包括至少两个真空开关管的有载分接开关和用于包括至少两个真空开关管的有载切换开 ...的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种包括至少两个真空开关管(3)的有载分接开关(1)。该有载分接开关具有：用于选择可调式变压器(9)的相应绕组抽头(n、n+1)的选择器(7)、用于从接通的绕组抽头(n)切换到相应预选的绕组抽头(n+1)的有载切换开关(5)、与选择器(7)机械耦合的可旋转的驱动轴(11)和用于操作相应真空开关管(3)的可动触头(17)的传动装置(15)。经由传动装置(15)能够分别操作一个在轴线(A)方向上可动的且与可动触头(17)耦合的丝杠(19)。本发明还涉及一种用于包括至少两个真空开关管的有载切换开关的驱动装置。
【专利说明】包括至少两个真空开关管的有载分接开关和用于包括至少两个真空开关管的有载切换开关的驱动装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包括至少两个真空开关管的有载分接开关。该有载分接开关包括用于选择可调式变压器的相应绕组抽头的选择器、用于从接通的绕组抽头切换到相应预选的绕组抽头的有载切换开关、与所述选择器机械耦合的可旋转的驱动轴和用于操作相应真空开关管的可动触头的传动装置。本发明还涉及一种用于包括至少两个真空开关管的有载切换开关的驱动装置。
【背景技术】
[0002]开头所提类型的有载分接开关已在现有技术中被全面公开并且是常用的。它们用于在可调式变压器的不同绕组抽头之间进行无中断的切换。
[0003]这种有载分接开关包括有载切换开关和设置在其下面的选择器。选择器用于无功率地选择可调式变压器的、应切换到的新的绕组抽头。有载切换开关用于随后快速且无中断地从接通的绕组抽头切换到新的预选的绕组抽头上。整个有载分接开关在切换时由马达驱动装置操作。旋转的驱动轴连续地使选择器运动，同时有载切换开关的蓄能器被拉紧。当蓄能器被完全拉紧、即张紧时，则蓄能器解锁、突然地释放其能量并且在毫秒(ms)时间范围内操作有载切换开关。
[0004]在所描述的有载切换中，有载切换开关完成特定的切换顺序，即以确定的时间顺序依次或重叠地操作不同的开关触头和电阻触头。开关触头在此用于直接连接相应的绕组抽头与负载引线，而电阻触头用于短时接通、即借助一个或多个切换电阻的桥接来接通。有利的是，真空开关管用作用于有载切换的开关元件。这基于用于有载切换的真空开关管的使用而阻止在油中形成弧光并因而阻止有载切换开关油的油污染，这例如描述在德国专利文献 DE 195 10 809 Cl 和 DE 40 11 019 Cl 以及德国公开文本 DE 42 31 353 Al 和 DE 102007 004 530 Al 中。
[0005]这种具有真空开关管的有载分接开关也在德国公开文本DE 10 2009 043 171 Al中公开。在此有载切换开关具有带有至少一个凸轮盘的驱动轴。该凸轮盘具有多个控制凸轮，其中两个设置在凸轮盘端面上的控制凸轮具有非圆形的、凸轮形式的轮廓，在其上分别接触锁合地引导经由摇杆与真空开关管连接的滚子，所述滚子接合相应的控制凸轮的成型轮廓。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的任务在于提供一种节约空间的包括至少两个真空开关管的有载分接开关，该有载分接开关同时确保抗干扰的、安全的及快速的有载切换并且允许长时间的运行。
[0007]该任务通过根据权利要求1所述的包括至少两个真空开关管的有载分接开关来解决。
[0008]此外，本发明的任务还在于提供一种用于包括至少两个真空开关管的有载切换开关的驱动装置，该驱动装置确保无误的、安全的及快速的有载切换。
[0009]该任务通过根据权利要求9所述的用于包括至少两个真空开关管的有载切换开关的驱动装置来解决。
[0010]根据本发明的包括至少两个真空开关管的有载分接开关具有用于选择可调式变压器的相应绕组抽头的选择器和用于从接通的绕组抽头切换到相应预选的绕组抽头的有载切换开关。此外，该有载分接开关还具有与所述选择器机械耦合的可旋转的驱动轴和用于操作相应真空开关管的可动触头的传动装置。
[0011]根据本发明，分别设有一个在轴线方向上可动的且与可动触头耦合的丝杠，该丝杠可通过传动装置操作。
