EP0283986A2

EP0283986A2 - Hydraulic or pneumatic control for the operation of the movable contact of a middle- and/or high tension circuit-breaker

Info

Publication number: EP0283986A2
Application number: EP88104446A
Authority: EP
Inventors: Ferdinand Dr. Lutz
Original assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; ABB AB
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1988-03-21
Publication date: 1988-09-28
Also published as: EP0283986A3; DE3709988A1; JPS63257143A; US4788391A

Abstract

Ein hydraulischer oder pneumatischer Antrieb zur Betätigung des beweglichen Schaltkontaktes (16) eines Mittel- und/oder Hochspannungs-Leistungsschalters (11) besitzt eine Fluidspeicheranordnung, aus der unter Druck stehendes Fluid einem mit dem beweglichen Schaltkontakt gekuppelten Antriebskolben (14) zwecks Durchführung eines Schaltzyklus mit mindestens zwei Schalthandlungen zugeführt wird. Bei bekannten Antrieben ist die Fluispeicheranordnung so ausgebildet, daß eine Füllmenge für mehrere Schalthandlungen verwendet werden kann. Dies bedingt eine Überdimensionierung. Zur Erzielung einer Verkleinerung der Fluidspeichereinrichtung besitzt diese der Anzahl der erforderlichen Schalthandlungen (z.B. Aus-, Ein-, Aus-Schaltzyklus) entsprechende, jeweils für sich wirkende, voneinander getrennte Speicherräume (50), deren Energieinhalt so bemessen ist, daß er für die jeweils erforderliche Schalthandlung ausreicht. Der Antrieb findet insbesondere Anwendung bei SF6-gasisolierten Hochspannungsleistungsschaltern.A hydraulic or pneumatic drive for actuating the movable switching contact (16) of a medium and / or high-voltage circuit breaker (11) has a fluid storage arrangement, from which pressurized fluid couples a drive piston (14) coupled to the movable switching contact for the purpose of performing a switching cycle at least two switching operations is supplied. In known drives, the flow storage arrangement is designed such that a filling quantity can be used for several switching operations. This requires oversizing. In order to achieve a downsizing of the fluid storage device, it has the number of switching operations required (for example, switching off, on, off switching cycle), in each case effective, separate storage spaces (50), the energy content of which is dimensioned such that it is suitable for each required switching operation is sufficient. The drive is particularly used for SF6 gas-insulated high-voltage circuit breakers.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb zur Betätigung des beweglichen Schaltkontaktes eines Mittel- und/oder Hochspannungs-Leistungsschalters, mit einem Fluidspeicher, aus dem unter Druck stehendes Fluid einen mit dem beweglichen Schaltkontakt gekoppelten Antriebskolben mindestens zu einer Ein- und Ausschaltung zuführbar ist.The invention relates to a hydraulic or pneumatic drive for actuating the movable switch contact of a medium and / or high-voltage circuit breaker, with a fluid reservoir, from which pressurized fluid a drive piston coupled to the movable switch contact can be fed at least to an on and off switch.

Antriebe der eingangs genannten Art haben die Aufgabe, die für das Ein- und Ausschalten des Schalters notwendige Energie bereitzustellen und diese Energie im Falle einer Schalthandlung in die für die Trennung bzw. Verbindung der Schaltkontakte notwendige mechanische Bewegung umzuformen sowie ggf. die für die Lichtbogenlöschung beim Ausschalten benötigte Engeriemenge zu liefern.Drives of the type mentioned at the outset have the task of providing the energy required for switching the switch on and off and, in the event of a switching operation, to convert this energy into the mechanical movement necessary for the disconnection or connection of the switch contacts and, if appropriate, that for arc quenching when Turn off to deliver the required amount of energy.

