DE102010052481B4

DE102010052481B4 - Hochspannungsschaltgerät

Info

Publication number: DE102010052481B4
Application number: DE102010052481.6A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Neumaier Heinrich; Markus Ramel
Original assignee: Hitachi Energy Switzerland AG
Current assignee: Hitachi Energy Ltd Ch
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2030-11-27
Also published as: WO2012069112A1; DE102010052481A1

Abstract

Hochspannungsschaltgerät mit einem Antrieb zur Betätigung des Hochspannungsschaltgerätes, mit einer Antriebssteuerung (10) mit einer Schaltlogik, welche mit druckgesteuerten Schaltelementen (12) zur Stromunterbrechung beziehungsweise zur Stromkreisschließung zusammenarbeitet und hierdurch die Schaltzustände des Antriebs zur Betätigung des Hochspannungsschaltgerätes einstellt, und mit Relais (20), wobei die druckgesteuerten Schaltelemente (12) von handelsüblichen mechanisch-elektronischen Einzeldruckschaltern gebildet sind, die an einem gemeinsamen Trägerstück (14) angeordnet sind und deren Signalausgänge zur Ansteuerung der Relais (20) dienen, welche die Schaltzustände des Antriebs des Hochspannungsschaltgerätes einstellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochspannungsschaltgerät, insbesondere für Hochspannungsleistungsschalter, mit einer Schaltlogik, welche mit druckgesteuerten Schaltelementen zur Stromunterbrechung beziehungsweise zur Stromkreisschließung zusammenarbeitet und hierdurch die Schaltzustände eines Antriebs zur Betätigung des Hochspannungsschaltgerätes einstellt.
Bisher erfolgt die Überwachung und Steuerung der Antriebsenergie für die Betätigung von Hochspannungsleistungsschaltern mittels Einsatz einer elektro-mechanischen Steuerung unter Verwendung von Steuerscheiben, welche mit Steuernocken versehen sind, die zur Beaufschlagung entsprechender Mikroschalter vorgesehen sind.
Aus der EP829 892 B1 ist ein hydraulischer Antrieb zur Betätigung eines Hochspannungsleistungsschalters bekannt, der zur besseren Raumausnutzung eine Behälteranordnung aufweist, welche einen Arbeitszylinder und zwei weitere axial verlaufende Bohrungen umfasst, in welchen jeweils ein Druckkolben gleitend verschiebbar angeordnet sind.
Abgesehen davon, dass die Herstellung dieser herkömmlichen elektro-mechanischen Steuerungen höchst aufwendig ist und die Justage solcher Steuerungen ebenfalls einen nicht unbeträchtlichen Aufwand bereitet, ist auch eine zeitgemäße elektronische Verknüpfung mit der elektronischen Anlagensteuerung, zum Beispiel zwecks Automatisierung bestimmter Vorgänge, nicht ohne Weiteres möglich.
US 2006/0196274 A1 beschreibt Verfahren zum Erkennen eines Hochdruckzustands in einer Hochspannungs-Vakuumeinrichtung, wobei das Verfahren ein Ermitteln einer Position einer Struktur, die an ein außerhalb der Hochspannungs-Vakuumeinrichtung angeordnetes Balggefäß angebracht ist, umfasst.
Darüber hinaus hat die vorbeschriebene Anordnung den Nachteil, dass durch die sehr aufwendige mechanische Übertragungseinheit ein hoher Aufwand für die Einstellung der Steuerscheiben erforderlich ist, was seinerseits den Wartungsbedarf derartiger elektro-mechanischen Steuerungen erhöht.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Hochspannungsschaltgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die genannten Nachteile weitestgehend vermeidet und insbesondere wartungsarm ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Demgemäss ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass_die druckgesteuerten Schaltelemente von mechanisch-elektronischen Einzeldruckschaltern gebildet sind, die jeweils an einem gemeinsamen Trägerstück angeordnet sind und deren Signalausgänge zur Ansteuerung von Relais dienen, welche die Schaltzustände des Antriebs des Hochspannungsschaltgerätes einstellen.
