EP4374400A1 - Load changeover switch for an on-load tap changer and a method for producing a load changeover switch - Google Patents

Load changeover switch for an on-load tap changer and a method for producing a load changeover switch

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Publication number
EP4374400A1
EP4374400A1 EP22747273.5A EP22747273A EP4374400A1 EP 4374400 A1 EP4374400 A1 EP 4374400A1 EP 22747273 A EP22747273 A EP 22747273A EP 4374400 A1 EP4374400 A1 EP 4374400A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrier
housing
diverter switch
elements
load
Prior art date
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Pending
Application number
EP22747273.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Hammer
Wolfgang Albrecht
Michael Schmeisser
Christian Kotz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Publication of EP4374400A1 publication Critical patent/EP4374400A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0044—Casings; Mountings; Disposition in transformer housing
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    • H01H9/0016—Contact arrangements for tap changers
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/321—Insulating of coils, windings, or parts thereof using a fluid for insulating purposes only
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    • H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/167—Circuits for remote indication

Definitions

  • the invention relates to a diverter switch for an on-load tap changer and a method for producing such a diverter switch.
  • On-load tap changers are known from the prior art and usually have a diverter switch and a selector.
  • the diverter switch has vacuum interrupters that are arranged in a vessel filled with insulating oil.
  • the vacuum interrupters are arranged in a frame around an actuating mechanism.
  • semiconductor switching elements as an alternative switching device for vacuum interrupters poses new challenges for the design and assembly of diverter switches.
  • a further object of the invention is to provide a method for manufacturing a diverter switch which is quick, simple and precise.
  • the invention proposes a diverter switch for an on-load tap changer, comprising:
  • a housing a carrier having elements for performing load switching; wherein the carrier with the elements are at least partially cast into the housing.
  • the carrier By potting the carrier with the elements used to perform a diverter switch in the body of the diverter switch, they are protected from the insulating oil. Chemical reactions between the elements and the insulating oil are prevented. The elements and thus the entire diverter switch therefore have a much longer service life. Furthermore, the elements are protected by the encapsulation against vibrations and other mechanical loads from the outside. Potting also increases the insulation distances between the individual elements. Flashovers are avoided, while the operating voltage level can be increased at the same time.
  • at least partially cast or encapsulated is understood to mean that the majority of the carrier and the elements are enclosed by a cast resin or silicone.
  • the housing can be designed in any way, in particular in the shape of a kettle or cup.
  • the housing can have a first area in which the carrier is arranged.
  • the first area is preferably so large that the carrier can be arranged at least partially or completely in the first area.
  • the housing encloses the carrier at least partially or completely.
  • the carrier is preferably in the form of a circuit board, printed circuit board or printed circuit board.
  • the carrier and the elements for carrying out a load changeover are preferably at least partially cast or encapsulated in the carrier with a casting resin or a silica gel.
  • the casting resin is preferably a polyurethane casting resin or epoxy resin.
  • the silicone rubber is preferably in the form of silicone rubber, which becomes a silicone gel after it has hardened.
  • the diverter switch can also include semiconductor switching elements and/or varistors and/or controllers and/or resistors and/or capacitors and/or MOSFETs and/or control units and/or transformers and/or rectifiers and/or current sensors, which are used as elements for performing a diverter switch be used.
  • the carrier can also include an optical communication interface and electrical contacts that are at least partially cast or encapsulated.
  • the optical communication interface and the electrical contacts are preferably encapsulated at the interfaces to the controller or to the selector only to the extent that these parts can be contacted.
  • the carrier can also have a further communication interface that uses Bluetooth, WLAN or radio, which is at least partially embedded or encapsulated.
  • the further communication interface is preferably cast at the interfaces to the controller or to the selector only to the extent that contacting these parts or communication with these parts is possible.
  • the diverter switch is preferably connected to a controller and a selector via the optical communication interface and the electrical contacts.
  • the diverter switch can also be connected to the controller and the selector via the additional communication interface, ie Bluetooth, WLAN or radio, and the electrical contacts.
  • the Diverter switch, the selector, the controller and a motor drive form an on-load tap changer.
  • the on-load tap changer is arranged in the transformer housing of a step transformer.
  • the invention proposes a method for producing a diverter switch, wherein: in a first step, the carrier with elements for performing a diverter switch is placed or arranged in a first region of the housing; in a second step, the carrier is cast at least partially in the first area and is thus connected to the housing; in a third step, the housing with the encapsulated carrier is dried.
  • the encapsulation or casting is preferably carried out with a casting resin or a Silgel, with the support being at least partially cast or encapsulated.
  • the casting resin is preferably a polyurethane casting resin or epoxy resin.
  • the silicone rubber is preferably in the form of silicone rubber, which becomes a silicone gel after it has hardened.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of the diverter switch according to the invention.
  • FIG. 1 shows an on-load tap changer 1 with a load changeover switch 2 and a selector 3 which are arranged in a tapped transformer 6 .
  • the on-load tap changer 1 has a motor drive 4 and a controller 5 .
  • the controller 5 is arranged outside of the transformer housing 6.1.
