EP4097749A1 - Schalter für einen laststufenschalter und lastumschalter für einen laststufenschalter - Google Patents

Schalter für einen laststufenschalter und lastumschalter für einen laststufenschalter

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Publication number
EP4097749A1
EP4097749A1 EP21702642.6A EP21702642A EP4097749A1 EP 4097749 A1 EP4097749 A1 EP 4097749A1 EP 21702642 A EP21702642 A EP 21702642A EP 4097749 A1 EP4097749 A1 EP 4097749A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
switch
arcing
movable
current path
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.)
Pending
Application number
EP21702642.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Hammer
Silke Wrede
Markus ZINTL
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 EP4097749A1 publication Critical patent/EP4097749A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0016—Contact arrangements for tap changers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/02—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
    • H01F29/04—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings having provision for tap-changing without interrupting the load current
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    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/40—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc

Definitions

  • the invention relates to a switch for an on-load tap-changer of a step transformer and a diverter switch for an on-load tap-changer of a step transformer.
  • German patent application DE 10 2014 107 273 A1 discloses a switch for egg NEN diverter switch of an on-load tap-changer with a discharge contact, a primary fixed contact and several primary moving contacts which are arranged in a stack in a Maisträ ger.
  • the switch comprises two structurally identical primary consumable contacts.
  • Known on-load tap-changers usually consist of a selector to select the respective winding tap of the transformer to be switched to, and a load switch for the actual load switching from the current winding tap to the new, selected winding tap. Switching is carried out by operating different switches. This regularly creates arcs on the switching contacts, which melt away or burn off small amounts of the contact material and thus lead to contact erosion. The burn-up depends on the current strength and the duration of the arc at the respective contact. With increasing load, i.e. higher currents and voltages, the demands on the switches and contacts are consequently increased.
  • a switch is therefore provided for or in an on-load tap changer of a step transformer.
  • the switch comprises a discharge contact, a primary fixed contact and at least one contact unit.
  • the contact unit has at least one movable contact, a first consumable contact and a second consumable contact which, when the switch is switched over, can be pivoted together about a pivot axis in such a way that they each have a first Position in which they contact the diverting contact and the primary fixed contact, and a second position in which they are separated from the diverting contact and the primary fixed contact, can assume.
  • the second arcing contact takes the first position before the first arcing contact and when switching from the first position to the second position, the second arcing contact leaves the first position after the first arcing contact.
  • the first arcing contact assumes the first position in front of the at least one movable contact and when switching from the first position to the second position, the first arcing contact leaves the first position the at least one movable contact.
  • This multi-stage commutation has the advantage that the duration of an arc on the first and second arcing contact or the movable contact is shortened, and thus the contact erosion on the first and second arcing contact or the movable contact is also reduced.
  • the movable contact, the first consumable contact and the second consumable contact consist of different conductive materials which have different conductivity.
  • the movable contact is preferably made of copper, the first arcing contact of brass and the second arcing contact of stainless steel.
  • the choice of material can influence the contact erosion due to the properties of the material. In particular, it is important that the contacts are even burn off, so that the staggering of the contacting and lifting times and the sequence of contacting and lifting of the movable contact, the first arcing contact and the second arcing contact are retained. Otherwise it can lead to malfunctions and malfunctions on the switch and consequently on the entire on-load tap-changer.
  • the movable contact and / or the first arcing contact and / or the second arcing contact have a different geometric shape.
  • the cross section of the respective contact through which the current flows can be reduced.
  • the at least one movable contact, the first arcing contact and the second arcing contact each have two contact areas with which they rest in the first position on the discharge contact and the fixed contact to be assigned.
  • At least one of the two contact areas can consist of a material that differs from the material of the rest of the contact, for example an arc-resistant copper-tungsten sintered material.
  • the first arcing contact and the second arcing contact are arranged in the second position relative to the movable contact in such a way that at least one contact area of the first arcing contact and / or the second arcing contact protrudes from the contact areas of the moving contact.
  • the second arcing contact is arranged in the second position relative to the first arcing contact in such a way that at least one contact area of the second arcing contact protrudes from the contact areas of the first arcing contact.
  • a contact area that protrudes in relation to the other system areas means that the corresponding contact is on the earlier when switching to the first position Leaving contact and / or the primary fixed contact occurs than the contacts that have no or a less protruding contact area and, in return, leave the deriving contact and / or the primary fixed contact later when switching from the first position to the second position. This can influence the duration of an arc on a contact and the contact erosion.
  • the switch comprises a contact carrier which is pivotably mounted about the pivot axis and has a first support plate and a second support plate which is arranged parallel to the first support plate. Furthermore, the contact carrier comprises at least one further movable contact, the movable contacts, the first consumable contact and the second consumable contact being arranged between the support plates.
  • the movable contacts are preferably identical in shape and material to one another.
  • the movable contacts and the first consumable contact and the second consumable contact are arranged in a stack in the contact carrier.
  • the movable contacts, the first arcing contact and the second arcing contact each have two parallel elongated holes lying one above the other. They are movably attached between the support plates by means of guide pins that go through the elongated holes.
  • the movable contacts, the first consumable contact and the second consumable contact can be arranged at a distance from one another in a stack by means of disks that lie between the individual contacts and are pushed onto the guide bolts.
  • the guide bolts together with the elongated holes form a mechanical stop for the movable contacts as well as the first and second erosion contact compared to that on these contacts by compression springs that are arranged on the back surfaces of the contacts away from the contact areas during the switching process of the switch are, exerted force.
  • the elongated holes of the movable contacts, the first consumable contact and the second consumable contact are each designed differently in length, such that the movable contacts, the first consumable contact and the second consumable contact the mechanical stop during the switching process of the switch or . Reach the contact unit from the second to the first position and / or from the first to the second position at different times. It can be provided that the elongated holes of the first arcing contact are made shorter than the elongated holes of the second arcing contact, and longer than the elongated holes of the movable contacts.
  • the movable contacts and the first and second fire contact are each with the ends of the elongated holes pointing away from the contact areas on the guide bolts. This can have the effect that the second consumable contact protrudes further beyond the guide pins than the first and this in turn protrudes further than the movable contacts.
  • the movable contacts, the first from fire contact and the second arcing contact when the switch or the contact unit is switched from the second to the first position the discharge contact and the primary fixed contact one after the other and leave the discharge contact and the primary fixed contact when switching from the first position to the second position again one after the other.
  • the movable contacts, the first burn contact and the second burn contact are arranged on the contact carrier that they are resiliently biased against the diverting contact and the primary fixed contact in the first position.
  • the movable contacts, the first erosion contact and the second erosion contact are arranged in a stack-like manner in such a way that the movable contacts are arranged between the first erosion contact and the second erosion contact.
  • any possible arrangement of the contacts in a stack is possible.
  • the switch comprises a secondary fixed contact and a second contact unit, which is arranged symmetrically to the first contact unit with respect to an axis of symmetry which runs through the pivot axis.
  • the second contact unit is constructed analogously to the first contact unit and accordingly has a third consumable contact, which is formed identically to the first consumable contact, and a fourth consumable contact, which is formed identically to the second consumable contact.
  • the fourth consumable contact is on the same level as the first consumable contact and the third consumable contact is on the same level as the second consumable contact.
  • the switch is designed as a permanent main switch or as a disconnector for or in a diverter switch of an on-load tap-changer. det.
  • the aforementioned object is achieved by a diverter switch for or in an on-load tap changer of a step transformer.
  • the diverter switch has a switch formed according to the first aspect of the invention with at least one contact unit.
  • the diverter switch has a first current path that includes the movable contacts of the contact unit of the switch, a second current path that includes the first arcing contact of the switch, a third current path that includes the second arcing contact of the switch, a fourth current path that includes at least one vacuum interrupter and a fifth current path that connects the switch to a lead.
