Umsteller zur lastlosen Spannungseinstellung und Wicklungsumschaltung
bei Transformatoren Die Erfindung bezieht sich auf einen sogenannten Umsteller,
also eine Einrichtung, mittels der bei Transformatoren eine Spannungseinstellung
in vorzugsweise nur wenigen Stufen bzw. eine Wicklungsumschaltung, d. h. eine Änderung
der Schaltgruppe, z. B. von Stern auf Dreieck, im unbelasteten Zustand des Transformators
durchführbar ist. Zu diesem Zweck werden ein oder mehrere bewegliche überbrückungskontakte
zwischen den mit den Wicklungsanzapfungen verbundenen festen Anzapfkontakten des
Umstellers verstellt. Solche Umsteller bestehen in der Regel aus einem im Transformatorgehäuse
befestigten und im Isolieröl eingesetzten, die feststehenden Anzapfkontakte tragenden
Teil, z. B. Isolierrohr, und einem die beweglichen Überbrückungskontakte tragenden
verschiebbaren Teil sowie einem entsprechenden Antrieb für diesen beweglichen Teil.
Bei vielen der bekanntgewordenen Umsteller waren die meist als Ringe ausgebildeten
Anzapfkontakte auf einem Hartpapierrohr oder einer Hartpapierstange angebracht,
über die hinweg die beweglichen überbrückungskontakte geschoben wurden. Nachteilig
bei diesenAusführungen ist nicht nur, daß sie viel Raum beanspruchen, sondern daß
vor allem die Kontakte und sonstigen spannungsführenden Teile blank lagen und demzufolge
mit Rücksicht auf die Spannungssicherheit und einzuhaltenden Schlagweiten große
Abstände zwischen dem Umsteller und den übrigen Bauelementen des Transformators
vorgesehen werden mußten. Bei anderen bekanntgewordenen Umstellern versuchte man
zwar sowohl die festen Anzapfkontakte als auch die beweglichen überbrückungskontakte
ins Innere eines Isolierrohres zu verlegen, das an jedem Ende durch Kappen abgeschlossen
war. Die beweglichen Kontakte waren dabei auf einer wenigstens eine der Kappen durchsetzenden
längsgeführten Isolierstange befestigt. Dieser Art von Umstellern haftete der gleiche
Nachteil wie auch den bekannten Stufenschaltern an, bei. denen die festen Stufenkontakte
auf der Innenseite von Isolierrohren auf " einer Längs- oder Kreisbahn angeordnet
wurden, die von entsprechend längs- oder im Kreis bewegten Kontakten bestrichen
wurden. Der Nachteil bestand nämlich darin, daß sich nach außen an der Anschlußstelle
der Anschlußleiter blanke Stellen nicht vermeiden ließen, obwohl jeder an das Umstellerrohr
herangeführte und an die festen Kontakte anzuschließende Anschlußleiter bis dicht
an das Isolierrohr heran isoliert wurde. Eine fugenlose Isolation war dabei deshalb
nicht zu erreichen, weil der Isolationsanschluß nicht nur stumpf am Umstellerrohr
erfolgte, sondern auch an der Wölbung dieses Rohres vorgenommen werden mußte. Trotz
aller erdenklicher Mühe beim Isolieren war an dieser raumungünstigen Stelle keine
einwandfreie Isolation zu erreichen, weil kein entsprechender übergang möglich war.
