DE2827724A1 - HYDRAULIC DRIVE WITH AT LEAST TWO REVERSIBLE PISTON-CYLINDER ARRANGEMENTS - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 78 P 3750 BRDSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our reference Berlin and Munich VPA 78 P 3750 BRD

Hydraulischer Antrieb mit mindestens zwei umsteuerbaren Kolben-Zylinder-Anordnungen Hydraulic drive with at least two reversible piston-cylinder arrangements

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb, insbesondere für Hochspannungs-Leistungsschalter, mit mindestens zwei umsteuerbaren Kolben-Zylinder-Anordnungen und einer diese über Zwisohenventile steuernden Betätigungsvorrichtung.The invention relates to a hydraulic drive, in particular for high-voltage circuit breakers, with at least two reversible piston-cylinder arrangements and one that controls them via twin valves Actuator.

Bei Hochspannungs-Leistungsschaltern mit mehreren Schaltstellen Je Schalterpol, bei denen die Schaltstellen elektrisch in Reihe geschaltet und von mehreren über Je ein Zwischenventil angesteuerten Kolben-Zylinder-Anordnungen gemeinsam betätigt werden, müssen die Schaltstellen gleichzeitig in ihre Ein- bzw. Ausschaltstellung überführt werden, damit nicht ein Teil der Schaltstellen überbeansprucht wird. ¥ird z. B. in Folge eines fehlerhaft arbeitenden Zwischenventils eine Kolben-Zylinder-Anordnung nicht oder nur verzögert umgesteuert, so öffnet während des Ausschaltvorganges nur ein Teil derIn the case of high-voltage circuit-breakers with several switching points For each switch pole, where the switching points electrically connected in series and from several over each An intermediate valve controlled piston-cylinder arrangements are operated together, the switching points must are simultaneously transferred to their on or off position, so that not a part of the switching points being overused. ¥ is z. B. a piston-cylinder arrangement as a result of a malfunctioning intermediate valve not reversed or only with a delay, only part of the opens during the switch-off process

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für den Ausschaltvorgang notwendigerweise zu betätigenden Schaltstellen. Da der geöffnete Teil der Schaltstellen in der Regel die wiederkehrende Spannung nicht halten kann, versagt der Hochspannungs-Leistungsschalter. An den Gleichlauf sind dabei hohe Anforderungen zu stellen. So sollte beispielsweise die Zeitdifferenz zwischen dem Umschalten zweier zu einem Schalterpol gehörender Schaltstellen unter zwei Millisekunden liegen.Switch points that are necessary for the switch-off process. Because the open part of the switching points usually cannot hold the returning voltage, the high-voltage circuit breaker fails. High demands are placed on the synchronization. For example, the time difference between the switching of two switching points belonging to a switch pole are less than two milliseconds.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem hydraulischen Antrieb der eingangs genannten Art alle Zwischenventile auch bei unterschiedlichen Reibungsverlusten zwangsweise gleichzeitig und mit einfachen Mitteln umzusteuern.The invention is based on the object, in the case of a hydraulic drive of the type mentioned at the outset, all Intermediate valves compulsorily at the same time and with simple means, even with different frictional losses to redirect.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zwischenventile von der Betätigungsvorrichtung mechanisch umsteuerbar sind.According to the invention, this object is achieved in that the intermediate valves are mechanically actuated by the actuating device are reversible.

Zwischen der allen Schaltstellen gemeinsamen Betätigungsvorrichtung und den Zwischenventilen besteht durch Anwendung der Erfindung eine feste mechanische Kopplung. Dadurch ist bei einem von der Betätigungsvorrichtung kommenden Umsteuersignal die gleichzeitige Betätigung aller Zwischenventile gewährleistet.Between the actuating device common to all switching points and the intermediate valves are tightly mechanically coupled by applying the invention. As a result, when a reversing signal comes from the actuating device, the actuation is simultaneous of all intermediate valves.

Es sind bereits hydraulische Betätigungsvorrichtungen für die Umschaltung dreier Schalterpole mit jeweils einer Schaltstelle zur Schaltung dreier Phasen bekannt, bei denen jede Schaltstelle mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung und einem Zwischenventil versehen ist. Alle Zwischenventile werden hydraulisch von einer gemeinsamen Vorsteuerventileinrichtung betätigt (Siemens Prospekt "SFg-Leistungsschalter 3 AS1", Bestellnummer E122/15 64-220, Sept. 1976). Hierbei spielt jedoch schon wegenThere are already hydraulic actuators for switching three switch poles with each a switching point for switching three phases known, in which each switching point with a piston-cylinder arrangement and an intermediate valve is provided. All intermediate valves are hydraulically shared by one Pilot valve device actuated (Siemens brochure "SFg circuit breaker 3 AS1", order number E122 / 15 64-220, Sept. 1976). Here, however, already plays because of