  • the first current path has a certain resistance, which results from the specific resistance of the material from which the movable contacts are made.
  • the second current path has a resistance that is greater than the resistance of the first current path and the third current path has a resistance that is greater than the resistance of the second current path.
  • the resistances of the second and third current path can be determined by the material of the respective arcing contact or the specific resistance of the material from which the respective arcing contact, which is part of the path, is made and / or by the geometric shape of this arcing contact .
  • the resistance of the fourth current path results from the material of the contacts or the specific resistance of the material of the contacts of the at least one vacuum interrupter which the fourth current path comprises.
  • the resistance of the fifth current path results from the material of the line or the specific resistance of the material from which the line is made, which connects the switch to the discharge line.
  • the diverter switch has a switch with a second contact unit, wherein the diverter switch has at least three further current paths, which the movable contacts of the second contact unit and a NEN third arcing contact and a fourth arcing contact of the second contact unit and which are formed analogously to the first, second and third current path.
  • the diverter switch has a switch with a second contact unit, the diverter switch having five further current paths which are designed analogously to the first, second, third, fourth and fifth current paths.
  • Figure 1 is a perspective view of an advantageous embodiment of a switch for an on-load tap changer
  • FIG. 2 shows a plan view of an advantageous embodiment of a diverter switch for an on-load tap changer which comprises the switch of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a partial sectional view of the switch from FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an advantageous embodiment of a diverter switch
  • Figure 5 is a plan view of a further advantageous embodiment of the diverter switch.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an advantageous embodiment of a switch 10 for an on-load tap changer 40.
  • the switch 10 comprises a discharge contact 13, a primary Fixed contact 14 and a secondary fixed contact 15. Furthermore, the switch 10 has a first contact unit 12, which is in a first position in which it contacts the Ableitkon 13 and the primary fixed contact 14, and a second contact unit 37, which is in a second position in which it is separated from the diverter contact 13 and the secondary fixed contact 15 on.
  • the contact units 12, 37 are arranged in a contact carrier 20 and are mounted so that they can pivot about a pivot axis 21 relative to the diverting contact 13 and the fixed contacts 14, 15 such that they can each assume the first position and the second position.
  • the first contact unit 12 comprises a contact stack with a first consumable contact 17, a second consumable contact 18 and a plurality of movable contacts 16 arranged between the consumable contacts 17 and 18.
  • the second contact unit 37 also includes a contact stack with a third consumable contact 38, a fourth consumable contact 39 and several, between the consumable contacts 38 and 39 lying movable contacts 16.
  • the discharge contact 13, the fixed contacts 14, 15 and the movable contacts 16, which are constructed identically zuei nander, are made of copper.
  • the first and third arcing contacts 17, 38 are constructed identically to one another and are made of brass.
  • the second and fourth arcing contacts 18, 39 are also designed to be identical to one another and are made of stainless steel.
  • the contact carrier 20 has a first support plate 201 and a second support plate 202, between which the contact stacks of the two contact units 12 and 37 are arranged.
  • the support plates 201, 202 are structurally identical, arranged in parallel and in alignment one above the other and are made of metal.
  • the consumable contacts 17, 18, 38, 39 each have ganlar 23 with which they rest against the discharge contact 13 and one of the fixed contacts 14 and 15 in the first position.
  • the second contact unit 37 which is in the second position, it can be seen that the contact areas 23 on the outside relative to the pivot axis 21 are at a greater distance from the fixed contacts 14 or 15 than the contact areas 23 on the inside are from the discharge contact 13.
  • FIG. 2 shows a plan view of an advantageous embodiment of a diverter switch 30 for an on-load tap-changer 40 which includes the switch 10 from FIG.
  • the contact unit 37 is in the first position and the contact unit 12 is in the second position.
  • the support plate 201 is hidden in FIG. 2, so that the internal structure of the contact carrier 20 can be seen.
  • the two contact units 12 and 37 are arranged symmetrically to one another in the contact carrier 20 with respect to an axis of symmetry 22.
  • the on-load tap-changer 40 comprises the diverter switch 30, a switching shaft 41 for driving the switch 10 and a contact cylinder 44 through which the switching shaft 41 extends coaxially.
  • the diverter contact 13 and the fixed contacts 14, 15 are passed through the contact cylinder 44 and attached to it.
  • the contact carrier 20 comprises a lever 50 with arms 501, 502, 503 arranged in a Y-shape and a fork 51 and a central portion of the central arm 503 are attached thereto.
  • the fork 51 is attached to the lever 50 between the two lateral arms 501, 502 on the side facing away from the central arm 503 and has an elongated hole which extends as an extension of the central arm 503 and at its outer end remote from the lever 50 is open.
  • the contact stacks 16/17/18 and 16/38/39 are each with two guide pins 32, which go through parallel slots 31 in the contact stacks 16/17/18, 16/38/39 and are made of metal, on the support plates 201 , 202 movably attached.
  • the free end of the central arm 503 is mounted pivotably about the pivot axis 21.
  • the support plates 201, 202 and consequently also the contact carrier 20, the fork 51 and the contact stack 16/17/18, 16/38/39 relative to the diverter contact 13 and the fixed contacts 14, 15 about the pivot axis 21 are pivoted.
  • the contact stacks 16/17/18, 16/38/39 and the Kunststoffträ ger 20 thus form a one-sided lever with respect to the pivot axis 21.
  • the contact stacks 16/17/18, 16/38/39 are arranged symmetrically to the lever 50 on both sides of the middle arm 503 and are supported with their back surfaces facing away from the plant areas 23 via compression springs (FIG. 3) on the side arms men 501, 502.
  • the contact stacks 16/17/18, 16/38/39 are attached to the contact carrier 20 in such a way that they are each resiliently biased against the diverting contact 13 and the associated fixed contact 14, 15 in their first position.
  • the guide pins 32 together with the elongated holes 31 form a mechanical stop for the movable contacts 16 and the first, second, third and the first, second, third and during the Umschaltvor transition of the switch 10, ie during the pivoting movement of the contact stack 16/17/18, 16/38/39 fourth arcing contact 17, 18, 38, 39 compared to the force exerted on this by the compression springs (FIG. 3).
  • the elongated holes 31 of the movable contacts 16, those of the first and third arcing contact 17, 38 and those of the second and fourth arcing contact 18, 39 are each formed differently in length.
  • the elongated holes of the second and fourth consumable contacts 18, 39 are longest.
  • the elongated holes of the first and third arcing contact 17, 38 are shorter than the elongated holes of the second and fourth arcing contact 18, 39 and longer than the elongated holes of the movable contacts 16 are formed.
  • the diverter switch 30 further comprises a base plate 45 of a frame (not shown in detail), a triangular driver 42 and a driver roller 43.
  • the switching shaft 41 and the lever 50 are rotatably mounted on the base plate 45.
  • the driver 42 sits rotationally test on the shift shaft 41 and carries the driver roller 43 in one corner.
  • the driver roller 43 sits displaceably in the elongated hole of the fork 51, so that a rotation of the shift shaft 41 via the driver 42, the driver roller 43 and the fork 51 the lever 50 pivots in opposite directions about the pivot axis 21 and this pivoting movement is transmitted via the several bolts, the support plates 201, 202 and the four guide bolts 32 to the con tact stack 16/17/18, 16/38/39.
  • the diverter switch 30 is in a stationary position in which the slave roller 43 is seated at the outer end of the elongated hole in the fork 51.
  • the driver roller 43 presses the stack of contacts 16/38/39 via the two guide pins 32 assigned to it against the discharge contact 13 and the fixed contact 15.
