[发明专利]双电压开关

说明书

相关专利申请

本专利申请涉及2008年8月14日提交的名称为“抽头转换开关”的共同待 审美国专利申请No.12/191,761，其全部的公开内容作为参考结合在本文中。

技术领域

本发明总的来说涉及变压器开关，并且更具体地涉及用于填充绝缘流体的变 压器的双电压开关和抽头转换开关。

背景技术

变压器是通过电磁耦合将电能从一个电路转移到另一个电路的器件。典型地， 变压器包括缠绕在铁芯周围的一个或多个绕组。施加到一个绕组(“初级绕组”) 上的交流电压在铁芯中产生一个随时间变化的磁通，其在另一个(“次级”)绕 组中感应出电压。铁芯周围的初级和次级绕组的相对匝数的改变决定变压器的输 入和输出电压比。例如，匝数比为2∶1(初级∶次级)的变压器的输入电压是其 输出电压的两倍。

变压器抽头是沿着变压器绕组的连接点，其可以选择该绕组的匝数。因此， 变压器抽头使得变压器的匝数比可变。匝数比在使用中的选择可通过抽头转换开 关来实现。

双电压变压器是包括两个绕组的一种变压器，其能串联连接用以处理特定的 电压和电流强度，或者可以并联连接以使得电流双倍，而电压为串联连接电压的 一半。该电压通过操作双电压开关而改变。为了简便起见，术语“开关”在本文 中用于表示抽头转换开关或者双电压开关。

本领域中公知的是采用诸如高纯度矿物油之类的绝缘流体来冷却高功率变压 器。该绝缘流体在高温下是稳定的，并且具有良好的绝缘特性，用于抑制变压器 中的电晕放电和电弧。典型地，该变压器包括至少部分填充有绝缘流体的箱。该 绝缘流体包围着变压器铁芯和绕组。

铁芯夹子从铁芯延伸并保持铁芯和绕组在箱中的相对位置。开关安装到该箱 的侧壁上。该开关包括电气耦合到至少一个绕组上的一个或多个触头，用于改变 变压器的电压。

金属螺钉将触头固定到开关的外壳上。触头和螺钉是带电的(即，充电的)。 铁芯夹子和箱壁电气接地。金属螺钉使得与接地箱壁的电气隙减小。尖锐的螺钉 头和螺钉孔中的存在的气体同样减小了变压器中的绝缘性能以及无线电感应电压 (“RIV”)性能。

为了满足与地的电气隙要求，在带电触头和螺钉以及接地的箱壁和铁芯之间 至少必须具有最小距离。随着开关(和/或开关触头和/或螺钉)的尺寸增加，箱 必须更宽，或者箱更高时开关必须安装在铁芯夹子之上，以满足最小距离要求。 随着箱尺寸的增加，得到或者维护变压器的成本增加。例如，越大的变压器要求 的空间越多，箱材料越多。越大的变压器还要求更多的绝缘流体来填充变压器更 大的箱。因此，变压器的成本直接与开关尺寸成正比。

因此，在本领域中需要开关的尺寸减小。此外，在本领域中还需要开关与接 地箱壁的电气隙增加，而且绝缘和RIV性能增加。本领域中还需要开关没有用于 将开关触头固定到开关外壳上的金属螺钉。本领域中还需要开关没有用于任何目 的的金属螺钉。

发明内容

本发明提供一种变压器开关，诸如双电压开关或抽头转换开关，其尺寸减小， 与接地箱壁和接地铁芯夹子的电气隙增加，并且绝缘和RIV性能增加。该开关包 括盖子，外壳，以及夹在盖子和外壳之间的转子。该转子在该外壳的通道内从变 压器开关的顶部延伸到该盖子的内表面。

该盖子包括基座部件以及从该基座部件延伸的壁部件。该壁部件限定了该盖 子的内部空间。例如，该壁部件可从该基座部件基本垂直延伸。在盖子的内部空 间内，从壁部件延伸的部件在该内部空间内限定了至少一个凹穴。每个凹穴构造 成接收与变压器的一个或多个绕组相关联的固定触头。例如，从该壁部件延伸的 每个部件可包括构造成接收固定触头的凹槽或突起的突起或凹槽。

在某些代表性实施例中，每个固定触头电气耦合到变压器的一个或多个绕组 上。例如，耦合到该变压器的导线可通过声波焊接，一个或多个快速连接端子， 或者本领域技术人员公知的具有披露的这种效果的其他合适的装置而电气耦合到 固定触头上。在某些代表性实施例中，该基座部件可包括构造成接收与每个固定 触头相关的导线的一个或多个孔。孔还可构造成允许开关内绝缘流体的进入或者 流出，从而在开关触头和变压器的导电接地金属箱壁之间提供更大的隔离。