CN1271471A - 开关装置 - Google Patents

Abstract

一种开关装置,包括:母线侧导体、负荷侧导体、接地用导体、用一对第1固定电极和第1可动电极使母线侧导体与负荷侧导体离合的主回路开闭部、用一对第2固定电极和第2可动电极使负荷侧导体与接地用导体离合的接地开闭部、对主回路开闭部的第1可动电极进行驱动的第1驱动装置、对接地开闭部的第2可动电极进行驱动的第2驱动装置、以及真空容器,母线侧导体、负荷侧导体及接地用导体各自的一端、主回路开闭部和接地开闭部设在真空容器的内部,第1驱动装置和第2驱动装置设在真空容器的外部。

Description

开关装置

技术领域

本发明涉及具有将母线侧导体与负荷侧导体进行离合的主回路开闭部和将负荷侧导体与接地用导体进行离合的接地开闭部的开关装置。

背景技术

可将来自母线的电源向各种负荷设备及其它电气室配电使用的开关装置是同连接母线用的母线侧导体和连接负荷方向的送电电缆用的负荷侧导体等的连接导体一起，把将母线侧导体与负荷侧导体进行离合的主回路开闭器、将负荷侧导体接地用的接地开闭器以及监视控制所需的控制元件等的内部器件适当地配设在接地金属制的外箱内而构成的。

这种开关装置如特公平7-28488号公报所示，具有由将主要的内部器件、即主回路开闭器以及接地开闭器与连接导体的一部分一体构成的功能性单元，将这种功能性单元配置在外箱内，只用于母线与送电电缆的连接。

图33为上述特公平7-28488号公报公开的开关装置主要部分结构的侧视图，图34为图33所示的开关装置的电气连接图。图中所示的开关装置是将第1、第2、第3开闭器3、4、5和真空消弧室9配置在密封有绝缘性气体、并具有贯通其周壁一部分的送电电缆连接用套管2a和母线连接用的套管2b(参照图34)的容器1的内部而构成。

如图34所示，通过套管2b与外部的母线(未图示)连接的、对应三相的母线侧分支承体6如图33所示，受支承绝缘子11的支承，被设置在金属制的容器1内，这些母线侧分支导体6通过真空消弧室9内部组成的未图示的开闭装置以及第1开闭器3，与固定支承在支承绝缘子60a上的中间导体60连接，由该中间导体60向两个方向分支，各个分支通过第2、第3开闭器4、5与支承在套管2a、2a上的负荷侧导体2、2连接，再经过该负荷导体2、2，分别与外部的送电电缆(未图示)连接。

开闭器3、4、5分别具有可根据3对金属连杆8、8、8和绝缘连杆7、7、7传递的未图示的各驱动源的动作而分别围绕枢轴摆动的摆动电极。第1开闭器3按照其摆动电极的摆动位置，可以变更为连接真空消弧室9内部开闭装置的输出电极与凸状设置在所述中间导体60对应位置上的固定电极的闭路位置、连接所述摆动电极与接地用导体10a的接地位置、以及两个位置中间的与所述固定电极和接地用导体10a分离的断路位置。

第2、3的开闭器4、5通过各摆动电极的摆动，在负荷侧导体2、2与分别凸状设置在中间导体60的对应位置上的固定电极及接地用导体10b、10c之间，变更为与第1开闭器3一样的3个位置。

采用以上结构，只要将母线侧分支导体6与负荷侧导体2进行离合的主回路开闭部和将负荷侧导体2接地用的接地开闭部连同连接用的导体一起配设在容器1的内部，通过套管2b将母线侧分支导体6与容器1外的母线连接，并通过套管2a、2a将负荷侧导体2、2与容器1外的送电电缆连接，就可提供出小型化的开关装置。

然而，在上述传统的开关装置中，真空消弧室9内部的开闭装置只能用于该回路的开闭，第1开闭器3同时具有与其它回路间断路用的断路器和在断路后将所述开闭装置的输出电极接地的接地开闭器的作用，并且，第2、第3开闭器4、5具有将各自对应的负荷侧导体2接地的接地开闭器的功能，由于在母线侧分支导体6与负荷侧导体2之间配置着串联的2个开闭器(第1开闭器3和第2开闭器4、或第1开闭器3和第3开闭器5)，因此必须确保这些部件的配置空间，使容器1的小型化受到限制。

又，在容器1的内部密封有绝缘气体，所述开闭器3、4、5必须在三相的相位间、对地间、断路位置的各个极之间确保与所述封入气体的种类对应的绝缘距离，不仅增大了各开闭器3、4、5的体积，而且为确保各开闭器3、4、5之间充分的隔离距离，会影响容器1内的配设效率，使容器1的小型化受到限制。

又，如图34所示，由于在三相回路中的各个相位上设置真空消弧室9，必须确保配设它们的位置，故不能实现容器1的小型化，还会导致产品成本的上升。

并且，当容器1内部发生电弧短路时，封入容器1内的绝缘性气体会因电弧能而在短时间内产生高温、高压的一种爆炸现象，故在所述容器1内，除了必须设置放压用的压力释放阀之外，又必须在放压结束之前的这一段时间内确保承受高压的强度，使容器1的结构复杂化，导致产品成本的上升。

