EP2852960A1 - Anordnung von vakuumschaltröhren bei einem lastumschalter - Google Patents

Anordnung von vakuumschaltröhren bei einem lastumschalter

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Publication number
EP2852960A1
EP2852960A1 EP13715952.1A EP13715952A EP2852960A1 EP 2852960 A1 EP2852960 A1 EP 2852960A1 EP 13715952 A EP13715952 A EP 13715952A EP 2852960 A1 EP2852960 A1 EP 2852960A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vacuum
camshaft
vacuum interrupter
axis
interrupters
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13715952.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus HÖPFL
Silke Wrede
Christian Kotz
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 EP2852960A1 publication Critical patent/EP2852960A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01H9/0027—Operating mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/42—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using cam or eccentric
    • 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 present invention relates to an arrangement of Vakuumschaltschaltröh- ren at a diverter switch.
  • a cam control of a control cam and a lever bearing is assigned to actuate a movable contact in each case one of the vacuum interrupters.
  • Diverter switch of the type described above are installed in on-load tap-changer and are used for subsequent, rapid and uninterrupted switching from the wired to the new, preselected winding tap.
  • the entire on-load tap-changer is actuated by a motor drive during the changeover.
  • a rotating drive shaft continuously moves a selector at the same time a power storage of the diverter switch is mounted.
  • the selector is used for powerless selection of the respective new winding tap of the transformer to be switched to.
  • the diverter switch performs a specific switching sequence, i. H.
  • Various switch contacts and resistor contacts are actuated sequentially or overlapping in a specific time sequence.
  • the switch contacts are used for direct connection of the respective winding tap with the load dissipation, the resistor contacts for short-term wiring, d. H. Bridging by means of one or more switching resistors.
  • vacuum interrupters are used as switching elements for load switching. This is due to the fact that the use of vacuum interrupters for load switching prevents arcing in the oil and thus the oil contamination of the oil in the diverter switch.
  • the diverter switch carries a drive shaft with at least one cam.
  • the cam has a plurality of control cams, wherein two arranged on the cam front control cams have a deviating from a circular contour in the manner of cams on the contact a respective connected via a rocker arm with a vacuum interrupter roller is performed, the profiled contour of the respective control cam taps.
  • the invention is based on the object, a space-saving and simple arrangement of vacuum interrupters in a diverter switch, which ensures a fast and customizable load switching.
  • the inventive arrangement of vacuum switch tubes in a diverter switch each comprises a cam control comprising a control cam and a lever bearing.
  • Each cam control is associated with one of the vacuum interrupters for actuating a movable contact.
  • the arrangement according to the invention is characterized in that at least one camshaft is arranged axially parallel to a drive shaft and can be driven by it. In this case, each axis of the movable contact of each vacuum interrupter is arranged perpendicular to an axis of the respective camshaft.
  • the at least one camshaft and the drive shaft are arranged such that the drive of the at least one camshaft via a seated at an upper end of the drive shaft spur gear and cooperating with this gear of the at least one camshaft.
  • each camshaft has at least one control cam.
  • at least one driven camshaft with at least one control cam rotates about its own axis from the drive shaft, namely in such a way that the at least one control cam actuates the lever bearing.
  • the lever bearing comprises a compression spring and a lever, such as a toggle switch. Ie. the control cam actuates the lever of the kind that z. B. via a tilting movement of the lever mechanically coupled to him
  • Compression spring actuates the movable contact in the opposite direction of a vacuum interrupter (opens).
  • the vacuum interrupters are arranged along a line.
  • a camshaft has a plurality of control cams, each control cam via a lever bearing actuates a movable contact in each case one of the vacuum interrupters.
  • a camshaft can actuate three vacuum interrupters with three control cams.
  • the orientation of the control cam on the camshaft can also be designed diversely.
  • the same aligned control cam simultaneously and offset on a camshaft aligned control cam offset with the same or different stroke actuate the vacuum interrupters.
  • the vacuum interrupters are arranged in the form of a matrix, i. H. at least two camshafts each actuate at least one vacuum interrupter.
  • the at least two camshafts preferably have a plurality of control cams, so that a plurality of vacuum interrupters are also arranged along a line in the form of a matrix.
  • a further embodiment provides that in each case a first vacuum switching tube and a second vacuum switching tubes are connected to each other such that the two movable contacts of the first vacuum interrupter and the second vacuum interrupter are aligned opposite each other, wherein the axis of the movable contact of the first vacuum interrupter on the axis at least a first camshaft and the axis of the movable contact of the second vacuum interrupter is perpendicular to the axis of at least one second camshaft of the movable contact.
  • an embodiment provides that a holding plate is arranged between the first vacuum interrupter and the second vacuum interrupter, to which the first and the vacuum interrupters are connected in a material-locking manner.
  • a second embodiment provides that the first vacuum interrupter tube and the second vacuum interrupter tube are connected directly to one another in a materially bonded manner.
