DE1225742B

DE1225742B - Double-acting oil-pneumatic drive for high-speed electrical circuit breakers

Info

Publication number: DE1225742B
Application number: DEC28534A
Authority: DE
Inventors: M Jacques Dayet; M Pierre Lechat; M Charles Morel
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1961-12-18
Filing date: 1962-11-29
Publication date: 1966-09-29
Also published as: ES282972A1; JPS5324624B1; FR1316571A; BE626187A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

HOIhHOIh

Deutsche KL: 21c-40/51 German KL: 21c-40/51

Nummer: 1225 742Number: 1225 742

Aktenzeichen: C 28534 VIII d/21 cFile number: C 28534 VIII d / 21 c

Anmeldetag: 29. November 1962 Filing date: November 29, 1962

Auslegetag: 29. September 1966Opening day: September 29, 1966

Die Erfindung bezieht sich auf doppeltwirkende ölpneumatische Antriebe für elektrische, mit großer Geschwindigkeit arbeitende Leistungsschalter. Antriebe der in der französischen Patentschrift 1203 632 beschriebenen Art liefern gute Arbeitsergebnisse, wenn sie zusammen mit Apparaten mit den üblichen Arbeitsgeschwindigkeiten Verwendung finden. Es ist jedoch häufig erwünscht, die Zeitdauer der einzelnen Vorgänge zu verringern, insbesondere bei Leistungsschaltern, die bei hohen Spannungen kapazitive Ströme ohne Rückzündung zu schalten haben. Dazu ist es erforderlich, dem beweglichen Kontakt eine sehr große Geschwindigkeit zu erteilen, und zwar hauptsächlich während der Periode der Öffnungsbewegung, die unmittelbar der Trennung der Kontakte folgt. Die Inbewegungsetzung des Öles oder der sonstigen Ubertragungsflüssigkeit, die in den den Antrieb mit dem Betätigungszylinder verbindenden Rohrleitungen enthalten ist, erfordert nun aber eine beträchtliche Energie. Wenn diese Energie von den ölpneumatischen Akkumulatoren gleichzeitig mit der Energie geliefert wird, die zur Beschleunigung des beweglichen Schalterteils erforderlich ist, so muß man zur Erzielung einer genügenden Trenngeschwindigkeit der Kontakte unter Vermeidung von Rückzündungen entweder die verfügbare Leistung erhöhen oder den Weg des beweglichen Schalterteils vor der Trennung der Kontakte beträchtlich vergrößern, was dann auch eine Vergrößerung des Platzbedarfs zur Folge hat.The invention relates to double-acting hydropneumatic drives for electric, with large Speed working circuit breakers. Drives of the type described in French patent specification 1203 632 described type deliver good results when used together with apparatus with the usual Working speeds are used. However, it is often desirable to adjust the length of time of the individual Reduce operations, especially with circuit breakers that are capacitive at high voltages Have to switch currents without backfire. To do this, it is necessary to give the moving contact a very high speed, mainly during the period of opening movement immediately following the separation of the contacts follows. The setting in motion of the oil or other transfer fluid that is in the Drive is included with the actuating cylinder connecting pipes, but now requires one considerable energy. If this energy from the hydropneumatic accumulators at the same time as the Energy is supplied, which is required to accelerate the movable switch part, so must to achieve a sufficient separation speed of the contacts while avoiding re-ignition either increase the available power or increase the travel of the moving part of the switch before the separation of the contacts considerably enlarge, which then also increases the Space requirement.

Andererseits können bei mit großer Geschwindigkeit arbeitenden Schaltern in Anbetracht der Trägheit und der Zusammendrückbarkeit des Öles Druckschwingungen in den langen Rohrleitungen auftreten, welche die unter Spannung stehenden Betätigungszylinder speisen. Überdies ist im Fall von Schalterpolen, die von mehreren in Reihe liegenden Unterbrechungskammern gebildet werden und deren Betätigung durch parallel gespeiste Betätigungszylinder erfolgt, die Synchronisation zwischen den verschiedenen Kammern oder Kammergruppen unter Umständen mangelhaft.On the other hand, in the case of switches operating at high speed, considering the inertia and the compressibility of the oil pressure fluctuations in the long pipelines occur, which feed the actuating cylinders under voltage. Moreover, in the case of Switch poles, which are formed by several series-lying interruption chambers and their Actuation takes place by actuating cylinders fed in parallel, synchronization between the different chambers or chamber groups may be inadequate.

Die Erfindung hat einen doppeltwirkenden ölpneumatischen Antrieb zum Gegenstand, der aus einem oder mehreren Hauptantriebszylindern für die Betätigung der beweglichen Kontakte eines Apparates, wie z. B. eine Schalters, und wenigstens einem Hauptdruckakkumulator besteht. Dieser Antrieb kennzeichnet sich erfindungsgemäß durch eine solche Verbindung zwischen dem oder den Kolben der Antriebszylinder und dem oder den beweglichen Kontakten, daß die Leitungsflüssigkeit in Bewegung ge-The invention has a double-acting hydropneumatic Drive to the object, which consists of one or more main drive cylinders for the Actuation of the moving contacts of an apparatus, such as. B. a switch, and at least one Main pressure accumulator exists. According to the invention, this drive is characterized by such a drive Connection between the piston or pistons of the drive cylinder and the moving contact (s), that the line fluid is in motion

Doppeltwirkender ölpneumatischer Antrieb für
elektrische mit großer Geschwindigkeit
arbeitende LeistungsschalterDouble-acting hydropneumatic drive for
electric at great speed
working circuit breakers

Anmelder:Applicant:

Compagnie Generale d'filectricite, ParisCompagnie Generale d'filectricite, Paris

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. HauserDipl.-Ing. E. Prince, Dr. rer. nat. G. Hauser

und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. G. Leiser, patent attorneys,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19Munich-Pasing, Ernsbergerstr. 19th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

M. Charles Morel,M. Charles Morel,

M. Pierre Lechat,M. Pierre Lechat,

M. Jacques Dayet, Lyon (Frankreich)M. Jacques Dayet, Lyon (France)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 18. Dezember 1961 (882 281)France of December 18, 1961 (882 281)

setzt wird, bevor die Kolben die beweglichen Kontakte antreiben. Die letzteren werden also durch die Kolben unter günstigsten Beschleunigungsbedingungen und mit einer Geschwindigkeit bewegt, die mit der in den Akkumulatoren aufgespeicherten Energie und den Durchtrittsquerschnitten der Ventile und der Rohrleitungen des Antriebs vereinbar sind.before the pistons drive the moving contacts. The latter are thus made possible by the Piston moves under the most favorable acceleration conditions and at a speed that corresponds to the energy stored in the accumulators and the passage cross-sections of the valves and of the drive piping are compatible.

