CN101454858A - 断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种断路器，其能够应对不同断路速度的规格要求，并且，通过使弹簧操作机构实现通用化或标准化，能够减少断路速度不同的断路器的设计、制作工时。该断路器设有沿使构成开闭触点的可动触头(63)与固定触头(62)接触分离的方向对它们进行驱动的动力传递机构，通过动力传递机构沿使可动触头(63)从固定触头(62)脱离的方向施加驱动力的断路弹簧(26)，在保持断路弹簧(26)蓄能状态的位置处限制动力传递机构的动作的弹簧键机构，以及解除弹簧键机构对动力传递机构的约束的断开操作部；其中，断开操作部设有控制杆并且相对于第一臂配置以操纵第一臂旋转，控制杆以第二臂的前端可以与所述弹簧键机构接合的方式配置，控制杆旋转以解除弹簧键机构对动力传递机构的约束，从控制杆的第一臂的旋转中心至致动装置的动作轴线的长度尺寸以及控制杆的第一臂与致动装置之间的间隙根据断路速度的规格而不同。

Description

断路器

技术领域

本发明涉及使用弹簧操作机构的断路器，并涉及适于作为变电站、配电站等高压式电力气体断路器的断路器。

背景技术

在设置于变电站或配电站中的电力用气体断路器中，作为使形成断路部的可动及固定触头等开闭触点断开及接通的驱动力，采用使用了弹簧的弹簧操作器。例如，日本专利公开公报2001-283691号(文献1)就是采用了这种弹簧操作器的断路器。在该公报中披露了一种弹簧操作型操作器，其采用安装于转轴上的凸轮或操纵杆、根据操作指令解除蓄能状态的断路以及接通弹簧等实现形成断路部的开闭触点的接通及断开。这种弹簧操作器通过构成断开机构的多个部件的结合保持断路弹簧的驱动力，通过断路指令驱动螺线管解除多个部件的结合，以执行断路动作。

另外，日本专利公开公报2005-209554号(文献2)中也记载了一种使电力用断路器的触点部开闭的弹簧操作器。该弹簧操作器在其操作器主体框体上附设有容纳断开机构或接通机构的框体。

另外，在日本专利公报第2529264号(文献3)中记载了一种由扭簧形成的弹簧操作器。这种弹簧操作器使用扭簧作为断路及接通的驱动力，通过使用两根弯折状态下的扭簧，不仅可使结构紧凑，而且还能实现高速动作。

另外，在日本1997年电气学会、能源部门大会演讲论文“362kV50kA弹簧操作气体断路器的开发”(作者香山治彦等，文献4)中，也记载了扭簧式弹簧操作气体断路器的例子。该弹簧操作装置使用扭簧作为驱动弹簧，弹簧自身的驱动所需能量很少，从而效率高且输出功率大，可使构成断路部的开闭触点以2周期的断路时间实现断路。

但是，上述文献1中记载的断路器用弹簧操作器仅为3周期断路用，对例如以构成断路部的开闭触点应对进行2周期断路等高速断路或5周期断路等低速断路之类的满足多个不同断路速度的断路器的设计、制作未作任何考虑，另外，上述文献2中记载的气体断路器的弹簧操作器中也存在难以应对高速化的问题。

同样，上述文献3中记载的扭簧操作器可使作为断路部的开闭触点进行2周期断路，但未考虑对该弹簧操作器在3周期等低速断路中的使用，因此并不适用。

即，在现有的断路器中使用的弹簧操作器的技术中，由于完全没有考虑通过弹簧操作器中部件的通用化或标准化，使得形成断路部的开闭触点的驱动操作能够满足不同断路周期数(分断速度)的要求，因此，存在断路器设计、制作复杂的问题。

