EP2845212A1 - Wähler für einen stufenschalter - Google Patents

Wähler für einen stufenschalter

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EP2845212A1
EP2845212A1 EP13719283.7A EP13719283A EP2845212A1 EP 2845212 A1 EP2845212 A1 EP 2845212A1 EP 13719283 A EP13719283 A EP 13719283A EP 2845212 A1 EP2845212 A1 EP 2845212A1
Authority
EP
European Patent Office
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selector
honeycomb segments
contact
contacts
voter
Prior art date
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Application number
EP13719283.7A
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English (en)
French (fr)
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EP2845212B1 (de
Inventor
Christian Pircher
Max Weidinger
Thomas Schuster
Moritz BENGLER
Robert Hiltner
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
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Publication of EP2845212A1 publication Critical patent/EP2845212A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2845212B1 publication Critical patent/EP2845212B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • H01H9/0044—Casings; Mountings; Disposition in transformer housing
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    • 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
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    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0016—Contact arrangements for tap changers
    • H01H2009/0022—Mounting of the fixed contacts or taps on cylindrical wall of oil vessel containing the tap changer; Details of screening
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H2009/0088—Details of rotatable shafts common to more than one pole or switch unit

Definitions

  • the invention relates to a selector for a tap changer for uninterrupted switching between winding taps of a tapped transformer.
  • the selector is used for the powerless preselection of the new winding tap to be switched to below.
  • the diverter switch is used for the actual - fast - uninterrupted switching from the previous to the new, no-load preselected winding tap.
  • a step switch with a selector is known from the company publication "OILTAP® M" of the applicant, Druckimpressum 03/09 In this selector, fixed selector contacts are arranged in a circle in several horizontal planes on an insulating material stand These fixed selector contacts are located in the interior of the insulating material stand.
  • the fixed selector contacts which are each in electrical connection with a winding tap of the associated tapped transformer, which is to be regulated, are here so on vertical
  • Isolierstoffstäben arranged and fastened. These Isolierstoffstäbe may consist of kraft paper, fiberglass or other insulating material.
  • the Isolierstoffstäbe form a framework of vertical, mutually parallel rods; The framework is fixed by an upper and a lower ring.
  • Insulating cylinder in turn, may consist of kraft paper, fiberglass or other insulating material.
  • VACUTAP® - On-load tap-changer for furnace applications Druckimpressum 09/07 of the applicant, a tap-changer of the type VR® is known, in which the selector does not consist of a closed insulating cylinder but of several individual cylindrical shells Segments that in the assembled state de facto a cylinder contour with
  • a tap-changer with freewheeling element is known.
  • the tap changer has a switching shaft on which a plurality of actuating elements arranged parallel to one another are fastened.
  • the actuators are designed as cams with projections.
  • Parallel to the switching shaft mechanical switching elements are arranged, which are actuated via the projections of the cams.
  • the mechanical switching elements are connected between the selector and the vacuum interrupters of the diverter switch. By operating the mechanical switching elements, the vacuum interrupters are to be protected in the non-load current leading load branch from possibly occurring surge voltages.
  • Winding taps is used, has two integrally formed, arranged in two levels one above the other fixing elements.
  • the fixing elements in the outer ring portion openings for the passage of contact bars.
  • each fixing element has a sleeve portion arranged in the middle, in which a switching shaft is mounted.
  • a tap changer for transformers which consists of a selector and a load switch.
  • the selector is used for the power-less preselection of tap tap and the load switch for fast switching under voltage.
  • the selector includes two rotary contacts which connect the taps of the transformer with one slip ring each and are driven by a shaft.
  • a tap changer with a preselection for uninterrupted switching between different winding taps of a tapped transformer is known.
  • Selection in general can on the one hand be designed as a coarse-step selector, on the other hand as a turner. In both cases, these means expand the control range. In other words, existing selector contacts can be used multiple times.
  • the coarse-grained selector does this by switching part of the trunk winding on or off. By the turner it is possible to add the control windings to the main winding or to switch against them, so to subtract. Also one
  • the prior art in such selectors for tap changers can therefore be summarized as follows:
  • the individual fixed selector contacts are arranged in a plurality of horizontal planes circular around a rotatable drive shaft around.
  • the arrangement of the selector contacts and their fixation is carried out either on individual rods of insulating material forming a cage stand, or in the wall of a Isolierstoffzylinders, or even in the wall of individual Isolierstoffzylindersegmenten, which also put together a circular arrangement.
