DE639885C

DE639885C - ABC step switch for switching regulating transformers under load

Info

Publication number: DE639885C
Application number: DEA62788D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Hoepp
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-07-21
Filing date: 1931-07-21
Publication date: 1936-12-16

Description

Bei den Stufenschaltern für Reguliertrans-With the step switches for regulating trans-

.., „_m formatoren treten bei Überschreitung bestimmter Stromstärken große Schwierigkeiten durch die Anfressungen an den Kontakten auf, die infolge des vorübergehenden Kurzschlusses benachbarter Stufen entstehen. Die Überschaltwiderstände, die den Kurzschluß zwischen benachbarten Stufen begrenzen, nehmen immer größere Abmessungen an, abgesehen von den Verlusten, die in ihnen auftreten. Bei den Hochspannungsreguiierschaltern werden diese Schwierigkeiten dadurch umgangen, daß Momentschalter angewendet werden, die sich nur in der einen oder anderen Endstellung befinden können, und infolge des schnellen Umschaltens die Widerstände nur kurzzeitig beanspruchen. Um diese schnelle Umschaltung zu ermöglichen, werden ganz besondere Schaltweisen der Transforma-.., _"m transformers occur beyond certain currents great difficulty by the pitting on the contacts on the adjacent linked to the temporary short circuit levels occur. The transition resistors, which limit the short circuit between adjacent stages, take on ever larger dimensions, apart from the losses that occur in them. In the high-voltage regulating switches, these difficulties are circumvented in that momentary switches are used that can only be in one or the other end position and, as a result of the rapid switching, only briefly stress the resistors. In order to enable this fast switching, very special switching methods of the transformers are

ao torenanzapfungen, Gruppenunterteilungen usw. angewandt. Zugleich ist auch bei Hochspannung die Umkehrung des Regelsinnes zur Ersparung von Anzapfungen mit dem Problem der Regulierschalter verbunden.ao gate taps, group subdivisions, etc. applied. At the same time is also at high voltage the reversal of the control sense to save taps connected with the problem of the regulating switch.

Bei Niederspannungsapparaten, also kleineren Leistungen, würde der gleiche Weg zu verhältnismäßig kostspieligen Schaltern führen, da abgesehen von der Höchspannungsisolierung die Kosten für das Schaltgerät nur um ein geringes kleiner sind als bei Hoch-Spannungsreglern. Es war daner notwendig, bei dem einfachen Prinzip der Überschaltung durch einen der Hauptbürste vorauseilenden Hilfskontakt mit Überschaltwiderstand zu verbleiben und lediglich die Momentschaltung in Anwendung zu bringen. Bei Niederspannungszellenschaltern ist es bereits bekannt, die Funkenentziehung außerhalb des Schalters, d.h. nicht an der Bürste selbst, anzuordnen. Diese Anordnung erfordert aber eine Anzahl Hufs- 4°' schienen, über welche die Hilfsströme für den Umschaltvorgang nach außen geleitet werden müssen.In the case of low-voltage devices, i.e. smaller powers, the same route would be followed lead relatively expensive switches, as apart from the high voltage insulation the costs for the switching device are only slightly lower than for high-voltage regulators. It was also necessary with the simple principle of switching over to remain through an auxiliary contact with a transition resistor leading the main brush and only to bring the momentary switching into use. With low-voltage cell switches it is already known to control the spark extraction outside the switch, i. not on the brush itself. However, this arrangement requires a number of hoofs 4 ° ' rails through which the auxiliary currents for the switching process are routed to the outside have to.

Die großen Schwierigkeiten an den Funkenkontakten rühren nicht allein von dem starken Abbrand und der damit verbundenen Oxydation usw. her, sondern vor allen Dingen besteht auch die Gefahr des Festschweißens der Kontakte, besonders wenn sie aus nicht oxydierendem Metall, z.B. Silber, hergestellt sind. Nach der Erfindung· wird eine Präzisionsmomentschaltung angewendet, die zum Ziele hat, die Schweißarbeit an den Kontakten soweit wie möglich zu verringern. Die Schweißarbeit selbst ist gegeben durch den Integralwert Λ =fi² w dt. Es kommt nicht nur darauf an, den Kontaktwiderstand w, der von dem Wert 00 auf einen möglichst kleinenThe great difficulties at the spark contacts do not only come from the strong burn and the associated oxidation, etc., but above all there is also the risk of the contacts welding, especially if they are made of non-oxidizing metal, e.g. silver. According to the invention, a precision torque circuit is used, the aim of which is to reduce the welding work on the contacts as much as possible. The welding work itself is given by the integral value Λ = fi ² w dt. It is not only a question of the contact resistance w, which goes from the value 00 to the smallest possible

