包括至少兩個真空開關管的有載分接開關和用于包括至少兩個真空開關管的有載切換開 ...的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種包括至少兩個真空開關管(3)的有載分接開關(1)。該有載分接開關具有：用于選擇可調式變壓器(9)的相應繞組抽頭(n、n+1)的選擇器(7)、用于從接通的繞組抽頭(n)切換到相應預選的繞組抽頭(n+1)的有載切換開關(5)、與選擇器(7)機械耦合的可旋轉的驅動軸(11)和用于操作相應真空開關管(3)的可動觸頭(17)的傳動裝置(15)。經由傳動裝置(15)能夠分別操作一個在軸線(A)方向上可動的且與可動觸頭(17)耦合的絲杠(19)。本發明還涉及一種用于包括至少兩個真空開關管的有載切換開關的驅動裝置。
【專利說明】包括至少兩個真空開關管的有載分接開關和用于包括至少兩個真空開關管的有載切換開關的驅動裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種包括至少兩個真空開關管的有載分接開關。該有載分接開關包括用于選擇可調式變壓器的相應繞組抽頭的選擇器、用于從接通的繞組抽頭切換到相應預選的繞組抽頭的有載切換開關、與所述選擇器機械耦合的可旋轉的驅動軸和用于操作相應真空開關管的可動觸頭的傳動裝置。本發明還涉及一種用于包括至少兩個真空開關管的有載切換開關的驅動裝置。
【背景技術】
[0002]開頭所提類型的有載分接開關已在現有技術中被全面公開并且是常用的。它們用于在可調式變壓器的不同繞組抽頭之間進行無中斷的切換。
[0003]這種有載分接開關包括有載切換開關和設置在其下面的選擇器。選擇器用于無功率地選擇可調式變壓器的、應切換到的新的繞組抽頭。有載切換開關用于隨后快速且無中斷地從接通的繞組抽頭切換到新的預選的繞組抽頭上。整個有載分接開關在切換時由馬達驅動裝置操作。旋轉的驅動軸連續地使選擇器運動，同時有載切換開關的蓄能器被拉緊。當蓄能器被完全拉緊、即張緊時，則蓄能器解鎖、突然地釋放其能量并且在毫秒(ms)時間范圍內操作有載切換開關。
[0004]在所描述的有載切換中，有載切換開關完成特定的切換順序，即以確定的時間順序依次或重疊地操作不同的開關觸頭和電阻觸頭。開關觸頭在此用于直接連接相應的繞組抽頭與負載引線，而電阻觸頭用于短時接通、即借助一個或多個切換電阻的橋接來接通。有利的是，真空開關管用作用于有載切換的開關元件。這基于用于有載切換的真空開關管的使用而阻止在油中形成弧光并因而阻止有載切換開關油的油污染，這例如描述在德國專利文獻 DE 195 10 809 Cl 和 DE 40 11 019 Cl 以及德國公開文本 DE 42 31 353 Al 和 DE 102007 004 530 Al 中。
[0005]這種具有真空開關管的有載分接開關也在德國公開文本DE 10 2009 043 171 Al中公開。在此有載切換開關具有帶有至少一個凸輪盤的驅動軸。該凸輪盤具有多個控制凸輪，其中兩個設置在凸輪盤端面上的控制凸輪具有非圓形的、凸輪形式的輪廓，在其上分別接觸鎖合地引導經由搖桿與真空開關管連接的滾子，所述滾子接合相應的控制凸輪的成型輪廓。
【發明內容】
[0006]因此，本發明的任務在于提供一種節約空間的包括至少兩個真空開關管的有載分接開關，該有載分接開關同時確保抗干擾的、安全的及快速的有載切換并且允許長時間的運行。
[0007]該任務通過根據權利要求1所述的包括至少兩個真空開關管的有載分接開關來解決。
