CN100403471C

CN100403471C - 高电压大容量断路器

Info

Publication number: CN100403471C
Application number: CNB2005100840787A
Authority: CN
Inventors: 筑紫正范; 富士卓司; 大内茂俊; 山极时生; 田中丰一
Original assignee: NIPPON AE PAVA CO Ltd
Current assignee: NIPPON AE PAVA CO Ltd
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2025-07-12
Also published as: JP2006032121A; KR20060050183A; CN1728312A

Abstract

本发明根据近年来对电力系统的要求，提供一种可增大额定电流、小型并能实现高电压大容量化的高电压大容量断路器。本发明的高电压大容量断路器的结构是，首先，使第三开关部(3)开路，使要切断的电流流过第一开关部(1)和第二开关部(2)的串联部分，接着，使构成第一开关部(1)的真空断路部的电极之间变成既定的离开距离，进行电流切断的同时，使其耐受呈现在电极之间的过渡振动电压，之后，例如第一开关部(1)的电极之间达到既定的离开距离并在其最大电弧时间后，使第二开关部(2)开路，由该第二开关部(2)耐受更严酷的脉冲电压。

Description

高电压大容量断路器

技术领域

本发明涉及使用真空断路部的高电压大容量断路器。

背景技术

目前，电力系统的高电压大容量断路器，SF₆气体断路器独占鳌头。虽然在其他用途中大多还使用真空断路部，但在断路特性方面公知的是，由于真空中的电极之间离开距离不能太大，所以，对电流切断后的雷击等的耐压不能增大，能达到的高电压有限；另外，由于在正常状态下进行通电的电极设置在真空中，处于对接接触状态，因而，因通电所产生的热仅通过热传导散热，用作通电容量小的中小规格电流的断路器。

另外，作为与真空断路器组合构成的断路器，公知的有如专利文献1-日本特开2001-195960号公报所记载的断路器，它是将电弧发生开关与真空断路器进行电串联，再与它们并联地连接有形成主通电路的通电开关，在通电开关开路后，首先打开电弧发生开关使电弧产生，利用该电弧电阻使包含直流成分的故障电流衰减，之后，使真空断路器断开。

但是，最近，SF₆气体断路器的周围环境有了大的变化。例如，SF₆气体的温室效应系数是CO₂的24000倍，已经被指定为COP3京都议定书的温室效应气体，今后，其使用也可能受到限制。另外，根据新规定的ANSI标准，在系统条件下，电源侧的电压上升的苛刻度成为原来的1.73倍，为了用气体断路器满足要求，必须将断路器更换为额定电流高一档的断路器，例如，如果迄今为止的是40kA断路器，则必须更换成63kA断路器，或者必须附加数十nF的大容量电容器。进而，随着降低线路损耗的进展，在国外存在增大因输电线的长距离化而增大系统故障时的直流成分电流衰减时常数的趋势，虽然目前的标准值是45ms，但在国外也有385ms的例子。通常，断路所需要的电弧时间幅度虽可以是0.5周期的程度，但385ms则需要1.0个周期。对于这种要求，用目前的气体断路器，则呈现很难应对的状况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种根据这种近年来电力系统的要求，可增大额定电流，实现小型、高电压大容量化的高电压大容量断路器。

为了实现上述目的，本发明的高电压大容量断路器备有：使用了真空断路部分的第一开关部及与该第一开关部进行电串联的第二开关部，其特征是，基于跳闸信号，将上述第一开关部断开，由上述第一开关部耐受电流切断后的过渡振动电压，之后，基于上述跳闸信号，使上述第二开关部开路，由上述第二开关部耐受脉冲电压，结束切断，并且设有第一延迟机构和第二延迟机构。

根据本发明的高电压大容量断路器，由于在电流切断后，在耐受了施加到电极之间的过渡振动电压耐压之后，第二开关部开路，所以，与真空断路部分相比，可将第二开关部的触头之间的离开距离做得足够大，能得到高的绝缘耐压，对多重雷击等能保持良好的绝缘，能以简单的结构实现高电压大容量。

