DE1613645B2 - Lastumschalter für Stufenschalter von Regeltransformatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lastumschalter gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiger Lastumschalter ist aus den am 15. Sept. bekanntgemachten Unterlagen des österreichischen Patentes 2 54 343 bekannt. Dabei ist das bewegliche Kontaktstück des Dauerkontaktes um einen feststehenden Punkt auf die beiden feststehenden Kontaktstücke schwenkbar und wird mittels einer von der Antriebswelle des Lastumschalters direkt betätigten Kurvenscheibe gesteuert. Da die Dauerkontakte nicht unter Last geschaltet werden, wird beim öffnen auch kein Lichtbogen gezogen, sodaß ein für Haupt- und Wiederstandskontakte erforderliches schnelles Schalten nicht notwendig ist. Da bei diesem Lastumschalter die Kontakte direkt von der Antriebsscheibe gesteuert werden und die Antriebsscheibe mit der Antriebswelle des darüberliegenden Lastumschalters verbunden ist, ist es vom kinetischen Standpunkt aus, eine Unmöglichkeit mit diesem System eine Schaltgeschwindigkeit zu erreichen, die für ein Schalten unter Last geeignet wäre.

Weitere, ähnliche Lastumschalter sind aus der deutschen Auslegeschrift 12 17 492 bekannt; die einzelnen Kontakte werden dort über kurvenförmige Führungsausschnitte unabhängig voneinander gesteuert. Nach den bekannten Lösungen ist für jeden Kontakt mindestens ein Führungsausschnitt erforderlich. Diese Führungsausschnitte sind in einer feststehenden Scheibe vorgesehen. Die beweglichen Kontakte sind in radial gerichteten Führungsschlitzen geführt. Die Führungsausschnitte dienen lediglich der Steuerung der Kontakte während zur Kraftübertragung auf die Kontakte ein besonderes Antriebsgestänge vorgesehen

ίο ist.

Bei Lastumschalter, die nach dem Prinzip der Widerstandsschnellumschaltung arbeiten, zielen die konstruktiven Bemühungen unter anderem auch darauf ab, die Ölwechselperiode zu verlängern, d. h. den Löschvorgang so ablaufen zu lassen, daß möglichst wenig Ölzersetzungsprodukte entstehen. Die Ölverschmutzung ist von der Lichtbogenleistung abhängig. Daher ist die Kontaktöffnungsgeschwindigkeit entlang des Kontaktweges dem jeweiligen Verwendungszweck des Transformators anzupassen. Für Netztransformatoren mit großem Belastungsbereich gelten andere Gesichtspunkte als etwa für einen Hüttenwerks- oder Elektrolysetransformator mit weitgehend gleichmäßig hohen Strömen.

Für Lastumschalter mit vorzugsweise sektorförmig angeordneten festen und beweglichen Haupt- und Widerstandskontakten ist es dabei möglich, die festen Haupt- und Widerstandskontakte entweder innerhalb oder außerhalb eines zylindrischen Schalterbottichs oder eines zylinderförmigen Trägers anzuordnen und die beweglichen, den Kontakt herstellenden bzw. unterbrechenden Haupt- und Widerstandskontakte jeweils außen oder innen um die festen Kontakte herum anzuordnen.

Aus der deutschen Patentschrift 8 79 126 ist ein Lastumschalter mit Widerstandsschnellumschaltung bereits bekannt, bei dem jeweils zwei Haupt- und zwei Widerstandkontakte auf einem einstückigen Kontaktbogen vorgesehen sind, der über ein Kniegelenk gekoppelt ist und der mittels eines an dem Gelenkpunkt des Kniehebels angreifenden Winkelhebels über eine geradlinig geführte Kulisse des Schaltergetriebes bewegt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lastumschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich bei einfachem konstruktiven Aufbau im geschlossenen Zustand der Schaltkontakte ein hoher Kontaktdruck erreichen läßt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben. Von besonderem Vorteil ist bei dieser Lösung die erreichte, hohe Kontaktabhebegeschwindigkeit.

