DE3601877C1 - Drive for high-voltage circuit breakers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen bzw. hydrauli­ schen Antrieb für Hochspannungs-Leistungsschalter mit min­ destens einem Antriebszylinder zur Betätigung von einer oder mehreren Schaltstrecken, wobei ein Druckluftkessel bzw. Hydrospeicher ventilgesteuert mit dem Antriebszylinder ver­ bunden ist.The invention relates to a pneumatic or hydraulic drive for high-voltage circuit breakers with min least a drive cylinder for actuating one or several switching paths, one compressed air boiler or Hydraulic accumulator valve controlled with the drive cylinder is bound.

Damit ein Leistungsschalter die erforderliche Ausschalt­ leistung erreicht, ist für die Betätigung des Antriebs ein bestimmter Mindestdruck im Antriebskessel erforderlich, der nicht unterschritten werden darf. Deshalb werden Leistungsschalter bei Unterschreitung dieses Mindestdruckes elektrisch gesperrt. Andererseits wird von Leistungs­ schaltern verlangt, daß sie eine Folge von Aus- und Ein­ schaltungen innerhalb einer kurzen Zeit, die für ein Nach­ füllen des Fluids (z. B. Druckluft oder Öl) nicht ausreicht, ausführen können. Um dies zu ermöglichen, wird der Kompres­ sor bzw. die Hydropumpe oder die Nachschleuseinrichtung für den Druckluftkessel bzw. den Hydrospeicher so gesteuert, daß ein wesentlich höherer Druck als der erwähnte Mindest­ druck für eine Ausschaltung im Kessel aufrechterhalten wird. Dieser Regeldruck muß mindestens so hoch sein, daß der Kesseldruck am Ende der erforderlichen Schaltfolge den für eine Ausschaltung erforderlichen Mindestdruck nicht unterschreitet. Für eine Aus- bzw. Einschaltung wird eine bestimmte Menge Fluid benötigt. Die Entnahme einer solchen Fluidmenge für eine Ein- oder Ausschaltung bedingt einen Druckabfall im Kessel, der um so höher ist, je kleiner das Kesselvolumen bemessen ist. Der Unterschied zwischen dem Kesselregeldruck und dem Mindestdruck für eine Ausschaltung ist demzufolge um so größer, je kleiner der Kessel bemessen ist.So that a circuit breaker the necessary opening performance achieved is for the actuation of the drive a certain minimum pressure is required in the drive boiler, which must not be undercut. Therefore be Circuit breaker when this minimum pressure is undershot electrically locked. On the other hand, performance switch requires that it be a sequence of off and on circuits within a short time for a night filling the fluid (e.g. compressed air or oil) is not sufficient, can execute. To make this possible, the compress sor or the hydraulic pump or the re-sluice for the compressed air boiler or the hydraulic accumulator is controlled so that a much higher pressure than the minimum mentioned pressure for a shutdown in the boiler is maintained. This control pressure must be at least so high that the Boiler pressure at the end of the required switching sequence for a minimum pressure required for switching off  falls below. For switching on and off a certain amount of fluid needed. The removal of such The amount of fluid for switching on or off requires one Pressure drop in the boiler, the higher the smaller the Boiler volume is dimensioned. The difference between that Boiler control pressure and the minimum pressure for a shutdown consequently, the smaller the boiler, the larger is measured.

Aus wirtschaftlichen Gründen, wie auch aus Gründen der Schalterabmessungen wird angestrebt, das Kesselvolumen möglichst gering zu halten. Dies bedingt jedoch einen ent­ sprechend großen Unterschied zwischen dem Regeldruck des Kessels als Ausgangsdruck für die erforderliche Schalt­ folge des Schalters und dem Mindestdruck für eine Aus­ schaltung.For economic reasons, as well as for reasons of Switch dimensions are sought, the boiler volume to keep as low as possible. However, this ent ent so big difference between the control pressure of the Boiler as the outlet pressure for the required switching follow the switch and the minimum pressure for an off circuit.

Aus dem Firmen-Prospekt "Hochleistungsschalter AUTOPNEUMA- TIC" der Firma AEG Aktiengesellschaft, Seite 14, Bild 23, ist ein SF₆-Leistungsschalter bekannt, der durch einen Druckluftantrieb, wie oben beschrieben, betätigt wird.An SF ₆ circuit breaker is known from the company brochure "AUTOPNEUMATIC high-performance switch" from AEG Aktiengesellschaft, page 14, figure 23, which is actuated by a compressed air drive as described above.

