DE3227339C2

DE3227339C2 - Rapid drive device for a rapid earth rod

Info

Publication number: DE3227339C2
Application number: DE19823227339
Authority: DE
Inventors: Heinrich 6800 Mannheim Neumaier; Paul Dipl.-Ing. 6454 Bruchköbel Westbrock
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1982-07-22
Filing date: 1982-07-22
Publication date: 1985-11-14
Also published as: CH659348A5; DE3227339A1

Abstract

Ein Schnellerder für eine gasisolierte, gekapselte Schaltanlage, insbesondere für eine SF6-Hochspannungsschaltanlage besitzt bewegliche Kontaktstifte (12, 14) die in einem Störungsfall sehr schnell an innerhalb der Kapselung (30) der Schaltanlage befindliche, auf Hochspannungspotential liegende Phasenleiter (32) zu deren Erdung verbracht werden müssen. Damit der Einschaltvorgang beschleunigt durchgeführt werden kann, besitzt die Antriebsvorrichtung eine Kolben-Zylinderanordnung (50, 36), deren Kolben (50) den Zylinderraum in zwei miteinander in Verbindung stehende Teilräume unterteilt, von denen ein Teilraum mit der Kapselung (30) in Verbindung steht, wogegen der andere Teilraum zum Einschalten des Schnellerders plötzlich entlüftbar ist. Wenn dieser andere Teilraum schnell entlüftet wird, dann wird der Kolben in Einschaltstellung des Schnellerders in Bewegung gesetzt.A high-speed earth electrode for a gas-insulated, encapsulated switchgear, in particular for an SF6 high-voltage switchgear, has movable contact pins (12, 14) which, in the event of a malfunction, are very quickly connected to phase conductors (32), which are at high-voltage potential and located inside the enclosure (30) of the switchgear, to ground them must be spent. So that the switch-on process can be carried out more quickly, the drive device has a piston-cylinder arrangement (50, 36), the piston (50) of which divides the cylinder chamber into two interconnected sub-chambers, one of which is connected to the encapsulation (30) , whereas the other sub-space can suddenly be vented to switch on the high-speed discharge. If this other sub-space is quickly vented, then the piston is set in motion in the switched-on position of the high-speed rod.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnellantriebsv-irrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a high-speed drive device according to the preamble of claim 1.

Es sind eine Reihe von Überlegungen angestellt worden, den Erdungsvorgang, d. h. also die Einschaltbewegung des Schnellerders in einer SF₆-isolierten, metallgekapselten Schaltanlage zi: beschleunigen. Zum Teil hat *-nan Sprengsätze verwendet, die den Erdungsschaltstift in Erdnungsstellung verbringen und zum Teil sind Sprungschaltwerke bekanntgeworden, die die Kontaktstifte des Schnellerders bei einem Erdungsvorgang aus einer die Ausschaltstellung darstellenden ersten stabilen Lage über eine Totpunktlage in eine die Einschaltstellung darstellende zweite stabile Lage bringen.A number of considerations have been made to accelerate the earthing process, ie the switching on movement of the _{high-speed earth rod in an SF 6} -insulated, metal-enclosed switchgear. In some cases, * -nan has used explosive devices that place the earthing switch pin in the earthing position, and in some cases snap-action switching mechanisms have become known which, during an earthing process, move the contact pins of the high-speed earth rod from a first stable position, which represents the switched-off position, via a dead center position, to a second stable position, which represents the switched-on position .

Eine Schnellantriebsvorrichtung für einen Schnellerder der eingangs genannten Art ist aus der GB-OS 20 11184 bekanntgeworden. Bei dieser Antriebsvorrichtung ist die Bewegung des Kolbens und damit die Geschwindigkeit, mit der der Schnellerder in die Einschaltstellung verfahren wird, abhängig von dem im Inneren der Kapselung bewirkten Druckanstieg. Ist der Druckansteig relativ gering, dann ist eine Erdung praktisch lediglich aufgrund der in der Kapselung vorhandenen Verhältnisse nicht möglich. Wird der Druck dagegen höher, dann ist im allgemeinen auch die Bewegung der Erdungsschaltstifte für eine schnelle Erdung nicht schnell genug.A quick drive device for a quick earth rod of the type mentioned is from GB-OS 20 11184 became known. In this drive device is the movement of the piston and thus the speed with which the quick-release earth rod moves into the switch-on position is proceeded, depending on the pressure increase caused inside the enclosure. Is the If the pressure increase is relatively small, then an earthing is practically only due to the presence in the encapsulation Relationships not possible. If, on the other hand, the pressure is higher, then in general there is also movement the grounding contact pins are not fast enough for a quick grounding.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schnellantriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine bedeutende Beschleunigung des Einschaltvorganges erzielt wird.The object of the invention is therefore to provide a quick drive device To create of the type mentioned, in which a significant acceleration of the switch-on process is achieved.

