DE2348091B1 - Dreiphasiger zylindrischer Lastumschalter fuer Stufenschalter von Stufentransformatoren - Google Patents

Description

liegenden Paaren von Vakuumelementen, die als Schaltkontakte und als Hilfskontakte ausgebildet sind.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, handelt es sich bei dem nachstehend beschriebenen Lastumschalter um einen Lastumschalter, bei dem pro Phase für jede Schaltstellung zwei Vakuumelemente USi, UHt und US2, UH2 vorgesehen sind.

Parallel zu den Vakuumelementen sind je ein Dauerkontakt UDX, UDl vorgesehen. Die beweglichen Wählerkontakte Ki, Kl liegen in jeder Betriebsstellung beide an ein und demselben Stufenkontakt M an, und nur für den Moment der Umschaltung wird jeweils einer der beweglichen Wählerkontakte z. B. K2 auf den benachbarten Stufenkontakt Nl gelegt, wonach dann der andere Wählerkontakt nachgeholt wird. Dies hat den Vorteil, daß die Umschaltanordnung in der Betriebsstellung nicht durch die Stufenspannung beansprucht wird. Der Umschaltvorgang, bei welchem die Überschaltwiderstände URi bzw. URl kurzzeitig eingeschaltet werden, ist hinreichend bekannt und soll hier nicht weiter erläutert werden.

Wie aus der F i g. 2 hervorgeht, sind die insgesamt 12 Vakuumelemente in zwei Ebenen angeordnet, wobei die der einen Schaltstellung zugeordneten Vakuumelemente UHi, USi usw. in der oberen und die der anderen Schaltstellung zugeordneten Vakuumelemente UHl, USl usw. in der unteren Ebene liegen. In der Mitte und zentral zu diesen Vakuumelementen liegt der von der zentralen Schaltwelle 1 angetriebene Kraftspeicher 2, der in der F i g. 3 im einzelnen dargestellt und weiter unten noch näher erläutert ist. Die Vakuumelemente werden mittels je einer oberen und einer unteren Grundplatte 3, 4 gehalten, wobei die beiden Grundplatten über Distanzstege 5 miteinander verbunden sind. Die beiden Grundplatten tragen ferner die den beiden Schaltstellungen zugeordneten Überschaltwiderstände URi, VRi, WRi bzw. URl, VRl, WRl. Die Stromführung zu den Vakuumelementen erfolgt über durch die untere Grundplatte 4 hindurchgeführte Stromzuführungen Ui, Ul, wobei, um eine günstige Leitungsführung zu erreichen, die beiden Vakuumelemente UHi, USi einer Phase und einer Schaltstellung gegenüber den beiden Vakuumelementen UHl, USl der anderen Schaltstellung um den Platz eines Vakuumelementes versetzt sind. Hierdurch können die beiden Stromzuführungen Ui, Ul je einer Phase paarweise durch die untere Platte hindurchgeführt werden, was insbesondere im Zusammenhang mit der Ausbildung des zugehörigen Wählers von Vorteil ist, da in der Betriebsstellung eine Spannungsbelastung nicht auftritt. Die Zuleitungspaare der anderen Phasen sind dann um je 120° versetzt angeordnet. Die sich in den beiden Ebenen gegenüberliegenden Vakuumelemente sind mit ihren Betätigungsstößeln 61, 62, 71, 72 einander zugekehrt. Die Betätigungsstößel sind jeweils über Verbindungsstücke 8, 9 miteinander gekoppelt, wobei dann die Verbindungsstücke 8,9 von der Abtriebsscheibe 10 des zentralen Kraftspeichers 2 unmittelbar angetrieben werden. Um die richtige Taktfolge beim öffnen und Schließen der einzelnen Vakuumelemente einhalten zu können, sind, wie im einzelnen aus F i g. 4 hervorgeht, die Verbindungsstücke 8 und 9 mit unterschiedlichen Leerlaufstrecken versehen, so daß die einzelnen Betätigungsstößel 61, 62, 71, 72 der verschiedenen Vakuumelemente beim Verschieben der Abtriebsscheibe 10 zu unterschiedlichen Zeiten mitgenommen werden. Die in F i g. 4 zwischen den Betätigungsstößeln 61 und 62 bzw. 71 und 72 angeordneten Druckfedern 37 dienen der Stoßdämpfung. Die weiteren Federn 38, 39 dienen im Zusammenhang mit den Mitnahmescheiben 40, 41, 42 der Kupplung der Betätigungsstößel 61, 62 und 71, 72 mit dem Verbindungsstück 8 bzw. 9. Durch entsprechende Anordnung der Mitnahmescheiben und Federn werden die unterschiedlichen Leerlaufstrecken eingestellt.