  • the mechanical stop, formed by the elongated holes 31 and the guide pins 32, for the movable contacts 16 and the consumable contacts 38 and 39 on the side facing the diverting contact 13 and the fixed contact 15 is reached.
  • the contact stack 16/17/18 which is separated from the diverter contact 13 and the fixed contact 14, is pressed against the two guide bolts 32 assigned to it by the compression springs assigned to it (FIG. 3).
  • the movable contacts 16 are connected to one another and to the consumable contacts 17, 18 in an electrically conductive manner.
  • the contact stack 16/38/39 is separated from the diverter contact 13 and the fixed contact 15.
  • the contact stacks 16/17/18, 16/38/39 are arranged symmetrically to the lever 50 on both Be th of the middle arm 503 in such a way that the fourth arcing contact 39 is on a level with the first arcing contact 17 and the third arcing contact 38 one Level with the second arcing contact 18 is located.
  • the second and fourth Abbrandkon contacts 18, 39 have several recesses 52 in the contact carrier made of stainless steel, similar to a honeycomb structure, which increases the resistance of the Abbrandcontacts or reduces the electrical conductivity.
  • FIG. 3 shows a sectional partial view of the switch 10 from FIGS. 1 and 2, in particular the contact stack 16/17/18 of the contact unit 12 in the area which is on the outside relative to the pivot axis 21.
  • the figure shows the contact stack 16/17/18 in the second position on the left and in the first position on the right.
  • the compression springs 46 are arranged between the rear surfaces of the first consumable contact 17, the second consumable contact 18 and the movable contacts 16 and the side arm 501.
  • the guide bolt 32 rests on the side facing away from the fixed contact 14 against the elongated holes 31 of the contacts and on the right side the guide bolt 32 rests against the elongated holes 31 of the contacts on the side facing the fixed contact 14.
  • the elongated hole 31 of the second consumable contact 18 is the longest and the elongated hole 31 of the first consumable contact 17 is shorter than that of the first consumable contact 18, but is longer than the elongated hole of the movable contacts 16.
  • the compression springs 46 press the contact stack 16/17/18 against the guide pin 32. Due to the different length of the elongated holes 31, the contact area 23 of the second arcing contact is opposite the contact areas 23 of the first Consumption contact 17 and the movable contacts 16 before. The contact area 23 of the first arcing contact 17 is in front of the contact areas 23 of the movable contacts 16.
  • the contact stack 16/38/39 (not shown in FIG. 3) is constructed analogously except for the first and second arcing contact 38 and 39, which are interchanged with respect to the contact stack 16/17/18.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an advantageous embodiment of a diverter switch 30.
  • the diverter switch 30 has a switch 10 with at least one contact unit 12, which can be designed according to FIGS. 1 to 3, and five current paths, the number of current paths in the diverter switch 30 is not limited to five.
  • a first current path 61 which includes the movable contacts 16 of the contact unit 12 and has a first resistor R1 and a first impedance L1
  • a second current path 62 which includes the first consumable contact 17 of the contact unit 12 and a second resistor R2 and a second impedance L2
  • a third current path 63 which comprises the second arcing contact 18 of the contact unit 12 and a third resistor R3 and a third impedance L3
  • a fourth current path 64 which comprises a vacuum interrupter 19 and has a fourth resistor R4 and a fourth impedance L4
  • a fifth current path 65 which connects the switch 10 to a discharge line 60 and has a fifth resistor R5 and a fifth impedance L5.
  • FIG. 5 shows a plan view of a further advantageous embodiment of the diverter switch 30. This embodiment is similar to the embodiments that have been described with reference to FIGS. 1 and 2, so that the differences in particular are explained in more detail below.
  • the diverter switch 30 has three sectors, each with a switch 10.
  • switches 10 reference is made to the preceding explanations in an analogous manner.
  • the three driver rollers 43 and the three switches 10 are arranged around the switching shaft 41, offset by 120 °, and are actuated synchronously by rotating the switching shaft 41.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schalter für einen Laststufenschalter eines Stufentransformators, umfassend einen Ableitkontakt, einen Primär-Festkontakt und wenigstens eine Kontakteinheit, die einen beweglichen Kontakt, einen ersten Abbrandkontakt und einen zweiten Abbrandkontakt aufweist, die bei einem Umschaltvorgang des Schalters derart um eine Schwenkachse schwenkbar sind, dass sie jeweils eine erste Position, in der sie den Ableitkontakt und den Primär-Festkontakt kontaktieren, und eine zweite Position, in der sie von dem Ableitkontakt und dem Primär-Festkontakt getrennt sind, einnehmen können. Dabei nimmt der zweite Abbrandkontakt beim Umschalten von der zweiten Position in die erste Position die erste Position vor dem ersten Abbrandkontakt ein und verlässt die erste Position beim Umschalten von der ersten Position in die zweite Position nach dem ersten Abbrandkontakt.

Description

SCHALTER FÜR EINEN LASTSTUFENSCHALTER UND LASTUMSCHALTER FÜR
EINEN LASTSTUFENSCHALTER
Die Erfindung betrifft einen Schalter für einen Laststufenschalter eines Stufentransforma tors und einen Lastumschalter für einen Laststufenschalter eines Stufentransformators.
Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2014 107 273 A1 offenbart einen Schalter für ei nen Lastumschalter eines Laststufenschalters mit einem Ableitkontakt, einem Primär- Festkontakt und mehreren Primär-Bewegtkontakten, die stapelartig in einem Kontaktträ ger angeordnet sind. Außerdem umfasst der Schalter zwei baugleich ausgebildete Primär- Abbrandkontakte.
Bekannte Laststufenschalter bestehen üblicherweise aus einem Wähler zur leistungslo sen Anwahl der jeweiligen Wicklungsanzapfung des Transformators, auf die umgeschaltet werden soll, und einem Lastumschalter zur eigentlichen Lastumschaltung von der bisheri gen Wicklungsanzapfung auf die neue, angewählte Wicklungsanzapfung. Die Umschal tung erfolgt durch Betätigung unterschiedlicher Schalter. Dabei entstehen regelmäßig Lichtbögen an den Schaltkontakten, die geringe Mengen des Kontaktmaterials abschmel zen bzw. verbrennen und so zu einem Kontaktabbrand führen. Der Abbrand ist abhängig von der Stromstärke und der zeitlichen Dauer des Lichtbogens an dem jeweiligen Kontakt. Bei steigender Last, also höheren Strömen und Spannungen, werden folglich auch die Anforderungen an die Schalter und die Kontakte erhöht.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Schalter für einen Laststufenschalter und einen verbesserten Lastumschalter für einen Stufenschalter anzugeben, der den erhöhten Belastungen bei höheren Strömen und Spannungen stand hält.
Diese Aufgabe wird durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche ge löst. Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die zuvor genannte Aufgabe gelöst durch einen Schalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorgesehen ist also ein Schalter für einen oder in einem Laststufenschalter eines Stufentransformators. Der Schalter umfasst einen Ableitkontakt, einen Primär-Festkontakt und wenigstens eine Kontakteinheit. Die Kontakteinheit weist wenigstens einen beweglichen Kontakt, einen ersten Abbrandkontakt und einen zweiten Abbrand ko ntakt auf, die bei einem Umschaltvorgang des Schalters derart gemeinsam um eine Schwenkachse schwenkbar sind, dass sie jeweils eine erste Position, in der sie den Ableitkontakt und den Primär-Festkontakt kontaktieren, und eine zweite Position, in der sie von dem Ableitkontakt und dem Primär-Festkontakt getrennt sind, einnehmen können. Beim Umschalten der Kontakteinheit von der zweiten Position in die erste Position nimmt der zweite Abbrandkontakt die erste Position vor dem ersten Ab brandkontakt ein und beim Umschalten von der ersten Position in die zweite Position ver lässt der zweite Abbrandkontakt die erste Position nach dem ersten Abbrandkontakt.
