CN103180927A - 电力用开关装置 - Google Patents

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Abstract

一种电力用开关装置，包括：真空阀，该真空阀收容在封入有绝缘气体的压力箱的内部，并构成为能使设置在固定侧通电轴上的固定侧电极和设置在可动侧通电轴上的可动侧触点接触、分离；开关元件，该开关元件与可动侧通电轴同轴配置，并对可动侧通电轴进行驱动；以及回跳抑制结构体，该回跳抑制结构体在真空阀的固定侧与固定侧通电轴同轴配置，用于抑制回跳，开关元件由电磁操作机构、接触压力弹簧和开式弹簧构成，其中，所述电磁操作机构通过通电使可动侧通电轴驱动，所述接触压力弹簧与电磁操作机构同轴配置，在真空阀闭极时施加可动侧触点与固定侧触点的接触压力，所述开式弹簧与电磁操作机构同轴配置，在真空阀开极时辅助电磁操作机构的驱动力。

Description

电力用开关装置
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、例如真空断路器等电力用开关装置。
背景技术
在现有的电力用开关装置中，真空阀构成为在真空容器中收容有固定触点及与该固定触点隔着规定间隙配置的可动触点。可动触点经由绝缘构件及接触压力弹簧而与电磁操作机构的连接杆连接。连接好的真空阀与电磁操作机构以隔着规定间隔的方式并排配置三相，并收容在收容箱内。
此外，在连接杆的下端部固定有弹簧座，在电磁操作机构的轭与弹簧座之间，以压缩的状态插入有作为弹簧构件的螺旋状开式弹簧，在开极动作时，经由弹簧座而对连接杆施加朝下方开极方向的弹簧力，从而辅助开极时的驱动力。
在这种现有的电力用开关装置的结构中，在一个底座板上设置有三台操作机构，真空阀、接触压力弹簧、电磁操作机构、开式弹簧（日文：開放ばね）配置在同一轴上，并以隔着规定间隔的方式并排配置三相，并收容在收容箱内。由于这种结构能使真空阀的可动件的开极速度加快，因此，上述结构可施加电磁操作机构的电磁力和开式弹簧的力（例如参照专利文献1）。
此外，在现有的其它电力用开关装置中，真空阀、开式弹簧配置在同一轴上，并以隔着规定间隔的方式并排配置三相，利用主电路绝缘框对各相之间进行绝缘。通过设置沿与三相的真空阀的轴向正交的方向配置并穿过三相的真空阀的可动轴的一根驱动轴，且利用与驱动轴连接的电磁操作装置来使一根驱动轴转动，从而能一并对三相的真空阀的各可动轴进行驱动，并能以三相一起的方式进行三相的真空阀的固定触点和可动触点的开闭（例如参照专利文献2）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008－84718号公报（图4）
专利文献2：日本专利特开平7－320604号公报（图1）
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述现有的电力用开关装置中，由于在一个底座板上设置有三台操作机构，真空阀、接触压力弹簧、电磁操作机构、开式弹簧配置在同一轴上，且以隔着规定间隔的方式并排配置三相，并收容在收容箱内，因此，在真空阀的闭极动作时，真空阀的可动触点和固定触点振动地反复接触的回跳（Chattering）现象会经由底座板而受到其它相的影响，因而，很难抑制回跳。
此外，在现有的另一电力用开关装置中，通过将真空阀、开式弹簧配置在同一轴上，并以隔着规定间隔的方式并排配置三相，设置朝与三相的真空阀的轴向正交的方向穿过三相的真空阀的可动轴的一根驱动轴，且利用与驱动轴连接的电磁操作装置来使一根驱动轴转动，从而一并对三相的真空阀的各可动轴进行驱动，并以三相一起的方式同时进行三相的真空阀的固定触点和可动触点的开闭及真空阀的开闭，因而，很难应用于能在开关浪涌很低的特定相位下使各相开闭的相位控制电力用开关装置。
