DE639885C

DE639885C - ABC-Stufenschalter zum Schalten von Reguliertransformatoren unter Last

Info

Publication number: DE639885C
Application number: DEA62788D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Hoepp
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-07-21
Filing date: 1931-07-21
Publication date: 1936-12-16

Description

Bei den Stufenschaltern für Reguliertrans-

.., „_m formatoren treten bei Überschreitung bestimmter Stromstärken große Schwierigkeiten durch die Anfressungen an den Kontakten auf, die infolge des vorübergehenden Kurzschlusses benachbarter Stufen entstehen. Die Überschaltwiderstände, die den Kurzschluß zwischen benachbarten Stufen begrenzen, nehmen immer größere Abmessungen an, abgesehen von den Verlusten, die in ihnen auftreten. Bei den Hochspannungsreguiierschaltern werden diese Schwierigkeiten dadurch umgangen, daß Momentschalter angewendet werden, die sich nur in der einen oder anderen Endstellung befinden können, und infolge des schnellen Umschaltens die Widerstände nur kurzzeitig beanspruchen. Um diese schnelle Umschaltung zu ermöglichen, werden ganz besondere Schaltweisen der Transforma-

ao torenanzapfungen, Gruppenunterteilungen usw. angewandt. Zugleich ist auch bei Hochspannung die Umkehrung des Regelsinnes zur Ersparung von Anzapfungen mit dem Problem der Regulierschalter verbunden.

Bei Niederspannungsapparaten, also kleineren Leistungen, würde der gleiche Weg zu verhältnismäßig kostspieligen Schaltern führen, da abgesehen von der Höchspannungsisolierung die Kosten für das Schaltgerät nur um ein geringes kleiner sind als bei Hoch-Spannungsreglern. Es war daner notwendig, bei dem einfachen Prinzip der Überschaltung durch einen der Hauptbürste vorauseilenden Hilfskontakt mit Überschaltwiderstand zu verbleiben und lediglich die Momentschaltung in Anwendung zu bringen. Bei Niederspannungszellenschaltern ist es bereits bekannt, die Funkenentziehung außerhalb des Schalters, d.h. nicht an der Bürste selbst, anzuordnen. Diese Anordnung erfordert aber eine Anzahl Hufs- 4°' schienen, über welche die Hilfsströme für den Umschaltvorgang nach außen geleitet werden müssen.

Die großen Schwierigkeiten an den Funkenkontakten rühren nicht allein von dem starken Abbrand und der damit verbundenen Oxydation usw. her, sondern vor allen Dingen besteht auch die Gefahr des Festschweißens der Kontakte, besonders wenn sie aus nicht oxydierendem Metall, z.B. Silber, hergestellt sind. Nach der Erfindung· wird eine Präzisionsmomentschaltung angewendet, die zum Ziele hat, die Schweißarbeit an den Kontakten soweit wie möglich zu verringern. Die Schweißarbeit selbst ist gegeben durch den Integralwert Λ =fi² w dt. Es kommt nicht nur darauf an, den Kontaktwiderstand w, der von dem Wert 00 auf einen möglichst kleinen

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Wilhelm Höpp in Berlin~Heiligensee,

Wert sinkt, an sich klein zu machen und nicht nur die Zeit, in der sich" "diese Widerstandsänderung abspielt, sehr kurz zu machen, sondern den Widerstand auf den kleinsten Wert;: zu halten, indem jegliche Schwingung und d'ämit Lockerung der Kontakte verhindert widely. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrund^v die bisher verwendeten Hilfsschienen zu vermeiden und eine solche Konstruktion mit Momentschaltung zu finden, die am Schlitten selbst angebracht werden kann. Hierbei ergeben sieh.aber sofort Schwierigkeiten, weil der Schlitten bei der Anwendung einer Momentschaltung die Umschaltstellungen vorbe-. 15 reiten muß. Bei einem ABC-Schalter, der durch die Hauptbürste stets mindestens drei Kontakte zugleich überbrücken muß, ist eine solche Momentschaltung gar nicht durchführbar.

ao Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß die Strom-, abnehmerbürste derart unterteilt ist, daß der eine Teil zwei Stufenkontakte überbrückt, während der andere Teil auf dem dritten Kontakt aufliegt, und daß an den Stromabnehmerbürsten ein mit ihnen bewegter Hilfsschalter vorgesehen ist, der eine zwischen den beiden voneinander isoliert angeordneten Teilen über den Hilfsschalter bestehende elektrische Versa bindung während des Schaltvorganges vorübergehend unterbricht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Abb. 1 stellt den Stufenschalter teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt dar, während Abb. 2 eine Seitenansicht des Stufenschalters zeigt. Abb. 3 stellt eine schematische Anordnung der Bürsten mit Momentschalter dar. Abb. 4 und 5 zeigen eine Gegenüberstellung des bekannten ABC-Schalters und des neuen Schalters gemäß der Erfindung.

