CN102025118A - 气体绝缘开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供高品质且可降低制造成本等的气体绝缘开关装置。根据实施方式，气体绝缘开关装置具有：箱体(1)，封入绝缘气体(2)；绝缘杆(20)，在轴向一体延伸，被旋转自如地直接支撑于两个轴承(61、62)，配置在箱体(1)内，由绝缘材料形成；电触点部，配置在箱体(1)内且由导电体形成；可动杆(51～53)，可在箱体(1)内移动且与电触点部可电连接或断开地配置，并由导电体形成；以及力传递机构，将绝缘杆(20)及可动杆(51～53)互相机械性卡合，且通过绝缘杆(20)旋转时的旋转力使可动杆(51～53)移动地传递力。

Description

气体绝缘开关装置

技术领域

本发明的实施方式涉及气体绝缘开关装置，该气体绝缘开关装置具备可与电触点部电连接或断开的可动触头。

背景技术

操作断路开关、接地开关的绝缘杆，通过用环氧树脂浇铸成型电极来制作。例如，为了操作三相类型的断路开关、接地开关，使移动杆状或刀刃状的断路开关可动触头用的部件与绝缘杆的电极机械性卡合。

如例如专利文献1所示，已知在进行此类触点的连接或断开等的开关装置中，将轴保持在断路开关可动侧的导体上。此外，如专利文献2所示，已知有将相间和接地的绝缘杆一体化的结构。

专利文献1日本特开2007-188775号公报

专利文献2特表日本2002-510954号公报

但是，在专利文献1中公开的例子中，由于绝缘物和驱动轴是分离的，因此部件数量多，结构复杂。因此，难以确保组装精度等的可靠性。此外，由于部件数量多，因此部件成本增加，组装时间变长，组装成本等增加。

另外，在专利文献2中公开的例子中，在一体结构的绝缘杆上机械性固定有驱动可动触头用的杆。因此，成为将杆分离的结构，驱动可动触头的部件结构变复杂。再有，由于需要在导体内部紧固螺栓，因此存在组装作业的效率不良等问题。此外，一体结构的绝缘杆通常为浇铸成型物体，不能得到高尺寸精度。因此，难以将可动触头调整到正确位置，组装时间增加。

发明内容

本发明为了解决上述问题而完成，其目的是提供高品质且可降低制造成本等的气体绝缘开关装置。

用于实现上述目的的本发明的气体绝缘开关装置的特征在于，具有：箱体，封入绝缘气体；绝缘杆，配置在上述箱体内，由绝缘材料形成，并且，在其轴向的大致两端部由轴承直接支撑；可动导体部，在上述箱体内设置有多个，至少其中两个收纳有上述轴承；至少一个电触点部，配置在上述箱体内的预先确定的位置，由导电体形成；可动触头，设置在上述箱体内，与上述可动导体部始终电连接，并且，通过在其轴向上移动而可与上述电触点部电连接或断开地配置，至少一部分由导电体形成；以及，力传递机构，将上述绝缘杆及可动触头互相机械性卡合，通过上述绝缘杆旋转时的旋转力使上述可动触头移动地传递力。