附图说明

图1是表示本发明一个实施例的高电压大容量断路器的单线接线图。

图2是表示本发明另一实施例的高电压大容量断路器的单线接线图。

图3是图1所示的高电压大容量断路器的各开关部的行程特性图。

图4是图1所示的高电压大容量断路器的各开关部的绝缘耐压特性图。

图5是表示图1所示的高电压大容量断路器的具体结构例子的断面图。

图6是表示图5所示的高电压大容量断路器的第一延迟机构的俯视图。

图7是表示图6所示的第一延迟机构动作过程中状态的俯视图。

图8是表示图6所示的第一延迟机构动作结束状态的俯视图。

图9是表示本发明又一个实施例的高电压大容量断路器的具体结构例子的断面图。

图10是表示本发明再一个实施例的高电压大容量断路器的具体结构例子的断面图。

图11是表示本发明再一个实施例的高电压大容量断路器的具体结构例子的断面图。

图12是表示本发明再一个实施例的高电压大容量断路器的单线接线图。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的实施形式。

构成高电压大容量断路器的构成元件包括：第一开关部1；与该第一开关部1电串联的第二开关部2以及与该第一开关部1电并联的第三开关部3。第一开关部1，由在真空中使电极之间离开，进行电流切断的电流截断特性优良的真空断路部构成。与之相对，第二开关部2的做成在真空以外的绝缘媒体、例如在绝缘性气体中，使触头之间离开的结构，由在第一开关部1进行的电流切断之后，使触头之间离开，得到高的耐压特性的同时，与真空断路部相比更容易得到大的离开距离的气体开关部构成。第三开关部3在闭合状态下，使额定电流的大部分通过而形成主通电路，并先行于第一开关部1与第二开关部2开路。

构成第一开关部1的真空断路部，通常，可以使用作为真空断路器公知的结构，例如，在离开既定距离的电极之间产生电弧，利用形成于电极上的槽等所产生的电磁驱动力，一边使电弧在电极之间相对部分旋转一边迎来电流零点而进行电流切断。该第一开关部1的结构为，具有切断系统中产生的全部事故电流的电流截断性能，在使离开既定距离的电极之间的电弧消失之后，电极之间虽然呈现过渡振动电压，但具有耐受此过渡振动电压的切断性能。与之相对，构成第二开关部2的气体开关部的结构为，由于不像上述真空断路部那样电极之间的离开距离受到限制，而能得到比较大的离开距离，所以，在作为断路器的额定切断时间内，能耐受比过渡振动电压更严酷的多重雷击等脉冲电压。

在闭合状态下，第一开关部1、第二开关部2及第三开关部3同时形成闭路，主回路的额定电流主要流过第二开关部2和第三开关部3。切断动作由接收跳闸信号的未图示的操作器进行，首先，使第三开关部3开路，要切断的电流流经第一开关部1和第二开关部2的串联部，接着，断开第一开关部1，进行电流切断之后，以下文叙述的既定定时使第二开关部2开路。另一方面，在闭合时，首先使第二开关部2闭合，其次使第一开关部1闭合，最后使第三开关部3闭合。

下面，更详细地说明该切断动作，收到跳闸信号，如图3所示的行程特性4那样，首先，在时刻t1时，使第三开关部3开路，切断电流则立即流过第一开关部1和第二开关部2。接着，第三开关部3的极间绝缘耐压使第一开关部1的极间绝缘耐压上升时，如行程特性5所示那样，在时刻t2时，使第一开关部1开路，因为是真空断路部的缘故，以短的行程到达电极断开位置，电极间所发生的电弧受电磁驱动力的作用一边在电极间相对的部分旋转一边迎来电流零点而进行电流切断，在电流切断之后，虽然对电极之间施加过渡振动电压，但能耐受此过渡振动电压而结束切断。之后，如行程特性6所示那样，在时刻t3时，基于相同的跳闸信号，通过电气或机械延迟机构使第二开关部2开路，由于在该第二开关部2中能得到如上上述的高的绝缘耐压，所以，与过渡振动电压相比能保持对更严酷的多重雷击等的脉冲电压所需的绝缘。

