(57)【要約】  本発明は、請求項１の上位概念に基づくタップ変成器の異なる巻線タップ間を無中断で切り換える負荷時タップ切換器に関する。本発明の普遍的な考えは、セレクタ接点ユニットも無中断で負荷を切り換える切換手段も共通のモータ駆動部を用いてエネルギー貯蔵器を間に接続しない形で操作することである。
2015515138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タップ変成器の異なる巻線タップ間を無中断で切り換える負荷時タップ切換器であって、
それぞれ個々の巻線タップと電気的に接続された複数の固定セレクタ接点をそれぞれ備えた少なくとも一つのセレクタ接点ユニットが、一本の線に沿って配置されており、
これらの固定セレクタ接点が、長手方向にスライド可能な二つの可動式セレクタ接点により操作することが可能であり、
無中断で切り換えるために、相毎に二つの真空切換セルが配備され、
駆動運動を負荷時タップ切換器に伝えるためのモータ駆動部が配備されている、
負荷時タップ切換器において、
この少なくとも一つのセレクタ接点ユニット（７．１〜７．３）と無中断で切り換える切換手段（６．１〜６．６）にモータ駆動部（３）の駆動運動を伝えることが、エネルギー貯蔵器を間に接続しない形で行なわれるように、この少なくとも一つのセレクタ接点ユニット（７．１〜７．３）と無中断で切り換える切換手段（６．１〜６．６）が、共通のモータ駆動部（３）を用いて操作することが可能であることを特徴とする負荷時タップ切換器。
【請求項２】
相毎に、それぞれ二つの真空切換セル（６．１と６．２，６．３と６．４，６．５と６．６）が、各セレクタ接点ユニット（７．１〜７．３）の対応するスライドカートリッジ（１３．１〜１３．３）に直に配置されていることと、
モータ駆動部（３）が、アングルトランスミッション（１８）を用いて、中央のねじ付スピンドル（１５）を駆動することと、
各スライドカートリッジ（１３．１〜１３．３）が、別個のスピンドルナット（１６．１〜１６．３）を備えていることと、
このねじ付スピンドル（１５）が、各スライドカートリッジ（１３．１〜１３．３）のスピンドルナット（１６）と協力して動作して、回転運動を複数のスライドカートリッジ（１３．１〜１３．３）の同期した長手方向の滑動に変換することが可能であり、それにより、可動式セレクタ接点（１２．１，１２．２）も真空切換セル（６．１〜６．６）も操作することが可能であることと、
を特徴とする請求項１に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項３】
負荷時タップ切換器（１）全体が、伝動モジュール（２）を用いて、変成器カバーの下側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項４】
伝動モジュール（２）が、フランジ形状の密閉モジュール（４）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項５】
誘電体材料から成る支持プレート（５）が配備されており、そのプレートには、当該の少なくとも一つのセレクタ接点ユニット（７．１〜７．３）と無中断で切り換える切換手段（６．１〜６．６）が配置されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器。
【請求項６】
当該の少なくとも一つのセレクタ接点ユニット（７．１〜７．３）が、それぞれスライドカートリッジ（１３．１〜１３．３）と、接点支持体（１１．１〜１１．３）と、少なくとも一つの固定セレクタ接点（１０．１〜１０．５）と協力して動作する可動式セレクタ接点（１２．１〜１２．２）とを備えていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器。
【請求項７】
可動式セレクタ接点（１２．１〜１２．２）が、それぞれ接点支持体（１１．１〜１１．３）内に収容されており、支持プレート（５）に配置された固定セレクタ接点（１０．１〜１０．５）と協力して動作することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器。
【請求項８】
