EP3108492A1 - Schalteinrichtung mit einem gehäuse und einem austauschbaren schaltmodul - Google Patents

Schalteinrichtung mit einem gehäuse und einem austauschbaren schaltmodul

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EP3108492A1
EP3108492A1 EP15705960.1A EP15705960A EP3108492A1 EP 3108492 A1 EP3108492 A1 EP 3108492A1 EP 15705960 A EP15705960 A EP 15705960A EP 3108492 A1 EP3108492 A1 EP 3108492A1
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EP
European Patent Office
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switching module
switching
switching device
housing
contact
Prior art date
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Application number
EP15705960.1A
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English (en)
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EP3108492B1 (de
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Alexander Reich
Simon Flotzinger
Nikolaus Unterreiner
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Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP3108492B1 publication Critical patent/EP3108492B1/de
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    • H01H9/0005Tap change devices
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    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
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    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/02Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
    • H01F29/025Constructional details of transformers or reactors with tapping on coil or windings
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    • H01H9/0044Casings; Mountings; Disposition in transformer housing
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    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/08Arrangements to facilitate replacement of a switch, e.g. cartridge housing

Definitions

  • Switching device with a housing and a replaceable switching module
  • the invention relates to a switching device, in particular an on-load tap-changer, with a housing and at least one replaceable switching module.
  • On-load tap changers are known from the prior art which use mechanical switching contacts which are arranged in oil or in a vacuum for switching from one winding tap of a tapped transformer to an adjacent winding tapping.
  • new on-load tap-changers use semiconductor switching elements for these switches. Both the maintenance and repair of such semiconductor switching elements are expensive, time-consuming and a great challenge.
  • the invention proposes a switching device, in particular an on-load tap-changer, comprising:
  • At least one fixed contact which is arranged in the interior of the housing
  • At least one guide rail which is arranged in the interior of the housing, wherein:
  • each switch module has at least one loose contact which can be releasably connected to at least one of the fixed contacts;
  • the switching module has at least one lower distribution plate, which is movably connected to at least one of the guide rails.
  • the switching device according to the invention with the exchangeable switching modules offers many advantages.
  • This switching device is compact, so consumes little space and is therefore particularly easy to transport before commissioning. This compactness also requires significantly less insulation or coolant.
  • the possibility of individually exchanging switching modules saves not only costs but also time. Due to the detachable arrangement, the switching modules can easily be pulled out of the housing during repairs or maintenance and replaced by new ones.
  • the switching device can be designed in any desired manner, for example as an on-load tap-changer for step transformers in the low, medium and high voltage range, as well as tap changers for tap-changers in power grid or
  • Each fixed contact and each loose contact may be formed in any manner and, for example, seen from one or more parts and be directly attached in the housing or a separate wall or directly on the switching module.
  • Each fixed contact and each loose contact may also have on the inner side a plurality of juxtaposed and juxtaposed, spring-mounted contact fingers.
  • Each fixed contact is designed to correspond to the associated loose contact and ensures a frictional, positive and electrically conductive connection between the two.
  • the movable connection between the housing and the switching module can be designed in any desired manner, for example via the friction between distributor plate and a guide rail or via rollers on the switching module or in the housing.
  • the housing may be formed in any manner, for example as a tank made of metal or plastic.
  • each fixed contact has a first end and a second end and the first end is arranged inside the housing and the second end outside the housing.
  • the switching module at least one clamping column, at least one upper and at least one lower biasing plate and at least one
  • Each tensioning column can be designed in any desired manner, for example made of glass fiber reinforced plastic, plastic or another insulating material.
  • the switching module column has at least one switching element and at least one cooling box.
  • Each switching element of the switching module column can be designed in any desired manner and, for example, have at least one semiconductor wafer cell which
  • the in particular has at least one thyristor and / or at least one IGBT.
  • switching elements can be connected to each other in parallel or in series. It can be provided that
  • the switching module has an upper distribution plate
  • the loose contact is arranged on a contact board and
  • the distribution plate may be formed in any manner, and for example made of glass fiber reinforced plastic, plastic or other insulating material.
  • each contact has opposite contact fingers, which are resiliently mounted and when contacting a first end of the fixed contact a frictional
  • a pressure distribution unit is arranged between each switching module column and the upper biasing plate.
