CN101981645A - 真空断路器和采用该真空断路器的气体绝缘开关装置 - Google Patents

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CN101981645A CN2008801284431A CN200880128443A CN101981645A CN 101981645 A CN101981645 A CN 101981645A CN 2008801284431 A CN2008801284431 A CN 2008801284431A CN 200880128443 A CN200880128443 A CN 200880128443A CN 101981645 A CN101981645 A CN 101981645A
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Abstract

一种真空断路器和采用该真空断路器的气体绝缘开关装置，该真空断路器收纳在气体绝缘开关装置的箱体内部，收纳真空阀的绝缘筒能在确保所需的机械强度的同时小型化。上述真空断路器包括：真空阀(14)，该真空阀(14)将可连接、断开的电极收纳在内部；第一绝缘框(11a)，该第一绝缘框(11a)的与长度方向正交的截面为近似コ字状；第二绝缘框(11b)，该第二绝缘框(11b)的与长度方向正交的截面为近似コ字状，与第一绝缘框(11a)隔开间隔并使各个近似コ字状的开口侧相对配置；以及绝缘壳体(10a)，多个以并排的方式配置在容器内的绝缘壳体(10a)，该绝缘壳体(10a)包括第一绝缘框(11a)和第二绝缘框(11b)，该容器内收纳有真空阀(14)且封入有绝缘气体。

Description

真空断路器和采用该真空断路器的气体绝缘开关装置
技术领域
本发明涉及一种例如在配置于电力配送系统中的、进行断电、切断电路及电力设备的安全检查等的气体绝缘开关装置中所采用的、在绝缘气体中使用的真空断路器和采用该真空断路器的气体绝缘开关装置。
背景技术
这种真空断路器收纳在气体绝缘开关装置的箱体21内部，将上下开口的绝缘筒4的下端安装在箱体21内的间壁(日文：仕
Figure BPA00001233808700011
り)21a上，在上述绝缘筒4内同轴地收纳有真空阀1，且该真空阀1通过设于真空阀1上部的上部电极5A与绝缘筒4相固定。以上述绝缘筒4为一相排列三相。上述绝缘筒4通过在作为相间方向的真空阀1的两侧面部设置开口部4c、4d或者只设置真空阀1上下端的充电部的开口部4e、4f，从而来提高绝缘气体中的真空阀1的相间或对地间的绝缘特性(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本专利特开平4-184830号公报(第2页、图2)
发明的公开
发明所要解决的技术问题
在专利文献1所公开的以往真空断路器中，需要对真空阀予以支承以克服短路电流通电时所产生的电磁力等。然而，在收纳真空阀的绝缘筒的相间方向上设置开口部，与此相应地机械强度不够。因此，需要增大绝缘筒或加厚绝缘筒的树脂厚度等来提高机械强度，而会有使真空断路器大型化这样的问题。
本发明为解决上述这样的问题发明而成，其目的在于得到一种在收纳真空阀的绝缘筒中能在确保所需的机械强度的同时小型化的真空断路器和使用该真空断路器的气体绝缘开关装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的真空断路器包括：真空阀，该真空阀将可连接、断开的电极收纳在内部；第一绝缘框，该第一绝缘框的与长度方向正交的截面为近似コ字状；第二绝缘框，该第二绝缘框的与长度方向正交的截面为近似コ字状，与第一绝缘框隔开间隔并使各个近似コ字状的开口侧相对配置；以及多个以并排的方式配置在容器内的绝缘壳体，该绝缘壳体包括第一绝缘框和第二绝缘框，该容器内收纳有真空阀且封入有绝缘气体。
发明效果
