CN106796853A - 真空开关的压力诊断装置或真空开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供能够使真空开关小型化，提高搭载真空开关的开关装置的安全、可靠性的真空开关的压力诊断装置。为了实现该目的，本发明是进行真空开关的压力诊断的压力诊断装置，其中，真空开关配置有内部为真空的真空容器、配置在真空容器内的可相互接触分离的多个触点(10、11)和与触点(10、11)电绝缘的浮置电位金属(6)，压力诊断装置包括：将多个绝缘物(13、14)至少部分地串联连接而构成的绝缘物组；和连接于多个绝缘物(13、14)之间的电位检测器(15)，上述绝缘物组中的位于靠近浮置电位金属(6)的一侧的至少一个绝缘物(13)与浮置电位金属(6)的距离在诊断压力时以变短的方式变化，上述绝缘物组中的与位于靠近浮置电位金属(6)的一侧的至少一个绝缘物(13)不同的绝缘物(14)在诊断压力时与电位固定点连接。

Description

真空开关的压力诊断装置或真空开关装置

技术领域

本发明涉及真空开关的压力诊断装置或真空开关装置。

背景技术

作为与真空开关的压力诊断装置相关的现有技术，有日本特开昭61-263015号公报(专利文献1)。该公报中记载了：“一种真空开关的真空度降低检测装置，其相对于系统电位部件绝缘地设置有金属制的中间屏蔽罩，检测真空开关的压力上升，其特征在于，包括：第一检测器，其检测与真空开关连接的系统电位部件的对地电压波形；第二检测器，其检测中间屏蔽罩的对地电压波形；判断电路，其根据第二检测器的检测波形相对于第一检测器的检测波形的变化量，得到真空开关的压力上升的判断信号；和存储保持装置，其存储保持该判断电路的判断信号”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-263015号公报

发明要解决的技术问题

上述专利文献1中，记载了检测真空开关的压力上升的装置。但是，专利文献1的结构中，检测中间屏蔽罩的对地电压波形的分压电容器总是与中间屏蔽罩连接，所以与不连接分压电容器的情况相比，中间屏蔽罩的电位更靠近接地电位。即，真空开关的主电路导体与中间屏蔽罩的电位差增大，因此各部件成为高电场，即使在压力不存在异常的情况下，真空开关的主电路导体与中间屏蔽罩之间也可能发生放电而检测为压力上升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高可靠性的真空开关的压力诊断装置或真空开关装置。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，本发明的真空开关的压力诊断装置是进行真空开关的压力诊断的压力诊断装置，该真空开关配置有内部为真空的真空容器、配置在上述真空容器内的可相互接触分离的多个触点和与上述触点电绝缘的浮置电位金属，上述真空开关的压力诊断装置的特征在于，包括：将多个绝缘物至少部分地串联连接而构成的绝缘物组；和连接于多个上述绝缘物之间的电位检测器，上述绝缘物组中的位于靠近上述浮置电位金属的一侧的至少一个绝缘物与上述浮置电位金属的距离，在诊断压力时以变短的方式变化，上述绝缘物组中的与位于靠近上述浮置电位金属的一侧的至少一个绝缘物不同的上述绝缘物，在诊断压力时与电位固定点连接。

另外，本发明的真空开关装置的特征在于，包括上述真空开关的压力诊断装置和上述真空开关。

发明效果

根据本发明，能够提供一种提高了可靠性的真空开关的压力诊断装置或真空开关装置。

附图说明

图1是本发明的实施例1的概略图。

图2是本发明的实施例2的概略图。

图3是本发明的实施例3的概略图。

图4是本发明的实施例4的概略图。

图5是本发明的实施例5的概略图。

图6是本发明的实施例6的概略图。

图7是本发明的实施例7的概略图。

图8是本发明的实施例8的概略图。

图9是表示电极间的间隔长度为5mm时的气氛压力与放电电压的相关的特性图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的真空开关的压力诊断装置或真空开关装置的实施例。另外，以下只是实施本发明的优选的实施例，其意图并不在于限定本发明的应用对象。

