (HKW) einzeln und ohne direkte gegenseitige Kopplung bewegbar sind,
    daß der zweite bewegliche Wählerkontakt (HKW) bei jeder Schaltbewegung unabhängig von der Schaltrichtung den neuen Festkontakt (n+/-1) erreicht, bevor der erste Wählerkontakt (SKM) den bisherigen Festkontakt (n) verläßt,
    daß der zweite bewegliche Wählerkontakt (HKW) direkt von einer Antriebswelle kontinuierlich betätigbar ist und daß der erste bewegliche Wählerkontakt (SKM) nach Auslösung eines Kraftspeichers der Bewegung des zweiten beweglichen Wählerkontaktes (HKW) sprungartig nachführbar ist, wobei der Kraftspeicher von der Antriebswelle spannbar ist.
  2. Stufenschalter nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der mit dem zweiten beweglichen Wählerkontakt (HKW) in Verbindung stehende Schalter zur Schaltung eines Ausgleichsstromes ebenfalls ein Vakuumschalter (HKV) ist.
  3. Stufenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß dem ersten der beweglichen Wählerkontakte (SKM) in Reihe zu dem den Laststrom schaltenden und diesen dauernd führenden Vakuumschalter (SKV) ein weiterer Vakuumschalter (ZKV) nachgeschaltet ist und diese beiden in Reihe angeordneten Vakuumschalter (SKV, ZKV) annähernd gleichzeitig betätigbar sind.
  4. Stufenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beide bewegliche Wählerkontakte (SKM, HKW) gleichachsig drehbar gelagert vertikal übereinander angeordnet sind und daß sich die Festkontakte (n...n+m) jeweils in vertikaler Richtung soweit erstrecken, daß sie von beiden beweglichen Wählerkontakten (SKM, HKW) unabhängig voneinander überstreichbar sind.
  5. Stufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beide bewegliche Wählerkontakte (SKM, HKW) unabhängig voneinander linear beweglich geführt sind, dergestalt, daß jeweils alle linear angeordneten Festkontakte (n...n+m) überstreichbar sind.
  6. Stufenschalter nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich die Festkontakte (n...n+m) längs einer linearen Bahn in das Innere des Stufenschalters erstrecken und durch einen verschiebbaren Schaltmechanismus beschaltbar sind, der von einer mit einer Gewindespindel (4) in Verbindung stehenden Antriebswelle angetrieben wird, daß der Schaltmechanismus aus einem direkt kontinuierlich von der Gewindespindel (4) antreibbaren Aufzugsschlitten (8) und einem durch diesen mittels eines Federenergiespeichers aufziehbaren Abtriebsteil (11), das nach Auslösung
    sprungartig dem Aufzugsschlitten (8) nachläuft, besteht, daß der Aufzugsschlitten (8) mit einem vorwählenden Hilfskontakt (10) verbunden ist, der den zweiten beweglichen Wählerkontakt (HKW) bildet, der mit jedem der festen Stufenkontakte (2) in Kontakt bringbar ist und über mindestens einen Überschaltwiderstand (19) und einen ersten Schalter (13) mit einer Lastableitung in Verbindung steht,
    daß das Abtriebsteil (11) fest mit einem Schaltkontakt (12) verbunden ist, der den ersten beweglichen Wählerkontakt (SKM) bildet, der ebenfalls mit jedem der festen Stufenkontakte (2) in Kontakt bringbar ist und über einen zweiten Schalter (14) oder eine Reihenschaltung aus einem zweiten und einem dritten Schalter (14, 28) wiederum mit der Lastableitung in Verbindung steht.
  7. Stufenschalter nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jeder Festkontakt (n...n+m) zwei sich in Längsrichtung parallel zueinander erstreckende, elektrisch miteinander verbundene, überstreichbare Kontaktwangen (41, 42) aufweist,
    daß sich parallel zu den Festkontakten (n...n+m) zwei elektrisch leitende Kontaktschienen, nämlich eine Hilfskontaktschiene (15) sowie eine Ableitkontaktschiene (7) längs durch den Stufenschalter erstrecken, wobei die Ableitkontaktschiene (7) direkt und die Hilfskontaktschiene (15) über eine Reihenschaltung aus mindestens einem Überschaltwiderstand (19) und dem Schalter zur Schaltung eines Ausgleichsstromes (13) mit der Lastableitung in Verbindung stehen,
    daß als erster beweglicher Wählerkontakt (SKM) eine erste Kontaktbrücke (12) jeweils eine Kontaktwange jedes Festkontaktes (n...n+m) unter Zwischenschaltung des mindestens einen Vakuumschalters (14, 28) mit der Ableitschiene (7) verbindet
    und daß als zweiter beweglicher Wählerkontakt (HKW) eine zweite Kontaktbrücke (10) die jeweils andere Kontaktwange jedes Festkontaktes (n...n+m) mit der Hilfskontaktschiene (15) verbindet.
  8. Stufenschalter nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Aufzugsschlitten (8) rohrförmig ausgebildet ist und von einer Druckfeder (9) des Federenergiespeichers, die sich gegen das Abtriebsteil (11) abstützt, umschlossen ist, wobei der Aufzugsschlitten (8) seinerseits die Gewindespindel (4) umschließt.
  9. Stufenschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der vorwählende Hilfskontakt (10) als Kontaktbrücke ausgebildet ist, deren freies Ende an der leitenden Kontaktschiene (15) schleift, die elektrisch isoliert am Abtriebsteil (11) befestigt und über den mindestens einen Überschaltwiderstand (19) und den ersten Schalter (13) mit der Lastableitung elektrisch verbunden ist.
  10. Stufenschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mechanisch fest verbunden am Abtriebsteil (11) und damit dessen sprungartige Bewegung nach Auslösung mitvollziehend, der Schaltkontakt (12), die mindestens zwei Vakuumschalter (13, 14, 28), die leitende Kontaktschiene (15) sowie Rollen (24, 25) und Winkelhebel (26, 27, 29) zur Betätigung der mindestens zwei Vakuumschalter (13, 14, 28), ein Ableitkontaktmesser (18), das mit der Ableitschiene (7) in Verbindung steht und schließlich mindestens ein Überschaltwiderstand (19) angeordnet sind.
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