  • the first vacuum interrupter and holding plate and the second vacuum interrupter are glued together. It is self-evident It is understood that in the invention, any known from the prior art connection can be applied.
  • the first vacuum interrupters and the second vacuum interrupters are arranged in the form of a matrix. Furthermore, at least two first camshafts and at least two second camshafts are provided, wherein the axes of the respective camshaft are arranged parallel to a common drive shaft.
  • An advantage of the inventive arrangement of vacuum switch tubes in a diverter switch is that a space-saving and simple arrangement is provided at a diverter switch by a matrix arrangement of vacuum interrupters.
  • Another advantage of the arrangement according to the invention is that a plurality of vacuum interrupters can be operated simultaneously and / or offset and with the same or different stroke. Thus, a fast and individually adjustable load switching is possible.
  • Figure 1 is a perspective view of an embodiment of the inventive arrangement of vacuum interrupters in the form of a matrix in a diverter switch.
  • Fig. 2 is a schematic representation of one of three phases of the diverter switch
  • Fig. 3 is a circuit diagram of a switching sequence, the four vacuum switching tubes in a respective phase of Figure 2 through.
  • FIG. 4 shows the switching sequence of the switching sequence according to FIG. 3;
  • FIG. 5 is a perspective view of a cam controller for actuating a movable contact of each vacuum interrupter of Fig. 1;
  • Fig. 6 is an enlarged perspective view of a cam follower of the cam controller of Fig. 5;
  • FIG. 7 is another perspective view of the cam control of FIGS. 1 and 5;
  • FIG. 5 is a perspective view of a cam controller for actuating a movable contact of each vacuum interrupter of Fig. 1;
  • Fig. 6 is an enlarged perspective view of a cam follower of the cam controller of Fig. 5;
  • FIG. 7 is another perspective view of the cam control of FIGS. 1 and 5;
  • Fig. 8 is a schematic representation of a possibility of the arrangement of vacuum interrupters.
  • identical reference numerals are used for the same or equivalent elements of the invention.
  • only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure.
  • 1 shows a perspective view of a preferred embodiment of the inventive arrangement of twelve vacuum interrupters 3a, 3b in a diverter switch 1.
  • the diverter switch 1 part of an on-load tap-changer 29, effects a change-over from the connected winding tap n to the respectively preselected winding tap n + 1.
  • the entire on-load tap-changer 29 is actuated by a motor drive during the changeover.
  • a rotating drive shaft 1 1 continuously moves a selector 21 at the same time an energy storage 19 of the diverter switch 1 is mounted.
  • the selector 21 is used for power to select the respective new winding tap of a transformer 25 to be switched to. If the energy accumulator 19 is fully wound, it is unlatched, releases its energy abruptly and actuates the diverter switch 1 in the ms range via the drive shaft 1 1.
  • the diverter switch 1 comprises twelve vacuum interrupters 3a, 3b, wherein in each case a cam control 5, comprising a control cam 7 and a lever bearing 10 (see FIGS. 5, 6 and 7), for actuating a movable contact 13 in each case one of the first and second vacuum interrupters 3a, 3b is associated.
  • a cam control 5 comprising a control cam 7 and a lever bearing 10 (see FIGS. 5, 6 and 7), for actuating a movable contact 13 in each case one of the first and second vacuum interrupters 3a, 3b is associated.
  • the twelve vacuum interrupters 3a, 3b are arranged in the form of a matrix. Since the diverter switch 1 comprises three phases 37, 38, 39, each of the three phases 37, 38, 39 has four vacuum interrupters 3a, 3b. The four vacuum interrupters 3a, 3b Each phase 37, 38, 39 are divided into two first vacuum switching tubes 3a and two second vacuum interrupters 3b, wherein in each case a first and a second vacuum interrupter 3a, 3b of each phase 37, 38, 39 each form a first load branch 41 and a second load branch 42. This is shown schematically in FIG.
  • first load branch 41 there is a second vacuum interrupter 3b acting as the main contact MSV a and a first vacuum interrupter 3a acting as a resistance contact TTV a .
  • the second load branch 42 quite analogously has a second vacuum interrupter 3b acting as a main contact MSV and a first vacuum interrupter 3a acting as a resistance contact TTV b .
  • Fig. 3 shows a circuit diagram of a switching sequence
  • the four vacuum switching tubes 3a, 3b in a respective phase 37, 38, 39 of FIG. 2 go through.
  • Fig. 4 shows the switching sequence of the switching sequence in the switching from the winding tapping n to the winding tapping n + 1.
  • the starting position, in which the tap is connected, corresponds to the position of the individual switching elements shown in FIG. Switching takes place in the following steps: MSV a opens, TTV b closes, TTV a opens and MSV B closes. Switching is completed.