Diese Aufgabe wird erfinduugsgemäß durch dieThis task is according to the invention by the

p
til (156, 190) ist, das zum Öffnen einer kleinen öff- 40 kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst,
nung (154,188) und damit zur Entlüftung eines Zylin- Ausder DE-AS 15 13 033 ist eine Schnellantriebsvorderraumes (120) dient, und einen in dem Zylinder- richtung bekanntgeworden, die einen Kolben besitzt raum angeordneten weiteren Kolben (146,170,206) der von dem Druck- bzw. Kapselungsraum mittels einer aufweist, der nach Öffnen der kleinen öffnung (154, Membran abgeschottet ist. Diese Membran wird bei 188) durch das Impulsventil (156, 190) eine zweite, 45 Anstieg des Druckes im Inneren des Kapselungsraumes größere Öffnung freigibt und so den Raum unter- aufgrund eines Lichtbogens zerbrochen wodurch der halb des Kolbens (84,182) entlüftet.p
til (156, 190) , which solves the opening of a small opening 40 characterizing features of claim 1,
tion (154,188) and thus for venting a cylinder from DE-AS 15 13 033 is a quick drive front space (120) is used, and another piston (146,170,206) arranged in the cylinder direction, which has a piston space, is used by the pressure - or encapsulation space by means of a, which is sealed off after opening the small opening (154, membrane. This membrane opens at 188) through the pulse valve (156, 190) a second, 45 increase in pressure inside the encapsulation space and larger opening so the space underneath is broken due to an arc whereby the half of the piston (84, 182) is vented.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Servoventil seitlich neben dem Gehäuse (200) zur Aufnahme des Schnellerders angeordnet ist (F i g. 3).6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the servo valve is arranged laterally next to the housing (200) for receiving the Schnellerders (F i g. 3).

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Servoventil (162) konzentrisch zu der Kolbenstange (184) des Kolbens (182) angeordnet ist, die den Schnellerder antreibt (F ig. 4).7. Apparatus according to claim 5, characterized in that the servo valve (162) is arranged concentrically to the piston rod (184) of the piston (182) which drives the quick earth electrode (Fig. 4).

8. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kapselung (30) eine Berstplatte (222) vorgesehen ist, die bei Über-8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a bursting plate (222) is provided in the encapsulation (30) which, when over-

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schreiten eines vorbestimmten Druckes innerhalb der Kapselung infolge eines Fehlers zerbirst, daß außerhalb der Berstplatte (222) in einem Zylinderraum ein dritter Kolben (224) vorgesehen ist, der mit dem Impulsventil (190) mechanisch verbunden ist. dergestalt, daß nach Bersten der Berstplatte (222) 65 zu entnehmen.If a predetermined pressure bursts inside the enclosure as a result of an error that a third piston (224) is provided in a cylinder space outside the bursting plate (222) and is mechanically connected to the pulse valve (190). such that after bursting of the bursting plate (222) 65 can be removed.

der dritte Kolben (224) betätigt wird und so das Aus der FR-OS 24 18 557 ist eine Antriebsvorrich-the third piston (224) is actuated and so the FR-OS 24 18 557 is a drive device

lmpulsvcntil(190)öffnet(Fig.6). tung bekanntgeworden, bei der der Kolben bzw. derThe pulse valve (190) opens (Fig. 6). device became known in which the piston or the

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn- Schaltstift in Ausschaltstellung verklinkt ist. Bei Anstieg9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the switching pin is latched in the switched-off position. If there is an increase

aufgrund eines Lichtbogens zerbrochen, wodurch der Kolben in Richtung Erdung betätigt wird. Die Räume oberhalb und unterhalb des Kolbens stehen aber nicht miteinander in Verbindung, und auch eine plötzliche Entlüftung des Raumes unterhalb des Kolbens ist nicht vorgesehen, da jener Raum über ein Luftloch dauernd mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht.broken due to an arc, actuating the piston towards ground. The rooms but above and below the piston are not connected to each other, and also a sudden one There is no provision for venting the space below the piston, as that space is permanent via an air hole is in connection with the outside atmosphere.

Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: zum einen kann gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 der Raum unterhalb des Kolbens mittels einer Berstplatte entlüftet werden, und zum anderen kann eine Entlüftung über ein Servoventil vorgenommen werden, bei dem zunächst eine kleine öffnung geöffnet wird, wodurch ein Entlüftungsvorgang stattfindet, der eine große öffnung hin zu dem Raum unterhalb des Kolbens öffnet. Diese Lösung ist den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 4 bis 7 zu entnehmen.There are two possibilities: on the one hand, according to the characterizing part of claim 2, the Space below the piston can be vented by means of a bursting plate, and on the other hand a vent be made via a servo valve, in which a small opening is first opened, whereby a venting process takes place, which opens a large opening to the space below the piston. This solution can be found in the characterizing features of claims 4 to 7.

Eine weitere Möglichkeit, die Entlüftung mittels einer Berstplatte vorzunehmen, ist den Ansprüchen 8 und 9Another possibility for venting by means of a bursting plate is in claims 8 and 9

des Druckes im Inneren der Kapselung aufgrund eines Lichtbogens wird die Verklinkung gelöst und der Schaltstift unter dem Druck einer Feder in Einschaltstellung gebracht.the pressure inside the enclosure due to an electric arc, the latch is released and the Switching pin brought into the on position under the pressure of a spring.

Eine weitere Ausführung ist der US-PS 33 56 798 zu entnehmen. Dort allerdings sind spezielle Umsteuervorrichtungen für die Betätigung eines Schnellerders erforderlich. Another version can be found in US Pat. No. 3,356,798. However, there are special reversing devices there required for the operation of a high-speed earthing device.

Daß es bekannt ist, in eine Kapselung eine Membran einzusetzen, Gie bei Oberdruck zerstört wird, ist aus der DE-PS 9 43 544 bekanntgeworden. Dort handelt es sich aber nicht darum, einen Schnellerder anzutreiben, sondern lediglich darum, eine Druckentlastung im Inneren eines Transformatorgehäuses zu bewirken.That it is known to use a membrane in an encapsulation, Gie is destroyed at overpressure, is from the DE-PS 9 43 544 became known. There it is not a question of driving a rapid earth electrode, but rather only about relieving pressure inside a transformer housing.

Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigtThe invention should be based on the drawing, in which some exemplary embodiments of the invention are shown and further advantageous refinements and improvements of the invention are explained and described in more detail will. It shows

Fig. 1 eine erste Ausgestaltung einer Schnellantriebsvorrichtung für einen Schnellerder, teilweise geschnitten, 1 shows a first embodiment of a quick drive device for a quick earth rod, partially in section,

Fig.2 eine weitere Ausgestaltung eines Schnellerders, ebenfalls teilweise geschnitten,2 shows a further embodiment of a high-speed earthing device, also partially cut,

Fig.3 eine der Fig.2 ähnliche Schnellantriebsvorrichtung, ebenfalls geschnitten,FIG. 3 shows a rapid drive device similar to FIG. 2, also cut,

F: g. 4 eine weitere Ausgestaltung einer Antriebsvorrichtung für einen Schnellerder, ebenfalls im Schnitt,Q: g. 4 shows a further embodiment of a drive device for a quick earth electrode, also in section,

F i g. 5 eine gegenüber der F i g. 4 modifizierte Ausgestaltung einer Schnellantriebsvorrichtung undF i g. 5 one opposite to FIG. 4 modified embodiment of a quick drive device and

F i g. 6 eine weitere Ausgestaltung einer Antriebsvorrichtung für einen Schnelierder.F i g. 6 shows a further embodiment of a drive device for a cutting earth electrode.

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für einen Schnellerder. Dieser Schnellerder, der in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist, besitzt drei Kontaktstifte ί2,14 (nur zwei sind zu sehen), die iiiit in der F i g. 1 nicht näher dargestellten Anschlüssen an einer dreiphasigen, metallgekapselten Hochspannungsleitung in Kontakt gelangen (siehe auch F i g. 2, auf die weiter unten eingegangen werden soll).F i g. 1 shows a cross section through a drive device according to the invention for a high-speed earth rod. This high-speed earth electrode, which is designated in its entirety by the reference number 10, has three contact pins ί2,14 (only two can be seen), which iiiit in FIG. 1 not Connections shown in more detail on a three-phase, metal-encapsulated high-voltage line in contact (see also Fig. 2, which will be discussed further below).

Die Kontaktstifte 12 und 14 sind an einem Kontaktbügel 16 befestigt, der selbst wiederum an einer Antriebsstange 18 auf nicht näher dargestellte Weise befestigt ist, die von einem Antrieb betätigbar ist. Der Antrieb ist ein Drehantrieb und ist beispielsweise aus der DE-OS 3111 246 bekanntgeworden. Er ist in einem Gehäuse 22 untergebracht, das mittels Flanschen 24 unter Zwischenfügung eines Isolierringes 26 abgedichtet auf dem Stutzen 28 einer Metallkapselung 30 befestigt ist, welche Metallkapselung 30 die elektrischen Phasenleiter enthält, die gemäß F i g 2 über Anschlußkontakte 32 mit den Kontaktstiften 12 und 14 des Schnellerders in Verbindung gelangen.The contact pins 12 and 14 are attached to a contact bracket 16, which in turn is attached to a drive rod 18 is attached in a manner not shown, which can be actuated by a drive. The drive is a rotary drive and has become known from DE-OS 3111 246, for example. It's in a case 22 housed, which is sealed by means of flanges 24 with the interposition of an insulating ring 26 the connecting piece 28 of a metal encapsulation 30 is attached, which metal encapsulation 30 is the electrical phase conductor contains which, according to FIG. 2, via connection contacts 32 with the contact pins 12 and 14 of the high-speed rod in FIG Connection.

Das Gehäuse 22 ist nach oben hin durch eine Abschlußwand 34 abgeschlossen. An diese Abschlußwand 34 schließt sich eine Kolbenzylinderanordnung 36 an, dergestalt, daß der Zylinder 38 über einen Flansch 40 auf der Abschlußwand 34 befestigt ist. Der Zylinder 38 ist angenähert topfartig, wobei im Topfboden 42 ein Anschlußstutzen 44 vorgesehen ist, an dem ein Verbindungsrohr 46 angeschlossen ist, das über einen Flanschanschluß 48 mit dem Gehäuse 22 verbunden ist. Im Inneren des Zylinders 38 ist ein Kolben 50 bewegbar, der eine Ausgleichsbohrung 52 aufweist und mittels einer Schraubenverbinduiig 54 mit einer Kolbenstange 56 fest verbunden ist, die durch eine Öffnung 58 in der Abschlußwand 34 hindurchgreift und mit dem Antrieb 20 des Schnellerders 10 in Verbindung steht.The housing 22 is closed at the top by an end wall 34. A piston-cylinder arrangement 36 adjoins this end wall 34, in such a way that the cylinder 38 is fastened to the end wall 34 via a flange 40. The cylinder 38 is approximately pot-shaped, with a connection piece 44 being provided in the pot bottom 42, to which a connecting pipe 46 is connected, which is connected to the housing 22 via a flange connection 48. Inside the cylinder 38, a piston 50 is movable, which has a compensating bore 52 and is firmly connected by means of a screw connection 54 to a piston rod 56, which extends through an opening 58 in the end wall 34 and is connected to the drive 20 of the Schnellerders 10 .

Am Zylinder befindet sich ein weiterer Anschlußstutzen 60, der mit einer Berstplatte 62 verschlossen ist, die mittels eines nur schematisch dargestellten Werkzeuges 64 z. B. eines Schlagwerkzeuges 64, aufgebrochen werden kann.On the cylinder there is another connection piece 60 which is closed with a bursting plate 62, the by means of a tool 64, shown only schematically, for. B. a striking tool 64, are broken can.

