DE2413409C3 - Hydraulic actuator for a high voltage circuit breaker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Betätigungsvorrichtung für einen Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem einen Differentialkolben aufweisenden Antriebszylinder, der auf der kleinflächigen Kolbenseite ständig und auf der großflächigen Kolbenseite wahlweise mit Druckmittel beaufschlagt ist, und mit einem Druckmittel zum Antriebszylinder führenden Umsteuerventil sowie mit die Einschaltlage des Differentialkolbens bestimmenden mechanischen Klinkenvorrichtung.The invention relates to a hydraulic operating device for a high-voltage circuit breaker with a drive cylinder having a differential piston, which is on the small-area The piston side is continuously pressurized with pressure medium on the large-area piston side, and with a pressure medium leading to the drive cylinder reversing valve and with the switch-on position of the differential piston determining mechanical ratchet device.

Bei einer derartigen, aus der CH-PS 4 85 313 bekannten Ausführungsform steht die kleinere Kolbenfläche des Antriebskolbens mit einem als Energiequelle dienenden Hydraulikspeicher in ventilloscr freier, d. h.In such an embodiment known from CH-PS 4 85 313, the smaller piston area is the drive piston with a hydraulic accumulator serving as an energy source in ventilloscr free, d. H.

ständiger Verbindung, so daß die kleinflächige Kolbenseite ständig mit Druckmittel beaufschlagt ist. Die E. großflächige Kolbenseüe wird über ein Umsteuerventil ^J wahlweise mit Druck beaufschlagt oder von Druck *. entlastet Auf diese Weise kommt man mit einem ■* einzigen Ventil aus. Der bekannte Schalterantrieb erhält *'.· seine Ausschaltbereitschaft damit durch den ständig wirksamen Hydraulikspeicher, gegen dessen auf die " Schaltstange des elektriscnen Schalters wirkende Kraft eine mechanische Klinke wirkt Die mechanische Klinke greift an der Schaltstange an und hält den Antriebskolben in der Einschaltstellung des Schalters.constant connection, so that the small-area piston side is constantly acted upon with pressure medium. The E. large-area Kolbenseüe is either pressurized or pressurized * ^{via a reversing valve J.} relieved In this way, you can get by with a ■ * single valve. The well-known switch drive receives * '. · Its readiness to be switched off by the constantly active hydraulic accumulator, against whose force a mechanical latch acts on the switching rod of the electrical switch. The mechanical latch engages the switching rod and holds the drive piston in the switch-on position.

Die vorliegende Erfindung macht ebenfalls von einer mechanischen Klinkenvorrichtung Gebrauch und ist dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Klirikenvorrichtung mit einem das Umsteuerventil hydraulisch betätigenden Dreiwegeventil verbunden ist. dessen bewegliches Ventilglied eine erste durch Federkraft bewirkte Vorzugslage und eine zweite verklinkte Vorzugslage aufweist.The present invention also makes use and is of a mechanical ratchet device characterized in that the mechanical click device with a hydraulic reversing valve actuating three-way valve is connected. its movable valve member a first by spring force has effected preferred position and a second latched preferred position.

Durch Anwendung der Erfindung läßt sich eine günstige Tippsicherheit für das Ein- und Ausschalten in besonders einfacher Weise erzielen. Unter Tippsicherheit wird dabei eine Betriebsweise verstanden, be« der ein eindeutiges Schaltkommando zu einer sicheren, bis zum F.nde erfolgenden Schaltung führt, während Störsigpile von der hydraulischen Betätigungsvorrichtung unterdrückt werden und damit nicht zu einem Öffnen oder Schließen der elektrischen Kontakte des Hochspannungs-Leistungsschalters führen.By using the invention, a favorable tip security for switching on and off in achieve particularly easy way. Tip security is understood to mean an operating mode, either a clear switching command leads to a safe switching that takes place until the end, while Disturbance signal from the hydraulic actuator are suppressed and thus not lead to an opening or closing of the electrical contacts of the Lead high-voltage circuit breaker.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Beiätigungsvorrichtung nach der Erfindung hat das Dreiwegeventil einen federbelasteten, auf das bewegliche Ventilglied wirkenden Klinkenslößel,der wahlweise von einem mit Druckmittel beaufschlagbaren Kolben oder mechanisch in die verklinkte Lage überführbar ist. Das Dreiwegeventil kann einen ersten verschiebbar geführten Ventilsitz aufweisen, der in der verklinkten Lage mittels eines Ventiltellers unter der Kraft einer ihn belastenden Feder verschlossen ist. Der Ventilteller kann d;sbei vorteilhaft mit dem Klinkenslößel verbunden sein.In a particularly advantageous embodiment of the actuation device according to the invention that has Three-way valve a spring-loaded, on the movable Valve member acting ratchet plunger, which can optionally be acted upon by a piston that can be acted upon by pressure medium or can be moved mechanically into the latched position. The three-way valve can be displaced a first have guided valve seat, which is in the latched position by means of a valve plate under the force of a him loaded spring is closed. The valve disk can advantageously be connected to the latch tappet being.

