CN101226845B

CN101226845B - 触头驱动装置

Info

Publication number: CN101226845B
Application number: CN2007101969243A
Authority: CN
Inventors: H·洛尔伯格; J·埃格斯
Original assignee: ABB T&D Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2027-12-06
Also published as: EP1930928A2; US7652221B2; US20090020508A1; EP1930928A3; ATE540419T1; EP1930928B1; DE102006058042A1; CN101226845A

Abstract

本发明涉及一种触头驱动装置，用于在高压开关设备内移动至少一个触头，具有触头驱动器和辅助开关，该辅助开关具有至少两个辅助触头。触头驱动器与所述至少一个触头并与第一辅助触头共同工作。此外，与所述触头驱动器在功能上并联连接有延迟驱动器；该延迟驱动器与第二辅助触头共同工作；第一和第二辅助触头电串联连接；此外，延迟驱动器具有阻尼元件；相比于利用触头驱动器的开关操作的时间间隔，利用所述阻尼元件延长了开关操作的时间间隔。

Description

触头驱动装置

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的触头驱动装置，用于在高压开关设备中移动至少一个触头。

背景技术

高压开关设备，特别是气体绝缘高压开关设备(GIS)，是通常已知的，在约7.2kv到800kv的电压范围内已使用很多年。GIS通常以模块技术进行构造。设备部件如母线、隔离开关、断路开关、转换器必要时带电缆密封盒和连接元件，构成为气密封装的模块。六氟化硫(SF₆)是通常使用的隔离气体，但其它气体也可以使用。

这样的高压开关设备中也需要驱动器，其例如在分离器、开关等中移动电触头，以此保证此类***的正确操作。为此目的，还可以使用流体机械式(hydromechanisch)的驱动器，用于在不同的开关顺序中实现电触头的移动。这些开关顺序之一是所谓的开闭切换操作(CO-Schaltung)，它包括将开关闭合并紧接着重新打开。这种开关顺序在驱动侧是通过辅助开关实现的，该辅助开关通常有多个触头，它们取决于开关的驱动位置进行开或关。在开闭切换操作中，打开信号在开关闭合时就已给出，而相应的电路仍通过辅助开关保持中断，直到驱动器几乎到达闭合位置。进行控制的驱动器为实现开关顺序所必需的时间间隔对一些开关设备来说太小了，根本达不到闭合位置，并与打开操作重叠，使得开关整体上不能正确地闭合。

发明内容

从现有技术出发，本发明的目的是提供一种触头驱动装置，其确保可以正确地实施确定的开关顺序，特别是开闭切换操作。

此目的通过具有权利要求1所述特征的触头驱动装置得以解决，其用于在前面所述类型的高压开关设备中移动至少一个触头。

因此按照本发明，前面所述类型的触头驱动装置的特征在于，与所述触头驱动器在功能上并联连接有延迟驱动器；该延迟驱动器与第二辅助触头共同工作；所述第一和第二辅助触头电串联连接；所述延迟驱动器具有阻尼元件；并且相比于利用触头驱动器的开关操作的时间间隔，利用所述阻尼元件延长了开关操作的时间间隔。

按照本发明的装置的优点在于，由于延迟驱动器与触头驱动器的并联连接，实现了开关过程的延迟，且无需直接介入触头驱动器本身。这样直接对触头的开关操作的速度进行介入例如可能是相应的电或电子控制，它通常因为安全原因不被接受。延迟驱动器的并联连接避免了这种直接介入，同时通过阻尼元件提供一种可能性，即将直到两个辅助触头都闭合为止的时间间隔以特别简单的方式匹配于预先规定的值。利用这种延迟的开关，任何期望的开关顺序能够没有任何问题地实现。

延迟驱动器可以构成为电的或气动的驱动器。但当触头驱动器是流体机械式的驱动器时，会产生特别的优点。

触头驱动器通常也是流体机械式的驱动器，按本发明的方式，延迟驱动器的后续安装或触头驱动装置的构造都是特别容易的。用于触头驱动器的现有液压***也能以特别容易的方式用于延迟驱动器。

本发明主题中的特别紧凑的构造，可通过使用差动活塞缸作为液压驱动器来实现。

有利地是，液压延迟驱动器还包括液压阻尼元件，其特征在于，该阻尼元件在预定的阻尼容积(Daempfungsvolumen)中具有不取决于控制介质的预定的流体阻尼介质量；节流板分配所述预定的容积；并且在激活状况下，阻尼介质通过此节流板从阻尼容积的一部分进入到另一部分中。