[0012]应指出，可动触头包括上部柱塞和其它用于导电的构件。此外，每个真空开关管具有下部柱塞。也就是说，丝杠的轴向运动传递到可动触头上，使得可动触头可与下部柱塞耦合。由此产生导电性并且电路闭合。电路开路相反地进行，即，可动触头和每个真空开关管中的下部柱塞彼此间隔开。省去对可动触头和每个真空开关管中的下部柱塞的详细描述和显示，因为这已在现有技术中被全面公开并且是常见的。
[0013]传动装置具有至少一个凸轮盘、一个丝杠螺母和至少一个在轴线方向上构造在丝杠螺母上的带动器。丝杠螺母被轴向固定地、但可转动地支承。所述至少一个带动器(在机械工程学中又称为销或带动销)这样构造在丝杠螺母上，使得带动器在转动运动中也使丝杠螺母进行转动，即带动丝杠螺母。丝杠螺母又将转动运动转换为丝杠的轴向运动。
[0014]为了将驱动轴的连续的转动运动对于转变为在相应真空开关管有载切换时丝杠螺母的断续的转动运动或者说多个转动运动，在第一种实施方式中，所述至少一个凸轮盘具有至少一个凸轮，即，凸轮盘在此具有不同于其圆形的轮廓。因此，在凸轮盘的转动运动中，至少一个带动器与凸轮共同作用，使得所述至少一个带动器在凸轮盘的转动运动中接合到凸轮中。带动器在凸轮中被带动直到带动器再次离开凸轮。
[0015]在另一种实施方式中，为了转变在有载切换时的转动运动，第一凸轮盘具有第一凸轮并且第二凸轮盘具有第二凸轮。第一凸轮在此与所述至少一个第一带动器共同作用并且第二凸轮与所述至少一个第二带动器共同作用。
[0016]在这两种实施方式中被描述的传动装置尤其是凸轮式步进传动装置。
[0017]在另一种实施方式中，设有至少一个用于丝杠和丝杠螺母的支承装置，该支承装置构造为滚动轴承、滑动丝杠传动装置和/或滚珠丝杠传动装置。优选地，所述至少一个支承装置是滚珠丝杠传动装置。滚珠丝杠传动装置的特征在于，在丝杠螺母和丝杠之间，滚珠形式的滚动体在滚动槽中滚动，从而确保高效率的运动。与传统的滑动丝杠传动装置或所谓的滚珠循环式丝杠螺母传动装置(Walzschraubtrieb )相比，通过滚珠的点状贴靠降低传动功率，减小滚动体滚动轨道的磨损、提高可达到的移动速度并且实现更高的定位精度。
[0018]在另一种实施方式中，设有防旋转装置，其防旋转地固定丝杠。该防旋转装置例如可以是滚子轴承或作为套筒的轴向固定装置。当然，技术人员也可想到其它防旋转装置，因为在现有技术中公开了各种防旋转装置来防止丝杠旋转。
[0019]在另一种优选的实施方式中，在丝杠和可动触头之间设置压力弹簧，该压力弹簧在有载切换开关的轴线方向上机械式预紧可动触头。这基于在有载切换时在可动触头和丝杠之间发生大量的小的放电，从而在这两个构件上出现相互的材料损耗、又称为触头烧损或电极烧损。压力弹簧在此应补偿因材料损耗引起的触头之间的距离变化并且因此为有载切换开关提供恒定条件。
[0020]此外，为了补偿通过触头烧损产生的、每个可动触头在其因丝杠导入的力锁合引起的轴向运动中经过的轴向行程的变化，在用于支承可动触头的支承单元中在支承单元和可动触头之间还设置轴向间隙。
[0021]根据本发明的有载分接开关的一个优点在于，在有载切换时每个可动触头和每个与可动触头耦合的丝杠仅进行轴向运动。因此可实现真空开关管的快速、安全且无倾斜的打开和关闭行程。同时通过上面所描述的增大的丝杠移动速度也可确保快速行程。
[0022]根据本发明的有载分接开关的另一优点在于，通过轴向设置每个可动触头和丝杠，可省略机械开关的其它结构元件、如摇杆、断路器等。
[0023]根据本发明的用于包括至少两个真空开关管的有载切换开关的驱动装置具有可旋转的驱动轴和用于操作相应真空开关管的可动触头的传动装置。各一个丝杠与可动触头机械耦合，并且丝杠可通过传动装置转动，从而可引起触头在有载切换开关的轴线方向上的运动。所述传动装置具有至少一个分别具有至少一个凸轮的凸轮盘、一个丝杠螺母和至少一个在轴线方向上构造在丝杠螺母上的带动器，所述带动器与相应凸轮盘的所述至少一个凸轮共同作用。有利的是，通过轴向设置每个可动触头和丝杠，也就是说无需通过其它机械开关使力转向，可实现无误、安全且快速的有载切换。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]下面参考附图详细说明本发明及其优点。附图如下:
[0025]图1为根据本发明的有载分接开关的一种实施方式在开路时的示意性透视图；
[0026]图2为根据图1的有载分接开关在闭合回路中的示意性透视图；
[0027]图3为根据本发明的有载分接开关的有载切换开关在开路时的侧视图，其中在丝杠和可动触头之间设置压力弹簧；
[0028]图4为根据图3的有载切换开关在闭合回路中的侧视图。
[0029]在附图中为相同或作用相同的本发明元件使用相同的附图标记。此外为清楚起见在各个附图中仅标出为说明相应附图所需的附图标记。
具体实施例
[0030]图1示出根据本发明的有载分接开关I的一种实施例的示意性透视图。在此为清楚起见仅示出该有载分接开关I的一个真空开关管3，但有载分接开关I总是具有至少两个真空开关管3。选择器7用于选择可调式变压器9的相应绕组抽头η、n+1。有载切换开关5引起从接通的绕组抽头η向相应预选的绕组抽头n+1的切换。此外，有载分接开关I具有可旋转的驱动轴11。与驱动轴11连接的传动装置15用于操作可动触头17 (在图3和图4中详细示出)，该可动触头构造在相应的真空开关管3中。驱动轴11与选择器7机械耦合并且连续地使选择器运动。同时，有载切换开关5的蓄能器13被拉紧。当蓄能器13完全被拉紧时，蓄能器解锁，其能量突然释放并且在毫秒范围内通过驱动轴11操作有载切换开关5。
[0031]根据本发明，分别设有一个在轴线A方向上可动的且与可动触头17耦合的丝杠19，该丝杠可通过传动装置15操作。如图1所示，丝杠19在轴线A方向上与图2相比突出于平面E，从而可动触头17与真空开关管3的下部柱塞39间隔开(参见图3)。因此，该电路是开路的并且无电流流过。
[0032]在本实施例中，传动装置15具有第一凸轮盘21A和第二凸轮盘21B，一个丝杠螺母23和三个在轴线A方向上构造在丝杠螺母23上的带动器25A、25B。但也可想到其它的实施例，其具有两个以上的凸轮盘21A、21B或者多于或少于三个构造在丝杠螺母23上的带动器 25A、25B。
[0033]为了在有载切换时将驱动轴11的连续的转动运动转变为丝杠螺母23的转动运动，第一和第二凸轮盘21A、21B分别具有第一和第二凸轮27A、27B。其它的实施例也可在每个凸轮盘21A、21B上具有多于一个的凸轮27A、27B。
[0034]因此，在转动运动ω中，第一凸轮盘21Α的第一凸轮27Α与丝杠螺母23的两个带动器中的至少一个带动器25Α共同作用并且第二凸轮盘21Β的第二凸轮27Β与丝杠螺母23的第二带动器25Β共同作用。每个带动器25Α、25Β在第一和第二凸轮盘21Α、21Β的转动运动ω中在相应的凸轮27Α、27Β中被带动，直到带动器再次离开相应的凸轮27Α、27Β。
[0035]此外，设有至少一个用于丝杠19和丝杠螺母23的支承装置29。有利的是，该支承装置29是滚珠丝杠传动装置。滚珠丝杠传动装置的特征在于，在丝杠螺母23和丝杠19之间，滚珠形式的滚动体(未示出)在滚动槽31中滚动，从而确保高效率的轴向运动。
[0036]根据本发明的有载分接开关I的另一种实施例——也在图1中示出——设有防旋转装置33，因此丝杠19不可旋转地被固定。由于技术人员已知用于丝杠19的防旋转装置33，所以不再赘述。
[0037]图2示出根据图1的有载分接开关I在闭合回路中的示意性透视图。这基于丝杠19在轴线A方向上与图1相比位于平面E的高度上。也就是说，可动触头17与真空开关管3的下部柱塞39机械耦合(参见图4)。因此电路闭合并且电流流过。其它在该图中可见的特征及其附图标记与根据图1的有载分接开关I 一致并且因此参见图1。
[0038]图3不出根据本发明的有载分接开关I的有载切换开关5在开路时的侧视图(参见图1)，在此在丝杠19和可动触头17之间设置压力弹簧37，该压力弹簧37设置用于在有载切换开关5的轴线A方向上机械式预紧可动触头17并且避免电极烧损。
[0039]如上所述，电触头17包括上部柱塞37和其它用于导电的构件(未示出)。基于现有技术中已知的结构方式不再详细说明电触头17。图3还示出在每个真空开关管3中设有下部柱塞39。由于在此可动触头17与真空开关管3的下部柱塞39间隔开，所以电路是开路的。
[0040]其它在该图中可见的特征及其附图标记与图1和图2相同并且因此参见图1和2。
[0041]图4示出根据图3的有载切换开关5在闭合回路中的侧视图。因为可动触头17与真空开关管3的下部柱塞39机械耦合，所以电流流过。为了补偿通过触头烧损产生的、每个可动触头17在其因丝杠19导入的力锁合引起的轴向运动中经过的轴向行程的变化，在用于支承可动触头17的支承单元41中在支承单元41和可动触头17之间设置轴向间隙43。
[0042]本发明已参考一种优选实施例被描述。然而，技术人员当然可在不离开所附权利要求的保护范围的情况下进行变型和改进。上面所描述的实施例仅用于说明要求保护的教导，但其不局限于这些实施例。