Der Patentanspruch 2 betrifft eine Ausführungsform, die besonders prellarm ist.

Der Patentanspruch 3 betrifft eine weitere Ausführungsform für besonders hohe Schaltleistungen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand eines Lastumschalters mit Doppelunterbrechung dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine Ansicht einer Kontaktwelle mit Kurvenrollenhebel und Kurvenrolle sowie einem Treiber mit zugehörigem Kontaktarm samt Feder und Doppelkontaktbrücke. Ferner die zweite Doppelkontaktbrücke, jedoch ohne Treiber und Kontaktarm. Beide Doppelkontaktbrücken wurden der einfacheren Darstellung wegen in die Zeichenebene geklappt.

Fig.2 zeigt im wesentlichen eine Draufsicht einer Kontakteinheit im Schnitt durch die Kontaktwelle und

den Schalterbottich mit zwei festen Kontakten.

F i g. 3 stellt einen Schnitt einer am Kontaktarm angeordneten Doppelkontaktbrücke dar.

Fig.4 gibt eine Ansicht des Lastumschalters sehr vereinfacht im Schnitt unter Weglassung der für das Verständnis nicht erforderlichen Teile des Treibers, der Kontaktarme sowie der Mehrzahl der Doppelkontaktbrücken und Kurvenrollenhebel, sowie des Klinkenmechanismus wieder.

F i g. 5 zeigt eine zu F i g. 4 gehörende Draufsicht des Lastumschalters mit sektorweise verschiedener Schnittführung in vereinfachter Darstellung.

F i g. 6 zeigt in vereinfachter Darstellung eine Draufsicht auf die obere Scheibe des Schaltergestells mit Schnittführung an der Unterseite der Antriebsscheibe.

Der Antrieb des dargestellten Lastumschalters erfolgt üblicherweise mittels Motor oder von Hand aus über eine Kraftspeicherfeder, sodaß seine Umschaltung sprunghaft geschieht. Im unteren Teil des Lastumschalters nach F i g. 4 ist in bekannter Weise der Dauerkontakt angeordnet.

Der Lastumschalter nach dem Ausführungsbeispiel ist als Dreiphasenschalter mit Doppelunterbrechung ausgeführt. Die Kraftspeicherfeder 48 (Fig.4) wird über die Welle 1 und Kurbel 52 gespannt, wobei kurz vor der Endstellung der Kurbel 52 der an deren Ende befestigte Finger 20 die Verklinkung 36,37 (F i g. 6) löst und damit die Antriebsscheibe 21 freigibt.

Je Phase des Transformators besitzt der Lastumschalter (F i g. 5) zwei Paar feste Hauptkontakte 2 und 3 und zwei Paar feste Widerstandskontakte 4 und 5, die paarweise untereinander angeordnet sind, wobei jeweils der obere Festkontakt am Schalterbottich 25 gegenüber dem elektrisch leitenden Schaltergestell 27 isoliert, hingegen der untere Festkontakt an einem ringförmigen Träger 26 des Schaltergestelles 27 angeordnet ist. Jeweils ein Paar der festen oberen und unteren Haupt- und Widerstandskontakte 2,3 bzw. 4,5 werden durch je einen als Doppelkontaktbrücke ausgebildeten Hauptoder Widerstandskontakt 6,7 bzw. 8,9 überbrückt.

