Die Erfindung betrifft einen Spannungswandler für eine Schaltanlage.
Einphasige Spannungswandler für Hochspannungsschaltanlagen weisen üblicherweise eine interne Schalteinheit auf, um die Schaltanlage elektrisch von einem Aktivteil des Spannungswandlers zu trennen und wieder mit ihm zu verbinden, beispielsweise zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Aktivteils. Dazu weist die Schalteinheit häufig ein linear bewegliches Kontaktglied auf, das mittels eines Spindelhubgetriebes zu einem Hochspannungskontakt des Aktivteils und von diesem weg bewegbar ist, um die elektrische Verbindung der Schaltanlage mit dem Aktivteil herzustellen oder zu unterbrechen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannungswandler mit einer verbesserten Schalteinheit zur Unterbrechung und Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer Schaltanlage anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Spannungswandler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäßer Spannungswandler für eine Schaltanlage umfasst ein Aktivteil mit einem Transformator und einem Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren des Transformators sowie eine mechanische Schalteinheit zum elektrischen Verbinden und Trennen der Schaltanlage und des Aktivteils. Die Schalteinheit weist einen zwischen zwei Endstellungen schwenkbaren und elektrisch leitfähigen Schaltarm auf, der in einer ersten dieser Endstellungen elektrisch leitend an dem Kontaktelement anliegt und in der zweiten Endstellung die Schalteinheit und das Aktivteil elektrisch voneinander trennt.
Ein schwenkbarer Schaltarm ermöglicht eine wesentlich schnellere, bedienerfreundlichere und kostengünstigere lösbare elektrische Verbindung eines Aktivteils eines Spannungswandlers mit einer Schaltanlage als beispielsweise ein linear bewegliches Kontaktglied. Insbesondere wird kein Spindelhubgetriebe für eine lineare Bewegung eines Kontaktgliedes benötigt, wodurch die Kosten und Montagezeit zur Herstellung des Spannungswandlers vorteilhaft reduziert werden. Außerdem ermöglicht ein schwenkbarer Schaltarm eine schnellere und einfachere Herstellung eines ausreichenden räumlichen Abstandes von elektrisch leitenden Komponenten als ein linear bewegliches Kontaktglied, da bei ausreichender Länge des Schaltarms eine kleine Schwenkung des Schaltarms um eine Schwenkachse eine relativ große Verschiebung eines von der Schwenkachse entfernten Endes des Schaltarms bewirkt. Dies ist insbesondere für Hochspannungswandler vorteilhaft, da Hochspannungen eine ausreichende räumliche Entfernung der elektrisch leitenden Verbindungskomponenten des Aktivteils und der Schalteinheit erfordern, um zu hohe elektrische Felder und Gasentladungen zwischen den Verbindungskomponenten zu verhindern.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Spannungswandler ein Anschlagelement auf, an dem der Schaltarm in seiner ersten Endstellung anschlägt. Ein derartiges Anschlagelement definiert räumlich die erste Endstellung des Schaltarms und ermöglicht vorteilhaft eine sichere elektrische Verbindung des Kontaktelements mit dem Schaltarm.
Ferner ist der Schaltarm vorzugsweise in einer Schwenkebene um einen Schwenkpunkt schwenkbar. Die Schwenkbarkeit in einer Ebene lässt sich vorteilhaft einfach realisieren, z. B. durch eine Befestigung des Schaltarms an einer um ihre Längsachse drehbare Schwenkachse, und ermöglicht außerdem eine einfache Schwenkung des Schaltarms, z. B. durch eine Drehung der Schwenkachse um ihre Längsachse.
Vorzugsweise ist der Schaltarm dabei in der Schwenkebene um 180 Grad schwenkbar. Dadurch kann eine durch eine Schwenkung des Schaltarms erreichbare räumliche Entfernung elektrischer Verbindungskomponenten des Schaltarms und des Aktivteils maximiert werden. Dies ist insbesondere für Hochspannungswandler aufgrund der oben bereits genannten Anforderungen an den räumlichen Abstand elektrischer Verbindungskomponenten vorteilhaft.