发明的效果：根据本发明，能提供高品质且可降低制造成本等的气体绝缘开关装置。

附图说明

图1是本发明的气体绝缘开关装置的第一实施方式的局部剖面的概要主视图。

图2是图1的Ⅱ-Ⅱ方向横剖视图，表示将第二可动杆连接到断路开关固定侧导体上的状态。

图3是本发明的气体绝缘开关装置的第二实施方式的局部剖面的概要主视图。

图4是图3的绝缘杆的齿轮卡合部及第二小齿轮的Ⅳ-Ⅳ方向横剖视图。

图5是本发明的气体绝缘开关装置的第三实施方式的局部剖面的概要主视图。

图6是图5的Ⅵ-Ⅵ方向横剖视图。

图7是图6中Ⅶ部分的放大横剖视图。

图中：

1：箱体

2：绝缘气体

11：第一可动侧导体

12：第二可动侧导体

12a：第二电触点部

13：第三可动侧导体

20：绝缘杆

21：连接部件

22：驱动力传递轴

23：旋转密封部

31：第一小齿轮

32：第二小齿轮

33：第三小齿轮

41：第一齿条

42：第二齿条

43：第三齿条

51：第一可动杆

52：第二可动杆

53：第三可动杆

61：第一轴承

62：第二轴承

65：按压部

66：半径方向间隙

70：断路开关固定侧导体

72：第二断路开关侧触点部

80：接地开关固定侧导体

82：第二接地开关侧触点部

90：齿轮卡合部

91：相间部分

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的气体绝缘开关装置的实施方式。

第一实施方式

使用图1及图2来说明本发明的第一实施方式。图1是本实施方式的气体绝缘开关装置的局部剖面的概要主视图。图2是图1的Ⅱ-Ⅱ方向横剖视图，表示将第二可动杆52电连接到断路开关固定侧导体70上的状态。

首先，对本实施方式的气体绝缘开关装置的构成进行说明。

本实施方式的气体绝缘开关装置具备以下两个功能：作为断路开关来接通、断开三相电流的每相的通电的功能；作为接地开关来连接到已接地的电触点上的功能。

该气体绝缘开关装置，具有：封入例如SF6等绝缘气体2的箱体1；在该箱体1内配置的绝缘杆20；在该箱体1内配置的多个电触点部；以及可与这些电触点部连接或断开的三个(三相)可动触头。

绝缘杆20是水平延伸的杆状、由例如环氧树脂等绝缘材料一体形成的部件。该绝缘杆20分别由在长度方向两侧各自配置的第一轴承61及第二轴承62直接支撑且旋转自如。该第一轴承61及第二轴承62的每个分别固定在后述的第一可动侧导体11及第三可动侧导体13上。

在绝缘杆20附近，分别配置有其各自的一部分以垂直延伸的方式形成的三个可动侧导体，即，第一可动侧导体11、第二可动侧导体12以及第三可动侧导体13。三相电流可分别通过该第一～第三可动侧导体11～13的每个。

在第一～第三可动侧导体11～13上，分别设有第一电触点部(未图示)、第二电触点部12a以及第三电触点部(未图示)。在图2中，表示了在第二可动侧导体12上设置的第二电触点部12a。将第二电触点部12a保持为总是与后述的第二可动杆52电连接的状态。

在图1的例子中，采用以下结构：在第一～第三可动侧导体11～13的各自的内部形成的空间中，一根绝缘杆20水平地贯穿。第一～第三可动侧导体11～13的每个皆沿绝缘杆20的长度方向从图1的右方以第一可动侧导体11、第二可动侧导体12、第三可动侧导体13的顺序互相之间留有间隔地排列。如上所述，在第一可动侧导体11及第三可动侧导体13的每个上，在绝缘杆20贯穿的空间内分别固定有第一轴承61及第二轴承62，这些轴承直接支撑绝缘杆20。

通过由第一轴承61及第二轴承62直接支撑而限制绝缘杆20在轴向及半径方向上的移动。因此，将绝缘杆20保持在以不影响第一可动侧导体11及第三可动侧导体13的每个的内部电学性能的方式被电绝缘的状态下。在绝缘杆20上，与各可动侧导体11、12、13相对应地固定有例如铁等金属制的三个小齿轮，即第一小齿轮31、第二小齿轮32以及第三小齿轮33，且将这些小齿轮以能与绝缘杆20一体旋转的方式固定。

绝缘杆20的一部分周面形成有在长度方向上平坦的部分。如图2所示，绝缘杆20的一部分的横截面形成有圆形的一部分欠缺且平坦的部分。在第一～第三小齿轮31～33各自的中央形成有与该横截面形状相同形状的孔。通过该平坦部分，第一～第三小齿轮31～33各自形成为与绝缘杆20卡合且与绝缘杆20一同旋转。

