NO138820B

NO138820B - ELECTRICAL SWITCH, ESPECIALLY HIGH VOLTAGE POWER SWITCH, WITH A HYDRAULIC DRIVE DEVICE

Info

Publication number: NO138820B
Application number: NO4121/71A
Authority: NO
Inventors: Rudolf Praetsch; Helmut Beier; Klaus Diskar
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1970-12-18
Filing date: 1971-11-08
Publication date: 1978-08-07
Also published as: NO138820C; DE2064798A1; DK142519C; JPS5211421B1; NL7115537A; US3745280A; DE2064798B2; DK142519B; CH523590A

Abstract

Elektrisk bryter, særlig høyspennings-effektbryter, med en hydraulisk drivanordning.Electrical switch, in particular high-voltage circuit breaker, with a hydraulic drive device.

Description

Fra tysk utlegningsskrift nr. 1.286.610 er der kjent en elektrisk éffektbryter som har hydraulisk drift med en sylinder på høyspenningspotensial. På sylinderen er der anbragt en beholder til å oppfange fortrengt hydraulisk væske. Ved en koblingsopera-sjon blir denne oppfangningsbeholder forbundet med sylinderen over en styreventil som likeledes sitter på høyspenningspotensial, så hydraulikvæsken kari unnvike fra sylinderen til beholderen. Den samme ventil styrer også forbindelsen til et hydraulisk system som omfatter et væskemagasin og befinner seg på jordpotensial. Til dette behøves to ledninger> nemlig en høytrykksledning som fører fra magasinet til styreventilen på høyspenningspotensial og derfra til sylinderen, og en lavtrykksledning som via styreventilen for-binder oppfangningsbeholderen med en pumpe som skal fylle opp magasinet. From German specification no. 1,286,610 an electric effect switch is known which has hydraulic operation with a cylinder at high voltage potential. A container is placed on the cylinder to collect displaced hydraulic fluid. During a coupling operation, this collection container is connected to the cylinder via a control valve which is also at high voltage potential, so that the hydraulic fluid can escape from the cylinder to the container. The same valve also controls the connection to a hydraulic system that includes a fluid reservoir and is at ground potential. For this, two lines are needed, namely a high-pressure line that leads from the magazine to the control valve at high voltage potential and from there to the cylinder, and a low-pressure line that via the control valve connects the collection container with a pump that will fill up the magazine.

Ved den kjente bryter kan den olje som fortrenges fra sylinderen, føres bort uten nevneverdig trykkstigning så koblingsprosessen ikke blir hemmet. For å oppnå denne fordel har man imidlertid måttet ta en betydelig påkostning med på kjøpet. Den kjente styreventil er en komplisert flerveisventil og må være anordnet på høyspennings-potensial. Derfra må der ennvidere være lagt to hydraulikledninger gjennom det høyt elektrisk påkjente område mellom høyspennings-potensial og jordpotensial. With the known switch, the oil that is displaced from the cylinder can be carried away without appreciable pressure rise so that the switching process is not inhibited. In order to achieve this advantage, however, one has had to include a significant expense in the purchase. The known control valve is a complicated multi-way valve and must be arranged at high voltage potential. From there, two hydraulic lines must also be laid through the highly electrically charged area between the high-voltage potential and earth potential.

Hensikten med oppfinnelsen er likeoverfor dette å oppnå en vesentlig forenkling av en elektrisk bryter med en hydraulisk drivanordning på hvis sylinder der er anordnet en oppfangningsbeholder The purpose of the invention is, opposite to this, to achieve a significant simplification of an electric switch with a hydraulic drive device on the cylinder of which a collection container is arranged

for fortrengt hydraulikvæske for at koblingsoperasjonen skal kunne skje raskt uteri å hemmes av fortrengt olje. Også ved bryteren too displaced hydraulic fluid in order for the coupling operation to be able to take place quickly without being inhibited by displaced oil. Also at the switch

ifølge oppfinnelsen er oppfangningsbeholderen via en ventil tilsluttet hydrauliksysternet, som omfatter et magasin. Ifølge oppfinnelsen er der imidlertid mellom magasinet og hydrauliksystemet according to the invention, the collection container is connected via a valve to the hydraulic system, which includes a magazine. According to the invention, however, there is between the magazine and the hydraulic system

anordnet en eneste rørledning som ved hjelp av ventilen, avhengig av trykket i ledningen, er forbundet enten med oppfangningsbeholderen eller med sylinderen. arranged a single pipeline which, by means of the valve, depending on the pressure in the line, is connected either to the collection container or to the cylinder.

