DE19649979C1 - High-voltage switchgear electrodynamic drive system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrodynamischen Antrieb, ins besondere für Hochspannungsschaltgeräte, der einen durch zwei von einer Spannungsquelle wechselweise speisbare Spule betä tigbaren Anker aufweist, welcher einen anzutreibenden Schalt kontakt eines Schaltgerätes betätigt.The invention relates to an electrodynamic drive, ins especially for high-voltage switchgear, one by two Actuating alternately feedable coil from a voltage source Tigbaren anchor, which has a switch to be driven contact of a switching device actuated.
Ein derartiger elektrodynamischer Antrieb für elektrische Schaltgeräte geht hinsichtlich der Betätigung des anzutrei benden Schaltkontaktes des elektrischen Schaltgerätes durch einen von zwei von einer Spannungsquelle wechselweise speis baren Spulen betätigbaren Anker beispielsweise aus der DE 43 04 921 C1 hervor. Durch diesen elektrodynamischen Antrieb wird zwar gewährleistet, daß ein durch den elektrischen Schalter auszuführender Schaltvorgang sicher abläuft, aber es ist nicht gewährleistet, daß der elektrodynamische Antrieb nach Ablauf eines Schaltvorganges ohne Zeitverzögerung sofort für den nachfolgenden Schaltvorgang betriebsbereit ist.Such an electrodynamic drive for electrical Switchgear goes with regard to the actuation of the Benden switching contact of the electrical switching device alternately feed one of two from a voltage source baren coils actuated armature, for example from DE 43 04 921 C1. With this electrodynamic drive it is guaranteed that a by the electrical Switch operation to be performed safely, but it does is not guaranteed that the electrodynamic drive immediately after a switching process has elapsed is ready for the subsequent switching process.
Als Nachteil kommt bei dem bekannten elektrodynamischen An trieb auch hinzu, daß ausgehend davon, daß zunehmend als Spannungsquelle eine Kondensatorbatterie zur Anwendung kommt, wie es unter anderem die Antriebsvorrichtung für einen Gleichstromschalter nach der DE 38 41 592 A1 vorsieht, die Betriebsbereitschaft von elektrischen Schaltgeräten und somit auch von Hochspannungsschaltgeräten eingeschränkt wird. Das ist besonders deshalb der Fall, weil der Stromfluß un mittelbar nach Abschluß eines Schaltvorganges nicht unterbro chen wird, was mit einer unnötigen Entladung der Kondensato ren verbunden ist.As a disadvantage comes with the known electrodynamic also drove that starting from that increasingly as Voltage source a capacitor bank is used, such as the drive device for one DC switch according to DE 38 41 592 A1 provides that Operability of electrical switching devices and thus is also restricted by high-voltage switchgear. The is particularly the case because the current flow un not interrupted indirectly after completion of a switching operation Chen, what with an unnecessary discharge of the condensate ren is connected.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elek trodynamischen Antrieb entsprechend dem Oberbegriff des An spruchs 1 zu schaffen, der nicht nur nach Ablauf eines Schaltvorganges ohne Zeitverzögerung sofort für den nachfol genden Schaltvorgang betriebsbereit ist, sondern durch den auch spätestens nach Beendigung eines Schaltvorganges der ei gene Stromfluß zu unterbrechen ist.The invention is therefore based on the object of an elek trodynamic drive according to the preamble of the An Proverb 1 to create, not only after the expiration of a Switching process without time delay immediately for the successor switching operation is ready, but by the also at the latest after completion of a switching operation of the egg gene current flow is to be interrupted.
Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß durch den Anker im Zuge eines Schaltvorganges einerseits eine erste Hilfskontaktanordnung, welche die ihn antreibende Spule von der Spannungsquelle trennt und andererseits eine zweite Hilfskontaktanordnung betätigbar ist, die die für einen nachfolgenden Schaltvorgang zu aktivierende Spule betriebs bereit macht.According to the invention this is achieved in that Anchor in the course of a switching process on the one hand a first Auxiliary contact arrangement which drives the coil of separates the voltage source and on the other hand a second Auxiliary contact arrangement is operable, which for a subsequent switching operation to be activated coil ready.