Vorzugsweise ist ein Teil eines Schwenkbereiches des Schaltarms von einer elektrischen Schaltarmabschirmung umgeben, aus der der Schaltarm berührungsfrei und schwenkbar herausgeführt ist. Dadurch werden insbesondere bei Hochspannungswandlern vorteilhaft elektrische Felder abgeschirmt und Gasentladungen von und zu dem Schaltarm verhindert. Unter dem Schwenkbereich wird dabei der von dem Schaltarm zwischen den beiden Endstellungen überstrichene Bereich verstanden.
Die Schaltarmabschirmung besteht beispielsweise aus zwei schalenartigen Teilabschirmungen, die auf verschiedenen Seiten des Schwenkbereiches derart angeordnet sind, dass sich ihre Öffnungen gegenüber liegen. Auf diese Weise lassen die Öffnungen der Teilabschirmungen vorteilhaft einen Zwischenraum für den Schwenkbereich des Schaltarms und elektrischen Leitungen zu dem Schaltarm frei.
Ferner umfasst der Spannungswandler bevorzugt eine Antriebseinheit, mittels der der Schaltarm schwenkbar ist. Dadurch kann der Schaltarm vorteilhaft gefahrlos geschwenkt werden. Die Antriebseinheit kann eine Handantriebsvorrichtung oder eine Motorantriebsvorrichtung sein.
Die Länge des Schaltarms ist vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Spannungsebene und/oder von einem Betriebsdruck in dem Spannungswandler gewählt. Unter einer Spannungsebene wird die Spannung verstanden, für die der Spannungswandler ausgelegt ist. Dadurch kann die Länge des Schaltarms vorteilhaft so gewählt werden, dass der Schaltarm in seiner zweiten Position weit genug von dem Aktivteil entfernt ist, um zu hohe elektrische Felder und Gasentladungen zwischen ihm und dem Aktivteil zu verhindern.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf einer Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
Der Spannungswandler 1 umfasst ein Aktivteil 2 mit einem Transformator 3 und einem Kontaktelement 4 zum elektrischen Kontaktieren des Transformators 3 und eine mechanische Schalteinheit 5 zum elektrischen Verbinden und Trennen der Schaltanlage und des Aktivteils 2. Das Aktivteil 2 und die Schalteinheit 5 sind in einem Gehäuse 6 angeordnet.
Der Transformator 3 ist von einer Transformatorabschirmung 7 umgeben. Der Transformator 3 und die Transformatorabschirmung 7 sind im Wesentlichen zylindrisch mit einer gemeinsamen Zylinderachse ausgeführt, wobei die Zylinderachse senkrecht zu der Zeichenebene der
Die Schalteinheit 5 weist einen Schaltarm 10 auf, der in einer mit der Zeichenebene der
In einer in
In der zweiten Endstellung ist das freie Ende 11 des Schaltarms 10 von dem Aktivteil 2 abgewandt. Die zweite Endstellung sowie einige Zwischenstellungen des Schaltarms 10 sind in Figur 1 gestrichelt dargestellt.
Ein Teil des Schwenkbereichs des Schaltarms 10 ist von einer Schaltarmabschirmung 12 umgeben. Die Schaltarmabschirmung 12 besteht aus zwei schalenartigen Teilabschirmungen, die auf verschiedenen Seiten des Schwenkbereiches angeordnet sind, wobei sich ihre Öffnungen gegenüber liegen, so dass sie zwischen ihnen einen Zwischenraum frei lassen, aus dem der Schaltarm 10 schwenkbar herausgeführt ist, ohne die Schaltarmabschirmung 12 zu berühren.
Der Schaltarm 10 ist mittels einer in der
Die Schalteinheit 5 ist über einen Distanzhalter 13 und elektrisch nicht leitende Stützstreben 14 mit dem Gehäuse 6 verbunden.
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