LOAD SELECTOR FOR TAPPED TRANSFORMERS

Abstract: 1. A load selector for tapped transformers for changing over from one tapping to the next one, comprising fixed step contacts (2, 3) which are arranged in a circle and connected to the tappings and switching contacts (5, 6, 7) from three current branches on a common contact carrier (4) which contacts can be simultaneously swivelled along the arc of a circle, - wherein all switching contacts (5, 6, 7) in each case carry the potential of the same step contact (2, 3) in their rest position, - wherein during swivelling of the contact carrier (4), the central switching contact (5) is substantially only moved in the radial direction in relation to the contact carrier (4), - wherein during swivelling of the contact carrier (4) the two outer switching contacts (6, 7) are swivelled in relation to the contact carrier (4) on levers (14, 12) which are positioned on the contact carrier (4), and - wherein the movements of the switching contacts (5, 6, 7) in relation to the contact carrier (4) are controlled by the step contacts (2, 3) which simultaneously constitute cams, characterised in - that each of the two outer switching contacts (6, 7) is supported by the free end of an arm of a two-armed lever (14, 12), - that the ends of the other arms of said two-armed levers (14, 12) are mechanically coupled to one another (16, 17) in such a manner, - that in the rest position of the contact carrier (4), the two outer switching contacts (6, 7) are swivelled to the flanks of the respectively selected fixed step contact (2, 3) by means of spring force (18), and - that when one of the two outer switching contacts (6, 7) runs up on to a fixed step contact (2, 3) the lever arms supporting the outer switching contacts (6, 7) are swivelled in opposite directions against the spring force (18) and the lever arms (14, 12) supporting the outer switching contacts (6, 7) are thereby spread out from the central switching contact (5).

Description: Lastwähler für Stufentransformatoren Die Erfindung betrifft lastwähler für Stufentransfor- matoren zum Umschalten von einer Anzapfung zur nächsten mit auf einem Kreis angeordneten mit den Anzapfungen verbundenen festen Stufenkontakten und mit auf dem Kreisbogen gleichzeitig verschwenkbaren Schaltkontakten von drei Stromzweigen auf einem gemeinsamen Kontaktträger. FLUr derartige Lastwähler ist es durch die europäische Patentanmeldung 0 029 467 bekannt, dass alle Schaltkontakte in ihrer Ruhestellung jeweils das Potential desselben Stufenkontaktes führen, dass beim Verschwenken des Kontaktträgers der mittlere Schaltkontakt gegenüber dem Kontaktträger im wesentlichen nur in radialer Richtung bewegt ist und dass beim Verschwenken des Kontaktträgers die beiden äusseren Schaltkontakte auf an dem Kontaktträger gelagerten Hebeln gegenüber dem Kontaktträger verschwenkt werden, wobei die Bewe- gungen der Schaltkontakte gegenüber dem Kontaktträger von den gleichzeitig Nocken darstellenden festen Stufenkontakten gesteuert sind. Ublicherweise liegen die jeweils äusseren Schaltkontakte mit Je einem Uberschaltwiderstand in Reihe. Dadurch ergibt sich die sogenannte Fahnenschaltung, die hinsichtlich der an den Einzelkontakten Jeweils beherrschten Schaltleistung besonders günstig ist. In der Ruhestellung dieses bekannten Lastwählers fliesst der Betriebsstrom des Transformators von einem fest stehenden Kontakt über den in der Mitte liegenden Hauptschaltkontakt, während die beiden äusseren Schaltkontakte Widerstandskontakte darstellen und in der Ruhestellung des Lastwählers stromlos sind. Zur Gewährleistung einer unterbrechungsfreien Umschaltung muss in einer Zwischenstellung jeweils ein Widerstandskontakt früher auf den bis dahin den Strom führenden festen Kontakt