  • the tapped transformer 6 is filled with an insulating agent 7, such as an insulating oil, which surrounds those parts of the on-load tap changer 1 that are arranged within the transformer 6.
  • the selector 3 uses its selector contacts to select a winding tap of the tapped transformer 6 that is to be exposed to sound.
  • the load changeover switch 2 performs the actual switching under load, in which switching takes place from a current winding tap to the preselected winding tap.
  • the controller 5 controls the entire switchover in such a way that it is transferred to the motor drive 4 and thus the voter 3 acts. Furthermore, the controller 5 acts on the diverter switch 2 and its elements 32, which are necessary for carrying out a diverter switch.
  • Figure 2a, Figure 2b and Figure 3 show that the diverter switch 2 has a housing 21 which is designed in the shape of a kettle.
  • a first area 23 is formed on a first side 22 of the bowl-shaped housing 21, in which a carrier 24 is arranged.
  • the carrier 24 is preferably designed as a circuit board.
  • the first area 23 has a floor 25 and a circular wall 26 surrounding the floor 25 .
  • the carrier 24 is preferably completely enclosed by the first area 23 or the carrier 24 is preferably located completely, but at least partially, within the first area.
  • the carrier 24 is mechanically fixed in the housing 21 at defined points.
  • the carrier 24 is encapsulated or cast in the first region 23 by means of a casting resin 30 or a silgel 31 .
  • the casting resin 30 can be in the form of an epoxy resin or a polyurethane casting resin.
  • the polyurethane resin preferably consists of a triisocyanate-diisocyanate mixture and a triol-diol mixture.
  • the mold resin 30 can also be configured as an epoxy resin, which is a synthetic resin having an epoxy group.
  • the diverter switch 2 is a switching device that is used with a selector 3 to switch currents on and off in branches that have already been preselected by the selector 3 .
  • a diverter switch 2 is the part of an on-load tap changer 1 that performs the actual switchover from one winding tap to an adjacent winding tap under load. During this, the selector 3 rests in such a way that its selector arms or selector contacts do not move.
  • the elements 32 are located on or on the carrier 24, which carry out the load switching or are necessary or required for this.
  • These elements 32 are, for example, several semiconductor switching elements (IGBTs, TRIAC), varistors, resistors, capacitors, MOSFETs, control units, transformers, rectifiers, current sensors and controllers.
  • At least one optical communication interface 40 and electrical contacts 41 which are designed as flat plugs, are located on or on the carrier 24.
  • the optical communication interface 40 and the electrical contacts 41 are likewise at least partially embedded or encapsulated. These can directly adjoin the housing 21 or run through it.
  • the diverter switch 2 is connected to the controller 5 via the communication interface 40 .
  • the diverter switch 2 is electrically conductively connected to the selector 3 and its selector contacts via the contacts 41 .
  • the carrier 24 also has recesses 42 through which Air can escape when pouring. This prevents air pockets from forming between the carrier 24 and the housing 21 during the casting process.
  • the carrier 24 arranged in the bowl-shaped housing 21 rests at least partially on the floor 25 of the first area 23 . Furthermore, a plurality of webs 27 can be arranged on the floor 25, by means of which the carrier 24 can be fixed at a distance from the floor 25.
  • the base 25 also has a number of elevations 28 and depressions, which can also be used to support and fix the carrier 24 .
  • the carrier 24 can rest on the elevations 28 and/or depressions.
  • the carrier 24 and the elements 32 are preferably arranged below the outer wall edge 29 so that in the installed state they are preferably completely surrounded by the casting resin 30 or embedded in it.
  • the carrier 24 and the elements 32 on or on the carrier 24 are preferably completely cast in or enclosed by the casting resin 30 or Silgel 31 .
  • the housing 21 arranged in the insulating oil 7 of the transformer 6 and thus the carrier 24 and the elements 32 are protected from chemical reactions with the insulating oil 7 by the encapsulation.
  • a further advantage of the encapsulation is that possible contamination in the oil no longer shortens the insulating plugs and the insulating plugs are no longer weakened.
  • the optical communication interface 40 and the electrical contacts 41 are preferably encapsulated at the interfaces to the controller 5 or to the selector 3 only to the extent that these parts can always be contacted.
  • the method for manufacturing or assembling the diverter switch 2 is as follows.
  • the carrier 24 with the elements 32 for carrying out a load switching is placed or arranged in a first area 23 of the housing 21 .
  • the carrier 24 can be placed either on the bottom 25 of the housing 21 , on at least one elevation 28 or at least one web 27 .
  • the carrier can be secured or fixed and aligned in the housing 21 by screwing or a positive fit with a web 27 or the housing 21 .
  • the carrier 24 together with the elements 32 is preferably completely encapsulated. This is done by pouring in a casting resin 30 or a silgel 31 .