In den meisten Fällen muß die im Energiespeicher des Leistungsschalterantriebes gespeicherte Energie für mehrere Einschaltungen und Ausschaltungen ausreichen, ohne daß zwischenzeitlich eine Wiederaufladung des Engeriespeichers erfolgen darf. Während eines solchen Schaltzyklus, der aus mehreren Ein- und Ausschaltungen in bestimmter vorgeschriebener Reihenfolge besteht, muß die Schaltkontaktgeschwindigkeit innerhalb eines vorgegebenen Bereiches bleiben. In den heute üblichen Schalterantrieben wird dieses dadurch erreicht, daß die Antriebskraft während des Schaltzyklus in erster Näherung konstant bleibt bzw. nur gering abfällt. Am Ende des Schaltzyklus ist die vom Antrieb gelieferte Antriebskraft gerade auf den erforderlichen Mindestwert gesunken. Die am Ende des Schaltzyklus noch im Energiespeicher vorhandene Energie kann nicht weiter genutzt werden, weil dann bei einer weiteren Schalthandlung die Antriebskraft unter den erforderlichen Mindestwert sinken würde und der Schalter seine Aufgabe nicht mehr zuverlässig erfüllen könnte. Mit anderen Worten: Bei den heute üblichen Leistungsschalterantrieben ist die im Energiespeicher gespeicherte Antriebsenergie erheblich größer als die während des Schaltzyklus tatsächlich benötigte Engerie, weswegen die Baugröße und die Kosten heutiger Leistungsschalterantriebe auch durch diese Überdimensionierung festgelegt sind.In most cases, the energy stored in the energy storage device of the circuit breaker drive must be sufficient for several switch-on and switch-off operations without the energy storage device being able to be recharged in the meantime. During such a switching cycle, which consists of several switches on and off in a certain prescribed sequence, the switching contact speed must remain within a predetermined range. In the conventional switch drives today, this is achieved in that the driving force remains constant at first approximation during the switching cycle or only drops slightly. At the end of the switching cycle, the driving force supplied by the drive has just dropped to the required minimum value. The energy still present in the energy storage device at the end of the switching cycle can no longer be used, because then the driving force would drop below the required minimum value and the switch could no longer reliably perform its task. In other words: With today's circuit breaker drives, the drive energy stored in the energy store is considerably larger than the energy actually required during the switching cycle, which is why the size and the cost of today's circuit breaker drives are also determined by this oversizing.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der gegenüber den bekannten Antrieben verbilligt ist, eine geringere Baugröße aufweist und bei dem die gespeicherte und die abgegebene Energie den erforderlichen Schaltzyklen optimal angepaßt ist.The object of the invention is to provide a drive of the type mentioned, which is cheaper than the known drives, has a smaller size and in which the stored and the energy output is optimally adapted to the required switching cycles.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fluidspeichereinrichtung der Anzahl der erforderlichen Schalthandlungen (z.B. Aus-, Ein,- Aus-Schaltzyklus) entsprechende, jeweils für sich wirkende voneinander getrennte Speicherräume aufweist, deren Energieinhalt jeweils so bemessen ist, daß er für die jeweils erforderliche Schalthandlung ausreicht.This object is achieved in that the fluid storage device has the number of switching operations required (for example, switching off, on, off switching cycle), each having separate, separate storage spaces, the energy content of which is such that it is suitable for each required switching operation is sufficient.

Erfindungsgemäß wird also die Antriebsenergie unterteilt in mehrere "Energieportionen", so daß die für mehrere Schalthandlungen benötigte Energie aus mehreren Speicherräumen, d.h. Energiespeichern stammt. Dabei wird pro Schalthandlung, d.h. also pro Ein- bzw. Ausschaltung, jeweils ein Speicherraum entleert, wodurch eine erheblich bessere Anpassung des gelieferten Kraftverlaufes an den geforderten Kraftbedarf und letztlich auch eine genauere Anpassung des Energieinhaltes des gesamten Antriebspeichers an den Energiebedarf möglich ist. Dadurch wird das Volumen des Gesamtenergiespeichers verringert, insbesondere deshalb, weil schlußendlich bei Ablauf des vollständigen Schaltzyklus praktisch die gesamte, in der Fluidspeichereinrichtung vorhandene Energie ausgenutzt werden kann. Eine so große, nicht nutzbare Restenergie, wie sie bei den bekannten Antrieben nach einem Schaltzyklus noch vorhanden ist, ist bei dem erfindungsgemäßen Antrieb nicht mehr in der Fluidspeichereinrichtung enthalten.According to the invention, the drive energy is divided into several "energy portions" so that the energy required for several switching operations from several storage rooms, i.e. Energy storage comes from. For each switching operation, i.e. That is, one storage space is emptied each time the device is switched on or off, which enables a considerably better adaptation of the power curve supplied to the required power requirement and ultimately also a more precise adaptation of the energy content of the entire drive accumulator to the energy requirement. The volume of the total energy store is thereby reduced, in particular because ultimately, when the complete switching cycle has ended, practically all of the energy present in the fluid storage device can be used. Such a large, unusable residual energy, as is still present in the known drives after a switching cycle, is no longer contained in the fluid storage device in the drive according to the invention.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Antriebes ist folgender:Another advantage of the drive according to the invention is as follows:

Wie eingangs ausgeführt, ist die Antriebskraft bei den bekannten Schalterantrieben in erster Näherung angenähert konstant, damit in jedem Fall auch am Ende des Schaltzyklus die vom Antrieb gelieferte Antriebskraft für eine erforderliche Ausschaltung noch ausreicht. Moderne Leistungsschalter, insbesondere Blaskolbenschalter oder Selbstblas-Leistungsschalter benötigen aber keineswegs eine konstante Antriebskraft, sondern eine stetig abfallende Kraft. Wird ein Fluidspeicher nur auf die für eine Schalthandlung, d.h. eine Ein- oder Ausschalthandlung benötigte Energie hin dimensioniert, so ergibt sich fast automatisch ein den Anforderungen entsprechender Kraftverlauf. Die in den einzelnen Speicherräumen für eine einzige Schalthandlung gespeicherte Energie entspricht damit in etwa der vom Schalter für diese Schalthandlung benötigte Energie. Die für einen Schaltzyklus und damit für mehrere Schalthandlungen benötigte Energie ist damit bedeutend geringer als die Gesamtenergie der bei den heutigen Leistungsschalterantrieben üblichen Energiespeicher.As stated at the beginning, the driving force in the known switch drives is approximately constant in the first approximation, so that in any case also at the end of the Switching cycle, the drive power supplied by the drive is still sufficient for a required switch-off. Modern circuit breakers, in particular blown piston switches or self-blown circuit breakers, do not in any way require a constant driving force, but a steadily falling force. If a fluid accumulator is only dimensioned for the energy required for a switching operation, that is to say an on or off switching operation, the force curve corresponding to the requirements almost automatically results. The energy stored in the individual storage spaces for a single switching operation thus corresponds approximately to the energy required by the switch for this switching operation. The energy required for a switching cycle and thus for several switching operations is therefore significantly less than the total energy of the energy storage devices customary in today's circuit breaker drives.

