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EP0049375A1 - Autopneumatischer SF6-Druckgasschalter mit pneumatischem Antrieb - Google Patents

Autopneumatischer SF6-Druckgasschalter mit pneumatischem Antrieb Download PDF

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Publication number
EP0049375A1
EP0049375A1 EP19810106983 EP81106983A EP0049375A1 EP 0049375 A1 EP0049375 A1 EP 0049375A1 EP 19810106983 EP19810106983 EP 19810106983 EP 81106983 A EP81106983 A EP 81106983A EP 0049375 A1 EP0049375 A1 EP 0049375A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
damping
piston
cylinder
autopneumatic
compressed air
Prior art date
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Granted
Application number
EP19810106983
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0049375B1 (de
Inventor
Karl Dr.Ing. Kriechbaum
Hans-Erich Ing.Grad. Zyriax
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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Publication of EP0049375A1 publication Critical patent/EP0049375A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0049375B1 publication Critical patent/EP0049375B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/60—Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock
    • H01H3/605—Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock making use of a fluid damper
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/30—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator
    • H01H33/32—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using fluid actuator pneumatic

Definitions

  • the invention relates to an autopneumatic SF 6 gas switch according to the preamble of claim 1.
  • a compressed air drive for electrical switches is already known, in which the moving masses are braked by means of air damping before reaching the end positions, a piston guided in a cylinder for switching on from one side and for switching off from the other side is pressurized with compressed air and the cylinder space located on the opposite side serves as a damping space.
  • the piston is connected to a continuously hollow piston rod having at least two transverse holes, which slidably comprises a fixed mandrel provided with recesses, such that the respective damping space is at least partially filled with compressed air during part of the piston movement.
  • This known damping arrangement is disadvantageous in terms of structure and mode of operation because it early draws energy from the system, i. H. the contact piece movement is restricted and energy is withdrawn from the SF6 cylinder which is not available for switching off.
  • the known switch is relatively complex in terms of the structure and mode of operation of its damping device.
  • the invention is therefore based on the object of providing an autopneumatic SF 6 gas pressure switch of the type mentioned at the beginning, which is simple in construction and with which the SF 6 compression cylinder does not withdraw energy for damping.
  • FIG. 1 shows an autopneumatic high-voltage circuit breaker with two switching chambers 1, 2, each of which contains an unspecified switching contact system in connection with devices for blowing the arc and for generating the necessary blowing pressure.
  • the two switching chambers rest on a pole column consisting of two supports 3, in the interior of which there is a switching rod 4, which is connected on the head side via deflection elements 5 to the moving contact pieces of the contact system and on the foot side with a compressed air piston 7 of a pneumatic drive that is slidably arranged in a compressed air cylinder 6 .
  • the air cylinder 6 is fixedly connected to a base frame or base frame 8.
  • the switch shown in Figure 1 is in the "off" position (bottom dead center of the compressed air piston 7).
  • the movement of the compressed air piston or the shift rod 4 firmly connected to it must be braked or damped.
  • the invention provides a pneumatic damping device.
  • FIG. 2 An embodiment of such a pneumatic damping device 9 is shown in FIG. 2.
  • the damping device 9 shown consists of an upward, ie. H. to the switching chambers 1, 2 open damping cylinder 10, which is arranged with its closed side 10a at the foot of the support 3 forming the pole column.
  • the damping cylinder 10 is arranged coaxially to the support 3 and the drive rod 4, the latter being passed through the damping cylinder.
  • a damping piston 11, which cooperates with the damping cylinder 10, is firmly connected to the shift rod 4.
  • the height of the damping cylinder is approximately one third of the stroke of the compressed air piston 7.
  • the damping piston 11 In this position, the damping piston 11 is in the position shown in dashed lines above the damping cylinder 10. If the compressed air piston 7 and thus the shift rod 4 and the associated damping piston 11 are moved into the “off” position, the damping piston 11 runs initially along two thirds of its path of travel outside the damping cylinder 10, so that a damping effect practically does not occur. After two thirds of its path of movement, the damping piston 11 dips into the damping cylinder 10, as a result of which the upper side is closed and a closed damping volume is created. Since the output pressure here is already about 6 bar, a sufficiently high counterpressure subsequently builds up in the damping cylinder 10, which causes the damping.
  • the damping device 9 can expediently be used with a further damping (not shown) arranged in the drive cylinder 6.
  • This further damping advantageously consists of a damping ring made of polymer material, in particular polyurethane, which as Stop for the compressed air piston 7 in the lower reversal area acts. Since the damping properties of the further damping z. B. become worse at low temperatures and eventually go to zero, but the damping device 9 is largely independent of temperature, it has z. B. in the case of low temperatures.

