Stufenschalteinrichtung für Anzapftrausformatoren. Die Erfindung bezieht sieh auf eine Schalteinrichtung, mit Hilfe deren man wäh rend des Betriebes die Anzapfungen eines Transformators wechseln kann.
Bei einer viel angewandten Konstruk tionsart solcher Stufenschalter sind die auf- einanderfolgenden Transformatoranzapfun- gen auf einer kreisförmigen Kontaktbahn angeordnet und ein durch eine Kurbel ver schiebbarer Lastumschalter wird von einer zur andern Anzapfung bewegt. Der Last umschalter, der die Umschaltung von der eingeschaltet-en Anzapfung zur nächst höheren oder nächst niedrigeren Anzapfung vornimmt, trägt ausser den Dauerkontakten meist Vorkontakte und Überbrückungswider stände.
Diese stellen die Verbindung mit der nächsten Anzapfung her, bevor die bisherige verlassen wird.
Da bei diesen Stufenschalteinrielltungen der Lastumschalter, der Ko.nta,ktbalin folgend, sich von einer Anzapfung zur benachbarten auf dem Kreisumfang bewegt, muss zwischen den Anzapfungen in Richtung des Umfanges immer der für die Lastumschaltung benö tigte Zwischenraum sein. Bei mittleren und grösseren Leistungen bedingt das eine grosse Länge der Kontaktbahn, und damit grosse Herstellungskosten und schlechte Unterbrin gungsmöglichkeit.
Man hat deshalb bei den heute auf dem Markt befindlichen Stufen- schalteinrichtungen, die der Stufenvorwahl und der eigentlichen Lastumschaltung die nenden Konstruktionselemente getrennt an geordnet und so einen kleineren Raumbedarf erzielt. Dadurch werden jedoch komplizierte Antriebsmechanismen und die Hintereinan- derschaltung beweglicher Kontakte notwen dig. Diese geben zu Fehlern Anlass.
Die oben erwälinten Nachteile werden gemäss der Erfindung dadurch behoben, dass sich die in der Spannungshöhe aufeinander folgenden Anzapfungen im Kreise auf Kreis sehnen gegenüberliegen und dass der Last umschalter derart angeordnet ist, dass er durch Schwenkung um die jeweils einge- schaltete Anzapfung wahlweise nach der auf der entspreclienden Kreissehne gegenüberlie genden nächst höheren oder nächst niedri geren Anzapfung hingeführt werden kann,
um hier eine neue Kontaktverbindung her zustellen und dass er nach so erfolgter Um- selialtung um die neu eingeschaltete Anzap- Tung in eine in bezug auf den Kreis der Kontakte radial gerichtete neue Betriebs stellung geschwenkt werden kann.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeis-Piele des Erfindungsgegen standes veranschaulicht. Bei der in Abb. <B>1</B> bis 4 dargestellten Stufenschalteinrielltung sind acht Anzapfun- gen in der Reihenfolge<B>1,</B> 4,<B>7,</B> 2,<B>5, 8, 3, 6</B> im Kreise angeordnet, und durch einen Trag stern gegeneinander isoliert festgehalten. An Stelle des Tragsternes könnte auch irgend eine andere Haltevorrichtung treten und die Achsen der Anzapfungen <B>1</B> bis<B>8</B> brauchen nicht parallel zueinander zu laufen, wie es in den Abbildungen der Einfachheit halber dargestellt ist.
In der Stufenfolge benachbarte Anzapfungen, zum Beispiel<B>1,</B> 2,<B>3,</B> liegen nicht im Kreise nebeneinander. Man muss vielmehr, um von 2 nach<B>1</B> oder <B>3</B> zu kommen, den Weg über die Kreissehne wählen. Das gleiche gilt für ein Weiter schreiten von<B>3</B> nach 4,<B>5</B> usw. Der Last umschalter<B>D,</B> der zum Zwecke der Last umschaltung diese Bewegung von der jetzt eingeschalteten Anzapfung zur nächst ge wünschten ausführen soll, ist zu diesem Zwecke auf einem Schlitten<B>C</B> angebracht, der mit Hilfe einer Kurbel B um den Mittel punkt des Anzapfungskreises geschwenkt werden kann.
