Aus der Firmendruckschrift der Anmelderin"Laststufenschalter AVT-Betriebsanleitung ; Druckimpressum BA 163/01 de, 0802/500, ist ein solcher Laststufenschalter für Innenanlagen bekannt, der zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses eines Trockentransformators unter Last dient.

Dieser bekannte Laststufenschalter arbeitet nach dem Prinzip der Widerstands-Schnellschaltung. Er weist einen Wähler zur lastlosen Vorwahl der neuen Wicklungsanzapfung, auf die umgeschaltet werden soll, sowie einen Lastumschalter zur eigentlichen nachfolgenden Umschaltung auf. Als lastumschaltende Kontakte werden Vakuumschaltzellen verwendet. Der elektrische Motorantrieb zur Betätigung des Schalters ist dabei in das Gehäuse des Laststufenschalters integriert.

Die geltenden Normen wie die IEC 60214 und VDE 0532 schreiben dabei vor, dass der Motorantrieb eine Drehrichtungsüberwachung besitzt und Mittel aufweist, die ein automatisches Beenden einer Umschaltung in der einmal begonnenen Richtung gewährleisten. Dies setzt eine Drehrichtungsinformation voraus. Um diese Anforderungen zu gewährleisten, wird beim bekannten Laststufenschalter ein Drehfeldkontrollrelais zur Drehrichtungsüberwachung und ein bistabiles Relais (Stromstossrelais) zum automatischen Beenden einer einmal begonnenen Umschaltung eingesetzt.

Diese elektronischen Komponenten sind jedoch zum einen teuer und zum anderen bei rauen Umgebungsverhältnissen problematisch.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, einen Laststufenschalter mit Motorantrieb der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem auf einfache und kostengünstige Weise die beschriebenen Sicherheitsanforderungen realisiert sind.

Diese Aufgabe wird durch einen Laststufenschalter mit den Merkmalen des Patentanspruches gelöst.

Bei der Erfindung weist der Laststufenschalter verschiedene neue Merkmale auf, die in Kombination miteinander die beschriebenen Sicherheitsanforderungen erfüllen. Dabei werden die Drehrichtungsüberwachung und der Wiederanlauf des Motorantriebes aus im Wesentlichen bereits vorhandenen Meldungen abgeleitet. Besonders vorteilhaft ist, dass keine zusätzlichen mechanischen Komponenten mehr benötigt werden ; sowohl das beschriebene Drehfeldkontrollrelais als auch das bistabile Relais können ersatzlos entfallen.

Um dies zu erreichen, sind folgende Merkmale vorgesehen : Zunächst einmal sind induktive Näherungssensoren am Lastumschalter des Laststufenschalters vorgesehen, die dessen Position erfassen.

Weiterhin sind Mittel zur Entklinkungsüberwachung am Gestänge zwischen Motorantrieb und Laststufenschalter angeordnet, die Nockenschalter aufweisen.

Weiterhin sind Mittel zur mechanischen Laufmeldung des Motorantriebes vorgesehen ; diese wird mittels einer richtungsunabhängigen Nockenbahn direkt am Wählerantrieb erfasst.

Schließlich sind elektrische Mittel zur Laufmeldung der (bekannten) Motorschütze vorgesehen.

Die Erfindung soll nachfolgend beispielhaft noch näher erläutert werden.

Es zeigen : Figur 1 die Anordnung der induktiven Näherungssensoren Figur 2 die Mittel zur Entklinkungsüberwachung am Gestänge zwischen Motorantrieb und Laststufenschalter Figur 3 die Mittel zur mechanischen Laufmeldung am Wählerantrieb Figur 4 ein vollständiges Schaltbild des Motorantriebes als Bestandteil des erfindungsgemäßen Laststufenschalters Figur 5 einen Schaltungsauszug mit Sicherheitseinrichtungen Figur 6 einen schematischen Schaltablauf bei der Umschaltung von einer Wicklungsanzapfung des Trockentransformators zu einer (benachbarten) anderen Wicklungsanzapfung.