Aus der DE-OS 26 41 885 ist zwar bekannt, für je eine Ausschaltung bzw. eine Einschaltung jeweils einen eigenen Speicher vorzusehen. Es handelt sich aber dort um einen mechanischen Federantrieb, bei dem beispielsweise für einen Aus-Ein-Aus-Schaltzyklus jeweils eine Einschaltfeder und zwei Ausschaltfedern vorgesehen sind, wobei die Zuordnung so gewählt ist, daß während einer Schalthandlung jede Ausschaltfeder ihre Energie auch wieder an die Einschaltfeder zu deren Aufladung abgibt. Es liegt also im Unterschied zu dem erfindungsgemäßen Antrieb keine eigentliche Aufspaltung der Energien für eine Einschaltung und eine Ausschaltung in zwei getrennte Speicher vor. Stattdessen ist die gesamte für Ein- und Ausschaltung benötigte Energie in einem einzigen Speicher, hier der Ausschaltfeder, gespeichert. Im allgemeinen sind solche mechanischen Antriebe nicht optimal geeignet und darüberhinaus ist auch wegen der Erforderlichkeit der Aufladung der Einschaltfeder bei der Durchführung einer Ausschalthandlung eine Überdimensionierung zumindest der Ausschaltfeder sehr wohl erforderlich und außerdem ist das Aufladen eines Federspeichers sehr kompliziert. Sollen mehrere Aus-Ein-Aus-Schaltzyklen durchgeführt werden, wie es beispielsweise Vorschriften in den USA fordern, dann wird der erforderliche Energiespeicher zu kompliziert, zu teuer und in seiner Baugröße zu groß und darüberhinaus sind elektronische Steuerungen, wie sie bei Hydraulik- oder Pneumatikantrieben zur Betätigung von Ventilen möglich sind, nicht benutzbar.From DE-OS 26 41 885 it is known to provide a separate memory for each switch-off or switch-on. However, it is a mechanical spring drive, in which, for example, a switch-on spring and two switch-off springs are provided for an off-on-off switching cycle, the assignment being chosen such that during a switching operation, each switch-off spring also transfers its energy back to the Activates the spring to charge them. In contrast to the drive according to the invention, there is no actual splitting of the energies for switching on and switching off into two separate memories. Instead, the entire energy required for switching on and off is stored in a single memory, here the switch-off spring. In general, such mechanical drives are not optimal suitable and moreover, because of the necessity of charging the closing spring when carrying out a switch-off action, an over-dimensioning of at least the switch-off spring is very well necessary and, furthermore, the charging of a spring accumulator is very complicated. If several off-on-off switching cycles are to be carried out, as required, for example, by regulations in the USA, then the required energy storage becomes too complicated, too expensive and too large in size, and moreover there are electronic controls such as those used in hydraulic or pneumatic drives for actuating valves are not usable.

In vorteilhafter Weise kann jeder Speicherraum entweder als Membran- oder als Kolben-Federspeicher oder aber als Membran-Federspeicher ausgebildet sein.Advantageously, each storage space can be designed either as a diaphragm or piston spring storage or as a diaphragm spring storage.

Eine den Antrieb besonders verbilligende Maßnahme wird darin liegen, daß die Speicherräume in einem einzigen Gehäuseblock untergebracht sind.One measure that will make the drive particularly cheaper will be that the storage spaces are accommodated in a single housing block.

Dabei können zur weiteren Vereinfachung und zwecks weiterer Verringerung der Kosten zusätzlich zu den Speicherräumen die Kolben-Zylinderanordnung zur Betätigung des beweglichen Schaltkontaktes und zusätzlich ein Niederdruckbehälter zur Aufnahme des bei jeder Schalthandlung verbrauchten Fluids innerhalb dieses Gehäuseblocks untergebracht sein.For further simplification and for the purpose of further reducing costs, the piston-cylinder arrangement for actuating the movable switching contact and additionally a low-pressure container for receiving the fluid consumed during each switching operation can be accommodated within this housing block in addition to the storage spaces.

In zweckmäßiger Weise kann der Gehäuseblock, der vorzugsweise als Gußblock ausgebildet ist, ein Gehäuseunterteil und ein Gehäuseoberteil aufweisen, wobei das Gehäuseunterteil von der zu dem Gehäuseoberteil hinweisenden Fläche ausgehende Höhlungen aufweist, welche mindestens Teilräume der Speicherräume, den Niederdruck- Sammelraum und den Zylinderraum der Kolben-Zylinderanordnung bilden. Gegebenenfalls kann es auch vorteilhaft sein, weitere Teilungen des Gehäuseblocks vorzunehmen.The housing block, which is preferably designed as a cast block, can expediently have a lower housing part and an upper housing part, the lower housing part having cavities extending from the surface pointing towards the upper housing part, which cavities at least partial spaces of the storage spaces, the low pressure Form the collecting space and the cylinder space of the piston-cylinder arrangement. If necessary, it can also be advantageous to make further divisions of the housing block.