发明的公开

本发明鉴于以上问题，其目的在于提供一种可实现小型化、降低产品成本、即使在内部发生电弧短路故障时也不会引起爆炸的安全性极高的开关装置。

为实现上述目的，本发明的开关装置包括：母线侧导体，负荷侧导体、接地用导体、通过一对第1固定电极和第1可动电极使母线侧导体与负荷侧导体离合的主回路开闭部、通过一对第2固定电极和第2可动电极使负荷侧导体与接地用导体离合的接地开闭部、驱动主回路开闭部的第1可动电极的第1驱动装置、驱动接地开闭部的第2可动电极的第2驱动装置、以及真空容器，母线侧导体，负荷侧导体及接地用导体各自的一端、主回路开闭部、以及接地开闭部设置在真空容器的内部，而第1驱动装置和第2驱动装置设置在真空容器的外部。

采用本发明，可将高电压的主回路构件与连接用的导体一起放置在保持高真空状态的真空容器内部，在绝缘特性优良的真空中构成主回路，缩小了三相的相位间，对地间，接点间所需的绝缘距离，并且，采用各自一对的固定电极和可动电极来构成主回路开闭部和接地开闭部，实现了小型化，即使在容器内部发生电弧短路时，保持真空状态的容器内也不会有空气膨胀，不用担心引起爆炸。

附图的简单说明

图1为本发明第1实施形态的开关装置主要部分结构的侧剖视图。

图2为图1所示开关装置的正面剖视图。

图3为图1所示开关装置的电气连接图。

图4为本发明第2实施形态的开关装置主要部分结构的侧剖视图。

图5为图4所示开关装置的正面剖视图。

图6为图4所示开关装置的电气连接图。

图7为本发明第3实施形态的开关装置主要部分结构的侧剖视图。

图8为图7所示的开关装置的正面剖视图。

图9为图7所示的开关装置的电气连接图。

图10为本发明第4实施形态的开关装置主要部分结构的侧剖视图。

图11为图10所示的开关装置的正面剖视图。

图12为图10所示的开关装置的电气连接图。

图13为真空器内部的屏蔽金属配设形态的说明图。

图14为真空器内部的屏蔽金属配设形态的说明图。

图15为真空器内部的屏蔽金属配设形态的说明图。

图16为真空器内部的屏蔽金属配设形态的说明图。

图17为绝缘部最佳嵌装形态的说明图。

图18为母线侧导体热伸缩的吸收结构的说明图。

图19为本发明第5实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图。

图20为本发明第6实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图。

图21为本发明第7实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图。

图22为本发明第8实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图。

图23为本发明第9实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图。

图24为本发明第10实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图。

图25为本发明第11实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图。

图26为本发明第12实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图。

图27为本发明第13实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图。

图28为本发明第14实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图。

图29为本发明第15实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图。

图30为本发明第16实施形态的开关装置主要部分结构的示意局部侧剖视图。

图31为本发明第17实施形态的开关装置主要部分结构的示意局部侧剖视图。

图32为本发明第18实施形态的开关装置主要部分结构的示意局部侧剖视图。

图33为传统的开关装置主要部分的结构。

图34为图33所示的开关装置的电气连接图。

实施发明的最佳形态

以下结合附图说明本发明的各实施形态。

(第1实施形态)

图1为本发明第1实施形态的开关装置主要部分结构的侧剖视图，图2为图1的正面剖视图，图3为该装置的电气连接图。

上述图中所示的开关装置是在内部保持高真空状态的真空容器12的内部设置主回路开闭部14和接地开闭部15，还设有母线侧导线16、负荷侧导体18和接地用导体24。如图2所示，在所述真空容器12的外部，安装着主回路开闭部14的第1驱动装置23、接地开闭部15的第2驱动装置以及与外部的送电电缆C连接用的陶瓷制电缆套管13。

负荷侧导体18通过陶瓷制绝缘部20，与采用第1波纹管22气体密封且在真空容器12内凸出的第1驱动装置23的输出端21连接，随着第1驱动装置23的动作，沿图2的上下方向以对应三相的3个部件为一组进行图3所示的动作。负荷侧导体18的中央部通过可挠性导体19，与凸出到真空容器12内部的电缆套管13的端子部连接，并通过该电缆套管13与真空容器12外部的送电电缆C连接，利用可挠性导体19的弹性变形，不管负荷侧导体18在上下方向的移动距离如何，均可保持这一连接状态。

在图3所示的送电电缆C的中途，设有计量用交流器17，对通过送电电缆C送往未图示的负荷的电流进行检测。

在如上结构的负荷侧导体18的下端，固定着主回路开闭部14的第1可动电极14b。对应三相中各相而设置的母线侧导体16在真空容器12的底部受各绝缘子28、28、28支承，在竖立于各对应的负荷侧导体18下侧的各母线导体16的分支导体27的上端，固定着主回路开闭部14的第1固定电极14a，与所述第1可动电极14b对置。