  • the diverter switch 1 thus has six second vacuum interrupters 3b acting as main contact MSV and six first vacuum interrupters 3a acting as a resistance contact TTV. Furthermore, two first camshafts 15a and two second camshafts 15b (in this perspective view, only a second camshaft 15b is visible) are arranged axially parallel to the drive shaft 11 and can be driven by them. In this case, an axis A of each movable contact 13 of each first and second vacuum interrupter 3a, 3b is arranged perpendicular to an axis E of the first and second camshafts 15a, 15b. However, it is also conceivable that further embodiments have fewer than or more than six first and six second vacuum interrupters 3a, 3b and two first and two second camshafts 15a, 15b.
  • first vacuum switching tube 3a and the second vacuum switching tubes 3b are connected to one another such that the respective two associated movable contacts 13 of the first vacuum interrupter 3a and the second vacuum interrupter 3b are aligned opposite each other, wherein the axes A of the movable contact 13 of the first vacuum interrupters 3a on the axis E of the two first camshafts 15a and the axes A of the movable contact 13 of the second vacuum interrupters 3b on the axis E of the two second Camshafts 15b of the movable contact 13 are perpendicular.
  • each first vacuum interrupter 3a with a second vacuum interrupter 3b, also known as tandem tubes, here a holding plate 27 between the first and second vacuum interrupters 3a, 3b is arranged.
  • a material connection such.
  • bonding connected to the support plate 27.
  • each first and second camshaft 15a, 15b via the drive shaft 1 1 is preferably configured such that according to the embodiment shown here at an upper end of the drive shaft 1 1, a spur gear 23 and at an upper end of the first and second camshafts 15a, 15b each have a gear 17 is arranged, so that each gear 17 of the first and second camshafts 15a, 15b with the spur gear 23 of the drive shaft 1 1 cooperates.
  • each of the first and second camshafts 15a, 15b has at least one control cam 7 (see FIG. 5).
  • the first and second camshaft 15a, 15b rotates about its own axis E and thus takes the at least one control cam 7 with.
  • the at least one control cam 7 thus each actuates a lever bearing 10 (see description of FIG. 5 and FIG. 6).
  • first and second vacuum interrupters 3a, 3b in a diverter switch 1 provides further elements, such as overcurrent resistors 31 for the first and second vacuum interrupters 3a, 3b, external support plates 33 for the arrangement of the elements in a diverter switch 1 , Federlagerache 35 for compression springs 12 (see Fig. 6), all of which are self-explanatory, which is why a more detailed description of these elements is omitted here.
  • Each cam control of a first vacuum interrupter 3a comprises a lever bearing 10 and a control cam 7.
  • each first camshaft 15a has three control cams 7.
  • Other embodiments may also provide more or fewer control cams 7 on a camshaft 15a, 15b.
  • Each lever bearing 10, shown enlarged in Fig. 6, comprises a compression spring 12 and a toggle switch as a lever 9.
  • the rotatable with the first camshaft 15 a control cam 7 actuates the lever 9 of the lever bearing 10, so that a tilting movement of the lever 9 with him mechanically coupled compression spring 12 actuates the movable contact 13 in the direction of the first vacuum interrupter 3a.
  • the first vacuum interrupters 3a and the second vacuum interrupter 3b are connected to each other via a holding plate 27.
  • the first vacuum interrupters 3a and the second vacuum interrupters 3b are connected to one another in a material-locking manner.
  • FIG. 7 shows a further perspective view of the cam control 5 according to FIGS. 1 and 2. All elements are already described in FIGS. 1 and 5.
  • Fig. 8 shows a view of four vacuum interrupters 3, which are arranged along a line L.
  • a camshaft 15a or 15b (see FIG. 1) has four control cams 7 (see FIG. 5, for example), each control cam 7, via a lever bearing 10 (see FIG. 6), having a movable contact 13 (see also FIG. 1 or 5) each one of the four vacuum interrupters 3 is actuated.
  • a camshaft 15a or 15b with four control cam 7 actuate four vacuum interrupters 3.
  • the alignment of the control cam 7 on the camshaft 15a or 15b may be diversified.
  • the same aligned control cam 7 offset and simultaneously on a camshaft 15a or 15b aligned control cam 7 offset with the same or different stroke the vacuum interrupters 15a or 15b actuate.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Anordnung von Vakuumschaltschaltröhren (3, 3a, 3b) bei einem Lastumschalter (1), wobei jeweils eine Nockensteuerung (5) aus einer Steuernocke (7) und einem Hebeilager (10) zur Betätigung eines beweglichen Kontakts (13) jeweils einer der Vakuumschaltröhren (3, 3a, 3b) zugeordnet ist, wobei mindestens eine Nockenwelle (15a, 15b) achsparallel zu einer Antriebswelle (11) angeordnet und über diese antreibbar ist, und wobei eine jede Achse (A) des beweglichen Kontakts (13) einer jeden Vakuumschaltröhre (3, 3a, 3b) senkrecht zu einer Achse (E) der jeweiligen Nockenwelle (15a, 15b) angeordnet ist.

