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Hydraulische Betätigungsvorrichtung
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für Hochspannungs-Leistungsschalter Die Brfindurlg bezieht sich auf
eine hydraulische Betätigurlgsvorrichtulg für Hochspannungs-Leistungsschalter mit
einem Hydraulikspeicher, einer die EIydraulikSlüssigkeit fördernden Pumpe und einem
über hydraulisch betätigte Steuerventile steuerbarcn, aus Kolben und Zylinder bestehenden
Antrieb.
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Aus der DT-OS 2 235 074 ist eine hydraulische Betätigungsvorrichtung
für einen elektrischen Schalter bekannt, bei der deiii Antrieb des Schalters eine
Hauptventileinrichtung zugeordnet ist, der eine Vorsteuerventileinrichtung vorgeschaltet
ist. Sowohl die Haupt ventileinrichtung als auch die vorgeschaltete Vorsteuerventileinrichtung
weisen je einen mit Druckflüssigkeit beaufschlagbaren Differentialkolben auf, der
in zwei vom Druck der Druckflüssigkeit unabhängige Vorzugslagen überführbar ist.
Damit ergibt sich in besonders einfacher Weise eine Antriebsventileinrichtung mit
hydraulischer Selbsthaltung ohne die Steuerkolben belastende Federn, ohne zusätzliche
Ventile u. dgl.
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Vor der ersten Inbetriebnahme wird die in der hydraulischen Betätigungsvorrichtung
vorhandene Druckflüssigkeit von einer Pumpe in den Hydraulikspeicher gefördert und
damit unter Druck gesetzt.
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An den Hydraulikapeicher sind die zum Umsteuern des Antriebes vorgesehenen
Steuerventile angeschlossen, die in gleicher Weise durch den sich bei Anlaufen der
Pumpe aufbauenden Druck im Hydrauliksystem belastet werden.
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Sofern bei einem nicht erschütteru;lgsfreien Transport rror der ersten
Inbetriebnahme die Steuerkolben der Ventileinrichtung einen zwischen beiden Betriebsendlagen
liegenden indifferenten Zustand und damit Leckstellen für die Hydraulikflüssigkeit
aufweisen, ist es möglich, daß der gewünschte Druckaufbau sich nur allmählich, d.
h. nicht mit der geamnschten Geschwindigkeit vollzieht.
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Man ist bestrebt, die die Hydraulikflüssigkeit unter Druck setzende
und damit den Speicher ladende Fltlssigkeitspumpe in ihrer Leistung möglichst gering
auszulegen, weil die Pumpe normalerweise mit längeren Betriebs zeiten arbeiten kann
und als raumsparendes und preisgünstiges Bauteil ausgebildet werden sollte.
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Dies ist deshalb möglich, weil Schaltvorgänge, die der Leistungsschalter
ausführen muß, vom Schaltvermögen des Speichers und nicht von der Förderleistung
der Pumpe bestimmt werden.
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Es besteht die Aufgabe, eine hydraulische Betätigungsvorrichtung anzugeben,
die mit einer Pumpe einer solchen geringen Förderleistrang auskommt, daß ihre D'archflußmenge
in der Größenordnung der bei indifferenten. Ventil stellungen sich ergebenden Leckstellen
der Ventile und des Antriebes entspricht, um damit die geringstmögliche Pumpenleistung
zu erzielen.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen
dem Hydraulikspeicher und der Pumpe ein von dieser aufgeladener Hilfsspeicher angeordnet
ist, der bei Ladebeginn des Bydraulikspeichers eine den Durchsatz von BydraulikSlüssiglçeit
über vorhandene Leckstellen der Steuerventile und des Antriebes übersteigende Durchflußmenge
ges-teuert freigibt.
