-
Verbindungsumsteller für Transformatoren Die Erfindung bezieht sich
auf die Anordnung und Ausführung einer beweglichen Kontaktbrücke bei Verbindungsumstellern
von Transformatoren. Verbindungsumsteller sind rotierende Schaltgeräte, welche durch
Hand- oder Motorantrieb betätigt werden und zur stufenweisen Einstellung der Transformatorausgangsspannung
dienen. Die Anzapfungen der Wicklungen werden an feststehende Messerkontakte geführt,
und durch die wahlweise überbrückung je zweier Messerkontakte kann dann eine kleinere
oder größere Anzahl von Windungen zu-oder abgeschaltet werden.
-
Üblicherweise werden Verbindungsumsteller in den Transformatorkessel
eingebaut, so daß es aus diesem Grunde wünschenswert ist, sie möglichst gedrängt
und raumsparend auszuführen. Ferner wird angestrebt, bei sicherer Kontaktgabe für
große Stromstärken mit möglichst kleinem Drehmoment zur Betätigung auszukommen.
-
Bei bekannten Umstellern werden Doppelkontaktbrücken verwendet, wie
sie in den F i g. 1 a . und 1 b beispielsweise dargestellt sind. F i g. 1 a zeigt
einen Schnitt und F i g. 1 b die teilweise Ansicht von oben. Gleiche Teile sind
mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die beiden einzelnen Kontaktbrücken 11 werden
dabei mit zwei durchgehenden Halteschrauben 12 samt Haltescheiben 13 und Schraubenfedern
14 gegeneinandergedrückt. Zur Erreichung eindeutiger Kontaktstellen weisen die Kontaktbrücken
11 je 2 Kugelkalotten 15 auf. Der Kontaktträger 16 ist mit der aus einem Hartpapierstab
bestehenden Isolierwelle 17 unter Zwischenlage einer Druckplatte 18 verschraubt.
Wenn sich nun die Isolierwelle 17 dreht, klemmen sich die Messerkontakte 19 (nur
in F i g. 1 b dargestellt) zwischen die einander gegenüberliegenden Kugelkalotten
15, so daß damit je 2 Messerkontakte 19 über die Kontaktbrücken 11 leitend verbunden
sind.
-
Die Kontaktträger 16 können auch nach Art einer Rohrschelle ausgebildet
sein und zur Befestigung der Doppelkontaktbrücke an einer runden Isolierwelle dienen.
Auch in diesem Fall befinden sich auf der den Kontaktbrücken gegenüberliegenden
Seite der Isolierwelle 17 Schraubenköpfe bzw. Muttern, welche auf gleichem elektrischem
Potential wie die Kontaktbrücken liegen. Somit muß von diesen Metallteilen ein Isolationsabstand
zu den nächstliegenden Messerkontakten gewahrt werden, wodurch der minimale Radius
der Messerkontaktinnenseiten und damit auch .der äußere Radius des Umstellers festgelegt
ist.
-
Hinsichtlich der Betriebssicherheit dieser bekannten Konstruktion
mit Doppelkontaktbrücken ist festzustellen, däß. Lünkerstellen in den Messing-oder
Messingbronzeteilen, welche zunächst nicht sichtbar sind und erst durch den Kontaktabrieb
zum Vorschein kommen, Funkenbildung und Verschweißung verursachen können. Ferner
ist die Kontaktgabe abhängig von den, beiden Schraubenfedern, welche die Kontaktbrücken
gegeneinanderdrücken. Wenn auch nur eine der beiden Federn bricht, so ist der notwendige
Kontaktdrack nicht mehr gewährleistet, und die Kontakte können verschweißen.
-
Es sind auch Verbindungsumsteller für Transformatoren mit feststehenden
Messerkontakten und spiegelbildlich zur Messerkontakfebene angeordneten, über Halteelemente
aus Isolierstoff an einer drehbaren Umatellerwelle gehalterten und mit Hilfe von
Federelementen abgefederten Kontaktgebilden bekannt. Diese weisen jedoch im Rahmen
der angestellten überlegungen keine besonderen Vorteile auf.
-
Die Erfindung erfüllt die eingangs aufgestellten Forderungen und vermeidet
die Nachteile dieser bekannten Umstellerkonstruktionen dadurch, daß die Kontaktgebilde
aus mehreren starren, hochkaut auf den Messerkontakten aufliegenden, durch Distanzstücke
gegeneinander isolierten, einzeln abgefederten und mit parallel zur Umstellerachse
verlaufender Biegekante nach innen abgewinkelten Kontaktstücken bestehen, deren
eine Schmalseite mit zwei Kontaktnasen versehen ist, und daß die Kontaktnasen der
einzelnen Kontaktstücke gegenüber den Auflaufkanten der Messerkontakte versetzt
sind.
