DE1086785B - Ausloeseanordnung fuer einen hydraulisch gesteuerten Hochleistungsschalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Auslöseanordnung für hydraulisch gesteuerte Hochleistungsschalter.

Die Auslöseanordnung muß den folgenden Forderungen genügen:

1. Es muß schnelle und sichere iKontaktunterbrechung stattfinden.

2. Die Vorrichtung muß sowohl in kontaktschließender Stellung als auch in kontaktunterbrechender Stellung sicher verriegelt sein.

Es ist ferner wünschenswert, die Zahl der die Verbindung herstellenden Elemente der auf hohem Potential und auf Erdpotential befindlichen Teile so gering wie möglich zu machen.

Die Erfindung beschreibt nun eine Auslöseanordnung für hydraulisch gesteuerte Hochleistungsschalter, die all diesen Forderungen entspricht und ferner wesentlich einfacher und daher billiger herstellbar ist als die bisherigen derartigen Anordnungen.

Die Auslöseanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontaktstück Rückholfedern aufweist und der die Druckflüssigkeit enthaltende Kolbenraum zum Auslösen über i-inen Dreiwegehahn mit einem Raum wesentlich geringeren Drucks verbunden werden kann.

Bei elektrischen Hochleistungsschaltern sind Auslöseanordnungen bekannt, bei welchen das bewegliche Kontaktstück starr mit einem doppelseitig beaufschlagten Kolben verbunden ist, der, ohne mechanische Verriegelung, unter der Wirkung eines ständig aufrechterhaltenen Luftdrucks in seiner Schließstellung gehalten oder zum Zwecke der Kontaktunterbrechung durch Umsteuern des Luftstroms auf die entgegengesetzte Kolbenseite aus der Kontaktstellung entfernt wird. Bei der pneumatischen Steuerung ergeben sich schwerwiegende Nachteile aus selbst äußerst geringen Undichtheiten, ganz besonders dann, wenn der Schalter während langer Zeit mit starkem Schließdruck geschlossen gehalten werden soll. Es sind auch Hochleistungsschalter bekannt, bei denen der Schließdruck durch eine steuernde Flüssigkeitssäule erzeugt wird. Jedoch ist auch hier das Kontaktstück mit einem zweiseitig beaufschlagten Kolben verbunden und wird hydraulisch ausgelöst, so daß zwei Druckmittelleitungen zum Kolben erforderlich sind. Bei pneumatisch betätigten Schaltern ist endlich bekannt, Hörnerkontakte mittels eines pneumatisch betriebenen Gestänges zu bewegen, bei dem ein Luftkolben beim Ausschaltvorgang von einer Rückholfeder, unterstützt vom Kolbengewicht, in die Ausgangsstellung zurückgeführt wind, wobei der Kolben z-ugleieh die Aufgabe hat, einen Luftstrom durch eine Düse in die Trennstrecke des Schalters zu blasen. Die Öffnungsgeschwindigkeit eines solchen Schalters ist für Hochleistungszwecke unzulänglich.

Auslöseanordnung für einen hydraulisch gesteuerten Hochleistungsschalter

Anmelder:
ίο Jean Louis Gratzmuller, Paris

Vertreter: Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 4

Beanspruchte Priorität:
Frankreich, vom 15. Januar 1954

Jean Louis Gratzmuller, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

Die Anwendung eines unter Federkraft stehenden hydraulisch gesteuerten Druckkolbens gestattet dagegen; eine Wirkungsweise, die sich in beiden Richtungen schnell vollzieht, wobei die unter der Wirkung der Rückholfedern erfolgende Bewegung diejenige sein kann, die sich schneller vollzieht. Zu letzterem Zweck ist die Vorrichtung mit einer Entleerungsleitung ausgestattet, welche gestattet, sehr schnell den Druck in der Druckkolben-Vorrichtung aufzuheben.

