DE2831808C3

DE2831808C3 - Hydraulische Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalter

Info

Publication number: DE2831808C3
Application number: DE2831808A
Authority: DE
Inventors: Ichiro Katsuta Ibaraki Nakamura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-07-20
Filing date: 1978-07-19
Publication date: 1981-11-19
Also published as: US4289063A; DE2831808B2; DE2831808A1; FR2400628B1; FR2400628A1; JPS5422071A; JPS6028082B2

Description

Jie Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Hochspannungs-Lei-

Spruchs 1.

Eine solche hydraulische Antriebsvorrichtung ist aus 0er JP-AS 1 05 170/1974 bekannt. Mit dieser hydraulischen Antriebsvorrichtung läßt sich zwar ein elektrischer Hochspannungs-Leistungsschalter auf einen Befehl zum öffnen in Form eines ersten Signals und auf einen Befehl zum Schließen in Form eines zweiten Signals öffnen bzw. schließen, das öffnen und Schließen erfolgt jedoch relativ langsam, außerdem sind, wenn kurz hintereinander entgegengesetzte Befehle gegeber. werden, keine oder nur sehr aufwendig erreichbare Sicherheiten für die Durchführung der erforderlichen Leistungsschalterbetätigung vorgesehen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die hydraulische Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß sie unter Beibehaltung eines einfachen Aufbaus eine hohe Ansprechgeschwindigkeit auf Befehlsändeningen unter Einbeziehung erforderlicher Schaltsicherheit aufweist

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebsvorrichtung.

Die erfindungsgemäße hydraulische Antriebsvorrichtung hat den Vorteil, daß sie folgende Operationen im Falle von Systemstörungen ausführen kann:

1) Auch wenn der Befehl zum öffnen des Leistungsschalters, also das erste Signal, oder der Befehl zum Schließen des Leistungsschalters, also das zweite Signal, kurz nachdem die hydraulische Antriebsvorrichtung dem zuerst gegebenen Signal entsprechend zu wirken begonnen hat, aufgehoben wird, wird die jeweils eingeleitete Operation bis zu ihrem vollständigem Abschluß, also dem vollständigen Öffnen oder Schließen des Leistungsschalters durchgeführt

2) Wenn die Signale zum öffnen und Schließen des Trennschalters gleichzeitig gegeben werden oder wenn die hydraulische Antriebsvorrichtung gerade die dem gegebenen Signal entsprechende Operation auszuführen begonnen hat, während das andere Signal gegeben wird, muß dem ersten Signal, also dem Befehl für das öffnen des Leistungsschalters, gefolgt werden, um die Sicherheit der Schaltung zu gewährleisten.

3) Wenn das zweite Signal, also der Befehl zum Schließen des Leistungsschalters gegeben wird, während dieser gerade entsprechend einen gegebenen ersten Signal geöffnet wird, und wenn das zweite Signal auch nach Aufhebung des ersten Signals, also des Befehls zum öffnen des Leistungsschalters, aufrechterhalten wird, muß das gegebene zweite Signal, also der Befehl zum Schließen des Leistungsschalters negiert werden und der Leistungsschalter in geöffnetem Zustand gehalten werden, bis ein weiteres zweites Signal, also ein neuer Befehl zum Schließen des Leistungsachalters, gegeben wird.

Die genannte dritte Bewegung läßt sich besonders vorteilhaft mit der Konstruktion nach dem Unteranspruch 7 erreichen. Die zweite Bedingung läßt sich besonders günstig mit der Ausführungsform nach den b5 Unteransprüchen 8 und 9 erzielen.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung stungsschalter nach dem Oberbegriff des Patentan-

bO beispielsweise näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 schematisch irr. Scnnitt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebsvorrichtung,

Fig.2 in einem Diagramm die Arbeitsweise der hydraulischen Antriebsvorrichtung, wenn ein Befehl zum öffnen oder ein Befehl zum Schließen des Leistungsschalters nach kurzer Zeit aufgehoben worden ist,

Fig. 3 in einem Diagramm die Ausführung der Funktionen nach den Bedingungen 2) und 3) durch die hydraulische Antriebsvorrichtung und

Fig.4 in einem Diagramm die Funktion der hydraulischen Antriebsvorrichtung, wenn der Befehl zum öffnen und der Befehl zum Schließen des Leistungsschalters gleichzeitig gegeben werden.

Die in F i g. 1 gezeigte hydraulische Antriebsvorrichtung für einen nicht gezeigten Hochspannungs-Leistungsschalter hat einen Zylinder 100, einen Kolben 102, der in dem Zylinder 100 gleitend verschiebbar ist und den Leistungsschalter betätigt, ein Hauptsteuerventil 200. welches die Bewegung des Kolbens 102 durch einen Öldruck in dem Zylinder 100 steuert, ein erstes Ventil 300, welches das Hauptsteuerventil 200 entsprechend einem ersten Signal, also einem Befehl zum öffnen des Leistungsschalters, steuert, ein zweites Ventil 400, welches das Hauptsteuerventil 200 entsprechend einem zweiten Signal, also einem Befehl zum Schließen des Leistungsschalters steuert, ein viertes Ventil 500. welches das Hauptsteuerventil 200 zusammenwirkend mit dem zweiten Ventil 400 steuert, ein drittes Ventil 600, welches das Hauptsteuerventil 200 abhängig von der Stellung des Kolbens 102 steuert, eine ölhochdruckquelle 700 und Ölniederdruckquellen 800 sowie ölkanäle, die die einzelnen Ventile und öldruckquellen verbinden.