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Wilhelm Höpp in Berlin~Heiligensee,Wilhelm Höpp in Berlin ~ Heiligensee,

Wert sinkt, an sich klein zu machen und nicht nur die Zeit, in der sich" "diese Widerstandsänderung abspielt, sehr kurz zu machen, sondern den Widerstand auf den kleinsten Wert;: zu halten, indem jegliche Schwingung und d'ämit Lockerung der Kontakte verhindert widely. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrund^v die bisher verwendeten Hilfsschienen zu vermeiden und eine solche Konstruktion mit Momentschaltung zu finden, die am Schlitten selbst angebracht werden kann. Hierbei ergeben sieh.aber sofort Schwierigkeiten, weil der Schlitten bei der Anwendung einer Momentschaltung die Umschaltstellungen vorbe-. 15 reiten muß. Bei einem ABC-Schalter, der durch die Hauptbürste stets mindestens drei Kontakte zugleich überbrücken muß, ist eine solche Momentschaltung gar nicht durchführbar. Value decreases, making itself small and not just the time in which "" this change in resistance occurs plays, very short to make, but the resistance to the smallest value ;: to keep by any vibration and d'ämit Loosening of contacts prevented widely. The invention is based on the object of avoiding the auxiliary rails previously used and to find such a construction with momentary switching that can be attached to the carriage itself. Result here but see immediate difficulties because the slide is using a momentary switching the switching positions reserved. 15 must ride. At an ABC switch that the main brush always has to bridge at least three contacts at the same time is one such momentary switching cannot be carried out at all.

ao Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß die Strom-, abnehmerbürste derart unterteilt ist, daß der eine Teil zwei Stufenkontakte überbrückt, während der andere Teil auf dem dritten Kontakt aufliegt, und daß an den Stromabnehmerbürsten ein mit ihnen bewegter Hilfsschalter vorgesehen ist, der eine zwischen den beiden voneinander isoliert angeordneten Teilen über den Hilfsschalter bestehende elektrische Versa bindung während des Schaltvorganges vorübergehend unterbricht.According to the invention, these difficulties are avoided in that the current, pickup brush is subdivided in such a way that one part bridges two step contacts, while the other part rests on the third contact, and that on the current collector brushes an auxiliary switch moved with them is provided, the one between the two parts arranged isolated from one another via the auxiliary switch existing electrical Versa binding is temporarily interrupted during the switching process.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Abb. 1 stellt den Stufenschalter teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt dar, während Abb. 2 eine Seitenansicht des Stufenschalters zeigt. Abb. 3 stellt eine schematische Anordnung der Bürsten mit Momentschalter dar. Abb. 4 und 5 zeigen eine Gegenüberstellung des bekannten ABC-Schalters und des neuen Schalters gemäß der Erfindung.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. Fig. 1 represents the tap changer partially in view and partially in section, while Fig. 2 is a Side view of the tap changer shows. Fig. 3 shows a schematic arrangement of the brushes with momentary switch. Figs. 4 and 5 show a comparison of the known ABC switch and the new switch according to the invention.

