JP3599246B2 - 負荷時タップ切換変圧器用負荷時タップ切換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、固定のタップ接触子が線形の軌道に沿って設けられ、かつ摺動可能な切換機構によって接続可能であり、切換機構が連続的に駆動可能な昇降キャリッジと、蓄勢器を用いてこの昇降キャリッジによって引き上げ可能な被駆動部材とを備え、この被駆動部材が解放後昇降キャリッジに急激に追従する、負荷時タップ切換変圧器用負荷時タップ切換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような負荷時タップ切換器はＷＯ ９４／０２９５５によって知られている。
【０００３】
抵抗迅速切換原理の負荷時タップ切換器は通常は、負荷時タップ切換変圧器の一方のタップから他方のタップへ中断なく切り換えるために、次のように構成されている。すなわち、タップ巻線の導線と電気的に接続されている固定のタップ接触子が、水平な一平面内または複数の平面内で、絶縁材料フレームまたは絶縁材料シリンダに円形に設けられ、同心的な駆動軸によって操作される回転可能な接触子ブリッジによって接続可能であるように構成されている。タップ選択と本来の負荷電流切換を組み合わせた切換開閉器の場合には、接触子ブリッジの操作は、切換器の駆動軸によって緊張される蓄勢器（ほとんどはばね力蓄勢器）の解放後、急激に行われる。
【０００４】
この普通の構造と異なり、ＷＯ ９４／０２９５５には、線形接触子操作の負荷時タップ切換器が記載されている。この場合、固定のタップ接触子は軌道に沿って切換器の内部へ延び、摺動可能な切換機構によって接続可能である。この切換機構は駆動軸によって駆動される。
【０００５】
垂直方向に摺動可能な切換機構は、新しい固定のタップ接触子を予備選択する、駆動軸によって連続的に駆動可能な昇降キャリッジと、蓄勢器を用いて昇降キャリッジによって引き上げ可能な被駆動部材とからなっている。この被駆動部材は解放後、昇降キャリッジに急激に追従し、その際タップ巻線の今までのタップから予備選択された新しいタップへの本来の負荷電流切換が行われる。そのために必要な切換要素は、被駆動部材の構成部材である。
【０００６】
この負荷時タップ切換器の場合、被駆動部材が必ず或る数の異なる機械的案内要素および電気的接触要素と、切換要素と、この切換要素を操作するための手段を備え、それによって質量が重くなるという欠点がある。従って、解放の度に、ばね式蓄勢器が同じエネルギーを放出するので、上方への被駆動部材の急激な運動は、下方への運動よりもゆっくり行われる。なぜなら、上方への運動の場合、被駆動部材の重力のエネルギー量がばね式蓄勢器のエネルギー量に反作用するからである。一方、下方への運動時にはこれらのエネルギー量が加算される。切換方向によって異なるこのような切換速度は不所望である。回転可能な水平な接触子ブリッジによって操作される負荷時タップ切換器の場合のように、すべての切換が少なくともほぼ同じ切換速度で行われるようにすべきである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、冒頭に述べた垂直方向に移動する線形の負荷時タップ切換器において、急激に追従する被駆動部材の重量を相殺し、この重量が方向に依存して切換速度に作用することがないようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題は、昇降キャリッジと被駆動部材の間に、追加ばねが設けられ、被駆動部材の下降運動時に追加ばねが緊張し、被駆動部材の上昇運動時に追加ばねが減張することによって解決される。従属請求項には本発明の有利な実施形が記載してある。
【０００９】
昇降キャリッジと被駆動部材との間の本発明による追加ばねにより、実施例で詳しく説明するように、被駆動部材の自重の相殺、ひいては切換速度の均一化が、切換方向と無関係にかつ少ない構造的コストで達成される。
【００１０】
