DE2005027A1

DE2005027A1 - Hydraulic drive for electrical switches

Info

Publication number: DE2005027A1
Application number: DE19702005027
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Beierer Joachim 1000 Berlin Picard
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-01-30
Filing date: 1970-01-30
Publication date: 1971-08-05
Also published as: DE2005027B2; US3679909A; JPS5411505B1

Description

Hydraulischer Antrieb für elektrische SchalterHydraulic drive for electric switches

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb für elektrische Schalter. Solche Antriebe finden wachsende Verbreitung, insbesondere zur Betätigung von Hochspannungsschaltern. Dabei wird die Beaufschlagung eines Kolbens in einem Zylinder zumeist durch ein Ventil gesteuert, das elektrisch betätigt wird. Das Ventil besitzt zu diesem Zweck eine Erregerspule, die einen Anker zum öffnen des Ventils anzieht, sobald sie mit einem zur Kommandogabe vorgesehenen Steuerschalter an Spannung gelegt wird.The invention relates to a hydraulic drive for electric Counter. Such drives are becoming increasingly widespread, in particular for operating high-voltage switches. It will the application of a piston in a cylinder is usually controlled by a valve that is electrically operated. The valve has an excitation coil for this purpose, which attracts an armature to open the valve as soon as it is given a command voltage is applied to the control switch provided.

Für Antriebe der vorgenannten Art ist es wichtig, daß die Öffnungszeit des Ventils dann unabhängig von der Kommandodauer lang genug ist, um eine vollständige Schaltung zu ermöglichen. Aus diesem Grund hat man bereits versucht, das Ventil durch ein elektrisches Kommando lediglich zu öffnen und das Schließen von der Beendigung der Schaltung des hydraulisch betätigten Schalters abhängig zu machen. Hierfür sind aber entweder besondere Leitungen zwischen dem hydraulischen Antrieb und dem Schalter erforderlich (OS 1 550 519 = VPA 66/0184), oder die Öffnungszeit des Ventils ist in Abhängigkeit von der Strömung durch das Ventil zu steuern. Dies erfordert einen größeren Aufwand für die hydraulische Anlage im Bereich des Ventils. Die Erfindung will unabhängig von der Kommandodauer eine ausreichende Öffnungszeit des elektrisch gesteuerten Ventils eines hydraulischen Antriebs für elektrische Schalter mit einfachen elektrischen Bauelementen erreichen. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß der Erregerspule des Ventils ein Kurzschluß zugeordnet, der die Entregung des Ventils verzögert. For drives of the aforementioned type, it is important that the opening time of the valve is then long enough, regardless of the command duration, to enable complete switching. the end For this reason, attempts have already been made to simply open the valve by means of an electrical command and to close the To make termination of the circuit of the hydraulically operated switch dependent. For this, however, there are either special lines required between the hydraulic drive and the switch (OS 1 550 519 = VPA 66/0184), or the opening time of the valve is to be controlled depending on the flow through the valve. This requires a greater effort for the hydraulic system in the area of the valve. The invention aims at a sufficient opening time of the electrically controlled, regardless of the command duration Achieve valve of a hydraulic drive for electrical switches with simple electrical components. to For this purpose, according to the invention, the excitation coil of the valve is assigned a short circuit which delays the de-excitation of the valve.

In den Kurzschlußkreis für die Erregerwicklung wird mit Vorteil ein Gleichrichter eingesetzt, da dieser nur bei der nach dem Abschalten der Steuerspannung von der Selbstinduktion der SpuleA rectifier is advantageously used in the short-circuit for the excitation winding, since this only occurs after the device has been switched off the control voltage from the self-induction of the coil

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hervorgebrachten Spannung den gewünschten Kurzschluß darstellt, für die üblicherweise zur Steuerung des Ventils verwendete Gleichspannung dagegen einen praktisch unendlich großen Widerstand bildet. Dem Gleichrichter kann ein Widerstand zur Strombegrenzung für den Fall zugeordnet sein, daß der Gleichrichter versagt.produced voltage represents the desired short circuit, for the DC voltage usually used to control the valve, however, forms a practically infinite resistance. A resistor can be assigned to the rectifier to limit the current in the event that the rectifier fails.

