SU554567A1 - Гидравлический аккумул торный привод дл высоковольтных выключателей - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области высоковольтного аппаратостроени , в частности к приводам высоковольтных выключателей.

Известен гидравлический привод, использующий гидравлический цилиндр с двум  штоками и две системы управл ющих орга.нов, одна из которых предназначена дл  включени  выключател , а друга  - дл  его отключени  1. Питание гидроцилиндра осущеспвл етс  либо от одного гидроаккумул тора, либо от двух Яккумул торов, соединенных (дл  обеспечени  их зар дки) через обратный клапан. При совершении какой-либо операции (включени  или отключени ) одна из полостей цилиндра соедин етс  со Сливом, а друга  остаетс  соединенной с аккумул тором. Слив осуществл етс  через каналы одной или другой системы унравлени , что затрудн ет быструю эвакуацию жидкости из опорожн емой полости , и, следовательно, снижает быстродействие привода.

Известен также привод, .использующий гидравлический цилиндр, работающий по дифференциальной схеме 2.

При включении обе ПОЛости цилиндра соедин ютс  с гидроаккумул тором, а при отключении щтокова  нолость остаетс  соединенной с аккумул тором, а порщнева  соедин етс  со сливом. Обе полости цилиндра питаютс  от одного и того же гидроаккумул тора или грунпы их.

При использовании описанных приводов дл  уира1влени  выключател ми, обеспечивающими сложные циклы (многократные автоматические повто.рные включени ), скорости включени  и, что особенно нежелательно, отключени  будут с каждой операцией уменьшатьс , так как кажда  последующа  операдн  будет начинатьс  при сниженном (по сравнению с предыдущей операцией) давлении в гидроаккумул торе. То есть услови  гашени  электрической дуги при отключении выключател  не будут стабильными.

Необходимость пропускани  жидкости из обеих полостей гидроцилиндра через управл ющие органы создает дополНительные сопротивлени  движению поршн  и снижает быстродействие привода.

