改进的抽头变换器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种有载抽头变换器，并且该有载抽头变换器包括在箱的内部空间设置并且以并排方式布置的多个模块。每个模块具有向板的第一侧装配的旁路开关组件和真空中断器组件。通过旋转旁路凸轮的旋转来致动旁路开关组件，并且通过旋转中断器凸轮的旋转来致动真空中断器组件。传输系统旋转旁路凸轮和中断器凸轮。传输系统装配于板的第二侧上。
【专利说明】改进的抽头变换器
【技术领域】
[0001]本发明涉及抽头变换器并且更具体地涉及有载抽头变换器。
【背景技术】
[0002]如熟知的那样，变压器将一个电压的电力转换成更高或者更低值的另一电压的电力。变压器使用初级绕组和次级绕组来实现这一电压转换，每个绕组缠绕于铁磁芯上并且包括电导体的多匝。初级绕组连接到电压源，并且次级绕组连接到负载。通过改变次级匝与初级匝的比率，可以改变输出与输入电压的比、由此控制或者调节变压器的输出电压。可以通过有效改变初级绕组中的匝数和/或次级绕组中的匝数来改变这一比。这通过产生在绕组内的不同连接点或者“抽头”之间的连接来实现。可以针对抽头做出这样的选择性连接的设备称为“抽头变换器”。
[0003]一般而言，有两类抽头变换器:带负载抽头变换器和无励磁或者“无载”抽头变换器。无载抽头变换器使用电路断路器以从电压源隔离变压器、然后从一个抽头向另一抽头切换。带负载抽头变换器(或者简称为“有载抽头变换器”)在变压器连接到电压源时切换在抽头之间的连接。有载抽头变换器可以对于每个相绕组包括选择器开关组件、旁路开关组件和真空中断器组件。选择器开关组件产生与变压器的抽头的连接，而旁路开关组件通过两个支路电路将抽头连接到主功率电路。在抽头变换期间，真空中断器组件安全隔离支路电路。驱动系统移动选择器开关组件、旁路开关组件和真空中断器组件。选择器开关组件、旁路开关组件和真空中断器组件的操作互相依赖并且被仔细设计。
【发明内容】
[0004]根据本发明，提供一种用于改变多个变压器绕组中的抽头的有载抽头变换器。该抽头变换器包括箱，该箱限定内部空间并且具有带出入口的第一侧和用于与变压器相抵装配的第二侧。该箱适配为保持一定量的电介质流体。门装配到箱并且在打开位置和关闭位置之间可移动，其中打开位置门未覆盖出入口，并且关闭位置门覆盖出入口。多个模块设置于内部空间中并且以并排方式布置。每个模块可操作用于改变变压器绕组之一中的抽头。模块各自包括板、选择器开关组件、旁路开关组件、真空中断器和致动组件。板具有相对第一和第二侧。第一侧在门在关闭位置时与面向门。选择器开关组件包括用于连接到变压器绕组中的抽头的第一和第二可移动的选择器开关。第一和第二支路电路将第一和第二可移动的选择器开关连接到公共端子。旁路开关组件装配到板的第一侧。旁路开关组件包括分别连接到第一和第二支路电路中并且由第一和第二联动装置致动的第一和第二旁路开关，第一和第二联动装置致动通过旁路凸轮的旋转来移动的。真空中断器安装至板的第一侧。真空中断器连接于第一与第二支路电路之间并且具有可以断开和闭合的触头。致动组件装配到板的第一侧。致动组件可操作用于断开和闭合真空中断器的触头并且包括凸轮。传输系统装配到板的第二侧并且可操作用于旋转中断器凸轮和旁路凸轮二者。【专利附图】
【附图说明】
[0005]本发明的特征、方面和优点将参照以下描述、所附权利要求和附图变得被更好地理解，在附图中:
[0006]图1示出本发明的抽头变换器的前正视图；
[0007]图2示出抽头变换器的示意图；
[0008]图3示出抽头变换器在线性、正-负和粗-细配置中的电路图；
[0009]图4示出抽头变换器的电路图的示意图；
[0010]图5示出通过抽头变换的电路处理；
[0011]图6示出抽头变换器的箱的内部的前视图；
[0012]图7示出抽头变换器的前支撑结构的后视图；
[0013]图8示出旁路开关组件和真空中断器组件被装配到的支撑结构的前透视图；
[0014]图9示出旁路开关组件的旁路凸轮的平面图；
[0015]图10示出真空中断器组件的真空中断器的截面图；
[0016]图11示出真空中断器组件的真空中断器凸轮的平面图；
[0017]图12示出真空中断器组件的梭的透视图；
[0018]图13示出真空中断器组件的部分的截面图，该截面图示出梭与真空中断器凸轮的啮合；
[0019]图14示出真空中断器组件的冲击质量块的部分的透视图；
[0020]图15示出真空中断器组件的部分的截面图，该截面图示出单向抑制器的内部；
[0021]图16示出单向抑制器的活塞的透视图；
[0022]图17示出单向抑制器的环结构的透视图；
[0023]图18示出真空中断器组件的第二实施例被装配到的支撑结构的前透视图；并且
[0024]图19示出真空中断器组件的第二实施例的部分的横截面图。
【具体实施方式】
[0025]应当注意，在以下具体描述中，相同部件无论是否在本发明的不同实施例中示出它们都具有相同附图标记。也应当注意，为了清楚和简洁地公开本发明，附图可以不必按比例并且可以用有些示意的形式示出本发明的某些特征。
[0026]现在参照图1和2，示出根据本发明体现的有载抽头变换器(LTC)IO。LTClO被适配于在箱上装配到变压器。一般而言，LTClO包括抽头变换组件12、驱动系统14和监视系统16。抽头变换组件12封装入箱18中，而驱动系统14和监视系统16封装入可以在箱18以下装配的壳20中。箱18限定抽头变换组件12被装配于其内的内室。内室保持足够浸没抽头变换组件12的一定量的电介质流体。可以通过在打开和关闭位置之间枢轴的门24提供到抽头变换组件12的入口。