本发明为解决上述技术问题而作，其提供一种不仅能抑制回跳的影响，而且能应对单相、三相、相位控制的电力用开关装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的电力用开关装置包括：压力箱，该压力箱两端的开口部被可动侧底座板和固定侧底座板封闭，并在该压力箱内封入有绝缘气体；真空阀，该真空阀收容在上述压力箱的内部，并构成为能使设置在固定侧通电轴上的固定侧电极和设置在与上述固定侧通电轴同轴配置的可动侧通电轴上的可动侧电极接触、分开；开关元件，该开关元件经由与上述可动侧通电轴连接的绝缘杆而与上述可动侧通电轴同轴地配置在上述压力箱的外部，并对上述可动侧通电轴进行驱动；以及回跳抑制结构体，该回跳抑制结构体在上述真空阀的固定侧与上述固定侧通电轴同轴配置，并抑制上述真空阀闭极时在上述可动侧电极与上述固定侧电极之间产生的回跳，上述开关元件由电磁操作机构、接触压力弹簧和开式弹簧构成，其中，上述电磁操作机构通过通电来经由上述绝缘杆使上述可动侧通电轴驱动，上述接触压力弹簧与上述电磁操作机构同轴配置，在上述真空阀闭极时上述可动侧电极与上述固定侧电极接触之后，上述接触压力弹簧被进一步压缩，从而施加上述可动侧电极与上述固定侧电极的接触压力，上述开式弹簧与上述电磁操作机构同轴配置，并在上述真空阀开极时辅助上述电磁操作机构的驱动力。
此外，本发明的电力用开关装置包括：压力箱，该压力箱两端的开口部被可动侧底座板和固定侧底座板封闭，并在该压力箱内封入有绝缘气体；真空阀，该真空阀收容在上述压力箱的内部，并构成为能使设置在固定侧通电轴上的固定侧电极和设置在与上述固定侧通电轴同轴配置的可动侧通电轴上的可动侧电极接触、分开；开关元件，该开关元件经由与上述可动侧通电轴连接的绝缘杆而与上述可动侧通电轴同轴地配置在上述压力箱的外部，并对上述可动侧通电轴进行驱动；以及回跳抑制结构体，该回跳抑制结构体在上述真空阀的固定侧与上述固定侧通电轴同轴配置，并抑制上述真空阀闭极时在上述可动侧电极与上述固定侧电极之间产生的回跳，上述开关元件由电磁操作机构、接触压力弹簧、开式弹簧和连杆机构构成，其中，上述电磁操作机构通过通电来经由上述绝缘杆使上述可动侧通电轴驱动，上述接触压力弹簧与上述电磁操作机构同轴配置，在上述真空阀闭极时上述可动侧电极与上述固定侧电极接触之后，上述接触压力弹簧被进一步压缩，从而施加上述可动侧电极与上述固定侧电极的接触压力，上述开式弹簧与上述电磁操作机构平行设置，并在上述真空阀开极时辅助上述电磁操作机构的驱动力，上述连杆机构与上述电磁操作机构和上述开式弹簧连接，并利用上述电磁操作机构的动作来对上述开式弹簧施加驱动力。
发明效果
根据本发明的电力用开关装置，可得到不仅能抑制回跳的影响，而且能应对单相、三相、相位控制的电力用开关装置。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的电力用开关装置的剖视图。
图2是表示本发明实施方式2的电力用开关装置的剖视图。
图3是表示本发明实施方式2的电力用开关装置中的开关元件的开式弹簧及杠杆的安装方向的图。
具体实施方式
实施方式1
以下，根据图1对本发明实施方式1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1是表示本发明实施方式1的电力用开关装置的剖视图。
在图1中，将各相的压力箱1电接地，利用可动侧底座板2和固定侧底座板3来将压力箱1两端的开口部封闭从而封入绝缘气体，例如，封入温室系数基本为零且能有效防止地球温室化的干燥空气及氮气、二氧化碳等绝缘气体，来作为绝缘气体。
真空阀4分别被收容在压力箱1的内部，设置在固定侧通电轴5上的固定侧电极6和设置在与固定侧通电轴5同轴配置的可动侧通电轴7上的可动侧电极8构成为能接触、分开。在真空阀4的固定侧设置有与固定侧通电轴5连接的固定侧端板9。
开关元件10与各真空阀4对应地配置在压力箱1的外部，并配置成经由与真空阀4的可动侧通电轴7连接的绝缘杆11而与可动侧通电轴7同轴配置，且对可动侧通电轴7进行驱动。
