CN107240527A - 气体断路器 - Google Patents

Abstract

一种气体断路器，其具有设计自由度高、省空间、可靠性高的双方向驱动机构。在气体断路器的双方向驱动机构部(10)中，使被驱动侧可动销(20)与相对于杠杆(12)的旋转轴在相反侧切入形成的杠杆被驱动侧孔(27)连通，在杠杆的外侧设置姿势保持部件(22)，所述姿势保持部件(22)切入形成了使驱动侧可动销(18)穿过的圆孔(31)和使被驱动侧可动销穿过的长孔(32)，抑制驱动侧可动销(18)绕与销轴呈直角的2轴旋转，通过驱动侧杆(13)的动作，驱动侧可动销(18)在各自的槽凸轮(16、17、19)内运动，由此，使杠杆(12)转动，将被驱动侧连结杆(13)向与驱动侧连结杆(11)相反的方向驱动，将被驱动侧电弧电极(5)向与驱动侧电弧电极(4)相反的方向驱动。

Description

气体断路器

技术领域

本发明涉及气体断路器，特别是涉及适用了将电极相互地向相反方向驱动的双方向驱动机构的气体断路器。

背景技术

用于高电压的电力系统的气体断路器，一般使用通过利用断开动作途中的消弧气体的压力上升，将压缩气体吹到在电极之间产生的电弧上而将电流断路的被称为喷气形的气体断路器。为了使喷气形气体断路器的断路性能提高，提出了将以往被固定的被驱动侧的电极向与驱动侧电极的驱动方向相反的方向驱动的双方向驱动方式。

例如，在专利文献1中，提出了基于叉型杠杆的方式。此发明大致是如下的发明：通过与驱动侧的动作联动的销接触于叉的凹陷部，叉型杠杆进行转动，通过将其转换为开闭轴方向的往复运动，将被驱动侧电弧电极向与驱动侧电极的驱动方向相反的方向驱动。在销从叉的凹陷部离开了的状态下，杠杆保持位置，被驱动侧电弧电极静止。

另外，在专利文献2中，记载了做成如下的那样的气体断路器：“在连结杆上固定了具有槽部的槽凸轮，通过连杆机构的连结销滑动自由地卡合于此槽部进行滑动，连杆进行转动动作，使相向电弧电极向与可动电弧电极的移动方向相反的方向位移”(参照摘要)

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第6271494号说明书

专利文献2：日本特开2003-109480号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，因为在专利文献1中记载的叉型杠杆的形状仅由直线部和圆弧部构成，所以存在不能任意地设定被驱动侧的速度这样的问题。另外，可以设想存在如下的情况：每次进行开闭动作时，销都接触于叉型杠杆的凹陷部，对叉型杠杆施加过度的力。

专利文献2，可由槽凸轮任意地设定被驱动侧的速度，但因为槽凸轮成为大致圆弧状，相对于驱动侧的动作，被驱动侧总是动作，所以不容易将被驱动侧的动作限定在所希望的时间区域内。另外，因为槽凸轮是大致圆弧状，所以存在装置变大这样的课题。

本发明鉴于上述的情况，以实现一种设计自由度高、省空间、可靠性高的双方向驱动机构为目的。

为了解决课题的手段

根据本发明的解决手段，提供一种气体断路器，其特征在于，

所述气体断路器具备驱动侧电极、被驱动侧电极和双方向驱动机构部10，

所述驱动侧电极具有驱动侧主电极2和驱动侧电弧电极4，与操作器1连接并被设置在密封箱100内，

所述被驱动侧电极具有被驱动侧主电极3和被驱动侧电弧电极5，与前述驱动侧电极相向地被设置在密封箱100内，

前述双方向驱动机构10具备驱动侧连结杆11、被驱动侧连结杆13、导向件14、2个杠杆12、杠杆固定销15、驱动侧可动销18、被驱动侧可动销20和2个姿势保持部件22，