Die Folge war, daß mit Rücksicht auf die blanken Stellen an der Anschlußstelle trotzdem
noch große Spannungsabstände gegenüber benachbarten Bauteilen eingehalten werden
mußten. Nachteilig bei den bekannten Umstellern war ferner, daß der Antrieb der
beweglichen Stufenkontakte über Kettenantriebe oder Stangentriebe u. dgl. erfolgte
und somit keinerlei Freizügigkeit in der Unterbringung der Umsteller zuließ. Die
Folge war, daß die Umsteller innerhalb des Transformators vielfach nicht dort anzuordnen
waren, wo an sich toter Raum zur Verfügung stand, sondern sie mußten vielmehr mit
Rücksicht auf die Starrheit des Antriebsmittels meist neben der Wicklung untergebracht
werden, was begreiflicherweise zu einer unerwünschten Vergrößerung des Transformatorkessels
führen mußte.Diverter for no-load voltage setting and winding changeover
in transformers The invention relates to a so-called converter,
a device by means of which a voltage setting in transformers
in preferably only a few steps or a winding changeover, d. H. a change
the vector group, e.g. B. from star to delta, in the unloaded state of the transformer
is feasible. One or more movable bridging contacts are used for this purpose
between the fixed tap contacts of the connected to the winding taps
Diverter adjusted. Such diverter usually consist of one in the transformer housing
fastened and inserted in the insulating oil, bearing the fixed tapping contacts
Part, e.g. B. insulating tube, and one supporting the movable bridging contacts
movable part and a corresponding drive for this movable part.
With many of the known change-over switches, most of them were designed as rings
Tap contacts mounted on a hard paper tube or a hard paper rod,
over which the movable bridging contacts were pushed. Disadvantageous
in these designs it is not only that they take up a lot of space, but that
especially the contacts and other live parts were bare and therefore
large with regard to the voltage safety and the distance to be observed
Clearances between the diverter and the other components of the transformer
had to be provided. With other known converters one tried
both the fixed tap contacts and the movable bridging contacts
to be laid inside an insulating tube, which is closed at each end by caps
was. The movable contacts were on one of the caps penetrating at least one
longitudinally guided insulating rod attached. These types of switchers were liable for the same thing
Disadvantage as well as the well-known tap changers. which the fixed step contacts
Arranged on the inside of insulating tubes on "a longitudinal or circular path
that were painted by contacts moved lengthways or in a circle
became. The disadvantage was that it was outwardly at the connection point
the connecting conductor could not avoid bare spots, although everyone on the diverter pipe
connecting conductors brought up and to be connected to the fixed contacts until tight
has been isolated from the insulating tube. Seamless insulation was therefore included
cannot be reached because the insulation connection is not just blunt on the diverter pipe
took place, but also had to be carried out on the curvature of this tube. Despite
There was no conceivable effort in isolating in this unfavorable place
to achieve perfect isolation, because no corresponding transition was possible.
The result was that with regard to the bare spots at the connection point anyway
large voltage gaps compared to neighboring components can still be maintained
had to. Another disadvantage of the known changeover switches was that the drive of the
Movable step contacts via chain drives or rod drives and the like
and thus did not allow any freedom of movement in the accommodation of the converters. the
The result was that the changeover switches within the transformer were often not to be arranged there
were where dead space was available, but rather they had to go with it
Consideration of the rigidity of the drive means mostly housed next to the winding
which understandably lead to an undesirable enlargement of the transformer tank
had to lead.
Alle die vorgenannten Nachteile lassen sich in einfacher und vor allem
billiger Weise bei einem Umsteller, bei dem die im Innern eines an beiden Enden
durch Kappen verschlossenen Isolierrohrkörpers angebrachten feststehenden Anzapfkontakte
von den zugehörigen, von einem Antrieb auf einer innerhalb des Isolierrohrkörpers
längsverschiebbaren Isolierwelle angebrachten beweglichen überbrückungskontakten
bestrichen werden, vermeiden, wenn man gemäß der Erfindung den Isolierrohrkörper
zusammen mit der die Anschlußleiter für die feststehenden Anzapfkontakte umschließenden
Isolation als ein gemeinsames Isolierstück ausführt und den Antrieb der Isolierwelle
über einerseits an beiden Wellenenden angreifende und andererseits an einem gemeinsamen
Betätigungshebel befestigte Bowdenzugs eile vornimmt. Den Isolierrohrkörper samt