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Durch Anwendung der Erfindung wird bei der Inbetriebnahme der Hydraulikbetätigungsvorrichtung
für Hochspannungs-Leistungs schalter zunächst der zwischen dem Hydraulikspeicher
und der Pumpe liegende Hilfsspeicher aufgeladen. Die in diesem Hilfsspeicher enthaltene
Hydraulikflüssigkeitsmenge wird gesteuert freigesetzt. Sie weist eine derartige
Größe auf, daß bei einer etwa durch Transporterschütterungen verursachten indifferenten
Lage der Ventilkolben der Ventileinrichtungen diese mit Sicherheit
in
eine den Endstellungen entsprechende Vorzugslage überführt werden und somit den
Ladevorgang des Hydraulikspeichers begünstigen.
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Hierfür braucht die Pumpe nicht mit einer vergleiclisweise große Fördermenge
und einer dementsprechend großen Leistung ausgelegtzu werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der hydraulischen Betätigungsvorriclltung
nach der Erfindung ist ein den Hilfsspeicher entladendes Ventil vorgesehen. Dieses
Ventil kann von Hand betati-gbar sein. 3s ist jedoch auch möglich, das Ventil so
auszubilden, daß es in Abhängigkeit vom Druck im Hilfsspeicher selbsttätig umsteuerbar
ist.
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Der Hilfsspeicher kann einen freilaufenden Kolben enthalten, der die
Hydraiikflüssigkeit von einem Energiespeicher trennt. Dieser Energiespeicher kann
eine Schraubenfeder oder ein vom Druck der Hydraulikflüssigkeit komprimierbares
Gasvolumen sein.
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Anhand der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer hydraulochen
Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung beschrieben.
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Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine hydraulische Bet«-tigurlgSvorrichtung
für einen elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalter, dessen bewegliches Kontaktstück
1 von einer Isolierstoffatange 2 betätigt ist, die von einem aus Kolben 3 und Zylinder
4 bestehenden Antrieb bewegt wird Die Isolierstoffstange 2 ist mit der Kolbenstange
5 des Antriebes 3, 4 starr verbunden.
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Der Kolben 3 ist als Differentialkolben ausgebildet und während des
Betriebes des Leistungsschalters auf seiner kleinflächigen Seite 6 ständig über
eine Leitung 7 mit dem Druck der im Speicher 8 enthaltenen Hydraulikflüssigkeit
belastet. Zum Umsteuern des Kolbens 3 dient ein Steuerventil 9, das einen hydraulisch
gesteuerten Differentialkolben aufweist, der seinerseits in zwei vom Druck der Druckflüssigkeit
unabhängige Vorzugslagen überführbar ist. Das Steuerventil 9 steuert einen mit der
großflächigen Seite 10 des Kolbens 3 verbundenen Kanal 11 so, daß entweder aus dem
Raum 12 Druckflüssigkeit zum Kolben 3 geführt wird, so daß der Schalter geschlossen
wird, oder der Kanal 11 von Druck entlastet wird, d. h. die Hydraulikflüssigkeit
über einen Kanal 13 in ein unter geringem Druck stehendes Auffanggefäß 14 geleitet
wird.
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Aus dem Auffanggefäß 14 wird die Hydraulikflüssigkeit über eine Leitung
15 zu einer von einem Motor M angetrietenen Pumpe 16 geführt, die ihrerseits über
eine Leitung 17 den Speicher 8 lädt und ihn auf Druck hält. Zwischen dem Speicher
8 und der Pumpe 16 ist ein Hilfsspeicher 18 angeordnet, der einen freilaufenden
Kolo ben 19 aufweist. Der Kolben O9 ist von einer Feder 20 belastc.t, gegen deren
Kraft der Kolben 19 bewegt wird, sobald im Kanal 21 ein Druck der Hydraulikflüssigkeit
aufgebaut wird. Bei anlaufender Pumpe 16 wird über ein in der Verbindangsleitung
22 enthaltenes Rückschlagventil 23 Hydraulikflüs sigke it gefördert, die im Kanal
21 und im Raum 24 einer dem Hilfsspeicher 18 steuernden Vorrichtung einen Druck
aufbaut. Dadurch wird ein von einer Feder 25 belasteter Steuerkolben 26 gegen eine
Stößelplatte 27 bewegt, die über einen Stößel 28 mit einer Ventilkugel 29 zusammenwirktS
die ihrerseits von einer Schraubenfeder 30 belastet ist.
