專利名稱：有載分接開關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種有載分接開關，用于輸變電網(wǎng)絡的變壓器中，是一種能夠在帶負載情況下自動變換變壓器的匝數(shù)比，來調(diào)整電壓的裝置。
自1926年德國人捷森(Jansen-Patent 474613)發(fā)明了″瞬間切換、電阻過渡″的有載調(diào)壓方法以來，有載調(diào)壓一直遵循這一方法。目前，現(xiàn)有技術中根據(jù)這一原理設計的有載分接開關，無論是復合式還是組合式，都由機械傳動部分和切換部分兩大部分組成。它們存在著共同的問題工藝要求高、制造難度大，在實際使用中往往因機械故障產(chǎn)生開關的拒動和誤動，嚴重影響開關的可靠性，特別是機械傳動部分［1］和切換部分［2］置于同一絕緣密封室內(nèi)的復合式有載分接開關。復合式有載分接開關的結(jié)構(gòu)如

圖1所示。切換時，以電控制操縱電機［3］，通過傳動機械［4］使蓄能彈簧［5］蓄能，一但彈簧［5］位于極限位置時，便快速釋放，帶動分度槽輪機構(gòu)［6］作一次步進，開關主軸［7］與分度槽輪機構(gòu)［6］的槽輪同步轉(zhuǎn)動，使安裝固定在主軸［7］上的電切換組［8］與固定觸頭組［9］的連接從當前位置轉(zhuǎn)換到預先位置，改變變壓器的匝數(shù)比，達到調(diào)整電壓的目的。由于機械傳動部分［1］與切換部分［2］處于同一油室內(nèi)，機械磨損的金屬屑嚴重污染其油質(zhì)，極易造成電路短路。另外，彈簧釋能時產(chǎn)生的沖擊，加速了零件的磨損和松動，降低了電接觸部分的可靠性，又易造成絕緣筒［10］的滲漏而影響變壓器的正常運行。
本實用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術中的不足之外，提供一種無中間機械傳動部分且運行可靠性高的有載分接開關。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的保留原復合式有載分接開關的切換部分，采用步進電機作為電控制器的執(zhí)行器，直接驅(qū)動開關主軸。開關主軸伸出上蓋，步進電機的軸直接與其相固連。步進電機每運動一次，即驅(qū)動開關主軸同步地作一次步進運動，帶動其上的切換觸頭組轉(zhuǎn)過一個分接，從當前固定觸頭組位置轉(zhuǎn)換到預選固定觸頭組位置，完成一次切換。步進電機具有步距角準確、無慣性、運轉(zhuǎn)可靠等特點，所以用步進電機直接驅(qū)動切換部分的開關主軸，可以徹底解決有載分接開關因機些傳動所造成的種種弊端。同時，由于步進電機的步進頻率可無級調(diào)整，所以這種形式的有載分接開關可適用于分接數(shù)不同的各種型號。當有載分接開關的分接數(shù)為n時，每個分接間的圓周角R為R＝ (360°－S)/(n)其中S為非工作區(qū)圓周角，由設計選定。如所選步進電機的步距角為r，則每次切換需步進的步數(shù)為B＝R／r。以F表示電機的步進頻率，每完成一次切換所需要的時間T可用下式表示T＝B／F＝ (360°－S)/(F·r·n)有載分接開關要求在40～60毫秒內(nèi)完成切換。隨分接數(shù)n的不同，每次切換需步進的步數(shù)B就不同。通過調(diào)節(jié)步進電機的頻率F，即可滿足分接數(shù)不同的各種有載分接開關的切換時間T要求。
以下結(jié)合附圖介紹本實用新型的一個實施例圖1為復合式有載分接開關，圖2為本實用新型有載分接開關，圖3為本實用新型有載分接開關的原理圖。
由圖1、2可知，本實用新型有載分接開關保留了原復合式有載分接開關的切換部分2，上蓋12并裝有位置指示器13。采用步進電機3作為電控制器的執(zhí)行器，取代原復合式有載分接開關的整個機械傳動部分1。步進電機3的軸直接與切換部分2伸出上蓋12的開關主軸7相固連。位置指示器13安裝在支撐架11與上蓋12之間，是由光孔盤15，發(fā)光二極管14和光敏二極管16組成的光電位置指示器。光孔盤15安裝固定在開關主軸7上，它的一組與主軸7同心的圓周上相對于開關的每個分接位置即每組固定觸頭組9設有一組數(shù)到二進制光孔。發(fā)光二極管14和光敏二極管16對應于光孔盤15上的光孔位置分別安裝在上蓋12和支撐架11上，光孔盤15與開關主軸7同步轉(zhuǎn)動。分接位置不同，發(fā)光二極管14和光敏二極管16所對應的光孔即不同，光敏二極管16所收到的光電信號就不同。輸入電控制器后可表明開關的分接位置。