der die Anschlußleiter
umgebenden Isolation fertigt man zweckmäßig
aus verformbaren, insbesondere vergießbaren erhärtenden Kunststoffen, z. B. Gießharzen,
im Gießverfahren, weil dadurch ein vollkommen fugenloser Bauteil erhältlich ist,
in den unschwer die feststehenden Anzapfkontakte samt ihren Anschlußleiterstücken
mit eingießbar und darin zuverlässig gehaltert sind. Wenn man den Antrieb der im
Isolierrohrkörper längsverschiebbaren, die beweglichen überbrückungskontakte tragenden
Isolierwellen mittels einer Bowdenzugeinrichtung, wie sie für Schalter an sich bekannt
ist, bei denen an einem Betätigungshebel das Bowdenzugseil befestigt und an einem
feststehenden Teil, z. B. Lagerteil des Betätigungshebels, abgestützt ist, ausführt,
dann erreicht man eine bisher nicht mögliche Freizügigkeit in der Unterbringung
des Umstellers. Der Umsteller kann nunmehr, da die Bowdenzüge weitgehend biegbar
und nur äußerst dünn sind, an beliebiger Stelle, wo eben Platz vorhanden ist, im
Innern des Transformators angeordnet werden. Das gleiche gilt auch für die Anbringung
des Antriebs und dessen Betätigungshebels.All of the aforementioned disadvantages can be summarized in a simpler and most importantly
cheaper way with a diverter with the inside one at both ends
Fixed tap contacts attached by means of closed insulating tube bodies
from the associated, from a drive to one within the insulating tube body
movable bridging contacts attached to the longitudinally displaceable insulating shaft
be coated, avoid if you according to the invention the insulating tube body
together with that enclosing the connecting conductors for the fixed tap contacts
Isolation executes as a common insulating piece and the drive of the insulating shaft
on the one hand acting on both shaft ends and on the other hand on a common one
Actuating lever attached Bowden cable makes rush. The insulating tube body including
of the connecting conductors
surrounding insulation is made expediently
made of deformable, in particular castable hardening plastics, e.g. B. Casting Resins,
in the casting process, because this means that a completely seamless component is available,
in the easy the fixed tap contacts together with their connecting conductor pieces
are pourable and reliably held therein. If you take the drive of the im
Insulating tube body longitudinally displaceable, carrying the movable bridging contacts
Isolating shafts by means of a Bowden cable device, as is known per se for switches
is, in which the Bowden cable is attached to an operating lever and to a
fixed part, e.g. B. bearing part of the operating lever, is supported, executes,
then one achieves a previously impossible freedom of movement in the accommodation
of the diverter. The diverter can now, since the Bowden cables are largely bendable
and are only extremely thin, at any point where there is space, in the
Be placed inside the transformer. The same applies to the attachment
of the drive and its operating lever.
Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Umstellers liegt aber darin,
daß das Umstellerisolierrohr mit der Leiteranschlußisolation ein gemeinsames Isolierstück
bildet. Dadurch wird es nunmehr möglich, die Anschlußleiterisolation an einer vom
Isolierrohr des Umstellers weiter entfernt liegenden Stelle mit der Anschlußleiterisolation
sicher und einwandfrei zu verbinden, da an dieser Stelle einerseits genügend Platz
zum Arbeiten und andererseits auch Platz zur Anbringung eines ausreichend starken
Isölationsauftrages vorhanden ist. Besonders wenn man noch gegebenenfalls die Anschlußstelle
konisch auslaufen läßt, erhält man eine ganz einwandfreie Isolationsverbindung,
die mit genügend langer überlappung ausführbar ist, so daß blanke Stellen infolge
von Spalten gänzlich vermieden sind.The main advantage of the diverter according to the invention is that
that the diverter insulating tube has a common insulating piece with the conductor connection insulation
forms. This now makes it possible to isolate the connection lead on one of the
Insulating tube of the diverter with the connection conductor insulation located further away
to be connected securely and properly, as there is enough space at this point on the one hand
for working and, on the other hand, space to attach a sufficiently strong one
Isolation order is available. Especially if you still have the connection point
can be conically tapered, you get a perfectly flawless insulation connection,
which can be carried out with a sufficiently long overlap, so that bare spots as a result
of crevices are completely avoided.
An Hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels
eines gemäß der Erfindung ausgeführten Umstellers soll die Erfindung näher erläutert
werden.Using the exemplary embodiment shown schematically in the drawing
a changeover device designed according to the invention is intended to explain the invention in more detail
will.