Der Kolben 102 ist mechanisch mit einem beweglichen Kontakt des Leistungsschalters über eine Stange 104 verbunden. In dem Zylinder 100 sind auf beiden Seiten des Kolbens 102 Kammern 106 und 108 ausgebildet. Die Kammer 108 steht abwechselnd mit der ölhochdruckquelle 700 und einer ölniederdruckquelle 800 abhängig von der Bewegung eines Steuerkolbens 202 des Hauptsteuerventils 200 in Verbindung.

Das Hauptsteuerventil 200 besteht aus einem Ventilgehäuse 201, in dem der Steuerkolben 202 verschiebbar angeordnet ist. Zwischen dem Ventilgehäuse 201 und dem Steuerkolben 202 sind eine erste ölkammer 204 und eine zweite Ölkammer 206 ausgebildet, zwischen denen sich eine dritte ölkammer 208 befindet. Die erste ölkammer 204, die zweite ölkammer 206 und die dritte ölkammer 208 sind jeweils mit der Ölhochdruckquelle 700, der ölniederdruckquelle 800 und der Kammer 108 im Zylinder 100 verbunden, wobei der Steuerkolben 202 den ölstrom steuert. Das Hauptsteuerventil 200 hat weiterhin eine vierte ölkammer 210, eine fünfte ölkammer 212 und eine sechste ölkammer 214. Der Steuerkolben 202 wird durch die Öldruckänderungen in der vierten ölkammer 210, in der fünften ölkammer 212 und in der sechsten ölkammer 214 sowie in der ersten ölkammer 204 gesteuert.

Der Steuerkolben 202 hat Flächen, die in F i g. 1 nach rechts gerichtete Kräfte infolge der Öldrucke aufnehmen, die auf die vierte ölkammer 210 und die fünfte ölkammer 212 wirken, sowie Flächen, welche die nach links gerichteten Kräfte in Fig. 1 infolge der Öldrucke aufnehmen, die auf die erste ölkammer 204 und die

sechste ölkammer 214 wirken.

Die vierte ölkammer 210 steht mit dem ersten Ventil 300 in Verbindung. Der auf die vierte Ölkammer 210 wirkende Öldruck wird von dem ersten Ventil 300 gesteuert. Die fünfte ölkammer 212 steht mit dem zweiten Ventil 400 über das vierte Ventil 500 in Verbindung. Dc - auf die fünfte ölkammer 212 wirkende Öldruck wird durch das Zusammenwirken des zweiten Ventils 400 und des vierten Ventils 500 gesteuert. Die erste ölkammer 204 ist immer mit der ölhochdruckquelle 700 verbunden und übt auf den Steuerkolben 202 eine in Fig.) nach links gerichtete Kraft aus. Die sechste ölkammer 214 steht mit dem dritten Ventil 600 derart in Verbindung, daß der Öldruck in der sechsten ölkammer 214 vom dritten Ventil 600 gesteuert wird.

Die druckaufnehmenden Flächen des Steuerkolbens 202 in den ölkammern 204, 210, 212 und 214 sind so bemessen, daß, wenn die Kräfte, die auf den Steuerkolben 202 durch die Öldrucke in der vierten ölkammer 210, der fünften ölkammer 212, der ersten ölkammer 204 und der sechsten ölkammer 214 ausgeübt werden, mit F₂₁₀, F₂n, F₂^ und F₂₁₄ bezeichnet werden, unter diesen Kräften folgende Beziehung aufrechterhalten werden kann:

F₂M < F212 < F204 + F214 < F210.

Das erste Ventil 300 ist ein Dreiwegeventil, welches an einer Zwischenstelle des Kanals angeordnet ist, der die dritte ölkammer 208 und die vierte ölkammer 210 des Hauptsteuerventils 200 verbindet. Das erste Ventil 300 hat eine erste ölkammer 302, die mit der dritten ölkammer 208 des Hauptsteuerventils 200 verbunden ist, eine zweite ölkammer 304, die mit der vierten ölkammer 210 des Hauptsteuerventils 200 verbunden ist, und eine dritte Ölkammer 306, die mit der ölniederdruckquelle 800 verbunden ist. Ein Steuerkolben 310, der von einem Motor 308 angetrieben wird, steuert den ölstrom zwischen den Ölkammern 302, 304 und 306. Der Steuerkolben 310 wird durch eine Feder 312 in Fig. 1 nach rechts gedrückt, so daß die erste ölkammer 302 und die zweite ölkammer 304 in Verbindung stehen. Wenn der Spule 314 des Motors 308 das erste Signal, also der Befehl zum öffnen des Leistungsschalters, zugeführt wird, bewegt sich die Spule 314 in Fig. 1 nach links. Dadurch wird der mit einer Spulenhülse 316 verbundene Steuerkolben 310 nach links bewegt, wodurch der Steuerkolben 310 die Verbindung zwischen der ersten ölkammer 302 und der zweiten ölkammer 304 unterbricht und eine Verbindung zwischen der zweiten ölkammer 304 und der dritten ölkammer 306 des ersten Ventils 300 herstellt.