  • the positioning of the fixed selector contacts is carried out vertically one above the other - in a Isolierstoffgerüst along the rods as support elements - in several levels.
  • the expansion of the control range is done via preselector which are designed as a coarse selector, Wender or a combination of both.
  • These parts also consist of Isolierstoffzylindersegmenten or Isolierstoffstäben which are arranged next to the fine selector.
  • the prior art has various disadvantages overall. The main drawback is that for different numbers of connectable winding taps of the associated tapped transformer and thus different numbers solid
  • Voter contacts also different constructive configurations of the voter are required.
  • the individual fixed selector contacts must have a certain minimum distance both horizontally and vertically to each other.
  • a large number of fixed struler giftede in a horizontal plane thus inevitably leads to a large diameter of both the Isolierstoffgerüstes and the insulating cylinder.
  • a large number of individual horizontal planes arranged one below the other results in an increased length of insulating framework as well as insulating cylinders.
  • the object of the invention is to eliminate these disadvantages and to provide a selector with an optional selection, which is modular and a reduction in complexity while covering the same variance, d.
  • the subclaims relate to advantageous developments of the invention.
  • the invention is based on the general idea, a generic voters of the modular form from always uniform, mutually offset next to each other and arranged honeycomb segments, is constructed.
  • the essential components for such a selector are honeycomb segments which are connected to one another via contacts, contact holders and bolts and are thereby surrounded by a shield.
  • the selector according to the invention offers numerous advantages. First of all, only a few different equal parts are required for its production. With these can be realized by the construction by means of the honeycomb segments with the same diameter different lengths and heights of the voter. In other words, the voter according to the invention is adaptable with low complexity to widely varying numbers of winding taps to be controlled and thus required fixed voter contacts.
  • Another advantage of the invention is that gaps remain in each horizontal plane between the connecting regions of the honeycomb segments and the contacts arranged there. Since the voters according to the invention, as usual, flows around and flows through the insulating oil in the transformer boiler, oil lines are thus realized both horizontally and vertically between all fixed selector contacts; this optimization of
  • Insulation distances leads to a high dielectric strength in a compact design.
  • honeycomb segments also make it possible to arrange selection in the simplest manner either next to or below the fine selector and to connect them together. This allows more flexible response to given space.
  • the same parts can be used.
  • the fine selector can be halved in height compared to the prior art. Due to the honeycomb structure there are no direct rod sections between the planes, whereby the dielectric strength is increased.
  • Figure 2 shows an inventive honeycomb segment with contacts, contact holders and
  • Figure 4 shows a contact with contact shield
  • Figure 5 shows an inventive selector
  • Figure 6 shows an inventive selector with mutually arranged fine selector and preselector
  • Figure 1 shows a honeycomb segment 1 according to the invention.
  • This is preferably made of a thermoplastic having a high dielectric strength, e.g. PPA.
  • Honeycomb segment 1 has four receiving areas 2 for contacts 3, contact holder 4 and pin 5.
  • each receiving area 2 has at least one contact recess 3.1 for the contact 3, at least one contact holder recesses 4.1 for the contact holder 4 and at least one bore 5.1 for the bolt 5.
  • the contact holder 4 also have holes 4.2, which with the holes 5.1 of the honeycomb segments. 1
  • FIG. 2 shows a honeycomb segment 1 in which the contact holder 4 is arranged around the contacts 3 in the receiving areas 2.
  • the contact holder 4 can be pushed onto the contacts 4.
  • recesses, holes or other geometric structures on the contact can help to form a positive connection between contact 3 and contact holder 4 during encapsulation.
  • the contact holder 4 is preferably made of a
  • Thermoplastic with a high dielectric strength Thermoplastic with a high dielectric strength. The number and strength of
  • Contact holder 4 can be varied as needed.
  • FIG. 3 shows five interconnected honeycomb segments 1, which form a ring with three levels for possible contacts 3.
  • the two upper contact levels are assigned to one phase and provide ten contacts 3 available.
  • Honeycomb segments 1, to connect with each other.
  • Honeycomb segment 1 with an empty receiving area 2, in the contact with 3 and
  • honeycomb segments 1 can be connected only with the aid of the bolt 5. This is advantageous when higher distances between the individual contacts 3 must be maintained at high voltages.
  • FIG. 4 illustrates a contact shield 6 with the aid of which the dielectric strength can be additionally increased.
