Гидравлический привод для силового высоковольтного выключателя

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ЙАТЕН1У (61) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 27. 06. 79(21) 2787453/24-07 (23) Приоритет — (32) 28 28 956.7

Союз Советския

Социалистичвскиз

Республик ()923381 (51) М. Кл.

Н 01 Н 33/34

9вуаиуетаеай каютат

CCCI ае ааязи взебуетеияй в еткрытя1 (31) 28.06.78 (331 ФРГ

Опубликовано23.04.82.Бюллетень № l5 . Дата опубликования описания 23.04.82 (53) УДК621 ° 316. .54(088.8) Иностранцы

Хельмут Байер, йоахим Байерер, Герх рд Григер, Юрген Хартц, Хорст Эггерт и Карл-Xaq : Манте, ()

5 (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Сименс АГ" (71) Заявнтель (ФРГ) (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД ДЛЯ СИЛОВОГО

ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Изобретение относит ся к гидравлическому устройству управления, по крайней мере, для двух коммутационных пунктов полюса силового высоковольтного выключателя. Под коммутационным пунктом при этом понимается непосредственное механическое устройство управления для одного или максимум двух прерывателей.

Известен гидравлический привод для ie силового высоковольтного выключателя с по меньшей иере, двумя коммутационными пунктами, содержащее для каждого коммутационного пункта собственный привод в виде дифференциального пора- 16 ня и цилиндра, а также гидравлический главный вентиль и общий управляющий вентиль для всех коммутационных пунк" тов О).

Однако известное устройство не обеспечивает синхронной работы нескольких коммутационных пунктов.

Цель изобретения - обеспечение синхронизации работы. И

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве каждый главный вентиль снабжен дифференциальным поршнем, причем стороны большей площади дифференциальных поршней всех поиводов, принадлежащих каждому полюсу, связаны по давлению через линии связи.

Между главным вентилем и общим управляющим вентилем введен, по меньшей мере, еще один дополнительный управляющий вентиль.

Для обеспечения снабжения жидкостью привода выполнена линия между главным вентилем и дополнительным управляющим вентилем. для обеспечения подвода жидкости на большую поверхность стороны приводного поршня, в трубопровод включен дроссельный пункт.

В линию включен зависящий от потока вентиль так, что при увеличенном расходе жидкости поперечное сечение потока уменьшается, причем в провод включен подпружиненный эолотниковый, включает в себя дросселирующий участок 32. Дифференциальный поршень 30 нагружается с помощью линии 33,,по которой проходит рабочая жидкость под давлением. С линией 33 связан пружинный клапан 16 через обратный клапан 34 и пружинный клапан 35 (выпускной клапан), выход 36 которого соединен с трубой 37, об-щей для двух камер 20 низкого давления. От первичногo клапана 15 предва3 92338 вентиль с двумя различными по величине отверстиями.

В линию может быть введен зависимый от потока выключатель °

На фиг. 1 схематически показано гидравлическое устройство управления для двух коммутационных пунктов силового высоковольтного выключателя, относящихся к одному полюсу выключателя, разрез, полюс выключателя при

I этом находится в положении "Выключено"; на фиг. 2 - то же, полюс выключателя во включенном положении; на фиг. 3 - то же, с блокировочным клапаном вместо дросселя; на фиг. 4 гидравлический клапан управления с золотниковым клапаном, управляемым от общеro клапана предварительного регулирования, установленного вместо дросселя, разрез; на фиг. 5 - гидравлическое устройство управления только с одним клапаном предварительного регулирования и одной линией подачи рабочей жидкости к стороне поршня привода с большой поверхностью.

Два коммутационных пункта 1, относящихся к полюсу выключателя, соединены последовательно в фазе трехфазной системы. Каждый коммутационный пункт

1 может приводить в действие, напризо мер, воздушный поршневой выключатель с шестифтористой серой в качестве гасящего средства, мощность которого при напряжении от 110 кВ и выше составляет 5 нВА и выше. Каждый коммутационный пункт 1 приводится от гидравлического устройства управления 2.