Das zeitlich aufeinanderfolgende Einnehmen und Verlassen der ersten Position durch den ersten und den zweiten Abbrandkontakt bewirkt, dass der abzuschaltende Strom von ei nem Abbrandkontakt auf den anderen sozusagen „übergeben“ wird. In der Fachsprache wird dieser Vorgang auch „Kommutierung“ genannt. Allgemeiner formuliert wird unter „Kommutierung“ also die Übergabe eines Stromes von einem Stromzweig auf einen ande ren Stromzweig verstanden, wobei während der Kommutierungszeit beide Zweige Strom führen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform nimmt beim Umschalten der Kontakteinheit von der zweiten Position in die erste Position der erste Abbrandkontakt die erste Position vor dem wenigstens einen beweglichen Kontakt ein und beim Umschalten von der ersten Po sition in die zweite Position verlässt der erste Abbrandkontakt die erste Position nach dem wenigstens einen beweglichen Kontakt.
Auf diese Weise wird eine weitere Kommutierungsstufe geschaffen und die Dauer des Lichtbogens und der Kontaktabbrand an dem beweglichen Kontakt und den Abbrandkon takten weiter verringert.
Diese mehrstufige Kommutierung hat den Vorteil, dass die Dauer eines Lichtbogens an dem ersten und zweiten Abbrandkontakt bzw. dem beweglichen Kontakt verkürzt, und somit auch der Kontaktabbrand an dem ersten und zweiten Abbrandkontakt bzw. dem beweglichen Kontakt verringert wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bestehen der bewegliche Kontakt, der erste Abbrandkontakt und der zweite Abbrandkontakt aus unterschiedlichen, leitenden Materia lien, die eine unterschiedliche Leitfähigkeit aufweisen.
Bevorzugt besteht der bewegliche Kontakt aus Kuper, der erste Abbrandkontakt aus Mes sing und der zweite Abbrandkontakt aus Edelstahl.
Durch die Materialwahl kann bedingt durch die Eigenschaften des Materials der Kontakt abbrand beeinflusst werden. Insbesondere ist es wichtig, dass die Kontakte gleichmäßig abbrennen, so dass die zeitliche Staffelung der Kontaktierungs- und Abhebezeitpunkte und die Reihenfolge des Kontaktierens und Abhebens von beweglichem Kontakt, erstem Abbrandkontakt und zweitem Abbrandkontakt erhalten bleiben. Denn andernfalls kann es zu Störungen und Fehlfunktionen am Schalter und folglich am gesamten Laststufenschal ter kommen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen der bewegliche Kontakt und/oder der erste Abbrandkontakt und/oder der zweite Abbrandkontakt eine unterschiedliche geomet rische Form auf.
Insbesondere kann durch das Vorsehen von Aussparungen in einem Abbrandkontakt und/oder einem beweglichen Kontakt der vom Strom durchflossene Querschnitt des je weiligen Kontaktes reduziert werden. Dies hat den Vorteil, dass die elektrische Leitfähig keit der Abbrandkontakte und/oder des beweglichen Kontaktes über die geometrische Form der Kontakte gegebenenfalls weiter angepasst werden kann, um einen gleichmäßi gen Abbrand zu erzielen.
Gemäß zumindest einer weiteren Ausführungsform weisen der wenigstens eine bewegli che Kontakt, der erste Abbrandkontakt und der zweite Abbrandkontakt jeweils zwei Anla gebereiche auf, mit welchen sie in der ersten Position an dem Ableitkontakt und dem zu geordneten Festkontakt anliegen.
Wenigstens einer der beiden Anlagebereiche kann aus einem Material, das sich von dem Material des restlichen Kontaktes unterscheidet, bestehen, beispielsweise aus einem lichtbogenresistenten Kupfer-Wolfram-Sintermaterial.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der erste Abbrandkontakt und der zweite Abbrandkontakt in der zweiten Position relativ zu dem beweglichen Kontakt derart ange ordnet, dass wenigstens ein Anlagebereich des ersten Abbrandkontaktes und/oder des zweiten Abbrandkontaktes gegenüber den Anlagebereichen des beweglichen Kontaktes vorsteht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der zweite Abbrandkontakt in der zweiten Position relativ zu dem ersten Abbrandkontakt derart angeordnet, dass wenigstens ein Anlagebereich des zweiten Abbrandkontaktes gegenüber den Anlagebereichen des ers ten Abbrandkontaktes vorsteht.
Ein gegenüber den anderen Anlagebereichen hervorstehender Anlagebereich bewirkt, dass der entsprechende Kontakt beim Umschalten in die erste Position früher auf dem Ableitkontakt und/oder dem Primär-Festkontakt aufkommt als die Kontakte, die keinen oder einen weniger hervorstehenden Anlagebereich aufweisen, und den Ableitkontakt und/oder den Primär-Festkontakt im Gegenzug beim Umschalten von der ersten Position in die zweite Position auch wieder später verlässt. Dadurch können die Zeitdauer eines Lichtbogens an einem Kontakt sowie der Kontaktabbrand beeinflusst werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schalter einen um die Schwenk achse schwenkbar gelagerten Kontaktträger mit einer ersten Tragplatte und einer zweiten Tragplatte, die parallel zu der ersten Tragplatte angeordnet ist. Weiterhin umfasst der Kontaktträger wenigstens einen weiteren beweglichen Kontakt, wobei die beweglichen Kontakte, der erste Abbrandkontakt und der zweite Abbrandkontakt zwischen den Trag platten angeordnet sind. Die beweglichen Kontakte sind vorzugsweise in Form und Mate rial identisch zueinander ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die beweglichen Kontakte und der erste Abbrandkontakt und der zweite Abbrandkontakt stapelartig in dem Kontaktträger ange ordnet. Für die Befestigung in dem Kontaktträger weisen die beweglichen Kontakte, der erste Abbrandkontakt und der zweite Abbrandkontakt jeweils zwei parallele, übereinan derliegende Langlöcher auf. Mittels Führungsbolzen, die durch die Langlöcher gehen, sind sie beweglich zwischen den Tragplatten angebracht.
Die beweglichen Kontakte, der erste Abbrandkontakt und der zweite Abbrand ko ntakt kön nen durch Scheiben, die zwischen den einzelnen Kontakten liegen und auf die Führungs bolzen geschoben werden, voneinander beabstandet in einem Stapel angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bilden die Führungsbolzen zusammen mit den Langlöchern bei dem Umschaltvorgang des Schalters einen mechanischen Anschlag für die beweglichen Kontakte sowie den ersten und den zweiten Abbrandkontakt gegenüber der auf diese Kontakte durch Druckfedern, die an den von den Anlagebereichen wegwei senden Rückenflächen der Kontakte angeordneten sind, ausgeübten Kraft.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Langlöcher der beweglichen Kontakte, des ersten Abbrandkontaktes und des zweiten Abbrandkontaktes jeweils in ihrer Länge unterschiedlich ausgebildet, derart, dass die beweglichen Kontakte, der erste Abbrand kontakt und der zweite Abbrandkontakt den mechanischen Anschlag bei dem Umschalt vorgang des Schalters bzw. der Kontakteinheit von der zweiten in die erste Position und/oder von der ersten in die zweite Position jeweils zu unterschiedlichen Zeitpunkten erreichen. Es kann vorgesehen sein, dass die Langlöcher des ersten Abbrandkontaktes kürzer ausgebildet sind als die Langlöcher des zweiten Abbrandkontaktes, und länger als die Langlöcher der beweglichen Kontakte.