[0027]抽头变换组件12包括三个电路30，每个电路可操作用于改变用于变压器的一相的调节绕组32上的抽头。可以分别在如图3a、3b、3c中所示线性配置、正-负配置或者粗-细配置中利用每个电路30。在线性配置中，跨调节绕组32的电压与跨主(低电压)绕组34的电压相加。在正-负配置中，调节绕组32由切换开关36连接到主绕组34，这允许跨调节绕组32的电压与或者从跨主绕组34的电压相加或者减去。在粗-细配置中，除了(细)调节绕组32之外还有粗调节绕组38。切换开关40直接地或者与粗调节绕组38串联地将(细)调节绕组32连接到主绕组34。
[0028]现在参照图4，示出在正-负配置中连接到调节绕组32的抽头变换组件12的电路30之一的示意图。电路30被布置到第一和第二支路电路44、46中并且一般包括选择器开关组件48、旁路开关组件50和包括真空中断器54的真空中断器组件52。
[0029]选择器开关组件48包括可移动的第一和第二触头臂58、60和分别连接到绕组32的抽头的多个静止触头56。第一和第二触头臂58、60分别连接到电抗器62、64，这些电抗器在选择器开关组件48桥接两个抽头时减少循环电流的幅度。第一触头臂58位于第一支路电路44中，并且第二触头臂60位于第二支路电路46中。旁路开关组件50包括第一和第二旁路开关66、68，而第一旁路开关66位于第一支路电路44中并且第二旁路开关68位于第二支路电路46中。第一和第二旁路开关66、68中的每个旁路开关连接于它的关联电抗器与主功率电路之间。真空中断器54连接于第一与第二支路电路44、46之间并且包括如图10中最好地示出的包括封装入瓶或者壳168中的固定触头164和可移动触头166，在该瓶或者壳中有真空。
[0030]选择器开关组件48的第一和第二触头臂58、60可以定位于非桥接位置或者桥接位置。在非桥接位置，第一和第二触头臂58、60连接到变压器的绕组32上的多个抽头中的一个抽头。在桥接位置，第一触头臂58连接到抽头之一，并且第二触头臂60连接到抽头中的另一相邻抽头。
[0031]在图4中，第一和第二触头臂58、60均连接到绕组32的抽头4、即第一和第二触头臂58、60在非桥接位置。在稳态条件中，闭合真空中断器54的触头164、166,并且闭合第一和第二旁路开关66、68中的每个旁路开关中的触头。负载电流流过第一和第二触头臂58、60以及第一和第二旁路开关66、68。实质上无电流流过真空中断器54并且在电抗器电路中无循环电流。
[0032]现在将参照图5a_5e描述其中第一和第二触头臂58、60移向桥接位置的抽头变换。首先断开第一旁路开关66 (如图5a中所示)，这使电流从第一触头臂58和电抗器62流过真空中断器54。然后断开真空中断器54以隔离第一支路电路44 (如图5b中所示)。这允许第一触头臂58接着移向抽头5而无电弧(如图5c中所示)。在这一移动之后，首先闭合真空中断器54，然后闭合第一旁路开关66 (如图5e中所示)。这完成抽头变换。在这一点，第一触头臂58连接到抽头5，并且第二触头臂60连接到抽头4、即第一和第二触头臂58、60在桥接位置。在稳态条件中，闭合真空中断器54的触头164、166,并且闭合第一和第二旁路开关66、68中的每个旁路开关的触头。现在串联连接电抗器62、64，并且在它们的中点的电压是每抽头选择的电压的一半。循环电流现在在电抗器电路中流动。
[0033]可以产生另一抽头变换以将第二触头臂60移向抽头5，从而第一和第二触头臂58、60在相同抽头(抽头5)上、即在非桥接位置。为了这样做，针对第二支路电路46执行以上描述的例程、即首先断开第二旁路开关68，然后断开真空中断器54，将第二触头臂60移向抽头5，首先闭合真空中断器54，然后闭合第二旁路开关68。
[0034]在以上描述的抽头变换中，电流在抽头变换期间连续流动，而在无电流时移动第一和第二触头臂58、60。
[0035]如图4中最好地示出，选择器开关组件48可以具有连接到绕组32上的八个抽头的八个静止触头56和连接到绕组32的中性(中间范围)抽头的一个静止触头56。因此，在切换开关36在B端子上(如图所示)时，选择器开关组件48在中性位置与十六个离散升高(加)位置(即八个非桥接位置和八个桥接位置)之间可移动。在切换开关36在A端子上时，选择器开关组件48在中性位置与十六个离散较低(负)位置(即八个非桥接位置和八个桥接位置)之间可移动。因而选择器开关组件48在共计33个位置(一个中性位置、16个升高(R)位置和16个更低(L)位置)之间可移动。。
[0036]现在参照图6，三个支撑结构80装配于箱18中，一个支撑结构用于每个相应电路30。支撑结构80由比如纤维加固电介质塑料的刚性电介质材料组成。对于每个电路30，旁路开关组件50和真空中断器组件52装配于支撑结构80的第一(或者前)侧上，而选择器开关组件48装配于支撑结构80后面。
[0037]现在参照图7，旁路开关组件50包括由绝缘轴杆83连接到传输系统的旁路齿轮82,该传输系统又连接到电机。芳路齿轮82固定到芳路轴杆，该芳路轴杆通过支撑结构80并且向支撑结构80的第一侧中延伸。旁路齿轮82由链90连接到固着于VI轴杆94上的真空中断器(VI)齿轮92。VI轴杆94也通过支撑结构80并且向支撑结构80的第一侧中延伸。在电机被激活以实现抽头变换时，传输系统和轴杆83向旁路齿轮82传送电机的轴杆的旋转、由此使旁路齿轮82和旁路轴杆旋转。旁路齿轮82的旋转又由链90向VI齿轮92传送，这使VI齿轮92和VI轴杆94旋转。
[0038]在支撑结构80的第一侧上，旁路轴杆固着到旁路凸轮100，而VI轴杆94固着到VI凸轮102。旁路凸轮100随着旁路轴杆的旋转而旋转，并且VI凸轮102随着VI轴杆94的旋转而旋转。如以下将更具体描述的那样，旁路和VI齿轮82、92在尺寸上被设置并且被布置用于对于每个抽头变换将旁路凸轮100旋转180度并且对于每个抽头变换将VI凸轮102旋转360度。