Известны гидравлические аккумул торные приводы, обеспечивающие .как включение, так и отключение выключател  за счет энергии, заатасенной в отдельных дл  каждого вида операции гидроаккумул торах. Гидроаккумул торы отключени  в приводах посто нно соединены со щтоковой полостью дифференциаль}joro рабочего гидроцилиндра, а гидроаккумул торы включени  соедин ютс  с поршневой полостью гидроцилиндра при положе1нир рабочего (главного) клапана, обеспечивающем включение выключател . Поршнева  и штоко ва  полости гидроцилиндра соединены между собой посредством трубопровода с включенным в «его гидравлическим -сопротивлением (диафрагмой). Аккумул торы отключени  зар жаютс  у такого .привода в .процессе включени  выключател  жидкостью, вытесн емой поршнем рабочего гидроцилиндра из его штоковой ПОЛОСТИ и, возможно, некоторой порцией жидкости, поступающей из гидроаюкумул торов включени  через трубопровод -с диафрагмой . При 1выдерж)ке выключател  некоторое {завис щее от сечени  диафрагмы) врем  во включенном .положении давление в аккл мул торах включени  и отключени  выравниваютс . Отключение выключател  осуществл етс  путем соединени  порщневой полости гидроцилиндра с резервуаром и одновременного перекрыти  гидроаккумул торов включеци  запирающим элементом рабочего клапана . Такой .конструкции привода свойственны следующие недостатки: 1. Скорость отключени , производимого немедленно .по завершении включени  выключател  (ситуаци , -наблюдаема  при включении на короткое замыкание в цепи), может быть 3|Начительно ниже скорости отключени , Производимого после .некоторого .(достаточного дл  выравнивани  давлений в а.к«умул торах отключени  и включени ) пребывани  выключател  во включенно.м .положении, если давление в аккумул торах отключени  после перетока в них жидкОСти из щтоковой полости гидроцилиндра ниже, чем давление жидкости в этот момент в аккумул торах в-ключени . 2.Ход поршн  гидроцилиндра на отключение может быть неполным, если давление в аккумул торах отключени  лосле перетока в них жидкости из штоковой полости гидроцилиндра оказалось выще, чем давление жидкости в этот момент в акКумул то.рах включени . 3.Если имеет место подзар дка аккумул торов отключени  через трубопровод с диафрагмой , то есть, если количество жидкости в аккумул торах отключени  .перед началом отключени  выключател  больше объема штоковой полости ра-бОЧего гидроцилиндра, то жидкость, оставша с  в аккумул торах отключени  после завершени  отключени  выключател , сливаетс  в резервуар (через рабочий клапан), то есть расходуетс  непроизводительно , что снижает процент использовани  запасенной в аккумул торах энергии или КПД привода. 4.Пе обеспечиваетс  медленное отключение выключател . Дл  его осуществлени  необходимо ввести в схему дополнительные органы управлени . 5.При медлениом (за счет утечек) падении давлени  в аккумул торах при включенноМ положении выключател  до атмосферного (аварийна  ситуаци ), вернуть .выключатель в исходное отключенное положение с помощью привода возможно только -после устранени  течи, то есть после ремонта привода, в то же врем  гарантии удержани  выключател  во включенном положении нет, что особенно онаоно , если выключатель находитс  по.д нагрузкой . Целью изобретени   вл етс  повыщение надеж.ности гидроаккумул торного привода. Эта цель достигаетс  за счет того, что гидроаккумул торы включени  и отключени  соединены между собой посредством обратного клапана, пропускающего жидкость в направлении гидроаккумул тора отключени . Дл  повышени  надеж1ности управлени  при1во1дом его сер.вокла1пан запитан от гидроаккумул тора отключени . Кроме того, с целью обеспечени  возможности медленного отключени  с помощью iHacoca гидроаккумул торы включени  и отключени  снабжены запирающими устройствами, а обратный клапа.н снабжен устройством дл  принудительного удержани  Клапана в открытом положении. Дл  ра.сширени  диапазона регулировани  скоростных характеристик путем изменени  соотношени  величин давлени  в гидроаккумул торах включени  и .отключени  упом нутый обратный клапан .снабжен пружиной, устанавливающей заданный перепад давлений м.ежду его входным и .выходным каналами. На чертеже .представлена схема предлагаемого привода. Прив.од содержит ма.сл ный резервуар 1, с которым соединены всасывающие линии моторного 2 и руч.ного 3 насо.сов. Если моторный насос не имеет встроенного обратного клапана, то последний (.на схеме не показан) устанавливаетс  на .нагнетательной линии насоса. На объединенном трубопроводе нагнетательных линий насосов установлены фильтр 4 и предохранительный клапан 5. Через запорные вентили 6 обща  нагнетательна  лини  7 насосов соединена с жидкостными полост ми гидроаккумул торов включени  8 и через управл емый о.братный клапан 9 и запор .ные вентили 10 с жидкостными полост ми гидро-аккумул торов отключени  11. Управл емый обратный клапан 9 представл ет собой устройство, нормально пропускающее поток жидкости только в направлении гидроаккумул торов отключени  11. Он состоит из корпуса с входным и выходным каналами , запирающего элемента-таарика 12, .пружины 13 и двух винтов 14 и 15. Винт 14 ;п..назначен дл  изменени  предварительного сжати  пружины 13, а винт 14 - дл  отрыва шарика 12 от его седла при необходимости медленного (от на.сосов) оперировани  приводом. ружина 13 служит дл  обеспечени  перепада авлени  «а клапане. С нагнетательной линией 7 .соединено гидавлически управл емое электроконтаКТ1ное стройство, переключающее свои контакты ри определенных величинах давлений в гидоаккумул торах включени  8 (при открытии ентил  6). В приведенной схеме роль такого

устройства выполн ют два электроконтактных маиометра 16.

Гидроаккумул торы отключени  II соеди ены СО штоковой полостью рабочего гидроцилилдра 17 и через трубопровод управлени  18 - с сервоклачтаном 19, имеющим электрическое (пооредством электромагнитов включени  20 и отключени  21) и ручное (с ломощью рычага 22) уетравление.

СерФоклааши 19 имеет входной канал, к которому подсоединен трубопровод 18, сливной «анал 23 и рабочий выходной «анал 24. В корпусе сервоклаиана размещены пружина 25, толкатель 26, щарик 27, контактирующий с нижним седлом в отключенном, а с верхним- во включенном положении выключател . Сверху на щарик 27 через толкатель 28 воздействует пружина 29. Выходкой рабочий канал 24 сервоклалана соединен с полостью 30 управлени  главным «лапаном 31.