再有，在组装气体绝缘开关装置时，以绝缘杆20贯穿预先配置的第一～第三小齿轮31～33的每个的方式进行组装。

第一～第三小齿轮31～33的每个皆以形成有组装所需程度的微小间隙的状态嵌入到绝缘杆20上。此外，第一～第三小齿轮31～33的每个皆以与第一～第三可动侧导体11～13的每个对应的方式配置，且与后述的第一～第三齿条41～43的每个卡合。

绝缘杆20的一个端部与在箱体1外配置的绝缘杆驱动装置(未图示)连接。从绝缘杆驱动装置水平地延伸的驱动力传递轴22以贯穿箱体1的方式形成。此外，在驱动力传递轴22贯穿的部位，设有旋转密封部23。由该旋转密封部23以箱体1内的绝缘气体2不泄漏的方式进行气密密封。

该驱动力传递轴22及绝缘杆20由连接部件21相互之间连接到同一轴上。

在绝缘杆20附近，配置有三个可动触头。本实施方式的可动触头是由导电体构成的大体圆柱状的、可在箱体1内直线平行移动地形成的可动杆。在图1的例子中，以与各可动侧导体11、12、13分别对应的方式具有三个可动杆，即，第一可动杆51、第二可动杆52以及第三可动杆53。

该第一～第三可动杆51～53的每个皆与绝缘杆20的轴向垂直且水平地延伸，各可动杆分别相互平行地配置，且皆可在可动杆的轴向上直线移动。

在第一～第三可动杆51～53各自的一部分周面上，沿轴向形成有平坦部，在该平坦部上分别形成有第一齿条41、第二齿条42以及第三齿条43。该第一～第三齿条41～43的每个分别与在绝缘杆20上固定的上述第一～第三小齿轮31～33机械性卡合。

在本实施方式中，第一～第三可动杆51～53各自的主体由比第一～第三齿条41～43的每个电阻小的导电体形成。例如，可以是，第一～第三齿条41～43使用不锈钢等，第一～第三可动杆51～53各自的主体由铝等形成。

如上所述，该第一～第三可动杆51～53各自的主体经第一～第三电触点部11a～13a(仅图示12a)电连接到第一～第三可动侧导体11～13上。

绝缘杆20在从绝缘杆驱动装置经驱动力传递轴22传递驱动力时在预定的方向上旋转。绝缘杆20的旋转力通过第一～第三小齿轮31～33的每个与第一～第三齿条41～43卡合而传递到第一～第三可动杆51～53的每个。在如上述那样传递旋转力时，第一～第三可动杆51～53的每个皆在轴向上直线移动。

在箱体1内部的第一～第三可动杆51～53的每个的一个端部的轴向延长线上，配置有断路开关固定侧导体70。同样地，在箱体1内部的第一～第三可动杆51～53的每个的另一端部的轴向延长线上，配置有接地开关固定侧导体80。

在断路开关固定侧导体70上，设有在能与第一～第三可动杆51～53的每个机械性连接或断开地接触时可通电的三个断路开关侧触点部，即，第一断路开关侧触点部(未图示)、第二断路开关侧触点部72以及第三断路开关侧触点部(未图示)。

在接地开关固定侧导体80上，设有在能与第一～第三可动杆51～53的每个机械性连接或断开地接触时与接地部(未图示)电连接的三个接地开关侧触点部，即，第一接地开关侧触点部(未图示)、第二接地开关侧触点部82以及第三接地开关侧触点部(未图示)。

例如，第二可动杆52，在通过第二齿条42及第二小齿轮32的卡合而直线平行移动时，选择与断路开关固定侧导体70电连接的状态和与接地开关固定侧导体80电连接的状态中的任一个。再有，根据需要，第二可动杆52也可处于不与上述任一个固定侧导体70、80连接而停留在第二可动侧导体12内的状态。

如图2所示，在第二可动杆52处于断路开关固定侧导体70一方时，第二可动杆52经第二断路开关侧触点部72电连接到断路开关固定侧导体70上。这样，第二电触点部12a及第二断路开关侧触点部72互相之间电连接。此时的第二可动杆52处于远离接地开关固定侧导体80的状态。