Andererseits weist der Rücklaufkreis des Mediums von dem oder den Hauptantriebszylindern einen oder mehrere ölpneumatische Akkumulatoren auf, die mit einem gegenüber dem Betriebsdruck des Hauptakkumulators niedrigeren Betriebsdruck arbeiten.On the other hand, the return circuit of the medium from the main drive cylinder or cylinders has one or several hydropneumatic accumulators with one opposite the operating pressure of the main accumulator operate at a lower operating pressure.

Auf dem Rücklaufkreis des Mediums angeordnete Dreiwegeventile leiten das rücklaufende Medium zu den mit vermindertem Betriebsdruck arbeitenden Akkumulatoren und erlauben die Rückkehr des Mediums über Ventile und Öffnungen von geringem Durchmesser in einen unter atmosphärischem Druck stehenden Schaltertopf.Three-way valves arranged on the return circuit of the medium feed the returning medium the accumulators working with reduced operating pressure and allow the medium to return through valves and orifices of small diameter into one under atmospheric pressure standing switch pot.

Zusätzliche Ventile, die zwischen den Dreiwegeventilen und den mit vermindertem Druck arbeitenden Akkumulatoren angeordnet sind, sichern die Synchronisierung der parallelgespeisten Hauptantriebszylinder. Additional valves that work between the three-way valves and those working with reduced pressure Accumulators are arranged to ensure the synchronization of the main drive cylinders fed in parallel.

Ausführungsmöglichkeiten gemäß der Erfindung zeigt die Zeichnung, und zwar beispielsweise für denPossible embodiments according to the invention are shown in the drawing, for example for the

609 668/310609 668/310

Fall eines Antriebes nach dem zweiten Zusatzpatent des Öles zurückzugewinnen, um das spätere Absin-In the case of a drive according to the second additional patent for the oil, in order to

vom 3. November 1959 zu dem französischen Patent ken der Kolbengeschwindigkeit auszugleichen. Jeden-from November 3, 1959 to the French patent ken to compensate for the piston speed. Every-

1203 632 vom 21. März 1958. Bei Antrieben dieser falls erreicht man so, da sich eine Funktion in der1203 632 of March 21, 1958. With drives this case is achieved so that there is a function in the

Art sind die beiden Seiten des Kolbens des Antriebs- Nachbarschaft ihres Maximalwertes im allgemeinenKind are the two sides of the piston of the drive - neighborhood of their maximum value in general

Zylinders in den beiden Ruhestellungen, welche die 5 nur wenig verändert, eine Kraft, die der Maximal-Cylinder in the two rest positions, which changes the 5 only slightly, a force that the maximum

Öffnungsstellung bzw. die Schlußstellung sind, von kraft ziemlich nahekommt. Nach dem ErreichenThe open position and the final position are pretty close by force. After reaching

dem gleichen Niederdruck beaufschlagt. dieser Förderung und dem Anlauf des beweglichenapplied to the same low pressure. this promotion and the start of the moving

In der Zeichnung ist Kontaktes ergibt sich infolge des Druckabfalles inIn the drawing there is contact as a result of the pressure drop in

F i g. 1 eine Darstellung der theoretischen Bezie- den Akkumulatoren im allgemeinen eine Flüssig-F i g. 1 an illustration of the theoretical relationships between accumulators in general a liquid

hung zwischen dem Weg des beweglichen Kontaktes io keitsförderung und eine Kolhengeschwindigkeit, diehung between the path of the moving contact and a piston speed that

und dem Weg des Kolbens des Antriebszylinders, sehr langsam abfallen. Jedenfalls kann man sie inand the path of the piston of the drive cylinder, fall off very slowly. Anyway, you can put them in

wodurch man die günstigsten Betriebsverhältnisse erster Annäherung als im wesentlichen konstant an-whereby the most favorable operating conditions are first approximated to be essentially constant.

erhalten kann, sehen. Unter diesen Bedingungen wächst die an dencan get see. Under these conditions the at the grows

Fi.g. 2, 3 und 4 Ansichten von drei Ausführungs- beweglichen Kontakt abgegebene Energie propor-Fi.g. 2, 3 and 4 views of three execution- movable contact output proportional-

formen der Erfindung, durch die es möglich ist, eine 15 tional der Zeit an. Wenn man von der Reibung ab-shape the invention, through which it is possible to a 15 tional of the time. If you move away from friction

Inbewegungsetzung der Leitungsflüssigkeit zu er- sieht, so wird die Geschwindigkeit des beweglichenWhen the line fluid is set in motion, the speed of the moving fluid becomes

zielen, bevor die Kolben der Antriebszylinder die be- Kontaktes der Quadratwurzel aus der Zeit und deraim before the pistons of the drive cylinders contact the square root of the time and the

weglichen Kontakte antreiben. zurückgelegte Weg der l,5ten Potenz der letzterendrive away contacts. distance covered to the 1.5th power of the latter

Fig. 5 eine Darstellung der Beziehung zwischen proportional sein. Der Weg des beweglichen Kontakdem Weg des beweglichen Kontaktes und dem Weg ao tes ist also proportional der l,5ten Potenz des Weges, des Kolbens des Antriebszylinders unter den Arbeits- der von der Antriebsvorrichtung von dem Augenbedingungen der Ausführungsform nach F i g. 4, blick an durchlaufen wird, in welchem der KolbenFig. 5 is an illustration of the relationship between being proportional. The way of the flexible contact The way of the moving contact and the way ao tes is proportional to the 1.5th power of the way, of the piston of the drive cylinder under the working of the drive device from the eye conditions the embodiment according to FIG. 4, look at what the piston is going through