Der bekannte Druckluftantrieb hat den Nachteil, daß mit der Verkleinerung des Kesselvolumens eine entsprechende Spreizung der Antriebsdruckskala auftritt, so daß die Dämpfung der Ein- und Ausschaltbewegung nicht für eine bestimmte Ein- bzw. Ausschaltgeschwindigkeit optimiert werden kann. Mit zunehmender Spreizung der Antriebsdruck­ skala nimmt der Geschwindigkeitsbereich zu, in dem die Dämpfung der Schaltbewegung arbeiten muß.The known compressed air drive has the disadvantage that with a corresponding reduction in the boiler volume Spreading of the drive pressure scale occurs, so that the Damping the on and off movement not for one certain switch-on and switch-off speeds optimized can be. With increasing spread the drive pressure scale increases the speed range in which the Damping the switching movement must work.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei kleinem Kesselvolumen den Antriebszylinder mit einem Antriebsdruck zu beaufschlagen, der trotz kurz aufeinanderfolgender Schaltvorgänge keine zu große Differenz aufweist. The invention is based, even with a small task Boiler volume the drive cylinder with a drive pressure to act on, despite the successive Switching operations does not have too large a difference.  

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwi­ schen dem Druckluftkessel bzw. Hydrospeicher und dem An­ triebszylinder eine oder mehrere von dem Druck des Druck­ luftkessels bzw. Hydrospeichers derart gesteuerte Drossel angeordnet ist, daß bei Mindestdruck im Druckluftkessel bzw. Hydrospeicher der Drosselquerschnitt voll geöffnet ist und daß der Drosselquerschnitt mit zunehmendem Kessel­ druck verringert wird.The object is achieved in that between between the compressed air boiler or hydraulic accumulator and the on drive cylinder one or more of the pressure of the pressure Air boiler or hydraulic accumulator so controlled throttle is arranged that at minimum pressure in the compressed air boiler or hydraulic accumulator the throttle cross section is fully open is and that the throttle cross section with increasing boiler pressure is reduced.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß praktisch unabhängig vom Kesseldruck die Schaltgeschwindigkeiten näherungsweise konstant bleiben. Dadurch kann die Dämpfung der Schaltbewegungen besser optimiert werden. Außerdem ist eine Verkleinerung des Kesselvolumens trotz der daraus folgenden größeren Spreizung der Kesseldruckskala möglich. Bei gleicher Leistung können kleinere und damit wirt­ schaftlichere Anlagen gebaut werden.The invention has the advantage that practical the switching speeds regardless of the boiler pressure remain approximately constant. This can dampen the switching movements are better optimized. Besides, is a reduction in boiler volume despite that following larger spread of the boiler pressure scale possible. With the same performance, smaller and thus inn more economical plants are built.

Weiterbildungen der Erfindung, die den Unteransprüchen zu entnehmen sind, ergeben günstige konstruktive Ausgestal­ tungen des Antriebs.Developments of the invention, the dependent claims can be seen, result in favorable structural design the drive.

Das optimale Ziel der Druckregelung wird erreicht, wenn der für eine Antriebseinheit verfügbare Druck als Diffe­ renz von Kesseldruck und Druckabfall an der Drossel unab­ hängig vom Kesseldruck konstant bleibt.The optimal goal of pressure control is achieved when the pressure available for a drive unit as a dif limit of the boiler pressure and pressure drop at the throttle remains constant depending on the boiler pressure.

Dazu wird bei Mindestdruck im Druckluftkessel bzw. Hydro­ speicher der Drosselquerschnitt voll geöffnet und mit zu­ nehmendem Kesseldruck wird er entsprechend verringert.For this purpose, at minimum pressure in the compressed air boiler or hydro store the throttle cross-section fully open and with too increasing boiler pressure, it is reduced accordingly.

Aus Gründen wirtschaftlicher Ausgestaltung kann jedoch auch eine begrenzte Spreizung der Antriebsdruckskala zuge­ lassen werden. For reasons of economic organization, however also a limited spread of the drive pressure scale be let.  