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der Phasenunterschiede der mit den Schalterpolen zu schaltenden Spannungen der Gleichlauf eine geringere Rolle. Durch unterschiedlich lange Hydraulikleitungen zwischen der gemeinsamen Vorsteuerventileinrichtung und den Zwischenventilen und/oder durch teilweise schwergängige Zwischenventile könnten die einzelnen Zwischenventile mit einer Zeitdifferenz betätigt werden, die den hohen Gleichlaufanforderungen für die Umsteuerung mehrerer zu einem Schalterpol gehörender elektrisch in Reihe geschalteter Schaltstellen nicht mehr genügt. Eine besonders einfache mechanische Kopplung zwischen der Betätigungsvorrichtung und den Zwischenventilen ist bei Verwendung einer Nockenwelle gegeben. Diese Nockenwelle wird von der Betätigungsvorrichtung gedreht. Die Nocken steuern dabei die Zwischenventile um.the phase differences between the voltages to be switched with the switch poles, the synchronism is less Role. Through hydraulic lines of different lengths between the common pilot valve device and the intermediate valves and / or through partially stiff intermediate valves, the individual intermediate valves be actuated with a time difference that meets the high synchronization requirements for the reversal Several switching points electrically connected in series belonging to a switch pole are no longer sufficient. There is a particularly simple mechanical coupling between the actuating device and the intermediate valves given when using a camshaft. This camshaft is rotated by the actuator. the In doing so, cams reverse the intermediate valves.

Die zentrale Betätigungsvorrichtung kann beliebig ausgestaltet sein. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform weist jedoch einen hydraulischen Hilfsantrieb auf. The central actuating device can be designed in any way. A particularly advantageous embodiment, however, has a hydraulic auxiliary drive.

Da die hydraulische Druckflüssigkeit für die Umsteuerung der Kolben-Zylinder-Anordnungen der einzelnen Schaltstellen bereits vorhanden ist und man diese auch für den Hilfsantrieb verwenden kann, entfällt eine ansonsten zusätzlich notwendige Kraftquelle. Bei dem hydraulischen ■25 Hilfsantrieb kann es sich beispielsweise um eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem Differentialkolben handeln, der unabhängig vom Druck der Druckflüssigkeit in zwei Vorzugslagen überführbar ist. Ebenso kann es sich um einen gegen eine Feder^arbeitenden Kolben handeln. Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile sind besonders dann gegeben, wenn die Zwischenventile druckentlastet sind. Durch die Wahl derartiger an sich bekannter Ventile wird die zum Umsteuern notwendige Kraft stark vermindert. Dadurch kann die mechanische Kopplung von derAs the hydraulic pressure fluid for reversing the piston-cylinder arrangements of the individual switching points is already available and you can also use it for the auxiliary drive, otherwise there is no need additionally necessary power source. The hydraulic auxiliary drive can, for example, be a piston-cylinder arrangement act with a differential piston that is independent of the pressure of the hydraulic fluid in two Preferred locations is transferable. It can also be a piston working against a spring. the The advantages that can be achieved by the invention are particularly given when the intermediate valves are depressurized are. By choosing such valves, which are known per se, the force required for reversing is greatly reduced. This allows the mechanical coupling of the

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Betätigungsvorrichtung zu den druckentlasteten Zwischenventilen ebenfalls schwächer und damit kostengünstiger ausgelegt sein; beispielsweise kann eine Nockenwelle mit geringem Querschnitt verwendet werden. Auch der gegebenenfalls vorhandene hydraulische Hilfsantrieb kann schwächer ausgelegt sein. Insgesamt kann dadurch auch eine kürzere Ansprechzeit des Antriebs erreicht werden.Actuating device for the pressure-relieved intermediate valves is also weaker and therefore more cost-effective be designed; for example, a camshaft with a small cross-section can be used. Also the Any hydraulic auxiliary drive that may be present can be designed to be weaker. Overall, this can a shorter drive response time can also be achieved.

Anhand der Figuren 1 und 2 ist im folgenden ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung näher beschrieben und erläutert. Dabei zeigt Figur 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines hydraulischen Antriebes mit zwei umsteuerbaren Kolben-Zylinder-Anordmangen. An exemplary embodiment is shown below with reference to FIGS. 1 and 2 described and explained in more detail according to the invention. Figure 1 shows a schematic perspective illustration of a hydraulic drive with two reversible piston-cylinder assemblies.

Figur 2 zeigt im Schnitt ein druckentlastetes Zwischenventil mit der antreibenden Nockenwelle.Figure 2 shows in section a pressure-relieved intermediate valve with the driving camshaft.