Das zweite Ventil 400 ist ein Ein-Aus-Ventil. Es ist zwischen der öihochdruckqueiie 700 und dem vierten Ventil 500 angeordnet Das zweite Ventil 400 hat eine erste ölkammer 402, die mit der öihochdruckqueiie 700 verbunden ist, und eine zweite ölkammer 404, die mit dem vierten Ventil 500 verbunden ist Ein Steuerkolben 406 des zweiten Ventils 400 unterbricht die Verbindung zwischen den beiden ölkammern 402 und 404. Wenn einer Magnetspule 408 das zweite Signal, also der Befehl zum Schließen des Leistungsschalters, zugeführt wird, zieht diese eine Platte 410 an, wodurch der Steuerkolben 406 in F i g. 1 nach rechts bewegt wird, wodurch die ölkammern 402 und 404 in Verbindung kommen.

Das vierte Ventil 500 hat eine erste ölkammer 502, die mit der zweiten ölkammer 404 des zweiten Ventils 400 verbunden ist eine dritte ölkammer 504, die mit der fünften ölkammer 212 des Hauptsteuerventils 200 verbunden ist und eine zweite ölkammer 506, die mit der ölniederdruckquelle 800 verbunden ist. Eine vierte ölkammer 508 des vierten Ventils 500 ist über eine Drosselstelle 510 mit der zweiten ölkammer 404 des •3 zweiten Ventils 400 und über eine Drosselstelle 512 mit der ölniederdruckquelle 800 verbunden. Durch eine Feder 516 wird ein Steuerkolben 514 in F i g. 1 nach links gedrückt, so daß die erste ölkammer 502 und die dritte Ölkammer 504 in Verbindung stehen. Dies ist der Fall,

ίο wenn dem zweiten Ventil 400 das zweite Signal, also der Befehl für das Schließen des Leistungsschalters zugeführt wird. Über die erste ölkammer 502 und die dritte ölkammer 504 des vierten Ventils 500 strömt Hochdrucköl in die fünfte ölkammer 212 des Haupt-Steuerventils 200, so daß sich sein Steuerkolben 202 in F i g. 1 nach rechts bewegt Ein Teil des Hochdruckols aus dem zweiten Ventil 400 fließt in die vierte ölkammer 508 des vierten Ventils 500 über die Drosselstelle 510. Das Hochdrucköl, das in die vierte ölkammer 508 geflossen ist wird zur ölniederdruckquelle 800 über die Drosselstelle 512 abgeführt. Aufgrund der beiden Drosselstellen 510 und 512 fällt im Inneren der vierten ölkammer 508 zu diesem Zeitpunkt der Druck auf einen Wert der zwischen dem Druck der öihochdruckqueiie 700 und dem Druck der ölniederdruckquelle 800 liegt Daraus resultiert eine Kraft, die den Steuerkolben 514 in Fig. 1 nach rechts drückt. Das vierte Ventil 500 wird relativ langsam geschaltet. Dies hat zur Folge, daß das Hochdrucköl, das in die fünfte

«ι Ölkammer 212 des Hauptsteuerventils 200 geströmt ist, zur ölniederdruckquelle 800 über die dritte ölkammer 504 und die zweite ölkammer 506 des vierten Ventils 500 abfließt. Das vierte Ventil 500 sorgt somit dafür, daß das öl, welches in die fünfte ölkammer 212 des Hauptsteuerventils 200 aufgrund des zweiten Signals geströmt ist, nach einer festgelegten Zeit in die ölniederdruckquelle 800 abströmt

Zum Feststellen der Stellungen des Kolbens 102 im Zylinder 100 sind Ventile 114 und 116 vorgesehen, die

4u mit dem dritten Ventil 600 zusammenwirken. Wenn sich der Kolben 102 im Bereich des Hubendes auf der Seite seiner Stange 104 befindet, drückt er einen Steuerkolben 118 des Ventils 114 nach oben. Dadurch strömt Hochdrucköl aus der öihochdruckqueiie 700 in eine erste ölkammer 602 des dritten Ventils 600, und zwar über die ölkammern 120 und 122 des Ventils 114, so daß ein Steuerkolben 604 in F i g. 1 nach oben bewegt wird. Das Hochdrucköl aus einer zweiten ölkammer 606, die normalerweise mit dem ölhochdnickspeicher 700