Wenn ferner die hydraulische Verriegelung des Druckkolbens am Ende seines unter Druck erfolgenden Bewegungsvorgangs, wie zuvor dargelegt wurde, bewerkstelligt wird und es sich um einen unter der Gegenkraft von Federmitteln stehenden Kolben handelt, die Verriegelung also gegen die Wirkung dieser Federmittel erfolgt, ergibt sieh eine sehr einfache Überwachung der Stellung des Druckkolbens durch einfache Messung des Drucks der Flüssigkeit in der Vorrichtung. Die genannte Messung kann an irgendeiner Stelle der Zuführungsleitung erfolgen, insbesondere an einer Stelle, die sich auf Erdpotential befindet. Wenn bei der erfindungsgemäßen Anordnung Zuführung von Flüssigkeit zu der Druckkolben-Vorrichtung Kontaktgabe bewirkt, bewirkt Aufrechterhaltung von Druckflüssigkeit in der Vorrichtung, daß die Kontaktorgane des Schalters in der Stellung des Stromkontakts gehalten werden, wobei die Rückholfedern

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Energie gespeichert enthalten, welche die Kontaktunterbrechung bewirken kann. In diesem Falle ist es, um Kontaktunterbrechung zu erzielen, lediglich notwendig, die Rückholfedern freizugeben, so daß die von ihnen gespeicherte Energie ausgenutzt werden kann, wobei diese Freigabe in einfacher Weise dadurch zu erreichen ist, daß lediglich die Flüssigkeit aus der Druckkblben-Vorrichtung entfernt wird.

Hierzu wird die Flüssigkeit von der Druckkolben-Vorrichtung in einen Zwischentank hinein entleert, der von der Zuführungsleitung getrennt ist; die Entleerungsgeschwindigkeit kann daher hinreichend hoch gemacht werden, so daß die Geschwindigkeit der Kolbenbewegung während der Entleerung praktisch unabhängig von der Viskosität der Flüssigkeit, also auch von der Temperatur wird. Es gestattet ferner eine solche Vorrichtung auch, daß automatisch die Luft, die eventuell in dem Druckkolben und in der Zuführungsleitung enthalten sein könnte, entleert wird.

Bei einer speziellen Ausführung wird die Flüssigkeit von der Druckkolben-Vorrichtung in einen zwischengeschalteten Tank entleert, welcher nahe dem Druckkolben angeordnet ist. Es ist in diesem Falle erforderlich, anschließend -.die Flüssigkeit von dem genannten zwischengeschalteten Tank in den normalerweise vorgesehenen Flüssigkeitstank an der Steuerungsstelle der Schaltvorrichtung zurückzuführen. .

Weiter wird erfindungsgemäß zu dem Zwecke, die Flüssigkeit zu dem Haupttank zurückzuleiten, der ringförmige Raum ausgenutzt, welcher zwischen der Außenwandung der isolierenden Zuführungsleitung und einem dieselbe umgebenden Mantel sich bildet.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Steuerung des Schalters durch Anwendung einer Flüssigkeitssäule gegen die Wirkung von Federmitteln es gestattet, an der entfernten Steuerungsstelle die Stellung des Schalters zu überwachen, nämlich durch einfache Druckmessung der genannten Flüssigkeitssäule an einem Punkte von Erdpotential.

Die Erfindung sieht daher ferner vor, ein Manometer zum Zwecke der Druckanzeige an einer Abzweigung der Zuführungsleitung vorzusehen. Sowie der Druck größer als erforderlich ist, um die vollständige Bewegung des Druckkolbens gegen die Federmittel durchzuführen bzw. andererseits niedriger, als es der vollständigen Entleerung des Druckkolbens unter der Wirkung der Federmittel entspricht, zeigt ■ein derartiges Manometer an, daß sich der Kolben entweder vollständig am Ende seiner kontaktschlie-Benden bzw. seiner kontaktunterbrechenden Bewegung befindet.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen; Beschreibung und Zeichnung sollen jedoch nur der Erläuterung der Erfindung dienen und sollen keine Beschränkung des Erfindungsgegenstands darstellen.

Von den Figuren bedeutet

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer aufgehängten Schalteranordnung, die mit einer erfindungsgemäßen Auslösevorrichtung ausgestattet ist.

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels, welches Mittel vorsieht, um schnell die Flüssigkeit von der Druckkolben-Vorrichtung, wie in der älteren Anmeldung beschrieben, zu entfernen,

■ Fig. 3 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Anordnung, welche eine einzige isolierte Verbindung vorsieht, die sowohl dieFlüssigkeitszuführungsleitung ■ zu der Druckkolben-Vorrichtung als auch die Rückleitung zu dem am Boden vorgesehenen Tank bildet. Die schematisch in Fig. 1 dargestellte Schalteranordnung umfaßt einen Gehäuseteil 1 aus isolierendem Material, wie Porzellan, der beiderseits durch dicht abschließende Deckel 2 abgeschlossen ist und eine die Schalterorgane enthaltende Kammer 3 bildet. Der Gehäuseteil 1 ist aufgehängt, beispielsweise mittels einer

ίο geeigneten Aufhängung 4 und mittels Isolatoren 5, deren Länge von der Spannung des zu schaltenden Stroms abhängt.