Figur 1 zeigt zwei zu einem Schalterpol gehörende Schaltstellen mit je einer Kolben-Zylinder-Anordnung Beide Schaltstellen sind auf einem gemeinsamen Gestell 2 montiert. Mit der Kolben-Zylinder-Anordnung 1 ist je eine Schaltstange 3 zum Betätigen der Schaltstellen verbunden. Den Kolben-Zylinder-Anordnungen 1 wird über je ein Zwischenventil 4 die Druckflüssigkeit zugeführt zum Einschalten unter hohem Druck aus einem Druckspeicher 5 und zum Ausschalten unter niedrigem Druck aus einem hier nicht dargestellten Niederdruckraum-Die Zwischenventile 4 werden von einer Nockenwelle 7 betätigt, die je nach dem Betätigungssignal mittels eines hydraulischen Hilfsantriebes 8 in zwei Richtungen um ihre Achse drehbar ist. Dem hydraulischen Hilfsantrieb 8 wird in diesem Ausführungsbeispiel die Druckflüssigkeit über eine Vorsteuerventileinrichtung 9 ähnlich wie den Kolben-Figure 1 shows two switching points belonging to a switch pole, each with a piston-cylinder arrangement Both switching points are mounted on a common frame 2. With the piston-cylinder arrangement 1 is one switching rod 3 each for actuating the switching points tied together. The piston-cylinder assemblies 1 is about each an intermediate valve 4 is supplied with the hydraulic fluid for switching on under high pressure from a pressure accumulator 5 and for switching off under low pressure from a low pressure chamber, not shown here, the intermediate valves 4 are actuated by a camshaft 7, which depending on the actuation signal by means of a hydraulic Auxiliary drive 8 is rotatable in two directions about its axis. The hydraulic auxiliary drive 8 is in this embodiment the pressure fluid via a pilot valve device 9 similar to the piston

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Zylinder-Anordnungen 1 zugeführt. Die Vorsteuerventileinrichtung 9 wiederum wird über zwei elektromagnetische Stellglieder 10 und 11 für die Ein- bzw. Ausschaltung umgesteuert. Sämtliche Ventile können Drei-Wege-Ventile mit zwei Eingängen und einem Ausgang sein, deren einer Eingang mit dem Druckspeicher 5 und deren anderer Eingang mit dem Niederdruckraum verbunden ist. Sowohl der Hilfsantrieb 8 als auch die Kolben-Zylinder-Anordnungen 1 können einen Differentialkolben aufweisen, der unabhängig vom Druck der Druckflüssigkeit in zwei Vorzugsstellungen überführbar ist. Es-sind jedoch auch Kolben-Zylinder-Anordnungen mit einem federbelasteten Kolben denkbar.Cylinder assemblies 1 supplied. The pilot valve device 9 in turn is via two electromagnetic actuators 10 and 11 for switching on and off reversed. All valves can be three-way valves be with two inputs and one output, one input to the pressure accumulator 5 and the other input is connected to the low pressure chamber. Both the auxiliary drive 8 and the piston-cylinder arrangements 1 can have a differential piston that is independent of the pressure of the hydraulic fluid in two preferred positions is transferable. However, there are also piston-cylinder arrangements with a spring-loaded piston conceivable.

Die Wirkungsweise dieses hydraulischen Antriebes ist folgende:The mode of operation of this hydraulic drive is as follows:

Durch die Betätigung eines der elektromagnetischen Stellglieder 10 bzw. 11 wird die Vorsteuerventileinrichtung 9 umgesteuert. Dadurch wird der Kolben 12 des Hilfsantriebes 8 in seine andere Vorzugsstellung überführt. Durch diese Bewegung wird der mit dem Kolben 12 in Wirkverbindung stehende starr mit der Nockenwelle verbundene Nocken 13 ein Stück verschoben und die Nockenwelle entsprechend um ihre Längsachse gedreht. Durch diese Drehung werden die beiden ebenfalls starr mit der Welle verbundenen Nocken 14 bzw. 15 ebenfalls verschoben. Diese beiden Nocken betätigen die beiden Zwischenventile 4, so daß auch diese umgesteuert werden. An die Kolben-Zylinder-Anordnungen der beiden-Schaltstellen gelangt somit Druckflüssigkeit anderen Druckes, d. h., die Kolben-Zylinder-Anordnungen steuern gleichfalls um. Durch die starre Verbindung der Nocken 14 und 15 mit der Nockenwelle ist gewährleistet, daß durch die vonBy actuating one of the electromagnetic actuators 10 or 11, the pilot valve device 9 reversed. As a result, the piston 12 of the auxiliary drive 8 is moved into its other preferred position. As a result of this movement, the one in operative connection with the piston 12 becomes rigid with the camshaft connected cam 13 shifted a bit and rotated the camshaft accordingly about its longitudinal axis. By this rotation, the two cams 14 and 15, which are also rigidly connected to the shaft, are also displaced. These two cams actuate the two intermediate valves 4 so that these are also reversed. To the Piston-cylinder arrangements of the two switching points pressure fluid thus reaches a different pressure, d. i.e., the piston-cylinder arrangements also reverse. Due to the rigid connection of the cams 14 and 15 with the camshaft is guaranteed that by