verbunden ist strömt in eine dritte ölkammer 608 und eine vierte ölkammer 610, um den Steuerkolben 604 in dieser Stellung zu halten und um gleichzeitig ein fünftes Ventil 61b zu schalten, weiches eine erste Ölkammer 610 und eine zweite ölkammer 620 aufweist deren Verbindung durch eine Stange 615 verbundene, durch Federn 612 vorgespannte Kugeln 614 zugeordnet sind. Das Hochdrucköl in der vierten ölkammer 618 des dritten Ventils 600 und in der zweiten Ölkammer 620 des fünften Ventils 616 fließt zur ölniederdruckquelle 800 ab. Somit kehrt das Ventil 114, auch wenn sich der Kolben 102 davon weg bewegt, in die Ausgangsstellung zurück. Das Hochdrucköl in der ersten ölkammer 602 wird zur ölniederdruckquelle 800 Ober das Ventil 114 abgeführt, so daß die auf den Steuerkolben 604 wirkende Kraft aufgehoben wird. Der Steuerkolben 604 hält seine Lage aufgrund des Öldrucks in der dritten ölkammer 608 bei. Dieser Zustand wird erst geändert, wenn der Öldruck in der fünften ölkammer 622 höher

als der Öldruck in der dritten ölkammer 608 wird. In diesem Fall strömt das Hochdrucköl in die sechste Ölkammer 214 des Hauptsteuerventils 200 ab, die dabei in Verbindung mit der dritten ölkammer 608 des dritten Ventils 600 steht.

Wenn der Kolben 102 in die Nähe seines anderen Hubendes (in Fig. 1 unten) kommt, betätigt er das Ventil 116, wodurch Hochdrucköl aus der ölhochdruckquelle 700 zur fünften ölkammer 622 des dritten Ventils 600 strömt. Der Steuerkolben 604 bewegt sich entgegen dem Öldruck in der dritten ölkammer 608 in Fig. 1 nach oben. Das Hochdrucköl strömt in die vierte ölkammer 618 des dritten Ventils 600 und in die zweite ölkammer 620 des fünften Ventils 616, so daß der Steuerkolben 604 in dieser Stellung gehalten und das Ventil 116 geschaltet wird. Das Hochdrucköl in der sechsten ölkammer 214 des Hauptsteuerventils 200 strömt dann über die erste ölkammer 610 des fünften Ventils 616 zur ölniederdruckquelle 800.

Die Ventile 114 und 116 zum Feststellen der Lage des Kolbens 102 und das dritte Ventil 600 wirken so zusammen, daß, wenn sich der Kolben 102 im Zylinder 100 am stangenseitigen Hubende befindet und sich von dieser Stellung aus zum anderen Hubende hin bewegt, die dritte ölkammer 608 des dritten Ventils 600 und die erste ölkammer 610 des fünften Ventils 616 mit Hochdrucköl beaufschlagt sind, das in die sechste Ölkammer 214 des Hauptsteuerventils 200 strömt. Wenn sich der Kolben 102 am anderen Hubende befindet und sich zum stangenseitigen Hubende hin bewegt, sind die vierte ölkammer 618 des dritten Ventils 600 und die zweite ölkammer 620 des fünften Ventils 616 mit Hochdrucköl beaufschlagt, während die dritte ölkami.ier 608 des dritten Ventils 600 und die erste Ölkammer 610 des fünften Ventils 616 sowie die sechste ölkammer 214 des Hauptsteuerventils 200 mit der Niederdruckseite verbunden sind.

Die in F i g. 1 gezeigte Stellung der hydraulischen Antriebsvorrichtung entspricht der Schließsteilung für den Leistungsschalter. Die vierte ölkammer 210, die erste ölkammer 204 und die sechste ölkammer 214 stehen unter hohem Druck, die fünfte öikammer 212 und die zweite Ölkammer 206 stehen unter Niederdruck. Daraus ergibt sich folgende Beziehung der auf den Steuerkolben 202 wirkenden Kräfte:

Der Steuerkolben 202 bleibt in diesem Zustand, in welchem er einer in F i g. 1 nach rechts gerichteten Kraft ausgesetzt ist.

Wie aus F i g. 2 zu ersehen ist, soll der Motor 308 des ersten Ventils 300 zu einem Zeitpunkt fo das erste Signal, aiso den Befehl zum ininen des LciSiungSSCnaiiers, empfangen. Der Motor 308 zieht in diesem Fall den Steuerkolben 310 mit hoher Geschwindigkeit nach links in Fig.1, wodurch die Verbindung mit der ersten ölkammer 302 und der zweiten ölkammer 304 des ersten Ventils 300 unterbrochen und die zweite ölkammer 304 und die dritte ölkammer 306 miteinander verbunden werden. Das Hochdrucköl in der vierten ölkammer 210 des Hauptsteuerventils 200 strömt zur ölniederdruckquelle 800. Die Kraft F₂I₀, die den Steuerkolben 202 in Fig. 1 nach rechts drückt, nimmt ab. Aufgrund der Kraft F204+F214 bewegt sich der Steuerkolben 202 mit hoher Geschwindigkeit in Fi g. 1 nach links, wodurch die Verbindung zwischen der ersten Ölkammer 204 und der dritten ölkammer 208 unterbrochen wird, während die zweite ölkammer 206 der Operation des zweiten Ventils 400 betätigt werden.