所述驱动侧连结杆11切入形成了第一槽凸轮16，接受来自前述驱动侧电极的驱动力，

所述被驱动侧连结杆13与前述被驱动侧电弧电极5连接，

所述导向件14切入形成了第二槽凸轮17，保持成前述驱动侧连结杆11和前述被驱动侧连结杆13在内部移动，

所述2个杠杆12切入形成了第三槽凸轮19和圆孔的杠杆被驱动侧孔27，被配置在前述导向件14的两外侧，将前述被驱动侧连结杆13和前述驱动侧连结杆11连结，用于使前述被驱动侧连结杆13相对于前述驱动侧连结杆11的动作向相反方向动作，

所述杠杆固定销15用于将前述2个杠杆12相互转动自由地固定，

所述驱动侧可动销18与前述驱动侧连结杆11具有的前述第一槽凸轮16、前述导向件14具有的前述第二槽凸轮17和前述2个杠杆12的各自具有的前述第三槽凸轮19的每一个连通，

所述被驱动侧可动销20与夹着前述杠杆固定销15地处于与前述驱动侧可动销18相反侧的位置的前述杠杆被驱动侧孔27连通，

所述2个姿势保持部件22分别被配置在前述2个杠杆12的外侧，切入形成了使前述驱动侧可动销18穿过的圆孔31和使被驱动侧可动销20穿过的长孔32，用于抑制前述驱动侧可动销18绕与销轴呈直角的2轴旋转。

发明的效果

根据本发明，能够实现一种设计自由度高、省空间、可靠性高的双方向驱动机构。

附图说明

图1是有关本发明的实施方式的气体断路器的双方向驱动机构的详细图。

图2是表示有关本发明的实施方式的气体断路器的闭合状态的图。

图3是有关本发明的实施方式的气体断路器的双方向驱动机构的正视图。

图4是有关本发明的实施方式的气体断路器的双方向驱动机构的分解立体图。

图5是在有关本发明的实施方式的气体断路器的双方向驱动机构中使用的姿势保持部件的其它的实施方式的说明图。

图6是在有关本发明的实施方式的气体断路器的双方向驱动机构中使用的杠杆的其它的实施方式的说明图。

具体实施方式

为了实施发明的方式

下面，参照附图，说明有关本发明的实施方式的气体断路器。另外，下述只不过是实施例，不是意图将发明内容限定于下述具体的方式的意思。发明本身可以根据权利要求书记载的内容以各种方式进行实施。在下面的实施方式中，列举具有机械性的压缩室及热膨胀室的断路器的例子进行说明，但也可以将本发明及/或本实施方式例如适用于仅具有机械性的压缩室的断路器。

A.概要

在本实施方式中，例如，设置第一槽凸轮、第二槽凸轮和姿势保持部件，伴随着驱动侧可动销的运动，使杠杆以旋转轴为中心转动，使被驱动侧电极向与驱动侧相反的方向运动，能够可变或任意地设计驱动侧和被驱动侧的速度比，且可进行间歇驱动，所述第一槽凸轮与驱动侧连结，由与驱动侧动作联动地动作的驱动侧连结杆内的任意曲线部和直线部构成；所述第二槽凸轮与其交叉，切入形成在从两侧夹入驱动侧连结杆的固定的导向板上；所述姿势保持部件使驱动侧可动销与切入形成在设置于导向板的外侧的相同形状的2个杠杆上的槽连通，使被驱动侧可动销与相对于杠杆的旋转轴在相反侧切入形成的圆孔连通，在杠杆的外侧切入形成使驱动侧可动销穿过的圆孔和使被驱动侧可动销穿过的长孔，抑制驱动侧可动销绕与销轴呈直角的2轴旋转。

