DE4216034C1 - Stufenschalter für einen vorzugsweise gießharzisolierten Stufentransformator - Google Patents
Stufenschalter für einen vorzugsweise gießharzisolierten StufentransformatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stufenschalter gemäß den
Oberbegriffen der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 4.
Solche Stufenschalter sind aus der Siemens-Zeitschrift 50 (1976)
Heft 1, Seiten 9 bis 17, "Ofentransformatoren . . . ", Aufsatz von
Robert Brehler, bekannt.
Aus der DE-PS 36 30 415 ist es speziell bei
Gießharztransformatoren bekannt, mindestens einen dieser
einphasigen Stufenschaltermodule in konventioneller, ölgefüllter
Bauweise vorzusehen, der an einem Ausleger seitlich neben dem
Transformator befestigt ist und durch Verbindungsleitungen
elektrisch an diesen angeschlossen ist.
Aus der CH-PS 391 088 ist ferner eine Anordnung bekannt
geworden, bei der die Anschlüsse aus dem Transformator
herausgeführt sind und zu Kontakten führen, die kranzartig am
Umfang eines zylindrischen Gehäuses angeordnet sind, in das ein
Stufenschalter einsenkbar ist, wodurch dieser durch
korrespondierende Kontakte am Außenmantel des
Stufenschaltergehäuses elektrisch mit den kranzartig
angeordneten Kontakten und damit dem Transformator verbindbar
ist.
Aus der DE-OS 27 12 484 ist weiterhin ein Anbaustufenschalter
des Lastwählertyps für Öltransformatoren bekannt, der ein
Lattengerüst aufweist, das die Verbindungsleitungen zwischen den
Stufenkontakten und dem zugehörigen Transformator fixiert und
führt.
Schließlich beschreibt das japanische Gebrauchsmuster
Sho-62-10973 einen Gießharztransformator, bei dem die Anschlüsse der
Stufenwicklungen jeweils zu einer in den Wicklungskörper eingegossenen
Kontaktplatte in Form eines Anschlußterminals geführt sind, von wo sie
mittels elektrischer Verbindungsleitungen zu einem Stufenschalter
geführt werden können.
Allen diesen bekannten Anordnungen haften mehrere gravierende
Nachteile an.
Zum einen sind in jeden Fall eine Vielzahl von elektrischen
Anschlüssen am Stufenschalter mit den jeweiligen Anzapfungen der
Stufenwicklungen am Transformator mittels zahlreicher
elektrischer Leitungen zu verbinden. Dies ist aufwendig,
erfordert spezielle Mittel zur mechanischen Fixierung dieser
Leitungen und zur Vermeidung gegenseitiger elektrischer
Beeinflussungen und schließt darüberhinaus eine Verwechslung der
Anschlüsse beispielsweise bei der Montage oder nach Revisionen
nicht aus. Weiterhin ist es nachteilig, daß die beizuordnenden
Stufenschalter in ihrer Bauart nicht für bestimmte
Transformatoren speziell konzipiert sind und mittels besonderer,
an den Transformatoren an sich nicht vorgesehener und auch nicht
erforderlicher Haltemittel, Traversen, Ausleger oder dgl. in der
Nähe des Transformators befestigt werden müssen. Dies bedeutet
außerdem, daß die jeweiligen Stufenschalter in jedem Fall nicht
nur an die elektrischen Kennwerte des Transformators, seine
Stufenzahl u.ä., sondern auch an die jeweiligen mechanischen und
konstruktiven Gegebenheiten, wie Größe, Form, Art und Lage der
elektrischen Anschlüsse und der mechanischen Befestigungsmittel
u.ä. angepaßt werden müssen. Dies führt zu einer unerwünscht hohen
Typenvielfalt bereitzustellender Stufenschalter.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stufenschalter einheitlicher
Bauart anzugeben, der auf einfache Weise an vorzugsweise
gießharzisolierte Stufentransformatoren unterschiedlicher Art
und konstruktiver Ausbildung elektrisch anschließbar sowie an
diesen mechanisch befestigbar ist. Dies wird erfindungsgemäß
durch die in den kennzeichnenden Teilen der nebengeordneten
Patentansprüche 1 und 4 aufgeführten technischen Merkmale
gelöst.
Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung.
Durch diese Erfindung werden zahlreiche Vorteile erzielt. Zum
einen entfallen die nach dem Stand der Technik üblichen
Leitungsverbindungen mit allen ihren bekannten Problemen,
Verwechslungsmöglichkeiten und dgl., da der erfindungsgemäße
Stufenschalter direkt an jeweils einer Stufenwicklung des
Transformators befestigt werden kann. Zum anderen sind durch
eben diese direkte Befestigung des Stufenschalters und dadurch,
daß die elektrischen Verbindungen als auch die mechanischen
Befestigungsmittel im einheitlichen räumlichen Zusammenhang
stehen, aufwendige Befestigungsvorrichtungen, Ausleger,
Traversen und dgl. entbehrlich. Durch die korrespondierenden
quasi "Schnittstellen" sowohl am Stufentransformator als auch am
-schalter sind auf einfache Weise Konfigurationen möglich. Die
technische Realisierung des Stufenschalters durch jeweils
einphasige,
identisch aufgebaute Stufenschaltermodule hat den Vorteil einer
weitestgehenden Vereinheitlichung.
In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weisen die
Stufenschaltermodule einheitliche Anschlußelemente und Befestigungsmittel auf,
mittels derer sie direkt mit an sich bekannten Anschluß und Kontaktmitteln am
Gießharztransformator verbindbar sind.
In ebenfalls vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weisen die Gehäuse der
Stufenschaltermodule jeweils mindestens eine Aussparung auf, durch die im
montierten Zustand die Anschlußelemente des Transformators sich ins Innere des
jeweiligen Stufenschaltermoduls erstrecken und von diesem direkt beschaltbar
sind, indem sie die eigentlichen Stufenkontakte bilden. Dazu sind diese
Anschlußelemente an ihrem freien Ende vorzugsweise elektrodenartig ausgebildet
und kreisförmig oder entlang einer Linie räumlich zueinander angeordnet.
Schließlich kann es in Weiterführung der Erfindung vorteilhaft sein, die
Stufenschaltermodule über Kontakt- und/oder Befestigungsadapter mit den
jeweiligen Stufentransformatoren elektrisch und mechanisch zu verbinden. Auf
diese Weise ist zur Anpassung an veränderte Anschluß und
Befestigungsverhältnisse keine Veränderung an den Stufenschaltermodulen selbst
erforderlich, sondern es sind lediglich wesentlich einfachere, unterschiedliche
Adapter notwendig.
Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert
werden.
Die Fig. 1 zeigt die Anordnung eines erfindungsgemäßen modularen
Stufenschalters mit einem Stufentransformator in Gießharzausführung in
schematischer Darstellung.
Fig. 1a zeigt ein alternatives Detail dazu.
Fig. 2 zeigt die zusammenwirkenden Verbindungs- und Befestigungselemente in
perspektivischer Darstellung.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführung dieser Elemente ebenfalls in
perspektivischer Darstellung.
Fig. 3a zeigt eine alternative Anordnung der elektrischen
Anschlußelemente.
Fig. 4 zeigt schließlich eine dritte Ausführung wiederum in perspektivischer
Darstellung.
Ein dreiphasiger Stufentransformator 1, der als Gießharztransformator
ausgebildet ist, besitzt für jede Phase ein an sich bekanntes Anschlußterminal
2.1, 2.2, 2.3. Diese Anschlußterminals 2.1, 2.2, 2.3 weisen in jeweils
gleicher geometrischer Zuordnung elektrische Anschlußelemente 2.1.1, 2.2.1 und
2.3.1, die jeweils mit den entsprechenden Anzapfungen der Stufenwicklung der
jeweiligen Phase verbunden sind, sowie mechanische Befestigungsmittel 2.1.2,
2.2.2 und 2.3.2 auf.
Mit jedem Anschlußterminal ist jeweils ein einphasiges, identisch aufgebautes
Stufenschaltermodul 3.1, 3.2 und 3.3 elektrisch und mechanisch verbunden.
