EP0049375B1

EP0049375B1 - Autopneumatic sf6 gas-blast switch with a pneumatic drive mechanism

Info

Publication number: EP0049375B1
Application number: EP19810106983
Authority: EP
Inventors: Karl Dr.Ing. Kriechbaum; Hans-Erich Ing.Grad. Zyriax
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-10-06
Filing date: 1981-09-05
Publication date: 1984-06-13
Also published as: DE3037740C2; DE3037740A1; EP0049375A1; JPS5792725A

Description

Die Erfindung betrifft einen autopneumatischen SF₆-Druckgasschalter gemäß dem ersten Teie des Anspruchs 1.The invention relates to an autopneumatic SF ₆ pressure gas switch according to the first part of claim 1.

Aus der DE-B-12 65 267 ist bereits ein Drukkluftantrieb 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 SF_s-Zylinder entzogen, die für die Ausschaltung nicht zur Verfügung steht. Darüber hinaus ist der bekannte Schalter bezüglich des Aufbaus und der Wirkungsweise seiner Dämpfungseinrichtung relativ aufwendig.From DE-B-12 65 267 a pressure drive for electrical switches is already known, in which the moving masses are braked by means of air damping before reaching the end positions, with a piston guided in a cylinder for switching on the one and switching off the one compressed air is applied to the other side and the cylinder space located on the opposite side serves as a damping space. In this switch, 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 withdraws energy from the system at an early stage, ie the movement of the contact piece is restricted and energy is withdrawn from the SF _s cylinder, which is not available for switching off. In addition, the known switch is relatively complex in terms of the structure and mode of operation of its damping device.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen autopneumatischen SF₆-Druck- gasschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach im Aufbau ist und bei dem dem SF_s-Kompressionszylinder Energie zur Dämpfung nicht entzogen wird.The invention is therefore based on the object of providing an autopneumatic SF ₆ gas pressure switch of the type mentioned at the outset, which is simple in construction and in which energy from the SF _s compression cylinder is not removed for damping.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Anspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.This object is achieved by the features characterizing claim 1.

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 SF_s-Zylinder im Kopf präzise ermöglicht. Da eine Abnutzung bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Schalter praktisch nicht auftritt, unterliegt dieser auch keiner Begrenzund der Schalthäufigkeit.With this solution, a very advantageous damping device with high stability and small deceleration forces is created, which is simple and safe in its function. It is particularly advantageous that the outlet pressure in the pole column is already about 6 bar, so that a high counterpressure quickly arises, which causes the damping. As a result of a simple piston-cylinder arrangement, rough tolerances are sufficient for the desired damping effect. A stop is created that limits the movement of the shift rod and enables precise assignment of the rod movement of the SF _s cylinders in the head. Since wear practically does not occur in the switch designed according to the invention, this is also not subject to any limits and the switching frequency.

Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihre Ausgestaltungen sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.Embodiment of the invention and its configurations are shown in the drawing and described in more detail below.

Es zeigt

Figur 1 die schematische Darstellung eines autopneumatischen SF₆-Druckgasschalters mit einen pneumatischen Antrieb;
Figur 2 eine Detailansicht des pneumatischen Antriebes und der Dämpfungseinrichtung.

It shows

Figure 1 is a schematic representation of an autopneumatic SF ₆ pressure gas switch with a pneumatic drive;
Figure 2 is a detailed view of the pneumatic drive and the damping device.

Die Figur 1 zeigt einen autopneumatischen Hochspannungs-Leistungsschalter mit zwei Schaltkammern 1, 2, die jeweils 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 Drukkluftkolben 7 eines pneumatischen Antriebes verbunden ist. Der Druckluftzylinder 6 ist dabei ortsfest mit einem Grundrahmen bzw. Grundgerüst 8 verbunden.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 pressure piston 7 of a pneumatic drive which is slidably arranged in a compressed air cylinder 6 . The compressed air cylinder 6 is fixedly connected to a base frame or base frame 8.

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.The switch shown in FIG. 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. For this purpose, the invention provides a pneumatic damping device.

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.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.

Im 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 Stellund oberhalb des Dämpfungszylinders 10. Wird nun der Drukkluftkolben 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 auberhalb 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.The mode of operation of the damping device, starting from the “on” position, is described below. In this position, the damping piston 11 is in the actuating position and above the damping cylinder 10 shown in dashed lines initially along two thirds of its path of movement outside of 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 outlet pressure here is already around 6 bar, the following builds up in Damping cylinder 10 very quickly a sufficiently high back pressure, which causes the damping.

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.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 acts as a stop for the compressed air piston 7 in the lower reversing area. 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.

Claims

1. Automatic pneumatic SF₆-pressure gas switch having a pneumatic drive with a pressure air cylinder and piston (6, 7), a switching rod (4) guided in a terminal pillar (3) containing SF₆-gas, the rod (4) being connected to the pressure-air piston (7) and to a damping arrangement (9) for damping the switching movement of the pressure-air piston and the parts connected thereto, wherein the damping arrangement (9) is arranged in the terminal pillar (3) and has a damping piston/cylinder unit (10, 11), characterised in that the damping cylinder (10) is open at one end and is shorter than the stroke of the pressure air piston (7), so that engagement stroke of the piston (11) and the cylinder (10) is shorter than the stroke of the pressure air piston (7).

2. Automatic pneumatic SF₆-pressure gas switch according to claim 1, characterised in that the engagement stroke of the piston (11) and the cylinder (10) is approximately one third of the stroke of the pressure air piston (7).

3. Automatic pneumatic SF_s-pressure gas switch according to claim 1 or 2, characterised in that the damping piston/cylinder unit (10, 11) is coaxial with the switching rod (4).

4. Automatic pneumatic SF₆-pressure gas switch according to one of the preceding claims, characterised in that for braking of the switch break movement, the damping piston/cylinder unit (10, 11) is arranged at the bottom of the terminal pillar (3).