Mit 1 ist ein Isolierrohr bezeichnet, das als Träger für die in entsprechenden
Abständen voneinander eingebrachten, feststehenden Anzapfkontakte 2 dient, die im
Ausführungsbeispiel als Ringkörper ausgeführt sind. Mit 3 sind Anschlußleiter bezeichnet,
die das Isolierrohr 1 durchdringen und mit den festen Anschlußkontakten 2 galvanisch
verbunden sind, z. B. in diese eingeschraubt, angelötet oder angeschweißt sind.
Die Anschlußleiter 3 sind von einer Isolation 4 umgeben, die gegen das Leiterende
zu zweckmäßig konisch ausläuft, so daß an dieser Stelle nach Herstellung der galvanischen
Verbindung mit dem von der Wicklung kommenden Leiter auch die Isolation der Verbindungsstelle
sorgfältig und zuverlässig durchführbar ist. Das Isolierrohr 1 samt der Anschlußleiterisolation
4 bildet nach der Erfindung ein gemeinsames Stück, das nach außen keine blanken
Teile und Stellen sowie Trennfugen aufweist. Dadurch wird es möglich, das Umstellerisolierstück
bei Einhaltung kleinster überschlagsweiten an andere Bauteile heranzurücken. Dass
Isolierrohr 1 samt Anschlußleiterisolation 4 wird zweckmäßig aus verformbaren
und erhärtenden Kunststoffen, z. B. den in der i Elektrotechnik häufig verwendeten
Gießharzen, hergestellt. Dabei können die feststehenden Anzapfkontakte 2 samt ihren
Anschlußieitern 3 unschwer mit eingegossen werden, so daß sie lagenmäßig fest liegen.
Um gegebenenfalls Isolier- bzw. Kühlmittel durch das Isolierrohrinnere hindurchleiten
zu können und um eventuell die darin eingesetzten Kontakte von außen her beobachten
zu können, erhält das Isolierrohr 1 in an sich bekannter Weise im Abstand voneinander
mehrere Öffnungen in Form von Löchern bzw. Schlitzen 100, die jedoch so angeordnet
sein müssen, daß die Spannungssicherheit nicht leidet. Das Isolierrohr 1 samt Anschlußleiterisolation
4 kann selbstverständlich auch auf andere geeignete Weise hergestellt werden. So
kann man es auch aus isolierendem und miteinander verklebtem Band in der im Transformatorbau
vielfach angewandten Wickelmethode wickeln, oder man kann das Isolierrohr 1 aus
entsprechend übereinandergeschobenen bzw. ineinandergesteckten und miteinander verklebten
Isolierrohren, z. B. aus Hartpapier, herstellen. Dabei ist allerdings besonders
sorgfältig auf die übergangsstellen der Isolation 4 in das Isolierrohr 1 zu achten,
und dabei sind die für die Isolation verwendeten Rohrteile entsprechend konisch
bzw. stufenförmig auszubilden, so daß auch an den Übergangsstellen keine blanken
Stellen bzw. schädlichen Spalte, die einen vorzeitigen überschlag begünstigen könnten,
sich ergeben. Auch in den beiden vorgenannten Fällen ist ein weitgehend homogenes
Isolierstück erreicht, und auch hier lassen sich die feststehenden Anzapfkontakte
leicht lagenmäßig, und zwar ohne zusätzliche Befestigungsmittel, festlegen.1 with an insulating tube is referred to, which serves as a carrier for the fixed tap contacts 2, which are introduced at corresponding distances from one another and which are designed as an annular body in the exemplary embodiment. With 3 connecting conductors are designated, which penetrate the insulating tube 1 and are galvanically connected to the fixed connection contacts 2, for. B. are screwed, soldered or welded into this. The connecting conductors 3 are surrounded by insulation 4, which expediently tapers conically towards the end of the conductor, so that at this point, after the galvanic connection with the conductor coming from the winding, the insulation of the connection point can also be carried out carefully and reliably. According to the invention, the insulating tube 1 together with the connection conductor insulation 4 forms a common piece which has no bare parts and points as well as separating joints on the outside. This makes it possible to move the diverter insulating piece towards other components while maintaining the smallest possible approximate widths. That insulating tube 1 together with connection conductor insulation 4 is