[0039]现在参照图8，旁路开关组件50如以上描述的那样包括第一和第二旁路开关66、68、旁路轴杆和旁路凸轮100。第一和第二旁路开关66、68中的每个旁路开关包括在堆中布置并且在触头支架106中保持的多个触头104。触头104由比如铜的传导金属组成。每个触头104具有第一或者内部端和第二或者外部端。锥形切口(具有逐渐V形状)在外部端处形成于每个触头104中，而装配开口在内部端延伸通过每个触头104。在第一和第二触头开关66、68中的每个触头开关中，在触头104布置于堆中时，锥形切口对准以形成锥形槽。此夕卜，装配开口对准以形成延伸通过开关的装配钻孔。第一和第二旁路开关66、68中的每个旁路开关由柱114枢轴地装配到支撑结构80，该柱延伸通过触头104中的装配钻孔以及在第一与第二旁路开关66、68之间延伸的触头支架106和主连结杆116中的对准孔。已经在图8中部分地去除主连结杆116以更好地示出其它特征。可以在图6中看见整个主连结杆116。
[0040]第一和第二旁路开关66、68中的每个旁路开关在关闭位置与打开位置之间可移动。在关闭位置，固定触头柱118设置于槽中并且与触头104紧密接触。在打开位置，固定触头柱118未设置于槽中，并且触头104从固定触头柱118隔开。固定触头柱118均电连接到主功率电路并且更具体地电连接到中性端子。致动组件120在关闭与打开位置之间移动第一和第二旁路开关66、68中的每个旁路开关。
[0041]致动组件120是旁路开关组件50的部分并且包括第一和第二曲柄。第一和第二曲柄122、124中的每个曲柄具有在直角三角形的配置中布置的主连接点、联动装置连接点和跟随器连接点，而主连接点位于直角顶点。第一和第二曲柄122、124分别在它们主连接点由柱126枢轴地连接到支撑结构。柱126延伸通过在主连接点的第一和第二曲柄122、124中的开口，并且通过在次连结杆130的末端中的开口。枢轴的第一联动装置132的第一端连接到第一曲柄122的联动装置连接点，并且枢轴的第一联动装置132的第二端连接到第一旁路开关66的触头支架106。类似地，枢轴的第二联动装置134的第一端连接到第二曲柄124的联动装置连接点，并且枢轴的第二联动装置134的第二端连接到第二旁路开关68的触头支架106。轮形第一凸轮跟随器136可旋转地连接到第一曲柄122的跟随器连接点，而轮形第二凸轮跟随器138可旋转地连接到第二曲柄124的跟随器连接点。
[0042]现在也参照图9，旁路凸轮100大体上为圆形并且具有相对的第一和第二主表面。一对放大的缺口 140可以形成于旁路凸轮100的外围表面中。缺口 140位于旁路凸轮100的相对侧上并且具有最低点。第二主表面平坦并且朝着支撑结构80设置。第一主表面朝着门24设置(在门关闭时)并且具有在其中形成的环形的不规则槽142。槽142部分地由具有弓形主和次部分148、150的中心区域144限定。主部分148具有比次部分150更大的半径。在主与次部分之间的过渡为锥形。
[0043]第一和第二凸轮跟随器136、138设置于中心区域144的相对侧上的槽142中。在中性或者起始位置，朝着真空中断器组件52设置旁路凸轮100的次部分150，而背离真空中断器组件52设置旁路凸轮100的主部分148。此外，第一和第二凸轮跟随器136、138均分别在具有向主部分148的过渡的接合点处与次部分150接触。第一和第二凸轮跟随器136、138在这些位置时，第一和第二旁路开关66、68 二者在关闭位置。在旁路凸轮100在起始位置，第一和第二触头臂58、60在非桥接位置。
[0044]图8示出在旁路凸轮100已经响应于抽头变换的启动而从它的起始或者中性位置顺时针旋转之后的旁路凸轮100。这一旋转使第一凸轮跟随器136移动(相对而言)通过过渡并且与主部分148接触，而第二凸轮跟随器138仅在次部分150之上行进。第一凸轮跟随器136移动通过过渡增加与第一凸轮跟随器136接触的中心区域的半径、由此向外移动第一凸轮跟随器136。这一向外移动又使第一曲柄122绕着主连接点逆时针在枢轴上转动。这一枢轴转动移动使第一联动装置132从固定触头柱118向外拉开第一旁路开关66到达打开位置。随着第一凸轮跟随器136在主部分148之上移动，在打开位置维持第一旁路开关66。随着旁路凸轮100继续旋转，第一凸轮跟随器136在过渡之上移向次部分150、由此减少与第一凸轮跟随器136接触的中心区域144的半径，这允许第一凸轮跟随器136向内移动并且第一曲柄122顺时针在枢轴上转动。这一枢轴转动移动使第一联动装置132朝着固定触头柱118向内推动第一旁路开关66到达关闭位置。在这一点，抽头变换完成，并且旁路凸轮100已经旋转180度到中间位置。第一和第二凸轮跟随器136、138可以再次均分别在具有向主部分148的过渡的接合点处与次部分150接触，但是现在朝着真空中断器组件52设置旁路凸轮100的主部分148，而从真空中断器组件52背离设置旁路凸轮100的次部分150。在旁路凸轮100在这一中间位置时，第一和第二旁路开关66、68 二者再次在关闭位置。此外，第一和第二触头臂58、60在桥接位置。