对于第一开关部1电极断开之后，将第二开关部2开路的时刻可进行各种设定。例如，可以设定为，在第三开关部3开路之后，使第一开关部1电极断开并由该第一开关部1耐受过渡振动电压，之后，使第二开关部2开路并由该第二开关部2耐受脉冲电压耐压。为了实现这种设定，只要采用下述结构即可：基于跳闸信号，使第三开关部3开路，之后，相对跳闸信号延迟并传递操作力，使第一开关部1电极断开，由该第一开关部1耐受过渡振动电压，随后，相对同一跳闸信号进一步延迟并传递操作力，使第二开关部2开路，由该第二开关部2耐受脉冲电压。

另外，使第二开关部2开路的时刻可以设定为：基于跳闸信号使第三开关部3开路之后，将第一开关部1电极断开，该第一开关部1的电极之间达到既定的离开距离病形成最大电弧的时间后，基于相同的跳闸信号，使第二开关部2开路。更具体地说，使第二开关部2开路的时刻是，在上述切断动作中，作为真空断路部的第一开关部1电极断开，电极之间到达既定的离开距离并在至少0.6周期之后开路。作为真空断路部的第一开关部1的最大电弧时间在50个周期的基础上为0.6周期即12ms。从这些说明中可知，通过第一开关部1与第二开关部2的串联连接体构成1个断路器，该第二开关部2与在额定切断时间后为将断路器与系统分离而断开主回路的断路开关不同。

该切断动作中的各开关部1～3的绝缘耐压特性如图4所示。第三开关部3如绝缘耐压特性曲线7所示，在时刻t1开始开路，使绝缘耐压逐渐提高。在第三开关部3的电极间绝缘耐压超过第一开关部1的电极间绝缘耐压时，第一开关部1如绝缘耐压特性曲线8所示，在时刻t2开始电极断开，在达到比较短的既定的电极间离开距离后，进行电流切断。这时，虽然呈现一定的绝缘耐压，但是，由于第一开关部1由真空断路部构成，所以，电极间离开距离小，对于脉冲电压之类的严酷的过电压，不能得到充分的耐压。鉴于此，作为断路器虽在额定切断时间内的时刻t3，对第二开关部2开始开路，但是，由于该第二开关部2由气体开关部构成，因此，如绝缘耐压特性曲线9所示，在时刻t3开始开路，并能以比较高的速度取得大的行程，与其他各开关部相比，可快速提高绝缘耐压，动作到绝缘耐压最高的位置。从而，作为整个高电压大容量断路器，即使使用耐压低的真空断路部，也能通过与该第二开关部2的组合，实现高耐压的断路器。

使用真空断路部的真空断路器，由于其结构为在真空容器内具有可离开的一对电极，这两个电极形成冲撞接触，仅仅利用热传导就能将相同部分的通电产生的热散发在真空阀外面，但通常，不能期待得到充分的冷却效果，而能因此将通电容量抑制得较小。然而，利用上述的高电压大容量断路器，由于主回路的额定电流不是主要流过第一开关部1，而是主要流过与该第一开关部1予以电并联的第三开关部3，所以，可在抑制由真空断路部构成的第一开关部1的发热的同时，可增大主回路的通电电流。另外，在耐受施加在电极之间的过渡振动电压并结束电流切断之后，基于已经给予的跳闸信号，使第二开关部2开路。由于该第二开关部2可以做成在与真空断路部不同的绝缘媒体例如、绝缘性气体中使触头离开的结构，因此，可利用绝缘性气体的大的耐绝缘性能，另外，与真空断路部相比，可以得到触头间的离开距离足够大的大的绝缘耐压，从而对于多重雷击等也能保持良好的绝缘。