Dabei kann der Druckfluidraum jedes einen Membranspeicher bildenden Speicherraum durch die Ausnehmungen im Gehäuseunterteil und der Gasraum durch im Gehäuseoberteil vorgesehene Ausnehmungen gebildet sein, wobei zwischen den Höhlungen und den Ausnehmungen an der Trennfläche zwischen dem Gehäuseunterteil und dem Gehäuseoberteil die Membran eingespannt ist.The pressure fluid space of each storage space forming a membrane accumulator can be formed by the recesses in the lower housing part and the gas space can be formed by recesses provided in the upper housing part, the membrane being clamped between the cavities and the recesses on the separating surface between the lower housing part and the upper housing part.

Die Überprüfung, ob die einzelnen Speicher aufgeladen sind oder nicht, geschieht beispielsweise wie folgt: Die Ausnehmungen zur Aufnahme des Speichergases für die Membranspeicher sind so tief gewählt, daß zwischen der benachbarten Außenfläche des Gehäuseoberteils und der Bodenfläche der Ausnehmungen je ein Wandbereich verbleibt, der so dünnwandig ist, daß beim Aufladen mit Druckfluid und dem dadurch bewirkten Komprimieren des Speichergases sich dieser Wandbereich meßbar elastisch verformt. Hier macht sich die Erfindung also zunutze, daß sich beim Aufladen der einzelnen Energiespeicher bestimmte Wandteile des Gehäuseblockes, deren Dicke entsprechend bemessen sein muß, sich aufgrund des Innendruckes verformen, was beispielsweise mittels der Dehnungsmeßstreifen erfaßt werden kann. Dieses Meßprinzip kann in gleicher Weise Anwendung finden, wenn die Speicher als Kolben-Federspeicher oder als Membran-Federspeicher ausgeführt sind.The check as to whether the individual accumulators are charged or not takes place, for example, as follows: The recesses for receiving the storage gas for the membrane accumulators are chosen so deep that a wall area remains between the adjacent outer surface of the upper housing part and the bottom surface of the recesses, so that It is thin-walled that when it is charged with pressurized fluid and the resulting compression of the storage gas, this wall area deforms elastically in a measurable manner. Here, the invention takes advantage of the fact that when the individual energy stores are charged, certain wall parts of the housing block, the thickness of which must be dimensioned accordingly, deform due to the internal pressure, which can be detected, for example, by means of the strain gauges. This measuring principle can be used in the same way if the accumulators are designed as piston spring accumulators or as membrane spring accumulators.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es möglich ist, in den Gehäuseblock zusätzlich Steuerventile, eine Fluidpumpe und einen Antriebsmotor für die Fluidpumpe zu integrieren bzw. anzuflanschen.Another advantage of the invention is that it is possible to additionally integrate or flange-mount control valves, a fluid pump and a drive motor for the fluid pump in the housing block.

Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sir'd, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.The invention, further advantageous refinements and improvements and further advantages are to be explained and described in more detail with the aid of the drawing, in which some exemplary embodiments of the invention are illustrated.

Es zeigt

Figur 1 eine schematische Schaltungsanordnung für einen erfindungsgemäßen Antrieb gemäß einer ersten Ausführung,
Figur 2 eine Schaltungsanordnung ähnlich der der Figur 1, für eine zweite Ausführungsform,
Figur 3 eine Schaltungsanordnung ähnlich der der Figuren 1 und 2, für eine dritte Ausführungsform,
Figur 4 eine scheamtische Darstellung für einen erfindungsgemäßen Antrieb,
Figur 5 eine perspektivische Darstellung des Antriebes gemäß Figur 4,
Figur 6 eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Antriebes gemäß Figur 4,
Figur 7 und 8 Teilschnittansichten ähnlich der der Figur 6, in zwei unterschiedlichen Schaltstellungen.

It shows

FIG. 1 shows a schematic circuit arrangement for a drive according to the invention in accordance with a first embodiment,
FIG. 2 shows a circuit arrangement similar to that of FIG. 1, for a second embodiment,
3 shows a circuit arrangement similar to that of FIGS. 1 and 2, for a third embodiment,
FIG. 4 shows a shameful representation for a drive according to the invention,
FIG. 5 shows a perspective illustration of the drive according to FIG. 4,
FIG. 6 shows an enlarged partial sectional view of a drive according to FIG. 4,
Figures 7 and 8 are partial sectional views similar to that of Figure 6, in two different switching positions.

