DE1690130C3

DE1690130C3 - Hydraulischer Antrieb für elektrische Leistungsschalter

Info

Publication number: DE1690130C3
Application number: DE1968S0113690
Authority: DE
Inventors: Gerhard 1000 Berlin Thuerk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-01-12
Filing date: 1968-01-12
Publication date: 1979-02-15
Also published as: FR2000199A1; DE1690130B2; CH485313A; DE1690130A1

Description

Es ist bekannt, elektrische Leistungsschalter hydraulisch zu betätigen. Zu diesem Zweck kann man, wie z. B. in der deutschen Auslegeschrift 1171 057 angegeben ist, einen Differentialkolben verwenden, der zum Einschalten auf der größeren und zum Ausschalten auf der kleineren Kolbenfläche beaufschlagt wird.

Nach der genannten Auslegeschrift wird der Antrieb von zwei getrennten Hydraulikspeichern ausgerüstet. Von diesen steht der eine ständig in ventilloser freier Verbindung mit dem de. kleineren Kolbenfläche zugeordneten Teil des Antriebszylinders. Der andere Teil wird wahlweise mit dem anderen Hydraulikspeicher in Verbindung gebracht. Hierzu kommt man mit einem einzigen Ventil aus.

Ziel der Erfindung ist ebenfalls ein hydraulischer Antrieb, der mit nur einem Ventil geschaltet werden kann. Im Gegensatz zum Bekannten ist der hydraulische Antrieb für elektrische Leistungsschalter mit einem Antriebszylinder und einem darin enthaltenen Differentialkolben, der zum Einschalten auf der größeren und zum Ausschalten auf der kleineren Kolbenfläche beaufschlagbar ist, wobei der der kleineren Kolbenfläche zugeordnete Teil des Anlriebs7ylinders mit einem als Energiequelle dienenden Hydraulikspeicher in ventilloser freier Verbindung steht und die größere Kolbenfläche über ein Ventil beaufschlagbar ist, welches beim Ausschaltvorgang den zugeordneten Teil des Antriebszylinders mit einer Entleerungsleitung verbindet, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine Klinke so angeordnet und gesteuert ist, daß allein sie den Kolben in der Einschaltstellung gegen die Kraft der ständig beaufschlagten kleinen Kolbenfläche hält, und das Ventil in der Einschaltstellung seine Ruhelage einnimmt, in der es den zugeordneten Teil des Antriebszylinders mit der Entleerungsleitung verbindet. Beim Schalter nach der Erfindung ist die Ausschaltbereitschaft wie bei dem bekannten Schalter durch einen ständig wirksamen Speicher gewährleistet Der zweite Speicher ist jedoch durch die als Bauelement, insbesondere zum Halten von Ausschaltfedern, seit langem bewährte Klinke ersetzt. Dies ermöglicht eine Einsparung, die insbesondere im Hinblick auf die Wartung vorteilhaft ist Man braucht zum Ausschalten nur eine Klinke zu lösen und erhält dadurch eine kurze Ausschaltzeit.

Es ist zwar allgemein bekannt (vgl. DE-AS 11 56 148 bzw. AT-PS 2 53 037), hydraulisch oder pneumatisch betätigte Kolben durch Klinken in einer Stellung festzuhalten. Die bekannte hydraulische Entriegelungsvorrichtung erfordert jedoch aufwendigere Steuerungsmittel; über die Steuerung der pneumatisch betätigten Klinke beim Schnellerer gemäß der AT-PS 2 53 037 ist dem Stand der Technik nichts zu entnehmen.
Zum Einschalten wird das Ventil umgesteuert. Die hierfür gegebenenfalls erforderliche etwas längere Zeit spielt im allgemeinen keine Rolle, da auch bei schnell aufeinanderfolgenden Schaltungen für Kurzunterbrechung (Aus—Ein—Aus) im Vergleich zu einer sofortigen Ausschaltung genügend Zeit zur Betätigung des Ventils zur Verfugung steht

Zur Steuerung der Schaltbewegung kann man zwischen dem Ventil und dem Antriebszylinder eine vorzugsweise stellbare Drossel anordnen. Man kann sich dann der gewünschten Schaltbewegung in der einen

■»5 Richtung mit Hilfe des Speicherdruckes, in der anderen Richtung dagegen durch die genannte Drossel anpassen. Zweckmäßig ist es dabei, der Drossel ein Rückschlagventil zum unbehinderten Entleeren des Antriebszylinders parallel zu schalten.

Die Erfindung bietet besondere Vorteile für Schalter, bei denen mehrere mechanisch nicht gekoppelte Schaltstellen, z. B. mehrere Schalterpole, aber auch mehrere in Reihe liegende Schaltstellen eines Poles bei Mehrfachunterbrechung, synchron schalten sollen.