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen für einen pneumatischen Antrieb erläutert, die zum Teil in den Zeichnungen dargestellt sind, wobei auf weitere Vorteile verwiesen wird. Es zeigenThe invention is based on execution examples of a pneumatic drive explained are partially shown in the drawings, wherein on further advantages are referred. Show it

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel, Fig. 1 shows an embodiment,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit anderer Anordnung der Drossel und Fig. 2 shows another embodiment with a different arrangement of the throttle and

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit Differentialkolben. Fig. 3 shows an embodiment with differential pistons.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Drossel 7 unmittelbar nach dem Druckluftkessel 5 angeord­ net ist. Fig. 1 shows an embodiment in which a throttle 7 is net angeord immediately after the compressed air boiler 5 .

Ein Antriebszylinder 1 wird betätigt, indem ein Ausschalt­ ventil 2 bzw. ein Einschaltventil 3 geöffnet werden, so daß die entsprechende Seite eines Antriebskolbens 4 mit Druck beaufschlagt wird. Gleichzeitig muß das jeweils andere Ventil eine ihm zugeordnete Entlüftung 12 betäti­ gen, damit die den Antriebskolben 4 antreibende Druck­ differenz zustande kommt.A drive cylinder 1 is actuated by opening a switch-off valve 2 or a switch-on valve 3 , so that the corresponding side of a drive piston 4 is pressurized. At the same time, the other valve must actuate a vent 12 assigned to it, so that the driving piston 4 driving pressure difference occurs.

Der Druck im Druckluftkessel 5 wird geregelt, indem wahl­ weise druckabhängig ein Nachschleusventil 6 eine unter höherem Druck (P) stehende Zufuhrleitung öffnet oder der Druck durch einen Kompressor 9 ergänzt wird. Zwischen dem Druckluftkessel 5 und den Ventilen 2, 3 ist eine regelbare Drossel 7 vorgesehen. Über ein vom Druck im Druckluft­ kessel 5 gesteuertes Stellglied 8 wird der Drosselquer­ schnitt so verstellt, daß der Druck, mit dem der Antriebs­ zylinder 4 beaufschlagt wird, oberhalb des Mindestdrucks des Druckluftkessels 5 näherungsweise konstant bleibt.The pressure in the compressed air boiler 5 is regulated by optionally a pressure-releasing valve 6 opens a supply line which is at a higher pressure (P) or the pressure is supplemented by a compressor 9 . An adjustable throttle 7 is provided between the compressed air boiler 5 and the valves 2 , 3 . A controlled by the pressure in the compressed air tank 5 actuator 8 of the throttle cross is so adjusted that the pressure with which the actuator is pressurized cylinder 4 remains approximately constant above the minimum pressure of the compressed air 5 boiler section.

Die regelbare Drossel 7 kann auch, wie in Fig. 2 darge­ stellt, zwischen dem Ausschaltventil 2 und dem Antriebs­ zylinder 1 angeordnet werden. Bei dieser Ausgestaltung wird zwar nur der Antriebsdruck, der der Ausschaltung dient, geregelt; dafür wird die Drossel 8 in einem unter normalen Betriebsbedingungen drucklosen Raum angeordnet. Die Drossel 7 als Bauelement muß lediglich eine kurzzeiti­ ge Dichtigkeit nach außen aufweisen, da sich die Be­ anspruchung auf einen Druckimpuls während des Ausschalt­ vorganges beschränkt.The adjustable throttle 7 can also, as shown in Fig. 2 Darge, between the shut-off valve 2 and the drive cylinder 1 are arranged. In this embodiment, only the drive pressure that serves to switch it off is regulated; for this purpose, the throttle 8 is arranged in a pressure-free space under normal operating conditions. The throttle 7 as a component must only have a short-term tightness to the outside, since the loading is limited to a pressure pulse during the switch-off process.

Eine weitere, nicht dargestellte Ausführung sieht zwei durch den Kesseldruck gesteuerte Drosseln vor, die zwischen dem Ausschaltventil 2 und dem Antriebszylinder 1 und zwischen dem Einschaltventil 3 und dem Antriebs­ zylinder 1 angeordnet sind.A further, not illustrated embodiment provides two by the boiler pressure-controlled throttles before, between the off valve 2 and the driving cylinder 1 and between the On-off valve 3 and the actuator cylinder are positioned. 1

Fig. 3 zeigt eine Ausführung, bei der der pneumatische Antrieb nach dem Differentialkolbenprinzip arbeitet. Fig. 3 shows an embodiment in which the pneumatic drive works on the differential piston principle.

