DE1925167C3 - Hydraulischer Antrieb für einen flüssigkeitsarmen Hochspannungs-Leistungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Antrieb für einen flüssigkeitsarmen Hochspannungs-Leistungsschalter, dessen doppelt wirkender Zylinder auf Hoehspannungspoiential liegt dessen Kolben unmittelbar mit dem Schaltstift verbunden ist, und dessen Zylinder mit Hilfe eines auf Hochspannungspotential liegenden Steuerorgans auf der einen oder anderen Seite des Kolbens mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird, während auf Erdpotential ein Sperrventil für die gleichsinnig zum Zylinder strömende isolierende Hydraulikflüssigkeit angeordnet ist, wobei die Hydraulikflüssigkeit als Löschmittel dient und die Sihaltkammer ein Niederdruckgefäß für das Hydrauliksystem bildet.

Aus der deutschen Auslegeschrift 11 07 770 ist ein flüssigkeitsschalter für 1 lochspannung bekannt, der mit do einem doppelt wirkenden hydraulischen Antrieb ausgerüstet ist. Der Kolben des Antriebes ist mit dem Schaltstift unmittelbar verbunden. Lr liegt mithin auf loehspannungspotential. Der zugehörige Zylinder wird mit Hilfe eines ebenfalls auf Hochspannungspotential liegenden Steuerorgans auf der einen oder anderen Seite des Kolbens mit einer isolierenden Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Öl, beaufschlagt. Diese Flüssigkeit wird durch ein auf Hrdpotential liegendes Sperrventil gesteuert, das nicht nur den Zutritt für die unabhängig von der Schaltrichtung gleichsinnig zum Zylinder strömende Hydraulikflüssigkeit steuert, sondern auch noch Steuerleitungcn beaufschlagt, für den Antrieb verwendete Hydraulikflüssigkeit, nämlich ein Isolieröl, zugleich als Löschmittel, und die Schaltkammer bildet ein Niederdruckgefäß für das I lydrauliksystem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den hydraulischen Antrieb zu vereinfachen und damit den Schalter in bezug auf Herstellung, Wartung und Montage zu verbessern. Dies wird erfindungsgeniäß dadurch gelöst, daß das Steuerorgan durch den beim Öffnen des Sperrventils entstehenden Druck der I lydraulikflüssigkeit in die für die gewünschte Schalteinrichtung erforderliche Lage geführt wird. Auf diese Weise kann mi'.n dij Steuerleilungen einsparen, die bei dem bekannten Schalter vom Sperrventil zum Steuerorgan führen. Dies ist deshalb wesentlich, weil in Hydrauliksystemen üblicherweise recht hohe Drücke vorkommen, die von dünnen Rohrleitungen über die ganze Entfernung zwischen Teilen mit Hoehspannungspcteniial und Erde aufgenommen werden müssen.

Aus der CH-PS 3 91838 ist es zwar bekannt, Steuerungselemenie und Kolben eines hydraulischen Antriebes für einen Hochspannungif-Leistungsschalier ba.ilich so zu vereinigen, daß durch den Kolben eine Steuerung des Bewegungsablaufes eintritt. Die bekannte Anordnung ist jedoch nicht in der Lage, durch ein Drucksignal in der die hydraulische Steuervorrichtung speisenden Leitung den Antrieb aus seiner einen in die andere Endlage zu überführen und bei erneutem Drucksignal in dieser Leitung wiederum umzusteuern.

Die Erfindung kann so verwirklicht werden, daß das Steuerorgan eine von einer Feder bestimmte Mittellage aufweist, aus der es durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit entsprechend der Stellung des Schaltstiftes ausgelenkt wird. Dabei kann das Steuerorgan mit Vorteil ein Schieber sein, der zwei in entgegengesetzter Richtung beaufschlagte Kolbentcile aufweist und dadurch bewegt wird, daß der eine Kolbenteil durch eine vom Schaltstift gesteuerte: Leitung mit der Schaltkammer verbunden ist. An diesem Kolbenteil heirscht dann ein geringerer Druck, so daß eine Kraft zur Bewegung des Steuerorgans entsteht. Im Gehäuse des Schiebers können auch Leitungen vorgesehen sein, die vom Schieber gesteuert werden und eine solche Druckverteilung ergeben, daß der Schieber in der jeweiligen Endlage festgehalten wird. Man kann den Schaltstift aber auch dazu verwenden, den Zufluß des Druckmittels zum Steuerorgan so zu führen, daß das Steuerorgan entsprechend der Stellung des Schahstiftes ausgelcnkt wird.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben.

V on einem Leistungsschalter für Hochspannung,/.. B. 110 kV, mit einem isolierenden flüssigen Löschmittel, insbesondere Schalteröl, sind der Übersichtlichkeit halber nur das feststehende Schaltstück 1 und der bewegliche Schaltstift 2 dargestellt, der den Strom zu einem feststehenden Gleitkontakt 3 überträgt. Die zugehörige Löschkammer ist ebensowenig wie der die Löschkammer tragende Stützisolator gezeichnet.