Ein in einem Leitungszug 10 liegender elektrischer Hochspannungs-Leistungsschalter 11, der hier nur schematisch mit dem Schaltersymbol dargestellt ist, wird von einer Kolben-Zylinderanordnung 12 angetrieben, wobei der innerhalb des Zylinders 13 befindliche Kolben 14 mit seiner Kolbenstange 15 mit dem beweglichen Schaltkontakt 16 des Schalters 11 gekuppelt ist. Es handelt sich bei dem Kolben 14 um einen Differentialkolben, wobei die Kolbenfläche 17 oberhalb des Kolbens wegen der daran anschließenden Kolbenstange 15 kleiner ist als die Kolbenfläche 18 des Raumes 41 unterhalb des Kolbens.An electrical high-voltage circuit breaker 11 lying in a cable run 10, which is only shown schematically here with the switch symbol, is driven by a piston-cylinder arrangement 12, the piston 14 located within the cylinder 13 with its piston rod 15 having the movable switching contact 16 the switch 11 is coupled. The piston 14 is a differential piston, the piston surface 17 above the piston being smaller than the piston surface 18 of the space 41 below the piston because of the piston rod 15 adjoining it.

Der mit der Bezugsziffer 19 bezeichnete Raum oberhalb des Kolbens ist über eine Verbindungsleitung 20 mit einem ersten Energiespeicher 21, einem zweiten Energiespeicher 22 und einem dritten Energiespeicher 23 verbunden. Dabei verzweigt sich die Leitung 20 in mehrere Teilleitungen 24, 25, 26 und 27, die jeweils über ein Ventil 28, 29 und 30 mit den Energiespeichern 21 bis 23 verbunden sind.The space designated by the reference number 19 above the piston is connected via a connecting line 20 to a first energy store 21, a second energy store 22 and a third energy store 23. The line 20 branches into a plurality of sub-lines 24, 25, 26 and 27, each of which is connected to the energy stores 21 to 23 via a valve 28, 29 and 30.

An die Ventile 28 bis 30 schließen sich Abzweigleitungen 31, 32 und 33 an, die in einer Druckleitung 34 münden, die am Ausgang 35 einer Fluidpumpe 36 angeschlossen ist. Der Eingang 37 der Pumpe 36 ist über eine Rückleitung 38 mit einem Niederdruckbehälter 39 verbunden, welcher Niederdruckbehälter 39 über ein Ventil 40 mit dem Raum 41 unterhalb des Kolbens 14 und der Teilleitung 20a verbunden ist.Branch valves 31, 32 and 33 connect to the valves 28 to 30, which open into a pressure line 34 which is connected to the outlet 35 of a fluid pump 36. The inlet 37 of the pump 36 is connected via a return line 38 to a low-pressure container 39, which low-pressure container 39 is connected via a valve 40 to the space 41 below the piston 14 and the sub-line 20a.

Die drei Energiespeicher 21, 22 und 23 sind sog. Federenergiespeicher, bei denen ein Kolben 42 in einem Zylinderraum 43 angeordnet ist; auf der oberen Seite des Kolbens 42, dem Raum 44, befindet sich das Fluid und in dem gegenüberliegenden Raum 45 ist eine Feder 46 untergebracht, die als Energiespeicherfeder dient und die Fluid aus dem Raum 44 an die Kolben-Zylinderanordnung 12 abgibt.The three energy stores 21, 22 and 23 are so-called spring energy stores, in which a piston 42 is arranged in a cylinder space 43; on the upper side of the piston 42, the space 44, the fluid is located and in the opposite space 45 a spring 46 is accommodated, which serves as an energy storage spring and delivers the fluid from the space 44 to the piston-cylinder arrangement 12.