Description

ANORDNUNG VON VAKUUMSCHALTRÖHREN BEI EINEM LASTUMSCHALTER
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung von Vakuumschaltschaltröh- ren bei einem Lastumschalter. Jeweils eine Nockensteuerung aus einer Steuernocke und einem Hebellager ist zur Betätigung eines beweglichen Kontakts jeweils einer der Vakuumschaltröhren zugeordnet.
Lastumschalter der eingangs beschriebenen Art sind bei Laststufenschalter eingebaut und dienen zur nachfolgenden, schnellen und unterbrechungslosen Umschaltung von der beschalteten auf die neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung. Der gesamte Laststufenschalter wird von einem Motorantrieb bei der Umschaltung betätigt. Eine sich drehende Antriebswelle bewegt kontinuierlich einen Wähler gleichzeitig wird ein Kraftspeicher des Lastumschalters aufgezogen. Der Wähler dient zur leistungslosen Anwahl der jeweiligen neuen Wicklungsanzapfung des Transformators, auf die umgeschaltet werden soll.
Bei der beschriebenen Lastumschaltung vollführt der Lastumschalter eine spezifische Schaltsequenz, d. h. verschiedene Schaltkontakte und Widerstandskontakte werden in bestimmter zeitlicher Reihenfolge nacheinander bzw. überlappend betätigt. Die Schaltkontakte dienen dabei zur direkten Verbindung der jeweiligen Wicklungsanzapfung mit der Lastableitung, die Widerstandskontakte zur kurzzeitigen Beschaltung, d. h. Überbrückung mittels eines oder mehrerer Überschaltwiderstände. Vorteilhafterweise werden Vakuumschaltröhren als Schaltelemente zur Lastumschaltung eingesetzt. Dies beruht darauf, dass die Verwendung von Vakuumschaltröhren zur Lastumschaltung eine Lichtbogenbildung im Öl und damit die Ölverschmutzung des Öls im Lastumschalter verhin- dert.
Ein derartiger Lastumschalter ist in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2009 043 171 A1 offenbart. Hier trägt der Lastumschalter eine Antriebswelle mit mindestens einer Kurvenscheibe. Die Kurvenscheibe weist mehrere Steuerkurven auf, wobei zwei an der Kurvenscheibe stirnseitig angeordnete Steuerkurven eine von einer Kreisform abweichende Kontur nach Art von Nocken aufweisen, an der kontaktschlüssig jeweils eine über einen Kipphebel mit einer Vakuumschaltröhre verbundene Rolle geführt wird, die die profilierte Kontur der jeweiligen Steuerkurve abgreift. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine platzsparende und einfache Anordnung von Vakuumschaltröhren bei einem Lastumschalter zu schaffen, die eine schnelle und individuell anpassbare Lastumschaltung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung von Vakuumschaltschaltröhren bei einem Lastumschalter gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
Die erfindungsgemäße Anordnung von Vakuumschaltschaltröhren bei einem Lastumschalter umfasst jeweils eine Nockensteuerung, das eine Steuernocke und ein Hebellager umfasst. Jede Nockensteuerung ist zur Betätigung eines beweglichen Kontakts jeweils einer der Vakuumschaltröhren zugeordnet. Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine Nockenwelle achsparallel zu einer Antriebswelle angeordnet und über diese antreibbar ist. Dabei ist eine jede Achse des beweglichen Kontakts einer jeden Vakuumschaltröhre senkrecht zu einer Achse der jeweiligen Nockenwelle angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform sind die mindestens eine Nockenwelle und die Antriebswelle derart angeordnet, dass der Antrieb der mindestens einen Nockenwelle über ein an einem oberen Ende der Antriebswelle sitzendes Stirnrad und mit diesem zusammenwirkenden Zahnrad der mindestens einen Nockenwelle erfolgt.
Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass auch andere mechanische Getriebe denkbar sind, da verschiedene Maschinenelemente für eine Übertragung zwischen zwei Drehungen, d. h. Paarung zweier Zahnräder, im Stand der Technik offenbart sind. Es ist ferner denkbar, dass das Stirnrad der Antriebswelle nicht an einem Ende der Antriebswel- le sitzt. Das Stirnrad kann an einer beliebigen Position entlang der Antriebswelle sitzen. Die einzige konstruktive Voraussetzung ist, dass die Zahnräder der Nockenwellen mit dem Zahnrad auf der Antriebswelle in Wirkzusammenhang stehen müssen.