Der Schaltstifi 2 ist beim Ausführungsbeispiel hohl ausgeführt. Er trägt an seinem dem Schaltstück I abgekehrten Ende einen Kolben 5 für einen hydraulischen Antrieb des Schaltstiftes. Am Kolben 5 ist ein

Isolierstoffrohr 6 angebracht, das den gleichen Durchmesser wie der Schallstift 2 aufweist und in einen aus. Isolierstoff bestehenden Pumpzylinder 7 ragt. Der Zylinder 7 steht über ein Rückschlagventil 8 mit ebenfalls mit Schalteröl gefüllten Inneren des nicht S gezeichneten hohlen Stützisolators in Verbindung, in den der Zylinder 7 hineinragt.

Der Kolben 5 gleitet in einem Zylinder 10, ;ni dessen Gehäuse 11 verschiedene Leitungen angeschlossen sind. Hierzu zählen zwei Zuleitungen 14 und 15 und zwei Ableitungen 16 und 17, die den Zylinder 10 mit einem als (janz.es mit 20 bezeichneten Steuerorgan verbinden. Steuerorgan 20 und Zylinder 10 sind lerner durch zwei Steuerleitungen 22 und 23 verbunden.

Das Steuerorgan 20 besteht aus einem Gehäuse 25 mit einem .Schieberkörper 26, der symmetrisch aufgebaut ist. Der Schieberkörper 26 besitzt zwei gleiche Kolbenteile 27 und 28, die durch eine Kolbenstange 29 verbunden sind. An den der Kolbenstange 29 abgekehlten Seiten tragen die Kolbenteile 27 und 28 Verlangerungen30uncl3l.

Auf beiden Enden des Schieberkörpers 26 wirken zwei gleiche Federn 52 und 3.3 ein, die den Schieberkörper 26 normalerweise in der gezeichneten Mittellage halten. In dieser Lage ist der Zutritt des Druckmittels aus der Leitung 35, die zu einem aiii Erde liegenden Sperrventil 36 führt, in die Leitungen 14 und 15 gesperrt. Die Leitungen 16 und 17 sind dagegen mit dem gemeinsamen Auslaß 37 verbunden, der in die nicht gezeichnete Schaltkammer führt. Ferner sperrt der Schieberkörper 26 in der Mittellage zwei Leitungen 38 und 39. die im Gehäuse 25 des Steuerorgans 20 vorgesehen sind und die die Federn 32 und 3 3 aufnehmenden Teile des Schiebergehäuses mit den näher am Auslaß 37 gelegenen Teilen verbinden. .'.5

Wird das Venti¹ .36 durch ein Kommando, z. Ii. elektrisch, geöffnet, so beaufschlagt die in die Leitung 35 eintretende Hydraulikflüssigkeit den Schieberkörper 26 im ersten Augenblick gleichmäßig von beiden Seiten. Gleichzeitig gelangt die Hydraulikflüssigkeit durch nicht gezeichnete Schlitze, Bohrungen od. dgl., die im Bereich der Verlängerungen 29 und .30 vorgesehen sind, in die Steuerleitungen 22 und 23.

Die Steuerleitung 22 ist durch den Kolben 5 in der gezeichneten Ausschaltstellung des Schalters gesperrt. Die Leitung 23 ist dagegen über den Zylinder 10 mit der Ableitung 17 und dem Auslaß 37 verbunden. Deshalb kann sich auf der dem Kolbenteil 28 zugeordneten Fläche des Schieberkörpers 26 nur ein geringerer Druck ausbilden als auf der zum Kolbenteil 27 gehörenden Fläche. Hierdurch wird der Schieberkörper 26 in die in der Figur gestrichelt gezeichnete Lage verschoben.

Wenn der Schieberkörper die obere F.ndlage einnimmt, gibt er den Zutritt der Hydraulikflüssigkeit zur Leitung 14 frei und versperrt gleichzeitig die s.s Ableitung 16. Außerdem ist nunmehr die Leitung 39 freigegeben, so daß der kleinere Druck auf der Seite des Kolbens 28 unabhängig von der Stellung lies Schalisiiftes gewährleistet ist. Die I lydraulikflüssigkeit bringt nun den Kolben 5 mit dem Schaltstifi 2 in die Einschalistelliing, wobei die vom Kolben 5 verdrängte drucklose Hydraulikflüssigkeit durch die Leitung 17 abströmen kann. 1st eine Geschwindigkeitsregelung erforderlich, kann die Leitung 17 auch mii einer verstellbaren Drossel versehen werden. Hat der Kolben 5 die Leitung 17 verschlossen, wird während des restlichen Hubes das Schaltstiftsystem hydraulisch gedämpft. Die Endlage kann durch nicht dargestellte Vorrichtungen, wie Kugelrasten, Klinken und ähnlichem fixiert werden.

