DE2234812B2 - Hydraulische Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Schalter, insbesondere Hochspannungs-Leistungsschalter, mit einem aus einem Differentialkolben und einem Zylinder bestehenden Antrieb, der über eine Ventileinrichtung mit Druck beaufschlagbar ist und eine Vorrichtung zur Verminderung der Kolbengeschwindigkeit vor Erreichen der einen Endstellung bei Druckentlastung der großflächigen Kolbenseite aufweist.

Hydraulische Betätigungsvorrichtungen für elektrische Schalter, insbesondere Hochspannungs-Leistungsschalter, haben die Aufgabe zu erfüllen, die beweglichen Schaltstücke möglichst schnell und unverzögert in Abhängigkeit vom Steuerkommando zum Ein- oder Ausschalten zu bewegen. Da zum Bewegen der einige Kilogramm wiegenden beweglichen Schaltstücke für moderne, schnelle Hochspannungs-Leistungsschalter ein Arbeitsvermögen für den Antrieb von mehreren Kilopondmetern bzw. daj erforderlich ist, müssen die Differentialkolben von hydraulischen Betätigungsvorrichtungen von ihrer einen in ihre andere Endstellung mit erheblicher Beschleunigung überführt werden. Um ein für das elektrische Schaltvprmögen schädliches Rückprellen zu vermeiden, müssen di~ Kolbenbewegungen in geeigneter Weise kurzhübig abgebremst werden.

Es ist bekannt, den Differentialkolben mit einer Verzögerungseinrichtung zu versehen, die kurz vor Erreichen der Endstellung wirksam wird. Dabei wird ein mit dem Differentialkolben verbundener Hilfskolben in eine Bohrung eingeführt, die über definierte Abströmöffnungen die Abströmgeschwindigkeit des von dem Hilfskolben komprimierten Zylinderinhalts der Bohrung im Sinne einer Abbremsung des Kolbens beeinflußt.

Die bekannten Einrichtungen weisen den Nachteil auf, daß nicht nur die Geschwindigkeit des Differentialkolbens vor Erreichen der Endstellung wie gewollt verringert gedämpft wird, sondern daß auch die Anfahrbewegung durch den Hilfskolben zunächst behindert ist, was zu verlängerten Umsteuerzeiten (Schaltzeiten) führt.

Zur Beseitigung dieses Mangels ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Differentialkolben mit einem Hilfskolben der Verzögerungseinrichtung verbunden ist, der kur^ vor Erreichen der Endstellung in eine auf der grcßflächigen Kolbenseite angeordnete. Druckmit tel führende Bohrung des Antriebszylinders eingreift, daß das dadurch im Antriebskolben eingeschlossene Druckmittel durch einen eine Drosselstelle aufweisenden Nebenweg abgeführt wird und daß diesem ersten Nebenweg ein von der Ventileinrichtung gesteuerter zweiter Nebenweg parallel geschaltet ist. Damit ist die Möglichkeit "geben, die Ventileinrichtung zur Gieuerung des Antriebes als Umsteuerventil (Dreiwegeventil) auszubilden, das neben einem Ein- und Auslaßventilkörper für den Antrieb einen Schieberkörper aufweis', der den zweiten Nebenweg gleichsinnig mit dem Einlaßventilkörper öffnet und schließt. Auf diese Weise kann bei der Anfahrbewegung, d. h. wenn der Einlaßventilkörper geöffnet wird, Druckmittel ungehindert unter Umgehung der Verzögerungseinrichtung in den Antriebszylinderraum gelangen, so daß die Anfahrbewegung unbeeinflußt von der Verzögerungseinrichtung verlaufen kann.

Vorteilhaft besteht die Ventileinrichtung aus einem mit Druckmittel beaufschlagten Differentialkolben und einem Zylinder, der mit dem Antriebszylinder zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist. Auf diese Weise lassen sich lange Rohrleitungen zur Führung des Druckmittels vermeiden, so daß Druckverluste vermieden und die Eigenzeiten der Umsteuerung des Antriebes verringert werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der hydraulischen Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung ist der erste Nebenweg im Querschnitt einstellbar, wobei das Einstellorgan für diesen Nebenweg eine Schraube sein kann.