发明内容

本发明的目的在于使相同结构的断路器能够满足不同断路速度的规格要求，并且，通过使弹簧操作机构部件实现通用化或标准化，能够减少断路速度不同的断路器的设计、制作工时。

为了实现上述目的，本发明提供了一种断路器，其设有：沿使构成开闭触点的可动触头与固定触头接触分离的方向对它们进行驱动的动力传递机构，通过动力传递机构沿使可动触头与固定触头脱离的方向施加驱动力的断路弹簧，在保持断路弹簧蓄能状态的位置处限制动力传递机构的动作的弹簧键机构，以及解除弹簧键机构对动力传递机构的约束的断开操作部，其中：断开操作部设有具有第一和第二臂并可自由旋转地固定在轴上的控制杆和与该控制杆的第一臂相对设置并操纵第一臂旋转的致动装置，控制杆以第二臂的前端可以与弹簧键机构接合的方式配置，通过控制杆的旋转解除弹簧键机构对动力传递机构的约束，第一臂与致动装置之间的间隙设定为高速断路用的间隙小于低速断路用的间隙，同时，从控制杆的第一臂的旋转中心延至致动装置的动作轴线的垂线的长度尺寸设定为高速断路用的尺寸小于低速断路用的尺寸。

断路器的断路周期数(断路速度)主要取决于解除保持断路弹簧蓄能状态以约束接通状态的弹簧键机构的断开操作部的动作速度。因此，本发明通过根据所要求的断路速度规格，仅将断开操作部的一部分设计制成独立部件，从而相同结构的断路器能够满足不同断路速度的要求。这样，可使构成断路器的弹簧操作机构及其他构成部件在不同断路速度下能够通用并实现标准化，从而能够节约断路器的设计及制作工时。

另外，以高速断路用的控制杆比大于低速断路用的控制杆比的方式设定从所述控制杆的旋转中心向第一臂延至所述致动装置的动作轴线的垂线的长度尺寸与从所述控制杆的旋转中心至所述第二臂前端的尺寸的控制杆比，最好，以高速断路用控制杆比为低速断路用的控制杆比1.5倍以上的方式设定所述控制杆比。因此，在断开操作部的结构没有较大不同的情况下，就可以应对不同断路速度规格。

致动装置具有使柱塞进退的螺线管，通过使螺线管线圈圈数在高速断路用时小于低速断路用时，或者在高速断路用螺线管中与低速断路用螺线管中采用铁心磁性与固有阻抗不同的材质，可使相同结构的断路器能够应对开闭触点不同的断路速度规格。

根据本发明，在相同结构的断路器中，仅需更换断开操作部就可容易地制作出具有2周期断路、3周期断路或5周期断路等不同断路性能的断路器。另外，通过更换断开机构，就可使相同结构的一台气体断路器容易地将开闭触点的断路时间切换为2周期和3周期等。

通过本发明，即使存在不同断路速度的要求，相同结构的断路器仍能极容易地应对，并且，由于实现了弹簧操作机构的通用化或标准化，因此，还可节约断路速度不同的断路器的设计、制作工时。

附图说明

图1为采用本发明的电力系统用气体断路器的一个实施例的主视图；

图2为模式图，其显示了采用本发明的电力系统用气体断路器的一个实施例；

图3为模式图，其说明了图2所示的电力系统用气体断路器的操作机构的开闭触点的接通状态；

图4为模式图，其说明了图2所示的电力系统用气体断路器的操作机构的开闭触点的断路动作的结束状态；

图5为模式图，其说明了图2所示的电力系统用气体断路器的操作机构的开闭触点的断路动作的结束状态；

图6为显示低速断路用断开操作部的例子的主视图；

图7为从下方观察图6中低速断路用断开操作部的配置图；

图8为显示高速断路用断开操作部的例子的主视图；

图9为从下方观察图8中高速断路用断开操作部的配置图；

图10为螺线管的动作前后的剖面图；

图11为说明螺线管的吸引力的特性图；

图12为显示流过螺线管线圈的电流的时间变化的说明图；

图13为显示可动触点的行程的时间变化的说明图。

具体实施方式

下面，通过相同功能部件采用相同附图标记的图1至图13对采用本发明的电力用气体断路器的实施例进行说明。

图1所示的气体断路器100在架台105上设有圆筒形接地容器103，在圆筒形接地容器103内以规定压力填充绝缘气体，例如SF₆气体(六氟化硫气体)。另外，在接地容器103的斜上方突出设置有套筒101、102。在套筒101、102内容纳有与变电站或配电站中的电线连接构成电路的导体。在架台105的侧部安装用于收纳气体断路器100的弹簧操作机构的操作箱104。

