CN104658806B - 气体断路器 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够实现抑制整体高度带来的小型化、动作时抑制振动及提高维修保养操作性的气体断路器以及使用其的气体绝缘开关装置。气体断路器包括：固定触头(6)；相对于固定触头接触以及离开的可动触头(7)；在内部具有固定触头和可动触头的密封箱(4)；驱动可动触头的操作器(2)；以及收纳连接操作器与可动触头的连杆机构的机构部(15)。操作器包括：断开弹簧(36)以及闭合弹簧(37)；覆盖这些弹性体周围的盒；保持以及释放弹性体的驱动力的控制机构；以及向可动触头(7)传递弹性体的驱动力的连杆机构。断开弹簧在连杆机构与控制机构之间使轴方向为横向地配置。在断开弹簧盒(34)和闭合弹簧盒(35)上设置有一体化了的凸缘(48)。

Description

气体断路器

技术领域

本发明涉及气体断路器，特别涉及以低层化并且提高了断路器动作时的振动抑制和维修保养性为特征的气体断路器。

背景技术

作为气体断路器的操作器，一般地使用获得利用了空气压或液压的操作力的空气压操作器或液压操作器、和通过释放作为弹性体的弹簧的压缩力而获得操作力的弹簧操作器。

在专利文献1记述有在驱动源上使用弹簧的气体断路器的一个例子。该气体断路器做成如下的结构，在横方向上相邻地设置断路部箱、连杆机构以及操作器，在断路部箱与操作器之间形成与断路部箱连通的气密室。通过做成这种构成，其目的在于提供能够降低高度尺寸并且有效降低断路部箱内的绝缘气体的泄漏的气体断路器。

另外，作为在驱动源上使用弹簧的气体断路器的其他例子，有专利文献2所述的气体断路器。该气体断路器的目的在于，通过对应断路器的构成而适当变更弹簧操作机构的辅助控制装置等的安装位置来提高操作器的操作性、保养检查性，并且通过使箱的中心轴与弹簧操作器的中心大致一致而使气体断路器整体平衡良好地小型化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-29004号公报

专利文献2：日本特开2007-294363号公报

发明内容

但是，在专利文献1以及2所示的构成中，存在如下课题，由于驱动源的弹簧与断路部触头的动作方向正交，因此连杆机构变得复杂而使得驱动断路部触点的能量效率低下。

另外，虽然驱动源的弹簧被收纳于引导件乃至盒，但由于引导件或盒相对于壳体以悬臂状态被支撑，因此在驱动源的弹簧动作时与引导件或盒抵接，存在上述部件振动而驱动断路部触点的能量效率低下的课题。

再有，在专利文献2所示的气体断路器中，连接弹簧操作器与断路部的连杆机构上没有调整部分，所以因在设置产品的现场难以调整断路部触点的摩擦接触量，所以在维修保养性上存在课题。

本发明以解决上述课题为目的而完成，具体来说其目的在于，提供能够实现抑制整体高度带来的小型化以及动作时抑制振动和提高维修保养性的气体断路器以及使用其的气体绝缘开关装置。

本发明的气体断路器具有：固定触头；相对于上述固定触头接触以及离开的可动触头；在内部具有上述固定触头和上述可动触头的密封箱；驱动上述可动触头的操作器；以及设置于上述密封箱与上述操作器之间的机构部。上述操作器具有：作为驱动源的弹性体；收纳上述弹性体的盒；保持以及释放上述弹性体的驱动力的控制机构；以及向上述可动触头传递上述弹性体的驱动力的连杆机构。上述弹性体由断开用弹性体和闭合用弹性体构成，上述断开用弹性体在上述连杆机构与上述控制机构之间使轴方向为横向地配置。使设置于上述断开用弹性体盒和上述闭合用弹性体盒的凸缘一体化。