Dabei bestehen die durch den Anker betätigbaren Hilfskon taktanordnungen vorteilhaft aus jeweils zwei am inneren Um fang der Spulen angeordneten, durch den Anker schließbaren und mit diesem eine Strombahn bildenden Gleitkontakten. Diese sollten vorteilhaft eine Länge aufweisen, die der axialen Länge des Ankers entspricht sowie eine Einlauffläche für ein störungsfreies Einlaufen des Ankers in die Spulen. Abweichend von dieser Höhe der Gleitkontakte kann selbstverständlich auch eine geringere Höhe gewählt werden, wobei dann jedoch die am inneren Umfang der Spulen angeordneten Gleitkontakte auf der Einlaufseite für den Anker anzuordnen sind. Die Höhe der Gleitkontakte wird schließlich aber auch durch ein sicheres Führen des Ankers innerhalb der Spulen bestimmt.The auxiliary cones can be actuated by the anchor Clock arrangements advantageous from two on the inner order catch the coils arranged, closable by the anchor and with this sliding contacts forming a current path. This should advantageously have a length that the axial Corresponds to the length of the anchor as well as an entry surface for one trouble-free entry of the armature into the coils. Deviating of this height the sliding contacts can of course a lower height can also be selected, but then the sliding contacts arranged on the inner circumference of the coils must be arranged on the inlet side for the anchor. The height the sliding contacts will eventually be replaced by a safe guiding of the armature within the coils.
Eine Aktivierung der jeweiligen, nach einer Bewegung des An kers von der einen in die andere Spule für einen nachfolgen den Schaltvorgang betriebsbereit gemachten Spule kann bei dem erfindungsgemäßen elektrodynamischen Antrieb in Abhängigkeit von der Anordnung der Spulen und der Gleitkontakte der ersten und zweiten Hilfskontaktanordnung dann erfolgen, wenn der entsprechende Gleitkontakt durch den Anker geschlossen ist.An activation of the respective, after a movement of the An kers from one to the other reel for one to follow the switching process made ready for the coil electrodynamic drive according to the invention in dependence on the arrangement of the coils and the sliding contacts of the first and second auxiliary contact arrangement take place when the corresponding sliding contact is closed by the armature.
Dabei erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausbildung des elektro dynamischen Antriebes die Verbindung des ersten Gleitkontak tes der ersten Hilfskontaktanordnung mit der Spannungsquelle über einen dem Ausschaltvorgang zugeordneten Schalter und entsprechend die Verbindung der dem Einschaltvorgang zuge ordneten Spule über einen dem Einschaltvorgang zugeordneten Schalter.According to a preferred embodiment of the electro dynamic drive the connection of the first sliding contact tes of the first auxiliary contact arrangement with the voltage source via a switch assigned to the switch-off process and corresponding to the connection of the switch on process arranged coil over a assigned to the switch-on Counter.
Gleitet bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten elektrodynami schen Antrieb, bei dem die dem Aus- und Einschaltvorgang zu geordneten Schalter extern ansteuerbar sind, der Anker aus einer der beiden Spulen, so wird der Stromfluß durch die an dere Spule unterbrochen und der Antriebsvorgang beendet. Gleichzeitig werden die Gleitkontakte der Hilfskontaktanord nung der jeweils anderen Spule durch den Anker kontaktiert, so daß der Antrieb für den umgekehrten Schaltvorgang bereit gemacht ist. Das aber bedeutet, daß die Spannungsquelle nur für den jeweiligen Schaltvorgang Energie freigibt, so daß bei Einsatz von Kondensatorbatterien als Spannungsquelle eine Betriebsbereitschaft für eine relativ große Anzahl von Ein- und Ausschaltvorgängen gewährleistet ist. Dabei eignet sich der erfindungsgemäß ausgebildete elektrodynamische Antrieb nicht nur für Leistungsschalter, sondern die durch ihn beab sichtigten Wirkungen werden durchaus auch bei seiner Verwen dung bei Last-, Trenn- und Erdungsschaltern für Hoch- und Mittelspannung erreicht.Slides in the electrodynami designed according to the invention drive, in which the on and off process orderly switch can be controlled externally, the armature off one of the two coils, the current flow through the the coil is interrupted and the drive process ends. At the same time, the sliding contacts become the auxiliary contact arrangement the other coil is contacted by the armature, so that the drive is ready for reverse switching is made. But that means that the voltage source only releases energy for the respective switching process, so that at Use of capacitor banks as a voltage source Operational readiness for a relatively large number of and switch-off operations is guaranteed. It is suitable the electrodynamic drive designed according to the invention not only for circuit breakers, but also the ones through it The effects are also seen when it is used for load, disconnector and earthing switches for high and low Medium voltage reached.
Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen an hand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.The invention is based on two exemplary embodiments hand explained in more detail a schematic drawing.