  • the diverter switch 2 is dried in a curing oven under predefined parameters. A specified time, temperature and humidity must be observed. When the casting resin 30 or the silicone 31 dries, a connection is created between the carrier 24 and the housing 21 on the one hand and the carrier 24 is protected from the insulating oil 7 on the other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)

Abstract

The invention relates to a load changeover switch (2) for an on-load tap changer (1), comprising: - a housing (21); - a carrier (24) with elements (32) for carrying out a load changeover; wherein - the carrier (24) and the elements (32) are at least partially embedded in the housing (21).

Description

Lastumschalter für einen Laststufenschalter und ein Verfahren zur Herstellung eines Lastumschalters Diverter switch for an on-load tap changer and a method for producing a diverter switch
Die Erfindung betrifft einen Lastumschalter für einen Laststufenschalter und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Lastumschalters. The invention relates to a diverter switch for an on-load tap changer and a method for producing such a diverter switch.
Laststufenschalter sind aus dem Stand der Technik bekannt und weisen üblicherweise einen Lastumschalter und einen Wähler auf. Der Lastumschalter weist Vakuumschaltröhren auf, die in einem, mit Isolieröl gefüllten Gefäß angeordnet sind. Die Vakuumschaltröhren sind in einem Gestell um eine Betätigungsmechanik angeordnet. Die Verwendung von Halbleiterschaltelementen als alternatives Schaltmittel für Vakuumschaltröhren, stellt neue Herausforderungen an den Aufbau und die Montage von Lastumschaltern dar. On-load tap changers are known from the prior art and usually have a diverter switch and a selector. The diverter switch has vacuum interrupters that are arranged in a vessel filled with insulating oil. The vacuum interrupters are arranged in a frame around an actuating mechanism. The use of semiconductor switching elements as an alternative switching device for vacuum interrupters poses new challenges for the design and assembly of diverter switches.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Lastumschalter für einen Laststufenschalter zu schaffen, der resistent gegen Isoliermittel ist, eine hohe Durchschlagsfestigkeit hat und dabei einfach und kompakt aufgebaut ist. It is therefore the object of the invention to create a diverter switch for an on-load tap changer that is resistant to insulating materials, has a high dielectric strength and is constructed in a simple and compact manner.
Diese Aufgabe wird mit einem Lastumschalter gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche bilden dabei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. This object is achieved with a diverter switch according to claim 1. The features of the subclaims form advantageous developments of the invention.
Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Lastumschalters zu schaffen, welches schnell, einfach und präzise ist. A further object of the invention is to provide a method for manufacturing a diverter switch which is quick, simple and precise.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst. This object is achieved with a method according to claim 8.
Die Erfindung schlägt gemäß einem ersten Aspekt einen Lastumschalter für einen Laststufenschalter vor, umfassend: According to a first aspect, the invention proposes a diverter switch for an on-load tap changer, comprising:
- ein Gehäuse; einen Träger mit Elementen zum Durchführen einer Lastumschaltung; wobei der T räger mit den Elementen in das Gehäuse zumindest teilweise eingegossen sind. - a housing; a carrier having elements for performing load switching; wherein the carrier with the elements are at least partially cast into the housing.
Durch das Eingießen bzw. Vergießen des Trägers mit den Elementen, die zum Durchführen einer Lastumschaltung verwendet werden, im Gehäuse des Lastumschalters, sind diese vor dem Isolieröl geschützt. Chemische Reaktionen zwischen den Elementen und dem Isolieröl werden unterbunden. Die Elemente und damit der gesamte Lastumschalter haben dadurch eine viel höhere Lebensdauer. Weiterhin sind die Elemente durch das Vergießen gegen Erschütterungen und andere mechanische Belastungen von außen geschützt. Das Vergießen erhöht auch die Isolationsstrecken zwischen den einzelnen Elementen. Überschläge werden vermieden, wobei das Betriebsspannungsniveau gleichzeitig erhöht werden kann. Als zumindest teilweise eingegossen oder vergossen wird im Sinne der Erfindung verstanden, dass der größte Teil des Trägers und der Elemente von einem Gießharz oder Silgel umschlossen sind. Fertigungsbedingt können jedoch einzelne Kanten oder Flächen der Elemente und des Trägers nach dem Vergießen herausragen, freiliegen oder nicht vom Gießharz oder Silgel umschlossen sein. Dies gilt beispielsweise für die Kontaktflächen zwischen dem Träger und einem Steg im Gehäuse an dem der Träger fixiert wird. By potting the carrier with the elements used to perform a diverter switch in the body of the diverter switch, they are protected from the insulating oil. Chemical reactions between the elements and the insulating oil are prevented. The elements and thus the entire diverter switch therefore have a much longer service life. Furthermore, the elements are protected by the encapsulation against vibrations and other mechanical loads from the outside. Potting also increases the insulation distances between the individual elements. Flashovers are avoided, while the operating voltage level can be increased at the same time. Within the meaning of the invention, at least partially cast or encapsulated is understood to mean that the majority of the carrier and the elements are enclosed by a cast resin or silicone. Due to the manufacturing process, however, individual edges or surfaces of the elements and the carrier may protrude, be exposed or not be enclosed by the casting resin or Silgel after casting. This applies, for example, to the contact surfaces between the carrier and a web in the housing to which the carrier is fixed.