图1为构成断路部的开闭触点接通的状态，构成开闭触点的可动触头63与固定触头62相连。在断路动作时，构成开闭触点的可动触头63离开固定触头62。可动触头63在与固定触头62的接触端的相对端与绝缘材料64连接。另外，转轴66可自由转动地支承在接地容器103中，连杆65及连杆67的一端固定于该转轴66上。连杆65的另一端与上述绝缘材料64的一端相连。同样，连杆67的另一端与连杆68相连。

在操作箱104内设有弹簧操作机构的主轴4。在图1的例子中，连杆69的一端固定于主轴4上，连杆69的另一端与连杆68相连。主轴4及连杆69、连杆68、连杆67、转轴66形成四节连杆机构。通过四节连杆机构，弹簧操作机构与接地容器103内形成断路部的开闭触点相连。

下面，对具有这种结构的气体断路器100的动作进行说明。通电时的电力从系统(图中未示出)供给至上游侧的套筒102。电力通过套筒102被导入接地容器103中构成断路部的开闭触点，经过下游侧的套筒101再输入系统中。

当系统遭到雷击等而发生故障时，通过驱动操作箱104内的弹簧操作机构，使主轴4及连杆69逆时针方向旋转，从而使连杆68向下方移动。若连杆68移动，则连杆67及转轴66、连杆65逆时针方向旋转，使绝缘材料64向左移动。这样，由于可动触头63脱离固定触头62张开，因此，中断电力向下游侧供应。

虽然在本实施例中接地容器103是沿水平方向延伸的，但是，也可以使接地容器103沿垂直方向延伸。另外，虽然是利用将套筒101、102直接安装在接地容器103上的单体气体断路器进行说明的，但是，也可采用将套筒101、102组装在带有开闭触点的接地容器103中的结构。另外，虽然以使用SF₆气体的气体断路器为例进行了说明，但是，也可以采用真空断路器等其它开闭装置。

下面，利用图2～图5对容纳在图1所示的操作箱104内的弹簧操作机构400进行说明。图2及图3显示了弹簧操作机构400的接通弹簧28及断路弹簧26均被压缩的开闭触点的接通状态，随着从图3向图5的变化，依次进行开闭触点的开闭动作。如图2所示，弹簧操作机构400由框体1和小框体61构成，通过螺栓等将小框体61紧固在框体1上。

如图3中点划线包围所示，弹簧操作机构400的构成为：具有主轴4及断路弹簧26等的断路操作部403、具有凸轮轴2及接通弹簧28等的接通操作部404、保持或释放接通弹簧28的驱动力的接通控制机构402、保持或释放断路弹簧26的驱动力的断开机构401、以及显示一部分接通操作部404的图5中所示的接通弹簧蓄能装置405。

图4显示了开闭触点的断路动作结束的状态，图5显示了开闭触点的接通动作结束的状态。在图5的状态下，接通弹簧28形成释放状态，之后，进行压缩接通弹簧28以返回图2的状态的动作。后面，将对以上的动作进行详细说明。

利用图3说明断路操作部403的结构。大致Y字形主控制杆5的中间部安装在主轴4上，在主控制杆5的两个端部上安装辊6、7。另外，断路弹簧连杆25的一端通过销25a可自由旋转地安装于主控制杆5的剩余端部上。在断路弹簧连杆25的另一端上安装弹簧座34，从而保持设置在断路弹簧连杆25外周的断路弹簧26。断路弹簧26由弹簧座34固定的端部的另一端由框体1保持。

如上述图1所示，通过绝缘材料64、连杆65、四节连杆机构、主控制杆5、断路弹簧连杆25、弹簧座34构成沿接触分离方向驱动形成开闭触点的可动触头63与固定触头62的动力传递机构。断路弹簧26的结构通过动力传递机构、沿着使可动触头63从固定触头62脱离的方向施加驱动力。

