CN106797110A - 开关机构 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及的开关机构包括：配置于进气部的进气机构安装体，该进气部设置于壳体；设置于所述进气机构安装体的进气口；止回阀式闸门，该止回阀式闸门配置于所述进气口的所述壳体的内部侧，从所述壳体外进气并在发生内部短路故障时将所述进气口封闭；以及接地用分割体，该接地用分割体配置于所述止回阀式闸门与所述壳体内的导电部之间。

Description

开关机构
技术领域
本发明涉及例如收纳有断路器等功率设备的金属封闭式开关机构，尤其涉及由于额定电流较大因而具备将周围空气吸入以进行换气的供排气口的开关机构的吸气口部的结构。
背景技术
对于金属封闭开关机构中额定电流容量较大的金属封闭开关机构，由于电流流过主电路导体而产生焦耳发热，或由于导体周边的结构物的感应发热等，使得导体温度及周边空气温度上升。为了将该温度上升抑制在一定程度，将开关机构周围的外部气体吸入，利用开关机构内部的对流来降低内部空气温度。一般来说，为了将导体部等的温度下降到一定温度以下而采用如下结构：在开关机构的背面或前表面上较低的位置设置进气口，在顶部设置排气口，从而在利用开关机构内对流的基础上还利用进气口与排气口的头差(headdifference)来提高换气效率。
在开关机构运行时，极少情况下会由于各种原因而使得开关机构内部的主电路产生电气故障。在产生电气故障的情况下，该部分会产生电弧，由于该电弧能量而产生急剧的内部压力上升及高温高压气体。
以往的额定电流较小的金属封闭开关机构中，一般不设置换气用的进气口及排气口，因此在内部产生高温高压气体的情况下，仅通过从设置于开关机构的顶部的泄压口打开泄压板来将高温高压气体排出到外部。然而，额定电流较大的开关机构中，不仅会从顶部的泄压口及换气用排气口部喷出高温气体，还会从设置于开关机构后表面或前表面的进气口喷出高温气体。
对于发生故障时从开关机构顶部的换气用排气口喷出的高温气体，由于原先设有故障时的泄压口，因此从此处喷出也不会有问题，但对于从设置于开关机构的背面或前表面的换气用进气口喷出的高温气体，则需要对其抑制。
因此，例如专利文献1及专利文献2所示那样，由于开关机构发生故障时内部压力异常上升，使得设置于进气口部的止回阀式闸门响应于内压的上升将进气口从内侧封闭。由此，防止高温高压气体在通气路中逆流并被释放至开关机构周围。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本专利特许第4937350号公报
【专利文献2】日本专利特许第5017003号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
对于上述现有的开关机构，已知一般在开关机构内产生的电弧会从电源侧向负载侧转移。所产生的电弧可能会延伸而与开关机构内部的接地金属发生接地。图5及图6所示的实施方式的情况下，拉弧经由止回阀式闸门14而在图5所示那样的位置19产生接地的情况下，如图6所示那样，受到因电弧产生的接地电流20以及因接地电流20产生的磁场21的影响，根据弗莱明左手定则，在止回阀式闸门14产生闸门打开方向的力22。由于该闸门打开方向的力22的影响，使得止回阀式闸门14无法执行本来的关闭动作从而无法将进气口13封闭，止回阀式闸门14可能被打开。因此，必须确保从开关机构内的充电部到止回阀式闸门14为止的距离，从而造成开关机构尺寸变大的问题。
本发明用于解决上述技术问题而得以完成，其目的在于提供一种开关机构，通过缓解电弧的影响，从而提高如下功能的可靠性：通过关闭闸门，从而阻止开关机构的内部短路接地故障而产生的高温高压气体从进气口流出至开关机构外部的功能，即，止回阀式闸门原来的目的。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的开关机构包括：配置于进气部的进气机构安装体，该进气部设置于壳体；设置于所述进气机构安装体的进气口；止回阀式闸门，该止回阀式闸门配置于所述进气口的所述壳体的内部侧，从所述壳体外进气并在发生内部短路故障时将所述进气口封闭；以及接地用分割体，该接地用分割体配置于所述止回阀式闸门与所述壳体内的导电部之间。
另外，本发明所涉及的开关机构包括：配置于进气部的进气机构安装体，该进气部设置于壳体；设置于所述进气机构安装体的进气口；止回阀式闸门，该止回阀式闸门配置于所述进气口的所述壳体的内部侧，进行从所述可以外进气并在发生内部短路故障时将所述进气口封闭；以及接地用框体，该接地用框体配置于所述止回阀式闸门与所述壳体内的导电部之间。