In Figur 1 ist gezeigt, wie die Position des Lastumschalters über induktive Näherungssensoren S70, S71 am Lastumschalter erfasst wird. Dabei wird eine Gerade/Ungerade-Meldung erzeugt, die über weiter unten noch erläuterte Hilfsschütze K13 und K14 vervielfacht wird. Der Lastumschalter selbst schaltet ca. 20 Grad vor dem Ende einer Schaltung. Dabei wird im gesamten Ausführungsbeispiel auf einen gesamten Drehwinkel bei jeder Lastumschaltung von 360 Grad ausgegangen.

In Figur 2 sind die Mittel zur Entklinkungsüberwachung im Detail dargestellt. Dafür ist am Gestänge zwischen Motorantrieb und Stufenschalter eine Nockenbahn vorgesehen, in der Figur schwarz ausgeführt, die in eine Richtung um 130 Grad verbreitert ist, so dass mit ihr korrespondierende Nockenschalter S23 bzw. S24-je nach aktueller Stellung und angesteuerter Laufrichtung-25 Grad nach Beginn bzw. vor Ende einer Umschaltung auf-bzw. abschalten.

In Figur 3 sind die Mittel zur mechanischen Laufmeldung des Motorantriebes gezeigt. Es ist eine richtungsunabhängig wirkende Nockenbahn dargestellt, die direkt am Wählerantrieb angeordnet ist.

Ein Nockenschalter S13 schaltet hierbei 35 Grad nach dem Beginn der Umschaltung auf und 35 Grad vor Ende der Umschaltung wieder ab. Die Bewegung des Wählers selbst beginnt erst bei einem Drehwinkel größer 35 Grad.

In Figur 4 ist das Schaltbild gemäß der Erfindung gezeigt, das darüber hinaus auch andere, bekannte, aber für die Erläuterung der Gesamtfunktion notwendige Bestandteile aufweist. Das Gleiche gilt für die in Figur 5 dargestellte eigentliche Überwachungseinheit. In diesen beiden Darstellungen bedeuten : F2 Lichtbogenüberwachungseinheit H1 Signallampe K1 Motorschütz K2 Motorschütz K13 Hilfsschütz des Näherungssensors S70 K14 Hilfsschütz des Näherungssensors S71 K20 Schrittschaltrelais K29 Zeitrelais M1 Motor Q1 Motorschutzschalter S3 Höher/Tiefer-Scha ! ter S4 Begrenzungsschalter für K1 S5 Begrenzungsschalter für K2 S8 A und B : Sicherheitsschalter S13 Nockenschalter S23 Nockenschalter S24 Nockenschalter S38 Potentiometerkontakt S70 Näherungssensor S71 Näherungssensor X... Terminals.

Nachfolgend soll die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Laststufenschalters mit Motorantrieb, speziell dessen Sicherheitseinrichtung zur Erfüllung der in der Beschreibungseinleitung genannten technischen Forderungen, noch einmal im Zusammenhang erläutert werden. Nach der Ansteuerung eines der Motorschütze K1 oder K2 läuft Motor M1 des Motorantriebes an. Nach 25 Grad wechseln die Nockenschalter S23/S24 ihre Position (s. Figur 2). 35 Grad nach Beginn der Schaltung schaltet der weitere Nockenschalter S13 die Wiederanlaufeinrichtung bzw. die Drehrichtungsüberwachung aktiv (s. Figur 3). Während der Nockenschalter S13 aktiv ist, wechseln weder der Lastumschalter und damit die induktiven Näherungssensoren S70/S71 sowie deren Hilfsschütze K13/K14 (s. Figur 1) zur Vervielfachung der Meldung, noch die Nockenschalter S23, S24 der Entklinkungsüberwachung (s.

Figur 2) ihre Position.

Während dieser Zeit werden folgende Betriebszustände abgefragt : Lastumschalterposition gerade (K13 aktiv, K14 inaktiv) Laufrichtung rechts (K2 aktiv, K1 inaktiv, S24 aktiv, S23 inaktiv) Lastumschalterposition gerade (K13 aktiv, K14 inaktiv) Laufrichtung links (K1 aktiv, K2 inaktiv, S23 aktiv, S24 inaktiv) Lastumschalterposition ungerade (K14 aktiv, K13 inaktiv) Laufrichtung rechts (K2 aktiv, K1 inaktiv, S23 aktiv, S24 inaktiv) Lastumschalterposition ungerade (K14 aktiv, K13 inaktiv) Laufrichtung links (K1 aktiv, K2 inaktiv, S24 aktiv, S23 inaktiv).