Das zweite Ventil 400 wird durch das zweite Signal, also den Befehl zum Schließen des Leistungsschalters betätigt, wodurch die fünfte ölkammer 212 des Hauptsteuerventils 200 mit Hochdrucköl beaufschlagt wird. Zu einem Zeitpunkt k nach dem festgelegten Zeitraum strömt das Hochdrucköl in die fünfte ölkammer 212 und zur ölniederdruckquelle 800 aufgrund der Funktion des vierten Ventils 500 ab,

wodurch die fünfte ölkammer 212 wieder mit der Niederdruckquelle 800 verbunden ist. Auch wenn in der fünften ölkammer 212 niedriger Druck herrscht, wird der Steuerkolben 202 dadurch, daß sich Hochdrucköl in der vierten ölkammer 210 befindet, durch die Kraft f"2!o—/*2O4 in Fig. 1 nach rechts gedrückt. Der Kolben 102 kann somit seine Hubbewegung zum stangenseiti-. gen Ende hin fortsetzen. Wenn sich der Kolben 102 an diesem Hubende befindet, wird zum Zeitpunkt k das Ventil 114 betätigt. Gleichzeitig strömt Hochdrucköl

JD vom Zylinder 100 in die erste Ölkammer 602 des dritten Ventils 600, wodurch dieses betätigt wird. Das Hochdrucköl strömt außerdem in die sechste ölkammer 214 des Hauptsteuerventils 200, wodurch sich der Zustand vor der Zuführung des ersten Signals einstellt.

Wenn das zweite Signal zum Zeitpunkt fr aufgehoben wird, wird das zweite Ventil 400 durch die Feder zurückgestellt. Der Strom von Hochdrucköl in die vierte ölkammer 508 des vierten Ventils 500 hört auf. Das vierte Ventil 500 wird durch die Feder 516 ebenfalls zurückgestellt. Der durch das zweite Signal gegebene Befehl zum Schließen des Leistungsschalters ist somit abgeschlossen.

Wenn der hydraulischen Antriebsvorrichtung das erste Signal zugeführt und nach einem vergleichsweise kurzem Zeitraum zu einem Zeitpunkt ig aufgehoben wird, strömt der größte Teil des Hochdrucköls in der dritten ölkammer 208 des Hauptsteuerventils 200- zur ölniederdruckseite 800 über die zweite ölkammer 206 ab. Im Inneren der vierten ölkammer 210 herrscht somit kein hoher Druck mehr. Da nur die Kraft F204 + F214 auf den Steuerkolben 202 wirkt, wird der Zustand beibehalten, in welchem sich der Steuerkolben 202 des Hauptsteuerventils 200 in Fig. i am linken Ende befindet. Das bedeutet, daß auch dann, wenn das erste Signal aus irgendeinem Grund im Verlauf der Operation, die durch das erste Signal ausgelöst wurde, aufgehoben wird, diese Operation, nämlich das öffnen des Leistungsschalters, ausgeführt wird.

Wenn das zugeführte zweite Signal nach einer vergleichsweise kurzen Zeit zu einem Zeitpunkt ig aufgehoben wird, befindet sich der Innenraum der vierten ölkammer 210 bereits unter hohem Druck. SöiTiii wird der Zustand, in weichem der Steuerkolben 202 des Hauptsteuerventils 200 in F i g. 1 am rechten Ende anliegt, aufgrund der Beziehung F₂io>F204 aufrechterhalten. Das bedeutet, daß auch dann, wenn das zweite Signal im Verlauf der diesem Signal entsprechenden Operation aufgehoben wird, diese Operation zu Ende geführt, also der Leistungsschalter geschlossen wird.

Der unter der eingangs genannten Bedingung 2) entsprechende Zustand, also wenn das zweite Signal irrtümlich während der durch Zuführen des ersten Signals ausgelösten Operation gegeben wird, wird anhand der Fig.3 und 4 erläutert Wenn das zweite Signal dem zweiten Ventil 400 zum Zeitpunkt fio nach der Zuführung des ersten Signals zugeführt wird, wirkt auf den Steuerkolben 202 die in F i g. 1 nach rechts

gerichtete Kraft F212 aufgrund des hohen Drucks in der fünften ölkammer 212. Weiterhin wirkt die in Fig. 1 nach links gerichtete Kraft F204 + F214, die größer ist als die Kraft F212· Deshalb wird der Steuerkolben 202 in Fig. 1 nach links aufgrund der Kraft F204 + F214 —F212 gedrückt, so daß die dem ersten Signal entsprechende Operation, also das öffnen des Leistungsschalters, ausgeführt wird. Zum Zeitpunkt in nach einer geringen Verzögerung gegenüber dem zweiten Signal strömt Hochdrucköl aus der fünften ölkammer 212 über das vierte Ventil 500 zur ölniederdruckquelle 800 ab. Auch wenn der Kolben 102 das der Stange 104 gegenüberliegenden Hubende erreicht hat, wodurch das dritteVentil 600 geschaltet wird und Hochdrucköl in die sechste ölkammer 214 des Hauptsteuerventils 200 abströmt, wird der Steuerkolben 202 durch die Kraft F₂₀₄ nach iinks gedrückt. Somit wird auch bei fortlaufender Zuführung des zweiten Signals dieses nicht beachtet, sondern die dem ersten Signal entsprechende Operation, also das öffnen des Leistungsschalters fortgesetzt.

