DE1242749B - Lastumschalter fuer Stufentransformatoren mit durch Scheibentrieb geradlinig bewegten Kontakttraegern - Google Patents

Description

• Lastumschalter für Stufentransformatoren mit durch Scheibentrieb geradlinig bewegten Kontaktträgern Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen mit Hilfe von zwei Überschaltwiderständen pro Phase unterbrechungslos arbeitenden Lastumschalter zu schaffen, der in hohem Maße prellfrei ist und sich ferner dadurch auszeichnet, daß der zeitliche Verlauf der Kontaktannäherung bzw. -entfernung vom Konstrukteur nach den gegebenen elektrischen Verhältnissen genau festgelegt werden kann.
• Bei Niederspannungsschaltgeräten sind schon Kontaktträger bekanntgeworden, die mit einem Rollenkörper versehen sind, der unter Federdruck gegen eine Kurvenscheibe gedrückt wird und auf dieser abläuft, wobei durch die Form der Kurvenscheibe der zeitliche Verlauf des Schaltvorganges bestimmt wird. Diese Konstruktion ist jedoch nur bei niedrigen Schaltgeschwindigkeiten anwendbar, da das Abheben des Kontaktes weitgehend von den Eigenschaften der Feder abhängig ist. Bei einer bestimmten Drehzahl der Kurvenscheibe besteht daher die Gefahr, daß sich die Rollen des Kontaktträgers von der Kurvenscheibe abhebt, wodurch die kraftschlüssige Verbindung zwischen Kontaktträger und Kurvenscheibe unterbrochen wird und der Schaltvorgang unabhängig von der Form der Kurvenscheibe abläuft. Dies führt zu verstärkter Lichtbogenbildung und frühzeitigem Verschleiß der Kontaktoberfläche.
• Es ist auch schon ein Lastumschalter mit durch Scheibentrieb geradlinig bewegten Kontaktstücken bekanntgeworden. Bei diesem ist die Anordnung so getroffen, daß zwei Kontaktstücke von diametral entgegengesetzten Seiten mit Federkraft gegen einen Betätigungsexzenter gedrückt werden und bei dessen Drehung sich mit gleichbleibendem Abstand hin- und herbewegen. Die Lastumschaltung erfolgt demgemäß nicht unterbrechungslos über Widerstände, so daß ein solcher Schalter für Stufentransformatoren im Netzbetrieb keinesfalls verwendungsfähig wäre.
• Die eingangs gestellte Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, wobei die oben angeführten Nachteile vermieden werden. Sie bezieht sich auf einen Lastumschalter für Stufentransformatoren mit durch Scheibentrieb geradlinig bewegten, in Führungsstücken geführten Kontaktträgern, welche mit der jeweils zugehörigen Betätigungsscheibe kraftschlüssig verbunden sind, mit dem Kennzeichen, daß zwei auf einem einzigen Kontaktträger, z. B. 6, befestigte Rollenkörper 7, die auf dem äußeren Umfang der Betätigungsscheibe abrollen und deren Drehachsen parallel zur Scheibendrehachse liegen, die zugehörige Betätigungsscheibe, z. B. C, von zwei Seiten her berühren, wobei die Scheibe so ausgebildet ist, daß der zwischen der. beiden Rollenberührungspunkten gemessene Scheibendurchmesser bei jeder Winkelstellung konstant ist. Der Kontaktträger wird dabei in seiner Führung verschoben. Insgesamt sind drei Kontaktträger vorgesehen, die mit drei auf einer Welle sitzenden Scheiben zusammenarbeiten. Jeder Winkelstellung der Schalterwelle ist somit eine bestimmte Stellung der drei Kontaktträger fest zugeordnet. Einer der Kontaktträger ist an zwei entgegengesetzten Enden mit Kontaktstücken besetzt, die abwechselnd mit den beiden feststehenden Hauptkontaktstücken in Berührung kommen, während die beiden anderen Kontaktträger mit je einem feststehenden Widerstandskontaktstück zusammenwirken. Alle beweglichen Kontaktstücke sind untereinander und mit der Ableitung elektrisch verbunden.
• An Hand eines schematischen Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden noch näher beschrieben.
• F i g. 1 zeigt das Schnittbild eines Lastumschalters nach der Erfindung und F i g. 2 die Umrisse der drei Betätigungsscheiben sowie die zugehörigen Führungsrollen in der linken Ruhestellung des Schalters; in F i g. 3 ist die Stellung der drei Kontaktträger als Funktion des Drehwinkels der Schalterwelle aufgezeichnet.
• Nach F i g. 1 sind auf der Schalterwelle 1 die drei Scheiben A, B und C befestigt. Sie sind umschlossen von drei taschenförmigen Kontaktschlitten 4, 5, 6 an denen jeweils zwei Rollen 7 so gelagert sind, daß die Kontaktschlitten beim Drehen der Scheiben mittels der kraftschlüssig anliegenden Rollen bewegt werden. Damit die Kontaktschlitten sich in ihren Führungen - -hier ausgesparte Tragplatten 9, 10 - hin- und herbewegen können, sind von der Welle 1 durchsetzte Längsschlitze 8 vorgesehen. Am Kontaktschlitten 6 sind diese nur einmal bezeichneten Schlitze 8 mit Hilfe eines Teilschnittes deutlicher zu erkennen. Als weitere feststehende Konstruktionsteile des Schalters sind die schematisch angedeuteten Wandplatten 12. 13 zu nennen, die mit den Tragplatten 9, 10 über Stirnplatten 14, 15 fest verbunden sind. In den Stirnplatten ist die Welle 1 gelagert.
• Die Kontaktstücke 16, 17 und 18, 19 sind in den Wandplatten 12 und 13 derart federnd angeordnet, daß sie mit den Kontaktstücken 11 auf dem Kontaktschlitten zusammenarbeiten können. Kontaktstück 16 und 17 sowie 18 und 19 sind isoliert gegeneinander befestigt und über die Widerstände 20 und 21 (Überschaltwiderstände) verbunden. Alle beweglichen Kontaktstücke 11 sind indessen untereinander und mit der nicht gezeichneten Ableitung unmittelbar elektrisch leitend verbunden. Die Transformatoranzapfungen werden über einen Stufenwähler an die L'_l@mmen 22 und 23 gelegt.
• Mit Hilfe von F i g. 2 und 3 soll nun der Bewegungsablauf während der Schaltungen näher beschrieben werden. Die Abstände der Rollen sind unveränderlich und die Scheiben so geformt, daß in jeder Winkelstellung beide Rollen anliegen. Wenn sich nun die Scheiben drehen, so führen die zugehörigen Kontaktscheiben die in F i g. 3 dargestellte Bewegung aus. Die Drehwinkel sind auf der Ordinate aufgetragen, während die zurückgelegte Wegstrecke der Kontaktschlitten in Richtung der Abszisse abzulesen ist. In F i g. 1 und 2 ist diejenige Ruhestellung gezeichnet, in der alle drei Schlitten ihre äußerste linke Stellung einnehmen. Der Strom fließt über den linken Hauptkontakt (Kontaktstück 19). Der linke Widerstandskontakt (Kontaktstück 18) ist zwar geschlossen, jedoch führt er infolge des Widerstandes 21 keinen Strom. Dreht sich nun die Schalterwelle im Uhrzeigersinn, so öffnet der linke Hauptkontakt, während sich der rechte Widerstandskontakt (Kontaktstück 16) langsam schließt. Der linke Widerstandskontakt bleibt geschlossen. Bei 90° hat Schlitten 4 die Mittelstellung erreicht, beide Widerstandskontakte sind geschlossen. Im weiteren Verlauf der Drehung öffnet der linke Widerstandskontakt, der Strom fließt nunmehr über den rechten Widerstandskontakt, bis auch der rechte Hauptkontakt (Kontaktstück 17) bei 180° geschlossen ist. Damit ist die Umschaltung beendet. Bei der nächsten Schaltung hat die Welle entgegengesetzte Drehrichtung, und alle Vorgänge verlaufen sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge. Zweckmäßig wird als Kraftquelle für die Bewegung der Welle ein an sich bekannter Sprungmechanismus mit Kraftspeicherfedern verwendet.
• Der besondere Vorteil dieses Lastumschalters besteht nun in der Möglichkeit der weitgehend beliebigen Gestaltung des Bewegungsablaufs. Zur Verhinderung von Prellschwingungen beim Aufsetzen der Kontaktstücke kann man diesen Vorgang beispielsweise äußerst sanft ablaufen lassen. Auch für kurzschlußfeste Schalter eignet sich diese Bauweise insofern besonders gut, als man während der üblichen, im Nennbetrieb ausreichenden Löschzeit von zwei Wechselstromhalbwellen nur eine relativ kleine Funkenlänge und damit eine geringe Ölverschmutzung erzielt. Im Kurzschlußfall dürfte der Lichtbogen in dieser Zeit jedoch noch nicht gelöscht sein. Man wird daher zweckmäßig von der zweiten Halbwelle ab die Öffnungsgeschwindigkeit rasch zunehmen lassen.
• Bezüglich der konstruktiven Gestaltung ist es vorteilhaft, die beiden Widerstandskontaktschlitten 5 und 6 sehr nahe nebeneinanderzusetzen, so daß man zwischen den feststehenden Haupt- und Widerstandskontaktstücken möglichst große Abstände bekommt. Auch kann man sowohl die feststehenden wie die beweglichen Hauptkontaktstücke in bekannter Weise in zwei Hälften aus verschiedenen Metallen aufteilen. Wenn dabei der aus dem abbrandfesten Material bestehende Teil weiter vorsteht, wird dieser allein den Lichtbogen übernehmen.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Lastumschalter für Stufentransformatoren mit durch Scheibentrieb geradlinig bewegten, in Führungsstücken geführten Kontaktträgern, welche mit der jeweils zugehörigen Betätigungsscheibe kraftschlüssig verbunden sind, d a -durch gekennzeichnet, daß zwei auf einem einzigen Kontaktträger (z. B. 6) befestigte Rollenkörper (7), die auf dem äußeren Umfang der Betätigungsscheibe abrollen und deren Drehachsen parallel zur Scheibendrehachse liegen, die zugehörige Betätigungsscheibe (z. B. C) von zwei Seiten her berühren, wobei die Scheibe so ausgebildet ist, daß der zwischen den beiden Rollenberührungspunkten gemessene Scheibendurchmesser bei jeder Winkelstellung konstant ist.
2. 2. Lastumschalter für Stufentransformatoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt drei Kontaktträger (4, 5, 6), von denen einer (4) mehrere, an entgegengesetzten Enden angebrachte Kontaktstücke (11) besitzt, durch drei auf der Schalterwelle (1) befestigte Betätigungsscheiben (A, B, C) unterschiedlich bewegbar sind.
3. 3. Lastumschalter für Stufentransformatoren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterwelle (1) durch einen Sprungmechanismus um 180° hin- und herbewegbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 733 784; deutsche Patentanmeldung K 11939/21 c (bekanntgemacht am 9.10.1952); österreichische Patentschriften Nr. 176 265, 195 532; britische Patentschrift Nr. 304 232.