DE2644423B2

DE2644423B2 - Electrodynamic drive device for high-voltage circuit breakers

Info

Publication number: DE2644423B2
Application number: DE19762644423
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr.-Ing. Bitsch; Heiner Marin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-30
Filing date: 1976-09-30
Publication date: 1979-02-08
Also published as: DE2644423C3; DE2644423A1; JPS5343871A

Description

3030th

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrodynamische Antriebseinrichtung für Hochspannungs-Leistungsschalter mit einer zwischen zwei feststehenden Primärspulen beweglichen, mit einer Antriebsstange starr verbundenen Sekundärspule und mit einer Verklinkungseinrichtung für die Antriebsstange in zumindest einer der Endlagen.The invention relates to an electrodynamic drive device for high-voltage circuit breakers with a movable between two fixed primary coils, with a drive rod rigidly connected secondary coil and with a latching device for the drive rod in at least one of the end positions.

Derartige Antriebseinrichtungen können vergleichsweise massearm ausgebildet werden und spielfrei auf das von ihnen zu steuernde Kontakisystem eines Hochspannungs-Leistungsschalters einwirken. Die Verklinkungseinrichtung ist in der Regel für die sichere Beibehaltung der Einschaltposition erforderlich. Diese Verklinkungseinrichtung muß, um die Eigenschaften des schnellschaltenden Antriebs voll auszunutzen, mindestens ebenso schnell reagieren, wenn ein gegebenes Aus-Kommando den Antrieb ansteuertSuch drive devices can be designed to be comparatively low-mass and free of play the contact system of a high-voltage circuit breaker to be controlled by them act. The latching device is usually required to safely maintain the switch-on position. These Latching device must, in order to take full advantage of the properties of the high-speed drive, at least react just as quickly if a given trip command activates the drive

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerung des Antriebs zu vereinfachen und mit einer rasch auf die Verklinkung wirkende Antriebskraft die günstigen Auslösezeiten der elektrodynamischen Antriebseinrichtung beizubehalten.The invention is based on the object to simplify the control of the drive and with a Driving force acting rapidly on the latching means the favorable release times of the electrodynamic drive device to maintain.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine mit der Verklinkungseinrichtung gekoppelte zweite Sekundärspule, die auf der der Antriebsstangen-Sekundärspule abgewandten Seite einer der Primärspulen angeordnet ist und durch einen Phasenwinkel zwischen der induzierten Spannung und dem Strom in der Antriebsstangen-Sekundärspulen, der größer ist als «> der Phasenwinkel zwischen der induzierten Spannung und dem Strom in der zweiten Sekundärspule.According to the invention, this object is achieved by a device coupled to the latching device second secondary coil, the side of one of the primary coils on the side facing away from the drive rod secondary coil is arranged and by a phase angle between the induced voltage and the current in of the drive rod secondary coils, which is greater than «> the phase angle between the induced voltage and the current in the second secondary coil.

Damit ist es möglich, ein Auslösekommando, das in der Regel als elektrisches Signal dem elektrodynamischen Antrieb zugeführt wird, sowohl zur Entriegelung « der Verklinkungseinrichtung als auch zur Erzeugung der Antriebskraft für das Kontaktsystem heranzuziehen.This makes it possible to issue a trip command, which is usually an electrical signal to the electrodynamic Drive is supplied, both for unlocking the latching device and for generating the Use the driving force for the contact system.

In a preferred embodiment, over

die unterschiedlichen Phasenwinkel der Sekundärspulensysteme hinaus vorgesehen, daß die von der zweiten Sekundärspule bewegten Massen kleiner sind als die der Antriebsstange und der von ihr bewegten Teile. Die unterschiedliche Verarbeitung ein und desselben Auslösesignals kann gesteigert werden durch von Metallscheiben gebildete Sekundärspulen aus unterschiedlichen elektrisch leitenden Werkstoffen.the different phase angles of the secondary coil systems also provided that the masses moved by the second secondary coil are smaller than those of the Drive rod and the parts moved by it. The different processing of one and the same trigger signal can be increased by using metal disks secondary coils formed from different electrically conductive materials.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutertAn exemplary embodiment according to the invention and the mode of operation are described with reference to the drawing explained