根据本发明，由于包括：真空阀，该真空阀将可连接、断开的电极收纳在内部；第一绝缘框，该第一绝缘框的与长度方向正交的截面为近似コ字状；第二绝缘框，该第二绝缘框的与长度方向正交的截面为近似コ字状，与第一绝缘框隔开间隔并使各个近似コ字状的开口侧相对配置；以及多个以并排的方式配置在容器内的绝缘壳体，该绝缘壳体包括第一绝缘框和第二绝缘框，该容器内收纳有真空阀且封入有绝缘气体，因此，可得到能在确保所需机械强度的同时小型化的真空断路器。
附图说明
图1是表示实施方式1的真空断路器和收纳该真空断路器的气体绝缘开关装置的侧剖视图。
图2是表示实施方式1的真空断路器的断路器单极部的侧视图。
图3是从A-A方向观察图2的剖视图。
图4是从B-B方向观察图3的剖视图。
图5是只表示实施方式1的真空断路器的断路器单极部的绝缘框的立体图。
图6是表示实施方式1的真空断路器的俯视图。
图7是表示实施方式1的真空断路器的断路器单极部构成的变形例的剖视图。
图8是实施方式1的真空断路器的断路器单极部构成的另一变形例的绝缘框的立体图。
图9是表示实施方式2的真空断路器的断路器单极部的侧视图。
图10是只表示实施方式2的真空断路器的断路器单极部的绝缘框的立体图。
图11是表示实施方式3的真空断路器的俯视图。
图12是从C-C方向观察图11的剖视图。
图13是表示实施方式4的真空断路器的断路器单极部的侧视图。
图14是从D-D方向观察图13图15的剖视图。
图15是从E-E方向观察图14的剖视图。
图16是表示实施方式5的真空断路器的断路器单极部的侧视图。
图17是从F-F方向观察图16的剖视图。
图18是表示实施方式5的真空断路器的断路器单极部构成的变形例的剖视图。
图19是表示实施方式5的真空断路器的断路器单极部构成的另一变形例的剖视图。
图20是表示实施方式6的真空断路器的断路器单极部的侧视图。
图21是从G-G方向观察图20的剖视图。
图22是从H-H方向观察图21的剖视图。
图23是表示实施方式7的气体绝缘开关装置的侧剖视图。
(符号说明)
10a、10b、10c断路器单极部
11a、11b、24a、24b、28a、28b、32a、32b绝缘框(第一绝缘框、第二绝缘框)
13、33绝缘壳体
14真空阀
25绝缘框连接部
51气体绝缘开关装置
53断路器箱(容器)
58真空断路器
具体实施方式
实施方式1
图1是表示实施方式1的真空断路器和收纳该真空断路器的气体绝缘开关装置的侧剖视图，图2是表示实施方式1的真空断路器的断路器单极部的侧剖视图，图3是从A-A方向观察图2的剖视图，图4是从B-B方向观察图3的剖视图，图5是从图2的真空断路器的断路器单极部只取出绝缘框的立体图，图6是表示实施方式1的真空断路器的俯视图。另外，图中的相同符号表示相同或相当的部分。
在图1中，气体绝缘开关装置51用衬套55将母线箱54与固定在底座52上的断路器箱53即容器相连，制成用筐体56覆盖整体的结构。
在底座52上分别配置有三相的电缆57，这些电缆57经由电流检测器62固定在各个断路器箱53的安装面、即断路器箱53前侧的壁面上且分别与以排列三个的方式配置在断路器箱53内的受电断路/接地开关60的一端连接。在母线箱54和断路器箱53中填充有绝缘气体、例如SF6气体。
另一方面，在真空断路器58的底面上形成有构成主电路连接构件的可动电极侧的连接构件65，这种连接构件65与受电断路/接地开关60的一端连接，此外，构成主电路连接构件的固定电极侧的连接构件66通过衬套55与母线箱54内的母线断路/接地开关59的一端连结。此外，母线断路/接地开关59的另一端与母线64连接，此外，经由受电接地开关61连接有避雷器63作为受电点保护。
这样，气体绝缘开关装置51的主电路是沿电缆57、电流检测器62、受电断路/接地开关60、连接构件65、真空断路器58、连接构件66、衬套55、母线断路/接地开关59、母线64的路线构成的。
另外，在筐体56内收纳有驱动真空断路器58的断路器和受电断路/接地开关60、母线断路/接地开关59、受电接地开关61的可动电极的驱动部等操作机构。此外，真空断路器58是以排列三个断路器单极部的方式构成的。接着，以上述真空断路器58的断路器单极部10a为中心进行说明。