Nach Fig.3 sind die beweglichen Haupt- und Widerstandskontakte 6,7,8,9 um eine Achse 29 der an einem Kontaktarm 38 isoliert angeordneten Zwischenstücke 30 schwenkbar. Die diese Schwenkbarkeit begrenzenden, an den Stützen 33 des Kontaktarmes 38 fest angeordneten Kunststoffteile 31 sind mit Übermaß zwischen den beiden Ausnehmungen 32 der Doppelkontaktbrücken geführt, sodaß die Schwenkbewegung nur unter Überwindung der entstehenden Reibungskraft möglich ist. Der Kontaktarm 38 ist auf einer Kontaktwelle 22 dfehbar angeordnet. Ungefähr in der Mitte zwischen der Kontaktwelle 22 und dem Zwischenstück 30 befindet sich eine Bohrung zur Aufnahme von Tellerfedern 15 und eines Federbolzens 53 (F i g. 2). Der Treiber 24 ist mittels einer Paßfeder 12 mit der Kontaktwelle 22 verbunden. Er trägt eine Schraubenfeder 11, deren eines Ende in einem Einschnitt 14 des Treibers 24 und deren anderes Ende in einer Bohrung 13 des Kontaktarmes 38 festgehalten ist. An dem Treiber 24 sind zwei einarmige Hebel 23 und 39 befestigt. Mit der Kontaktwelle 22 fest verbunden ist ein Kurvenrollhebel 10, an dessen freiem Ende eine Rolle 16 drehbar angeordnet ist. Die Kontaktwelle 22 ist im Schaltergestell 27 (F i g. 4) gelagert.

Eine als Kurvenscheibe ausgebildete Antriebsscheibe 21 ist mit einer Hülse 54 und diese mittels Paßfeder mit einem Rohr 55 verbunden. Das Rohr 55 ist in zwei Wälzlagern im Schaltergestell 27 gelagert. An ihrer unteren Seite trägt die Antriebsscheibe zwei der Verklinkung dienende Zahnstücke 36 (F i g. 6) und einen Anschlag 40. Je Phase sind in der Antriebsscheibe zwei kurvenförmige Führungsausschnitte 34 und 35 angeordnet (F ig. 5).

Das Schaltergestell 27 (Fig.4) besteht aus einer oberen und einer unteren Scheibe, in denen Durchlässe für die Ölzirkulation vorgesehen sind, einem die beiden

ίο Scheiben verbindenden Rohrstück, einem ringförmigen Träger 26 und sechs Stützen 41. Jede zweite Stütze trägt an ihrem freien Ende einen Einschubstift 42, der mit einem am Hauptbottich 44 fest angeordneten Einschubkontakt 43 korrespondiert. Zu beiden Seiten der drei stromführenden Stützen 41 befinden sich am Schalterbottich 25 in bekannter Weise die Kontakte 56 und 57 des Dauerkontaktes. Auch diese tragen an ihrem unteren Ende Einschubstifte, die über die am Hauptbottich fest angeordneten Einschubkontakte die Stromverbindung herstellen. Die Gewichts- sowie die Reaktionskräfte des Lastumschalters werden nur über die drei stromführenden Stützen 41 auf den Hauptbottich übertragen. Das Schaltergestell 27 trägt ferner den Schalterbottich 25, der, wie oben beschrieben, zur Aufnahme der oberen Festkontakte dient. Auf der oberen Scheibe 28 (— F i g. 4, 6) des Schaltergestells 27 sind an der der Antriebsscheibe 21 zugekehrten Seite zwei Dämpfungsfedergehäuse 45 mit Dämpfungsfedern 46, vorzugsweise einer Kombination mehrerer Tellerfedem und Federbolzen 47, ferner ein Klinkenmechanismus mit Klinkenhebel 37, Feder 51 sowie Anschlag 62 angeordnet. Die Aufnahmeelemente der Kraftspeicherfeder 48 (F i g. 4) sind in Kugelgelenken 18,19 gelagert. Die Wirkungsweise des Lastumschalters ist folgende:

Mit Hilfe eines Motorantriebes oder von Hand werden die Welle 1 und die Kurbel 52 um ungefähr 170° verdreht und dabei die Kraftspeicherfeder 48 gespannt. Kurz vor Beendigung dieses Vorganges trifft der Finger 20 der Kurbel 52 auf das Ende des einarmigen Hebels 49 (F i g. 6), der mit dem Klinkenhebel 37 fest verbunden ist, und verdreht ihn. Dabei wird die Verklinkung gelöst und die Antriebsscheibe 21 durch die Kraftspeicherfeder 48 sowie durch die Dämpfungsfeder 46 in Bewegung gesetzt. Während der Beschleunigungsperiode erfolgt das Ausschalten der nicht gezeichneten Dauerkontakte. Mittels der Führungsausschnitte 34, 35 der Antriebsscheibe 21 werden die Schaltkontakte umgeschaltet. Der Sektor W in Fig.5 zeigt die Lage der Antriebsscheibe 21 in einer Mittelstellung. Die Antriebsso scheibe bewegt sich dabei in Pfeilrichtung. Während mittels der Rolle 16 usw. die Umschaltung von H\ auf W₂ bereits erfolgt ist, wird beim Weiterdrehen der Antriebsscheibe 21 mittels Rolle 17 usw. die Umschaltung von W\ auf Hi erreicht. Beim Weiterdrehen der Antriebsscheibe wird der nicht gezeichnete Dauerkontakt geschlossen und im weiteren Verlauf der Drehung trifft der Anschlag 40 der Antriebsscheibe 21 (F i g. 6) auf den Federbolzen 47 des Schaltergestelles 27 auf. Dabei wird die Antriebsscheibe stillgesetzt und die Dämpfungsfedern 46 werden gespannt. Die Klinkenhebel 37 rasten in den Zähnen des einen Zahnstückes 36 ein, wodurch die Antriebsscheibe 21 an der Rückdrehung gehindert wird. In dieser Lage ist der Lastumschalter für die nächste Umschaltung bereit.

Wie aus Fig.5 ersichtlich ist, sind am Umfang des Lastumschalters die Haupt- und Widerstandskontakte abwechselnd angeordnet. Durch diese Maßnahme haben die beiden in der Mitte jeder der drei Phasen

angeordneten Haupt- und Widerstandskontakte im wesentlichen gleiches Potential. Damit können insbesondere bei Lastumschaltern mit kleinem Durchmesser, die sonst erforderlichen Maßnahmen zur Vergrößerung der Kriechwege entfallen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Lastumschalter mit Haupt- und Widerstandskontakten für Stufenschalter von Regeltransformatoren mit innerhalb eines zylindrischen Schalterbottichs angeordneten, festen und beweglichen Kontakten für die einzelnen Phasen, wobei bewegliche Kontakte mit ihren Kontaktarmen auf Achsen schwenkbar gelagert und in vorgegebener Reihenfolge entsprechend der Schaltfunktion mittels Führungsbolzen betätigbar sind, die in kurvenförmigen Führungsausschnitten einer als Kulissenführung ausgebildeten, über einen Kraftspeichermechanismus angetriebenen Kurvenscheibe laufen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeichermechanismus eine an der Kurvenscheibe (21) unmittelbar angreifende Kraftspeicherfeder (48) ist und daß jede Achse als eine in einem Schaltergestell (27) festgelagerte und über die Führungsausschnitte (34, 35) und einen in ihnen geführten Kurvenrollhebel (10) drehbar angetriebene Kontaktwelle (22) ausgebildet ist, die einerseits über die Kontaktarme (38) je einen Haupt- (6,7) und einen Widerstandskontakt (8, 9) trägt und andererseits jeden dieser Kontakte über eine mit ihrem einen Ende drehfest mit ihr verbundene, mit ihrem anderen Ende in einer Bohrung (13) des Kontaktarmes (38) eingespannte Schraubenfeder (11) betätigt (Fig. 1,2 und 5).

2. Lastumschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontaktarm, (38) ein Sackloch aufweist, das zur Aufnahme von Tellerfedern (53) dient (F i g. 2).

3. Lastumschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Haupt- (6, 7) und die beweglichen Widerstandskontakte (8, 9) als Doppelkontaktbrücken ausgebildet und über ein isoliertes Zwischenstück (30) mit dem Kontaktarm (38) verbunden sind (F i g. 3).