Im Normalzustand, also in dem in der F i g. 1 dargestellten Ausschaitzustand, befindet sich der Kolben 50 in seiner obersten Stellung, wobei in dem Raum 66 oberhalb des Kolbens und dem Raum 68 unterhalb des Kolbens aufgrund der Ausgleichsbohrung 52 und der Verbindung über das Verbindungsrohr 46 gleiche Drücke herrschen. Wenn aufgrund eines Fehlers eine Schnellerdung erfolgen soll, dann wird die Berstplatte 62 mittels des Schlagwerkzeuges 64 aufgebrochen, so daß der Raum 68 unterhalb des Kolbens 50 plötzlich entlüftet wird. Dadurch überwiegt der Druck im Raum oberhalb des Kolbens 66, der ja den Druck innerhalb der Metallkapselung 30 aufweist, und drückt den Kolben in Pfeilrichtung F, so daß der Schnellerder über den Antrieb 20, auf den die Kolbenstange 56 einwou, in Einschaltstellung verbracht wird. Das Verbindung·:.'ohr 46 besitzt dabei einen U-förmig gekrümmten Bereich 70, an dessen freiem Ende ein Flansch 72 angebracht ist, der am Stutzen 44 angeschlossen ist. Ferner besitzt das Verbindungsr-ihr einen gradlinigen Bereich 73, der an dem dem Bereich 70 gegenüberliegenden Ende rechtwinklig dazu abgekröpft ist und in einem Rohrflansch 74 endet, der an dem Anschlußflansch 48 angeschlossen ist.
Die F i g. 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Die schon in der F i g. 1 bezeichneten Teile werden in der Fig.2 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht mehr dargestellt. Das Gehäuse, in dem der Schnellerder untergebracht ist, besitzt die Bezugsziffer 75. Anstatt eines Anschlußflansches 451 besitzt das Gehäuse 75 in seinem oberen Bereich einen tellerartigen Kragen 78, der etwa der Abdeckwand 34 entspricht Auf dem Kragen 78 ist eine Kolben-Zylinderanordnung 80 mit einem Zylinder 82, in dem ein Kolben 84 hin- und herbewegbar ist befestigt Die Innenwandung des Zylinders besitzt einen Kolbenlaufbereich 86, der an seinem oberen Ende in einer Stufung 88 ausläuft, wo der Bereich 86 in einen Bereich mit geringerem Durchmesser übergeht, so daß die Stufung 88 als Anschlag für den Kolben SA dient. An dem Kolben 84 ist eine hohle Kolbenstange 90 angeformt, die einen Verbindungskanal 92 zum Gehäuse 75 und damit zum Inneren der Kapselung 30 bildet und dabei durch eine Öffnung 94, die der Öffnung 58 entspricht, durch den Kragen 78 abgedichtet hindurchgreift Der Kragen 78 ist an einer Seite mit einer Materialverdickung % versehen, in der eine Auslaßöffnung 98 gebildet ist, die an ihrem im Inneren des Gehäuses bzw. des Zylinders 82 befindlichen Ende von einer Dichtung 100 umgeben ist. Das äußere Ende 102 der Auslaßöffnung 98 ist mitteis einer Berstplatte 104 verschlossen, die durch ein Schlagwerkzeug 106 aufgebrechen werden kann. Der Kolben 84 ist napfförmig mit einem Bord 108 versehen, um dessen Außenfläche eine Kolbendichtung 110 gelegt ist Auf der Unterseite des Kolbens befindet sich im Bereich der Öffnung 98 eine ringförmige Leiste 112, die im eingeschalteten Zustand des Schnellerders gegen die Dichtung 100 zurr, Anliegen kommt. In der Kolbenstange 90 befindet sich eine Ausgleichsbohrung 114. Die Kolbenstange 90 ist mittels eines Stiftes 116 mit dsm Antrieb 20 des Schnellerders 10 unter Zwischenfügung eines Federpaketes 118 verbunden; im übrigen ist die Art der Verbindung für die Erfindung nicht von Bedeutung. Aufgrund der Ausgleichs-In the normal state, that is to say in the one shown in FIG. 1, the piston 50 is in its uppermost position, with the same pressures prevailing in the space 66 above the piston and in the space 68 below the piston due to the compensation bore 52 and the connection via the connecting pipe 46. If, due to a fault, rapid earthing is to take place, the bursting plate 62 is broken open by means of the striking tool 64, so that the space 68 below the piston 50 is suddenly vented. As a result, the pressure prevails in the space above the piston 66, which has the pressure inside the metal enclosure 30, and pushes the piston in the direction of arrow F, so that the high-speed earth electrode is brought into the on position via the drive 20, on which the piston rod 56 is inserted. The connection ear 46 has a U-shaped curved region 70, at the free end of which a flange 72 is attached, which is connected to the connecting piece 44. The connection also has a rectilinear area 73, which is bent at right angles to the end opposite the area 70 and ends in a pipe flange 74 which is connected to the connecting flange 48.
The F i g. 2 shows a further embodiment of the invention. The already in the Fig. Parts designated 1 are no longer shown in FIG. 2 for reasons of clarity. The housing in which the quick earth electrode is housed has the reference number 75. Instead of a connecting flange 451, the housing 75 has a plate-like collar 78 in its upper region, which corresponds approximately to the cover wall 34. On the collar 78 is a piston-cylinder arrangement 80 with a Cylinder 82, in which a piston 84 is mounted to be movable back and forth. The inner wall of the cylinder has a piston running area 86 which ends at its upper end in a step 88, where the area 86 merges into an area with a smaller diameter, so that the step 88 serves as a stop for the piston SA . A hollow piston rod 90 is integrally formed on the piston 84, which forms a connecting channel 92 to the housing 75 and thus to the interior of the encapsulation 30 and thereby engages in a sealed manner through the collar 78 through an opening 94, which corresponds to the opening 58. The collar 78 is on one side is provided with a material thickening%, in which an outlet opening 98 is formed which is surrounded by a seal 100 at its end located in the interior of the housing or the cylinder 82. The outer end 102 of the outlet opening 98 is closed by means of a bursting plate 104 which can be broken open by a striking tool 106. The piston 84 is cup-shaped with a rim 108, around the outer surface of which a piston seal 110 is placed.On the underside of the piston in the area of the opening 98 there is an annular strip 112, which comes into contact with the seal 100 when the quick-release switch is switched on . There is a compensating bore 114 in the piston rod 90. The piston rod 90 is connected by means of a pin 116 to the drive 20 of the high-speed rod 10 with the interposition of a spring assembly 118; otherwise the type of connection is not important for the invention. Due to the compensation