Das Gehäuse kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, insbesondere kessel- oder becherförmig. Dabei kann das Gehäuse einen ersten Bereich aufweisen, in dem der Träger angeordnet ist. Vorzugweise ist der erste Bereich so groß, dass der Träger zumindest teilweise oder vollständig im ersten Bereich angeordnet werden kann. Dabei umschließt das Gehäuse den Träger zumindest teilweise oder vollständig. Der Träger ist vorzugseiweise als Platine, Leiterkarte oder gedruckte Schaltung ausgebildet. The housing can be designed in any way, in particular in the shape of a kettle or cup. The housing can have a first area in which the carrier is arranged. The first area is preferably so large that the carrier can be arranged at least partially or completely in the first area. The housing encloses the carrier at least partially or completely. The carrier is preferably in the form of a circuit board, printed circuit board or printed circuit board.
Der Träger und die Elemente zum Durchführen einer Lastumschaltung sind vorzugsweise mit einem Gießharz oder einem Silgel im Träger zumindest teilweise eingegossen oder vergossen. Das Gießharz ist vorzugsweise ein Polyurethangießharz oder Epoxidharz. Das Silgel ist vorzugsweise als Silikonkautschuk ausgebildet, welches nach dem Aushärten zu einem Silikongel wird. The carrier and the elements for carrying out a load changeover are preferably at least partially cast or encapsulated in the carrier with a casting resin or a silica gel. The casting resin is preferably a polyurethane casting resin or epoxy resin. The silicone rubber is preferably in the form of silicone rubber, which becomes a silicone gel after it has hardened.
Der Lastumschalter kann außerdem Halbleiterschaltelemente und/oder Varistoren und/oder Controller und/oder Widerstände und/oder Kondensatoren und/oder MOSFETs und/oder Steuereinheiten und/oder Übertrager und/oder Gleichrichter und/oder Stromsensoren umfassen, die als Elemente zum Durchführen einer Lastumschaltung verwendet werden. The diverter switch can also include semiconductor switching elements and/or varistors and/or controllers and/or resistors and/or capacitors and/or MOSFETs and/or control units and/or transformers and/or rectifiers and/or current sensors, which are used as elements for performing a diverter switch be used.
Der Träger kann außerdem eine optische Kommunikationsschnittstelle sowie elektrische Kontakte umfassen, die zumindest teilweise eingegossen oder vergossen sind. Die optische Kommunikationsschnittstelle sowie die elektrischen Kontakte sind vorzugsweise an den Schnittstellen zur Steuerung bzw. zum Wähler nur insoweit vergossen, dass eine Kontaktierung dieser Teile möglich ist. Weiterhin kann der Träger auch eine weitere Kommunikationsschnittstelle aufweisen, die Bluetooth, WLAN oder Funk nutzt, die zumindest teilweise eingegossen oder vergossen ist. Die weitere Kommunikationsschnittstelle ist vorzugsweise an den Schnittstellen zur Steuerung bzw. zum Wähler nur insoweit vergossen, dass eine Kontaktierung dieser Teile bzw. eine Kommunikation mit diesen Teilen möglich ist. The carrier can also include an optical communication interface and electrical contacts that are at least partially cast or encapsulated. The optical communication interface and the electrical contacts are preferably encapsulated at the interfaces to the controller or to the selector only to the extent that these parts can be contacted. Furthermore, the carrier can also have a further communication interface that uses Bluetooth, WLAN or radio, which is at least partially embedded or encapsulated. The further communication interface is preferably cast at the interfaces to the controller or to the selector only to the extent that contacting these parts or communication with these parts is possible.
Der Lastumschalter ist vorzugsweise über die optische Kommunikationsschnittstelle und die elektrischen Kontakte mit einer Steuerung und einem Wähler verbunden. Der Lastumschalter kann aber auch über die weitere Kommunikationsschnittstelle, also Bluetooth, WLAN oder Funk, und die elektrischen Kontakte mit der Steuerung und dem Wähler verbunden sein. Der Lastumschalter, der Wähler, die Steuerung und ein Motorantrieb bilden einen Laststufenschalter. Der Laststufenschalter ist im Transformatorgehäuse eines Stufentransformators angeordnet. The diverter switch is preferably connected to a controller and a selector via the optical communication interface and the electrical contacts. However, the diverter switch can also be connected to the controller and the selector via the additional communication interface, ie Bluetooth, WLAN or radio, and the electrical contacts. The Diverter switch, the selector, the controller and a motor drive form an on-load tap changer. The on-load tap changer is arranged in the transformer housing of a step transformer.
Die Erfindung schlägt gemäß einem zweiten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines Lastumschalters vor, wobei: in einem ersten Schritt der Träger mit Elementen zum Durchführen einer Lastumschaltung in einem ersten Bereich des Gehäuses platziert bzw. angeordnet wird; in einem zweiten Schritt der Träger mindestens teilweise im ersten Bereich vergossen und damit mit dem Gehäuse verbunden wird; in einem dritten Schritt das Gehäuse mit dem vergossenen Träger getrocknet wird. According to a second aspect, the invention proposes a method for producing a diverter switch, wherein: in a first step, the carrier with elements for performing a diverter switch is placed or arranged in a first region of the housing; in a second step, the carrier is cast at least partially in the first area and is thus connected to the housing; in a third step, the housing with the encapsulated carrier is dried.