下面，通过图3及图5对接通操作部404和接通弹簧蓄能装置405的结构进行说明。在可自由旋转地支承于框体1内的转轴2的一端上安装凸轮3，在另一端上安装大齿轮52。接通弹簧连杆27的一端可自由旋转地安装在大齿轮52的中间部上，在接通弹簧连杆27的另一端上安装弹簧座35，以保持接通弹簧28的一端。接通弹簧28配置在接通弹簧连杆27的外周，接通弹簧28在弹簧座35的反向侧由框体1保持。将来自电动机(图中未示出)的驱动力传递至小齿轮51，在使接通弹簧28蓄能时，小齿轮51为驱动侧，大齿轮52为从动侧。相反，在接通动作中，大齿轮52为驱动侧，小齿轮51为从动侧。

利用图3说明接通控制机构402的结构。可以与安装在凸轮3中的辊18结合地设置接通弹簧键19。该接通弹簧键19呈大致V字形，其弯曲部可自由旋转地安装在轴19a上。在接通弹簧键19的V字形的一端上形成结合部19b，该结合部19b与设置在接通操作部404的凸轮3中设置的辊18结合。在接通弹簧键19的V字形的另一端上安装有辊21。另外，在接通弹簧键19的V字形的另一端与轴19a的中间部上安装有一端固定于框体1中的复位弹簧20。

一端可以与辊21对接地设置接通触发器22。接通触发器22以弯曲状形成，其弯曲部可自由旋转地安装在转轴22a上。转轴22a可自由旋转地支承在框体1中。接通触发器22在与辊21对接侧的相对端上形成接通触发器22b，并且，以可以与该接通触发器22b对接的方式设置作为致动装置的接通螺线管301的柱塞311。

与上述断路操作部403相邻，将断开机构401设置在小框体61中。利用图3说明该断开机构401的结构。在固定于框体1的轴8a上安装有中间部可自由旋转且在轴8a部分为弯曲形状的断路弹簧键8。形成于断路弹簧键8一端的结合部8b与设置于主控制杆5一端的辊7接合，另外，在断路弹簧键8的另一端上安装有辊10。另外，使断路弹簧键8返回原来位置的复位弹簧9的一端安装在轴8a与断路弹簧键8的结合部8b的中间部。该复位弹簧9的另一端固定在框体1中。

以可以与设置在断路弹簧键8一端的辊10接合的方式设置第二弹簧键控制杆11。第二弹簧键控制杆11的中间部可自由旋转地安装在由小框体61支承的轴11a上。另外，第二弹簧键控制杆11以在轴11a部分弯曲的形状形成，并且，该第二弹簧键控制杆11在轴11a与辊13的中间部上安装有复位弹簧12的一端。复位弹簧12的另一端固定在小框体61上，通过弹簧的弹力使第二弹簧键控制杆11返回原来位置。第二弹簧键控制杆11在与辊10结合的结合部11b的相对侧的端部上安装有辊13。并且。可与该辊13结合地设置具有大致L字形状的断路触发器14a，断路触发器14a的前端部与辊13对接。考虑到与辊13的接触，断路触发器14a的前端部形成曲面。

断路触发器14a的大致L字形的角部分安装在轴14c上。轴14c可自由旋转地支承在小框体61上，并且，安装有沿水平方向延伸的第一触发器控制杆14b。在该第一触发器控制杆14b上可对接地设置形成致动装置的断开用螺线管201的柱塞211。另外，在断路触发器14a的中间部上安装一端固定于小框体61中的复位弹簧15。通过该复位弹簧15使断路触发器14返回原来位置。上述复位弹簧9、12、15在图2所示的接通保持状态下，均处于被压缩的状态。在本实施例中，虽然各个复位弹簧9、12、15采用了螺旋弹簧，但是，也可以采用扭转螺旋弹簧、碟形弹簧等弹簧。

这样，形成了通过断路弹簧键8在保持断路弹簧26蓄能状态的位置处限制动力传递机构的动作的弹簧键机构。并且，通过第二弹簧键控制杆11、断路触发器14a、第一触发器控制杆14b、断开用螺线管201等构成解除弹簧键机构对动力传递机构的约束的断开操作部。即，断开机构401由弹簧键机构和断开操作部构成。

