LOAD CHANGER FOR TAPPED TRANSFORMERS

Abstract: 1. Selector switch for tapped transformers for switching over from one tapping to the next, having fixed contacts (1) arranged on a circle and connected to the tappings, and having switching contacts (3, 4, 5) for three branch circuits on a common contact carrier, which switching contacts can be rotated at the same time on the circle and are represented by rollers, whereby : all the switching contacts (3, 4, 5) carry in their resting position the potential in each case of the same step contact (1), when the contact carrier is rotated, the switching contacts (3, 4, 5) loaded with spring force (12, 14) are moved, with regard to the contact carrier, essentially only in the radial direction, and the movements of the switching contacts (3, 4, 5) with regard to the contact carrier are controlled by the fixed step contacts (1) representing at the same time cams, characterised in that : the contact carrier has guide rails (6) aligned radially to the circle of the step contacts (1), for at least two contact slides (9, 13), a first contact slide (13) carries a main switching contact (3), and another contact slide (9) carries two resistance contacts (4, 5) flanking on both sides the main switching contact (3) in the direction of rotation, movements, occurring in operation, of the contact slides (9, 13) in opposite directions on the guide rails (6) are limited in both directions by limit stops (15, 16) on the contacts slides (15, 16) themselves, so that, when the limit stops (9, 13) lie next to each other, in each case all the spring forces (12, 14) assigned to the switching contacts (3, 4, 5) load the one switching contact (3, 4, 5) which is just carrying current, and the guide rails (6) and the contact slides (9, 13) engage with one another, guiding each other.

Description: Lastwähler für Stufentransformatoren Die Erfindung betrifft Lastwähler für Stufentransformatoren zum Umschalten von einer Anzapfung zur nächsten mit aüf einem Kreis angeordneten, mit den Anzapfungen verbundenen, festen Stufenkontakten und mit auf dem Kreis gleichzeitig verschwenkbaren, von Kontaktrollen dargestellten Schaltkontakten von drei Stromzweigen auf einem gemeinsamen Kontaktträger. Für 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 Verschwen ken 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 aug an dem Kontaktträger gelagerten Hebeln ge genüber dem Kontaktträger verschwenkt werden, wobei die Bewegungen der Schaltkontakte gegenüber dem Kontaktträger von den gleichzeitig Nocken darstellenden festen Stufenkontakten gesteuert sind. Durch die DE-PS 29 14 928 ist für Lastwähler auch schon eine Anordnung bekannt, bei der die ebenfalls von Rollen dargestellten, beweglichen Kontakte im Knickpunkt von winkelförmigen Hebeln gelagert sind. Auch bei dieser Anord#ung#dienen die Festkontakte als Nockenbahn zur Steuerung der Bewegung der Kontaktrollen quer zu ihrer Schaltbewegung. Jeder der die Kon ktrollen tragenden winkelförmigen Hebel ist mit dem azide eines Schenkels auf dem verschwenkbaren Kontaktträger gelagert und trägt an dem Jeweils anderen Schenkel eine Schraubenfeder zur Erzeugung der erforderlichen Kontaktkraft zwischen den Kontaktrollen und den jeweils von diesen bestrichenen Festkontakten. Ublicherweise liegen bei Iaastwählern die Jeweils äusse- ren 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 der bekannten Lastwähler fliesst der Betriebsstrom des Transformators von einem feststehenden Kontakt Über den in der Mitte liegenden Hauptschaltkontakt, während die beiden äusseren Schaltkontakte Widerstandskontakte darstellen und in der Ruhestellung des Lastwählers stromlos sind. Zur Ge- währleistung einer unterbrechungsfreien Umschaltung muss während des Verstellvorganges in Jeder Zwischenstellung mindestens einer der beweglichen Schaltkontakte an einem feststehenden Kontakt anliegen. Das heisst, es muss in einer Zwischenstellung Jeweils ein Widerstandskontakt früher auf den bis dahin stromfüh- renden festen Kontakt auflaufen, als