Fig. 6 eine Ansicht einer Vorrichtung, mit deren anfängt, die Kontakte anzutreiben. Man ist somitFigure 6 is a view of a device which is starting to drive the contacts. One is thus

Hilfe es möglich ist, Druckschwingungen in Rohr- bestrebt, eine solche Verbindung zwischen dem be-Help it is possible to avoid pressure oscillations in pipe-endeavors to establish such a connection between the loading

leitungen großer Länge zu vermeiden und eine zu- 25 weglichen Kontakt und dem Kolben der Antriebs-to avoid lines of great length and to ensure that there is easy contact with the piston of the drive

sätzliche Verminderung der Zeiten bei den Öff- vorrichtung zu verwirklichen.to achieve a further reduction in the times for the opening devices.

nungs-SchließrÖffnungs-Zyklen und bei mehrfachen F i g. 1 zeigt die gewünschte Kurve, welche denopening-closing-opening cycles and with multiple F i g. 1 shows the desired curve, which the

Zyklen zu erhalten, Weg des beweglichen Kontaktes C in AbhängigkeitCycles to obtain, path of moving contact C as a function of

F i g. 7 eine Ansicht einer Vorrichtung, mit deren von dem Weg der Antriebsvorrichtung V darstellt.F i g. 7 is a view of a device, with which represents the path of the drive device V. FIG.

Hufe es möglich ist, eine ausreichende Synchroni- 30 Der erste Teil α des Weges der Antriebsvorrich-It is possible to have sufficient synchronism. The first part α of the path of the drive device

sierung zwischen den verschiedenen Kammern oder tung V entspricht der Inbewegungsetzung des ÖlesThe setting between the various chambers or direction V corresponds to the setting in motion of the oil

Kammergruppen zu erhalten, die auf ein und dem- in den Rohrleitungen und der zweite Teil b dem An-To obtain chamber groups, which on one and the other in the pipelines and the second part b to the

selben Pol in Reihe geschaltet sind, und trieb des beweglichen Kontaktes. Die Trennung dersame pole are connected in series, and drove the moving contact. The separation of the

Fig. 8 eine in vergrößertem Maßstab gezeichnete festen und beweglichen Kontakte voneinander erAnsicht einer Einzelheit der Vorrichtung nach 35 folgt, nachdem der bewegliche Kontakt den Weg Fig. 7. 0-C₁ zurückgelegt hat.Fig. 8 is a view of a detail of the device of Fig. 35, drawn on an enlarged scale, of fixed and movable contacts of each other, after the movable contact has traveled _{the path of Fig. 7. 0-C 1.}

Die günstigsten Arbeitsbedingungen des Antriebs- Fig. 2 zeigt eine erste Ausfuhrungsform einer'The most favorable working conditions of the drive- Fig. 2 shows a first embodiment of a '

Zylinders sowohl hinsichtlich der Inbewegungsetzung Verbindung zwischen dem beweglichen Kontakt undCylinder both in terms of the setting in motion connection between the movable contact and

des Öles vor dem Antrieb der Kontakte als auch der Antriebsvorrichtung, mit der man die Kurve derof the oil in front of the drive of the contacts as well as the drive device with which the curve of the

hinsichtlich der Minimalzeit, in welcher eine ange- 40 F i g. 1 erhalten kann.with regard to the minimum time in which a given 40 F i g. 1 can get.

messene Geschwindigkeit der beweglichen Kontakte Der von den Rohrleitungen 2 und 3 gespeiste Annach ihrer Trennung erreicht wird, liegen dann vor, triebszylinder 1 enthält einen Kolben 4, der mit einer wenn unter Berücksichtigung der Energie und der Kolbenstange 5 verbunden ist, die die beweglichen Durchlaßquerschnitte des Antriebes die an dem Kontakte 6 und 7 antreibt, welche mit den festen Kolben des Antriebszylinders verfügbare Kraft einen 45 Kontakten 8 und 9 bzw. den Gleitkontakten 10 und Höchstwert hat. Es hat sich nun gezeigt, daß diese 11 zusammenarbeiten. Bei dieser nur beispielsweisen Kraft, welche Null ist, wenn die Förderung Null oder Ausführungsform ist nur ein einziger Antriebszylinderart ist, daß der gesamte Druck von dem Druck- der vorhanden, welcher die beiden beweglichen Konverlust aufgezehrt wird, dann durch einen Höchst- takte antreibt, die in zwei getrennten und in Reihe wert geht, wenn der Druckverlust in den Ventilen 50 liegenden, nicht dargestellten Unterbrechungskam- und in der Rohrleitung.etwa einem Drittel des An- mern angeordnet sind und die einen Pol oder ein triebsdruckes der ölpneumatischen Akkumulatoren Polelement eines Schalters bilden. Der in dem Schalentspricht. Infolge des begrenzten Volumens der ter fließende Strom kommt beispielsweise über den Akkumulatoren vermindert sich jedoch der Antriebs- mit der Eintrittsklemme verbundenen Kontakt 8 an druck während des Betriebes, wo eine Verminde- 55 und fließt darauf durch die bewegliche Stange 6, den rung der Geschwindigkeit des Kolbens des Antriebs- Gleitkontakt 10, die Verbindungsleitung 12, den zylinders zur Folge hat. Man führt also die Inbewe- Gleitkontakt 11, die Stange 7 und den festen Kongungsetzung der Leitungsflüssigkeit so weit durch, takt 9 zu der damit verbundenen Austrittsklemme daß die Förderung in den Leitungen den oben ange- des Pols oder Polelementes. Es versteht sich, daß gebenen Druckverlust ein wenig übertrifft. Das be- 60 derartige Ausführungen innerhalb des Rahmens der deutet, daß, wenn die Geschwindigkeit des Kolbens Erfindung verbleiben, wie auch immer die Anzahl des Antriebszylinders ein wenig größer ist als die- der Antriebszylinder, die Anzahl der durch die letzjenige, die der Maximalkraft entspricht, der Unter- teren ,angetriebenen beweglichen Kontakte und die schied zwischen diesen beiden Geschwindigkeiten um relative Anordnung der Antriebszylinder und der so größer wird, je schneller sich der Druck der' 65 Kontakte ist.Measured speed of the movable contacts The supplied by the pipes 2 and 3 is reached after their separation are then available, drive cylinder 1 contains a piston 4, which is connected to a if taking into account the energy and the piston rod 5, which the movable passage cross-sections of the Drive that drives the contacts 6 and 7, which with the fixed piston of the drive cylinder available force has a 45 contacts 8 and 9 or the sliding contacts 10 and maximum value. It has now been shown that these 11 work together. With this only exemplary force, which is zero, if the delivery is zero or the embodiment is only a single type of drive cylinder, the entire pressure of the pressure, which consumes the two movable con losses, is then driven by a maximum cycle, which goes into two separate and in series when the pressure loss in the valves 50, not shown, is located in the interruption chamber and in the pipeline.approximately one third of the mark and one pole or one operating pressure of the oleopneumatic accumulators is the pole element of a switch form. The one in the scarf corresponds. Due to the limited volume of the current flowing through the accumulators, for example, the pressure of the drive contact 8 connected to the inlet terminal decreases during operation, where a decrease 55 and then flows through the movable rod 6, increasing the speed of the Piston of the drive sliding contact 10, the connecting line 12, the cylinder results. The moving sliding contact 11, the rod 7 and the solid congealing of the line fluid are thus carried out so far that the clock 9 to the outlet terminal connected therewith causes the conveyance in the lines to reach the pole or pole element at the top. It goes without saying that the given pressure drop is slightly higher. That being said, within the scope of the invention, if the speed of the piston remains, however the number of drive cylinders is slightly greater than that of the drive cylinders, the number of the last corresponding to the maximum force , the lower, driven moving contacts and the difference between these two speeds by the relative arrangement of the drive cylinders and which becomes greater, the faster the pressure of the '65 contacts.

