CN103140908A

CN103140908A - 开关设备

Info

Publication number: CN103140908A
Application number: CN2011800474869A
Authority: CN
Inventors: 金太炫; 下地治彦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: JPWO2012086216A1; US20130161291A1; CN103140908B; WO2012086216A1; DE112011104445B4; DE112011104445T5; US8941022B2; JP5116905B2

Abstract

本发明的开关设备包括：真空阀，该真空阀对固定侧电极和可动侧电极进行收纳，其中，上述固定侧电极固接在固定通电轴上，上述可动侧电极与上述固定侧电极相对且固接在与上述固定通电轴同轴配置的可动通电轴上；以及缓冲机构，该缓冲机构与上述固定通电轴同轴地配置在上述真空阀的固定侧，使上述可动侧电极与上述固定侧电极闭合时的碰撞载荷减弱。

Description

开关设备

技术领域

本发明涉及一种开关设备，尤其涉及电力开关及开关装置等开关设备。

背景技术

一般来说，在电力开关及开关装置中，将处于断开状态的触点对以某一速度接通（闭合）时，在触点间会产生反跳（日文：バウンス）（下面称为回跳（日文：チャタリング））。由于在触点间施加有电压，因此，每次回跳时都会产生电弧，而使触点表面变粗糙或发生损耗，因此，具有使接触阻力无谓地增大这样的缺点。

此外，在回跳的持续时间很长的情况下，由于存在会使触点发生熔接这样的问题，因此，需要尽可能缩短上述回跳持续时间。

在图8所示的现有技术的开关设备中，真空阀1收纳有固定触点10及可动触点11。真空阀1被固定在固定导体6上，固定导体6被多个重叠的盘簧63所支承。盘簧63不仅是弹性体，而且能通过重叠多个盘簧63而层叠。

因此，针对真空阀1内的可动触点11动作而与固定触点10发生碰撞时产生的反跳（回跳），盘簧63可发生微动，并反复进行多次微小碰撞来消耗动能。这样就能抑制回跳。另外，针对可动触点11动作而与固定触点10处于闭合状态的载荷，根据开关设备的不同，将盘簧63的高度设定为能通过调节固定用螺栓63的紧固力来获得规定的缓冲力。

专利文献1：日本专利特开2006－164654号公报

发明的公开

发明所要解决的技术问题

在上述现有的开关设备中，对于固定在固定导体6上的真空阀1的可动轴2的轴心线，通过与该轴心线平行的多个轴线来进行支承。即，在真空阀1的径向外侧分别与可动轴2的轴心线平行地设置有支承轴线，在绝缘固定台61与固定导体6之间沿着各个支承轴线分别配置有重叠多个而构成的盘簧63，并通过固定用螺栓62以分别允许其可微动的方式调节载荷来进行固定支承。

这样，通过在真空阀1的径向外侧的、与可动轴2的轴心线平行的支承轴线上分别配置重叠多个而构成的盘簧63并进行固定支承，藉此将真空阀1稳定地支承，但由于是在多个支承轴线上重叠设置盘簧63的结构，因此，在进行盘簧63的载荷调节时会耗费作业工时数。

即，一般来说，需要通过实测来调节盘簧63的机械高度，这种调节作业不仅困难，而且由于是将盘簧63两层重叠，高度调节更加困难。并且，由于将两层重叠的盘簧63配置在多个支承轴线上，因此，存在盘簧63的载荷调节的作业工时数需要花费多倍，并需要很大的劳动力这样的问题。此外，盘簧63的载荷调节的作业需要在将精密部件即真空阀1固定于固定导体6的状态下进行，因而存在需要谨慎地加力来进行载荷调节作业这样的问题。另外，盘簧63在多个支承轴线上支承，且允许微动，因此，需要另外设置防止因轴心偏移而导致动作故障的动作故障防止机构（未图示），因而存在成本上升这样的问题。

此外，为了防止固定导体6变形的影响，采用了使固定导体6变厚、且使固定导体6的两侧朝真空阀1的半径方向外侧大幅突出的结构，因而存在成本上升这样的问题。另外，由于固定导体6的两侧朝真空阀1的半径方向外侧大幅突出，因此，为了确保半径方向上的耐电压性能，而使与地面间的距离变大，从而使开关设备整体变大，因而，存在大型化且成本上升这样的问题。

本发明为解决上述问题而作，其目的在于提供一种不仅能实现小型化，而且能实现低成本化的开关设备。

解决技术问题所采用的技术方案

发明效果

根据本发明的开关设备，可得到不仅能实现小型化，而且能实现低成本化的开关设备。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的开关设备的剖视图。