Hierbei kann man jeder Schaltstelle einen eigenen Antriebszylinder zuordnen, wenn man im Rahmen einer weiteren Ausbildung der Erfindung so vorgeht, daß für alle Antriebszylinder ein gemeinsamer Hydraulikspeicher als Energiequelle vorgesehen ist, der mit dem der kleineren Kolbenfläche zugeordneten Teil des Antriebszylinders in ventilloser, freier Verbindung steht und den der größeren Kolbenfläche zugeordneten Teil über ein einziges, allen Antriebszylindern gemeinsames Ventil speist, und daß die Klinken aller Antriebszylinder mit einer synchron arbeitenden Einrichtung lösbar sind. Besonders wesentlich ist hierbei, daß die unter Umständen unterschiedlichen langen Leitungen zwischen dem Ventil und den einzelnen Antriebszylindern

in der Einschaltstellung unter Druck stehen. Deshalb können sich die druckabhängigen Kompressionserscheinungen des Öls nicht mehr bemerkbar machen. Die Schaltbewegung aller Pole ist vielmehr allen; durch den gleichmäßigen Kolbenhub gegeben. Ferner kann man auf diese Weise mit einem einzigen Ventil eine einpolige oder eine allpolige Kurzunterbrechungsschaltung ausführen, je nachdem, ob man nur eine oder alle der den Antriebszylindern eines Schalters zugeordneten Klinken löst

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben.

Von einem elektrischen Leistungsschalter für Hochspannung, beispielsweise einem ölarmen 110-kV-Schalter, ist der Übersichtlichkeit halber nur ein beweglicher Schaltstift 1 dargestellt, der in der Figur die Ausschaltsteliung einnimmt In der Einschaltstellung überträgt der Schaltstift 1 den Strom von einem nicht gezeichneten feststehenden Schaltstück zu einem Gleitschaltstück 2, so daß der Stromkreis durch den Schalter geschlossen ist.

Der Schaltstift 1 wird von einem als Ganzes mit 3 bezeichneten hydraulischen Antrieb in Richtung des Pfeiles 4 ein- und ausgeschaltet. Der hydraulische Antrieb 3 ist mithin doppeltwirkend. Er umfaßt einen Antriebszylinder 6, der einen Antriebskolben 7 e ithält. Der Kolben 7 ist mit dem Schaltstift 1 über eine Stange 8 verbunden, die aus dem Zylinder 6 so herausführt. Dadurch entsteht ein Differentialkolben. Seine kleinere Kolbenfläche ist mit 9, die größere mit 10 bezeichnet.

Als Energiequelle des Antriebs dient ein Hydraulikspeicher 12. Der Speicher kann in bekannter Weise als Blasen- oder Kolbenspeicher ausgeführt sein. Er wird von einer Pumpe 13 gefüllt, die von einem nicht dargestellten Antrieb über eine Kupplung 14 in Gang gesetzt wird. Die Pumpe 13 fördert über ein Rückschlagventil 15 in die zum Speicher 12 führende Leitung 16.

An die Leitung 16 ist der der Kolbenfläche 9 zugekehrte Teil des Zylinders 6 unmittelbar, d. h. ohne zwischengeschaltete Ventile, Drosseln od. dgl., angeschlossen. Der Leitungsanschluß ist bei 18 zu sehen. Eine damit in Verbindung stehende Leitung 19 führt zu weiteren, nicht dargestellten Antriebszylindern für benachbarte Pole des gleichen Schalters.

Mit der Leitung 16 steht ferner ein Ventil 22 in Verbindung. Das Ventil 22 nimmt unter der Wirkung seiner Feder 23 die aus der Figur ersichtliche Ruhestellung ein. In die Arbeitsstellung wird das Ventil 22 durch Erregen einer Magnetspule 24 gebracht. Hierbei verbindet es die Leitung 16 mit dem der größeren Kolbenfläche zugekehrten Teil des Antriebszylinders 6. Die Verbindungsleitung 26 enthält eine Drossel 27. Parallel zur Drossel liegt ein Rückschlagventil 28. Die zwischen Ventil 22 und Drossel 27 angeschlossene Leitung 30 führt wiederum zu benachbarten Polen des gleichen Schalters.

Die Stelle, an der die Antriebsstange 8 durch die Wand des Antriebszylinders 6 geführt ist, ist mit mehreren Dichtungen versehen, wie die Figur deutlich erkennen läßt Zwischen den Dichtungen ist eine Ringnut 32 angeordnet, die über eine Leitung 33 mit einem Sumpf 34 verbunden ist. Dadurch ist sichergestellt, daß keine Leckverluste des Öls auftreten, weil austretendes öl in den Sumpf zurückgeführt wird und somit im ölkreislauf verbleibt In den Sumpf 34 führt auch die Entleerungsleitung 35, an die der untere Teil

