CN1179387C - 气体绝缘开关 - Google Patents

Abstract

本发明为了有效地利用发电站或变电站的空间，并改善经济效率，减少气体绝缘开关的尺寸。提供了一种配备有固定触点和动触点的气体绝缘开关，所述动触点可以接触固定触点，也可以和固定触点分开，在动触点的断开操作和闭合操作期间，仅用单独一个减振器使动触点断开。因而使用符合本发明的气体绝缘开关改善了整个部件的经济效率，对于相同种类的气体绝缘开关，可以获得驱动能降低的设备。

Description

气体绝缘开关

技术领域

本发明涉及一种气体绝缘开关，具体地说，本发明涉及一种具有使动触点的惯性质量速度制动的功能的气体绝缘开关。

背景技术

通常，气体绝缘开关配备有固定触点和动触点，用于闭合和断开输电线的主电路，从而开启和关闭电流。为了断开主电路，一个断开信号被输送给驱动动触点的操纵设备。同样为了电连接主电路，一个闭合信号被输送给操作设备。

如图5所示，在闭合和断开操作时，包括构成主电路的动触点的开关的运动部分进行被驱动力、负载力和摩擦力之间的关系所确定的加速运动和等速运动。在每次闭合和断开操作的最后时刻，需要适当的断开，从而阻止开关机械损伤。根据一个现有技术，例如日本专利申请平成10-228847(下文被称作现有技术实例1)，在操纵设备的减震器上设置一个阻尼器，从而执行适当的断开并吸收每次闭合和断开操作时的振动。

根据日本专利申请平成11-213824(下文被称作现有技术实例2)，在每次闭合和断开操作的最后时刻，使用两个阻尼器作为减振器，当杠杆接触阻尼器时，每次闭合和断开操作时的振动被吸收。

当使用现有技术实例1所示的开关时，由于在气体绝缘开关的闭合和断开操作的所有时间内，减振器自身作为一负载而工作，操纵设备的部分驱动能被耗费。由于这些因素，操纵设备的驱动源的所有能量没有被转换成动触点的加速运动和等速运动，因此导致能量利用率低的缺陷。

当使用现有技术实例2所示的开关时，改善了能量利用率，但是减振器需要被设置成分别用于闭合操作的和用于断开操作的，导致操作设备的外部尺寸和零件数量增大的缺陷。由于上述问题，当利用现有技术减振器的操作设备被用于气体绝缘开关时，由于元件尺寸的增加，引起电站和变电所所需空间增加的问题，因而由于操纵设备的驱动源的能量损耗很高，不能满足诸如改进经济效率的社会需求。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种气体绝缘开关，可减少运动元件作加速运动和等速运动所需的能量。

本发明的另一个目的是提供一种气体绝缘开关，能够降低对诸如弹簧、气缸或液压缸等作为操作设备自身能源的被用于气体绝缘开关的元件的特定要求。

本发明的另一个目的是提供一种气体绝缘开关，使得用于驱动气体绝缘开关的操作设备自身的尺寸和气体绝缘开关的整体尺寸可以减小。

本发明的另一个目的是提供一种气体绝缘开关，必需的减振器被构造成一单独的单元，可以实现进一步减少操作设备尺寸的目的。

本发明的另一个目的是提供一种气体绝缘开关，提供一种能够满足诸如有效地利用发电站或变电站的空间社会需求的气体绝缘开关，可以改善经济效率。

为了解决上述问题，本发明的气体绝缘开关配备有用于吸收在操作设备的闭合操作和断开操作时固定触点和动触点上的振动的减振器，该减振器被设置在操作设备的断开操作部分内，该减振器吸收闭合操作和断开操作时所产生的振动。

此外，为了解决上述问题，本发明的气体绝缘开关配备有用于吸收在操作设备的闭合操作和断开操作时固定触点和动触点上的振动的减振器，该减振器被设置在操作设备的断开操作部分内，断开操作部分的控制装置配备有断开弹簧，该减振器吸收闭合操作和断开操作时所产生的振动。