Das Schaltgerät 10 ist in einer Ausschaltstellung. Wenn der Kolben 14 an dem oberen Ende der Kolben-Zylinderanordnung sitzt, dann befindet sich der Schalter in der sog. Einschaltstellung. Diese Einschaltstellung wird dadurch bewirkt, daß über die Leitung 24 den beiden Räumen oberhalb und unterhalb des Kolbens 14, 19 bzw. 41, jeweils Druckfluid zugeführt wird. Aufgrund der Form des Kolbens, der als Differentialkolben ausgebildet ist, befindet sich der Kolben in der Einschaltstellung. Zum Ausschalten wird lediglich das Ventil 40 so umgesteuert, daß der Raum 41 plötzlich mit dem Niederdruckraum 39 verbunden wird. Dadurch erhält das Druckfluid aus dem Raume 44 über die Leitungen 24 und 20 in den Raum 19 das Übergewicht und drückt den Kolben 14 in die Ausschaltstellung. Wenn wieder eingeschaltet werden soll, dann wird das Ventil 29 für den Speicher 22 umgesteuert, so daß über die Teilleitung 26, 25, 20 und 20a und das Ventil 40 dem Raum 41 Druckfluid zugeführt wird, wodurch der Differentialkolben wieder in Einschaltstellung gelangt. Damit eine letzte Ausschalthandlung vorgenommen werden kann, wird der Druckraum des Energiespeicher 23 über das Ventil 30, die Leitung 27, 25 und 20 mit dem Raum oberhalb des Kolbens verbunden und zur Einleitung der Ausschalthandlung das Ventil 40 wieder so umgesteuert, daß der Raum 41 unterhalb des Kolbens 14 mit dem Niederdruckbehälter in Verbindung gelangt. Damit ist der Schaltzyklus Aus-Ein-Aus (O-C-O) beendet und zum Wiederinbetriebsetzen, d.h. also zum Vorbereiten des Wiedereinschaltens des Schaltgerätes 11 müssen die Druckräume 44 der drei Energiespeicher 21 bis 23 wieder unter Druck gesetzt werden.The switching device 10 is in an off position. When the piston 14 is seated at the upper end of the piston-cylinder arrangement, the switch is in the so-called on position. This switch-on position is brought about by the fact that pressure fluid is supplied via the line 24 to the two spaces above and below the piston 14, 19 and 41, respectively. Due to the shape of the piston, which is designed as a differential piston, the piston is in the switched-on position. To switch off, only the valve 40 is reversed so that the space 41 is suddenly connected to the low pressure space 39. As a result, the pressure fluid from the space 44 receives the overweight via the lines 24 and 20 into the space 19 and presses the piston 14 into the switch-off position. If it is to be switched on again, the valve 29 for the accumulator 22 is reversed, so that pressure fluid is supplied to the chamber 41 via the partial line 26, 25, 20 and 20a and the valve 40, as a result of which the differential piston returns to the switched-on position. So that a final switch-off operation can be carried out, the pressure chamber of the energy store 23 is connected via the valve 30, the lines 27, 25 and 20 to the space above the piston and the valve 40 is reversed so that the chamber 41 below to initiate the switch-off operation of the piston 14 comes into connection with the low-pressure container. This concludes the switching cycle off-on-off (O-C-O) and for restarting, i.e. So in order to prepare the switching device 11 to be switched on again, the pressure spaces 44 of the three energy stores 21 to 23 must be pressurized again.

Die Ausgestaltung gemäß Figur 2 entspricht praktisch identisch der Ausgestaltung gemäß Figur 1; lediglich die Energiespeicher 21 bis 23 sind als Gas-Membranspeicher 50, 51 und 52 ausgebildet. In der Ausgestaltung gemäß Figur 3 sind im Unterschied zu den Ausgestaltungen gemäß Figur 1 und Figur 2 die Energiespeicher 21 bis 23 als Membran-Federspeicher 50a, 51a und 52a ausgebildet.The configuration according to FIG. 2 corresponds practically identically to the configuration according to FIG. 1; only the energy stores 21 to 23 are gas membrane stores 50, 51 and 52 are formed. In the embodiment according to FIG. 3, in contrast to the embodiments according to FIG. 1 and FIG. 2, the energy stores 21 to 23 are designed as membrane spring stores 50a, 51a and 52a.

Bei der Ausgestaltung der Speicher als Kolben-Federspeicher oder als Membran-Federspeicher kann die Feder beispielsweise als Schraubenfeder oder als Tellerfeder ausgeführt sein.In the configuration of the accumulator as a piston spring accumulator or as a diaphragm spring accumulator, the spring can be designed, for example, as a coil spring or as a plate spring.

Die Ausbildung der Energiespeicher als Gas-Membranspeicher oder als Membran-Federspeicher hat folgenden wesentlichen Vorteil:The design of the energy storage as a gas membrane storage or as a membrane spring storage has the following major advantage:

Es sei nun Bezug genommen auf die Figur 4.Reference is now made to FIG. 4.

Die ganze Einheit, die in den Figuren 1, 2 und 3 als hydraulische oder pneumatische, kurz fluidische Schaltung dargestellt ist, ist in einen Antriebsgehäuseblock 53 eingebracht. Dieser Antriebsgehäuseblock 53 ist im wesentlichen gebildet aus einem Gehäuseunterteil 54 und einem deckelartig ausgebildeten Gehäuseoberteil 55. Im Gehäuseunterteil sind mehrere Vertiefungen vorgesehen. Eine Vertiefung 56 ist Teil eines Membranspeichers, beispielsweise Teil des Membranspeichers 50. Eine weitere Vertiefung 57 ist der Niederdruckbehälter 39 und eine weitere Vertiefung 58 dient als Kolben-Zylinderanordnung 12 mit dem Raum unterhalb des Kolbens 41, dem Kolben 14, dem Raum oberhalb des Kolbens 19, der mittels einer Abdeckplatte 59 verschlossen ist und von der Kolbenstange 15 des Kolbens 14 durchgriffen ist. Das Gehäuseoberteil 55, durch das die Kolbenstange 15 ebenfalls hindurchgreift, besitzt der Anzahl der Vertiefungen 56 angepaßte Ausnehmungen 60, die sich mit der Vertiefung 56 zu jeweils einem Membranspeicher 50, 51 und 52 ergänzen, wobei im Bereich zwischen der Ausnehmung 60 und der Vertiefung 56 der einzelnen Energiespeicher 50, 51 und 52 jeweils eine Membran 61 vorgesehen ist. Im Falle eines Membran-Federspeichers ist in der Ausnehmung 60 die Feder 60a angeordnet. Alle Vertiefungen 56 und 57 sind umgeben von einer Rille 62, die über Bohrungen 63 mit der Vertiefung 57 verbunden ist, wodurch sich hierbei eine optimale Abdichtung gegen Leckage ergibt.The entire unit, which is shown in FIGS. 1, 2 and 3 as a hydraulic or pneumatic, fluid circuit for short, is introduced into a drive housing block 53. This drive housing block 53 is essentially formed from a housing lower part 54 and a lid-shaped housing upper part 55. A plurality of depressions are provided in the housing lower part. A recess 56 is part of a diaphragm accumulator, for example part of the diaphragm accumulator 50. A further recess 57 is the low-pressure container 39 and a further recess 58 serves as a piston-cylinder arrangement 12 with the space below the piston 41, the piston 14, the space above the piston 19, which is closed by a cover plate 59 and is penetrated by the piston rod 15 of the piston 14. The upper housing part 55, through which the piston rod 15 also extends, has 56 adapted to the number of recesses Recesses 60, which complement each other with the recess 56 to form a membrane accumulator 50, 51 and 52, a membrane 61 being provided in the region between the recess 60 and the recess 56 of the individual energy accumulators 50, 51 and 52. In the case of a diaphragm spring accumulator, the spring 60a is arranged in the recess 60. All recesses 56 and 57 are surrounded by a groove 62 which is connected to the recess 57 via bores 63, which results in an optimal seal against leakage.