bohrung 114 herrscht in dem Raum oberhalb des Kolbens und unterhalb des Kolbens gleicher Druck. Wenn aufgrund eines Fehlers eine Schnellerdung zu erfolgen hat, wird mittels des Werkzeuges 106 die Berstplatte 104 durchschlagen, wodurch das Gas unterhalb des Kolbens 84 durch die öffnung 98 ausströmt, so daß der Druck oberhalb des Kolbens überwiegt und den Kolben und damit den Schnellerder in Pfeilrichtung F beaufschlagt. Im eingeschalteten Zustand gelangt die Leiste 112 mit der Dichtung 100 in Berührung, so daß nach Beendigung öes Erdungsvorganges in jedem Falle ein Abströmen des innerhalb des Gehäuses 75 und der Kapselung 30 befindlichen Gases vermieden wird. Das Federpaket 108 dient dabei zum Auffangen von Stoßen.Bore 1 14 there is the same pressure in the space above the piston and below the piston. If, due to a fault, rapid earthing has to be carried out, the rupture plate 104 is punctured by means of the tool 106 , whereby the gas flows out below the piston 84 through the opening 98, so that the pressure above the piston predominates and the piston and thus the high-speed earth rod in the direction of the arrow F applied. In the switched-on state, the strip 112 comes into contact with the seal 100 , so that after the earthing process has ended, an outflow of the gas located within the housing 75 and the encapsulation 30 is avoided in any case. The spring assembly 108 serves to absorb bumps.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Variante der Anordnung gemäß der Fi g. 2. Anstatt der Berstplatte 104 ist an der öffnung 98 ein als eine Art Servoventil dienendes Auslaß- oder -Schnellöffnungsventil 120 befestigt Dieses Schnellöffnungsventil besitzt ein topfförmiges Gehäuse 122, mit einem Boden 124, an dem zylinderförmig eine Wand 126 angeformt ist. Am offenen Ende des topfförmigen Gehäuses 122 ist ein radial nach außen und innen verlaufender Kragen 128 vorgesehen, dessen äußerer Bereich 130 zur Befestigung an dem Gehäuse 75 in einem Abstand dazu mittels einer Schrauben-Mutternverbindung 132 dient. Der nach innen ragende Bereich 134 umgibt innen einen Kolben 136 und führt diesen. Der Kolben besitzt einen zy'inderförmigen Bereich 138, der durch den inneren Kragenbereich 134 umfaßt bzw. geführt ist. Das zum Gehäuse 75 hinweisende freie Ende 140 des zylinderförmigen Bereiches 138 sitzt im Ruhezustand auf einer Dichtung 142 auf, auf die es unter dem Druck einer Schraubenfeder 144 aufgedrückt ist. Das entgegengesetzte Ende des zylinderförmigen Bereiches 138 ist mittels einer Platte 146 abgeschlossen, die den zylinderförmigen Bereich 138 überragt und an ihrem freien Ende mit einem Rand 148 versehen ist, der hin zu dem freien Ende i4ö des zylinderförmigen Bereiches 138 vorspringt an der Innenseite des inneren Kragenbereiches auf einer Dichtung 150 aufliegt. Somit liegt der Kolben 136 auf den Dichtungen 142 und 150 abdichtend auf, wobei der Abstand der Dichtungen voneinander in axialer Richtung, der Länge des Kolbens angepaßt ist. In der Platte 146 befindet sich eine Ausgleichsbohrung 152. Im Boden 124 des Gehäuses 122 ist über eine öffnung 154 ein Impulsventil 156 angeschlossen. FIG. 3 shows a further variant of the arrangement according to FIG. 2. Instead of the breaker plate 104 is a serving as a kind of servo valve outlet or -Schnellöffnungsventil attached to the aperture 98 120 This quick opening valve has a cup-shaped housing 122 with a bottom 124 on which a wall of cylindrical shape is integrally formed 126th At the open end of the cup-shaped housing 122 , a collar 128 extending radially outward and inward is provided, the outer region 130 of which is used for fastening to the housing 75 at a distance therefrom by means of a screw-nut connection 132 . The inwardly protruding area 134 surrounds a piston 136 on the inside and guides it. The piston has a cylindrical area 138 which is encompassed or guided by the inner collar area 134. The free end 140 of the cylindrical area 138 pointing towards the housing 75 rests in the rest state on a seal 142 , onto which it is pressed under the pressure of a helical spring 144. The opposite end of the cylindrical area 138 is closed off by means of a plate 146 which protrudes beyond the cylindrical area 138 and is provided at its free end with an edge 148 which protrudes towards the free end of the cylindrical area 138 on the inside of the inner collar area rests on a seal 150. Thus, the piston 136 rests on the seals 142 and 150 in a sealing manner, the spacing of the seals from one another in the axial direction being adapted to the length of the piston. A compensating bore 152 is located in the plate 146. A pulse valve 156 is connected via an opening 154 in the base 124 of the housing 122.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist ähnlich wie diejenige der Fig. 2. Das in dem Gehäuse 30 befindliche Druckgas steht im Inneren des Gehäuses 75 und über die hohle Kolbenstange 90 auch im Raum oberhalb des Kolbens 84 an. Aufgrund der Ausgleichsbohrung 114 ist auch im Raum unterhalb des Kolbens 84 der gleiche Druck vorhanden. Dieser Druck setzt sich dann über die Ausgleichsbohrung 152 auch fort in den Raum zwischen dem Boden 124 und der Platte 146. Wenn aufgrund eines Fehlers eine Schnellerdung erfolgen solL wird das Impulsventil 156 angesteuert, so daß das Impulsventil geöffnet wird und der Raum zwischen dem Boden 124 und der Platte 146 entlüftet wird. Dadurch wird der Druck in diesem Raum schneller kleiner als der im Raum jenseits der Platte 146, also in dem Raum zwischen der Platte 146 und dem Kolben 84. Diese Druckdifferenz kann die Kraft der Feder 148 überwinden, so daß der Raum unterhalb des Kolbens 84 schnell entlüftet wird. Aufgrund der am Kolben herrschenden Druckdifferenz wird der Kolben wieder in Pfeilrichtung F bewegt wodurch die Kontaktstifte 12 und 14 in die Stellung gebracht werden (14'), in der sie mit den Anschlußkontakten 32 der nicht näher dargestellten Anschlußleiter in elektrisch-galvanischen Kontakt gelangen.The mode of operation of the arrangement is similar to that of FIG. 2. The compressed gas located in the housing 30 is present inside the housing 75 and via the hollow piston rod 90 also in the space above the piston 84. Due to the compensating bore 114 , the same pressure is also present in the space below the piston 84. This pressure will come via the compensation bore 152 also continues into the space between the floor 124 and the plate 146. If carried out a high-speed grounding due to an error is to be driven, the pulse valve 156 so that the pulse valve is opened and the space between the bottom 124 and the plate 146 is vented. As a result, the pressure in this space is smaller than that in the space on the other side of the plate 146, that is, in the space between the plate 146 and the piston 84. This pressure difference can overcome the force of the spring 148 , so that the space below the piston 84 quickly is vented. Due to the pressure difference prevailing at the piston, the piston is moved again in the direction of arrow F , whereby the contact pins 12 and 14 are brought into the position (14 ') in which they come into electrical-galvanic contact with the connection contacts 32 of the connection conductors (not shown in detail).