auflaufen als der Hauptschaltkontakt von diesem festen Kontakt abläuft. Entsprechend muss vor dem Ablauf des den Strom führenden Widerstandskontaktes von dem bis dahin den Strom führenden festen Kontakt der zweite Widerstandskontakt bereits den folgenden festen Kontakt berühren. Um diese Bedingungen zu erfüllen, muss hierbei die Breite der festen Kontakte grösser als der halbe Abstand von Widerstandskontakte darstellenden Kontakt rollen sein und muss der Abstand dieser Kontaktrollen grösser als der Abstand zweier benachbarter fester Kontakte sein. Aus diesen Bedingungen ergibt sich Jedoch, dass die Schlagweite in Ruhestellung zwischen je einem Widerstandskontakt und dem Jeweils benachbarten feststehenden Kontakt relativ klein ist, bezogen auf den Mittenabstand zweier benachbarter feststehender Kontakte. Zur Beherrschung von möglichst hohen Betriebsspannungen sind Jedoch möglichst grosse Schlagweiten, d.h. möglichst grosse Abstände zwischen den Kontaktrollen und den benachbarten jeweils keinen Strom führenden festen Kontakten erforderlich. Um günstige Bedingungen zu erreichen, sind bei der Anordnung gemäss der obengenannten europäischen Anmeldung die Widerstandskontakte schwenkbar ausgefuhrt, wobei bei einer Bewegung des beweglichen Kontaktsystems nach einer Seite der von der anderen Seite her gegen den feststehenden Kontakt stossende Widerstandskontakt beim Berühren mit dem feststehenden Kontakt von dem mittleren Schaltkontakt abgeschwenkt wird. Dadurch ergibt sich fUr die Zwischenstellung beim Schalten des bekannten Lastwählers zwischen dem ausgeschwenkten Widerstandsschaltkontakt und dem in der Mitte liegenden Hauptschaltkontakt ein grdsserer Abstand als in der Ruhestellung. Dies führt für einen bestimmten angenommenen Durchmesser des Kontaktsystems zu einer grösseren Schlagweite in Ruhestellung als durch Kontaktanordnungen mit nicht schwenkbaren Widerstandskontakten erreichbar sind. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde für Lastwähler eine Kontaktanordnung zu scha < ten, die bei gegebenem Durchmesser des Kontaktsystems eine weitere Vergrdsserung der Schlagweite zwischen den Schaltkontakten und den jeweils benachbarten gerade keinen Laststrom SUhrenden festen Kontakte ermöglicht, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelost, - dass Jeder der beiden äusseren Schaltkontakte vom freien Ende eines Armes Je eines zweiarmigen Hebels getragen ist, - dass die Enden der anderen Arme dieser zweiarmigen He bei mechanisch miteinander so gekuppelt sind, - dass die beiden äusseren Schaltkontakte in Ruhestellung des Kontaktträgers durch Federkraft bis an die Flan ken des Jeweils angewählten festen Stufenkontaktes ge schwenkt sind und - dass beim Auflaufen von einem der beiden äusseren Schalt kontakte auf einen festen Stufenkontakt die die äu sseren Schaltkontakte tragenden Hebelarme gegen die Federkraft in einander entgegengesetzten Richtungen verschwenkt werden und dabei die die äusseren Schalt kontakte tragenden Hebelarme von dem mittleren Schalt kontakt abges#:eizt sind. Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abstand der äusseren Schaltkontakte in auseinandergespreizter Lage während eines Schaltvorganges etwa 25% grösser ist als in der Ruhestellung und dass die die äusseren Schaltkontakte tragenden Hebel um symmetrisch zum mittleren Schaltkontakt angeordnete Achsen schwenkbar sind. Weitere Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung bestehen darin, dass die beiden die äusseren Schaltkontakte tragenden Hebel einander gleich und an beiden Armen ga belförmig sind und Über zwei kongruent oder symmetrisch zueinander ausgebildete in Achsrichtung gegeneinander verschobene Koppeleinrichtungen mit Spiel miteinander gekuppelt sind, wobei die Schaltkontakte selbst als