本发明具有如下效果。

本发明的气体断路器能够实现抑制整体高度、抑限动作振动以及提高维修保养性。

附图说明

图1是实施例1的气体断路器，是表示断路部处于接通状态的侧视图。操作器部分为剖视图，气体断路器的固定侧与可动侧用虚线表示。在以下的图2、图3、图5、图7中同样。

图2是实施例1的气体断路器，是表示断路部处于切断状态的侧视图。

图3是实施例1的气体断路器，是表示断路部从图2的状态移动到接通状态状态的侧视图。

图4是实施例1的气体断路器，是表示操作器与机构部的立体图。

图5是表示将实施例1的气体断路器装入气体绝缘开关装置的状态的侧视图。

图6是表示将实施例1的气体断路器装入气体绝缘开关装置的状态的俯视图。

图7是实施例1的气体断路器，是说明设置于断开弹簧与可动触头之间的连杆机构的侧视图。

图中：1—共用架台，2—弹簧操作器，3—操作箱，4—密封箱，6—固定触头，7—可动触头，8—绝缘性连杆，10—脚部，15—机构部，22—气杆，23—气杆，30—输出连杆，34—断开弹簧盒，35—闭合弹簧盒，36—断开弹簧，37—闭合弹簧，40—主杆，45—闭合凸轮，48—凸缘，49—限动凸缘，50—防水罩。

具体实施方式

以下，使用附图对适于实施本发明的实施例进行说明。此外，下述的仅仅是实施的例子，并不是将发明的内容限定为下述具体的方式。发明自身当然也可以变形为满足专利申请的记述的范围内的种种方式。

实施例1

参照图1至图4以及图7对实施例1的气体断路器进行说明。气体断路器33由收纳有断路部的密封箱4、弹簧操作器2以及连接弹簧操作器2与密封箱4的机构部15构成。密封箱4通过脚部10a、10b与共用架台1连接，并且在箱内部以规定的压力封入有绝缘性气体例如SF₆(六氟化硫)气体。

在密封箱4内，经由省略了图示的导体向由可动触头7与固定触头6构成的断路部触点通电。在可动触头7的与固定触头6相接的相反侧上连接有绝缘性连杆8。该绝缘性连杆经由机构部15受弹簧操作器2的驱动力作用而进行断路部触点的开闭。

在图1中，固定触头6与可动触头7处于相接的状态，换句话说为断路部触点的接通状态。由此从母线向供电线路侧通电。在通电状态下，若因雷电等而使系统中流通有异常的电流则向气体断路器33输出断路指令，从固定触头6拉开可动触头7而将电流切断。

机构部15在绝缘性连杆8的延长端侧与密封箱4的凸缘连接。而且，在机构部15的内部固定有旋转轴21，在该旋转轴21上固定有气杆22、气杆23。

在机构部15设置有与密封箱4连通的省略了图示的气密室和大气室，旋转轴21贯通两室地被支撑，并且设置有省略了图示的气密单元。而且，旋转轴21在气密室侧连接有气杆22，在大气室侧连接有气杆23。在气杆22的一端连接有绝缘性连杆8。在气杆23的一端通过销24转动自如地连结有来自弹簧操作器2的输出连杆30。

此外，气杆22以及气杆23并不限定于配置在机构部15，也可以配置于密封箱4的内部。另外，在上述构成中，气密室与大气室在旋转轴21区分，但并不限于此，也可以在像输出连杆30那样的直动部分区分。

接下来对弹簧操作器2的构成进行说明。弹簧操作器2与机构部15的板15c连接并且通过脚部10d与共用架台1连接。另外，以覆盖壳体9以及控制机构(未图示)的方式设置操作箱3。

在弹簧操作器2中，在操作箱3的内部，在壳体9上固定有圆筒状的断开弹簧盒34和闭合弹簧盒35。另外，闭合弹簧盒35在与壳体9连接的相反一端35b固定于机构部15c。在两个弹簧盒内分别收纳有断开弹簧36和闭合弹簧37。

如图4所示，断开弹簧盒34和闭合弹簧盒35通过凸缘48而一体化。在凸缘48的断开弹簧盒34的相反侧的面上连结有对断路动作时的断开弹簧的超行程进行限制的限动凸缘49。在限动凸缘49与机构盒15之间连接有可装拆且上下分开式的防水罩50。通过这样地构成，能够使弹簧操作器的控制机构、驱动源的弹簧防水并且实现操作箱3的小型化。

在图1中断开用、闭合用双方的弹簧均处于压缩状态。断开弹簧36的一端支撑于壳体9，另一端被断开弹簧支架38支撑。在断开弹簧支架38的一端上连接有断开弹簧连杆39的一端。断开弹簧连杆39的另一端连结于主杆40的一端。主杆40在其中间部固定于转动自如地支撑于壳体9的旋转轴41。

