JP3612278B2 - 負荷タップ選択器 - Google Patents

Description

【０００１】
この発明は、第一請求項の前段による負荷時タップ切換変圧器用の負荷タップ選択器に関する。
【０００２】
そのような負荷タップ選択器はドイツ特許第 ３８ ３３ １２６号明細書により周知である。
【０００３】
負荷タップ選択器は、この変圧器の調整巻線のタップを負荷時に切り換え、これにより電圧の変化を目的通りにバランスさせるために使用される。
【０００４】
負荷タップ選択器は、タップ選択器と切換開閉器を通常の分離を省いているので低経費で作製して使用できる。
【０００５】
切換開閉過程では、負荷タップ切換器内で種々の接触子にアークが発生する。これを防止するため、上記のドイツ特許第 ３８ ３３ １２６号明細書では、切り換える各相で同時に一緒に旋回可能な二つの機械的な可動切換接触子を共通の接触子担持体上に設け、両方の機械的な可動切換接触子の各々に対して直列に接触子担持体上に同じように配置されている真空バルブが配置されている。旋回する機械的な切換接触子により切り換わる負荷タップ切換器の固定タップ接触子は絶縁円筒体の内壁に同心円上に配置されている。
【０００６】
真空バルブは接触子担持体上に水平に寝かせて配置されていて、他の同心円上に配置され、固定タップ接触子の円と付加的なスライドリングの間に軸方向に配置されているカム軌跡により制御もしくは操作される。
【０００７】
この周知の負荷タップ切換器には多数の難点がある。
【０００８】
先ず第一に、真空バルブを共通の接触子担持体上に水平に配置することにより、絶縁円筒体およびそれに伴い負荷時タップ選択器の直径が望ましくないほど大きくなる。
【０００９】
真空バルブにはその開閉能力に応じて定まった最小寸法があり、特に著しい長手方向の伸びもある。更に、長手方向には操作連動桿が真空バルブから突出する。それ故、共通の接触子担持体が真空バルブと操作手段の寸法により課せられる半径方向の伸びを有する必要があり、この伸びが負荷時タップ選択器の直径全体を決めることは明らかである。
【００１０】
この一般的な寸法問題を無視しても、真空バルブを従来の技術により水平に組み込む場合の特別な難点は、負荷タップ選択器に油を充填する時に真空バルブのベローズの上部の折れ目に空気が残り、この空気が油の充填により完全に排除されない点にある。これは、真空バルブを操作する場合、対応する真空バルブのベローズに不均衡な負荷が生じることになり、これによりベローズに亀裂が生じる恐れがある。真空バルブの領域に残留空気がそのように残っていると、この配置の場合、負荷タップ選択器を真空下で充填によるだけで確実に排除できる。しかし、そのような真空充填は現場で、例えば検査を行った後、実現できないかあるいは大変大きなコストをかけてのみ実現できる。
【００１１】
更に、負荷タップ選択器全体は通常軸方向に大きい伸びを有する、つまり著しい構造高さを有することを計算に入れる必要がある。切り換えるべき各相の固定タップ接触子は円形状に上下に重ねて配置されている。各相の接触子担持体を負荷タップ選択器のヘッド部で担持する負荷タップ選択器の内部の回転可能な開閉切換軸を操作する手段や負荷タップ選択器の底に前記開閉切換軸を保管する手段も占有場所を必要とするので、説明したように、負荷タップ選択器には全体で著しい長手方向の寸法がある。これは、説明した開閉切換軸もその内部で正に長くなることになる。
【００１２】
このような切換開閉軸は通常ＧＦＫ（ガラス繊維強化プラスチック）または他の絶縁材料で作製されるが、もっとも金属製の切換開閉軸も提案されている。
【００１３】
接触子担持体は、周知の負荷タップ選択器の場合、固定ボルトで切換開閉軸に固定されている。
【００１４】
ドイツ特許第 ４４ １４ ９４１号明細書には、その外に挟持フランジにより接触子担持体を切換開閉軸に固定することが開示されている。
【００１５】
許容公差、油容器や開閉器の支柱の異なる熱膨張、曲げ等により、この周知の負荷タップ切換器では円形に配置された操作部材と共に、個々の接触子担持体上に配置されている部品、特に真空バルブの全体の遊びがある場合、特に真空バルブの操作連動桿が通常かなり僅かな直線状の操作距離を有するだけであるので問題となる。
【００１６】