Die zugehörige Zeichnung zeigt in The associated drawing shows in
Fig. 1 einen elektrodynamischen Antrieb teilweise im Schnitt, der für einen Ausschaltvorgang betriebsbereit ist, Fig. 1 is an electro-dynamic drive, partly in section, which is ready for a switch-off operation,
Fig. 2 den elektrodynamischen Antrieb nach Fig. 1 teilweise im Schnitt, der für einen Einschaltvorgang betriebsbereit ist und Fig. 2 shows the electrodynamic drive according to Fig. 1 partially in section, which is ready for a switch-on and
Fig. 3 einen gegenüber Fig. 1 und 2 abgewandelten elektro dynamischen Antrieb teilweise im Schnitt. Fig. 3 a compared to Fig. 1 and 2 modified electro dynamic drive partially in section.
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, besteht der elektrodynamische Antrieb aus zwei wechselweise von einer Spannungsquelle 1 ge speisten Spulen 2, 3, wobei als Spannungsquelle 1 eine Kon densatorbatterie zur Anwendung kommt sowie aus dem Anker 4, der durch die Spulen 2, 3 betätigbar und über die Schalt stange 5 mit dem nicht weiter dargestellten Schaltkontakt ei nes Hochspannungsschaltgerätes verbunden ist. Dabei ist die Spule 2 dem Einschaltvorgang in Richtung des Pfeiles 18 und die Spule 3 dem Ausschaltvorgang in Richtung des Pfeiles 19 zugeordnet. Am inneren Umfang der Spule 2 befindet sich eine erste aus zwei Gleitkontakten 6, 7 bestehende Hilfskon taktanordnung und am inneren Umfang der Spule 3 eine zweite ebenfalls aus zwei Gleitkontakten 9, 10 bestehende Hilfskon taktanordnung. Während der zweite Gleitkontakt 10 der zweiten Hilfskontaktanordnung und der Eingang 12 der Spule 3 un mittelbar mit der Spannungsquelle 1 verbunden ist, steht der erste Gleitkontakt 6 der ersten Hilfskontaktanordnung über einen dem Ausschaltvorgang zugeordneten Schalter 13 und der Ausgang 14 der Spule 2 über einen dem Einschaltvorgang zuge ordneten Schalter 15 mit der Spannungsquelle 1 in Verbindung, wobei beide Schalter 13, 15 extern steuerbar sind.As shown in FIGS. 1 and 2 show, the electrodynamic drive consists of two alternately from a voltage source 1 ge fed coils 2, 3, whereby as a voltage source 1, a Kon densatorbatterie for use comes as well as out of the armature 4, through the coils 2, 3 can be actuated and connected via the switching rod 5 to the switching contact (not shown) of a high-voltage switching device. The coil 2 is assigned to the switch-on process in the direction of arrow 18 and the coil 3 to the switch-off process in the direction of arrow 19 . On the inner circumference of the coil 2 there is a first contact arrangement consisting of two sliding contacts 6 , 7 and on the inner circumference of the coil 3 there is a second contact arrangement also consisting of two sliding contacts 9 , 10 auxiliary contact. While the second sliding contact 10 of the second auxiliary contact arrangement and the input 12 of the coil 3 are directly connected to the voltage source 1 , the first sliding contact 6 of the first auxiliary contact arrangement is connected to a switch 13 associated with the switch-off process and the output 14 of the coil 2 is connected to the switch-on process assigned switch 15 in connection with the voltage source 1 , both switches 13 , 15 being externally controllable.
Aus den Fig. 1 und 2 ist auch ersichtlich, daß der erste Gleitkontakt 9 der zweiten Hilfskontaktanordnung mit dem Ein gang 16 der Spule 2 und der Ausgang 17 der Spule 3 mit dem zweiten Gleitkontakt 7 der ersten Hilfskontaktanordnung in Verbindung steht, und daß der Anker 4 in Abhängigkeit davon, ob er sich in der dem Einschaltvorgang zugeordneten Spule 2 oder in der dem Ausschaltvorgang zugeordneten Spule 3 befin det, gemeinsam mit den Gleitkontakten 6, 7 der ersten Hilfs kontaktanordnung bzw. den Gleitkontakten 9, 10 der zweiten Hilfskontaktanordnung jeweils eine geschlossene Strombahn bildet.From Figs. 1 and 2 can also be seen that the first sliding contact 9 of the second auxiliary contact arrangement with which a gear 16 of the coil 2 and the output 17 of the coil 3 with the second sliding contact 7 of the first auxiliary contact arrangement is connected, and that the armature 4 depending on whether it is located in the coil 2 assigned to the switch-on process or in the coil 3 assigned to the switch-off process, together with the sliding contacts 6 , 7 of the first auxiliary contact arrangement or the sliding contacts 9 , 10 of the second auxiliary contact arrangement in each case a closed Current path forms.
