专利名称：断路器驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于高压断路器的驱动器。
背景技术：
从专利申请EP 0829892 Al中已知用于操纵高压断路器的液压驱动器，并且该液 压驱动器包括工作缸和可在工作缸中移位的工作活塞。如果工作活塞运动到第一终端位置 中，则其闭合断路器；如果工作活塞运动到第二终端位置中，则其切断断路器。这种类型的驱动器还包括控制阀，三个流体管线联接到该控制阀处，三个流体管 线也就是压力管线，在其中存在处于相对高的压力下的流体；贮槽管线，在其中存在处于 相对低的压力下的流体；及控制管线。贮槽管线中流体的相对低的压力为约lbar，即大气 压力。压力管线中流体的相对高的压力在200和600bar之间。控制阀可被带到两个位置中，其中，在第一位置中，控制阀将控制管线与压力管线 以液压的方式连接，而在第二位置中，控制阀将控制管线与贮槽管线以液压的方式连接。工作活塞将工作缸分成两个区域，下文中将其称为底部区域和顶部区域。在此，由 工作活塞的底侧限制的工作缸的底部区域与控制管线以液压的方式连接且根据控制阀的 位置而处于相对高或相对低的压力下。在此，由工作活塞的轴向上与底侧相对的顶侧所限 制的工作缸的顶部区域与压力管线以液压的方式连接且持久地处于相对高的压力下。在工作活塞的顶侧处联接有活塞杆，该活塞杆操纵断路器。通过将控制阀带入到第一位置中，处于相对高的压力下的流体离开压力管线流到 控制管线中并进一步流到底部区域中，其中，控制管线中和底部区域中的流体的压力增加。 底部区域中流体的压力现在等于顶部区域中流体的压力。然而，工作活塞底侧的液压有效 面积(该面积对应于工作活塞的截面面积)大于工作活塞顶侧的液压有效面积。也就是说， 工作活塞顶侧的液压有效面积与工作活塞的截面面积相比减小了活塞杆的截面面积。因 此，工作活塞运动到第一终端位置中并闭合断路器。通过将控制阀带到第二位置中，处于相对高的压力下的流体离开底部区域通过控 制管线流到贮槽管线中，其中，底部区域中和控制管线中流体的压力下降。底部区域中流体 的压力现在低于顶部区域中流体的压力。因此，工作活塞运动到第二终端位置中并切断断 路器。这种驱动器根据差动活塞原理工作，其中，工作活塞的顶侧持久地加载有 相对高 的压力，而根据控制阀的位置，工作活塞的底侧加载有相对高或相对低的压力。驱动器液压系统中的故障(例如流体管线中的内泄漏或液压泵的故障(如果需 要，液压泵将流体输送到联接到压力管线处的储存缸))可导致在断路器闭合时阻挡驱动 器，从而使断路器不再可切断。
发明内容
本发明的目的是提供一种即使发生这种故障时也可切断断路器的驱动器。
该目的根据本发明通过权利要求1的特征来实现。根据本发明，设置一种断开弹簧，以使工作活塞运动到第二终端位置。因此，断路器 借助于已知液压驱动系统接通，并且借助于包括断开弹簧的机械驱 动系统断开。因此，断路器的断开能力与液压驱动系统的功能特性无关。即使在部分或全部油 损失的情况下，断路器也可断开。根据本发明的有利改进方案，工作缸的顶部区域与贮槽管线以液压的方式连接。当接通断路器时，随后在工作缸内产生压力差，因为底部区域中的流体处于相对 高的压力下，而顶部区域中的流体处于相对低的压力下。因此，断路器的接通速度提高。此 外有利的是，省去部分压力管线，即到工作缸的顶部区域的供给管线。通过将控制阀带到第一位置中，处于相对高的压力下的流体离开压力管线流到控 制管线中并进一步流到底部区域中，其中，控制管线中和底部区域中流体的压力增加。底部 区域中流体的压力现在大于顶部区域中流体的压力。工作活塞克服由断开弹簧施加的力运 动到第一终端位置中并闭合断路器。通过将控制阀带到第二位置中，处于相对高的压力下的流体离开底部区域通过控 制管线流到贮槽管线中，其中，底部区域中和控制管线中流体的压力下降。底部区域中流体 的压力现在等于顶部区域中流体的压力。