[发明专利]有载分接开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于在可调式变压器的不同的绕组抽头之间进行不中断地转换的有载分接开关。

背景技术

多年以来，在全球范围内大量使用有载分接开关，以在可调式变压器的不同的绕组抽头之间进行不中断地转换。这样的有载分接开关通常包括选择器和负载转换开关，其中选择器用于无功率地选择可调式变压器的要转换到的相应的绕组抽头，负载转换开关用于从当前的绕组抽头实际转换到新的、预先选定的绕组抽头上。为此，负载转换开关通常具有开关触头和电阻触头。在此，开关触头用于使相应的绕组抽头与负载引线直接连接，电阻触头用于短暂接通，也就是说借助于一个或多个转换电阻桥接。但是，近些年的发展远离在绝缘油中具有机械开关触头的负载转换开关。取而代之的是，越来越多地使用真空开关单元作为开关元件。未来也使用半导体开关元件。

在一种特别设计的有载分接开关（所谓的负载选择器）中，所述的用于选择新的绕组抽头的机构和用于实际负载转换的机构在结构上相结合并被共同操纵。

根据转换原理和相应的有载分接开关的结构类型，整个有载分接开关、但至少单独的负载转换开关安装在与变压器油分隔的储油器中。在此，所述油不仅用于电绝缘或提高在分接开关上的带有电压的部件之间的介电强度，而且用于在实际转换期间对极度需要热的构件（例如转换电阻）同时进行冷却。此外，所述油用于更好的消弧，并且由于良好的润滑特性在操作时减少待使用的机械能。还需要绝缘油的冷却效果，因为在接触电阻（可能是电感器）上进行转换期间产生高热能，并且通过所述油排出。

然而，由于频繁的调节或不能预见的干扰情况，有载分接开关的确定的使用领域要求在可调式变压器的绕组抽头之间频繁进行转换。每时间单位内的频繁转换能够将在分接开关储油器中的绝缘油加热至超过技术允许的极限值。尽管满足有关温度极限值的标准，在没有附加措施的情况下仍不能覆盖特殊的实际应用情况。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种有载分接开关，尽管在相对短的时间周期内多次完成切换，但该有载分接开关依然不超过在储油器内的绝缘油温度的极限值。

该目的通过具有权利要求1所述的特征的有载分接开关得以实现。从属权利要求涉及本发明的特别有利的改进方案。

总的发明构思在于，在分接开关头的区域中设有能够用单独循环的冷却介质穿流的冷却装置，所述冷却装置构成为封闭的冷却循环，并且多余的热能能够借助于所述冷却装置从有载分接开关的储油器的绝缘油中排出。被排出的热能可以通过商业通用的组件散出到周围环境（例如流体-空气换热器）或散出到其它冷却介质（例如流体-流体换热器）上。现在，通过借助于附加设置的、起换热器作用的冷却装置使储油器中的绝缘油的温度保持在可限定的低水平上，利用根据本发明的有载分接开关现在能够在短时间周期内切换可调式变压器的多个绕组抽头，并且仍然确保有载分接开关的热负载的构件的充分冷却。因为由于储油器内的自然对流，冷却体由向上升的热绝缘油强制性地环流，因此冷却体在有载分接开关的储油器的上部区域中的适当定位确保了在冷的冷却介质和热的绝缘油之间的换热器的附加的效率提升。根据存在于冷却介质和绝缘油之间的温度差，冷却效率既能够通过冷却介质的体积流、也能够通过冷却介质自身的温度适当地得以控制。作为冷却介质，基本上能够使用所有具有大的比热容的流体，特别是绝缘油本身。

根据本发明的一个优选的实施形式，冷却装置的冷却体构成为没入储油器的绝缘油中的螺旋管，其中，螺旋管的相应的一个端部形成用于冷却介质的流入口，并且另一个端部形成用于冷却介质的流出口。通过冷却体的螺旋形结构实现可用热绝缘油环流的表面的扩大，这有助于提升冷却装置的冷却功率。对于需要在可调式变压器的不同的绕组抽头之间进行非常频繁地转换的特殊应用，冷却体的螺旋形结构在该实施形式的范围内也能够实施为两个或多个（也就是三个、四个或五个）。此外，除了螺旋管的总数，冷却装置的冷却效率也能够通过相应的螺旋管的各个螺旋的数量来影响。因此，冷却装置既不限制于在该实施例中示出的螺旋管的数量，也不限制于所示的螺旋的数量。

根据另一优选的实施形式，具有单独循环的冷却介质的冷却装置集成到设置在有载分接开关上的屏蔽环中。例如在源于申请人的DE10011966中已知这样的用于有载分接开关的屏蔽环。冷却装置集成到有载分接开关的原本存在的屏蔽环中通过在单个构件（即改进的屏蔽环）中功能性结合冷却特性和介电特性而对附加设置的具有单独的冷却介质的冷却装置提供特别节省空间的解决方案。