Entsprechend einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen ochspannungsschaltgerätes sind die von handelsüblichen mechanisch-elektronischen Einzeldruckschaltern gebildeten druckgesteuerten Schaltelemente zu ihrer Versorgung mit einer autarken, das heißt vom zu schaltenden Netz unabhängigen, Spannungsquelle verbunden, so dass auch im Falle einer das anzusteuernde Schaltgerät betreffenden Störung, die Funktion der Ansteuerung weiterhin gesichert ist.
Vorteilhafterweise ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass jeder der mechanisch-elektronischen Einzeldruckschalter hinsichtlich vorbestimmter Druckwerte als Ansprech- oder Schwellwert einstellbar ist. Hierdurch können die bei unterschiedlichen Drücken erforderlichen Schaltzustände des anzusteuernden Schaltgeräts sicher eingehalten werden.
In weiterer Verbesserung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass das Trägerstück, an welchem die mechanisch-elektronischen Einzeldruckschalter angeordnet sind, neben der Tragfunktion zusätzlich mit Druckfluidanschlüssen versehen ist, durch welche Druckfluid zur Ansteuerung der am Trägerstück angeordneten mechanisch-elektronischen Einzeldruckschalter zuströmt.
Vorzugsweise ist das Trägerstück entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung mit einem zentralen Hauptkanal für Druckfluid versehen, der über einzelne Abzweigungen mit den Druckfluidanschlüssen verbunden ist. An diesen Druckfluidanschlüssen sind, wie bereits erwähnt, die mechanisch-elektronischen Einzeldruckschalter angeschlossen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochspannungsschaltgerätes ist das Trägerstück quaderförmig ausgebildet und an einander gegenüberliegenden Längsseiten mit Ausnehmungen versehen, welche die Druckfluidanschlüsse bilden.
Abgesehen von der einfachen Grundform des Trägerstücks, nämlich der Quaderform, ist hiermit auch eine einerseits sehr kompakte Bauweise und andererseits eine sehr überschaubare Gestaltung des erfindungsgemäßen Hochspannungsschaltgerätes möglich.
Vorteilhafterweise durchdringt der zentrale Hauptkanal das Trägerstück in seiner ganzen Länge, wobei er an seinen beiden Enden jeweils verschließbar ist. Diese Gestaltung hat einerseits den Vorteil einfacher aber präziser Fertigung und andererseits bietet diese Gestaltung ein hohes Maß an Variabilität.
In weiterer Verbesserung der Erfindung ist der Hauptkanal mit einem weiteren Fluidkanal verbunden, der bevorzugterweise senkrecht zu den Druckfluidanschlüssen im Trägerteil angeordnet ist.
Dieser weitere Fluidkanal mündet in einen Hauptanschluss für Druckfluid, der auf einer Längsseite des Trägerstücks vorgesehen ist.
Über diesen Hauptanschluss ist es auf einfache Weise möglich das gesamte System mit Druckfluid zu füllen und gegebenenfalls diesen Hauptanschluss für weitere Zwecke zu nutzen.
Vorteilhafterweise sind die druckgesteuerten Schaltelemente des erfindungsgemäßen Hochspannungsschaltgerätes am Trägerstück angeschraubt oder gegebenenfalls daran angeklemmt.
Ein nicht unwesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Hochspannungsschaltgerätes besteht darin, dass das Trägerstück im Nahbereich des anzusteuernden Antriebs positioniert ist.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Anhand eines in der beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:

1 eine Antriebssteuerung gemäß der Erfindung mit Einzeldruckschaltern als Signalwandler, mit separatem Netzgerät und Relais;
2 einen Steuerblock in Draufsicht;
3 den Steuerblock gemäß 2 in Seitenansicht;
4 den Steuerblock gemäß 2 im zentralen Querschnitt und
5 den Steuerblock gemäß 2 im zentralen Längsschnitt.