Rollen ausgebildet sind. Dabei ist der mittlere Schaltkontakt zweckmässig von einem um eine der beiden die zweiarmigen Hebel führenden Achsen schwenkbaren einarmigen Hebel getragen, und stützt sich Über eine den Kontaktdruck erzeugende Feder am Kontaktträger ab. Nach zweckmässigen Weiterbildungen der Erfindung ist vorgesehen, dass die die Hebel führenden Achsen in einem grösseren Abstand an den festen Stufenkontakten vorbei geführt sind als die Achsen der die Schaltkontakte darstellenden Rollen und dass die Oberfläche der festen Stufenkontakte in Richtung auf die Schwenkachse des Kontaktträgers vorgewölbt ist. Die erfindungsgemässe Kontaktanordnung ist ftir Lastwäh ler sehr vorteilhaft, weil einerseits durch die Kupplung der die äusseren Schaltkontakte tragenden zweiarmigen Hebel der Abstand der äusseren Schaltkontakte während eines Schaltvorganges verhältnismässig gross ist, und dadurch grosse Abstände zwischen den festen Kontakten Uberbrückbar sind, und weil andererseits durch das Anliegen der äusseren Schaltkontakte an dem Jeweils angewählten festen Kontakt in Ruhestellung grosse Abstände zwischen den bewegbaren Schaltkontakten und den diesen Jeweils benachbarten festen Kontakten eingehalten sind. Ein Ausftlhrungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 bis 7 zeigen eine erfindungsgemässe Kontaktan ordnung in den nacheinander durchlaufenen Stellungen während einer Umschaltung. Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch eine derartige Kontakt anordnung entlang der die Kontaktrollenachsen und die Schwenkachsen der Hebel miteinander ver bindenden Ebenen. Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Auf der Innenseite eines nur ausschnittsweise im Schnitt dargestellten Isolierzylinders 1 sind auf einem Kreis mit untereinander gleichen Abständen feste Stufenkontakte angeordnet, von denen nur die beiden Stufenkontakte 2 und 3 in dem dargestellten Ausschnitt liegen. Die Stufenkontakte 2 und 3 sind mit ihnen zugeordneten Anzapfungen einer Fe instufenwi cklung eines Transformators elektrisch verbunden. Ein Kontaktträger 4 mit Schaltkontakten 5, 6 und 7 ist um die Achse des Isolierzylinders 1 schwenkbar. In den Ruhestellungen des Kontaktträgers 4 liegt der Schalt kontakt 5 an jeweils einem der Stufenkontakte an. Beispielsweise in der Stellung gemäss Fig. 1 an dem Stufenkontakt 2 und in der Stellung gemäss Fig. 7 an dem Stufenkontakt 3. Im Ausführungsbeispiel sind die Schaltkontakte 5, 6 und 7 als Rollen ausgeführt und auf Achsen 8, 9 und 10 gelagert. Die den Schaltkontakt 5 fÜhrende Achse 8 ist von einem einarmigen Hebel 11 getragen, der seinerseits gemeinsam mit einem den Schaltkontakt 7 tragenden zweiarmigen Hebel 12 schwenkbar auf einer Achse 13 sitzt. Ein weiterer zweiarmiger Hebel 14 trägt den Schaltkontakt 6 und sitzt auf einer Achse 15. Die den Schaltkontakt 6 bzw. 7 gegenüberliegenden Arme der Hebel 14 bzw. 12 sind so miteinander gekuppelt, dass sie sich gegenseitig in Jeweils entgegengesetztem Drehsinn mitnehmen. Als Kupplung dienen in Schlitze 17 mit Spiel eingreifende Bolzen 16 oder miteinander kämmende Zahnradsegmente. Zur Unterbringung der Schaltkonakte 5, 6 und 7 sowie von diese belastende Federn sind sowohl die Arme der Hebel 12 und 14 als auch der Hebel 11 gabelförmig ausgefÜhrt. Federn 18 ziehen die miteinander gekuppelten Enden der Hebel 12 und 14 so in den Kontaktträger 4, dass die die Schaltkontakte 6 und 7 tragenden Arme der Hebel 12 und 14 ständig mit einem I4oment in Richtung auf den Schaltkontakt 5 belastet sind. Der Schaltkontakt 5 seinerseits ist in Richtung auf den Isolierzylinder 1 durch eine nicht dargestellte Feder belastet und ist aufgrund der geometrischen Anordnung des Hebels 11 innerhalb des Kontaktträgers 4 im wesentlichen nur in radialer Richtung