DE2234812A1 - HYDRAULIC ACTUATOR FOR AN ELECTRIC SWITCH - Google Patents
HYDRAULIC ACTUATOR FOR AN ELECTRIC SWITCHInfo
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Description
Hydraulische Betätigungsvorrichtung
für einen elektrischen SchalterHydraulic actuator
for an electrical switch
Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Schalter, insbesondere Hochspannungs-Leistungsschalter, mit einem aus einem Differentialkolben und einem Zylinder bestehenden Antrieb, der über eine Ventileinrichtung' mit Druck beaufschlagbar ist und eine Dämpfungsvorrichtung zur Verminderung der Kolbengeschwindigkeit vor Erreichen der einen Endstellung bei Druckentlastung der großflächigen Kolbenseite aufweist.The invention relates to an actuator for an electrical switch, especially high-voltage circuit breaker, with a drive consisting of a differential piston and a cylinder, which is operated via a valve device ' can be pressurized and a damping device to reduce the piston speed before reaching one end position when relieving the pressure on the large area Having piston side.
Hydraulische Betätigungsvorrichtungen für elektrische Schalter, insbesondere Hochspannungs-Leistungsschalter, haben die Aufgabe zu erfüllen, die beweglichen Schaltstücke möglichst schnell und unverzögert in Abhängigkeit vom Steuerkommando zum Ein- oder Ausschalten zu bewegen. Da "' zum Bewegen der einige Kilogramm wiegenden beweglichen Schaltstücke für moderne, schnelle Hochspannungs-Leistungsschalter ein Arbeitsvermögen für den Antrieb von mehreren Meterkilogramm erforderlich ist, müssen die Differentialkolben von hydraulischen Betätigungsvorrichtungen von ihrer einen in ihre andere Endstellung mit erheblicher Beschleunigung überführt werden. Um Rückprellen zu vermeiden, müssen die Kolbenbewegungen in geeigneter Weise kurzhübig abgebremst werden.Hydraulic actuation devices for electrical switches, in particular high-voltage circuit breakers, have the task of moving the movable contact pieces as quickly and without delay as possible, depending on the control command for switching on or off. Since "' moving the moving contact pieces, which weigh a few kilograms, for modern, fast high-voltage circuit breakers, a working capacity of several meter-kilograms is required to drive them, the differential pistons must be transferred from one end position to the other with considerable acceleration by hydraulic actuating devices To avoid this, the piston movements must be braked briefly in a suitable manner.
Es ist bekannt, den Differentialkolben mit einer Dämpfungseinrichtung zu versehen, die kurz vor Erreichen der Endstellung wirksam wird. Dabei wird ein mit dem Differentialkolben verbundener Kolben in eine Bohrung eingeführt, die über definierte Abströmöffnungen die Abströmgeschwindigkeit des vom Dämpfungskolben komprimierten Zylinderinhalts der Bohrung im Sinne einer Abbremsung des Kolbens beeinflußt.It is known to provide the differential piston with a damping device, which shortly before reaching the end position takes effect. A piston connected to the differential piston is inserted into a bore that is defined by Outflow openings the outflow speed of the cylinder content of the bore in the compressed by the damping piston Affected the sense of a braking of the piston.
,309S8S/0UÖ, 309S8S / 0UÖ
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Die bekannten Einrichtungen weisen den Nachteil auf, daß nicht nur die Geschwindigkeit des Differentialkolbens vor Erreichen der Endstellung gedämpft wird, sondern daß auch die Anfahrbewegung durch den Dämpfungskolben zunächst behindert ist, was zu verlängerten Umsteuerzeiten (Schaltzeiten) führt.The known devices have the disadvantage that not only the speed of the differential piston before reaching the end position is damped, but that the starting movement is initially hindered by the damping piston, which leads to longer reversing times (switching times).