In 1 ist in einer Übersichtsdarstellung der Antriebssteuerung 10 eines Hochspannungsleistungsschalters gezeigt, die einen mit von handelsüblichen Druckschaltern gebildeten Signalwandlern 12 bestückten Steuerblock 14 sowie eine separate Netzspannungsversorgung 18 und vom Signalwandler 12 beaufschlagte Relais 20 umfasst, welche auf einer Tragschiene 16 angeordnet sind.
Der Steuerblock ist von einem Trägerstück 14 gebildet, welches als quaderförmiger Körper (siehe 2 Bezugszeichen 26) dazu vorbereitet ist, einerseits als Träger für die als Druckschalter 12 ausgebildeten Signalwandler zu dienen, die mittels Schrauben 22 daran befestigt sind, und über in den 2 bis 5 näher gezeigte und in der zugehörigen Beschreibung näher erläuterte Druckfluidanschlüsse 30, die in Verbindung stehen mit einer zentralen Druckfluidversorgung, eine druckabhängige Ansteuerung des eigentlichen, hier nicht näher gezeigten Antriebs zu gewährleisten.
Zusätzliche Haltewinkel 24 dienen zur Befestigung des Steuerblocks 14 im Nahbereich des erwähnten, hier nicht näher gezeigten Antriebs.
2 zeigt eine Draufsicht auf den nackten Steuerblock 14, der - wie bereits erwähnt - von einem quaderförmigen Trägerstück 26 gebildet ist und sowohl mit einem Hauptanschluss 28 für Druckfluid als auch mit Druckfluidanschlüssen 30 zur Versorgung beziehungsweise Beaufschlagung von Signalwandlern 12, die insbesondere vorzugsweise als Druckschalter ausgebildet sind, versehen ist.
Aus dieser Ansicht geht auch hervor, dass beide einander gegenüberliegende Seiten des Trägerstückes 26 mit den Druckfluidanschlüssen 30 zur Beaufschlagung der Signalwandler 12 versehen sind.
In 3 ist eine Seitenansicht auf das quaderförmige Trägerstück 26 gezeigt, aus welcher erkennbar ist, dass das Trägerstück 26 jeweils unterhalb der Druckfluidanschlüsse 30 auch Ausnehmungen 32 aufweist, welche als Gewindebohrungen ausgebildet sind und für die Befestigung der Signalwandler 12 an dem Trägerstück 26 dienen.
In 4 schließlich ist ein Querschnitt durch das als Steuerblock 14 eingesetzte Trägerstück 26 gezeigt. Dabei ist die gezeigte Querschnittsansicht insoweit vereinfacht, indem die Schnittebene prinzipiell auf die Höhe der Druckfluidanschlüsse 30 gelegt ist und darüber hinaus zusätzlich auch die an sich tiefer liegende Schnittebene durch die zuvor erwähnten Gewindebohrungen 32 gezeigt ist. Um durch die an sich zusätzlich erforderlichen Schnittlinien für den Stufenschnitt die Darstellung nicht zu sehr zu komplizieren, wurde auf letztere verzichtet.
Von einem zentralen Hauptkanal 34 für Druckfluid gehen Kanäle 36 ab, welche mit den Druckfluidanschlüssen 30 verbunden sind. Der Hauptkanal 34 erstreckt sich über die gesamte Länge des Trägerstücks 26 und ist an beiden Enden jeweils mit einem Verschluss 38 versehen.
In 5 ist ein zentraler Längsschnitt durch das Trägerstück 26 wiedergegeben, welcher einerseits die Lage des Hauptkanals 34 mit den beiden Endverschlüssen 38 erkennen lässt sowie die Lage der vom Hauptkanal 34 abgehenden Verbindungskanäle 36 zu den Druckfluidanschlüssen 30 und andererseits die Lage des Hauptanschlusses 32 für Druckfluid.
Bezugszeichenliste