An das Gehäuseunterteil 54 ist eine Pumpe 36 mit angebautem Pumpenmotor 65 angeflanscht. Ebenso sind an das Gehäuseunterteil 54 Ventile angeflanscht, die jedoch in der geschnittenen Darstellung von Figur 4 nicht sichtbar sind. Innerhalb des Gehäuseunterteils 54 verbinden Kanäle als Fluid-Leitungen die Speicherräume 56, den Entlastungsraum 57, die Pumpe 36, die Ventile sowie die Teilräume 19 bzw. 58 der Kolben-Zylinderanordnung entsprechend der aus den Figuren 1 bis 3 ersichtlichen Weise.A pump 36 with an attached pump motor 65 is flanged to the lower housing part 54. Valves are also flanged to the lower housing part 54, but are not visible in the sectional illustration in FIG. 4. Within the lower housing part 54, channels as fluid lines connect the storage spaces 56, the relief space 57, the pump 36, the valves and the subspaces 19 and 58 of the piston-cylinder arrangement in accordance with the manner shown in FIGS. 1 to 3.

Diese Kanäle sind in der Figur 4 als Teilstücke (beispielsweise 63, 20 oder 38) dargestellt. Die Ventile 28, 29 und 20 bzw. 40 erkennt man in Figur 5 seitlich hervorstehend. Das Gehäuseoberteil 55 ist mit dem Gehäuseunterteil 54 mittels Schraubverbindungen 66 verbunden.These channels are shown in FIG. 4 as sections (for example 63, 20 or 38). The valves 28, 29 and 20 and 40 can be seen protruding laterally in FIG. 5. The upper housing part 55 is connected to the lower housing part 54 by means of screw connections 66.

Die Figur 6 zeigt eine Schnittansicht durch das Gehäuseunterteil 54 und das Gehäuseoberteil 55, wobei zwei nebeneinanderliegende Vertiefungen 56 mit zwei entsprechenden Ausnehmungen im Block 60 im Gehäuseoberteil zwei Speicher, beispielsweise den Speicher 50 bzw. den Speicher 51 bilden. Wie aus Figur 4 ersichtlich, ist zwischen dem Gehäuseunterteil 54 und dem Gehäuseoberteil 55 jeweils eine Membran 61 vorgesehen, wodurch die beiden Räume 56 und 60 voneinander getrennt sind; der Raum 60 ist die Gasseite bzw. Federseite des Membranspeichers und der Raum 56 jeweils die Öl- bzw. Fluidseite. Die Vertiefung bzw. die Ausnehmung 60 im Gehäuseoberteil 55 sind so bemessen, daß nur noch ein vergleichsweiser dünner Wandbereich 67 bzw. 68 zu der Oberteilaußenfläche verbleibt. Auf dieser Außenfläche des Oberteiles 55 wird je ein Dehnungsmeßstreifen 69 bzw. 70 oder eine Dehnungsmeßstreifenanordnung 69 bzw. 70 vorgesehen, mit der die Verformung des Wandbereiches 67 bzw. 68 gemessen werden kann. Es wird hierzu verwiesen auf die Figuren 7 und 8.FIG. 6 shows a sectional view through the lower housing part 54 and the upper housing part 55, two adjacent recesses 56 with two corresponding recesses in the block 60 in the upper housing part forming two memories, for example the memory 50 or the memory 51. As can be seen from FIG. 4, a membrane 61 is provided between the lower housing part 54 and the upper housing part 55, as a result of which the two Rooms 56 and 60 are separated from each other; the space 60 is the gas side or spring side of the diaphragm accumulator and the space 56 in each case the oil or fluid side. The recess or the recess 60 in the upper housing part 55 are dimensioned such that only a comparatively thin wall area 67 or 68 remains to the outer surface of the upper part. A strain gauge 69 or 70 or a strain gauge arrangement 69 or 70 is provided on this outer surface of the upper part 55, with which the deformation of the wall area 67 or 68 can be measured. For this purpose, reference is made to FIGS. 7 and 8.