  • This contact shield is formed in two parts in this embodiment. During assembly, both parts are positioned one above the other and connected with the help of integrated snap hooks. Other joining methods are conceivable, i. glue, screw, etc.
  • FIG. 5 illustrates an inventive selector 7 in the mounted state. This is composed of a plurality of honeycomb segments 1, which at the receiving areas. 2 are composed. Clearly visible are the different levels of contact with the different contacts 3. With only a few parts can thus inventively and modular produce a complete selector 7. Inside the selector 7, a relay column 8 with diverting rings 9 as well as contact bridges with a drive train (not shown here) are shown. In the upper part of the selector 7, interconnected honeycomb segments 1 without contacts 3 can be seen.
  • a selector 7 is shown, which is divided into fine selector 10 and preselector 1 1.
  • the fine selector 10 and the preselector 11 are made of identical honeycomb segments 1, which are connected to each other in the same way.
  • An intermediate gear 12 separates the located inside the contact bridges and drive trains.
  • honeycomb segments 1 are arranged side by side. Again, uniform honeycomb segments 1 are always used for both units.
  • honeycomb structure with its horizontal and vertical
  • Interspaces allow a particularly good circulation of the surrounding
  • Insulating medium usually insulating oil. Due to the shape of the honeycomb, there are no direct rod sections, i. direct connections, as in the prior art, between the contact planes. A high dielectric strength is ensured, although the height of the fine selector is reduced.
  • Preselection namely below the fine selection or next to it, brings many advantages.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wähler für einen Stufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators, wobei der Wähler aus mehreren horizontal übereinander und vertikal nebeneinander angeordneten Wabensegmenten besteht, die durch Kontakthalter und Bolzen miteinander fixiert werden können. Erfindungsgemäß ist es mit einem solchen modularen Aufbau möglich, mit nur wenigen Bauteilen eine große Variantenvielfalt von Wählern zu ermöglichen.

Description

Wähler für einen Stufenschalter
Die Erfindung betrifft einen Wähler für einen Stufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators.
Stufenschalter sind seit vielen Jahren bekannter Stand der Technik in zahlreichen
Bauformen. Sie weisen regelmäßig einen Wähler und einen Lastumschalter auf.
Der Wähler dient zur leistungslosen Vorwahl der neuen Wicklungsanzapfung, auf die nachfolgend umgeschaltet werden soll.
Der Lastumschalter dient zur eigentlichen - schnellen - unterbrechungslosen Umschaltung von der bisherigen auf die neue, lastlos vorgewählte Wicklungsanzapfung. Aus der Firmendruckschrift„OILTAP® M" der Anmelderin, Druckimpressum 03/09, ist ein Stufenschalter mit einem Wähler bekannt. Bei diesem Wähler sind feste Wählerkontakte kreisförmig in mehreren horizontalen Ebenen an einem Isolierstoffgerüst angeordnet. Diese festen Wählerkontakte sind durch eine im Inneren des Isolierstoffgerüstes zentrisch angeordnete Antriebswelle, die in jeder horizontalen Ebene der festen Wählerkontakte mindestens einen beweglichen Wählerkontakt trägt, beschaltbar. Die festen Wählerkontakte, die jeweils mit einer Wicklungsanzapfung des zugehörigen Stufentransformators, der geregelt werde soll, elektrisch in Verbindung stehen, sind hier also an senkrechten
Isolierstoffstäben angeordnet und befestigt. Diese Isolierstoffstäbe können aus Hartpapier, GFK oder anderem isolierenden Werkstoff bestehen. Die Isolierstoffstäbe bilden ein Gerüst senkrechter, parallel zueinander angeordneter Stäbe; das Gerüst ist durch einen oberen sowie einen unteren Ring fixiert.
Aus der Firmendruckschrift„VACUTAF"® W - Laststufenschalter für Regeltransformatoren", Druckimpressum 05/06 der Anmelderin ist ein weiterer Stufenschalter bekannt. Beim dort gezeigten Wähler sind die festen Wählerkontakte wiederum kreisförmig in mehreren horizontalen Ebenen angeordnet und von einer zentrischen Antriebswelle mit beweglichen Wählerkontakten beschaltbar, die Anordnung der festen Wählerkontakte ist aber dort in der Wandung eines geschlossenen Isolierstoffzylinders vorgesehen. Ein solcher
Isolierstoffzylinder kann wiederum aus Hartpapier, GFK oder anderem isolierenden Material bestehen. Aus der weiteren Firmendruckschrift„VACUTAP® - Laststufenschalter für Ofenanwendungen", Druckimpressum 09/07 der Anmelderin ist u. a. ein Stufenschalter vom Typ VR® bekannt, bei dem der Wähler nicht aus einem geschlossenen Isolierstoffzylinder, sondern aus mehreren einzelnen Zylinderschalen besteht. Diese Zylinderschalen bilden einzelne Segmente, die im montierten Zustand de facto eine Zylinderkontur mit
entsprechenden Zwischenräumen bilden.
