專利名稱：有載分接開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在可調(diào)式變壓器的各繞組抽頭之間進(jìn)行不中斷的切換的有載分接開關(guān)。
背景技術(shù)：
多年以來，分接開關(guān)大量地在全球范圍內(nèi)應(yīng)用于在可調(diào)式變壓器的不同繞組抽頭之間進(jìn)行不中斷的切換。這樣的分接開關(guān)通常包括一個(gè)用于無功率地選擇應(yīng)當(dāng)切換到的、可調(diào)式變壓器的相應(yīng)的繞組抽頭的選擇器以及用于從過去的繞組抽頭實(shí)際切換到新的預(yù)選的繞組抽頭的有載切換開關(guān)。有載切換開關(guān)為此通常具有開關(guān)觸點(diǎn)和電阻觸點(diǎn)。開關(guān)觸 點(diǎn)在此用于直接連接相應(yīng)繞組抽頭與負(fù)載引線，而電阻觸點(diǎn)用于短時(shí)的接通、亦即借助于一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換電阻的橋接。然而近些年的發(fā)展偏離了具有機(jī)械式開關(guān)觸點(diǎn)的有載切換開關(guān)。取而代之地更多地應(yīng)用真空開關(guān)管或也有晶閘管作為開關(guān)元件。用于有載切換的真空開關(guān)管的使用阻止了在油中形成弧光并因而阻止了有載切換開關(guān)油的油污染。它由此允許延長(zhǎng)的維護(hù)間隔。具有真空開關(guān)管的有載分接開關(guān)以多個(gè)不同的、具有每項(xiàng)2、3、4也或更多切換的真空開關(guān)管的電路是已知。DE 10 2007 004 530Al示出了一種典型的電路，在此每項(xiàng)具有3個(gè)真空開關(guān)管。然而，在這種已知的具有用于調(diào)節(jié)功率變壓器的真空開關(guān)管的有載分接開關(guān)的不同應(yīng)用情況下，不超過IOOkV和顯著高于此的高的耐沖擊電壓性是必需的。這些不期望的沖擊電壓——其高度明顯由可調(diào)式變壓器的和在各個(gè)抽頭級(jí)之間的繞組構(gòu)件的結(jié)構(gòu)決定一一方面是雷電沖擊電壓，其通過雷電擊在電網(wǎng)中產(chǎn)生。另一方面也可能出現(xiàn)開關(guān)沖擊電壓，其由不可預(yù)見的開關(guān)沖擊在待調(diào)節(jié)的電網(wǎng)中造成。在有載分接開關(guān)的不充足的耐沖擊電壓性的情況下，可能發(fā)生在不導(dǎo)通負(fù)載電流的負(fù)載支路中在真空開關(guān)管的陶瓷或蒸汽屏罩上的短時(shí)的級(jí)短路或不期望的擊穿，這不僅可以造成其長(zhǎng)時(shí)間的損害，而且一般是不期望的。這在很多情況下在觸點(diǎn)間隔并且因而特別地還有真空開關(guān)管的設(shè)計(jì)中導(dǎo)致超尺寸，以便它們安全地承受住所述的電壓載荷。不僅當(dāng)今在現(xiàn)代裝置中提供的小空間而且這種真空開關(guān)管的經(jīng)濟(jì)性和可用性使得這樣的超尺寸看起來是不利的。從DE 2357209A和DE 2604344已知，為了克服太高的沖擊電壓載荷在負(fù)載支路之間設(shè)置保護(hù)放電間隙或與電壓有關(guān)的電阻或者二者；然而這種機(jī)構(gòu)在不同的情況下是不足夠的并且在其效果方面不能排除或不能完全排除有害的沖擊電壓載荷。除了相對(duì)于不超過IOOkV的高沖擊電壓不足夠的保護(hù)外，DE 10 2007 004 530 Al的已經(jīng)在更上面提到的電路也被設(shè)計(jì)為所謂的不對(duì)稱的電路，這意味著獨(dú)立于開關(guān)裝置必須總是首先使相同的觸點(diǎn)電切換或機(jī)械運(yùn)動(dòng)。而在機(jī)械對(duì)稱的電路中，在運(yùn)動(dòng)離開過程中、亦即在切換軸沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)最后閉合的觸點(diǎn)在返回運(yùn)動(dòng)過程中、亦即切換軸沿另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)首先打開，以及反之亦然。不對(duì)稱的電路一般在電氣操作中更容易，不過具有這樣的缺點(diǎn)，即，它的機(jī)械轉(zhuǎn)換需要成本非常高的結(jié)構(gòu)上的解決方案。