Soll ein Ausschaltvorgang des Hochspannungsschaltgerätes durchgeführt werden, so wird der Ausgang 17 der Spule 3 über die aus den Gleitkontakten 6, 7 und den Anker 4 gebildete Strombahn durch Betätigung des Schalters 13 mit der Span nungsquelle 1 verbunden. Das führt zu einer Bewegung des An kers 4 in Richtung des Pfeiles 19. Gleitet der Anker 4 aus der dem Einschaltvorgang zugeordneten Spule 2 heraus, so wird der bis zu diesem Zeitpunkt über die Gleitkontakte 6, 7 und den Anker geschlossene Stromkreis geöffnet und somit auch die Spule 3 von der Spannungsquelle 1 getrennt, so daß bei Verwendung einer Kondensatorbatterie als Spannungsquelle 1 keine weitere Entladung erfolgt. Da dieser Vorgang mit einer sicheren Aufnahme des Ankers 4 durch die Spule 3 verbunden ist, bildet der Anker 4 nunmehr, wie aus Fig. 2 hervorgeht, gemeinsam mit den Gleitkontakten 9, 10 eine Strombahn, so daß der elektrodynamische Antrieb für den nachfolgenden Ein schaltvorgang des Hochspannungsschaltgerätes bereit ist. Der Einschaltvorgang wird durchgeführt, wenn der Schalter 15 be tätigt wird und somit der Ausgang 14 der Spule 2 mit der Spannungsquelle 1 verbunden wird.If the high-voltage switching device is to be switched off, the output 17 of the coil 3 is connected to the voltage source 1 by actuating the switch 13 via the current path formed by the sliding contacts 6 , 7 and the armature 4 . This leads to a movement of the core 4 in the direction of arrow 19 . If the armature 4 slides out of the coil 2 assigned to the switch-on process, the circuit closed up to that point via the sliding contacts 6 , 7 and the armature is opened and thus also the coil 3 is separated from the voltage source 1 , so that when a capacitor bank is used no further discharge takes place as voltage source 1 . Since this process is connected to a safe reception of the armature 4 by the coil 3 , the armature 4 now forms, as shown in Fig. 2, together with the sliding contacts 9 , 10, a current path, so that the electrodynamic drive for the subsequent switching process of the high-voltage switching device is ready. The switch-on process is carried out when the switch 15 is actuated and thus the output 14 of the coil 2 is connected to the voltage source 1 .
Gemäß den Fig. 1 und 2 entspricht die Höhe der Gleitkon takte 6, 7 sowie 9, 10 zwar der Länge des Ankers 4, aber die durch die Erfindung beabsichtigten Wirkungen können auch dann erreicht werden, wenn die Beschleunigung des Ankers 4 bei seinem Hereingleiten in die jeweils andere Spule 2, 3 so groß ist, daß durch seine kinetische Energie ein sicheres Beenden des Schaltvorganges gewährleistet ist und somit durch Ausle gung der Gleitkontakte 6, 7 sowie 9, 10, insbesondere bezüg lich einer geringeren Länge, bereits eine vorzeitige Unter brechung des durch die Gleitkontakte 6, 7 bzw. 9, 10 und den Anker 4 geschlossenen Stromkreises erfolgen kann, also bevor der Anker 4 die jeweilige Spule 2 oder 3 verläßt.Referring to FIGS. 1 and 2 corresponds to the height of the Gleitkon contacts 6, 7 and 9, 10, although the length of the armature 4, but the intended by the invention, effects can be achieved even when the acceleration of the armature 4 at its cross slide in the other coil 2 , 3 is so large that a safe termination of the switching process is guaranteed by its kinetic energy and thus by designing the sliding contacts 6 , 7 and 9 , 10 , in particular bezüg Lich a shorter length, an early interruption of the circuit closed by the sliding contacts 6 , 7 or 9 , 10 and the armature 4 , that is to say before the armature 4 leaves the respective coil 2 or 3 .