  • the pressure distribution unit has a flange and a thread
  • a Belleville washer support is disposed in the upper bias plate
  • Disc springs are arranged between the flange and the cup spring support and a force is applied to the pressure distribution unit and thus to the switching module column via the cup springs. It can be provided that at least one slide rail is arranged on the lower side of the first distribution plate.
  • Each slide rail may be formed in any desired manner and, for example, made of Teflon or another material which has a low coefficient of friction. It can be provided that
  • the switching device is designed as an on-load tap changer and is provided or designed for connection or disconnection of windings of a control winding of a tapped transformer under load.
  • 1 shows a switching device with a replaceable switching module.
  • 2 shows a switching device with a switching module in section;
  • 3 shows a switching device with half-inserted switching module
  • Fig. 4a is a detail view of a fixed contact and a loose contact
  • 4b shows a further detailed view of the fixed contact and the loose contact
  • 5 shows a switching device with three switching modules
  • Fig. 6 is a biasing unit of the switching device.
  • the switching module 3 has switching elements 18 which serve to switch from one winding tap to an adjacent winding tap of a control winding in a tap-changer.
  • the switching elements 18 are designed as semiconductor disk cells, for example thyristors, IGBTs, etc. Between the switching elements 18 cooling cans 19 are arranged, which are thermally, mechanically and electrically conductively connected thereto.
  • the alternately arranged switching elements 18 and cooling boxes 19 form a switching module column 36, of which each switching module 3 may have four pieces.
  • the switching module columns 36 are disposed between an upper bias plate 15 and a lower bias plate 16.
  • the cooling boxes 19 have inside cooling channels, not shown here, which are hydraulically connected via lines 14 with each other and with the hollow clamping columns 13.
  • Above the upper bias plate 15 is an upper distribution plate 50 and below the lower bias plate 16 a lower distribution plate 51 is disposed.
  • the switching elements 18 may, on the one hand, be connected to each other in parallel or in series and, on the other hand, to the rear side 101 of the loose contacts 10.
  • the loose contacts 10 are also arranged in a contact board 11. In the embodiment shown here are in the contact board 1 1 eight Losgifte 10 next to or superimposed.
  • the front side 102 of each individual loose contact 10 consists of a plurality of contact fingers 12 which are arranged above and next to one another and which are resiliently mounted in such a way that two contact fingers 12 exert force in the mutually opposite direction (FIGS. 4a and 4b).
  • the housing 2 has on the rear wall 26 a plurality of fixed contacts 20, which extend from the interior to the outside.
  • the first ends 21 of the fixed contacts 20 are arranged inside and the second ends 22 outside of the housing 2.
  • guide rails 25 are mounted on the floor.
  • the front side 28 of the housing 2 is open and can be closed with a cover 29.
  • the second ends 22 of the fixed contacts 20 are connected via lines, with a control winding, not shown here, with different winding taps of a tapped transformer.
  • an ester is filled for cooling and insulation.
  • Fig. 2 is a sectional view of the switching device 1 is shown.
  • the switching module 3 is located in the interior of the housing 2. In this case, the switching module 3 rests on the guide rail 25 and is held by means of fixing means 30 via the lower distribution plate 51.
  • the contact fingers 12 of the Losuttone 10 are mechanically and electrically connected to the first ends 21 of the fixed contacts 20, so switched. Through this mechanical connection, the electrically conductive connection between the loose contacts 10 and the fixed contacts 20 is always ensured, ie the taps of the control winding of a tapped transformer and the switching elements 18 of the on-load tap-changer.
  • a first threaded rod 40 For connecting the loose contacts 10 with the fixed contacts 20, so when inserting the switching module 3, a first threaded rod 40 is used.
  • the first threaded rod 40 rests on the one hand on the first thrust bearing 41 on the front side 28 and on the other hand is guided in a first floating bearing 42 in the contact board 1 1 of the switching module 3.
  • the switching module 3 By rotation of the first threaded rod 40, the switching module 3 is pressed in the direction of the rear wall 26.
  • the loose contacts 10 are pressed onto the fixed contacts 20.
  • the first abutment 41 is arranged in a strut 49 of the housing 2.