图2中，在断路器单极部10a上，以图3～图5所示的与长度方向正交的截面为近似コ字状的、且上下隔开间隔以使近似コ字状的开口侧相对的形态配置有形成为相同形状的绝缘框11a(第一绝缘框)和绝缘框11b(第二绝缘框)。将绝缘框11a、11b的一端用螺栓40与固定于断路器箱53的凸缘12紧固、而将另一端用未图示的螺栓与圆盘状的固定侧电极15紧固来构成绝缘壳体13。真空阀14的未图示的电极的固定侧通过未图示的螺栓被安装在上述固定侧电极15的同轴上，并与绝缘壳体13同轴地收纳在绝缘壳体13的内部。上述真空阀14的电极是可连接、断开的，在固定侧固接有固定侧电极杆23，在可动侧固接有可动电极杆27，通过绝缘杆19与未图示的驱动装置电绝缘且机械连接。在上述绝缘杆19和真空阀14的可动杆27上连接有未图示的可挠导体的一端，在其周围用导体覆盖件(日文：導体カバ一)18覆盖。可挠导体的另一端与连接导体65连接。
接着，采用图2和图6对在如上所述构成的断路器单极部10a中的通电时的动作进行说明。
首先，分别对断路器单极部10a、10b、10c通电。通过上述通电电流所产生的电磁力，对断路器单极部10a、10c施加有朝向排列方向外的力，对断路器单极部10b施加有朝向与排列方向平行的方向振动的力。另外，在通常使用时也作用有上述电磁力所产生的力，但在通电有短路电流时会作用有更大的力。
此外，虽因通电电流而在通电部上发热，但在作为真空阀14端部的屏蔽电极20和屏蔽体26以及可挠导体上发热量特别大。
根据实施方式1，将绝缘框11a、11b的与长度方向正交的截面制成近似コ字状。藉此，近似コ字状的中央的边的长度方向与作用于断路器单极部10a、10b、10c的电磁力的力的方向相同。因此，能得到相对于作用于断路器单极部10a、10b、10c的电磁力机械强度高的真空断路器58。
此外，将绝缘框11a、11b的与长度方向正交的截面制成近似コ字状。藉此，由于与圆弧等相比，能增大相对于弯矩的截面系数，因而会使机械强度提高。
而且，将绝缘框11a、11b的与长度方向正交的截面制成近似コ字状。藉此，由于在近似コ字状的角部上也存在绝缘气体，因此，与圆弧等相比，真空阀14周围的绝缘气体的容积也变大。因此，可得到能有效释放通电所产生的热的真空断路器58。
此外，由于绝缘壳体13由形成为相同形状的两个绝缘框11a、11b构成，因此，实现了部件的共用从而根据量产效果可削减成本。
而且，与相邻的绝缘壳体13相对的近似コ字状的角部需要与相邻的绝缘壳体13内的真空阀14和收纳断路器的断路器箱53的内壁双方均确保绝缘。另一方面，绝缘壳体13的内表面与真空阀14的空间距离越小，等电位线越密而越难确保绝缘。由此，通过将绝缘框11a、11b的与长度方向正交的截面设成近似コ字状，由于能将近似コ字状的角部的绝缘壳体13的内表面与真空阀14的空间距离设得比圆筒形状大，因而使绝缘性能提高。
图7是表示实施方式1的真空断路器的断路器单极部构成的变形例的剖视图。在本变形例中，在绝缘框32a、32b的各个内表面上的靠真空阀的中央部16附近设置突部22。藉此，由于绝缘框32a的内表面具有倾斜，因此，能利用绝缘气体的对流有效地释放因在屏蔽电极20、屏蔽体26和可挠导体上通电而产生的热。
图8是表示实施方式1的真空断路器的断路器单极部构成的另一变形例的立体图。在本变形例中，在绝缘框24a、24b的与长度方向正交的截面的近似コ字状的一部分上设置缺口21。藉此，将上述缺口21作为通风口，从而能利用绝缘气体的对流有效地释放因通电所产生的热。
实施方式2
图9是表示实施方式2的真空断路器的断路器单极部的侧视图，图10是只从图9的真空断路器的断路器单极部中取出的绝缘框的立体图。另外，图中的相同符号表示相同或相当的部分而省略其说明。
在实施方式1中，绝缘壳体13是将两个绝缘框11a、11b上下隔开间隔配置的结构，但也可以在近似コ字状的相对的两边部分上将两个绝缘框连接。此时，绝缘壳体33的图10所示的两个绝缘框24a、24b是用绝缘框连接部25连接的。另外，上述绝缘框连接部25如图9所示设置在与真空阀的中央部相对的位置上。其他结构与实施方式1相同。
根据实施方式2，由于用绝缘框连接部25连接两个绝缘框24a、24b，因此，对绝缘壳体33的扭曲等的机械强度提高。