expediently made of deformable and hardening plastics, eg. B. the casting resins frequently used in electrical engineering. The fixed tap contacts 2 together with their connection conductors 3 can be poured in with ease, so that they are fixed in position. In order to be able to pass insulating or coolant through the inside of the insulating tube if necessary and to be able to observe the contacts inserted therein from the outside, the insulating tube 1 is provided in a manner known per se with a plurality of openings in the form of holes or slots 100, spaced apart from one another. which, however, must be arranged in such a way that the voltage security does not suffer. The insulating tube 1 together with the connection conductor insulation 4 can of course also be produced in other suitable ways. So you can wind it from insulating and glued together tape in the winding method often used in transformer construction, or you can the insulating tube 1 from appropriately pushed or nested and glued together insulating tubes, z. B. made of hard paper. In doing so, however, particularly careful attention is to be paid to the transition points between the insulation 4 and the insulating tube 1, and the tube parts used for the insulation must be designed in a conical or step-shaped manner so that there are no bare points or harmful gaps at the transition points premature rollover could result. A largely homogeneous insulating piece is also achieved in the two aforementioned cases, and here, too, the fixed tap contacts can easily be fixed in terms of position, without additional fastening means.
Innerhalb des Isolierrohres 1, das an seinen beiden Enden in bekannter
Weise durch Verschlußkappen 11 bzw. 12 verschlossen ist, ist eine
darin längsverschiebbare Isolierwelle 7 eingesetzt, auf der die beweglichen überbrückungskontakte
5 befestigt sind. Diese können in beliebiger Form ausgeführt sein. Im Ausführungsbeispiel
ist der Einfachheit halber ein sogenannter Tulpenkontakt gezeigt. Dieser besteht
aus einem in seiner Mitte mittels Stift oder Niet 6 auf der Isolierwelle 7 befestigten
Metallrohr, z. B. Massingrohr, das an seinen beiden Enden geschlitzt und entsprechend
tulpenförmig gewölbt aufgebogen ist. Die Länge der überbrückungskontaktstücke ist
so gewählt, daß sie jeweils federnd zwei benachbarte feste Anzapfkontakte überbrücken
kann. Die Isolierwelle 7 kann massiv oder als Rohr ausgeführt werden. Im letzteren
Fall empfiehlt es sich, durch Anbringung von Löchern auch das Rohrinnere für den
Kühl- und Isoliermitteldurchtritt zugänglich zu machen.Inside the insulating tube 1, which is closed at both ends in a known manner by caps 11 and 12, respectively, an insulating shaft 7, which is longitudinally displaceable therein and on which the movable bridging contacts 5 are attached, is inserted. These can be implemented in any form. In the exemplary embodiment, a so-called tulip contact is shown for the sake of simplicity. This consists of a metal tube fastened in its center by means of a pin or rivet 6 on the insulating shaft 7, e.g. B. Massing tube, which is slotted at both ends and curved up according to tulip-shaped. The length of the bridging contact pieces is chosen so that they can each resiliently bridge two adjacent fixed tap contacts. The insulating shaft 7 can be made solid or as a tube. In the latter case, it is advisable to make the inside of the pipe accessible for the coolant and insulating agent to pass through by making holes.
Zum Verstellen der beweglichen Überbrückungskontakte wird die Isolierwelle
7 in Achsrichtung des Isolierrohres 1 verschoben. Zu diesem Zweck sind an deren
beiden Enden Zugseile 9 bzw.10 befestigt und durch die an den Stirnseiten des Isolierrohres
1 aufgesetzten Verschlußkappen 11 und 12 herausgeführt. An ihren anderen Enden sind
die Zugseile an einem Betätigungshebel 13 für den Umsteller, insbesondere
aber an einem mit dem Betätigungshebel 13 fest verbundenen Seilrad 14 befestigt.