[0008]此外，本發明的任務還在于提供一種用于包括至少兩個真空開關管的有載切換開關的驅動裝置，該驅動裝置確保無誤的、安全的及快速的有載切換。
[0009]該任務通過根據權利要求9所述的用于包括至少兩個真空開關管的有載切換開關的驅動裝置來解決。
[0010]根據本發明的包括至少兩個真空開關管的有載分接開關具有用于選擇可調式變壓器的相應繞組抽頭的選擇器和用于從接通的繞組抽頭切換到相應預選的繞組抽頭的有載切換開關。此外，該有載分接開關還具有與所述選擇器機械耦合的可旋轉的驅動軸和用于操作相應真空開關管的可動觸頭的傳動裝置。
[0011]根據本發明，分別設有一個在軸線方向上可動的且與可動觸頭耦合的絲杠，該絲杠可通過傳動裝置操作。
[0012]應指出，可動觸頭包括上部柱塞和其它用于導電的構件。此外，每個真空開關管具有下部柱塞。也就是說，絲杠的軸向運動傳遞到可動觸頭上，使得可動觸頭可與下部柱塞耦合。由此產生導電性并且電路閉合。電路開路相反地進行，即，可動觸頭和每個真空開關管中的下部柱塞彼此間隔開。省去對可動觸頭和每個真空開關管中的下部柱塞的詳細描述和顯示，因為這已在現有技術中被全面公開并且是常見的。
[0013]傳動裝置具有至少一個凸輪盤、一個絲杠螺母和至少一個在軸線方向上構造在絲杠螺母上的帶動器。絲杠螺母被軸向固定地、但可轉動地支承。所述至少一個帶動器(在機械工程學中又稱為銷或帶動銷)這樣構造在絲杠螺母上，使得帶動器在轉動運動中也使絲杠螺母進行轉動，即帶動絲杠螺母。絲杠螺母又將轉動運動轉換為絲杠的軸向運動。
[0014]為了將驅動軸的連續的轉動運動對于轉變為在相應真空開關管有載切換時絲杠螺母的斷續的轉動運動或者說多個轉動運動，在第一種實施方式中，所述至少一個凸輪盤具有至少一個凸輪，即，凸輪盤在此具有不同于其圓形的輪廓。因此，在凸輪盤的轉動運動中，至少一個帶動器與凸輪共同作用，使得所述至少一個帶動器在凸輪盤的轉動運動中接合到凸輪中。帶動器在凸輪中被帶動直到帶動器再次離開凸輪。
[0015]在另一種實施方式中，為了轉變在有載切換時的轉動運動，第一凸輪盤具有第一凸輪并且第二凸輪盤具有第二凸輪。第一凸輪在此與所述至少一個第一帶動器共同作用并且第二凸輪與所述至少一個第二帶動器共同作用。
[0016]在這兩種實施方式中被描述的傳動裝置尤其是凸輪式步進傳動裝置。
[0017]在另一種實施方式中，設有至少一個用于絲杠和絲杠螺母的支承裝置，該支承裝置構造為滾動軸承、滑動絲杠傳動裝置和/或滾珠絲杠傳動裝置。優選地，所述至少一個支承裝置是滾珠絲杠傳動裝置。滾珠絲杠傳動裝置的特征在于，在絲杠螺母和絲杠之間，滾珠形式的滾動體在滾動槽中滾動，從而確保高效率的運動。與傳統的滑動絲杠傳動裝置或所謂的滾珠循環式絲杠螺母傳動裝置(Walzschraubtrieb )相比，通過滾珠的點狀貼靠降低傳動功率，減小滾動體滾動軌道的磨損、提高可達到的移動速度并且實現更高的定位精度。
[0018]在另一種實施方式中，設有防旋轉裝置，其防旋轉地固定絲杠。該防旋轉裝置例如可以是滾子軸承或作為套筒的軸向固定裝置。當然，技術人員也可想到其它防旋轉裝置，因為在現有技術中公開了各種防旋轉裝置來防止絲杠旋轉。
[0019]在另一種優選的實施方式中，在絲杠和可動觸頭之間設置壓力彈簧，該壓力彈簧在有載切換開關的軸線方向上機械式預緊可動觸頭。這基于在有載切換時在可動觸頭和絲杠之間發生大量的小的放電，從而在這兩個構件上出現相互的材料損耗、又稱為觸頭燒損或電極燒損。壓力彈簧在此應補償因材料損耗引起的觸頭之間的距離變化并且因此為有載切換開關提供恒定條件。