一つの相の可動式セレクタ接点（１２．１〜１２．２）が、各停止操作位置で、負荷時タップ切換器（１）の同じ相の少なくとも一つの固定セレクタ接点（１０．１〜１０．５）と接続されることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器。
【請求項９】
それぞれ二つの可動式セレクタ接点（１２．１〜１２．２）が、一つの接点支持体（１１．１〜１１．３）内に付勢されて支持された形で収容されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器。
【請求項１０】
ねじ付スピンドル（１５）が複数の部分から構成されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器。
【請求項１１】
ねじ付スピンドル（１５）の複数の部分が、管継手（１７．１〜１７．２）を用いて、互いに回転しない形で連結されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器。
【請求項１２】
管継手（１７．１〜１７．２）が誘電体材料から構成されていることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器。
【請求項１３】
対応する真空切換セル（６．１〜６．６）の可動式切換接点（８．１〜８．６）が、それに対応するロッキングアーム構成（２１．１〜２１．６）に配備されたローラ（２２．１〜２２．６）を用いて、シフトゲート付レール（２３．１〜２３．３）の輪郭と作用する形で接続されて、セレクタ接点ユニット（７．１〜７．３）の長手方向の滑動により、それに対応するローラ（２２．１〜２２．６）が、制御シフトゲート（２３．１〜２３．３）の輪郭と接触しながら、それに沿って転動するように構成されており、それにより、ロッキングアーム構成（２１．１〜２１．６）が、それに対応する真空切換セル（６．１〜６．６）を断続することを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器。
【請求項１４】
制御シフトゲート（２３．１〜２３．３）が支持プレート（５）に直に配置されていることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器。
【請求項１５】
制御シフトゲート（２３．１〜２３．３）と支持プレート（５）が一つの構成部品として構成されていることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器。
【請求項１６】
本負荷時タップ切換器が配電変圧器の電圧を制御するために使用される請求項１から１５までのいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に基づくタップ変成器の異なる巻線タップ間を無中断で切り換える負荷時タップ切換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
昔からタップ変成器の異なる巻線タップ間を無中断で切り換えるために、多くの数の負荷時タップ切換器が世界中で使用されている。特に、北アメリカで普及している所謂リアクトル型切換器は、緩慢な連続した切換を可能とする切換リアクタンスを有する。抵抗高速切換方式による負荷時タップ切換器は、通常タップ変成器の切り換え先の各巻線タップを無電力状態で選択するセレクタと、それまでの巻線タップから新しい予め選択された巻線タップへの本来の切換を行なう負荷切換器とから構成される。そのために、負荷切換器は、通常切換接点と抵抗接点を備えている。その場合、切換接点は、各巻線タップを負荷導体と直接接続する役割を果たし、抵抗接点は、短時間で切り換える、即ち、一つ以上の遷移抵抗を用いてブリッジングする役割を果たしている。しかし、近年の開発形態は、絶縁油内に機械式切換接点を備えた負荷切換器から懸け離れて来ている。それに代わって、真空切換セルが切換素子として益々用いられて来ている。
【０００３】