另外，断开弹簧支架38的另一端上连接有输出连杆30的一端。若将本实施例的构成与引用文献1所述的构成进行对比，则在引用文献1的构成中，因为输出连杆从操作器的主杆31连结到气杆23，所以输出连杆30变长，为了避免在作用有剧烈的压缩载荷的情况下的屈曲，需要使输出连杆的截面二维力矩比本实施例更大。

在本实施例中，在进行断路动作时，即使在输出连杆30作用有剧烈的压缩载荷，也因为能够如图1所示地使输出连杆30比引用文献1所述的构成短，从而能够降低输出连杆30屈曲的隐患。由此，能够使操作器的可靠性提高。

此外，虽然将输出连杆30图示为一个部件，但是也可以是由松紧螺丝将两个以上的部件连结的构造。由此能够调整断路部摩擦接触量，以下使用图7进行说明。

在图7中，输出连杆30以外的操作器、机构部、断路部的构成与图1没有任何变化。输出连杆30包括连杆30a和连杆30c，所述连杆30a构成为一端转动自如地支撑于弹簧支架38而另一端能够将连杆30c插入规定的长度，所述连杆30c的一端通过销24转动自如地支撑于气杆23并且在中间部设置螺纹部而能够通过螺母30b与连杆30a连结。

通过这样地构成，即使断开弹簧36处于压缩状态也能够通过放松螺母30b来调整输出连杆30c从连杆30a伸出的长度，所以能够调整可动触头相对于固定触头6的重叠量即断路部摩擦接触量。在需要进行现场调整的情况下，如图7所示地通过仅将防水罩50的上半部分50b取下便能够进行作业，维修保养性提高。

另外，断开弹簧36轴方向横向地配置。更优先为，断开弹簧36的动作轴设置为与可动触头7的动作轴大致平行。

通过做成这样的构成，相比于专利文献1以及2所述的构成那样地使断开弹簧的动作轴与可动触头的动作轴大致正交，能够使将操作器的驱动力向可动触头传递的连杆机构简单，所以能够有效地将操作器2的驱动力向可动触头12传递。

此外，设置闭合弹簧37的位置没有特别的限定，既可以设置于断开弹簧36的上侧也可以设置于下侧，还可以设置于侧面，但为了断路器的低重心化、耐震化而优选构成为将闭合弹簧37配置于断开弹簧36的下方，更优选为配置在铅垂下方。

另外，弹簧操作器2的闭合弹簧37的一端支撑于壳体9，另一端由闭合弹簧支架42支撑。闭合弹簧支架42上连接有闭合弹簧连杆43的一端。闭合弹簧连杆43的另一端上转动自如地连结有闭合凸轮45。闭合凸轮45固定于转动自如地支撑于壳体9的旋转轴44。

在弹簧操作器2中，在壳体9上设置有未图示的齿轮列和电动机，用于在因触点的闭合动作而释放闭合弹簧37后进行再压缩。再有，在壳体9内设置有省略了图示的机构，用于保持、释放被压缩的闭合弹簧以及断开弹簧的驱动力。

接下来，使用图1～图3对气体断路器33的动作进行说明。首先，对图1所示的断路部触点从接通状态移动至切断状态的动作进行叙述。在图1中，若向气体断路器33输入断路指令，则开始触点的断开动作。

即、在图1中，使断开弹簧的控制机构动作，解除处于压缩状态的断开弹簧36的限制，使断开弹簧36放力。由此，经由断开弹簧连杆39向输出连杆30传递断开弹簧36的驱动力，输出连杆30向纸面右方向移动。

而且，机构部15的气杆23顺时针转动。旋转轴20也顺时针转动，固定在其上的气杆22也顺时针转动。由此，将绝缘性连杆8向图1的纸面左方向驱动，使断路部触点的可动触头7向纸面左方向移动而从固定触头6离开。

此时，虽然断开弹簧36以及弹簧支架38向大致水平方向移动，但也向纸面的上下方向位移而将振动向断开弹簧盒34传递。断开弹簧盒34的振动经由凸缘48传递至闭合弹簧盒35，并从闭合弹簧盒35传递至机构盒15。但是，在本实施例的构成中，断开弹簧盒34的纸面上下方向以及纸面纵深方向的弯曲刚性与现有技术相比被强化，因此能够抑制断路动作时的振动。