Um die oben beschriebene Betätigung eines beweglichen Kontakts einer Vakuumschalt- röhre zu realisieren, weist jede Nockenwelle mindestens eine Steuernocke auf. So dreht sich die von der Antriebswelle mindestens eine angetriebene Nockenwelle mit mindesten einer Steuernocke um die eigene Achse, nämlich derart, dass die mindestens eine Steuernocke das Hebellager betätigt. Das Hebelager umfasst eine Druckfeder und einen Hebel, wie beispielsweise einen Kippschalter. D. h. die Steuernocke betätigt den Hebel der- art, dass z. B. über eine Kippbewegung des Hebels die mit ihm mechanisch gekoppelte
Druckfeder den beweglichen Kontakt in Gegenrichtung einer Vakuumschaltröhre betätigt (öffnet). In einer ersten Ausführungsform sind die Vakuumschaltröhren entlang einer Linie angeordnet. D. h. eine Nockenwelle weist mehre Steuernocken auf, wobei jede Steuernocke über ein Hebellager einen beweglichen Kontakt jeweils einer der Vakuumschaltröhren betätigt. So kann eine Nockenwelle beispielsweise mit drei Steuernocken drei Vakuumschaltröhren betätigen. Dabei kann auch die Ausrichtung der Steuernocken an der No- ckenwelle divers ausgestaltet sein. So können gleich ausgerichtete Steuernocken gleichzeitig und versetzt an einer Nockenwelle ausgerichtete Steuernocken versetzt mit gleichem oder unterschiedlichem Hub die Vakuumschaltröhren betätigen.
In einer zweiten Ausführungsform sind die Vakuumschaltröhren in Form einer Matrix an- geordnet, d. h. mindestens zwei Nockenwellen betätigen jeweils mindestens eine Vakuumschaltröhre an. Vorzugsweise weisen die mindestens zwei Nockenwellen mehrere Steuernocken auf, so dass auch in Form einer Matrix mehrere Vakuumschaltröhren entlang einer Linie angeordnet sind. Somit ist durch die Vielzahl von betätigbaren Vakuumschaltröhren eine schnelle und individuell anpassbare Lastumschaltung möglich.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass jeweils eine erste Vakuumschaltöhre und eine zweite Vakuumschaltöhren derart miteinander verbunden sind, dass die zwei beweglichen Kontakte der ersten Vakuumschaltröhre und der zweiten Vakuumschaltröhre entgegen einander ausgerichtet sind, wobei die Achse des beweglichen Kontakts der ersten Vakuumschaltöhre auf der Achse mindestens einer ersten Nockenwelle und die Achse des beweglichen Kontakts der zweiten Vakuumschaltöhre auf der Achse mindestens einer zweiten Nockenwelle des beweglichen Kontakts senkrecht steht.
So sieht eine Ausführungsform vor, dass zwischen der ersten Vakuumschaltröhre und der zweiten Vakuumschaltöhre eine Halteplatte angeordnet ist, mit der die erste und die Vakuumaschaltröhren stoffschlüssig verbunden sind. Eine zweite Ausführungsform sieht vor, dass die erste Vakuumschaltröhre und die zweite Vakuumschaltöhre direkt stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Vorzugsweise sind die erste Vakuumschaltröhre und Halteplatte bzw. die zweite Vakuumschaltröhre miteinander verklebt. Es ist selbstver- ständlich, dass bei der Erfindung auch jede aus dem Stand der Technik bekannte Verbindungsart angewandt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die ersten Vakuumschaltröhren und die zwei- ten Vakuumschaltröhren in Form einer Matrix angeordnet. Ferner sind mindestens zwei erste Nockenwellen und mindestens zwei zweite Nockenwellen vorgesehen, wobei die Achsen der jeweiligen Nockenwelle parallel zu einer gemeinsamen Antriebswelle angeordnet sind. Ein Vorteil bei der erfindungsgemäßen Anordnung von Vakuumschaltschaltröhren bei einem Lastumschalter besteht darin, dass durch eine Matrixanordnung von Vakuumschaltröhren eine platzsparende und einfache Anordnung bei einem Lastumschalter geschaffen ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass eine Vielzahl von Vakuumschaltröhren gleichzeitig und/oder versetzt und mit gleichen oder unterschiedlichen Hub betätigt werden können. Somit ist eine schnelle und individuell anpassbare Lastum- schaltung möglich. Nachfolgend sind die Erfindung und ihre Vorteile unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung von Vakuumschaltröhren in Form einer Matrix bei einem Lastumschalter;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer von drei Phasen des Lastumschalters;
Fig. 3 einen Schaltplan eines Schaltablaufs, den vier Vakuumschaltöhren in einer jeweiligen Phase nach Fig. 2 durchlaufen;
Fig. 4 die Schaltsequenz des Schaltablaufs nach Fig. 3;
Fig. 5 eine Perspektivansicht einer Nockensteuerung zur Betätigung eines beweglichen Kontakts jeweils einer Vakuumschaltröhre nach Fig. 1 ; Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Perspektivansicht eines Hebelagers der Nockensteuerung nach Fig. 5; Fig. 7 eine weitere Perspektivansicht der Nockensteuerung nach Fig. 1 und Fig. 5;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Möglichkeit der Anordnung von Vakuumschaltröhren. In den Figuren sind für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung identische Bezugszeichen verwendet. Ferner sind der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Fig. 1 zeigt eine Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung von zwölf Vakuumschaltröhren 3a, 3b bei einem Lastumschalter 1 . Der Lastumschalter 1 , Teil eines Laststufenschalter 29, bewirkt eine Umschaltung von der beschalteten Wicklungsanzapfung n auf die jeweils vorgewählte Wicklungsanzapfung n+1 . Der gesamte Laststufenschalter 29 wird von einem Motorantrieb bei der Umschal- tung betätigt. Eine sich drehende Antriebswelle 1 1 bewegt kontinuierlich einen Wähler 21 gleichzeitig wird ein Kraftspeicher 19 des Lastumschalters 1 aufgezogen. Der Wähler 21 dient zur leistungslosen An wähl der jeweiligen neuen Wicklungsanzapfung eines Transformators 25, auf die umgeschaltet werden soll. Ist der Kraftspeicher 19 vollständig aufgezogen, wird er entklinkt, gibt seine Energie schlagartig frei und betätigt im ms-Bereich über die Antriebswelle 1 1 den Lastumschalter 1 .
