CN108538680B - 真空断路器 - Google Patents

Abstract

本发明的真空断路器，不使真空断路器的重量和尺寸增加，就能够减少真空断路器的开闭动作引起的冲击和振动产生的应力并减少操作机构部的壳体的弯曲，提高对于开闭动作的可靠性。本发明的真空断路器包括至少收纳固定侧电极和可动侧电极、周围被模塑部包覆的真空阀、和驱动所述可动侧电极的操作机构部，其特征在于：所述真空阀和所述操作机构部配置在直线上，并且包括跨所述真空阀的模塑部和所述操作机构部将两者固定的固定部件。

Description

真空断路器

技术领域

本发明涉及真空断路器，特别涉及适合应用用固体绝缘物对真空阀进行模塑得到的模塑真空阀的真空断路器。

背景技术

作为关于真空断路器的现有技术，有专利文献1中记载的技术。在该专利文献1中，作为在开关装置的内部收纳真空断路器或真空隔离开关等包括阀的开闭设备、构成电源系统的密闭型的开关装置，记载了具备包括开关装置构成设备、用于使开关装置构成设备绝缘的绝缘部、和用于将开关装置构成设备在垂直方向上接合的接合部的多个组件，将多个组件在垂直方向上接合的开关装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-333715号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述专利文献1的开关装置装载了应用用固体绝缘物包覆真空阀的模塑真空阀的真空断路器，模塑真空阀是仅与操作室的顶板接触的结构。即，模塑真空阀在与操作机构部的顶板接触的部位被固定。具体而言，在与操作机构部的顶板接触的模塑部中嵌入螺母或螺栓等固定部件，用该固定部件固定在操作机构部的顶板上。

但是，该专利文献1的结构中，担心因操作机构部的驱动、即真空断路器的开闭动作中的冲击和振动，而导致螺栓或螺母发生松动、开闭动作不稳定。另外，也担心因真空断路器的开闭动作中的冲击和振动，操作机构部的壳体产生弯曲，开闭动作速度降低。

作为其对策，可以考虑增大螺栓或螺母的尺寸，使固定部件的紧固力增加、或使操作机构部的壳体的板厚增加而抑制弯曲，但是存在真空断路器的重量、尺寸必然增加的问题。

本发明鉴于上述方面，目的在于提供一种不使真空断路器的重量和尺寸增加，就能够减轻真空断路器的开闭动作引起的冲击和振动产生的应力并减少操作机构部的壳体的弯曲，提高对于开闭动作的可靠性的真空断路器。

用于解决课题的方法

为了达成上述目的，本发明的真空断路器包括至少收纳固定侧电极和可动侧电极、且周围被模塑部包覆的真空阀，和驱动上述可动侧电极的操作机构部，其特征在于：上述真空阀和上述操作机构部配置在直线上，并且包括跨上述真空阀的模塑部和上述操作机构部将两者固定的固定部件。

发明效果

根据本发明，不使真空断路器的重量和尺寸增加，就能够减轻真空断路器的开闭动作引起的冲击和振动产生的应力并减少操作机构部的壳体的弯曲，提高对于开闭动作的可靠性。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的实施例1的真空断路器的局部截面图。