Главный клапан 31 состоит из корпуса с размещенными в нем запирающим элементом 32 и пружиной 33 и порщ.н  34 управлени , золотникова  часть которого .может перемещатьс  в гильзе 35, имеющей сливные отверсти  36. Торец -порЩН  управлени  выполнен коническим и притерт с седлом, выполненным в корпусе . Кориус главного (рабочего клапана) имеет три рабочих канала больщого сечени : входной канал 37, соединенный с гидроаккумул торами включени  8, выходной рабочий канал 38, соединенный с порщневой полостью гидроцилиндра 17, и сливной канал 39, сообщающийс  с масл ным резервуаром 1.

Работа лривода осуществл етс  следующим образом.

1. Зар дка гидроаккумул торов.

При включении моторного насоса 2 (или при работе ручным насосом 3) масло из резервуара 1 через фильтр 4 и открытые вентили ио трубопроводу 7 -подаетс  в аккумул торы включени  8. При повыщении давлени  в аккумул торах 8 до величины настройки клапана 9 последний открываетс  и пропускает -масло в аккумул торы отключени  И, а также в щтоковую полость рабочего гидроцилиндра 17. По достижении максимального рабочего давлени  в аккумул торах включени  двигатель насоса по .команде электроконтактного манометра 16 отключаетс . При этом давление в аккумул торах отключени  устанавливаетс  равным максимальному рабочему давлению, уменьщенному на величину, определ емую настройкой клапана 9 (или равным максимальному рабочему давлению, если предварительного сжати  пружины 13 клала-на 9 нет). Поскольку щтокова  полость рабочего гидроцилиндра 17 соединена с аккумул торами отключени , а его порщнева  полость через каналы 38, 36 и 39 рабочего клапана 31 соединена с резервуаром 1, порщень гидроц линдра 17 занимает крайнее нижнее положение.

2. Включение (оперативное). При нодаче напр жени  на катушку электромагнита включени  20 последний посредством рычага 22 и толкател  28 снимает действие ,пружи1ны 29 на щарик 27. Шарик 27 под действием давлени  жидкости и подпружиненного толкател  26 отрываетс  от своего нижlicro седла и «залипает при носадке на верхнее седло. Жидкость от аккумул торов 11 через трубопровод 18, каналы в толкателе 26 и выходной канал 24 сервоклапана носту-пает в полость 30 управлени  главным клапаном. Порше-нь 34 главного клапана под действием давлени  этой жидкости перемещаетс  вправо и (после перекрыти  своей золотниковой частью сливных каналов 36 втулки 35) отрывает запирающий элемент 32 от его седла.

При этом открываетс  путь мощному потоку масла от аккумул торов 8 отключени  через каналы 37 и 38 в порщ-невую полость рабочего гидро-цнлвндра 17. Благодар  разнице площадей , на которые действует давление сверху и

снизу норЩН , последний перемещаетс  вверх, производ  включение выключател . При этом жидкость, наход ща с  в щтоковой полости гидроцилиндра 17, перемещаетс  в аккумул торы 11 отключени  и, поокольку клапан 9 закрыт , повышает в них давление.

Выключатель остаетс  во включенном положении и при сн тии напр жени  с катущки включающего электромагнита, -поскольку нлощади сечений отверстий, нерекрываемых щариком 27 сервоклапана 19 в его нижнем и верхнем ноложении, а также усили  нижней 25 и верхней 29 пружин сервоклапана рассчитаны так, что щарик остаетс  в верхнем положении при допустимых колеба-ни х давлени 

в аккумул торах отключени . Шарик 27 сервоклапана переходит в нижнее положение (а выключатель отключаетс ) только тогда, когда к усилию верхней пружины 29 клапана прибавл етс  усилие, передаваемое через рычаг 22 от электромагнита отключени  21, то есть при подаче на катушку электромагнита 21 требуемого напр жени .

После отрыва щарика клапана от верхнего седла на-пр жение с катушки отключающего

электр-омагнита 21 также может быть сн то, так как усили  верхней пружины 29 сервоклапана 19 будет достаточно, чтобы посадить щарик 27 на нижнее седло и удерживать его в этОМ положении при любых возможных ко.лебани х давлени  в аккумул торах отключени .

Иными словами, усили  верхней пружины сервоклапана достаточно, чтобы удерживать шарик на нижнем седле, преодолева  усилие

давлени  жидкости и нижней нружины, и недостаточно , чтобы оторвать шарик от верхнего седла, так как нижнее нерекры-ваемое щариком отверстие клапана меньше верхнего. Именно дл  обеспечени  этих условий и важно запитывать сервоклапан 19 от аккумул торов отключени , поскольку давление в них может колебатьс  в меньших -пределах, чем в аккум-ул торах включени .