der Hauptschaltkontakt von diesem festen Kontakt abläuft. Entsprechend muss vor dem Ablauf des strolfuhranden Widerstandskontaktes von dem bis dahin stromführenden festen Kontakt der zweite Widerstandskontakt bereits den folgenden festen Kontakt berühren. Um diese Bedingungen#rfüllen, muss hierbei die Breite der festen Kontakte grösser als der halbe Abstand von Widerstandskontakte darstellenden Kontaktrollen sein und muss der Abstand dieser Kontaktrollen grösser als der Abstand zweier benachbarter, fester Kontakte sein. Nachteilig ist bei der erstgenannten Kontaktanordnung der verhältnismässig sperrige Aufbau, der einen Einsatz beim Auftreten von sehr hohen Betriebsspannungen zusätzlich erschwert. Die Kontaktanordnung mit auf Winkelhebeln gelagerten Kontaktrollen ist insofern unbefriedigend, als sie unterschiedliche Nockenbahnen zur Steuerung der einzelnen, demselben Kontaktträger zugeordneten Kontakte erfordert. Hieraus folgt ein ver hältnismässig grosser Fertigungsaufwand, der durch den Zwang zur Berücksichtigung der auftretenden möglichen Fertigungstoleranzen noch vergrössert wird. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für Lastwähler eine Kontaktanordnung zu schaffen, die kompakt aufgebaut und eine nach aussen weitgehend glattflächige Bauweise für den Kontaktträger und die festen Kontakte ermöglicht, und gleichzeitig auch grössere Fertigungstoleranzen zulässt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss für einen Lastwäh ler der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass der Kontaktträger radial im Kreis der Stufenkontakte ausgerichtete Ftllirungsschienen für mindestens zwei Kontaktschlitten aufweist, dass ein erster Kontaktschlitten einen Hauptschaltkontakt und mindestens ein anderer Kontaktschlitten zwei den Hauptschaltkontakt in Schwenkrichtung beidseitig flankierende Widerstandskontakte tragf#d80 betriebsmässig auftretende, gegenläufige Bewegungen der Kontakt schlitten auf den Müuwlgsschienen durch Anschläge an den Kontakt schlitten selbst in beiden Richtungen begrenzt sind, so dass beim Aneinanderliegen der Anschläge Jeweils alle den Schaltkontakten zugeordneten Federkräfte den gerade stromführenden Schaltkontakt belasten, und dass die Führungsschienen und die Kontaktschlitten teleskopartig ineinandergreifen. Nach zweckmässigen Weiterbildungen der Erfindung ist vorgesehen, dass der den Hauptschaltkontakt tragende Kontaktschlitten zwischen zwei FUhrungsschienen angeordnet ist und dass ein diese Anordnung umfassender kastenartiger Kontaktschlitten für die zwei Widerstandskontakte als gemeinsamer Träger dient. Dabei greifen quer zur Schwenkrichtung von dem den Hauptschaltkontakt tragenden Kontakt schlitten vorstehende Zapfen in Langlöcher in dem kastenartigen Kontakt schlitten ein und stellen zusammen mit den Enden der Langlöcher die Anschläge zur Begrenzung der Schlittenbewegungen in radialer Richtung dar. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, dass Jeder der Kontaktschlitten durch Federkraft ständig radial nach aussen gedrÜckt wird, dass an mindestens einer FUhrungsschiene ein Endanschlag für den kastenartigen Kontaktschlitten vorgesehen ist, der den Kontakt schlitten während der Montage vor dem Abgleiten von den Ftlhrungsschienen sichert. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, dass der Hauptschaltkontakt aus zwei in Schaltrichtung räumlich hintereinander angeordneten Kontaktrollen auf beb em für sich verschiebbaren Kontaktschlitten besteht und/oder dass die Kontaktschlitten sich untereinander und an den Ftllirungsschie- nen Über Wälzlager abstützen. Die erfindungsgemässen Merkmale ermöglichen einen sehr vorteilhaften, einfachen Aufbau für einen Last wähler, weil sich in Ruhestellung und im ersten Teil des Umschaltvorganges, der Hauptschaltkontakt und der diesem zugeordnete Schaltschlitten am festen Kontakt abstützen und weil solange keine der beiden Widerstandskontaktrollen einen der festen Kontakte berührt, sich der Schaltschlitten der Widerstandskontakte am Schaltschlitten