Akkumulatoren vermindert, d. h. je geringer ihr Vo- Die Stange 5 hat einen Schlitz 13, in welchem eineAccumulators decreased, d. H. the lower their Vo- The rod 5 has a slot 13 in which a

lumen ist. Diese Vergrößerung der Kolbengeschwin- Achse 14 gleiten kann. Die Länge des Schlitzes ist solumen is. This enlargement of the piston speed axis 14 can slide. The length of the slot is like this

digkeit erlaubt es, einen Teil der kinetischen Energie. gewählt, daß die Förderung entsprechend, der oben,speed allows some of the kinetic energy to be used. chosen that the funding according to the above,

5 65 6

definierten größten Kraft in dem Augenblick erreicht 34, welche die Anlenkachsen der Stangen 15 und 16 wird, wo die Antriebsvorrichtung beginnt, die be- an die Hebel 17 und 18 verbindet. In der gleichen weglichen Kontakte anzutreiben. Der die Achse 14 Stellung befinden sich die Achsen 23 und 24, welche mit den Kontaktstangen 6 und 7 verbindende Mecha- die Hebel 21 bzw. 22 und die Stangen 25 bzw. 26 nismus besteht aus den Stangen 15 und 16 und den 5 aneinanderlenken, etwas außerhalb der Verbindungsgebogenen Hebeln 17 und 18, die auf festen Achsen linien 19-27 bzw. 20-28, indem sie durch den Tot-19 und 20 schwenkbar gelagert sind und deren Arme punkt in Richtung auf die Verbindungsleitung 12 21 und 22 über Achsen 23 und 24 die Stangen 25 hindurchgeschlagen sind. Während des ersten Teiles und 26 antreiben, welche bei 27 und 28 mit den des Weges des Kolbens 4 der Antriebsvorrichtung Kontaktstellen 6 bzw. 7 in Verbindung stehen. Wenn io bewirkt die Verlagerung des Kolbens 4 im Öffnungssich der Schalter in der in Fig. 2 gezeigten Ein- sinne des Schalters infolge der Totpunkte bei 14, 23 schaltstellung befindet, so können einerseits die und 24 zunächst eine sehr geringe Verlagerung der Achsen 19, 23 und 27 und andererseits die Achsen beweglichen Kontakte 6 und 7 im Schließsinne und 20, 24 und 28 auf einer geraden Linie liegen oder alsdann eine sehr geringe Verlagerung dieser Konvon einer solchen Ausrichtung infolge Durchlaufs 15 takte in entgegengesetztem Sinne. Dadurch wird insdurch den Totpunkt leicht abweichen. Die Achsen gesamt ohne wesentliche Verstellung der Kontakte 23 und 24 befinden sich dann gegenüber den Gera- eine Inbewegungsetzung des Öles hervorgerufen, bis den 19-27 bzw. 20-28 auf der Seite der Verbindungs- die Förderung den vorstehend angegebenen optimaleitung 12. len Wert erreicht. Dann — nach dem Durchschlagendefined greatest force at the moment reached 34, which the articulation axes of the rods 15 and 16 is where the drive device that connects to levers 17 and 18 begins. In the same to drive away contacts. The axis 14 position are the axes 23 and 24, which Mechanisms connecting the levers 21 and 22 and the rods 25 and 26, respectively, to the contact rods 6 and 7 nism consists of the rods 15 and 16 and the 5 link to each other, slightly outside the connecting curve Levers 17 and 18, which are on fixed axes lines 19-27 and 20-28 respectively, by passing through the dead-19 and 20 are pivotably mounted and their arms point in the direction of the connecting line 12 21 and 22 via axles 23 and 24, the rods 25 are punched through. During the first part and 26, which at 27 and 28 coincide with the path of the piston 4 of the drive device Contact points 6 and 7 are in connection. If io, the displacement of the piston 4 in the opening causes itself the switch in the sense of the switch shown in FIG. 2 as a result of the dead centers at 14, 23 switching position is located, on the one hand, the and 24 can initially have a very slight displacement of the Axes 19, 23 and 27 and on the other hand the axes of movable contacts 6 and 7 in the closing direction and 20, 24 and 28 lie in a straight line or then a very slight displacement of this convo such an alignment as a result of pass 15 clocks in the opposite sense. This will result in deviate slightly from the dead center. The axes as a whole without any significant adjustment of the contacts 23 and 24 are then located opposite the straight line, causing the oil to move until the 19-27 or 20-28 on the side of the connection, the promotion of the optimal line specified above 12. len value reached. Then - after punching through