另一方面，在第二可动杆52处于接地开关固定侧导体80一方时，第二可动杆52经第二接地开关侧触点部82与接地开关固定侧导体80电连接，并处于远离断路开关固定侧导体70的状态。

即使对于第一可动杆51及第三可动杆53的每个，也与第二可动杆52同样。

这里，对本实施方式的作用进行说明。

首先，由在箱体1外部配置的绝缘杆驱动装置来使在旋转密封部23上保持的驱动力传递轴22旋转。此时，绝缘杆20经连接部件21与驱动力传递轴22一同旋转。该旋转动作通过在绝缘杆20上机械性固定的第一～第三小齿轮31～33的每个，经第一～第三齿条41～43等而转换为第一～第三可动杆51～53的每个皆同时直线地平行移动的动作。

这样，第一～第三可动侧导体11～13的每个经第一～第三可动杆51～53的每个而电连接到断路开关及接地开关中的任一个上。再有，各可动杆也可保持在可动侧导体内停留，且与断路开关或接地开关的任一个皆不连接的中间状态。

从以上说明可知，根据本实施方式，采用在第一～第三小齿轮31～33的每个中插入一根共同的绝缘杆20的结构，因此几乎不需要在第一～第三可动侧导体11～13的每个的内部的用螺栓等进行的紧固作业，即几乎不需要在可动侧导体上安装的部件。此外，一根共同的绝缘杆20由在第一及第三可动侧导体11、13上固定的第一及第二轴承61、62直接支撑，因此在第二可动侧导体12上不需要用于支撑绝缘杆20的轴承等部件。

此外，一体设置有三个小齿轮31～33的绝缘杆20，仅经一个连接部件21而与驱动力传递轴22连接，所以将来自该传递轴22的旋转力可靠地传递到三个小齿轮。再有，可把将绝缘杆20的旋转力传递到第一～第三可动杆51～53的每个的部件做成简单的齿条形状。

这样，可将第一～第三可动侧导体11～13、绝缘杆20、第一～第三小齿轮31～33、连接部件21等的形状做成简单的结构，且可大幅减少用于将这些零件连接的部件数量。

通过部件数量的减少等，组装作业时间也可缩短。再有，部件品质的波动所产生的不良情况发生的概率等也会减小。因此，大大有助于气体绝缘开关装置的品质提高。

此外，由于可实现部件制造用图纸的页数减少，部件成本降低，部件管理费降低、组装作业工序数的减少，组装作业时间缩短等，所以有助于减少设计、调配、管理、组装的总成本。

因此，可得到高品质且能降低制造成本等的气体绝缘开关装置。

第二实施方式

使用图3及图4来说明本发明的气体绝缘开关装置的第二实施方式。图3是本实施方式的气体绝缘开关装置的局部剖视的概要主视图。图4是图3的绝缘杆20的齿轮卡合部90及第二小齿轮32的Ⅳ-Ⅳ方向横剖视图。再有，本实施方式是第一实施方式的变形例，对与第一实施方式相同部分或相类似部分标以相同标记，并省略重复说明。

在本实施方式中，如图4所示，绝缘杆20的嵌入第一～第三小齿轮31～33的每个中的齿轮卡合部90的横截面形成为正六边形。此外，在使绝缘杆20的齿轮卡合部90嵌入的第一～第三小齿轮31～33的每个的中央所形成的孔部，以与齿轮卡合部90的形状卡合的方式形成为正六边形。

这三个部位的齿轮卡合部90以外的相间部分91形成为横截面比齿轮卡合部90的横截面的面积小的圆形。这里，相间部分91是图3中的第一小齿轮31右侧的端部、第一及第二可动侧导体11、12之间、第二及第三可动侧导体12、13之间以及第三小齿轮33左方的端部的部分。

如图2所示，通过如上述那样使齿轮卡合部90及相间部分91的横截面形状相同，第一实施方式的绝缘杆20的横截面成为圆形的一部分欠缺形成有平坦的部分的形状。通过该平坦的部分，而将第一～第三小齿轮31～33的每个相对于绝缘杆20在周向上不滑动地、可与绝缘杆20一同旋转地卡合。