Das Vergießen bzw. Eingießen erfolgt vorzugsweise mit einem Gießharz oder einem Silgel, wobei der Träger zumindest teilweise eingegossen oder vergossen wird. Das Gießharz ist vorzugsweise ein Polyurethangießharz oder Epoxidharz. Das Silgel ist vorzugsweise als Silikonkautschuk ausgebildet, welches nach dem Aushärten zu einem Silikongel wird. The encapsulation or casting is preferably carried out with a casting resin or a Silgel, with the support being at least partially cast or encapsulated. The casting resin is preferably a polyurethane casting resin or epoxy resin. The silicone rubber is preferably in the form of silicone rubber, which becomes a silicone gel after it has hardened.
Nachfolgend sind die Erfindung und ihre Vorteile unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen: The invention and its advantages are described in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 einen Stufentransformator mit einem Lastumschalter; 1 shows a tapped transformer with a diverter switch;
Fig. 2a einen erfindungsgemäßen Lastumschalter; 2a shows a diverter switch according to the invention;
Fig. 2b eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Lastumschalters; 2b shows a sectional view of the diverter switch according to the invention;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Lastumschalters. 3 shows a schematic sectional view of the diverter switch according to the invention.
Figur 1 zeigt einen Laststufenschalter 1 mit einem Lastumschalter 2 und einem Wähler 3, die in einem Stufentransformator 6 angeordnet sind. Weiterhin weist der Laststufenschalter 1 einen Motorantrieb 4 und eine Steuerung 5 auf. Die Steuerung 5 ist im Gegensatz zu den anderen Teilen außerhalb des Transformatorgehäuses 6.1 angeordnet. Der Stufentransformator 6 ist dabei mit einem Isoliermittel 7, wie z.B. einem Isolieröl, gefüllt, welches diejenigen Teile des Laststufenschalters 1 umgibt, die innerhalb des Transformators 6 angeordnet sind. Beim Betätigen des Laststufenschalters 1 wählt der Wähler 3 mit seinen Wählerkontakten eine zu beschallende Wicklungsanzapfung des Stufentransformators 6 vor. Der Lastumschalter 2 führt die eigentliche Umschaltung unter Last durch, bei der von einer aktuellen Wicklungsanzapfung auf die vorgewählte Wicklungsanzapfung umgeschaltet wird. Die Steuerung 5 steuert die gesamte Umschaltung derart, dass diese auf den Motorantrieb 4 und damit den Wähler 3 wirkt. Weiterhin wirkt die Steuerung 5 auf den Lastumschalter 2 und dessen Elemente 32, die für die Durchführung einer Lastumschaltung notwendig sind. FIG. 1 shows an on-load tap changer 1 with a load changeover switch 2 and a selector 3 which are arranged in a tapped transformer 6 . Furthermore, the on-load tap changer 1 has a motor drive 4 and a controller 5 . In contrast to the other parts, the controller 5 is arranged outside of the transformer housing 6.1. The tapped transformer 6 is filled with an insulating agent 7, such as an insulating oil, which surrounds those parts of the on-load tap changer 1 that are arranged within the transformer 6. When the on-load tap changer 1 is actuated, the selector 3 uses its selector contacts to select a winding tap of the tapped transformer 6 that is to be exposed to sound. The load changeover switch 2 performs the actual switching under load, in which switching takes place from a current winding tap to the preselected winding tap. The controller 5 controls the entire switchover in such a way that it is transferred to the motor drive 4 and thus the voter 3 acts. Furthermore, the controller 5 acts on the diverter switch 2 and its elements 32, which are necessary for carrying out a diverter switch.