因此，為了非對(duì)稱電路的機(jī)械轉(zhuǎn)換例如在W096/30922中提出，對(duì)于每個(gè)要操作的開關(guān)元件一其可能是真空開關(guān)管或機(jī)械觸點(diǎn)一對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸的每個(gè)運(yùn)動(dòng)方向分別彼此在一個(gè)軸向可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置在切換軸上的開關(guān)插件上設(shè)置不同的部分凸輪盤，從而與轉(zhuǎn)動(dòng)方向有關(guān)地能使分別與開關(guān)元件對(duì)應(yīng)的部分凸輪盤與相應(yīng)的開關(guān)元件嚙合或不嚙合。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種用于在可調(diào)式變壓器的各繞組抽頭之間進(jìn)行不中斷的切換的有載分接開關(guān)，其在不出現(xiàn)真空開關(guān)管的超尺寸的情況下仍然能確保必需的耐電壓性并且此外構(gòu)成為機(jī)械對(duì)稱的電路。所述任務(wù)通過具有兩個(gè)并列的權(quán)利要求I或2的特征的、用于在可調(diào)式變壓器的各繞組抽頭之間進(jìn)行不中斷的切換的有載分接開關(guān)解決。兩個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求在此以用于解決該任務(wù)的同樣的發(fā)明構(gòu)思為基礎(chǔ)，在技術(shù)上通過效果相當(dāng)?shù)拈_關(guān)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，亦即借助于真空開關(guān)管或備選地借助于半導(dǎo)體構(gòu)件。 在此，總的發(fā)明構(gòu)思在于，將第一主電流支路的第一繞組抽頭經(jīng)由一個(gè)包括第一機(jī)械式切換開關(guān)和第一開關(guān)機(jī)構(gòu)、亦即真空開關(guān)管或備選地半導(dǎo)體構(gòu)件的串聯(lián)電路與負(fù)載引線連接，以與之類似對(duì)稱的結(jié)構(gòu)方式將第二主電流支路的第二繞組抽頭經(jīng)由一個(gè)包括第二機(jī)械式切換開關(guān)和第二開關(guān)機(jī)構(gòu)、亦即第二真空開關(guān)管或備選地第二半導(dǎo)體構(gòu)件的串聯(lián)電路同樣與所述負(fù)載引線連接，在所述第一繞組抽頭與所述第一機(jī)械式切換開關(guān)之間分支出具有一個(gè)形成回路的電阻的第一輔助電流支路，借助于該電阻能建立與所述第二主電流支路的第二機(jī)械式切換開關(guān)的電連接，并且在所述第二繞組抽頭與所述第二機(jī)械式切換開關(guān)之間分支出具有另一個(gè)形成回路的電阻的第二輔助電流支路，借助于所述另一個(gè)電阻能建立與所述第一主電流支路的第一機(jī)械式切換開關(guān)的電連接。由此，依據(jù)本發(fā)明給出了用于在可調(diào)式變壓器的各繞組抽頭之間進(jìn)行不中斷的切換的有載分接開關(guān)的電路，其不僅是機(jī)械對(duì)稱而且是電對(duì)稱的并且還關(guān)于機(jī)械式切換開關(guān)確保相應(yīng)未接通的繞組抽頭的完全地電隔離并因而確保了高的耐沖擊電壓性。