Am Umschaltkontakt 2 ist die Schneide 3 befestigt, gegen die sich eine zweite Schneide 4 legt, die federnd an einer Wippe 7 befestigt ist. Diese Wippe wird mittels an der Stufenschalterspindel 5 angeordneter Nocken 6 gesteuert. Der Umsdhaltkontakt 2 besitzt Gegenkontakte 8 und 9, von denen die' Kontakte 9 von geringerer Masse als die Kontakte 8 an U-förmig ausgebildeten Federn 10 angebracht sind. Diese Federn legen sich mit starker Vorspannung gegen besondere Anschläge 11. Die Federn 10 sind mittels Schrauben an den von den Hauptbürsten 12 und 13 isolierten Hilfsbürsten 14 und 15 befestigt, und zwar ist zwischen der Feder 10 und der Hilfsbürste 14 ein besonderer Überschaltwiderstand 16 geschaltet. The cutter 3 is attached to the changeover contact 2, against which a second cutter 4 sets, which is resiliently attached to a rocker 7. This rocker is activated by means of the tap changer spindle 5 arranged cam 6 controlled. The Umsdhaltkontakt 2 has mating contacts 8 and 9, of which the 'contacts 9 have a lower mass than the contacts 8 U-shaped springs 10 are attached. These feathers lay down with strong Bias against special stops 11. The springs 10 are by means of screws on the from the main brushes 12 and 13 isolated Auxiliary brushes 14 and 15 attached, namely is between the spring 10 and the auxiliary brush 14 a special transition resistor 16 is connected.

Die Schneide 4 ist an einem Stahlfederbündel 17 mittels der Schraube 18 befestigt. Die Enden der Stahlfedern sind geschlitzt, so daßThe cutting edge 4 is fastened to a steel spring bundle 17 by means of the screw 18. the Ends of the steel springs are slotted so that

sie auf die beiden Körner der Wippe 7 aufgeschoben werden können. An den beiden Hörnern sind besondere Querstifte 19 ange-, gegen die sich von unten das Stahl-they can be pushed onto the two grains of the rocker 7. On both of them Special cross pins 19 are attached to the horns, against which the steel

17 legt. Zur Verbesserung der ^ der Schneide 4 sind zwei Blechstreifen 20 vorgesehen, so daß ein genaues Umschalten gewährleistet ist. Beim Überschreiten der Schneidenmitte würde ein gewisser Zeitverlust eintreten, wenn toter Gang zwischen der Wippe 7 und den Spindelnocken 6 vorhanden wäre. Um dies zu vermeiden, werden die mit den Spindelnocken 6 zusammenarbeitenden Rollen 21 auf federnden Achsen 22 gelagert, die ihrerseits in geeigneten Ausschnitten der Wippe 7 mit Vorspannung eingeklemmt sind. Die Wippe 7 mit ihren federnden Achsen 22 ist in einem Längsschlitz im Schlitten 23 geführt (Abb. 2) und pendelt um einen in den Schlitten 23 quer eingeschobenen Stift 24 (Abb. 1). Da sich die Spindelnocken 6 mit dem Schlitten 23 verschieben müssen, erhält die Schraubenspindel 5 eine Längsnut 25 (Abb. 2), in die der Keil der Nocken 6 eingreifen und so an der Drehung der Schraubenspindel 5 teilnehmen kann. Um die Spindel 5 vom Bürstendruck zu entlasten, sind zwei parallele Schleifschienen 26 vorgesehen, die mit dem Schlitten 23 in Aussparungen der Stufenkontakte 27 isoliert eingebettet sind. Die Stufenkontakte 27 erhalten daher, abgesehen von den Anschlußstellen, in Richtung der Spindel gesehen, ein U-förmiges Aussehen; sie sind mittels Schrauben 28 an den Schleif- ⁰^ schienen 26 isoliert befestigt (Abb. 2).17 sets. In order to improve the cutting edge 4, two sheet metal strips 20 are provided so that precise switching is ensured. If the center of the cutting edge is exceeded, a certain loss of time would occur if there were dead pass between the rocker 7 and the spindle cams 6. In order to avoid this, the rollers 21 cooperating with the spindle cams 6 are mounted on resilient axles 22, which in turn are clamped in suitable cutouts of the rocker 7 with pretension. The rocker 7 with its resilient axes 22 is guided in a longitudinal slot in the carriage 23 (Fig. 2) and swings around a pin 24 inserted transversely into the carriage 23 (Fig. 1). Since the spindle cams 6 have to move with the slide 23, the screw spindle 5 is provided with a longitudinal groove 25 (FIG. 2) into which the wedge of the cams 6 can engage and thus participate in the rotation of the screw spindle 5. In order to relieve the spindle 5 of the brush pressure, two parallel sliding rails 26 are provided, which are embedded with the slide 23 in recesses in the step contacts 27 in an insulated manner. The step contacts 27 are therefore given, apart from the connection points, viewed in the direction of the spindle, a U-shaped appearance; they are ⁰ ^ rails to the grinding by means of screws 28 fastened isolated 26 (Fig. 2).