開關裝配好后，在由絕緣筒10和上蓋12組成的絕緣密封室內(nèi)充滿變壓器油。將有載分接開關的固定觸頭組9分別與變壓器線圈抽頭連接。有載分按開關配有帶微處理機的電控制器，電控制器通過多芯屏蔽電纜分別與有載分接開關的步進電機3和位置指示器13相連。進入運轉(zhuǎn)前，首先根據(jù)使用的有載分接開關的分接數(shù)，由控制器調(diào)節(jié)步進電機3的運轉(zhuǎn)頻率以確保在40～60秒內(nèi)完成切接。同時，控制器通過位置指示器13檢測并記錄下初始分接位置。
有載分接開關進入運行后的情況如圖3所示。當控制器取自電網(wǎng)的信號電壓超過額定調(diào)壓精度(±2.5％或±5％)時，控制器發(fā)出功率驅(qū)動信號，使步進電機3按程序轉(zhuǎn)動一次，驅(qū)動開關主軸7同步地作一次步進運動，帶動其上的切換觸頭組8步進一個分接，與固定觸頭組9的連接由當前位置轉(zhuǎn)到預選位置，電機3自動停轉(zhuǎn)，完成一個分接的切換。開關主軸7轉(zhuǎn)過一個分接，光孔盤15也同步地運動一次。光電位置指示器13就將新的分接位置信號輸入控制器。當位置指示器13所輸入的分接位置為有載分接開關的極限分接位置時，控制器將采取措施，限制步進電機3只能朝不超出極限的單方向運轉(zhuǎn)。因此該位置指示器13還起到了限位保護作用。
與現(xiàn)有技術相比本實用新型所具有的優(yōu)點是(1)由于采用步進電機直接驅(qū)動開關主軸，無沖擊，且避免了傳統(tǒng)有載分接開關中機械傳動產(chǎn)生的金屬屑對變壓器油的污染，傳動誤差小，極大地提高了有載分接開關的運行可靠性和使用壽命；(2)步進電機運轉(zhuǎn)可靠、準確、步進頻率可無級調(diào)整的特性，可保證40～60毫秒的切換時間要求，因此這種有載分接開關可制成分接數(shù)不同的各種型號；(3)結(jié)構(gòu)簡單，加工安裝方便，可節(jié)省原材料40％，降低成本20％。
權利要求1.一種有載分接開關，具有由開關主軸、切換觸頭組、與分接數(shù)相應的固定觸頭組、絕緣筒、支撐架等組成的切換部分、上蓋和位置指示器、其特征在于采用步進電機[3]作為控制器的執(zhí)行器直接驅(qū)動開關主軸[7]，主軸[7]伸出上蓋[12]，步進電機[3]的軸直接與其相固連，步進電機[3]每運動一次，即驅(qū)動主軸[7]同步地作一次步進運動，帶動其上的切換觸頭組[8]轉(zhuǎn)過一個分接，從當前固定觸頭組[9]轉(zhuǎn)到預選固定觸頭組，完成一次切換。
2.根據(jù)權利要求1所述的有載分接開關其特征在于所述的位置指示器［13］是由光孔盤［15］、發(fā)光二極管組［14］和關敏二極管組［16］組成的光電位置指示器，光孔盤［15］安裝固定在主軸［7］上，其上的一組與主軸［7］同心的圓周上，相對于開關的每個分接位置即每組固定觸頭組［9］設有一組數(shù)列二進制光孔，發(fā)光二極管組［14］和光敏二極管組［16］對應于光孔盤［15］上的光孔位置分別設置于光孔盤［15］的兩側(cè)，光孔盤［15］與主軸［7］同步轉(zhuǎn)動，分接位置不同，發(fā)光二極管組［14］和光敏二極管組［16］所對應的光孔盤［15］上的光孔即不同，光敏二極管組［16］輸入控制器的光電信號就不同。
專利摘要本實用新型公開了一種有載分接開關，用于輸變電網(wǎng)絡的變壓器中，是一種能夠在帶負載情況下自動變換變壓器的匝數(shù)比，來調(diào)整電壓的裝置。本裝置采用步進電機[3]作為控制器的執(zhí)行器直接驅(qū)動開關主軸[7]。主軸[7]伸出上蓋[15]，步進電機[3]的軸直接與其固連。步進電機[3]每運動一次，即驅(qū)動主軸[7]同步地作一次步進運動，帶動其上的切換觸頭組[8]轉(zhuǎn)過一個分接，從當前固定觸頭組[9]轉(zhuǎn)到預選固定觸頭組，完成一次切換。
文檔編號H01F29/04GK2152285SQ93211580
公開日1994年1月5日 申請日期1993年5月10日 優(yōu)先權日1993年5月10日
發(fā)明者趙亞和, 周星君 申請人:趙亞和, 周星君