如上所述，在機(jī)械對(duì)稱的電路中，在運(yùn)動(dòng)離開過程中、亦即在切換軸沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)最后閉合的觸點(diǎn)在返回運(yùn)動(dòng)過程中、亦即在切換軸沿另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)首先打開，以及反之亦然。這在其機(jī)械轉(zhuǎn)換中提供了有載切換開關(guān)結(jié)構(gòu)的一個(gè)特別簡(jiǎn)單的可能性，而在此無需動(dòng)用耗費(fèi)的輔助結(jié)構(gòu)，如在W096/30922中所描述的。此外，依據(jù)本發(fā)明的解決方案提供了電路的電對(duì)稱的其他技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。由此，全部開關(guān)機(jī)構(gòu)——可能是所使用的真空開關(guān)管、半導(dǎo)體構(gòu)件、機(jī)械式觸點(diǎn)也或形成回路的電阻一一在有載切換時(shí)以相同的觸點(diǎn)間隔被加載。這提供了所有使用的開關(guān)機(jī)構(gòu)的特別保護(hù)的載荷的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)檎婵臻_關(guān)管或備選使用的半導(dǎo)體構(gòu)件的功能在從繞組抽頭η切換到繞組抽頭η+1的過程中以及在從繞組抽頭η+1切換到繞組抽頭η的過程中交替，所以所使用的真空開關(guān)管或備選使用的半導(dǎo)體構(gòu)件還具有在維護(hù)技術(shù)上有利的對(duì)稱的磨損。


下面根據(jù)各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明更詳細(xì)地闡明。其中，圖I示出了依據(jù)本發(fā)明的有載分接開關(guān)的示意圖，在此示出的是繞組抽頭η接通的基本位置；圖2至7示出在有載切換至繞組抽頭η+1的過程中切換順序的各個(gè)切換步驟。圖7在此示出了完成轉(zhuǎn)換之后的靜態(tài)。
具體實(shí)施例方式圖I詳細(xì)地示出了依據(jù)本發(fā)明的有載分接開關(guān)的有載切換開關(guān)。在此，隨后示例性地根據(jù)具有真空開關(guān)管的實(shí)施例闡述和說明本發(fā)明。未示出有載分接開關(guān)的選擇器，該選擇器在實(shí)際的有載切換之前進(jìn)行無功率地選擇應(yīng)當(dāng)切換到的新的繞組抽頭、在此是η+1。有載切換開關(guān)一如根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所已知的一具有兩個(gè)負(fù)載支路A和B，這兩個(gè)負(fù)載支路分別與一個(gè)繞組抽頭η或η+1電連接。依據(jù)本發(fā)明的有載分接開關(guān)在每個(gè)負(fù)載支路中具有一個(gè)主電流支路和一個(gè)輔助電流支路。第一主電流支路經(jīng)由一個(gè)機(jī)械式切換開關(guān)Ul和一個(gè)與之串聯(lián)連接的真空開關(guān)管 Vl建立從繞組抽頭η至負(fù)載引線LA的電連接。以與之類似對(duì)稱的結(jié)構(gòu)方式，第二主電流支路經(jīng)由一個(gè)串聯(lián)連接的機(jī)械式切換開關(guān)U2和一個(gè)真空開關(guān)管V2同樣建立從繞組抽頭η+1至負(fù)載引線LA的電連接。在第一主電流支路的繞組抽頭η與機(jī)械式切換開關(guān)Ul之間分支出一個(gè)具有一個(gè)形成回路的電阻Rl的第一輔助電流支路，借助于該電阻能建立與第二主電流支路的機(jī)械式切換開關(guān)U2的電連接。