Wenn das erste Signal zu einem Zeitpunkt /12 während der Ausführung der durch das zweite Signal ausgelösten Operation, also während des Schließens des Leistungsschalter, empfangen wird, strömt Hochdrucköl aus der vierten ölkammer 210 über das erste Ventil 300 zur ölniederdruckquelle 800 ab, wodurch die Kraft F210 Null wird. Der Steuerkolben 202 wird dann durch die Kraft F204 in F i g. 1 nach links gedrückt. Dadurch v/ird von dem Vorgang des Schließens des Leistungsschalters, der dem zweiten Signal entspricht, auf das öffnen des Leistungsschalters umgeschaltet, also auf die dem ersten Signal entsprechende Operation. Der dem ersten Signal entsprechende Befehl wird somit bevorzugt ausgeführt.

Wenn das erste und zweite Signal gleichzeitig gegeben werden, wenn die dem zweiten Signal entsprechende Operation abgeschlossen ist, also der Leistungsschalter geschlossen ist, strömt, wie aus F i g. 4 zu ersehen ist, zum Zeitpunkt fo Hochdrucköl aus der vierten ölkammer 210 zur ölniederdruckquelle 800 über das erste Ventil 300 ab, wodurch die Kraft F210 Null wird. Gleichzeitig strömt Hochdrucköl über das zweite Ventil 400 in die fünfte Ölkammer 212. Durch die Kraft F204 + F214 - F212 wird der Steuerkolben 202 in F i g. 1 nach links bewegt, d. h. er führt die dem ersten Signal entsprechende Operation aus. Etwas später wird das Hochdrucköl in der fünften Ölkammer 212 zur ölniederdruckquelle 800 über das vierte Ventil 500 abgegeben, so daß die Kraft F212 Null wird. Dadurch wird auch dann, wenn der Kolben 102 das der Stange 104 gegenüberliegende Hubende erreicht hat, und wenn die Kraft F214 Null geworden ist, der Steuerkolben 202 durch die Kraft F^ ir. Fig.! weiter nach Hr.ks geschoben, wodurch der dem ersten Signal entsprechende Vorgang, also das öffnen des Leistungsschalters, abgeschlossen wird.

Wenn das erste und das zweite Signal gleichzeitig zugeführt werden, wenn die dem ersten Signal entsprechende Operation, also das öffnen des Leistungsschalters, abgeschlossen worden ist, wirken zum Zeitpunkt t₃ das erste Ventil 300 und das zweite Ventil 400. Die fünfte ölkammer 212 wird fiber das zweite Ventil 400 mit Hochdrucköl beaufschlagt Der Steuerkolben 202 wird durch die Kraft F₂I₂-F₂W in Fig. 1 nach rechts bewegt Die Kraft F_2Jo bleibt NuIL Ober das vierte Ventil 500 wird erreicht, daß die Kraft F₂I₂ Null wird Dadurch wird der Steuerkolben durch die Kraft F₂(M in F i g. 1 nach links bewegt und in die dem ersten und die dritte ölkammer 208 in Verbindung gebracht werden. Das Hochdrucköl in der Kammer 108 des Zylinders 100 strömt zu der Niederdruckquelle 800 ab. Die den Kolben 102 zum stangenseitigen Hubende drückende Kraft nimmt ab. Dies hat zur Folge, daß sich der Kolben 102 zu der der Stange 104 gegenüberliegenden Seite hin bewegt. Der bewegliche Kontakt des Leistungsschalters, der mechanisch mit der Stange 104 verbunden ist, wird dadurch mit hoher Geschwindigkeit von dem ortsfesten Kontakt des Leistungsschalters getrennt. Das Ventil 114 wird durch Federkraft rückgestellt, die sechste ölkammer 214 des Hauptsteuerventils 200 hält jedoch den hohen Druck aufgrund der Wirkung des dritten Ventils 600 in der beschriebenen Weise aufrecht.

Wenn der Kolben 102 das der Stange 104 gegenüberliegende Hubende zum Zeitpunkt fi erreicht, betätigt er das Ventil 116. Das Hochdrucköl strömt in die fünfte Ölkammer 622 des dritten Ventils 600 und betätigt dieses. Das Hochdrucköl in der sechsten ölkammer 214 des Hauptsteuerventils 200 strömt zur ölniederdruckquelle 800 ab. Die Kraft F_2H, die den Steuerkolben 202 in F i g. 1 nach Iinks drückt, nimmt ab. Zum Zeitpunkt f₂ wird deshalb nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit das erste Signal aufgehoben. Auch dann, wenn bei dem Aufheben des ersten Signals der Steuerkolben 310 des ersten Ventils 300 in die Ausgangslage durch die Kraft der Feder 312 zurückgeführt wird, ist der Druck in der vierten ölkammer 210 niedrig. Eine Kraft, die den Steuerkolben 202 in F i g. 1 nach rechts drückt, ist nicht vorhanden, da die dritte ölkammer 208 mit der ölniederdruckquelle 800 verbunden ist. Wenn somit auf das erste Signal hin das öffnen des Leistungsschalters abgeschlossen ist, wird der Steuerkolben 202 des Hauptsteuerventils 200 nur durch die Kraft F204, die durch den Druck in der ersten ölkammer 204 entsteht, in F i g. 1 nach links gedrückt. Der Kolben 102 befindet sich an seinem der Stange 104 gegenüberliegenden Hubende.