In der zweiten Position liegen die beweglichen Kontakte sowie der erste und zweite Ab brandkontakt jeweils mit den von den Anlagebereichen wegweisenden Enden der Langlö cher an den Führungsbolzen an. Dies kann bewirken, dass der zweite Abbrandkontakt weiter über die Führungsbolzen heraussteht als der erste und dieser wiederum weiter als die beweglichen Kontakte. Dadurch erreichen die beweglichen Kontakte, der erste Ab brandkontakt und der zweite Abbrandkontakt bei dem Umschaltvorgang des Schalters bzw. der Kontakteinheit von der zweiten in die erste Position den Ableitkontakt und den Primär-Festkontakt nacheinander und verlassen den Ableitkontakt und den Primär- Festkontakt beim Umschalten von der ersten Position in die zweite Position auch wieder nacheinander.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die beweglichen Kontakte, der erste Ab brandkontakt und der zweite Abbrandkontakt derart an dem Kontaktträger angeordnet, dass sie in der ersten Position federnd gegen den Ableitkontakt und den Primär- Festkontakt vorgespannt sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die beweglichen Kontakte, der erste Ab brandkontakt und der zweite Abbrandkontakt stapelartig derart angeordnet, dass die be weglichen Kontakte zwischen dem ersten Abbrandkontakt und dem zweiten Abbrandkon takt angeordnet sind. Grundsätzlich ist jedoch jede mögliche Anordnung der Kontakte in einem Stapel möglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schalter einen Sekundär- Festkontakt und eine zweite Kontakteinheit, die bezogen auf eine Symmetrieachse, die durch die Schwenkachse verläuft, symmetrisch zu der ersten Kontakteinheit angeordnet ist.
Die zweite Kontakteinheit ist analog zur ersten Kontakteinheit aufgebaut und hat demnach einen dritten Abbrandkontakt, der identisch zum ersten Abbrandkontakt ausgebildet ist, und einen vierten Abbrandkontakt, der identisch zum zweiten Abbrandkontakt ausgebildet ist. Der vierte Abbrandkontakt liegt auf einer Ebene mit dem ersten Abbrandkontakt und der dritte Abbrandkontakt liegt auf einer Ebene mit dem zweiten Abbrandkontakt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Schalter als Dauerhauptschalter oder als Trennschalter für einen oder in einem Lastumschalter eines Laststufenschalters ausgebil- det.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch einen Lastumschalter für einen oder in einem Laststufenschalter eines Stufentrans formators. Der Lastumschalter weist einen gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aus gebildeten Schalter mit wenigstens einer Kontakteinheit auf. Außerdem hat der Lastum schalter einen ersten Strompfad, der die beweglichen Kontakte der Kontakteinheit des Schalters umfasst, einen zweiten Strompfad der den ersten Abbrandkontakt des Schalters umfasst, einen dritten Strompfad der den zweiten Abbrandkontakt des Schalters umfasst, einen vierten Strompfad der wenigstens eine Vakuumschaltröhre umfasst und einen fünf ten Strompfad der den Schalter mit einer Ableitung verbindet.
Der erste Strompfad weist einen bestimmten Widerstand auf, der sich ergibt aus dem spezifischen Widerstand des Materials, aus dem die beweglichen Kontakte bestehen. Der zweite Strompfad weist einen Widerstand auf, der größer ist als der Widerstand des ers ten Strompfades und der dritte Strompfad weist einen Widerstand auf, der größer ist als der Widerstand des zweiten Strompfades. Durch die Auslegung der Widerstände der Strompfade in der benannten Vorgehensweise wird ein geringer und weitestgehend gleichmäßiger Abbrand der Kontakte des Schalters bei einer mehrstufigen Kommutierung des Laststroms ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Widerstände des zweiten und des dritten Strompfades durch das Material des jeweiligen Abbrandkontaktes bzw. den spezi fischen Widerstand des Materials aus dem der jeweilige Abbrandkontakt, der Bestandteil des Pfades ist, besteht und/oder durch die geometrische Form dieses Abbrandkontaktes bestimmbar.
Der Widerstand des vierten Strompfades ergibt sich mitunter aus dem Material der Kon takte bzw. dem spezifischen Widerstand des Materials der Kontakte der wenigstens einen Vakuumschaltröhre, die der vierte Strompfad umfasst.
Der Widerstand des fünften Strompfades ergibt sich aus dem Material der Leitung bzw. dem spezifischen Widerstand des Materials aus dem die Leitung besteht, die den Schalter mit der Ableitung verbindet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Lastumschalter einen Schalter mit einer zweiten Kontakteinheit auf, wobei der Lastumschalter wenigstens drei weitere Strompfade aufweist, die die beweglichen Kontakte der zweiten Kontakteinheit sowie ei- nen dritten Abbrandkontakt und einen vierten Abbrandkontakt der zweiten Kontakteinheit umfassen und die analog zu dem ersten, zweiten und dritten Strompfad ausgebildet sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Lastumschalter einen Schalter mit einer zweiten Kontakteinheit auf, wobei der Lastumschalter fünf weitere Strompfade aufweist, die analog zu dem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Strompfad ausgebildet sind.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
Komponenten, die identisch oder funktionell identisch sind oder einen identischen Effekt haben, können mit identischen Bezugszeichen versehen sein. Identische Komponenten oder Komponenten mit identischer Funktion sind unter Umständen nur bezüglich der Figur erklärt, in der sie zuerst erscheinen. Die Erklärung wird nicht notwendigerweise in den darauffolgenden Figuren wiederholt.
Es zeigen
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer vorteilhaften Ausführungsform eines Schalters für einen Laststufenschalter;
Figur 2 eine Draufsicht einer vorteilhaften Ausführungsform eines Lastumschal ters für einen Laststufenschalter, der den Schalter der Figur 1 umfasst;
Figur 3 eine geschnittene Teilansicht des Schalters aus Figur 1 ;
Figur 4 eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform eines Lastumschalters;
Figur 5 eine Draufsicht einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Lastum schalters.
In der Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer vorteilhaften Ausführungsform eines Schalters 10 für einen Laststufenschalter 40 dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform umfasst der Schalter 10 einen Ableitkontakt 13, einen Primär- Festkontakt 14 und einen Sekundär-Festkontakt 15. Weiterhin weist der Schalter 10 eine erste Kontakteinheit 12, die sich in einer ersten Position befindet, in der sie den Ableitkon takt 13 und den Primär-Festkontakt 14 kontaktiert, und eine zweite Kontakteinheit 37, die sich in einer zweiten Position befindet, in der sie von dem Ableitkontakt 13 und dem Se kundär-Festkontakt 15 getrennt ist, auf. Die Kontakteinheiten 12, 37 sind in einem Kon taktträger 20 angeordnet und relativ zu dem Ableitkontakt 13 und den Festkontakten 14, 15 um eine Schwenkachse 21 schwenkbar derart gelagert, dass sie jeweils die erste Posi tion und zweite Position einnehmen können. Die erste Kontakteinheit 12 umfasst einen Kontaktstapel mit einem ersten Abbrandkontakt 17, einem zweiten Abbrandkontakt 18 und mehreren, zwischen den Abbrandkontakten 17 und 18 angeordneten beweglichen Kontakten 16. Die zweite Kontakteinheit 37 umfasst ebenfalls einen Kontaktstapel mit einem dritten Abbrandkontakt 38, einem vierten Abbrandkontakt 39 und mehreren, zwi schen den Abbrandkontakten 38 und 39 liegenden beweglichen Kontakten 16. Der Ableit kontakt 13, die Festkontakte 14, 15 und die beweglichen Kontakte 16, die baugleich zuei nander ausgebildet sind, bestehen aus Kupfer. Der erste und der dritte Abbrandkontakt 17, 38 sind baugleich zueinander ausgebildet und bestehen aus Messing. Der zweite und der vierte Abbrandkontakt 18, 39 sind ebenfalls baugleich zueinander ausgebildet und bestehen aus Edelstahl.