根据本发明，通过保持在双方向驱动机槽中的槽凸轮内动作的销的姿势，能够防止和抑制双方向驱动机槽的固涩和破损。

另外，根据本实施方式，可实现一面确保断路性能一面使操作器的能量为最小的那样的槽凸轮形状，与以往的双方向驱动方式相比，能够使操作能量变小。

B.气体断路器

图2是表示本发明的实施方式中的气体断路器的闭合状态。

在密封箱100内，呈同轴状地相向地设置驱动电极和被驱动电极。驱动侧电极具有驱动侧主电极2和驱动侧电弧电极4，被驱动电极具有被驱动侧主电极3和被驱动侧电弧电极5。

与密封箱100邻接地设置操作器1。在操作器1上连结轴6，在轴6的前端设置驱动侧电弧电极4。轴6和驱动侧电弧电极4贯通机械性的压缩室7及热膨胀室9内地设置。

在热膨胀室9的断路部侧，设置驱动侧主电极2及喷嘴8。与驱动侧电弧电极4相向地在同轴上设置被驱动侧电弧电极5。被驱动侧电弧电极5的一端和喷嘴8的前端部被连结在双驱动机构部10。

如图2所示，气体断路器在合闸状态下被设定于通过基于操作器1的油压、弹簧的驱动源使驱动侧主电极2和被驱动侧主电极3导通的位置，构成通常时的电力系统的回路。

在将因雷击等产生的短路电流断路时，将操作器1向断开方向驱动，经轴6将驱动侧主电极2和被驱动侧主电极3拉开。此时，在驱动侧电弧电极4和被驱动侧电弧电极5之间生成电弧。通过由机械性的压缩室7进行的机械的消弧气体喷吹和由热膨胀室9进行的利用了电弧热的消弧气体喷吹，对电弧进行消弧，由此将电流断路。

为了降低此喷气形气体断路器的操作能量，设置将以往被固定的被驱动侧电弧电极向与驱动侧电极的驱动方向相反的方向驱动的双方向驱动机构10。

下面，基于图1，对双方向驱动方式进行说明。

图1是有关本发明的实施方式的气体断路器的双方向驱动机构的详细图。

本发明的双方向驱动机构10，如图1所示，将被驱动侧连结杆13和驱动侧连结杆11一面由导向件14在断路动作方向移动自由地保持，一面由转动自由地设置在导向件14上的杠杆12连结而构成。

在驱动侧连结杆11上切入形成了第一槽凸轮16，从操作器侧看，第一槽凸轮16具有第二直线部16C、连结部16B、第一直线部16A。第一直线部16A和第二直线部16C被设置在相互不同的轴线上，在其之间设置连结部16B。第一槽凸轮16的铅直方向的位移宽度以收在第二槽凸轮17的铅直方向的位移宽度内及第三槽凸轮19的铅直方向的位移宽度内的方式构成。另外，连结部16B的形状可以与断路部的动作特性相应地任意地设计，例如，可以考虑做成曲线、直线。

驱动侧连结杆11由被设置在导向件14上的作为槽的驱动侧导向件29(参照图4)限制上下方向的位移，仅可以在断路部的动作轴和水平方向移动。

在导向件14上，如图1所示，与第一槽凸轮16的上下方向宽度相等地切入形成了例如由曲线构成的第二槽凸轮17。另外，第二槽凸轮17的形状不是被限定于曲线的形状，可以与断路动作特性相应地适宜地变更。第一槽凸轮16和第二槽凸轮17在与纸面垂直的方向构成层叠构造，可动销18被配置在两槽凸轮的重叠部分上，并与它们相互可动自由地连结(参照图4)。

进而，可动销18通往在杠杆12上切入形成的第三槽凸轮19，杠杆12以杠杆固定销15为旋转轴旋转。此时，可动销18，在第一槽凸轮的连结部16B上移动时，一面在第二槽凸轮17中向一方向滚动一面移动。通过此可动销18的一方向的移动，力作用于第三槽凸轮19的内壁的单侧，规定杠杆12的旋转方向。另外，第三槽凸轮19的形状未被特别地限定，也可与断路动作特性相应地适宜地变更。

通过此旋转运动，被安装在杠杆12上的被驱动侧移动销20向在被驱动侧连结杆13上切入形成的导向槽21传递力，由此，将与被驱动侧电弧电极5连结的被驱动侧连结杆13向与驱动侧连结杆11相反的方向驱动。