Die Ventilanordnung 120 dient somit als eine Art Servoventil: Die Wirkung des Impulsventiles wird über die Wirkung der Platte deutlich verstärkt, so daß der Kolben 84 zum Einschalten des Schnellerders verwendet werden kann.The valve arrangement 120 thus serves as a type of servo valve: the effect of the pulse valve is significantly increased by the effect of the plate, so that the piston 84 can be used to switch on the high-speed rod.

Die Fig.4 zeigt eine modifizierte Ausgestaltung der Anordnung gemäß der F i g. 3. Das Gehäuse des Schnellerders 160 ist nur in seinem oberen Bereich dargestellt und setzt sich nach unten hin fort in ein dem Gehäuse 75 ähnliches Gehäuse, welches den Antrieb 20 des Schnellerders (den Normalantrieb 20) aufnimmt. Das Gehäuse 160 ist umfaßt von einem dem Gehäuse 122 ähnlichen Gehäuse 162, das einen Boden 164 und einen zylindrischen Wandteil 166 aufweist. Das freie Ende dieses Wandteiles setzt sich derart fort, daß ein U-förmig nach innen verlaufender Rand 168 gehilrfef wirrl An diesem Rand 168 liegt unter dem Druck einer Feder 172 eine Platte 170 an, die eine Ausgleichsbohrung 174 besitzt und an dem freien Rand 176 eines Zylindergehäuses 178 unter Zwischenfügung einer Dichtung 180 anliegt Innerhalb des Zylindergehäuses ist ein Kolben 182 verschiebbar, an dem eine Kolbenstange 184 angeformt ist, die ähnlich der Kolbenstangen 90 hohl ist. Die Kolbenstange 184 besitzt eine der Ausgleichsbohrung 114 entsprechende Ausgleichsbohrung 186. Am Boden 164 des Gehäuses 162 befindet sich eine öffnung 188, an der ein Impulsventil 190 angeschlossen ist. Im übrigen ist die Konstruktion gleich der gemäß der F i g. 3. Der im Inneren des Gehäuses 160 befindliche Druck, der dem Druck innerhalb der nicht näher dargestellten Kapselung entspricht, setzt sich durch die hohle Kolbenstange 184 in den Raum oberhalb des Kolbens 182 und Ober die Ausgleichsbohrung 186 auch unterhalb des Kolbens fort. Über die Ausgleichsbohrung 174 setzt sich der Druck ferner fort in den Raum zwischen dem Boden 164 und der Platte 170. Insoweit ist überall der gleiche Druck vorhanden. Im Falle eines Fehlers wird das Impulsventil 190 angesteuert, so daß die öffnung 188 geöffnet wird, wodurch der Raum zwischen der Platte 170 und dem Boden 164 entlüftet wird. Aufgrund des im Raum oberhalb der Platte 170 wirkenden Druckes wird die Kraft der Feder 172 überwunden und das Gas kann aus dem Raum unterhalb des Kolbens 182 ausströmen und zwar durch den dort gebildeten Zwischenraum zwischen dem Rand 176 und der Platte 170. So wird der Druck in dem Raum unterhalb des Kolbens 182 rasch abgesenkt so daß der Druck im Raum oberhalb des Kolbens wirksam werden kann und den Kolben in F: ;ilrichtung F und damit den Schnellschalter in Einschaltstellung verbringen kann. Im eingeschalteten Zustand, wenn also der Kolben 172 seinen Weg in Pfeilrichtung F zurückgelegt hat, legen sich zwei ringförmige, konzentrisch an der Unterseite des Kolbens 182 angeordnete Leisten 192 und 194 gegen einen nach innen weisenden Rand 196 des Zylinders 178 und gegen das freie Ende des Gehäuses 160, an denen jeweils O-Ringe 195 und 197 angebracht sind, an, so daß ein Ausströmen von SFe-Gas oder sonstigem Druckgas verhindert wird.FIG. 4 shows a modified embodiment of the arrangement according to FIG. 3. The housing of the high-speed rod 160 is only shown in its upper area and continues downward into a housing similar to the housing 75, which accommodates the drive 20 of the high-speed rod (the normal drive 20) . The housing 160 is comprised of a housing 162 similar to the housing 122 , which has a bottom 164 and a cylindrical wall portion 166 . The free end of this wall portion continues such that a U-shape is located inwardly extending edge 168 gehilrfef wirrl At this edge 168 under the pressure of a spring 172, a plate 170, which has a compensating bore 174 and at the free edge 176 of a Cylinder housing 178 rests with the interposition of a seal 180. A piston 182 is displaceable within the cylinder housing, on which a piston rod 184 is formed, which, similar to the piston rod 90, is hollow. The piston rod 184 has a bore 114 of the compensation appropriate compensation bore 186. At the bottom 164 of the housing 162 is an opening 188 to which a pulse valve is connected 190th Otherwise, the construction is the same as that shown in FIG. 3. The pressure in the interior of the housing 160 , which corresponds to the pressure within the encapsulation (not shown), continues through the hollow piston rod 184 into the space above the piston 182 and via the compensating bore 186 also below the piston. The pressure also continues via the compensating bore 174 into the space between the base 164 and the plate 170. In this respect, the same pressure is present everywhere. In the event of a fault, the pulse valve 190 is activated so that the opening 188 is opened, whereby the space between the plate 170 and the base 164 is vented. Due to the pressure acting in the space above the plate 170 , the force of the spring 172 is overcome and the gas can flow out of the space below the piston 182 through the space formed there between the edge 176 and the plate 170. The pressure in the space below the piston 182 is rapidly lowered so that the pressure in the space above the piston can take effect and move the piston in F: direction F and thus the quick switch in the on position. In the switched-on state, when the piston 172 has covered its way in the direction of arrow F , two annular strips 192 and 194 arranged concentrically on the underside of the piston 182 lie against an inwardly facing edge 196 of the cylinder 178 and against the free end of the Housing 160, on each of which O-rings 195 and 197 are attached, so that SFe gas or other pressurized gas is prevented from flowing out.