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  • Actuator (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)
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Abstract

Der autopneumatische SF6-Druckgasschalter weist einen pneumatischen Antrieb mit einem Druckluftzylinder (6) und einem Druckluftkolben (7) auf, ferner eine durch eine SF6-Gas enthaltende Polsäule (3) geführte Schaltstange (4), die mit dem Druckluftkolben (7) verbunden ist, und eine Dämpfungseinrichtung (9) zum Dämpfen der Schaltbewegung des Druckluftkolbens (7) und der damit verbundenen Teile.
Um einen im Aufbau einfachen Druckgasschalter zu schaffen, bei dem dem Kompressions-Zylinder Energie zur Dämpfung nicht entzogen wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Dämpfungseinrichtung (9) in der Polsäule (3) angeordnet ist und eine Dämpfungskolben-Zylinder-Einheit (10, 11) aufweist; daß der Dämpfungszylinder (10) auf einer Seite offen und kürzer als der Hub des Druckluftkolbens (7) ist, so daß der Hubeingriff zwischen dem Dämpfungskolben (11) und dem Dämpfungszylinder (10) kürzer ist als der Hub des Druckluftkolbens (7).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen autopneumatischen SF6-Druckgasschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der DE-AS 12 65267 ist bereits ein Druckluftantrieb für elektrische Schalter bekannt, bei dem die bewegten Massen vor Erreichen der Endlagen mittels einer Luftdämpfung abgebremst werden, wobei ein in einem Zylinder geführter Kolben zum Einschalten von der einen und zum Ausschalten von der anderen Seite mit Druckluft beaufschlagt wird und der jeweils auf der gegenüberliegenden Seite befindliche Zylinderraum als Dämpfungsraum dient. Bei diesem Schalter ist der Kolben mit einer durchgehend hohlen, mindestens zwei Querlöcher aufweisenden Kolbenstange verbunden, die einen feststehenden, mit Aussparungen versehenen Dorn gleitend umfaßt, derart, daß während eines Teiles der Kolbenbewegung der jeweilige Dämpfungsraum mindestens teilweise mit Druckluft gefüllt wird. Diese bekannte Dämpfungsanordnung ist in Aufbau und Wirkungsweise unvorteilhaft, weil sie dem System früh Energie entzieht, d. h. die Schaltstückbewegung wird eingeschränkt und Energie dem SF6-Zylinder entzogen, die für d.ie Ausschaltung nicht zur Verfügung steht. Darüber hinaus ist der bekannte Schalter bezüglich des Aufbaus und der Wirkungsweise seiner Dämpfungseinrichtung relativ aufwendig.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen autopneumatischen SF6-Druckgasschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach im Aufbau ist und bei dem dem SF6-Kompressionszylinder Energie zur Dämpfung nicht entzogen wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Anspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
  • Mit dieser Lösung wird eine sehr vorteilhafte Dämpfungseinrichtung mit hoher Standfestigkeit und kleinen Verzögerungskräften geschaffen, die einfach und sicher in ihrer Funktion ist. Vorteilhaft ist insbesondere, daß der Ausgangsdruck in der Polsäule bereits etwa 6 bar beträgt, so daß schnell ein hoher Gegendruck entsteht, der die Dämpfung bewirkt. Infolge einer einfachen Kolben-Zylinder-Anordnung genügen für die gewünschte Dämpfungswirkung grobe Toleranzen. Es wird ein Anschlag geschaffen, der die Bewegung der Schaltstange begrenzt und eine Zuordnung der Stangenbewegung der SF6-Zylinder im Kopf präzise ermöglicht. Da eine Abnutzung bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Schalter praktisch nicht auftritt, unterliegt dieser auch keiner Begrenzung der Schalthäufigkeit.
  • Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihre Ausgestaltungen sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen
    • Figur 1 die schematische Darstellung eines autopneumatischen SF6-Druckgasschalters mit einen pneumatischen Antrieb;
    • Figur 2 eine Detailansicht des pneumatischen Antriebes und der Dämpfungseinrichtung.
  • Die Figur 1 zeigt einen autopneumatischen Hochspannungs-Leistungsschalter mit zwei Schaltkammern 1, 2, diejeweils ein nicht näher bezeichnetes Schaltkontaktsystem in Verbindung mit Einrichtungen zur Beblasung des Lichtbogens und zur Erzeugung des notwendigen Blasdruckes beinhalten. Die beiden Schaltkammern ruhen auf einer aus zwei Stützern 3 bestehenden Polsäule, in deren Innerem sich eine Schaltstange 4 befindet, die kopfseitig über Umlenkelemente 5 mit den bewegten Kontaktstücken des Kontaktsystems und fußseitig mit einem in einem Druckluftzylinder 6 gleitend angeordneten Druckluftkolben 7 eines pneumatischen Antriebes verbunden ist. Der Druckluftzylinder 6 ist dabei ortsfest mit einem Grundrahmen bzw. Grundgerüst 8 verbunden.
  • Der in Figur 1 dargestellte Schalter befindet sich dabei in der Stellung "Aus" (unterer Totpunkt des Druckluftkolbens 7). Die Bewegung des Druckluftkolbens bzw. der damit festverbundenen Schaltstange 4 muß gebremst bzw. gedämpft werden. Die Erfindung sieht zu diesem Zweck eine pneumatische Dämpfungseinrichtung vor.
  • Eine Ausführungsform einer derartigen pneumatischen Dämpfungseinrichtung 9 zeigt die Figur 2. Die dargestellte Dämpfungseinrichtung 9 besteht aus einem nach oben, d. h. zu den Schaltkammern 1, 2 hin offenen Dämpfungszylinder 10, der mit seiner geschlossenen Seite 10a am Fuße des die Polsäule bildenden Stützers 3 angeordnet ist. Der Dämpfungszylinder 10 ist koaxial zum Stützer 3 und der Antriebsstange 4 angeordnet, wobei letztere durch den Dämpfungszylinder hindurchgeführt ist. Mit der Schaltstange 4 festverbunden ist ein Dämpfungskolben 11, der mit dem Dämpfungszylinder 10 zusammenwirkt. Die Höhe des Dämpfungszylinders beträgt etwa ein Drittel des Hubes des Druckluftkolbens 7.
  • 1m folgenden ist die Wirkungsweise der Dämpfungseinrichtung, ausgehend von der "Ein"-Stellung, beschrieben. In dieser Stellung befindet sich der Dämpfungskolben 11 in der in gestrichelten Linien dargestellten Stellung oberhalb des Dämpfungszylinders 10. Wird nun der Druckluftkolben 7 und damit die Schaltstange 4 und der damit verbundene Dämpfungskolben 11 in die "Aus"-Stellung bewegt, so läuft der Dämpfungskolben 11 zunächst entlang zwei Drittel seines Bewegungsweges außerhalb des Dämpfungszylinders 10, so daß eine Dämpfungswirkung praktisch nicht auftritt. Nach zwei Dritteln seines Bewegungsweges taucht der Dämpfungskolben 11 in den Dämpfungszylinder 10 ein, wodurch dessen Oberseite verschlossen wird und ein abgeschlossenes Dämpfungsvolumen entsteht. Da der Ausgangsdruck hier bereits etwa 6 bar beträgt, baut sich nachfolgend im Dämpfungszylinder 10 sehr schnell ein ausreichend hoher Gegendruck auf, der die Dämpfung bewirkt.
  • Zweckmäßig kann der Einsatz der Dämpfungseinrichtung 9 mit einer weiteren im Antriebszylinder 6 angeordneten weiteren (nicht dargestellten) Dämpfung erfolgen. Diese weitere Dämpfung besteht vorteilhaft aus einem Dämpfungsring aus Polymermaterial, insbesondere Polyurethan, der als Anschlag für den Druckluftkolben 7 im unteren Umkehrbereich wirkt. Da die Dämpfungseigenschaften der weiteren Dämpfung z. B. bei tiefen Temperaturen schlechter werden und schließlich gegen Null gehen, die Dämpfungseinrichtung 9 aber weitgehend temperaturunabhängig ist, hat sie z. B. im Falle tiefer Temperaturen Noteigenschaften.

Claims (7)

1. Autopneumatischer SF6-Druckgasschalter
mit einem einen Druckluftzylinder- und einen Druckluftkolben aufweisenden pneumatischen Antrieb;
mit einer durch eine Sf6-Gas enthaltende Polsäule geführten Schaltstange, die mit dem Druckluftkolben verbunden ist;
mit einer Dämpfungseinrichtung zum Dämpfen der Schaltbewegung des Druckluftkolbens und der damit verbundenen Teile,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfungseinrichtung in der Polsäule angeordnet ist und eine Dämpfungskolben-Zylinder-Einheit aufweist;
daß der Dämpfungszylinder auf einer Seite offen und kürzer als der Hub des Druckluftkolbens ist, so daß der Hubeingriff zwischen dem Dämpfungskolben und dem Dämpfungszylinder kürzer ist als der Hub des Druckluftkolbens.
2. Autopneumatischer SF6-Druckgasschalter nach Anspruch 1,
dadurch h gekennzeichnet,
daß der Hubeingriff zwischen dem Dämpfungskolben und dem Dämpfungszylinder etwa ein Drittel des Hubes des Druckluftkolbens ist.
3. Autopneumatischer SF6-Druckgasschalter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfungskolben-Zylinder-Einheit koaxial zur Schaltstange angeordnet sit.
4. Autopneumatischer SF6-Druckgasschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Abbremsung der Ausschaltbewegung die Dämpfungskolben-Zylinder-Einheit am Fuße der Polsäule angeordnet ist.
5. Autopneumatischer SF6-Druckgasschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine weitere Dämpfungseinrichtung im pneumatischen Antrieb vorgesehen ist.
6. Autopneumatischer SF6-Druckgasschalter nach Anspruch 5,
dadurch h gekennzeichnet,
daß die weitere Dämpfungseinrichtung ein im Druckluftzylinder angeordneter Dämpfungsring ist.
7. Autopneumatischer SF6- Druckgasschalter nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Dämpfungsring em Polymermaterial, insbesondere Polyurethan, besteht.
EP19810106983 1980-10-06 1981-09-05 Autopneumatischer SF6-Druckgasschalter mit pneumatischem Antrieb Expired EP0049375B1 (de)

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EP0049375B1 EP0049375B1 (de) 1984-06-13

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