DE3045041A1 - Hydraulische betaetigungsvorrichtung fuer einen elektrischen hochspannungs-leistungsschalter - Google Patents
Hydraulische betaetigungsvorrichtung fuer einen elektrischen hochspannungs-leistungsschalterInfo
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- DE3045041A1 DE3045041A1 DE19803045041 DE3045041A DE3045041A1 DE 3045041 A1 DE3045041 A1 DE 3045041A1 DE 19803045041 DE19803045041 DE 19803045041 DE 3045041 A DE3045041 A DE 3045041A DE 3045041 A1 DE3045041 A1 DE 3045041A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/1409—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type with two or more independently movable working pistons
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
- H01H33/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator
Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT -3 - Unser Zeichen
Berlin und München VPA 80 P 3792 DE
Hydraulische Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalter
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Betätigungsvorrichtung
für einen elektrischen Schalter, insbesondere Hochspannungs-Leistungsschalter, mit einem aus
einem Differentialkolben und einem Zylinder bestehenden Antrieb, wobei der Differentialkolben mit dem Druck der
Druckflüssigkeit auf seiner kleinflächigen Seite dauernd belastet und auf seiner großflächigen Seite über eine
Ventileinrichtung wahlweise beaufschlagbar ist.
Hydraulische Betätigungsvorrichtungen dieser Art müssen die beweglichen Schaltstücke der Leistungsschalter möglichst
schnell und unverzögert in Abhängigkeit vom Steuerkommando zum Ein- und Ausschalten bewegen. Die
Schaltzeit eines Schaltgerätes wird damit wesentlich von der Art des Antriebes und seiner Ausbildung bestimmt.
Sieht man einmal von dem durch die Lichtbogenzeit bestimmten Schaltzeitanteil ab, so setzt sich die Schaltzeit
zusammen, ausgehend vom Kommandobeginn, aus der Magnetzeit des Auslösers, der Ventilzeit für die Steuerventile, der
Schaltstangen- und Getriebezeit und der Bewegungszeit der Unterbrechereinheiten bis zur galvanischen Trennung.
Daraus ergibt sich eine mechanische Ausschaltzeit, die die Größenordnung von 20 msec erreicht.
Es gibt Hochspannungsversorgungsnetze, in denen die Leistungsschalter
eine Gesamtschaltzeit für zwei Perioden nicht überschreiten sollen (sogenannter 2-cycles-Schalter).
Hae 3 Un/ 12.11.1980
- .5 - VPA 80 P 3792 DE
Sofern die Versorgungsnetze mit 60 Hz betrieben werden, verbleibt damit für einen modernen Hochspannungs-Leistungsschalter
eine mechanische Ausschaltzeit von nicht mehr als 15. msec.
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Da einige bekannte Hochspannungs-Leistungsschalter nach dem Blaskolbenprinzip arbeiten, bei dem der erforderliche
Druck des zur Lichtbogenlöschung verwendeten Gases während der Ausschalthandlung erzeugt wird, und zwar durch Vorkompression,
sind hydraulische Betätigungsvorrichtungen bekannt, die mit einem derartig hohen Druck von beispielsweise
350 bar arbeiten, daß siedie einige Kilogramm wiegenden bewegten Schaltstücke in möglichst kurzer Bewegungszeit
von einer Endlage in die andere überführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den durch die Bewegungszeit der Unterbrechereinheit bis zur galvanischen
Trennung bedingten Schaltzeitanteil zu verringern, .ohne,
das Gewicht der Schaltstücke und der bewegten Massen zu reduzieren und ohne den Druck der Hydraulikflüssigkeit zu
erhöhen.
Nach der Erfindung wird dies dadurch gelöst, daß der Differentialkolben
als zweiteiliges Stufenkolbensystem ausgebildet ist, dessen erster Teil ein im Zylinder begrenzt
beweglicher Freilaufkolben ist, der den zweiten Kolbenteil auf seiner kleinflächigen Seite belastet und eine dessen
wirksame Kolbenfläche vergrößernde Stirnfläche aufweist.
Durch Anwendung der Erfindung ergibt sich im Bewegungsablauf zunächst eine der vergrößerten wirksamen Kolbenfläche
entsprechende Beschleunigung des Differentialkolbens, bevorzugt während der gesamten Phase der Vorkompression
des Blaskolbensystems. Der so beschleunigte Kolben wird nach der Begrenzung der Freilaufkolbenbewegung
mit geringerer wirksamer Kolbenfläche weiter bewegt, so daß sich eine günstige Energiebilanz im gesamten Bewegungsablauf
ergibt« Insbesondere ergeben sich kleinere Brems-
ORlGiHAL INSPECTED
—3 - VPA 80 P 3792 DE
kräfte beim Abbremsen des beschleunigten Kolbensystems in
der Aussehaltsteilung. Auf diese V/eise kann die Gesamtzeit
zwischen Kommandobeginn und galvanischer Trennung des Kontaktsystems kleiner als 15 msec gemacht werden, wo-
bei die Magnet- und Ventilzeit gleichbleibt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
der Freilaufkolben als ein die Kolbenstange des zweiten Kolbenteils mit Abstand umschließender Ringkolben ausgebildet.