发明效果
根据本发明所涉及的开关机构，所获得的开关机构能够阻止在开关机构发生内部短路故障时产生的高温高压气体从进气口流出至开关机构外部，从而能提高可靠性。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1所涉及的开关机构的剖面侧视图。
图2是表示本发明实施方式1所涉及的开关机构的后表面侧的立体图。
图3是表示本发明实施方式2所涉及的开关机构的后表面侧的立体图。
图4是表示本发明实施方式3所涉及的开关机构的后表面侧的立体图。
图5是表示现有的开关机构中的接地状态的立体图。
图6是表示现有的开关机构中的接地状态的侧视图。
优选实施方式
实施方式1
以下基于图1及图2对本发明实施方式1进行说明，对各图中相同或相当部件、部位附加相同标号来进行说明。图1是表示本发明实施方式1所涉及的开关机构的剖面侧视图。图2是表示本发明实施方式1所涉及的开关机构的后表面侧的立体图。
利用上述各图对开关机构的内部结构进行说明。接地金属制的壳体1的内部被分割成多个区块。在壳体1的前方侧(图中的左方)的上段部配置有断路器区块3，该断路器区块3由接地金属制的隔壁1a及隔壁1b分割而成，并收纳有抽出形的断路器2，该断路器2能够从开关机构的正面侧抽出。断路器区块3的后壁在上下方向上隔开规定间隔固定设置有主电路的上段侧断路部4a及下段侧断路部4b，形成为能够与向断路器2的后表面(图中的右侧)突出的连接端子(未图示)安装、拆卸。断路器区块3的上方为收纳有控制设备(未图示)的控制设备区块5。
断路器区块3的背面侧上方由接地金属制的隔壁1a及隔壁1c分割，形成母线区块8，该母线区块8配设有由绝缘物的支持绝缘子7支持的三相的母线6以及与母线6对应设置的分叉导体9。与断路器2的上段侧连接的上段侧断路部4a及母线6通过分叉导体9相连并收纳。母线区块8的后方及下方为收纳有负载侧的电缆10及负载侧导体11的电缆区块12。电缆10的一端部10a与负载侧导体11相连，经由该负载侧导体11与连接至断路器2的下段侧的下段侧断路部4b相连，电缆10的另一端与外部电缆(未图示)相连。
壳体1上，从开关机构外部进气的进气部30例如设置于电缆区块12的下方后壁(开关机构的下方后表面壁侧)。设置于壳体1的进气部30配置有进气结构安装体31，进气结构安装体31设有由多个狭缝状的风窗构成的进气口32。进气口32的壳体1的内部侧配置有止回阀式闸门33，该止回阀式闸门33面对进气口32，从壳体1的外部进气，并在发生内部短路故障时将进气口32封闭。止回阀式闸门33的用于进气的打开位置由进气位置支承体34保持。止回阀式闸门33与壳体1内的导电部即例如负载侧导体11所连接的电缆10之间配置有接地(ground fault)用分割体35。
图2是表示图1的开关机构的后表面侧的立体图。接地用分割体35优选为导电性的金属板制的材料以使得拉弧易于引起接地。在负载侧导体11产生的电弧发生偏离，并靠近止回阀式闸门33时，由于电弧不经由止回阀式闸门33而经由接地用分割体35造成接地，因此能防止如图5及图6所示那样产生闸门打开的方向的力22。因此，若预先确保接地用分割体35与连接至壳体1内的导电部即例如负载侧导体11的电缆10之间有所需的绝缘距离，则无需确保考虑了电弧偏离的绝缘距离以上的空间，能够使开关机构紧凑化。
由接地用分割体35产生的流体阻力在发生内部短路故障时对高压压力传输产生影响，在接地用分割体35设置开口部36，以使得止回阀式闸门33的关闭动作不会产生延迟。若该开口部36过大，则偏离的电弧不经由接地用分割体35，而经由止回阀式闸门33而接地。因此，在接地用分割体35上设置的开口部36的大小为所偏离的电弧经过后能造成接地。
此外，图1所示的开关机构的内部结构仅为一示例，并不限定于图中的配置结构。图1中示出了进气部30设置于电缆区块12的下方后壁(开关机构的下方后表面壁侧)的情况，但并不局限于此，例如也可以设置于例如图1中的电缆区块12的下方左前表面侧(开关机构的下方正面侧)、图1中的电缆区块12的下方侧面侧(开关机构的下方侧面侧)或开关机构的底面部，也可以是除此以外的其他结构。开关机构设置有接地用分割体35，该接地用分割体35可用于无论在哪种情况下，对具备如下机构的开关机构抑制电弧对止回阀式闸门33带来影响，该机构具有通常的换气用的进气部30；以及止回阀式闸门33，该止回阀式闸门33面对在发生内部短路故障时高温高压气体可能在该进气部30发生逆流从而排出至开关机构外部的部位，。
