CN102782971B

CN102782971B - 真空断路器

Info

Publication number: CN102782971B
Application number: CN201080064890.2A
Authority: CN
Inventors: 中田勝志; 有冈正博
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2015-02-11
Anticipated expiration: 2030-08-17
Also published as: DE112010005420T5; US8963037B2; DE112010005420B4; AU2010349157A1; AU2010349157B2; CN102782971A; US20120228266A1; KR101449221B1; KR20120107518A; JP5236120B2; WO2011118056A1; JPWO2011118056A1

Abstract

一种真空断路器，其是将三个封入有绝缘性气体并收容有真空阀（9）的一相的压力箱（1）排成一列而构成的三相的真空断路器，压力箱（1）俯视呈大致四边形或大致椭圆形状，真空阀（9）以使可动导体（9b）的驱动方向与上下方向对齐并将可动导体（9b）设置在下侧的方式配置在各压力箱（1）内，真空阀（9）与可动侧连接导体（13b）保持足够的绝缘距离，偏向大致四边形或大致椭圆形状的压力箱（1）的对角方向或长轴方向的一方配置，此外，将操作机构（10）配置在真空阀（9）的下方。

Description

真空断路器

技术领域

本发明涉及一种在电力传输及接收设备等中使用的真空断路器。

背景技术

作为现有的箱型的真空断路器，已知有如下真空断路器，其构成为在以0.05～0.5MPa－g左右的气体压力封入有SF6气体或干燥空气等绝缘介质的压力箱中内置有真空断路器主体，并将该真空断路器主体穿过衬套引出至外部后与主电路导体连接。

图6示出了现有的箱型的气体绝缘开关装置。在每个相中，在使轴线朝向水平方向来配置的圆筒状的箱31的上方分别配置有两个衬套32、33，在箱31内水平配置有断路器主体34，使断路器主体34的固定侧35与一方的衬套32连接，使可动侧36与另一方的衬套33连接，并且断路器主体34通过支承绝缘体而被绝缘支承在箱的轴线方向的两端侧。可动侧经由绝缘杆37从箱一端侧引出，并通过操作杆38而与在下方能旋转的轴39连接，此外，上述轴39通过未图示的三相连接杆而连接至操作机构，从而构成为能驱动（例如参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2003－319515号公报（第2页，图2）

发明内容

发明所要解决的技术问题

在电力传输及接收设备中，由于真空断路器与其它设备一起配置在有限的设备空间中，因此，缩小设置面积的要求特别大。

但是，在专利文献1所示的开关装置中，由于断路器主体水平配置在圆筒状的箱内，而且操作机构设置在箱的轴向的一端侧，因此，存在装置在水平方向上变大而使设置面积扩大这样的问题。

本发明为解决上述问题而作，其目的在于提供一种能在确保箱内的绝缘性能的同时缩小设置面积的真空断路器。

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，该真空阀在真空容器内相对配置有固定电极和可动电极，从固定电极导出有固定导体，从可动电极导出有可动导体；三相的压力箱，该三相的压力箱是通过将三个封入有绝缘性气体并收容有真空阀的一相的压力箱排列成一列而构成的；一对衬套，这一对衬套立设在各压力箱的上部；固定侧连接导体及可动侧连接导体，上述固定侧连接导体将一对衬套中的一方衬套的中心导体与固定导体连接，上述可动侧连接导体将另一方衬套的中心导体与可动导体连接；以及操作机构，该操作机构对可动导体进行驱动，真空阀以使可动导体的驱动方向与上下方向对齐并将可动导体设置在下侧的方式配置在各压力箱内，可动侧连接导体以使其长边方向朝向上下方向的方式配置在各压力箱内。

此外，各压力箱形成为俯视呈大致椭圆形状，以俯视观察时各压力箱的长轴方向相对于各压力箱的排列方向朝相同方向倾斜的方式配置，真空阀以使可动导体的驱动方向与上下方向对齐并将可动导体设置在下侧的方式配置在各压力箱内。