图2是表示本发明实施方式1的开关设备中的缓冲机构的剖视图。

图3是表示本发明实施方式2的开关设备的剖视图。

图4是表示本发明实施方式3的开关设备的剖视图。

图5是表示本发明实施方式3的开关设备的从图4的箭头A-A方向观察到的图。

图6是表示本发明实施方式4的开关设备的剖视图。

图7是表示本发明实施方式5的开关设备的剖视图。

图8是表示现有开关设备的剖视图。

具体实施方式

实施方式1

以下，根据图1及图2对本发明实施方式1进行说明，但在各图中，对于相同或相当的构件、部位标注相同符号来进行说明。图1是表示本发明实施方式1的开关设备的剖视图。图2是表示本发明实施方式1的开关设备中的缓冲机构的剖视图。

符号101是真空阀，符号102是配置在真空阀101内并固接在固定通电轴103上的固定侧电极，通过固定通电轴103，来将该固定侧电极102与固定导体104、固定侧端子导体105电连接。符号106是配置在真空阀101内、与固定侧电极102相对并固接在与固定通电轴103同轴配置的可动通电轴107上的可动侧电极。

符号108是可动侧端子导体，符号109是朝真空阀101外延伸、将可动通电轴107与可动侧端子导体108电连接的分流导体（日文：シャント導体），该分流导体109具有可挠性。另外，固定导体104与固定侧端子导体105也可形成为一体的结构体。

符号110是与操作机构（未图示）连接的操作杆，操作杆110与可动通电轴107连接，将上述可动通电轴107朝轴向驱动，从而使可动侧电极106与固定侧电极102接触而处于闭合状态，或者使可动侧电极106与固定侧电极2分开而处于断开状态。在操作杆110与可动通电轴107之间设置有绝缘杆111，操作杆110与可动通电轴107通过绝缘杆111绝缘，而被电阻断。

符号112是在真空阀101的固定侧与固定通电轴103同轴配置的、用于使可动侧电极106与固定侧电极102接触而闭合时的碰撞载荷减弱的缓冲机构。

上述缓冲机构112例如由基轴113、轴支承体114、弹性体115、调节构件116构成，其中，上述基轴113具有与固定通电轴103同轴配置的轴部113a、在上述轴部113a的一侧安装于真空阀101的固定侧即固定导体104上的基部113b以及处于轴部113a的另一侧的螺纹部113c，上述轴支承体114被套设在上述基轴113的轴部113a上，上述弹性体115在上述轴支承体114与基轴113的基部113b之间与轴部113a同心地套设在轴部113a上，上述调节构件116旋入基轴113的螺纹部113c上并进行弹性体115的载荷调节。另外，轴支承体114设置有能使基轴113的轴部113a沿轴向微动的微小间隙，由于轴支承体114被支承构件117支承，因此，其半径方向的移动被固定了。

此外，弹性体115示出了由盘簧构成的情况，调节构件116示出了例如由第一螺母116a和第二螺母116b构成的情况，通过对第一螺母116a的紧固进行调节，来进行作为弹性体115的盘簧的载荷调节，并使用第二螺母116b来维持上述受到调节的载荷状态。

这种缓冲机构112的制造工序与真空阀101的制造工序分开制造，仅对缓冲机构112进行载荷调节，将处于载荷调节完成状态的缓冲机构112与固定通电轴103同轴地配置在真空阀101的固定侧即固定导体104上。

接着，对动作进行说明。在真空阀101的可动侧电极106与固定侧电极102从断开状态变为闭合状态的情况下，对操作机构（未图示）进行驱动，并将与该操作机构（未图示）连接的操作杆110沿朝向固定侧电极102的轴向驱动。通过上述操作杆110的轴向驱动，与操作杆110连接的可动通电轴107便沿朝向固定侧电极102的轴向移动，可动侧电极106以规定的载荷与固定侧电极102接触而处于闭合状态，可动侧电极106与固定侧电极102电连接而能通电。

在可动侧电极106以规定的载荷与固定侧电极102接触即碰撞时，可动侧电极106会相对于固定侧电极102发生回跳（Chattering），但在本实施方式1中，利用与可动通电轴107及固定通电轴103同轴配置的缓冲机构112，就能以稳定的状态来抑制回跳。

即，根据本实施方式1，利用与可动通电轴107及固定通电轴103同轴配置的缓冲机构112来在一个支承轴线上抑制回跳，可动侧电极106与固定侧电极102碰撞时的载荷会传递至固定通电轴103、固定导体104上。传递到固定导体104上的载荷会传递至作为缓冲机构112的基轴113的基部113b，作为弹性体115的盘簧被该基轴113的基部113b压缩，从而吸收可动侧电极106与固定侧电极102碰撞时的载荷来使其减弱，能以稳定的状态来抑制回跳。