下面，利用图6至图9，对采用本发明的断开操作部的细节进行说明。断开操作部的结构在用于2周期断路等高速断路和3周期或5周期断路等低速断路时是不同的。图6及图7显示了低速断路用断开操作部的结构，另外，图8及图9显示了高速断路用断开操作部的结构。

在图6及图7的低速断路用断开操作部中，英文字母之后添加了1，在图8及图9的高速断路用断开操作部中，英文字母之后添加了2。间隙g1及g2是在断路器的接通保持状态下的螺线管柱塞211与形成第一臂的第一触发器控制杆14b之间的尺寸，g1>g2，即，低速断路用断开操作部的尺寸大于高速断路用断开操作部的尺寸，从而适用于高速断路。另外，结合长度k1及k2是设置在第二弹簧键控制杆11中的辊13与断路触发器14a结合的尺寸，将其设定为k1＝k2。即，结合长度k1及k2是一定的，不随断路速度而变化。

a1及a2是从可旋转地支承断路触发器14a的轴14c的轴心向构成一个臂的第一触发器控制杆14b部分延至螺线管柱塞211的动作轴线的垂线的尺寸，并将其设定为a1>a2。b1及b2是从形成第二臂的断路触发器14a的轴14c的轴心直至与断路触发器14a的上述前端接触的部分，即直至第二弹簧键控制杆11的辊13外周面的尺寸，并将该尺寸设定为b1<b2。并且，如果将低速断路用控制杆比r1定义为r1＝b1/a1，将高速断路用控制杆比r2定义为r2＝b2/a2，那么低速断路用控制杆比r1与高速断路用控制杆比r2之间的关系为r1<r2。通过将两者的控制杆比(r2/r1)的关系设定为1.5以上，可快速解除断路触发器14a与辊13的结合，从而适于用于高速断路用断开操作部。

通过图7及图9所示从下方观察的配置图对低速断路用和高速断路用断开操作部进行说明。如这些附图所示，形成致动装置的断开用螺线管201两个并列沿轴14c的轴向设置。其原因在于：在额定电压为200KV以上的超高压级气体断路器中，一般需设置双重断开控制系统，以保证当一方出现故障时另一方还能进行断路动作。

图7的低速断路用断开操作部的构成为：小框体61侧的一个断开用螺线管201推压第一触发器控制杆14b，另一个断开用螺线管201推压平行配置于第一触发器控制杆14b外侧的第一触发器控制杆14d。由于两个断开用螺线管201和第一触发器控制杆14b与第触发器子控制杆14d设置在小框体61之外，因此，断路触发器的轴14c较长，这样，在小框体61部分和其外侧设有3个轴承62a、62b、62c。

与此相比，图9的高速断路用断开操作部的构成为：其中一个断开用螺线管201直接推压位于小框体61内的断路触发器14d。另外，小框体61外的另一个断开用螺线管201推压第一触发器控制杆14b。第一触发器控制杆14b与断路触发器14d平行并设置在小框体61的外侧。因此，由于高速断路用断路触发器的轴14c比低速断路用断路触发器的轴14c短，因此，其由设置在小框体61部分的2个轴承62a、62b可自由旋转地支承。

如上所述，在高速断路用断开操作部中，由于采用了其中一个断开用螺线管201直接推压断路触发器14d的结构，因此，断路触发器14的轴14c的尺寸比低速断路用的短，并且，由于减少了支承断路触发器的轴14c的轴承62的数量，因此，与低速断路用的相比可减轻断路触发器14周围的惯性质量。结果，高速断路用断开操作部可实现高速操作并能节省成本。