发明效果

根据本发明的真空断路器，由于具有三个排成一列的三相的各压力箱，真空阀以使可动导体的驱动方向与上下方向对齐并将可动导体设置在下侧的方式配置在各压力箱内，可动侧连接导体以使其长边方向朝向上下方向的方式配置在各压力箱内，因此，能在确保压力箱内的设备的绝缘性能的同时，缩小压力箱在宽度方向上的尺寸，因而能缩小真空断路器的设置面积。

此外，由于三个排成一列的三相的各压力箱形成为俯视呈大致椭圆形状，俯视观察时，各压力箱的长轴方向相对于各压力箱的排列方向朝相同方向倾斜地配置，真空阀以使可动导体的驱动方向与上下方向对齐并将可动导体设置在下侧的方式配置在各压力箱内，因此，除了上述效果以外，还能增加压力箱的强度，并能提高压力箱的耐久性。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的真空断路器的纵剖视图。

图2是表示本发明实施方式1的真空断路器的整体结构及收容在压力箱内的主电路设备的配置结构的俯视剖视图。

图3是表示本发明实施方式2的真空断路器的整体结构及收容在压力箱内的主电路设备的配置结构的俯视剖视图。

图4是表示本发明实施方式3的真空断路器的纵剖视图。

图5是表示本发明实施方式4的真空断路器的操作机构结构的侧剖视图。

图6是现有的气体绝缘开关装置的纵剖视图。

具体实施方式

实施方式1

图1是表示本发明实施方式1的真空断路器的纵剖视图，图2是从上方观察到的、用于表示图1的真空断路器的整体结构和收纳在箱内的主电路设备的配置结构的剖视图。其中，衬套用双点划线示出，内部设备也简化而仅示出必要部分。图1是从图2的粗箭头方向观察的图。以下，基于附图来进行说明。

首先，利用图1的纵剖视图，来对真空断路器的一个相进行说明。

电接地的压力箱1如后所述从上方观察时呈大致四边形，并将四条边的侧壁1c垂直设置。在压力箱1的上方具有一对开口部，在开口部上设有凸缘1a、1b，在各凸缘1a、1b上立设有衬套2a、2b。

衬套2a、2b包括：绝缘管3a、3b；配置在绝缘管3a、3b中心的中心导体4a、4b；气密地固定在绝缘管3a、3b上端侧以对中心导体4a、4b进行保持的端子导体5a、5b；以及固接于绝缘管3a、3b下部侧的绝缘管安装部6a、6b。通过用螺栓紧固等方式将绝缘管安装部6a、6b气密地旋紧至压力箱1的凸缘1a、1b，就可将两个绝缘管内部及压力箱内保持成气密，从而能在内部封入绝缘性气体。

压力箱1内被划分成对真空阀9等主电路设备进行收容的断路器室7和对操作机构10进行收纳的操作机构室8，并使两个室保持气密。在断路器室7中以规定压力封入有绝缘性气体，但操作机构室8也可以是大气压。

另外，也可以完全将两个室划分开，将图1的断路器室7部分构成为压力箱，并将操作机构室8在上述压力箱的外部构成为其它室。以下，如图1所示，对将包括断路器室7和操作机构室8的箱设为压力箱的情况进行说明。

在压力箱1的断路器室7中，与侧壁1c间保持规定的绝缘距离地配置有收纳了主触点的真空阀9，该主触点进行电流断路。在真空阀9中，在前端部具有固定电极9c的固定导体9a和在前端部具有可动电极9d的可动导体9b以使两个电极9c、9d相对的方式收容在真空容器9e的内部。各导体9a、9b的一端被导出至真空容器9e的外部，可动导体9b被沿真空阀9的轴线方向驱动而使两个电极9c、9d接触、分离。上述真空阀9使轴线与上下方向（垂直方向）对齐，也就是说，使可动导体9b的驱动方向与上下方向对齐并将可动导体9b配置在下侧。