断开弹簧36的放力完毕后触点的切断动作结束，如图2所示地在弹簧操作器2中，主杆40的一端与闭合凸轮45的外周面大致抵接而停止。

接下来，以下对从图2所示的断路部触点的切断状态向图3所示的触点的接通状态移动的动作进行说明。在图2的状态中，向气体断路器33输入闭合指令后，省略了图示的闭合弹簧的控制机构进行动作，解除处于压缩状态的闭合弹簧37的限制，使闭合弹簧37放力。由于闭合弹簧盒35的凸缘35b(图4)牢固地与机构盒15结合，因此即使闭合弹簧37以及弹簧支架42在纸面上下方向上位移也能够抑制闭合弹簧盒35的振动。

随着闭合弹簧37的放力，经由闭合弹簧连杆43使闭合凸轮45、旋转轴44顺时针转动。随着凸轮45的转动，凸轮45的外周面按压主杆40的外周面使主杆40逆时针转动。由此经由断开弹簧连杆39、断开弹簧支架38来压缩断开弹簧36。

同时，输出连杆30向纸面左方向移动。由此机构部15的气杆23以及气杆22顺时针转动，使绝缘性连杆8向纸面右方向移动。而且，与绝缘性连杆8连结的可动触头7向纸面右方向移动而与固定触头6相接，使断路部触点处于接通状态。闭合弹簧7的放力完毕后，处于图3所示的触点闭合动作的结束状态。

通过省略了图示的电动机与齿轮列，从触点的接通动作完毕的图3的状态使放力的闭合弹簧37压缩，通过控制机构保持闭合弹簧37的驱动力，移动至图1所示的状态。

本实施例所示的气体绝缘开关装置内封入的绝缘性的气体并不限于SF₆，也可以使用例如SF₆和N₂、CF₄的混合气体或CO₂气体等的SF₆代替气体。

另外，虽然本实施例所示的气体断路器的弹簧操作器中断开弹簧、闭合弹簧同时使用压缩螺旋弹簧，但并不限定于此，只要是盘簧等直动的弹性体要素就能够容易地进行置换。另外，即使在主要的驱动源使用压缩螺旋弹簧、在次要的驱动源应用扭杆弹簧也能够获得与本实施例相同的效果。

本发明通过如上所述地使弹簧操作器的断开弹簧的动作轴与可动触头的动作轴大致平行，能够使用简单的连杆机构将弹簧操作器的驱动力传递至可动触头，所以与需要通过使弹簧操作器的断开弹簧的动作轴与可动触头的动作轴大致正交等而使用复杂的连杆机构的构成相比，能够有效地将弹簧操作器的驱动力传递至断路部。由此能够使断路器的可靠性提高。

另外，在将驱动源的弹簧的动作轴设置为与可动触头的动作轴平行的基础上，通过在弹簧的纸面右侧端部上连接使转换杆摆动的连杆，能够抑制连杆长，并且以简单的连杆机构向可动触头传递弹簧的驱动力，所以能够使驱动可动触头的能量效率提高。

另外，通过将弹簧操作器与密封箱分别固定在架台上，相比于以往构成中较多采用的构成为将操作器悬臂支撑于密封箱并从架台抬起的构成的断路器，能够降低断路动作时产生的振动对弹簧操作器的影响，并提高操作稳定性。

图5、图6表示将本发明的第一实施例的气体断路器装入气体绝缘开关装置的状态。图5所示的气体绝缘开关装置中水平配置的气体断路器33在其上部与仪表用变流器16以及母线连接导体25连接。在母线连接导体25的上部经由凸缘连接有接地装置27。在配置于母线接地导体25的两端的绝缘垫圈29a、29b的两端设置有主母线用的隔离开关18、19。在隔离开关18、19上分别以向相对于气体断路器33的轴方向大致正交方向延伸的方式设置有主母线容器11、12。

在由主母线容器12、隔离开关19、变流器16以及操作器2所围成的空间中设置有操作器侧作业空间B，在由主母线容器11、隔离开关18、变流器16以及密封箱4所围成的空间中设置有断路部侧作业空间C。