Wie aus F i g. 2 weiter hervorgeht, sind die über die Zuleitungen Ui, Ul einerseits angeschlossenen Vakuumelemente andererseits mit je einem oberen und einem unteren Stromring 11, 12 verbunden, wobei die beiden Stromringe mit einer gemeinsamen Ableitung Y versehen sind, die ebenfalls durch die untere Grundplatte 4 hindurchgeführt ist.

Die in F i g. 1 weiterhin vorhandenen Dauerkontakte UDi, UDl sind in F i g. 2 in einzelnen nicht dargestellt. Sie können, soweit sie überhaupt erforderlich sind, ohne weiteres z. B. zwischen den Vakuumelementen einer Ebene und der Schaltwelle oder aber auch mit den Überschaltwiderständen zusammen in je einer Ebene angeordnet werden.

Der neue Lastumschalter wird mittels der Schaltwelle 1 und dem Kraftspeicher 2 betätigt. Der in F i g. 3 im einzelnen gezeigte Kraftspeicherantrieb besteht im wesentlichen aus je einer oberen und unteren zylindrischen Steuerkurve 13, 14, die starr mit der Schaltwelle 1 verbunden sind, aus dem um die Steuerkurve herum angeordneten Kraftspeicherkäfig und aus einem um den Kraftspeicher herum angeordneten Antriebsgehäuse. Der Kraftspeicherkäfig besteht im einzelnen aus einem oberen und einem unteren Ring 15, 16 an welchem sich die Druckfedern 17 abstützen, weiche mittels Käfigstäben 18 geführt sind. Jeder Ring 15, 16 besitzt zwei Träger 19, 20, die je einer Rolle 21, 22 als Lager dienen. Die Rollen liegen an den Führungsflächen der zylindrischen Steuerkurven 13, 14 an und werden beim Drehen der Schaltwelle 1 in axialer Richtung unter Mitnahme der zugehörigen Ringe 15 bzw. 16 verschoben. Das um den Kraftspeicherkäfig herum angeordnete Abtriebsgehäuse besteht aus einer oberen und einer unteren Scheibe 23, 24, die beide auf der Schaltwelle 1 geführt sind und über mehrere Bolzen 25 starr miteinander verbunden sind. Etwa in der Mitte der Bolzen 25 ist die eigentliche Abtriebsscheibe 10, welche die Verbindungsstücke 8 und 9 (vergleiche F i g. 2) direkt betätigt, angebracht. Die Abtriebsscheibe 10 ist zusätzlich auf Gleitstangen 26 geführt. Zweckmäßig werden hiervon drei um 120° versetzte Gleitstangen vorgesehen. Die obere und die untere Scheibe 23, 24 des Abtriebsgehäuses besitzen ebenfalls je zwei Träger 27, 28, welche ebenfalls je einer Rolle 29 bzw. 30 als Lager dienen. Die Träger 27, 28 der Scheiben 23, 24 sind innerhalb der Träger 19, 20 der Ringe 15, 16 angeordnet, so daß sich die darin gelagerten Rollen 21, 29 und 22, 30 etwa gegenüberliegen, jedoch auf verschiedenen Radien. Die Rollen 29 und 30 laufen jedoch an je einer Sperrscheibe 31, 32, die mit den zylindrischen Steuerkurven 13, 14 gekoppelt sind, entlang und werden nur an bestimmten Stellen, an welchen die Sperrscheibe Aussparungen 33, 34,35 besitzen, freigegeben.

Nachstehend wird unter Zuhilfenahme der schematischen Darstellungen der F i g. 5.1 bis 5.5 der Bewegungsablauf, wie er sich beim Betätigen des Kraftspeicherantriebes gemäß F i g. 3 ergibt, beschrieben.

Die F i g. 5.1 gibt dabei den Kraftspeicherantrieb in einer Grundstellung, von der hier ausgegangen werden soll, an. Beim Drehen der Schaltwelle 1 in Pfeilrichtung schiebt sich zunächst die obere Sperrscheibe 31 unter

die Rolle 29 der oberen Scheibe 23 des Abtriebsgehäuses und hält dieses in der gezeichneten Position. Danach trifft die Kurvenfläche 131 auf die Rolle 21 des Kraftspeicherkäfigs und drückt diesen nach unten, wobei die Druckfedern 17 gespannt werden (F i g. 5.2 und 5.3). Das Abtriebsgehäuse kann hierbei der Bewegung des oberen Ringes 15 nicht folgen, da es über die Rolle 29, die an der Sperrscheibe 31 entlangläuft, festgehalten wird. Erst wenn die Rolle 29 auf die Ausnehmung 33 in der Sperrscheibe 31 trifft (F i g. 5.4), können sich die Druckfedern 17 wieder entspannen, wobei das Abtriebsgehäuse mit der Abtriebsscheibe 10 sich nach unten bewegt und dabei die einzelnen Vakuumelemente betätigt. Der Kraftspeicherantrieb läuft dann noch bis in die Mittelstellung gemäß F i g. 5.5 und ist für den nächsten Umschaltvorgang vorbereitet.