在从真空阀9的下部侧导出的可动导体9b的、更靠其下部侧的轴线上，配置有用于对可动导体9b进行驱动的操作机构10。

可动导体9b与操作机构10是通过绝缘杆11和操作杆12连接的。

另外，在图中例示了操作机构10通过电磁线圈的电磁力驱动的方式，但本发明不限定于此，也可以是其它方式。

真空阀9的固定导体9a与固定侧连接导体13a连接，该固定侧连接导体13a被配置成与侧壁1c保持规定的绝缘距离。在固定侧连接导体13a的上部侧设有凹状的插入部，将一方的衬套2a的中心导体4a的下端插入上述插入部并进行电连接。

另一方面，真空阀9的可动导体9b通过可挠导体14而与可动侧连接导体13b连接，该可动侧连接导体13b与侧壁1c保持规定的绝缘距离，并朝向垂直方向配置。在可动侧连接导体13b的上部侧也设有凹状的插入部，将另一方的衬套2b的中心导体4b的下端插入上述插入部并进行电连接。在两个衬套2a、2b的下部侧设置有用于测定电流的变流器15。

另外，在图中仅示出了本发明所需要的部分，省略了除此之外的设备及支承构件等的图示及说明。

如上所述构成的真空断路器形成从一方的衬套2a上部的端子导体5a→中心导体4a→固定侧连接导体13a→真空阀9→可挠导体14→可动侧连接导体13b→另一方的衬套2b的中心导体4b→端子导体5b的主电路的电流路径。此外，通过来自后述操作盘的驱动指令，对操作机构10进行驱动，以使真空阀9的两个电极9c、9d接触、分离，从而使主电路连接或断开。

接着，利用图2的俯视剖视图，来对三相的整体配置进行说明。

在图2中，收纳有一相的主电路设备、由从上方观察呈大致四边形的压力箱1构成的单相的真空断路器21a、21b、21c以使相邻的压力箱1的侧壁1c相对的方式排列成一列地配置，在上述排列方向的一端侧的外部配置有对单相的真空断路器21a、21b、21c一并控制的操作盘16。

收容在各个压力箱1内的真空阀9从大致四边形的对角线中心靠近任意一个对角方向的一方，且真空阀9的中心在距靠近真空阀9的侧壁大致等距离的位置上保持规定的绝缘距离地配置。

另一方面，可动侧连接导体13b偏向对角方向的另一方，即与真空阀9相反的对角方向，以与真空阀9及压力箱1的侧壁1c保持足够的绝缘距离地配置（另外，都是在对角侧，不需要在对角线上）。

此外，各相的一对衬套2a、2b沿与压力箱1的排列方向正交的方向的对边方向配置。

对如上所述构成的真空断路器的作用进行说明。

通过以使可动导体9b的驱动方向与上下方向对齐的方式将真空阀9配置在压力箱1内，能减小压力箱1的宽度，因此，可以减小朝压力箱1的排列方向（图2的粗箭头方向）观察到的真空断路器的宽度尺寸。

此外，通过将真空阀9和可动侧连接导体13a配置成俯视观察压力箱1时靠向俯视呈四边形的压力箱1的对角方向的两侧，并保持规定的绝缘距离地配置，从而能进一步减小在上述方向上的箱宽度。

此外，由于将操作机构10配置在真空阀9的下方，以在上下方向上对可动导体9b进行驱动，因此，操作机构部不会伸出至压力箱的侧壁的外侧，与上述共同作用，能缩小设置面积。

另外，通过将真空阀9和可动侧连接导体13b配置在压力箱1的对角方向上，会使压力箱1的相与相之间的方向上的宽度变大，但由于相与相之间的方向上的尺寸由衬套的相与相之间的空气绝缘距离确定，因此，基本不会因沿对角方向配置而使整体的设置面积在压力箱的排列方向上增加。