Aus der DE 10 2010 007 535 A1 ist ein Stufenschalter mit Freilaufelement bekannt. Der Stufenschalter weist eine Schaltwelle auf, an der mehrere parallel zu einander angeordnete Betätigungselemente befestigt sind. Die Betätigungselemente sind als Kurvenscheiben mit Vorsprüngen ausgebildet. Parallel zur Schaltwelle sind mechanische Schaltelemente angeordnet, welche über die Vorsprünge der Kurvenscheiben betätigt werden. Die mechanischen Schaltelemente sind zwischen dem Wähler und den Vakuumschaltröhren des Lastumschalters geschaltet. Durch Betätigung der mechanischen Schaltelemente sollen die Vakuumschaltröhren in dem nicht Laststrom führenden Lastzweig vor eventuell auftretenden Stoßspannungen geschützt werden.
Aus der DE 10 2010 020 137 A1 ist eine Schaltanordnung für einen Umsteller bekannt. Dieser Umsteller, der zum spannungs- bzw. stromlosen Umschaltung zwischen
Wicklungsanzapfungen dient, weist zwei einstückig ausgebildete, in zwei Ebenen übereinander angeordnete Fixierelemente auf. Außerdem weisen die Fixierelemente im äußeren Ringabschnitt Öffnungen zur Durchführung von Kontaktstäben auf. Weiterhin weist jedes Fixierelement einen in der Mitte angeordneten Hülsenabschnitt auf, in dem eine Schaltwelle gelagert ist. Über eine Kontaktanordnung, die an der Schaltwelle befestigt ist, werden jeweils zwei Kontaktstäbe elektrisch leitend miteinander verbunden und damit bestimmte Wicklungsanzapfungen gewählt.
Aus der US 3 798 395 A ist ein Stufenschalter für Transformatoren bekannt, der aus einem Wähler und einem Lastschalter besteht. Der Wähler dient dabei der leistungslosen Vorwahl der Stufenanzapfung und der Lastschalter der schnellen Umschaltung unter Spannung. Dabei umfasst der Wähler zwei Drehkontakte die die Anzapfungen des Transformators mit jeweils einem Schleifring verbinden und dabei über eine Welle angetrieben werden. Aus der EP1 105896B1 ist ein Stufenschalter mit einem Vorwähler zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators bekannt. Vorwähler im Allgemeinen können einerseits als Grobstufenwähler, andererseits als Wender ausgebildet sein. In beiden Fällen wird durch diese Mittel der Regelbereich erweitert. Mit anderen Worten können vorhandene Wählerkontakte mehrfach verwendet werden. Der Grobstufenwähler setzt dies um, indem ein Teil der Stammwicklung zu- bzw. abgeschaltet wird. Durch den Wender ist es möglich, die Regelwicklungen zur Stammwicklung zu addieren oder aber auch gegen diese zu schalten, also zu subtrahieren. Auch eine
Kombination aus Grobwähler und Wender ist möglich. Sobald ein Vorwähler verwendet wird, wird der eigentliche Wähler als Feinwähler bezeichnet. In allen drei Fällen wird der
Vorwähler konstruktiv neben den eigentlichen Feinwähler (Wähler) angeordnet. Auch hier erfolgt die konstruktive Umsetzung mit Hilfe von Zylindersegmenten oder einem Gerüst aus Isolierstoffstäben an denen die beweglichen und festen Vorwählerkontakte befestigt sind. Der Stand der Technik bei derartigen Wählern für Stufenschalter lässt sich also wie folgt zusammenfassen: Die einzelnen festen Wählerkontakte sind in mehreren horizontalen Ebenen kreisförmig um eine drehbare Antriebswelle herum angeordnet. Die Anordnung der Wählerkontakte und ihre Fixierung erfolgt entweder an einzelnen Stäben aus Isoliermaterial, die ein Käfiggerüst bilden, oder in der Wandung eines Isolierstoffzylinders, oder auch in der Wandung von einzelnen Isolierstoffzylindersegmenten, die ebenfalls zusammengefügt eine kreisförmige Anordnung ergeben.