此外，用绝缘框连接部25连接两个绝缘框24a、24b。藉此，当进行真空断路器58的组装时，由于在使绝缘框24a、24b与凸缘12抵接从而用螺栓40将绝缘框24a、24b与凸缘12紧固的作业中只要进行一次位置调整即可，因此，能提高组装性。
另外，在实施方式2中，在与真空阀的中央部相对的位置上进行两个绝缘框在近似コ字状的相对的两边部分的连接。但是，设置连接部的位置在此不加以限定。此外，设置连接部的位置除了在与真空阀的中央部相对的位置之外，还可以将连接部设置在其他位置。
实施方式3
图11是表示实施方式3的真空断路器的俯视图，图12是从C-C方向观察图11的剖视图。另外，图中的相同符号表示相同或相当的部分而省略其说明。
在实施方式1中，将绝缘框11a、11b的与长度方向正交的截面制成近似コ字状。但是，也可以将近似コ字状的相对的两边部分在绝缘框11a、11b相对的方向上的长度设置成与相邻的绝缘壳体相对的一边比另一边短。此时，如图11和图12所示，绝缘框11a、11b的与相邻的绝缘壳体相对的一边、即コ字状的一边31b、31c、31d、31e、31h、31i、31j、31k在绝缘框11a、11b相对的方向上的长度比另一边即コ字状的一边31a、31f、31g、31l短。其他结构与实施方式1相同。
根据实施方式3，将绝缘框11a、11b的与长度方向正交的截面制成近似コ字状。但是，由于将近似コ字状的相对的两边部分在绝缘框11a、11b相对的方向上的长度设定成与相邻的绝缘壳体相对的一边比另一边短，因此，可得到不会降低断路器的单极部10a、10b、10c之间的绝缘特性、机械强度高的真空断路器58。
实施方式4
图13是表示实施方式4的真空断路器的断路器单极部的侧视图，图14是从D-D方向观察图13的剖视图，图15是从E-E方向观察图14的剖视图。另外，图中的相同符号表示相同或相当的部分而省略其说明。
在实施方式1中，将绝缘框11a、11b的一端用螺栓40与固定于断路器箱53的凸缘12紧固。除此之外，还可将近似コ字状的相对的两边部分在绝缘框相对的方向上的长度设定成与凸缘12紧固侧即一端侧比各自的另一端侧长。此时，如图13～图15所示，使绝缘框32a、32b的コ字状的一边31m、31n与凸缘12抵接并用螺栓40将凸缘12与绝缘框32a、32b紧固。与上述凸缘12紧固侧的コ字状的一边31m、31n的长度比另一端侧的コ字状的一边31o、31p长。其他结构与实施方式1相同。
根据实施方式4，将绝缘框32a、32b的一端用螺栓40与固定于断路器箱53的凸缘12紧固。除此之外，将近似コ字状的相对的两边部分在绝缘框相对的方向上的长度设定成与凸缘12紧固侧即一端侧比各自的另一端侧长。藉此，虽然绝缘框32a、32b均为悬臂梁状，但该悬臂部的コ字状的截面积增大。因此，可得到机械强度更高的真空断路器58。
实施方式5
图16是表示实施方式5的真空断路器的断路器单极部的侧视图，图17是从F-F方向观察图16的剖视图。另外，图中的相同符号表示相同或相当的部分而省略其说明。
在实施方式1中，虽然将绝缘框11a、11b的与长度方向正交的截面制成近似コ字状，但也可以将近似コ字状的内表面制成圆弧状。此时，如图16和图17所示，绝缘框28a、28b的与长度方向正交的截面为近似コ字状且近似コ字状的外表面29a、29b为近似コ字状，但近似コ字状的内表面30a、30b制成圆弧状以使近似コ字状的角部成为厚壁。其他结构与实施方式1相同。
根据实施方式5，绝缘框28a、28b的与长度方向正交的截面为近似コ字状且近似コ字状的外表面29a、29b为大致コ字状，但近似コ字状的内表面30a、30b制成圆弧状以使近似コ字状的角部成为厚壁。藉此，由于使近似コ字状的角部成为厚壁，因此，能进一步提高绝缘框28a、28b的机械强度。
图18是表示实施方式5的真空断路器的断路器单极部构成的变形例的剖视图。在本变形例中，在绝缘框28a、28b上切除与长度方向正交的截面的近似コ字状的角部，从而具有半径比实施方式1大的圆角。因此，近似コ字状具有宽度方向与作用于断路器单极部10a、10b、10c的电磁力的力的方向相同的近似コ字状的中央的边，此外，还在近似コ字状的角部上具有半径比实施方式1大的圆角。藉此，在确保对作用于断路器单极部10a、10b、10c的电磁力的机械强度的情况下，能增大绝缘框28a、28b与收纳真空断路器58的断路器箱53的内表面的空间距离，从而能提高绝缘性能。