上述开关元件10分别按如下所述构成。开关元件10由电磁操作机构12、接触压力弹簧15和开式弹簧16构成，其中，上述电磁操作机构12通过对配置在内部的励磁线圈（未图示）进行通电，来将驱动轴12a朝真空阀4的方向驱动，并经由与上述驱动轴12a卡合的弹簧座体13、与弹簧座体13连接的操作轴14、与操作轴14和可动侧通电轴7连接的绝缘杆11来使可动侧通电轴7驱动，上述接触压力弹簧15与上述电磁操作机构12同轴配置，在真空阀4闭极时可动侧电极8与固定侧电极6接触之后，该接触压力弹簧15被进一步压缩，从来施加可动侧电极8与固定侧电极6的接触压力，上述开式弹簧16与电磁操作机构12同轴配置，并在真空阀4开极时辅助电磁操作机构12的驱动力。
另外，接触压力弹簧15构成为因利用电磁操作机构12的驱动轴12a使弹簧座体13朝向真空阀4的方向移动而被压缩，并利用由上述压缩而产生的作用力来施加可动侧电极8与固定侧电极6的接触压力。
此外，开式弹簧16在真空阀4进行闭极动作时被与电磁操作机构12的驱动轴12a的另一端部连接的弹簧座体17压缩而蓄积作用力，在真空阀4进行开极动作时，释放作用力的蓄积状态，利用所蓄积的作用力使可动侧电极8迅速地与固定侧电极6分开，从而发挥电磁操作机构12的辅助作用。
此外，在真空阀4的固定侧即固定侧端板9上设置有回跳抑制结构体18，该回跳抑制结构体18与固定侧通电轴5同轴配置，用于抑制在真空阀4闭极时在可动侧电极8与固定侧电极6之间产生的回跳。另外，各开关元件10例如被一个操作箱19覆盖。
接着，对动作进行说明。在真空阀4进行闭极动作时，通过对内置在电磁操作机构12中的励磁线圈（未图示）通电，将电磁操作机构12的驱动轴12a朝真空阀4的方向驱动，并经由与上述驱动轴12a卡合的弹簧座体13、与弹簧座体13连接的操作轴14、与操作轴14和可动侧通电轴7连接的绝缘杆11而对可动侧通电轴7进行驱动。
通过对真空阀4的可动侧通电轴7进行驱动，来使真空阀4的可动侧电极8与固定侧电极6接触。此外，在可动侧电极8与固定侧电极6接触之后，进一步利用接触压力弹簧15对可动侧通电轴7进行按压，来进一步施加可动侧电极8与固定侧电极6的接触压力，以完成闭极动作。
在真空阀4闭极时，能利用在真空阀4的固定侧即固定侧端板9上与固定侧通电轴5同轴配置的回跳抑制结构体18，来抑制在可动侧电极8与固定侧电极6之间产生的回跳。
这样，在三相的各相中，收容在压力箱1内的真空阀4和经由与该真空阀4的可动侧通电轴7连接的绝缘杆11及操作轴14配置在同轴上的开关元件10分别设置在各压力箱1的可动侧底座板2上，从而成为彼此独立的单相电力用开关装置，因此，不容易受到因其它相的真空阀4的开关动作而产生的回跳的影响，并能容易地抑制回跳。
此外，在真空阀4进行闭极动作时，通过对内置在电磁操作机构12中的励磁线圈（未图示）进行通电，例如，能利用与电磁操作机构12的驱动轴12a的另一端部连接的弹簧座体17来将开式弹簧16压缩，以蓄积作用力。即，在真空阀4闭极时，在开式弹簧16中蓄积有作用力，因此，在真空阀4进行开极动作时，通过停止对内置在电磁操作机构12中的励磁线圈（未图示）的通电，能使真空阀4的可动侧通电轴7动作，以使可动侧电极8与固定侧电极6分开，但由于开式弹簧16的作用力的蓄积状态被释放，能利用开式弹簧15所蓄积的作用力，使可动侧电极8与固定侧电极6迅速分开，以完成真空阀4的开极动作。
但是，由于对应各相配置的三台开关元件10设置在压力箱1的外部，并使用一个操作箱17覆盖三台开关元件10，因此，能实现操作箱15的小型化、简单化、低成本化。
此外，在上述专利文献2所示的现有的电力用开关装置中，设置了沿与三相的真空阀的轴向正交的方向穿过三相的真空阀的可动轴的一根驱动轴，并利用与该驱动轴连接的电磁操作装置来使一根驱动轴转动，从而能一并对三相的真空阀的各可动轴进行驱动，并以三相一起的方式同时进行三相的真空阀的固定触点和可动触点的开极闭极，从而进行真空阀的开闭，因此，需要与三相连接的驱动轴等大型部件，而在本实施方式1的电力用开关装置中，由于对应各相配置有开关元件10，因此，不需要与三相连接的驱动轴等大型部件，因而能使开关元件10的机械驱动部件的数量最少，能提高作为电力用开关装置的驱动装置的可靠性，并能实现小型化。