如上所述，根据实施方式1的真空断路器，该真空断路器包括：真空阀，该真空阀在真空容器内相对配置有固定电极和可动电极，从固定电极导出有固定导体，从可动电极导出有可动导体；三相的压力箱，该三相的压力箱是通过将三个封入有绝缘性气体并收容有真空阀的一相的压力箱排列成一列而构成的；一对衬套，这一对衬套立设在各压力箱的上部；固定侧连接导体及可动侧连接导体，其中，上述固定侧连接导体将一对衬套中的一方衬套的中心导体与固定导体连接，上述可动侧连接导体将另一方衬套的中心导体与可动导体连接；以及操作机构，该操作机构对可动导体进行驱动，各压力箱形成为俯视呈大致四边形，以使相邻的压力箱的侧面相对的方式排列，真空阀以使可动导体的驱动方向与上下方向对齐并将可动导体设置在下侧的方式配置在各压力箱内，因此，能在确保压力箱内的设备的绝缘性能的同时，缩小沿排列方向观察到的压力箱的宽度方向的尺寸，从而能缩小真空断路器的设置面积。

此外，由于真空阀配置成偏向大致四边形的压力箱的对角方向的一方、真空阀的中心位置距靠近真空阀的压力箱的侧壁的距离大致相同，可动侧连接导体配置成偏向对角方向的另一方，因此，除上述之外，还能进一步缩小压力箱的宽度方向的尺寸，并能缩小真空断路器的设置面积。

此外，操作机构配置在真空阀的下方，并经由绝缘杆而与真空阀的可动导体连接，通过操作机构的驱动力来沿上下方向驱动可动导体，因此，操作机构部不会从压力箱的外部侧面伸出，从而能缩小设置面积。

实施方式2

图3是从上方观察到的、用于表示实施方式2的真空断路器的整体结构和收纳在箱内的主电路设备的配置结构的剖视图。其是与实施方式1的图2相对应的图，相同的部分用相同符号表示。由于真空断路器的纵剖视图与实施方式1的图1相同，因此，省略其图示及说明。以下，以与实施方式1的不同点为中心进行说明。

如图3所示，与实施方式1的较大的不同点在于压力箱的形状。俯视观察到的单相的压力箱17的形状呈大致椭圆形状。将由收纳有单相的主电路设备且俯视呈大致椭圆形状的压力箱17构成的单相的真空断路器22a、22b、22c排成一列地配置，以构成三相的真空断路器。此时，各压力箱17的长轴方向配置成相对于各压力箱17的排列方向的轴线朝相同方向倾斜相同角度。在图中，将倾度表示为倾斜角α。倾斜角α只要考虑到真空阀9、可动侧连接导体13b、衬套2a、2b等设备相互的配置关系及绝缘距离，以使椭圆形状的箱截面变小即可。

此外，衬套2a、2b在与排列方向的轴线正交的方向上并排配置，以上部朝外侧打开的方式倾斜并安装于压力箱17上。

在收纳在各压力箱17内的真空阀9中，使真空阀9的中心位置偏向椭圆形的箱内的长轴方向上的任一方，与压力箱17的侧壁保持所需的绝缘距离地将真空阀9配置在距靠近真空阀9的压力箱17的侧壁的距离大致相同的位置上。

另一方面，可动侧连接导体13b偏向与真空阀9相反方向的长轴方向，从而配置成与真空阀9及侧壁保持所需的绝缘距离。

另外，偏向上述长轴方向两侧配置的真空阀9与可动侧连接导体13b的配置位置并不意味着在长轴的轴线上，其仅表示的是大致方向。

如上所述，根据实施方式2的真空断路器，由于各压力箱形成为俯视呈大致椭圆形状，俯视观察时，各压力箱的长轴方向相对于各压力箱的排列方向朝相同方向倾斜配置，真空阀以使可动导体的驱动方向与上下方向对齐并将可动导体设置在下侧的方式配置在各压力箱内，因此，能在确保压力箱内的设备的绝缘性能的同时，缩小朝压力箱的排列方向观察时的宽度尺寸，从而能缩小真空断路器的设置面积。此外，由于压力箱的形状呈椭圆形状，因此，与实施方式1那样的大致四边形的压力箱相比，能增加强度，因而也能提高压力箱的耐久性。

此外，由于真空阀配置成偏向大致椭圆形状的压力箱的长轴方向的一方、真空阀的中心位置距靠近真空阀的压力箱的侧壁的距离大致相同，可动侧连接导体配置成偏向长轴方向的另一方，因此，能进一步缩小上述宽度尺寸。