Figur 2a, Figur 2b und Figur 3 zeigen, dass der Lastumschalter 2 ein Gehäuse 21 aufweist, welches kesselförmig ausgestaltet ist. Auf einer ersten Seite 22 des kesselförmigen Gehäuses 21 ist ein erster Bereich 23 ausgebildet, in dem ein Träger 24 angeordnet ist. Der Träger 24 ist vorzugsweise als Platine ausgebildet. Der erste Bereich 23 weist einen Boden 25 und eine kreisförmige, den Boden 25 umlaufende Wand 26 auf. Der Träger 24 ist dabei vorzugsweise vollständig vom ersten Bereich 23 umschlossen bzw. der Träger 24 ist vorzugsweise vollständig, jedoch mindestens teilweise innerhalb des ersten Bereichs verortet. Der Träger 24 ist an definierten Punkten mechanisch im Gehäuse 21 fixiert. Weiterhin ist der Träger 24 im ersten Bereich 23 mittels eines Gießharzes 30 oder eines Silgels 31 vergossen bzw. eingegossen. Das Gießharz 30 kann als ein Epoxidharz oder ein Polyurethangießharz ausgebildet sein. Das Polyurethanharz besteht vorzugsweise aus einem Triisocyanat- Diisocyanat-Gemisch und einem Triol-Diol-Gemisch. Das Gießharz 30 kann außerdem als ein Epoxidharz ausgestaltet, welches ein Kunstharz mit einer Epoxidgruppe ist. Figure 2a, Figure 2b and Figure 3 show that the diverter switch 2 has a housing 21 which is designed in the shape of a kettle. A first area 23 is formed on a first side 22 of the bowl-shaped housing 21, in which a carrier 24 is arranged. The carrier 24 is preferably designed as a circuit board. The first area 23 has a floor 25 and a circular wall 26 surrounding the floor 25 . The carrier 24 is preferably completely enclosed by the first area 23 or the carrier 24 is preferably located completely, but at least partially, within the first area. The carrier 24 is mechanically fixed in the housing 21 at defined points. Furthermore, the carrier 24 is encapsulated or cast in the first region 23 by means of a casting resin 30 or a silgel 31 . The casting resin 30 can be in the form of an epoxy resin or a polyurethane casting resin. The polyurethane resin preferably consists of a triisocyanate-diisocyanate mixture and a triol-diol mixture. The mold resin 30 can also be configured as an epoxy resin, which is a synthetic resin having an epoxy group.
Auf dem oder an dem Träger 24 sind unterschiedliche Elemente 32 des Lastumschalters 2 angeordnet. Der Lastumschalter 2 ist ein Schaltgerät, das mit einem Wähler 3 verwendet wird, um Ströme in Zweigen ein- und auszuschalten, die bereits durch den Wähler 3 vorgewählt wurden. Mit anderen Worten ist ein Lastumschalter 2 der Teil eines Laststufenschalters 1 , der die eigentliche Umschaltung von einer Wicklungsanzapfung auf eine benachbarte Wicklungsanzapfung unter Last durchführt. Während dessen ruht der Wähler 3 derart, dass dessen Wählerarme bzw. Wählerkontakte keine Bewegung durchführen. Different elements 32 of the diverter switch 2 are arranged on or on the carrier 24 . The diverter switch 2 is a switching device that is used with a selector 3 to switch currents on and off in branches that have already been preselected by the selector 3 . In other words, a diverter switch 2 is the part of an on-load tap changer 1 that performs the actual switchover from one winding tap to an adjacent winding tap under load. During this, the selector 3 rests in such a way that its selector arms or selector contacts do not move.
Unter anderem befinden sich auf oder an dem Träger 24 die Elemente 32, die die Lastumschaltung durchführenden bzw. für diese notwendig oder erforderlich sind. Diese Elemente 32 sind z.B. mehrere Halbleiterschaltelemente (IGBTs, TRIAC), Varistoren, Widerstände, Kondensatoren, MOSFETs, Steuereinheiten, Übertrager, Gleichrichter, Stromsensoren und Controller. Among other things, the elements 32 are located on or on the carrier 24, which carry out the load switching or are necessary or required for this. These elements 32 are, for example, several semiconductor switching elements (IGBTs, TRIAC), varistors, resistors, capacitors, MOSFETs, control units, transformers, rectifiers, current sensors and controllers.
Weiterhin befinden sich auf oder an dem Träger 24 mindestens eine optische Kommunikationsschnittstelle 40 sowie elektrische Kontakte 41 , die als Flachstecker ausgebildet sind. Die optische Kommunikationsschnittstelle 40 und die elektrischen Kontakte 41 sind ebenfalls zumindest teilweise eingegossen bzw. vergossen. Diese können an das Gehäuse 21 unmittelbar angrenzen oder durch dieses hindurch verlaufen. Über die Kommunikationsschnittstelle 40 wird der Lastumschalter 2 mit der Steuerung 5 verbunden. Über die Kontakte 41 ist der Lastumschalter 2 elektrisch leitend mit dem Wähler 3 und dessen Wählerkontakten verbunden. Der Träger 24 weist weiterhin Aussparungen 42 auf, durch die Luft beim Vergießen entweichen kann. Dadurch wird verhindert, dass beim Vergießen zwischen dem Träger 24 und dem Gehäuse 21 Lufteinschlüsse entstehen. Furthermore, at least one optical communication interface 40 and electrical contacts 41, which are designed as flat plugs, are located on or on the carrier 24. The optical communication interface 40 and the electrical contacts 41 are likewise at least partially embedded or encapsulated. These can directly adjoin the housing 21 or run through it. The diverter switch 2 is connected to the controller 5 via the communication interface 40 . The diverter switch 2 is electrically conductively connected to the selector 3 and its selector contacts via the contacts 41 . The carrier 24 also has recesses 42 through which Air can escape when pouring. This prevents air pockets from forming between the carrier 24 and the housing 21 during the casting process.