另外，本发明的断开操作部按不同断路速度规格分别作为独立部件容纳在小框体61中，并通过通用连接手段可装拆地固定于框体1中。这样，只需更换容纳断开操作部的小框体61，就能以相同的断路器的结构满足不同断路速度的要求。另外，由于容纳在框体1中的各种构成部件、构成动力传递机构的各种部件等在不同断路速度规格中是通用的，因此，能够减少断路器的设计及制作工时。尤其是，本发明的断开操作部能够通过共用的连接装置，可以装拆地安装在图1所示的断路器操作箱内的框体中，因此，可使断开操作部之外的断路器部分的结构在不同断路速度规格中均是通用的，从而能够实现断路器的标准化。

在图10中显示了断路动作前后的断开用螺线管201的状态。在该图中，右半部分表示断路动作前，左半部分表示断路动作后。柱塞211为非磁性体，例如由不锈钢(SUS304)等构成。将由磁性体构成的可动铁心202固定在与柱塞211相同的轴上，相对于可动铁心202设置固定铁心203。在固定铁心203的内部容纳线圈204。

在断路动作前，在可动铁心202与固定铁心203之间具有规定尺寸的间隙X1。若从控制手段(未示出)输入断路指令，则使线圈204励磁，通过在铁心中产生的磁场使可动铁心202由固定铁心203吸引，间隙X1渐渐变小，最后可动铁心202在几乎与固定铁心203接触的状态下停止。

如图11所示，螺线管在恒定电流流过线圈的状态下的吸引力和可动铁心202与固定铁心203之间的间隙X1成反比，即，间隙X1越小，螺线管的吸引力F越大。因此，在高速断路用断开操作部中，如上所述，通过使柱塞211与断路触发器14b之间的间隙g2小于低速断路用的间隙g1，可利用图11中的间隙X1小且螺线管吸引力大的区域A。

即，在低速断路用和高速断路用断开操作部中，通过使两者之间的控制杆比r1<r2或者间隙g1>g2，从而使相同结构的断路器可满足对不同断路速度的要求。

在高速断路用和低速断路用断开操作部中，可以改变图10所示的螺线管的可动铁心202和固定铁心203的材质。即，在高速断路用断开操作部中，可利用磁性优良的材质提高在铁心中产生的磁束密度，从而能够获得更大的吸引力，这样，以相同结构的断路器就可满足不同断路速度的要求。

另外，在低速断路用和高速断路用断开操作部中，螺线管的线圈204的圈数是不同的，高速断路用时线圈204的圈数小于低速断路用时线圈204的圈数。图12以模式方式显示了在螺线管线圈圈数不同时，在线圈中电过的电流的瞬态应答特性。若在时间为0时输入断路指令后，则线圈不能通过电感马上达到恒定电流，如图12所示，电流的增加会暂时停止以致在波形中出现凹部，之后电流再度向恒定电流上升。该电流波形中出现凹部的地方表示螺线管的柱塞211为全行程状态，即，显示了可动铁心202与固定铁心203之间的间隙X1几乎达到零的瞬间。多将从0时刻至在电流波形中出现凹部IA、IB的时间定义为应答时间，由于高速断路用线圈比低速断路用线圈的圈数少，因此应答时间更快，可实现高速操作。

这样，在高速断路用和低速断路用断开操作部中，也可通过改变螺线管的线圈204的圈数来满足不同断路速度的断路器的要求。

下面，对具有上述结构的气体断路器100的动作进行说明。首先，说明从图3所示的接通状态转移至断路状态的动作。若在接通状态下输入断路指令，则气体断路器100开始断路动作。使断开操作部的断开用螺线管201励磁，柱塞211突出。之后，柱塞211推压第一触发器控制杆14b。结果，解除使断路触发器14a与第二触发器控制杆11之间的接合。

若第二触发器控制杆11解除与断路触发器14a的结合而自由转动，则第二触发器控制杆11被断路弹簧键8的辊10推压，绕轴11a向左(即，逆时针方向)旋转。之后，限制旋转的断路弹簧键8自由旋转，因主控制杆5的辊7的推压力，断路弹簧键8绕轴8a同样向左旋转。这样，解除主控制杆5的辊7与断路弹簧键8之间的结合，主控制杆5可自由旋转。于是，解除处于压缩状态的断路弹簧26的限制，释放断路弹簧26，主控制杆5逆时针方向旋转。这样，进行构成断路部的开闭触点的断路动作。若释放断路弹簧26，则断路动作结束。如图4所示，主控制杆5端部的辊6在几乎与接通操作部侧的凸轮3外周面接触时停止。