这样，根据本实施方式1，并非是像上述现有的开关设备那样在真空阀1的半径方向外侧将盘簧63重叠设置在多个支承轴线上的结构，在本实施方式1中，通过使缓冲机构112与可动通电轴107及固定通电轴103同轴配置，与上述现有的开关设备相比，能大幅地缩小真空阀101的半径方向的尺寸，因此，能提高半径方向的耐电压性，并使开关设备整体变小，从而，不仅能实现小型化，而且能实现低成本化。

此外，在上述现有的开关设备中，由于是固定导体6的两侧朝真空阀1的半径方向外侧大幅突出的结构，因此，需要增加厚度，但在本实施方式1中，由于将缓冲机构112与可动通电轴107及固定通电轴103同轴配置，因此，能使固定导体104的变形的影响极小，并能实现固定导体104的小型化。

此外，缓冲机构112是对与可动通电轴107及固定通电轴103同轴配置的一个支承轴线上的、作为弹性体115的盘簧的载荷进行调节，载荷调节只要一次即可，从而比起上述现有的开关设备那种对多个支承轴线上的盘簧63的载荷进行调节的情况，能减少作业工时数，能进一步实现成本降低。

此外，缓冲机构112位于与可动通电轴107及固定通电轴103同轴配置的一个支承轴线上，因此，完全没有上述现有的开关设备那种因多个支承轴线上的干扰而导致动作故障的情况，从而能得到稳定地抑制回跳的效果。

本实施方式1的缓冲机构112是与真空阀101的制造工序分开地进行制造的，能单独对缓冲机构112进行载荷调节，且将处于载荷调节完成的状态的完成品即缓冲机构112与固定通电轴103同轴地配置在真空阀101的固定侧即固定导体104上，因此，不需要像上述现有的开关设备那样在将作为精密部件的真空阀1固定在固定导体6的状态下谨慎地加力来进行盘簧63的载荷调节作业，且能减少真空阀101的保护等的作业工时数，并能显著提高开关设备的组装性，还能进一步实现成本降低。

此外，由于缓冲机构112能单独进行对作为弹性体115的盘簧的载荷调节，因此，在开关设备量产时，能进一步实现成本降低。

实施方式2

根据图3对本发明实施方式2进行说明，但在图中，对于相同或相当的构件、部位标注相同符号来进行说明。图3是表示本发明实施方式2的开关设备的剖视图。

在上述实施方式1中，对由盘簧构成的弹性体115的情况进行了说明，但在本实施方式2中，是由橡胶件构成的弹性体118。在图中，作为一例，示出了由O形环构成的弹性体118。

根据本实施方式2，利用作为弹性体118的O形环的压缩状态来调节载荷，能起到与上述实施方式1相同的效果。

此外，在作为弹性体118的O形环的内周侧，配置有将上述O形环的压缩状态维持为规定状态的压缩状态维持构件119。该压缩状态维持构件119例如由比作为弹性体118的O形环的材质更硬的环状构件构成，从而作为弹性体118的O形环不会越过压缩状态维持构件119的位置而被压缩。

实施方式3

根据图4及图5对本发明实施方式3进行说明，但在各图中，对于相同或相当的构件、部位标注相同符号来进行说明。图4是表示本发明实施方式3的开关设备的剖视图。图5是表示本发明实施方式3的开关设备的从图4的箭头A-A方向观察到的图。

在上述实施方式2中，对由橡胶件且由O形环构成的弹性体118的情况进行了说明，但当存在在O形环的压缩范围内无法进行弹性体118的载荷调节的状态的情况下，需要将缓冲机构112的基轴113的轴部113a从轴支承体114中拔出，而更换由O形环构成的弹性体118，在本实施方式3中，如图5所示，示出了将由橡胶件构成的弹性体120分割并呈轴对称地配置的情况。

根据本实施方式3，当存在在呈轴对称分割配置的、由橡胶件构成的弹性体120的压缩范围内无法进行弹性体120的载荷调节的状态的情况下，不需要将缓冲机构112的基轴113的轴部113a从轴支承体114拔出，只要通过对分割且由橡胶件构成的弹性体120进行装拆就能更换由橡胶件构成的弹性体120，因而比上述实施方式2更能提高操作性。

此外，在呈轴对称地分割配置的、由橡胶件构成的弹性体120的内周侧，呈轴对称地分割配置有压缩状态维持构件121，该压缩状态维持构件121将作为上述弹性体120的橡胶件的压缩状态维持为规定状态。上述压缩状态维持构件121例如由比作为弹性体120的橡胶件的材质更硬的构件构成，从而作为弹性体120的橡胶件不会越过压缩状态维持构件121的位置而被压缩。