Wie erläutert erfolgt die Positionierung der festen Wählerkontakte vertikal übereinander - bei einem Isolierstoffgerüst entlang der Stäbe als Tragelemente - in mehreren Ebenen.
Verschiedene Teiligkeiten des Stufenschalters, d. h. die Anzahl der möglichen zu
beschaltenden Wicklungsanzapfungen und damit Zahl der festen Wählerkontakte, werden durch die unterschiedliche Zahl einzelner Isolierstoffstäbe, den Durchmesser des
Isolierstoffzylinders bzw. die unterschiedliche Zahl horizontaler Ebenen realisiert. Die Erweiterung des Regelbereiches erfolgt über Vorwähler die als Grobwähler, Wender oder eine Kombination aus beiden ausgebildet sind. Diese Teile bestehen ebenfalls aus Isolierstoffzylindersegmenten oder Isolierstoffstäben die neben dem Feinwähler angeordnet sind. Der Stand der Technik weist insgesamt verschiedene Nachteile auf. Der Hauptnachteil besteht darin, dass für unterschiedliche Zahlen von beschaltbaren Wicklungsanzapfungen des zugeordneten Stufentransformators und damit unterschiedliche Zahlen fester
Wählerkontakte auch unterschiedliche konstruktive Ausbildungen des Wählers erforderlich sind.
Aus Gründen der einzuhaltenden elektrischen Spannungsfestigkeit müssen die einzelnen festen Wählerkontakte einen gewissen Mindestabstand sowohl horizontal als auch vertikal zueinander aufweisen. Eine große Zahl fester Wählerkontakte in einer horizontalen Ebene führt damit zwangsläufig zu einem großen Durchmesser sowohl des Isolierstoffgerüstes als auch des Isolierstoffzylinders. Gleichermaßen führt eine große Zahl einzelner horizontaler Ebenen, die untereinander angeordnet sind, zu einer erhöhten Länge von Isolierstoffgerüst als auch Isolierstoffzylinder. Bei der Erweiterung des Feinwählers (Wählers) um einen Vorwähler, wie z.B. eines
Wenders, wird der Durchmesser der gesamten Anordnung stark vergrößert. Es ist auch nicht möglich, diese Vorwähler unterhalb des Feinwählers zu positionieren um damit eventuell vorhandenen Bauraum sinnvoll zu nutzen. Es müssen also bei einem Hersteller von Stufenschaltern sowohl Isolierstoffstäbe und die jeweiligen Fixierringe als auch unterschiedliche Isolierstoffzylinder in den verschiedensten Dimensionierungen vorgehalten werden; die Verwendung von Gleichteiien ist damit äußerst beschränkt. Insgesamt führt diese Komplexität zu hohen Kosten. Außerdem kann bei der Herstellung von Stufenschaltern nicht frei gewählt werden, ob ein Vorwähler in Form eines Grobwählers oder eines Wenders neben oder unterhalb des Feinwählers (Wähler) angeordnet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen und einen Wähler mit einem optionalen Vorwähler anzugeben, der modular aufgebaut ist und eine Reduzierung der Komplexität bei Abdeckung der gleichen Varianz, d. h. Bandbreite möglicher Zahlen von beschaltbaren Wicklungsanzapfungen, gestattet.
Diese Aufgabe wird durch einen Wähler mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Der Erfindung liegt die allgemeine Idee zugrunde, einen gattungsgemäßen Wähler der baukastenförmig aus stets einheitlich, zueinander versetzt neben- und untereinander angeordneten Wabensegmenten, aufgebaut ist. Erfindungsgemäß sind die wesentlichen Bauteile für einen solchen Wähler Wabensegmente, die über Kontakte, Kontakthalter und Bolzen miteinander verbunden sind und dabei von einer Abschirmung umgeben werden.