Der Antrieb arbeitet bei der Öffnung des Schalters ao durch alle Totpunkte — treibt der Kolben der An-When the switch is opened, the drive works through all dead centers - the piston drives the drive

folgendermaßen: triebsvorrichtung, welcher sich im wesentlichen mitas follows: drive device, which is essentially with

Die Betätigung des Öffnungsventils verbindet den konstanter Geschwindigkeit bewegt, die Kontakte im Antriebszylinder mit dem Druckakkumulator über Öffnungssinne an. Die beiden Bewegungen stehen in die Leitung 2 und ruft in dieser Leitung, in dem der vorstehend definierten Beziehung zueinander. Zylinder 1 und in der Leitung 3 die Inbewegung- 25 Fig. 5 zeigt den Weg des beweglichen Kontaktes in setzung des Öles hervor. Infolge des Schlitzes 13 der Abhängigkeit von dem Weg der Antriebsvorrichtung. Stange 5 verlagert sich der Kolben 4, ohne die be- Die Zone α entspricht der Periode der Inbewegungweglichen Kontakte 6 und 7 mitzunehmen. Die vor- setzung des Öles mit einer sehr geringen Verlagestehend definierte Förderung tritt am Ende des rung des Kontaktes im Schließzustand und die Schlitzverlaufs ein, und die Stange 5 drückt alsdann 30 Zone & der Inbewegungsetzung der beweglichen Konauf die Achse 14 und nimmt dabei die beweglichen takte mit einer Geschwindigkeit des Kolbens der Stangen 6 und 7 mit. Der Mechanismus ist hinsieht- Antriebsvorrichtung, die im wesentlichen konlich der Stellungen der Achsen sowie hinsichtlich der stant ist.The actuation of the opening valve connects the constant speed moves, the contacts in the drive cylinder with the pressure accumulator via opening senses. The two movements are in line 2 and call in this line, in the relationship defined above. Cylinder 1 and in the line 3 the movement 25 Fig. 5 shows the path of the movable contact in the setting of the oil. As a result of the slot 13 depending on the path of the drive device. Rod 5 to the piston 4, without taking the designate the zone corresponds to the period of the α Inbewegungweglichen contacts 6 and 7 displaced. The delivery of the oil with a very low displacement, as defined, occurs at the end of the establishment of the contact in the closed state and the slot course, and the rod 5 then presses the axis 14 and takes the moving clocks at a speed of the piston of the rods 6 and 7 with. The mechanism is a look-drive device which is essentially conical in terms of the positions of the axles as well as in terms of the stant.

Längen der Stangen und Hebel so bemessen, daß bei Jeder andere Mechanismus, der sich einer beim wesentlichen konstanter Bewegung des Kolbens 35 liebigen Kinematik, z. B. mit Hilfe von Kurvender Antriebsvorrichtung die Beziehung zwischen den scheiben, bedient und zu den oben beschriebenen Wegen der Kontakte und des Kolbens der Antriebs- Ergebnissen führt, liegt natürlich ebenfalls im Rahvorrichtung der Kurve nach F i g. 1 entspricht. men der Erfindung.Lengths of the rods and levers are dimensioned in such a way that with every other mechanism that one is with substantial constant movement of the piston 35 dear kinematics, z. B. with the help of Kurvender Drive device the relationship between the discs, operated and described above Because of the contacts and the piston, which leads to the drive results, is of course also in the yard device the curve according to FIG. 1 corresponds. men of the invention.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Beim Antrieb eines Schalters, dessen Kontakt oder F i g. 3 dargestellt, die die gleichen Bezugsziffern 40 Kontakte sich mit großer Geschwindigkeit verlagern enthält wie die F i g. 2. Die Leitung 2, welche unter müssen, muß die Entleerung des Zylinderinhalts der Druck gesetzt wird, um die Öffnung des Schalters Antriebsvorrichtung an Öl in die Rücklaufleitung in hervorzurufen, ist durch eine Abzweigung 29, welche sehr kurzer Zeit erfolgen. Bei Schaltern, deren sich nahe dem Zylinder 1 befindet, mit einem Hilfs- Hauptantriebszylinder 1 auf dem Leitungspotential akkumulator 30 verbunden, dessen Kolben 31 in der 45 liegt, und hauptsächlich bei Schaltern für sehr hohe Ruhestellung dem niedrigen Druck unterliegt, welcher Spannungen, deren Leitungen 2 und 3 eine beträchtin der Leitung 2 herrscht. Der Inhalt dieses Akku- liehe Länge haben, kommt es nun aber bei dem mulatörs und die den Kolben 31 zurückdrückende schnellen Arbeiten der Antriebsvorrichtung vor, daß Feder 32 sind so berechnet, daß im Augenblick des im Innern der Leitung, die den Rücklauf des Öles Anlaufens des Kolbens 4 die Förderung in der Lei- 50 von der Antriebsvorrichtung zu dem Schaltertopf tung2 vor der Abzweigung 29 (nämlich die Förde- mit atmosphärischem Druck bewirkt, Druckschwinrung, welche den Hilfsakkumulator 30 unter Druck gungen auftreten, die auf der Trägheit und der Zusetzt) der vorstehend definierten optimalen Förde- sammendrückbarkeit des Öles beruhen. Diese 'rung entspricht. Die Arbeitsweise ist dann analog Schwingungen vermindern die Geschwindigkeit, erderjenigen der in Fig. 2 gezeigten Ausführungs- 55 höhen den Ölverbrauch und stören den Synchronisform. mus zwischen den Antriebsvorrichtungen, welche dieA second embodiment of the invention is in When driving a switch, its contact or F i g. 3, the same reference numerals 40 contacts move at great speed contains like FIG. 2. The line 2, which must have, the emptying of the cylinder contents of the Pressure is applied to the opening of the switch drive device to bring oil into the return line can be caused by a branch 29, which takes a very short time. For switches whose is close to cylinder 1, with an auxiliary master drive cylinder 1 at line potential Accumulator 30 connected, the piston 31 of which is located in the 45, and mainly in switches for very high Rest position is subject to the low pressure, which stresses, the lines 2 and 3 a considerable of line 2 prevails. The contents of this accumulator have borrowed length, but now it comes with that mulatörs and the piston 31 pushing back fast work of the drive device that Spring 32 are calculated so that at the moment of inside the pipe that the return of the oil When the piston 4 starts up, the conveyance in the line 50 from the drive device to the switch pot tion2 in front of junction 29 (namely the conveyance with atmospheric pressure causes pressure oscillation, which the auxiliary accumulator 30 under pressure conditions occur due to the inertia and the clogging) the above-defined optimal conveying compressibility of the oil are based. These 'tion corresponds. The mode of operation is then analogous. Vibrations reduce the speed, erder those The embodiment shown in FIG. 2 increases the oil consumption and disrupts the synchronism form. mus between the drive devices which the

Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Er- verschiedenen Pole oder Polelemente antreiben,Fig. 4 shows a third embodiment of the various poles or pole elements drive,

findung, und die Bezugsziffern entsprechen wiederum Die Vorrichtung nach F i g. 6, die entweder in un-finding, and the reference numerals again correspond to the device according to FIG. 6, either in un-

denjenigen der Fig. 2 und 3. Bei dieser Ausfüh- mittelbarer Nähe der Hauptantriebsvorrichtung an-those of FIGS. 2 and 3. In this embodiment, the main drive device is located near the

rungsform ist die Verlagerung des Kolbens der An- 60 geordnet oder in diese eingebaut werden kann, er-The form of movement is the displacement of the piston that can be arranged or built into it.

triebsvorrichtung, welche eine Inbewegungsetzung laubt es, solche Schwingungen zu vermeiden. Diedrive device, which allows a movement to avoid such vibrations. the

des Öles ohne wesentliche Verlagerung des beweg- Vorrichtung enthält zwei Dreiwegeventile 35 und 36,of the oil without significant displacement of the moving device contains two three-way valves 35 and 36,

liehen Kontaktes gestattet, mit Hilfe eines mehrere die in die Leitungen 2 bzw. 3 eingeschaltet sind. Beiborrowed contact allowed, with the help of one of several that are switched into lines 2 and 3, respectively. at

Totpunkte enthaltenden Mechanismus ermöglicht einem Öffnungsvorgang kommt das unter DruckMechanism containing dead points enables an opening process that comes under pressure

worden. In der Einschaltstellung des Schalters liegt 65 stehende Öl durch die Leitung 2 an. Der Durch-been. When the switch is in the on position, there is 65 standing oil through line 2. The through

die Achse 14, welche die beiden Stangen 15 und 16 messer d_x des Sitzes der Ventile 35 und 36 ist größerthe axis 14, which the two rods 15 and 16 knife d _{x of} the seat of the valves 35 and 36 is larger

mit der Stange 5 des Kolbens 4 der Antriebsvorrich- als der Durchmesser d₂ der Bohrungen, in welchenwith the rod 5 of the piston 4 of the Antriebvorrich- than the diameter d _{2 of} the holes in which

tung verbindet, im wesentlichen auf der Geraden 33, die Schäfte der Ventilkörper 35 und 36 und diedevice connects, essentially on the straight line 33, the shafts of the valve bodies 35 and 36 and the

Ventilkörper 37 und 38 gleiten. Im übrigen ist der Durchmesser d₂ größer als der Durchmesser d₃ des Sitzes der Ventilkörper 37 und 38. Das unter Druck stehende Öl hebt den Ventilkörper 35 mit einer Kraft an, die d^—d£ proportional ist.Valve bodies 37 and 38 slide. Otherwise, the diameter d _{2 is} greater than the diameter d _{3 of} the seat of the valve bodies 37 and 38. The pressurized oil lifts the valve body 35 with a force which is proportional to d ^ --d £.

Die Bewegung des Ventilkörpers 35 unterstützt auch die eventuelle Verlagerung des Ventilkörpers 37 nach links. Bei 39 und 40 befinden sich ölpneumatische Akkumulatoren, deren Vorfüllungsdruck höher ist als der Druck, welcher die Ventilkörper der Steuerventile auf ihre Sitze drückt, aber einen erheblich geringeren Wert hat als der Antriebsdruck des ölpneumatischen Hauptakkumulators.The movement of the valve body 35 also supports the possible displacement of the valve body 37 to the left. At 39 and 40 there are hydropneumatic accumulators with a higher pre-charge pressure is than the pressure which presses the valve bodies of the control valves on their seats, but a considerable amount has a lower value than the drive pressure of the hydropneumatic main accumulator.

Der Kolben, der sich von der gestrichelt gezeichneten Stellung aus in Bewegung setzt, verlagert sich also nach rechts und drückt auch das Öl in die entsprechende Richtung. Das Rücklauföl drückt mit einem Druck proportional d£—d£ den Ventilkörper 36 auf seinen Sitz. Eine sehr geringe Ölmenge fließt durch die Öffnungen 44, die entsprechend dimensioniert sind, und gelangt in die Leitung 3.The piston, which starts moving from the position shown in dashed lines, moves to the right and also pushes the oil in the corresponding direction. The return oil presses the valve body 36 onto its seat with a pressure proportional to d £ - d £ . A very small amount of oil flows through the openings 44, which are correspondingly dimensioned, and reaches the line 3.

Der Ventilkörper 38 wird unter einem Druck, der d₂ ²—d_s ² proportional ist, nach links verschoben. Dann strömt fast die gesamte Rücklauföhnenge in den Niederdruckakkumulator 40.The valve body 38 is displaced to the left under a pressure which is _{proportional to d 2} ² -d _s ^2. Almost the entire return amount then flows into the low-pressure accumulator 40.

Wenn der Kolben 4 seinen Hubweg beendet hat, fließt das Öl, welches sich in dem Akkumulator 40 sammelt, langsam durch die kleinen Öffnungen 44 in die Leitung 3. Die Regelung der Geschwindigkeiten auf einen vorherbestimmten Wert erfolgt durch Kalibrierung der Öffnungen 46 für die Öffnungsgeschwindigkeit und der Öffnungen 45 für die Schließgeschwindigkeit. When the piston 4 has finished its stroke, the oil that is in the accumulator 40 flows collects slowly through the small openings 44 in the line 3. The regulation of the speeds to a predetermined value is carried out by calibrating the openings 46 for the opening speed and the openings 45 for the closing speed.