Оба идентичных гидравлических устройства управления 2 имеют по приводу 3 который состоит из дифференциального поршня 4 и цилиндра 5 и нагружается ео рабочей жидкостью с помощью главного клапана 6 и второго клапана 7 предварительного регулирования,, управляющего первым названным клапаном. Рабочая жидкость отбирается от гидравли-

45 ческого аккумулятора 8, в котором насосом 9 поддерживается заданное давление.

Дифференциальный поршень 4 привода 3 связан с контактным элементом коммутационного пункта 1 через порш-: невой шток 10, Рабочая жидкость иэ аккумулятора

8 по трубке 11 подается в цилиндр 5 привода 3 и в трубку 12, которая входит в главный гидравлический клаnaw 6. Трубка 12 непосредственно связана с линией 13, которая идет к кла1

4 панам 7 предварительное< регуннр<.вания. По трубке 14 рабочая жидкость иэ аккумулятора 8 с одной <тороны поступает в оба гидравлических устройства 2 управления с общим первичным клапаном 15 предварительного регулирования, а с другой стороны - в пружинный клапан 16 (включающий клапан).

Главный клапан 6 имеет дифференциальный поршень 17, нагружаемый рабочей жидкостью из линии 18, который при помощи второго клапана 7 предварительного регулирования может перемещаться в два положения, независимых от давления рабочей жидкости.

В первом положении сторона дифференциального поршня 4,поршня привода с большой поверхностью трубой 19 связана с камерой 20 низкого давления, а в другом положении поршня (фиг. 2) она связана с камерой 21 высокого дав . ления, которая питается через трубку

12. Для перемены места дифференциального поршня 4 дифференциальный поршень

17 главного клапана 6 связан с впускным клапаном 22 и выпускным клапаном

23 привода 3 соединительной штангой 24.

Давление рабочей жидкости в трубке в линии 18 регулируется вторым клапаном 7 предварительного регулирования.

Клапан 7 предварительного регулирования имеет дифференциальный поршень

25, который связывается с впускным 26 и выпускным 27 клапанами соединительной штангой 28.Дифференциальный поршень второго клапана 7 предварительного регулирования нагружается рабочей жидкостью через линию 29. Двум положениям общего первичного клапана 15 предварительного регулирования соответствуют два положения дифференциального поршня 25. а также дифференциапьного поршня 17, независимо от давления рабочей жидкости.

Общий первичный клапан 15 предварительного регулирования имеет дифференциальный поршень 30, к которому подходит побочная линия 31, которая

5 923381 6 рительного регулирования к выходу 36 ного регулирования остается в своем идет линия 38, от вторичных клапанов положении "Включено".

7 предварительного регулирования к ка- Чтобы оба коммутационных пункта мерам 20 низкого давления идет линия полюса выключателя из включенного со39. Пружинные клапаны 16 и 35 приво- > стояния (фиг. 2), перевести в выклюдятся каждый с помощью электромагнит- ценное положение, необходимо подать ных исполнительных элементов 40 и 41 сигнал электромагнитному исполнительпри возбуждении сердечников соответ- ному элементу, в результате чего проственно 42 и 43. По трубопроводу 37 изойдет открытие пружинного клапана и при помощи насоса 9 рабочая жид- >р 35 при движении сердечника 43. Следокость из камер 20 низкого давления вательно линия 33 откроется для двиопять возвращается в гидравлический жения рабочей жидкости и свяжется с аккумулятор 8. камерой 20 низкого давления. ДроссеЛинией связи 44 оба объема 45, об лирующий орган 32 в побочной линии разованные между впускным клапаном 31 настраивается таким образом, чтобы

22 и выпускным клапаном 23 в каждом в линии 38 при открытии клапана 35 главном клапане, связаны друг с дру- имело место падение давления, что гом. В трубке 12 расположен дрос- приводит к перемене хода дифференцисель 46.. ального поршня 30, движение которого

Гидравлическое устройство работа- о зависит также и от давления в линии ет следующим образом. 14. В результате поршень занимает

При поступлении сигнала на вклю- положение, соответствующее положению чение к электромагнитному исполни- поршня 30 фиг. 1). При этом проис" тельному элементу 40 сердечник 42 пе- ходит соответствующее реверсирование ремещается и открывает пружинный первичного клапана 15 предварительноклапан 16. Вследствие этого рабочая го регулирования, а также вторичных жидкость из трубки 14 через обратный клапанов 7 предварительного регулироклапан 34 поступает в линию 33, и вания и главных клапанов 6. Это припод действием давления этой жидкости водит к падению давления, действуюдифференциальный поршень 30 перемеща- >О щего на сторону дифференциального ется. Далее рабочая жидкость идет в поршня 4 с большой поверхностью, линию 29, вследствие чего перемещает- вследствие чего и этот поршень возврася дифференциальный клапан 25 вторич- щается в положение, показанное на ного клапана 7 предварительного регу- фиг. 1, коммутационный пункт выключен. лирования. С помощью штанги 28 клапа- В нормальном рабочем процессе бла35 на открывается впускной клапан 26. годаря наличию обще;о первичного клаПри открытии впускного клапана 26 ра- пана 15 предварительного регулировабочая жидкость из линии 13 попадает в ния гарантируется одновременное срабалинию 18. Если дифференциальный пор- тывание двух гидравлических устройств шень 25 занял положение, соответству- 2 управления. Это означает также, что ющее положению на (фиг. 2),то в линии коммутационные пункты, относящиеся к

18 настраивается полное давление, тре- одному полюсу выключателя, срабатывабуемое для перемещения дифференциаль- ют также одновременно. Линия 44 свяного поршня 17. Вследствие этого зи, соединяющая камеры 45,не несет нивпускной клапан 22 сдвигается со сво- каких. функций. Дополнительный дооссель

45 его места и вдвигается в камеру 21, в тоубке 12 должен иметь такую насттак что рабочая жидкость может дей- роику, чтобы обеспечивалось безупречствовать на сторону дифференциального ное включение гидравлического устроипоршня 4 с большой поверхностью. При ства 2 управления. полном открытии впускного клапана 22 Назначение линии 44 связи становит" выпускной клапан 23 закрывается бла- ся ясным при наличии в системе повр

50 ежгодаря наличию жесткой связи через дений. При этом не имеет значения идет штангу 24 клапана. flop действием дав- речь об одном из двух главных клапанов ления жидкости дифференциальный кла- 6 или об одном из двух вторичных клапан движется в положение, показанное панов 7 предьарительного регулирова55 на фиг. 2. При кратковременном или ния. Следует различать два возможных прерванном сигнале на включение по" случая. В первом случас оба коммутабочная линия 31 способствует тому, ционных пункта I из положения "Выключто первичный клапан 15 предваритель- чено" на (Фиг. 1) переводятся в поло7 9233 жение "Включено" на(фиг, 2). Например, первый главный клапан 6 не может быть переведен в другое положение (из положения "Выключено" в положение

"Включено" ). Другие клапаны системы должны функционировать безупречно.

При поступлении сигнала на включение открывается пружинный клапан 16 и меняют свое положение первичный общий клапан предварительного регулирова- 1о ния, вторичный клапан предварительного регулирования и левый главный клапан. В левом главном клапанном устройстве открывается впускной клапан

22, так что камера 21 с рабочей жидкостью связывается с камерой 45 объема, выходящей к стороне поршня 4 с большой поверхностью. В правом устройстве главного клапана 6 напротив открывается выходной .клапан 23, так что камера 45 с помощью трубки 19 связывается с камерой низкого давления 20. По линии 44 связи рабочая жидкость, находящаяся под высоким давлением, течет от открытого левого главного клапана б через поврежденный и, вследствие этого, закрытый правый главный клапан 6 в камеру 20 низкого давления. В резуль- тате этого создается препятствие включению левого коммутационного пункта 1. В гидравлическом аккумуляторе 8 давление постепенно понижается ,до О, вследствие этого полюс выключателя находится вначале в состоянии кратковременного повторного включения, после этого в состоянии блокировки против включения и., наконец, функциональной блокировки. Одновременно сообщается о повреждении полюса выключателя.