Ved bryteren ifølge oppfinnelsen er ventilen på oppfangningsbeholderen en hydraulisk "pense" som alt efter rørledningens trykk-tilstand oppretter en forbindelse enten med sylinderen eller med oppfangningsbeholderen. Trykktilstanden avhenger av om den fra oppfangningsbeholderen bortvendte ende av rørledningen er forbundet med magasinet over en styreventil eller ikke. Derfor kan styreventilen anordnes på jordpotensial selv om sylinderen har høyspennings-potensial, så den blir enkel å manøvrere, montere og vedlikeholde. Men fremfor alt kiarer man seg med én eneste ledning mellom magasinet og sylinderen, som eventuélt befinner seg på høyspennings-potensial. In the case of the switch according to the invention, the valve on the collection container is a hydraulic "brush" which, depending on the pressure state of the pipeline, creates a connection either with the cylinder or with the collection container. The pressure state depends on whether or not the end of the pipeline facing away from the collection vessel is connected to the magazine via a control valve. Therefore, the control valve can be arranged at ground potential even if the cylinder has high-voltage potential, so it becomes easy to manoeuvre, mount and maintain. But above all, you make do with a single wire between the magazine and the cylinder, which may be at high voltage potential.

Styreventilen kan hensiktsmessig være shuntet med en pumpe. Dermed blir det sørget for at oppfangningsbeholderen kan tømmes så snart den er forbundet med hydrauliksystemet ved trykkløs rørledning. I serie med pumpen kan der være koblet en tilbakeslagsventil til å forhindre en belastning av pumpen under drivanordningens arbeidsslag. The control valve can conveniently be shunted with a pump. This ensures that the collection container can be emptied as soon as it is connected to the hydraulic system by depressurized piping. A non-return valve can be connected in series with the pump to prevent a load on the pump during the working stroke of the drive device.

Bryteren ifølge oppfinnelsen blir hensiktsmessig oppbygget slik at en stadig virkende litkoblingskraft kan utløses ved hjelp av den av ventilen styrbare forbindelse av sylinderen med oppfangningsbeholderen. Den stadig virkende utkoblingskraft kan være en fjær-kraft eller være kraften av et stadig virkende trykkmedium og holdes tilbake i den ene koblingsstilling.. Hvis man ved en trykksenkning omstyrer drivanordningen, kommer sylinderen i forbindelse med oppfangningsbeholderen. Den stadig virkende kraft trykker da hydraulik-oljen i sylinderen inn i oppfangningsbeholderen. The switch according to the invention is suitably constructed so that a constantly acting light coupling force can be triggered by means of the valve-controllable connection of the cylinder with the collection container. The constantly acting disconnection force can be a spring force or be the force of a constantly acting pressure medium and is held back in the one switching position. If the drive device is reversed due to a pressure drop, the cylinder comes into contact with the collection container. The constantly acting force then presses the hydraulic oil in the cylinder into the collection container.

Den uhindrede bortstrømning av den av drivanordningen fortrengte hydraulikvæske er særlig gunstig for en elektrisk bryter med flere poler. Her kan hver pol ha en sylinder, en ventil og en oppfangningsbeholder, og den eneste rørledning for hver pol er forbundet med bryterens eneste magasin over en styreventil felles for alle polene. På denne måte fås samme koblingstid for koblingsoperasjonen ved alle koblingspoler uavhengig av lengden av rørledningen mellom sylinder og magasin, så man f.eks. for den viktige utkoblings-operasjon får den ønskede synkrone funksjon av polene uten særskilt justering. The unhindered outflow of the hydraulic fluid displaced by the drive device is particularly beneficial for an electric switch with several poles. Here, each pole can have a cylinder, a valve and a collection container, and the only pipeline for each pole is connected to the switch's only magazine via a control valve common to all poles. In this way, the same switching time is obtained for the switching operation at all switching poles, regardless of the length of the pipeline between the cylinder and magazine, so that e.g. for the important disconnection operation, the desired synchronous function of the poles is achieved without special adjustment.