Am Umschaltkontakt 2 ist die Schneide 3 befestigt, gegen die sich eine zweite Schneide 4 legt, die federnd an einer Wippe 7 befestigt ist. Diese Wippe wird mittels an der Stufenschalterspindel 5 angeordneter Nocken 6 gesteuert. Der Umsdhaltkontakt 2 besitzt Gegenkontakte 8 und 9, von denen die' Kontakte 9 von geringerer Masse als die Kontakte 8 an U-förmig ausgebildeten Federn 10 angebracht sind. Diese Federn legen sich mit starker Vorspannung gegen besondere Anschläge 11. Die Federn 10 sind mittels Schrauben an den von den Hauptbürsten 12 und 13 isolierten Hilfsbürsten 14 und 15 befestigt, und zwar ist zwischen der Feder 10 und der Hilfsbürste 14 ein besonderer Überschaltwiderstand 16 geschaltet.

Die Schneide 4 ist an einem Stahlfederbündel 17 mittels der Schraube 18 befestigt. Die Enden der Stahlfedern sind geschlitzt, so daß

sie auf die beiden Körner der Wippe 7 aufgeschoben werden können. An den beiden Hörnern sind besondere Querstifte 19 ange-, gegen die sich von unten das Stahl-

17 legt. Zur Verbesserung der ^ der Schneide 4 sind zwei Blechstreifen 20 vorgesehen, so daß ein genaues Umschalten gewährleistet ist. Beim Überschreiten der Schneidenmitte würde ein gewisser Zeitverlust eintreten, wenn toter Gang zwischen der Wippe 7 und den Spindelnocken 6 vorhanden wäre. Um dies zu vermeiden, werden die mit den Spindelnocken 6 zusammenarbeitenden Rollen 21 auf federnden Achsen 22 gelagert, die ihrerseits in geeigneten Ausschnitten der Wippe 7 mit Vorspannung eingeklemmt sind. Die Wippe 7 mit ihren federnden Achsen 22 ist in einem Längsschlitz im Schlitten 23 geführt (Abb. 2) und pendelt um einen in den Schlitten 23 quer eingeschobenen Stift 24 (Abb. 1). Da sich die Spindelnocken 6 mit dem Schlitten 23 verschieben müssen, erhält die Schraubenspindel 5 eine Längsnut 25 (Abb. 2), in die der Keil der Nocken 6 eingreifen und so an der Drehung der Schraubenspindel 5 teilnehmen kann. Um die Spindel 5 vom Bürstendruck zu entlasten, sind zwei parallele Schleifschienen 26 vorgesehen, die mit dem Schlitten 23 in Aussparungen der Stufenkontakte 27 isoliert eingebettet sind. Die Stufenkontakte 27 erhalten daher, abgesehen von den Anschlußstellen, in Richtung der Spindel gesehen, ein U-förmiges Aussehen; sie sind mittels Schrauben 28 an den Schleif- ⁰^ schienen 26 isoliert befestigt (Abb. 2).

Die Abb. 4 zeigt ein Schema des bekannten ABC-Schalters. Bei diesem überbrückt die Bürste 12,13 die Kontakte A, B, C und ist mit dem Vorkontakt 14 über den Widerstand 16 verbunden.

In Abb. 5 ist ein Schema des neuen Schalters dargestellt. Von der Kontaktbürste 12,13 ist der Teil 15 abgetrennt, und zwar derart, daß der Hauptteil 12, 13 zwei Kontakte überbrückt, während der abgetrennte Teil 15 auf dem dritten Kontakt aufliegt. Ferner ist der bisher gebräuchliche Vorkontakt 14 mit dem Widerstand 16 vorhanden. Der von der Hauptbürste abgetrennte Teil 15 wird während des Schaltvorganges von dem Hauptteil durch den Umschalter 2 vorübergehend getrennt.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Wird der Stufenschalter durch Drehung der Spindel 5 von rechts nach links bewegt (vgl. Abb. 3), so kommt die Hilfsbürste mit dem Stufenkontakt A₁ in Berührung. Hierbei drückt gleichzeitig die Nocke 6 die linke Rolle 21 (vgl. Abb. 1) nach oben, wo- iao durch die Schneide 4 auf der Schneide 3 entlanggleitet, bis sie deren höchsten Punkt er-

reicht hat. In diesem Augenblick bewegt sich der Umschaltkontakt 2 nach links und schließt zuerst den Gegenkontakt 9 (Abb. 3), so daß ein Stromkreis vom Stufenkontakt A₁ über die Hilfsbürste 14, Widerstand 16, Kontakt ο, Umschaltkontakt 2 zu den Hauptbürsten 12 und 13 vorhanden ist. Erst wenn der Umschaltkontakt auch den Gegenkontakt 8 geschlossen hat, wird der Widerstand 16 kurzgeschlossen.