Die Figur 8 zeigt den Speicher 50 im geladenen Zustand. Die Vertiefung 56, d.h. die Fluidseite 56 ist mit Fluid bis auf den erforderlichen Druck von überlicherweise wenigen 100 bar angefüllt. Dadurch ist die Membran 61 angenähert eben und das Gas im Raum 60 steht unter dem gleichen hohen Druck wie das Druckfluid im Raum 50. Dadurch wird, wie in Figur 8 übertrieben dargestellt ist, der Wandbereich 67 nach außen ausgebeult, was von dem Dehnungsmeßstreifen 69 detektiert werden kann. Wenn aus dem Raum 56 bzw. aus dem Speicher 50 Fluid abgezogen wird, was über die Leitung 63 erfolgt, dann wird die Membran 61 durch den Druck des Gases im Raum 60 nach unten in die Vertiefung 56 hineinverformt, was aus Figur 7 ersichtlich ist, und dabei reduziert sich der Grad der Ausbeulung im Wandbereich 67, was von dem Dehnungsmeßstreifen 69 ebenfalls wieder detektiert werden kann. Die Form der Ausnehmung im Gehäuseoberteil ist dadurch bedingt, daß ein ausreichend großer Wandbereich 27 die dünne Wandstärke haben soll.FIG. 8 shows the memory 50 in the loaded state. The recess 56, i.e. the fluid side 56 is filled with fluid up to the required pressure of usually a few 100 bar. As a result, the membrane 61 is approximately flat and the gas in the space 60 is under the same high pressure as the pressure fluid in the space 50. As a result, as exaggerated in FIG. 8, the wall area 67 bulges outwards, which is detected by the strain gauge 69 can be. If fluid is drawn off from the space 56 or from the reservoir 50, which takes place via the line 63, the membrane 61 is deformed downward into the recess 56 by the pressure of the gas in the space 60, which can be seen from FIG. 7, and the degree of bulging in the wall area 67 is reduced, which can also be detected again by the strain gauge 69. The shape of the recess in the upper housing part is due to the fact that a sufficiently large wall area 27 should have the thin wall thickness.

Claims

1. Hydraulic or pneumatic drive for actuating the movable switch contact (16) of a medium and / or high-voltage circuit breaker (11), in particular an SF₆-gas-insulated high-voltage circuit breaker, with a fluid storage arrangement, from the pressurized fluid a drive piston coupled to the movable switch contact (14) for the purpose of carrying out a switching cycle with at least two switching operations, characterized in that the fluid storage arrangement corresponds to the number of switching operations required (for example switching off, on, off switching cycle), in each case separate, separate storage spaces (50) has, whose energy content is dimensioned so that it is sufficient for the switching operation required in each case.

2. Drive according to claim 1, characterized in that each storage space is designed as a gas diaphragm accumulator or spring diaphragm accumulator.

3. Drive according to claim 1, characterized in that each storage space is designed as a spring accumulator.

4. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the storage spaces are accommodated in a single housing block (53).

5. Drive according to claim 4, characterized in that in addition to the storage spaces, the piston-cylinder arrangement (12, 58) for actuating the movable switching contact (16) is housed.

6. Drive according to claim 5, characterized in that in addition a low pressure container (57) for accommodating the fluid consumed in each switching operation is accommodated.

7. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the housing block has a lower housing part (54) and an upper housing part (55), that the lower housing part (54) from the surface to the upper housing part (55) pointing out cavities (56, 57 , 58), which form at least partial spaces of the storage spaces, the low-pressure collecting space and the cylinder space of the piston-cylinder arrangement.

8. Drive according to claim 1, 2, 4 to 7, characterized in that the pressurized fluid space each forming a membrane memory storage space through the recesses (56) in the lower housing part (54) and the gas space through recesses (60) provided in the upper housing part (55) are, wherein the membrane (61) is clamped between the cavities (56) and the recesses (60) on the interface between the lower housing part (54) and the upper housing part (55).

9. Drive according to claim 8, characterized in that the recesses (60) for receiving the storage gas for the membrane store are chosen so deep that between the adjacent outer surface of the upper housing part (55) and the bottom surface of the recesses (60) each Wall area (67, 68) remains, which is so thin-walled that when it is charged with pressurized fluid and the resulting compression of the storage gas, this wall area (67, 68) deforms elastically in a measurable manner.

10. Drive according to claim 9, characterized in that the elastic deformation of this wall area is used to measure the state of charge of the storage spaces.

11. Drive according to claim 10, characterized in that on the outer surface of the wall area (67, 68) strain gauge arrangements (69, 70) are provided, with which the deformation of the wall areas can be measured.

12. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that in the housing block in addition control valves (28, 29, 30, 40), a fluid pump (64) and a drive motor (65) for the fluid pump are integrated.

13. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the drive has a control unit with the aid of which the measurement of the state of charge of the individual storage spaces takes place, which causes the automatic recharging of relaxed storage spaces, and which controls the valves when the circuits are switched OFF and ON switching controls taking into account the state of charge of the individual storage spaces.