Aus den F i g. 6.1 bis 6.8 geht im einzelnen hervor, auf welche Weise sich die Schaltfolge an je zwei zusammengehörenden Vakuumelementen UHi, USi bzw. UHl₁ VS2 abwickelt, wobei das Vakuumelement V52 dem zur Phase U gehörenden Vakuumelement USl entspricht. fB.l gibt die eine Grundstellung wieder, in welcher die Vakuumelemente UHi und USi geschlossen sind.

Die unterschiedliche Leerlaufstrecken in den beiden Verbindungsstücken 8 und 9 gegenüber den anzutreibenden Betätigungsstößeln 61, 62 und 71, 72 sind ohne weiteres zu erkennen. Gemäß F i g. 6.2 ist die Leerlaufstrecke für das Betätigen des Vakuumelementes USi bzw. UHl bereits durchlaufen, so daß entsprechend F i g. 6.3 sich die Kontakte des Vakuumelementes USi trennen, während sich die Kontakte des gegenüberliegenden Vakuumelementes UHl bereits einander nähern. Laut F i g. 6.4 hat dann das Vakuumelement UHl geschlossen, während auch im Verbindungsstück 9 die Leerlaufstrecke durchlaufen ist, so daß auch hier die Kontaktbetätigung einsetzen kann. In Fig.6.5 beginnen sich die Kontakte des Vakuumelementes UHi zu trennen, während am Vakuumelement VSl der Kontaktabstand bereits kleiner geworden ist. Über F i g. 6.6, in welcher auch das Vakuumelement VS2 bereits nahezu geschlossen hat, gelangt man zur Stellung nach F i g. 6.7, in welcher die Endstellungen aller Kontakte erreicht sind. Die weitere Bewegung dient dann der Bereitstellung eines zusätzlichen Kontaktdruckes und der Herstellung der Leerlaufstrecken, die in F i g. 6.8 in der anderen Grundstellung dargestellt sind.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Dreiphasiger zylindrischer Lastumschalter für Stufenschalter von Stufentransformatoren mit im Kreis angeordneten Vakuumelementen, deren Betätigungsstößel in axialer Richtung liegen und für deren Betätigung Steuerkurven vorgesehen sind, die mit einer zentralen Schaltwelle gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumelemente (UHi, USi usw., bzw. UH2, US2 usw.) in zwei Ebenen angeordnet sind, wobei die Betätigungsstößel (61, 62 bzw. 71, 72) einander zugekehrt sind, und daß die Schaltwelle (1) auf einen zentral zwischen den Vakuumelementen liegenden, axial wirkenden Kraftspeicher (2) einwirkt, der beim Drehen der Schaltwelle durch die Steuerkurven (13, 14) spannbar und durch ebenfalls mit der Schaltwelle gekoppelte Sperrscheiben (3t, 32) sperrbar bzw. freigebbar ist, wobei der Kraftspeicherantrieb mit seinem Antriebsteil (10) auf je ein zwei Vakuumelemente beider Ebenen unmittelbar antreibendes Verbindungsstück (8,9) einwirkt und zwischen dem Abtriebsteil und den einzelnen Betätigungsstößeln (61, 62, 71, 72) der Vakuumelemente einer Phase unterschiedliche Leerlaufstrecken bestehen.

2. Lastumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumelemente an ihren Stirnenden von je einer oberen und einer unteren Grundplatte (3, 4), die durch außenliegende Verbindungsstäbe (5) miteinander verbunden sind, getragen sind, wobei jede Ebene für jede Phase, in je einem Sektor von 120°, zwei nebeneinanderliegende Vakuumelemente aufweist.

3. Lastumschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ebenen um 60° gegeneinander verdreht sind, und daß zwei Stromzuführungen (Ui, U2) zu den Vakuumelementen einer Phase paarweise mit einem Abstand auf dem Kreisboden zum benachbarten Paar von etwa 120° isoliert durch die untere Grundplatte (4) geführt sind.

4. Lastumschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sternpunkt von zwei zwischen den Vakuumelementen beider Ebenen liegenden, leitend miteinander verbundenen Stromringen (11, 12) gebildet ist, zwischen denen sich die die Stößel antreibenden Verbindungsstücke (8,9) befinden und welche die Stößel führen.

5. Lastumschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und unterhalb der beiden Grundplatten (3 bzw. 4) in je einer weiteren Ebene für jede Phase je ein Dauerkontakt und je ein Überschaltwiderstand angeordnet sind.

6. Lastumschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß je eine obere und untere als Kurvenzylinder ausgebildete Steuerkurve (13,14) mit je einer Sperrscheibe (31,32) vorgesehen sind, die fest auf der Schaltwelle (1) sitzen und daß um diese herum ein auf der Schaltwelle geführter Käfig angeordnet ist, an dessen Käfigstäben (18) Druckfedern (17) geführt sind, wobei von den Druckfedern beaufschlagte Antriebs- bzw. Abtriebsscheiben (15, 16, 23, 24) Rollen (21, 22, 29, 30) besitzen, die beim Drehen der Schaltwelle an den Steuerkurven der Kurvenzylinder bzw. an den mit Ausnehmungen versehenen Sperrscheiben abrollen und so die Druckfedern spannen bzw. freigeben.

Die Erfindung bezieht sich auf einen im Oberbegriff

des Patentanspruches näher beschriebenen und durch die DT-PS 1 805 378 bekanntgewordenen zylindrischen Lastumschalter für Stufenschalter von Regeltransformatoren.

Es hat sich gezeigt, daß derartige Schalter, soweit sie für besonders hohe Leistungen geeignet sein sollen, in jedem Lastzweig mit mindestens zwei Vakuumelementen ausgerüstet sein müssen. Dies stellt jedoch besondere Anforderungen den den Platzbedarf derartiger Schalter wie auch an die Antriebsvorrichtungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den beschriebenen Schalter für besonders hohe Leistungen geeignet zu machen unter Anwendung einer möglichst kompakten Bauform mit einfachem Antrieb für die einzelnen Vakuumelemente. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Mittel gelöst. Dabei wird der neue Lastumschalter in zweckmäßiger Weise durch die in den weiteren Patentansprüchen angegebenen Mittel weiter ausgestaltet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Anordnung in zwei Ebenen sich gegenüberliegenden Vakuumelementen mit einem zentralen Kraftspeicher eine besonders kompakte Bauform gefunden wurde, die einen einfachen, direkt auf die Stößel der Vakuumelemente einwirkenden Kraftspeicher zuläßt. Neben der günstigen Bauform werden hierbei nicht nur besondere Umlenkungen für die Kraftübertragungsmittel vermieden, sondern diese gestalten sich auch besonders einfach mit günstigen Übersetzungsverhältnissen. Ferner lassen sich die für die richtige Taktfolge in der Betätigung der einzelnen Vakuumelemente erforderlichen Leerlaufstrecken auf einfache Weise zwischen Kraftspeicherabtrieb und den einzelnen Stößeln anbringen, wobei die zwischen den beiden Grundplatten angeordneten Vakuumelemente zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden können. In Folge der weiter vorgeschlagenen Verdrehung der beiden Ebenen der Vakuumelemente um die Breite eines Vakuumelementes ergibt sich außerdem der Vorteil einer günstigen Leistungsführung, indem die zu den beiden Stufen einer Phase gehörenden Zuleitungen zu den Vakuumelementen paarweise mit geringem Abstand zusammengefaßt werden können. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn der zugehörige Wähler aus Gründen der Spannungsbeanspruchung in jeder Betriebsstellung mit seinen beiden beweglichen Wählerkontakten auf einer Stufe liegt, also nur kurzzeitig während des Umschaltvorganges an zwei benachbarten Stufenkontakten zur Anlage gelangt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild des hier beschriebenen Lastumschalters,

F i g. 2 den neuen Lastumschalter in schematischer Anordnung aus der Perspektive gesehen,

F i g. 3 den Kraftspeicherantrieb des neuen Lastumschalters ebenfalls aus der Perspektive gesehen,

F i g. 4 die Verbindungsstücke von je zwei sich gegenüberliegenden benachbarten Vakuumelementen,
F i g. 5 bis 5.5 fünf verschiedene Phasen des Bewegungsablaufs am Kraftspeicher in einer schematischen Abwicklung,

F i g. 6.1 bis 6.8 in schematischer Darstellung den Öffnungs- und Schließvorgang an je zwei sich gegenüber-