そのような真空切換セルを備えた負荷時タップ切換器は、例えば、特許文献１に開示されている。そこでは、負荷切換器が、少なくとも一つの円板カムを備えた、アキュムレータにより駆動可能な駆動シャフトを装備している。その円板カムは、複数の制御カムを備えており、円板カムの正面側に配置された二つの制御カムが、円形と異なるカム形式の輪郭を有し、その輪郭に沿って接触した状態で、ロックレバーを介して真空切換セルと接続されたローラが、それぞれ案内され、そのローラは、各制御カムに形成された輪郭と係合している。
【０００４】
特別な種類の負荷時タップ切換器、所謂負荷セレクタでは、新しい巻線タップを選択する前述した手段と本来の負荷切換手段が構造的に一体化されており、共通的に操作されている。タップ変成器の一方のタップから他方のタップに無中断で切り換える抵抗高速切換方式によるタップ切換器は、通常タップ巻線の出力配線とそれぞれ電気的に接続された固定タップ接点が、一つ以上の水平な平面内に環状形で絶縁フレーム又は絶縁シリンダに配置されるとともに、同心状の駆動シャフトにより操作される回転可能な接点ブリッジにより断続できるように構成されている。その場合、タップ選択と本来の負荷切換を組み合わせた負荷セレクタでは、接点ブリッジの操作は、切換器の駆動シャフトにより付勢されるエネルギー貯蔵器、大抵はスプリング式アキュムレータの作動により飛躍的に行なわれている。特許文献２には、この従来の構造と異なる、直線的な接点操作によるタップ切換器が記載されており、そこでは、固定タップ接点が切換器の内部を軌道に沿って延びており、又もや駆動シャフトにより駆動されるスライド可能な切換機構により断続することが可能である。その場合、垂直にスライド可能な切換機構は、新しい固定タップ接点を予め選択する、駆動シャフトにより連続的に駆動可能な昇降スライダと、作動後、この昇降スライダに追従して飛躍的に動作する、エネルギー貯蔵器を用いて、この昇降スライダにより昇降可能な被動部分とから構成され、それにより、タップ巻線のそれまでのタップから予め選択された新しいタップへの本来の負荷切換が行なわれている。それに必要な切換部品は、被動部分の構成部品である。
【０００５】
特許文献３により、本出願人に帰属する、セレクタ接点が直線的に配置された別の負荷時タップ切換器が周知である。そのセレクタ接点の上方には、即ち、空間的に分離された形で、各相のセレクタ接点にそれぞれ割り当てられた、本来の飛躍的な負荷切換のための固定式真空切換セルが置かれている。その負荷時タップ切換器を操作するためには、昇降動作中にセレクタ接点を操作するとともに、飛躍的な被動動作により真空切換部品をも駆動するスプリング式エネルギー貯蔵器が必要である。
【０００６】
従来技術により周知の負荷時タップ切換器では、負荷時タップ切換器の構造的な構成、即ち、回転式又は直線運動可能な接点システムと関係無く、その接点システムを用いて飛躍的に切り換えるためのスプリング式エネルギー貯蔵器が必要である。この従来技術により周知のアキュムレータは、負荷時タップ切換器の各操作の開始時に、駆動シャフトにより付勢される、即ち、力を投入される。この周知のアキュムレータは、基本的に昇降スライダと飛躍式スライダから構成され、それらの間には、エネルギー貯蔵器としてのアキュムレータ用スプリングが配置されている。そのようなアキュムレータの情報は、例えば、特許文献４と５から得られる。
【０００７】
昇降スライダを並進的に昇降した後、又もや飛躍式スライダの並進的な運動を被動シャフトの回転する主運動とそれと関連する本来の接点操作に変換するために、駆動シャフトの最初の緩慢な回転運動が利用されている。そのような回転運動から並進運動への、並びにそれと逆の並進運動から回転運動への負担の掛かる変換は、負荷時タップ切換器内におけるアキュムレータ構造の大きな所要スペースと、更に、多数の複雑な個別構造グループとを必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ドイツ特許公開第１０２００９４３１７１号明細書
【特許文献２】ドイツ特許第４２３７１６５号明細書
【特許文献３】ドイツ特許第１９８４７７４５号明細書
【特許文献４】ドイツ特許第１９８５５８６０号明細書