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Die Federn 25 und 30 sind;in bezug auf den sich aufbanenden Flüssigkeitsdruck
im Kanal 21 so gewählt, daß die Kugel 29 zunächst noch nicht von dem zugehörigen
Ventilsitz 31 abhebt. Dadurch wird Hydraulikflüssigkeit zum Kolben 19 gefördert,
der sich nach links entgegen der Kraft der Feder 20 bewegt. Sobald die Pumpe 16
eine solche Menge von Hydraulikflüssigkeit gefördert hat, daß der Kolben 19 an einer
stirnseitigen Platte 32 des Hilfsspeichers 18 oder einem anderen Anschlag in seiner
Bewegung gehindert wird, ergibt sich eine Druckerhöhung, die auf den Steuerkolben.
26 wirkt.
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Dieser Druck erst bewirkt ein Abheben der Ventilkugel 29, so daß in
die Leitung 17 über den Kanal 33 schlagartig der Inhalt des Hilfsspeichers 18 entleert
wird. Der dadurch in der Leitung 17 und der Zuleitung 7 sich ergebende Druckwert
steuert die sich gegebenenfalls in indifferenten Betriebslagen befindenden Steuerventile
des Schalterantriebes in eine stabile Lage ohne nennenswerte Leckstellen um. Nach
einem Aufbau des Druckes in den Leitungen 7 und 17 wird der Speicher 8 bis zum Nenndruck
geladen, ohne daß der Hilfsspeicher 18 weiterhin wirksam ist.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist das den Hilfsspeicher
18 entladende Ventil 29, 31 in Abhängigkeit von Druck im Hilisspeicher selbsttätig
umsteuerbar. Die Hydraulikflüssigkeit ist durch den freilaufenden Kolben 19 von
einem Energiespeicher ge-
trenn-t, der im dargestellten Ausführungsbeispiel
von einer Feder gebildet ist.
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In Fig. 2 ist in einer der Figur 1 ähnlichen Darstellung eine hydraulische
Betätigungsvorrichtung schematisch gezeichnet, bei der das den Hilfsspeicher 18
entladende Ventil von Hand bebatigbar ist und bei dem der Energieinhalt des Hilfsspeichers
18 von einem vom Druck der ITydraulilLflüssiglceit komprimierten Gasvolumen speicherbar
ist.
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Im übrigen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Beim Anlaufen der Pumpe 16 wird über die Zuleitung 22 und das Rüvltschlagvelltil
23 im Kanal 21 ein Druck erzeugt, der den Kolben 19 unter Komprimierung eines im
Innenraum 54 vorhandenen Gasvolumens, z. B. aus Stickstoff, nach links bewegt. Sobald
der Kolben 18 gegen ein Anschlagteil 32 stößt, ist der Hilfsspeic-her 18 voll geladen.
Durch Öffnen eines Ventils 35, das von Hand über ein Handrad 36 betätigbar ist,
kann der Hilfsspeicher 18 entladen werden, d. h. die in ihm enthaltene Flüssigkeitsmenge
wird über die Leitung 17 und die Zuleitung 7 dein Antrieb 3, 4 zugeleitet Nach diesem
Druckstoß vor dem Laden des Speichers 8 kann das Ventil 35 offenbleiben. Venn es
wieder geschlossen wird, fördert die Pumpe 16 Hydraulikflüssigkeit über den Kanal
21 zu einem Überdruckventil 37, 38, das mit der Leitung 17 in Verbindung steht.
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Im übrigen ergibt sich die gleiche Wirlrungsweise der hydraulischen
Betätigungsvorrichtung, die anhand der Figur 1 beschrieben ist.
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7 Ansprüche 3 Figuren
L e e r s e i t e