  • a second threaded rod 43 is used to release the loose contacts 10 of the fixed contacts 20, so when removing the switching module 3, a second threaded rod 43 is used.
  • the second threaded rod 43 is guided on the one hand in a second movable bearing 45 on the front side 28 and on the other hand, in a second abutment 44 in the contact board 1 1 of the switching module 3.
  • the Losiquee 10 are deducted from the fixed contacts 20.
  • the second movable bearing 45 is arranged in the strut 49 of the housing 2.
  • the first and the second threaded rod 40, 43 can be removed after insertion or after removal from the switching device 1.
  • Fig. 3 shows the switching device 1 in which the switching module 3 is inserted halfway into the housing 2.
  • the switching module 3 slides out of the guide rails 25 via the lower distribution plate 51 or into it.
  • at least one slide rail 55 is arranged on the lower side 53 of the lower distribution plate 51. This is preferably formed of Teflon or other friction-reducing material. After pulling out the switching module 3, this can be pushed onto a transport aid 60, here as a mounting trolley.
  • a transport aid 60 here as a mounting trolley.
  • FIG. 4 a shows a detailed view of two loose contacts 10 of the switching module 3 and the fixed contacts 20, which are fastened in the rear wall 26 of the housing 2, in a non-connected or connected state.
  • 4b shows a detailed view of the loose contacts 10 and fixed contacts 20 in an activated state. This creates a non-positive and positive connection between each fixed contact 20 and 10 Loscard.
  • FIG. 5 shows a switching device 1 with three interchangeable switching modules 3, 3 ', 3 "which are each assigned to at least one control winding of one phase of a tapped transformer
  • One of the switching modules 3 is arranged outside of the housing 2 on a transport aid 60.
  • a handle 54 is arranged, with the extraction of the switching module 3 is facilitated.
  • FIG. 6 shows a detailed view of the switching module 3.
  • a pressure distribution unit 70 is introduced between the uppermost cooling box 19 and the upper biasing plate 15.
  • the pressure distribution unit 70 has a flange 71 in the area facing the cooling box 19.
  • the upper portion of the pressure distribution unit 70 has a thread 72, at its upper end a Nut 74 is arranged.
  • Between the flange 71 and the nut 74 cup springs 73 and a disc spring support 75 are arranged.
  • the pressure distribution unit 70 is pre-set under a press to a defined, required for the switching module 3, biasing force.
  • the plate springs 73 are pressed against the flange 71 during clamping on the disc spring support 75 and locked with the nut 74.
  • the pressure distribution unit 70 is screwed over the disc spring support 75 in the biasing plate 15 until the pressure distribution unit 70 rests against the uppermost cooling box 19 of the switching module column 36.
  • the pressure distribution unit 70 is then locked and secured against rotation. By loosening the nut 74, the defined bias of the plate springs 73 is transmitted to the switching module column 36.
  • each switching module column 30 is clamped by a separate pressure distribution unit 70, the two switching module columns 36 are mechanically decoupled from each other and height differences can thus be compensated.
  • the disc spring support 75 may have a larger diameter than the disc springs 73 and the flange 71 of the pressure distribution unit 70.
  • the pressure distribution unit 70 can be screwed upwards out of the upper biasing plate 15 and thus the biasing force on the switching module columns 36 are released.
  • individual switching elements 18 can be exchanged without the entire switching module 3 must be completely disassembled.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung, insbesondere einen Laststufenschalter, mit einem Gehäuse und mindestens einem austauschbaren Schaltmodul. Die Schalteinrichtung (1), insbesondere Laststufenschalter, umfasst: - ein Gehäuse (2); ein austauschbares Schaltmodul (3, 3', 3"); einen Festkontakt (20), der im Inneren des Gehäuses (2) angeordnet ist; eine Führungsschiene (25), die im Inneren des Gehäuses (2) angeordnet ist, wobei: - das Schaltmodul (3, 3', 3") einen Loskontakt (10) aufweist, der lösbar mit dem Festkontakt (20) verbunden werden kann; das Schaltmodul (3, 3', 3") eine untere Verteilplatte (51) aufweist, die mit der Führungsschiene (25) beweglich verbunden ist.

Description

Schalteinrichtung mit einem Gehäuse und einem austauschbaren Schaltmodul
Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung, insbesondere einen Laststufenschalter, mit einem Gehäuse und mindestens einem austauschbaren Schaltmodul.