此外，由于三相的电力用开关装置中的各单相的模块是相同的，因此，能利用各相的单元来组装出开关元件10，能提高生产率，且能实现低成本化。
此外，在本实施方式1中，在三相的各相中，收容在压力箱1内的真空阀4和经由与该真空阀4的可动侧通电轴7连接的绝缘杆11及操作轴14配置在同轴上的开关元件10分别设置在各压力箱1的可动侧底座板2上，且成为彼此独立的单相电力用开关装置，因此，通过对各相的开关元件10的开关动作时刻进行控制，不仅能抑制回跳，而且也能用作相位控制电力用开关装置。
实施方式2
根据图2及图3对本发明实施方式2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2是表示本发明实施方式2的电力用开关装置的剖视图。图3是表示本发明实施方式2的电力用开关装置中的开关元件的开式弹簧及杠杆的安装方向的图。
在本实施方式2中，包括：压力箱1，该压力箱1两端的开口部被可动侧底座板2和固定侧底座板3封闭，并封入有绝缘气体；真空阀4，该真空阀4收容在压力箱1的内部，并构成为设置在固定侧通电轴5上的固定侧电极6和设置在与固定侧通电轴5同轴配置的可动侧通电轴7上的可动侧电极8能接触、分开；开关元件20，该开关元件20经由与可动侧通电轴7连接的绝缘杆11而与可动侧通电轴7同轴地配置在压力箱1的外部，并对可动侧通电轴7进行驱动；以及回跳抑制结构体18，该回跳抑制结构体18在真空阀4的固定侧即固定侧端板9上与固定侧通电轴5同轴配置，并抑制真空阀4闭极时在可动侧电极8与固定侧电极6之间产生的回跳。
基本结构与上述实施方式1相同，但本实施方式2的开关元件20按以下方式构成。开关元件20由电磁操作机构12、接触压力弹簧15、开式弹簧21和连杆机构22构成，其中，上述电磁操作机构12通过对配置在内部的励磁线圈（未图示）进行通电，来将驱动轴12a朝真空阀4的方向驱动，并经由与上述驱动轴12a卡合的弹簧座体13、与弹簧座体13连接的操作轴14、与操作轴14和可动侧通电轴7连接的绝缘杆11来使可动侧通电轴7驱动，上述接触压力弹簧15与上述电磁操作机构12同轴配置，在真空阀4闭极时可动侧电极8与固定侧电极6接触之后，该接触压力弹簧15被进一步压缩，从而施加可动侧电极8与固定侧电极6的接触压力，上述开式弹簧21与电磁操作机构12平行配置，并在真空阀4开极时辅助电磁操作机构12的驱动力，上述连杆机构22与电磁操作机构12和开式弹簧21连接，并利用电磁操作机构12的动作来对开式弹簧21施加驱动力。
连杆机构22例如构成为在安装于电磁操作机构12的基台23上设置有支承台24，杠杆体25的一侧枢轴连接在支承台24上，支承杆26的一侧枢轴连接在杠杆体25的另一侧，在支承杆26的另一侧安装有对开式弹簧21进行支撑的弹簧座体27，杠杆体25的中央部枢轴连接在操作轴14上。
另外，与上述实施方式1相同，接触压力弹簧15构成为因利用电磁操作机构12的驱动轴12a使弹簧座体13朝向真空阀4的方向移动而被压缩，并利用由上述压缩而产生的作用力来施加可动侧电极8与固定侧电极6的接触压力。
此外，本实施方式2的开式弹簧21通过将电磁操作机构12的驱动轴12a朝真空阀4的方向驱动，来使操作轴14也朝真空阀4的方向移动。因上述操作轴14的移动，连杆机构22的杠杆体25的中央部与操作轴14连动地朝真空阀4的方向移动，杠杆体25以枢轴连接在支承台24上的一侧为支点，使另一侧朝图2中的右侧转动。因上述转动，而使枢轴连接在杠杆体25的另一侧的支承杆26朝真空阀4的方向移动。上述支承杆26在真空阀4进行闭极动作时因朝真空阀4的方向移动而被与支承杆26的另一侧连接的弹簧座体27压缩，并蓄积有作用力，在真空阀4进行开极动作时，作用力的蓄积状态被释放，利用所蓄积的作用力，使可动侧电极8与固定侧电极6迅速分开，以进行电磁操作机构12的辅助作用。