Die Verbindung erfolgt durch am jeweiligen Stufenschaltermodul angeordnete
korrespondierende elektrische Anschlußelemente 3.1.1, 3.2.1 und 3.3.1 sowie
korrespondierende mechanische Befestigungsmittel 3.1.2, 3.2.2 und 3.3.2.
Die gemeinsame synchrone Betätigung der einzelnen Stufenschaltermodule erfolgt
durch Antriebswellen 4.1, 4.2, 4.3, die mit einem gemeinsamen Motorantrieb 5
in Verbindung stehen. Fig. 1a zeigt schematisch eine weitere beispielhafte
Möglichkeit der Anordnung der Antriebswellen.
Fig. 2 zeigt ein Anschlußterminal 2.1 des Stufentransformators 1 sowie ein
hieran angeschlossenes Stufenschaltermodul 3.1 näher. Es sind senkrecht
übereinander mehrere Anschlußelemente 2.1.1, die jeweils einer Anzapfung der
Stufenwicklung entsprechen, in steckerartiger Ausführung angeordnet; seitlich
davon sind beidseitig Befestigungsmittel 2.1.2, beispielsweise Stehbolzen,
angeordnet. Das Stufenschaltermodul 3.1 weist geometrisch korrespondierende
elektrische Anschlußelemente 3.1.1, ausgebildet als Kontaktbuchsen oder
-klammern, die die Anschlußelemente 2.1.1 umschließen, sowie korrespondierende
Befestigungsmittel 3.1.2, in diesem Fall Bohrungen in einem Flansch, auf, so
daß das Stufenschaltermodul 3.1 mittels Muttern mit dem jeweiligen
Anschlußterminal 2.1.1 verschraubbar ist.
Die entsprechende konstruktive Ausgestaltung der jeweils zusammengehörenden
Paarungen von elektrischen Anschlußelementen und mechanischen
Verbindungsmitteln kann dabei in Abhängigkeit von den jeweiligen elektrischen
Anforderungen und Belastungen und den mechanischen und insbesondere auch
räumlichen Verhältnissen vielgestaltig sein. Auf alle Fälle wird
gewährleistet, daß nur ein einheitliches Stufenschaltermodul, unabhängig auch
von der Phasenzahl des Transformators, erforderlich ist. Dabei entspricht
jedes Stufenschaltermodul einem kompletten einphasigen Stufenschalter, weist
insbesondere auch einen eigenen Kraftspeicher zur sprunghaften Auslösung auf.
Besonders vorteilhaft für solche Stufenschaltermodule sind einphasige
Lastwähler, die durch die Kombination von Stufenvorwahl und
unterbrechungsloser Lastumschaltung besonders raumsparend herstellbar sind.
Weiter ist es besonders vorteilhaft, auch die Stufenschaltermodule
in Trockenbauweise vorzusehen, da dadurch eine separate, sonst notwendige
Abdichtung des Ölraumes entfällt. Schließlich ist es auch möglich, die
Stufenschaltermodule als leistungslos schaltende Umsteller, Linearumsteller
etwa, auszubilden, wodurch sich die gesamte Anordnung weiter vereinfacht,
andererseits jedoch vor Umschaltung von einer Stufe auf eine andere ein
Abschalten des Transformators notwendig ist.
Es ist weiterhin vorteilhaft, die elektrischen Anschlußelemente am
Anschlußterminal derart auszubilden, daß sie bis in das Innere des angeschlossenen
Stufenschaltermoduls dringen und dort direkt als Kontakte, zwischen denen die
Umschaltung erfolgt, verwendet werden.
Eine solche Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt.
Hierbei sind bei gegenüber Fig. 2 unverändertem Anschlußterminal 2.1 die
elektrischen Anschlußelemente 2.1.1, die ebenfalls übereinander angeordnet
sind, an ihren freien Enden elektrodenartig ausgebildet. Das am
Anschlußterminal 2.1 befestigte Stufenschaltermodul 3.1 weist zwar
korrespondierende Befestigungsmittel 3.1.2 auf, jedoch sind keine separaten
elektrischen Anschlußelemente vorhanden.