Der erfindungsgemäße Wähler bietet zahlreiche Vorteile. Zunächst einmal sind zu seiner Herstellung nur wenige unterschieliche Gleichteile erforderlich. Mit diesen lassen sich durch den Aufbau mittels der Wabensegmente bei gleichem Durchmesser unterschiedlichste Längen und Höhen des Wählers realisieren. Mit anderen Worten: der erfindungsgemäße Wähler ist bei geringer Komplexität an in weiten Grenzen unterschiedliche Zahlen von zu regelnden Wicklungsanzapfungen und damit erforderlichen festen Wählerkontakten anpassbar.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass in jeder horizontalen Ebene zwischen den Verbindungsbereichen der Wabensegmente und den dort angeordneten Kontakten Zwischenräume verbleiben. Da der erfindungsgemäße Wähler, wie üblich, vom Isolieröl im Trafokessel um- und durchströmt wird, sind damit ölstrecken sowohl horizontal als auch vertikal zwischen allen festen Wählerkontakten realisiert; diese Optimierung der
Isolationsstrecken führt zu einer hohen Spannungsfestigkeit bei kompaktem Aufbau.
Die Wabensegmente erlauben es außerdem, Vorwähler entweder neben oder unterhalb des Feinwählers auf einfachste Weise anzuordnen und miteinander zu verbinden. Dadurch kann flexibler auf vorgegebene Bauräume reagiert werden. Außerdem können dabei Gleichteile verwendet werden.
Durch die versetzten Ebenen der Wählerkontakte kann der Feinwähler im Vergleich zum Stand der Technik in der Höhe halbiert werden. Durch die Wabenstruktur gibt es keine direkten Stabstrecken zwischen den Ebenen, wodurch die Spannungsfestigkeit erhöht wird.
Die Erfindung soll nachfolgend an Hand von Zeichnungen noch näher erläutert werden.
Es zeigen: Figur 1 ein erfindungsgemäßes Wabensegment
Figur 2 ein erfindungsgemäßes Wabensegment mit Kontakten, Kontakthaltern und
Bolzen
Figur 3 fünf miteinander verbundene Wabensegmente
Figur 4 ein Kontakt mit Kontaktabschirmung
Figur 5 ein erfindungsgemäßer Wähler
Figur 6 ein erfindungsgemäßer Wähler mit untereinander angeordnetem Feinwähler und Vorwähler
Figur 7 ein erfmdungsgemäßer Wähler mit nebeneinander angeordnetem Feinwähler und Vorwähler
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Wabensegment 1. Dieses besteht vorzugsweise aus einem Thermoplast mit einer hohen dielektrischen Festigkeit wie z.B. PPA. Das
Wabensegment 1 weist vier Aufnahmebereiche 2 für Kontakte 3, Kontakthalter 4 und Bolzen 5 auf. Dabei hat jeder Aufnahmebereich 2 mindestens eine Kontaktaussparung 3.1 für den Kontakt 3, mindestens eine Kontakthalteraussparungen 4.1 für die Kontakthalter 4 sowie mindestens eine Bohrung 5.1 für die Bolzen 5. Zusätzlich weisen die Kontakthalter 4 ebenfalls Bohrungen 4.2 auf, die mit den Bohrungen 5.1 der Wabensegmente 1
korrespondieren.
Figur 2 zeigt ein Wabensegment 1 bei dem Kontakthalter 4 um die Kontakte 3 in den Aufnahmebereichen 2 angeordnet sind. Die Kontakthalter 4 können auf die Kontakte 4 aufgeschoben werden. Außerdem ist es möglich die Kontakthalter 4 direkt mit dem Kontakt 3 mittels Spritzgussverfahren zu verbinden. Um eine Festsitz zu gewährleisten, können Aussparungen, Bohrungen oder andere geometrische Strukturen am Kontakt dazu beitragen, dass beim Umspritzen eine formschlüssige Verbindung zwischen Kontakt 3 und Kontakthalter 4 entsteht. Auch der Kontakthalter 4 besteht vorzugsweise aus einem
Thermoplast mit einer hohen dielektrischen Festigkeit. Die Anzahl und Stärke der
Kontakthalter 4 kann je nach Bedarf variiert werden.
Durch die Kontaktaussparungen 3.1 und die Kontakthalteraussparungen 4.1 können die Kontakte 3 und die an diesen befestigte Kontakthalter 4 in den Aufnahmebereichen 2 positioniert werden. Figur 3 zeigt fünf miteinander verbundene Wabensegmente 1 , die einen Ring mit drei Ebenen für mögliche Kontakte 3 bilden. Die beiden oberen Kontaktebenen sind einer Phase zugeteilt und stellen zehn Kontakte 3 zur Verfügung. Um die Menge der Kontakte 3 auf 12 oder 14 zu erhöhen, bedarf es nur einer leichten Änderung der Wabensegmente 1. Dadurch ist es möglich, bei gleichbleibendem Durchmesser eines Wählers 7 mehr Wabensegmente 1 , d.h. bei zwölf Kontakten sechs Wabensegmente 1 und bei 14 Kontakten 3 sieben
Waben segmente 1 , miteinander zu verbinden.