Wenn der Elektromagnet 408 des zweiten Ventils 400 zum Zeitpunkt i3 das zweite Signal zum Schließen des Leistungsschalters empfängt, wird der Steuerkolben 406 in F i g. 1 nach rechts gedrückt, so daß Hochdrucköl in die erste ölkammer 502 des vierten Ventils 500 strömt.

Dieses Hochdrucköl fließt in die fünfte ölkammer 212 des Hauptsteuerventils 200 über die dritte ölkammer 504 des vierten Ventils. Der Steuerkolben 202 wird dann durch eine Kraft F212 —F204 in Fig. 1 nach rechts gedrückt, wodurch die Verbindung zwischen der

zweiten ölkammer 206 und der dritten ölkammer 208 unterbrochen wird, während die erste ölkammer 204 und die dritte ölkammer 208 in Verbindung gebracht werden. Das Hcchdruckö! in der ersten ölka—irner 204 strömt in die Kammer 108 des Zylinders 100 und drückt den Kolben 102 in Richtung seines stangenseitigen Hubendes, wobei der Kolben 102 über die Stange 104 den Leistungsschalter schließt Das Hochdrucköl in der dritten ölkammer 208 strömt in die vierte ölkammer 210, die zum Zeitpunkt U, unter hohem Druck steht Das dem vierten Ventil 500 über das zweite Ventil 400 zugeführte Hochdrucköl treibt den Steuerkolben 202 des Hauptsteuerventils 200 in der beschriebenen Weise an. Ein Teil des Hochdrucköls strömt über die Drosselstelle 510 in die vierte ölkammer 508 und von dort über die Drosselstelle 512 zur ölniederdruckquelle 800. Durch entsprechendes Einstellen der Drosselstellen 510 und 512 kann der Steuerkolben 514 des vierten Ventils 500 mit einer festgelegten Zeitverzögerung zu

Signal entsprechende Stellung zurückgeführt, also der Leistungsschalter geöffnet. Dem ersten Signal wird somit der Vorzug gegeben. Auch wenn der Steuerkolben 202 einmal in F i g. 1 nach rechts bewegt ist, kehrt er unmittelbar nach links zurück. Deshalb bewegt sich der Kolben 102 auch dann, wenn die Kammer 108 im Zylinder 100 mit Hochdrucköl beaufschlagt ist, nur etwas in Richtung des stangenseitigen Hubendes und kehrt dann sofort zu dem der Stange 104 gegenüberliegenden Hubende zurück.

Auch wenn das erste Signal aufgehoben ist, nachdem das zweite Signal während der durch das erste Signal ausgelösten Operation zugeführt worden ist, und der vorstehenden Bedingung nach 2) genügt worden ist, wird, um der eingangs beschriebenen Bedingung nach 3)

zu genügen, die Operation weitergeführt, wenn das zweite Signal fortlaufend gegeben wird. Auch wenn bei der zuvor beschriebenen Operation die fünfte ölkammer 212 vorübergehend durch das zweite Signal zur Hochdruckseite wird, wird zum Zeitpunkt in in Fig.3 durch die Funktion des vierten Ventils 500 die Kraft F₂^ Null. Dieser Zustand, d. h. F212 = Null, wird zum Zeitpunkt ft beibehalten, in welchem das erste Signal aufgehoben wird.

Dieser Zustand wird beibehalten, bis das nächste zweite Signal zugeführt wird, nachdem das zweite Signal einmal aufgehoben und das vierte Ventil 500 zurückgestellt worden ist. Auf diese Weise genügt die hydraulische Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Bedingung 3).

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Antriebsvorrichtung für einen elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalter mit einem Zylinder, einem in dem Zylinder gleitend verschiebbaren Kolben, einem Hauptsteuerventil, welches ein Ventilgehäuse und einen in dem Ventilgehäuse gleitend verschiebbaren Steuerkolben hat, wobei das Ventilgehäuse eine erste ölkammer, die mit einer Ölhochdruckquelle in Verbindung steht, eine zweite ölkammer, die mit einer ölniederdruckquelle in Verbindung steht und eine dritte ölkammer aufweist, die entsprechend der Stellung des durch Öldruck angetriebenen Steuerkolbens entweder mit der ersten oder mit der zweiten ölkammer und ständig mit einer Kammer in dem Zylinder auf der einen Seite des Kolbens in Verbindung steht, während auf der anderen Seite des Kolbens eine Gegenkraft ständig wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptsteuerventil (200) eine vierte ölkammer (210) und eine fünfte ölkammer (212) aufweist, die so angeordnet sind, daß die Öldrucke in diesen in Richtung einer Verbindung der ersten ölkammer (204) mit der dritten ölkammer (208) wirksam sind, daß ferner ein erstes Ventil (300) vorhanden ist, welches beim Anlegen eines ersten Signals zur Betätigung der Kolbenbewegung in der einen Richtung die vierte ölkammer (210) mit der Ölniederdruckquelle (800) verbindet und beim Aufheben des ersten Signals die dritte ölkammer (208) mit der vierten ölkammer (210) verbindet, und daß weiterhin ein zweites Ventil (400) vorhanden ist, welches beim Anlegen eines zweiten Signals für die Einleitung der Gegenbewegung des Kolbens (102) die fünfte ölkammer (212) mit der ölhochdruckquelle (700) und beim Aufheben des zweiten Signals die fünfte Ölkammer (212) mit der ölniederdruckquelle (800) verbindet. _Ao