[0020]此外，為了補償通過觸頭燒損產生的、每個可動觸頭在其因絲杠導入的力鎖合引起的軸向運動中經過的軸向行程的變化，在用于支承可動觸頭的支承單元中在支承單元和可動觸頭之間還設置軸向間隙。
[0021]根據本發明的有載分接開關的一個優點在于，在有載切換時每個可動觸頭和每個與可動觸頭耦合的絲杠僅進行軸向運動。因此可實現真空開關管的快速、安全且無傾斜的打開和關閉行程。同時通過上面所描述的增大的絲杠移動速度也可確保快速行程。
[0022]根據本發明的有載分接開關的另一優點在于，通過軸向設置每個可動觸頭和絲杠，可省略機械開關的其它結構元件、如搖桿、斷路器等。
[0023]根據本發明的用于包括至少兩個真空開關管的有載切換開關的驅動裝置具有可旋轉的驅動軸和用于操作相應真空開關管的可動觸頭的傳動裝置。各一個絲杠與可動觸頭機械耦合，并且絲杠可通過傳動裝置轉動，從而可引起觸頭在有載切換開關的軸線方向上的運動。所述傳動裝置具有至少一個分別具有至少一個凸輪的凸輪盤、一個絲杠螺母和至少一個在軸線方向上構造在絲杠螺母上的帶動器，所述帶動器與相應凸輪盤的所述至少一個凸輪共同作用。有利的是，通過軸向設置每個可動觸頭和絲杠，也就是說無需通過其它機械開關使力轉向，可實現無誤、安全且快速的有載切換。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]下面參考附圖詳細說明本發明及其優點。附圖如下:
[0025]圖1為根據本發明的有載分接開關的一種實施方式在開路時的示意性透視圖；
[0026]圖2為根據圖1的有載分接開關在閉合回路中的示意性透視圖；
[0027]圖3為根據本發明的有載分接開關的有載切換開關在開路時的側視圖，其中在絲杠和可動觸頭之間設置壓力彈簧；
[0028]圖4為根據圖3的有載切換開關在閉合回路中的側視圖。
[0029]在附圖中為相同或作用相同的本發明元件使用相同的附圖標記。此外為清楚起見在各個附圖中僅標出為說明相應附圖所需的附圖標記。
具體實施例
[0030]圖1示出根據本發明的有載分接開關I的一種實施例的示意性透視圖。在此為清楚起見僅示出該有載分接開關I的一個真空開關管3，但有載分接開關I總是具有至少兩個真空開關管3。選擇器7用于選擇可調式變壓器9的相應繞組抽頭η、n+1。有載切換開關5引起從接通的繞組抽頭η向相應預選的繞組抽頭n+1的切換。此外，有載分接開關I具有可旋轉的驅動軸11。與驅動軸11連接的傳動裝置15用于操作可動觸頭17 (在圖3和圖4中詳細示出)，該可動觸頭構造在相應的真空開關管3中。驅動軸11與選擇器7機械耦合并且連續地使選擇器運動。同時，有載切換開關5的蓄能器13被拉緊。當蓄能器13完全被拉緊時，蓄能器解鎖，其能量突然釋放并且在毫秒范圍內通過驅動軸11操作有載切換開關5。
[0031]根據本發明，分別設有一個在軸線A方向上可動的且與可動觸頭17耦合的絲杠19，該絲杠可通過傳動裝置15操作。如圖1所示，絲杠19在軸線A方向上與圖2相比突出于平面E，從而可動觸頭17與真空開關管3的下部柱塞39間隔開(參見圖3)。因此，該電路是開路的并且無電流流過。
[0032]在本實施例中，傳動裝置15具有第一凸輪盤21A和第二凸輪盤21B，一個絲杠螺母23和三個在軸線A方向上構造在絲杠螺母23上的帶動器25A、25B。但也可想到其它的實施例，其具有兩個以上的凸輪盤21A、21B或者多于或少于三個構造在絲杠螺母23上的帶動器 25A、25B。