Aus dem Stand der Technik sind Laststufenschalter bekannt, die für die Umschaltung von einer Wicklungsanzapfung eines Stufentransformators auf eine benachbarte Wicklungsanzapfung mechanische Schaltkontakte, die in Öl oder im Vakuum angeordnet sind, nutzen. Neue Laststufenschalter verwenden jedoch Halbleiterschaltelemente für diese Umschaltungen. Sowohl die Wartung als auch Reparaturen solcher Halbleiterschaltelemente sind teuer, zeitintensiv und stellen eine große Herausforderung dar. Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schalteinrichtung bereitzustellen, die eine einfache, kostengünstige und schnelle Wartung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Schalteinrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche bilden dabei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Die Erfindung schlägt eine Schalteinrichtung, insbesondere einen Laststufenschalter vor, umfassend:
ein Gehäuse;
mindestens ein austauschbares Schaltmodul;
mindestens einen Festkontakt, der im Inneren des Gehäuses angeordnet ist;
- mindestens eine Führungsschiene, die im Inneren des Gehäuses angeordnet ist, wobei:
jedes Schaltmodul mindestens einen Loskontakt aufweist, der lösbar mit mindestens einem der Festkontakte verbunden werden kann;
das Schaltmodul mindestens eine untere Verteilplatte aufweist, die mit mindestens einer der Führungsschienen beweglich verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung mit den austauschbaren Schaltmodulen bietet besonders viele Vorteile. Diese Schalteinrichtung ist kompakt, verbraucht damit wenig Bauraum und ist somit vor der Inbetriebnahme besonders einfach zu transportieren. Durch diese Kompaktheit werden außerdem bedeutend weniger Isolier- bzw. Kühlmittel benötigt. Die Möglichkeit Schaltmodule einzeln auszutauschen spart nicht nur Kosten sondern auch Zeit. Durch die lösbare Anordnung können die Schaltmodule bei Reparaturen oder Wartung einfach aus dem Gehäuse herausgezogen und durch neue ersetzt werden. Die Schalteinrichtung kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Laststufenschalter für Stufentransformatoren im Nieder-, Mittel- und Hochspannungsbereich, als auch Stufenschalter für Stufentransformatoren in Energienetz- oder
Schmelzofenanwendungen. Jeder Festkontakt und jeder Loskontakt können auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise aus einem oder mehreren Teilen besehen und unmittelbar im Gehäuse oder einer separaten Wandung bzw. unmittelbar am Schaltmodul befestigt sein. Jeder Festkontakt und jeder Loskontakt können außerdem auf der innenliegenden Seite mehrere über und nebeneinander angeordnete, federnd gelagerte Kontaktfinger aufweisen. Jeder Festkontakt ist korrespondierend zu dem zugeordneten Loskontakt gestaltet und stellt eine kraftschlüssige, formschlüssige und elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den beiden sicher.
Die bewegliche Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Schaltmodul kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise über die Reibung zwischen Verteilplatte und eine Führungsschiene oder über Rollen am Schaltmodul oder im Gehäuse.
Das Gehäuse kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als ein Tank, der aus Metall oder Kunststoff besteht.
Es kann vorgesehen sein, dass jeder Festkontakt ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und das erste Ende im Inneren des Gehäuses und das zweite Ende außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass das Schaltmodul mindestens eine Spannsäule, mindestens eine obere und mindestens eine untere Vorspannplatte und mindestens eine
Schaltmodulsäule aufweist.
Jede Spannsäule kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise aus glasfaserverstärkten Kunststoff, Kunststoff oder einen anderen isolierenden Material.
Es kann vorgesehen sein, dass die Schaltmodulsäule mindestens ein Schaltelement und mindestens eine Kühldose aufweist.
Jedes Schaltelement der Schaltmodulsäule kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise mindestens eine Halbleiterscheibenzelle aufweisen, die
insbesondere mindestens einen Thyristor und/oder mindestens einen IGBT aufweist.
Weiterhin können die Schaltelemente untereinander parallel oder in Reihe geschaltet sein. Es kann vorgesehen sein, dass
das Schaltmodul eine obere Verteilplatte aufweist,
der Loskontakt an einem Kontaktbrett angeordnet ist und
wobei der Loskontakt mit einer Schaltmodulsäule elektrisch leitend verbunden ist. Die Verteilplatte kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, und beispielsweise aus glasfaserverstärkten Kunststoff, Kunststoff oder einen anderen isolierenden Material bestehen.
Es kann vorgesehen sein, dass
jeder Loskontakt gegenüberliegende Kontaktfinger aufweist, die federnd gelagert sind und beim Kontaktieren eines ersten Endes des Festkontaktes eine kraftschlüssige
Verbindung mit dem Festkontakt eingehen.
Es kann vorgesehen sein, dass zwischen jeder Schaltmodulsäule und der oberen Vorspannplatte eine Druckverteileinheit angeordnet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass
- die Druckverteileinheit einen Flansch und eine Gewinde aufweist;
in der oberen Vorspannplatte eine Tellerfedernauflage angeordnet ist;
zwischen dem Flansch und der Tellerfedernauflage Tellerfedern angeordnet sind und über die Tellerfedern eine Kraft auf die Druckverteileinheit und damit auf die Schaltmodulsäule aufgebracht wird. Es kann vorgesehen sein, dass auf der unteren Seite der ersten Verteilplatte mindestens eine Gleitschiene angeordnet ist.
Jede Gleitschiene kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise aus Teflon oder einem anderen Material, welches einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass
die Schalteinrichtung als Laststufenschalter ausgebildet ist und zum Zu- oder Abschalten von Wicklungen einer Regelwicklung eines Stufentransformators unter Last vorgesehen oder ausgebildet ist.
Nachfolgend sind die Erfindung und ihre Vorteile unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schalteinrichtung mit einem auswechselbaren Schaltmodul; Fig. 2 eine Schalteinrichtung mit einem Schaltmodul im Schnitt;
Fig. 3 eine Schalteinrichtung mit halb eingeschobenen Schaltmodul;
Fig. 4a eine Detailansicht eines Festkontaktes und eines Loskontaktes;
Fig. 4b eine weitere Detailansicht des Festkontaktes und des Loskontaktes; Fig. 5 eine Schalteinrichtung mit drei Schaltmodulen;
Fig. 6 eine Vorspanneinheit der Schalteinrichtung.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Schalteinrichtung mit austauschbarem Schaltmodul sein kann und stellen somit keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar.
Fig. 1 zeigt das Innere einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung 1 , insbesondere einen Laststufenschalter, mit einem austauschbaren Schaltmodul 3. Das Schaltmodul 3 weist Schaltelemente 18 auf, die zum Umschalten von einer Wicklungsanzapfung zu einer benachbarten Wicklungsanzapfung einer Regelwicklung in einem Stufentransformator dienen. Die Schaltelemente 18 sind als Halbleiterscheibenzellen ausgebildet, beispielsweise Thyristoren, IGBTs, etc. Zwischen den Schaltelementen 18 sind Kühldosen 19 angeordnet, die thermisch, mechanisch und elektrisch leitend mit diesen verbunden sind. Die abwechselnd angeordneten Schaltelemente 18 und Kühldosen 19 bilden eine Schaltmodulsäule 36, von der jedes Schaltmodul 3 vier Stück aufweisen kann. Die Schaltmodulsäulen 36 sind zwischen einer oberen Vorspannplatte 15 und einer unteren Vorspannplatte 16 angeordnet. Weiterhin sind acht Spannsäulen 13 zwischen den Vorspannpalten 15, 16 angebracht. Die Kühldosen 19 weisen im Inneren Kühlkanäle auf, hier nicht dargestellt, die über Leitungen 14 untereinander und mit den hohl ausgebildeten Spannsäulen 13 hydraulisch verbunden sind. Über der oberen Vorspannplatte 15 ist eine obere Verteilplatte 50 und unter der unteren Vorspannplatte 16 eine untere Verteilplatte 51 angeordnet.
Die Schaltelemente 18 können einerseits untereinander parallel oder in Reihe verbunden sein und andererseits mit der Rückseite 101 der Loskontakte 10. Die Loskontakte 10 sind außerdem in einem Kontaktbrett 1 1 angeordnet. In der hier dargestellten Ausführungsform sind im Kontaktbrett 1 1 acht Loskontakte 10 neben bzw. übereinader angebracht. Die Vorderseite 102 jedes einzelnen Loskontaktes 10 besteht aus mehreren über und neben einander angeordneten Kontaktfingern 12 die derart federnd gelagert sind, dass jeweils zwei Kontaktfinger 12 eine in die gegen einander liegende Richtung Kraft ausüben (Figur 4a und 4b). Das Gehäuse 2 weist auf der Rückwand 26 mehrere Festkontakte 20 auf, die sich aus dem Inneren nach außen erstrecken. Die ersten Enden 21 der Festkontakte 20 sind dabei innerhalb und deren zweite Enden 22 außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet. Im Inneren des Gehäuses 2 sind auf dem Boden 27 Führungsschienen 25 befestigt. Die Vorderseite 28 des Gehäuses 2 ist offen und ist mit einem Deckel 29 verschließbar. Die zweiten Enden 22 der Festkontakte 20 sind über Leitungen, mit einer hier nicht dargestellten Regelwicklung, mit unterschiedlichen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators verbunden. Im Inneren des Gehäuses 2 ist ein Ester zur Kühlung und Isolation eingefüllt.
In Fig. 2 wird eine Schnittansicht der Schalteinrichtung 1 dargestellt. Das Schaltmodul 3 befindet sich im Inneren des Gehäuses 2. Dabei liegt das Schaltmodul 3 auf der Führungsschiene 25 auf und wird mittels Fixiermittel 30 über die untere Verteilplatte 51 gehalten. Die Kontaktfinger 12 der Loskontakte 10 sind mit den ersten Enden 21 der Festkontakte 20 mechanisch und elektrisch leitend verbunden, also aufgeschaltet. Durch diese mechanische Verbindung wird stets die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Loskontakten 10 und den Festkontakten 20 sichergestellt, also den Anzapfungen der Regelwicklung eines Stufentransformators und den Schaltelementen 18 des Laststufenschalters.
Zum Verbinden der Loskontakte 10 mit den Festkontakten 20, also beim Einsetzen des Schaltmoduls 3, wird eine erste Gewindestange 40 verwendet. Die erste Gewindestange 40 liegt einerseits auf dem ersten Gegenlager 41 an der Vorderseite 28 auf und ist andererseits in einem ersten Loslager 42 im Kontaktbrett 1 1 des Schaltmoduls 3 geführt. Durch Drehung der ersten Gewindestange 40 wird das Schaltmodul 3 in Richtung der Rückwand 26 gedrückt. Die Loskontakte 10 werden auf die Festkontakte 20 aufgedrückt. Das erste Gegenlager 41 ist dabei in einer Strebe 49 des Gehäuses 2 angeordnet.
Zum Lösen der Loskontakte 10 von den Festkontakten 20, also beim Herausnehmen des Schaltmoduls 3, wird eine zweite Gewindestange 43 verwendet. Die zweite Gewindestange 43 wird einerseits in einem zweiten Loslager 45 an der Vorderseite 28 geführt und liegt andererseits in einem zweiten Gegenlager 44 im Kontaktbrett 1 1 des Schaltmoduls 3 auf. Durch Drehung der zweiten Gewindestange 43 wird das Schaltmodul 3 in Richtung der Vorderseite 28 gezogen. Die Loskontakte 10 werden von den Festkontakten 20 abgezogen. Das zweite Loslager 45 ist dabei in der Strebe 49 des Gehäuses 2 angeordnet. Die erste und die zweite Gewindestange 40, 43 können nach dem Einsetzen bzw. nach dem Herausnehmen aus der Schalteinrichtung 1 entfernt werden.
Fig. 3 zeigt die Schalteinrichtung 1 bei der das Schaltmodul 3 zur Hälfte in das Gehäuse 2 eingeschoben ist. Hierbei gleitet das Schaltmodul 3 über die untere Verteilplatte 51 an den Führungsschienen 25 heraus bzw. hinein. Um die Reibung zwischen der unteren Verteilplatte 51 und der Führungsschiene 25 zu reduzieren, ist auf der unteren Seite 53 der unteren Verteilplatte 51 mindestens eine Gleitschiene 55 angeordnet. Diese ist vorzugsweise aus Teflon oder einem anderen reibungsreduzierenden Material ausgebildet. Nach dem Herausziehen des Schaltmoduls 3 kann dieses auf eine Transporthilfe 60, hier als Montagewagen ausgebildet, geschoben werden. Beim Einsetzen kann das Schaltmodul 3 ebenfalls einfach von der Montagehilfe 60 über die Führungsschiene 25 in Verbindung mit der Gleitschiene 55 in das Innere des Gehäuses 2 geschoben werden.
