CN1213151A - 电气设备例如高压断路器的控制装置 - Google Patents

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CN1213151A
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埃德蒙·蒂里耶斯
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    • H01H33/02—Details
    • H01H33/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator
    • H01H33/32—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator pneumatic

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  • Actuator (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种电气设备、特别是高压断路器的控制装置,该断路器装在一个充有加压电介质气体的壳体(1)中,该壳体形成一个断路室,壳体中有一个利用所述控制装置进行运动的部件(2),该部件包括一个可以在缸体元件(4)中滑动的操纵活塞(3),缸体元件固定到壳体(1)的端部,而在连接位置,缸体元件通过一个启动阀(7)与壳体(1)内部连通,该控制装置包括:一个处于负压的罩(8),该罩与所述的缸体元件(4)相连,当所述阀(7)处于分离位置时,它通过一个连通管道(6)使该罩与缸体元件内部连通,一个处于负压的活塞(10),在所述罩(8)中滑动,一个使所述负压活塞(10)进行往复运动的驱动机构。

Description

电气设备例如高压断路器的控制装置
本发明涉及电气设备的控制装置，例如高压断路器的控制装置。
具体地说，本发明涉及电气设备的控制装置，特别是高压断路器的控制装置，该断路器装在一个充有加压电介质气体的壳体中，该壳体形成一个断路室，壳体中有一个利用所述控制装置进行运动的部件，该部件包括一个可以在缸体元件中滑动的操纵活塞，缸体元件固定到壳体的端部，而缸体元件的与活塞工作面那侧的设备相对的端部与一个管道相连，在连接位置，该管道通过一个阀与壳体内部连通，该阀可以有第二个位置，即分离位置，在此处气体使活塞的工作面离开所述缸体元件。
专利文献DE-B-1003321描述了这种控制装置。
根据该现有文献，所述的连接管道包括一个通向大气的开口以及一个双座阀，该阀在连接位置时关闭能够使断路室气体流到活塞工作面的管道，而在分离位置时关闭与断路室相连通的管道的一部分，从而使所述开口通向部分与缸体元件连通的管道，这样将气体排到外面，使作用到活塞工作面上的压力减少，从而使断路器的接点分开。
虽然将断路室的加压电介质气体用作控制器的工作气体具有优点，但考虑到将加压气体排放到大气中以及开启以后使已处于大气中的部件恢复压力需要的时间，这种控制器不能快速进行开启/关闭/开启循环。
本发明旨在对这种控制装置进行改进，该装置能够快速地进行重新连接、开启和关闭。
为此，本发明的控制装置包括：
一个处于负压的罩，该罩与所述的缸体元件相连，当所述的阀处于分离位置时，通过一个连通管道使该罩与缸体元件内部连通，该罩还包括至少一个在与所述设备相对的面上的排放气体的止回阀，
一个处于负压的活塞，该活塞在所述罩中滑动，该活塞的工作面对着操纵活塞，而且装有至少一个止回阀，该止回阀只允许气体从工作面流到活塞的后面，
一个使所述负压活塞进行往复运动的驱动机构。
根据优选的实施方案，杆、操纵活塞以及负压活塞在一条直线上，这样所有运动沿设备的轴作直线运动。
为了在操纵以后或内部泄漏以后保证加压的负压罩处于负压，该罩最好装有一个调压器，当罩中的压力高于规定值时，该调压器控制驱动机构。
启动阀最好是双滑阀双底座的滑动阀，由两个加压和减压的导向阀启动。
所述的连通管道最好设置在缸体元件的壁中。
所述罩的排放气体的止回阀最好设置在通向断路室的壳体内部的气体排放管道的喷口处。
所述的排放管道最好制在罩的壁中。
根据操纵活塞的另一个实施方案，使操纵活塞的环形部件连续保持负压。
在这种情况下，为了消耗最少的气体，操纵活塞可以由两部件构成，全行程的小截面部件在另一个大截面的少行程部件内滑动。
一个弹簧可以使操纵活塞处于连接位置。
通常，所述的驱动机构由一个电机构成，电机轴通过螺纹与负压活塞相连。
一个弹簧可作用于负压活塞，从而减少电机所需要的力。
下面结合附图详细描述本发明，这些附图仅表示本发明的优选实施方案。
图1A和1B为本发明的控制装置的纵向剖视图，此时的位置为分离(或开启)开始时的位置；
图2为局部纵向剖视图，此时的位置为分离时的位置；
图3为局部纵向剖视图，此时的位置为连接(或关闭)开始时的位置；
图4为第一个变型实施例的局部纵向剖视图，此时的位置为分离开始时的位置；
图5为第一个变型实施例的局部纵向剖视图，此时的位置为分离结束时的位置；
图6为第二个变型实施例的局部纵向剖视图，此时的位置为连接开始时的位置；
图7为第三个变型实施例的局部纵向剖视图，此时的位置为分离开始时的位置；
图8为第三个变型实施例的局部纵向剖视图，此时的位置为分离结束时的位置；
图9为另一个操纵机构实施例的局部纵向剖视图。
图中看不到高压断路器，该断路器设置在壳体1中，壳体为绝缘材料，但也可以是里面充有电介质气体的金属材料制成，该壳体形成一个断路室。断路器的活动接头与一个杆2相连，利用控制装置使杆移动。该杆2的另一端固定到操纵活塞3上，而操纵活塞在固定到壳体1端部的缸体元件4中滑动，缸体元件上还有一个排气孔19。
根据图1所示的实施方案，活塞3为差径活塞，活塞的工作面3A高于相反的面3B，杆2例如通过螺纹固定到该面3B上。
为了增加作用到活塞3上的压力差，最好用通道5使操纵活塞的环形部分3C上得到恒定负压，活塞3的端面3A和3B的端部装有环形密封圈。
缸体元件4的靠近活塞3的工作面3A的内部与管道6相连，通过使启动阀7处于例如图3所示的位置，该管道与壳体1的内部连通。最好将连通管道6设置在缸体元件4的壁中。
该阀7可以有第二个位置，即例如图1所示的分离位置，在此位置，作用在操纵活塞3的工作面3A上的气体从缸体元件4排到负压罩8中。
启动阀7为双滑阀7A、7B和双密封底座4A、4B的滑动阀，该阀由两个导向阀17、18控制，而导向阀由装在密封盒中的电磁铁17A、18A换向。
在压缩力的作用下导向阀17得到动力后运行，该阀推动操纵阀7的壁7C，这样就使滑阀7B贴到底座4B上，该底座形成缸体元件4的排气孔19的台肩，从而确保壳4通向断路室的壳体1的内部的通道的打开，并且保证缸体元件4通向罩8的通道的关闭，如图3所示。
在负压作用下导向阀18得到动力后运行，该阀拉动启动阀7的壁7C，这样就使滑阀7A贴到底座4A上，该底座形成缸体元件4的排气孔19的台肩，从而确保壳4通向断路室壳体1的内部的通道的关闭，并且保证缸体元件4通向罩8的通道的打开，如图1所示。
当阀7运动时，滑阀7A、7B阻止了压力气体和负压气体之间的连通。
自动供气的孔径很小的孔22可以使启动阀7在导向阀17、18关闭以后维持在其接收到的指令位置。
负压罩8与缸体元件4相连，该罩最好与缸体元件成为单一的构件，它在与所述设备相对的面上包括至少一个排放气体的止回阀9。负压活塞10在该罩8中滑动，该活塞的工作面10A转向操纵活塞3，并且至少有一个止回阀11，该阀只允许气体从工作面10A通向活塞10的后部。罩的排放气体的止回阀9设置在通向断路室壳体1内部的气体排放管道20的喷口中。最好将该排气管道20设置在罩8的壁中。
使负压活塞10前后运动的驱动机构由电机12构成，该电机的轴16利用螺纹与负压活塞10相连，所述的螺纹为所述轴上的与固定在活塞10上的螺母13配合的螺纹。根据图9所示的另一个实施例，弹簧14使负压活塞10运动。该驱动机构设置在被固定在罩8上的盒子15中。
带有杆2的断路器、操纵活塞3、负压活塞10以及驱动机构在一条直线上。
壳上装有一个调压器21，当壳中的压力高于规定值时，该调压器控制驱动机构。这样，在罩8中的负压升高的情况下，由于操纵或泄漏，负压活塞在驱动机构的带动下前后运动，从而重新产生负压。
下面描述控制过程。
如图1所示，刚开始分离时，启动阀7在负压导向阀18的作用下运动到被拉的位置，从而保证缸体元件4通向罩8的通路。负压活塞10运动到被拉的位置(即朝图的下方)，而缸体元件4内的气体排向罩8。操纵活塞3移动(朝向图的下方)，使断路器的接头断开，以便到达图2所示的分离位置。
为了重新连接断路器，启动阀7在负压导向阀17的作用下运动到被推的位置，从而保证缸体元件4通向断路器的壳体1的内部的通路，这如图3所示。缸体元件4中充有加压电介质气体，操纵活塞3运动(被推向图的上方)，使断路器的接头闭合，以便到达图1所示的连接位置。
由于考虑到截面不同的操纵活塞的形状，或者更准确地说考虑到对其环形面3C恒定作用的负压，当电介质气体压力作用到其工作面3A上时，该面3A受到的压力高于其在断路室中的相对面3B所受到的压力。
负压活塞10停止运行时的位置为被拉的位置(图的下方)，但由于有足够多的止回阀11，负压总是在活塞10的上方与操纵阀7相连，从而确保了快速操纵。
当分离时，缸体元件4中的容积为V4的气体排放到负压罩8中，使该罩8中的压力升高。这不利于重新快速连接的循环。因此希望这种压力升高应尽可能小，因而希望容积V4尽可能小。
为此，建议采用操纵活塞3的其它不同实施方案。
根据图4(在分离开始时的位置)和图5(分离结束时的位置)所示的第一个变型，操纵活塞3由两个部件31、32构成，截面小、全行程的部件31在另一个截面大、行程少的部件32中滑动。
更确切地说，部件32由一个圆柱形的衬套构成，该衬套可以在一个圆柱形件4中滑动，因为在部件32上配置一个环形台肩，所以衬套的行程很小，所述环形台肩位于缸体元件4中开设的环形孔内，该台肩限定出的容积V4′通过一些孔与缸体元件4的内部连通。
部件31由一个常规活塞构成，它在衬套中滑动，在连接位置时，它在缸体元件4中限定出容积V4″。
通过管道5使两个部件31、32的环形面处于负压。
这样，气体的体积等于V4′+V4″，该体积很小。
根据图6(在分离开始时的位置)所示的第二个变型，弹簧22使操纵活塞处于连接位置，因而不再需要象上面所述的那样使活塞3的环形面受到负压。
根据图7(在连接开始时的位置)和图8(分离结束时的位置)所示的第三个变型，操纵活塞3由两个部件31、32构成，截面小、全行程的部件31在另一个截面大、行程少的部件32中滑动。在弹簧22的作用下，活塞3处于连接位置。最后这个变型结合了第一个变型和第二个变型的特征。

Claims (12)

1．一种电气设备的控制装置，特别是高压断路器的控制装置，该断路器装在一个充有加压电介质气体的壳体(1)中，该壳体形成一个断路室，壳体中有一个利用所述控制装置进行运动的部件(2)，该部件包括一个可以在缸体元件(4)中滑动的操纵活塞(3)，缸体元件固定到壳体(1)的端部，而缸体元件的与活塞(3)的工作面(3A)一侧的设备相对的端部与一个管道(6)相连，在连接位置，该管道通过一个启动阀(7)与壳体(1)内部连通，该阀(7)可以有第二个位置，即分离位置，在此处气体使活塞(3)的工作面(3A)离开所述缸体元件(4)，控制装置的特征在于它包括：
一个处于负压的罩(8)，该罩与所述的缸体元件(4)相连，当所述的阀(7)处于分离位置时，通过一个连通管道(6)使该罩与缸体元件内部连通，该罩在与所述设备相对的面上还包括至少一个止回阀(9)，
一个处于负压的活塞(10)，该活塞在所述罩(8)中滑动，该活塞的工作面(10A)对着操纵活塞(3)，而且装有至少一个止回阀(11)，该止回阀只允许气体从工作面(10A)流到活塞(10)的后面，
一个使所述负压活塞(10)进行往复运动的驱动机构。
2．根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，杆(2)、操纵活塞(3)以及负压活塞(10)在一条直线上。
3．根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，所述罩(8)装有一个调压器(21)，当罩(8)中的压力高于规定值时，该调压器控制驱动机构。
4．根据上述任一权利要求所述的控制装置，其特征在于，启动阀(7)是双滑阀(7A,7B)双底座(4A,4B)的滑动阀，由两个加压和减压的导向阀(17,18)启动。
5．根据上述任一权利要求所述的控制装置，其特征在于，所述的连通管道(6)设置在缸体元件(4)的壁中。
6．根据上述任一权利要求所述的控制装置，其特征在于，所述罩(8)的排放气体的止回阀(9)设置在通向断路室的壳体(1)的内部的气体排放管道(20)的喷口处。
7．根据上述任一权利要求所述的控制装置，其特征在于，所述的排放管道(20)制在罩(8)的壁中。
8．根据上述任一权利要求所述的控制装置，其特征在于，使操纵活塞(3)的环形部件(3C)连续保持负压。
9．根据上述任一权利要求所述的控制装置，其特征在于，操纵活塞(3)可以由两个部件(31,32)构成，即全行程的小截面部件(31)在另一个大截面的少行程部件(32)内滑动。
10．根据上述任一权利要求所述的控制装置，其特征在于，一个弹簧(22)使操纵活塞(3)处于连接位置。
11．根据上述任一权利要求所述的控制装置，其特征在于，所述的驱动机构由一个电机(12)构成，电机轴(16)通过螺纹与负压活塞(10)相连。
12．根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，弹簧(14)作用于负压活塞(10)。
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