Vielmehr ist im Gehäuse des Stufenschaltermoduls 3.1 eine Aussparung 3.4
vorhanden, die dem Anschlußterminal 2.1 zugewandt ist und durch die die
elektrodenartig ausgebildeten freien Enden der elektrischen Anschlußelemente
2.1.1 bis ins Innere des Stufenschaltermoduls 3.1 reichen und dort direkt die
festen, entsprechend zu beschaltenden Stufenkontakte des Stufenschalters
bilden, auf denen mindestens ein beweglicher Stufenwähler oder
Lastwählerkontakt 3.5 abläuft.
Fig. 3a zeigt eine alternative Anordnung der elektrischen Anschlußelemente;
diese kreisförmige Anordnung ist ebenfalls besonders geeignet, direkt die
festen Stufenkontakte zu bilden, die dann von einer zentrisch gelagerten
drehbaren Kontaktbrücke auf an sich bekannte Weise beschaltbar sind.
Fig. 4 schließlich zeigt eine weitere Ausführungsform. Auch hierbei weist das
Stufenschaltermodul 3.1 eine Aussparung 3.4 auf, die dem Anschlußterminal 2.1
zugewandt ist.
In Abwandlung der Erfindung sind dabei jedoch am Anschlußterminal 2.1 die
elektrischen Ausleitungen lediglich als eingegossene Gewindehülsen 6.1.1 . . .
6.5.2 ausgebildet, wobei jedem elektrischen Anschluß jeweils zwei
nebeneinanderliegende Gewindehülsen 6.n.1 und 6.n.2 entsprechen. Durch elektrisch
leitende Formteile 7.1 . . . 7.5, die mit den paarweise nebeneinanderliegenden
Gewindehülsen jeweils verschraubt werden, werden sowohl die vom beweglichen
Kontakt 3.5 zu beschaltenden Stufenkontakte 7.1.1 . . . 7.1.5 gebildet,
gleichzeitig wird durch Befestigungslaschen 7.2.1 . . . 7.2.5 an den Formteilen
7 das jeweilige Stufenschaltermodul befestigt. Es werden also elektrische
Anschlußelemente und mechanische Befestigungsmittel kombiniert.
Claims (5)
1. Stufenschalter für einen vorzugsweise gießharzisolierten
Stufentransformator, bestehend aus einphasigen identischen
Stufenschaltermodulen, welche jeweils alle zur Lastumschaltung
erforderlichen Mittel und ein eigenes, diese umschließendes
Gehäuse aufweisen, wobei die Stufenschaltermodule durch
jeweils eine Antriebswelle mit einem Motorantrieb in
Verbindung stehen,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) ohne Verbindungsleitungen direkt oder über ein Anschluß terminal (2.1, 2.2, 2.3) mit elektrischen Anschlußelementen (2.1.1, 2.2.1, 2.3.1) des Stufentransformators (1) an jeweils den Wicklungsausleitungen einer Stufenwicklung anschließbar ist, derart, daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) in jeweils gleicher geometrischer Zuordnung weitere elektrische Anschlußelemente (3.1.1, 3.2.1, 3.3.1) aufweist, die mit den zu beschaltenden Stufen kontakten im Inneren des jeweiligen Stufenschaltermoduls elektrisch verbunden sind
und daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2., 3.3) weiterhin in ebenfalls gleicher geometrischer Zuordnung mindestens ein mechanisches Befestigungsmittel (3.1.2, 3.2.2, 3.3.2) zur Befestigung am Stufentransformator aufweist.
daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) ohne Verbindungsleitungen direkt oder über ein Anschluß terminal (2.1, 2.2, 2.3) mit elektrischen Anschlußelementen (2.1.1, 2.2.1, 2.3.1) des Stufentransformators (1) an jeweils den Wicklungsausleitungen einer Stufenwicklung anschließbar ist, derart, daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) in jeweils gleicher geometrischer Zuordnung weitere elektrische Anschlußelemente (3.1.1, 3.2.1, 3.3.1) aufweist, die mit den zu beschaltenden Stufen kontakten im Inneren des jeweiligen Stufenschaltermoduls elektrisch verbunden sind
und daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2., 3.3) weiterhin in ebenfalls gleicher geometrischer Zuordnung mindestens ein mechanisches Befestigungsmittel (3.1.2, 3.2.2, 3.3.2) zur Befestigung am Stufentransformator aufweist.
2. Stufenschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrischen Anschlußelemente (3.1.1, 3.2.1, 3.3.1),
zugleich auch die mechanischen Befestigungsmittel
(3.1.2, 3.2.2, 3.3.2) sind.
3. Stufenschalter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) mittels eines
zwischengeschalteten Kontakt- und/oder Befestigungsadapters, der die
jeweils zusammengehörigen elektrischen Anschlußelemente (2.1.1, 2.2.1,
2.3.1) und/oder Befestigungsmittel (2.1.2, 2.2.2, 2.3.2) des Stufen
transformators (1) mit den elektrischen Anschlußelementen
(3.1.1, 3.2.1, 3.3.1) und/oder Befestigungsmitteln (3.1.2,
3.2.2, 3.3.2) des jeweiligen Stufenschaltermoduls (3.1, 3.2,
3.3) verbindet, an den Stufentransformator (1) angeschlossen
ist.
4. Stufenschalter für einen vorzugsweise gießharzisolierten
Stufentransformator, bestehend aus einphasigen identischen
Stufenschaltermodulen, welche jeweils alle zur
Lastumschaltung erforderlichen Mittel und ein eigenes,
diese umschließendes Gehäuse aufweisen, wobei die Stufen
schaltermodule durch jeweils eine Antriebswelle mit einem
Motorantrieb in Verbindung stehen,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) ohne Verbindungsleitungen direkt oder über ein Anschlußterminal (2.1, 2.2, 2.3) mit elektrischen Anschlußelementen (2.1.1, 2.2.1, 2.3.1) des Stufentransformators (1) an jeweils den Wicklungsausleitungen einer Stufenwicklung anschließbar ist, derart, daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) in jeweils gleicher geometrischer Zuordnung mindestens ein mechanisches Befestigungsmittel (3.1.2, 3.2.2, 3.3.2) zur Befestigung am Stufentransformator (1) aufweist,
und daß das Gehäuse jedes Stufenschaltermoduls (3.1, 3.2, 3.3) mindestens eine Aussparung (3.4) aufweist, durch die die elektrischen Anschlußelemente (2.1.1, 2.2.1, 2.3.1) des Stufentransformators (1) sich ins Innere des jeweiligen Stufenschaltermoduls (3.1, 3.2, 3.3) erstrecken und von diesem als Stufenkontakte direkt beschaltbar sind.
daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) ohne Verbindungsleitungen direkt oder über ein Anschlußterminal (2.1, 2.2, 2.3) mit elektrischen Anschlußelementen (2.1.1, 2.2.1, 2.3.1) des Stufentransformators (1) an jeweils den Wicklungsausleitungen einer Stufenwicklung anschließbar ist, derart, daß jedes Stufenschaltermodul (3.1, 3.2, 3.3) in jeweils gleicher geometrischer Zuordnung mindestens ein mechanisches Befestigungsmittel (3.1.2, 3.2.2, 3.3.2) zur Befestigung am Stufentransformator (1) aufweist,
und daß das Gehäuse jedes Stufenschaltermoduls (3.1, 3.2, 3.3) mindestens eine Aussparung (3.4) aufweist, durch die die elektrischen Anschlußelemente (2.1.1, 2.2.1, 2.3.1) des Stufentransformators (1) sich ins Innere des jeweiligen Stufenschaltermoduls (3.1, 3.2, 3.3) erstrecken und von diesem als Stufenkontakte direkt beschaltbar sind.
5. Stufenschalter nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl die mechanischen Befestigungsmittel (3.1.2,
3.2.2, 3.3.2; 7.2.1 . . . 7.2.5) als auch die elektrischen
Anschlußelemente (2.1.1, 2.2.1, 2.3.1; 7.1.1 . . . 7.1.5)
durch elektrisch leitende Formteile (7) gebildet sind,
die jeweils mit den Wicklungsausleitungen des Stufen
transformators verbunden sind.
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