实施例1

图1示出了本发明的实施例1。图1的右侧示出的真空开关1由以下部件构成真空容器：与固定侧的圆筒绝缘件2的一端接合的固定侧端板3；气密地贯通固定侧端板3的固定侧导体4；与固定侧的圆筒绝缘件2的另一端和可动侧的圆筒绝缘件5的一端接合的浮置电位金属6；与可动侧的圆筒绝缘件5的另一端接合的可动侧端板7；一端与可动侧端板7接合的允许可动部移动并且用于维持内部的真空的波纹形状的波纹管8；和气密地贯通波纹管8维持真空并且在轴向上驱动的可动侧导体9，真空容器的内部压力保持为约10^-2Pa以下的真空。

在该真空容器的内部，配置有与固定侧导体4的端部连接的固定侧电极10(一个触点)和与可动侧导体9的端部连接的可动侧电极11(一个触点)，可动侧导体9与未图示的操作用绝缘杆和对电极对施加接触负重的与滑触机构连结而成的操作器连接，能够在轴向上驱动。由此，切换固定侧电极10与可动侧电极11的接触分离即真空开关的打开状态与关闭状态。

另外，图1的左侧示出的压力诊断装置12包括：将阻抗不同的多个绝缘物，此处是绝缘物13和绝缘物14串联连接而构成的绝缘物组；和连结于绝缘物之间的电位检测器15。其中，将多个绝缘物至少部分地串联连接即可。绝缘物14的一端和电位检测器15的一端与电位固定点连接，能够用电位检测器15检测绝缘物14的两端发生的电压。本实施例中电位固定点是接地电位，但只要诊断时能够确定电位就不限于接地。而且，使靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物13的阻抗(显著)大于比远离浮置电位金属6的一侧的绝缘物14的阻抗。另外，本实施例中使用了阻抗不同的多个绝缘物，但不一定需要使阻抗不同。但是，通过使比电位检测器15更靠近浮置电位金属的一侧的绝缘物的阻抗，大于比电位检测器15更远离浮置电位金属的一侧的绝缘物的阻抗，能够减小对电位检测器15施加的电压(例如，相对于数十kV的运转电压，为数伏特程度等)，能够使电位检测器15成为简单的结构。

接着说明真空开关1的压力劣化、即真空容器内部的压力上升的情况。真空容器内部的压力上升一般由于来自真空容器外部的气体透过、来自真空容器的内部部件的气体释放、波纹管或接合部等处偶尔产生的针孔等主要原因而发生，如图9的帕邢曲线所示，在大致成为10^-1Pa以上时绝缘性能开始急剧降低。

在搭载了真空开关1的开关装置处于通常运转状态时真空开关发生压力上升、绝缘性能降低时，在由固定侧导体4、固定侧电极10、可动侧导体9、可动侧电极11构成的主电路，和与该主电路电绝缘的浮置电位金属6之间发生放电。

此处真空开关1不发生压力上升的通常运转时的浮置电位金属6的电位大致由运转电压、真空开关结构和真空开关周围的固定电位部件的配置等决定，而在真空开关1的主电路与浮置电位金属6之间发生了放电的情况下，浮置电位金属6的电位成为在通常运转时的电位上叠加了放电脉冲的电位。当压力进一步上升时，叠加增加了的放电脉冲，最终，浮置电位金属6的电位上升至靠近运转电压的状态。

本实施例中，在上述真空开关1和压力诊断装置12中，在诊断压力时真空开关1的浮置电位金属6与最靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物13的距离发生变化(以与诊断压力时以外相比距离变短的方式变化)来实施真空开关的压力诊断。这样实施的真空开关的压力诊断装置能够有意图地使浮置电位金属6的电位降低至通常运转时的电位以下。结果，主电路与浮置电位金属6之间的电位差增大，主电路与浮置电位金属6之间的各部分成为高电场。该状态与未进行压力诊断的状态相比，因为是易于发生主电路与浮置电位金属6之间的放电的环境，所以在真空开关1发生压力上升的情况下，能够高灵敏度地引发放电。在发生放电的情况下，浮置电位金属6的电位成为在通常运转时的电位上叠加了放电脉冲的电位，能够根据由连接于压力诊断装置12的绝缘物13与绝缘物14之间的电位检测器15检测出的电压值检测该电位变化。