Dabei kann sich der Freilaufkolben mittels zweier Dichtungen an der Innenwand des Zylinders abstützen.
Sofern der Raum zwischen den Dichtungen des Freilaufkolbens belüftet ist, bleibt während des Ausschaltvorganges
der Druck des ausgestoßenen Öles gering, während im Verlauf des Einschaltvorganges die Einschaltkraft
nach dem Aufschlagen des zweiten Kolbenteils am Freilaufkolben verringert wird im Sinne einer erwünschten Dämpfungswirkung
.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der hydraulischen
Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung umschließt der Freilaufkolben den zweiten Kolbenteil über eine Dichtung
druckdicht. Damit ergibt sich eine raumsparende Teleskopanordnung.
Anhand der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer hydraulischen
Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung'Issfschrieben
und die Wirkungsweise erläutert.
In Fig. 1 ist in einem Schnitt schematisch eine hydraulische Betätigungsvorrichtung für einen Hochspannungs-Leistungsschalter
dargestellt, der sich in der Ausschaltstellung befindet.
Die Figur 2 zeigt einen ebenfalls in der Ausschaltstellung schematisch geschnitten dargestellten hydraulischen
Antrieb.
VPA 80 P 3792 DE Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform in gleicher
Stellung.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte hydraulische Betatigungsvorrichtung
ist für einen nicht weiter dargestellten Hochspannungs-Leistungsschalter 1 bestimmt, der
z. B. als Blaskolbenschalter mit Schwefelhexafluorid als Löschmittel ausgebildet sein kann. Der Schalter 1 wird
von einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung 2 betätigt, die einen aus einem Differentialkolben 3 und einem Zylinder
4 bestehenden Antrieb aufweist. Dieser Antrieb ist über eine Ventilvorrichtung 6 wahlweise mit Druck beaufschlagbar.
Die Druckflüssigkeit wird einem Speicher 7 entnommen, in dem mittels einer nicht weiter dargestellten
Pumpe ein vorgegebener Druck, wie beispielsweise 350 bar, aufrechterhalten wird. Der Differentialkolben 3 ist über
eine Kolbenstange 8 mit dem beweglichen Schaltstück des Schalters 1 gekoppelt. Ersichtlich ist der Differeritialkolben
3 als zweiteiliges Stufenkolbensystem ausgebildet,
dessen erster Teil 3a ein im Zylinder A- begrenzt beweglicher Freilaufkolben ist. Dieser Freilaufkolben 3a belastet
zu Beginn der Ausschalthandlung den zweiten Kolben 3b auf seiner kleinflächigen Seite 9. Der Freilaufkolben
3a weist eine Stirnfläche 10 auf, die dabei die wirksame Kolbenfläche des zweiten Kolbenteils 3b vergrößert.
Der in der Ausschaltstellung dargestellte Antrieb wird durch eine Umsteuerung des Ventils 6 in Pfeilrichtung 11
in die Einschaltstellung überführt. Dadurch gelangt der mit dem Speicher 7 mit Druckmittel versorgte Raum 12 in
Verbindung mit der großflächigen Seite 13 des zweiten Kolbenteils 3b, wodurch sich der Kolben und die Kolbenstange
8 in Pfeilrichtung 13 bewegen. Im Verlauf der Einschaltbewegung schlägt die kleinflächige Seite 9 am
Freilaufkolben 3a an, der dadurch in Pfeilrichtung 13
mitgenommen wird, wobei sich eine Bremswirkung ergibt. Diese Wirkung ist durch eine Verringerung der wirksamen An-
• · ■·
- -5 - VPA 80 P 3792 DE
triebsflache (Flächendifferenz der Kolben) bedingt. Ferner
wirkt der Freilaufkolben als Steuerschieber.
Zum Ausschalten steuert das Ventil 6 entgegen der Pfeilrichtung
11 in die dargestellte Lage um, so daß die großflächige Seite 13 des Kolbenteils 3b drucklos wird und
der auf der Stirnseite 10 und der kleinflächigen Seite 9 anstehende Druck wirksam werden kann. Entsprechend dieser
großen wirksamen Kolbenfläche wird die Kolbenstange 8 entgegen der Pfeilrichtung 13 bewegt, bis der Freilaufkolben
3a die aus der Figur 1 ersichtliche Position einnimmt. Die dadurch verringerte wirksame Kolbenfläche 9
ergibt eine geringere Kraft zur Fortsetzung der Bewegung des beweglichen Systems mit geringerer Masse. Der Freilaufkolben
3a wirkt in den Figuren 1 und 2 mit zwei Dichtungen 14a zusammen, die zwischen sich einen belüfteten
Raum begrenzen.