图2是本发明的其他实施例的实施例2的真空断路器的局部截面图。

图3是本发明的其他实施例的实施例3的真空断路器的局部截面图。

图4是本发明的其他实施例的实施例4的真空断路器的局部截面图。

图5是示出表示图4所示的真空断路器中的真空容器内的压力与放电开始电压的关系的帕邢曲线的图。

图6是表示本发明的其他实施例的实施例5的真空断路器，与沿图2的A-A＇线的截面相当的图。

图7是本发明的其他实施例的实施例6的真空断路器的局部截面图。

附图标记说明

1…真空阀

1A…真空阀的模塑部

2…固定侧线缆套管

3…可动侧线缆套管

4…操作机构部

5…圆筒绝缘件

6…固定侧端板

7…固定侧导体

8…可动侧端板

9…波纹管

10…可动侧导体

11…浮置电位金属

12…固定侧电极

13…可动侧电极

14…操作用绝缘杆

15…固定侧线缆套管导体

16…可动侧线缆套管导体

17…触头

18…绝缘气体

19、19a、19b…固定部件

19′…弯折的固定部件

20a、20b、20c、20a1、20a2、20a3…模塑突出部

21a、21b、21c、21d、21e…螺栓

22、22a、22b、22a1、22a2、22a3…检查用螺栓

23、23a、23b、23a1、23a2、23a3…检查用嵌入螺母

24…绝缘部件

25…压力监视装置

25a…连接线

25b1、25b2…绝缘物

25c…电位测量器

25d…电位固定点

26…判断装置

30A、30B、30C、30D、30E、30F…真空断路器

具体实施方式

以下，基于图示的实施例说明本发明的真空断路器。另外，各实施例中，对于相同的构成部件使用相同的符号。

(实施例1)

图1是本发明的一个实施例的实施例1的真空断路器的局部截面图。

如图1所示，本实施例的真空断路器30A大致由用环氧树脂等固体绝缘物一体注型(模塑)形成的(周围被模塑部1A覆盖)的真空阀1、对固定侧线缆套管导体15的周围进行模塑形成的固定侧线缆套管2、对可动侧线缆套管导体16的外部的周围进行模塑形成的可动侧线缆套管3、和操作后述的可动侧电极13的操作机构部4构成。通常，用环氧树脂等固体绝缘物一体注型而成的真空阀1被称为模塑真空阀。另外，虽然没有特别图示，但模塑部分通常接地。

上述真空阀1由与圆筒绝缘件5的一端接合的固定侧端板6、气密地贯通固定侧端板6的固定侧导体7、与圆筒绝缘件5的另一端接合的可动侧端板8、一端与可动侧端板8接合的允许可动部的驱动的波纹形状的波纹管9、气密地贯通波纹管9的在维持真空的同时在轴向上驱动的可动侧导体10构成，其内部压力大致保持在10^-2Pa以下的真空。

在该真空阀1的内部，配置有被圆筒绝缘件5支承的浮置电位金属11、与固定侧导体7的端部连接的固定侧电极12、和与可动侧导体10的端部连接的可动侧电极13。

可动侧导体10与操作用绝缘杆14连接，操作用绝缘杆14被收纳在操作机构部4中，连接在与对电极对施加接触载荷的滑触机构连结的操作器上。在操作用绝缘杆14的周围空间中，填充有空气或六氟化硫等绝缘气体18。

另外，可动侧电极13与未图示的操作器的驱动连动地经由操作用绝缘杆14驱动，由此能够切换固定侧电极12与可动侧电极13的接触分离、即真空阀1的打开状态和关闭状态。其中，图1的真空阀1示出了打开状态。

固定侧线缆套管2将固定侧线缆套管导体15与真空阀1的固定侧导体7电连接，另外，可动侧线缆套管3将可动侧线缆套管导体16配置在真空阀1的可动侧，与真空阀1一同用环氧树脂等固体绝缘物进行一体注型，真空阀1的可动侧导体10和可动侧线缆套管导体16经由可滑动通电的触头17电连接，是通过在固定侧线缆套管2和可动侧线缆套管3上分别连接未图示的电源侧线缆和负载侧线缆，能够运转的结构。

而且，本实施例中，是真空阀1与操作机构部4大致配置在直线上，并且具有跨真空阀1周围的模塑部1A和操作机构部4、将两者一体地固定的固定部件19的结构。

具体而言，固定部件19的真空阀1一侧用作为紧固机构的螺栓21a、21b固定于在真空阀1的模塑部1A的侧面的外部突出地设置的嵌入了嵌入螺母的多个模塑突出部(与模塑部1A一体地成形)20a、20b上，固定部件19的操作机构部4一侧用作为紧固机构的螺栓21c、21d直接固定在操作机构部4的壳体上(操作机构部4上不存在突出部，但也可以存在)。

这样构成的本实施例的真空断路器30A也用固定部件19承受操作机构部4的驱动力、即真空断路器30A的开闭动作中因冲击和振动而产生的应力，能够使应力分散。即，因为真空阀1的模塑部1A和操作机构部4的壳体经由固定部件19在多个部位被螺栓21a、21b、21c、21d固定，所以能够用各固定部分使真空断路器30A的开闭动作引起的冲击和振动产生的应力分散。

结果，能够减少将模塑后的真空阀1和操作机构部4固定的螺栓21a、21b、21c、21d和螺母的松动的发生，并且能够抑制操作机构部4的弯曲，能够使模塑后的真空阀1或者装载有模塑后的真空阀1的真空断路器30A小型化，进而能够提高对于真空断路器30A的开闭动作的可靠性。

(实施例2)

图2是本发明的其他实施例的实施例2的真空断路器的局部截面图。其中，对于与实施例1相同的部分省略说明。

图2所示的本实施例的真空断路器30B是固定部件19在多个部位跨真空阀1的周围的模塑部1A和操作机构部4的结构。

即，配置多个固定部件19，各个固定部件19a、19b跨真空阀1的模塑部1A和操作机构部4并用作为紧固机构的螺栓21a、21b、21c、21d固定于在真空阀1的模塑部1A的侧面上突出地设置的多个模塑突出部20a、20b和操作机构部4的壳体上。其他结构与实施例1相同。

这样构成的本实施例的真空断路器30B用2个固定部件19a、19b承受操作器的驱动力、即真空断路器30B的开闭动作中发生的冲击和振动产生的应力，所以能够使1个固定部件19承受的应力与实施例1相比减小，因此与实施例1相比能够进一步抑制将模塑后的真空阀1和操作机构部4的壳体固定的螺栓21a、21b、21c、21d和螺母的松动的发生、或者操作机构部4的弯曲，能够进一步提高对于模塑后的真空阀1或者装载有模塑后的真空阀1的真空断路器30B的开闭动作的可靠性。

(实施例3)

图3是本发明的其他实施例的实施例3的真空断路器的局部截面图。其中，对于与实施例1相同的部分省略说明。

图3所示的本实施例的真空断路器30C在位于操作机构部4的相反侧的固定侧线缆套管2的侧面上也配置固定部件19。

即，固定部件19在轴向上延伸，并且在越过固定侧线缆套管2的位置向内侧弯折大致90度，该弯折的固定部件19＇用作为紧固机构的螺栓21e固定于在覆盖固定侧线缆套管2的周围的模塑部上设置的嵌入了嵌入螺母的模塑突出部20c上。其他结构与实施例1相同。

其中，固定部件19在轴向上延伸并与固定侧线缆套管2交叉，这能够通过在固定侧线缆套管2上设置固定部件19能够贯通的贯通孔而实现。另外，固定部件19也能够不与固定侧线缆套管2交叉，而是避开固定侧线缆套管2地配置。

这样构成的本实施例的真空断路器30C因为存在弯折的固定部件19＇，所以能够使操作器的驱动力、即真空断路器30C的开闭动作中发生的冲击和振动产生的应力与实施例1相比更加分散，因此与实施例1相比能够进一步抑制将模塑后的真空阀1和操作机构部4的壳体固定的螺栓21a、21b、21c、21d、21e和螺母的松动的发生、或者操作机构部4的弯曲，能够进一步提高对于模塑后的真空阀1、或者装载有模塑后的真空阀1的真空断路器30C的开闭动作的可靠性。

另外，本实施例中示出了固定部件19为1个的情况，但设置多个固定部件19的情况下，显然效果更加显著。

(实施例4)

