гидравлический привод высоковольтного силового выключателя

Формула изобретения

1. Гидропривод высоковольтного силового выключателя, содержащий исполнительный механизм в виде гидроцилиндра с дифференциальным поршнем, состоящим из двух частей: первой свободной и второй, выполненной в виде шток-поршня, и клапанное устройство, отличающийся тем, что во второй части поршня выполнен канал, соединяющий подпоршневую полость с полостью между первой и второй частями поршня.

2. Гидропривод по п. 1, отличающийся тем, что во вторую часть поршня дополнительно введен второй канал, соединяющий подпоршневую полость с промежуточной полостью между дифференциальным поршнем и гидроцилиндром.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к высоковольтному аппаратостроению, а именно к гидравлическим приводам элегазовых выключателей с дугогасительными устройствами автокомпрессионного типа.

Известны гидравлические приводы высоковольтных силовых выключателей, содержащие исполнительный механизм в виде гидроцилиндра с дифференциальным поршнем, состоящим из двух частей: первой свободной и второй, выполненной в виде шток-поршня, и клапанное устройство (пат. ФРГ N 3045041, кл. H 01 H 33/34).

Однако в таких конструкциях в конце операции "отключение" между первой и второй частями поршня образуется закрытая полость, в которой возникает область низкого давления, близкого к вакууму, что снижает скорость движения второй части поршня и связанной с ним автокомпрессионной системы выключателя на участке гашения дуги, снижая, в свою очередь, отключающую способность выключателя. Заполнение этой полости через щелевые зазоры между поршнем и цилиндром происходит медленно, и исходные условия для проведения операции "включение" зависят от временного интервала между операциями "О" и "В", вследствие чего собственное время включения выключателя в цикле "ОВ" значительно отличается от собственного времени включения в одиночной операции "В", выполненной через некоторое время после операции "О". Временной разброс может достигать 40 мс, превышая допустимое значение примерно в 4 раза. К недостаткам конструкции также относится появление в процессе операции "отключение" замкнутого объема рабочей жидкости между дифференциальным поршнем и цилиндром в момент вхождения второй части поршня в направляющую, что приводит к резкому падению скорости истечения рабочей жидкости в полость низкого давления, гидравлическому удару большой мощности, а следовательно, к преждевременному разрушению наружных уплотнений дифференциального поршня.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение стабильности работы гидропривода и увеличение его ресурса.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в гидроприводе высоковольтного силового выключателя, содержащем исполнительный механизм в виде гидроцилиндра с дифференциальным поршнем, состоящим из двух частей: первой свободной и второй, выполненной в виде шток-поршня, и клапанное устройство, во второй части поршня выполнен канал, соединяющий подпоршневую полость с полостью между первой и второй частями поршня. Кроме того, во второй части поршня дополнительно может быть введен второй канал, соединяющий подпоршневую полость с промежуточной полостью между дифференциальным поршнем и гидроцилиндром.

Техническим результатом, который достигается при реализации заявляемого изобретения, является повышение стабильности работы гидропривода и увеличение его ресурса за счет соединения замкнутых объемов с областью низкого давления путем введения в конструкцию дроссельных каналов.

На фиг. 1 представлен гидравлический привод высоковольтного силового выключателя по п. 1 формулы в положении "отключено"; на фиг. 2 - гидравлический привод по п. 2 формулы с дифференциальным поршнем в промежуточном положении.

Гидравлический привод высоковольтного силового выключателя содержит исполнительный механизм 1 в виде гидроцилиндра 2 с дифференциальным поршнем 3, управляемым клапанным устройством 4. Поршень 3 состоит из двух частей: первой свободной 3а и второй, выполненной в виде системы шток-поршень 3б, связанной с подвижными контактами 5 выключателя. Во второй части 3б дифференциального поршня 3 выполнен канал 6, соединяющий подпоршневую полость 7 (полость низкого давления) с полостью 8 между первой 3а и второй 3б частями поршня 3. Кроме того, во второй части 3б дифференциального поршня 3 может быть выполнен второй канал 9, соединяющий подпоршневую полость 7 с промежуточной полостью 10 между дифференциальным поршнем 3 и гидроцилиндром 2. Перемещение поршня 3 осуществляется с помощью энергии рабочей жидкости, накапливаемой в гидроаккумуляторе 11, постоянно связанном с полостью высокого давления 12.

Работа гидравлического привода осуществляется следующим образом.

В исходном положении выключатель отключен. При этом клапанное устройство 4 закрывает сообщение полости высокого давления 12 с полостью низкого давления 7.

При включении выключателя срабатывает клапанное устройство 4, открывая сообщение между полостью высокого давления 12 и полостью низкого давления 7. При этом из гидроаккумулятора 11 и полости высокого давления 12 рабочая жидкость поступает в подпоршневую полость 7 и полость 8 гидроцилиндра 2. По обе стороны второй части поршня 3б давление выравнивается и он перемещается вверх за счет того, что активная площадь нижней поверхности поршня превышает активную площадь верхней части поршня. При перемещении вторая часть поршня 3б выдавливает рабочую жидкость из полости 8 через канал 6 и увлекает за собой первую часть поршня 3а. Происходит замыкание контактов 5 выключателя.

Для отключения выключателя клапанное устройство 4 срабатывает, перекрывая доступ рабочей жидкости в подпоршневую полость 7 из полости высокого давления 12. Высокое давление рабочей жидкости, воздействуя на первую свободную часть 3а дифференциального поршня 3, приводит к перемещению поршня 3, а следовательно, размыканию подвижных контактов 5 и перемещению компрессионной системы (не показана) выключателя.

Процесс перемещения поршня можно разделить на три участка: 1 - разгонный; 2 - промежуточный; 3 - конечный.

На разгонном участке обе части 3а и 3б дифференциального поршня 3 перемещаются с максимальной скоростью, выдавливая из подпоршневой полости 7 рабочую жидкость через полное сечение гидроцилиндра.

На промежуточном участке обе части 3а и 3б дифференциального поршня 3 двигаются совместно, но после вхождения шток-поршня 3б в направляющую между гидроцилиндром и дифференциальным поршнем 3 образуется промежуточная полость 10 (фиг. 1а), рабочая жидкость из которой выдавливается через канал 9 в подпоршневую полость 7, после чего первая свободная часть 3а поршня 3 останавливается.

На конечном участке происходит разделение дифференциального поршня 3 и шток-поршень 3б, продолжая движение, образует нарастающую закрытую полость с давлением, близким к вакууму, куда через каналы 6 и 9 устремляется рабочая жидкость, заполняя образовавшийся объем и подготавливая привод к операции "включение".

Введение в дифференциальный поршень дополнительных каналов позволяет повысить стабильность работы гидропривода путем стабилизации начальных условий его работы за счет заполнения паразитных объемов рабочей жидкостью и увеличить его ресурс.