Der im kesselförmigen Gehäuse 21 angeordnete Träger 24 liegt zumindest teilweise auf dem Boden 25 des ersten Bereichs 23 auf. Weiterhin können auf dem Boden 25 mehrere Stege 27 angeordnet sein, durch die der Träger 24 zum Boden 25 beabstandet fixiert werden kann. Der Boden 25 weist weiterhin mehrere Erhebungen 28 und Vertiefungen auf, die ebenfalls zum Stützen und Fixieren des Trägers 24 dienen können. Dabei kann der Träger 24 auf den Erhebungen 28 und bzw. Vertiefungen aufliegen. Beim Vergießen sind der Träger 24 und die Elemente 32 vorzugsweise unterhalb der äußeren Wandkante 29 angeordnet, sodass diese im eingebauten Zustand vorzugsweise vollständig vom Gießharz 30 umschlossen bzw. in diesem eingebettet sind. The carrier 24 arranged in the bowl-shaped housing 21 rests at least partially on the floor 25 of the first area 23 . Furthermore, a plurality of webs 27 can be arranged on the floor 25, by means of which the carrier 24 can be fixed at a distance from the floor 25. The base 25 also has a number of elevations 28 and depressions, which can also be used to support and fix the carrier 24 . The carrier 24 can rest on the elevations 28 and/or depressions. During casting, the carrier 24 and the elements 32 are preferably arranged below the outer wall edge 29 so that in the installed state they are preferably completely surrounded by the casting resin 30 or embedded in it.
Der Träger 24 und die Elemente 32 auf oder an dem Träger 24 sind vorzugsweise vollständig eingegossen bzw. vom Gießharz 30 oder Silgel 31 umschlossen. Das im Isolieröl 7 des T ransformators 6 angeordnete Gehäuse 21 und damit der T räger 24 und die Elemente 32 sind so durch das Vergießen vor chemischen Reaktionen mit dem Isolieröl 7 geschützt. Ein weiterer Vorteil des Vergießens ist, dass mögliche Verschmutzungen im Öl die Isolierstecken nicht mehr verkürzen und es damit nicht mehr zu einer Schwächung der Isolierstecken kommt. Die optische Kommunikationsschnittstelle 40 sowie die elektrischen Kontakte 41 sind vorzugsweise an den Schnittstellen zur Steuerung 5 bzw. zum Wähler 3 nur insoweit vergossen, dass eine Kontaktierung dieser Teile stets möglich ist. The carrier 24 and the elements 32 on or on the carrier 24 are preferably completely cast in or enclosed by the casting resin 30 or Silgel 31 . The housing 21 arranged in the insulating oil 7 of the transformer 6 and thus the carrier 24 and the elements 32 are protected from chemical reactions with the insulating oil 7 by the encapsulation. A further advantage of the encapsulation is that possible contamination in the oil no longer shortens the insulating plugs and the insulating plugs are no longer weakened. The optical communication interface 40 and the electrical contacts 41 are preferably encapsulated at the interfaces to the controller 5 or to the selector 3 only to the extent that these parts can always be contacted.
Das Verfahren zur Herstellung bzw. Montage des Lastumschalters 2 sieht wie folgt aus. In einem ersten Schritt wird der Träger 24 mit den Elementen 32 zum Durchführen einer Lastumschaltung in einem ersten Bereich 23 des Gehäuses 21 platziert bzw. angeordnet. Hier kann der Träger 24 entweder auf den Boden 25 des Gehäuses 21 , auf mindestens eine Erhöhung 28 oder mindestens einen Steg 27 platziert werden. Durch Verschrauben oder einen Formschluss mit einem Steg 27 oder dem Gehäuse 21 , kann der Träger im Gehäuse 21 gesichert bzw. fixiert und ausgerichtet werden. Im nächsten Schritt wird der Träger 24 samt den Elementen 32 vorzugsweise vollständig vergossen. Dies erfolgt durch Eingießen eines Gießharzes 30 oder eines Silgels 31 . Nach dem Vergießen wird der Lastumschalter 2 in einem Aushärteofen unter vordefinierten Parametern getrocknet. Hierbei müssen eine vorgegebene Zeit, Temperatur sowie Luftfeuchtigkeit eingehalten werden. Beim Trockenen des Gießharzes 30 bzw. das Silgels 31 entsteht dann einerseits eine Verbindung zwischen dem Träger 24 und dem Gehäuse 21 und andererseits ist der Träger 24 vor dem Isolieröl 7 geschützt. Bezugszeichen The method for manufacturing or assembling the diverter switch 2 is as follows. In a first step, the carrier 24 with the elements 32 for carrying out a load switching is placed or arranged in a first area 23 of the housing 21 . Here the carrier 24 can be placed either on the bottom 25 of the housing 21 , on at least one elevation 28 or at least one web 27 . The carrier can be secured or fixed and aligned in the housing 21 by screwing or a positive fit with a web 27 or the housing 21 . In the next step, the carrier 24 together with the elements 32 is preferably completely encapsulated. This is done by pouring in a casting resin 30 or a silgel 31 . After casting, the diverter switch 2 is dried in a curing oven under predefined parameters. A specified time, temperature and humidity must be observed. When the casting resin 30 or the silicone 31 dries, a connection is created between the carrier 24 and the housing 21 on the one hand and the carrier 24 is protected from the insulating oil 7 on the other. Reference sign
1 Laststufenschalter 1 on-load tap changer
2 Lastumschalter 2 diverter switches
3 Wähler 3 voters
4 Motorantrieb 4 motor drive
5 Steuerung 5 control
6 Stufentransformator 6 step transformer
6.1 Transformatorgehäuse 6.1 Transformer housing
7 Isolieröl 7 insulating oil
21 Gehäuse 21 housing
22 erste Seite von 21 22 first page of 21
23 erster Bereich von 21 23 first area of 21
24 Träger 24 carriers
25 Boden 25 floor
26 Wand 26 wall
27 Stege 27 bridges
28 Erhebungen 28 surveys
29 Wandkante 29 wall edge
30 Gießharz 30 casting resin
31 Silgel 31 Silgel
32 Elemente 32 elements
40 Kommunikationsschnittstelle40 communication interface
41 elektrische Kontakte 42 Aussparung 41 electrical contacts 42 recess

Claims

8 Patentansprüche 8 patent claims
1 . Lastumschalter (2) für einen Laststufenschalter (1 ), umfassend: 1 . Diverter switch (2) for an on-load tap changer (1), comprising:
- ein Gehäuse (21 ); einen Träger (24) mit Elementen (32) zum Durchführen einer Lastumschaltung; wobei - a housing (21); a carrier (24) having elements (32) for performing load switching; whereby
- der Träger (24) und die Elemente (32) in das Gehäuse (21 ) zumindest teilweise eingegossen sind. - The carrier (24) and the elements (32) in the housing (21) are at least partially cast.