この発明の課題は、上記の難点を排除することであり、場所を節約して真空バルブを配置すること、およびどんな動作状況でも安全で確実な操作を可能にする同類の負荷タップ選択器を提供することにある。
【００１７】
上記の課題は、第一請求項の特徴構成を有する負荷タップ選択器により解決されている。
【００１８】
従属請求項はこの発明の特に有利な実施態様に関連する。
【００１９】
この発明による負荷タップ選択器では、真空バルブが接触子担持体に直立して配置されている。これ等の接触子担持体には摺動接触子がある。これ等の摺動接触子は取出リング内のローラーにより正確に案内される。この取出リングのカムにより真空バルブが調整される。
【００２０】
接触子担持体に組み込まれているナイフ摺動接触子は取出リングを介して電流を取り出す。
【００２１】
接触子担持体の他のナイフ摺動接触子により電流を供給できる。
【００２２】
この発明の他の構成によれば、接触子担持体はそれぞれ切換開閉軸に可動配置されている。
【００２３】
この発明による負荷タップ選択器の特別な利点は、寸法が短いことの外に、真空バルブを操作する全ての力と取出リングによる接触力および安定な油容器の固定接点を軸方向に支持することにある。これにより、切換開閉器の支柱の半径方向の負荷、特にその曲げと、それから生じる真空バルブの制御時間の変化や接触力の不足が防止される。
【００２４】
取出リングにより軸方向に案内され、回転可能にあるいは軸方向に移動可能に支承されている接触子担持体により、油容器や切換開閉器の支柱の許容公差や異なった熱膨張による大きなずれがあっても切換シーケンスが保証される。
【００２５】
以下、図面に基づきこの発明を例示的にもっと詳しく説明する。
【００２６】
図１に示す負荷タップ選択器は切換開閉軸２に回転可能に取り付けられた接触子担持体３とこれに対して直立して配置されている真空バルブ２７，２８を備えたこの発明の一実施例を示す。
【００２７】
構造に対して詳細には、
負荷タップ選択器は絶縁円筒体１から成り、この円筒体内には絶縁円筒体１を貫通して中心に長手方向に延びる、主として絶縁材料の切換開閉軸２が配置されている。この切換開閉軸２は周知のように回転可能であり、このために、通常図示されていないジェネバ伝動駆動部が使用される。同様に、絶縁円筒体１の底の切換開閉軸２の軸受も示していない。
【００２８】
切換開閉軸２は、後でもっと詳しく説明する操作すべき固定タップ接触子１６のそれぞれの面に軸受座４の中で切換開閉軸２に回転可能に取り付けれている接触子担持体３を担持している。軸受座４はネジ４．１，４．２で切換開閉軸２に固定されている。
【００２９】
接触子担持体３は軸受部分５，支持ハウジング６と接触ハウジング７で構成されている。接触子担持体３の個々の構成要素はネジ８，９で互いに連結されている。接触ハウジング７は、図示する実施例の場合、接触ハウジング上部品１０と接触ハウジング下部品１１で構成され、両方の部品は他のネジ１２で互いに接続されている。接触ハウジング７は同様にうまく一体に形成できる。
【００３０】
軸受部分５にはボルト１４を通す軸受個所１３がある。このボルトは軸受座４と接続させて回転運動を可能にする。このボルト１４は横方向ピン１５で位置止めされている。
【００３１】
これにより、結局接触子担持体３全体は完全な部材群としてボルト１４の周りに、またこれにより静止している切換開閉軸２に対して旋回可能である。
【００３２】
絶縁円筒体１の壁には、切り換えるべき各相に対してそれぞれ独立した面内に、固定タップ接触子１６が配置されている。このタップ接触子は接続すべき負荷時タップ切換変圧器の調整巻線のタップに電気接続している。これ等の固定タップ接触子１６は対応する接触子１７，１８により切り換えられる。これ等の接触子１７，１８は切換開閉軸２とそれに伴い接触担持体３が旋回すると、それぞれ接触子１７，１８の一方が隣の新しい固定タップ接触子１６に達し、その後にこれ等の接触子の他方が今までの固定タップ接触子を離れるように、接触担持体上に水平方向に隣り合わせ配置されている。その場合、一方の接触子１７は切換接触子として働き、他方の接触子１８は補助接触子として働く。
【００３３】