以也與之類似的結(jié)構(gòu)方式，在第二主電流支路的繞組抽頭η+1與機(jī)械式切換開關(guān)U2之間分支出一個(gè)具有一個(gè)形成回路的電阻R2的第二輔助電流支路，借助于該電阻能建立與第一主電流支路的機(jī)械式切換開關(guān)Ul的電連接。由此，根據(jù)相應(yīng)的開關(guān)機(jī)構(gòu)的位置，第一輔助電流支路可以經(jīng)由電阻Rl和與之串聯(lián)連接的開關(guān)機(jī)構(gòu)、亦即機(jī)械式切換開關(guān)U2和真空開關(guān)管V2建立從繞組抽頭η至負(fù)載引線LA的導(dǎo)電連接，而第二輔助電流支路可以經(jīng)由電阻R2和與之串聯(lián)連接的開關(guān)機(jī)構(gòu)亦即機(jī)械式切換開關(guān)Ul和真空開關(guān)管Vl建立從繞組抽頭η+1至負(fù)載引線LA的導(dǎo)電連接。在圖I中示出了接通的繞組抽頭η的靜態(tài)運(yùn)行，其中負(fù)載電流從繞組抽頭η經(jīng)由機(jī)械式切換開關(guān)Ul和閉合的真空管Vl直接流至負(fù)載引線LA。因?yàn)殡娏鬟x擇內(nèi)部導(dǎo)通電阻最小的路徑，所以僅可忽略不計(jì)地少部分的負(fù)載電流從繞阻抽頭η經(jīng)由分支出的第一輔助電流支路流至負(fù)載引線LA。隨后根據(jù)另外的圖2至7以所有單個(gè)步驟示出了根據(jù)本發(fā)明的有載分接開關(guān)在從圖I中示出的基本位置切換到新的繞組抽頭η+1時(shí)的完全的切換順序。圖2 :真空管Vl是打開的；負(fù)載電流由第一輔助電流支路接收并引導(dǎo)至負(fù)載引線LA，所述第一輔助電流支路包含電阻R1、連接到第一輔助電流支路上的機(jī)械式切換開關(guān)U2和閉合的真空管V2。此外，機(jī)械式切換開關(guān)Ul無負(fù)載地從η側(cè)切換到η+1側(cè)的第二輔助電流支路上。圖3:真空管Vl閉合。圖4 :回路電流IC在這兩個(gè)支路中的每個(gè)支路中流經(jīng)兩個(gè)真空管Vl和V2、機(jī)械式切換開關(guān)Ul和U2以及電阻Rl和R2。同時(shí)真空管V2開始打開。圖5 :負(fù)載電流現(xiàn)在完全轉(zhuǎn)換到另一支路上并且僅僅被引導(dǎo)經(jīng)過電阻R2、機(jī)械式切換開關(guān)Ul和真空管Vl的串聯(lián)電路。此外，機(jī)械式切換開關(guān)U2無負(fù)載地從η側(cè)切換到η+1 側(cè)。圖6:真空管V2閉合。圖7 :最后，包括機(jī)械式切換開關(guān)U2和真空管V2的串聯(lián)電路的、繞組抽頭η+1的主電流支路接收負(fù)載電流；到新的繞組抽頭η+1的切換結(jié)束。因?yàn)樗鲭娐芬罁?jù)本發(fā)明在電和機(jī)械方面對(duì)稱，所以從繞組抽頭η+1至繞組抽頭η的切換以類似相反的順序進(jìn)行?！?br> 權(quán)利要求
1.用于在可調(diào)式變壓器的繞組抽頭之間進(jìn)行不中斷的切換的有載分接開關(guān)，具有用于無功率地預(yù)選應(yīng)當(dāng)切換到的新的繞組抽頭的選擇器以及用于實(shí)際不中斷地有載切換的有載切換開關(guān)， 其中，所述有載切換開關(guān)具有兩個(gè)主電流支路和兩個(gè)輔助電流支路，這兩個(gè)主電流支路和兩個(gè)輔助電流支路能與一個(gè)負(fù)載引線連接， 其特征在于，所述第一主電流支路的第一繞組抽頭(η)能經(jīng)由一個(gè)包括機(jī)械式切換開關(guān)(Ul)和真空開關(guān)管(Vl)的串聯(lián)電路與所述負(fù)載引線(LA)連接， 