[0045]如果产生另一抽头变换，从而第二触头臂60移向与第一触头臂58相同的抽头、即非桥接位置，则旁路凸轮100再次在顺时针方向上旋转，第二凸轮跟随器138移动通过过渡并且与主部分148接触，而第一凸轮跟随器136仅在次部分150之上行进。第二凸轮跟随器138移动通过过渡增加与第二凸轮跟随器138接触的中心区域144的半径、由此向外移动第二凸轮跟随器138。向外移动又使第二曲柄124绕着主连接点顺时针在枢轴上转动。这一枢轴转动移动使第二联动装置134从固定触头柱118向外拉开第二旁路开关68到达打开位置。随着第二凸轮跟随器138在主要部分148之上移动，在打开位置维持第二旁路开关68。随着旁路凸轮100继续旋转，第二凸轮跟随器138在过渡之上移向次部分150、由此减少与第二凸轮跟随器138接触的中心区域144的半径，这允许第二凸轮跟随器138向内移动并且第二曲柄124逆时针在枢轴上转动。这一枢轴转动移动使第二联动装置134朝着固定触头柱118向内推动第二旁路开关68到达关闭位置。在这一点，旁路凸轮100已经旋转360度，并且旁路凸轮100回到起始位置。
[0046]可以可选地提供一对跟随器臂152。跟随器臂152分别枢轴地装配到支撑结构80并且具有可旋转地装配到其外端的辊。弹簧156将跟随器臂152的外端朝着彼此偏置。这一偏置在抽头变换结束时使棍移入缺口 140中的最低点。以这一方式，跟随器臂152可操作用于在抽头变换结束时朝着起始位置和中间位置偏置旁路凸轮100。
[0047]现在也参照图10，真空中断器组件52 —般包括真空中断器54和致动组件160。
[0048]在紧固至支撑结构80的底座162上支撑并且向该底座固着真空中断器54。真空中断器54—般包括在密封的瓶或者壳168以内设置的固定触头164和可移动触头166。壳168包括在上与下端帽之间固着的基本上圆柱形侧壁以便形成被排空至约10_3托的密闭密封的内室。侧壁由比如高氧化铝陶瓷材料、玻璃材料或者瓷材料的绝缘材料组成。固定和活动触头164、166为盘形并且可以是对接式。在固定和可移动触头164、166被连接在一起时，它们允许电流流过真空中断器54。固定触头164电连接到固定电极172，该固定电极固着到并且延伸通过壳168的下端帽。固定电极172电连接到底座162，该底座又电连接到第一支路电路44。可移动触头166电连接到可移动电极174，该可移动电极延伸通过壳168的上端帽并且相对于固定电极172沿着纵轴可移动。可移动电极174的向上移动断开触头164、166，而可移动电极174的向下移动闭合触头164、166。经由金属风箱结构176实现可移动电极174的相对运动，该金属风箱结构在它的一端附着到可移动电极174而在它的另一端附着到上端帽。
[0049]柔性金属带178将真空中断器54的可移动电极174电连接到第二支路电路46的母线。金属带178可以由编织的线股组成。金属带178由转体180固着到可移动电极174，该转体延伸通过金属带178的电极中的孔并且在可移动电极174的螺纹钻孔中被可螺纹地接收。中断器轴杆182的下端由肩螺杆连接到转体180。中断器轴杆182的上端可螺纹地连接到抑制器轴杆186。转体180、中断器轴杆182和抑制器轴杆186配合以形成致动轴杆188。
[0050]电介质屏蔽330可以如图18中所示装配到第二支路电路46的母线。电屏蔽330在金属带178之上延伸以便设置于金属带178与门24之间。电介质屏蔽330由比如钢的传导材料组成并且在与金属带178相同的电势。无电介质屏蔽330，如果损坏金属带178，从而接线股朝着门24向外延伸，所以可以在股的松的端产生很高量值电场。由于电介质屏蔽330在与金属带178相同的电势，所以电介质屏蔽将电场的量值减少至很低水平。
[0051]致动组件160 —般包括VI凸轮102、致动轴杆188、梭190、冲击质量块192、单向抑制器194和触头侵蚀抑制器196。梭190和冲击质量块192可以由比如钢的金属组成。然而冲击质量块192比梭190显著更重(具有更多质量)。
[0052]现在参照图11，示出VI凸轮102的前视图。如图所示，VI凸轮102基本上圆形并且具有相对的第一和第二主表面。第二主表面平坦并且朝着支撑结构80设置。第一主表面朝着门24设置并且具有在其中形成的环形的不规则的槽202。槽202部分地由具有弓形主和次部分206、208的中心区域204限定。主部分206具有比次部分208更大的半径。在主与次要部分206、208之间的过渡为锥形。孔210延伸通过槽202以内的VI凸轮102并且设置于主部分206的中心。
[0053]回顾图8，上和下轨底座214、216分别固着到支撑结构80并且设置于VI凸轮102以上和以下。上轨底座214具有盒形中心结构218，并且下轨底座216具有盒形中心结构220。上轨底座214的外部分保持一对轨222的上端，而下轨底座216的外部分保持轨222的下端。轨222在上与下轨底座214、216之间延伸并且托装VI凸轮102。以这一方式，上和下轨底座214、216以及轨222包围VI凸轮102。
[0054]梭190设置于VI凸轮102之上。朝着VI凸轮102设置梭190的第二侧，而朝着门24设置梭190的第一侧(在门关闭时)。梭190被装配到轨222并且在上与下轨底座214、216之间可移动。如图12中所示，梭190具有矩形主体224，该矩形主体具有设置于一对上开口 228与一对下开口 230之间的放大中心开口 226。棘爪释放板232固着于上和下开口228,230中的每个开口中。圆柱形上引导件234和圆柱形下引导件236接合到主体224的每侧，而上引导件234位于主体224的顶部并且下引导件236位于主体224的底部。上和下引导件234、236中的每个引导件具有延伸通过该引导件的中心钻孔。在梭190的每侧上，轨222之一延伸通过上和下引导件234、236。
[0055]现在参照图13，凸轮跟随器238可旋转地固着到主体224并且从梭190的第二侧突出。凸轮跟随器238设置于VI凸轮102的槽202中。在中性或者起始位置，向上设置VI凸轮102的次部分208，而向下设置VI凸轮102的主部分206并且孔210也设置于它的最低位置。此外，凸轮跟随器238与次部分208的中心接触。在凸轮跟随器238在这一位置时，梭190在它的最低位置，并且闭合真空中断器54的触头164、166。