Der Kontaktträger 20 hat eine erste Tragplatte 201 und eine zweite Tragplatte 202, zwi schen welchen die Kontaktstapel der beiden Kontakteinheiten 12 und 37 angeordnet sind. Die Tragplatten 201 , 202 sind baugleich, parallel und fluchtend übereinander angeordnet und bestehen aus Metall. Die Abbrandkontakte 17, 18, 38, 39 weisen jeweils Anlagebe reiche 23 auf, mit welchen sie in der ersten Position an dem Ableitkontakt 13 und einem der Festkontakte 14 und 15 anliegen. Anhand der zweiten Kontakteinheit 37, die sich in der zweiten Position befindet, ist erkennbar, dass die bezogen auf die Schwenkachse 21 außenliegenden Anlagebereiche 23 einen größeren Abstand von den Festkontakten 14 bzw. 15 haben als die innenliegenden Anlagebereiche 23 vom Ableitkontakt 13.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht einer vorteilhaften Ausführungsform eines Lastumschalters 30 für einen Laststufenschalter 40, der den Schalter 10 aus Figur 1 umfasst. Hier befindet sich die Kontakteinheit 37 in der ersten Position und die Kontakteinheit 12 in der zweiten Position. Die Tragplatte 201 ist in Figur 2 ausgeblendet, sodass der Innenaufbau des Kon taktträgers 20 erkennbar ist. Die beiden Kontakteinheiten 12 und 37 sind bezogen auf eine Symmetrieachse 22 symmetrisch zueinander in dem Kontaktträger 20 angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform umfasst der Laststufenschalter 40 den Lastumschalter 30, eine Schaltwelle 41 zum Antreiben des Schalters 10 und einen Kontaktzylinder 44, durch den die Schaltwelle 41 koaxial verläuft. Der Ableitkontakt 13 und die Festkontakte 14, 15 sind durch den Kontaktzylinder 44 geführt und an diesem befestigt. Der Kontaktträger 20 umfasst einen Hebel 50 mit Y-förmig angeordneten Armen 501 , 502, 503 und eine Gabel 51. Der Hebel 50 ist zwischen den Tragplatten 201 , 202 angeordnet und mit mehreren Bolzen, die durch die freien Enden der seitlichen Arme 501 , 502 und einen Mittelabschnitt des mittleren Arms 503 gehen, an diesen befestigt. Die Gabel 51 ist an dem Hebel 50 zwischen den beiden seitlichen Armen 501 , 502 auf der von dem mittleren Arm 503 ab gewandten Seite befestigt und hat ein Langloch, das in Verlängerung des mittleren Arms 503 verläuft und an seinem äußeren, dem Hebel 50 fernen Ende offen ist. Die Kontakt stapel 16/17/18 und 16/38/39 sind mit je zwei Führungsbolzen 32, die durch parallele Langlöcher 31 in den Kontaktstapeln 16/17/18, 16/38/39 gehen und aus Metall bestehen, an den Tragplatten 201 , 202 beweglich angebracht. Das freie Ende des mittleren Arms 503 ist um die Schwenkachse 21 schwenkbar gelagert. Somit sind die Tragplatten 201, 202 und folglich auch der Kontaktträger 20, die Gabel 51 und die Kontaktstapel 16/17/18, 16/38/39 relativ zu dem Ableitkontakt 13 und den Festkontakten 14, 15 um die Schwenk achse 21 schwenkbar gelagert. Die Kontaktstapel 16/17/18, 16/38/39 und der Kontaktträ ger 20 bilden somit einen einseitigen Hebel in Bezug auf die Schwenkachse 21.
Die Kontaktstapel 16/17/18, 16/38/39 sind symmetrisch zu dem Hebel 50 auf beiden Sei ten des mittleren Arms 503 angeordnet und stützen sich mit ihren von den Anlageberei chen 23 wegweisenden Rückenflächen über Druckfedern (Figur 3) an den seitlichen Ar men 501 , 502 ab. Hierdurch sind die Kontaktstapel 16/17/18, 16/38/39 derart an dem Kontaktträger 20 angebracht, dass sie jeweils in ihrer ersten Position federnd gegen den Ableitkontakt 13 und den zugeordneten Festkontakt 14, 15 vorgespannt sind.
Die Führungsbolzen 32 bilden zusammen mit den Langlöchern 31 bei dem Umschaltvor gang des Schalters 10, also bei der Schwenkbewegung der Kontaktstapel 16/17/18, 16/38/39 einen mechanischen Anschlag für die beweglichen Kontakte 16 und den ersten, zweiten, dritten und vierten Abbrandkontakt 17, 18, 38, 39 gegenüber der auf diese durch die Druckfedern (Figur 3) ausgeübten Kraft. Dabei sind die Langlöcher 31 der bewegli chen Kontakte 16, die des ersten und des dritten Abbrandkontaktes 17, 38 und die des zweiten und des vierten Abbrandkontaktes 18, 39 jeweils in ihrer Länge unterschiedlich ausgebildet. Die Langlöcher des zweiten und des vierten Abbrandkontaktes 18, 39 sind am längsten ausgebildet. Das bedeutet konkret, dass bei einem Umschaltgang des ersten Kontakstapels 16/17/18 von der zweiten in die erste Position der zweite Abbrandkontakt 18 als letzter Kontakt des Kontaktstapels 16/17/18 den Ableitkontakt 13 und den Primär- Festkontakt 14 erreicht, und bei einem Umschaltvorgang von der ersten Position in die zweite Position als letzter Kontakt des Kontaktstapels 16/17/18 auch wieder verlässt. Die Langlöcher des ersten und des dritten Abbrandkontaktes 17, 38 sind kürzer als die Lang löcher des zweiten und des vierten Abbrandkontaktes 18, 39 und länger als die Langlö cher der beweglichen Kontakte 16 ausgebildet. Das bedeutet konkret, dass bei einem Umschaltgang des ersten Kontakstapels 16/17/18 von der zweiten in die erste Position der erste Abbrandkontakt 17 den Ableitkontakt 13 und den Primär-Festkontakt 14 nach dem zweiten Abbrandkontakt 18 und vor den beweglichen Kontakten 16 erreicht, und nach den beweglichen Kontakten 16, aber vor dem zweiten Abbrandkontakt 18 wieder verlässt.
Der Lastumschalter 30 umfasst ferner eine Basisplatte 45 eines nicht näher dargestellten Gerüstes, einen dreieckigen Treiber 42 und eine Mitnehmerrolle 43. Die Schaltwelle 41 und der Hebel 50 sind drehbar an der Basisplatte 45 gelagert. Der Treiber 42 sitzt dreh test auf der Schaltwelle 41 und trägt in einer Ecke die Mitnehmerrolle 43. Die Mitnehmer rolle 43 sitzt verschiebbar in dem Langloch der Gabel 51 , sodass eine Drehung der Schaltwelle 41 über den Treiber 42, die Mitnehmerrolle 43 und die Gabel 51 den Hebel 50 gegensinnig um die Schwenkachse 21 schwenkt und diese Schwenkbewegung über die mehreren Bolzen, die Tragplatten 201 , 202 und die vier Führungsbolzen 32 auf die Kon taktstapel 16/17/18, 16/38/39 übertragen wird.