Die Einschaltung erfolgt, indem das 3/2-Wege-Ventil 11 die Leitung 13 mit Druck beaufschlagt. Der Differential­ kolben 10 bewegt sich wegen der verschieden großen Flächen in die mit durchgezogenen Linien gezeichnete Position der Einschaltstellung.Switching on takes place by the 3/2-way valve 11 pressurizing the line 13 . The differential piston 10 moves because of the different sized areas in the position drawn with solid lines of the switch-on position.

Die Ausschaltung erfolgt, indem das 3/2-Wege-Ventil 11 die Druckleitung sperrt und die Leitung 13 mit der Ent­ lüftung 12 verbindet. Durch die Druckdifferenz bewegt sich der Differentialkolben 10 in die gestrichelt gezeich­ nete Position der Ausschaltstellung.The switch-off takes place by the 3/2-way valve 11 blocking the pressure line and connecting the line 13 to the vent 12 . Due to the pressure difference, the differential piston 10 moves into the position shown in broken lines of the switch-off position.

Bei dieser Ausführung befindet sich die regelbare Drossel 7 wie bei Fig. 1 zwischen dem Druckluftkessel 5 und der Verzweigung der Leitung, die dann an das obere und das untere Ende des Antriebszylinders 1 führt.In this embodiment, the adjustable throttle 7 is located as in FIG. 1 between the compressed air boiler 5 and the branching of the line, which then leads to the upper and lower ends of the drive cylinder 1 .

Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß nur ein Ventil erforderlich ist.The advantage of this design is that only one Valve is required.

Claims (5)

1. Pneumatischer oder hydraulischer Antrieb für Hoch­ spannungs-Leistungsschalter mit mindestens einem An­ triebszylinder zur Betätigung von einer oder mehreren Schaltstrecken, wobei ein Druckluftkessel bzw. Hydro­ speicher ventilgesteuert mit dem Antriebszylinder ver­ bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckluftkessel bzw. Hydrospeicher (5) und dem Antriebszylinder (1) eine oder mehrere von dem Druck des Druckluftkessels bzw. Hydrospeichers (5) derart gesteuerte Drossel (7) angeordnet ist, daß bei Mindestdruck im Druckluftkessel bzw. Hydrospeicher (5) der Drosselquerschnitt voll geöffnet ist und daß der Drosselquerschnitt mit zunehmendem Kesseldruck ver­ ringert wird.1. Pneumatic or hydraulic drive for high-voltage circuit breakers with at least one drive cylinder to actuate one or more switching paths, a compressed air boiler or hydraulic accumulator valve-controlled with the drive cylinder connected, characterized in that between the compressed air boiler or hydraulic accumulator ( 5 ) and the drive cylinder ( 1 ) one or more of the pressure of the compressed air boiler or hydraulic accumulator ( 5 ) controlled throttle ( 7 ) is arranged such that at minimum pressure in the compressed air boiler or hydraulic accumulator ( 5 ) the throttle cross section is fully open and that Throttle cross-section is reduced with increasing boiler pressure. 2. Antrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Stellglied (8), das die Drossel (7) in Abhängigkeit zu dem Kesseldruck steuert. 2. Drive according to claim 1, characterized by an actuator ( 8 ) which controls the throttle ( 7 ) in dependence on the boiler pressure. 3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung eines Antriebszylinders (1) ein Einschaltventil (3) und ein Ausschaltventil (2) vorgesehen sind.3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that a switch-on valve ( 3 ) and a switch-off valve ( 2 ) are provided for actuating a drive cylinder ( 1 ). 4. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszylinder (1) nach dem Differential­ kolbenprinzip arbeitet und durch ein 3/2-Wege-Ventil (11) gesteuert wird.4. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that the drive cylinder ( 1 ) works on the differential piston principle and is controlled by a 3/2-way valve ( 11 ). 5. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (7) zwischen dem Ausschaltventil (2) und dem Antriebszylinder (1) angeordnet ist.5. Drive according to claim 3, characterized in that the throttle ( 7 ) between the shut-off valve ( 2 ) and the drive cylinder ( 1 ) is arranged.