与之相对，在本实施方式中，由于齿轮卡合部90的横截面为六边形，因此用各边相互卡合。因此，与第一实施方式相比，向各小齿轮传递旋转力的卡合部分的周向长度增大，可将绝缘杆20的旋转力高效地传递到第一～第三可动杆51～53。

此外，通过将齿轮卡合部90的横截面做成六边形，可使齿轮卡合部90的间隙更小，与第一实施方式相比可分散绝缘杆20和第一～第三小齿轮31～33的每个相互接触的部分的力。这样，可减小在绝缘杆20的齿轮卡合部90上作用的应力等，且可使绝缘杆20的尺寸更小。因此，可使从轴向对与齿轮卡合部90相关的部件、例如省略图示的第一～第三小齿轮31～33进行按压的部件变小，从而也可降低成本。

此外，在相间部分91的绝缘杆20的周面的表面状态为例如被弄脏的状态的情况下，有时会降低绝缘性能。因此，绝缘物的表面保持为平滑且无污染的状态较理想。因此，需要将绝缘杆20的相间部分91和第一～第三小齿轮31～33的每个以互相之间不接触的方式组装。根据本实施方式，可使绝缘杆20的相间部分91的横截面的面积比齿轮卡合部90小。因此，虽然在第一～第三小齿轮31～33中插入绝缘杆20时，绝缘杆20的相间部分91和第一～第三小齿轮31～33的每个以相互之间不接触的方式组装，与第一实施方式相比变得容易。因此，组装效率与第一实施方式相比提高。

第三实施方式

使用图5～图7来说明本发明的气体绝缘开关装置的第三实施方式。图5是本发明的气体绝缘开关装置的第三实施方式的局部剖视的概要主视图。图6是图5的Ⅵ-Ⅵ方向横剖视图。图7是图6中Ⅶ部分的放大横剖视图。

再有，本实施方式是第一实施方式的变形例，对与第一实施方式相同部分或相类似部分标以相同标记，并省略重复说明。

在本实施方式中，在第二可动侧导体12中，在绝缘杆20贯穿的部分形成有按压部65。

该按压部65配置在夹着绝缘杆20且与第二齿条42相对的位置处，且从半径方向外侧覆盖绝缘杆20的周面的一部分地形成绝缘杆20。将按压部65配置成在按压部65和绝缘杆20的周面之间保持预定的半径方向间隙66。此外，该按压部65形成为在将绝缘杆20组装到第一～第三可动侧导体11～13等中时不会妨碍绝缘杆20的运动。

在绝缘杆20的旋转中，如图6及图7所示，作用有旋转力R。第一～第三可动杆51～53的每个在如上述那样与多个电触点部等接触的同时直线地平行移动。即，在第一～第三可动杆51～53的每个的移动时，通常作用有在与电触点等之间产生的接触阻力等所形成的载荷。旋转力R必须是超过该载荷的力。此外，在通过该旋转力R使第一～第三小齿轮31～33的每个旋转时，因小齿轮等的驱动部件的反作用力而在绝缘杆20上作用有弯曲力F。

此时，在绝缘杆20上，因旋转力R及弯曲力F，而作用有弯曲应力及扭转应力。通过这些应力，绝缘杆20在由第一轴承61及第二轴承62的每个直接支撑的部位之间向图6的弯曲力F作用的方向挠曲。

半径方向间隙66以在第一～第三可动杆51～53的每个上作用有通常的载荷的情况下不互相接触的方式形成。

在第一～第三可动杆51～53中的至少一个上作用有过大载荷的情况下，弯曲力F与该载荷对应地增大，绝缘杆20的挠曲量也增大。此时，根据本实施方式，可通过该按压部65来抑制挠曲量的增大。这样，绝缘杆20对于旋转力R的机械强度也增大。

为了抑制绝缘杆20相对过大载荷的破损，通常增大直径以增大绝缘杆20的机械强度。与之相对，在本实施方式中，可不增大绝缘杆20的直径地增大机械强度。

此外，在没设置按压部65的情况下，即，与第一实施方式相比，也可缩小绝缘杆20的直径。这样，可缩小在第一～第三可动侧导体11～13上形成的用于插入绝缘杆20的空间，也可将在绝缘杆20和第一～第三小齿轮31～33的每个的卡合部产生的电场抑制得较低。

另外，由于可缩小第一～第三可动侧导体11～13的尺寸，所以也可缩小气体绝缘开关装置。

其他实施方式

上述实施方式的说明是用于说明本发明的实例，并不限定专利申请的保护范围所记载的发明。此外，本发明的各部构成不限于上述实施方式，在专利申请的保护范围所记载的技术范畴内可进行各种变化。

在上述实施方式中，可动触头的圆柱状可动杆为进行直线地平行移动的结构，但并不限于此。例如，设有可随着绝缘杆20的旋转而转动的三个杆，使这些杆绕绝缘杆20转动，可选择地与断路开关固定侧导体70及接地开关固定侧导体80中的一个电连接。

此外，虽然在第二实施方式中，将绝缘杆20的齿轮卡合部90的横截面形状做成正六边形，但并不限于此，也可以是多边形。

此外，虽然上述实施方式的绝缘杆20是水平地延伸的杆状，但并不限于此。也可以在任何方向上配置。另外，对于第一～第三可动侧导体11～13和第一～第三可动杆51～53，不必由重力方向确定，也可根据配置其的场所等来自由决定。再有，虽然第一～第三可动侧导体11～13和第一～第三可动杆51～53互相平行地配置，但并不限于此，也可在任何方向上配置。

Claims (6)

1.一种气体绝缘开关装置，其特征在于，具有：

箱体，封入绝缘气体；

绝缘杆，配置在上述箱体内，由绝缘材料形成，并且，在其轴向的大致两端部由轴承直接支撑；

可动导体部，在上述箱体内设置有多个，至少其中两个收纳有上述轴承；

至少一个电触点部，配置在上述箱体内的预先确定的位置，由导电体形成；

可动触头，设置在上述箱体内，与上述可动导体部始终电连接，并且，通过在其轴向上移动而可与上述电触点部电连接或断开地配置，至少一部分由导电体形成；以及

力传递机构，将上述绝缘杆及可动触头互相机械性卡合，通过上述绝缘杆旋转时的旋转力使上述可动触头移动地传递力。

2.根据权利要求1所述的气体绝缘开关装置，其特征在于：

上述可动触头是垂直于上述绝缘杆的轴向配置的至少一个可动杆，

在上述可动杆上，在其周面部的一部分沿轴向形成有齿条，

另一方面，在上述绝缘杆上，安装有能与上述绝缘杆一体旋转地构成的至少一个小齿轮，

由在上述可动杆上形成的齿条和在与其机械性卡合的上述绝缘杆上安装的小齿轮构成上述力传递机构。

3.根据权利要求2所述的气体绝缘开关装置，其特征在于：

上述电触点部在上述可动杆的两端部各自的轴向的延长线上配置两组，并且，

上述可动杆能在这两组电触点部之间移动，且可选择性地与两组上述电触点部中的一方连接或断开地构成，将上述可动导体部和两组上述电触点部中任一方电连接。

4.根据权利要求2或3所述的气体绝缘开关装置，其特征在于：

上述可动杆以与三相交流对应的方式，在上述绝缘杆的轴向上配置三个，

在上述绝缘杆上，以与在上述三个可动杆的每个上所形成的上述齿条的各个对应的方式，设置有三个上述小齿轮。

5.根据权利要求2或3所述的气体绝缘开关装置，其特征在于：

上述多个可动导体部与上述可动杆对应地设置有三个，其中两个是收纳上述轴承的可动导体部，在剩余的没有收纳轴承的可动导体部上，以抑制上述绝缘杆的挠曲的方式，在与上述绝缘杆的周面保持预定的间隙的同时从半径方向外侧覆盖上述周面的一部分地设置有按压部。

6.根据权利要求2或3所述的气体绝缘开关装置，其特征在于：

上述绝缘杆的一部分的横截面是多边形。

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