Eine andere Möglichkeit zum Kurzschließen besteht in der Verwendung eines Relais, das von einem Wischkontakt des zu betätigenden Schalters an Spannung gelegt wird. Das Relais schließt mit einem Arbeitsstromkontakt die Erregerspule kurz, und zwar dann, wenn der Schalter unter der Einwirkung des hydraulischen Antriebs einen bestimmten Teil der Schaltbewegung bereits zurückgelegt hat. * Nach einem weiteren Teil der Schaltbewegung, z. B. am Ende des Schalthubes, wird das Relais durch den Wischkontakt wieder spannungslos gemacht, so daß der Kurzschluß aufgehoben wird. Auch in diesem Fall ist also der Kurzschluß nur zur Verlängerung der Öffnungszeit des Ventils benutzt.Another way to short-circuit is to use it a relay that is connected to voltage by a wiping contact of the switch to be operated. The relay closes with a Working current contact the excitation coil briefly, namely when the switch under the action of the hydraulic drive a has already covered a certain part of the switching movement. * After another part of the switching movement, e.g. B. at the end of the Switching stroke, the relay is de-energized again by the wiper contact, so that the short circuit is canceled. Also in In this case, the short circuit is only used to extend the opening time of the valve.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist durch eine mit der Erregerspule induktiv gekoppelte Wicklung mit einem einstellbaren Belastungswiderstand gekennzeichnet. Diese Wicklung ist ständig vorhanden und bildet mit ihrer Gegeninduktivität ein Mittel zur Verzögerung der Anzugszeit des Ventils. Dadurch kann die Öffnungszeit des Ventils in einem gewissen Rahmen beeinflußt werden. Mithin stellt der einstellbare Belastungswiderstand eine sehr einfach zu handhabende Möglichkeit zur Justierung von Betätigungszeiten an hydraulisch angetriebenen elektrischen Schaltern dar. An advantageous embodiment of the invention is characterized by a winding which is inductively coupled to the excitation coil and has an adjustable load resistance. This winding is always present and, with its mutual inductance, forms a means of delaying the valve's pick-up time. As a result, the opening time of the valve can be influenced to a certain extent. The adjustable load resistance therefore represents a very easy-to-use option for adjusting actuation times on hydraulically driven electrical switches .

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden an Hand der beiliegenden Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele dargestellt. Von dem zur Steuerung der hydraulischen Betätigung eines elektrischen Schalters, insbesondere eines Hochspannungs-Leistungsschalters, vorgesehenen Ventil ist jeweils nur die Erregerspule 1 gezeichnet. Der über das Ventil von einem Hydraulikspeicher gespeiste Antrieb mit einem Zylinder und einem Kolben, der zum Einschalten auf das bewegliche Schaltstück des Schalters einwirkt, To explain the invention in more detail, two exemplary embodiments are shown below with reference to the accompanying drawings. Of the valve provided for controlling the hydraulic actuation of an electrical switch, in particular a high-voltage circuit breaker, only the excitation coil 1 is shown in each case. The drive, which is fed by a hydraulic accumulator via the valve, has a cylinder and a piston that acts on the movable contact piece of the switch to switch it on,

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ist ebenso weggelassen wie die Einrichtungen zur elektrischen Kommandogabe.is omitted as well as the devices for giving electrical commands.

Die Spule 1 liegt beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in einem Strompfad, an dessen Klemme 2 der positive Pol der Steuerspannung zu legen ist. Im Strompfad liegt ein Kontakt 3 des zu betätigenden Schalters, der dafür sorgt, daß Erregung des Ventils mit der Spule 1 nur bei ausgeschaltetem Schalter möglich ist. Ein weiterer Kontakt 4 gehört zu einem Relais 5, das in einem nicht näher gezeichneten Stromkreis 6 liegt. Der Stromkreis 6 erhält bei Abgabe eines Ausschaltkommandos Spannung, so daß elektrisch gewährleistet ist, daß das Einschaltkommando bei Abgabe eines Ausschaltkommandos aufgehoben wird. An der Klemme 10 liegt der negative Pol der Steuerspannung.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the coil 1 lies in a current path, at whose terminal 2 the positive pole of the control voltage is to be laid. In the current path there is a contact 3 of the switch to be operated, which ensures that the valve is energized with coil 1 is only possible when the switch is switched off. Another contact 4 belongs to a relay 5, which in one circuit 6, not shown in detail. The circuit 6 receives voltage when a switch-off command is issued, so that electrical it is guaranteed that the switch-on command is canceled when a switch-off command is issued. On terminal 10 the negative pole of the control voltage.

Wie man sieht, ist die Erregerspule 1 des Ventils durch einen parallelgeschalteten Stromkreis mit einem Gleichrichter 8 kurzgeschlossen, der mit einem Widerstand 9 zur Strombegrenzung in Reihe liegt. Die Durchlaßrichtung des Gleichrichters 8 ist entgegengesetzt zu der an der Erregerspule anstehenden Steuerspannung zwischen den Klemmen 2 und 10. Mithin ist der Kurzschluß durch den Gleichrichter 8 nur für die beim Abschalten der Steuerspannung entstehende Selbstinduktionsspannung wirksam, die durch den Gleichrichter einen Strom entgegen der Wirkung der Steuerspannung erreicht.As can be seen, the excitation coil 1 of the valve is short-circuited by a parallel-connected circuit with a rectifier 8, which is connected to a resistor 9 to limit the current in Row lies. The forward direction of the rectifier 8 is opposite to the control voltage applied to the excitation coil between terminals 2 and 10. The short circuit through the rectifier 8 is therefore only for when the control voltage is switched off resulting self-induction voltage effective, which through the rectifier a current against the effect of the Control voltage reached.