追加ばねとしては引張りばねおよび圧縮ばねが適している。引張りばねを使用すると、この引張りばねは昇降キャリッジと被駆動部材の間に設けられ、その際、下方への切換運動を準備するとき、すなわち昇降キャリッジが既に次の固定のタップ接触子へ向かって垂直方向下方へ移動していて、被駆動部材が蓄勢器の解放前に今までの（その上にある）固定のタップ接触子に係止しているときに、引張りばねは静止位置にあり、予備緊張されていないかあるいは少ししか予備緊張されておらず、続いて行われる被駆動部材の急激な追従の際に緊張される。
【００１１】
これに対して、圧縮ばねが使用されると、この圧縮ばねは部材の上記位置のときに同様に静止位置、すなわち減張状態または充分に減張した状態にあり、続いて行われる被駆動部材の急激な追従の際に圧縮、すなわち緊張される。
【００１２】
これは、その都度選定された、適当なばねの固定点の枢着個所によって実現可能である。
引張りばねの使用は、引張りばねが付加的な長手方向ガイドを必要としないときに有利である。一方、一定の長さの圧縮ばねの場合には、圧縮時に折れ曲がる危険がある。これは付加的な長手方向ガイド、例えば圧縮ばねを取り巻く管を必要とする。特に追加ばねとして引張りばねを使用すると、重力に依存する運動エネルギーをほとんど完全に相殺することができることが判った。ばね特性を適切に選定し、ばね長さを変えることによって、異なる重量および蓄勢器の運転状態に適合させることができる。
【００１３】
【実施例】
次に、図に基づいて本発明を例示的に詳しく説明する。
次に先ず最初に、図１に示した負荷時タップ切換器について詳細に説明する。
【００１４】
固定のタップ接触子Ｋ（ｎ−１），Ｋ（ｎ），Ｋ（ｎ＋１），・・・は負荷時タップ切換器の内部において側方で延びかつ垂直方向に上下に配置されている。このタップ接触子はそれぞれ、互いに平行な二つの接触子側部からなっている。上方に設けられた駆動装置１から、ねじスピンドル２が負荷時タップ切換器の内部に案内されている。このねじスピンドルはばね式蓄勢器を備えている。この蓄勢器は管状の昇降キャリッジ３からなっている。この昇降キャリッジは圧縮ばね４によって取り囲まれ、それを駆動するねじスピンドル２を取り囲んでいる。昇降キャリッジ３には予備選択を行う補助接触子５が絶縁されている。この補助接触子はそれぞれ、その都度選択された固定のタップ接触子Ｋ（・・・）の接触子側部を擦過する。昇降キャリッジには更に、垂直方向に延びる解放輪郭部６が固定されている。ばね式蓄勢器は更に、ほぼＵ字状の被駆動部材７を備えている。各々の固定のタップ接触子Ｋ（・・・）のそれぞれ他方の接触子部分を接続する切換接触子は、被駆動部材７の他の構成部品であり、それによって解放後急激な運動を一緒に行う。図においてこのタップ接触子は見えない。なぜなら、図示静止位置では予備選択を行う補助接触子５の背後で同じ水平平面内にあるからである。引張りばね１１は上側が昇降キャリッジ３の固定点１１．１に固定され、下端が被駆動部材７の固定点１１．２に固定され、静止位置で、すなわち先行する補助接触子５と後続の切換接触子が同一の固定のタップ接触子に接触するときに、予緊張力を受けている。すなわち、所定の両だけ静止位置から引き離されている。
【００１５】
切換えを行うと、ねじスピンドル２が回転運動を行い、このねじスピンドルを取り囲む環状の昇降キャリッジ３を、回転方向に応じて上方または下方へ連続的に移動させる。それによって、上側の支持体４．１または下側の支持体４．２に対して支持されている蓄勢器の圧縮ばね４が圧縮される。すなわち、ばね式蓄勢器は圧縮される。
【００１６】
まだ停止している被駆動部材７と相対的な昇降キャリッジ３のこの運動時に、被駆動部材７の解放かんぬき９のローラ８が、同様に垂直方向に動く解放輪郭部６上を走行する。この解放輪郭部は傾斜部６．１，６．２を備えている。
【００１７】
同時に、昇降キャリッジ３に絶縁されて連結された予備選択を行う補助接触子５が移動する。すなわち、補助接触子は元の固定のタップ接触子Ｋ（ｎ）から離れ、その上または下にある次の固定のタップ接触子Ｋ（ｎ＋１），Ｋ（ｎ−１）に達する。
【００１８】
続いて、ローラ８はそれぞれ傾斜部６．１または６．２に達する。解放かんぬき９は固定のタップ接触子Ｋ（ｎ）に付設された錠止部材１０．ｎから水平に摺動し、被駆動部材７全体が昇降キャリッジ３の先行運動に急激に追従する。この追従は、解放かんぬき９が新しく達した固定のタップ接触子に付設された錠止部材１０．ｎ＋１または１０．ｎ−１で再び係止されるまで行われる。その際、切換接触子は同様に、今までの固定のタップ接触子から離れて、新しいタップ接触子の一方の接触子側部に達する。他方の接触子側部には既に補助接触子５が接触している。
