DE1181803B

DE1181803B - Connection switch for transformers

Info

Publication number: DE1181803B
Application number: DEL33576A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Heinz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1959-06-29
Filing date: 1959-06-29
Publication date: 1964-11-19
Also published as: CH387783A

Description

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.Connection changer for transformers The invention relates to on the arrangement and design of a movable contact bridge in connection switches of transformers. Connection converters are rotating switchgear, which through Manual or motor drive can be operated and for the step-by-step adjustment of the transformer output voltage to serve. The taps of the windings are led to fixed blade contacts, and by optionally bridging two blade contacts each, a smaller or a larger number of turns can be switched on or off.

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.Usually connection converters are used in the transformer tank built in, so that for this reason it is desirable to keep them as crowded as possible and to be implemented in a space-saving manner. Furthermore, the aim is to ensure contact is made for large currents get by with the smallest possible torque for actuation.

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.In known change-over devices, double contact bridges are used, such as them in the fig. 1 a. and 1b are shown for example. F i g. 1 a shows a section and FIG. 1 b the partial view from above. Same parts are denoted by the same reference numerals. The two individual contact bridges 11 are with two continuous retaining screws 12 including retaining washers 13 and coil springs 14 pressed against each other. The contact bridges point towards clear contact points 11 2 spherical caps 15 each. The contact carrier 16 is made of a stick of hard paper existing insulating shaft 17 with the interposition of a pressure plate 18 screwed. If the insulating shaft 17 now rotates, the blade contacts 19 (only in Fig. 1 b) between the opposing spherical caps 15, so that 2 blade contacts 19 each are conductively connected via the contact bridges 11 are.

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.The contact carriers 16 can also be designed in the manner of a pipe clamp and serve to attach the double contact bridge to a round insulating shaft. In this case, too, are located on the opposite of the contact bridges Side of the insulating shaft 17 screw heads or nuts, which on the same electrical Potential like the contact bridges. Thus, there must be an insulation distance from these metal parts to the closest blade contacts are preserved, whereby the minimum radius the inside of the blade contact and thus also the outer radius of the diverter is.

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.With regard to the operational safety of this known construction with double contact bridges it can be determined that. Lünkerstellen in the brass or Brass bronze parts, which are initially invisible and only through contact abrasion emerge, can cause sparks and welding. Further the contact depends on the two helical springs that make the contact bridges push against each other. If even one of the two springs breaks, it is the necessary one Contact rack is no longer guaranteed and the contacts can weld.

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.There are also connection converters for transformers with fixed Blade contacts and mirror-inverted to the blade contact plane, via holding elements made of insulating material on a rotatable Umatellerwelle and with the help of Spring elements spring-loaded contact structures known. However, these point within the framework of the employees' considerations do not have any particular advantages.

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.The invention fulfills the requirements set out at the beginning and avoids the disadvantages of these known diverter constructions in that the contact structure of several rigid, chewed up on the blade contacts, through spacers insulated against each other, individually spring-loaded and with parallel to the diverter axis extending bending edge inwardly angled contact pieces exist whose one narrow side is provided with two contact lugs, and that the contact lugs of the individual contact pieces offset from the run-up edges of the blade contacts are.

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.There are known in the art contact structures that consist of several rigid, upright on the mating contacts, against each other by spacers isolated, individually spring-loaded contact pieces exist. They have found as a current collector use in the form that each contact piece has a own resistance is connected to the derivative. An only analogous transfer However, this known contact structure on connection changeover would have the sum the advantages achieved by the invention can not bring about.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 2 und 3 schematisch dargestellt. Die, gleichen Teile sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.An embodiment of the invention is shown in FIGS. 2 and 3 schematically shown. The same parts are denoted by the same reference numerals.

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. The F i g. 2 a and 2 b show a contact piece 37 according to the invention in two views. Its broad side is angled twice, and there are two contact lugs 21 on the lower narrow side.

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.The F i g. 3 a and 3 b represent a longitudinal section and a view of the entire contact arrangement. The blade contacts 33 are attached in one plane to the hard paper rods 32, which are arranged at the same distance around the insulating shaft 31. The two mirror-inverted contact holders 34 made of insulating material enclose the insulating shaft 31 in a ring shape and are fastened to the shaft with through bolts 35 to prevent rotation and displacement. A hard paper ring 36 lying between the contact holders 34 supports one another and thus contributes to the fastening. The contact pieces 37 are held together to form 2 packages by the contact holders 34 and are supported and isolated from one another by the spacers 38. The springs 39 press the individual contact pieces 37 against the blade contacts 33. The mirror-image arrangement of the contact holders also has the advantage that the contact pieces are secured against falling out by being supported against one another.

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.As shown in FIG. 3 can be seen, it is possible by the choice of insulating material as a material for the contact holder 34 and its construction, the inner edges of the To put blade contacts 33 as close to the insulating shaft 31 as necessary Isolation distance between the blade contacts 33 allowed. The one necessary so far Isolation distance between the blade contacts 33 and the screw heads of the known metal contact holder can be omitted. Since, in addition, the contact pieces 37 after are angled on the inside, it is possible to make the installation radius of the diverter extremely small to choose.

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 %.The reduction of the drive torque is made specifically by the division of the individual contact pieces and their similar shape and size achieved. The individual contact lugs 21 are offset from the knife contact run-up edges, because these run in the radial direction. The contact lugs 21 thus slide when turning the shaft one after the other on the blade contacts 33. But now there is the spring pressure of the individual contact pieces 37 according to the invention is not as large as that a corresponding double contact bridge, the torque can be selected to be smaller. In relation to the constructions with the same maximum current load, the Torque reduction 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.The remaining disadvantages of the known constructions are avoided by the mutual isolation and individual cushioning of the contact pieces 37. The failure of one or the other spring 39 can now only slightly influence the contact of the overall arrangement, because compared to the known principle according to which the springs 14 press the contact bridges 11 against each other, the individual springs 39 act between the contact holder 34 and contact piece 37 all four upper contact pieces 37 fail due to spring damage, the four lower ones still work. The spacers 38 prevent currents from flowing from one contact piece 37 to the other via contact points and causing mutual welding. In addition, effective cooling of the contact pieces 37 is achieved.

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.Finally, the construction according to the invention also brings considerable economic advantages. The contact arrangement fastened to the shaft consists of only three essential components, namely the contact pieces 37, the springs 39 and the contact holders 34, the contact pieces 37 being extremely simple pressed parts. In contrast, the known contact bridges 11 and their metal contact holders 16 have a much more complicated shape, quite apart from the large number of screws, nuts, split pins, thrust washers and spring retaining washers which are necessary according to known constructions.

Claims

Claim: Connection change-over device for transformers with fixed blade contacts and contact structures arranged in a mirror image of the blade contact plane, held by means of holding elements made of insulating material on a rotatable changeover shaft and spring-loaded with the aid of spring elements, characterized in that the contact structures made up of several rigid, edgewise resting on the blade contacts (33), are insulated from one another by spacers (38), individually spring-loaded and with a bending edge parallel to the diverter axis angled inward contact pieces (37), one narrow side of which is provided with two contact lugs (21) , and that the contact lugs of the individual contact pieces opposite the run-up edges of the knife contacts are offset. Documents considered: German Patent No. 723 618; Austrian Patent No. 119 889; British Patent No. 790,739; U.S. Patent No. 2,360,801.