Tu der normalen Betriebsstel lung sieht der Lastumschalter radial in be- zug auf den Kreis der Kontakte, wie in Abb. <B>1</B> und 2 dargestellt ist. Hierbei läuft der Strom von der betreffenden Anzapfung über den Hauptkonfakt EI bezw. <B>E2</B> direkt zur Ableitung<B>A.</B> Zum Zwecke der Lastum schaltung während des ununterbrochenen Betriebes ist der Lastumschalter<B>D</B> ausser mit den Hauptkontakten<B>EI</B> und<B>E2</B> noch mit Vorkontakten FI und F2 ausgerüstet,
die über Widerstände GI und<B>G2</B> mit dem Last- schalterkörper <B>D</B> verbunden sind.
Die Lastumschaltung geht so vonstatten, dass der Schlitten<B>C</B> und mit ihm der Last- umsc'halter <B>D</B> durch die Kurbelbewegung in der Pfeilrichtung zunächst um die einge schaltete Anzapfung <B>1</B> in die Richtung auf Anzapfung 2 zu geschwenkt wird, bis die in Abb. <B>2</B> gezeichnete Zwischenstellung er reicht ist.
Bei der Bewegung hat der Haupt- konfakt <B>EI</B> die Anzapfung <B>1</B> verlassen, so dass diese kurzzeitig nur über den Vorkontakt FI und den Widerstand Gl den Betriebs strom zur Anzapfung <B>A</B> führt. Ausser die sem Stromweg ist in Abb. 2 ein zweiter Stromweg von der Anzapfung- 2 über den Vorkontakt F2 und Widerstand<B>G2</B> zur<B>Ab-</B> leitung<B>A</B> geschlossen.
Da die beiden Vor- kontakthebel Fl und F2 miteinander durch Zahnsegmente verbunden sind, wird bei der Weiterbewegung des Lastumschalters<B>D</B> in Richtung auf die Anzapfung 2 der Vorkon- takt FI von der bisherigen Anzapfung <B>1</B> abgehoben, so -dass der Betriebsstrom jetzt allein von der Anzapfung 2 entnommen wird.
Der Schlitten<B>C,</B> der sich aus der Ra- dialstellung (Abb. <B>1</B> )in die Zwischenstel lung (Abb. 2) um die Anzapfung <B>1</B> ge schwenkt hat, wechselt nunmehr bei der Wei terbewegung seinen Schwenkpunkt und be wegt sich um die Anzapfung 2 in die in Abb. <B>3</B> gezeichnete Betriebssiellung zu die ser Anzapfung. Hierdurch ist der Lastum schalter<B>D</B> soweit der Anzapfung 2 genähert worden, dass der Betriebsstrom seinen Weg jetzt direkt über den Hauptkontakt<B>E2</B> neh men kann.
Da die Widerstände<B>GI</B> und<B>G2</B> nicht beliebig lange ohne Zerstörungsgefahr vom Betriebsstrom durcliflossen werden können, muss die Umschaltbewegung aus der Stel lung Abb. <B>1</B> in die Stellung Abb. <B>3</B> möglichst schnell ceschehen. Zu diesem Zwecke dient die in Abb. 4 dargestellte, mit der Kurbel B zusammenwirkende Spannvorrichtung, die eine Spannfeder<B>J</B> und Sperrelemente Nl bis N3 und M aufweist. Eine Drehung an der Welle H in der einen oder andern Rich tung spannt zunächst nur die Feder<B>J,</B> ohne den Schlitten<B>C</B> bewegen zu können.
Dieser ist durch die Sperrklinke 111 zunächst noch festgehalten, bis der Nocken<B>NI</B> oder<B>N2</B> bei seiner Bewegung den Nocken<B>N3</B> nach oben gedrückt und damit die Klinke M ge löst hat. Nunmehr kann die Feder<B>J</B> mit- telst der Kurbel B den Schlitten<B>C</B> aus der einen Betriebsstellung rasch in die nächste bewegen.
Bei der in Abb. <B>5</B> bis<B>8</B> dargestellten Stufenschalteinrichtung sind f-Wnf Transfor- matoranzapfungen auf dem Kreisumfang in ähnlicher Weise wie bei dem ersten Aus führungsbeispiel vorgesehen. Auch hier muss der Lastunischalter <B>D,</B> um von einer Anzapfung zu der in der Stufenfolge näch sten zu gelangen, den Kreis auf einer Sehne traversieren.