Zur Beseitigung dieses Mangels ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Differentialkolben mit einem Kolben der Dämpfungseinrichtung verbunden ist, der kurz vor Erreichen der Endstellung in eine auf der großflächigen Kolbenseite angeordnete, Druckmittel führende Bohrung des Antriebszylinders eingreift, daß das dadurch im Antriebskolben eingeschlossene Druckmittel durch einen eine Drosselstelle aufweisenden Nebenweg abgeführt wird und daß diesem ersten Nebenweg ein von der Ventileinrichtung gesteuerter zweiter Nebenweg parallel geschaltet ist. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die Ventileinrichtung zur Steuerung des Antriebes als Umsteuerventil (Dreiwegeventil) auszubilden, das neben einem Ein- und Auslaßventilkörper für den Antrieb einen Schieberkörper aufweist, der den zweiten Nebenweg gleichsinnig mit dem Einlaßventilkörper Sffnet und schließt. Auf diese Weise kann bei der Anfahrbewegung, d.h. wenn der Einlaßventilkörper geöffnet wird, Druckmittel ungehindert unter Umgehung der Dämpfungseinrichtung in den Antriebszylinderraum gelangen, so daß die Anfahrbewegung unbeeinflußt von der Dämpfungseinrichtung verlaufen kann.To eliminate this deficiency, the invention provides that the differential piston with a piston of the damping device is connected, which shortly before reaching the end position in a arranged on the large piston side, Pressure medium-leading bore of the drive cylinder engages that the pressure medium enclosed in the drive piston is discharged through a bypass having a throttle point and that this first bypass is a by the valve device controlled second bypass is connected in parallel. This gives the possibility of the valve device to control the drive as a reversing valve (three-way valve), in addition to an inlet and outlet valve body for the drive has a slide body which has the second bypass in the same direction as the inlet valve body Opens and closes. In this way, during the starting movement, i.e. when the inlet valve body is opened, pressure medium Reach unhindered by bypassing the damping device in the drive cylinder space, so that the starting movement can run unaffected by the damping device.
Vorteilhaft besteht die Ventileinrichtung aus einem mit Druckmittel beaufschlagten Differentialkolben und einem Zylinder, der mit dem Antriebszylinder zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist. Auf diese Weise lassen sich lange Rohrleitungen zur Führung des Druckmittels vermeiden, so daß Druckverluste vermieden und die Eigenzeiten der Umsteuerung des Antriebes verringert werden können.The valve device advantageously consists of a pressure medium acted upon differential piston and a cylinder which is combined with the drive cylinder to form a structural unit is. In this way, long pipelines for guiding the pressure medium can be avoided, so that pressure losses are avoided and the proper times for reversing the drive can be reduced.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der hydraulischen Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung ist der erste Nebenweg im Querschnitt einstellbar, wobei das Einstellorgan für diesen Nebenweg eine Schraube sein kann.In a preferred embodiment of the hydraulic actuating device According to the invention, the first bypass is adjustable in cross section, the adjusting member for this By the way can be a screw.
Durch Anwendung der Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, eine wirksame Ausschaltdämpfung für den Differentialkolben zu schaffen und dennoch eine hohe Anfahrgeschwindigkeit zu erzielen. .By using the invention, there is the possibility of an effective switch-off damping for the differential piston to create and still achieve a high approach speed. .
Weitere Vorteile und Einzelheiten der hydraulischen Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung sind an Hand der Zeichnung beschrieben.Further advantages and details of the hydraulic actuator according to the invention are described with reference to the drawing.
In Fig. 1 ist eine hydraulische Betätigungsvorrichtung schematisch für einen Hochspannungs-Leistungsschalter in der Ausschal tlage dargestellt. ■ In Fig. 1 a hydraulic actuator is schematically shown for a high-voltage circuit breaker in the switch-off position. ■
Die Figur 2 zeigt die hydraulische Betätigungsvorrichtung · nach Fig. 1 in der Einschaltstellung des elektrischen Schalters.Figure 2 shows the hydraulic actuation device according to Fig. 1 in the switched-on position of the electrical switch.