图19是表示实施方式5的真空断路器的断路器单极部构成的另一变形例的剖视图。在本变形例中，在绝缘框28a、28b上，使与长度方向正交的截面的コ字状有棱角。藉此，在进行绝缘框28a、28b的制作时，容易进行从模具中的拔出，从而提高制作的作业性。
实施方式6
图20是表示实施方式6的真空断路器的断路器单极部的侧视图，图21是从G-G方向观察图20的剖视图，图22是从H-H方向观察图21的剖视图。另外，图中的相同符号表示相同或相当的部分而省略其说明。
在实施方式1中，真空阀14与绝缘壳体13同轴地收纳在绝缘壳体13内。然而，也可以将绝缘壳体13以其长度方向的中心轴呈大致水平的形态配置，而将真空阀14配置成真空阀14的长度方向的中心轴位于绝缘壳体13的长度方向的中心轴下方。此时，真空阀14的长度方向的中心轴以位于固定电极15的中心轴上下方且不与下侧的绝缘框11b接触的形态配置。其他结构与实施方式1相同。
根据实施方式6，将绝缘壳体13以其长度方向的中心轴呈大致水平的形态配置，而将真空阀14配置成真空阀14的长度方向的中心轴位于绝缘壳体13的长度方向的中心轴下方。因此，使绝缘壳体13内的真空阀14的上方的空间变大，并使真空阀14的上方的绝缘气体的容积变大。因此，可得到能有效释放通电所产生的热的真空断路器58。
实施方式7
图23是实施方式7的气体绝缘开关装置的侧剖视图。另外，图中的相同符号表示相同或相当的部分而省略其说明。
如在实施方式1中所说明的那样，图23所示的气体绝缘开关装置在内部收纳有真空断路器58。对这种真空断路器58采用在实施方式1至实施方式6所说明的真空断路器。
根据实施方式7，通过采用能在确保所需的机械强度的同时小型化的真空断路器，从而也能使气体绝缘开关装置小型化。
另外，以上实施方式所示的结构仅为本发明的一例，也可以对实施方式1至实施方式7进行任意组合。

Claims (8)

1.一种真空断路器，包括：
真空阀，该真空阀将可连接、断开的电极收纳在内部；
第一绝缘框，该第一绝缘框的与长度方向正交的截面为近似コ字状；
第二绝缘框，该第二绝缘框的与长度方向正交的截面为近似コ字状，与所述第一绝缘框隔开间隔并使各个近似コ字状的开口侧相对配置；以及
多个以并排的方式配置在容器内的绝缘壳体，该绝缘壳体包括所述第一绝缘框和所述第二绝缘框，所述容器内收纳有所述真空阀且封入有绝缘气体。
2.如权利要求1所述的真空断路器，其特征在于，第一绝缘框和第二绝缘框形成为相同形状。
3.如权利要求1或2所述的真空断路器，其特征在于，第一绝缘框与第二绝缘框在近似コ字状的相对的两边部分上连接。
4.如权利要求1至3中任一项所述的真空断路器，其特征在于，近似コ字状的相对的两边部分在第一绝缘框和第二绝缘框相对的方向上的长度形成为与相邻的绝缘壳体相对的一边比另一边短。
5.如权利要求1至4中任一项所述的真空断路器，其特征在于，第一绝缘框及第二绝缘框与容器在第一绝缘框及第二绝缘框的一端连接，近似コ字状的相对的两边部分在所述第一绝缘框和所述第二绝缘框相对的方向上的长度形成为各自的一端侧比各自的另一端侧长。
6.如权利要求1至5中任一项所述的真空断路器，其特征在于，近似コ字状的内表面为圆弧状。
7.如权利要求1至6中任一项所述的真空断路器，其特征在于，绝缘壳体以所述绝缘壳体的长度方向的中心轴呈大致水平的形态配置，真空阀的长度方向的中心轴配置在绝缘壳体的长度方向的中心轴的下方。
8.一种气体绝缘开关装置，其特征在于，其包括权利要求1至7中任一项所述的真空断路器。
CN2008801284431A 2008-04-07 2008-04-07 真空断路器和采用该真空断路器的气体绝缘开关装置 Active CN101981645B (zh)

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