[0043]附图标记列表
[0044]I 有载分接开关
[0045]3 真空开关管
[0046]5 有载切换开关
[0047]7 选择器
[0048]9 可调式变压器
[0049]11驱动轴
[0050]13蓄能器
[0051]15传动装置
[0052]17可动触头
[0053]19丝杠
[0054]21A、21B 第一、第二凸轮盘
[0055]23丝杠螺母
[0056]25A、25B 带动器
[0057]27A、27B 第一、第二凸轮
[0058]29支承装置
[0059]31滚动槽
[0060]33防旋转装置
[0061]35压力弹簧
[0062]37上部柱塞
[0063]39下部柱塞
[0064]41支承单元
[0065]43轴向间隙
[0066]A轴线
[0067]E平面
[0068]ω转动运动
[0069]η接通的绕组抽头
[0070]n+1可预选的绕组抽头
【权利要求】
1.一种包括至少两个真空开关管(3)的有载分接开关(1)，具有:用于选择可调式变压器(9)的相应绕组抽头(η、η+1)的选择器(7)、用于从接通的绕组抽头(η)切换到相应预选的绕组抽头(η+1)的有载切换开关(5)、与所述选择器(7)机械耦合的可旋转的驱动轴(11)和用于操作相应真空开关管⑶的可动触头(17)的传动装置(15)，其特征在于，分别设有一个在轴线(A)方向上可动的且与所述可动触头(17)耦合的丝杠(19)，该丝杠能够通过所述传动装置(15)操作。
2.根据权利要求1所述的有载分接开关(I)，其特征在于，所述传动装置(15)具有至少一个凸轮盘(21Α、21Β)、一个丝杠螺母(23)和至少一个在轴线(A)方向上构造在所述丝杠螺母(23)上的带动器(25Α、25Β)。
3.根据权利要求2所述的有载分接开关(I)，其特征在于，所述至少一个凸轮盘(21Α、21Β)带有至少一个凸轮(27Α、27Β)，从而在凸轮盘(21Α、21Β)的转动运动(ω)中至少一个带动器(25Α、25Β)与所述凸轮(27Α、27Β)共同作用。
4.根据权利要求2所述的有载分接开关(I)，其特征在于，第一凸轮盘(21Α)带有第一凸轮(27Α)并且第二凸轮盘(21Β)带有第二凸轮(27Β)，第一凸轮(27Α)与所述丝杠螺母(23)的所述至少一个第一带动器(25Α)共同作用并且第二凸轮(27Β)与所述丝杠螺母(23)的所述至少一个第二带动器(25Β)共同作用。
5.根据上述权利要求之一所述的有载分接开关(I)，其特征在于，所述传动装置(15)是凸轮式步进传动装置。
6.根据上述权利要求之一所述的有载分接开关(I)，其特征在于，设有至少一个用于所述丝杠(19)和所述丝杠螺母(23)的支承装置(29)，该支承装置构造为滚动轴承、滑动丝杠传动装置和/或滚珠丝杠传动装置。
7.根据上述权利要求之一所述的有载分接开关(I)，其特征在于，设有防旋转装置(33)，其防旋转地固定所述丝杠(19)。
8.根据上述权利要求之一所述的有载分接开关(I)，其特征在于，在所述丝杠(19)和所述可动触头(17)之间设置压力弹簧(35)，该压力弹簧在所述有载切换开关(5)的轴线(A)方向上机械地预紧所述可动触头(17)。
9.一种用于包括至少两个真空开关管(3)的有载切换开关(5)的驱动装置，具有可旋转的驱动轴(11)和用于操作相应真空开关管⑶的可动触头(17)的传动装置(15)，其特征在于，各一个丝杠(19)与所述可动触头(17)机械耦合，并且所述丝杠(19)能够通过所述传动装置(15)转动，从而能够引起所述触头(17)在所述有载切换开关(5)的轴线(A)方向上的运动。
10.根据权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，所述传动装置(15)具有至少一个分别带有至少一个凸轮(27Α、27Β)的凸轮盘(21Α、21Β)、丝杠螺母(23)和至少一个在轴线(A)方向上构造在所述丝杠螺母(23)上的带动器(25Α、25Β)，所述带动器与相应凸轮盘(21Α、21Β)的所述至少一个凸轮(27Α、27Β)共同作用。
【文档编号】H01H9/00GK104205273SQ201380015910
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年1月15日 优先权日:2012年2月16日
【发明者】K·赫普夫尔, S·雷德, C·科茨 申请人:赖茵豪森机械制造公司