Wie bereits beschreiben, umfasst der Lastumschalter 1 zwölf Vakuumschaltröhren 3a, 3b, wobei jeweils eine Nockensteuerung 5, umfassend eine Steuernocke 7 und ein Hebellager 10 (siehe hierzu Fig. 5, 6 und 7), zur Betätigung eines beweglichen Kontakts 13 jeweils einer der ersten und zweiten Vakuumschaltröhren 3a, 3b zugeordnet ist.
Erfindungsgemäß sind die zwölf Vakuumschaltröhren 3a, 3b in Form einer Matrix angeordnet. Da der Lastumschalter 1 drei Phasen 37, 38, 39 umfasst, weist jede der drei Phasen 37, 38, 39 vier Vakuumschaltröhren 3a, 3b auf. Die vier Vakuumschaltröhren 3a, 3b jeder Phase 37, 38, 39 sind in zwei erste Vakuumschaltöhren 3a und zwei zweite Vakuumschaltröhren 3b gegliedert, wobei jeweils eine erste und eine zweite Vakuumschaltröhre 3a, 3b jeder Phase 37, 38, 39 jeweils einen ersten Lastzweig 41 und einen zweiten Lastzweig 42 bilden. Dies ist in Fig. 2 schematisch dargestellt.
In dem ersten Lastzweig 41 befindet sich eine als Hauptkontakt MSVa wirkende zweite Vakuumschaltröhre 3b sowie eine als Widerstandskontakt TTVa wirkende erste Vakuumschaltröhre 3a. Der zweite Lastzweig 42 besitzt ganz analog eine als Hauptkontakt MSV wirkende zweite Vakuumschaltröhre 3b und eine als Widerstandkontakt TTVb wirkende erste Vakuumschaltröhre 3a.
Fig. 3 zeigt einen Schaltplan eines Schaltablaufs, den vier Vakuumschaltöhren 3a, 3b in einer jeweiligen Phase 37, 38, 39 nach Fig. 2 durchlaufen. Fig. 4 zeigt die Schaltsequenz des Schaltablaufs bei der Umschaltung von der Wicklungsanzapfung n auf die Wicklungsanzapfung n+1 . Die Ausgangslage, bei der die Anzapfung beschaltet ist, entspricht der in Fig. 3 dargestellten Stellung der einzelnen Schaltelemente. Die Umschaltung erfolgt in folgenden Schritten: MSVa öffnet, TTVb schließt, TTVa öffnet und MSVB schließt. Die Umschaltung ist abgeschlossen.
Insgesamt weist der Lastumschalter 1 nach Fig. 1 somit sechs als Hauptkontakt MSV wirkende zweite Vakuumschaltschaltröhren 3b und sechs als Widerstandkontakt TTV wirkende erste Vakuumschaltschaltröhren 3a auf. Ferner sind zwei erste Nockenwellen 15a und zwei zweite Nockenwellen 1 5b (in dieser Perspektivansicht ist nur eine zweite Nockenwelle 15b sichtbar) achsparallel zu der Antriebswelle 1 1 angeordnet und über diese antreibbar sind. Dabei ist eine Achse A jedes beweglichen Kontakts 13 einer jeden ersten und zweiten Vakuumschaltröhre 3a, 3b senkrecht zu einer Achse E der ersten und zweiten Nockenwelle 15a, 15b angeordnet. Denkbar ist aber auch, dass weitere Ausführungsformen weniger oder mehr als sechs erste und sechs zweite Vakuumschaltröhren 3a, 3b und zwei erste und zwei zweite Nockenwellen 15a, 15b aufweisen.
