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Bei einem Versagen der Gleichstromversorgung, das meistens eine Folgeerscheinung einer andern Störung ist, kommt es im Kraftwerksbetrieb immer wieder zu Situationen, in denen eine Fernbedienung von Schaltgeräten (besonders Last- und Entregungsschalter) nicht mehr möglich ist. Eine gleichzeitig auftretende elektrische Störung, z. B. Kurzschluss an Generatoren oder sonstigen elektrischen Anlageteilen, wobei die einspeisenden Aggregate möglichst rasch abgeschaltet werden sollten, wirkt sich daher meistens katastrophal aus, da weder von Hand (über eine Notabschalteinrichtung) noch über die Schutzeinrichtungen ausgeschaltet werden kann. Daher kommt es dann meistens zu grösseren Zerstörungen des betroffenen Gerätes, da die Abschaltung "vor Ort", wenn überhaupt noch möglich, viel zu spät erfolgt. Diesen Mangel im Kraftwerksbetrieb zu beseitigen, ist Ziel der Erfindung.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur raschen Ausserbetriebsetzung, insbesondere Notabschaltung für stationäre Energie-Erzeugungs-, Verteilungs- oder Verbraucheranlagen (Schalt- und Kraftanlagen), die gekennzeichnet ist durch die Kombination der folgenden Merkmale :
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Leistungsschalter, Entregungsschalter, ist mit einem Auslöseorgan versehen, das im Normalbetrieb unter dem Druck eines fluiden Mediums, z. B. Druckluft, allenfalls auch Öl, steht und bei Absinken dieses Druckes anspricht und das zugehörige Gerät betätigt, z. B. abschaltet oder absteuert. b) Diese Auslöseorgane sind an ein ihnen gemeinsames, mit dem unter Druck stehenden fluiden
Medium gefülltes Rohrsystem angeschlossen. c) Das Rohrsystem ist an einer zentralen Stelle oder auch an mehreren Stellen bzw.
Orten mit von
Hand oder durch Schutzeinrichtung (en) betätigbaren Ventilen versehen, durch deren Betätigung der
Druck im Rohrsystem unter den Ansprechwert der Auslöseorgane absinkt. d) Neben den der gemeinsamen Notabschaltung dienenden Auslöseorganen besitzen die Geräte auch
Organe zu ihrer individuellen händischen Betätigung. e) Die Druckwerte, bei denen die einzelnen Auslöseorgane ansprechen, sind zur Beeinflussung der
Aufeinanderfolge bzw. zur Erzielung der Gleichzeitigkeit der Betätigungen verschieden oder auf verschiedene Werte einstellbar.
Es sei hier daran erinnert, dass es bekanntlich schon seit langem pneumatische Notbremseinrichtungen für Eisenbahnzüge gibt. Trotzdem stellt die erfindungsgemässe pneumatische oder hydraulische Notauslösung für stationäre Energie-Erzeugungs-, Verteilungs- oder Verbraucheranlagen etwas ganz Neues dar, d. h. es lag die Übertragung der bei Eisenbahnzügen bekannten Massnahme auf das Gebiet der stationären Energieanlagen mit ihren bisher stets nach ganz andern Prinzipien ausgeführten Schutzeinrichtungen keineswegs nahe.
Die Erfindung wird im folgenden zunächst an Hand des Ausführungsbeispieles einer pneumatischen Notauslösung beschrieben, die gleich einer verlängerten Hand alles von zentraler Stelle betätigen kann, was "vor Ort" mittels eines mechanisch wirkenden Druckknopfes oder durch eine Ausschaltklinke betätigt wird. Das Betätigungsorgan ist dabei ein Federspeichergerät. Es wird vorzugsweise so ausgebildet, dass es überall nachträglich vor jedem Druckknopf oder Schaltklinke ein-bzw. angebaut werden kann. Sein Arbeitsprinzip kann dem Ruhestromprinzip analog sein, d. h., ein anstehender Druck (von z.
B. 20 at) hält den zur Betätigung des Druckknopfes dienenden Federspeicher so lange, bis bei einer Betätigung eines "Auslöseventils" in der Zentrale, also bei einer Notausschaltung, der Federspeicher infolge Verminderung des Druckes auf den Auslösedruck (z. B. ab 5 atü) freigegeben wird und den "Aus"-Druckknopf betätigt.
Statt nur eines Auslöseventils könnten natürlich, wo es zweckmässig erscheint, auch mehrere an verschiedenen Stellen der Anlage angeordnet werden, um die Notabschaltung nicht nur von einer einzigen zentralen Stelle aus veranlassen zu können. Die Zahl der vom Druckluftsystem steuerbaren Betätigungsorgane richtet sich natürlich nach der Zahl der Schalter (z. B. Lastschalter) oder sonstigen Geräte, die im Gefahrenfall abgeschaltet bzw. betätigt werden müssen.
Zum Anschluss an die Druckluftversorgung und als Verbindung zwischen Auslöseventil (en) und Betätigungsorgan (en) dienen vorzugsweise normale Druckluftkupferrohre mit möglichst geringem Luftvolumen. Im allgemeinen führt vom Druckluftverteilnetz ein Rohr zum (einzigen) Auslöseventil in der Zentrale. Von diesem führt ein Rohr zum Betätigungsorgan bzw. in die Nähe der Betätigungsorgane, wobei sich dieses abgehende Rohr vorzugsweise erst in der Nähe der zu betätigenden Schalter (bei mehreren Schaltern bzw.
Betätigungsorganen) verzweigt. Der Aufwand an Rohrmaterial kann so relativ klein gehalten werden.
Im folgenden werden an Hand der Zeichnungen konstruktive Einzelheiten der als Ausführungsbeispiel dargestellten erfindungsgemässen Einrichtung näher beschrieben. Fig. l zeigt schematisch ein in einer Schaltwarte od. dgl. anzuordnendes Hand-Auslöseventil im Schnitt und die Fig. 2a bis f in verschiedenen Ansichten bzw. Schnitten ein bei Absinken des Druckes unter einen bestimmten (einstellbaren) Wert einen Auslöse-Druckknopf betätigendes Organ, wie es an den im Gefahrenfall zu betätigenden Schaltern bzw. sonstigen Geräten anzubringen ist. Fig. 2a ist ein Aufriss, Fig. 2b ein Seitenriss, u. zw. ein Schnitt längs SpurA-B in Fig. 2a. Die Fig. 2c und 2d stellen in Betriebs- bzw. Auslösestellung ein Detail aus Fig. 2a geschnitten und vergrössert dar.
Die Fig. 2e und 2f sind Untersichten und zeigen in der Betriebs- bzw. Auslösestellung ein weiteres Detail des Betätigungsorgans.
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Kolbens wird mittels des Handauslösehebels-3-und einer Winkelübersetzung auf die Schubstange-4bewirkt. Der Doppelkolben --2-- ist auf seinen beiden Seiten je mit einer zweifachen Dichtung aus Präzisions-O-Ringen versehen. Die bei der Bewegung entstehende Reibung der Dichtungen an der Bohrungswand wird ohne weiteres über die Hebelkombination beherrscht. In der Betriebsstellung steht der Handauslösehebel --3-- rechts und es sind die beiden Bohrungen--5 und 6--über den Raum--7--verbunden und nach aussen hin durch den Doppelkolben--2--abgedichtet.
Der Betriebsdruck steht dabei am Sperrkolben - des Betätigungsorgans (Fig. 2a bis f) an. Bei einer Auslösung wird über den Handhebel--3--der Doppelkolben--2--in die Auslösestellung gebracht (d. i. nach links), wobei der rechte Kolbenteil zwischen den Bohrungen-5 und 6-zu stehen kommt. Der verschobene Raum --7-- bleibt unter Druck, die Bohrung --6-- wird frei und die Leitung --8-- kann sich über die Bohrung --6-- und die Entlastungsöffnungen--9--entlasten.
Das Betätigungsorgan nach den Fig. 2a bis f besteht in seinem Grundaufbau aus einem Gehäuse--10--
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Betätigung des Druckknopfes--15--eines im Notfall auszulösenden Leistungsschalters oder sonstigen Gerätes. Die Handauslösung des Gerätes bleibt weiter möglich, u. zw. erfolgt sie durch Druck auf die Stirnfläche der Rändelhülse--16--. In der unteren Bohrung--12--ist der Sperrkolben --17-- mit seiner Rückführfeder --18-- und seiner innenliegenden Vorsteuerung--19--untergebracht.
Aufgesetzt auf den unteren Teil des Gehäuses --10-- ist die verzögert arbeitende Sperrklinkenfreigabeeinrichtung--20--. Als Verbindungsglied zwischen Betätigungskolben--14--und Sperrkolben--17--dient eine wippenartige Klinke (Sperrklinke
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Rückgang des Sperrkolbens --17-- über die Einrichtung--20--freigegeben wird.
Bei einem Auslösevorgang sinkt nach der Umlegung des Handhebels--3--am Auslöseventil von "Betriebsstellung" auf "Auslösung" im Zylinderraum --22-- der Druck, d. h., die Leitung --8-- entlastet sich. Bei Erreichen der von der Einstellung der Vorsteuerung abhängigen unteren Grenze des Haltedruckes überwindet die Vorsteuerfeder--23--den Druck, der auf der Fläche des Vorsteuerventils--19--lastet, und schiebt diese z. B. 2 mm auf (Fig. 2c und 2d). Dabei werden die Entlastungsrinnen-24-frei, deren Anzahl z. B. vier beträgt. Durch die zusätzliche Entlastung entleert sich der Raum --22-- fast momentan.
Der Druck auf die grosse Sperrkolbenfläche sinkt so rasch ab, dass die Sperrkolbenrückführfeder --18-- den Sperrkolben - nun rasch in die Auslösestellung führen kann. Mittels einer Rille-25-im rückwärtigen Teil des Sperrkolbens--17--, in die ein Mitnehmerstift--26--eingreift, wird der Schieber --27-- mitgeführt. Auf diesem Schieber ist die Nase--28--angebracht, die in der Betriebsstellung (Fig. 2e) einen Kniehebel - -29-- (Abfanghebel) in der gestreckten Lage hält.
Dieser Hebel stützt die Kraft ab, die vom vorne abgeschrägten bzw. konischen Federspeicherkolben --14-- über die Sperrklinke --21-- ansteht. Nach der Einleitung des Auslösevorganges, d. h., wenn sich der Sperrkolben--17--von der Betriebsstellung in die ausgelöste Stellung bewegt, wird die durch Nase--28--auf Schieber--27--erzielte Sicherung der Stellung des Abfanghebels--29--aufgehoben. Der Abfanghebel hält nun nur infolge seiner gestreckten Lage. Nachdem der Sperrkolben --17-- und damit der Schieber--27--den halben Auslöseweg (z.
B. 5 mm) durchlaufen haben und in voller Bewegung sind, also keine ruhende Reibung mehr vorliegt und zu der statischen Wirkung eine gewisse Schlagwirkung hinzukommt, trifft der am Schieber--27--eingeschraubte Auslösestift--30-- beim Abfanghebel-29--, u. zw. am Knickpunkt, auf. Dieser knickt ein (Fig. 2f) und die Sperrklinke --21-wird frei. Die anstehende Kraft des Federspeichers-13-bewirkt durch schiefe Ebenen am Kopf des Federspeicherkolbens--14--und am oberen Ende der Sperrklinke --21--, dass letztere aus der Bahn des Federspeicherkolbens--14--herausgeschoben wird, d. h. diesen freigibt. Der Federspeicherkolben--M-betätigt nun den mechanisch wirksamen"Aus"-Druckknopf--15--des Schaltgerätes, das von der pneumatischen Notauslösung betätigt werden soll.
Bei Betrieb oder Betriebsbereitschaft der Anlage, also bei geladenem und gesichertem Federkraftspeicher --13, 14--ist trotzdem eine Handauslösung "vor Ort" möglich, u.zw. wird sie, wie bereits erwähnt, durch das Drücken der Rändelhülse --16-- bewirkt. Diese betätigt über die Schubstange --31-- den Druckknopf --15--.
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14-dauernd- und mechanisches Verriegeln mittels Verriegelungsstiftes an der Öse-32-der Sperrklinke --21-- aufgehoben werden.
Die Anlage wird wie folgt in Betrieb genommen :
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