被驱动侧连结杆13由被设置在导向件14的作为槽的被驱动侧导向件30(参照图4)限制上下方向的位移，仅可以在断路部的动作轴和水平方向移动。

双方向驱动机构10和驱动侧的连结，例如，如图2所示，做成下述的构造，即，将紧固环23安装在喷嘴8上，在紧固环23上设置驱动侧连结杆11的前端部贯通的孔，由螺母拧紧驱动侧紧固螺钉24。

图3是表示本发明的实施方式中的双方向驱动机构的正视图。另外，图4是表示本发明的实施方式中的双方向驱动机构的分解立体图。

杠杆12以相同的形状在导向件14的外侧安装2个。

驱动侧可动销18贯通导向件14内的第二槽凸轮17、驱动侧连结杆11内的第一槽凸轮16和杠杆12内的第三槽凸轮19。

被驱动侧可动销20贯通杠杆12(杠杆被驱动侧孔27)和被驱动侧连结杆13(导向槽21)。

因为姿势保持部件22成为防脱件，所以杠杆固定销15仅插入杠杆固定销孔28即可。

驱动侧可动销18未被固定在杠杆12、导向件14、驱动侧连结杆11的任何部位，能够在第一槽凸轮16、第二槽凸轮17、第三槽凸轮19的各槽内自由地移动。但是，驱动侧可动销18，与动作的自由度高相应地，也可能产生绕与可动销轴正交的2轴的旋转。由于此旋转，在图3的左右两侧，销和3种槽的碰撞方法变得分散，存在局部的接触力变大的可能性。为了避免这种情况，使用在一侧切入形成了圆孔31、在另一侧切入形成了长孔32的姿势保持部件22。而且，将姿势保持部件22配置在杠杆12的两外侧，将驱动侧可动销18嵌入姿势保持部件22的圆孔31，使被驱动侧可动销20穿在姿势保持部件22的长孔32中，由螺母25紧固驱动侧可动销18，由螺母26紧固被驱动侧可动销20。另外，也可以替代螺母25或螺母26，使用开口销、帽等适宜的紧固部件或止动部件。

姿势保持部件22因为由驱动侧可动销18和圆孔31成为嵌合构造，所以与伴随着驱动侧可动销18的绕与销轴呈直角的2轴的旋转的倾斜联动地抑制倾斜，穿在长孔32中的被驱动侧可动销20与杠杆被驱动侧孔27成为嵌合构造，杠杆12的驱动侧可动销18及/或被驱动侧可动销20的绕与可动销轴正交的2轴的旋转被抑制成微小量。通过姿势保持部件22和杠杆12及螺母26的接触，驱动侧可动销18的倾斜量被抑制成极小。

此时，希望使驱动侧可动销18及被驱动侧可动销20的圆筒部分的长度在导向件14、杠杆12、姿势保持部件22的层叠方向厚度以上，以便不在驱动侧可动销18、姿势保持部件22和各自的接触部件之间产生过大的滑动阻力。

在本实施例中，如图3所示，通过将第一槽凸轮16和第二槽凸轮17在驱动侧可动销18的轴方向重叠，能够实现省空间的双方向驱动机构。进而，因为驱动侧可动销18未被固定在具有槽凸轮的任何部位，能够由姿势保持部件22抑制绕与销轴正交的2轴的旋转，所以能够缓和作用于驱动侧可动销18的过度的力，因此，能够实现可靠性高的双方向驱动机构。

进而，因为第一槽凸轮的曲线部的设计自由度大，所以可与断路部构造、断路方式不同的机种相应地简单地进行设计变更，可设计确保断路性能的那样的最佳的曲线形状。另外，因为能够自由地设定直线部的长度、区域，所以能够使被驱动侧仅在任意的时间区域内运动。

这样的动作尤其对超前小电流断路有效。在超前小电流断路中，需要断路各时刻的极间绝缘破坏电压超过恢复电压。这是因为，极间绝缘破坏电压依存于各时刻的极间距离，所以需要在短时间内尽可能获取极间距离。

在本实施方式中，表示了能够实现对超前小电流断路所需要的行程特性的双方向驱动机构的槽凸轮形状，但对各种各样的断路任务具有最佳的行程特性，这些可通过变更本实施例的由任意曲线构成的连结部16的形状来实现。