図２には接触子担持体３の上に隣り合わせにしてあり、各固定タップ接触子１６と協働する上から見た両方の接触子１７，１８の配置を示す。図２に示す構成では、切換接触子として働く接触子１７はできる限り大きい電流印加能力のために二重、つまり電気的に互いに接続している二つの部分１７．ａと１７．ｂで構成されている。接触子１７，１８の各々は、それぞれ接触上部分１７．１，１８．１およびそれぞれ接触下部分１７．２，１８．２から成る。図２に示す切換接触子の構成では、接触子１７は全体で４つの部品で、つまり二つの接触上部分１７．１ａ と１７．１ｂ および二つの接触下部分１７．２ａ と１７．２ｂ で構成されている。切換接触子として働くこの接触子１７を二重に形成すると、この発明にとって必ずしも必要なことではないが、種々の実施態様に対して有効である。両方の接触子１７，１８の各々の接触上部分１７．１，１８．１も接触下部分１７．２，１８．２も接触ハウジング７の別々の旋回点１９，２０，２１，２２の周りに回転可能に支承されている。これ等の部分はバネ２３，２４，２５，２６により投入状態で両者の間にある固定タップ接触子１６の方向に閉じるように押圧される。
【００３４】
換言すれば、接触上部分１７．１，１８．１の各々およびそれに対応する接触下部分１７．２，１８．２の各々は一定の接触力で両側からその時に投入される固定タップ接触子１６に向けて押圧される。前記別々の旋回点１９，２０，２１，２２の周りの説明した軸受によりこの固定タップ接触子１６に突き当たることが可能となる。図１と２にはそれ矢視方向で前方または上にある接触子部分、旋回点およびバネのみを見ることができる。
【００３５】
更に、真空バルブ２７，２８のベローズ３３，３４と操作連動桿３５，３６が上に達するように、各接触子担持体３上には二つの真空バルブ２７，２８がそれぞれ上部および下部の固定シェル２９，３０，３１，３２により固定されている。今説明した部品のうち図１には矢視方向に見て前にあるもののみを見ることができる。真空バルブ２７，２８の操作連動桿３５，３６を操作するため二つのレバー３７，３８が使用される。これ等のレバーの一方の自由端には制御ロール３９，４０を備えたロールボルト４１，４２がある。他方の自由端ではそれ等が既に説明した操作連動桿３５，３６に作用する。両方のレバー３７，３８は旋回点４３，４４の周りに回転可能に支承されている。共通の旋回点を設けてもよい。両方のレバー３７，３８の制御ロール３９，４０は、制御上輪郭４６と制御下輪郭４７を有する制御リング４５と対応している。この制御リング４５は絶縁円筒体１の内壁に半径方向に延びている。第一制御ロール３９が制御下輪郭４７と対応している、つまりその上を転がり、同様に第二制御ロール４０が制御上輪郭４６上を転がることが図１から分かる。これにより、両方の制御曲線４６，４７は真空バルブの接点２７，２８を操作するために使用され、その場合、対応する制御ロール３９，４０がカム上を移動する場合に付属するレバーが旋回点４３，４４の周りに旋回し、これにより真空バルブ２７，２８の対応する操作連動桿３５，３６を操作する。
【００３６】
更に、絶縁円筒体１の内側には取出接触リング４８があり、このリングは外に通じる接続部材４９を有し、負荷取出部として働く。制御リング４５と取出接触リング４８は、図１に示してあるように、導電性材料のただ一つの部品に特に簡単に合体させることができる。取出接触リング４８は機械的な取出接触子５０と協働する。この取出接触子は接触子担持体３の上に配置され、既に上で説明した接触子１７，１８と全く同じように、上部取出接触部分５０．１と下部取出接触部分５０．２で構成されている。これ等両方の取出接触部分５０．１，５０．２は全く同じように別々に他の旋回点５３，５４の周りに回転可能に支承され、取出接触リング４８を一定の接触圧力で把持するように他のバネ５１，５２で互いに押圧されている。
【００３７】
最後に、接触子担持体３には二つのロール５５，５６もあり、これ等は取出接触リング４８上を転動し、これにより全ての接触子担持体３に通じている。
【００３８】
説明した配置により、どんなタイプの許容公差も相殺させ、特に長い切換開閉軸の曲げも補償することができる。切換開閉軸２の周りに旋回可能に配置されている接触子担持体３は何れにしても取出接触リング４８により一定に案内されるので、説明した許容公差でも制御ロール３９，４０の正確な制御と、それに伴う真空バルブ２７，２８の操作が、その操作距離がただ短くても、与えられる。