In Figur 2 befindet sich der Lastumschalter 30 in einer stationären Stellung, in der die Mit nehmerrolle 43 am äußeren Ende des Langloches der Gabel 51 sitzt. Die Mitnehmerrolle 43 drückt den Kontaktstapel 16/38/39 über die zwei ihm zugeordneten Führungsbolzen 32 gegen den Ableitkontakt 13 und den Festkontakt 15. Der durch die Langlöcher 31 und die Führungsbolzen 32 ausgebildete mechanische Anschlag für die beweglichen Kontakte 16 und die Abbrandkontakte 38 und 39 auf der dem Ableitkontakt 13 und dem Festkontakt 15 zugewandten Seite ist erreicht. Der von dem Ableitkontakt 13 und dem Festkontakt 14 getrennte Kontaktstapel 16/17/18 wird durch die ihm zugeordneten Druckfedern (Figur 3) gegen die zwei ihm zugeordneten Führungsbolzen 32 gedrückt. Somit sind die bewegli chen Kontakte 16 miteinander und mit den Abbrandkontakten 17, 18 elektrisch leitend verbunden. Gleiches gilt analog wenn der Kontaktstapel 16/38/39 von dem Ableitkontakt 13 und den Festkontakt 15 getrennt ist.
Die Kontaktstapel 16/17/18, 16/38/39 sind symmetrisch zu dem Hebel 50 auf beiden Sei ten des mittleren Arms 503 derart angeordnet, dass der vierte Abbrandkontakt 39 auf ei ner Ebene mit dem ersten Abbrandkontakt 17 und der dritte Abbrandkontakt 38 auf einer Ebene mit dem zweiten Abbrandkontakt 18 liegt. Der zweite und der vierte Abbrandkon takt 18, 39 weisen mehrere Aussparungen 52 in dem Kontaktträger aus Edelstahl auf, ähnlich einer Wabenstruktur, die den Widerstand der Abbrankdkontakte erhöht bzw. die elektrische Leitfähigkeit verringert.
Figur 3 zeigt eine geschnittene Teilansicht des Schalters 10 aus den Figuren 1 und 2, insbesondere den Kontaktstapel 16/17/18 der Kontakeinheit 12 in dem bezogen auf die Schwenkachse 21 außenliegenden Bereich. Die Figur zeigt links den Kontaktstapel 16/17/18 in der zweiten Position und rechts in der ersten Position. Die Druckfedern 46 sind zwischen den Rückflächen des ersten Abbrandkontaktes 17, des zweiten Abbrand kontaktes 18 und der beweglichen Kontakte 16 und dem seitlichen Arm 501 angeordnet. Auf der linken Seite liegt der Führungsbolzen 32 auf der dem Festkontakt 14 abgewand ten Seite an den Langlöchern 31 der Kontakte an und auf der rechten Seite liegt der Füh- rungsbolzen 32 auf der dem Festkontakt 14 zugewandten Seite an den Langlöchern 31 der Kontakte an. Auf beiden Seiten ist erkennbar, dass das Langloch 31 des zweiten Ab brandkontaktes 18 am längsten ausgebildet ist und das Langloch 31 des ersten Abbrand kontaktes 17 kürzer ist als das des ersten Abbrandkontaktes 18, jedoch länger ausgebil det ist als das Langloch der beweglichen Kontakte 16.
In der zweiten Position, die auf der linken Seite gezeigt ist, drücken die Druckfedern 46 den Kontaktstapel 16/17/18 gegen den Führungsbolzen 32. Aufgrund der unterschiedli chen Länge der Langlöcher 31 steht der Anlagebereich 23 des zweiten Abbrandkontaktes gegenüber den Anlagebereichen 23 des ersten Abbrandkontaktes 17 und der bewegli chen Kontakte 16 vor. Der Anlagebereich 23 des ersten Abbrandkontaktes 17 steht ge genüber den Anlagebereichen 23 der beweglichen Kontakte 16 vor.
Der Kontaktstapel 16/38/39 (in Figur 3 nicht dargestellt) ist bis auf den ersten und zweiten Abbrandkontakt 38 und 39, die gegenüber dem Kontaktstapel 16/17/18 vertauscht ange ordnet sind, analog aufgebaut.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform eines Lastumschalters 30. Der Lastumschalter 30 weist einen Schalter 10 mit wenigstens einer Kontakteinheit 12 auf, die gemäß den Figuren 1 bis 3 ausgebildet sein kann, und fünf Strompfade, wobei die Anzahl der Strompfade im Lastumschalter 30 nicht auf fünf be grenzt ist. Einen ersten Strompfad 61 , der die beweglichen Kontakte 16 der Kontakteinheit 12 umfasst und einen ersten Widerstand R1 und eine erste Impedanz L1 aufweist, einen zweiten Strompfad 62, der den ersten Abbrandkontakt 17 der Kontakteinheit 12 umfasst und einen zweiten Widerstand R2 und eine zweite Impedanz L2 aufweist, einen dritten Strompfad 63, der den zweiten Abbrandkontakt 18 der Kontakteinheit 12 umfasst und einen dritten Widerstand R3 und eine dritte Impedanz L3 aufweist, einen vierten Strom pfad 64, der eine Vakuumschaltröhre 19 umfasst und einen vierten Widerstand R4 und eine vierte Impedanz L4 aufweist, und einen fünften Strompfad 65, der den Schalter 10 mit einer Ableitung 60 verbindet und einen fünften Widerstand R5 und eine fünfte Impe danz L5 aufweist.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Lastum schalters 30. Diese Ausführungsform ähnelt den Ausführungsformen, die anhand der Fi guren 1 und 2 beschrieben worden sind, sodass im Folgenden vor allem die Unterschiede näher erläutert werden.
Bei dieser Ausführungsform weist der Lastumschalter 30 drei Sektoren mit je einem Schalter 10 auf. Bezüglich den Schaltern 10 wird auf die vorangegangenen Erläuterungen in analoger Weise Bezug genommen. In den Ecken des Treibers 42 ist jeweils eine Mit nehmerrolle 43 angeordnet. Die drei Mitnehmerrollen 43 und die drei Schalter 10 sind um 120° versetzt um die Schaltwelle 41 herum angeordnet und werden durch Drehen der Schaltwelle 41 synchron betätigt.
Es wird angenommen, dass die vorliegende Offenbarung und viele ihrer begleitenden Vorteile durch die vorstehende Beschreibung verstanden werden. Ferner ist es offensicht lich, dass verschiedene Änderungen an der Form, Konstruktion und Anordnung der Kom ponenten vorgenommen werden können, ohne vom offenbarten Gegenstand abzuwei chen oder ohne auf alle materiellen Vorteile zu verzichten. Die beschriebene Ausfüh rungsform ist lediglich erläuternd und solche Änderungen werden durch die nachstehen den Ansprüche mit umfasst. Weiterhin versteht es sich, dass die Erfindung durch die nachstehenden Ansprüche definiert ist.