这样，通过将开式弹簧21与电磁操作机构12平行设置，使得开式弹簧21的设置部位的范围变大，连杆机构22的杠杆体25的长度及开式弹簧21的种类选择范围也变大，因此，能容易地得到所需的释放速度。此外，由于轴向的尺寸变短，因此，也能实现操作箱19的小型化。
对开关元件20的开式弹簧21及连杆机构22的杠杆体25如图3（a）所示沿垂直方向配置的情况进行了说明，但不限定于此，例如，也可以如图3（b）所示旋转90度而以沿水平方向配置的方式安装。
这样，由于能使开关元件20的开式弹簧21及连杆机构22的杠杆体25的安装方向旋转90度，因此，具有能使电磁操作机构12的配线及封入绝缘气体时气体系统的安装位置多样化这样的效果。
另外，能使杠杆体25等机械驱动部件的数量最少，能提高作为电力用开关装置的驱动装置的可靠性，并能实现小型化。
此外，根据本实施方式2，除了上述效果之外，通过将图2所示的电力开关装置配置三相，从而能起到与上述实施方式1相同的效果。
工业上的可利用性
本发明对于实现不仅能抑制回跳的影响而且能应对单相、三相、相位控制的电力用开关装置是优选的。

Claims (5)

1.一种电力用开关装置，其特征在于，包括：
压力箱，该压力箱两端的开口部被可动侧底座板和固定侧底座板封闭，并在该压力箱内封入有绝缘气体；
真空阀，该真空阀收容在所述压力箱的内部，并构成为能使设置在固定侧通电轴上的固定侧电极和设置在与所述固定侧通电轴同轴配置的可动侧通电轴上的可动侧电极接触、分开；
开关元件，该开关元件经由与所述可动侧通电轴连接的绝缘杆而与所述可动侧通电轴同轴地配置在所述压力箱的外部，并对所述可动侧通电轴进行驱动；以及
回跳抑制结构体，该回跳抑制结构体在所述真空阀的固定侧与所述固定侧通电轴同轴配置，并抑制所述真空阀闭极时在所述可动侧电极与所述固定侧电极之间产生的回跳，
所述开关元件由电磁操作机构、接触压力弹簧和开式弹簧构成，其中，所述电磁操作机构通过通电来经由所述绝缘杆使所述可动侧通电轴驱动，所述接触压力弹簧与所述电磁操作机构同轴配置，在所述真空阀闭极时所述可动侧电极与所述固定侧电极接触之后，所述接触压力弹簧被进一步压缩，从而施加所述可动侧电极与所述固定侧电极的接触压力，所述开式弹簧与所述电磁操作机构同轴配置，并在所述真空阀开极时辅助所述电磁操作机构的驱动力。
2.一种电力用开关装置，其特征在于，包括：
压力箱，该压力箱两端的开口部被可动侧底座板和固定侧底座板封闭，并在该压力箱内封入有绝缘气体；
真空阀，该真空阀收容在所述压力箱的内部，并构成为能使设置在固定侧通电轴上的固定侧电极和设置在与所述固定侧通电轴同轴配置的可动侧通电轴上的可动侧电极接触、分开；
开关元件，该开关元件经由与所述可动侧通电轴连接的绝缘杆而与所述可动侧通电轴同轴地配置在所述压力箱的外部，并对所述可动侧通电轴进行驱动；以及
回跳抑制结构体，该回跳抑制结构体在所述真空阀的固定侧与所述固定侧通电轴同轴配置，并抑制所述真空阀闭极时在所述可动侧电极与所述固定侧电极之间产生的回跳，
所述开关元件由电磁操作机构、接触压力弹簧、开式弹簧和连杆机构构成，其中，所述电磁操作机构通过通电来经由所述绝缘杆使所述可动侧通电轴驱动，所述接触压力弹簧与所述电磁操作机构同轴配置，在所述真空阀闭极时所述可动侧电极与所述固定侧电极接触之后，所述接触压力弹簧被进一步压缩，从而施加所述可动侧电极与所述固定侧电极的接触压力，所述开式弹簧与所述电磁操作机构平行设置，并在所述真空阀开极时辅助所述电磁操作机构的驱动力，所述连杆机构与所述电磁操作机构和所述开式弹簧连接，并利用所述电磁操作机构的动作来对所述开式弹簧施加驱动力。
3.如权利要求1或2所述的电力用开关装置，其特征在于，
使用三台所述电力用开关装置，来形成三相电力用开关装置。
4.如权利要求3所述的电力用开关装置，其特征在于，
在三相中，所述电力用开关装置的电磁操作机构模块相同。
5.如权利要求3或4所述的电力用开关装置，其特征在于，
能对各相的电力用开关装置的开关动作进行相位控制。
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