Das Dreiwegeventil weist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform einen zweiten ortsfesten, von einer federbelasteten Kugel verschließbaren Ventilsitz auf. der in der verklinkten Lage über eine vom Klinkenstößel betätigte Stange in der Offenstellung gehalten ist. Dabei kann die die Kugel belastende Feder die Rückstellfeder des Klinkenstößels bilden.In a further advantageous embodiment, the three-way valve has a second stationary, of a spring-loaded ball closable valve seat. who is in the latched position via one of the Ratchet plunger actuated rod is held in the open position. The spring loading the ball can thereby form the return spring of the ratchet plunger.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung beschrieben.Based on the drawing, an embodiment of a hydraulic actuator according to the Invention described.

Die Figur zeigt schematisch eine hydraulische Betätigungsvorrichtung, bei der die wesentlichen Teile in einem Längsschnitt dargestellt sind.The figure shows schematically a hydraulic actuating device in which the essential parts are shown in a longitudinal section.

Der schernatisch dargestellte Kontakt 1 eines elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalters wird von einer elektrisch isolierenden Stange 2 betätigt, die mechanisch mit einer hydraulischen Antriebsvorrichtung 3 verbunden ist. Die hydraulische Antriebsvorrichtung 3 besteht aus einem Arbeitszylinder 4 und einem darin gleitenden, als Differentialkolben ausgebildeten Antriebskolben 5. Der Antriebskolben ist über seine Kolbenstange 6 mit der Betätigungsstange 2 verbunden. Ersichtlich steht die kleinflächige Kolbenseite 7 über eine Leitung 8 in ständiger, ventilloser freier Verbindung mit einem Hydraulikspeicher 9, in dem sich Druckmittel unter einem vorbestimmten BetriebsdruckThe contact 1 of an electrical high-voltage circuit breaker, shown in the schematic diagram, is operated by an electrically insulating rod 2, mechanically operated by a hydraulic drive device 3 is connected. The hydraulic drive device 3 consists of a working cylinder 4 and a Drive piston 5 sliding therein, designed as a differential piston. The drive piston is above its The piston rod 6 is connected to the actuating rod 2. It can be seen that the small-area piston side 7 protrudes a line 8 in constant, valveless free connection with a hydraulic accumulator 9, in which Pressure medium under a predetermined operating pressure

befindet. Die Antriebsvorrichtung 3 wird von einem Umsteuerventil 10 betätigt, dessen abgehende Steuerleitung 11 zur Antriebsvorrichtung 3 wahlweise mit der Druckmittel führenden Leitung 12 eder einer Entlastungsleitung 13, die zu einem Nkderdruekbehälter 14 führt, verbunden werden kann. In der dargestellten Position des beweglichen Ventiigliedes 15 des Umsteuerventils 10 ist die Leitung 11 mit dem Niederdruckbehälter 14 verbunden, d. h. die großflächige Kolbenseite 16 ist < x)n Druck entlastetis located. The drive device 3 is actuated by a reversing valve 10 whose outgoing control line 11 to the drive device 3 can optionally be connected to the pressure medium-carrying line 12 or a relief line 13 which leads to a pressure vessel 14. In the illustrated position of the movable Ventiigliedes 15 of the reversing valve 10, the line 11 is connected to the low pressure reservoir 14, that is, the large-area side of the piston 16 <x) n pressure is released

Das bewegliche Venlilglied 15 des Unisteuerventils 10 wird über eine Leitung 17 hydraulisch gesteuert. Die Leitung 17 führt zu einem Dreiwegeventil 18. Das Dreiwegeventil ist über eine Leitung 19 mit dem Hydraulikspeicher 9 ständig verbunden und über eine weitere Leitung 20 mit dem Niederdruckbehä'tcr 14 verbunden. Das bewegliche Ventilglied wird von einer durch eine Feder 21 belasteten KugH 22. von einer Stößelstange 23 sowie von einem Ventilfeder 24 gebildet, der mit einem durch eine Feder 25 belasteten. verschiebbar geführten Ventilsitz 26 zusammenarbeitet. Die Kugel 22 ist in der dargestellten Lage gegen den Ventilsitz 22a unter der Kraft ihrer Feder 21 gedrückt.The movable valve member 15 of the uni control valve 10 is hydraulically controlled via a line 17. The line 17 leads to a three-way valve 18. The three-way valve is permanently connected to the hydraulic accumulator 9 via a line 19 and connected to the low-pressure container 14 via a further line 20. The movable valve member is formed by a KugH 22 loaded by a spring 21, a push rod 23 and a valve spring 24, which is loaded by a spring 25. Slidably guided valve seat 26 cooperates. In the position shown, the ball 22 is pressed against the valve seat 22a under the force of its spring 21.