根据上述真空开关的压力诊断装置，能够缓和通常运转时的真空开关的绝缘要求，所以能够使真空开关或搭载了真空开关的开关装置小型化。

另外，在真空开关为打开状态时实施真空开关的压力诊断的情况下，是真空开关1发生了压力上升的状态时，存在从作为真空开关的电源侧的一方的主电路对作为负载侧的另一方的主电路放电的问题，所以通过仅在真空开关为关闭状态时实施真空开关的压力诊断，能够提供可防止接地故障的提高安全性和可靠性的真空开关的压力诊断装置。

根据本实施例，在诊断压力时改变真空开关1的浮置电位金属6与位于靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物13的距离来实施真空开关的压力诊断。作为真空开关的压力诊断装置，例如可以考虑以下优点。即，在通常使用时能够在还未发生放电的状况下引发放电，所以能够在发生事故前了解压力变化。由此，能够提高压力诊断精度，因此能够期待提高可靠性。

并且，关于具备本实施例的压力诊断装置的真空开关装置，因为压力诊断精度提高，所以能够提供特别对于真空压力可靠性高的真空开关装置。另外，在诊断时改变真空开关1的浮置电位金属6与位于靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物13的距离，在诊断时以外使真空开关1的浮置电位金属6与位于靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物13的距离变远，由此不会在诊断时以外发生绝缘特性降低。在此意义上也能够期待提高绝缘可靠性。

实施例2

图2示出了本发明的实施例2。对于与实施例1相同的部分省略说明。本实施例中的压力诊断装置16中，绝缘物组在靠近浮置电位金属的一侧分支，靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物设置有多个。而且，靠近浮置电位金属6的各个绝缘物是将阻抗不同的多个绝缘物部分地串联连接的结构。具体而言，由在绝缘物17的一端连接阻抗不同的绝缘物18和绝缘物19而构成的绝缘物组、和连接于绝缘物之间的电位检测器构成压力诊断装置。本实施例中，为了简单说明，特别以靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物存在绝缘物18和绝缘物19这两个绝缘物的情况为例进行说明，但并不排除多于两个的情况。

本实施例中，在真空开关1通常运转时改变真空开关的浮置电位金属6与靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物(绝缘物18或绝缘物19)中的至少一方的距离来实施真空开关的压力诊断。在这样实施的真空开关的压力诊断装置中，也能够与实施例1同样地有意图地使浮置电位金属6的电位降低至通常运转时的电位以下。并且，本实施例中，通过切换阻抗不同的绝缘物18和绝缘物19，能够改变浮置电位金属6的电位的降低幅度。结果，与实施例1相比例如能够高灵敏度地检测放电，所以能够提供可靠性高的真空开关的压力诊断装置。

实施例3

图3示出了本发明的实施例3。对于与实施例1和实施例2相同的部分省略说明。本实施例中的压力诊断装置设置了多个由实施例2的绝缘物组和电位检测器构成的压力诊断装置。此处为了简单说明，说明了设置压力诊断装置20和压力诊断装置24这两个压力诊断装置的情况，但不限于两个。本实施例中也设置了多个靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物。靠近浮置电位金属6的各个绝缘物具有不同的阻抗。

本实施例中，在真空开关通常运转时改变真空开关的浮置电位金属6与最靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物22、绝缘物23、绝缘物26、绝缘物27中的某一个绝缘物的距离来实施真空开关的压力诊断。这样构成的真空开关的压力诊断装置能够比实施例2更大或更精细地改变浮置电位金属的电位的降低幅度。结果，与实施例2相比能够灵敏度更高地检测放电，所以能够提供可靠性更高的真空开关的压力诊断装置。

实施例4

图4表示本发明的实施例4，示出了压力诊断装置12的侧面图。对于与实施例1相同的部分省略说明。本实施例的压力诊断装置12是位于靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物13的前端(靠近浮置电位金属6的一侧的前端)被相对介电常数比绝缘物13的相对介电常数低的绝缘物28覆盖的结构。

这样构成的本实施例中，能够缓和诊断压力时的浮置电位金属6与绝缘物13之间的电场。特别是在浮置电位金属6与绝缘物28接触的情况下，能够缓和接触部即由金属、绝缘物、气体构成的可能成为绝缘的弱点的三相点的电场。结果，能够缩短压力诊断装置12的位于靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物13的长度，所以能够提供小型的压力诊断装置。

另外，覆盖位于靠近浮置电位金属的一侧的绝缘物的前端的绝缘物也可以不总是覆盖，只要在诊断压力时(特别是接触时)覆盖位于靠近浮置电位金属的一侧的绝缘物的前端即可。具体而言，至少在靠近浮置电位金属时覆盖即可。当然，也可以构成为总是覆盖。

实施例5

图5示出了本发明的实施例5。对于与实施例1相同的部分省略说明。对于本实施例中的压力诊断装置12具备作为在诊断压力时、调节位于靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物13相对于浮置电位金属6的距离的单元的旋转驱动机构的情况进行说明。具体而言，对于位于靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物13，以在远离浮置电位金属6的一侧的端部一侧设置旋转中心29的方式进行支承，通过使绝缘物13绕该旋转中心29的周围圆弧运动而使其旋转，由此改变与浮置电位金属6的距离。

这样构成的真空开关的压力诊断装置，在绝缘物13旋转而靠近浮置电位金属6时，绝缘物13与浮置电位金属6之间的空间静电电容增大，即阻抗减小。即，能够通过绝缘物13的旋转角度改变浮置电位金属6的电位的降低幅度。结果，能够高灵敏度地检测真空开关内的放电，所以能够提供可靠性高的真空开关的压力诊断装置。

实施例6

图6示出了本发明的实施例6。对于与实施例1相同的部分省略说明。对于本实施例中的压力诊断装置12具备在诊断压力时调节位于靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物13相对于浮置电位金属6的距离的单元即直线驱动机构的情况进行说明。具体而言，通过使位于靠近浮置电位金属6的一侧的绝缘物13在直线上移动，而改变与浮置电位金属13的距离。也可以不仅是绝缘物13，而是使压力诊断装置整体在直线上移动。

这样构成的真空开关的压力诊断装置能够获得与实施例5同样的效果，能够提供可靠性高的真空开关的压力诊断装置。

实施例7

图7示出了本发明的实施例7。对于与实施例1相同的部分省略说明。本发明中的压力诊断装置在电位检测器15上连接了压力异常判断器30。另外，该压力异常判断器30能够与搭载真空开关的开关装置的控制器31有线或无线地进行信息通信。压力异常判断器30检测出压力异常的情况下，对开关装置的控制器31输出禁止真空开关的打开动作的打开动作禁止指令、或者警告压力异常的压力异常警告指令。其中，可以由压力异常判断器自身具备对真空开关通信的单元，也能够由其他单元基于压力异常判断器的判断结果进行通信。

这样构成的本实施例中，能够提供能够防止接地故障的提高安全性和可靠性的真空开关的压力诊断装置。

在真空开关发生压力异常时进行打开动作的情况下，电极之间发生放电，存在引起接地故障的问题，所以在检测出真空开关的压力异常的情况下，通过输出禁止真空开关的打开动作的打开动作禁止指令、或者警告压力异常的压力异常警告指令，能够提供能够防止接地故障的提高安全性和可靠性的真空开关的压力诊断装置。

实施例8

图8示出了本发明的实施例8。对于与实施例1相同的部分省略说明。在真空开关的周围，有时配置由环氧树脂等树脂素材制造的绝缘部件32(绝缘箱)、或处于接地电位的接地部件32。各部件32和真空开关以能够确保由运转电压决定的规定的绝缘性能的距离配置。本发明中的压力诊断装置在诊断压力时以外，以上述绝缘物组与上述真空开关的距离大于从上述绝缘物组到上述接地部位或上述绝缘箱的距离的方式配置。

在这样构成的本实施例中，能够提供能够稳定地保持通常运转时的真空开关的绝缘性能的真空开关的压力诊断装置。

即使(配置在比在真空开关的周围配置的绝缘部件或接地部件相对于真空开关更远的位置的)压力诊断装置工作，压力诊断装置与真空开关的距离发生若干变化，真空开关的浮置电位金属6的电位也由真空开关周围部件决定，所以能够抑制电位变化。