In Fig. 1 ist ein elektrischer Leistungsschalter 1 dargestellt, der z.B. als Blaskolbenschalter mit Schwefelhexafluorid als Löschmittel ausgebildet sein kann und bei einer Spannung von 110 kV oder mehr eine Schaltleistung von 5 GVA aufweist· Der Schalter wird von einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung 2 betätigt, die einen aus einem Differentialkolben 3 und einem Zylinder 4 bestehenden Antrieb 5 aufweist. Der Antrieb 5 ist über eine Ventileinrichtung 6 mit Druck beaufschlagbar. Die Druckflüssigkeit wird einem -Speicher 7 entnommen, in dem mittels einer Pumpe ein vorgegebener Druck aufrechterhalten wird. Der Differentialkolben des Antriebes 5 ist über eine Kolbenstange 8 mit dem beweglichen Schaltstück des Schalters 1 gekoppelt.In Fig. 1, an electrical circuit breaker 1 is shown, which, for example, can be designed as a gas piston switch with sulfur hexafluoride as an extinguishing agent and at a voltage of 110 kV or more has a switching capacity of 5 GVA · The switch is operated by a hydraulic actuation device 2 actuated, which has a drive 5 consisting of a differential piston 3 and a cylinder 4. The drive 5 can be subjected to pressure via a valve device 6. The pressure fluid is taken from a memory 7, in which a predetermined pressure is maintained by means of a pump. The differential piston of the drive 5 is via a Piston rod 8 coupled to the movable contact piece of switch 1.
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Die Druckflüssigkeit wird aus dem Speicher 7 über eine Leitung 9 dem Zylinder 4 des Antriebes zugeführt und speist eine Leitung 11, die zur Ventileinrichtung 6 führt. Die Ventileinrichtung 6 besteht aus einem Differentialkolben 10, der mit einem Einlaßventilkörper 12 und einem Auslaßventilkörper 13 starr verbunden ist. Die Ein- und Auslaßventilkörper 12 und 13 sitzen auf gegenüberliegenden Seiten einer Stange 14, die beide fest miteinander verbindet. Die Ventileinrichtung 6 ist als Umsteuerventil (Dreiwegeventil) ausgebildet. Der Differentialkolben 3 ist mit einem zapfenartigen Kolben 15 verbunden, der in eine Zylinderbohrung 16 eingreift. Die der großflächigen Seite 17 des Differentialkölbens 3 zugehörige Stirnfläche 18 des Zylinders 4 weist ferner eine Bohrung 19 auf, die einen ersten Nebenweg mit einer Drosselstelle 20 bildet, dessen Ausgang 21 mit dem der Zylinderbohrung 16 in den zwischen dem Ein- und Auslaßventilsitz gebildeten Raum mündet. Ferner führt von der Stirnseite 18 des Zylinders 4 ein zweiter Nebenweg 23 in den Raum 22. Die Mündung 24 des zweiten Nebenweges ist von einem Schieberkörper 25, der auf der Stange 16 fest angeordnet ist, steuerbar. Dieser Schieberkörper 24 wird gleichsinnig mit dem Einlaßventilkörper 12 betätigt, d.h. er öffnet den Nebenweg 23, wenn das Einlaßventil öffnet und versperrt den Nebenweg, wenn das Auslaßventil öffnet und das Einlaßventil schließt.The pressure fluid is fed from the memory 7 via a line 9 to the cylinder 4 of the drive and feeds a Line 11, which leads to the valve device 6. The valve device 6 consists of a differential piston 10 which is provided with an inlet valve body 12 and an outlet valve body 13 is rigidly connected. The inlet and outlet valve bodies 12 and 13 sit on opposite sides of a rod 14, which firmly connects the two. The valve device 6 is designed as a reversing valve (three-way valve). Of the Differential piston 3 is connected to a pin-like piston 15 which engages in a cylinder bore 16. The the The end face 18 of the cylinder 4 associated with the large-area side 17 of the differential piston 3 also has a bore 19 on, which forms a first bypass with a throttle point 20, the output 21 of which with that of the cylinder bore 16 in the space formed between the inlet and outlet valve seat opens. Furthermore, leads from the end face 18 of the cylinder 4 a second secondary path 23 into the space 22. The mouth 24 of the second secondary path is of a slide body 25, which is on the rod 16 is fixedly arranged, controllable. This slide body 24 is operated in the same direction as the inlet valve body 12, i.e. it opens the bypass 23 when the inlet valve opens and blocks the bypass when the exhaust valve opens and the inlet valve closes.