此外，为了解决上述问题，本发明的气体绝缘开关配备有用于用液压方式吸收在操作设备的闭合操作和断开操作时固定触点和动触点上的振动的减振器，通过调整液压压力，减振器调整闭合和断开操作中的振动，闭合操作和断开操作时所产生的振动被该减振器吸收。

此外，为了解决上述问题，符合本发明的气体绝缘开关配备有减振器和与动触点相连的输出杆，该减振器被设置在输出杆的任一个运动方向上的位置，在动触点的闭合操作和断开操作时，该减振器制动与动触点相连的输出杆。

附图说明

图1是一个示意性图表，显示了本发明的使用弹簧操纵装置的气体绝缘开关的闭合操作；

图2是一个示意性图表，显示了本发明的使用弹簧操纵装置的气体绝缘开关的断开操作；

图3详细显示了本发明的气体绝缘开关的一个实施例的操纵装置的减振器；

图4是沿图3的A-A线的断面图；

图5显示了气体绝缘开关的闭合和断开的运动特征；

图6显示了本发明的气体绝缘开关的一个实施例的示意图。

具体实施方式

下文接合附图介绍本发明的气体绝缘开关的一个优选实施例。

图6示意地显示了一个本发明的优选实施例的气体绝缘开关的结构，其中构成断路开关的断开部分的固定电极602和活动电极603被分别连接到固定侧导体604和活动侧导体605上。分别被支撑绝缘体606和607所支撑的固定侧导体604和活动侧导体605被封闭在充满消弧气体的接地容器608内。支撑绝缘体607、活动侧导体605和活动电极603被一操作机械盒609所支撑，该盒容纳将在下文介绍的操作机械。通过绝缘操作杆610，活动电极603被连接到将在下文介绍的操作机械的输出杆203上。销钉612穿过活动电极603、绝缘支撑杆610和操作机械部分611中每一个元件的销钉孔，将它们连接在一起。

由于将在下文介绍的操作机械根据闭合指令而工作，输出杆203运动并迫使绝缘操作杆610运动，因而在电路闭合操作时，活动电极603接触固定电极602以使电路闭合。在电路断开操作时，输出杆203反向运动，因而操作杆也反向运动，从而活动电极603和固定电极602分开，断开电路。

下文将介绍符合本发明的优选实施例的操作机械。

图1显示本发明的气体绝缘开关的弹簧机构(开关处于开启状态)，下文将介绍弹簧机构的结构和操作。

弹簧机构的功能是在闭合弹簧和断开弹簧的帮助下，使动触点接触气体绝缘开关的固定触点和使动触点与气体绝缘开关的固定触点分开，所述弹簧机构大致包括闭合操作部分100、断开操作部分200和闭合弹簧压缩部分300，在这个实施例中，该弹簧机构还包括减振器360。

在开关的正常操作条件下，弹簧机构设计成使得闭合弹簧101总是处于被压缩状态，用于保持闭合操作部分的触发钩109处于接合状态，以保持闭合弹簧101的压缩能。闭合弹簧101在闭合操作时被释放，但是压缩机构300重新使闭合弹簧101处于被压缩状态。在压缩机构300中，通过闭合弹簧压缩电动机312的转动，随着棘轮齿轮的爪被一个一个地输送，闭合弹簧101逐渐被压缩，当完成压缩时，闭合闩被最终设定，弹簧做好了闭合操作的准备。该机构还设计成使得因而在开关处于操作状态下，断开弹簧201和闭合弹簧一样总是处于压缩状态，当开关断开时，弹簧201被释放，但是在下一个闭合操作时，再次被压缩，当完成压缩时，断开触发钩209被接合，断开弹簧201的压缩能被保持。此外，减振器360主要包括一活塞、一杆端和断开弹簧导杆。

下文将介绍从断开状态向闭合状态的转换操作。闭合弹簧101被压缩机构300保持在压缩状态，断开弹簧201处于释放状态，断路开关400的动触点401处于和固定触点402分开的断开状态。通过闭合操作部分的连接轴104，闭合弹簧201的弹力被传送到凸轮105，凸轮105的逆时针(CCW)转动力矩被闭合掣子杆108所保持。此外，凸轮105所产生的闭合掣子杆108的逆时针(CCW)转动力矩被断开触发钩109所保持，以维持力的平衡。当在此条件下根据断路开关400的闭合指令使合闸螺线管110被激发，闭合柱塞111使断开触发钩109逆时针转动，从而使断开触发钩109和闭合掣子杆108分离，在此时刻，闭合掣子杆108和凸轮105脱离接合，通过闭合弹簧杠杆102而承受闭合弹簧力的齿轮103逆时针转动，闭合弹簧101向右运动。和齿轮103联动的凸轮105也逆时针转动。因而通过设置在主传输杠杆205上的主传输杠杆辊206，和凸轮105的周边接触的主传输杠杆205顺时针转动。由于通过断开操作部分的连接轴204和这种运动联动的输出杆203顺时针转动，通过和该杆连接的断开弹簧连杆302，使处于释放状态的断开弹簧204被输出杆203的力所压缩，同时断开操作部分的连接轴204和该杆相连的主传输杆205和断开掣子杆207接合，断开掣子杆207和断开中间杆208接合，最后，断开中间杆208和断开触发钩209接合，从而保持处于压缩状态的断开弹簧201处于闭合状态。

此外，在本发明的一个优选实施例的气体绝缘开关的操作机械中，在输出杆203的任一运动方向上的一个位置通过联杆设置了既用于闭合操作又用于断开操作的减振器360。

在上述闭合操作的最后时刻，当移动了设计长度L的自由移动距离320之后，断开弹簧导杆202抵靠减振器360的杆端509，从而制动运动元件的速度，如图2所示，动触点401和固定触点402接触，使开关进入闭合状态。完成闭合操作后，闭合弹簧101再次被闭合弹簧压缩机构300所压缩，通过闭合弹簧连杆102，将弹簧力传送到齿轮103，通过闭合操作部分的连接杆104，将弹簧力传送到凸轮105，力矩被闭合掣子杆108和闭合触发钩109所保持用于维持力的平衡。

图2示意性显示了本发明一个优选实施例的气体绝缘开关的操作装置机构，图2显示了开关从闭合状态向断开状态转换的操作。根据图1所示的动作的结果而处于压缩状态的断开弹簧201和与固定触点402接触的断路开关400的电动触点401等都处于闭合状态。通过断开操作部分的连接轴204，断开弹簧201的弹簧力从输出杆203被传输到主传输杆205，主传输杆205的逆时针转动力矩被断开掣子杆207所保持。此外，主传输杆205的力矩所产生成的断开掣子杆207的逆时针转动力矩被断开中间杆208所保持，通过和断开触发钩209的接合，断开中间杆208的逆时针转动力矩被保持，以维持力的平衡。

当在此条件下根据断路开关400的断开指令使断开螺线管210被激发时，断开柱塞211使断开触发钩209逆时针转动，从而使断开触发钩209和断开中间杆208脱离接合，同时，断开掣子杆207和主传输杆205脱离接合，通过断开弹簧导杆205而将断开弹簧力传送到输出杆203，该输出杆203逆时针转动，断开弹簧201向右运动。

在上述断开操作的最后时刻，当移动了设计长度L的自由移动距离(320)之后，断开弹簧导杆202抵靠减振器360的杆端509，从而制动运动元件的速度，如图1所示，动触点401和固定触点402分开，使开关进入断开状态。

将本发明一个优选实施例的气体绝缘开关的操作设备和现有技术相比，在现有技术中，需要为闭合操作和断开操作分别提供减振器，但是由于本发明实现了在闭合和断开操作中仅使用单独一个减振器吸收振动，操作设备所需空间被缩小。

此外，由于除了吸收振动动作之外，不产生负载动作，操作装置的驱动能不需要被耗费，改善了能量利用率。

此外，现有技术的开关为每个闭合操作和每个断开操作配备一减振器的同时，每个减振器被设置在输出轴的转动方向的顺时针和反时针位置，本发明实现了一种结构，既用于闭合操作又用于断开操作的单独一个减振器被设置在输出杆的任一个转动方向上的位置，该结构在闭合操作和断开操作时都能实现减振，因而和现有技术的开关相比，确保减少部件所需的空间。

图3详细地显示了在本发明一个优选实施例的气体绝缘开关中所使用的减振器360的结构和操作。该实施例的减振器包括外管501、内管502、活塞503、导向活塞504、止回阀505、调整节流阀506、高压密封507、档尘圈508、杆端509、锁紧螺母510和活塞防转动导向件511。

图3示出的本发明一个优选实施例显示了一种应用，其中减振器被设置在断开弹簧导向器202内。由于减振器被设置在断开弹簧201内，该弹簧被设置成和输出杆203的转动方向相反，减振器不需要特殊的空间，因此，操作设备的结构可以紧凑。

瞬时接通电路断开操作时，断开弹簧导向器202向右运动。同时，在起动后，断开弹簧导向器202移动设计长度L320内的距离，导向器不和减振器的杆端509接触，而是自由地运动，因而没有造成减振器的驱动能损失。当导向器和杆端509彼此抵靠之后，活塞503也向右运动，因而，随着工作流体通过内管502上的孔513和调整节流阀506被推出，被包含在断开流体腔512内的工作流体的压力增加，所述压力增加所生成的反作用力制动运动元件的速度。从断开流体腔512内被推出的工作流体推动并开启断开流体腔侧面上的止回阀505并流入开启流体腔514。当活塞的运动距离到达设计长度时，内管502中的孔不能再被使用，工作流体仅能通过调整节流阀506而流动。对于这种结构，通过在外部闭合或开启节流阀506，利用液体腔内的压力增加特性，能够轻易地获得制动特性的调整。在闭合操作中，和断开操作相同，随着杆端509和断开弹簧导向器202在自由运动距离L320(即图1所示的设计长度后)彼此抵靠，实现断开。

图4显示了本发明一个优选实施例的减振器360内的断开弹簧导向器202上的椭圆孔202和杆端509之间的关系。图4(a)显示减振器处于最终安装位置，图4(b)显示减振器正在被安装。

杆端509的碰撞部分和断开弹簧导向器202之间的关系是这样的，即如图4(a)所示，杆端509的纵向和断开弹簧导向器202上的椭圆孔成90°。当安装减振器时，即如图4(b)所示，杆端509的纵向首先和断开弹簧导杆202上的椭圆孔相匹配然后再插入该椭圆孔，然后杆端转动90°并被固定。因而即使在闭合操作期间，断开弹簧导杆202向左运动，杆端509也抵靠断开弹簧导向器202，也可以获得断开。

在操作设备中，使用上述减振器，由于使部件的尺寸尽可能地小，因而既减少了部件的安装空间，又减少了零件的数量，和由于减少了零件数量而改进了可靠性，同时能够从外部轻易地调整闭合和断开特性。

如上所述，利用本发明一个优选实施例的气体绝缘开关，操作机械可以被制造成很紧凑，因而操作机械盒609的整体结构比现有技术的小。

此外，利用本发明的气体绝缘开关，由于开关作为一个整体是紧凑的，能够实现减少建设发电站或变电站所需的占地面积的目的。

此外在上述实施例中，垂直地安置气体绝缘开关，本发明适用于不同类型的开关，包括水平地安置的气体绝缘开关。

如上所述，利用本发明一个优选实施例的气体绝缘开关，使运动元件加速运动和等速运动所需的能量可以被降低，能够降低对诸如弹簧、气缸、液压缸等作为操作设备自身能源的元件的特定要求，所述操作设备被用于气体绝缘开关。从而用于驱动气体绝缘开关的操作设备的尺寸和气体绝缘开关的整体尺寸可以被降低。同时在现有技术中，在减振器不需要作为连续负载而工作的机械中，需要安置两个减振器，一个减振器用于闭合操作，一个减振器用于断开操作，本发明允许将所需的减振器构造成优选实施例中所述的一个单一的装置，从而确保进一步地缩小操作设备的尺寸。因此，能够提供满足诸如有效利用发电站或变电站的空间和改善经济效率的社会需求的气体绝缘开关。

因此，从电力角度看，使用本发明的减振器可以改善部件的整体经济效率，可以把进一步减少驱动能的操作设备应用在相同规格的气体绝缘开关中，因此降低了部件的尺寸，同时由于减少了零件数量，改善了可靠性。

Claims (9)

1.一种气体绝缘开关，配备有：

包括一固定触点和一动触点的断开部分，所述动触点可以接触固定触点，也可以和固定触点分开，动触点和固定触点都被设置在充满绝缘气体的接地容器内；

包括闭合操作部分和断开操作部分的操作设备，所述闭合操作部分使闭合部分的动触点和固定触点接触，所述断开操作部分使动触点和固定触点分开；

吸收该操作设备的闭合操作和断开操作时两个触点上的振动的减振器；

减振器被设置在操作设备的断开部分内；该减振器吸收闭合操作和断开操作时的振动。

2.一种气体绝缘开关，配备有：

包括一固定触点和一动触点的断开部分，所述动触点可以接触固定触点，也可以和固定触点分开，动触点和固定触点都被设置在充满绝缘气体的接地容器内；

包括闭合操作部分和断开操作部分的操作设备，所述闭合操作部分使闭合部分的动触点和固定触点接触，所述断开操作部分使动触点和固定触点分开；

吸收该操作设备的闭合操作和断开操作时两个触点上的振动的减振器；

断开操作部分的控制装置配备有断开弹簧，减振器被设置在断开弹簧内；该减振器吸收闭合操作和断开操作时的振动。

3.根据权利要求1所述的气体绝缘开关，其特征在于：

当动触点处于闭合操作和断开操作时，在所述操作期间，来自上述操作的任何负载没有被施加到减振器上。

4.根据权利要求2所述气体绝缘开关，其特征在于：减振器包括活塞、杆端和断开弹簧导向器，所述这些元件都被设置在断开操作部分的断开弹簧内。

5.根据权利要求1或2所述的气体绝缘开关，其特征在于：在操作杆的帮助下，操作装置使动触点和固定触点接触或断开，操作杆的运动方向和减振器的运动方向相同。

6.一种气体绝缘开关，配备有：

包括一固定触点和一动触点的断开部分，所述动触点可以接触固定触点，也可以和固定触点分开，动触点和固定触点都被设置在充满绝缘气体的接地容器内；

包括闭合操作部分和断开操作部分的操作设备，所述闭合操作部分使闭合部分的动触点和固定触点接触，所述断开操作部分使动触点和固定触点断开；

用液压方式吸收该操作设备的闭合操作和断开操作时两个触点上的振动的减振器；通过调整液压压力，减振器调整闭合和断开操作的振动；该减振器吸收闭合操作和断开操作时的振动。

7.根据权利要求6所述的气体绝缘开关，其特征在于：可以从外部调整减振器的液压节流阀。

8.一种配备有固定触点和动触点的气体绝缘开关，所述动触点可以接触固定触点，也可以和固定触点分开，其特征在于：

设置一减振器，和与动触点相连的输出杆，减振器被设置在输出杆的任一个运动方向上的位置，在动触点的断开操作和闭合操作时，该减振器制动与动触点相连的输出杆。

9.根据权利要求8所述气体绝缘开关，其特征在于：

输出杆可转动，和减振器被设置在输出杆的任一个转动方向上的位置。

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