【特許文献５】ドイツ特許第２８０６２８２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のことから、本発明の課題は、アキュムレータの負担の掛かる構造を不要とし、それにより大幅に簡略化された構造的な構成と同時に向上された操作信頼度を提供する負荷時タップ切換器を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本課題は、請求項１の特徴を有するタップ変成器の異なる巻線タップ間を無中断で切り換える負荷時タップ切換器により解決される。この場合、従属請求項は、本発明の特に有利な改善構成に関する。
【００１１】
本発明の普遍的な考えは、セレクタ接点ユニットも、無中断で負荷を切り換える切換手段も共通のモータ駆動部を用いてエネルギー貯蔵器を間に接続しない形で操作することである。
【００１２】
有利な実施構成では、真空切換セルが、各セレクタ接点ユニットのスライドカートリッジに直に配置されており、モータ駆動部が、アングルトランスミッションを用いて、複数のスライドカートリッジと作用する形で接続された中央のねじ付スピンドルを駆動し、各スライドカートリッジが、一つのスピンドルナットを有し、このねじ付スピンドルが、各スライドカートリッジのスピンドルナットと協力して動作して、回転運動を複数のスライドカートリッジの同期した長手方向の滑動に変換し、それにより、可動式セレクタ接点も真空切換セルも操作することが可能になっている。
【００１３】
本発明の別の有利な実施構成では、負荷時タップ切換器は、変成器カバーの下側に固定された伝動モジュールを備え、この伝動モジュールが、変成器カバーと反対側の外側に配置されたモータ駆動部と協力して動作する。そのために、この伝動モジュールは、フランジ形状の密閉モジュールを備えており、この密閉モジュールが、変成器カバーの下側に直に配置されて、モータ駆動部と取り外し可能な形で連結されている、特に、ねじ止めされている。更に、この伝動モジュールには、負荷切換器全体が固定されている。そのため、この伝動モジュールは、負荷時タップ切換器を保持するとともに、密閉モジュールを用いて変成器の外側に対して密閉する役割を果たしている。従って、変成器の運搬時における変成器カバーの捩れが負荷時タップ切換器に伝わらない。更に、それにより、変成器カバーの大きく削った密閉面を有する取付フランジを省略することができる。更に、ここで提案した形式の固定形態は、変成器製造業者にとって簡単となる変成器タンク内への負荷時タップ切換器の組み込み形態を提供する。
【００１４】
本発明の更に別の実施構成では、可動式セレクタ接点は、それぞれ接点支持体内に収容されて、支持プレートに配置された固定セレクタ接点と協力して動作し、可動式セレクタ接点が、スライドカートリッジ、即ち、セレクタ接点ユニットと一緒にガイドバーに沿って長手方向に滑動することによって、個々の固定セレクタ接点と断続することが可能になっている。このセレクタ接点ユニットの往復運動によって、個々の固定セレクタ接点が断続され、そのようにして、負荷時タップ切換器の制御範囲を走査して行く。
【００１５】
以下において、添付図面を参照して、本発明及びその利点を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による負荷時タップ切換器の実施構成を側面から見た斜視図
【図２】図１の側面から見た斜視図面の詳細図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１には、詳しくは図示されていないタップ変成器の同じく図示されていない変成器カバーの下に直に配置された本発明による負荷時タップ切換器１が斜視図で図示されている。この負荷時タップ切換器１の構成部品とその機能の詳しい説明は、下記の記述から読み取ることができる。そのような従来技術により十分に周知のタップ変成器は、絶縁油で満たされた変成器タンクを有し、その中の鉄製ヨークには、少なくとも一つの巻線が配置されている。この巻線は、主巻線と、制御範囲を構成する複数の巻線タップが配備された制御巻線とに分けられる。更に、負荷時タップ切換器１は、変成器カバーの下側に固定された伝動モジュール２を有し、このモジュールは、変成器カバーと反対側の外側に配置されたモータ駆動部３と協力して動作する。この場合、モータ駆動部３は、例えば、市販のステッピングモータとして構成することができる。この伝動モジュール２は、変成器カバーの下側に直に配置され、モータ駆動部３と取り外し可能な形で連結された、特に、ねじ止めされたフランジ形状の密閉モジュール４を有する。そのため、この伝動モジュール２には、負荷時タップ切換器１全体が固定されている。この伝動モジュール２は、負荷時タップ切換器を保持するとともに、密閉モジュール４を用いて変成器の外側に対して気密に密閉する役割を果たしている。それによって、変成器の運搬時における変成器カバーの捩れが負荷時タップ切換器１に伝わらない。