实施方式3

图4是表示实施方式3的真空断路器的纵剖视图。其是与实施方式1的图1对应的图，因此，与图1相同的部分用相同符号表示，而省略其说明，以下，以不同点为中心进行说明。另外，俯视图与实施方式1的图2或实施方式2的图3相同。

如图4所示，在本实施方式中，将操作机构10配置成其操作轴方向为水平方向。即，在真空阀9的下方且偏离真空阀9的正下方配置操作机构10，通过设置将驱动方向变换90度的变换杆18，就可将驱动方向从上下方向变换为水平方向。操作机构10经由操作轴19、变换杆18、操作杆12、绝缘杆11而与真空阀9的可动导体9b连接。利用水平配置的操作机构10的动作，在上下方向上驱动真空阀9的可动导体9b。

通过将操作机构10水平配置，与图1那样的配置相比，能节省压力箱内部的下方的空间。

另外，在将断路器室7为止设为压力箱1，并将操作机构室8设置在压力箱1外部来作为其它室的情况下，能缩小压力箱1下方的空间。

另外，压力箱1也可以是实施方式2那样的俯视呈大致椭圆形状的压力箱17。

如上所述，根据实施方式3的真空断路器，由于将操作机构配置在真空阀的下方且偏离正下方的位置，并使其通过将驱动方向变换90度的变换杆和绝缘杆而与真空阀的可动导体连接，因此，除了实施方式1或实施方式2的效果之外，还能有效利用压力箱内部的下方空间或压力箱外部下方的空间来节省空间。

实施方式4

图5是实施方式4的真空断路器的、从与压力箱的排列方向正交的方向观察的侧剖视图。其中，省略了衬套，此外，在整体上除了说明所需的部分之外也省略地简单表示。与实施方式3的图4相同的部分用相同符号表示，而省略其说明。

如图所示，在本实施方式中，并非是将操作机构10配置于单相的各压力箱1的结构，而是将操作机构10配置在各压力箱的排列方向的排列端的压力箱的外部下方。由于排列端配置有操作盘16，因此，既可以将操作机构10收容在上述操作盘16内，也可以设置单独的容器来将操作机构10收容在其中。

在各真空阀9的下方设有朝向各压力箱1的排列方向水平延伸的连接轴20，各真空阀9的可动导体9b通过绝缘杆11、操作杆12和变换杆18而与连接轴20连接，连接轴20的端部与操作机构10连接。

通过操作机构10对连接轴20进行驱动的驱动力经由变换杆18而被传递至各真空阀9的可动导体9b，以在上下方向上对可动导体9b进行驱动，从而使各真空阀9的两个电极接触、分离。

另外，操作机构不限定于图示的电磁线圈方式。

此外，压力箱1也可以是实施方式2那样的俯视呈大致椭圆形状的压力箱17。

另外，连接轴20除了如图5所示设置在对压力箱1内进行划分而成的操作机构室8的情况之外，也可以将压力箱部仅设为断路器室7部分，并将连接轴20设置在该压力箱外部的下部。

如上所述，根据实施方式4的真空断路器，由于操作机构配置在位于排列的排列端的压力箱的外侧下方，并在真空阀的下方设置有朝向各压力箱的排列方向水平延伸的连接轴，连接轴的端部与操作机构连接，真空阀的可动导体经由绝缘杆和变换杆而与连接轴连接，通过操作机构对连接轴进行驱动的驱动力经由变换杆而被传递至各相的真空阀的可动导体，以在上下方向上对可动导体进行驱动，因此，除了有缩小压力箱的宽度方向的尺寸的效果之外，还能利用一台操作机构同时控制各相的真空阀的开关，因而在各压力箱中不需要操作机构。

此外，可有效利用压力箱内部的下方空间或压力箱外部下方的空间以节省空间。

Claims

1.一种真空断路器，包括：

真空阀(9)，该真空阀(9)在真空容器(9e)内相对配置有固定电极(9c)和可动电极(9d)，从所述固定电极(9c)导出有固定导体(9a)，从所述可动电极(9d)导出有可动导体(9b)；