ίο des Antriebszylinders 6 in der Ruhestellung des Ventils 22 angeschlossen ist

Dem Schaltstift 1 ist beim Ausführungsbeispiel eine als Ganzes mit 37 bezeichnete Klinke zugeordnet Die Klinke besteht aus einem bei 38 schwenkbar gelagerten Hebel 39 mit einer Sperrnase 40, die in der Einschaltstellung hinter einen konischen Absatz 41 des Schaltstiftes 1 einfällt. Der Hebel 39 wird seinerseits von vier im labilen Gleichgewicht befindlichen Kugeln 42 in der Sperrstellung gehalten. Die Kugeln legen sich unter

zo der Wirkung einer über den Kolben 43 auf sie einwirkenden Feder 44 gegen eine Stützfläche 45, so daß sie die Gleichgewichtslage einnehmen, wie an sich bekannt ist. Zum Auslösen werden sie mit Hilfe eines im einzelnen nicht dargestellten Stößels, der von einer Magnetspule 46 betätigt wird, von der Stützfläche 45 abgehoben.

Der Schalter ist in der Ausschaltstellung dargestellt In dieser Stellung wird er durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit gehalten, die auf die kleinere

jo Kolbenfläche 9 einwirkt.

Zum Einschalten wird das Ventil 22 umgesteuert. Durch Erregen der Spule 24 wird die Leitung 16 über die Drossel 27 mit dem der größeren Kolbenfläche 10 zugeordneten Teil des Antriebszylinders 6 verbunden.

Der Schalter schaltet ein, weil ein in Einschaltrichtung wirkender Kraftüberschuß vorliegt, der durch die Fläche der Stange 8 und den Druck der Hydraulikflüssigkeit gegeben ist.

Am Ende des Einschalthubes fällt die Klinke 37 ein.

Das Einfallen der Klinke kann mit einem Meldeschalter erfaßt werden und dazu dienen, das Ventil 22 umzusteuern.

In der Einschalistellung besitzt das Ventil 22 die aus der Figur ersichtliche Ruhestellung. Mithin ist der der

"fj größeren Kolbenfläche zugeordnete Teil des Antriebszylinders 6 drucklos. Das Druckmittel drückt nur auf die kleinere, in Ausschaltrichtung wirkende Kolbenfläche 9. Diese Kraft wird jedoch von der Klinke 37 aufgenommen. Wird diese Klinke gelöst, so bewegt sich der Kolben 7 in die Ausschaltstellung. Über die Stange 8 wird der Schaltstift 1 mitgenommen. Dies erfolgt für alle Schalterpole praktisch gleichzeitig. Die Kompressibilität des Öls spielt keine Rolle, weil der in Ausschaltrichtung wirkende Druck bereits in der Einschaltstellung ansteht. Das gleichzeitige Lösen der Klinken 37 aller Schalterpole kann man z. B. durch einen für alle Magnetspulen 46 gemeinsamen Schalter erreichen, der für eine synchrone Erregung sorgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Antrieb für elektrische Leistungsschalter mit einem Antriebszylinder und einem darin enthaltenen Differentialkolben, der zum Einschalten auf der größeren und zum Ausschalten auf der kleineren Kolbenfläche beaufschlagbar ist, wobei der der kleineren Kolbenfläche zugeordnete Teil des Antriebszylinders mit einem als Energiequelle dienenden Hydraulikspeicher in ventilloser freier Verbindung steht und die größere Kulbenfläche über ein Ventil beaufschlagbar ist, welches beim Ausschaltvorgang den zugeordneten Teil des Antriebszylinders mit einer Entleerungsleitung verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klinke (37) so angeordnet und gesteuert ist, daß allein sie den Kolben (7) in der Einschaltstellung gegen die Kraft der ständig beaufschlagten kleinen Kolbenfläche (9) hält, und das Ventil in der Einschaltstellung seine Ruhelage einnimmt, in der es den zugeordneten Teil des Antriebszylinders mit der Entleerungsleitung (35) verbindet.

2. Antrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise stellbare Drossel (27) zwischen dem Ventil (22) und dem Antriebszylinder (6).

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drossel (27) ein Rückschlagventil (28) zum unbehinderten Entleeren des Antriebszylinders (6) parallel geschaltet ist.

4. Antrieb nach Anspruch 1 oder einem der folgenden für mehrere mechanisch nicht gekoppelte Schaltstellen, insbesondere Schalterpole, die jeweils einen eigenen Antriebszylinder aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Antriebszylinder (6) ein gemeinsamer Hydraulikspeicher (12) als Energiequelle vorgesehen ist, der mit dem der kleineren Kolbenfläche (9) zugeordneten Teil des Antriebszylinders (6) in ventilloser, freier Verbindung steht und den der größeren Kolbenfläche (10) zugeordneten Teil über ein einziges, allen Antriebszylindern (6) gemeinsames Ventil speist, und daß die Klinken (37) aller Antriebszylinder (6) mit einer synchron arbeitenden Einrichtung lösbar sind.