工作活塞通过由断开弹簧施加的力运动到第二终 端位置中并切断断路器。根据本发明的另一有利改进方案，提供一种闭锁机构(Verklinkimg)，尤其是机械 闭锁机构，其将工作活塞固定在第一终端位置中。通过释放闭锁机构，断开弹簧随后使工作 活塞运动到第二终端位置中。借助于这种闭锁机构，驱动器的简化操作方式成为可能。在该操作方式中，即使在 控制阀处存在缺陷时，也可切断断路器。通过将控制阀带到第一位置中，接通断路器。闭锁机构随后将工作活塞固定在第 一终端位置中。在接通过程期间，控制阀仅短时间内保持在第一位置中，随后返回到第二位 置中。处于相对高的压力下的流体离开底部区域通过控制管线流到贮槽管线中，并且底部 区域中和控制管线中流体的压力下降。底部区域中流体的压力现在等于顶部区域中流体的 压力。工作活塞通过闭锁机构保持在第一终端位置中。通过释放闭锁机构，断开弹簧将工 作活塞推压到达第二终端位置中并断开断路器。有利地，设置将控制阀推压到第二位置中的阀簧和在存在电流的情况下将控制阀 推压到第一位置中的接通线圈。在该设计方案中，仅需要电流短时间流经接通线圈以接通断路器。在电流减弱之 后，阀箦将控制阀推压到第二位置中。本发明的其它有利设计方案可从从属权利要求中得到。
借助以下附图(在附图中示出了本发明的实施例)更加详细地描述本发明、有利 的设计方案及其它优点。其中
错误！参考源无法找到。显示了带有切断的断路器的驱动器，错误！参考源无法找到。显示了断路器的闭合过程期间的驱动器，错误！参考源无法找到。显示了带有闭合的断路器的驱动器。
具体实施例方式在错误！参考源无法找到中。示出了带有切断的断路器1的驱动器。在工作缸3中可移位地布置有工作活塞16，该工作活塞16将工作缸3分成底部区 域38和顶部区域40。在此，底部区域38由工作活塞16的底侧34限制，且顶部区域40由 工作活塞16的顶侧36限制。在顶侧36处联接有活塞杆48，该活塞杆48操纵断路器1。工作缸3实施成差动缸。在所示的示图中，工作活塞16位于第二终端位置中，且断路器1切断。控制管线Z联接到工作缸3的底部区域38处，该控制管线Z还联接到控制阀12 处。此外，压力管线P(在该压力管线P中存在处于相对高的压力下的流体)和贮槽管线 T (在贮槽管线T中存在处于相对低的压力下的流体)联接到控制阀12处。流体优选为液 压油。在所示的示图中，控制阀12位于第二位置中，在该第二位置中，控制阀12使控制 管线Z与贮槽管线T以液压的方式连接。因此，处于相对低的压力下的流体还位于控制管 线Z中和工作缸3的底部区域38中。压力管线P还联接到储存缸4处，该储存缸4充当用于处于相对高的压力下的流 体的储存器。储存缸4包括储存活塞42，该储存活塞42由储存弹簧17压向流体，由此，产 生流体的相对高的压力。储存弹簧17例如实施成螺旋弹簧、板簧或气动弹簧。贮槽管线T联接到贮槽6处，该贮槽6充当用于处于相对低的压力下的流体的储 存器。此外，贮槽管线T联接到工作缸3的顶部区域40处，在顶部区域40中同样存在处于 相对低的压力下的流体。实施成压力弹簧的阀簧21将控制阀12推压到第二位置中。备选地，阀簧21还可 实施成拉力弹簧。在工作缸3壳体的端侧外部邻近于顶部区域40固定有圆柱形弹簧壳体26，该弹簧 壳体26环绕断开弹簧20。活塞杆48贯穿工作缸3的所述端侧和弹簧壳体26的端侧。在 该实施例中，断开弹簧20实施成螺旋弹簧且围绕活塞杆48同中心布置。还可设想实施成
盘黃ο在工作缸3的外部在活塞杆48处固定有弹簧盘(Federteller) 24，该弹簧盘24同 样由弹簧壳体26围绕。在该实施例中，断开弹簧20实施成压力弹簧，其在弹簧壳体6内部 支撑在远离工作缸3的端侧处并在朝向工作缸3的方向上推压弹簧盘24。因此，在所示的示图中，断开弹簧20通过弹簧盘24和活塞杆48将工作活塞16推 压到第二终端位置中。断开弹簧20还可实施成拉力弹簧。在这种情况下，断开弹簧20例如固定在由活 塞杆48贯穿的工作缸3的端侧处并固定在弹簧盘24处并在朝向工作缸3的方向上牵拉弹