Insbesondere sind in der hier gezeigten Ausführungsform jeweils die ersten Vakuumschaltöhre 3a und die zweite Vakuumschaltöhren 3b derart miteinander verbunden, dass die jeweils zwei zugehörigen beweglichen Kontakte 13 der ersten Vakuumschaltröhre 3a bzw. zweiten Vakuumschaltröhre 3b entgegen einander ausgerichtet sind, wobei die Achsen A des beweglichen Kontakts 13 der ersten Vakuumschaltöhren 3a auf der Achse E der zwei ersten Nockenwellen 15a und die Achsen A des beweglichen Kontakts 13 der zweiten Vakuumschaltöhren 3b auf der Achse E der zwei zweiten Nockenwellen 15b des beweglichen Kontakts 13 senkrecht stehen.
Zur Verbindung jeder ersten Vakuumschaltröhre 3a mit einer zweiten Vakuumschaltröhre 3b, auch bekannt als Tandem-Röhren, ist hier eine Halteplatte 27 zwischen den ersten und zweiten Vakuumschaltröhren 3a, 3b angeordnet. Dabei ist jede erste und zweite Va- kuumschaltröhre 3a, 3b durch eine stoffschlüssige Verbindung, wie z. B. Kleben, mit der Haltplatte 27 verbunden.
Die Anordnung und Antreibbarkeit jeder ersten und zweiten Nockenwelle 15a, 15b über die Antriebswelle 1 1 ist dabei vorzugsweise derart ausgestaltet, dass gemäß der hier dargestellten Ausführungsform an einem oberen Ende der Antriebswelle 1 1 ein Stirnrad 23 und an einem oberen Ende der ersten und zweiten Nockenwellen 15a, 15b jeweils ein Zahnrad 17 angeordnet ist, so dass jedes Zahnrad 17 der ersten und zweiten Nockenwellen 15a, 15b mit dem Stirnrad 23 der Antriebswelle 1 1 zusammenwirkt. Um die Betätigung eines beweglichen Kontakts 13 der ersten und zweiten Vakuumschaltröhren 3a, 3b zu realisieren, weist jede erste und zweite Nockenwelle 15a, 15b mindestens eine Steuernocke 7 (siehe hierzu Fig. 5) auf. Vermittels der Antriebswelle 1 1 dreht sich die erste und zweite Nockenwelle 15a, 15b um die eigene Achse E und nimmt somit die mindestens eine Steuernocke 7 mit. Die mindestens eine Steuernocke 7 betätigt so- mit jeweils ein Hebellager 10 (siehe hierzu Beschreibung zu Fig. 5 und Fig. 6).
Ferner sieht die erfindungsgemäße Anordnung von ersten und zweitem Vakuumschaltröhren 3a, 3b bei einem Lastumschalter 1 weitere Elemente vor, wie beispielsweise Über- schaltwiderstände 31 für die ersten und zweiten Vakuumschaltröhren 3a, 3b, Außenhal- teplatten 33 für die Anordnung der Elemente in einem Lastumschalter 1 , Federlagerungen 35 für Druckfedern 12 (siehe Fig. 6), die allesamt selbsterklärend sind, weswegen hier auf eine nähere Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 5 zeigt eine Perspektivansicht einer Nockensteuerung 5 zur Betätigung eines beweg- liehen Kontakts13 von jeweils einer der zwei ersten Vakuumschaltröhren 3a nach Fig. 1 . Eine jede Nockensteuerung einer ersten Vakuumschaltröhre 3a umfasst eine Hebellager 10 und eine Steuernocke 7. In der hier gezeigten Ausführungsform weist jede erste Nockenwelle 15a drei Steuernocken 7 auf. Andere Ausführungsformen können auch mehr oder weniger Steuernocken 7 an einer Nockenwelle 15a, 15b vorsehen. Jedes Hebellager 10, in Fig. 6 vergrößert dargestellt, umfasst eine Druckfeder 12 und einen Kippschalter als einen Hebel 9. Die mit der ersten Nockenwelle 15a drehbare Steuernocke 7 betätigt den Hebel 9 des Hebellagers 10, so dass über eine Kippbewegung des Hebels 9 die mit ihm mechanisch gekoppelte Druckfeder 12 den beweglichen Kontakt 13 in Richtung der ersten Vakuumschaltröhre 3a betätigt.
Wie bereits in der Ausführungsform zu Fig. 1 beschrieben, sind die ersten Vakuumschaltröhren 3a und die zweiten Vakuumschaltöhre 3b über eine Halteplatte 27 miteinander verbunden. In der hier gezeigten Ausführungsform sind die ersten Vakuumschaltröhren 3a und die zweiten Vakuumschaltöhren 3b stoffschlüssig miteinander verbunden.