Der Ventilteller 24 sitzt am freien Ende des Klinkenstößels 27, der einerseits von einem Antriebskolben 28 in die Einschaltstellung überführbar ist und aus dieser Einschaltstellung durch eine mechanische Klinke 29. die nach Art einer Rollenklinke aulgebaut ist. in die Ausschaltstellung überführt werden kann. Zum Einschalten wird ein elektrisches Signal zu einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung 30 geleitet, die ein Vorsteuerventil 31 betätigt und darüber Druckmittel aus dem Speicher 9 über die Leitung 32 und die Leitung 33 zum Arbcitskolbcn 28 führt. Der Arbeitskolben wird dadurch entgegen der Kraft seiner Feder 34 nach rechts bewegt. Er nimmt den Ventilteller mittels einer Anschlagschulter 35 mit. Dabei gelangt der Ventilteller 24 an den federbelasteten, axialbeweglichen Ventilkörper 26, der die Verbindung zwischen den Leitungen 17 und 20 sperrt. Gleichzeitig wird auch die Betätigungsstange 23 gegen die Kugel 22 im Sinne einer Öffnung gedrückt, so daß Druckmittel aus der Leitung 19 in die Leitung 17 fließen kann. Die Voraussetzung für diese Wirkungsweise ist ein so großer Hub des Klinkenstößels 27, daß die Rollen 36 der Klinkenvorrichtung 29 mit Sicherheit ihre Verklinkungslage einnehmen können. Eine Drossclstellc 37 in der Leitung 29 sorgt dafür, daß der Druck in der Leitung 17 verzögert aufgebaut wird. d. h. erst dann voll wirksam wird, wenn die verklinkte Lage erreicht ist.The valve plate 24 sits at the free end of the ratchet plunger 27, which is on the one hand by a drive piston 28 can be transferred into the switched-on position and from this switched-on position by a mechanical Pawl 29. which is aulgebaut in the manner of a roller pawl. can be transferred to the switch-off position. To the Switching on, an electrical signal is sent to an electromagnetic actuator 30, which actuates a pilot valve 31 and above it pressure medium from the memory 9 via the line 32 and the line 33 leads to the working piston 28. The working piston is thereby against the force of its Spring 34 moved to the right. It takes the valve disk with it by means of a stop shoulder 35. The Valve plate 24 on the spring-loaded, axially movable valve body 26, which connects the Lines 17 and 20 blocks. At the same time, the actuating rod 23 is against the ball 22 in the sense of a Pressed opening so that pressure medium can flow from line 19 into line 17. The requirement for this mode of operation is such a large stroke of the ratchet plunger 27 that the rollers 36 of the ratchet device 29 can certainly take their latching position. A throttle control 37 in the line 29 ensures that the pressure in line 17 is built up with a delay. d. H. only then fully effective when the latched position is reached.

Der in der Leitung 17 anstehende Druck schiebt das bewegliche Ventilglied 15. das als Differentialkolben arbeitet, in seine andere Endlage, durch die die Verbindung der Leitungen 11 und 13 gesperrt und die Verbindung der Leitungen 11 und 12 hergestellt wird. Dadurch gelangt Druckmittel aus der Leitung 12 auf die großflächige Kolbensette 16 des Kofbens 5, so daß der Schalter schließt. In dieser Lage ist der Schalter nach Erreichen seiner Schließstellung über hydraulische Mittel mechanisch verklinkt. Erst nach Abgabe eines Ausschaltkotnmandos an der elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung 38 wird die Rollenklinke 29 entriegelt, so daß das Dreiwegeventil 18 die in der Figur dargestellte Lage wieder einnimmt.The pressure in the line 17 pushes the movable valve member 15, which acts as a differential piston works, in its other end position, through which the connection of the lines 11 and 13 blocked and the Connection of lines 11 and 12 is established. As a result, pressure medium passes from the line 12 to the large piston chain 16 of the Kofbens 5, so that the Switch closes. In this position, the switch is hydraulically actuated after it has reached its closed position Mechanically latched medium. Only after a switch-off command has been given to the electromagnetic actuation device 38, the roller pawl 29 is unlocked, so that the three-way valve 18 in the figure position shown again assumes.