另外，示出了弹性体120及压缩状态维持构件121形成为四棱柱形状的情况，但不限定于这种形状，例如，也可以是多棱柱形状、圆柱形状等，能起到同样的效果。

实施方式4

根据图6对本发明实施方式4进行说明，但在图中，对于相同或相当的构件、部位标注相同符号来进行说明。图6是表示本发明实施方式4的开关设备的剖视图。

在本实施方式4中，示出了下述情况，在真空阀101的可动侧设置有能使真空阀101沿轴向移动而抑制真空阀101沿半径方向移动的抑制构件122。另外，抑制构件122设置有能供分流导体109及可动侧端子导体108贯穿插入的贯通孔122b。

根据本实施方式4，抑制构件122的抑制部122a与真空阀101的可动侧的外周部隔着能使真空阀101沿轴向进行微小移动的些许间隙相对，且利用抑制构件122的抑制部122a来抑制真空阀101朝半径方向外侧移动。

这样，利用抑制构件122的抑制部122a，来抑制真空阀101朝半径方向外侧移动，并使真空阀101能在轴向上进行微小移动，因此，能提高抑制回跳的效果。

实施方式5

根据图7对本发明实施方式5进行说明，但在图中，对于相同或相当的构件、部位标注相同符号来进行说明。图7是表示本发明实施方式5的开关设备的剖视图。

在本实施方式5中，示出了下述情况，设置有：将可动通电轴107支承成能沿轴向移动且对可动通电轴107沿半径方向的移动进行固定的、由良导体构成的导电轴承123；以及对上述导电轴承123进行支承的滑动触头124。即，在本实施方式5中，是置换了分流导体109及可动侧端子导体108的状态，具有同样的效果。

根据本实施方式5，由于利用导电轴承123将可动通电轴107支承成能沿轴向移动，因此，可动通电轴107可进行与上述各实施方式相同的操作。此外，尽管是利用导电轴承123及滑动触头124使真空阀101的可动通电轴107朝半径方向外侧的移动受到抑制而能在轴向上移动的结构，也能提高抑制回跳的效果。

工业上的可利用性

本发明可理想地提供不仅能实现小型化而且能实现低成本化的开关设备。

Claims

1.一种开关设备，其特征在于，包括：真空阀，该真空阀对固定侧电极和可动侧电极进行收纳，其中，所述固定侧电极固接在固定通电轴上，所述可动侧电极与所述固定侧电极相对且固接在与所述固定通电轴同轴配置的可动通电轴上；以及缓冲机构，该缓冲机构与所述固定通电轴同轴地配置在所述真空阀的固定侧，使所述可动侧电极与所述固定侧电极闭合时的碰撞载荷减弱。

2.如权利要求1所述的开关设备，其特征在于，所述缓冲机构由基轴、轴支承体、弹性体及调节构件构成，其中，所述基轴具有与所述固定通电轴同轴配置的轴部、在所述轴部的一侧安装于所述真空阀的固定侧的基部及处于所述轴部的另一侧的螺纹部，所述轴支承体套设在所述基轴上，所述弹性体在所述轴支承体与所述基轴的基部之间与所述轴部同心地套设在所述轴部上，所述调节构件与所述基轴的螺纹部螺合，来进行所述弹性体的载荷调节。

3.如权利要求2所述的开关设备，其特征在于，所述弹性体由盘簧构成。

4.如权利要求2所述的开关设备，其特征在于，所述弹性体由橡胶件构成。

5.如权利要求4所述的开关设备，其特征在于，所述弹性体的所述橡胶件由O形环构成。

6.如权利要求4所述的开关设备，其特征在于，所述弹性体的所述橡胶件被轴对称地分割并呈同心状配置。

7.如权利要求2所述的开关设备，其特征在于，所述弹性体由橡胶件构成，且设置有对所述橡胶件的压缩状态进行维持的压缩状态维持构件。

8.如权利要求1至7中任一项所述的开关设备，其特征在于，在所述真空阀的可动侧设置有抑制构件，该抑制构件配置成能使所述真空阀沿轴向移动，并配置成抑制所述真空阀沿半径方向移动。

9.如权利要求1至7中任一项所述的开关设备，其特征在于，所述开关设备设置有：将所述可动通电轴支承成能沿轴向移动且对所述可动通电轴沿半径方向的移动进行固定的、由良导体构成的导电轴承；以及对所述导电轴承进行支承的滑动触头。