Die Wirkungsweise der hydraulischen Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung ergibt sich wie folgt:The mode of operation of the hydraulic actuating device according to the invention is as follows:
Zur Umsteuerung des Antriebes 5 aus der in Fig. 2 ersichtlichen Position in die Ausschaltlage des elektrischen Schalters 1 wird die zuia Differentialkolben 10 führende Leitung 10a von Druck entlastet, Der Differentialkolben 10 nimmt darauf die aus Fig. 1 ersichtliche Lage ein, so daß das Einlaßventil 12. geschlossen wird. Gleichzeitig wird der Schieberkörper vor die Mündung 24 des zweiten Nebenweges 23 geschoben. DasTo reverse the drive 5 from the position shown in FIG. 2 into the switched-off position of the electrical switch 1 the line 10a leading to the differential piston 10 is relieved of pressure, the differential piston 10 takes on it the position shown in Fig. 1, so that the inlet valve 12 is closed. At the same time, the valve body pushed in front of the mouth 24 of the second byway 23. That
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aus dem Speicher 7 über die Leitung 9 in den Zylinder 4 gelieferte Druckmittel wirkt auf die kleinflächige Seite 17a des Differentialkolbens 3 ein und bewegt diesen nach unten. Im Verlauf seiner Bewegung gelangt der zapfenartige Kolben 15 in die Bohrung 16 und schließt damit ein Druckmittelvolumen zwischen dem Zylinder und dem Kolben ein, das nur noch über den Nebenweg 19, dessen Querschnitt einstellbar ist, abströmen kann. Die Abströmung während der gesamten Kolbenbewegung erfolgt über das Auslaßventil 13 und eine Leitung 26, die mit einem Niederdruckbehälter 27 für Druckmittel verbunden ist. Auf diese Weise ist die Ausschaltbewegung des Differential- kolbens 3 kurz vor Erreichen der Endstellung wirkungsvoll gedämpft. delivered from the memory 7 via the line 9 into the cylinder 4 Pressure medium acts on the small-area side 17a of the differential piston 3 and moves it downwards. In the course of its movement, the peg-like piston 15 enters the bore 16 and thus closes a pressure medium volume between the cylinder and the piston, which only flow off via the secondary path 19, the cross-section of which is adjustable can. The outflow during the entire piston movement takes place via the outlet valve 13 and a line 26, which with a low pressure container 27 is connected for pressure medium. This is how the disengaging movement of the differential piston takes place 3 effectively damped shortly before reaching the end position.
Wird aus dieser der Figur 1 entnehmbaren Lage der Differentialkolben wiederum umgesteuert durch eine Druckbeaufschlagung des Differentialkolbens 10 über die Leitung 10a, so wird durch das Öffnen des Einlaßventilkörpers 12 Druckmittel aus dem Speicher 7 über die Leitungen 9 und 11 sowohl in die Bohrung 16 als auch über den zweiten Nebenweg 23 zur großflächigen Seite 17 des Differentialkolbens 3 geleitet«, Auf diese Weise ist-die Wirkung der Dämpfungseinrichtung 19* 20 unwirksam gemacht, d.h. die Anfahrbewegung verläuft unbeeinflußt von dieser Dämpfungseinrichtung.The differential piston becomes from this position, which can be gathered from FIG in turn reversed by applying pressure to the differential piston 10 via the line 10a, so by opening the inlet valve body 12 pressure medium the memory 7 via the lines 9 and 11 both in the bore 16 and via the second byway 23 to the large area Page 17 of the differential piston 3 conducted «, In this way the effect of the damping device 19 * 20 is ineffective made, i.e. the approach movement is unaffected by this damping device.
Wie die Figuren 1 und 2 erkennen lassenf ist die Ventileinrichtung 6 aus einem mit Druckmittel beaufschlagbaren Differentialkolben 10 und einem Zylinder 10b aufgebaut, der mit dem Antriebszylinder 4 zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist. Auf diese Weise ist es möglich, die wesentlichen^ Druckmittel führenden Leitungen und Bohrungen zur Umsteuerung des Antriebes 5 in einem Bauteil zu vereinigen.As the figures 1 and 2 reveal f the valve means 6 is composed of a pressurizable center differential piston 10, constructed of a cylinder 10b, which is combined with the drive cylinder 4 to form a unit. In this way it is possible to combine the essential lines and bores carrying pressure medium for reversing the drive 5 in one component.
5 Ansprüche5 claims
2 Figuren . ·2 figures. ·
309885/OUO309885 / OUO
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8230 | Patent withdrawn |