Til nærmere belysning av oppfinnelsen vil der i det følgende bli beskrevet et utførelseseksempel under henvisning til tegningen. Fig. 1 er et skjema for en trepolet effektbryter for 110 kV med hydraulisk drift. Fig. 2 viser i større målestokk detaljer ved en oppfangningsbeholder tilhørende den hydrauliske drivanordning. For further elucidation of the invention, an exemplary embodiment will be described in the following with reference to the drawing. Fig. 1 is a diagram for a three-pole circuit breaker for 110 kV with hydraulic operation. Fig. 2 shows on a larger scale details of a collection container belonging to the hydraulic drive device.

Bryteren 1 har tre like polsøyler 2, 3 og 4. Til hver pol-søyle hører et koblingskammer 6 som bæres av en støtteisolator 5 The switch 1 has three identical pole columns 2, 3 and 4. To each pole column belongs a switching chamber 6 which is carried by a support insulator 5

og har et fast koblingsstykke 7 og en bevegelig koblingsstift 8. Koblingsstiften 8 er forbundet med et drivstempel 9, som er anordnet i en underdel 11 av bryteren utformet som sylinder 10. På sylinderen 10 er der anbragt en oppfangningsbeholder som står under lavtrykk og generelt er betegnet med 12. and has a fixed coupling piece 7 and a movable coupling pin 8. The coupling pin 8 is connected to a drive piston 9, which is arranged in a lower part 11 of the switch designed as a cylinder 10. On the cylinder 10 is placed a collection container which is under low pressure and is generally denoted by 12.

Trykkvæsken for den hydrauliske drivanordning leveres fra et magasin 14 som over en styreventil 15 står i forbindelse med de hydraulisk paralleltliggende drivanordninger for de enkelte poler. Parallelt med styreventilen 15 er der anordnet en pumpe 16 i serie med en tilbakeslagsventil 17. The pressure fluid for the hydraulic drive device is supplied from a magazine 14 which, via a control valve 15, is connected to the hydraulically parallel drive devices for the individual poles. Parallel to the control valve 15, a pump 16 is arranged in series with a non-return valve 17.

Fra styreventilen 15 fører rørledninger 21, 22, 23 til de enkelte drivanordninger, en ledning for hver pol. I hvert av disse ledningsløp sitter en trykkavhengig ventil 25, som er nærmere vist på fig. 2. Til ventilen 25 hører et bevegelig venti.lorgan 26 som under virkningen av en fjær 27 normalt inntar den viste stilling i en sylinder 28. I denne stilling er ventilsetet 31, som fører til oppfangningsbeholderen 12, frigitt. Derfor foreligger der en forbindelse med en boring 32 som fører til sylinderen 28 og via boringer 33 i ventilorganet 26 sluttelig til ledningen 21. Således er oppfangningsbeholderen 12 normalt forbundet med ledningen 21. Dermed kan pumpen 16 ved en senkning av trykket i magasinet 14 til-suge hydraulikvæske fra oppfangningsbeholderen 12 og trykke den inn i magasinet 14. From the control valve 15, pipelines 21, 22, 23 lead to the individual drive devices, one line for each pole. In each of these conduits is a pressure-dependent valve 25, which is shown in more detail in fig. 2. The valve 25 includes a movable valve organ 26 which, under the action of a spring 27, normally takes the position shown in a cylinder 28. In this position, the valve seat 31, which leads to the collection container 12, is released. Therefore, there is a connection with a bore 32 that leads to the cylinder 28 and via bores 33 in the valve body 26 finally to the line 21. Thus, the collection container 12 is normally connected to the line 21. Thus, when the pressure in the magazine 14 drops, the pump 16 can suck hydraulic fluid from the collection container 12 and press it into the magazine 14.