Durch die Bewegung des Umschaltkontaktes 2 hat die Wippe 7 die entgegengesetzte Endlage eingenommen und ist für einen neuen Umschaltvorgang bereit. Die steuernde Schneide 4 wirkt gleichzeitig nach vollzogener Umschaltung als Sperrkeil für den auf die Gegenkontakte 8 und 9 schnellenden Umschaltkontakt 2.

Durch die Ausführung des Umschaltkontaktes 2 mit zwei Kontakten und Verwendung entsprechender Gegenkontakte 8 und 9 wird mehr oder weniger eine schwingungsfreie Bewegung in kürzester Zeit erzielt, wodurch die Schweißarbeit, also auch Verschleiß und Funkenbildung in gewünschter Weise auf ein Minimum beschränkt werden. Dadurch, daß der Gegenkontakt 8 nur wehig später geschlossen wird als der Gegenkontakt 9, wird eine sehr geringe Energie im Überschaltwiderstand 16 verbraucht. Dieser Widerstand braucht infolgedessen nur mit Rücksicht auf seine Wärmekapazität, nicht aber mit Rücksicht auf die Ausstrahlung der Wärme bemessen zu werden, da die Kühlpausen unverhältnismäßig groß gegenüber der Arbeitszeit sind. Für einen iooo-Ampere-Schalter genügt beispielsweise ein kurzer Widerstands draht von der Länge einer Bürstenbreite, so daß durch diese Konstruktion an Raum, an Material und zugleich an Energie gespart wird.

40" Der Schlitten 23 wird zur Erreichung einer guten Raumausnutzung symmetrisch ausgeführt, und der Strom wird von zwei Seiten durch parallel geschaltete Bürsten zugeführt. Die Anschlüsse sind, um Platz für die Anschlußschrauben zu erhalten, zweckmäßig abwechselnd links und rechts als schienenartig verlängerte Kontakte ausgebildet. Durch diese Ausführung wird ein besonderes Traggerüst oder ein besonderer Rahmen nicht erforderlieh, wodurch die Abmessungen und das Gewicht des Schalters entsprechend klein werden. Die Einrichtung· nach der Erfindung ist nicht nur für ABC-Stufenschalter geeignet, sondern sie läßt sich auch sinngemäß für jede Art Stufenschalter verwenden.

Claims

Patentansprüche:

1. ABC-Stufenschalter zum Schalten von Reguliertransformatoren unter Last, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnehmerbürste derart unterteilt ist, daß der eine Teil (12, 13) zwei Stufenkontakte überbrückt, während der andere Teil (15) auf dem dritten Kontakt aufliegt, und daß. an den Stromabnehmerbürsten ein mit ihnen bewegter Hilfsschalter (2) vorgesehen ist, der eine zwischen den beiden voneinander isoliert angeordneten Teilen (12, 13 und 15) über den Hilfsschalter bestehende elektrische Verbindung während des Schaltvorganges vorübergehend unterbricht.

2. Stufenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorbürste (14) durch den Hilfsschalter (2), der als Umschalter ausgebildet ist, zunächst über Vorkontakte (9, 2) und Widerstand (16) und dann direkt über Kontakte (8, 2) während des Schaltvorganges vorübergehend mit dem Bürstenteil (12, 13) verbunden wird.

3. Stufenschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsschalter (2) auf dem von dem Bürstenteil (12, 13) isoliert abgetrennten Teil (15) einen federnden Gegenkontakt (9) besitzt.

4. Stufenschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsschalter (2) nur als Momentschalter ausgebildet ist.

5. Stufenschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsschalter (2) durch eine unter Federdrück stehende Schneide (4) mittels einer Wippe (7) gesteuert wird, die durch auf einer Stufenschalterspindel (5) angeordnete Nokken (6) hin und her bewegt wird.

6. Stufenschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Nokken (6) zusammenarbeitende Rollen (21) auf federnden, an der Wippe (7) befestigten Achsen (22) aufgesetzt sind.

7. Stufenschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromabnehmerbürsten -von einem zur Längsachse des Stufenschalters symmetrisch ausgebildeten Schlitten (23) getragen werden.

8. Stufenschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (23) auf Schleifschienen (26) ruht, die in Aussparungen der feststehenden Stufenkontakte (27) isoliert eingebettet sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen