DD257710A1

DD257710A1 - AUXILIARY SWITCH FOR HIGH VOLTAGE SWITCHGEARS

Info

Publication number: DD257710A1
Application number: DD29990387A
Authority: DD
Inventors: Lutz Winkler; Manfred Ulrich
Original assignee: Liebknecht Transformat
Priority date: 1987-02-13
Filing date: 1987-02-13
Publication date: 1988-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hilfsschalter zur Zuschaltung von Strompfaden in Steuer-, Melde- und Verriegelungssystemen von Hochspannungsschaltgeraeten mit hoher Zuverlaessigkeit und geringem Raumbedarf. Die Angabe der Erfindung, beruehrungslos, direkt und kontaktprellungsfrei in Abhaengigkeit von der Schaltstellung eines bewegten Kontaktes eines Hochspannungsschaltgeraetes Strompfade zuzuschalten und entgegengesetzte und staendig anstehende Befehlsimpulse zu sperren, wird dadurch geloest, dass an einem mit dem beweglichen Kontakt gekoppelten mechanischen Element ein Permanentmagnet gekoppelt ist und in den Endstellungen oder in einem definierten Abstand x von den Endstellungen des Permanentmagneten n-Wiegandmodule fest angeordnet sind, wobei in den jeweiligen in Wirkverbindung mit dem Permanentmagneten befindlichen Wiegandmodulen Spannungsimpulse erzeugt werden, die in den Strompfaden befindlichen Schaltelemente zu deren Zuschaltung oder Abschaltung anregen. Weiterhin sind innerhalb der Strompfade der Ausloeseeinrichtungen Relais zur gegenseitigen Sperrung von Befehlsimpulsen waehrend der Schalthandlung bzw. zur Unterbrechung von anstehenden Befehlsimpulsen nach erfolgter Schalthandlung vorgesehen. FigurThe invention relates to an auxiliary switch for the connection of current paths in control, signaling and locking systems of high-voltage switching devices with high reliability and low space requirement. The disclosure of the invention, contactlessly, directly and contact-free as a function of the switching position of a moving contact of a Hochspannungsschaltgeraetes switch current paths and lock opposite and constantly pending command pulses is achieved by a permanent magnet is coupled to a coupled to the movable contact a permanent magnet and n-Wiegand modules are fixedly arranged in the end positions or at a defined distance x from the end positions of the permanent magnet, voltage pulses being generated in the respective Wiegand modules in operative connection with the permanent magnet which excite the switching elements located in the current paths for their connection or disconnection. Furthermore, within the current paths of the Ausloeseeinrichtungen relays for mutual blocking of command pulses during the switching operation or for interruption of pending command pulses are provided after the switching operation. figure