Der elektrodynamische Antrieb nach Fig. 3 entspricht zwar im wesentlichen dem nach Fig. 1 und 2, aber im Gegensatz zu dem elektrodynamischen Antrieb gemäß Fig. 1 und 2 wird hier durch eine veränderte Schaltungsanordnung der Spulen 2, 3 so wie der Gleitkontakte 6, 7 und 9, 10 der ersten und zweiten Hilfskontaktanordnung im Zusammenwirken mit den dem Ein- und Ausschaltvorgang zugeordneten Schaltern 13, 15 sowie der Spannungsquelle 1 in Form eines Kondensatorbatterie die Ent ladung der Kondensatorbatterie bei einem Schaltvorgang auf ein Minimum reduziert und gleichzeitig der elektrodynamische Antrieb für einen nachfolgenden Schaltvorgang betriebsbereit gemacht. Bei diesem elektrodynamischen Antrieb steht der zweite Gleitkontakt 7 der ersten Hilfskontaktanordnung sowie der Ausgang 14 der Spule 2 unmittelbar mit der Spannungs quelle 1 in Verbindung, während der erste Gleitkontakt 9 der zweiten Hilfskontaktanordnung über den dem Einschaltvorgang zugeordneten Schalter 15 und der Eingang 12 der Spule 3 über den dem Ausschaltvorgang zugeordneten Schalter 13 mit der Spannungsquelle 1 verbindbar ist. Gemäß dieser Schaltung ist schließlich der erste Gleitkontakt 6 der ersten Hilfskon taktanordnung mit dem Ausgang 17 der Spule 3 und der zweite Hilfskontakt 10 der zweiten Hilfskontaktanordnung mit dem Eingang 16 der Spule 2 verbunden.The electrodynamic drive according to FIG. 3 corresponds essentially to that according to FIGS. 1 and 2, but in contrast to the electrodynamic drive according to FIGS. 1 and 2, the coils 2 , 3 and the sliding contacts 6 , 7 are changed here by a changed circuit arrangement and 9 , 10 of the first and second auxiliary contact arrangement in cooperation with the switches 13 , 15 associated with the switch-on and switch-off process and the voltage source 1 in the form of a capacitor bank, the discharge of the capacitor bank during a switching process is reduced to a minimum and at the same time the electrodynamic drive for one subsequent switching operation made ready. In this electrodynamic drive, the second sliding contact 7 of the first auxiliary contact arrangement and the output 14 of the coil 2 are directly connected to the voltage source 1 , while the first sliding contact 9 of the second auxiliary contact arrangement is connected via the switch 15 assigned to the switch-on process and the input 12 of the coil 3 can be connected to the voltage source 1 via the switch 13 associated with the switch-off process. According to this circuit, the first sliding contact 6 of the first auxiliary contact arrangement is finally connected to the output 17 of the coil 3 and the second auxiliary contact 10 of the second auxiliary contact arrangement is connected to the input 16 of the coil 2 .
Aus dieser Figur geht auch hervor, daß die Gleitkontakte 6, 7 und 9, 10 gegenüber denen nach Fig. 1 und 2 eine geringere Höhe besitzen, wobei sie jedoch mit der Stirnseite der Ein laufseite für den Anker 4 jeder der beiden Spulen 2, 3 ab schließen, so daß der jeweilige Stromkreis durch den Anker 4 unterbrochen ist, wenn dieser die Gleitkontakte 6, 7 sowie 9, 10 verlassen hat. Dies geschieht auch hier mit dem Verlassen der Spule 2 bzw. 3. Es ist auch möglich, daß die Gleit kontakte 6, 7 sowie 9, 10 enden bereits vor der Stirnseite der Einlaufseite für den Anker 4 jeder der beiden Spulen 2, 3 enden, wie es auch eine Variante für die Gleitkontakte 6, 7 sowie 9, 10 des elektrodynamischen Antriebes nach Fig. 1 und 2 vorsieht.From this figure it can also be seen that the sliding contacts 6 , 7 and 9 , 10 have a smaller height than those according to FIGS. 1 and 2, but with the end face of the one running side for the armature 4 of each of the two coils 2 , 3rd from close so that the respective circuit is interrupted by the armature 4 when it has left the sliding contacts 6 , 7 and 9 , 10 . This also happens here when leaving coil 2 or 3 . It is also possible for the sliding contacts 6 , 7 and 9 , 10 to end before the end of the inlet side for the armature 4 of each of the two coils 2 , 3 , as is also a variant for the sliding contacts 6 , 7 and 9 , 10 of the electrodynamic drive according to FIGS. 1 and 2 provides.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |