CN107636785A - 气体绝缘开关装置的断续器和气体绝缘开闭装置 - Google Patents

Abstract

断续器用箱在构成对相邻相传递驱动力的机构时，由于使用多个绝缘零件、螺栓和销类，因此，在分隔得较小的密闭容器内难以进行它们的安装和连接的组装作业，需要较多工时。本发明获得一种相间连接机构，具有使断续器绝缘、支承断续器和引导可动刀片的动作的功能。断续器包括多相的断续器刀片和相间连接机构，断续器刀片通过转轴进行接通、断开、接地这三个位置切换，相间连接机构对上述各相的断续器刀片分别以相间及对地间绝缘的状态进行支承，并且将上述各相断续器刀片间连接且使它们共同动作，相间连接机构由绝缘物制的嵌合联轴器构成，并且各嵌合联轴器分别配置在同一轴线上，嵌合联轴器由相互嵌合的大径无端框体和小径无端框体构成。

Description

气体绝缘开关装置的断续器和气体绝缘开闭装置

技术领域

本发明涉及一种断续器，以及一种在封入有绝缘性气体的密封容器内具有三位置断续器的气体绝缘开关装置的断续器和气体绝缘开闭装置，上述三位置断续器能选择接通、断开、接地的切换阶段。

背景技术

如专利文献1所示，提出有一种方案，在该方案中，现有的三位置断续器是如下的结构：当使安装于三相刀片的绝缘性连接杆沿大致水平移动时，刀片通过朝接通、断开、接地的位置圆弧状移动而进行旋转，或者如专利文献2所示，现有的三位置断续器是如下的结构：在真空阀的两端具有可动用接触件和固定用接触件，包括真空阀的可动部以三相的固定用接触件绝缘连接而成的固定用接触件为中心进行旋转，且可动部的转轴与连接驱动部为同一方向。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：德国专利第19816592B4号公报

专利文献2：德国专利第19857170B4号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

作为气体绝缘开关装置的构成要素之一的断续器用箱由于封入了绝缘性气体而缩小主电路导体的配置，从而能够使箱整体小型化，但在构成对相邻相传递驱动力的机构时，由于使用多个绝缘零件、螺栓和销类，因此，在分隔得较小的密闭容器内难以进行上述多个绝缘零件、螺栓和销类的安装和连接的组装作业，存在需要较多工时的不良情况。

此外，在断续器用箱中，将通过旋转动作进行接通、断开、接地的断续器的刀片以同轴直线状配置三相，虽然有助于缩小箱宽度，但在狭小的空间中实现相间、对地间的绝缘，并且实现对三相的刀片施加旋转驱动力的绝缘性的机构部的卡合结构和驱动力的传递结构，存在技术上的困难。

本发明的目的在于获得一种削减零件数量且提高组装性的气体绝缘开关装置的断续器和气体绝缘开闭装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的气体绝缘开关装置的断续器是包括多相的断续器刀片和绝缘物制的相间连接机构的断续器，上述多相的断续器刀片通过转轴进行接通、断开、接地这三个位置切换，上述绝缘物制的相间连接机构对上述各相的断续器刀片分别进行支承，并且将上述各相断续器刀片间连接且使上述各相断续器刀片共同动作，上述相间连接机构由嵌合联轴器构成，并且各嵌合联轴器分别配置在同一轴线上，上述嵌合联轴器由相互嵌合的大径无端框体和小径无端框体构成。

发明效果

根据本发明的气体绝缘开关装置的断续器，能够减少在分隔得较小的密闭容器内主电路零件的使用销和螺栓类的安装和连接作业，因此容易进行组装作业，能够削减零件数量，能够降低组装作业的工时，藉此，能够获得使气体绝缘开关装置的制造价格降低的效果。此外，本发明能够提供一种气体绝缘开关装置，该气体绝缘开关装置是在主电路部与操作机构部的连接部以及相邻的相的连接部中不使用销和螺栓类、而是通过嵌合联轴器将相间连接结构彼此连接的结构，能够不使用组装作业工具而容易地进行组装作业，且能够缩小断续器用箱而使装置小型化。

附图说明

图1表示本发明实施方式1中的气体绝缘开关装置的整体结构，(a)是侧剖图，(b)是沿箭头方向观察图1的(a)中的B-B线的主视剖视图，(c)是沿箭头方向观察图1的(a)中的A-A线的俯视图。

图2是表示本发明实施方式1中的气体绝缘开关装置的断续器用箱的内部结构的图，(a)是主视剖视图，(b)是侧剖图，(c)是沿箭头方向观察图2的(a)中的C-C线的俯视图，(d)是沿箭头方向观察图2的(b)中的B-B线的主视剖视图。

图3是表示图2的(a)中断续器刀片12的动作“接通-断开-接地”的各状态的主视图，(a)是表示断续器刀片处于接通状态的图，(b)是表示断续器刀片处于断开状态的图，(c)是表示断续器刀片处于接地状态的图。

图4表示本发明实施方式1中的对断续器刀片12进行支承的相间连接机构13，(a)是分解立体图，(b)是组装状态的立体图。

图5表示本发明实施方式1中的相间连接机构的连接适配器14和密封轴16，(a)是连接适配器14的主视图，(b)是连接适配器14的中心线处的侧剖图，(c)是连接适配器14的后视图，(d)是表示断续器用箱2的箱壁贯通部处的连接适配器14、密封壳体15、密封轴16的装配状况的剖视图，(e)是在去除了箱壁的状态下从上述图5的(d)的X-X方向观察的主视图。

图6A表示本发明实施方式2中的对断续器刀片12进行支承的相间连接机构18，(a)是左视图，(b)是主视图，(c)是后视图。

图6B的(d)是沿箭头方向观察图6A的(a)中的D-D线的剖视图，(e)是沿箭头方向观察图6A的(b)中的E-E线的剖视图，(f)是在图6A的(a)中沿箭头方向观察位于销17a的中心轴的F-F线的剖视图。

图6C的(g)是沿图6B的(e)的Y-Y方向观察的俯视剖视图，(h)是图6B的(e)所示的断续器刀片12的主视图，(i)是图6C的(h)的右视图。

图7是表示本发明实施方式2中的气体绝缘开关装置的断续器用箱的内部结构的图，(a)是右视图，(b)是沿箭头方向观察图7的(a)中的G-G线的剖视图。

图8是表示本发明实施方式2中的对断续器刀片12进行支承的相间连接机构18的组装状态的立体图。

图9表示本发明实施方式2中的连接适配器14，(a)是连接适配器14的主视图，(b)是连接适配器14的中心线处的侧剖图，(c)是连接适配器14的后视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明各实施方式进行说明。

另外，在各附图间，相同符号表示相同或相当的部分。

实施方式1

基于图1～图5，对实施方式1中的气体绝缘开关装置进行说明。

在图1中示出了整体结构的气体绝缘开关装置1由断路器用箱(第一密闭容器)3、断路器用操作机构8、断续器用箱(第二密闭容器)2、断续器用操作机构7以及电力线缆4等构成，上述断路器用箱3收纳有断路器6，上述断路器用操作机构8进行断路器6的操作，上述断续器用箱2收纳有断续器20和水平母线9，上述断续器用操作机构7进行断续器20的操作，上述电力线缆4用于从电力系统取入电力，或者将电力向负载送出。

在气体绝缘开关装置作为供电用的情况下，从母线接受电力，并经由断续器20-分隔衬套5-断路器6向与负载连接的电力线缆4供电。另外，在断路器用箱3中封入有SF6气体或干燥空气等绝缘性气体，藉此将收容设备和主电路导体绝缘。

图2表示图1所示的气体绝缘开关装置1的断续器用箱2的内部结构，该断续器用箱的断续器20通过分隔衬套5，并以分隔衬套侧固定端子11c-断续器刀片12-接通侧固定端子11a的路径而向母线衬套10连接，从而向母线供电，上述分隔衬套5以从断路器用箱3朝断续器用箱2气密地贯通的方式安装。母线衬套10与母线衬套10之间的连接通过水平母线9连接。此外，断续器20的接地是指在断续器刀片12卡入接地侧固定端子11b时，负载侧电路接地，上述接地侧固定端子11b固定于断续器用箱2。另外，符号17是对断续器刀片12的两侧(转轴侧、与上述另一端子接触的接触部侧)的接触部施加载荷的压接弹簧17，其通过销17a进行结合。

图3表示断续器20的动作状态，断续器20具有三相断续器刀片12，各断续器刀片12通过从正面向左旋转而传递来自断续器用操作机构7的驱动力，藉此变为图3的(a)的接通位置、图3的(b)的断开位置(断路位置)、图3的(c)的接地位置这三个位置切换的状态。

此外，各相的断续器刀片12被详细结构如图4所示的相间连接机构13分别支承，该相间连接机构13如后所述将各相断续器刀片间连接，并使各相断续器刀片共同动作。

图4表示对断续器刀片12进行支承的相间连接机构13，在本例中，对应三相连接有三台相间连接机构13。

上述相间连接机构13由截面呈四边形的绝缘物制的箱形的刀片支承部13c和绝缘物制的嵌合联轴器13ab构成，上述刀片支承部13c对断续器刀片12进行支承，上述嵌合联轴器13ab兼用作断续器刀片12的刀片转轴。如图4所示，刀片支承部13c呈四边形的箱形，在该箱内收纳有上述断续器刀片12，以仅留下与上述接通侧固定端子11a或上述接地侧固定端子11b断开的前端的接触部的方式覆盖断续器刀片12的外周。即，在仅断续器刀片12的前端的接触部从箱状的刀片支承部13c的前端突出的状态下包围并保持断续器刀片12。

此外，沿主电路的相间方向观察的刀片支承部13c的宽度比装配于上述断续器刀片12的压接弹簧17及销17a(即，断续器刀片12的充电部)的安装宽度大，因此，能够缓和压接弹簧17及销17a的安装部处的主电路相间或对地间的电场，因此，能够提高断续器刀片12的相间或对地间的绝缘性能。

此外，上述嵌合联轴器13ab用于将从与断续器用操作机构7连接的密封轴16(后述)经由连接适配器14(后述)传递来的驱动力向相邻相传递。

嵌合联轴器13ab由杯状的小径无端(endless)框体部13S和杯状的大径无端框体部13G构成，并在同一轴线上分别朝相反方向配置，上述小径无端框体部13S在外周面具有多个凸形状部13a，并朝刀片转轴方向突出，上述大径无端框体部13G在内周面具有多个凹形状部13b，并朝刀片转轴方向突出。

通过使凸形状部13a与凹形状部13b相互嵌合而形成嵌合联轴器13ab，且如上所述作为断续器刀片12的旋转轴部起作用。另外，嵌合联轴器13ab通过使凸形状部13a和凹形状部13b沿转轴方向滑动而能够接触分离，通过使凸形状部13a与凹形状部13b相互卡合而连接。

此外，凸形状部13a和凹形状部13b基于断续器刀片12与接通侧固定端子11a、接地侧固定端子11b接合时的荷载来确定厚度、数量和形状，以能够获得所需的扭转强度。在图中分割为十二个，但分割数并不限于此。另外，凸形状部13a和凹形状部13b基于动作的关系通常设定为相同数量。

另外，构成相间连接机构13的各构件(13ab、13a、13b、13c、13G、13S)由绝缘物构成，作为该绝缘的材料，可使用热塑性树脂(聚对苯二甲酸丁二醇酯[PBT]、聚乙烯、聚丙烯等)和热固性树脂(环氧树脂等)。

因此，刀片支承部13c相对于相间、对地间具有绝缘屏障的效果。

相间连接机构13的朝断续器用操作机构7连接的连接机构由齿轮状的金属制的连接适配器14、密封壳体15、密封轴16、按压配件30以及其他构件构成，上述连接适配器14与相间连接机构13的大径无端框体部13G的凹形状部13b卡合(嵌合)，上述密封壳体15在确保密闭容器内外的气密性的同时，与外部接触，基于图5对上述结构进行详述。

如图5的(d)所示，连接机构构成断续器用箱2的箱壁2a的贯通部。

如图5的(a)至(c)所示，连接适配器14具有沉孔部14a和六边状贯通孔14b，此外，密封轴16在内端部具有凸缘状的大径部16b，在上述大径部16b的内侧具有六棱柱状的卡合部16a，上述大径部16b与上述沉孔部14a嵌合，上述卡合部16a贯通插入至六边状贯通孔14b中。

通过如此构成，来自密封轴16的转动驱动扭矩经由六边状贯通孔14b和六棱柱状的卡合部16a传递至连接适配器14，进而，由于连接适配器14的外周部的齿14c与相间连接机构13的凹形状部13b卡合，因此，连接适配器14的驱动力传递至相间连接机构13，进而通过相间连接机构13的驱动使断续器20进行接通、断开动作。

贯通箱壁的密封轴16将密封壳体15同轴地装配于该密封轴16的外周，并且端部形成为六棱柱状，该密封轴16与来自断续器用操作机构7的驱动轴(未图示)嵌合而将驱动扭矩传递至密封轴16。此外，将密封壳体15装配于外周的密封轴16的外周表面精加工成平滑的圆筒状，并与装配在密封槽内的多个O形圈等密封构件(未图示)滑动接触并保持气密，上述密封槽在密封壳体15的内周形成为凹状。此外，在与箱壁面接触的密封壳体15的安装面上也形成凹状的密封槽，并在装配在密封槽内的O形圈等密封构件(未图示)与箱壁间保持气密。在箱壁2a的外侧面，在从气体绝缘开关装置1的正面侧观察，夹着箱壁2a的贯通孔2b相互离开规定距离的位置焊接有两根螺柱31，该螺柱31具有与贯通孔的轴心平行的轴心。在各螺柱31的外周形成有阳螺纹，通过螺母32将形成为L字状的按压配件30紧固固定于该螺柱31。并且，通过L字状的按压配件的一端将密封壳体15朝箱壁侧按压来维持箱壁贯通部的气密。

如上所述，相间连接机构13的朝相邻相的结合通过凸形状部13a与凹形状部13b的卡合而构成，如图4所示，是从左侧(最初)的相间连接机构13至中央、右侧依次组合而成的结构，在本实施方式1中，上述卡合的形状呈圆筒状，但三角等多边形的组合也能够实现。但是，在多边形的情况下，不需要凹凸的形状，多边形形状本身的凹部与凸部组合而成的形状即可。

此外，通过将断续器用箱2的箱壁贯通部设为上述气密结构，能够获得简单结构的气密结构，能够获得容易制造且紧凑的气体绝缘开关装置。

如上所述，根据本实施方式1，构成在相邻相传递驱动力的绝缘性的机构时，通过相间连接机构13具有的形状即凹凸的卡合，能够实现其功能，因此具有能够削减零件数量的效果。此外，通过相间连接机构13对刀片等的充电部进行屏障绝缘，因此，能够实现针对相间、对地间的绝缘距离的缩小化，还具有能够使断续器用箱小型化这样的效果。

实施方式2

基于图6A～图9，对实施方式2中的气体绝缘开关装置进行说明。

实施方式2中的、对断续器刀片12进行支承的相间连接机构18具有从分隔衬套侧固定端子11c朝两片断续器刀片12分流的电流路径，并采用如下的结构：通过压接弹簧17与销17a的销结合对固定侧和可动侧各自的导体的接触部施加载荷。对断续器刀片12进行支承的相间连接机构18由截面呈四边形的箱形的刀片支承部18e和嵌合联轴器18ab构成，上述刀片支承部18e对断续器刀片12进行支承，上述嵌合联轴器18ab兼用作断续器刀片12的刀片转轴，与实施方式1相同，上述嵌合联轴器18ab用于将来自与断续器用操作机构7连接的密封轴16的驱动力向相邻相传递。

另外，相间连接机构18的朝断续器用操作机构7连接的连接机构由金属制的连接适配器14(图9)、密封壳体15和密封轴16等构成，上述连接适配器14如图8所示与相间连接机构18的大径无端框体部18G的凹形状部18b卡合(嵌合)，上述密封壳体15在确保断续器用箱2(密闭容器)内外的气密性的同时，与外部接触。

此外，嵌合联轴器18ab由杯状的小径无端框体部18S和杯状的大径无端框体部18G构成，并在同一轴线上分别朝相反方向配置，上述小径无端框体部18S在外周面具有凸形状部18a，并朝刀片转轴方向突出，上述大径无端框体部18G在内周面具有凹形状部18b，并朝刀片转轴方向突出。

通过使凸形状部18a与凹形状部18b相互嵌合而形成嵌合联轴器，且如上所述作为断续器刀片12的旋转轴部起作用。另外，嵌合联轴器18ab通过凸形状部18a和凹形状部18b以能够接触分离的方式连接。另外，在实施方式2中，示出了凹凸形状分割为六个的事例。

此外，在通过成型件那样的薄壁结构形成相间连接机构18的情况下，通过如图6B的(d)所示增设加强肋18c，能够减轻因零件接触导致在缺口部产生的应力。如图6B的(d)、图6B的(e)所示，上述相间连接机构18的高度方向(刀片的长度方向)的定位是定位销19与相间连接机构18的内部分隔壁18f的下端的相对部，以及相间连接机构18的上部肋18d(突出部)的上端与断续器刀片12的前端侧的销17a的下侧周面的相对部分别抵接而实现的，上述定位销19安装于两个断续器刀片12间，藉此，相间连接机构18在刀片的长度方向上的移动被抑制，在相间连接机构18转动动作时，也不会沿刀片的长度方向移动，而是保持于规定位置。

另外，形成于断续器刀片12的定位销19用的孔12b是没有贯通断续器刀片12的盲孔，定位销19以被两个断续器刀片12夹住的形态保持于规定位置。另外，符号12a、12c是销用的孔。

另外，构成相间连接机构18的各构件(18ab、18a、18b、18c、18d、18e、18f)由绝缘物构成。作为该绝缘的材料，可使用热塑性树脂(聚对苯二甲酸丁二醇酯[PBT]、聚乙烯、聚丙烯等)和热固性树脂(环氧树脂等)。

此外，相间连接机构18通过增大凸形状部18a、凹形状部18b的外径(半径)，并通过变大的半径来分担将断续器刀片12卡入固定侧端子(接通侧固定端子11a、接地侧固定端子11b)时产生的负载扭矩，使得嵌合部受到的载荷变小，能够减轻在该嵌合部产生的应力。

另外，相间连接机构18通过增大凹凸部嵌合部的重叠量L(图7的(a))，并通过增大断续器刀片12卡入固定侧端子时产生的负载扭矩作用于嵌合部的载荷和该嵌合部的接触面积，能够降低表面压力。

此外，由于相间连接机构18的嵌合联轴器18ab的松动量会产生朝相邻相的角度偏移，必然从靠近操作机构的一侧动作，因此，能够在接通操作时的固定端子卡入时和断开操作时的动作开始时的负载力较高时，使负载力的峰值分散。

图7表示一种结构，该结构是在图2(实施方式1)的断续器用箱2中组装有相间连接机构18的形态，通过将凹部与凸部的重叠量设得较大，对于断续器刀片12在卡入时的最大载荷，能够减轻凹凸部的嵌合部的应力。

另外，在图8中，在相间连接机构18的截面呈四边箱形的刀片支承部18e内，如图6B的(e)所示装配有两个断续器刀片12。该断续器刀片12的组装如下：首先使装配有压接弹簧17的销17a插通至分隔衬套侧固定端子11c的刀片安装孔(未图示)，然后，将断续器刀片12装配成能转动(图6B的(e))，上述压接弹簧17插通在断续器刀片12的基端侧孔中。此时，定位销19也装配成被两个断续器刀片12夹住。

接着，以将内部分隔壁18f夹住的状态将上述断续器刀片12插入相间连接机构18的截面呈四边箱形的刀片支承部18e内(图6C的(g))。插入到断续器刀片12的前端从刀片支承部18e的另一端露出头的位置为止，之后，将装配有压接弹簧17的销17a插入两个断续器刀片12的前端侧的各孔，完成两个断续器刀片12的组装。之后，使图6B的(d)所示的朝分隔衬套侧固定端子11c的左方突出的连接部与图7的(b)、图2的(d)所示的分隔衬套5的贯通导体(未图示)的一端抵接，并使用图6C的(g)所示的分隔衬套侧固定端子11c的安装孔11d，例如通过螺栓进行紧固连接。这样进行三位置断续器的组装。

如上所述，根据实施方式2，与实施方式1相同，能够获得零件数量削减的效果和断续器用箱小型化的效果。

另外，通过在单侧或如图6C的(g)所示左右对称地设置相间连接机构18的加强肋18c，能够获得对覆盖断续器刀片的四边箱形的刀片支承部18e加强的功能，能够获得增加相间连接机构18能耐受的扭转强度的效果。

另外，在上述实施方式1和实施方式2中，举例说明了小径无端框体部13S、18S和大径无端框体部13G、18G呈杯状，但并不限于此，也可以通过绝缘物来填满上述杯状结构物的内部。

此外，本发明能在本发明的范围内对各实施方式进行适当变形、省略。

(符号说明)

1：气体绝缘开关装置，2：断续器用箱，3：断路器用箱，5：分隔衬套，6：断路器，7：断续器用操作机构，8：断路器用操作机构，9：水平母线，10：母线衬套，11a：接通侧固定端子，11b：接地侧固定端子，11c：分隔衬套侧固定端子，12：断续器刀片，13：相间连接机构，13ab：嵌合联轴器，13a：凸形状部，13b：凹形状部，13c：刀片支承部，13G：大径无端框体部，13S：小径无端框体部，14：连接适配器，15：密封壳体，16：密封轴，17：压接弹簧，17a：销，18：相间连接机构，18ab：嵌合联轴器，18a：凸形状部，18b：凹形状部，18c：加强肋，18d：上部肋，18e：刀片支承部，18f：内部分隔壁，18G：大径无端框体部，18S：小径无端框体部，19：定位销，20：断续器。

Claims (10)

1.一种气体绝缘开关装置的断续器，包括：

断续器刀片，所述断续器刀片以设置于一端的转轴为支点进行旋转，使形成于另一端的接触部与主电路接触或断开，以进行主电路的接通、断开、接地这三个位置切换；以及

绝缘物制的相间连接机构，所述相间连接机构按各相分割构成，且所述相间连接机构具有刀片支承部、大径无端框体和小径无端框体，所述刀片支承部在使所述断续器刀片的所述接触部朝外部突出的状态下包围并支承所述断续器刀片，所述大径无端框体和所述小径无端框体形成为能够相互嵌合的形状，并且分别以夹着所述刀片支承部的方式朝向所述转轴的方向的一端和另一端配置，

其特征在于，

沿着所述转轴配置与所需的相数相应的数量的所述相间连接机构，

将彼此相邻的所述相间连接机构通过嵌合联轴器连接，所述嵌合联轴器是使相对的所述大径无端框体与所述小径无端框体相互嵌合并结合而成的。

2.如权利要求1所述的气体绝缘开关装置的断续器，其特征在于，

所述刀片支承部呈箱形，并将所述断续器刀片收纳而保持于所述刀片支承部的箱内，且将相间方向的长度设为比断续器刀片的充电部的长度长。

3.如权利要求1或2所述的气体绝缘开关装置的断续器，其特征在于，

所述大径无端框体和所述小径无端框体中的至少一方呈杯状。

4.如权利要求1至3中任一项所述的气体绝缘开关装置的断续器，其特征在于，

所述嵌合联轴器形成为彼此相邻的所述相间连接机构间的旋转轴部。

5.如权利要求1至4中任一项所述的气体绝缘开关装置的断续器，其特征在于，

所述大径无端框体的内周部和所述小径无端框体的外周部分别由径向截面呈凹凸形状或多边形状的绝缘构件构成。

6.如权利要求5所述的气体绝缘开关装置的断续器，其特征在于，

所述大径无端框体和所述小径无端框体的凹凸部由相同数量的凹部和凸部构成。

7.如权利要求1至6中任一项所述的气体绝缘开关装置的断续器，其特征在于，

所述相间连接机构具有：压接弹簧，所述压接弹簧对所述断续器刀片施加接触压力；以及销，所述销对所述压接弹簧进行保持，且抑制所述断续器刀片在长度方向上移动。

8.如权利要求1至6中任一项所述的气体绝缘开关装置的断续器，其特征在于，

所述相间连接机构具有：定位销，所述定位销设置于所述断续器刀片；以及突出部，所述突出部抑制所述断续器刀片在长度方向上移动。

9.如权利要求1至8中任一项所述的气体绝缘开关装置的断续器，其特征在于，

所述相间连接机构具有所述断续器刀片的相间、对地间的绝缘屏障功能。

10.一种气体绝缘开闭装置，其特征在于，

使用有权利要求1至9中任一项所述的气体绝缘开关装置的断续器。