图13显示了图1所示的断路器的结构中可动触头63位移的时间变化。断路指令输入的瞬间时间为0。由于当在断开操作部中各控制杆相互之间的结合还未解除时，断路弹簧26未被释放，因此，可动触头处于静止状态，如图13所示，从时间0开始行程没有变化。在高速断路用断开操作部中，螺线管的线圈204的应答时间很快，能够迅速解除断路触发器14a与第二触发器控制杆11的辊13的结合。因此，在高速断路时，可动触头的行程到达断开位置的断开时间t1要快于低速断路用时到达断开位置的断开时间t2。这样，可通过改变断开操作部的部分结构，能够切换一台相同结构的气体断路器应对高速断路和低速断路的切换使用。

下面，对触点从断路状态变为图5所示接通状态的动作进行说明。若在图4所示的断路状态下，对气体断路器100输入接通指令，则使接通用螺线管301励磁。接通用螺线管301的柱塞311向下方突出，推压接通触发器22。于是，接通触发器22逆时针方向旋转移动，从而解除接通弹簧键19的辊21与接通触发器22之间的结。

这样，由于限制了旋转的接通弹簧键19变为可自由旋转，因此，通过凸轮3的辊18的推力，使接通弹簧键19逆时针方向旋转移动。这时，解除接通弹簧键19和凸轮3的辊18之间的结合。由于没有凸轮3的旋转限制，因此，释放接通弹簧28的弹力，接通弹簧连杆27向下方移动，大齿轮52、转轴2以及凸轮3逆时针方向旋转。

伴随凸轮3的转动，凸轮3的外周面与主控制杆5的辊6接触，主控制杆5顺时针方向旋转移动。在凸轮3旋转半圈时，凸轮3的最大曲率半径部分的外周面与主控制杆5的辊6接触。这时，与主控制杆5相连的断路弹簧连杆25将断路弹簧26压缩到大致原来的位置。

在释放接通弹簧28时，开闭触点接通。在接通动作结束时，断开机构401的各控制杆8、11、14因复位弹簧9、12、15的弹力回复至原来的位置。以此方式，保持断路弹簧26的弹力。接通动作结束的状态如图5所示。若在该状态下输入断路指令，则马上可实现断路动作。即，在初次断路动作之前存储2次断路动作和1次接通动作的驱动能量，可按照日本电气学会电气规格调查会标准规格(JEC-2300)中规定的高速再次断路的动作规则要求完成O-0.35秒-CO的动作。此处，O指断路动作，CO指接通动作之后接着进行断路动作。

下面，说明接通动作完成之后接通弹簧的蓄能动作。在图5中，当电动机(未示出)通过齿轮列使小齿轮51顺时针方向旋转时，与小齿轮51啮合的大齿轮52逆时针方向旋转。与此同时，接通弹簧连杆27逆时针方向旋转同时向下方移动，压缩接通弹簧28。当大齿轮52转过半圈之后，通过限位开关(未示出)的指令将使电动机停止。通过被压缩的接通弹簧28的驱动力，大齿轮52进一步逆时针方向旋转，但是，由于与大齿轮52同轴的凸轮3的辊18与接通弹簧键19、接通弹簧键19与接通触发器22分别如图3所示形成结合状态，因此，凸轮3与大齿轮52的旋转受阻，接通弹簧28的弹力得以保持，从而形成开闭触点保持接通的图3所示状态，断路弹簧26与接通弹簧28返回被压缩的初始状态。

如上所述，本发明仅需更换断开操作部的部分构成零件，就可很容易地制作出具有2周期分断、3周期分断或5周期分断等不同断路性能的断路器。另外，通过更换构成断开机构的断开操作部，就可使相同结构的一台气体断路器在2周期分断时间和3周期分断时间中切换使用。