Einer der miteinander zu verbindenden bzw. zu trennenden Leiter 6 ist mit dem festen Kontakt 7, der hier die Form einer hängenden Tulpe besitzt, verbunden; mit diesem Kontakt kann ein beweglicher Kontakt 8, der gleitend in einem Lager 9 angeordnet ist, verbunden werden; der bewegliche Kontakt 8 steht in Verbindung mit dem zweiten Leiter 10, der mit dem

so Leiter 6 verbunden bzw. von ihm getrennt werden soll.

Der leitende Bolzen, welcher den beweglichen Kontakt 8 bildet, ist fest verbunden mit dem Kolben 50, einer hydraulischen Druckkolben - Vorrichtung 51, bildet die Kolbenstange desselben und dient dem Zwecke, durch den Kolben 50 gegen die Wirkung von Federmitteln 11 in Kontakt mit dem festen Kontaktorgan 7 gebracht zu werden; die Federmittel 11 sind imstande, Stromunterbrechung dadurch zu bewirken, daß sie den Kontaktbolzen 8 in seine geöffnete Stellung zurückbefördern, und zwar mit einer Geschwindigkeit, wie sie für sichere Kontaktunterbrechung erforderlich ist. Bei dieser Anordnung ist der Teil der Apparatur, welcher aus Druckkolben-Vorrichtung 51, Kolben 50, Federn 11 und beweglichem Kontakt 8 besteht, stets auf derselben Spannung wie der Leiter 10. Die Isolation der Unterbrechungsstelle zwischen den Polen 7 und 9 wird in üblicher Weise bewirkt, nämlich durch das öl in der Schaltkammer 3.

Die Druckkalben-Vorrichtung 51 wird mit einer isolierenden Flüssigkeit wie öl unter Druck gespeist, zu welchem Zweck in dem dargestellten Beispiel ein ölpneumatischer Druckakkumulator 12 dient; die Speisung erfolgt über eine isolierende Leitung 13, die vorzugsweise wenigstens über einen Teil ihrer Länge biegsam ausgeführt ist. Die Zuführungsleitung besitzt in üblicher Weise einen Isolationsmantel, beispielsweise in Form von Porzellanisolatoren 14, deren Länge etwa der Länge der Isolatoren 5 entspricht.

Die Flüssigkeitszufuhr zu der Druckkolben-Vorrichtung 51 wird im Rahmen der schematischen Darstellung der Fig. 1 durch einen einfachen Dreiwegehahn 15 gesteuert, z.B. unter Anwendung eines Elektromagneten 16 (Fig. 3) zur Herbeiführung der Kontaktgabe und eines Elektromagneten 17 zur Kontaktunterbrechung. In der in Fig. 1 dargestellten Lage wird Druckflüssigkeit in die Druckkolben-Vorrichtung 51 geleitet und Druck in derselben aufrechterhalten, so daß der bewegliche Kontakt des Schalters 1 in seiner eine Kontaktgabe bewirkenden Stellung, wie dargestellt, gehalten wird, in welcher elektrische Verbindung zwischen den Leitern 6 und 10 bewirkt ist. Ein Anschlag 52 begrenzt die Stellung des Kolbens 50 und sichert daher den beweglichen Kontakt 8 in einer Stellung guter Kontaktgabe.

Wenn der. die Kontaktgabe unterbrechende Elektromagnet 17 erregt. wird, erfolgt Entleerung der Flüssigkeit aus der Druckkolben-Vor richtung 51 über die isolierende Leitung 13 hinweg, in dem letztere in Verbindung mit dem Flüssigkeitsbehälter 18 durch den

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entsprechend betätigten Dreiwegehahn 15 gebracht wird.

Schematisch wurde bei 19 ein einfaches Manometer angedeutet, welches auf den Druck in einer Abzweigung der Zuführungsleitung 13 und folglich auf den Druck in der Druckkolben-Vorrichtung 51 anspricht.

Eine derartige Druckanzeigevorrichtung gestattet, wie bereits hervorgehoben wurde, daß man zu beliebiger Zeit die Schaltstellung der Schaltvorrichtung erkennen kann.

Praktisch wird eine solche Vorrichtung zweckmäßigerweise mit Anzeigemitteln, wie etwa Signallampen, ausgestattet, welche direkt den Zustand der Schalteranordnung anzeigen.