图4是本发明的其他实施例的实施例4的真空断路器的局部截面图。其中，对于与实施例1相同的部分省略说明。

图4所示的本实施例的真空断路器30D与实施例1同样，将固定部件19的真空阀1一侧用螺栓固定在模塑突出部上，固定部件19的操作机构部4一侧被作为紧固机构的螺栓21c、21d直接固定在操作机构部4的壳体上，但本实施例中，在位于浮置电位金属11的周围的模塑突出部将固定部件19固定的螺栓21a是检查真空阀1内的压力(真空度)的检查用螺栓22，该检查用螺栓22和与检查用螺栓22成对的检查用嵌入螺母23在与浮置电位金属11隔开规定距离的位置将固定部件19固定，检查用螺栓22和检查用嵌入螺母23与固定部件19通过绝缘部件24电绝缘。

另外，在检查用螺栓22上连接有检测真空阀1的压力上升时的浮置电位金属11的电位上升的压力监视装置25，具备根据用该压力监视装置25检测出的检测信号判断真空阀1的内部压力有无异常的判断装置26。

上述压力监视装置25由与检查用螺栓22和检查用嵌入螺母23的至少一者连接的连接线25a、和经由该连接线25a与检查用螺栓22和检查用嵌入螺母23的至少一者部分地串联连接的多个绝缘物(例如电容器)25b1、25b2、和连接在多个绝缘物25b1、25b2之间的电位测量器25c构成，在部分地串联连接的多个上述绝缘物25b1、25b2中，与位于靠近检查用螺栓22和检查用嵌入螺母23的一侧的1个绝缘物25b1不同的绝缘物25b2与电位固定点(地)25d连接。

这样构成的本实施例的真空断路器30D在真空阀1发生压力劣化的情况下在检查用螺栓22中发生电位，所以通过将压力监视装置25与检查用螺栓22连接能够监视真空阀1的内部压力有无异常。

此处，说明真空阀1的压力劣化、即真空容器内部的压力上升的情况。

真空容器的内部的压力上升，一般因气体从真空容器外部透过、气体从真空容器的内部部件释放、在波纹管9和接合部等处偶尔产生的针孔等主要原因而发生，如图5的表示真空容器内的压力与放电开始电压的关系的帕邢曲线所示，大致在成为10^-1Pa以上时绝缘性能开始急剧降低。

装载有真空阀1的真空断路器30D处于通常运转状态时，在真空阀1中发生压力上升、绝缘性能降低时，在由固定侧导体7、固定侧电极12、可动侧导体10、可动侧电极13构成的主电路，和与该主电路电绝缘的浮置电位金属11之间发生放电。

真空阀1中未发生压力上升的通常运转时的浮置电位金属11的电位大致由运转电压、真空阀1的结构、和真空阀1周围的固定电位部件(例如车辆的壳体或地面)的配置等决定，但发生压力上升并在真空阀1的主电路与浮置电位金属11之间发生放电时的浮置电位金属11的电位成为对通常运转时的电位叠加了放电脉冲的电位。进而，压力上升时增加的放电脉冲被叠加，最终浮置电位金属11的电位上升至接近运转电压的状态。

通过用与检查用螺栓22连接的压力监视装置25检测上述压力上升时的浮置电位金属11的电位上升，并将该检测信号对外部的判断装置26输出，能够得知真空阀1的内部压力的稳健性(有无异常)。

根据这样的本实施例的真空断路器30D，不仅能够获得与实施例1相同的效果，也能够监视真空阀1的内部压力，因此能够提高真空阀1的绝缘可靠性、即真空断路器30D的可靠性。

(实施例5)

图6示出了本发明的其他实施例的实施例5的真空断路器，是与沿图2的A-A＇线的截面相当的图。其中，对于与实施例4相同的部分，省略说明。

图6所示的本实施例的真空断路器30E是固定部件19配置在2个部位、该固定部件19跨真空阀1周围的模塑部1A和操作机构部4的结构，固定部件19与实施例4同样被固定在真空阀1周围的模塑部1A和操作机构部4的壳体上，但与在周向上配置有多个(本实施例中为2个)的检查用螺栓22a、22b成对的检查用嵌入螺母23a、23b被固定在与浮置电位金属11隔开规定距离的位置，用绝缘部件24使检查用螺栓22a、22b和检查用嵌入螺母23a、23b与固定部件19电绝缘。

另外，本实施例中，将全长不同的检查用嵌入螺母23a、23b分别嵌入模塑突出部20a中。

这样构成的本实施例的真空断路器30E能够获得与实施例1相同的效果，而且因为真空阀1的浮置电位金属11与检查用嵌入螺母23a、23b之间的距离不同、即图6的L1与L2的距离不同，所以能够改变检查用螺栓22a、22b中产生的电位。

图6中，上侧的检查用嵌入螺母23a与下侧的检查用嵌入螺母23b相比，是与真空阀1的浮置电位金属11的距离更短的结构，真空阀1的内部压力上升时，上侧的检查用嵌入螺母23a的电位先上升。真空阀1的内部压力进一步上升时，下侧的检查用嵌入螺母23b的电位上升。只要事先得知压力与检查用嵌入螺母23a、23b的电位上升的关系，就成为简易的压力计，能够得知真空阀1的内部压力发生了怎样的程度的劣化。

另外，本实施例中示出了2个检查用螺栓22a、22b，但只要在周向上存在多个，就能够相应地提高压力测量的精度。

(实施例6)

图7是本发明的其他实施例的实施例6的真空断路器的局部截面图。其中，对于与实施例1和实施例4相同的部分，省略说明。

图7所示的本实施例的真空断路器30F中，与1个检查用螺栓22a1(或22a2、22a3)成对的1个检查用嵌入螺母23a1(或23a2、23a3)的组在真空阀1周围的模塑部1A上、并且在浮置电位金属11的轴向上配置多个(本实施例中为3个)，在该浮置电位金属11的轴向上配置的3个各检查用嵌入螺母23a1、23a2、23a3以与浮置电位金属11的距离分别不同的方式配置。

具体而言，固定部件19是跨真空阀1周围的模塑部1A和操作机构部4的结构，固定部件19被固定在真空阀1周围的模塑部1A和操作机构部4的壳体上，此时，位于浮置电位金属11的周围的固定部件19被检查用螺栓22a1、22a2、22a3和与该检查用螺栓22a1、22a2、22a3成对的检查用嵌入螺母23a1、23a2、23a3以各个检查用嵌入螺母23a1、23a2、23a3与浮置电位金属11的距离不同的方式在3个部位固定在真空阀1的模塑部1A上。

用绝缘部件24使各个检查用螺栓22a1、22a2、22a3和检查用嵌入螺母23a1、23a2、23a3与固定部件19电绝缘。

另外，本实施例中，将全长不同的检查用嵌入螺母23a1、23a2、23a3分别嵌入真空阀1周围的模塑部1A的突出部20a1、20a2、20a3中。

这样构成的本实施例的真空断路器30F能够获得与实施例1相同的效果，而且因为真空阀1的浮置电位金属11与各个检查用嵌入螺母23a1、23a2、23a3之间的距离不同，所以能够改变检查用螺栓22a1、22a2、22a3中产生的电位。

例如，图7中，左侧的检查用嵌入螺母23a1与真空阀1的浮置电位金属11的距离最短，接着，该距离按中央的检查用嵌入螺母23a2、右侧的检查用嵌入螺母23a3变长。真空阀1的内部压力上升时，左侧的检查用嵌入螺母23a1的电位首先上升，真空阀1的内部压力进一步上升时，中央的检查用嵌入螺母23a2、以及右侧的检查用嵌入螺母23a3的电位上升。只要事先得知压力与检查用嵌入螺母23a1、23a2、23a3的电位上升的关系，就成为简易的压力计，能够得知真空阀1的内部压力发生了怎样的程度的劣化。