所述第二主電流支路的第二繞組抽頭(η+1)能經(jīng)由一個(gè)包括機(jī)械式切換開關(guān)(U2)和真空開關(guān)管(V2)的串聯(lián)電路與所述負(fù)載引線(LA)連接， 在所述第一主電流支路的第一繞組抽頭(η)與機(jī)械式切換開關(guān)(Ul)之間分支出具有一個(gè)形成回路的電阻Rl的所述第一輔助電流支路，借助于該電阻能建立與所述第二主電流支路的機(jī)械式切換開關(guān)(U2)的電連接， 并且在所述第二主電流支路的第二繞組抽頭(η+1)與機(jī)械式切換開關(guān)(U2)之間分支出具有一個(gè)形成回路的電阻R2的所述第二輔助電流支路，借助于該電阻能建立與所述第一主電流支路的機(jī)械式切換開關(guān)(Ul)的電連接。
2.用于在可調(diào)式變壓器的繞組抽頭之間進(jìn)行不中斷的切換的有載分接開關(guān)，具有用于無功率地預(yù)選應(yīng)當(dāng)切換到的新的繞組抽頭的選擇器以及用于實(shí)際不中斷地有載切換的有載切換開關(guān)， 其中，所述有載切換開關(guān)具有兩個(gè)主電流支路和兩個(gè)輔助電流支路，這兩個(gè)主電流支路和兩個(gè)輔助電流支路能與一個(gè)負(fù)載引線連接， 其特征在于，所述第一主電流支路的第一繞組抽頭(η)能經(jīng)由一個(gè)包括機(jī)械式切換開關(guān)(Ul)和第一半導(dǎo)體構(gòu)件的串聯(lián)電路與負(fù)載引線(LA)連接， 所述第二主電流支路的第二繞組抽頭(η+1)能經(jīng)由一個(gè)包括機(jī)械式切換開關(guān)(U2)和第二半導(dǎo)體構(gòu)件的串聯(lián)電路與負(fù)載引線(LA)連接， 在所述第一主電流支路的第一繞組抽頭(η)與機(jī)械式切換開關(guān)(Ul)之間分支出具有一個(gè)形成回路的電阻Rl的所述第一輔助電流支路，借助于該電阻能建立與所述第二主電流支路的機(jī)械式切換開關(guān)(U2)的電連接， 并且在所述第二主電流支路的第二繞組抽頭(η+1)與機(jī)械式切換開關(guān)(U2)之間分支出具有一個(gè)形成回路的電阻R2的所述第二輔助電流支路，借助于該電阻能建立與所述第一主電流支路的機(jī)械式切換開關(guān)(Ul)的電連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在可調(diào)式變壓器的繞組抽頭之間進(jìn)行不中斷的切換的有載分接開關(guān)。在此，總的發(fā)明構(gòu)思在于，將第一主電流支路的第一繞組抽頭經(jīng)由一個(gè)包括第一機(jī)械式切換開關(guān)和第一開關(guān)機(jī)構(gòu)、亦即真空開關(guān)管或備選地半導(dǎo)體構(gòu)件的串聯(lián)電路與負(fù)載引線連接，以與之類似對(duì)稱的結(jié)構(gòu)方式將第二主電流支路的第二繞組抽頭經(jīng)由一個(gè)包括第二機(jī)械式切換開關(guān)和第二開關(guān)機(jī)構(gòu)、亦即第二真空開關(guān)管或備選地第二半導(dǎo)體構(gòu)件的串聯(lián)電路同樣與所述負(fù)載引線連接，在所述第一繞組抽頭與所述第一機(jī)械式切換開關(guān)之間分支出具有一個(gè)形成回路的電阻的第一輔助電流支路，借助于該電阻能建立與所述第二主電流支路的第二機(jī)械式切換開關(guān)的電連接，并且在所述第二繞組抽頭與所述第二機(jī)械式切換開關(guān)之間分支出具有另一個(gè)形成回路的電阻的第二輔助電流支路，借助于所述另一個(gè)電阻能建立與所述第一主電流支路的第一機(jī)械式切換開關(guān)的電連接。
文檔編號(hào)H01H9/00GK102947902SQ201180029980
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者W·阿爾布雷希特, C·哈默, A·薩克森豪澤 申請(qǐng)人:賴茵豪森機(jī)械制造公司