Если давление в аккумул торах отключени  но какой-либо аварийной причине надает

настолько, что верхн   пружина 29 серзоклапана оказываетс  .в состо нии оторвать ш.арик 27 от верхнего седла, происходит оперативное отключение выключател , так при этОМ давлении Лривод еще в состо нии обеспечить отключение выключател  с требуемыми скорост ми.

3.Отключение (оперативное).

Подача напр жени  на Катушку электромагннта отключени  21 обеспечивает возврат сервоклапана и рабочего кла1пана в исходное положение. При этом .поршпева  полость гидроцилиндра разобщаетс  с аккумул торами включени  8 и соедин етс  с резервуаром 1.

Вследствие этого давление жидкости в штоковой лолости гидроцилипдра 17 (соединенной с аккумул торами отключени  II) возвращает его поршень в исходиое (на фиг. 1 - Нижнее) положение. Выключатель отключаетс  и удерживаетс  в отключен-ном положении за счет сохранени  св зи штоковой полости гидроцилиндра 17 с аккумул торами отключени  11.

4.Медле«ное включение и отключение. Дл  осуществлени  медленного включени 

или отключени  необходимо перекрыть вептили 6 и 10 аккумул торов, открыть посредством вкнта 15 клапан 9 и вручную привести сервокла/пан 19 в положение включени  или отключени  соответственио.

Включение моторного насоса I или работа ручным насосом 2 обеспечивает .перемещение лорщн  рабочего гидроцилиндра 17 в нужном наиравлении.

5.Разр дка ги роаккумул торов. Шарик 27 сервоклапана устанавливаетс  в

нейтральном .положении. При этом аэдкумул торы отключени  И, а при открытом клапане 9 и аккумул торы включени  8 соедин ютс  с резервуаром 1, что и обеспечивает их разгрузку от Масла.

Контакты одного (показанного на чертеже ) электроконтактного маиометра 16 служат дл  отключени  электродвигател  насоса при максимальном рабочем давлении и включени  электродвигател  три падении давлени  до минимального рабочего.

Контакты другого манометра служат дл  предотвращени  Прохождени  команды на электромагниты утравлени  приводом при давлении в аккумул торах, недостаточном дл  обеспечени  уопещного включени  и отключени  выключател .

Предохранительный клапан 5 служит дл 

предотвращени  зар дки гидроаккумул торав («аиример, с помощью ручного насоса) до давлени , недопустимо превыщающего максимальное рабочее давление привода.

Claims (4)

1.Гидравлический аккумул торный привод дл  высоковольтных выключателей, садержа0 щий систему аккумулировани  энергии с гидроаккумул тором отключени , соединенным со штоковой полостью рабочего гидроцилиндра и гидроаккумул тором включени , соединенным с порщпевой полостью гидро-цилиндра

5 посредством управл ющего орг.ана, состо щего из сервоклапана и, по меньшей мере, одного , управл емого последним гидравлически рабочего клапана, .о тлИ чающий с   тем, что, с целью ловыщени  надежности привода, упо0 м  нутые гидро.аккумул то1ры соединены между собой посредством обратного клапана, .пропускающего жидкость в направлении гидроа-ккумул тора отклкиени .

2.Гидравлический привод .по п. 1, отличающийс  тем, -что, с целью повышени  надежности управлени  лриводом, упом нутый сервоклалан запита.н от гидроаккумул тора отключени .

3.Гидравлический привод по п. 1, отлиg чающийс  тем, что, с целью обеспечени 

возможности медленного отключени  с помощью насоса, гидроакжумул торы включени  и отключени  снабжены запирающими устройствами , а обратный клапан снабжен устройстg BOM дл  принудительного удержани  клапана в открытом положении.

4.Гидравлический привод по п. 1, отличающийс  тем, ЧТО, с целью расширени  диапазона регулировани  скоростных харэкQ тери.сти1К лутем изменени  соотношени  величин давлени  в гидроаккумул торах включени  и отключени , упом нутый обратный клапан снабжен пружиной, устанавливающей заданный перепад .давлений между его входным д и выходным каналами.

Источники информации, прин тые во внимание ПРИ эшспертизе.

1. Патент Франции № 1.203.632, кл. Н 02С, 1963.

.. 2. Патент Швейцарии № 412.058, кл. Н 02С, 1969.

3. Патбнт Швейцарии № 376.558, кл. Н 02С, 1970.