Die Abb. 4 zeigt ein Schema des bekannten ABC-Schalters. Bei diesem überbrückt die Bürste 12,13 die Kontakte A, B, C und ist mit dem Vorkontakt 14 über den Widerstand 16 verbunden.Fig. 4 shows a diagram of the known ABC switch. In this case, the brush 12, 13 bridges the contacts A, B, C and is connected to the pre-contact 14 via the resistor 16.

In Abb. 5 ist ein Schema des neuen Schalters dargestellt. Von der Kontaktbürste 12,13 ist der Teil 15 abgetrennt, und zwar derart, daß der Hauptteil 12, 13 zwei Kontakte überbrückt, während der abgetrennte Teil 15 auf dem dritten Kontakt aufliegt. Ferner ist der bisher gebräuchliche Vorkontakt 14 mit dem Widerstand 16 vorhanden. Der von der Hauptbürste abgetrennte Teil 15 wird während des Schaltvorganges von dem Hauptteil durch den Umschalter 2 vorübergehend getrennt. A diagram of the new switch is shown in Fig. 5. From the contact brush 12, 13 the part 15 is separated, in such a way that the main part 12, 13 bridges two contacts, while the separated part 15 rests on the third contact. Furthermore, the Previously common pre-contact 14 with the resistor 16 is present. The one from the Main brush part 15 separated from the main part during the switching process temporarily separated by the switch 2.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Wird der Stufenschalter durch Drehung der Spindel 5 von rechts nach links bewegt (vgl. Abb. 3), so kommt die Hilfsbürste mit dem Stufenkontakt A₁ in Berührung. Hierbei drückt gleichzeitig die Nocke 6 die linke Rolle 21 (vgl. Abb. 1) nach oben, wo- iao durch die Schneide 4 auf der Schneide 3 entlanggleitet, bis sie deren höchsten Punkt er-The operation of the device is as follows: If the step switch is moved from right to left by turning the spindle 5 (see Fig. 3), the auxiliary brush comes into contact with step contact A _1. At the same time, the cam 6 presses the left roller 21 (see Fig. 1) upwards, whereby the cutting edge 4 slides along the cutting edge 3 until it reaches its highest point.

reicht hat. In diesem Augenblick bewegt sich der Umschaltkontakt 2 nach links und schließt zuerst den Gegenkontakt 9 (Abb. 3), so daß ein Stromkreis vom Stufenkontakt A₁ über die Hilfsbürste 14, Widerstand 16, Kontakt ο, Umschaltkontakt 2 zu den Hauptbürsten 12 und 13 vorhanden ist. Erst wenn der Umschaltkontakt auch den Gegenkontakt 8 geschlossen hat, wird der Widerstand 16 kurzgeschlossen.has enough. At this moment, the changeover contact 2 moves to the left and first closes the mating contact 9 (Fig. 3), so that there is a circuit from the step contact A ₁ via the auxiliary brush 14, resistor 16, contact ο, changeover contact 2 to the main brushes 12 and 13 is. The resistor 16 is short-circuited only when the changeover contact has also closed the mating contact 8.

Durch die Bewegung des Umschaltkontaktes 2 hat die Wippe 7 die entgegengesetzte Endlage eingenommen und ist für einen neuen Umschaltvorgang bereit. Die steuernde Schneide 4 wirkt gleichzeitig nach vollzogener Umschaltung als Sperrkeil für den auf die Gegenkontakte 8 und 9 schnellenden Umschaltkontakt 2.By moving the changeover contact 2, the rocker 7 has the opposite end position taken and is ready for a new switching process. The controlling cutting edge 4 at the same time acts as a locking wedge for the mating contacts after the switchover has been completed 8 and 9 rapid changeover contact 2.