Die Erregerspule 1 ist ferner induktiv mit einer Wicklung 12 gekoppelt, deren Enden über einen Stellwiderstand 13 geschlossen sind. Wicklung 12 und Widerstand 13 bilden für die Erregerspule 1 eine Gegeninduktivität mit einstellbarer Bürde.The excitation coil 1 is also inductively coupled to a winding 12, the ends of which are closed via a variable resistor 13. Winding 12 and resistor 13 form for the excitation coil 1 a mutual inductance with adjustable load.

Zum Einschalten des Hochspannungs-Leistungsschalters wird durch Schließen eines Steuerschalters an die Klemmen 2 und 10 eine Gleichspannung von z. B. 60 V gelegt. Bei ausgeschaltetem Leistungsschalter liegt diese Steuerspannung an der Erregerspule 1 des nicht dargestellten Ventils zur hydraulischen Betätigung des Leistungsschalters. Die Spule 1 betätigt dabei einen Anker, so daß das Ventil öffnet. Dabei wird durch die Gegenwicklung 12To switch on the high-voltage circuit breaker, press Closing a control switch to terminals 2 and 10 a DC voltage of z. B. 60 V placed. With the circuit breaker switched off this control voltage is applied to the excitation coil 1 of the valve, not shown, for the hydraulic actuation of the Circuit breaker. The coil 1 actuates an armature so that the valve opens. The counter-winding 12

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mit dem Stellwiderstand 13 eine Anzugszeitverzögerung erreicht.A response time delay is achieved with the variable resistor 13.

Im Normalfall wird die Kommandogabe mit dem Steuerschalter solange dauern, daß der Leistungsschalter mit Sicherheit einschaltet. In diesem Fall wird die Erregung der Spule 1 durch den Kontakt 3 des hydraulisch einschaltenden Leistungsschalters unterbrochen. Sollte aber das Einschaltkommando nur kurzfristig gegeben sein, so sorgt der Kurzschluß der Erregerspule 1, der durch den Gleichrichter 8 gebildet ist, für eine Verzögerung der Entregung durch die Selbstinduktion der Spule. Die Selbstinduktion treibt einen Strom durch den Gleichrichter 8, der das Ventil noch eine für die Betätigung des Leistungsschalters ausreichende Zeit . geöffnet hält. Mithin ist eine unvollständige Einschaltung des * Leistungsschalters durch eine zu kurzzeitige Kommandodauer ausgeschlossen. Normally, the command with the control switch will last long enough for the circuit breaker to switch on with certainty. In this case, the excitation of the coil 1 is interrupted by the contact 3 of the hydraulically closing circuit breaker. However, if the switch-on command is only given for a short time, the short circuit of the excitation coil 1, which is formed by the rectifier 8, causes the de-excitation to be delayed by the self-induction of the coil. The self-induction drives a current through the rectifier 8, which leaves the valve for a sufficient time to operate the circuit breaker. keeps open. Incomplete closing of the * circuit breaker due to a command duration that is too short is therefore excluded.

Das Relais 5 sorgt mit seinem Kontakt 4 dafür, daß unabhängig von der Stellung des Steuerschalters und der Erregung der Spule des Ventils stets ein Ausschaltkommando ausgeführt werden kann. Sobald ein Ausschaltkommando kommt, wird jeder Stromkreis mit der Spule 1, auch der über den Gleichrichter 8, unterbrochen.The relay 5 with its contact 4 ensures that regardless of the position of the control switch and the excitation of the coil of the valve, a switch-off command can always be executed. As soon as a switch-off command comes, every circuit is closed with the Coil 1, including the one via the rectifier 8, is interrupted.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Gleichspannung zwischen den Klemmen 2 und 10 wiederum für die Betätigung der Erregerspule 1 vorgesehen, wobei durch die Gegenwicklung 12 mit dem k Stellwiderstand 13 eine zur Justierung der Öffnungszeit des Ventils nutzbare Anzugsverzögerung gegeben ist. Das Relais 5, das im Stromkreis 6 des Ausschaltkommandos liegt, kann die Erregung der Spule 1 mit seinem Kontakt 4 jederzeit unterbrechen. Durch den Kontakt 3 des zu betätigenden Leistungsschalters wird die Erregung der Spule 1 auch bei lang anstehendem Einschaltkonmandc jedoch spätestens dann aufgehoben, wenn der Leistungsschalter die Einschaltstellung erreicht hat.In the embodiment according to FIG. 2, the DC voltage between terminals 2 and 10 is again provided for actuating the excitation coil 1, the counter winding 12 with the k variable resistor 13 providing a pull-in delay that can be used to adjust the opening time of the valve. The relay 5, which is in the circuit 6 of the switch-off command, can interrupt the excitation of the coil 1 with its contact 4 at any time. Due to the contact 3 of the circuit breaker to be operated, the excitation of the coil 1 is canceled even with a long pending switch-on command, however, at the latest when the circuit breaker has reached the switch-on position.