Description

Werden hydraulische oder pneumatische Mittel zur Übertragung der Betätigungskräfte für die Kontakte verwendet, besteht die Gefahr von Undichtheiten. Neben der möglichen Vereisung wird die Funktionssicherheit durch Temperatureinflüsse und Druckstöße in den Rohrleitungen eingeschränkt, wodurch ein Versagen und zeitlich ungenaues Zu- und Abschalten der Kontakte auftreten kann.If hydraulic or pneumatic means are used to transmit the actuation forces for the contacts, there is a risk of leaks. In addition to possible icing, the functional safety is limited by temperature influences and pressure surges in the pipelines, whereby a failure and inaccurate connection and disconnection of the contacts can occur.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Hilfsschalterfür Hochspannungsschaltgeräte, mit einer hohen Anzahl von zu- bzw. abschaltbaren Strompfaden, wobei der Raumbedarf verringert und die Betriebszuverlässigkeit erhöht werden soll, sowie der Antrieb energiemäßig nicht belastet und die mechanische Beanspruchung des Hochspannungsschaltgerätes reduziert wird.The aim of the invention is an auxiliary switch for high voltage switching devices, with a high number of switched on and off current paths, the space requirement is reduced and the reliability should be increased, and the drive energiemäßig not charged and the mechanical stress of the high voltage switching device is reduced.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hilfsschalter für Hochspannungsschaltgeräte zu entwickeln, welcher bei Erreichen einer definierten Stellung eines mit einem bewegten Kontakt eines Hochspannungsschaltgerätes mechanisch gekoppelten Elementes berührungslos, direkt und kontaktprellungsfrei mittels bekannter Bauelemente eine nach einem vorgegebenen Kontaktdiagramm erforderliche Zu- und/oder Abschaltung von Strompfaden ohne mechanisch zu bewegende Teile bewirkt und nach erfolgter Befehlsimpulsgabe für eine Schalthandlung den Befehlsimpuls für die entgegengesetzte Schalthandlung, sowie anstehende gleichartige Befehlsimpulse sperrt.The invention has for its object to develop an auxiliary switch for high voltage switching devices, which upon reaching a defined position of a mechanically contacted with a moving contact of a high voltage switching device contactless, direct and kontaktprellungsfrei by known devices required for a given contact diagram Zu- and / or shutdown caused by current paths without mechanically moving parts and locks after the command pulse for a switching operation, the command pulse for the opposite switching action, as well as pending similar command pulses.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an einem mit einem beweglichen Kontakt eines Hochspannungsschaltgerätes gekoppelten mechanischen Element ein Permanentmagnet befestigt ist, dem jeweils in seinen Endstellungen, die durch einen ein- oder ausgeschalteten Zustand des Hochspannungsschaltgerätes bestimmt sind, oder in einem definierten Abstand χ von den Endstellungen in Wirkverbindung mit dem Permanentmagneten n-Wiegandmodule, die jeweils aus einem Wieganddraht, einem Rücksetzmagneten und einer Sensorspule bestehen, fest angeordnet sind und diese jeweils mit n-Schaltelementen in Verbindung stehen, wobei das n-te in Verbindung mit den η-ten der Einendstellung zugeordneten Wiegandmodul stehende Schaltelement im Strompfad einer Einauslöseeinrichtung liegt, in dem sich außerdem eine Relais, sowie ein Öffnerkontakt eines im Strompfad einer Auslöseeinrichtung angeordneten Relais befindet, und das n-te ein Verbindung mit dem η-ten der Ausendstellung zugeordneten Wiegandmodul stehende Schaltelement im Strompfad einer Ausauslöseeinrichtung liegt, in dem sich ein Relais, sowie ein Öffnerkontakt des im Strompfad der Einauslöseeinrichtung angeordneten Relais befindet, während die 1 bis n-1 in Verbindung mit den 1 bis n-1 Wiegandmodulen stehenden Schaltelemente in Strompfaden für die Meldung, Steuerung und Verriegelung angeordnet sind. Dabei ist jedem Wiegandmodul der einen Endstellung ein Wiegandmodul der entgegengesetzten Endstellung funktionell zugeordnet. In vorteilhafter Auslegung der Erfindung ist den Strompfaden der Auslöseeinrichtungen ein aus zwei oder mehreren Betätigungsspulen bestehendes Haftrelais zugeordnet, dessen Kontakte innerhalb von zu den Schaltelementen der Auslöseeinrichtungen führenden Befehlsimpulsleitungen liegen, wobei jede Betätigungsspule des Haftrelais auf alle Kontakte unabhängig voneinander wirkt. Erfolgt ein Befehlsimpuls auf das Schaltelement innerhalb des Strompfades einer Auslöseeinrichtung, wird diese angeregt, eine Antriebseinrichtung zur Schalthandlung freizugeben. Gleichzeitig angesteuert werden das in diesem Strompfad befindliche Relais, wodurch der diesem Relais zugeordnete im Strompfad der entgegengesetzten Auslöseeinrichtung befindliche Öffnerkontakt die Stromleitung unterbricht, so daß ein entgegengesetzter Befehlsimpuls wirkungslos ist, und das Haftrelais, das den Kontakt in der Befehlsimpulsleitung für die angesteuerte Auslöseeinrichtung öffnet und de'n Kontakt in der Befehlsimpulsleitung der nicht angesteuerten Auslöseeinrichtung schließt, so daß ein anstehender gleichartiger Befehlsimpuls unterbrochen wird. Erreicht das mechanische Element seine Endstellung, tritt der mit ihm gekoppelte Permanentmagnet in Wirkverbindung mit den Wiegandmodulen, wodurch ein Spannungsimpuls in diesen erzeugt wird. Der Spannungsimpuls des η-ten Wiegandmoduls wird dem Schaltelement, vorzugsweise ein GTO-Thyristor, der angeregteh'Äuslöseeinrichtung zugeführt, wodurch dessen Strompfad abgeschaltet wird und das zugehörige Relais abfällt, so daß der Kontakt im Strompfad der entgegengesetzten Auslöseeinrichtung schließt und eine entgegengesetzte Befehlsimpulsgabe möglich ist. Die in den 1 bis n-1 Wiegandmodulen erzeugten Spannungsimpulse werden den 1 bis n-1 Schaltelementen, vorzugsweise Thyristoren, zugeführt, so daß die Zuschaltung dieser Strompfade erfolgt.According to the invention, this object is achieved in that a permanent magnet is attached to a coupled to a movable contact of a high voltage switching device mechanical element, each in its end positions, which are determined by an on or off state of the high voltage switching device, or at a defined distance χ of the end positions in operative connection with the permanent magnet n-Wiegand modules, each consisting of a Wiegand wire, a reset magnet and a sensor coil, are fixed and these are each with n-switching elements in connection, the n-th in conjunction with the η-th the Einendstellung associated Wiegand module standing switching element in the current path of a tripping device is located in which also a relay, and a normally closed contact of a current path of a tripping device is located relay, and the n-th a connection with the η-th the Ausendstellung assigned Wiegandmodul standing switching element in the current path of a Ausauslöseeinrichtung is located in which a relay, and a normally closed contact of the current path of the Eineinlöseeinrichtung relay is located, while the 1 to n-1 in connection with the 1 to n-1 Wiegand modules standing switching elements in current paths for the Message, control and locking are arranged. In this case, each Wiegandmodul the one end position a Wiegandmodul the opposite end position is assigned functionally. In an advantageous embodiment of the invention, the current paths of the tripping devices are assigned an adhesive relay consisting of two or more actuating coils whose contacts lie within command pulse lines leading to the switching elements of the tripping devices, wherein each actuating coil of the relay acts independently on all contacts. If a command pulse to the switching element within the current path of a triggering device, this is stimulated to release a drive device for switching operation. At the same time, the relays located in this current path are energized, whereby the NC contact located in the current path of the opposite tripping device interrupts the power line, so that an opposite command pulse is ineffective, and the port relay opens the contact in the command pulse line for the tripped tripping device de'n contact in the command pulse line of the non-triggered trip device closes, so that a pending similar command pulse is interrupted. When the mechanical element reaches its end position, the permanent magnet coupled to it comes into active connection with the Wiegand modules, whereby a voltage pulse is generated in them. The voltage pulse of the η-th Wiegand module is supplied to the switching element, preferably a GTO thyristor, to the excited trip device, whereby its current path is switched off and the associated relay drops, so that the contact in the current path of the opposite trip device closes and an opposite command pulse is possible , The voltage pulses generated in the 1 to n-1 Wiegand modules are supplied to the 1 to n-1 switching elements, preferably thyristors, so that the connection of these current paths takes place.

Die Strompfadzuschaltung kann zeitlich durch Einstellung des Abstandes der Wiegandmodule von der Endstellung auch im späteren Betrieb in einfacher Weise verändert werden. Die Zu- bzw. Abschaltung der Strompfade ist dabei unabhängig von der Geschwindigkeit des mit dem mechanischen Element gekoppelten Permanentmagneten, da der im Wiegandmodul entstehende Spannungsimpuls nur von der Größe der Feldstärke des einwirkenden Magnetfeldes abhängig ist. Die Anzahl η der einsetzbaren Wiegandmodule ist abhängig vom zur Verfügung stehenden Einbauraum.The current path connection can be changed in time by adjusting the distance of the Wiegand modules from the end position in subsequent operation in a simple manner. The connection or disconnection of the current paths is independent of the speed of the permanent magnet coupled to the mechanical element, since the voltage pulse arising in the Wiegand module is only dependent on the magnitude of the field strength of the applied magnetic field. The number η of usable Wiegand modules depends on the available installation space.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäßen Hilfsschalter in der Ausendstellung eines Hochspannungsschaltgerätes. Die mit dem nicht dargestellten beweglichen Kontakt eines Hochspannungsschaltgerätes gekoppelte Antriebsstange 1 trägt einen ringförmigen Permanentmagneten 2, dersich in der Ausendstellung befindet. Koaxial zum Permanentmagneten 2 und zur Antriebsstange 1 sind die Wiegandmodule 3; 4 fest angeordnet. In gleicher Lage zur Antriebsstange 1 sind in der Einendstellung Wiegandmodule 3 a; 4 a vorgesehen. Der Wiegandmodul 3 ist mit einem innerhalb des Strompfades 5 angeordneten Thyristor 6 und der Wiegandmodul 3a mit einem innerhalb des Strompfades 5a angeordneten Thyristor 6a verbunden, während der Wiegandmodul 4 mit einem im Strom pfad der Ausauslöseeinrichtung 7 befindlichen GTO-Thyristor 8 und der Wiegandmodul 4 a mit einem im Strompfad der Einäuslöseeinrichtung 9 befindlichen GTO-Thyristor 8a in Verbindung stehen. Innerhalb der Strompfade der Auslöseeinrichtungen 7; 9 sind jeweils in Reihe ein Relais 10; 10 a, ein Haftrelais 11 und ein Öffnerkontakt 12,12a angeordnet, wobei die Betätigung des Öffnerkontaktes 12a im Strompfad der Ausauslöseeinrichtung 7 durch das imThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows an auxiliary switch according to the invention in the Ausendstellung a high voltage switching device. The drive rod 1 coupled to the non-illustrated movable contact of a high voltage switching device carries an annular permanent magnet 2 located in the end position. Coaxial with the permanent magnet 2 and the drive rod 1 are the Wiegand modules 3; 4 fixed. In the same position to the drive rod 1 are in the Einendstellung Wiegand modules 3 a; 4 a provided. The Wiegandmodul 3 is connected to a disposed within the current path 5 thyristor 6 and the Wiegandmodul 3a with a disposed within the current path 5a thyristor 6a, while the Wiegandmodul 4 with a path in the current path of the Ausauslöseeinrichtung 7 GTO thyristor 8 and the Wiegandmodul 4 a with a in the current path of the Einäuslöseeinrichtung 9 GTO thyristor 8a are in communication. Within the current paths of the tripping devices 7; 9 are each in series a relay 10; 10 a, an adhesive relay 11 and a normally closed contact 12,12a arranged, wherein the actuation of the normally closed contact 12a in the current path of the Ausauslöseeinrichtung 7 by the in

Strompfad der Einauslöseeinrichtung 9 liegende Relais 10a und des Öffnerkontaktes 12 im Strompfad der Einauslöseeinrichtung 9 durch das im Strompfad der Ausauslöseeinrichtung 7 liegende Relais 10 erfolgt. Innerhalb der Befehlsimpulsleitungen für die GTO-Thyristoren 6; 6a sind Kontakte 13; 13a vorgesehen, die durch das Haftrelais 11 betätigt werden. Erfolgt ein Einschaltbefehlsimpuls auf den GTO-Thyristor 8a, erfolgt dessen Zuschaltung und steuert die Einauslöseeinrichtung 9 an, die eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung zur Betätigung der Antriebsstange 1 freigibt. Gleichzeitig wird das Relais 10a angeregt, so daß durch den Öffnerkontakt 12a des Relais 10a der Strompfad der Ausauslöseeinrichtung 7 unterbrochen wird und so ein gleichzeitig erfolgter Ausschaltbefehlsimpuls während der EinschalthandIung unwirksam bleibt. Das ebenfalls angeregte Haftrelais 11 bewirkt ein Öffnen des Kontaktes 13a in der zum GTO-Thyristor 8a führenden Befehlsimpulsleitung, während der Kontakt 13 in der zum GTO-Thyristor 8 führenden Befehlsimpulsleitung geschlossen wird. Mit fortschreitender Bewegung der Antriebsstange 1 und des Permanentmagneten 2 ergibt sich eine übereinstimmende Lage mit den Wiegandmodulen 3a; 4a. Durch das Magnetfeld des Permanentmagneten 2, dessen Feldstärke größer ist als die der Rücksetzmagnete der Wiegandmodule 3a; 4a erfolgt eine sprunghafte Ummagnetisierung der Kerne in Richtung der Schalen der sich vorher im rückgesetzten Zustand befindlichen Wieganddrähte, so daß Spannungsimpulse erzeugt werden, die von den Sensorspulen der Wiegandmodule 3 a; 4a erfaßt werden. Der Spannungsimpuls des Wiegandmodules_s3a wird dem Thyristor 6a zugeführt, der den Strompfad 5a zuschaltet. Mit dem Spannungsimpuls des Wiegandmodules 4a wird die Abschaltung des GTO-Thyristors8a vorgenommen. Gleichzeitig wird das Relais 10a stromlos und sein Öffnerkontakt 12a im Strompfad der Ausauslöseeinrichtung wieder geschlossen. Die in der Ausendstellung befindlichen Wiegandmodule 3; 4 sind nach Aufhebung der Wirkverbindung mit dem Permanentmagneten 2 mittels ihrer Setzmagnete rückgesetzt worden. Der in der Befehlsimpulsleitung für die Einauslöseeinrichtung 9 befindliche offene Kontakt 13a verhindert, daß bei ständig anstehendem Einbefehlsimpuls das Relais 10a angezogen bleibt und mittels seines Öffnerkontaktes 12a den Strompfad der Ausauslöseeinrichtung 7 ständig unterbricht. Die Abschaltung des der Ausendstellung zugehörigen Strompfades 5 kann z.B. mit der Einbefehlsimpulsgabe mit hier nicht dargestellten Mitteln erfolgen. Der Hiifsschalter befindet sich somit in einem für eine Ausschaltung vorbereiteten Zustand.Current path of the tripping device 9 lying relay 10a and the normally closed contact 12 in the current path of the Einauslöseeinrichtung 9 by the lying in the current path of the Ausauslöseeinrichtung 7 relay 10 takes place. Within the instruction pulse lines for the GTO thyristors 6; 6a are contacts 13; Provided 13a, which are actuated by the adhesive relay 11. If a switch-on command pulse is applied to the GTO thyristor 8a, its connection takes place and activates the on-trigger device 9, which releases a drive device, not shown, for actuating the drive rod 1. At the same time, the relay 10a is excited, so that is interrupted by the normally closed contact 12a of the relay 10a of the current path of the Ausauslöseeinrichtung 7 and so a simultaneously made Ausschaltbefehlsimpuls during the EinschalthandIung remains ineffective. The likewise excited adhesive relay 11 causes opening of the contact 13a in the command pulse line leading to the GTO thyristor 8a, while the contact 13 in the command pulse line leading to the GTO thyristor 8 is closed. With progressive movement of the drive rod 1 and the permanent magnet 2 results in a matching position with the Wiegand modules 3a; 4a. By the magnetic field of the permanent magnet 2, whose field strength is greater than that of the reset magnets of the Wiegand modules 3a; 4a takes place a sudden remagnetization of the cores in the direction of the shells of the previously located in the reset state Wieganddrähte, so that voltage pulses are generated by the sensor coils of the Wiegand modules 3 a; 4a are detected. The voltage pulse of the Wiegandmodules _s 3a is supplied to the thyristor 6a, which connects the current path 5a. With the voltage pulse of Wiegandmodules 4a, the shutdown of the GTO thyristor 8a is made. At the same time, the relay 10a is de-energized and its normally closed contact 12a in the current path of the Ausauslöseeinrichtung closed again. The Wiegand modules 3 located in the end position; 4 have been reset after canceling the operative connection with the permanent magnet 2 by means of their setting magnets. The open contact 13a located in the command pulse line for the on-trigger device 9 prevents the relay 10a from being energized when the on-command pulse is pending and the current path of the tripping device 7 is constantly interrupted by its normally closed contact 12a. The shutdown of the Ausendstellung associated current path 5 can be done, for example, with the Einbefehlsimpulsgabe with means not shown here. The Hiifsschalter is thus in a prepared state for a shutdown.

Claims

-1- 257 71U Claims:

1. Auxiliary switch for high voltage switching devices for connection and disconnection of current paths in response to the position of a movable coupled to a moving contact of a high voltage switching device mechanical element for reporting, control and locking, characterized in that coupled to a coupled to the moving contact of the high voltage switching device element Permanent magnet (2) is fixed, in each case in its end positions, which are determined by an off and on state of Hochspanhungsschaltgerätes, or at a defined distance χ of the end positions in operative connection with the permanent magnet (2) n-Wiegandmodule (3; 4a, 4a) are fixedly arranged and these are connected to n-switching elements, the n-th in conjunction with the η-th of the Einendstellung associated Wiegandmodul (4a) standing switching element in the current path of a Einauslöseeinrichtung (9), in the a relay (10a), as well as an NC contact kt (12) of a current path in the Ausauslöseeinrichtung (7) arranged relay (10) is located, and the n-th standing in conjunction with the η-th the Ausendstellung associated Wiegandmodul (4) switching element in the current path of the Ausauslöseeinrichtung (7), in a relay (10) and a normally closed contact (12 a) of the in the current path of the Eineinlöseeinrichtung (9) lying relay (10 a) is located, while each of 1 to n-1 in the current paths (5; 5a) located switching elements each having 1 to n-1 Wiegand modules associated with the end positions (3, 3a) are in communication.

2. Auxiliary switch according to item 1, characterized in that in the switching elements of the one (9) - and Ausauslöseeinrichtung (7) leading command pulse lines each contact and in the current paths of the tripping devices, an adhesive relay (11) are arranged, wherein the adhesive relay (11 ) in the current path of the triggered trip device opens the contact in the associated command pulse line and closes the contact in the command pulse line for the opposite tripping device.

3. auxiliary switch according to item 1, characterized in that the 1 to n-1 switching elements thyristors (6; 6a) are.

4. Auxiliary switch according to item 1, characterized in that the switching elements in the current path of the tripping devices are GTO thyristors (8, 8a).

For this 1 page drawing

Field of application of the invention

The invention has application in the field of electric power supply, in particular in reporting, control and locking systems of high-voltage switching devices in which, depending on the position of a mechanically movable element, current paths are switched on and off.

Characteristic of the known state of the art

Auxiliary switches for high voltage switching devices are mechanical low-voltage switches, which are in direct or indirect operative connection with a movable element, eg. B. a coupled to a moving contact switching rod of a Hochspannungssehaltgerätes and according to the position of a certain number of current paths, which are necessary to report, control and lock the individual high-voltage switching devices or high-voltage switching devices with each other by means of normally closed, normally open and wiper contacts or switch off. The operation of the contacts for connection or disconnection of the current paths is known in the most diverse versions. It can be done mechanically, hydraulically, pneumatically or in these combinations. Thus, mechanical auxiliary switches, which are particularly used in motor spring-actuated actuated high-voltage switchgear use known, which are operated directly via linkage or lever systems in response to the position of the moving contact of the high voltage switching device, the timing of the individual spring-biased contacts means Cams take place. The disadvantage of such designs, in addition to the high space requirements and construction costs, the lack of reliability due to risk of breakage of the mechanical transmission elements, as well as the additional energymäßige load on the drives by the co-moving mechanics. Furthermore, the differentiated temporal connection and disconnection of the current paths requires a large number of complicated and different cams.

From DE-OS 2721273 - H 01 H 9/16 - it is known to use mechanically coupled to the drive signaling switch. For this purpose, on the drive piston acting on the signal switch plunger with freewheel is guided, which remains in response to the two Kolbenendstellungen forcibly in the on and Ausschaltstellungljnd outside of these switch positions spring loaded in the fault position. A disadvantage of this device are the mechanical shocks that produce contact bumps and dynamic loads of the high voltage switching device, as well as the limitation on the detection of the end positions.