这样，不需要控制介质用于延迟驱动器的阻尼功能，而只是用于其控制。

本发明内容的其它有利方案由从属权利要求给出。

附图说明

借助于附图中描述的本发明的实施例，详细说明本发明和本发明的有利方案，并描述了其优点。其中：

图1延迟电路的原理草图；

图2触头驱动装置的示意图。

具体实施方式

图1示出了带有辅助开关12的电路图10，所述辅助开关具有第一辅助触头14和第二辅助触头16。此外，还示出了触头驱动器18，其一方面连接到第一辅助触头14，另一方面对一个高压开关的电触头进行驱动，但该电触头在此附图中未示出。在所示的实施例中，触头驱动器18是一个流体机械式的驱动器，其示出为用于触头驱动器18的缸体活塞装置。触头驱动器18通过控制压力管路20来供应控制介质Z，同时将控制介质Z、特别是控制油通过疏排管路22流回到此处未详细示出的控制介质回路中。

图1显示了在开启位置的两个辅助触头14、16。例如如果现在进行控制将触头驱动器18闭合，于是通过触头驱动器18和第一辅助触头14之间的连接，保证第一辅助触头也是闭合的。尽管这样，第二辅助触头16依然打开着，以致从辅助开关12的信号发出侧24到信号接受侧26的信号流仍得不到保证。也就是说，第二辅助触头16是单独控制的，例如电动地或气动地控制，因此它能独立于触头驱动器18进行闭合。这是通过阻尼元件实现的，其例如可以是电的、气动的、也可以是液压的。在该附图中没有示出更详细的构造。

图2是延迟驱动器30的示意图，它构造为液压的驱动器，并作用在第二辅助开关34的延迟触头32上。此外，在第二辅助开关34中还示出了辅助开关触头36，其通过一个液压的触头驱动器进行操作，但这在此附图中未做更详细地示出。在所选的实施例中，通过脱扣线圈38把信号带到第二辅助开关34中。仅当辅助开关触头36和延迟触头32都处于闭合位置时，信号才到达第二辅助开关34的输出侧40上。两个触头32、36在附图中都处于打开位置。

延迟驱动器30具有活塞42，该活塞在壳体44中导引。在所选的实施例中，活塞42构造为圆柱形，并在第一端面46上借助于第一管路48被供应有控制油X。活塞42借助于第一密封件50与壳体44密封，通过该密封件，防止控制油X沿着活塞42的外表面到达活塞42的第二端面52上。在第二端面52上设置有脱扣元件54，其作用在延迟触头32上。如果第一管路48中的控制油压力上升，则活塞42和连同该活塞的脱扣元件54向延迟触头32的方向移动，该延迟触头在一定时间后从其打开位置移到闭合位置。为此所需的时间取决于脱扣元件直至其将延迟触头32闭合所经历的路径，还取决于第一端面46上的控制油压力与阻尼容积56中第二端面52上的阻尼油压力之间的压力差。在阻尼容积56中，活塞42的确定圆柱体部段58相应于存在的压力比来回移动，其中圆柱体部段58有比活塞42的剩余部分更大的直径。以这种方式，在圆柱体部段58的与第二端面52相背离的侧面上形成环形的在端侧的表面区域60，在该表面区域上连接有第二管路62。此管路的另一端连接到第二端面52侧面上的阻尼容积56上。以这种方式，阻尼容积56里的阻尼油通过第二管路62，将圆柱体部段58的一端面与另一端面连通。在第二管路62中设置有节流板64。此节流板64的任务是，当活塞在一个方向或另一方向上运动时，限制通过第二管路62的流量，并由引建立确定的压力。节流板直径的尺寸决定了阻尼容积从圆柱体部段58的一个端侧到达另一端侧的速度或压力。以这种方式，延迟驱动器30的阻尼能够以特别简单的方式通过对节流板的相应选择来进行调整。所示的延迟驱动器利用了差动活塞原理。

影响活塞42的阻尼特性和工作速度的另一可能性是阻尼油压力的压力变化。为此，第三管路66连接到第二管路62中，其中借助于此第三管路66，要么使阻尼油P的压力上升，使得活塞42的工作速度变慢；要么使该压力下降，导致活塞42的工作速度变快。于是活塞42的阻尼特性或工作速度能这样以特别简单的方式进行改变。