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der auf den Steuerkolben (202) durch die Öldrucke in der vierten ölkammer (210) und fünften ölkammer (212) ausgeübten Kräfte größer ist als eine Kraft, die auf den Steuerkolben (202) durch einen Öldruck in der ersten ölkammer (204) ausgeübt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptsteuerventil (200) eine sechste ölkammer (214) aufweist, in der ein Öldruck auf den Steuerkolben (202) in der Richtung der Herstellung einer Verbindung der zweiten ölkammer (206) mit der dritten ölkammer (208) und damit der Kammer (108) in dem Zylinder (100) mit der Niederdruckquelle (800) wirkt, wenn der Öldruck in der sechsten Ölkammer (214) einen hohen Druck hat, und daß die hydraulische Antriebsvorrichtung ein drittes Ventil (600) aufweist, welches die sechste ölkammer (214) mit der ölhochdruckquelle (700) verbindet, während der Kolben (102) entsprechend dem ersten Signal arbeitet, und die sechste ölkammer (214) mit der ölniederdruckquelle (800) verbindet, während der Kolben (102) entsprechend dem zweiten Signal arbeitet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Kräfte, die auf den Steuerkolben (202) durch die Öldrucke in der ersten ölkammer (204) und der sechsten ölkammer (214) ausgeübt wird, größer ist als die Kraft, die auf den Steuerkolben (202) durch den Öldruck in der fünften ölkammer (212) ausgeübt wird, und kleiner ist als die Kraft, die auf den Steuerkolben (202) durch den Öldruck in der vierten Ölkammer (210) ausgeübt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein viertes Ventil (500), welches an einer Zwischenstelle eines ölkanals angeordnet ist, der das zweite Ventil (400) und die fünfte ölkammer (212) des Hauptsteuerventils (200) verbindet, und das den ölzufluß vom zweiten Ventil (400) nach der fünften ölkammer (212) nach einer gewissen Verzögerungszeit unterbricht und die ölniederdruckquelle (800) erst nach einer Verzögerung um eine festgelegte Zeit nach der Rückstellung des zweiten Ventils (400) mit der fünften ölkammer (212) verbindet

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eins Kraft auf den Steuerkolben (202) durch den Öldruck in der fünften ölkammer (212) ausgeübt wird, die größer ist als die Kraft, die darauf im entgegengesetzten Sinn von dem Öldruck in der ersten Clkammer (204) ausgeübt wird, und daß die Summe zwischen den Kräften, die auf den Steuerkolben (202) durch die Öldrucke der ersten ölkammer (204) und der sechsten ölkammer (214) ausgeübt werden, größer ist als die Kraft, die von dem Steuerkolben (202) durch den Öldruck in der fünften ölkammer (212) ausgeübt wird, und kleiner ist als die Kraft, die darauf durch den Öldruck in der dritten ölkammer (208) ausgeübt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Ventil (500) ein Ventilgehäuse und einen in dem Ventilgehäuse gleitend verschiebbaren Steuerkolben (514) aufweist und mit einer ersten ölkammer (502), die mit dem Auslaß des zweiten Ventils (400) verbunden ist, einer zweiten ölkammer (506), die mit der ölniederdruckquelle (800) verbunden ist, einer dritten ölkammer (504), die mit der fünften ölkammer (212) des Hauptsteuerventils (200) in Verbindung steht, und einer vierten Ölkammer (508), die mit dem Auslaß des zweiten Ventils (400) und mit der ölniederdruckquelle (800) jeweils über eine Drosselstelle (510 bzw. 512) in Verbindung steht, versehen ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Steuerkolben Γ514) die zweite ölkammer (506) mit der dritten Ölkammer (504) verbindet, wenn in der vierten ölkammer (508) der Druck hoch ist, und die erste ölkammer (502) mit der vierten ölkammer (504) verbindet, wenn in der vierten ölkammer (508) der Druck niedrig ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Ventil (600) mit Einrichtungen (114,116) zum Feststellen der Lage des Kolbens (102) versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (114,116) feststellen, wann sich der Kolben (102) in der einen Stellung an einem Hubende und in der anderen Stellung am anderen Hubende befindet.