В другом случае оба коммутационных пункта должны переводиться из положения "Включено" на (фиг. 2} в положение "Выключено" на (фиг. 1). В этом случае все клапанные устройства

g$ находятся в положении, представленном на фиг. 2. Например, правый главный клапан 6 не в состоянии изменить своего положения. При поступлении сигнала на выключение вначале открывается

50 пружинный клапан 35. Вследствие этого изменяют свое положение общий первичный клапан предварительного регулирования, вторичный клапан 7 предварительного регулирования и левый главный клапан, переходя к положению, представ

55 ленному на фиг. 2. Первый главный клапан поврежден и остается в своем первоначальном состоянии. Без линии

81 8

44 связи в этом случае отключился бы левый коммутационный пункт 1, однако первый коммутационный пункт 1 остаРался бы закрытым. Это могло бы привести к перегрузке отключенного коммутационного пункта и к его повреждению.

Через линию 44 связи может происходить выравнивание давлений, между двумя камеоами 45, т. е. работная жидкость, находящаяся в правой камере

45 под высоким давлением, по линии

44 связи и через неповрежденный главный клапан стенает в камеру 20 низкого давления. На сторонах дифференциальных поршней 4 с большой поверхностью давление вместе с тем понижается до О, в то время, как на стороны этих дифференциальных поршней с малой поверхностью действует высокое давление. Под действием этой разности давлений оба дифференциальных поршня движутся в другое положение, т.е. коммутационные пункты 1 переводятся в положение "Выключено" посредством поршневых штоков 10.

Давление в гидравлическом аккумуляторе понижается и полюс проходит состояние блокировки. Дополнительный дроссель 46, включенный в линию 18, в двух случаях повреждений обеспечивает постепенное снижение давления до

О в гидравлическом аккумуляторе. Вез дросселя 46 во втором случае повреждения, в результате быстрого понижения давления в аккумуляторе, разность давлений была бы недостаточной для отключения поврежденного коммутационного пункта.

Вместо дросселя 46 (фиг. 3) в ли нии 13 подачи рабочей жидкости установлен блокировочный клапан .47. рабочая жидкость течет через диафрагму

48, размещенную в торце подвижного полого цилиндра 49, служащего в качестве ползуна, далее входит в этот цилиндр и через отверстия 50 на боковой поверхности полого цилиндра вытекает из него. При увеличении коли" чества потока жидкости полый цилиндр

49 под влиянием разности давлений движется, сжимая пружину 51. При этом отверстия 50 все больше и больше прикрываются высшей стенкой клапана 47, по меньшей мере, частично при это препятствуя вытеканию жидкости в случае повреждения в системе .

При использовании таких блокировочных клапанов речь идет о последова 92 3381 10

Формула изобретения тельном подключении дросселирующего устройства с постоянным или переменным сечением прохода.

В линии 13 подачи рабочей жидкости (фиг. 4) устанавливается пружинный золотниковый клапан 52. Этот золотниковый клапан 52 состоит из направляющей полости 53, в которой перемещается золотник 54, противодействуя пружине 55. В золотнике 54 имеется два отверстия 56 и 57 различного размера.

Золотник 54 управляется от первичного клапанного устройства 15 предварительного регулирования по линии 58.

В случае подачи команды на включение по линии 58 передается рабочая жидкость под высоким давлением, золотник 54 сжимает пружину 55 и большее отверстие 57 попадает в линию 13. В случае команды на выключение давление о в линии 58 становится равным О, так что пружина 55 возвращается золотником 54 в прежнее состояние, в результате чего в линию 13 попадает меньшее отверстие 56. Рабочая жидкость вместе с тем очень сильно дросселируется в линии 13, Это сужение проходного сечения трубки 12 происходит еще пе" ред началом движения дифференциального поршня 4 в направлении к положению, соответствующему положению "Выключено" коммутационного пункта 1.