图5是表示本发明一个实施例的高电压大容量断路器的具体结构的断面图。

在未图示的密闭容器内封入绝缘性气体，在与该密闭容器电气绝缘的状态下，支持固定有一个端子10。在该端子10上固定有气体开关部的固定触头11，与该固定触头11相对的活动触头12固定在气缸14上。通过下文叙述的真空阀17的上部端板及固定在其上的固定主接触部16对气缸14导向，从而形成简单的缓冲室15。借助于活动触头12及气缸14的向下方的动作，缓冲室15内的绝缘性气体，其压力上升，并利用绝缘筒13一边导向一边吹送到固定触头11与活动触头12之间。真空阀17的下部端板31，与上部端板一起作为固定部件，利用构成真空阀17的绝缘容器进行位置固定。活动主触头20相对该真空阀17的下部端板31可滑动地配置，并通过绝缘棒30连接到操作器上。借助于真空阀17等构成图1所示的第一开关部1，借助于固定触头11与活动触头12等构成图1所示的第二开关部2，另外，借助于固定主触头16和活动主触头20等构成图1所示的第三开关部3。

构成图1所示的第一开关部1的真空阀17的结构为，具有可离开的一对固定电极18和活动电极19，利用波纹管22既保持真空，又允许活动电极19的电极断开动作，当使活动电极19离开并与固定电极18之间保持一定的电极断开距离时，在两个电极18、19产生电弧，同时，受到由电极结构产生的电磁驱动力，一边使电弧在电极18、19之间的相对部分旋转，一边迎来电极零点，进行电流切断，在电流切断之后，虽在电极之间呈现过渡振动电压，但由于对此耐压，使电流切断结束。这种结构，作为真空断路器是已知的结构。连接在活动电极19上的电极夹23从活动主触头20下部导出，并借助设置在该导出部上的集流环24连接到活动主触头20及未图示的另一端子上。

该第一开关部1，通过下文详述的第一延迟机构26利用操作器进行断开操作。该第一延迟机构26是用于对根据跳闸信号实施的第三开关部3的开路予以延迟，再使第一开关部1断开的延迟机构；从而使得至少在活动电极19与固定电极18之间保持一定的电极断开距离时，保持其耐压高于先行断路的第三开关部3的固定主触头16与活动主触头20之间的耐压。

该第一延迟机构26的结构为，通过形成于绝缘棒30的相对部上的配合部25开始动作。该第一延迟机构26如图6所示，其结构为具有：将一端连接在真空阀17的电极夹23上的第一杠杆32；具有游隙地将一端连接在该第一杠杆32的另一端上的第二杠杆33；以及对该第二杠杆33的另一端施加反时针方向的旋转力的闭合弹簧34。在图示的闭路状态，闭合弹簧34对第二杠杆33施加反时针方向的旋转力，另外，对第一杠杆32施加顺时针方向的旋转力，从而将活动电极19压接在固定电极18上。

另外，绝缘棒21的一端与气缸14连接，绝缘棒21的另一端与杠杆27的一端相连。该杠杆27的另一端，通过连杆28，并通过作为具有游隙的连接部的第二延迟机构51与杠杆29的一端相连，该杠杆29的另一端与绝缘棒30相连。该第二延迟机构51是这样的延迟机构：根据跳闸信号，在第一开关部1的活动电极19与固定电极18之间保持一定的电极断开距离之后，例如在0.6周期后，进行第二开关部2的开路动作。因此，借助于未图示的操作器朝图示的下方驱动绝缘棒30时，首先，活动主触头20离开固定主触头16，接着，通过第一延迟机构26使真空阀17电极断开，之后，通过第二延迟机构51等驱动气缸14和活动触头12，使活动触头12离开固定触头11。

下面，说明上述高电压大容量断路器的切断动作。

在图示的闭路状态下，额定电流在朝向一个端子10、固定触头11、活动触头12、气缸14、固定主触头16、活动主触头20、集流环24、另一端子的回路中流过。对未图示的操作器施加跳闸信号，向下方驱动绝缘棒30时，首先，活动主触头20离开固定主触头16。于是，通电电流在朝向一个端子10、固定触头11、活动触头12、气缸14、固定主触头16、固定电极18、活动电极19、集流环24、另一端子的回路中流过。