【００１８】
負荷時タップ切換器１の個々の構造グループを固定することが可能な、誘電体材料から成る支持プレート５が、伝動モジュール２と機械的に連結されている。この場合、支持プレート５は、電気絶縁材料から製作することができ、そのため、負荷時タップ切換器１の全ての主要な構成部品を収容するように構成されている。本発明による負荷時タップ切換器１は、無中断で切り換える切換手段として、真空切換セル６．１〜６．６を備えており、それぞれ二つの真空切換セル６．１と６．２、６．３と６．４又は６．５と６．６は、それぞれ負荷時タップ切換器１の一つの相に割り当てられるとともに、それに対応するセレクタ接点ユニット７．１〜７．３と協力して動作する。これらの真空切換セル６．１〜６．６は、可動式切換接点８．１〜８．６と詳しくは図示されていない固定接点９．１〜９．６とから成る従来技術により周知の切換手段である。各セレクタ接点ユニット７．１〜７．３は、それぞれタップ変成器の制御巻線の巻線タップと電気的に接続された複数の断続可能な固定セレクタ接点１０．１〜１０．５と、それぞれ二つの付勢された形で格納された可動式セレクタ接点１２．１及び１２．２を有する一つの接点支持体１１．１〜１１．３と、各セレクタ接点ユニット７．１〜７．３の対応するスライドカートリッジ１３．１〜１３．３に直に配置されたそれぞれ二つの真空切換セル６．１〜６．６とを備えている。この場合、切換方式に応じて、即ち、リアクトル型切換方式又は抵抗高速切換方式に基づき、一方の可動式セレクタ接点、例えば、可動式セレクタ接点１２．１を第一の固定セレクタ接点、例えば、固定セレクタ接点１０．１と断続するとともに、他方の可動式セレクタ接点、例えば、可動式セレクタ接点１２．２を第一の固定セレクタ接点に隣接する第二の固定セレクタ接点、例えば、固定セレクタ接点１０．２と断続する中間位置が、負荷時タップ切換器１の停止操作位置として許容される。そのため、リアクトル型切換方式では、ここでは、図示された５個の固定セレクタ接点８．１〜８．５の場合、９個の停止操作位置が可能である一方、中間位置が許容されない抵抗高速切換方式による負荷時タップ切換器１では、５個の停止操作位置だけが得られる。
【００１９】
図１の図面では、例えば、３個のセレクタ接点ユニット７．１、７．２及び７．３が有り、この場合、各セレクタ接点ユニット７．１、７．２及び７．３は、タップ変成器の別個の相、即ち、巻線と接続されている。この場合、各相の接点支持体１１．１〜１１．３は、スライドカートリッジ１３．１〜１３．３と機械的に固定されており、それと共に一つの構造ユニットを構成している。このスライドカートリッジ１３．１〜１３．３は、レール１４及びそのレール１４に対して平行に配置されたねじ付スピンドル１５に取り付けられており、可動式接点１２．１〜１２．３が、スライドカートリッジ１３．１〜１３．１と一緒に、このレール１４に沿って長手方向に滑動することにより、個々の固定セレクタ接点１０．１〜１０．５と断続することが可能になっている。
【００２０】
本発明による負荷時タップ切換器１のこの実施構成では、無中断で切り換える切換手段、即ち、真空切換セル６．１〜６．６が、各セレクタ接点ユニット７．１〜７．３の対応するスライドカートリッジ１３．１〜１３．３に直に配置されており、それと一緒にねじ付スピンドル１５に沿って移動可能な形で構成されている。この実施構成では、各セレクタ接点ユニット７．１〜７．３は、この図面では見ることができない、その専用のスピンドルナット１６．１〜１６．３を対応するスライドカートリッジ１３．１〜１３．３内に配置しており、そのため、これらのセレクタ接点ユニット７．１〜７．３は、ねじ付スピンドル１５に沿って同期してスライド可能な形で構成されている。