Durch Anwendung der Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, in Nähe der Endlage eine wirksame Ausschaltverzögerung für den Differentialkolben zu schaffen und dennoch eine hohe Anfahrgeschwindigkeit zu gewährleisten.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen wie folgt erläutert. In

F i g. \ ist eine hydraulische Betätigungsvorrichtung schematisch für einen Hochspannungs-Leistungsschalter in seiner Ausschaltstellung dargestellt; die

F i g. 2 zeigt die hydraulische Betätigungsvorrichtung nach F i g. 1 in der Einschaltstellung des elektrischen Schalters.

In F i g. 1 ist ein elektrischer Leistungsschalter 1 dargestellt, der ζ. B. als Blaskolbenschalter mit Schwefelhexafluorid als Löschmittel ausgebildet sein kann und bei einer Spannung von HO kV od^r mehr eine Schaltleistung von 5GVA aufweist. Der Schalter wird von einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung 2 betätigt die einen aus einem Differentialkolben 3 und einem Zylinder 4 bestehenden Antrieb 5 aufweist Der Antrieb 5 ist über eine Ventileinrichtung 6 mit Druck beaufschlagbar. Die Druckflüssigkeit wird einem Speicher 7 entnommen, in dem mittels einer Pumpe ein vorgegebener Druck aufrechterhalten wird. Der Differentialkolben des Antriebes 5 ist über eine Kolbenstange 8 mit dem beweglichen Schaltstück des Schalters 1 geicoppelt.

Die Druckflüssigkeit wird aus dem Speicher 7 über «ine Leitung 9 dem Zylinder 4 des Antriebes zugeführt lind speist eine Leitung 11, die zur Ventileinrichtung 6 führt. Die Ventileinrichtung 6 besteht aus einem Differentialkolben 10, der mit einem Einlaßventilkörper 12 und einem Auslaßventilkörper 13 starr verbunden ist. Die Ein- und Auslaßventilkörper 12 und 13 sitzen auf gegenüberliegenden Seiten einer Stange 14, die beide fest miteinander verbindet. Die Ventileinrichtung 6 ist als Umsteuerventil (Dreiwegeventil) ausgebildet. Der Differentialkolben 3 ist mit einem zapfenartigen Hilfskolben 15 verbunden, der in eine Zylinderboh· ung 16 eingreift. Die der großflächigen Seite 17 des Differentialkolbens 3 zugehörige Stirnfläche 18 des Zylinders 4 weist ferner eine Bohrung 19 auf, die einen ersten Nebenweg mit einer Drosselstelle 20 bildet, dessen Ausgang 21 mit dem der Zylinderbohrung 16 in den zwisehen dem Ein- und Auslaßventilsitz gebildeten Raum 22 mündet. Ferner führt von der Stirnseite 18 des Zylinders 4 ein zweiter Nebenweg 23 in den Raum 22. Die Mündung 24 des zweiten Nebenweges ist von einem Schieberkörper 25, der auf der Stange 16 fest angeord net ist, steuerbar. Dieser Schieberkörper 24 wird gleichsinnig mit dem Einlaßventilkörper 12 betätigt, d. h. er öffnet den Nebenweg 23, wenn das Einlaßventil 12 öffnet und versperrt den Nebenweg 23, wenn das Auslaßventil 13 öffent und das Einlaßventil 12 schließt

Die Wirkungsweise der hydraulischen Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung ergibt sich wie folgt:

Zur Umsteuerung des Antriebes 5 aus der in F i g. 2 ersichtlichen Position in die Ausschaltlage des elektrischen Schalters 1 wird die zum Differentialkolbtn 10 führende Leitung 10a von Druck entlastet Der Differentialkolben 10 nimmt darauf die aus F i g. 1 ersichtliche Lage ein, so daß das Einlaßventil 12 geschlossen wird. Gleichzeitig wird der Schieberkörper 25 vor die Mündung 24 des zweiten Nebenweges 23 geschoben. Das aus dem Speicher 7 über die Leitung 9 in den Zylinder 4 gelieferte Druckmittel wirkt auf die kleinflächige Seite 17a des Differentialkolbens 3 ein und bewegt diesen nach unten. Im Verlauf seiner Bewegung gelangt der zapfenartige Hilfskolben 15 in die Bohrung 16 und schließt damit ein Druckmittelvolumen zwischen dem Zylinder und dem Kolben ein, das nur noch über den Nebenweg 19, dessen Querschnitt einstellbar ist abströmen kann. Die Abströmung während der gesamten Kolbenbewegung erfolgt über das Auslaßventil 13 und eine Leitung 26, die mit einem Niederdruckbehälter 27 für Druckmittel verbunden ist. Auf diese Weise ist die Ausschaltbewegung des Differentialkolbens 3 kurz vor Erreichen der Endstellung wirkungsvoll verzögert.

Wird aus dieser der F i g. 1 entnehmbaren Lage der Differentialkolben 10 wiederum umgesteuert durch eine Druckbeaufschlagung über die Steuerleitung tOa, so wird durch das öffnen des Einlaßventilkörpers 12 Druckmittel aus dem Speicher 7 über die Leitungen 9 und 11 sowohl in die Bohrung 16 als auch über den zweiten Nebenweg 23 zur großflächigen Seite 17 des Differentialkolbens 3 geleitet. Auf diese Weise ist die Wirkung der Verzögerungseinrichtung 19, 20 unwirksam gemacht, d. h. die Anfahrbewegung verläuft unbeeinflußt von dieser Verzögerungseinrichtung.

Wie die F i g. 1 und 2 erkennen lassen, ist die Ventileinrichtung 6 aus einem mit Druckmittel beaufschlagbaren Differentialkolben 10 und einem Zylinder 106 aufgebaut, der mit dem Antriebszylinder 4 zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist. Auf diese Weise ist es möglich, die wesentlichen Druckmittet führenden Leitungen und Bohrungen zur Umsteuerung des Antriebes 5 in einem Bauteil zu vereinigen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Schalter, insbesondere Hochspannungs-Leistungsschalter, mit einem aus einem Differentialkolben und einem Zylinder bestehenden Antrieb, der über eine Ventileinrichtung mit Druck beaufschlagbar ist und eine Dämpfungseinrichtung zur Verminderung der Kolbengeschwindigkeit vor Erreichen der einen Endstellung bei Drcckentla stung der großflächigen Kolbenseite aufweist, d a durch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben (3) mit einem Hilfskolben (15) der Verzögerungseinrichtung verbunden ist, der kurz vor Erreichen der Endstellung in eine auf der großflächigen Kolbenseite (17) angeordnete. Druckmittel führende Bohrung (16) des Antriebszylinders (4) eingreift und das dadurch im Antriebszylinder (4) eingeschlossene Druckmittel durch einen eine Drosseistelle (20) aufweisenden Nebenweg (19) abgeführt wird und daß diesem ersten Nebenweg (19) ein von der Ventileinrichtung (6) gesteuerter zweiter Nebenweg (23) parallel geschaltet ist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (6) als Umsteuerventil (Dreiwegeventil) ausgebildet ist, das einen Ein- (12) und Auslaßventilkörper (13) für den Antrieb (5) und einen Schieberkörper (25) aufweist, der den zweiten Nebenweg (23) gleichsinnig mit dem Einlaßventilkörper (12) öffnet und schließt.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (6) aus einem mit Druckmittel beaufschlagbaren Differentialkolben (10) und einem Zylinder (10b) besteht, der mit dem Antriebsi.ylinder (4) zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Nebenweg (19) im Querschnitt einstellbar ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellorgan für den ersten Nebenweg (19) eine Schraube (20) ist.

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