In Fig. 3 ist der Freilaufkolben 3a nur mit einer Dichtung
14a und einem Führungsring 14b ausgestattet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kolbenteil 3b mit einer Dichtung 14 versehen, die sich gegen die
Innenwand des Zylinders 4 abstützt.
Bei den in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind die Kolben 3b mit Dichtungen
14 versehen, die in der inneren Öffnung des ringkolbenartigen
Freilaufkolbens 3a druckdicht verschiebbar laufen.
Gegenüber den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen, die einen ringförmigen Freilaufkolben
mit einer Anschlagschulter 15 zeigen, unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 dadurch, daß ein hohlzylindrisch
ausgebildeter ringförmiger Freilaufkolben ohne besondere Anschlagschulter im Zylinder 4 angeordnet ist.
Er schlägt mit seiner Stirnseitenfläche an einen Anschlag an.
-■ fir - VPA 80 P 3792 DE
Bei allen Ausführungsformen ist es möglich, die Bewegungszeit der Unterbrechereinheit bis zur galvanischen Trennung
ohne Vergrößerung des hydraulischen Antriebs und ohne Erhöhung des Hydraulikdruckes zu verkürzen, wobei die
Magnetzeit, die' Ventilzeit und die Schaltstangen- und Getriebezeit beibehalten werden können.
5 Ansprüche
3 Figuren
3 Figuren
Claims (5)
- -"*■?*= VPA 80 P 3792 DEPatentansprücheHydraulische Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Schalter, insbesondere Hochspannungs-Leistungsschalter, mit einem aus einem Differentialkolben und einem Zylinder bestehenden Antrieb, wobei der Differentialkolben mit dem Druck der Druckflüssigkeit auf seiner kleinflächigen Seite dauernd belastet und auf seiner großflächigen Seite über eine Ventileinrichtung wahlweise beaufschlagbar ist, dadurch gekenn-' zeichnet , daß der Differentialkolben (3) als zweiteiliges Stufenkolbensystem ausgebildet ist, dessen erster Teil (3a) ein im Zylinder begrenzt beweglicher Freilaufkolben ist, der den zweiten Kolbenteil (3b) auf seiner kleinflächigen Seite (9) belastet und eine dessen wirksame Kolbenfläche vergrößernde Stirnfläche (10) aufweist.
- 2. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilaufkolben (3a) als ein die Kolbenstange (8) des zweiten Kolbenteils (3b) mit Abstand umschließender Ringkolben ausgebildet ist.
- 3. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilaufkolben (3a) sich mittels zweier Dichtungen (i4a, i4b) an der Innenwand des Zylinders (4) abstützt.
- 4. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ■^aum zwischen den Dichtungen des Freilaufkolbens (3a) belüftet ist.
- 5. Hydraulische Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Freilaufkolben (3a) den zwei-- -8 - VPA 80 P 3792 DEten Kolbenteil (3b) über eine Dichtung (14) druckdicht umschließt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803045041 DE3045041A1 (de) | 1980-11-27 | 1980-11-27 | Hydraulische betaetigungsvorrichtung fuer einen elektrischen hochspannungs-leistungsschalter |
EP81730110A EP0053574A1 (de) | 1980-11-27 | 1981-10-20 | Hydraulische Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Hochspannungs-Leistungsschalter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803045041 DE3045041A1 (de) | 1980-11-27 | 1980-11-27 | Hydraulische betaetigungsvorrichtung fuer einen elektrischen hochspannungs-leistungsschalter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3045041A1 true DE3045041A1 (de) | 1982-07-15 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803045041 Withdrawn DE3045041A1 (de) | 1980-11-27 | 1980-11-27 | Hydraulische betaetigungsvorrichtung fuer einen elektrischen hochspannungs-leistungsschalter |
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Country | Link |
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EP (1) | EP0053574A1 (de) |
DE (1) | DE3045041A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3545882A1 (de) * | 1985-12-23 | 1987-06-25 | Bbc Brown Boveri & Cie | Kolben-zylinderanordnung insbesondere fuer einen hochspannungs-leistungsschalter |
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CH235369A (de) * | 1943-07-12 | 1944-11-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Druckluftantrieb für elektrische Schalter. |
US3018762A (en) * | 1960-05-02 | 1962-01-30 | Permanent Mold Die Co Inc | Double piston arrangement |
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1980
- 1980-11-27 DE DE19803045041 patent/DE3045041A1/de not_active Withdrawn
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1981
- 1981-10-20 EP EP81730110A patent/EP0053574A1/de not_active Withdrawn
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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EP0053574A1 (de) | 1982-06-09 |
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8130 | Withdrawal |