符号说明

1……真空开关，2……固定侧圆筒绝缘筒，3……固定侧端板，4……固定侧导体，5……可动侧圆筒绝缘筒，6……浮置电位金属，7……可动侧端板，8……波纹管，9……可动侧导体，10……固定侧电极，11……可动侧电极，12、16、20、24……压力诊断装置，13、14、17、18、19、21、22、23、25、26、27……绝缘物，15……电位检测器，28……绝缘物，29……旋转中心，30……压力异常判断器，31……开关装置的控制器，32……绝缘部件或接地部件。

Claims (13)

1.一种真空开关的压力诊断装置，其进行真空开关的压力诊断，所述真空开关配置有内部为真空的真空容器、配置在所述真空容器内的可相互接触分离的多个触点和与所述触点电绝缘的浮置电位金属，所述真空开关的压力诊断装置的特征在于，包括：

将多个绝缘物至少部分地串联连接而构成的绝缘物组；和

连接于多个所述绝缘物之间的电位检测器，

所述绝缘物组中的位于靠近所述浮置电位金属的一侧的至少一个绝缘物与所述浮置电位金属的距离，在诊断压力时以变短的方式变化，

所述绝缘物组中的与位于靠近所述浮置电位金属的一侧的至少一个绝缘物不同的所述绝缘物，在诊断压力时与电位固定点连接。

2.如权利要求1所述的真空开关的压力诊断装置，其特征在于：

比所述电位检测器靠近所述浮置电位金属的一侧的绝缘物的阻抗，大于比所述电位检测器远离所述浮置电位金属的一侧的绝缘物的阻抗。

3.如权利要求2所述的真空开关的压力诊断装置，其特征在于：

所述绝缘物组中的位于靠近所述浮置电位金属的一侧的所述绝缘物设置有多个。

4.如权利要求3所述的真空开关的压力诊断装置，其特征在于：

所述绝缘物组和与所述绝缘物组连接的所述电位检测器设置有多个。

5.如权利要求3或4所述的真空开关的压力诊断装置，其特征在于：

多个位于靠近所述浮置电位金属的一侧的所述绝缘物，均与所述绝缘物组中的与位于靠近所述浮置电位金属的一侧的至少一个所述绝缘物不同的所述绝缘物连接。

6.如权利要求3至5中任一项所述的真空开关的压力诊断装置，其特征在于：

所述多个位于靠近所述浮置电位金属的一侧的所述绝缘物具有各自不同的阻抗。

7.如权利要求1至6中任一项所述的真空开关的压力诊断装置，其特征在于：

位于靠近所述浮置电位金属的一侧的所述绝缘物的前端，至少在靠近所述浮置电位金属时，由相对介电常数比所述绝缘物的相对介电常数低的绝缘物覆盖。

8.如权利要求7所述的真空开关的压力诊断装置，其特征在于：

位于靠近所述浮置电位金属的一侧的所述绝缘物的前端，总是由相对介电常数比所述绝缘物的相对介电常数低的绝缘物覆盖。

9.如权利要求1至8中任一项所述的真空开关的压力诊断装置，其特征在于：

还包括在诊断压力时使位于靠近所述浮置电位金属的一侧的至少一个所述绝缘物旋转的旋转驱动机构。

10.如权利要求1至8中任一项所述的真空开关的压力诊断装置，其特征在于：

在诊断压力时，使位于靠近所述浮置电位金属的一侧的至少一个所述绝缘物在直线上移动。

11.如权利要求1至10中任一项所述的真空开关的压力诊断装置，其特征在于：

在检测出压力异常的情况下，对所述真空开关输出禁止打开动作的打开动作禁止指令或者警告压力异常的压力异常警告指令。

12.一种具有压力诊断功能的真空开关装置，其特征在于：

包括权利要求1至11中任一项所述的真空开关的压力诊断装置和所述真空开关。

13.如权利要求12所述的真空开关装置，其特征在于：

还包括由绝缘物形成的绝缘箱或处于接地电位的接地部位，

在诊断压力时以外，配置成所述绝缘物组与所述真空开关的距离大于从所述绝缘物组到所述接地部位或所述绝缘箱的距离。