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der Betätigungsvorrichtung kommenden Ein- bzw. Ausschaltsignale die beiden Zwischenventile 4 zwangsweise und gleichzeitig umgesteuert werden. Dabei ist die mechanische Festigkeit der Nockenwelle ausreichend, um unterschiedliche Reibungsverluste in den Zwischenventilen ohne Einfluß auf den Umsteuerzeitpunkt sein zu lassen.the actuating device coming on and off signals the two intermediate valves 4 are forcibly and simultaneously reversed. Here is the mechanical Strength of the camshaft is sufficient to withstand different frictional losses in the intermediate valves without any influence on the changeover point.

Figur 2 zeigt im Schnitt ein druckentlastetes Zwischenventil 4 als Drei-Wege-Ventil. Der Eingang 16 diesesFigure 2 shows in section a pressure-relieved intermediate valve 4 as a three-way valve. The entrance 16 of this

Druck-Ventils ist mit dem . -speicher 5 verbunden, der andere Eingang 17 mit dem Niederdruckraum 6. Der Ausgang 18 führt zur Kolben-Zylinder-Anordnung 1. Das Zwischenventil besteht aus einem Ventilblöck 19, einem Ventilkörper 20, der auf beiden Seiten aus dem Ventilblock herausragt und auf der in der Figur 2 linken Seite durch den Nocken 14 angetrieben wird. Weiterhin besitzt der Ventilblock 19 zwei Ventilsitze 21, 22, die je nach Stellung des Ventilkörpers verschlossen sind. Dadurch, daß der Ventilkörper 20 auf beiden Seiten im Außenraum mit Atmosphärendruck endet und daß die Durchführung des Ventilkörpers in diesen Außenraum etwa den gleichen Durchmesser hat wie die Ventilsitze, ist sowohl beim Ein- als auch beim Ausschalten nur eine geringe Losreißkraft gegen die durch die Druckflüssigkeit auf den Ventilkörper ausgeübte Kraft aufzubringen.Pressure valve is with the. memory 5 connected to the other Inlet 17 with the low-pressure chamber 6. The outlet 18 leads to the piston-cylinder arrangement 1. The intermediate valve consists of a valve block 19, a valve body 20, which consists of the valve block on both sides protrudes and is driven by the cam 14 on the left-hand side in FIG. Still owns the valve block 19 has two valve seats 21, 22 which are closed depending on the position of the valve body. Through this, that the valve body 20 ends on both sides in the outer space with atmospheric pressure and that the implementation of the valve body in this outer space has approximately the same diameter as the valve seats, is both at On as well as when switching off, only a small tear-away force against the pressure caused by the hydraulic fluid on the Apply force exerted on the valve body.

4 Ansprüche
2 Figuren4 claims
2 figures

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Claims (4)

PatentansprücheClaims VPA 78 P 3750 BRDVPA 78 P 3750 BRD Hydraulischer Antrieb, insbesondere für Hochspannungs-Leistungsschalter, mit mindestens zwei umsteuerbaren KoI-ben-Zylinder-Anordnungen und einer diese über Zwischenventile steuernden Betätigungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwischenventile (4) von der Betätigungsvorrichtung (8) mechanisch umsteuerbar sind.
10Hydraulic drive, especially for high-voltage circuit breakers, with at least two reversible piston-cylinder arrangements and an actuating device controlling these via intermediate valves, characterized in that the intermediate valves (4) can be mechanically reversed by the actuating device (8).
10 2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß für die mechanische Umsteuerung der Zwischenventile (4) eine Nockenwelle (7) vorgesehen ist.2. Hydraulic drive according to claim 1, characterized characterized in that for the mechanical reversal of the intermediate valves (4) a camshaft (7) is provided. 3. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, d a durch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung einen hydraulischen Hilfsantrieb (8) aufweist,3. Hydraulic drive according to claim 1 or 2, d a characterized in that the actuating device has a hydraulic auxiliary drive (8), 4. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 14. Hydraulic drive according to one of claims 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenventile (4) druckentlastet sind.to 3 »characterized in that the intermediate valves (4) are relieved of pressure. Ö098Ö1/031ÖÖ098Ö1 / 031Ö