簧盘24。断开弹簧还可作用在其它部位处。例如，工作缸3还可实施为同步缸，其中，在工作活塞16的底侧34处联接有第二活塞杆。该第二活塞杆随后贯穿工作缸3的邻近于底部区域38的端侧并从工作缸3中突出。在该第二活塞杆处在工作缸3外部也可固定有弹簧 盘，断开弹簧作用于该弹簧盘。在这种情况下，断开弹簧可实施为压力弹簧，其中，该压力弹 簧推压弹簧盘远离工作缸3，或者可实施为拉力弹簧，其中，该拉力弹簧牵拉弹簧盘远离工 作缸。此外可设想，从驱动器上拆下断开弹簧并将其直接布置在断路器1处或布置在断 路器1中。驱动器还包括接通线圈13、断开线圈11及闭锁机构，该闭锁机构包括固定在活塞 杆48处的止动件(Raste) 32、挡簧(Klinkenfeder) 22及锁扣件(Klinke) 30。还将进一步 讨论这些构件的功能。在错误！参考源无法找到中。示出了在断路器1的闭合过程期间的错误！参考源 无法找到。的驱动器。为了闭合断路器1，操控接通线圈13，以使得电流流经该接通线圈13。接通线圈 13现在克服由阀簧21施加的力而将控制阀12推压到第一位置中，在该第一位置中，控制阀 12将控制管线Z与压力管线P以液压的方式连接。处于相对高的压力下的流体离开压力管线P流到控制管线Z中并进一步流到工作 缸3的底部区域38中。底部区域38中作用于工作活塞16的底侧34上的压力增加，且工 作活塞16克服由断开弹簧20施加的力而运动到第一终端位置中。在此，活塞杆48闭合断 路器1。已经提及的止动件32在弹簧壳体26外部且在工作缸3外部固定活塞杆48 处。已经提及的锁扣件30如此布置和设计，即，在接通断路器1之后锁扣件30直接卡锁 (einrasten)到止动件32中并将工作活塞16固定在第一终端位置中。在错误！参考源无法找到中。示出了带有闭合的断路器1的错误！参考源无法找 至IJ。驱动器。在将断路器1闭合之后，停止操控(absteuern)接通线圈13且流经接通线圈13 的电流下降。阀簧21将控制阀12推压返回到第二位置中，在该第二位置中控制阀12将控 制管线Z与贮槽管线T以液压的方式连接。处于相对高的压力下的流体离开工作缸3的底部区域38流到控制管线Z中并进 一步流到贮槽管线T中。工作缸3的底部区域38中的压力下降。锁扣件30保持卡锁在止动件32中并继续将工作活塞16固定在第一终端位置中。 因此，断路器1仍然闭合。为了切断断路器1，将锁扣件30从止动件32中拉出，由此释放闭锁机构。断开弹 簧20随后通过弹簧盘24和活塞杆48将工作活塞16推压到第二终端位置中并切断断路器1。在此处所示的示图中，除了止动件32和锁扣件30之外，闭锁机构还包括挡簧22。 在该实施例中，挡簧22实施为压力弹簧并如此布置，即，该挡簧22推压锁扣件30离开止动 件32。只要电流流经断开线圈11，该断开线圈11就克服由挡簧22施加的力而将锁扣件 30推压到止动件32中。
在该实施例中，在操控断开线圈11期间，即只要电流流经断开线圈11，则断路器1 保持接通。为了切断断路器1，停止操控断开线圈11，流经断开线圈11的电流下降且挡簧 22推压锁扣件30离开止动件32。由此，切断断路器1。通过挡簧22的布置得到以下优点，即，在辅助电压出现故障的情况下断路器1自 动切断。因此，防止将断路器1阻挡在闭合状态中。同样可设想，如此布置挡簧22，即，该挡簧22将锁扣件30推压到止动件32中，其 中，在存在电流的情况下，断开线圈11克服由挡簧22施加的力而推压锁扣件30离开止动 件32。
在该设计方案中，仅需要电流短时间流经断开线圈11以切断断路器1。当然，挡簧22也可实施成拉力弹簧。同样还可设想不带挡簧的闭锁机构。参考标号列表P压力管线T贮槽管线Z控制管线1断路器3工作紅4储存缸6 贮槽11断开线圈12控制阀13接入线圈16工作活塞17储存弹簧20断开弹簧21 阀簧22 挡簧24弹簧盘26弹簧壳体30锁扣件32止动件34工作活塞的底侧36工作活塞的顶侧38工作缸的底部区域40工作缸的顶部区域42储存活塞48活塞杆
权利要求
1.一种用于操纵高压断路器(1)的驱动器，该驱动器包括工作缸(3)和可在所述工 作缸(3)中移位的工作活塞(16)，其中，所述工作缸(3)的底部区域(38)以液压的方式与 控制管线(Z)连接；和控制阀(12)，至少控制管线(Z)、压力管线(P)及贮槽管线(T)联接 到所述控制阀(12)处，并且在第一位置中所述控制阀(12)将所述控制管线(Z)与所述压 力管线(P)以液压的方式连接，且在第二位置中所述控制阀(12)将所述控制管线(Z)与所 述贮槽管线(T)以液压的方式连接，其中，通过将所述控制阀(12)带到所述第一位置中，所 述工作活塞(16)运动到第一终端位置中，其特征在于，设置有断开弹簧(20)，以用于使所述工作活塞(16)运动到第二终端位置中。
2.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于，所述工作缸(3)的顶部区域(40)与所 述贮槽管线(T)以液压的方式连接。
3.根据前述权利要求中任一项所述的驱动器，其特征在于，设置有闭锁机构，所述闭 锁机构将所述工作活塞(16)固定在所述第一终端位置中，并且其中，通过释放所述闭锁机 构，所述断开弹簧(20)使所述工作活塞(16)运动到所述第二终端位置中。
4.根据权利要求3所述的驱动器，其特征在于，在所述工作活塞(16)的顶侧(36)处联 接有活塞杆(48)以用于操纵所述断路器(1)，所述活塞杆(48)与所述闭锁机构相互作用。
5.根据权利要求4所述的驱动器，其特征在于，所述闭锁机构包括固定在所述活塞杆 (48)处的止动件(32)和锁扣件(30)，其中，所述锁扣件(30)通过卡锁到止动件(32)中而 将所述工作活塞(16)固定在所述第一终端位置中。
6.根据权利要求5所述的驱动器，其特征在于，设置有挡簧(22)和断开线圈(11)，所 述挡簧(22)推压所述锁扣件(30)离开所述止动件(32)，所述断开线圈(11)在存在电流的 情况下将所述锁扣件(30)推压到所述止动件(32)中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的驱动器，其特征在于，设置有阀簧(21)和接通线 圈(13)，所述阀簧(21)将所述控制阀(12)推压到所述第二位置中，所述接通线圈(13)在 存在电流的情况下将所述控制阀(12)推压到所述第一位置中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的驱动器，其特征在于，所述断开弹簧(20)实施成 拉力弹簧。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的驱动器，其特征在于，所述断开弹簧(20)实施成 压力弹簧。
全文摘要
本发明涉及一种用于操纵高压断路器(1)的驱动器，该驱动器包括工作缸(3)和可在该工作缸(3)中移位的工作活塞(16)，其中，工作缸(3)的底部区域(38)与控制管线(Z)以液压的方式连接；和控制阀(12)，至少控制管线(Z)、压力管线(P)及贮槽管线(T)联接到该控制阀(12)处，在第一位置中该控制阀(12)将控制管线(Z)与压力管线(P)以液压的方式连接，并且在第二位置中该控制阀(12)将控制管线(Z)与贮槽管线(T)以液压的方式连接。通过将控制阀(12)带到第一位置中，使工作活塞(16)运动到第一终端位置中。设置有断开弹簧(20)，以用于使工作活塞(16)运动到第二终端位置。
文档编号H01H33/34GK102037533SQ200980118455
公开日2011年4月27日 申请日期2009年5月6日 优先权日2008年5月17日
发明者F-J·克贝尔 申请人:Abb技术有限公司