des Isolierzylinders 1 bewegbar. Blattfedern 19 trtokon in Achsrichtung au: die die Schaltkontakte 5, 6 und 7 führenden Achsen 8, 9 und 10 und gewährleisten einen niederohmigen Anschluss der Schaltkontakte an deren Ableitungen, Ausgehend von einer Lastwählerstellung gemäss Fig. 1 wird beim Umschalten des Schaltkontaktes 5 voK dem Stufenkontakt 2 auf den Stufenkontakt 3 der Schaltkontakt 7 beim Auflaufen auf den Stufenkontakt 2 angehoben und schwenkt dabei den zweiarmigen Hebel 12 im Uhrzeigersinn. Gleichzeitig wird durch den Eingriff der Bolzen 16 in die Schlitze 17 der zweiarmige Hebel 14 entgegen dem Uhrzeigersinn um seine Achse 15 geschwenkt und hebt dabei den Schaltkontakt 6 an. Fig. 2 zeigt die Stellung kurz bevor der Schaltkontakt 7 ganz auf den Stufenkontakt 2 aufgelaufen ist. Gleichzeitig besteht Jedoch bis hierher noch immer der Kontakt zwischen dem Schaltkontakt 5 und dem Stufenkontakt 2. Im weiteren Verlauf der Umschaltung läuft der Schaltkontakt 5 von dem Stufenkontakt 2 ab und der Last strom wird vom Schaltkontakt 7 Ubernommen. Infolge der Schwenkbewegungen der zweiarmigen Hebel 12 und 14 sind die Schaltkontakte 6 und 7 weit von dem mittleren Schaltkontakt 5 abgespreizt, so dass beim Ablaufen des Schaltkontakts 5 vom Stufenkontakt, wie Fig. 3 zeigt, der Schaltkontakt 6 bereits unmittelbar vor dem Stufenkontakt 3 steht. Beim folgenden Auflaufen des Schaltkontaktes 6 auf den Stufenkontakt 3 haben, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, die beiden äusseren Schaltkontakte 6 und 7 Kontakt mit den beiden einander benachbarten Stufenkontakten 2 und 3. Dadurch ist der zwischen den Stufenkontakten 2 und 3 liegende Wicklungsteil des nicht dargestellten Trans- formators kurzgeschlossen und es fliesst ein entsprechender Stufenkurzschlussstrom. Die Höhe dieses Stufenkurzschlussstromes wird in üblicher Weise durch nicht dargestellte mit den Schaltkontakten 6 und 7 elektrisch in Reihe liegenden Uberschaltwiderständen auf ein vertretbares Mass begrenzt. Schon sehr kurze Zeit nach dem Auflaufen des Schaltkontaktes 6 auf den Stufenkontakt 3 läuft der Schaltkontakt 7 vom Stufenkontakt 2 ab, und unterbricht dadurch den Stufenkurzschluss. Bei dieser in Fig. 5 dargestellten Position führt allein der Schaltkontakt 6 den Laststrom. Im weiteren Verlauf wird jedoch sehr schnell die Position gemäss Fig. 6 erreicht, in der der mittlere Schaltkontakt 5 mit dem Stufenkontakt 3 in Verbindung kommt, und den Laststrom vom Schaltkontakt 6 abzieht. während der Schaltkontakt 5 auf die Mitte des Stufenkontakts 3 weiterläuft, rollt der Schaltkontakt 6 Über die Kante des Stufenkontaktes 3, so dass der zweiarmige Hebel 14 durch die ihn belastende Feder 18 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Dabei wird durch die Kupplung Über die Bolzen 16 und die Schlitze 17 der zweiarmige Hebel 12 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, so dass die Schaltkontakte 6 und 7 die in Fig. 7 dargestellte Position neben dem Stufenkontakt 3 einnehmen. Die einzelnen Schaltkontakte 5, 6 und 7 sollen jeweils beim Unterbrechen des Schaltlichtbogens bei einer Kontakttrennung eine möglichst hohe Schaltleistung beherrschen. Vorteilhaft hierfür ist, dass die Kontakttrennung mit möglichst hoher Geschwindigkeit erfolgt, damit in ausreichend kurzer Zeit ein genügend grosser Kontaktabstand erreicht wird. Im Hinblick hierauf ist es vorteilhaft, die Stufenkontakte 2 und 3 in Richtung auf die Achse dus Isolierzylinders 1 vorzuwölben, so dass die Schwenkbewegung der zweiarmigen Hebel am Ende einer Umschaltung bereits frther einsetzt als der je- wellige der äusseren Schaltkontakte 6 und 7 Uber die Kante des gerade von ihm bestrichenen Stufenkontaktes abläuft. 8 Patentansprüche 8 Figuren