接着，向既定距离下方驱动绝缘棒30，当活动主触头20与固定主触头16之间得到既定绝缘耐压时，通过配合部25使第一延迟机构26动作。第一延迟机构26如图6所示，通过闭合弹簧34给第二杠杆33施加反时针方向的旋转力，另外对第一杠杆32施加顺时针方向的旋转力，将活动电极19压接在固定电极18上，保持图示的状态。但是，如图7所示，配合部25与第二杠杆33的另一端接触，对服闭合弹簧34，使第二杠杆33顺时针方向旋转时，通过有游隙的连接，使第一杠杆32沿反时针方向旋转。之后的第二杠杆33，借助于超过配合部25的绝缘棒30的相对面保持图8所示的状态，并通过闭合弹簧34闭合。

这样，向切断方向驱动活动电极19，使其与固定电极18之间保持一定的电极断开距离，两个电极18、19之间产生电弧，同时，受到电极结构产生的电磁驱动力，在电极18、19之间的相对部分一边使电弧旋转，一边迎来电流零点，进行电流的切断，在电流切断之后，虽对电极之间施加过渡振动电压，但因对该过渡振动电压耐压，结束电流切断。在活动电极19与固定电极18之间达到一定的电极断开距离之后，在最大电弧时间、即0.6周期后，此次使第二延迟机构51动作，使活动触头12离开固定触头11。

这种动作定时可以通过如下设定予以实现：在图5所示的活动电极19与固定电极18之间达到一定的电极断开距离时，借助于棒30朝向切断方向的动作，使杠杆29沿顺时针方向旋转，吸收第二延迟机构51形成的与连杆28之间的游隙。当吸收该第二延迟机构51的游隙时，杠杆29，通过连杆28，使杠杆27沿反时针方向旋转，通过绝缘棒21向下方驱动气缸14和活动触头12，使气体开关部成为切断状态。在气体开关部的密闭容器内，预先封入耐绝缘耐性能高的绝缘性气体，另外，通过适当地设定杠杆27等的杠杆比，则能确保大的离开距离，即使施加多重雷击，也能对此有足够的耐压从而结束切断动作。

这样构成的高电压大容量断路器，即使使用通电性能或多重雷击之类的对脉冲耐压弱的真空断路部，也能通过由固定主触头16和活动主触头20构成的第三开关部3流过额定电流的大部分，从而可防止真空断路部的发热，咳增大额定电流。而且，由于第二开关部2由绝缘气体中开路的固定触头11和活动触头12构成，因此，利用这里的绝缘性气体，与真空断路部相比，可增大离开距离，提高对脉冲的耐压。

另外，根据这样的高电压大容量断路器，特别是，将第二开关部2做成真空以外的绝缘媒体中的开关部的结构，与真空断路部相比，可增大离开行程，并且利用绝缘性气体的绝缘特性提高耐压性能，从而能耐受雷击。作为该第二开关部2，作为封入密闭容器内的绝缘性气体，可使用SF₆气体、干燥空气、CO₂气体、N₂气体、CF₃I中的至少一种，或者是这些气体多种的混合气体，或是使用绝缘油等。在任何一种情况下，由于可以在真空断路部进行电流切断，不需要使用切断性能优良的气体，因此，可减少SF₆气体的使用量，如果全部不使用SF₆气体来构成第二开关部2，则能提供环保型的高电压大容量断路器。

一般来说，暖室效应现象和气温上升不一样，会伴随有激烈的气候变动。所以，今后，虽然人门认为对于已经要求的-50℃的规格会进一步扩大要求，但通过采用全部不使用SF₆而用满足这些条件的气体密度封入的结构，因此，能得到充分适应于这些要求的高电压大容量断路器。另外，环境问题也包括操作器，从油压操作器向不使用油、结构简洁的弹簧操作器的转换已经是大的潮流。然而，要用弹簧操作器构成63KA的缓冲形气体断路器虽然很难，但是，借助于上述的构成，可使用简单的弹簧操作器得到高电压大容量断路器。