Anstelle des Gleichrichters 8 wird beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ein Kontakt 15 eines Relais 16 zum Kurzschließen der Er regerspule 1 verwendet. Das Relais wird von der Steuergleichspan-Instead of the rectifier 8, a contact 15 of a relay 16 is used in the embodiment of FIG . The relay is controlled by the DC control voltage

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nung an den Klemmen 17 und 18 über einen Wischkontakt 20 des zu betätigenden Leistungsschalters erregt. Daraus ergibt sich folgende Wirkungsweise:voltage at terminals 17 and 18 via a wiper contact 20 of the circuit breaker to be operated. This results in the following Mode of action:

Bei der Abgabe eines Einschaltkommandos setzt sich der Leistungsschalter in Bewegung, sobald die von dem Ventil gesteuerte Hydraulikflüssigkeit nach dem Erregen der Spule 1 den Kolben des Leistungsschalters beaufschlagt. Deshalb wird nach einem bestimmten Schalthub der Wischkontakt 20 geschlossen. Dies erregt die Relaisspule 16, die ihrerseits den Arbeitskontakt 15 schließt. Auf diese Weise kommt ein Kurzschluß für die Erregerspule 1 über den Widerstand 9 zustande, der die Erregung des Ventils noch solange aufrechterhält, bis der Leistungsschalter mit Sicherheit eingeschaltet ist. Bei der weiteren Schaltbewegung wird dieser Kurzschluß durch Entregen der Spule 16 beim Öffnen des Wischkontaktes 20 zwar aufgehoben, jedoch erst dann, wenn der Leistungsschalter bereits genügend weit eingeschaltet ist oder aber soviel kinetische Energie aufweist, daß er mit Sicherheit die Endstellung der Einschaltbewegung erreicht.When a closing command is given, the circuit breaker sets itself in motion as soon as the hydraulic fluid controlled by the valve hits the piston of the circuit breaker after energizing the coil 1 applied. Therefore, after a certain switching stroke, the wiper contact 20 is closed. This energizes the relay coil 16, which in turn closes the working contact 15. In this way, there is a short circuit for the excitation coil 1 via the Resistance 9 comes about, which maintains the excitation of the valve until the circuit breaker is switched on with certainty is. During the further switching movement, this short circuit is caused by de-energizing the coil 16 when the wiper contact opens 20 is canceled, but only when the circuit breaker has already been switched on enough or so much kinetic Energy has that it reaches the end position of the switch-on movement with certainty.

In Figur 2 ist gestrichelt angedeutet, daß das Relais 16 noch mit einem Ruhestromkontakt (Öffner) 21 ausgerüstet sein kann, der mit der Erregerspule 1 und ihrem Kurzschlußrelais in Reihe liegt. In diesem Falle kann der Widerstand 9 entfallen, der nur zur Strombegrenzung dient.In Figure 2 it is indicated by dashed lines that the relay 16 can also be equipped with a closed-circuit contact (break contact) 21, which with the excitation coil 1 and its short-circuit relay is in series. In this case, the resistor 9 can be omitted, which is only used to limit the current serves.

5 Ansprüche
2 Figuren5 claims
2 figures

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Claims

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Claims

Hydraulic drive for electrical switches, especially high-voltage switches, with an electrically controlled valve and an opening time largely independent of the command duration, characterized in that the excitation coil (1) of the valve is assigned a short circuit which delays the de-energization of the valve.

2. Hydraulic drive according to claim 1, characterized in that a circuit with a short circuit for the excitation coil (1) Rectifier (8) is used.

3. Hydraulic drive according to claim 2, characterized in that that the rectifier (8) has a resistor (9) connected in series to limit the current.

4. Hydraulic drive according to claim 1, 2 or 3 »marked by a relay (15, 16) for short-circuiting the excitation coil (1), which is controlled by a wiper contact (20) of the Switch is applied to voltage.

5. Hydraulic drive according to claim 1 or one of the following, characterized by one with the excitation coil (1) inductively coupled winding (12) with an adjustable load resistance (13).

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