Die in der Figur in einem Schnitt schematisch gezeichnete elektrodynamische Antriebseinrichtung ist für einen Hochspannungs-Leistungsschalter bestimmt, dessen Kontaktsystem der Einfachheit halber nicht gezeichnet ist Das Kontaktsystem wird über eine Antriebsstange 1 betätigt, die in das Gehäuse 2 der Antriebseinrichtung eingeführt ist Die Antriebsstange 1 ist gegenüber dem Gehäuse 2 axialbeweglich geführt Das Gehäuse 2 weist an axial gegenüberliegenden Seiten je eine Primärspule 3 und 4 auf, die von einem Strom durchflossen werden, sobald ein Ein- bzw. Aus-Signal gegeben wird. Die Primärspule 3 ist für die Ausschaltung bestimmt während die Spule 4 für die Einschaltung vorgesehen ist Zwischen den beiden Spulen 3 und 4 ist eine mit der Antriebsstange 1 starr gekoppelte Sekundärspule 5 beweglich angeordnet die von einer Metallscheibe gebildet ist Als Metall ist ein elektrisch leitender Werkstoff vorgesehen. Die Antriebsstange ist ersichtlich durch eine Verklinkungseinrichtung in der Einschaltstelle und verriegeltThe electrodynamic drive device shown schematically in a section in the figure is intended for a high-voltage circuit breaker whose contact system, for the sake of simplicity, is not The contact system is actuated via a drive rod 1 which is inserted into the housing 2 of the The drive device is inserted. The drive rod 1 is guided so as to be axially movable with respect to the housing 2 The housing 2 has on axially opposite sides a primary coil 3 and 4, which of a Current flows through as soon as an on or off signal is given. The primary coil 3 is for Switch-off determined while the coil 4 is provided for switch-on Between the two Coils 3 and 4, a secondary coil 5 rigidly coupled to the drive rod 1 is movably arranged is formed by a metal disc. An electrically conductive material is provided as the metal. The drive rod can be seen through a latching device in the switch-on point and locked

Die Verklinkungseinrichtung besteht aus einem mit dem Gehäuse 2 verbundenen Ring 6 mit konischer Klemmfläche und einem zugehörigen, mit der Antriebsstange 1 verbundenen Konusstück 7, das mittels einer Feder 8 belastet und begrenzt frei beweglich ist Zwischen beiden Konuskörpern ergibt sich ein Klemmspalt der mit einer Mehrzahl von Kugeln 9 gefüllt ist, die ihrerseits in einem Käfig 10 sitzen, der über eine Druckfeder 13 belastet ist Der Käfig 10 steht mit einer zweiten Sekundärspule 11 in Verbindung, die bei stromdurchflossener Spule 3 in Pfeilrichtung 12 bewegt wird und damit die Entriegelung bewirkt. In der rechts der Mittellinie gezeichneten Position befindet sich der Schalter in der Einschaltstellung, während die links der Mittellinie gezeichnete Position die Ausschaltstellung bezeichnetThe latching device consists of a conical ring 6 connected to the housing 2 Clamping surface and an associated, connected to the drive rod 1 cone piece 7, which by means of a Spring 8 is loaded and can move freely to a limited extent. There is a clamping gap between the two conical bodies which is filled with a plurality of balls 9, which in turn sit in a cage 10, which has a Compression spring 13 is loaded. The cage 10 is connected to a second secondary coil 11, which is at current-carrying coil 3 is moved in the direction of arrow 12 and thus causes the unlocking. In the right the position shown in the center line is the switch in the on position, while the one to the left is the Center line drawn position denotes the switch-off position

Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die zweite mit der Verklinkungseinrichtung gekoppelte Sekundärspule U, die ebenfalls als Metallscheibe aus elektrisch leitendem Werkstoff gebildet ist auf der der Spule 5 abgewandten Seite der Primärspule 3. Aufgrund der gewählten Konfiguration und der engen magnetischen Kopplung werden im Schaltaugenblick die beiden Sekundärspulen in unterschiedlichen Wirkungsrichtungen einer Kraftwirkung ausgesetzt Durch geeignete Abmessungen und Werkstoffwahl hinsichtlich der Induktivität L und des Widerstandes R können die beiden Sekundärspulen so dimensioniert werden, daß der Phasenwinkel der zweiten Sekundärspule 11In the illustrated embodiment, the second secondary coil U coupled to the latching device, which is also formed as a metal disk made of electrically conductive material, is located on the side of the primary coil 3 facing away from the coil 5 exposed to a force in different directions of action By suitable dimensions and choice of materials with regard to the inductance L and the resistance R , the two secondary coils can be dimensioned so that the phase angle of the second secondary coil 11