另外，本实施例中示出了3个检查用螺栓22a1、22a2、22a3，但如果在轴向上进一步追加，则能够提高压力测量的精度。

另外，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具备说明的全部结构。另外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。此外，能够对各实施例的结构的一部分进行其它结构的追加、删除、替换。

Claims (8)

1.一种真空断路器，其包括至少收纳固定侧电极和可动侧电极、且周围被模塑部包覆的真空阀，和驱动所述可动侧电极的操作机构部，所述真空断路器的特征在于：

所述真空阀和所述操作机构部配置在直线上，并且包括跨所述真空阀的模塑部和所述操作机构部将两者固定的固定部件，

所述固定部件用紧固机构固定于在所述真空阀的模塑部的侧面上突出地设置的多个模塑突出部和所述操作机构部上，

所述真空阀包括：与圆筒绝缘件的一端接合的固定侧端板；气密地贯通该固定侧端板的固定侧导体；与所述圆筒绝缘件的另一端接合的可动侧端板；一端与该可动侧端板接合，允许可动部的驱动的波纹管；和气密地贯通该波纹管，能够维持真空地在轴向上驱动的可动侧导体，

在所述真空阀的内部，配置被所述圆筒绝缘件支承的浮置电位金属、与所述固定侧导体的端部连接的所述固定侧电极、和与所述可动侧导体的端部连接的所述可动侧电极，

在位于所述浮置电位金属的周围的所述模塑突出部上将所述固定部件固定的所述紧固机构是检查用螺栓，该检查用螺栓和与该检查用螺栓成对的检查用嵌入螺母在与所述浮置电位金属隔开规定距离的位置将所述固定部件固定，所述检查用螺栓和所述检查用嵌入螺母与所述固定部件通过绝缘部件电绝缘。

2.如权利要求1所述的真空断路器，其特征在于：

包括与所述固定侧导体电连接的固定侧线缆套管和与所述可动侧导体电连接的可动侧线缆套管，

所述固定部件也配置在位于所述操作机构部的相反侧的所述固定侧线缆套管的侧面上。

3.如权利要求2所述的真空断路器，其特征在于：

所述固定部件在轴向上延伸，并且在越过所述固定侧线缆套管的位置向内侧弯折，该弯折的所述固定部件用紧固机构固定于在所述固定侧线缆套管的模塑部上设置的模塑突出部上。

4.如权利要求1所述的真空断路器，其特征在于：

在所述检查用螺栓上连接有检测所述真空阀的压力上升时的所述浮置电位金属的电位上升的压力监视装置，所述真空断路器包括根据由所述压力监视装置检测出的检测信号判断所述真空阀的内部压力有无异常的判断装置。

5.如权利要求4所述的真空断路器，其特征在于：

所述压力监视装置包括：与所述检查用螺栓和所述检查用嵌入螺母的至少一者连接的连接线；经由该连接线与所述检查用螺栓和所述检查用嵌入螺母的至少一者串联连接的多个电容器；和连接在多个所述电容器之间的电位测量器，在多个所述电容器中，与位于靠近所述检查用螺栓和所述检查用嵌入螺母的一侧的1个所述电容器不同的电容器与电位固定点连接。

6.如权利要求1所述的真空断路器，其特征在于：

所述检查用螺栓和所述检查用嵌入螺母，在所述浮置电位金属的周向或轴向上配置有多个。

7.如权利要求6所述的真空断路器，其特征在于：

在所述浮置电位金属的周向或轴向上配置有多个的各所述检查用嵌入螺母，分别配置成与所述浮置电位金属的距离不同。

8.如权利要求1所述的真空断路器，其特征在于：

所述固定部件配置有多个，各个所述固定部件跨所述真空阀的模塑部和所述操作机构部用紧固机构固定于在所述真空阀的模塑部的侧面上突出地设置的多个模塑突出部和所述操作机构部上。