Fig. 4a zeigt in einer Detailansicht zweier Loskontakte 10 des Schaltmoduls 3 und die Festkontakte 20, die in der Rückwand 26 des Gehäuses 2 befestigt sind, in nicht verbundenen bzw. aufgeschalteten Zustand. Beim Einschieben des Schaltmoduls 3 werden die Kontaktfinger 12 auf der Vorderseite 102 des Loskontaktes 10 auf den Festkontakt 20 geschoben und auf Grund der gefederten Lagerung auseinander gespreizt. Durch diese mechanische Verbindung wird stets die elektrische Verbindung zwischen den Loskontakten 10 und Festkontakten 20 sichergestellt.
Fig. 4b zeigt in einer Detailansicht die Loskontakte 10 und Festkontakte 20 in einem aufgeschalteten Zustand. Hierbei entsteht eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen jedem Festkontakt 20 und Loskontakt 10.
Fig. 5 zeigt eine Schalteinrichtung 1 mit drei austauschbaren Schaltmodulen 3, 3', 3" die jeweils mindestens einer Regelwicklung einer Phase eines Stufentransformators zugeordnet sind. Eines der Schaltmodule 3 ist außerhalb des Gehäuses 2 auf einer Transporthilfe 60 angeordnet. An der unteren Verteilplatte 51 ist ein Griff 54 angeordnet, mit dem das Herausziehen des Schaltmoduls 3 erleichtert wird.
Fig. 6 zeigt eine detaillierte Ansicht des Schaltmoduls 3. Um die Schaltmodulsäulen 36 im Schaltmodul 3 fixieren zu können, wird eine Druckverteileinheit 70 zwischen der obersten Kühldose 19 und der oberen Vorspannplatte 15 eingebracht. Die Druckverteileinheit 70 weist in dem der Kühldose 19 zugewandten Bereich einen Flansch 71 auf. Der obere Bereich der Druckverteileinheit 70 weist ein Gewinde 72 auf, an dessen oberem Ende eine Schraubenmutter 74 angeordnet ist. Zwischen dem Flansch 71 und der Schraubenmutter 74 sind Tellerfedern 73 und eine Tellerfedernauflage 75 angeordnet. Die Druckverteileinheit 70 wird vorab unter einer Presse auf eine definierte, für das Schaltmodul 3 benötigte, Vorspannkraft eingestellt. Die Tellerfedern 73 werden beim Verspannen über die Tellerfedernauflage 75 gegen den Flansch 71 gedrückt und mit der Schraubenmutter 74 arretiert. Die Druckverteileinheit 70 wird über die Tellerfedernauflage 75 in die Vorspannplatte 15 eingeschraubt, bis die Druckverteileinheit 70 an der obersten Kühldose 19 der Schaltmodulsäule 36 anliegt. Die Druckverteileinheit 70 wird anschließend arretiert und gegen Verdrehen gesichert. Durch Lösen der Schraubenmutter 74 wird die definierte Vorspannung der Tellerfedern 73 auf die Schaltmodulsäule 36 übertragen.
Da jede Schaltmodulsäule 30 über eine separate Druckverteileinheit 70 verspannt wird, sind die beiden Schaltmodulsäulen 36 mechanisch von einander entkoppelt und Höhenunterschiede können somit kompensiert werden.
In einer hier nicht dargestellten Ausführungsform kann die Tellerfedernauflage 75 einen größeren Durchmesser als die Tellerfedern 73 und der Flansch 71 der Druckverteileinheit 70 aufweisen. In einem Servicefall kann die Druckverteileinheit 70 nach oben aus der oberen Vorspannplatte 15 heraus geschraubt werden und somit die Vorspannkraft auf die Schaltmodulsäulen 36 freigegeben werden. Somit können einzelne Schaltelemente 18 getauscht werden, ohne dass das gesamte Schaltmodul 3 vollständig zerlegt werden muss.