[0056]在VI凸轮102在起始位置并且启动抽头变换时，VI凸轮102开始如图8中所示在顺时针方向上旋转。这一旋转使凸轮跟随器238在次部分208的一半之上移动通过过渡并且与主部分206接触。凸轮跟随器238移动通过过渡增加与凸轮跟随器238接触的中心区域204的半径、由此上移凸轮跟随器238。这一上移又使梭190上移至最高位置。如以下将更完全描述的那样，梭190上移至最高位置使真空中断器154的触头164、166断开。随着凸轮跟随器238在主部分206之上移动，在最高位置维持梭190 (并且真空中断器54的触头164、166保持断开)。随着VI凸轮102继续旋转，凸轮跟随器238在过渡之上移向次部分208、由此减少与凸轮跟随器238接触的中心区域204的半径，这允许凸轮跟随器238并且因此允许梭190下移。如以下将更完全描述的那样，梭190下移至最低或者起始位置使真空中断器54的触头164、166闭合。在这一点，抽头变换完成，并且VI凸轮102已经旋转360度回到它的起始位置。
[0057]现在参照图8和图14，冲击质量块192大体上为H形并且由螺丝或者其它紧固装置固着于一对外板242之间的中心结构240组成。如图14中最好地所示，中心结构240也为H形并且包括连接到更小中心块246的一对放大的外块244。光滑钻孔在每个外块244的上与下面之间延伸通过外块244。中心块246也具有在中心块246的上与下面之间延伸通过中心块的光滑钻孔。通道248形成于中心块246的前面中。通道248也形成于中心块246的后面中。
[0058]侵蚀间隙圆柱体250固着到中心块246的上面。侵蚀间隙圆柱体250是触头侵蚀抑制器196的部分并且限定内部空间。侵蚀间隙圆柱体250可以一体地接合到板252，该板由螺丝或者其它紧固装置固着到中心块246。侵蚀间隙圆柱体250具有开放上端和下端壁，在该下端壁中有开口。开放上端和在下端壁中的开口与中心块246中的钻孔对准。切口 254形成于侵蚀间隙圆柱体250的侧壁中。切口 254具有从上至下减少的宽度。在图14中所示实施例中，切口 254从侵蚀间隙圆柱体250的上边缘向下延伸至恰在板252以上(例如约半毫米)并且基本上为楔形。侵蚀间隙圆柱体250 (及其内部空间)具有略微反转的截头圆锥体形状而在上边缘处的直径大于在与板252的接合的直径。
[0059]冲击质量块192陷入梭190、但是相对于梭190可移动。冲击质量块192的中心块246的部分设置于梭190的主体的中心开口 226中。在梭190的主体的一侧上，对应外块244竖直设置于引导件234、236之间并且被定位使得它的钻孔与引导件234、236中的钻孔对准。以这一方式，轨222延伸通过冲击质量块192的外块244以及梭190的引导件234、236。如以下将更具体描述的那样，冲击质量块192随着梭190移动。
[0060]分别在冲击质量块192的外块244的上表面与梭190的上引导件234之间紧固一对螺旋形上弹簧258，而轨222延伸通过上弹簧258。分别在冲击质量块192的外块244的下表面与梭190的下引导件236之间紧固一对下弹簧260，而轨222延伸通过下弹簧260。[0061 ] 现在参照图8和13，一对间隔开的棘爪轨261在上与下轨底座214、216之间延伸。棘爪轨261的上端分别固着到上轨底座214的中心结构218的相对侧壁，而棘爪轨261的下端分别固着到下轨底座216的中心结构220的相对侧壁。上棘爪262和下棘爪264可枢轴地装配于棘爪轨261之间。上和下棘爪262、264中的每个棘爪具有抓取端和相对释放端。抓取端266彼此相向而上棘爪262设置于下棘爪264以上。上和下棘爪262、264中的每个棘爪在啮合位置与脱离位置之间可枢轴转动，啮合位置中抓取端设置于冲击质量块192的通道248中，脱离位置中抓取端设置于冲击质量块192的通道248外部。弹簧270分别连接于上和下棘爪262、264与棘爪轨261之间，并且可操作用于朝着它们的啮合位置偏置上和下棘爪262、264。弹簧270可以是板簧。在梭190在起始位置时，下棘爪264在啮合位置，并且上棘爪262在脱离位置。在梭190在最高位置时，上棘爪262在啮合位置，并且下棘爪264在脱离位置。
[0062]快速参照图19和20，示出本发明的另一实施例，该实施例具有真空中断器组件52’，该真空中断器组件除了上和下棘爪262、264由弹簧加载的柱塞320偏置而不是弹簧270偏置之外具有与真空中断器组件52相同的构造。弹簧加载的柱塞320装配于在棘爪轨261之间固着的壳322中。弹簧加载的柱塞320可操作用于将上和下棘爪262、264朝着它们的啮合位置偏置。
[0063]现在参照图14，中断器轴杆182从转体180向上延伸并且穿过冲击质量块192的中心块246的钻孔。在中心块246以下，中间弹簧274设置于中断器轴杆182周围。中间弹簧274为螺旋形并且在固着到中心块246的下面的板和固着到中断器轴杆182的法兰276之间被固住。在中心块246以上，侵蚀间隙活塞278固着到中断器轴杆182。侵蚀间隙活塞278为圆柱形并且从中断器轴杆182径向延伸出。在触头164、166闭合时，侵蚀间隙活塞278的下部分设置于固着到中心块246的侵蚀间隙圆柱体250中，而侵蚀间隙活塞278的上部设置于侵蚀间隙圆柱体250以上。就这一点而言，应当注意在图14中示出整个侵蚀间隙活塞278位于侵蚀间隙圆柱体250以上。这样做仅为了更好地示出部件。在侵蚀间隙活塞278部分地设置于侵蚀间隙圆柱体250中时,在侵蚀间隙活塞278的底表面与侵蚀间隙圆柱体250的下端壁之间限定侵蚀间隙。侵蚀间隙活塞278和侵蚀间隙圆柱体250配合以形成触头侵蚀抑制器196。