[0033]為了在有載切換時將驅動軸11的連續的轉動運動轉變為絲杠螺母23的轉動運動，第一和第二凸輪盤21A、21B分別具有第一和第二凸輪27A、27B。其它的實施例也可在每個凸輪盤21A、21B上具有多于一個的凸輪27A、27B。
[0034]因此，在轉動運動ω中，第一凸輪盤21Α的第一凸輪27Α與絲杠螺母23的兩個帶動器中的至少一個帶動器25Α共同作用并且第二凸輪盤21Β的第二凸輪27Β與絲杠螺母23的第二帶動器25Β共同作用。每個帶動器25Α、25Β在第一和第二凸輪盤21Α、21Β的轉動運動ω中在相應的凸輪27Α、27Β中被帶動，直到帶動器再次離開相應的凸輪27Α、27Β。
[0035]此外，設有至少一個用于絲杠19和絲杠螺母23的支承裝置29。有利的是，該支承裝置29是滾珠絲杠傳動裝置。滾珠絲杠傳動裝置的特征在于，在絲杠螺母23和絲杠19之間，滾珠形式的滾動體(未示出)在滾動槽31中滾動，從而確保高效率的軸向運動。
[0036]根據本發明的有載分接開關I的另一種實施例——也在圖1中示出——設有防旋轉裝置33，因此絲杠19不可旋轉地被固定。由于技術人員已知用于絲杠19的防旋轉裝置33，所以不再贅述。
[0037]圖2示出根據圖1的有載分接開關I在閉合回路中的示意性透視圖。這基于絲杠19在軸線A方向上與圖1相比位于平面E的高度上。也就是說，可動觸頭17與真空開關管3的下部柱塞39機械耦合(參見圖4)。因此電路閉合并且電流流過。其它在該圖中可見的特征及其附圖標記與根據圖1的有載分接開關I 一致并且因此參見圖1。
[0038]圖3不出根據本發明的有載分接開關I的有載切換開關5在開路時的側視圖(參見圖1)，在此在絲杠19和可動觸頭17之間設置壓力彈簧37，該壓力彈簧37設置用于在有載切換開關5的軸線A方向上機械式預緊可動觸頭17并且避免電極燒損。
[0039]如上所述，電觸頭17包括上部柱塞37和其它用于導電的構件(未示出)。基于現有技術中已知的結構方式不再詳細說明電觸頭17。圖3還示出在每個真空開關管3中設有下部柱塞39。由于在此可動觸頭17與真空開關管3的下部柱塞39間隔開，所以電路是開路的。
[0040]其它在該圖中可見的特征及其附圖標記與圖1和圖2相同并且因此參見圖1和2。
[0041]圖4示出根據圖3的有載切換開關5在閉合回路中的側視圖。因為可動觸頭17與真空開關管3的下部柱塞39機械耦合，所以電流流過。為了補償通過觸頭燒損產生的、每個可動觸頭17在其因絲杠19導入的力鎖合引起的軸向運動中經過的軸向行程的變化，在用于支承可動觸頭17的支承單元41中在支承單元41和可動觸頭17之間設置軸向間隙43。
[0042]本發明已參考一種優選實施例被描述。然而，技術人員當然可在不離開所附權利要求的保護范圍的情況下進行變型和改進。上面所描述的實施例僅用于說明要求保護的教導，但其不局限于這些實施例。
[0043]附圖標記列表
[0044]I 有載分接開關
[0045]3 真空開關管
[0046]5 有載切換開關
[0047]7 選擇器
[0048]9 可調式變壓器
[0049]11驅動軸
[0050]13蓄能器
[0051]15傳動裝置
[0052]17可動觸頭
[0053]19絲杠
[0054]21A、21B 第一、第二凸輪盤
[0055]23絲杠螺母
[0056]25A、25B 帶動器
[0057]27A、27B 第一、第二凸輪
[0058]29支承裝置
[0059]31滾動槽
[0060]33防旋轉裝置
[0061]35壓力彈簧
[0062]37上部柱塞
[0063]39下部柱塞
[0064]41支承單元
[0065]43軸向間隙
[0066]A軸線
[0067]E平面
[0068]ω轉動運動
[0069]η接通的繞組抽頭
[0070]n+1可預選的繞組抽頭
【權利要求】
1.一種包括至少兩個真空開關管(3)的有載分接開關(1)，具有:用于選擇可調式變壓器(9)的相應繞組抽頭(η、η+1)的選擇器(7)、用于從接通的繞組抽頭(η)切換到相應預選的繞組抽頭(η+1)的有載切換開關(5)、與所述選擇器(7)機械耦合的可旋轉的驅動軸(11)和用于操作相應真空開關管⑶的可動觸頭(17)的傳動裝置(15)，其特征在于，分別設有一個在軸線(A)方向上可動的且與所述可動觸頭(17)耦合的絲杠(19)，該絲杠能夠通過所述傳動裝置(15)操作。
2.根據權利要求1所述的有載分接開關(I)，其特征在于，所述傳動裝置(15)具有至少一個凸輪盤(21Α、21Β)、一個絲杠螺母(23)和至少一個在軸線(A)方向上構造在所述絲杠螺母(23)上的帶動器(25Α、25Β)。
3.根據權利要求2所述的有載分接開關(I)，其特征在于，所述至少一個凸輪盤(21Α、21Β)帶有至少一個凸輪(27Α、27Β)，從而在凸輪盤(21Α、21Β)的轉動運動(ω)中至少一個帶動器(25Α、25Β)與所述凸輪(27Α、27Β)共同作用。
4.根據權利要求2所述的有載分接開關(I)，其特征在于，第一凸輪盤(21Α)帶有第一凸輪(27Α)并且第二凸輪盤(21Β)帶有第二凸輪(27Β)，第一凸輪(27Α)與所述絲杠螺母(23)的所述至少一個第一帶動器(25Α)共同作用并且第二凸輪(27Β)與所述絲杠螺母(23)的所述至少一個第二帶動器(25Β)共同作用。
5.根據上述權利要求之一所述的有載分接開關(I)，其特征在于，所述傳動裝置(15)是凸輪式步進傳動裝置。
6.根據上述權利要求之一所述的有載分接開關(I)，其特征在于，設有至少一個用于所述絲杠(19)和所述絲杠螺母(23)的支承裝置(29)，該支承裝置構造為滾動軸承、滑動絲杠傳動裝置和/或滾珠絲杠傳動裝置。
7.根據上述權利要求之一所述的有載分接開關(I)，其特征在于，設有防旋轉裝置(33)，其防旋轉地固定所述絲杠(19)。
8.根據上述權利要求之一所述的有載分接開關(I)，其特征在于，在所述絲杠(19)和所述可動觸頭(17)之間設置壓力彈簧(35)，該壓力彈簧在所述有載切換開關(5)的軸線(A)方向上機械地預緊所述可動觸頭(17)。
9.一種用于包括至少兩個真空開關管(3)的有載切換開關(5)的驅動裝置，具有可旋轉的驅動軸(11)和用于操作相應真空開關管⑶的可動觸頭(17)的傳動裝置(15)，其特征在于，各一個絲杠(19)與所述可動觸頭(17)機械耦合，并且所述絲杠(19)能夠通過所述傳動裝置(15)轉動，從而能夠引起所述觸頭(17)在所述有載切換開關(5)的軸線(A)方向上的運動。
10.根據權利要求9所述的驅動裝置，其特征在于，所述傳動裝置(15)具有至少一個分別帶有至少一個凸輪(27Α、27Β)的凸輪盤(21Α、21Β)、絲杠螺母(23)和至少一個在軸線(A)方向上構造在所述絲杠螺母(23)上的帶動器(25Α、25Β)，所述帶動器與相應凸輪盤(21Α、21Β)的所述至少一個凸輪(27Α、27Β)共同作用。
【文檔編號】H01H9/00GK104205273SQ201380015910
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年1月15日 優先權日:2012年2月16日
【發明者】K·赫普夫爾, S·雷德, C·科茨 申請人:賴茵豪森機械制造公司