Claims: PPtentansDrUche 1. Lastwähler für Stufentransformatoren zum Umschalten von einer Anzapfung zur nächsten mit auf einem Kreis angeordneten, mit den Anzapfungen verbundenen festen Stufenkontakten (2, 3) und mit auf dem Kreisbogen gleichzeitig verschwenkbaren Schaltkontakten (5, 6, 7) von drei Stromzweigen auf einem gemeinsamen Kontaktträger (4), - wobei alle Schaltkontakte (5, 6, 7) in ihrer Ruhe stellung Jeweils das Potential desselben Stufenkon taktes -(2, 3) führen, - wobei beim Verschwenken des Kontaktträgers (4) der mittlere Schaltkontakt (5) gegenüber dem Kontaktträ ger (4) im wesentlichen nur in radialer Richtung be wegt ist, - wobei beim Verschwenken des Kontaktträgers (4) die beiden äusseren Schaltkontakte (6, 7) auf an dem von taktträger (4) gelagerten Hebeln (14, 12) gegenüber dem Kontaktträger (4) verschwenkt werden und - wobei die Bewegungen der Schaltkontakte (5, 6, 7) gegenüber dem Kontaktträger (4) von den gleichzeitig Nocken darstellenden festen Stufenkontakten (2, 3) gesteuert sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, - dass Jeder der beiden äusseren Schaltkontakte (6, 7) vom freien Ende eines Armes je eines zweiarmigen He bels (14, 12) getragen ist, - dass die Enden der anderen Arme dieser zweiarmigen He bel (14, 12) mechanisch miteinander so gekuppelt (16, 17) sind, - dass die beiden äusseren Schaltkontakte (6, 7) in Ruhe stellung des Kontaktträgers (4) durch Federkraft (18) bis an die Flanken des Jeweils angewählten festen Stufenkontaktes (2, 3) geschwenkt sind und - dass beim Auflaufen von einem der beiden äusseren Schalt kontakte (6, 5j auf einen festen Stufenkontakt (2,3) die die äusseren Schaltkontakte (6, 7) tragenden He belarme gegen die Federkraft (18) in einander ent gegengesetzten Richtungen verschwenkt werden und da bei die die äusseren Schaltkontakte (6, 7) tragenden Hebelarme (14, 12) von dem mittleren Schaltkontakt (5) abgespreizt sind. 2. Lastwähler nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Abstand der äusseren Schaltkontakte (6, 7) in auseinandergespreizter Lage während eines Schaltvorganges mindestens 25 grösser ist als in der Ruhestellung. 3. Lastwähler nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die die äusseren Schaltkontakte (6, 7) tragenden Hebel (14, 12) um symmetrisch zum mittleren Schaltkontakt (5) angeordnete Achsen (15, 13) schwenkbar sind. 4. Lastwähler nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die beiden die äusseren Schaltkontakte (6, 7) tragenden Hebel (14, 12) einander gleich und an beiden Armen gabelförmig sind und Über zwei kongruent oder symmetrisch zueinander zum mittleren Schaltkontakt (5) ausgebildete Koppeleinrichtungen (16, 17) mit Spiel miteinander gekuppelt sind. 5. Lastwähler nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Schaltkontakte (5, 6, 7) als Rollen ausgebildet sind. 6. Lastwähler nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der mittlere Schalt kontakt (5) von einem um eine der beiden die zweiarmigen Hebel (14) fÜhrenden Achsen (15) schwenkbaren einarmigen Hebel (11) getragen ist und sich Uber eine den Kontaktdruck erzeugende Feder am Kontaktträger (4) abstUtzt. 7, Lastwähler nach Anspruch 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die die Hebel (11, 12, 14) führenden Achsen (13, 15) in einem gröBeren Abstand an den festen Stufenkontakten (2, 3) vorbeigeführt sind als die Achsen (8, 9, 10) der die Schaltkontakte (5, 6, 7) darstellenden Rollen. 8. Lastwähler nach Anspruch 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Oberfläche der festen Stufenkontakte (2, 3) in Richtung auf die Schwenkachse des Kontaktträgers (4) vorgewtslbt ist.

Inventors: WIDMANN, WERNER
Applicants: TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1984
Main classification: H01F29
IPC codes: H01H9, H01F29