Bei einem Öffnungs-Schließ-Öffnungs-Zyklus empfängt der Niederdruckakkumulator 40 eine Ölmenge, die dem Zweifachen des Zylinderinhalts der Antriebsvorrichtung entspricht. Die Ölmenge, welche zwischen dem Ende der ersten Öffnung und dem Beginn des Schlusses und zwischen dem Ende des Schlusses und dem Beginn der zweiten Öffnung durch die Durchlässe 44 fließt, ist nämlich sehr gering. Der Akkumulator 40 hat deshalb Dimensionen, die es ihm erlauben, ein Ölvolumen aufzunehmen, das ausreicht um die auftretenden Zyklen zu sichern. In gleicher Weise ist der Akkumulator 39 so eingerichtet, daß er die Schließung bzw. die aufeinanderfolgenden Schließungen sichert.In an open-close-open cycle, the low pressure accumulator 40 receives an amount of oil, which corresponds to twice the cylinder capacity of the drive device. The amount of oil which between the end of the first opening and the beginning of the end and between the end of the The end and the beginning of the second opening flows through the passages 44, namely very little. Of the Accumulator 40 therefore has dimensions that allow it to take up a volume of oil that is sufficient to secure the cycles that occur. In the same way, the accumulator 39 is set up so that that he secures the closure or the successive closings.

Am Ende eines Betriebsvorganges, z. B. der Öffnung, liefert nach der Ankunft des Kolbens 4 an seinem Anschlag der Akkumulator 40, wie schon gesagt, durch die Öffnungen 44 in die Leitung 3. In diesem Augenblick ist die Offenstellung des Ventilkörpers 38 eine vollständige. Bei einem erneuten Schließvorgang entsteht in dem Akkumulator 40 von der Abhebung des Ventilkörpers 36 ab und vor dem vollständigen Schließen des Ventilkörpers 38 ein leichter Verlust an Antriebsöl. Das ist ohne Nachteil, wenn es sich um eine einzige Antriebsvorrichtung handelt. Bei einem Betrieb mit mehreren Antriebsvorrichtungen, die synchronisiert sein müssen, was beispielsweise bei Leistungsschalterpolen der Fall ist, die von mehreren in Reihe geschalteten Unterbrechungskammern gebildet werden, findet zweckmäßigerweise die Vorrichtung nach F i g. 7 Verwendung. Bei dieser Vorrichtung sind in den Leitungen 2 und 3 außer der Vorrichtung, deren Arbeitsweise vorstehend beschrieben wurde, in Reihe Ventilkörper 47 und 48 angeordnet, die einerseits Durchlässe 49 bzw. 50 haben, deren Querschnitt ausreicht, damit die Öffnungs- bzw. Schließgeschwindigkeiten erreicht werden, und andererseits Durchlässe 51 bzw. 52 von kleinem Querschnitt aufweisen (s. das in F i g. 8 gezeigte Ventil 48).At the end of an operating process, e.g. B. the opening, delivers after the arrival of the piston 4 at his As already mentioned, the accumulator 40 stops through the openings 44 into the line 3. In this At the moment, the open position of the valve body 38 is complete. When closing again arises in the accumulator 40 from the lifting of the valve body 36 from and before the complete Closing the valve body 38 results in a slight loss of drive oil. That is without any downside if it is is a single drive device. When operating with several drive devices, which have to be synchronized, which is the case, for example, with circuit breaker poles, those of several are formed in series-connected interruption chambers, the device is expedient according to FIG. 7 Use. In this device, in addition to the device, lines 2 and 3 the operation of which has been described above, arranged in series valve bodies 47 and 48, which on the one hand have passages 49 and 50, the cross-section of which is sufficient so that the opening or Closing speeds can be achieved, and on the other hand passages 51 and 52 of small cross-section have (see the valve 48 shown in Fig. 8).

Auf diese Weise hebt sich beispielsweise bei der Öffnung der Ventilkörper 48 ab und läßt Rücklauföl der Antriebsvorrichtung durch die Durchlässe 50 nach dem Akkumulator 40 durch. Sobald die Öffnung beendet ist, beginnt die Entleerung des ÖlesIn this way, for example, when the valve body 48 is opened, it lifts off and allows return oil the drive device through the passages 50 to the accumulator 40. Once the opening is finished, the emptying of the oil begins

ίο des Akkumulators 40. Der Ventilkörper 48 kehrt auf seinen Sitz zurück. Die Ölförderung wird dann durch den kleinen Durchlaß 52 bestimmt, so daß die Abhebung des Ventilkörpers 38 nur sehr gering ist. Wenn ein erneuter Schluß stattfindet, so wird der Ventilkörper 38 augenblicklich auf seinen Sitz gedruckt, und der Verlust des Antriebsöles an dem Niederdruckakkumulator wird auf einen außerordentlich geringen Wert vermindert, der auf die Synchronisierung keinen Einfluß hat.ίο of the accumulator 40. The valve body 48 returns his seat back. The oil production is then determined by the small passage 52, so that the lift of the valve body 38 is very small. If there is another conclusion, it will be Valve body 38 instantly pressed onto its seat, and the loss of drive oil on the Low pressure accumulator is reduced to an extremely low value, which is due to the synchronization has no influence.

Das Öl der Niederdruckakkumulatoren 39 und 40 steht niemals mit der äußeren Atmosphäre in Berührung, so daß jede Gefahr einer Verschmutzung, einer Oxydation oder des Eintritts von Feuchtigkeit, die die dielektrische Festigkeit zwischen den spannungsführenden Teilen und der Masse vermindern könnte, ausgeschaltet ist.The oil in the low-pressure accumulators 39 and 40 is never in contact with the external atmosphere, so that any risk of pollution, oxidation or the ingress of moisture that could reduce the dielectric strength between the live parts and the mass, is turned off.