Damit sind nach den Regeln der Permutation alle möglichen Betriebszustände, von denen jeweils einer vorliegt, abfragbar. Die Abfrage selbst erfolgt durch die elektrische Verschaltung der eben erwähnten Meldekontakte. Sie wirken direkt auf den Motorschutzschalter Q1 (Drehrichtungsüberwachung) bzw. die Motorschütze K1, K2 (Wiederanlaufeinrichtung).

Nachfolgend sollen die Schaltabläufe an Hand des in Figur 4 gezeigten Schaltbildes noch einmal detailliert erläutert werden. Die Steuerung selbst funktioniert dabei nach dem Prinzip der Schrittschaltung und erfüllt die Anforderungen der IEC 60214. Die beiden Motorschütze K1, K2 steuern den Motor in jeweils unterschiedliche Drehrichtung an, der Motorschutzschalter Q1 schützt diesen Motor vor Überlastung und verfügt über eine Auslösespule zur Abschaltung. Alle nachfolgend verwendeten Gradangaben beziehen sich wiederum auf einen vollständigen Drehwinkel von 360 Grad je Umschaltung. a) Lastumschalterposition ungerade, Ansteuerung rechts Der Lastumschalter steht in Position ungerade, S71 betätigt, K14 angezogen und S23 betätigt. Nach Ansteuerung des Motorschützes K2 läuft der Motor MI in Laufrichtung"rechts"an. Nach 25 Grad hat der Nockenschalter für die Entklinkungsüberwachung die Position erreicht, die er in der gesamten Überprüfungsphase (35 Grad... 325 Grad) behält. Ausgehend von Figur 2 ändern sich in diesem Fall die Zustände nicht ; S23 bleibt betätigt, S24 nicht betätigt. Der Nockenschalter S13 (Figur 3) wird nach 35 Grad betätigt und aktiviert die Überprüfungs-und Wiederanlaufphase.

Über den Nockenschalter S13 (aktiviert), den Öffner des Hilfsschütz K13 (nicht aktiviert) zur Vervielfältigung der Positionsmeldung des Lastumschalters, wird am Nockenschalter S24 (nicht aktiviert) Spannung angelegt. Ist auf Grund der richtigen Drehrichtung S24 nicht aktiviert, wird Spannung an die Spule des Motorschützes für Laufrichtung"rechts"K2 gelegt ; der Wiederanlauf ist bis zum Abfallen des Nockenschalters S13 gewährleistet. Ist S24, z. B. auf Grund eines falschen Drehfeldes an den Anschlussklemmen, aktiviert, wird mit Aufschalten des Nockenschalters S13 der Motorschutzschalter Q1 über den Hilfskontakt des Motorschützes K2 : 53-54 ausgelöst. b) Lastumschalterposition ungerade, Ansteuerung links Der Lastumschalter steht in Position ungerade, S71 betätigt, K14 angezogen und S23 betätigt. Nach Ansteuerung des Motorschützes K1 läuft der Motor M1 in Laufrichtung"links"an. Nach 25 Grad hat der Nockenschalter für die Entklinkungsüberwachung die Position erreicht, die er in der gesamten Überprüfungsphase (35 Grad... 325 Grad) behält. Ausgehend von Figur 2 wird S24 betätigt ; S23 fällt zurück. Der Nockenschalter S13 (Figur 3) wird nach 35 Grad betätigt und aktiviert die Überprüfungs- und Wiederanlaufphase.