在这些空间中，只要具有足够的高度和宽度使人能够以匍匐状态进入进行维修保养作业即可。在断路部侧作业空间C中，能够从进手孔5进行断路部的维修保养。在操作器侧作业空间B，能够将操作器2从断路器拆下。

在共用架台1上设置有可从主母线容器11、12拆下的支柱13、14，即使在发生事故时、检查时将气体断路器33拆下，也能够不拆下主母线容器11、12以及隔断开关18、19地进行作业。

气体断路器33的纸面右侧经由凸缘连接有仪器用变流器17。在仪器用变流器17上经由绝缘垫圈122而设置有立式的线路侧隔离开关20。在线路侧的隔离开关20上设置有接地装置26。在隔离开关20的纸面右侧经由绝缘垫圈28连接有仪器用变压器31和地缆接头32。

图6表示从图1的箭头A-A观察的从上方观察的气体绝缘开关装置的构成。主母线容器11、12一并收纳三相母线。在各相中，图5所示的仪器用变流器16大致设置于图6所示的连接隔离开关18、19之间的母线连接导体25的下方。

图5所明示的隔离开关20与图6所示的接地装置26的下方连接。接地装置26经由绝缘垫圈28与仪器用变压器31连接。在仪器用变压器31的下方，设置有与供电路(未图示)连接的地缆接头(图5中的32)。

在密封箱4的上面配置有设置为用于断路部的维修保养的进手孔5。如图5所示，在进手孔5的上方设置有断路部侧作业空间C，在回收密封箱4内的绝缘气体后，通过开放进手孔5而能够容易地进行断路部的维修保养。

如上所示，根据本发明，通过使设置于驱动源的断开用弹性体盒和闭合用弹性体盒的凸缘一体化，能够抑制断路动作时的动作振动，所以能够使驱动可动触头的能量效率提高。

另外，通过将闭合用弹性体盒的端部固定于机构部，还能够抑制闭合动作时的动作振动。

再有，通过将设置于断开用弹性体盒的凸缘与机构部之间的空间的可装拆的防水罩取下，能够调整设置于断开弹簧与可动触头之间的连杆的长度，所以能够实现在现场的维修保养性的提高。

本发明的气体断路器通过使密封箱以及弹簧操作器为轴方向横置，能够抑制气体绝缘开关装置的整体高度。由此，即使不拆分气体绝缘开关装置，也能够将整体收纳于运输用集装箱(例如ISO规格的40英尺集装箱)进行运输，所以能够降低运输成本，能够减少在现场的安装作业时间。

此外，通过采用这样的构成能够实现气体绝缘开关装置的低重心化，所以作为次要效果也能够使耐震性提高。

Claims (6)

1.一种气体断路器，具有：固定触头；相对于所述固定触头接触以及离开的可动触头；在内部具有所述固定触头和所述可动触头的密封箱；驱动所述可动触头的操作器；以及设置于所述密封箱与所述操作器之间的机构部，所述气体断路器的特征在于，

所述操作器具有：作为驱动源的弹性体；收纳所述弹性体的盒；保持以及释放所述弹性体的驱动力的控制机构；以及向所述可动触头传递所述弹性体的驱动力的连杆机构，

所述弹性体由断开用弹性体和闭合用弹性体构成，所述断开用弹性体在所述连杆机构与所述控制机构之间使轴方向为横向地配置，

使设置于断开用弹性体盒的凸缘和设置于闭合用弹性体盒的凸缘一体化,所述闭合用弹性体盒的一端与所述机构部的一端结合。

2.根据权利要求1所述的气体断路器，其特征在于，

所述断开用弹性体的动作轴与所述可动触头的动作轴大致平行。

3.根据权利要求1所述的气体断路器，其特征在于，

在设置于所述断开用弹性体盒的凸缘与所述机构部之间设置空间，在所述空间上设置能够装拆的防水罩。

4.根据权利要求2所述的气体断路器，其特征在于，

在设置于所述断开用弹性体盒的凸缘与所述机构部之间设置空间，在所述空间上设置有能够装拆的防水罩。

5.根据权利要求3所述的气体断路器，其特征在于，

所述防水罩构成为能够在上下方向分开。

6.根据权利要求4所述的气体断路器，其特征在于，

所述防水罩构成为能够在上下方向分开。