另外，通过调整第一槽凸轮的前述第一直线部16A、第二直线部16C、连结部16B、第二槽凸轮17和第三槽凸轮19的位置关系、长度、方向、形状的任意1个或多个，可变更被驱动侧动作的相对于驱动侧动作的速度比。

C.变形例

图5是在有关本发明的实施方式的气体断路器的双方向驱动机构中使用的姿势保持部件的其它的实施方式的说明图。图5(B)是图5(A)的X－X’剖视图。在此例中，是在姿势保持部件22上形成了可将杠杆固定销15的端部插入而在长度方向滑动的凹部22A的结构。由此，姿势保持部件22能够进一步抑制驱动侧可动销18及/或被驱动侧可动销20的绕与销轴呈直角的2轴的旋转。

图6是在有关本发明的实施方式的气体断路器的双方向驱动机构中使用的杠杆的其它的实施方式的说明图。图6(B)是图6(A)的Y-Y’剖视图。在此例中，杠杆12成为如下的具有凹部12A的构造：杠杆固定销15没有贯通杠杆12，而是被插入到中途。由此，能够消除杠杆固定销15的前端和姿势保持部件22的接触和摩擦。

D.备注

另外，本发明不是不被限定于上述的实施例的发明，包括各种各样的变形例。例如，上述的实施例是为了容易理解地说明而详细地说明的实施例，不是一定限定于具备进行了说明的全部结构的实施例的实施例。另外，可将某个实施例的结构的一部分置换为其它的实施例的结构，另外，也可以在某个实施例的结构中加入其它的实施例的结构。另外，关于各实施例的结构的一部分，可进行其它结构的追加、削除或置换。

符号的说明

1：操作器；2：驱动侧主电极；3：被驱动侧主电极；4：驱动侧电弧电极；5：被驱动侧电弧电极；6：轴；7：机械性的压缩室；8：喷嘴；9：热膨胀室；10：双方向驱动机构部；11：驱动侧连结杆；12：杠杆；13：被驱动侧连结杆；14：导向件；15：杠杆固定销；16：第一槽凸轮；16A：第一直线部；16B：连结部；16C：第二直线部；17：第二槽凸轮；18：驱动侧可动销；19：第三槽凸轮；20：被驱动侧可动销；21：导向槽；22：姿势保持部件；23：紧固环；24：驱动侧紧固螺钉；25：可动销紧固螺母；26：移动销紧固螺母；27：杠杆被驱动侧孔；28：杠杆固定销孔；29：驱动侧导向件；30：被驱动侧导向件；31：姿势保持部件圆孔；32：姿势保持部件长孔。

Claims (14)

1.一种气体断路器，其特征在于，

所述气体断路器具备驱动侧电极、被驱动侧电极和双方向驱动机构部，

所述驱动侧电极具有驱动侧主电极和驱动侧电弧电极，与操作器连接并被设置在密封箱内，

所述被驱动侧电极具有被驱动侧主电极和被驱动侧电弧电极，与前述驱动侧电极相向地被设置在密封箱内，

前述双方向驱动机构具备驱动侧连结杆、被驱动侧连结杆、导向件、2个杠杆、杠杆固定销、驱动侧可动销、被驱动侧可动销和2个姿势保持部件，

所述驱动侧连结杆切入形成了第一槽凸轮，接受来自前述驱动侧电极的驱动力，

所述被驱动侧连结杆与前述被驱动侧电弧电极连接，

所述导向件切入形成了第二槽凸轮，保持成前述驱动侧连结杆和前述被驱动侧连结杆在内部移动，

所述2个杠杆切入形成了第三槽凸轮和圆孔的杠杆被驱动侧孔，被配置在前述导向件的两外侧，将前述被驱动侧连结杆和前述驱动侧连结杆连结，用于使前述被驱动侧连结杆相对于前述驱动侧连结杆的动作向相反方向动作，