进而，在图5所示的高电压大容量断路器中，虽做成具有缓冲室15的第二开关部2，但既可以省略该缓冲室15，也可以与缓冲形气体断路器相比做成非常小型、简易的缓冲室15，因此，作为整体仍可得到小型的高电压大容量断路器。进而，虽然人们认为，由于抑制开关浪涌、冲击电流等电力质量的提高，今后控制开关也将升级，但由于缓冲形气体断路器行程长，闭合时间也长，所以，控制闭合比较难，但采用上述的高电压大容量断路器，可以比较容易地进行这些控制开合。

图2是表示本发明另一实施例的高电压大容量断路器的电路图。

该实施例的高电压大容量断路器，将作为真空断路部的第一开关部1和气体中构成的第二开关部2进行电串联，并且连接有形成主电流通路的、与第一开关部1及第二开关部2电并联的第三开关部3。

在上述实施例中，可以采用的结构如下：接着第三开关部3使第一开关部1电极断开，第一开关部1的电极之间达到既定的离开距离并在其最大电弧时间之后，基于跳闸信号使第二开关部2开路；或者基于跳闸信号接着第三开关部3使第一开关部1电极断开，之后，基于相同的跳闸信号，在额定切断时间内使第二开关部2开路；但是，并不限于这些结构。换句话说，采用的结构可以是：接着第三开关部3使第一开关部1电极断开之后，在0.3秒以内使第二开关部2变成完全开路状态；或者使第一开关部1电极断开之后，到8.3ms～10ms之前使上述第二开关部2变成完全开路的状态。

当采用以这种定时使第二开关部2开路的结构时，一般地，由于由真空断路部构成的第一开关部1以2～3周期进行电流切断，将第一开关部1电极断开之后，在0.3秒以内使第二开关部2变成完全开路状态，所以，在高电压大容量断路器中，为了确保系统的稳定，要求以高速度再闭合，如果切断后经过0.3秒，则必须开始再闭合动作，不过，能够满足其要求。另外，断路器在事故电流切断后的0.5周期中，即60Hz下8.3ms或是50Hz下10ms后，系统电压达到最大值，这时，虽然施加相反极性的雷击，对绝缘性能的要求达到最严峻的状态，但是，由于将第一开关部1电极断开之后，到8.3ms～10ms之前使第二开关部2变成完全开路状态，所以，能很容易地满足这种严峻的对绝缘性能的要求。

图9是表示上述的高电压大容量断路器的具体结构例子的概略正视图。

在密闭容器44内封有绝缘性气体，在通过绝缘物35与该密闭容器44电气绝缘的状态下将一个端子10支持固定。在该端子10上通过固定导体43固定有气体开关部的固定触头11。与该固定触头11相对的活动触头12与集流环45始终保持接触的状态，并可上下移动地与绝缘棒21相连接。真空阀17在绝缘容器的两端部上设有上部端板36和下部端板31。下部端板31通过固定导体37由绝缘物39支持固定并连接在另一端子40上。在上部端板36上，支持着与活动触头12始终电连接的集流环45，在下部端板31上支持着集流环38。

设置有始终与该集流环38电连接的活动主触头20，该活动主触头20配置成可与安装在固定导体43上的固定主触头16连接或分离。另外，活动主触头20通过绝缘棒30与未图示的操作器连接。借助于真空阀17等构成图1所示的第一开关部1，借助于固定触头11与活动触头12等构成第二开关部2，并且，借助于固定主触头16和活动主触头20等构成第三开关部3。

图9所示的构成第一开关部1的真空阀17是用作真空断路器的结构，其结构为，具有可离开的一对固定电极18和活动电极19，通过波纹管22保持真空的同时，允许活动电极19的电极断开动作。连接在活动电极19上的电极夹23从下部端板31导出。上述第一延迟机构26连接在该电极夹23上，该第一延迟机构26的结构是，通过形成在绝缘棒30的相对部上的配合部25开始动作。该第一延迟机构具有与图6所示的先前实施例相同的结构。