10: Antriebssteuerung
12: Signalwandler, Einzel-Druckschalter
14: Steuerblock
16: Trägerschiene, Tragschiene
18: separate Netzspannungsversorgung
20: Relais
22: Schraubanschlüsse
24: Haltewinkel
26: Trägerstück
28: Hauptanschluss für Druckfluid
30: Druckfluidanschluss
32: Ausnehmung, Gewindebohrung
34: Hauptkanal
36: Verbindungskanal für Druckfluid
38: Endverschluss

Claims

Hochspannungsschaltgerät mit einem Antrieb zur Betätigung des Hochspannungsschaltgerätes, mit einer Antriebssteuerung (10) mit einer Schaltlogik, welche mit druckgesteuerten Schaltelementen (12) zur Stromunterbrechung beziehungsweise zur Stromkreisschließung zusammenarbeitet und hierdurch die Schaltzustände des Antriebs zur Betätigung des Hochspannungsschaltgerätes einstellt, und mit Relais (20), wobei die druckgesteuerten Schaltelemente (12) von handelsüblichen mechanisch-elektronischen Einzeldruckschaltern gebildet sind, die an einem gemeinsamen Trägerstück (14) angeordnet sind und deren Signalausgänge zur Ansteuerung der Relais (20) dienen, welche die Schaltzustände des Antriebs des Hochspannungsschaltgerätes einstellen.
Hochspannungsschaltgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei die von mechanisch-elektronischen Einzeldruckschaltern gebildeten druckgesteuerten Schaltelemente (12) zu ihrer Versorgung mit einer separaten externen Spannungsquelle (18) verbunden sind.
Hochspannungsschaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei jeder der mechanisch-elektronischen Einzeldruckschalter (12) hinsichtlich vorbestimmter Druckwerte einstellbar ist.
Hochspannungsschaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Trägerstück (14), an welchem die mechanisch-elektronischen Einzeldruckschalter (12) angeordnet sind, neben der Tragfunktion zusätzlich mit Druckfluidanschlüssen (30) versehen ist, durch welche Druckfluid zur Ansteuerung der am Trägerstück (14) angeordneten mechanisch-elektronischen Einzeldruckschalter (12) zuströmt.
Hochspannungsschaltgerätnach dem vorherigen Anspruch, wobei das Trägerstück (14) mit einem zentralen Hauptkanal (34) für Druckfluid versehen ist, der über einzelne Abzweigungen (36) mit den Druckfluidanschlüssen (30) verbunden ist.
Hochspannungsschaltgerät nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei das Trägerstück (14) quaderförmig ausgebildet ist und an einander gegenüberliegenden Längsseiten mit Ausnehmungen (32) versehen ist, welche die Druckfluidanschlüsse (30) bilden.
Hochspannungsschaltgerät nach dem Anspruch 5, wobei der zentrale Hauptkanal (34) das Trägerstück (14) in seiner ganzen Länge durchdringt und an seinen beiden Enden jeweils mit einem Endverschluss (38) verschließbar ist, oder wobei der Hauptkanal (34) mit einem weiteren Fluidkanal verbunden ist, der in einen Hauptanschluss (32) für Druckfluid mündet, der auf einer Längsseite des Trägerstücks (14) vorgesehen ist.
Hochspannungsschaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die druckgesteuerten Schaltelemente (12) am Trägerstück (14) angeschraubt sind.
Hochspannungsschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die druckgesteuerten Schaltelemente (12) am Trägerstück (14) angeklemmt sind.
Hochspannungsschaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Trägerstück (14) im Nahbereich des anzusteuernden Antriebs positioniert ist.
Hochspannungsschaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Hochspannungsschaltgerät als Hochspannungsleistungsschalter ausgeführt ist.