Bezugszeichen
1 Schalteinrichtung
2 Gehäuse
3 Schaltmodul
10 Loskontakt
101 Rückseite
102 Vorderseite
1 1 Kontaktbrett
12 Kontaktfinger
13 Spannsäule
14 Leitung
15 obere Vorspannplatte
16 untere Vorspannplatte
18 Schaltelement
19 Kühldose
20 Festkontakt
21 erstes Ende
22 zweites Ende
25 Führungsschiene
26 Rückwand
27 Boden
28 Vorderseite
29 Deckel
30 Fixiermittel
36 Schaltmodulsäule
40 erste Gewindestange
41 erstes Gegenlager
42 erstes Loslager
43 zweite Gewindestange
44 zweites Gegenlager
45 zweites Loslager
49 Strebe
50 obere Verteilplatte
51 untere Verteilplatte
53 untere Seite
54 Griff Gleitschiene
Transporthilfe
Druckverteileinheit
Flansch
Gewinde
Tellerfedern
Schraubenmutter
Tellerfedernauflage

Claims

Ansprüche
1. Schalteinrichtung (1 ), insbesondere Laststufenschalter, umfassend:
ein Gehäuse (2);
ein austauschbares Schaltmodul (3, 3', 3");
- einen Festkontakt (20), der im Inneren des Gehäuses (2) angeordnet ist;
eine Führungsschiene (25), die im Inneren des Gehäuses (2) angeordnet ist, wobei:
das Schaltmodul (3, 3', 3") einen Loskontakt (10) aufweist, der lösbar mit dem Festkontakt (20) verbunden werden kann;
- das Schaltmodul (3, 3', 3") eine untere Verteilplatte (51 ) aufweist, die mit der Führungsschiene (25) beweglich verbunden ist.
2. Schalteinrichtung (1 ) nach dem vorigen Anspruch, wobei
der Festkontakt (20) ein erstes Ende (21 ), das im Inneren des Gehäuses (2) angeordnet ist, und ein zweites Ende (22), das außerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist, aufweist.
3. Schalteinrichtung (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
das Schaltmodul (3, 3', 3") eine Spannsäule (13), eine obere und eine untere Vorspannplatte (15, 16) und eine Schaltmodulsäule (36) aufweist.
4. Schalteinrichtung (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- die Schaltmodulsäule (36) ein Schaltelement (18) und eine Kühldose (19) aufweist.
5. Schalteinrichtung (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
das Schaltmodul (3, 3', 3") eine obere Verteilplatte (50) aufweist,
der Loskontakt (10) an einem Kontaktbrett (1 1 ) angeordnet ist und
wobei der Loskontakt (10) mit einer Schaltmodulsäule (35) elektrisch leitend verbunden ist.
6. Schalteinrichtung (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
der Loskontakt (10) gegenüberliegende Kontaktfinger (12) aufweist, die federnd gelagert sind und beim Kontaktieren eines ersten Endes (21 ) des Festkontaktes (20) eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Festkontakt (20) eingehen.
7. Schalteinrichtung (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
zwischen jeder Schaltmodulsäule (36) und der oberen Vorspannplatte (15) eine Druckverteileinheit (70) angeordnet ist. Schalteinrichtung (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
die Druckverteileinheit (70) einen Flansch (71 ) und eine Gewinde (72) aufweist;
in der oberen Vorspannplatte (15) eine Tellerfedernauflage (75) angeordnet ist;
zwischen dem Flansch (71 ) und der Tellerfedernauflage (75) Tellerfedern (73) angeordnet sind; und
über die Tellerfedern (73) eine Kraft auf die Druckverteileinheit (70) und damit auf die Schaltmodulsäule (36) aufgebracht wird.
Schalteinrichtung (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
auf der unteren Seite (53) der ersten Verteilplatte (50) eine Gleitschiene (55) angeordnet ist.
0. Schalteinrichtung (1 ) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
die Schalteinrichtung (1 ) als Laststufenschalter ausgebildet ist und zum Zu- oder Abschalten von Wicklungen einer Regelwicklung eines Stufentransformators unter Last vorgesehen oder ausgebildet ist.
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