另外，杠杆27的一端与连接于活动触头12上的绝缘棒21的下端相连。在该杠杆27的另一端上，通过连杆28连接着第二延迟机构51、即在杠杆29的一端上构成的具有游隙的连接部，杠杆29的另一端与绝缘棒30连接。因此，通过操作器向图示下方驱动绝缘棒30时，首先，活动主触头20离开固定主触头16使第三开关部3开路，接着，通过第一延迟机构26使真空阀17、即第一开关部1电极断开，之后，通过第二延迟机构29及绝缘棒21驱动气缸14和活动触头12，使活动触头12离开固定触头11，使第二开关部2开路。

这样构成的高电压大容量断路器，能与前面实施例的情况同样地动作，可使用对通电性能及多重雷击之类的脉冲耐压弱的真空断路部，同时，通过固定主触头16和活动主触头20构成的第三开关部3流过额定电流的大部分，从而可防止真空断路部的发热，增大额定电流。而且，由于第二开关部2由绝缘气体中开路的固定触头11和活动触头12构成，因此，利用这里的绝缘性气体，与真空断路部相比，可增大离开距离，提高脉冲耐压。

图10是表示本发明再一个实施例的高电压大容量断路器的具体结构例子的概略正视图。

在连接于未图示的操作器上的绝缘棒48上，分别通过连杆47、49连接着杠杆46、50的一端。杠杆46的另一端上连接着棒30的一端，在该棒30上连接有始终与集流环38接触的活动主触头20。与活动主触头20相对的固定主触头16固定在与真空阀17的上部端板36一体连接的一个端子上。真空阀17具有固定在其绝缘容器两端部上的上部端板36和下部端板31，并可以作为机械结构件利用，在下部端板31上安装有集流环38。真空阀17的结构与先前实施例的情况相同，固定有活动电极19的电极夹23可通过波纹管保持真空的同时，进行开关动作。在该电极夹23的端部连接有上述第一延迟机构26。该第一延迟机构26借助于形成于棒30的相对面上的配合部25开始动作。由固定主触头16和活动主触头20等构成的第三开关部3以及通过真空阀17等构成的第一开关部1的动作特性，与先前实施例相同。

另一方面，在杠杆50的另一端上构成第二延迟机构51，通过该第二延迟机构51连接着第二开关部2的活动触头12。与该活动触头12相对的固定触头11安装在另一端子10上。在通过省略图示的绝缘物分别与密闭容器电绝缘的状态下，支持着该另一端子10和上述的一个端子36。

切断动作，通过未图示的操作器朝右边驱动绝缘棒48进行。杠杆46反时针方向旋转，通过棒30使活动主触头20离开固定主触头16。这时，虽然杠杆50也顺时针方向旋转，但是，还没有通过第二延迟机构51将操作力传递给活动触头12。当活动主触头20与固定主触头16之间的绝缘耐压增高时，棒30的配合部25使第一延迟机构26动作，如图6至图8所示，使真空断路部电极断开。在活动电极19从固定电极19离开既定距离之后，例如经过0.6周期时，由第二延迟机构29产生的空运转停止，将活动触头12向上方驱动而与固定触头11开路。在这种状态下，由固定触头11和活动触头12构成的气体开关部，具有足够的离开距离的同时，借助于绝缘性气体的绝缘性能，可耐受更严酷的多重雷击。

从以上说明中看出，本发明的高电压大容量断路器，并不限于按同方向开关驱动三个开关部1～3的结构。也可以利用通常的两点断开的断路器的基本结构，或者利用其他的结构来构成。

图11是表示本发明再一个不同的实施例的高电压大容量断路器的概略结构图。

由真空断路部构成电串联的两点的第一开关部1a、1b，并将其并排置于密闭容器4内，形成大致U字状的主回路，以跨接该第一开关部1a、1b的上部的形式连接有形成主通电路的第三开关部3。另外，由气体开关部构成的第二开关部2仅串联在一个第一开关部1b的上部。各开关部1a～3，分别通过配置在密闭容器44下部的操作器51进行开关操作，各自的开路定时与前面实施例的情况同样。首先，第三开关部3开路，接着，通过第一延迟机构使两点的第一开关部1a、1b电极断开，在其既定的时间之后，通过第二延迟机构使第二开关部2开路。