Skal bryteren 1 koble inn, blir styreventilen 15 åpnet. Dermed kommer trykkmediet som står under trykk i magasinet 14, inn i ventilen 25. Den trykker det bevegelige ventilorgan 26 oppover, så ventilsetet 31 blir stengt. Samtidig kommer trykkmedium ut gjennom en boring 35 og skyver en fjærbelastet ventilkonus 36 tilside. Derved er der åpnet en vei for trykkvæsken forbi ventillegemet 26 inn i ledningen 37, som er tilsluttet sylinderen 10 for bryterens drivstempel 9. Bryteren blir koblet inn. Samtidig blir en ut-koblingsfjær 38 spent. If switch 1 is to engage, control valve 15 is opened. Thus, the pressure medium which is under pressure in the magazine 14 enters the valve 25. It presses the movable valve member 26 upwards, so that the valve seat 31 is closed. At the same time, pressure medium comes out through a bore 35 and pushes a spring-loaded valve cone 36 aside. Thereby, a path is opened for the pressure fluid past the valve body 26 into the line 37, which is connected to the cylinder 10 for the switch's drive piston 9. The switch is switched on. At the same time, a disconnection spring 38 is energized.

For utkobling blir stempelet 9 avlastet for trykk ved lukning av ventilen. Nu driver fjæren 38 koblingsstiften'8 med! stempelet 9 nedover. Herved blir hydiraulikvæske fortrengt. Deri fortrengte For disconnection, the piston 9 is relieved of pressure by closing the valve. Now the spring 38 drives the coupling pin'8! stamp 9 downwards. In this way, hydraulic fluid is displaced. There displaced

væske kommer inn i oppfangningsbeholderen 12 som sitter direkte på bryterens drivanorning. Ved fortrengningen av væsken, som på grunn liquid enters the collection container 12 which sits directly on the switch's drive arm. By the displacement of the liquid, as due

av de korte forbindelsesveier mellom stempelet 9 og oppfangningsbeholderen 12 bare har liten masse, kan der altså ikke oppstå nevne-verdige strømningstap som influerer på koblingsprosessen. Den for-sinkelse fortrengningen av hydraulikvæsken betinger, er så kort at den kan settes ut av betraktning, og fremfor ålt like stor for alle bryterpolene uansett hvor langt vedkommende drivanbrdning sitter fra det felles magasin 14. of the short connecting paths between the piston 9 and the collection container 12 only have a small mass, there can therefore be no significant flow losses that influence the switching process. The delay the displacement of the hydraulic fluid causes is so short that it can be taken out of consideration, and above all the same for all switch poles, regardless of how far the relevant drive unit is from the common magazine 14.

I utførelseseksempélet er den hydrauliske drivanordning ahbragt på bryterens bunndel. Byggémåten ifølge oppfinnelsen med en eneste ledning mellom drivsylinder og hydraulikmagasin eir imidlertid også særlig gunstig for slike brytere hvor hydraiilik-ledningen fører til høyspenningsførende drivorganer gjennom støtte-isolatoren 5. In the design example, the hydraulic drive device is mounted on the bottom part of the switch. However, the construction method according to the invention with a single line between the drive cylinder and the hydraulic magazine is also particularly favorable for such switches where the hydraulic line leads to high-voltage carrying drive elements through the support insulator 5.

Claims

1. Electric switch, in particular high-voltage circuit breaker, with a hydraulic drive device on the cylinder of which a collection container for displaced hydraulic fluid is placed, and where this container is connected via a valve to the hydraulic system, which includes a magazine, characterized in that between the collection container ( 12) and hydraulic system, a single pipeline (21) is arranged which, by means of the valve (25), depending on the pressure in the pipeline (21), is connected either to the collection container (12) or to the cylinder (10).

2. Electric switch as specified in claim 1, characterized in that the end of the pipeline (21) facing away from the collection container (12) is connected to the magazine (14) via a control valve (15).

3. Electric switch as specified in claim 2, characterized in that the control valve (15) is shunted with a pump (16).

4. Electric switch as stated in claim 3, characterized in that a non-return valve (17) is connected in series with the pump (16)•

5. Electric switch as set forth in one of claims 1-4, characterized in that a constantly acting disconnection force can be released by means of the valve (15) controllable connection of the cylinder (10) with the collection container (12).

6. Electric switch as stated in claim 2 or one of the following claims, with several poles, characterized in that each pole (2, 3, 4) has a cylinder (10), a valve (25) and a collection container (12) , and that the only pipeline (21, 22, 23) for each pole is connected to the switch's only magazine (14) via a control valve (15) common to all poles.