2. Lastumschalter (2) nach Anspruch 1 , wobei Second diverter switch (2) according to claim 1, wherein
- das Gehäuse (21 ) kessel- oder becherförmig ausgestaltet ist; - The housing (21) is designed in the shape of a kettle or cup;
- das Gehäuse (21 ) einen ersten Bereich (23) aufweist; - The housing (21) has a first region (23);
- der Träger (24) zumindest teilweise im ersten Bereich (23) angeordnet ist. - The carrier (24) is arranged at least partially in the first region (23).
3. Lastumschalter (2) nach Anspruch 1 bis 2, wobei 3. diverter switch (2) according to claim 1 to 2, wherein
- der Träger (24) als Platine ausgestaltet ist. - The carrier (24) is designed as a circuit board.
4. Lastumschalter (2) nach Anspruch 1 bis 3, wobei der Träger (24) und die Elemente (32) mit einem Gießharz (30) oder einem Silgel (31 ) im Gehäuse (21 ) zumindest teilweise oder vollständig eingegossen oder vergossen sind. 4. diverter switch (2) according to claim 1 to 3, wherein the carrier (24) and the elements (32) with a casting resin (30) or a Silgel (31) in the housing (21) are at least partially or completely cast or cast.
5. Lastumschalter (2) nach Anspruch 1 bis 4, wobei die Elemente (32) zum Durchführen einer Lastumschaltung mindestens ein Halbleiterschaltelement und/oder einen Varistor und/oder einen Controller umfassen. 5. Load changeover switch (2) according to claim 1 to 4, wherein the elements (32) for performing a load changeover comprise at least one semiconductor switching element and/or a varistor and/or a controller.
6. Lastumschalter (2) nach Anspruch 1 bis 5, wobei auf dem Träger (24) eine optische Kommunikationsschnittstelle (40) sowie elektrische Kontakte (41 ) angeordnet sind, die zumindest teilweise eingegossen oder vergossen sind. 6. diverter switch (2) according to claim 1 to 5, wherein on the carrier (24) an optical communication interface (40) and electrical contacts (41) are arranged, which are at least partially cast or encapsulated.
7. Lastumschalter (2) nach Anspruch 1 bis 6, wobei der Lastumschalter (2) über die optische Kommunikationsschnittstelle (40) mit einer Steuerung (5) und über die elektrischen Kontakte (41 ) mit einem Wähler (3) verbunden ist. 7. Diverter switch (2) according to claim 1 to 6, wherein the diverter switch (2) is connected via the optical communication interface (40) to a controller (5) and via the electrical contacts (41) to a selector (3).
8. Verfahren zur Herstellung eines Lastumschalters (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 9 wobei: in einem ersten Schritt der Träger (24) mit Elementen (32) zum Durchführen einer Lastumschaltung in einem ersten Bereich (23) des Gehäuses (21 ) angeordnet wird; in einem zweiten Schritt der Träger (24) mit den Elementen (32) mindestens teilweise im ersten Bereich (23) vergossen und damit mit dem Gehäuse (21 ) verbunden wird; in einem dritten Schritt das Gehäuse (21 ) mit dem vergossenen Träger (24) und den Elementen (32) getrocknet wird. 8. A method for producing a diverter switch (2) according to any one of claims 1 to 7, 9 wherein: in a first step, the carrier (24) with elements (32) for performing a load switching is arranged in a first region (23) of the housing (21); in a second step, the carrier (24) with the elements (32) is cast at least partially in the first area (23) and is thus connected to the housing (21); in a third step, the housing (21) with the cast carrier (24) and the elements (32) is dried.
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