延迟时间，是指延迟触头32从其打开位置到达其闭合位置所需的时间间隔，影响延迟时间的额外因素在于，对朝着延迟触头32的方向的活塞运动进行限制或扩展。为此目的，连杆68连接到活塞42的第一端面46上，并再次通过第二密封件70与壳体44密封，防止控制油X溢出。调整机构72作用在连杆68的自由端面上，然而在此未示出该调整机构的全部细节，在简易的构造方案中，它可以是一个手动可调整的调整机构，例如螺纹件。然而在本发明的构思中，设置有驱动器或其它机构来实现校准。在任何情况下，活塞42的总行程以及从移动开始到产生接触之间的时间都可以通过调整机构72来调节。

特别是直到将延迟触头32闭合为止的调整时间可这样精确调节，即将延迟触头构造为双稳态触头。对于该触头这就意味着，在取决于结构而预定的开关点上，该触头被自动地置于其闭合位置上，因此可特别精确地预先确定出确定的开关点和从属的开关时间。相应地，活塞42的行程可通过调整机构与此开关点相匹配。

应用预先确定的阻尼容积56的另一优点在于，进一步独立于***的工作温度。

用于供应给延迟驱动器的控制油X较少，能轻易地从现有的控制油供应中获得，例如从触头驱动器的控制油供应中获得。原则上，阻尼油的供应也可通过现有的控制油供应来实现。但设置带有单独阻尼油的单独阻尼容积也是有利的，特别是在不要求借助于阻尼油压力进行调整时。以这种方式，也就是说通过节流板64的相应构造，这样控制通过节流板64的阻尼油的体积流量，使得在节流板区域内的油在所有情况下都位于湍流区域内，并以这种方式可特别精确地计算出节流板上的压力下降。如果在雷诺数太小的情况下，也就是在层流区域内，当通过节流板的体积流量很小时，则节流板直径也就不得不相应选择得很小，因此特别在温度低时，这种结构就可能会产生技术问题。此外，在使用小节流板时，制造公差的影响也较大。

附图中示出的延迟驱动器30具有所谓的双差动活塞作为活塞42。对于这种差动活塞，活塞的作用面积是通过圆柱形活塞42的两个压力作用端面的差值产生的。这样，必需的阻尼容积56可以构造得较小。

直到延迟触头32闭合为止的延迟时间调整的另一可能性是，延迟触头首先进行所谓的空行程。在空行程中，活塞42来回移动一次，但只是以延迟触头32不闭合的方式进行。通过空行程所需的时间，总体上提高了活塞允许的速度，同时还可降低了延迟触头或延迟驱动器的组件制造公差对开关时间点的影响。

Claims

1.触头驱动装置，用于在高压开关设备内移动至少一个触头，具有触头驱动器和辅助开关，该辅助开关具有至少两个辅助触头，其中所述触头驱动器与所述至少一个触头并与第一辅助触头共同工作，其特征在于，与所述触头驱动器在功能上并联连接有延迟驱动器；该延迟驱动器与第二辅助触头共同工作；所述第一和第二辅助触头电串联连接；所述延迟驱动器具有阻尼元件；并且相比于利用触头驱动器的开关操作的时间间隔，利用所述阻尼元件延长了开关操作的时间间隔。

2.按照权利要求1所述的触头驱动装置，其特征在于，所述触头驱动器是流体机械式的驱动器。

3.按照权利要求1或2所述的触头驱动装置，其特征在于，所述延迟驱动器是电的或气动的驱动器。

4.按照权利要求1或2所述的触头驱动装置，其特征在于，所述延迟驱动器是液压的驱动器。

5.按照权利要求4所述的触头驱动装置，其特征在于，所述触头驱动器和延迟驱动器是单独的组件，或者布置在一个部件中。

6.按照权利要求4所述的触头驱动装置，其特征在于，所述触头驱动器和延迟驱动器能够通过同一个控制压力供应装置来控制。

7.按照权利要求4所述的触头驱动装置，其特征在于，所述液压延迟驱动器包括液压的阻尼元件，其中，所述液压的阻尼元件在预定的阻尼容积中具有独立于控制介质的预定的流体阻尼介质量；所述预定的阻尼容积由节流板来分配；并且在激活状况下，所述阻尼介质仅通过此节流板从阻尼容积的一部分进入到另一部分中。

8.按照权利要求1或2所述的触头驱动装置，其特征在于，所述辅助触头是双稳态的触头。

9.按照权利要求1或2所述的触头驱动装置，其特征在于，第二辅助触头的延迟时间是可以调节的。

10.按照权利要求1或2所述的触头驱动装置，其特征在于，所述触头驱动器具有活塞，该活塞构造为差动活塞。

11.按照权利要求4所述的触头驱动装置，其特征在于，所述延迟驱动器构造成带有差动活塞缸。