所述杠杆固定销用于将前述2个杠杆相互转动自由地固定，

所述驱动侧可动销与前述驱动侧连结杆具有的前述第一槽凸轮、前述导向件具有的前述第二槽凸轮和前述2个杠杆的各自具有的前述第三槽凸轮的每一个连通，

所述被驱动侧可动销与夹着前述杠杆固定销地处于与前述驱动侧可动销相反侧的位置的前述杠杆被驱动侧孔连通，

所述2个姿势保持部件分别被配置在前述2个杠杆的外侧，切入形成了使前述驱动侧可动销穿过的圆孔和使被驱动侧可动销穿过的长孔，用于抑制前述驱动侧可动销绕与销轴呈直角的2轴旋转。

2.如权利要求1所述的气体断路器，其特征在于，前述姿势保持部件的长孔与前述杠杆的前述杠杆被驱动侧孔的圆孔相向，前述姿势保持部件的圆孔与前述杠杆的前述第三槽凸轮相向，由此，前述杠杆和前述姿势保持部件形成嵌合构造。

3.如权利要求2所述的气体断路器，其特征在于，前述驱动侧可动销以贯通前述杠杆的前述第三槽凸轮、前述驱动侧连结杆的前述第一槽凸轮和前述姿势保持部件的圆孔的方式构成。

4.如权利要求3所述的气体断路器，其特征在于，

在前述被驱动侧连结杆上设置长孔，

前述被驱动侧可动销以贯通前述杠杆的前述杠杆被驱动侧孔的圆孔、前述被驱动侧连结杆的长孔和前述姿势保持部件的长孔的方式构成。

5.如权利要求1所述的气体断路器，其特征在于，前述杠杆具有前述驱动侧可动销贯通的孔。

6.如权利要求5所述的气体断路器，其特征在于，前述姿势保持部件具有用于前述驱动侧可动销的端部插入而滑动的凹部。

7.如权利要求1所述的气体断路器，其特征在于，前述杠杆具有前述驱动侧可动销插入的凹部。

8.如权利要求1所述的气体断路器，其特征在于，前述驱动侧可动销及前述被驱动侧可动销分别由螺母、帽、开口销或其它的紧固部件或止动部件紧固或止动。

9.如权利要求1所述的气体断路器，其特征在于，通过前述驱动侧连结杆的动作，前述驱动侧可动销在前述第一至第三槽凸轮内移动，由此，使前述杠杆转动，将前述被驱动侧连结杆向与前述驱动侧连结杆相反的方向驱动，将连接于前述被驱动侧连结杆的前述被驱动侧电弧电极向与连接于前述驱动侧连结杆的前述驱动侧电极的前述驱动侧电弧电极相反的方向驱动。

10.如权利要求1所述的气体断路器，其特征在于，

前述驱动侧连结杆的前述第一槽凸轮具有第一直线部、被设置在相对于前述第一直线部不同的轴上的第二直线部及将前述第一直线部和前述第二直线部相连的连结部，

前述第一槽凸轮的铅直方向的位移幅度被收在前述第二槽凸轮的铅直方向的位移幅度内及第三槽凸轮的铅直方向的位移幅度内。

11.如权利要求10所述的气体断路器，其特征在于，

在前述驱动侧可动销在第一直线部及第二直线部上移动时，前述杠杆静止及/或不旋转，

在前述驱动侧可动销在连结部上移动时，前述杠杆以前述杠杆固定销为支点旋转。

12.如权利要求10所述的气体断路器，其特征在于，在前述驱动侧可动销在前述连结部上移动时，前述驱动侧可动销沿前述第二槽凸轮及前述第三槽凸轮的每一个中移动。

13.如权利要求10所述的气体断路器，其特征在于，在断开动作中，前述驱动侧可动销在前述第二直线部、前述连结部、前述第一直线部向第一方向移动，在闭合动作中，前述驱动侧可动销在前述第一直线部、前述连结部及前述第二直线部向与第一方向相反的第二方向移动。

14.如权利要求10所述的气体断路器，其特征在于，前述第一槽凸轮的前述第一直线部、前述第二直线部、前述连结部、前述第二槽凸轮、前述第三槽凸轮的位置关系、长度、方向、形状的任意一个或多个由被驱动侧动作的相对于驱动侧动作的速度比预先决定。