Anstelle der beschriebenen hydraulischen Einschaltung kann auch eine mechanische Einschaltung vorgenommen werden. Hierzu weist die Rollenklinke 29 ein von einer Feder 40 belastetes ßelätigungxorgan 39 auf, das auf die Rollen 36 im Sinne der Herstellung der Verklinkungslage einwirkt. Die Feder 40 überführt bei hydraulischer Betätigung des Ventilteller 24 die Rollen 36 in die verklinkte Lage.Instead of the hydraulic engagement described, mechanical engagement can also be carried out will. For this purpose, the roller pawl 29 has an actuating element 39 loaded by a spring 40, which acts on the rollers 36 in the sense of producing the latching position. The spring 40 transfers at hydraulic actuation of the valve plate 24, the rollers 36 in the latched position.

Ersichtlich ist die die Kugel 22 des Dreiwegeventils 18 belastende Feder 21 zugleich die Rückstellfeder des Klinkenstößels 27, so daß der mechanische Aufwand gering gehalten ist.The ball 22 of the three-way valve 18 can be seen onerous spring 21 at the same time the return spring of the ratchet plunger 27, so that the mechanical effort is kept low.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Hydraulische Betätigungsvorrichtung für einen Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem einen Differentialkolben aufweisenden Antriebszylinder, der auf der kleinflächigen Kolbenseite ständig und auf der großflächigen Kolbenseite wahlweise mit Druckmittel beaufschlagt ist. und mit einem Druckmittel zum Antriebszylinder führenden Umsteuerventil sowie mit einer den Differentialkolben in einer Lage entgegen der.von der kleinflächigen Kolbensehe ausgehenden Kraft haltenden mechanischen KJinkenvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Klinkenvorrichtung (29) mit einem das Umsteuerventil (10) hydraulisch betätigenden Dreiwegeventil (18) verbunden ist, dessen bewegliches Ventilglied (22,23,24) eine erste durch Federkraft (21) bewirkte Vorzugslage und eine zweite, verk/inkie Vorzugslage aufweist.1. Hydraulic actuator for a high-voltage circuit breaker with a one Differential piston having drive cylinder, which is constantly and on the small-area piston side is optionally acted upon with pressure medium on the large-area piston side. and with a pressure medium reversing valve leading to the drive cylinder and with the differential piston in one Position contrary to that of the small-area piston marriage outgoing force-retaining mechanical linkage device, characterized in that that the mechanical ratchet device (29) with a reversing valve (10) hydraulically actuating three-way valve (18) is connected, the movable valve member (22,23,24) a first has a preferred position brought about by spring force (21) and a second, reduced preferred position. 2. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnei, daß das Dreiwegeventil (18) einen federbelasteten, auf das bewegliche Ventilglied (22, 23, 24) wirkenden Klinkenstößel (27) hat, der wahlweise von einem mit Druckmittel beaufschlagbaren Kolben (28) oder mechanisch (39) in die verklinkte Lage überführbar ist. 2. Hydraulic actuating device according to claim 1, characterized in that the three-way valve (18) has a spring-loaded, on the movable valve member (22, 23, 24) acting pawl plunger (27), which can optionally be acted upon by a piston (28) or mechanically (39) can be transferred into the latched position. i. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreiwegeventil (18) einen ersien verschiebbar geführten Ventilsitz (26) aufweist, der in der verklinkten Lage mittels eines Ventiltellers (24) unter der Kraft einer ihn belastenden Feder (25) verschlossen ist. i. Hydraulic actuating device according to claim 1 or 2, characterized in that the three-way valve (18) has a first displaceably guided valve seat (26) which is closed in the latched position by means of a valve plate (24) under the force of a spring (25) loading it . 4. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (24) starr mit dem Klinkenslößel (27) verbunden ist.4. Hydraulic actuator according to claim 2 or 3, characterized in that the The valve plate (24) is rigidly connected to the ratchet plunger (27). 5. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das Dreiwegeventil (18) einen zweiten ortsfesten, von einer federbelasteten Kugel (22) verschließbaren Ventilsitz (22a^aufweist, der in der verklinkten Lage über eine vom Klinkenstößel (27) betätigte Stange (23) in der Offenstellung gehalten ist.5. Hydraulic actuator according to claim 2, characterized in that the Three-way valve (18) has a second stationary, can be closed by a spring-loaded ball (22) Has valve seat (22a ^, which is in the latched position is held in the open position by a rod (23) actuated by the ratchet plunger (27). 6. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kugel (22) belastende Feder (21) die Rückstellfeder des Klinkenstößels (27) ist.6. Hydraulic actuator according to claim 5, characterized in that the Ball (22) loading spring (21) is the return spring of the ratchet plunger (27).