【００３９】
図３にはこの発明による負荷タップ選択器の他の実施例が示してある。この場合、先に説明した例とは異なり、接触子担持体１０３は回転しなく、長手方向に移動可能に配置されている。
【００４０】
絶縁円筒体１０１の内部には、切換開閉軸１０２が中心に配置され、この切換開閉軸は長手方向に移動可能な接触子担持体１０３を担持している。長手方向の移動可能性は案内部１０４により実現されている。この場合でも、二つの真空バルブが直立配置されているが、その内の前方の真空バルブ１０５のみ示してある。どの面にも固定タップ接触子１０６が絶縁円筒体１０１の壁に円形に配置されている。これ等の固定タップ接触子は開閉接触子と補助接触子により接続される。この内の上接触部分１０７．１とこれに付属する下接触部分１０７．２のみが示してある。同様に、絶縁円筒体１０１の内部に取出接触リング１０８があり、この取出接触リングは上部取出接触部分１０９．１と下部取出接触部分１０９．２から成る取出接触子で取り囲まれている。この場合、完全な接触子担持体の案内は取出接触リング１０８の輪郭内を転動するローラ１１０により行われる。真空バルブの制御は再び二つのレバー１１５，１１６により行われる。これ等のレバーの自由端にそれぞれ制御ロール１１３，１１４があり、これ等の制御ロールは下部制御輪郭１１１あるいは上部制御輪郭１１２の上を転動し、真空バルブの操作連動桿を操作し、その内の矢視方向で前方の真空バルブ１０５の操作連動桿１１７のみが示してある。
【００４１】
図４にはこの発明による負荷タップ選択器で実現される回路が模式的に示してある。真空バルブ２７，２８に通じる接触子１７，１８の間およびそこから取出接触子５０や取出接触リング４８への電気接続部はこの図面に対応する図１に示されていない。
【００４２】
図５には、図に示すように、切換開閉接触子１７が隣接する二つの接触部品１７ａ，１７ｂ から成る回路が示してある。図２に対応するこの図面にも、電気接続がただ暗示的に示してある。原理的な動作様式は異なっていなく、図４の回路でも図５の回路でも同じ切換開閉シーケンスが得られる。
【００４３】
例として得られるこのような切換開閉シーケンスは図６に示してある。
【００４４】
この場合、異なった切換ステップを有する負荷タップ選択器が示してある。異なった切換ステップを有するそのような負荷タップ選択器は原理的に欧州特許第 ０ １６０ １２５号明細書により周知である。この場合、主巻線にある固定タップ接触子とこれに隣接する両方の固定タップ接触子との間の中心間隔が残りの固定固定タップ接触子の間の中心間隔より長い。これにより負荷タップ選択器を定格電圧の高い変圧器にも採用でき、より高い耐サージ電圧を実現できる。この明細書にはそのような負荷タップ選択器に適した種々に形成される固定タップ接触子も開示されている。
【００４５】
これとは無関係に、固定タップ接触子１６を従来の技術で普通のように曲げないで、つまり絶縁円筒体１の湾曲に対して平行に構成するのでなく、図２に示すように真っ直ぐに構成すると、特に有利である。従来の技術によりそれぞれ上部または下部の接触子部分１７．１，１８．１；１７．２，１８．２が固定タップ接触子１６の同じ軌跡上を常時転動するが、真っ直ぐな構成により固定タップ接触子１６の表面の他の点も必ず撫でられるので、これは接触子の磨耗を低減することになる。
【００４６】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による負荷タップ選択器の第一実施例を一部側面図と断面図にして示す。
【図２】この負荷タップ選択器の接触子担持体の一部を上から見た断面図にして示す。
【図３】この発明による負荷タップ選択器の第二実施例を一部側面図と断面図にして示す。
【図４】この発明による負荷タップ選択器の基礎となる回路の模式図を示す。
【図５】改良されたそのような回路の模式図を示す。
【図６】この発明による負荷タップ選択器の典型的な切換開閉シーケンスを示す。

Claims (9)

1. 負荷タップ選択器がハウジングである絶縁円筒体を有し、
   タップに電気接続している固定タップ接触子が絶縁円筒体の内部に各相で水平面内に円形状に配置され、
   固定タップ接触子の水平面の各々に回転可能な接触子担持体を有する回転可能な切換開閉軸が絶縁円筒体の中心にあり、
