DE2234812B2 - Hydraulic actuator for an electrical switch - Google Patents
Hydraulic actuator for an electrical switchInfo
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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.The invention relates to a hydraulic actuating device for an electrical switch, in particular High-voltage circuit breaker, with one consisting of a differential piston and a cylinder Drive to which pressure can be applied via a valve device and a device for reducing it the piston speed before reaching one end position when the pressure is relieved of the large area Having piston side.
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.Hydraulic actuation devices for electrical switches, in particular high-voltage circuit breakers, have to fulfill the task of moving the moving contact pieces in as quickly and without delay as possible To move depending on the control command to switch on or off. Because to move the some Moving contact pieces weighing kilograms for modern, fast high-voltage circuit breakers a working capacity for the drive of several kilopond meters or daj is required, the Differential pistons of hydraulic actuators from one end position to the other be transferred with considerable acceleration. To a damaging to the electrical switching ability To avoid rebounding, the piston movements must be braked briefly in a suitable manner will.
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. It is known to use the differential piston with a delay device to be provided, which takes effect shortly before reaching the end position. A with The auxiliary piston connected to the differential piston is inserted into a bore through defined outflow openings the outflow velocity of the cylinder contents of the bore compressed by the auxiliary piston influenced in the sense of braking the piston.
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.The known devices have the disadvantage that not only the speed of the differential piston before reaching the end position is dampened reduced as intended, but that the approach movement is initially hindered by the auxiliary piston, which leads to longer reversing times (switching times) leads.
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.To eliminate this deficiency, the invention provides that the differential piston with a Auxiliary piston of the delay device is connected, which shortly before reaching the end position in a the large-area piston side. Druckmit tel leading bore of the drive cylinder engages, that the pressure medium thus enclosed in the drive piston by a throttle point having By-pass is discharged and that this first by-pass is controlled by the valve device second bypass is connected in parallel. This gives the opportunity to use the valve device for casting of the drive as a reversing valve (three-way valve), in addition to an inlet and outlet valve body for the drive a slide body aufweis', the second bypass in the same direction as the inlet valve body opens and closes. In this way, during the approach movement, i. H. when the intake valve body is opened, pressure medium unhindered by bypassing the delay device in the Drive cylinder space arrive so that the starting movement is unaffected by the delay device can run.
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.The valve device advantageously consists of a differential piston acted upon by pressure medium and a cylinder which is combined with the drive cylinder to form a structural unit. Leave that way Avoid long pipelines for guiding the pressure medium, so that pressure losses are avoided and the Own times of reversing the drive can be reduced.
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.In a preferred embodiment of the hydraulic actuating device according to the invention the cross-section of the first bypass is adjustable, the adjusting member for this bypass being a screw can be.
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.By using the invention, there is the possibility of an effective switch-off delay in the vicinity of the end position for the differential piston and still achieve a high starting speed guarantee.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen wie folgt erläutert. InThe invention is explained as follows with reference to the drawings. In
F i g. \ ist eine hydraulische Betätigungsvorrichtung schematisch für einen Hochspannungs-Leistungsschalter in seiner Ausschaltstellung dargestellt; dieF i g. \ A hydraulic actuating device is shown schematically for a high-voltage circuit breaker in its switch-off position; the
F i g. 2 zeigt die hydraulische Betätigungsvorrichtung nach F i g. 1 in der Einschaltstellung des elektrischen Schalters.F i g. 2 shows the hydraulic actuating device according to FIG. 1 in the switch-on position of the electrical Switch.
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. In Fig. 1 shows an electrical circuit breaker 1, the ζ. B. as a piston switch with sulfur hexafluoride can be designed as an extinguishing agent and a switching capacity at a voltage of HO kV or more of 5GVA. The switch is operated by a hydraulic operating device 2 one of a differential piston 3 and a cylinder 4 has existing drive 5. The drive 5 can be subjected to pressure via a valve device 6. The pressure fluid is taken from a memory 7, in which a predetermined Pressure is maintained. The differential piston of the drive 5 is via a piston rod 8 coupled with the movable contact of switch 1.
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 schließtThe pressure fluid is fed from the reservoir 7 via a line 9 to the cylinder 4 of the drive Lind feeds a line 11 which leads to the valve device 6 leads. The valve device 6 consists of a differential piston 10, which is rigidly connected to an inlet valve body 12 and an outlet valve body 13. The inlet and outlet valve bodies 12 and 13 sit on opposite sides of a rod 14, both of which firmly connects. The valve device 6 is designed as a reversing valve (three-way valve). Of the The differential piston 3 is connected to a pin-like auxiliary piston 15 which is inserted into a cylinder bore 16 intervenes. The end face 18 of the cylinder 4 belonging to the large-area side 17 of the differential piston 3 furthermore has a bore 19 which forms a first bypass with a throttle point 20, the exit of which 21 with the cylinder bore 16 in the space formed between the inlet and outlet valve seats 22 opens. Furthermore, a second bypass 23 leads from the end face 18 of the cylinder 4 into the space 22 Mouth 24 of the second bypass is of a slide body 25, which is fixed on the rod 16 angeord net is controllable. This slide body 24 is operated in the same direction as the inlet valve body 12, d. H. it opens the bypass 23 when the inlet valve 12 opens and blocks the bypass 23 when that The outlet valve 13 is open and the inlet valve 12 closes
Die Wirkungsweise der hydraulischen Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung ergibt sich wie folgt:How the hydraulic actuator works according to the invention results as follows:
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.To reverse the drive 5 from the in F i g. 2 position in the switch-off position of the electrical Switch 1, the line 10a leading to the differential piston 10 is relieved of pressure. The differential piston 10 then takes the from FIG. 1 visible position, so that the inlet valve 12 is closed will. At the same time, the slide body 25 is pushed in front of the mouth 24 of the second secondary path 23. The pressure medium supplied from the memory 7 via the line 9 into the cylinder 4 acts on the small-area Page 17a of the differential piston 3 and moves it downwards. Arrived in the course of his movement the pin-like auxiliary piston 15 in the bore 16 and thus closes a pressure medium volume between the Cylinder and the piston, which only flow off via the bypass 19, the cross-section of which is adjustable can. The outflow during the entire piston movement takes place via the outlet valve 13 and a line 26 which is connected to a low-pressure container 27 for pressure medium. That way is the Switching off movement of the differential piston 3 effectively delayed shortly before reaching the end position.
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.If this the F i g. 1 removable position of the differential piston 10 in turn reversed by if pressure is applied via the control line tOa, the opening of the inlet valve body 12 Pressure medium from the memory 7 via the lines 9 and 11 both into the bore 16 and via the second bypass 23 passed to the large-area side 17 of the differential piston 3. That way is the Effect of the delay device 19, 20 made ineffective, d. H. the approach movement is unaffected from this delay device.
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.As the F i g. 1 and 2 can be seen, the valve device 6 consists of a pressurized medium Differential piston 10 and a cylinder 106 constructed, which with the drive cylinder 4 to one Unit is summarized. In this way it is possible to have the main lines carrying pressure medium and to combine bores for reversing the drive 5 in one component.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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| SE389423B (en) | 1976-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8230 | Patent withdrawn |