[0064]在侵蚀间隙活塞278以上，中断器轴杆182可螺纹地固着到抑制器轴杆186，该抑制器轴杆向上延伸到上轨底座214的中心结构218中。中心结构218形成单向抑制器194的部分。现在参照图15，示出中心结构218的截面图。圆柱形钻孔或者室282形成于中心结构218以内。活塞284和一对阻止结构286设置于室282以内。活塞284固着到抑制器轴杆186的上部分并且可随之移动。如图16中所示，活塞284为圆柱形并且具有抑制器轴杆186固定地设置于其中的中心钻孔。多个放大的肾形开口 290延伸通过活塞284并且绕着中心钻孔布置于圆形配置中。多个更小圆形开口 292也延伸通过活塞284并且从肾形开口 290向外径向布置。在图16中所示实施例中，有四个肾形开口 290和四个圆形开口 292。如以下将更完全讨论的那样，肾形开口 290和圆形开口 292的尺寸和数目有助于确定单向抑制器194的抑制特性。应当理解开口 290、292可以具有不同形状而未脱离本发明的范围。
[0065]如图17中所示，阻止结构286各自具有圆柱形主体294，该圆柱形主体具有阻尼器轴杆186延伸通过的轴向钻孔。环形法兰296接合到阻止结构286的主体294。阻止结构286 二者沿着抑制器轴杆186可移动。螺旋形弹簧300设置于抑制器轴杆186和阻止结构286的主体294周围。弹簧300朝着关闭位置偏置阻止结构286中的上阻止结构，其中法兰296挨着活塞284的底表面。在上阻止结构286的法兰296挨着活塞284的底表面时，法兰296阻止肾形开口 290。然而未阻止圆形开口 292。如将从以下描述变得清楚的是，阻止结构286和弹簧300作为单向止回阀工作。
[0066]现在将描述致动组件的操作。在产生抽头变换时，如以上描述的那样首先断开、然后闭合真空中断器54的触头164、166。也如以上描述的那样，通过VI凸轮10的360°角度旋转2来实现这一断开和闭合，该旋转首先将凸轮跟随器238并且因此将梭190移向最高位置、然后允许凸轮跟随器238并且因此允许梭190下移至起始位置。
[0067]随着梭190上移至最高位置，中间弹簧274以及上和下弹簧258、260使冲击质量块192试图跟随梭190。然而在啮合位置的下棘爪264防止冲击质量块192跟随梭190。作为结果，下弹簧260压缩(存储压缩力)并且上弹簧258延伸(存储张力)。此外还压缩中间弹簧274 (存储压缩力)。在梭190的下开口 230中的棘爪释放板232接触下棘爪264的释放端时，它们枢轴转动下棘爪264以便移向脱离位置、由此释放冲击质量块192和所有存储的力。释放的力使冲击质量块192上扣。随着冲击质量块192上移，侵蚀间隙圆柱体250的下端壁上移侵蚀间隙的距离(即消除侵蚀间隙)并且接触固着到中断器轴杆182的侵蚀间隙活塞278、由此使中断器轴杆182上移。冲击质量块192继续上移直至它超过上棘爪262、向下回弹、然后由上棘爪262抓取。中断器轴杆182的上移使可移动的电极174上移，这依次断开真空中断器54的触头164、166。由于中间弹簧274以及上和下弹簧258、260的存储的力使冲击质量块192上扣，所以向可移动触头166施加初始为高的向上力，这有助于断裂可以在闭合的触头164、166之间形成的任何焊接。
[0068]在消除侵蚀间隙之前出现的冲击质量块192的上移使中间弹簧274延伸。在消除侵蚀间隙之后，中间弹簧274停止延伸。在这一点，虽然延伸中间弹簧274，但是它仍然存储压缩力、即预载。
[0069]随着梭190朝着起始位置下移，上和下弹簧258、260使冲击质量块192视图跟随梭190。然而在啮合位置的上棘爪262防止冲击质量块192跟随梭190。作为结果，上弹簧258压缩(存储压缩力)并且下弹簧260延伸(存储张力)。在梭190的上开口 228中的棘爪释放版232接触上棘爪262的释放端时，它们枢轴转动上棘爪262以便移向脱离位置、由此释放冲击质量块192和所有存储的力。释放的力使冲击质量块192下扣。冲击质量块192的下移经由法兰276通过中间弹簧274向中断器轴杆182传送、由此使中断器轴杆182下移。冲击质量块192继续下移直至它超过下棘爪264、向上回弹、然后由下棘爪264抓取。中断器轴杆182的下移使可移动电极174下移，这又依次使真空中断器54的触头164、166闭合。
[0070]在闭合期间，在真空中断器54的触头164、166相互冲击时，在冲击质量块192的很短移位中向闭合的触头164、166很快施加中间弹簧274中的预载。随着冲击质量块192继续下移，进一步压缩中间弹簧274、由此带来将在触头164、166上承载的少量附加力。中间弹簧274随着电流峰值中的不对称性而到达它的最高压缩。这在电流具有它的对应的断开力峰值时的瞬间产生最高可能弹簧力。这一全压缩状态出现于冲击质量块192在下棘爪264的最大向下过冲时。在冲击质量块192回弹时，中间弹簧274从它的全压缩位置延伸一点直至下棘爪264停止冲击质量块192的行进。然而中间弹簧274仍然提供向在这一锁闭位置的闭合的触头164、166施加的压缩力。这一个力附加于跨真空中断器54的风箱结构176的压差所产生的力。中间弹簧274的附加力有助于保持触头164、166在短路事件期间闭合。如果吸湿器被堵塞并且箱18中的压力因而下降，则弹簧力也是有益的。在该场景中，由跨风箱结构176的压力差导致的接触力将通过压力差本身的减少而减少。