In der Einsehaltsiellurig endet die Strömung der I lydraulikflüssigkeit. Das Ventil 36 kann schließen. Dies kann mit einem strömungsabhängig arbeitenden Ventil selbsttätig mit Beendigung der Strömung erfolgen. Der Schaltstift 2 sperrt mit dem Kolben 5 die Leitung 23, während die Leitung 22 freigegeben ist. Der Schieberkörper 26 nimmt unter der Wirkung der Federn 32 und 33 die Mittellage ein, sobald am .Schieberkörper keine Druckkräfte mehr wirken.

Wird das Ventil 36 erneut geöffnet, so wird der Schieberkörper 26 in der Zeichnung nach unten ausgelenkt, weil sich am oberen Kolbenteil 28 ein höherer Druck aufbaut als am unteren Kolbenteil 27. Dadurch wird der Zutritt /um Zuflußrohr 15 freigegeben, während das Rohr 17 vom Kolbenteil 28 versperrt wird. Der Schaltstift wird in Ausschaltrichtung bewegt. Die vom Kolben 5 bei der Ausschaltbewegung verdrängte Hydraulikflüssigkeit strömt durch die Leitung 16 ab.

In der Leitung 23 ist beim Ausführungsbeispiel eine Drossel 40 angeordnet. Sie hat den Zweck, eine Druckdifferenz hervorzurufen, wenn der Schuh stilt 2 infolge eines Versagens in der Mittellage stehen bleibt. An der Drossel 40 entsteht dann beim Öffnen des Ventils 36 ein Differenzdruck, der am Schiebel körper 26 wirksam wird und den Schieberkörper 26 in die untere F.ndlage bringt. Mithin sorgt die Drossel 40 dafür, daß der Schallslift in einem solchen Fall in die Ausschaltstellung geht.

Wie man sieht, bildet das am Schaltstift angebrachte Isolierstoffrohr 6 einen Pumpkolben, durch den beim Ausschaltvorgang Löschmittel durch den hohlen Schaltstift gegen den Lichtbogen gefördert wird. Die Querschnitte von Isolierstoff rohr 6 und Schaltstifi 2 sind gleich groß. Deshalb sind die vom Druckmittel beaufschlagten !"lachen des Kolbens 5 für den Einsehalt- und Ausschallvorgang ebenfalls gleich groß. Man kann aber auch andere Kolbenverhältnisse wählen, wenn z. B. der Ausschallvorgang mit größerer Geschwindigkeit ausgeführt werden soll als der Einschaltvorgang. Außerdem kann man das dem Kolben 5 abgekehrte Ende des Isolierstoffrohres 6 bei Bedarf mit einem Kolben versehen, der im Isolierstoffzylinder 7 gleitet und einspritzt, als vom Schallstift beim Ausschaltvorgang dort freigegeben wird.

Hierzu 1 Matt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Antrieb für einen flüssigkeitsarmcn Hochspannungs-Leistungsschalter, dessen dop- S pelt wirkender Zylinder auf llochspannungspotential liegt, dessen Kolben unmittelbar mit dem Schaltstift verbunden ist und dessen Zylinder mit Hilfe eines auf Hochspannungpoiential liegenden Slcuerorgans auf der einen oder anderen Seite des Kolbens mit Druckflüssigkeit beaufschlagt wird, während auf Erdpotential ein Sperrventil für die gleichsinnig /um Zylinder stromende isolierende Hydraulikflüssigkeit angeordnet ist, wobei die Hydraulikflüssigkeit als Löschmittel dient und die Schultkammer ein Niederdruekgefäß für das Hydrauliksystem bildet, d a durch g e k e η η ζ e i c h net, daß das Steuerorgan (20) durch den beim Öffnen des Sperrventils (36) entstehenden Druck der Hydraulikflüssigkeit in die für die gewünschte Schaltrichtung erforderliche Lage geführt wird.

2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (20) eine von einer Feder (32, 33) bestimmte Mittellage aufweist, aus der es durch den Druck der -25 Hydraulikflüssigkeit entsprechend der Stellung des Schaltstiftes (2) ausgelenkt wird.

3. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Schieber (26) als Steuerorgan (20), der zwei in entgegengesetzte Richtung beaufschlagte Kolbentcile (27, 28) aufweist und dadurch bewegt wird, daß der eine Kolbenteil durch eine vom Schaltstift (2) gesteuerte Leitung (22, 23) mit der Schaltkammer verbunden ist.

4. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (25) des Schiebers (26) Leitungen (38, 39) vorgesehen sind, die vom Schieber (26) gesteuert werden und eine solche Druckverteilung ergeben, daß der Schieber in der jeweiligen Endlage festgehalten wird.