   接触子担持体の各々が各水平面の固定タップ接触子と接触する少なくとも二つの機械的な接触子を有し、
   各接触子担持体上の接触子の少なくとも一つが第一真空バルブに直接電気接続され、また各接触子担持体上の接触子の少なくとも他の一つが中間接続された限流抵抗を介して第二真空バルブに電気接続され、
   各接触子担持体上の両方の真空バルブのそれぞれ他方の側が負荷取出部に電気接続し、
   負荷時タップ切換変圧器の調整巻線のタップの間を中断することなく切り換える負荷時タップ切換変圧器用の負荷タップ選択器において、
   全ての接触子担持体（３）が切換開閉軸（２）に互いに独立して動ける形で結合されており、
   操作連動桿（３５，３６）がほぼ軸方向に延びるように両方の真空バルブ（２７，２８）が各接触子担持体（３）上に直立に配置されている、
   ことを特徴とする負荷タップ選択器。
2. 接触子担持体（３）の各々は旋回点の周りに回転可能に切換開閉軸（２）に結合している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の負荷タップ選択器。
3. 接触子担持体（１０３）の各々は長手方向に移動可能に切換開閉軸（１０２）に結合している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の負荷タップ選択器。
4. 接触子（１７，１８）の各々は少なくとも一つの上部接触部分（１７.1，１８.1）と少なくとも一つの下部接触部分（１７.2，１８.2）から成り、
   固定タップ接触子（１６）を接続する時にこの固定タップ接触子が機械的に両側で取り囲まれて電気的に接触するように、前記接触部分（１７.1，１８.1；１７.2，１８.2）の各々が少なくとも一つのバネ（２３，２４，２５，２６）の力に逆らって互いに押圧される、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の負荷タップ選択器。
5. 固定タップ接触子（１６）は絶縁円筒体（１）の内部で水平に伸びていて、この伸びは絶縁円筒体（１）の内部輪郭に合わせてあるのでなく、特に真っ直ぐに伸びている、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の負荷タップ選択器。
6. 切り換えるべき各相に対して、そして固定タップ接触子（１６）の各水平面に対して絶縁円筒体（１）の内壁のところに制御リング（４５）が配置され、この制御リングは上部制御輪郭（４６）と下部制御輪郭（４７）を有し、
   両方の真空バルブ（２７，２８）の各々に対して各接触子担持体（３）の上に旋回点（４３，４４）の周りに支承されているレバー（３７，３８）が配置されていて、
   各制御輪郭（４６，４７）の空間的な形に応じて各真空バルブ（２７，２８）を操作できるように、各レバー（３７，３８）が両方の自由端の一方で真空バルブ（２７，２８）の操作連動桿（３５，３６）に作用し、他方の自由端でそれぞれ制御輪郭（４６，４７）の一方の上を移動する、
   ことを特徴とする請求項１，２，４および５の何れか１項に記載の負荷タップ選択器。
7. 各負荷取出部は絶縁円筒体（１）の内壁に配置されている同心状の取出接触リング（４８）から成り、この取出接触リングは外部に通じる接続部材（４９）を有し、各接触子担持体（３）上に配置され、この接触子担持体（３）上の各真空バルブ（２７，２８）に電気接続している取出接触子（５０）により接触可能である、
   ことを特徴とする請求項１，２，４〜６の何れか１項に記載の負荷タップ選択器。
8. 接触子担持体（３）の各々には二つのロール（５５，５６）があり、これ等のロールは各接触子担持体（３）を強制的に案内するように対応する取出接触リング（４８）上を両側で転動する、
   ことを特徴とする請求項１，２，４〜７の何れか１項に記載の負荷タップ選択器。
9. 各相の制御リング（４５）と取出接触リング（４８）はそれぞれただ一つの部品に合体させてある、
   ことを特徴とする請求項１，２，４〜８の何れか１項に記載の負荷タップ選択器。

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