Durch die Ausführung des Umschaltkontaktes 2 mit zwei Kontakten und Verwendung entsprechender Gegenkontakte 8 und 9 wird mehr oder weniger eine schwingungsfreie Bewegung in kürzester Zeit erzielt, wodurch die Schweißarbeit, also auch Verschleiß und Funkenbildung in gewünschter Weise auf ein Minimum beschränkt werden. Dadurch, daß der Gegenkontakt 8 nur wehig später geschlossen wird als der Gegenkontakt 9, wird eine sehr geringe Energie im Überschaltwiderstand 16 verbraucht. Dieser Widerstand braucht infolgedessen nur mit Rücksicht auf seine Wärmekapazität, nicht aber mit Rücksicht auf die Ausstrahlung der Wärme bemessen zu werden, da die Kühlpausen unverhältnismäßig groß gegenüber der Arbeitszeit sind. Für einen iooo-Ampere-Schalter genügt beispielsweise ein kurzer Widerstands draht von der Länge einer Bürstenbreite, so daß durch diese Konstruktion an Raum, an Material und zugleich an Energie gespart wird.By designing the changeover contact 2 with two contacts and use corresponding mating contacts 8 and 9 is more or less a vibration-free movement Achieved in a very short time, reducing the welding work, including wear and sparking be kept to a minimum as desired. Due to the fact that the mating contact 8 closed only a little later is used as the mating contact 9, there is very little energy in the transition resistance 16 consumed. As a result, this resistance needs only with regard to its heat capacity, but not with regard to the radiation of the heat because the cooling breaks are disproportionately large compared to the working hours. For For a 100 ampere switch, for example, a short resistance wire from the is sufficient Length of a brush width, so that through this construction in space, in material and at the same time energy is saved.

40" Der Schlitten 23 wird zur Erreichung einer guten Raumausnutzung symmetrisch ausgeführt, und der Strom wird von zwei Seiten durch parallel geschaltete Bürsten zugeführt. Die Anschlüsse sind, um Platz für die Anschlußschrauben zu erhalten, zweckmäßig abwechselnd links und rechts als schienenartig verlängerte Kontakte ausgebildet. Durch diese Ausführung wird ein besonderes Traggerüst oder ein besonderer Rahmen nicht erforderlieh, wodurch die Abmessungen und das Gewicht des Schalters entsprechend klein werden. Die Einrichtung· nach der Erfindung ist nicht nur für ABC-Stufenschalter geeignet, sondern sie läßt sich auch sinngemäß für jede Art Stufenschalter verwenden.40 "The carriage 23 is designed symmetrically to achieve a good use of space, and the current is supplied from two sides by brushes connected in parallel. The connections are expediently alternating in order to obtain space for the connection screws formed left and right as rail-like elongated contacts. Through this Execution, a special supporting structure or a special frame is not required, whereby the dimensions and weight of the switch are correspondingly small. The device according to the invention is not only suitable for ABC step switches, but it can also be used analogously for any type of tap changer.

Claims

Patent claims:

1. ABC step switch for switching regulating transformers under load, thereby characterized in that the current collector brush is subdivided in such a way that one part (12, 13) bridges two step contacts, while the other part (15) rests on the third contact, and that. at an auxiliary switch (2) that moves with them is provided for the current collector brushes, the one between the two parts (12, 13 and 15) existing electrical connection via the auxiliary switch during the switching process temporarily interrupts.

2. Step switch according to claim 1, characterized in that a pre-brush (14) through the auxiliary switch (2), which is designed as a changeover switch, initially via Pre-contacts (9, 2) and resistor (16) and then directly via contacts (8, 2) during of the switching process temporarily connected to the brush part (12, 13) will.

3. Step switch according to claim 1 and 2, characterized in that the auxiliary switch (2) on the part (15) isolated from the brush part (12, 13) has a resilient mating contact (9).

4. Step switch according to claim 1 to 3, characterized in that the auxiliary switch (2) is designed only as a momentary switch.

5. Step switch according to claim 4, characterized in that the auxiliary switch (2) by a cutting edge (4) under spring pressure by means of a rocker (7) is controlled by cams arranged on a tap changer spindle (5) (6) is moved back and forth.

6. Step switch according to claim 5, characterized in that with the cams (6) cooperating rollers (21) on resilient, attached to the rocker (7) Axes (22) are attached.

7. Step switch according to claim 1 and 2, characterized in that the current collector brushes -of one formed symmetrically to the longitudinal axis of the tap changer Carriage (23) are carried.

8. Step switch according to claim 7, characterized in that the slide (23) rests on sliding rails (26) which are in recesses in the fixed step contacts (27) are embedded in an isolated manner.

For this purpose ι sheet of drawings