Die Anordnung gemäß der F i g. 5 entspricht im wesentlichen der gemäß der F i g. 4, wobei die Servoventilanordnung mit dem Impulsventil an der Seite des Zylinders 200 der Kolbenzylinderanordnung 202 angeordnet ist Zu diesem Zweck besitzt der Zylinder 200 einen Stutzen 204, gegen den eine Platte 206 anliegt Die Platte 206 ist in einem dem Gehäuse 162 entsprechendenThe arrangement according to FIG. 5 corresponds essentially to that according to FIG. 4, wherein the servo-valve arrangement with the pilot valve on the side of the cylinder 200 of the piston-cylinder arrangement 202 is arranged for this purpose 200 has the cylinder a connection piece 204, against which a plate 206 abuts the plate 206 is appropriate in the housing 162

7 87 8

Gehäuse 208 geführt, welches Gehäuse 208 wieder ei- ;Housing 208 out, which housing 208 again egg;

ncn Boden 210, einen daran angeformten zylindrischen incn bottom 210, a cylindrical i

Bereich 212 und einen am freien Ende des zylindrischen ;Area 212 and one at the free end of the cylindrical;

Bereiches ange^formten. zum Boden 210 hin U-förmig ;>Range is ^f ormten. U-shaped towards the bottom 210;>

zurückgebogenen Rand 214 aufweist. Die Platte legt ; -IHas bent back edge 214. The plate lays; -I

sich also gegen den Rand 214 und gegen den Stutzen Mso against the edge 214 and against the connection M

204 an, wobei die Platte 206 mittels an der Innenfläche '■■>. 204, the plate 206 by means of on the inner surface '■■>.

des ^vylindcrs 212 angeformter Leisten 216 geführt ist. ί.ίof the ^v ylindcrs 212 molded strips 216 is performed. ί.ί

Aulgr.ind einer in der F i g. 5 nicht weiter dargestellten IiAulgr. Are one in the fig. 5 Ii, not shown any further

Ausglcichsbohrung herrscht oberhalb des Kolbens 182 io t(There is a compensating bore above the piston 182 io t (

der gleiche Druck wie unterhalb des Kolbens und über (!■the same pressure as below the piston and above (! ■

in der Platte angeordnete Ausgleichsbohrungen i^; compensating bores i arranged in the plate ^;

herrscht im Raum zwischen Boden 210 und Platte der £prevails in the space between the floor 210 and the plate of the £

gleiche Druck wie unterhalb des Kolbens. Dabei wirkt H same pressure as below the piston. Here H acts

die Zuordnung Stutzen zu Platte als Differentialkolben 15 · >the assignment of nozzle to plate as differential piston 15 ·>

und drückt aus diesem Grunde die Platte 206 gegen den ^:]and for this reason presses the plate 206 against the ^: ]

Stutzen und gegen den Rand 214. Wenn aufgrund eines ιTrim and against the edge 214. If due to a ι