图12是表示本发明再一个不同的实施例的高电压大容量断路器的概略结构图。

在该实施例中，高电压大容量断路器包括以下各部分：由真空断路部构成的第一开关部1a；由与该第一开关部1a电串联的气体开关部构成的第二开关部2；与该第一开关部1a电并联的同时、由与第一开关部1a的真空断路部相同规格的真空断路部构成的第一开关部1b；以及用于调整流经第一开关部1a和第一开关部1b的电流分流比的、分别连接的阻抗调整用的电抗线圈52a、52b。这里，第一开关部1a、1b兼用图1所示的第三开关部3，切断动作将第一开关部1a、1b同时电极断开，之后，以与前面实施例的情况相同的定时使第二开关部2开路。

根据这样构成的高电压大容量断路器，由于以并联的真空断路部构成的第一开关部1a、1b形成主通电路，用阻抗调整用的电抗线圈52a、52b调整各自的分流比，所以，即便使用对多重雷击那样的脉冲耐压弱的真空断路部，与真空断路部相比，也能通过绝缘气体中开路的第二开关部2，增大离开距离，提高耐压，从而也能提高脉冲耐压，获得与先前实施例同样的效果，并且，由于在各真空断路部上，流过例如额定电流的1/2的电流，因此，可防止真空断路部的发热，从而增大额定电流。

另外，将图5、图9及图10所示的实施例组合，将图5及图9所示的第一开关部1、第二开关部2及第三开关部3的结构，做成将以杠杆29为代表那样的机构部置于中央、上下设置一对的结构，将位于中央部的机构部用图10所示的绝缘棒一起操作，也可以实现通常的断路器中的两点切分的结构。在两点切分结构的第一开关部1上，虽然分别并联有分压用电容器以将承担的电压均匀化，但由于各分压用的电容器，在构成各自的第一开关部1的真空断路部的电极外周部上，配置有中间屏蔽罩，因而可利用该中间屏蔽罩使其达到中间电位。

本发明的高电压大容量断路器，也能适用于上述实施例以外的结构的高电压大容量断路器。例如，虽然设置有与第一开关部1并联的第三开关部3，但是，还可以根据额定电流而做成省略第三开关部3的高电压大容量断路器。

Claims

1.一种高电压大容量断路器，具有：使用了真空断路部的第一开关部及与该第一开关部电串联的第二开关部，其特征是，该高电压大容量断路器的结构是，基于跳闸信号，将上述第一开关部电极断开，由上述第一开关部耐受电流切断后的过渡振动电压，之后，基于上述跳闸信号，使上述第二开关部开路，由上述第二开关部耐受脉冲电压，断路结束，并且设有第一延迟机构和第二延迟机构。

2.一种高电压大容量断路器，具有：使用了真空断路部的第一开关部及与该第一开关部电串联的第二开关部，其特征是，该高电压大容量断路器的结构是，基于跳闸信号，将上述第一开关部电极断开，使上述第一开关部的电极之间达到既定的离开距离并在其最大电弧时间后，基于上述跳闸信号，使上述第二开关部开路，并且设有第一延迟机构和第二延迟机构。

3.一种高电压大容量断路器，具有：使用了真空断路部的第一开关部，与该第一开关部电串联的第二开关部及至少与上述第一开关部电并联且形成主通电路的第三开关部，其特征是，该高电压大容量断路器的结构是，设置有基于跳闸信号进行断路操作的操作器，上述第三开关部的连接使其可通过上述操作器进行断路操作，在上述第一开关部与上述操作器之间设置有在上述第三开关部开路之后传递电极断开的操作力的第一延迟机构，在上述第二开关部与上述操作器之间，设置有在上述第一开关部的电极断开之后传递使上述第二开关部开路的操作力的第二延迟机构。

4.根据权利要求1～3任一项记载的高电压大容量断路器，其特征是，上述第二开关部在封入了绝缘性气体的密闭容器内具有可开关的固定触头和活动触头。

5.根据权利要求4记载的高电压大容量断路器，其特征是，作为上述绝缘性气体，可使用SF₆气体、干燥空气、CO₂气体、N₂气体、CF₃I中的至少一种。