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Stufenschalter für Hochspannungstransformatoren
Zum Schalten von Transformatoranzapfungen werden Stufenschalter benutzt. Wenn die Anzapfungen unter Last umgeschaltet werden müssen, so ist darauf zu achten, dass der Betriebsstrom während der Schaltung nicht unterbrochen wird. Gleichzeitig muss der Stufenschalter selbst diesen Betriebsstrom aushalten können. Aus diesem Grunde sind Stufenschalter so ausgeführt worden, dass ausser den eigentlichen Anzapfschaltern, welche von einer Anzapfung zu andern umschalten, noch Lastschalter vorgesehen sind, welche die Stromumschaltung vornehmen, wobei die Umschaltung über Widerstände erfolgt. Diese liegen zwischen den beiden umzuschaltenden Anzapfungen des Transformators.
Um eine stromlose Umschaltung zu ermöglichen, müssen erst beide Anzapfungen gleichzeitig im Betrieb sein, was einen Kurzschluss der zwischen ihnen liegenden Windungen bedeuten würde. Der Widerstand vr indert aber das Entstehen grö- sserer Ströme.
Die Umschaltung von einer Anzapfung auf eine andere wird an Hand der Fig. l näher erläutert. Dort ist mit 1 die Transformatorwicklung bezeichnet ; sie besitzt Anzapfungen I - VI. Diese werden durchdie Schleifer 2 und 3 umgeschaltet. Diese gleiten auf den Schienen 4 und 5. Ausserdem sind die Widerstände 6 und 7 und Lastschalter 8 und 9 vorgesehen. An der Stelle 10 wird die Spannung abgenommen. In der Fig. l ist die Anzapfung I gerade eingeschaltet. In Fig. l sind beide Lastschalter 8 und 9 in Ausschaltstellung dargestellt. Wenn beide Lastschalter 8 und 9 in der Einschaltstellung stehen, so kann der Strom vom Transformator über die beidenS chleifer 2 und 3 parallel über die Schienen 4 und 5, die Lastschalter 8 und 9 nach 10 fliessen.
Soll nun auf die Anzapfung II umgeschaltet werden, so wird zunächst der Lastschalter 8 geöffnet, dann fliesst der Strom nur noch über den Schleifer 3, die Schiene 5 und den Lastschalter 9. Der Widerstand 6 ist hiebei praktisch stromlos. Der Schleifer 2 kann nun auf die Anzapfung II umgeschaltet werden. Dann ist das Windungsstück I, II über den Widerstand 6 kurzgeschlossen. Der Widerstand selbst verhindert einen grösseren Strom. DerLastschalter 9 wird dann geöffnet. Nun beteiligen sich beide Widerstände 6 und 7 an der Stromführung. Dieser Zustand dauert nur kurze Zeit, da sofort der Lastschalter 8 wieder geschlossen wird. Nun fliesst der Strom im wesentlichen von der Anzapfung II über den Schalter 8. Am Widerstand 7 fliesst wieder nur der Strom der kurzgeschlossenen Wicklung I, II.
Nun geht der Schleifer 3 auf die Stellung 1I, der Widerstand wird stromlos und der Schalter 9 wieder geschlossen. Dann beteiligen sich beide Zwischenstücke gleichmässig an der Stromführung. Bei dieser bekannten Ausführung müssen die Schleifer und die Schalter abwechselnd betätigt werden. Die Reihenfolge ist, Schalter 8 aus, Schleifer 2, Schalter 9 aus, Schalter 8 ein, Schleifer 3, Schalter 9 ein. Die Betätigung der Lastschalter
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Funkenkontakte, die in der Figur durch 11 und 12 angedeutet sind. Diese führen nur kurzzeitigstrom, müssen aber die Schaltleistung bewältigen. Da der Schaltweg jeweils überbeide Kontaktarten gehen muss, wird die Schaltzeit verhältnismässig lang. Ausserdem ist die Ausführung des Schalters selbst kompliziert.
Man kann deshalb in bekannter Weise wie Fig. 2 zeigt, auch anders vorgehen. Man lässt die beiden Schleifer nicht an der gleichen Stelle stehen, sondern ordnet die gradzahligen Anzapfungen dem einen und die ungradzahligen dem andern Schleifer zu. Die beiden Schleifer 2 und 3 stehen daher auf verschiedenen Stellen, von denen die eine die Betriebsstellung ist. Gezeichnet ist die Stellung I als Betriebsstellung. Der Strom geht vom Transformator 1 über die Anzapfung I, den Schleifer 2, die Schiene 4, den
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Lastschalter 11 zum Punkt 10. Jeder Lastschalter besteht hiebei wieder aus einem Haupt- und einem Schaltkontakt, was durch die doppelten Kontakte in der Figur angedeutet ist.
Soll nun auf die Anzapfung 11 umgeschaltet werden, so wird zunächst der Lastschalter 11 geöffnet.
In dieser Stellung geht der Strom über die Widerstände 6 und 7. Das Windungsstück I, 11 ist über diese kurzgeschlossen. Dann schaltet der Lastschalter 12 um. In diesem Fall fliesst der Strom bereits über die Anzapfung II, da der Schleifer 3 bereits auf der Anzapfung II steht. Der ganze Vorgang kann also mit den Lastschaltern allein durchgeführt werden. Der Schleifer kann vorher oder nachher stromlos ohne Beeinflussung der Stromführung geschaltet werden. Man kann also hinterher stromlos von der Anzapfung 1 auf III umschalten, wenn man die Absicht hat, später den Transformator auf diese Anzapfung umzuschalten. Man kann aber auch den Schleifer auf I stehen lassen, wenn zu erwarten ist, dass die nächste Schaltung wieder auf die erste Anzapfung zurückgeht.