Beim Verbinden der Wabensegmente 1 werden zunächst die Kontakt 3 mit den
Kontakthaltern 4 in die Aufnahmebereiche 2 eingesetzt. Danach wird ein weiteres
Wabensegment 1 , mit einem leeren Aufnahmebereich 2, in den mit Kontakten 3 und
Kontakthaltern 4 bestückten Aufnahmebereich 2 des ersten Wabensegments 1 gesteckt. Da die Bohrungen 5.1 beider Wabensegmente 1 mit den Bohrungen 4.2 der Kontakthalter 4 korrespondieren, können alle Teile mit Hilfe der Bolzen 5 fest miteinander verbunden werden. Die Bolzen 5 werden dabei zunächst durch die Bohrungen 5.1 der Wabensegmente 1 , danach durch die Kontakthalter 4 und schließlich wieder durch die Bohrungen 5.1 auf der anderen Seite herausgeführt und arretiert.
Die Verwendung eines Kontaktes 3 oder eines Kontakthalters 4 ist beim Zusammenbauen nicht zwingend erforderlich. So können Wabensegmente 1 lediglich unter Zuhilfenahme von der Bolzen 5 verbunden werden. Dies ist dann vorteilhaft, wenn bei hohen Spannungen höhere Abstände zwischen den einzelnen Kontakten 3 eingehalten werden müssen.
Zusätzlich ist in Figur 3 zu sehen, dass die einzelnen Kontaktebenen zueinander versetzt sind. Dabei verlängert sich der dielektrische Abstand der einzelnen Kontakten 3, obwohl die Höhe des gesamten Wählers verkleinert wird.
In Figur 4 ist eine Kontaktabschirmung 6 abgebildet, mit deren Hilfe die Spannungsfestigkeit zusätzlich erhöht werden kann. Diese Kontaktabschirmung ist in dieser Ausführungsform zweiteilig ausgebildet. Bei der Montage werden beide Teile übereinander positioniert und mit Hilfe von integrierten Schnapphaken miteinander verbunden. Auch andere Fügeverfahren sind denkbar, d.h. kleben, schrauben, etc.
In Figur 5 ist ein erfindungsgemäßer Wähler 7 in montiertem Zustand abgebildet. Dieser ist aus einer Vielzahl von Wabensegmenten 1 aufgebaut, die an den Aufnahmebereichen 2 zusammengesetzt sind. Deutlich erkennbar sind die unterschiedlichen Kontaktebenen mit den unterschiedlichen Kontakten 3. Mit nur wenigen Teilen lässt sich also erfindungsgemäß und modular ein vollständiger Wähler 7 herstellen. Im Inneren des Wählers 7 ist eine Schaitsäule 8 mit Ableitringen 9 sowie Kontaktbrücken mit einem Antriebsstrang (hier nicht dargestellt) abgebildet. Im oberen Bereich des Wählers 7 sind miteinander verbundene Wabensegmente 1 ohne Kontakte 3 zu erkennen.
In Figur 6 ist ein Wähler 7 abgebildet, der in Feinwähler 10 und Vorwähler 1 1 aufgeteilt ist. Wie man deutlich erkennen kann, sind der Feinwähler 10 und der Vorwähler 11 aus identischen Wabensegmenten 1 , die auf die stets gleiche Art miteinander verbunden sind, aufgebaut. Ein Zwischengetriebe 12 trennt die sich im inneren befindenden Kontaktbrücken und Antriebsstränge.
In Figur 7 ist ein Wähler 7 abgebildet, bei dem Feinwähler 10 und Vorwähler 11
nebeneinander angeordnet sind. Auch hier werden stets einheitliche Wabensegmente 1 für beide Einheiten verwendet.