g>22 = arcg> 22 = arc

- mit f_e = Einschwingfrequenz — zwischen der induzierten Spannung «2 und dem Strom h etwa nur 60° el. beträgt, während φη in der Sekundärspule 5 des Antriebes ungefähr 90° el. aufweist Dadurch kann erreicht werden, daß die Kurve für die Augenblickswerte der Kraftwirkung zwischen der Spule 5 und der- with f _e = transient frequency - between the induced voltage «2 and the current h is only about 60 ° el., while φη in the secondary coil 5 of the drive is about 90 ° el the force between the coil 5 and the

Verklinkungseinrichtung 10, U zu Beginn der Auslösung mit einer deutlich von Null verschiedenen Steigung beginnt und vergleichsweise frühzeitig ihr Maximum erreicht, während beim Antriebssystem der Spule 5 die Steigung zunächst wesentlich geringer ist und das Maximum später auftritt Sofern die von den Sekundärspulen 5 und 11 bewegten Massen ebenfalls unterschiedlich sind, können sich Einschwingfrequenzen in der Größenordnung von f_e = 500 Hz und damit Weg-Zeit-Abhängigkeiten ausbilden, die die Er.tklinkung ermöglichen, bevor der Antrieb zusammen mit der Antriebsstange 1 in der Lage wäre, gegen die Klinke 9 zu arbeiten.Latching device 10, U begins at the beginning of the release with a slope clearly different from zero and reaches its maximum comparatively early, while the slope of the drive system of the coil 5 is initially much lower and the maximum occurs later, provided that the masses moved by the secondary coils 5 and 11 are also different, transient frequencies in the order of magnitude of f _e = 500 Hz and thus path-time dependencies can develop, which enable Er.tklinkung before the drive together with the drive rod 1 would be able to move against the pawl 9 work.

Eine zusätzliche Sicherheit gegen das Verklemmen kann dadurch erreicht werden, daß das Antriebssystem mit dem nicht weiter dargestellten Schaltstück über den mit der Antriebsstange 1 verbundenen Konusteil 7 elastisch abgestützt wird. Dadurch kann das Kontaktsystem unter der Kraftwirkung der Sekundärspule 5 einen Hub bis zur Größe des maximalen Federweges der Feder S ausüben, ohne gegen das Konusteil 7 zu arbeiten. Die Feder 8 begrenzt im Arbeitshub die Kraft, die von der Sekundärspule 5 auf das Konusteil 7 ausgeübt werden kann.An additional security against jamming can be achieved that the drive system with the contact not shown on the with the drive rod 1 connected cone part 7 is elastically supported. This allows the contact system under the force of the secondary coil 5 a stroke up to the size of the maximum spring deflection of the Exercise the spring S without working against the cone part 7. The spring 8 limits the force in the working stroke, which can be exerted on the conical part 7 by the secondary coil 5.

ι ο Durch Anwendung der Erfindung ist es möglich, einen elektrodynamischen Antrieb für Kontaktsysteme zu schaffen, die ohne Umlenkung arbeiten. Durch die direkte Art der mechanischen Ansteuerung des Kontaktsystems lassen sich besonders vorteilhaft kurze Schaltzeiten ermöglichen.ι ο By applying the invention, it is possible to have a to create electrodynamic drive for contact systems that work without deflection. Through the direct type of mechanical control of the contact system can be particularly advantageously short Enable switching times.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electrodynamic drive device for high-voltage circuit breakers with a movable secondary coil between two stationary primary coils, rigidly connected to a drive rod and with a latching device for the drive rod in at least one of the end positions, characterized by a second coupled to the latching device (6, 9, 10) Secondary coil (11), which is arranged on the side of one of the primary coils (3) facing away from the drive rod secondary coil (5), and by a phase angle between the induced voltage (M ₂ ) and the current (h) in the drive rod secondary coil ( 5), which is greater than that between the voltage and the current in the second secondary coil (11).

2. Electrodynamic drive device according to claim 1, characterized in that the of the second secondary coil (11) moving masses smaller than those of the drive rod (1) and that of you are moving masses.

3. Electrodynamic drive device according to claim 1 or 2, characterized by of Secondary coils (5, 11) formed from metal disks and made of different, electrically conductive materials.