In den Betriebsstellungen (Abb. <B>5</B> und<B>7)</B> steht der Lastumschalter wieder radial in bezug auf den Kreis der Kontakte. Nur in der Umssshalltstellung, die in den Abb. <B>6</B> und<B>8</B> in zwei Phasen darge stellt ist, nimmt der Lastunischafter für die Umschaltdauer eine andere Lage an. Die Schwenkung des Lastumschalters<B>D</B> um die jeweils eingeschaltete Anzapfung erfolgt auch hier mittelst eines Schlittens<B>C</B> und einer Kurbel B.
Jedoch erfolgt die Laetum- schaltung in der Umschaltestellung (Abb. <B>-6),</B> während der Schlitten<B>C</B> fest stehen bleibt durch eine von diesem getrennte Eigenbewe gung des Lastumschalters<B>D.</B> Dieser weist zu diesem Zwecke zwei getrennte mit Haupt kontakten<B>EI</B> bezw. <B>E2</B> und Vorkontakten Fl, bezw. F2 ausgerüstete Sehaltarme KI und K2 auf, die durch ein Zwischenstück L miteinander verbunden sind.
In der in Abb. <B>5</B> gezeichneten Betriebsstellung bildet das Zwi schenstück L mit dem Sellaltarm K2 einen gestreckten Kniehebel, mit Hilfe dessen der Schaltarm KI fest in Kontakistellung ge halten wird. Über den Hauptkontakt<B>EI</B> ist so die Ableitung<B>A</B> fest mit der Anzapfung <B>1</B> verbunden. Die sich auf die Anzapfung 2 beziehende Betriebssiellung (Abb. <B>7)</B> ist erreicht, wenn das Zwischenstück L mit dem Schaltarm Kl zusammen den Schaltarm K2 und dessen Hauptkontakt<B>E2</B> in Kontakt stellung hält.
Um aus der Stellung Abb. <B>5</B> in die Stellung Abb. <B>7</B> zu kommen, ist es jedoc11 notwendig, auf das Zwischenstück L eine Verscliiebekraft in Richtung der An- zapfung 2 wirken zu lassen. Hierzu dient die Spannfeder<B>J,</B> die durch die Kurbel B gespannt wird. Es ist jedoch auch noch eine Auslösung der durch den gestreckten Knie hebel bewirkten Sperrung des Schaltarmes KI notwendig. Diese besorgt auch die Kur bel B, indem sie nach vollständiger Span nung der Feder<B>J</B> an den Sclialtarm K2 stösst und damit den Kniehebel löst.
Im obern Teil der Abb. <B>8</B> ist der Mo ment dargestellt, in dem die Ableitung<B>A</B> über die Vorkontakte FI und F2, sowie über die Widerstände Gl und<B>G2</B> mit beiden An- zapfungen <B>1</B> und 2 zugleich verbunden ist; nur befinden sich bei dieser Ausführungs form die Widerstände<B>G</B> nicht am Lastum schalter, sondern in direkter Verbindung mit jeder Anzapfung. Jedoch kann die Konstruk tion auch so angeordnet werden, dass die Widerstände dauernd mit dem Lastumschal ter verbunden sind.
Nach Vorgesagtem ist der Vorgang be#i der Umschaltung der Ableitung von der An- zapfung <B>1</B> zu der Anzapfung 2 folgender: Die Kurbel B dreht sich in der Pfeil- rielitung aus der in Abb. <B>5</B> gezeichneten Betriebsstellung, indem sie zunächst den ge samten Lastumschalter<B>D</B> unter Führung durch den Schlitten<B>C</B> in die in Abb. #6 ge zeichnete Umselialtstellung schwenkt.
Wäh rend Lastumschalter und Schlitten in die ser Stellung stehenbleiben, bewegt sich die Kurbel B weiter und spannt hierbei die Fe der<B>J.</B> Am Ende der Bewegung stösst die an der Kurbel befestigte Rolle gegen den sperrenden Kniehebel K2 und hebt diesen aus. Die gespannte Feder<B>J</B> kann nun an dem Kniehebel-Zwischenstück L angreifend den gesamten Lastumschalter<B>D</B> aus der in den Abb. <B>5</B> und<B>6</B> gezeichneten Stellung rasch in die in Abb. <B>7</B> gezeichnete Stellung umschalten.