der Hauptschaltkontakte radial abstützt. Sobald jedoch die Kontaktrolle des Hauptschaltkontaktes vom festen Kontakt abgelaufen ist, stützt sich der Schaltschlitten des Hauptschaltkontaktes am Schaltschlitten der Widerstandskontakte radial ab, so dass beide Schaltschlitten dann sich radial über die gerade einen festen Kontakt berührende Widerstandskontaktrolle abstützen. Während des gesamten Umschaltvorganges werden also die beiden Schaltschlitten, jeweils durch die im jeweiligen Augenblick auf festen Kontakten aufliegenden Kontaktrollen, in ihrer radialen Lage abgestützt0 Hierdurch ergeben sich zwei wesentliche Vorteile dieses Systems, indem sowohl Fertigungstoleranzen als auch durch die Lichtbögen beim Schalten entstehender Kontaktabbrand durch das sich jeweils selbst radial nachjustierende System ausgeglichen werden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch den Kontaktträger eines erfindungsgemässen Lastwählers. Fig. 2 bis 4 sind Seitenansichten des Kontaktträgers in aufeinanderfolgenden Schaltstellungen. #inander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit ien gleichen Bezugszeichen versehen. ?este Stufenkontakte 1 sind in nicht näher dargestellter, bekannter Art und Weise auf einem Kreis angeord nest, wobei sie von einen zylindrischen Käfig bilden < n Isolierstäben oder einem Isolierzylinder getragen wind¯ Die festen Stufenkontakte 1 sind galvanisch mit Anzapfungen einer Feinstufe#ck1ung verbunden. An jeweils einem der Stufenkontakte 1 liegt im Ruhezustand ein Hauptschaltkontakt, der seinerseits wiederum mit einer Lastleitung galvanisch verbunden ist. Der Hauptschaltkontakt 3 ist von einer auf einer Achse 10 drehbar gelagerten Rolle gebildet und zusammen mit einem Kontaktschlitten 13 zwischen Fürungsschienen 6 in radialer Richtung bis zur Berührung der Rolle mit dem Stufenkontakt 1 mittels einer Feder 14 verschieb- bar. Die Führungsschienen 6 sind Teile eines Gestells 11, das wiederum von einem zentrisch zu dem Käfig angebrachten Isolierrohr 2 getragen ist. Das Isolierrohr 2 wird in nicht dargestellter Art und Weise über ein schrittweise arbeitendes Schaltgetriebe gedreht. Das Gestell 11 mit den Führungsschienen 6 sowie der Kontaktschlitten 13 sind von einem kastenartig ausgebildeten Kontaktschlitten 9 umfasst. Der Kontaktschlitten 9 trägt auf in ihm befestigten Achsen 10 den Hauptschaltkontakt 3 in Richtung der Schaltbewegung flankierende Widerstandskontakte 4 und 5. Auch die Widerstandskontakte 4 und 5 sind als Rollen ausgebildet. Jeder der Widerstandskontakte 4 und 5 bildet üblicherweise mit je einem Uberschaltwiderstand eine Reihenschaltung, die ihrerseits jeweils parallel zum Hauptschaltkontakt 3 liegt, so dass sie bei bestimmten Schaltstellungen den Laststrom zwischen einem bzw. kurzzei.lg zwei Stufenkontakten 1 und der nicht dargestellten Lastleitung führt. Der kastenartig ausgebildete Kontaktschlitten 9 wird durch Druckfedern 12 in Richtung auf die festen Stu fenkontakte 1 geschoben. Zur Begrenzung dieser Bewegung dienen quer zur Schaltrichtung von dem Kontaktschlitten 13 vorstehende Zapfen 16, die in Langlöcher 15 in dem Kontaktschlitten 9 eingreifen. Dadurch wird in der in Fig. 2 dargestellten Ruhestellung der Schaltschlitten 9 radial abgestützt und die von der Druckfeder 14 auf den Hauptschaltkontakt 3 ausgeübte Kontaktkraft durch Addition der von den Druckfedern 12 erzeugten Kräfte vergrössert.¯# Zur Verhinderung des Abgleitens der Kontaktschlitten 9 und 13 von den FUhrungsschienen 6 des Gestells 11 vor dem Einbau der Kontaktanordnung in den von den Isolierstäben gebildeten, die festen Stufenkontakte 1 tragenden Käfig sind an dem Ende wenigstens einer der FUhrungsschienen 6 Endanschläge 17 vorgesehen, die die radiale Verschiebung des Kontaktschlittens 9 begrenzen und dadurch indirekt über die in die Langlöcher 15 ragenden Zapfen 16 auch den Kontaktschlitten 13 halten. Bei einer Umschaltung, z.B. durch Schwenken des Isolierrohrs 2, rollt zunächst lediglich der Hauptschaltkontakt 3 auf der üblicherweise ballig gestalteten Kon taktfläche des festen Stufenkontakts 1 zur Seite. Bevor jedoch der Hauptsch.aCtkontakt 3 von dem gerade strom führenden festen Stufenkontakt 1 abläuft, wird dieser z.B. von dem Widerstandskontakt 4 erreicht, der auf den festen Stufenkontakt 1 aufläuft und dabei den Kon taktschlitten 9 gegen die Kraft der Druckfedern 12 in Richtung auf die Drehachse des Isolierrohrs 2 verschiebt und gleichzeitig den Anschlag zwischen den Zapfen 16 und den Langlöchern 15 aufhebt. Bei dieser in Fig. 3 dargestellten Schaltstellung fliesst der Laststrom noch immer über den Hauptschaltkontakt 5, weil dieser die Reihenschaltung aus dem Widerstandskontakt 4 mit einem Überschaltwiderstand noch kurzschliesst. Erst nach dem vollständigen Abrollen des Hauptschaltkon takts 3 von dem stromführenden festen Stufenkontakt 1 wird der Laststrom von dem Widerstandskontakt 4 Über- nommen. Bei dieser Schaltstellung stützt sich der Kontaktschlitten 13 mit seinen Zapfen 16 am äusseren Ende der Langlöcher 15 ab, so dass die Kraft der Druckfeder 14 nunmehr zur Erhöhung der Kontaktkraft für den Widerstandskontakt 4 beiträgt. Bevor der den Laststrom führende Widerstandskontakt 4 von dem festen Stufenkontakt 1 abrollt, trifft der Widerstandskontakt 5 auf den nächsten festen Stufenkontakt 1, der nach Abschluss der Stufenschaltung den Laststrom zu übernehmen hat. Dabei fliesst für die sehr kurze Zeit, in der beide Widerstandskontakte 4 und 5 an festen Stufenkontak- ten 1 gleichzeitig anliegen, zwischen den Widerstandakontakten 4 und 5 ein durch die ttberschaltwider stände begrenzter Ausgleichsstrom. Im weiteren Verlauf der Umschaltung, während der der Widerstandskowtakt 5 auf den neu angewGhlten festen Stufenkontakt 1 aufläuft, wird die Verbindung zwischen dem Widerstandskontakt 4 und dem bis dahin stromSUh- renden festen Stufenfmn'takt 1 aufgehoben. Erst nachdem diese Unterbrechung erfolgt ist, erreicht der Hauptschaltkontakt 3 den festen Stufenkontakt 1, auf dem der Wi. > erstandskontakt 5 liegt. Dadurch wird die Reihenschaltung aus dem Widerstandskontakt 5 und dem zugehörigen nicht dargestellten Uberschaltwiderstand kurzgeschlossen und der Laststrom kommutiert wieder auf den Hauptschaltkontakt 3. Nach Abschluss der Stufenschaltung befinden sich wieder beide Widerstandskontakte 4 und 5 neben dem dann den Strom führenden festen Stufenkontakt 1, so dass sie wiederum zusammen mit dem Kontakt schlitten 9 durch die Druckfedern 12 radial soweit nach aussen geschoben sind, dass die Zapfen 16 an den inneren Enden der Langlöcher 15 anliegen und die Federkräfte der Druckfedern 12 zur Erhöhung der Kontaktkraft für den Hauptschaltkontakt 3 beitragen. Bei sehr grossen Lastströmen oder bei sehr breiten, festen Stufenkontakten 1 ist es zweckmässig, den Kontaktschlitten 13 zu teilen und zwei Hauptschaltkontakte 3 in Umfangsrichtung hintereinander anzuordnen. Eine weitere zwangsweise Aufteilung des Laststroms auf mehrere parallel wirkende Kontakt schlitten lässt sich durch eine Unterteilung der Kontaktschlitten 13 parallel zur Schwenkebene erreichen. Zur Erleichterung der Relativbewegungen zwischen den Kontaktschlitten 9 und 13 sowie den Fuhrungsschienen 6 ist es, unabhängig von der Zahl der Kontaktschlitten, vorteilhaft, an einigen oder allen Gleitbahnen Wälzlager vorzusehen. Dadurch wird einerseits der mechanische Verschleiss verringert und andererseits ein Anwachsen der Lebensdauer-und der Betriebssicherheit erzwungen. Durch geeignete Anordnung der Langlöcher 15 und der Zapfen 16 lässt sich der Auf- und Ablauf der Kontakt rollen so legen, dass die Kontaktrolle des Hauptschaltkontaktes 3 stets an den Aussenkanten des festen Stufenkontaktes 1 abläuft und aufläuft, während die Rollen der Widerstandskontakte 4 und 5 jeweils etwa auf halbem Weg zwischen Aussenkante und Mitte der festen Kontakte ablaufen oder auflaufen. Hierdurch lässt sich der vom Lichtbogen verursachte Abbrand an der Oberfläche der festen Kontakte auf eine grössere Gesamtfläche dieser Oberfläche verteilen, als wenn etwa alle drei Kontaktrollen jeweils an den Aussenkanten der festen Kontakte auf- und ablaufen. 8 Patentansprüche 4 Figuren

Claims: Patentananrüche 1. Lastwähler für Stufentransformatoren zum Umschalten von einer Anzapfung zur nächsten mit auf einem Kreis angeordneten, mit den Anzapfungen verbundenen festen Stufenkontakten (1) und mit auf dem Kreis gleichzeitig verschwenkbaren, von Rollen dargestellten Schaltkontakten; (3, 4, 5) von drei Stromzweigen auf einem gemeinsamen Kontaktträger, - wobei alle Schaltkontakte (3, 4, 5) in ihrer RuBe- stellung jeweils das Potential desselben Stufenkon taktes (i) führen, - wobei beim Verschwenken des Kontaktträgers die mit Federkraft (12, 14) belasteten Schaltkontakte (3, 4, 5) gegenüber dem Kontaktträger im wesentlichen nur in radialer Richtung bewegt sind und - wobei die Bewegungen der Schaltkontakte (3, 4, 5) gegenüber dem Kontaktträger von den gleichzeitig Nocken darstellenden festen Stufenkontakten (1) ge steuert sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, - dass der Kontaktträger radial im Kreis der Stufenkon- takte (1) ausgerichtete Führungsschienen (6) für min destens zwei Kontaktschlitten (9, 13) aufweist, - dass ein erster Kontaktschlitten (13) einen Hauptschalt kontakt (3) und mindestens ein anderer Kontaktschlit ten (9) zwei den Hauptschaltkontakt (3) in Schwenk richtung beidseitig flankierende Widerstandskontakte (4, 5) trägt, - dass betriebsmässig auftretende, gegenläufig. Bewegun gen der Kontaktschlitten (9, 13) auf den Pthr#s- schienen (6) durch Ä#chläge (15, 16) an den Kontakt schlitten (9, 13) selbst in beiden Richtungen be grenzt sind, so dass beim Aneinanderliegen der Anschlä ge (9, 13) jeweils alle den Schaltkontakten (3, 4 5) zugeordnete Federkräfte (12, 14) den gerade Strom führenden der Schaltkontakte (3, 4, 5) belasten und - dass die Fiihrungsschienen (6) und die Kontaktschlitten (9, 13) teleskopartig ineinandergreifen. 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 den Hauptschaltkontakt (3) tragende Kontaktschlitten (13) zwischen zwei FUh- rungsschienen (6) angeordnet ist und dass ein diese Anordnung umfassender kastenartiger Kontaktschlitten (9) für die zwei Widerstandskontakte (4, 5) als gemeinsamer Träger dient. 3. Lastwähler nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass quer zur Schwenkrichtung von dem den Hauptschaltkontakt (3) tragenden Kontaktschlitten (13) vorstehende Zapfen (16) in Langlöcher (15) in dem kastenartigen Kontaktschlitten (9) eingreifen, wobei diese Zapfen (16) und die Enden der Langlöcher (15) die Anschläge zur Begrenzung der gegenläufigen Schlittenbewegungen auf den FUbrungs- schienen (6) darstellen. 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 jeder der Kontaktschlitten (9, 13) durch Federkraft (12, 14) stän- dig radial nach aussen gedrückt wird. 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 an mindestens einer FUhrungsschiene (6) eines Gestells (11) ein Endanschlag (17) für den kastenartigen Kontaktschlitten (9) vorgesehen ist, der Sie iontaktschlitten (9, 13) während der Montage vor dem Abgleiten von den FUhngsschie- nen (6) sichert. 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 Hauptschaltkontakt (3) aus zwei in Schaltrichtung räumlich hintereinander angeordneten Kontaktrollen auf je einem für sich verschiebbaren Kontaktschlitten (13) besteht. 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 Kontaktschlitten (9, 16) sich untereinander und an den Fuhruugsschie- ntn (e) über Wälzlager abstUtbzen. 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 durch die Anordnung der Langlöcher (15) und der Zapfen (16) der Auf- und Ablauf der Rollen der Schaltkontakte (3, 4, 5) so erfolgt, dass der Hauptschaltkontakt (3) an den Aussenkanten eines Stufenkontaktes (1) ab und aufläuft und dass die Widerstandskontakte (4, 5) zwischen der Aussen- kante und der Mitte der Stufenkontakte (1) ab- und auflaufen.

Inventors: WIDMANN, WERNER
Applicants: MASCHINENFABRIK REINHAUSEN GMBH
Application year: 1984
Main classification: H01H1
IPC codes: H01F29, H01H9