Die beiden Zugseile 9 und 10 können selbstverständlich auch zu einem einzigen Seil
zusammengefaßt sein, das dann mit der Seilrolle 14 bzw. am Betätigungshebel, insbesondere
dessen Achse verbunden ist. Die Zugseile sind in Bowdenzugspiralen 15 bzw. 16 verlegt,
die sich ihrerseits an einer der Stirnkappen 11 bzw. 12
und andererseits an
einem festen Lagerteil 17 des Betätigungshebels 13 abstützen. Mit 18 ist eine an
sich bei Bowdenzügen bekannte Nachstelleinrichtung angedeutet.
Die
Bowdenzugeinrichtung, also Seil und umgebende Spirale, können aus Stahl oder einem
anderen Metall oder gegebenenfalls auch aus isolierendem und mechanisch festem Kunststoff,
z. B. Perlon oder Nylon, gefertigt sein. Im letzteren Fall kann beträchtlich an
Isolierstrecke zwischen Bowdenzug und zuäußerst liegendem festem Anzapfkontakt gespart
werden.To adjust the movable bridging contacts, the insulating shaft 7 is shifted in the axial direction of the insulating tube 1. For this purpose, pull cords 9 and 10 are attached to both ends and led out through the closure caps 11 and 12 placed on the end faces of the insulating tube 1. At their other ends, the pull cables are attached to an actuating lever 13 for the diverter, but in particular to a cable wheel 14 firmly connected to the actuating lever 13. The two traction cables 9 and 10 can of course also be combined to form a single cable which is then connected to the cable pulley 14 or to the actuating lever, in particular its axis. The pull cables are laid in Bowden cable spirals 15 or 16, which in turn are supported on one of the end caps 11 or 12 and on the other hand on a fixed bearing part 17 of the actuating lever 13. With 18 an adjustment device known per se in Bowden cables is indicated. The Bowden cable device, ie the rope and the surrounding spiral, can be made of steel or another metal or optionally also of insulating and mechanically strong plastic, e.g. B. Perlon or nylon. In the latter case, the insulating distance between the Bowden cable and the outermost fixed tap contact can be saved considerably.
Der erfindungsgemäße Umsteller ist deshalb so besonders vorteilhaft,
weil er einerseits selbst mit kleinstmöglichem Rohrdurchmesser ausführbar ist und
andererseits keinerlei platzraubende Antriebsteile benötigt. Infolge der besonders
kleinen Umstellerabmaße und infolge der Verwendung der Bowdenzugeinrichtung für
den Antrieb ergibt sich eine bisher nicht erreichte universelle Anbringungsmöglichkeit
für den Umsteller. Da der Umsteller keinerlei blanke Teile nach außen aufweist,
kann er dicht neben anderen Bauteilen angesetzt werden. Er kann überall in vorhandenen,
bisher nicht ausgenutzten toten Räumen des Transformatorkessels eingebaut werden
und benötigt damit keinen zusätzlichen Raum. Infolge des beliebige Krümmungen zulassenden
Bowdenzuges kann der Umsteller ebensogut horizontal wie vertikal angeordnet werden
bei gleich guter Betätigung des Antriebs. Der Bowdenzug selbst benötigt für seine
Verlegung kaum mehr Platz als eine übliche Installationsleitung. Dabei kann die
Bowdenzugspirale, sofern dies erforderlich sein sollte, noch zusätzlich mit einer
umgebenden Isolation ähnlich einer elektrischen Isolationsleitung versehen werden.The diverter according to the invention is therefore particularly advantageous
because on the one hand it can be carried out even with the smallest possible pipe diameter and
on the other hand, no space-consuming drive parts are required. As a result of the particularly
small diverter dimensions and as a result of the use of the Bowden cable device for
the drive results in a previously unattainable universal mounting option
for the diverter. Since the diverter does not have any bare parts on the outside,
it can be placed close to other components. It can be used anywhere in existing,
previously unused dead spaces of the transformer boiler are installed
and therefore does not require any additional space. As a result of the arbitrary curvatures
Bowden cable, the diverter can be arranged horizontally as well as vertically
with the same good actuation of the drive. The Bowden cable itself needed for his
There is hardly more space to lay than a normal installation cable. The
Bowden cable spiral, if necessary, with an additional
surrounding insulation are provided similar to an electrical insulation line.