Hierbei wird die bereits oben beschriebene, in Abb. <B>8</B> dargestellte Unischalt- stellung des Lastumschalters durchlaufen. Ist die Umschaltung nach der Anzapfung 2 beendet, so schwenkt die Kurbel B bei der unterbrechungslosen Weiterdrehung den Lastumschalter<B>D</B> samt dem Schlitten<B>C</B> in die in Abb. <B>7</B> dargestellte Betriebsstellung, bei der die Anzapfung 2 mit der Ableitung <B>A</B> nunmehr fest verbunden ist.
Ein Weiter- schalten zu den nächsten Anzapfungen <B>3,</B> 4 usw. geschieht in gleicher Weise durch ein- faclies Weiterdrehen der Kurbel K. Ebenso kann auch durcli Rückdrehen der Kurbel auf die bisherige Anzapfung zurückgeschal tet werden.
Um die Zeitdauer der Parallelschaltung, während deren die Widerstände Gl und<B>G2</B> ausser dem Betriebsstrom auel-1 durch den von der höheren zur niedrigeren Anzapfung fliessenden Kurzschlussstrom beansprucht werden, auf ein Minimum zu beschränken, sind die beiden Vorkontakte FI und F2 durch Zahnradsektoren, wie in den Abb. <B>1</B> bis 4 dargestellt, oder durch Kupplungshebel, wie in den Abb. <B>5</B> bis<B>7</B> dargestellt, zwang- läufig in ihrer Bewegung voneinander ab hängig gemacht.
Durch Federn gibt man den Vorkontakten das Bestreben, sich mög lichst weit zu öffnen. Die Begrenzung ihrer Öffnungsbewegung bildet dann das Antasten eines der beiden Vorkontakte Fl oder F2 an die entsprechende Anzapfung <B>1</B> oder 2. Durch die zwangläufige Abhängigkeit der beiden Vorkontakte voneinander ist es nur in einer einzigen bestimmten Stellung (der Umschaltstellung in den Abb. 2 und<B>8)</B> mög lich, dass beide Vorkontakte zugleich an den Anzapfungen anliegen.
Da diese Mittelstel lung jedoch bei der Bewegung der Kurbel nur einen Moment durchlaufen wird, ist auch die Einschaltdauer der Widerstände<B>G</B> nur auf diesen Moment beschränkt.
Der Antrieb der Stufensehalteinrichtun- gen kann von Hand oder durch einen Motor so erfolgen, dass alle drei Phasen eines Dreh- stromtransformators zugleich schalten oder dass die Phasen nacheinander schalten,<B>wo-</B> durch man die dreifache Stufenzahl erreicht.
Die Stufenschalteinrichtung kann ausser halb des Transformators in Luft oder<B>01</B> angeordnet sein. Sie kann direkt auf einer Transformatordurchführung aufgebaut sein (Abb. <B>6).</B> Diese wird dann zweckmässig als Mehrfachdurchführung ausgeführt, durch die sämtliche Transformatoranzapfungen zur Stufenschalteinrichtung gehen. Will man nicht alle Anzapfungen herausführen, so kann man auch den Lastumschalter allein ausserhalb anordnen und den übrigen Teil des Stufenschalters in dem Transformator- innern unterbringen.
Das ist, wie in Abb. <B>8</B> gezeichnet, möglich, indem man dem Schlit ten zwei Kontakte gibt, die mit den beiden durch die Durchführung hindurchgehenden Polen des Lastumschalters beweglich verbun den sind. Vorteilhaft ist hierbei die Zusam menfassung dreier Stufenschalter bei der dreiphasigen Nullpunktsregelung zu einem Ganzen. Die drei Stufenschalter und die drei Lastumschalter werden dann durch eine ein zige durch die Durchführung gehende Kur belwelle bewegt. Der motorische Antrieb kann in diesem sich auf einen Dreiphasen- Transformator mit geerdetem Nullpunkt be ziehenden Fall von dem aussenliegenden Last umschalter aus erfolgen.
Der Motor ist hier bei mit dem Nullpunkts-Potential verbunden und zum Schutze gegen Überspannungen ver mittelst eines Isoliertransformators aus den Stufenspannungen des Regeltransformators oder einer andern Kraftquelle gespeist.