BEZUGSZEICHEN
10 Schalter
12 Kontakteinheit
13 Ableitkontakt
14 Primär-Festkontakt
15 Sekundär- Festkontakt
16 bewegliche Kontakte
17 erster Abbrandkontakt
18 zweiter Abbrandkontakt
19 Vakuumschaltröhre
20 Kontaktträger 201 erste Tragplatte 202 zweite Tragplatte 21 Schwenkachse 22 Symmetrieachse 23 Anlagebereiche
30 Lastumschalter
31 Langlöcher
32 Führungsbolzen
37 zweite Kontakteinheit
38 dritter Abbrandkontakt
39 vierter Abbrandkontakt
40 Laststufenschalter
41 Schaltwelle
42 Treiber
43 Mitnehmerrolle
44 Kontaktzylinder 45 Basisplatte
46 Druckfedern 50 Hebel
501/502/503 Arme von Hebel 50 51 Gabel
52 Aussparungen 60 Ableitung 61 erster Strompfad 62 zweiter Strompfad 63 dritter Strompfad
64 vierter Strompfad
65 fünfter Strompfad
R1 , R2, R3, R4, R5 Widerstände von 61 bis 65 L1 , L2, L3, L4, L5 Impedanzen von 61 bis 65

Claims

ANSPRÜCHE
1 . Schalter (10) für einen Laststufenschalter (40) eines Stufentransformators, um fassend
- einen Ableitkontakt (13); einen Primär-Festkontakt (14);
- wenigstens eine Kontakteinheit (12), die einen beweglichen Kontakt (16), einen ersten Abbrandkontakt (17) und einen zweiten Abbrandkontakt (18) aufweist, die bei einem Umschaltvorgang des Schalters (10) derart um eine Schwenkachse (21) schwenkbar sind, dass sie jeweils eine erste Position, in der sie den Ableit kontakt (13) und den Primär-Festkontakt (14) kontaktieren, und eine zweite Po sition, in der sie von dem Ableitkontakt (13) und dem Primär-Festkontakt (14) getrennt sind, einnehmen können; dadurch gekennzeichnet, dass beim Umschalten von der zweiten Position in die erste Position der zweite Ab brandkontakt (18) die erste Position vor dem ersten Abbrandkontakt (17) ein nimmt und beim Umschalten von der ersten Position in die zweite Position nach dem ersten Abbrandkontakt (17) verlässt.
2. Schalter (10) nach dem vorigen Anspruch, wobei beim Umschalten von der zweiten Position in die erste Position der erste Ab brandkontakt (17) die erste Position vor dem beweglichen Kontakt (16) einnimmt und beim Umschalten von der ersten Position in die zweite Position nach dem beweglichen Kontakt (16) verlässt.
3. Schalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- der bewegliche Kontakt (16), der erste Abbrandkontakt (17) und der zweite Ab brandkontakt (18) aus unterschiedlichen Materialien bestehen, die eine unter schiedliche elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
4. Schalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- der bewegliche Kontakt (16) und/oder der erste Abbrandkontakt (17) und/oder der zweite Abbrandkontakt (18) eine unterschiedliche geometrische Form auf weisen.
5. Schalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - der bewegliche Kontakt (16), der erste Abbrandkontakt (17) und der zweite Ab brandkontakt (18) jeweils Anlagebereiche (23) aufweisen, mit welchen sie in der ersten Position an dem Ableitkontakt (13) und dem Festkontakt (14) anliegen.
6. Schalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- der erste Abbrandkontakt (17) und der zweite Abbrandkontakt (18) in der zwei ten Position relativ zu dem beweglichen Kontakt (16) derart angeordnet sind, dass wenigstens ein Anlagebereich (23) des ersten Abbrandkontaktes (17) und/oder des zweiten Abbrandkontaktes (18) gegenüber den Anlagebereichen des beweglichen Kontaktes (16) vorstehen.
7. Schalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, umfassend
- einen Kontaktträger (20) umfassend eine erste Tragplatte (201) und eine zweite Tragplatte (202), die parallel zu der ersten Tragplatte (201) angeordnet ist,
- wenigstens einen weiteren beweglichen Kontakt (16), wobei
- die beweglichen Kontakte (16), der erste Abbrandkontakt (17) und der zweite Abbrandkontakt (18) an den Tragplatten (201 , 202) angebracht und zwischen den Tragplatten (201 , 202) angeordnet sind.
8. Schalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die beweglichen Kontakte (16) und der erste Abbrandkontakt (17) und der zwei te Abbrandkontakt (18) stapelartig in dem Kontaktträger (20) angeordnet sind und jeweils parallele, übereinanderliegende Langlöcher (31) aufweisen;
- die beweglichen Kontakte (16), der erste Abbrandkontakt (17) und der zweite Abbrandkontakt (18) mittels Führungsbolzen (32), die durch die Langlöcher ge hen (31), beweglich zwischen den Tragplatten (201 , 202) angebracht sind.
9. Schalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- die Führungsbolzen (32) mit den Langlöchern (31) bei dem Umschaltvorgang des Schalters (10) einen mechanischen Anschlag für die beweglichen Kontakte (16), den ersten Abbrandkontakt (17) und den zweiten Abbrandkontakt (18) bil den.
10. Schalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - die Langlöcher (31) der beweglichen Kontakte (16), des ersten Abbrandkontak tes (17) und des zweiten Abbrandkontaktes (18) jeweils in ihrer Länge unter- schiedlich ausgebildet sind, derart, dass die beweglichen Kontakte (16), der ers ten Abbrandkontakt (17) und der zweite Abbrandkontakt (18) den mechanischen Anschlag bei dem Umschaltvorgang des Schalters (10) zu unterschiedlichen Zeitpunkten erreichen.
11. Schalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- die beweglichen Kontakte (16), der erste Abbrandkontakt (17) und der zweite Abbrandkontakt (18) derart an dem Kontaktträger (20) angeordnet sind, dass sie in der ersten Position federnd gegen den Ableitkontakt (13) und den Primär- Festkontakt (14) vorgespannt sind.
12. Schalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- die beweglichen Kontakte (16), der erste Abbrandkontakt (17) und der zweite Abbrandkontakt (18) stapelartig derart angeordnet sind, dass die beweglichen Kontakte (16) zwischen dem ersten Abbrandkontakt (17) und dem zweiten Ab brandkontakt (18) angeordnet sind.
13. Schalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, umfassend einen Sekundär- Festkontakt (15) und eine zweite Kontakteinheit (37), die bezogen auf eine Symmetrieachse (22), die durch die Schwenkachse (21) verläuft, symmetrisch zu der Kontakteinheit (12) angeordnet und einen dritten Abbrandkontakt (38), der identisch zum ersten Abbrandkontakt (17) ausgebildet ist, und einen vierten Ab brandkontakt (39), der identisch zum zweiten Abbrandkontakt (18) ausgebildet ist, aufweist, wobei der vierte Abbrandkontakt (39) auf einer Ebene mit dem ersten Abbrandkontakt (17) und der dritte Abbrand ko ntakt (38) auf einer Ebene mit dem zweiten Ab brandkontakt (18) liegt.
14. Schalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, der als Dauerhauptschalter (10) oder als Trennschalter (10) für einen oder in einem Laststumschalter (30) eines Laststufenschalters (40) ausgebildet ist.
15. Lastumschalter (30) für einen oder in einem Laststufenschalter (40) eines Stufen transformators, umfassend einen Schalter (10) gemäß einem der vorigen Ansprüche 1 bis 14;
- einen ersten Strompfad (61 ), den wenigstens einen beweglichen Kontakt (16) des Schalters (10) umfasst;
- einen zweiten Strompfad (62), der einen ersten Abbrandkontakt (17, 38) des Schalters (10) umfasst;
- einen dritten Strompfad (63), der einen zweiten Abbrandkontakt (18, 39) des Schalters (10) umfasst; einen vierten Strompfad (64), der wenigstens eine Vakuumschaltröhre (19) um fasst;
- einen fünften Strompfad (65), der den Schalter (10) mit einer Ableitung (60) ver bindet; dadurch gekennzeichnet, dass
- der erste Strompfad (61 ) einen bestimmten Widerstand (R1 ) aufweist,
- der zweite Strompfad (62) einen Widerstand (R2) aufweist, der größer ist als der Widerstand (R1) des ersten Strompfades (61),
- der dritte Strompfad (63) einen Widerstand (R3) aufweist, der größer ist als der Widerstand (R2) des zweiten Strompfades (62).
16. Lastumschalter (30) nach dem vorigen Anspruch, wobei
- die Widerstände (R2, R3) des zweiten und des dritten Strompfades (62,63) durch das Material des jeweiligen Abbrandkontaktes (17, 18, 38, 39) und/oder durch die geometrische Form des jeweiligen Abbrandkontaktes (17, 18, 38, 39) bestimmbar sind.
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