Fehlers das Impulsventil 190 die Öffnung 188 öffnet, IFailure, the pulse valve 190 opens the opening 188, I.

dann wird der Raum zwischen Boden und Platte pint/- d then the space between the floor and the plate becomes pint / - d

lieh enllüflet, so daß die Platte nach links wandern kann, 20 '■;loaned enllüflet so that the plate can move to the left, 20 '■;

wodurch zwischen der Platte 206 und dem Stutzen 204 :whereby between the plate 206 and the nozzle 204:

ein Auslaß entsteht, durch den der Raum unterhalb des ^an outlet is created through which the space below the ^

Kolbens 182 plötzlich entlüftet werden kann. Dadurch ;j wirkt der Druck im Raum oberhalb des Kolbens undPiston 182 can suddenly be vented. Thereby; j the pressure acts in the space above the piston and

bewegt den Kolben sowie den nicht weiter dargestellten 25 ■ ■'.=!moves the piston as well as the 25 ■ ■ '. =!

Schnellerder in Pfeilrichtung F, also in Einschaltstellung. '■¹ High-speed earth electrode in the direction of the arrow F, i.e. in the switch-on position. '■ ¹

Durch Öffnung einer kleinen Bohrung wird plötzlich ijWhen a small hole is opened, ij suddenly appears

eine große öffnung freigegeben, so daß auch hier eine <:a large opening is released, so that here too a <:

Servoventil-Verstärkung bewirkt wird. Y,Servo valve gain is effected. Y,

Das Impulsventil 190 kann nun so angetrieben wer- 30 jj,|The pulse valve 190 can now be driven in this way

den wie in der Fig. 6 dargestellt. An dem Gehäuse 30 *;!as shown in FIG. On the housing 30 * ;!

bzw. an der Kapselung 30 ist ein Stutzen 220 angeformt, ,Vior a connecting piece 220 is formed on the encapsulation 30,, Vi

in dem sich eine Berstplatte 222 befindet, die bei Auftre- K₁ in which there is a bursting plate 222 which, when it occurs, K ₁

ten eines Überdrucks innerhalb der Kapselung durch- Ά overpressure within the enclosure

bricht. Entsprechend ist die Berstplatte 222 exakt auf 35 i;jbreaks. Correspondingly, the bursting plate 222 is exactly at 35 i; j

einen bestimmten Druck bemessen. Innerhalb des Stut- j]measure a certain pressure. Within the stut- j]

zens 220 außerhalb der Berstplatte 222 ist ein Kolben 'il zens 220 outside the bursting plate 222 is a piston 'il

224 geführt, an dem ein Waagebaiken 226 befestigt ist, ^224 out, on which a scales 226 is attached, ^

der an einem Waagegelenk 228 drehbar aufgelagert ist. ;;,?which is rotatably supported on a balance joint 228. ;;,?

Der Waagebalken 226 setzt sich über das Waagegelenk 40 H The balance beam 226 sits over the balance joint 40 H

228 fort und an dem Waagebalken 226 ist das Impuls- ji]228 away and on the balance beam 226 the momentum is ji]

ventil 190 befestigt. Wenn also die Berstplatte 222 Pjvalve 190 attached. So when the bursting plate 222 Pj

bricht, dann wird der Kolben 224 in Pfeilrichtung Fi v]¹ breaks, then the piston 224 in the direction of arrow Fi v] ¹

bewegt, wodurch der Waagebalken um das Auflager jmoves, whereby the balance beam around the support j

228 oder das Waagegelenk im Uhrzeigersinn ver- 45 .;228 or the horizontal joint clockwise 45.;

schwenkt wird, so daß das Impulsventil 190 in Pfeilrich- , jis pivoted so that the pulse valve 190 in Pfeilrich-, j

lung F2 verschwenkt wird. Von dem Impulsventil 190 ist ;'_;]ment F2 is pivoted. From the pulse valve 190 is; '_; ]

hierbei lediglich der Ventilteller 191 zu sehen. Die An- |rjonly the valve disk 191 can be seen here. The An | rj

Ordnung gemäß F i g. 6 ist eine Antriebsvorrichtung für :;jOrder according to FIG. 6 is a drive device for:; j

das Impulsventil. 50 ij|the pulse valve. 50 ij |

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

5555

6060

6565

Claims

Patent claims:

1.Quick drive device for a single-pole or multi-pole high-speed earth electrode for a gas-insulated, encapsulated switchgear, in particular for an SFe high-voltage switchgear, the movable contact pins of which, in the event of a fault, can be brought very quickly to the phase conductors located within the enclosure of the switchgear and at high-voltage potential for grounding them, wherein the drive device has a piston-cylinder arrangement, in which a pressure difference is generated between the two sides of the piston due to an increase in pressure in the encapsulation caused by an internal arc, which brings the earthing switch in the switch-on direction, characterized in that the sub-spaces (36, 66) on both sides of the piston (35, 84) are in communication with each other and the partial space (36) located on the side of the piston (50, 84) adjacent to the rapid earthing contact pin (12, 14, 16) can suddenly be vented

2. Drive device according to claim 1, characterized in that the ventable subspace can be vented by means of a breakable bursting plate (62, 104)

3. Drive device according to claim 2, characterized in that the bursting plate can be actuated by means of a fault in the encapsulation (30). Striker pin (60, 106) can be broken

4. Drive device according to claim 1, characterized in that the ventable subspace can be vented by means of a servo valve duct (120, 156, 164, 170, 190; 210, 206, 190) ( Fig. 3 uiS Jf.

5. Drive device according to claim 4, characterized in that the servo valve shows a Impulsven that the piston (222) via a balance beam (226) is connected to the pulse valve (190) , which balance beam is rotatably supported approximately in its center (F i g . 6).