При команде на выключение при повреждении препятствуется опорожнение гидравлического аккумулятора 8. Вслед35 ствие этого при повреждении полюс выключателя не находится в эастопоренном состоянии. Чтобы сообщить о повреждении, в линии 44 связи устанавливается дополнительно выключатель зависимого действия от потока 59.

Оба идентичных гидравлических устройства 2 (фиг. 5) включают в привод 3.

Привод 3 нагружается рабочей жидкостью через главный клапан 6, однако

45 имеет толь ко один вторичный клапан

60 предварительного регулирования, который управляется от первичного клапана 15 предварительного регулирования. Гидравлическое устройство 2

50 управления содержит линию 13, по которой рабочая жидкость подводится исключительно только к стороне дифференциального поршня главного клапана 6 с малой поверхностью. К стороне.

«5 каждого дифференциального поршня 4 с большой поверхностью или в камеру

45 рабочая жидкость поступает через трубку 61, которая идет от общего вторичного клапана 60 предварительного регулирования. От этой трубки 61 ответвляются две линии 62, которые подводят рабочую жидкость к сторонам с большой поверхностью дифференциальных поршней главных клапанов 6, Линия 44 связи также служит для выравнивания давлений в случае повреждения одного иэ главных клапанов 6. Если через электромагнитный исполнительный элемент 40 поступает сигнал на включение, а один главный клапан 6 повреж" ден. то высокое давление, действуюI щее на сторону поршня привода неповрежденного главного клапана с большой поверхностью, снимается благодаря линии связи и через поврежденный клапан

Оба коммутационных пункта остаются разомкнутыми. С помощью струйного выключателя 63 сообщается об аварии.

Если оба коммутационных пункта замкнуты и через электромагнитный исполнительный элемент 41 поступает сигнал на выключение, происходит падение давления опять через поврежденный клапан 6, линию 44 связи и также од" новременно через линию 61 и общий вторичный клапан 60 предварительного регулирования.

1. Гидравлический привод для силового высоковольтного выключателя, с, по меньшей мере, двумя коммутационными пунктами, содержащий для каждого коммутационного пункта собственный привод в виде дифференциального поршня и цилиндра, а также гидравлиеский главный вентиль и общий управляющий вентиль для всех коммутационных пунктов, отличающийся тем, что, с целью достижения синхронного хода коммутационных пунктов выключателей с несколькими коммутационными пунктами на каждом полюсе, каждый главный вентиль снабжен дифференциальным поршнем, причем стороны большей площади дифференциальных поршней всех приводов, принадлежащих каждому полюсу, связаны по давлению через линию связи.

2. Привод по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что между главным вентилем и общим управляющим вентилем введен по меньшей мере еще один дополнительный управляющий вентиль.

3. Привод по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обес92 печения снабжения жидкостью привода, выполнена линия между главным вентилем и дополнительным управляющим вентилем.

4. Привод по па. 1 и 2, о т л ич а ю шийся . тем, что, с целью обеспечения подвода жидкости на большую поверхность стороны приводного поршня, в трубопровод включен дроссельный пункт.

5. Привод по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения подачи рабочей жидкости на большую поверхность стороны приводного поршня, в линию включен зависящий от потока вентиль так, что при увеличенном расходе жидкости поперечное сечение потока уменьшается.

3381 12

6. Привод no nn. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения подвода рабочей жидкости на большую поверхность приводного

S поршчя, в привод включен подпружиненный золотниковый вентиль с двумя различными по величине отверстиями в золотнике, управляемый дополнительным управляющим вентилем.

7. Привод по пп. 1-6, о т л ич а ю шийся тем, что в линию связи введен зависимый от потока выключатель.

Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе

1. SF -силовые высоковольтные выключатели 3A $ 1 Ю Е 122/1564-220.

Каталог фирмы "Сименс".