【００１９】
Ｋ（ｎ）からＫ（ｎ＋１）への切換の際に、予備選択を行う昇降キャリッジ３によって、引張りばね１１が静止位置で既に存在するその予備緊張力に加えて、更に移動するので、被駆動部材７が追従する際に、解放された蓄勢器の圧縮ばね４のエネルギーと、部分的に減張した引張りばね１１が加算される。
【００２０】
これに対して、Ｋ（ｎ）からＫ（ｎ−１）への切換の際に、予備選択を行う昇降キャリッジ３によって引張りばね１１が減張するので、被駆動部材７が追従する際に、引張りばね１１の部分的な緊張のために運動エネルギーの一部が必要である。重量の影響が相殺される。
【００２１】
図２は上記の切換過程を概略的に示している。力の経過の特性曲線が図３から明らかである。切換方向と関係なく、同じ状態が生じることが判る。図４は上記の負荷時タップ切換器のエネルギー収支を示している。
【００２２】
Ｅ１はエネルギー蓄勢ばね４のエネルギー容量、Ｅ２は被駆動部材７に作用する重力のエネルギー容量、Ｅ３は追加ばね１１のエネルギー容量、しかもＥ３′は下降切換時の追加ばね１１のエネルギー容量、Ｅ３″は上昇切換時の追加ばね１１のエネルギー容量である。Ｅ′は下降切換時の全体容量、Ｅ″は上昇切換時の全体容量である。その際、Ｅ′＝Ｅ″であり、更に、Ｅ３′＋Ｅ３″＝２Ｅ２である。
【００２３】
図５には、引張りばねの代わりの圧縮ばねを使用したときに生じる状態を概略的に示している。既に述べたように、圧縮ばねの使用時に、昇降キャリッジ３または被駆動部材７における圧縮ばねの枢着点または固定点は異なるように選定することができる。更に、作用する力の特性曲線とエネルギー収支は変わらない。
【００２４】
その際、本発明にとって、その都度の追加ばねが下方への切換時に完全に減張するかまたは部分的に減張するかは重要ではない。すなわち、所望の補償作用を得るために、切換方向に依存する、追加ばねの予備付勢力の相対的な変化が重要である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、垂直方向に移動する線形の負荷時タップ切換器において、急激に追従する被駆動部材の重量を相殺し、この重量が方向に関係なく切換速度に作用しないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】追加ばねとして引張りばねを備えた本発明による負荷時タップ切換器の側面断面図である。
【図２】このような負荷時タップ切換器の切換周波数を示す概略図である。
【図３】この切換周波数のときに作用する力の特性曲線を概略的に示す図である。
【図４】この切換周波数の際の簡単化されたエネルギー収支を示す図である。
【図５】追加ばねとして引張りばねの代わりに圧縮ばねが使用される他の負荷時タップ切換器の第２の切換周波数を概略的に示す図である。
【符号の説明】
３ 昇降キャリッジ
７ 被駆動部材
１１ 追加ばね

Claims (3)

1. 固定のタップ接触子が線形の軌道に沿って設けられ、かつ摺動可能な切換機構によって接続可能であり、切換機構が連続的に駆動可能な昇降キャリッジと、蓄勢器を用いてこの昇降キャリッジによって引き上げ可能な被駆動部材とを備え、この被駆動部材が解放後昇降キャリッジに急激に追従する、負荷時タップ切換変圧器用負荷時タップ切換器において、
   昇降キャリッジ（３）と被駆動部材（７）の間に、追加ばね（１１）が設けられ、被駆動部材（７）の下降運動時に追加ばね（１１）が緊張し、被駆動部材（７）の上昇運動時に追加ばね（１１）が減張することを特徴とする負荷時タップ切換器。
2. 追加ばね（１１）がほぼ垂直に設けられ、その上端が昇降キャリッジ（３）に固定され、その下端が被駆動部材（７）に固定されていることを特徴とする請求項１の負荷時タップ切換器。
3. 追加ばね（１１）が引張りばねであることを特徴とする請求項１または２の負荷時タップ切換器。

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