このねじ付スピンドル１５は、複数の部分部材から構成され、それらの対応する部分部材の間に、それぞれ電気絶縁材料から成る管継手１７．１〜１７．２を備えている。更に、モータ駆動部３の回転運動をねじ付スピンドル１５に伝えるために、アングルトランスミッション１８が配備されている。モータ駆動部３とアングルトランスミッション１８の間には、モータ駆動部３の回転運動をアングルトランスミッション１８に伝える、誘電体材料から成る絶縁シャフト１９が配置されている。対応するスライドカートリッジ１３．１〜１３．３に配置された真空切換セル６．１〜６．６の固定接点９．１〜９．６は、それぞれ撚線２０．１〜２０．６を用いて、支持プレート５にねじ止めされて、図示されていない遷移リアクトル又は遷移抵抗と電気的に接続されている。リアクトル型切換方式では、遷移リアクトルが配備され、抵抗高速切換方式では、遷移抵抗が配備されている。これらの真空切換セル６．１〜６．６の可動式切換接点８．１〜８．６は、それぞれローラ２２．１〜２２．６を備えたロッキングアーム構成２１．１〜２１．６と機械的に作用する形で接続されている。この負荷時タップ切換器１を取り付けた状態では、真空切換セル６．１〜６．６の可動式切換接点８．１〜８．６は、それに対応する相の可動式セレクタ接点１２．１〜１２．２と電気的に接続されている。これらの対応するローラ２２．１〜２２．６は、スライドカートリッジ１３．１〜１３．３の長手方向の滑動時に、シフトゲート付レール２３．１〜２３．３の輪郭に沿って転動し、そのため、各ロッキングアーム構成２１．１〜２１．６は、それに対応する真空切換セル６．１〜６．６の対応する可動式切換接点８．１〜８．６をシフトゲート付レール２３．１〜２３．３の輪郭に応じて断続する、即ち、開閉接続する。この場合、この図面では、固定セレクタ接点１０．３〜１０．５しか見えない固定セレクタ接点１０．１〜１０．５は、支持プレート５に直に配置されており、ここでは図示されていない支持プレート５の反対側で、タップ変成器の制御巻線の対応する巻線タップと電気的に接続されている。
【００２１】
要約すると、本発明による負荷時タップ切換器１は、従って、リアクトル型切換方式でも抵抗高速切換方式でも使用可能であることを立証できた。基本とする切換方式に応じて、ここに図示された５個の固定セレクタ接点１０．１〜１０．５の場合、リアクトル型切換方式で９個の停止操作位置が許容される一方、抵抗高速切換方式により構成された本発明による負荷時タップ切換器１では、５個の停止操作位置だけが許容される。
【００２２】
本発明による負荷時タップ切換器は、特に有利には、ローカル配電網の電圧制御用配電変圧器で使用することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１    負荷時タップ切換器
２    伝動モジュール
３    モータ駆動部
４    密閉モジュール
５    支持プレート
６．１〜６．６    真空切換セル
７．１〜７．３    セレクタ接点ユニット
８．１〜８．６    可動式切換接点８．１
９．１〜９．６    固定接点
１０．１〜１０．５  固定セレクタ接点
１１．１〜１１．３  接点支持体
１２．１，１２．２  可動式セレクタ接点
１３．１〜１３．３  スライドカートリッジ
１４    レール
１５    ねじ付スピンドル
１６．１〜１６．３  スピンドルナット
１７．１〜１７．２  管継手
１８    アングルトランスミッション
１９    絶縁シャフト
２０．１〜２０．６  撚線
２１．１〜２１．６  ロッキングアーム構成
２２．１〜２２．６  ローラ
２３．１〜２３．３  シフトゲート付レール
【図１】
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【図２】
2015515138.tif 000004
【国際調査報告】
2015515138.tif 000005
2015515138.tif 000006
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2015515138.tif 000008
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