另外，在本实施形式中，断开操作部采用了第一触发器控制杆14b和第二弹簧键控制杆11的二段结构。本发明并不局限于此，例如也可设计成仅单独使用第一触发器控制杆14b，断路触发器14a的前端部直接与断路弹簧键8的辊10碰接。另外，触发器控制杆也可采用段数是三段或三段以上的结构。

如上所述，本发明的断路器即使主要部分采用相同结构也可通过更换断开机构的部分部件实现不同的断路速度，从而适于电力用断路器的设计和制作。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1、一种断路器，其设有框体和小框体，其中，所述框体装配有沿接触分离的方向驱动构成开闭触点的可动触头与固定触头的动力传递机构、通过所述动力传递机构沿使所述可动触头从所述固定触头脱离的方向施加驱动力的断路弹簧、及在保持所述断路弹簧蓄能状态的位置处限制所述动力传递机构的动作的弹簧键机构；所述小框体装配有解除所述弹簧键机构对所述动力传递机构的约束的断开操作部，并且该小框体能自由装卸地固定在所述框体上，其特征在于：

装配在所述小框体中的断开操作部设有具有第一和第二臂并可自由旋转地固定在轴上的控制杆、和与所述控制杆的第一臂相对设置并操纵所述第一臂旋转的致动装置，所述控制杆通过第二臂的前端与所述弹簧键机构接合配置，通过所述控制杆的旋转解除所述弹簧键机构对所述动力传递机构的约束；所述小框体至少设有高速断路用部分和低速断路用部分并根据任务使一个部分与框体组合；所述第一臂与所述致动装置之间的间隙设定为高速断路用的间隙小于低速断路用的间隙，同时，将所述控制杆的第一臂与第二臂的长度尺寸比b1/a1设定为高速断路用的尺寸比小于低速断路用的尺寸比。

2、根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述控制杆的第一臂与第二臂的长度尺寸比b1/a1设定在高速断路用的长度尺寸比为低速断路用的长度尺寸比1.5倍以上。

3、根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述致动装置具有使柱塞进退的螺线管，所述螺线管线圈圈数设置在高速断路用时小于低速断路用时。

4、根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述致动装置具有使柱塞进退的螺线管，所述螺线管为高速断路用螺线管中与低速断路用螺线管中铁心的磁性和固有阻抗不同。

Claims (5)

1、一种断路器，其设有：沿接触分离的方向驱动构成开闭触点的可动触头与固定触头的动力传递机构，通过所述动力传递机构沿使所述可动触头从所述固定触头脱离的方向施加驱动力的断路弹簧，在保持所述断路弹簧蓄能状态的位置处限制所述动力传递机构的动作的弹簧键机构，以及解除所述弹簧键机构对动力传递机构的约束的断开操作部，其特征在于：

所述断开操作部设有具有第一和第二臂并能自由旋转地固定在轴上的控制杆和与所述控制杆的第一臂相对设置并操纵第一臂旋转的致动装置，所述控制杆通过第二臂的前端与所述弹簧键机构接合配置，通过所述控制杆的旋转解除所述弹簧键机构对所述动力传递机构的约束，所述第一臂与所述致动装置之间的间隙设定为高速断路用的间隙小于低速断路用的间隙，同时，从所述控制杆的第一臂的旋转中心延至所述致动装置的动作轴线的垂线的长度尺寸设定为高速断路用的尺寸小于低速断路用的尺寸。

2、根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：以高速断路用的控制杆比大于低速断路用的控制杆比的方式设定从所述控制杆的旋转中心延至使第一臂上的所述致动装置的动作轴线的垂线的长度尺寸与从所述控制杆的旋转中心至所述第二臂前端的尺寸的控制杆比。

3、根据权利要求2所述的断路器，其特征在于：所述控制杆比设定在高速断路用控制杆比为低速断路用控制杆比1.5倍以上。

4、根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述致动装置具有使柱塞进退的螺线管，所述螺线管线圈圈数设置在高速断路用时小于低速断路用时。

5、根据权利要求1所述的断路器，其特征在于：所述致动装置具有使柱塞进退的螺线管，所述螺线管为高速断路用螺线管中与低速断路用螺线管中铁心的磁性和固有阻抗不同。

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