Bei 20 ist eine Kette gezeigt, welche den aufgehängten Schalter am unteren Ende festlegt; die Kette ist an dem unteren Ende des Isolators 14 der Zuführungsleitung 13 befestigt.

In dem Beispiel nach Fig. 2 wird die Flüssigkeit von der Druckkolben-Vorrichtung 51 direkt in einen Zwischentank 22 entleert, der direkt mit der Atmosphäre in Verbindung steht und auf demselben Potential liegt wie die genannte Druckkolben-Vorrichtung 51. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird die so in dem Tank 22 angesammelte Flüssigkeit in den Behälter 18 durch eine besondere Leitung 23 zurückgeleitet, die in gleicher Weise isoliert ist wie die Zuführungsleitung 13.

Bei der weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird die Flüssigkeit zu dem Behälter 18 durch einen ringförmigen Kanal 24 geleitet, der zwischen der Zuführungsleitung 13 und einem äußeren isolierenden Mantel 14 gebildet ist; der genannte ringförmige Kanal steht an seinem oberen Ende über eine Rohrverbindung 25 mit dem zwischenangeordneten Tank 22 in Verbindung und über eine andere Verbindungsleitung mit einer Abflußleitung 27, welche in den Behälter 18 führt; Dichtungsmittel 28, 29 sind an beiden Enden des ringförmigen Kanals 24 vorgesehen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 umfassen die erwähnten Mittel, welche auf den Druck in der Leitung 13 ansprechen und die Stellung des Stromschalters anzeigen, einen Druckkolben 35, 36, wobei der Kolben 36 unter der Kraft einer geeichten Feder 37 steht und auf seiner anderen Seite den Druck in dem Ansatzrohr der Zuleitung 13 ausgesetzt ist. Die Kolbenstange 38 des Kolbens 36 trägt einen Kontakt 39, der zwischen zwei Paar festen Kontakten 40, 41 umgeschaltet werden kann; die festen Kontakte 40, 41 sind in den Stromkreisen zweier Signallampen 42, 43 und der Stromquelle 44, die eine Batterie sein kann, angeordnet. Die Vorrichtung ist so eingestellt, daß der bewegliche Kontakt 39 den Stromkreis der Lampe 42 schließt, wenn der Druck in der Leitung 13 höher ist als derjenige Druck, welcher eine vollständige Bewegung des Drackkolbens 50 im Sinne der Kontaktgabe bewirkt; es wird indessen der Stromkreis der Lampe 43 geschlossen, wenn der genannte Druck niedriger ist als der Druck, bei welchem die Feder 11 imstande ist, eine vollständige Bewegung des Druckkolbens im Sinne der Kontaktunterbrechung zu bewirken.

Die Erfindung ist insbesondere auch anwendbar bei elektrischen Schaltern von Hochspannungsanlagen.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Auslöseanordnung für einen hydraulisch gesteuerten Hochlestungsschalter, dessen Schließdruck durch die steuernde Flüssigkeit erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Kontaktstück Rückholfedern (11) aufweist und der die Druckflüssigkeit enthaltende Kolbenraum zum Auslösen über einen Dreiwegehahn (15) mit einem Raum wesentlich geringeren Druckes verbunden werden kann.

2. Auelöseanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Druckflüssigkeit enthaltende Kolibenraum in der Schließstellung des Schalters dauernd mit einem ölpneumatischen Kraftspeicher verbunden ist.

3. Ausläseanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung -zwischen dem ölpneumati'sahen Druckspeicher (12) bzw. dein Raum wesentlich geringeren Druckes (18) und dem die Druckflüssigkeit enthaltenden Kolbenraum (51) vermittels je eines als Impulsgeber wirkenden Solenoids (16, 17) hergestellt wird.

4. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige der Schaltstellung des beweglichen Kontaktstückes eine Druokanzeigevorrichtung zwischen Steuerventil und Zylinder angeordnet ist.

5. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kolbenraum enthaltene Druckflüssigkeit in einen Zwischentank (22) geleitet wind, der sich in unmittelbarer Nähe des Kolbenraumes (21) !befindet.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückleitung (24) vom Zwischentank zum Vorratstank (18) einen die Steuerdruckleitung konzentrisch umgebenden Ringkanal (24) bildet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 758 052, 370 088; britische Patentschrift Nr. 515 151; USA.-Patentschrift Nr. 1 728 829.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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