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Kniehebellastumschalter mit Kraftspeicherantrieb für Stufentransformatoren
Man hat für Reguliertransformatoren zum Umschalten des Laststroms über Ausgleichswiderstände
von Anzapfung zu Anzapfung Kniehebellastschalter mit Federantrieb vora
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geschlagen, bei denen ein aus zwei Endglie dern und einem Mittelgli#ed bestehendes
Gelenkpolygon für die Kontaktbetätigung verwendet ist. Bei diesen Schaltern sind
die sogenannten Hauptkontakte fe'st mit den En#dgliedern des Polygons verbunden,
während die Vor- oder Abreißkontakte und die zum Umschalten des Überschaltwiderstandes
dienenden Widerstandskontakte nachgiebig, meist unter Zwischenschaltung von Federn,
mit den Endgliedern verbunden sind.
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Solche Umschalter arbeiten :derart, daß in den Endstellungen jeweils
ein aus einem End-und dem Mittelglied bestehender Kniehebel durch die Strecklage
hindurchgeknickt ist und dadurch das andere Endglied in seiner Stellun,g sperrt.
Das Mittelglied ist mit dem einen Ende einer Feder verbunden, deren anderes Ende
beim Schaltvorgang längs der durch die Enden der Endglieder gehenden Basislinie
des Polygons von einem Antriebsteil fortbewegt wird. Dieser Antriebsteil drückt
'gegen das Ende seines Hubweges das Kniegelenk ein, so (daß der Schalter durchkippt
und eine spiegelbildlich zur Ausgangsstellung liegende neue Endsteflung erreicht.
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Die Erfindung hat folgende Aufgaben: Die einzelnen Schaltakte, nämlich
das öffnen des Hauptkontaktes, das Abreißen des Vorkontaktes, das Schließen des
Widerstandskontaktes-usw., sollen vollkommen zwangs-läufig erfolgen, und
zwar auch dann, wenn irgendwelche Bewegungswiderstände vorhanden sind, also wenn
z. B. ein Vorkontakt etwas festgebrannt ist. Die Feder, die das Gelenkpolygon betätigt,
soll da-durch zum Teil entlastet werden, daß bei Beginn der Schaltbewegung ein vorübergehendes
festeres Andrücken sowohl der Vorkontakte als nach Möglichkeit auch der Hauptkontakte
vermieden wird. Ferner sollen die bisher zum Andrücken der Haupt- und Vorkontakte
bzw. der Widerstandskontakte verwendeten Federn wegfallen und ein prellungsfreies
Schalten der Kontakte erzielt werden. Dies wird bei einem Kniehebellastumschalter
mit Kraftspeicherantrieb für Stufentransformatoren d#a' durch erreicht, daß erfindungsgemäß
der Kniehebellastumschalter ein vorn Kniehebelwerk getrenntes, ins-besondere für
sich gelagertes Kontaktwerk besitzt, Idas mit dem Kniehebelwerk kraftschlüssig,
z. B. durch Kulissengetriebe, gekuppelt ist.
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Die kinematische Verbindung zwischen den Hauptkontakten und den Widerstandskontakten
ist zwangsläufig, insbesondere sind der auf der einen Seite liegende Hauptkontakt
und der Vorkontakt fest mit dem gegenüberliegenden Widerstandskontakt verbunden.
Das Kontaktw-erk besteht aus zwangsläufig in einem bestimmten Takt vorn Kniehebel-,verk
betätigten Kontaktträgern, die je auf der
einen Seite einen
Widerstandskontakt, auf der anderen Seite einen Haupt- und einen Vorkontakt haben.
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Die Erfindung soll an Hand der Zeichnugg näher erläutert werden: Fig.
i zeigt eine Ausführungsform dk:b7 Schalters in der Seitenansicht.
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Fig. -9 zeigt den gleichen Schalter in der Ansicht von oben
unter Weglassung einzelner Teile.
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Auf dem Basisstück i sind bei :2 und 3 die Endglieder 4,
5 des Kniegelenkpolygons gelagert, dessen Mittelglied mit 6 bezeichnet
ist. An dem Mittelglied greift das eine Ende der Feder 7 an, dessen anderes
Ende an einem Schlitten 8 befestigt ist. Der Schlitten ist zu bei-den Seiten
der Kniehebel durch Stangen 9
geführt. Der Schlitten wird durch die Kurbel
io angetrieben, deren Zapfen in den Schlitz ii des Schlittens eingreift. Bei 12
sind drehbar die Kontaktträger 13, 14 gelagert.
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Der Kontaktträger 13 trägt den Hauptkontakt 13o, den Vorkontakt
131 und den gegenüberliegenden Widerstandskontakt 132-. Er ist mit
einem Kulissenschlitz 133 versehen, den die verlängerte Gelenkachse 134 des
von den Teilen 4 und 6 gebildeten Kniegelenks durchsetzt. Entsprechendes
gilt für -den Kontakt-.träger 14, dessen Kontakte i4o und 142 in Fig. i von
den Kontakten 132 und 130 verdeckt sind. Die genannten Kontakte arbeiten
mit entsprechenden feststehenden Kontakten 15 zusammen, deren Schaltung an sich
bekannt ist. Die mit den Hauptkontakten 130
und 140 zusammenarbeitenden feststehenden
Kontakte sowie die mit den Vorkontakten 134 141 zusammenarbeitenden Kontakte sind
mit'benachbarten Anzapfstellen einer Transforrnatorwicklung verbunden und werden
gegebenenfalls durch sogenannte Stufenwähler im stromlosen Zustande auf andere Anzapfstellen
umgeschaltet. Die mit den Widerstandskontakten 132 und 142 zusammenarbeitenden
feststehenden Kontakte sind Über Überschaltwiderstände an die Anzapfstellen angeschlossen.
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Der Schalter arbeitet in folgender Weise: Durch Dreh-en der Kurbel
io wird der Schlitten 8 aus der gezeichneten Stellung nach links bewegt.
Dabei wird die Feder 7 zunächst stärker gespannt. Wenn der Schlitten in der
Nähe des Gelenkpunktes 2 anlangt, drückt er das aus den Teilen 4 und 6 bestehende
Kniegelenk ein. Unter der Einwirkung,der Federkraft kippt dann das Knie4ebelwerk
in eine spiegelbildlich zur Fig. i liegende Stellung durch. Bei dieser Bewegung
wird zunächst durch die Gelenkachse 134 und den Schlitz 133 der Kontaktträger
13 nach links ge-
schwenkt. Dabei werden der Hauptkontakt 130 und der
Vorkontakt 131 geöffnet und gegebenenfalls gewaltsam losgerissen. Der Kontaktträger
14 bleibt zunächst in Ruhe, da der V ste Teil seines Schlitzes 43, in dem sich ie
Gelenkachse 144 bewegt, einen um den Gelenkpunkt 3 geschlagenen Kreisbogen
bil-4 . Der Kontaktträger 14 bleibt also zunächst in der gezeichneten Stellung
verriegelt. Nach einiger Zeit hat sich der Kontaktträger 13 so weit nach links geschwenkt,
daß der Widerstandskontakt 132 auf den gegenüberliegenden Festkontakti5 trifft
und fest dagegen gepreßt wird. Damit ist die Bewegung für den Kontaktträger 13 beendet,
weil der zuletzt von der Gelenkachse 134 durchlaufene Bereich des Schlitzes
133 in der angegebenen Kontaktträgerstellung einen uni den Gelenkpunkt 2
geschlagenen Kreis#bogen bildet. Sobald jedoch der Widerstandskontakt
132 den festen Kontakt erreicht hat, wird der Kontaktträger 14 von der Gelenkachse
144 mitt' Olenommen. Der Widerstandskontakt 142 wird abgehoben, und nach kurzer
Zeit werden der Vorkontakt 141 und der Hauptkontakt 140 geschlossen. Dann hat das
Kniehebel- und Kontaktwerkdie spiegelbildlich zu Fig. i litgende Stellung erreicht.
Elektrisch hat sich dabei in bekannter Weise,der Schaltvorgang so abgespielt, daß
in der gezeichneten Stellung der Laststrom, der vom Kontaktwerk abgenommen wird,
unmittelbar aus der einen Anzapf#stelle entnommen wird, hierauf über den Kontakt
142 über einen Überschaltwisderstand. Dann wird durch Schließun-- des Kontakts 132
noch ein zweiter mit der folgenden Anzapfstelle verbundener Überschaltwiderstand
hinzugeschaltet, so daß die beiden Anzapfstellen Überbrückt sind, wobei der Laststrom
zwischenden beiden Widerständen entnommen wird. Dann wird nach Öffnung des. Kontakts
142 der eine Widerstand abgeschaltet. Der Laststrom fließt zunächst über den anderen
Widerstand zur neuen Anzapfstelle, bis durch Schließendes Vorkontakts 141 und des
Hauptkontakts 140 unter Kurzschließen des Widerstands der Laststrom unmittelbar
zu dieser Anzapfstelle gelangt. Sollte aus irgendwelchen Gründen, z. B. beim Festbrennen
des Kontakts, die Schaltbewegung nicht zustandekommen, so wird, wie bereits vorgeschlagen,
durch den Schlitten 8 nach Zurücklegung eines gewissen Toleranzbereiches
das Kniehebelwerk gewaltsam mitgenommen.
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DJe Fig. i zeigt, daß bei Beginn der Schaltbewegung ein vorübergehendes
stärkere,s Andrücken der Kontakte 130 und 131
vermieden wird. Dadurch wird
-die Feder7 zum Teil entlastet, und die dadurch frei werdende Energie kann zur Massenbeschleunigun,g
bzw. zum Losre#ißen der etwa festgebrannten Kontakte verwendet werden. Entsprechendes
gilt
bei Erreichung der neuen Schaltstellung, da auch hier ein vorÜbergehendes stärkeres
Andrücken der Kontakte 140, 141 vermieden ist. Dieser Vorteil ist darauf zurückzuführen,
daß die Hauptkontakte nicht wie bisher fest mit den Endgliedern4 bzw.
5 verbunden sind und deshalb auch nicht die Bewegung dieser Glieder beim
Durchgang der Knie#hebel durch die Strecklage mitmachen.
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Des weiter-en ergibt sich aus Fig. i, daßdie einzelnen Schaltakte
sich vollkommen zwangsläufig abspielen und daß Federn zwischen den Haupt-, Vor-
und Widerstandskontakten wegfallen. Eine Störung in der Aufeinanderfolgeder einzelnen
Schaltakte ist deshalb auch bei etwa auftretenden Bewegungswiderständen ausgeschlossen.
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Im Ausführungsbeispiel wird bei Beginn der Kippbewegung gleich der
eine Kontaktträger 13 mitgenommen. Man kann jedoch dem Anfangsbereich des Schlitzes
133 auch die Form eines um den Gelenkpunkt 2 beschriebenen Kreisbogens geben,
damit der Kontaktträger 13 nicht sofort an der Kippbewegung teilnimmt, sondern das
Kniehebelwerk sich im Bereich der Strecklage mit ,einem gewissen Leergang, jedoch
unter Aufrechterhaltung des Kontaktdrucks im Kontaktwerk, gegen das Kontaktwerk
bewegen kann. Dadurch kann die Feder7 noch weiter entlastet werden, weil das Eindrücken
des Kniehebels, das Mitnehmen des Kontaktträgers 13 bzw. das Losreißender
Kontakte 130,
131 zeitlich nacheinander folgen. Entsprechendes gilt
für den Kontaktträger14-Kommt es nur darauf an, daß sich die einzelnen Schaltakte
vollkommen zwangsläufig abspielen, dann können unter Umständen die Hauptkontakte
statt an dem Kontaktwerk auch an den Endgliedern des Kniehebelwerks sitzen. Dabei
werden allerdings die Hauptkontakte vorübergehend etwas stärker angedrückt, aber
andererseits ergibt sich der Vorteil, daß der Hauptkontakt mit einer etwas größeren
Zeitverzögerung betätigt wird.
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Gerade dieser Vorteil kann aber in vielen Fällen so ausschlaggebend
sein, daß der damit verbundene Nachteil ruhig in Kauf genommen werden kann, zumal
dieser Nachteil oft nicht allzu stark ins Gewicht fällt, denn die eigentliche Schaltarbeit
wird ja von den an dem Kontaktwerk sitzenden Vorkontakten und Widerstandskontakten
geleistet, während die Hauptkontakte ' mehr den Charakter von ruhenden Kontakt-en
haben.