Fig. 7 zeigt eine weitere Perspektivansicht der Nockensteuerung 5 nach Fig. 1 und 2. Alle Elemente sind bereits in Figur 1 und 5 beschrieben. Fig. 8 zeigt eine Ansicht von vier Vakuumschaltröhren 3, die entlang einer Linie L angeordnet sind. Somit weist eine Nockenwelle 15a oder 15b (siehe hierzu Fig. 1 ) vier Steuernocken 7 (siehe hierzu beispielsweise Fig. 5) auf, wobei jede Steuernocke 7 über ein Hebellager 10 (siehe Fig. 6) einen beweglichen Kontakt 13 (siehe ebenfalls Fig. 1 oder 5) jeweils einer der vier Vakuumschaltröhren 3 betätigt. So kann eine Nockenwelle 15a oder 15b mit vier Steuernocken 7 vier Vakuumschaltröhren 3 betätigen. Dabei kann auch die Ausrichtung der Steuernocke 7 an der Nockenwelle 15a oder 15b divers ausgestaltet sein. So können gleich ausgerichtete Steuernocken 7 gleichzeitig und versetzt an einer Nockenwelle 15a oder 15b ausgerichtete Steuernocken 7 versetzt mit gleichem oder unterschiedlichem Hub die Vakuumschaltröhren 15a oder 15b betätigen.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Es ist jedoch für jeden Fachmann selbstverständlich, dass Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. Die voran stehend erörterten Ausführungsbeispiele dienen ledig- lieh zur Beschreibung der beanspruchten Lehre, schränken diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele ein.
Bezugszeichenliste:
1 Lastumschalter
3 Vakuumschaltröhre
3a erste Vakuumschaltröhre
3b zweite Vakuumschaltröhre
5 Nockensteuerung
7 Steuernocke
9 Hebel
10 Hebellager
1 1 Antriebswelle
12 Druckfeder
13 beweglicher Kontakt
15a erste Nockenwelle
15b zweite Nockenwelle
17 Zahnrad
19 Kraftspeicher
21 Wähler
23 Stirnrad
25 Transformator
27 Haltplatte für Vakuumschaltröhre
29 Laststufenschalter
31 Überschaltwiderstand
33 Außenhaltplatte
35 Federlager
37 erste Phase
38 zweite Phase
39 dritte Phase
41 erster Lastzweig
42 zweiter Lastzweig
A Achse des beweglichen Kontakts
E Achse der Nockenwelle
L Linie
n beschaltete Wicklungsanzapfung n+1 vorwählbare Wicklungsanzapfung

Claims

Patentansprüche
1 . Anordnung von Vakuumschaltschaltröhren (3, 3a, 3b) bei einem Lastumscha!ter (1 ), wobei jeweils eine Nockensteuerung (5) aus einer Steuernocke (7) und einem He- bellager (10) zur Betätigung eines beweglichen Kontakts ( 3) jeweils einer der Vakuumschaltröhren (3, 3a, 3b) zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Nockenwelle (15a, 15b) achsparallel zu einer Antriebswelle (1 1 ) angeordnet und über diese antreibbar ist, und wobei eine jede Achse (A) des be- weglichen Kontakts (13) einer jeden Vakuumschaltröhre (3, 3a, 3b) senkrecht zu einer Achse (E) der jeweiligen Nockenwelle (15a, 15b) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 , wobei ein Zahnrad (17) der mindestens einen Nockenwelle (15a, 15b) mit einem Stirnrad (23) der Antriebswelle (1 1 ) zusammenwirkt.
Anordnung nach Anspruch 1 , wobei jede Nockenwelle (15a, 5b) mindestens eine Steuernocke (7) aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vakuumschaltröhren (3, 3a, 3b) entlang einer Linie (L) angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vakuumschaltröhren (3, 3a, 3b) in Form einer Matrix angeordnet sind.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeweils eine erste Vakuumschaltöhre (3a) und eine zweite Vakuumschaltöhre (3b) derart miteinander verbunden sind, dass die zwei beweglichen Kontakte (13) der ersten Vakuumschaltröhre (3a) und der zweiten Vakuumschaltröhre (3b) entgegen einander ausgerichtet sind, wobei die Achse (A) des beweglichen Kontakts (13) der ersten Vakuumschaltöhre (3a) auf der Achse (E) mindestens einer ersten Nockenwelle (15a) und die Achse (A) des beweglichen Kontakts (13) der zweiten Vakuumschaltöhre (3b) auf der Achse (E) mindestens einer zweiten Nockenwelle (15b) des beweglichen Kontakts (13) senkrecht steht.
Anordnung nach Anspruch 6, wobei zwischen der ersten Vakuumschaltröhre (3a) und der zweiten Vakuumschaltöhre (3b) eine Halteplatte (27) angeordnet ist, mit der die erste und die Vakuumaschaltröhren (3a, 3b) stoffschlüssig verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 6, wobei die erste Vakuumschaltröhre (3a) und die zweite Vakuumschaltöhre (3b) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Anordnung nach den Ansprüchen 6 bis 8, wobei die ersten Vakuumschaltröhren (3a) und die zweiten Vakuumschaltröhren (3b) in Form einer Matrix angeordnet sind und dass mindestens zwei erste Nockenwellen (15a) und mindestens zwei zweite Nockenwellen (15b) vorgesehen sind, wobei die Achsen (E) der jeweiligen Nockenwelle (15a, 15b) parallel zu einer gemeinsamen Antriebswelle (21) angeordnet sind.
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