-
Es sind der Fachwelt Kontaktgebilde bekannt, die aus mehreren starren,
hochkant auf den Gegenkontakten aufliegenden, durch Distanzstücke gegeneinander
isolierten, einzeln abgefederten Kontaktstücken
bestehen. Sie haben
als Stromabnehmer Verwendung gefunden in der Form, daß jedes Kontaktstück über einen
eigenen Widerstand mit der Ableitung verbunden ist. Eine nur sinngemäße Übertragung
dieser bekannten Kontaktgebilde auf Verbindungsumsteller hätte jedoch die Summe
der durch die Erfindung erzielten Vorteile nicht herbeiführen können.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 2 und 3 schematisch
dargestellt. Die, gleichen Teile sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
-
Die F i g. 2 a und 2 b zeigen ein Kontaktstück 37 nach der Erfindung
in zwei Ansichten. Seine Breitseite ist zweimal abgewinkelt, und an der unteren
Schmalseite befinden sich zwei Kontaktnasen 21.
-
Die F i g. 3 a und 3 b stellen einen Längsschnitt und eine Ansicht
der ganzen Kontaktanordnung dar. An den in gleichem Abstand um die Isolierwelle
31 herum angeordneten Hartpapierstäben 32 sind in einer Ebene die Messerkontakte
33 angebracht. Die beiden spiegelbildlich gegeneinander gekehrten Kontakthalter
34 aus Isolierstoff umfassen die Isolierwelle 31 ringförmig und sind mit
durchgehenden Bolzen 35 gegen Verdrehen und Verschieben auf der Welle befestigt.
Ein zwischen den Kontakthaltern 34 liegender Hartpapierring 36 stützt sie gegenseitig
ab und trägt so zur Befestigung bei. Die Kontaktstücke 37 werden durch die Kontakthalter
34 zu 2 Paketen zusammengehalten und sind gegeneinander durch die Distanzstücke
38 abgestützt und isoliert. Die Federn 39 drücken die einzelnen Kontaktstücke 37
gegen die Messerkontakte 33. Die spiegelbildliche Anordnung der Kontakthalter hat
auch den Vorteil, daß die Kontaktstücke gegen Herausfallen gesichert sind, indem
sie sich gegeneinander abstützen.
-
Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, gelingt es durch die Wahl von Isolierstoff
als Material für die Kontakthalter 34 und deren Konstruktion, die Innenkanten der
Messerkontakte 33 so eng an die Isolierwelle 31 zu setzen, wie es der notwendige
Isolationsabstand der Messerkontakte 33 gegeneinander erlaubt. Der bisher notwendige
Isolationsabstand zwischen den Messerkontakten 33 und den Schraubenköpfen der bekannten
metallenen Kontakthalter kann entfallen. Da außerdem noch die Kontaktstücke 37 nach
innen abgewinkelt sind, wird es möglich, den Bauradius des Umstellers extrem klein
zu wählen.
-
Die Verminderung des Antriebsdrehmoments wird speziell durch die Aufteilung
der einzelnen Kontaktstücke und deren gleichartige Formgebung und Größe erreicht.
Die einzelnen Kontaktnasen 21 sind gegenüber .den Messerkontakt-Auflaufkanten versetzt,
da diese in radialer Richtung verlaufen. Somit schieben sich die Kontaktnasen 21
beim Drehen der Welle nacheinander auf die Messerkontakte 33. Da nun aber der Federdruck
der einzelnen erfindungsgemäßen Kontaktstücke 37 nicht so groß ist wie derjenige
einer entsprechenden Doppelkontaktbrücke, kann das Drehmoment kleiner gewählt werden.
Bezogen auf die Konstruktionen mit gleicher maximaler Strombelastung beträgt die
Drehmomentverringerung z. B. 50 %.
-
Die restlichen Nachteile der bekannten Konstruktionen werden durch
die gegenseitige Isolierung und Einzelabfederung der Kontaktstücke 37 vermieden.
Der Ausfall der einen oder anderen Feder 39 kann nunmehr die Kontaktgabe der Gesamtanordnung
nur wenig beeinflussen, denn gegenüber dem bekannten Prinzip, nach dem die Federn
14 die Kontaktbrücken 11 gegeneinanderdrücken, wirken die Einzelfedern
39 zwischen Kontakthalter 34 und Kontaktstück 37. Wenn also beispielsweise
im Extremfall alle vier oberen Kontaktstücke 37 durch Federschaden ausfallen, so
wirken dennoch die vier unteren. Durch die Distanzstücke 38 wird vermieden, daß
über Berührungsstellen Ströme von einem Kontaktstück 37 zum andern fließen und gegenseitige
Verschweißung verursachen können. Außerdem wird eine wirksame Kühlung der Kontaktstücke
37 erreicht.
-
Endlich bringt die erfindungsgemäße Konstruktion auch beträchtliche
wirtschaftliche Vorteile. Die an der Welle befestigte Kontaktanordnung besteht aus
nur drei wesentlichen Bauteilen, nämlich den Kontaktstücken 37, den Federn 39 und
den Kontakthaltern 34, wobei die Kontaktstücke 37 denkbar einfache Preßteile sind.
Demgegenüber sind die bekannten Kontaktbrücken 11 und ihre metallenen Kontakthalter
16 wesentlich komplizierter geformt, ganz abgesehen von der Vielzahl von Schrauben,
Muttern, Splinten, Druckscheiben und Federhaltescheiben, welche nach bekannten Konstruktionen
notwendig sind.