Insgesamt bietet die Erfindung zahlreiche Vorteile: Ein Wähler lässt sich in nahezu beliebiger Variantenvielfalt aus nur wenigen unterschiedlichen Bauteilen aufbauen. Beim
Zusammenbauen ist ein Kontakt 3 nicht unbedingt notwendig um die Wabensegmente 1 untereinander zu verbinden. Die Wabenstruktur mit ihren horizontalen und vertikalen
Zwischenräumen gestattet eine besonders gute Zirkulation des umgebenden
Isoliermediums, in der Regel Isolieröls. Durch die Form der Wabe gibt es keine direkten Stabstrecken, d.h. direkte Verbindungen, wie im Stand der Technik, zwischen den Kontaktebenen. Eine hohe Spannungsfestigkeit wird sichergestellt, obwohl die Bauhöhe des Feinwählers reduziert wird.
Bei Erweiterungen des Wählers um einen Grobstufenwähler oder Wender können stets identische Wabensegmente verwendet werden. Auch die freie Wahl der Anordnung des
Vorwählers, nämlich unterhalb des Feinwählers oder daneben, bringt viele Vorteile mit sich. Durch das Versetzen der Wählerkontaktebenen einer Phase, kann die Höhe des
Feinwählers um die Hälfte reduziert werden, wobei die dielektrische Festigkeit bestehen bleibt. Bei der Anordnung des Vorwählers unterhalb des Feinwählers, kann dieser gemeinsam mit dem Lastumschalter in den Transformatorkessel eingesetzt oder aus diesem heraus gehoben werden. Dies ist besonders bei der Montage und bei der Wartung vorteilhaft. Beim Zusammenbauen ist es nicht mehr notwendig zuerst den Wähler im Transformatorkessel einzubauen und erst später mit dem Lastumschalter zu verbinden. Beide Teile können so gleichzeitig installiert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Wähler für einen Stufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen zwei Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators,
wobei feste Kontakte kreisförmig in mehreren horizontalen Ebenen an einem
Wählergehäuse angeordnet sind und
wobei im Inneren des Wählergehäuses eine zentrisch verlaufende drehbare
Antriebswelle angeordnet ist, die in jeder horizontalen Ebene der festen Kontakte mindestens einen beweglichen Kontakt zu deren Beschaltung trägt,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Wählergehäuse aus mehreren Wabensegmenten (1) besteht,
dass die Wabensegmente (1) nebeneinander im Kreis in einer horizontalen Ebene angeordnet sind,
dass mehrere in einer Ebene im Kreis angeordnete Wabensegmente (1 ) vertikal übereinander angeordnet sind,
dass die Wabensegmente (1) Aufnahmebereiche (2) aufweisen und über diese Aufnahmebereiche (2) untereinander verbindbar sind derart, dass beim Verbinden von mindestens zwei Wabensegmenten (1) eine formschlüssige Verbindung zwischen mindestens zwei Aufnahmeberiechen (2) der einzelnen Wabensegmente (1) entsteht.
2. Wähler gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aufnahmebereiche (2) mindestens eine Bohrung (5.1 ) aufweisen und dass beim Verbinden von zwei Wabensegmenten (1) mindestens ein Bolzen (5) zum Fixieren durch die Bohrungen (5.1 ) gesteckt wird.
3. Wähler gemäß Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aufnahmebereiche (2) mindestens eine Kontakthalteraussparung (4.1 ) aufweisen,
dass wahlweise ein Kontakthalter (4) mit mindestens einer Bohrung (4.2), durch die der Bolzen (5) durchsteckbar ist, in die Kontakthalteraussparung (4.1) positioniert wird und dass an dem mindestens einen Kontakthalter (4) ein fester Kontakt (3) anordenbar ist.
4. Wähler nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wähler (7) einem Feinwähler (10) und einen Vorwähler (1 1 ) umfasst.
5. Wähler nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Feinwähler (10) und der Vorwähler (1 1) vertikal übereinander oder horizontal nebeneinander angeordnet sind.
6. Wähler nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Vorwähler (1 1) als Wender oder als Grobstufenwähler ausgebildet ist.
7. Wähler nach Anspruch 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Feinwähler (10) und der Vorwähler (11) im Inneren durch ein Zwischengetriebe (12) voneinander getrennt sind.
8. Wähler nach Anspruch 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wähler (7) pro Phase fünf, sechs oder sieben Wabensegmenten (1 ) umfasst.
9. Wähler nach Anspruch 3 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass um die Kontakte (3) eine Kontaktabschirmung (6) angeordnet ist.
10. Wähler nach Anspruch 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Wabensegment (1 ) aus einem Thermoplast wie z.B. PPA besteht.
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