三相的压力箱(1、17)，该三相的压力箱(1、17)是通过将三个封入有绝缘性气体并收容有所述真空阀(9)的一相的压力箱(1、17)排列成一列而构成的；

一对衬套(2a、2b)，这一对衬套(2a、2b)立设在各所述压力箱(1、17)的上部；

固定侧连接导体(13a)及可动侧连接导体(13b)，所述固定侧连接导体(13a)将所述一对衬套中的一方衬套(2a)的中心导体(4a)与所述固定导体(9a)连接，所述可动侧连接导体(13b)将另一方衬套(2b)的中心导体(4b)与所述可动导体(9b)连接；以及

操作机构(10)，该操作机构(10)对所述可动导体(9b)进行驱动，

其特征在于，

所述真空阀(9)以使所述可动导体(9b)的驱动方向与上下方向对齐并将所述可动导体(9b)设置在下侧的方式配置在各所述压力箱(1、17)内，所述可动侧连接导体(13b)以使其长边方向朝向上下方向的方式与所述真空阀平行地配置在各所述压力箱(1、17)内。

2.如权利要求1所述的真空断路器，其特征在于，

各所述压力箱(17)形成为俯视呈大致椭圆形。

3.如权利要求2所述的真空断路器，其特征在于，

各所述压力箱(17)以俯视观察时其长轴方向相对于各所述压力箱(17)的排列方向朝相同方向倾斜的方式配置。

4.如权利要求2所述的真空断路器，其特征在于，

所述真空阀(9)配置成偏向所述大致椭圆形状的各压力箱(17)的长轴方向的一方，所述可动侧连接导体(13b)配置成偏向所述长轴方向的另一方。

5.如权利要求1所述的真空断路器，其特征在于，

各所述压力箱(1)形成为俯视呈大致四边形，并以使相邻的所述压力箱(1)的侧面相对的方式排列。

6.如权利要求5所述的真空断路器，其特征在于，

所述真空阀(9)配置成偏向所述大致四边形的压力箱(1)的对角方向的一方，所述可动侧连接导体(13b)配置成偏向所述对角方向的另一方。

7.如权利要求4所述的真空断路器，其特征在于，

从所述真空阀(9)的轴向观察时，其中心位置距靠近所述真空阀(9)的所述压力箱(1、17)的两个侧壁的距离大致相同。

8.如权利要求6所述的真空断路器，其特征在于，

9.如权利要求1至8中任一项所述的真空断路器，其特征在于，

所述操作机构(10)配置在所述真空阀(9)的下方，并经由绝缘杆(11)而与所述真空阀(9)的所述可动导体(9b)连接，利用所述操作机构(10)的驱动力而在上下方向上驱动所述可动导体(9b)。

10.如权利要求1至8中任一项所述的真空断路器，其特征在于，

所述操作机构(10)配置在所述真空阀(9)的下方且偏离正下方的位置，并经由将驱动方向变换90度的变换杆(18)和绝缘杆(11)而与所述真空阀(9)的所述可动导体(9b)连接，来自所述操作机构(10)的水平方向的驱动力经由所述变换杆(18)而传递至所述可动导体(9b)，以在上下方向上对所述可动导体(9b)进行驱动。

11.如权利要求1至8中任一项所述的真空断路器，其特征在于，

所述操作机构(10)配置在位于排列的排列端处的所述压力箱(1)的外侧下方，在所述真空阀(9)的下方设置有朝向各所述压力箱(1)的排列方向水平延伸的连接轴(20)，所述连接轴(20)的端部与所述操作机构(10)连接，所述真空阀(9)的所述可动导体(9b)经由绝缘杆(11)和变换杆(18)而与所述连接轴(20)连接，通过所述操作机构(10)对所述连接轴(20)进行驱动的驱动力经由所述变换杆(18)而被传递至各相的所述真空阀(9)的所述可动导体(9b)，以在上下方向上驱动所述可动导体(9b)。