Die verschiedenen Ausfuhrungsformen der Erfindung vermeiden die Mängel, welche infolge der Trägheit des Öles in den Antriebsorganen auftreten. Dies geschieht durch die Inbewegungsetzung des Öles vor der Verschiebung der beweglichen Kontakte und den Beginn der Bewegung der letzteren, wenn die Förderung angenähert der maximalen Kraft entspricht, die an dem Kolben der Antriebsvorrichtung verfügbar ist. All dies gestattet, mit einer unter den günstigsten Bedingungen angwendeten Energie während einer Minimalzeit eine große Geschwindigkeit zu erreichen und so jede Rückzündung bei der Unterbrechung kapazitiver Ströme zu vermeiden. Andererseits ist die der Zone α der F i g. 1 und 5 entsprechende Zeit sehr kurz, und die große, mit einer begrenzten Energie erreichte Geschwindigkeit ermöglicht es, die Dauer der Beseitigung von Kurzschlüssen wesentlich herabzusetzen. Die Ausführungsform nach Fig. 2 entspricht den gestellten Bedingungen, sie hat jedoch den Nachteil, einen Stoß hervorzurufen, wenn die Achse 14 auf den Boden des Schlitzes 13 trifft. Die Ausführung nach F i g. 3 vermeidet diesen Nachteil, aber das Öl des Antriebszylinders 1 und dasjenige in der Leitung 3 sind nicht in Bewegung, wenn die beweglichen Kontakte 6 und 7 sich zu verlagern beginnen. Die Ausführung nach F i g. 4, welche die bevorzugte Ausführung gemäß der Erfindung darstellt, hat gegenüber der Ausführung nach F i g. 2 den Vorteil, die Kontakte stoßlos in Bewegung zu setzen, und der Ausführung nach F i g. 3 gegenüber ist sie vorzuziehen, weil bei ihr die gesamte Flüssigkeit des Antriebes in Bewegung gesetzt wird und weil sie infolge Fortfalles des Hilfsakkumulators 30 wirtschaftlicher ist.The various embodiments of the invention avoid the deficiencies which occur as a result of the inertia of the oil in the drive elements. This is done by setting the oil in motion prior to the displacement of the movable contacts and the beginning of the movement of the latter when the conveyance approximates the maximum force available on the piston of the drive device. All this makes it possible to achieve a high speed with an energy used under the most favorable conditions during a minimum time and thus to avoid any flashback when capacitive currents are interrupted. On the other hand, that of the zone α is FIG. The time corresponding to 1 and 5 is very short, and the high speed achieved with a limited energy makes it possible to considerably reduce the duration of the elimination of short circuits. The embodiment according to FIG. 2 corresponds to the conditions set, but it has the disadvantage of causing a shock when the axis 14 hits the bottom of the slot 13. The design according to FIG. 3 avoids this disadvantage, but the oil in the drive cylinder 1 and that in the line 3 are not in motion when the moving contacts 6 and 7 begin to move. The design according to FIG. 4, which represents the preferred embodiment according to the invention, has compared to the embodiment according to FIG. 2 has the advantage of setting the contacts in motion smoothly, and the embodiment according to FIG. 3 it is preferable because it sets the entire fluid of the drive in motion and because it is more economical due to the omission of the auxiliary accumulator 30.

Alle beschriebenen Ausführungsformen haben jedoch den Vorteil, den verschiedenen von den Bedürfnissen abhängigen Betriebsbedingungen zu genügen. However, all of the embodiments described have the advantage of meeting different needs to meet the dependent operating conditions.

Überdies ermöglicht es die Erfindung, Druckschwingungen zu vermeiden, die in Rohrleitungen großer Länge zur Speisung der unter Spannung stehenden Antriebsvorrichtungen von Ausschaltern auf-In addition, the invention makes it possible to avoid pressure fluctuations that occur in pipelines long length to supply the energized drive devices of circuit breakers on

treten, welche mit großer Geschwindigkeit arbeiten. Schließlich sichert die Erfindung eine Synchronisierung zwischen den verschiedenen Kammern oder Kammergruppen, die auf ein und denselben Pol in Reihe geschaltet sind.kick, which work at great speed. Finally, the invention ensures synchronization between the various chambers or groups of chambers which point to the same pole in Are connected in series.

Claims

Patent claims:

1. Double-acting hydropneumatic drive for electrical work at high speed tend circuit breaker with at least one main drive cylinder for the operation of a movable contact and a main pressure accumulator, characterized in that each drive piston with a corresponding movable contact connected by such a mechanical transmission device is that the fluid causing the energy transfer in the drive is set in motion before the piston drives the movable contact ao in the disconnection direction.

2. oleopneumatic drive according to claim 1, characterized in that the mechanical Transmission device is set so that the drive of a movable contact in the Shutdown starts when the promotion

• the hydraulic .fluid in the drive Corresponds to pressure losses, which is a little over a third of the available drive pressure of the Accumulator amount.

3. Oil-pneumatic drive according to claim 2, characterized in that the mechanical Transmission device is set so that in the course of the drive of the movable Contacts in the disconnection sense, the displacement of a contact is like the 1.5th power of the displacement of the piston of the corresponding drive device changes.

4. Oil-pneumatic drive according to claim 1, characterized in that the mechanical Transmission device has a double dead center, which when in motion the hydraulic fluid has a small reciprocating motion of a corresponding movable Causes contact in its on position.

5. hydropneumatic drive according to claim 1, characterized in that in the shunt too an auxiliary pressure accumulator is connected to the feed line of a cut-off drive device.

6. Oil-pneumatic drive according to claim 1, characterized in that each return path the hydraulic fluid of a drive device runs through a three-way valve, which the liquid first to an auxiliary accumulator with a lower one than the main accumulator Pressure and then through a valve and calibrated passage to a sub-atmospheric one Pressurized container conducts.

7. oleopneumatic drive according to claim 6, characterized in that the synchronization of the various drive devices fed in parallel by an additional valve takes place, which connects a three-way valve with the corresponding low-pressure auxiliary accumulator in each Line is switched on.

8. oleopneumatic drive according to claim 6, characterized in that the liquid of the Auxiliary accumulators are sealed against the external atmosphere.

1 sheet of drawings

609 668/310 9.66 ® Bundesdruckerei Berlin