如上所述，根据本实施方式1，在开关机构的前表面或后表面等具备进气口32，具备在发生内部短路故障时将该进气口32封闭的止回阀式闸门33的开关机构中，偏离的电弧不经由止回阀式闸门33而经由接地用分割体35来接地。因此，电弧不经由止回阀式闸门33，因此不会发生止回阀式闸门33打开的情况，与上述专利文献1及专利文献2相比，止回阀式闸门33的动作可靠性得到显著提高，且能够使开关机构紧凑。
实施方式2
基于图3来说明本发明的实施方式2。图3是表示本发明实施方式2所涉及的开关机构的后表面侧的立体图。
图3示出了本发明的实施方式2的结构，将接地用框体37配置于止回阀式闸门33与连接至壳体1内的导电部即例如负载侧导体11的电缆10之间，来代替图2所示的接地用分割体35。接地用框体37如图3所示，配置于与电缆10正交的方向，并在垂直方向上设置有多根，其中，该电缆10在垂直方向上延伸，连接至负载侧导体11。上述多根接地用框体37以供偏离的电弧通过来造成接地的间隔进行配置。
上述接地用框体37如图3所示，构成为流线型以能够减小发生内部短路故障时对于高温高压气体传输的流速阻力，从而能够减小因配置接地用框体37而产生的流体阻力，并且偏离的电弧不会经由止回阀式闸门33，而经由接地用框体37来造成接地。
因此，电弧不经由止回阀式闸门33，因此不会发生止回阀式闸门33打开的情况，与上述专利文献1及专利文献2相比，止回阀式闸门33的动作可靠性得到显著提高，且能够使开关机构紧凑。
实施方式3
基于图4来说明本发明的实施方式3。图4是表示本发明实施方式3所涉及的开关机构的后表面侧的立体图。
图4示出了本发明的实施方式3的结构，将接地用框体38配置于止回阀式闸门33与连接至壳体1内的导电部即例如负载侧导体11的电缆10之间，来代替图3所示的接地用框体37。接地用框体38如图4所示，配置于与电缆10平行的方向，并在水平方向上设置有多根，其中，该电缆10在垂直方向上延伸，连接至负载侧导体11。上述多根接地用框体38以供偏离的电弧通过来产生接地的间隔进行配置。
上述接地用框体38如图4所示，构成为流线型以能够减小发生内部短路故障时对于高温高压气体传输的流速阻力，从而能够减小因配置接地用框体38而产生的流体阻力，并且偏离的电弧不会经由止回阀式闸门33，而经由接地用框体38来造成接地。
因此，电弧不经由止回阀式闸门33，因此不会发生止回阀式闸门33打开的情况，与上述专利文献1及专利文献2相比，止回阀式闸门33的动作可靠性得到显著提高，且能够使开关机构紧凑。
另外，通过在与电缆10平行的方向配置接地用框体38，该电缆10连接至壳体1内的导电部即例如负载侧导体11，从而容易引起接地，因此能够延长接地用框体38的间隔，能够低成本地提高止回阀式闸门33的动作的可靠性。
此外，本发明能够在其发明范围内将各实施方式自由组合，或将各实施方式进行适当变形、省略。
工业上的应用
本发明适用于止回阀式闸门的动作的可靠性得到提高，且能实现紧凑化的开关机构。
标号说明
1壳体、10电缆、30进气部、31进气结构安装体、32进气口、33止回阀式闸门、35接地用分割体、36开口部、37接地用框体、38接地用框体。

Claims (7)

1.一种开关机构，其特征在于，
包括：配置于进气部的进气机构安装体，该进气部设置于壳体；设置于所述进气机构安装体的进气口；止回阀式闸门，该止回阀式闸门配置于所述进气口的所述壳体的内部侧，从所述壳体外进气并在发生内部短路故障时将所述进气口封闭；以及接地用分割体，该接地用分割体配置于所述止回阀式闸门与所述壳体内的导电部之间。
2.如权利要求1所述的开关机构，其特征在于，
所述接地用分割体由金属板制成。
3.如权利要求1或2所述的开关机构，其特征在于，
所述接地用分割体形成有开口部。
4.一种开关机构，其特征在于，
包括：配置于进气部的进气机构安装体，该进气部设置于壳体；设置于所述进气机构安装体的进气口；止回阀式闸门，该止回阀式闸门配置于所述进气口的所述壳体的内部侧，从所述壳体外进气并在发生内部短路故障时将所述进气口封闭；以及接地用框体，该接地用框体配置于所述止回阀式闸门与所述壳体内的导电部之间。
5.如权利要求4所述的开关机构，其特征在于，
所述接地用框体形成为流线型，以减小发生内部短路故障时对于高温高压气体传输的流速阻力。
6.如权利要求4或5所述的开关机构，其特征在于，
所述接地用框体配置在与所述壳体内的导电部正交的方向上。
7.如权利要求4或5所述的开关机构，其特征在于，
所述接地用框体配置为与所述壳体内的导电部平行。
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