Der Vorteil dieser Anordnung ist also, dass die Anzapfungen unabhängig von der Betriebsstellung umgeschaltet werden, während bei der Anordnung nach Fig. 1 jeweils Schleifer und Lastschalter abwechselnd hintereinander schalten müssen.
Diese Anordnung erfordert aber noch einen verhältnismässig komplizierten Lastschalter. Es sind zwei Lastschalter nötig, welche beide mit Doppelkontakten als Umschalter arbeiten müssen. In beiden Umschaltstellen müssen der Hauptkontakt und der Lastschaltkontakt in der richtigen Reihenfolge arbeiten.
Das Hintereinanderarbeiten beider Kontaktarten erfordert längere Zeit, in welcher der Strom über die Widerstände fliesst. Es ist aber wünschenswert, dass diese Zeit möglichst kurz gehalten wird, weil ja durch die Widerstände ein Teil der Wicklungen kurzgeschlossen ist.
Es wurden bereits Lastschalter bekannt, die je Phase drei Schaltelemente aufweisen, deren eines als Umschalt-Trennkontakt und für die Dauerstromführung dient, wogegen die beiden andern als Leistungsschaltkontakte kurz hintereinander umschaltbar sind. Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter dieser Art und zeichnet sich dadurch aus, dass alle drei Schaltkontakte von einem einzigen Kraftspeicher betätigt werden, welcher während der Betätigung der Wählerachse aufgeladen wird.
Durch diese Massnahme kann die Umschaltung beider Leistungsschaltkontakte so schnell hintereinander geschehen, dass die Zeit, in der der Widerstand Strom führt, genügend klein ist. Ausserdem ist es durch diese Massnahme möglich, den Kraftspeicherantrieb zu vereinfachen. Man kann den ganzen Vorgang mit Hilfe eines einzigen Kraftspeichers durchführen. Dieser wird von der Achse betätigt, welche mit den Wahlkontakten verbunden ist. Diese brauchen nämlich nicht als Schleife ausgebildet zu sein, wie es der Übersichtlichkeit halber in den Figuren dargestellt ist, sondern es können in an sich bekannter Weise an eine drehbare stromführende Achse Schaltsegmente angebracht sein, welche je nach der Stellung der Achse mit einer bestimmten Anzapfung in Verbindung kommen.
In Fig. 3 ist eine Schaltung dargestellt, welche der erfindungsgemässen Konstruktion eines Lastschalters zugrunde liegt. Die Lastschalterkontakte haben hier nur einen einzigen Kontakt, welcher in der Lage ist, den Strom abzuschalten. Zwischen ihnen ist ein weiterer Umschaltkontakt 13 vorgesehen, welcher den Betriebsstrom dauernd führen kann, aber stromlos schaltet. Er besitzt eine offene Mittelstellung. Der Umschaltvorgang ist dann folgender. Zuerst wird der Schalter 13 in Mittelstellung gebracht und der Kontakt 11 übernimmt den Strom. Er wird dann umgeschaltet und kurz hinterher wird auch der Kontakt 12 betätigt, so dass nur während dieser kurzen Umschaltzeit Strom über die beiden Kontakte 11 und 12 und über die Widerstände fliesst. Schliesslich wird der Schalter 13 wieder eingeschaltet, u. zw. auf den rechten Kontakt.
Die Umschaltzeit ist auf diese Weise besonders kurz und die Ausführung der Kontakte einfach. Es gehört natürlich dazu, dass auch der Mechanismus des Antriebes in der Lage ist, die Möglichkeit der kur- zen Abschaltzeit auszunützen. Deshalb ist diesem ein besonderes Augenmerk geschenkt worden. Man kann die Ausführung ein-oder mehrpolig machen.
Die dreipolige Ausführung zeigt die Fig. 4. Hiebei wird der Lasttrennschalter 13 in Sternform ausgeführt, so dass er bei der Drehbewegung der Wählerachse gleichzeitig alle drei Pole schaltet. Die Lastschaltstellen 11 und 12 sind darüber dargestellt und sind elektrisch in Stern geschaltet (Stern-Punkt 14). Die einzelnen Anzapfungen werden ebenfalls durch eine Drehbewegung der Wählerachse umgeschaltet, es sind 18 Stellungen gezeigt. Je Pol sind zwei Umschaltmöglichkeiten 2 und 3 vorgesehen, welche den in den vorhergehenden Figuren dargestelltenSchleifern 2 und 3 entsprechen.
Die Wähler für die Anzapfungen sind in bekannter Weise ausgeführt und daher in den Figuren nicht näher dargestellt. Inhalt der Erfindung ist der Lastschalter, welcher in seiner konstruktiven Form in der Fig. 5 dargestellt ist. Der Übersichtlichkeit halber ist aber nur ein Pol der Anordnung gezeigt. Der ganze Schalter wird von der vom Wähler herkommenden Achse 15 angetrieben. Bei Drehung der Achse wird ein Umschaltvorgang durchgeführt. Hiebei muss der Trennschalter 13 zuerst öffnen und dann wieder schlie- ssen. Das bewegliche Kontaktstück 16 wird aus dem festen Kontaktstück 17 herausgezogen. Die Trennung
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