[0071]在致动组件的前述操作中，重要的是致动轴杆188以不损坏真空中断器54的风箱结构176的方式移动。此外，致动轴杆188必须在它的向上或者断开移动时突然开始分离(可以焊接在一起的)触头164、166、但是必须在它的向下或者闭合移动时相对温和地行进以避免过度行进和对真空中断器54的损坏。单向抑制器194有助于实现这一仔细控制的移动。更具体而言，通过室282中的电介质流体的活塞284 (附着到抑制器轴杆186)的移动产生使致动轴杆188的移动减缓的阻尼(抑制)。这一阻力在致动轴杆188下移(触头164、166的闭合)比致动轴杆188上移(触头164、166断开)期间大得多。
[0072]在致动轴杆188在触头164、166断开期间上移时，在活塞284以上的压力大于在活塞284以下的压力，这跨上阻止结构286的法兰296产生断开压力差。与上阻止结构286的惯性及其停留于原处的趋势耦合的这一断开压力差克服弹簧300的偏置，并且远离活塞284偏转上阻止结构286的法兰296、由此打开活塞284中的肾形开口 290并且允许电介质流体通过肾形开口 290。由于肾形开口 290大并且允许电介质流体轻易地穿过开口，所以它们显著减少活塞284移动通过室282中的电介质流体的阻力、即活塞284的抑制效果小。
[0073]在触头164、166的闭合期间在致动轴杆188下移时，在活塞284以上的压力少于在活塞284以下的压力，这跨上阻止结构286的法兰296产生闭合压力差。与弹簧300的偏置耦合的这一闭合压力差保持上阻止结构286的法兰296与活塞284相抵按压，这保持肾形开口 290关闭。因此，电介质流体可以仅经由小圆形开口 292穿过活塞284。作为结果，有与活塞284移动通过室282中的电介质流体相抵的显著阻力、即活塞284的抑制效果大。
[0074]除了单向抑制器194之外，触头侵蚀抑制器196也修改致动轴杆188的移动。更具体而言，侵蚀抑制器196修改致动轴杆188的移动以考虑触头164、166的侵蚀。随着触头164、166侵蚀，触头164、166在真空中断器54内冲击的位置移动更接近真空中断器54的底部。触头侵蚀在触头164、166 二者上近似相等。由于真空中断器54的底端位置固定，所以在两个触头164、166之间的界面点随着触头164、166侵蚀而下移。因此，对于致动轴杆188的相同最高位置，随着触头164、166由于更低起点而侵蚀，致动轴杆188的上行距离增加。触头侵蚀抑制器196允许冲击质量块192的固定行进距离适应致动轴杆188的这一行进距离改变。如以上描述的那样，侵蚀间隙在触头164、166闭合时形成于侵蚀间隙圆柱体250的下端壁与侵蚀间隙活塞278之间。随着触头164、166由于致动轴杆188和侵蚀间隙活塞278朝着侵蚀间隙圆柱体250逐渐下移侵蚀，这一侵蚀间隙变小，因为触头164、166由于在触头164、166之间的界面点下移而侵蚀。由于侵蚀间隙变得更小，所以触头164、166一侵蚀，侵蚀间隙圆柱体25接触侵蚀间隙活塞278。因此，冲击质量块192随着触头164、166侵蚀而更快移动致动轴杆188，这允许冲击质量块192使致动轴杆188在它的行进期间移动更远。
[0075]侵蚀间隙圆柱体250的配置和侵蚀间隙圆柱体250中的切口 254的逐渐减少的尺寸有助于延长真空中断器54的寿命。侵蚀间隙圆柱体250的更大直径和切口 254朝着侵蚀间隙圆柱体250的顶部的更大宽度允许电介质流体随着侵蚀间隙圆柱体250初始地开始朝着侵蚀间隙活塞278上移而容易逃离侵蚀间隙圆柱体250。这防止侵蚀间隙圆柱体250中的电介质流体压缩，这保持在侵蚀间隙活塞278与侵蚀间隙圆柱体250之间的初始相对运动用不充分速度过早断开触头164、166。随着侵蚀间隙活塞278的底部相对于侵蚀间隙圆柱体250的位置到达切口 254的底部，在侵蚀间隙圆柱体250中剩余的电介质流体变成压缩的。不以任何旨在于限制本发明的范围或使本发明限于任何特定原理的方式，认为来自电介质流体的这一压缩的力可以消除致动轴杆188内的松散部分的空隙、比如在肩螺杆处将中断器轴杆182连接到转体180。在侵蚀间隙活塞278与侵蚀间隙圆柱体250的下端壁之间俘获的电介质流体也可以充当在侵蚀间隙圆柱体250与侵蚀间隙活塞278之间的减震器。
[0076]将理解前述示例实施例的描述旨在于仅举例说明而不是穷举本发明。本领域普通技术人员将能够对公开的主题内容的实施例进行某些添加、删除和/或修改而不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神实质或者它的范围。
【权利要求】
1.一种用于改变多个变压器绕组中的抽头的有载抽头变换器，所述抽头变换器包括: 箱，所述箱限定内部空间并且具有带出入口的第一侧和用于与变压器相抵装配的第二侧，所述箱被适配为保持一定量的电介质流体； 门，所述门装配到所述箱并且在打开位置与关闭位置之间可移动，在所述打开位置中所述门未覆盖所述出入口，所述关闭位置中所述门在覆盖所述出入口 ； 多个模块，所述多个模块设置于所述内部空间中并且以并排方式布置，每个模块可操作用于改变所述变压器绕组中的一个绕组中的抽头，所述模块各自包括: 板，具有相对第一和第二侧，所述第一侧在所述门处在所述关闭位置时面对所述门； 选择器开关组件，所述选择器开关组件包括用于连接到所述变压器绕组中的抽头的第一和第二可移动选择器开关； 第一和第二支路电路，所述第一和第二支路电路用于将所述第一和第二可移动选择器开关连接到公共端子； 旁路开关组件，所述旁路开关组件装配到所述板的所述第一侧，所述旁路开关组件包括分别连接到所述第一和第二支路电路中并且由第一和第二联动装置致动的第一和第二旁路开关，所述第一和第二联动装置通过旁路凸轮的旋转而移动； 真空中断器，所述真空中断器装配到所述板的所述第一侧，所述真空中断器连接于所述第一支路电路与所述第二支路电路之间并且具有可以断开和闭合的触头； 致动组件，所述致动组件装配到所述板的所述第一侧，所述致动组件可操作用于断开和闭合所述真空中断器的所述触头，所述致动组件包括可旋转中断器凸轮；以及 传输系统，所述传输系统装 配到所述板的所述第二侧并且可操作用于旋转所述中断器凸轮和所述旁路凸轮二者。