Über den Nockenschalter S13 (aktiviert), den Öffner des Hilfsschütz K13 (nicht aktiviert) zur Vervielfältigung der Positionsmeldung des Lastumschalters, wird am Nockenschalter S24 (aktiviert) Spannung angelegt. Ist auf Grund der richtigen Drehrichtung S24 aktiviert, wird Spannung an die Spule des Motorschützes für Laufrichtung"iinks"K1 gelegt ; der Wiederanlauf ist bis zum Abfallen des Nockenschalters S13 gewährleistet. ist S24, z. B. auf Grund eines falschen Drehfeldes an den Anschlussklemmen, nicht aktiviert, wird mit Aufschalten des Nockenschalters S13 der Motorschutzschalter Q1 über den Hilfskontakt des Motorschützes K1 : 53-54 ausgelöst. c) Lastumschalterposition gerade, Ansteuerung rechts Der Lastumschalter steht in Position gerade, S70 betätigt, K13 angezogen und S24 betätigt. Nach Ansteuerung des Motorschützes K2 läuft der Motor MI in Laufrichtung"rechts"an. Nach 25 Grad hat der Nockenschalter für die Entklinkungsüberwachung die Position erreicht, die er in der gesamten Überprüfungsphase (35 Grad... 325 Grad) behält. Ausgehend von Figur 2 ändern sich in diesem Fall die Zustände nicht ; S24 bleibt betätigt, S23 nicht betätigt. Der Nockenschalter S13 (Figur 3) wird nach 35 Grad betätigt und aktiviert die Überprüfungs-und Wiederanlaufphase.

Über den Nockenschalter S13 (aktiviert), den Öffner des Hilfsschütz K14 (nicht aktiviert) zur Vervielfältigung der Positionsmeldung des Lastumschalters, wird am Nockenschalter S23 (aktiviert) Spannung angelegt, Ist auf Grund der richtigen Drehrichtung S23 nicht aktiviert, wird Spannung an die Spule des Motorschützes für Laufrichtung"links"K2 gelegt ; der Wiederanlauf ist bis zum Abfallen des Nockenschalters S13 gewährleistet. Ist S23, z. B. auf Grund eines falschen Drehfeldes an den Anschlussklemmen, aktiviert, wird mit Aufschalten des Nockenschalters S13 der Motorschutzschalter Q1 über den Hilfskontakt des Motorschützes K2 : 53-54 ausgelöst. d) Lastumschalterposition gerade, Ansteuerung links Der Lastumschalter steht in Position gerade, S70 betätigt, K13 angezogen und S24 betätigt. Nach Ansteuerung des Motorschützes K1 läuft der Motor M1 in Laufrichtung"rechts"an. Nach 25 Grad hat der Nockenschalter für die Entklinkungsüberwachung die Position erreicht, die er in der gesamten Überprüfungsphase (35 Grad... 325 Grad) behält. Ausgehend von Figur 2 wird S23 betätigt, S24 fällt zurück. Der Nockenschalter S13 (Figur 3) wird nach 35 Grad betätigt und aktiviert die Überprüfungs- und Wiederanlaufphase.

Über den Nockenschalter S13 (aktiviert), den Öffner des Hilfsschütz K14 (nicht aktiviert) zur Vervielfältigung der Positionsmeldung des Lastumschalters, wird am Nockenschalter S23 (aktiviert) Spannung angelegt. Ist auf Grund der richtigen Drehrichtung S23 aktiviert, wird Spannung an die Spule des Motorschützes für die Laufrichtung"links"K1 gelegt ; der Wiederanlauf ist bis zum Abfallen des Nockenschalters S13 gewährleistet, ist S23, z. B. auf Grund eines falschen Drehfeldes an den Anschlussklemmen, nicht aktiviert, wird mit Aufschalten des Nockenschalters S13 der Motorschutzschalter Q1 über den Hilfskontakt des Motorschützes K1 : 53-54 ausgelöst.

Fehler in der Überwachungs-und Wiederanlaufeinrichtung werden, da alle Kontakte der Nockenschalter S23 und S24 angeschlossen sind, automatisch erkannt und führen zu einer Auslösung des Motorschutzschalters Q1. Liegt ein Fehler in der Erkennung der jeweiligen Position des Lastumschalters vor, sind entweder beide Überwachungskreise elektrisch aktiv oder inaktiv ; beides führt zu einer Auslösung des Motorschutzschalters Q1.