2.根据权利要求1所述的有载抽头变换器，其中所述旁路凸轮每抽头变换旋转180度，并且所述中断器凸轮每抽头变换旋转360度。
3.根据权利要求1所述的有载抽头变换器，其中所述传输系统包括连接到所述旁路凸轮的旁路齿轮和连接到所述中断器凸轮的中断器齿轮。
4.根据权利要求3所述的有载抽头变换器，其中所述旁路齿轮和所述中断器齿轮由链连接在一起。
5.根据权利要求3所述的有载抽头变换器，其中所述旁路齿轮由电机驱动。
6.根据权利要求1所述的有载抽头变换器，其中所述板基本上为平的并且在基本上竖直的平面中延伸。
7.根据权利要求6所述的有载抽头变换器，其中所述第一和第二旁路开关各自包括在具有与所述板垂直的堆叠方向的堆叠中布置的多个触头。
8.根据权利要求1所述的有载抽头变换器，其中所述选择器开关组件装配于所述板的所述第二侧与所述箱的所述第二侧之间。
9.根据权利要求1所述的有载抽头变换器，其中所述旁路凸轮包括所述旁路的旋转轴延伸通过的中心区域，所述中心区域部分地限定环形槽并且包括由过渡部分分离的弓形主和次部分，所述主部分比所述次部分从所述旋转轴向外径向延伸更远。
10.根据权利要求9所述的有载抽头变换器，其中所述旁路开关组件还包括在所述旁路凸轮的所述环形槽中设置的第一和第二凸轮跟随器，所述第一和第二凸轮跟随器分别由所述第一和第二联动装置连接到所述第一和第二旁路开关。
11.根据权利要求10所述的有载抽头变换器，其中所述第一和第二凸轮跟随器由第一和第二曲柄连接到所述第一和第二联动装置； 其中所述旁路凸轮在抽头变换期间的旋转使所述第一和第二凸轮跟随器在所述中心区域的所述主和次部分之上移动，其中所述第一和第二凸轮跟随器中的一个凸轮跟随器在所述主部分之上移动，而所述第一和第二凸轮跟随器中的另一凸轮跟随器在所述次部分之上移动； 其中所述第一凸轮跟随器在所述过渡部分中的任一过渡部分之上的移动使所述第一曲柄枢轴转动并且由此在所述打开与关闭位置之间移动所述第一旁路开关；并且 其中所述第二凸轮跟随器在所述过渡部分中的任一过渡部分之上的移动使所述第二曲柄枢轴转动并且由此在所述打开与关闭位置之间移动所述第二旁路开关。
12.根据权利要求10所述的有载抽头变换器，其中所述旁路凸轮具有起始位置和中间位置； 其中当所述旁路凸轮处在所述起始位置或者所述中间位置时，所述第一和第二凸轮跟随器分别啮合所述中心区域的所述过渡； 其中所述第一和第二旁路开关在所述旁路凸轮处在所述起始位置时连接到相同抽头；并且 其中所述第一和第二旁路开关在所述旁路凸轮处在所述中间位置时分别连接到不同抽头。
13.根据权利要求12`所述的有载抽头变换器，其中所述第一和第二凸轮跟随器由所述第一和第二曲柄连接到所述第一和第二联动装置； 其中当所述旁路凸轮处在所述起始位置并且启动抽头变换时，所述旁路凸轮从所述起始位置旋转开、由此使所述第一凸轮跟随器在所述过渡中的一个过渡之上移动并且与所述中心区域的所述主部分接触、由此枢轴转动所述第一曲柄，以便将第一旁路开关移向所述打开位置。
14.根据权利要求1所述的有载抽头变换器，其中所述致动组件包括: 轴杆，所述轴杆连接到所述真空中断器的所述触头，并且在移动时可操作用于断开和闭合所述触头； 梭，所述梭具有与所述中断器凸轮啮合的凸轮跟随器，从而所述中断器凸轮的旋转线性移动所述梭； 冲击质量块，所述冲击质量块由一个或者多个弹簧连接到所述梭，从而所述冲击质量块倾向于在所述梭移动时跟随所述梭； 保持设备，所述保持设备可操作用于在所述梭开始移动时保持以及然后释放所述冲击质量块，由此所述梭的移动引起所述冲击质量块的延迟移动；并且 其中在所述冲击质量块的所述移动期间，所述冲击质量块接触所述轴杆并且移动所述轴杆以断开或者闭合所述触头。
15.根据权利要求14所述的有载抽头变换器，其中所述一个或者多个弹簧包括多个弹簧，并且其中在所述梭开始移动时所述冲击质量块的所述保持使所述弹簧存储在释放所述冲击质量块时释放的压缩力和张力。
16.根据权利要求15所述的有载抽头变换器，其中所述梭在与所述触头的闭合位置对应的第一位置和与所述触头的断开位置对应的第二位置之间可移动； 其中当所述梭开始移向所述第二位置并且保持所述冲击质量块时，所述弹簧中的第一弹簧压缩并且所述弹簧中的第二弹簧延伸；并且 其中当所述梭开始移向所述第一位置并且保持所述冲击质量块时，所述弹簧中的所述第一弹簧延伸并且所述弹簧中的所述第二弹簧压缩。
17.根据权利要求16所述的有载抽头变换器，其中所述中断器凸轮包括部分地限定环形槽的中心区域，所述梭的所述凸轮跟随器设置于所述环形槽内，所述中心区域包括弓形主和次部分以及在它们之间的过渡； 其中当抽头变换未在进行中时，所述凸轮跟随器设置于所述中心区域的所述次部分的中心，并且所述梭处在所述第一位置；并且 其中当启动抽头变换时，所述中断器凸轮开始旋转，这使所述凸轮跟随器在所述中心区域的所述次部分的一半之上、然后在所述过渡中的一个过渡之上移动，并且接触所述中心区域的所述主部分，所述凸轮跟随器在所述过渡之上的所述移动使所述梭移向所述第一位置。`
【文档编号】H01H9/00GK103534777SQ201280023246
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年3月22日 优先权日:2011年3月25日
【发明者】R·A·埃利克, J·C·布拉舍, W·J·泰辛格, D·M·盖布尔 申请人:Abb技术有限公司