如上结构的具有第1可动电极14b和第1固定电极14a的主回路开关闭部14就具有了开闭器的功能，即，通过负荷侧导体18跟随第1驱动装置23的动作产生的上下移动，使第1可动电极14b与第1固定电极14a离合，以使母线侧导体16与负荷侧导体18之间通电或遮断。

通过第1驱动装置23的动作，可使第1可动电极14b离开第1固定电极14a位置在隔离距离短或长的两个位置上选择。在此场合，当隔离距离长时，还具有断路器的功能。另外，当负荷侧导体18上下移动时，因所述第1波纹管22的作用，能始终保持真空容器12内部的真空状态。

另一方面，在所述负荷侧导体18的中央部，设有与电缆套管13间的连接侧反向凸出的分支部，在该分支部的前端，固定着接地开闭部15的第2固定电极15a。接地用导体24与用第2波纹管25气体密封且凸出到真空容器12内的所述第2驱动装置26的输出端一体状连接，并跟随第2驱动装置26的动作，以对应三相中各相的3个部件为一组沿与所述分支部离合的方向移动。

在各接地用导体24的前端部，固定着接地开闭部15的第2可动电极15b，当主回路开闭部14处在开路状态时，形成面对着各负荷侧导体18的所述分支部前端的形态，接地用导体24又如图3所示，被延伸到真空容器12的外部并适当接地。

如上结构的具有第2可动电极15b和第2固定电极15a的接地开闭部15就具有了接地开闭器的功能，即通过跟随第2驱动装置26动作产生的接地用导体24的移动，使第2可动电极15b与第2固定电极15a离合，以使处于开路状态的主回路开闭部14的负荷侧接地或解除接地。另外，因所述第2波纹管25的作用，跟随第2驱动装置26动作产生的接地用导体24的进退动作与主回路开闭部14中的负荷侧导体18上下移动时一样，能始终保持真空容器12内部的真空状态。

由于如上结构的开关装置是将主回路开闭部14和接地开闭部15、连同作为连接用导体的母线侧导体16、负荷侧导体18和接地用导体24一起放置在保持真空状态的真空容器12的内部，且在绝缘特性优良的真空中构成高电压的主回路，故可缩小各部件之间所需的绝缘距离，因此可将主回路构件和连接用的导体配设得十分紧凑，故与传统的开关装置相比，可大幅度地缩小体积。并且，即使在真空容器12的内部发生电弧短路时，由于真空容器12内部不存在气体，故不用担心会因所述电弧短路而发生爆炸，具有极高的安全性。又，在负荷侧导体18的一部分一体状设有主回路开闭部14的第1可动电极14b和接地开闭部15的第2固定电极15a，故可有效地配置主回路开闭部14和接地开闭部15，使开关装置进一步小型化。另外，由于在主回路开闭部14的与可动构件移动方向大致垂直的面内将绝缘部20嵌装在可动构件之中，故在第1可动电极14b移动并推压第1固定电极14a时，可减轻作用于绝缘部20的弯曲荷重，防止绝缘部20的破损，因此可提高绝缘部20的耐用性。

(第2实施形态)

图4为本发明第2实施形态的开关装置主要部分结构的侧剖视图，图5为图4的正面剖视图，图6为该装置的电气连接图。

该实施形态的特点是，将母线侧导体16配置在真空容器12的外部，从该母线侧导体16对应三相中各相而分支的母线侧分支导体27通过贯通真空容器12周壁的对应位置设置的各母线用套管29，延伸到真空容器12的内部，由固定在各母线侧分支导体27的延伸端上的第1固定电极14a和面对着各第1固定电极14a的上部、被固定在负荷侧导体18下端的第1可动电极14b构成主回路开闭部14，该主回路开闭部14的开闭和断路动作跟随第1驱动装置23的动作进行，接地开闭部15的结构、负荷侧导体18与电缆套管13之间的连接形态等其它部分的结构与所述第1实施形态相同。

与第1实施形态一样，如上结构的开关装置由于是在绝缘特性优良的真空中构成主回路，故与传统装置相比，可大幅度缩小体积，也不用担心在真空容器12内部发生电弧短路引起爆炸现象，可获得高安全性的效果。并且，由于将从配置在真空容器12外部的母线侧导体16分支的母线侧分支导体27设在真空容器12内，如图5和图6所示，在真空容器12的内部，预先准备多个由主回路开闭部14和接地开闭部15形成一体的功能性单元，通过将这些单元适当地设置在母线侧导体16的中途，可方便地增减功能性单元的数量，可取得提高设计自由度的附带性效果。

(第3实施形态)

图7为本发明第3实施形态的开关装置主要部分结构的侧剖视图，图8为图7的正面剖视图，图9为该装置的电气连接图。

该实施形态的特点是真空容器12内部的主回路开闭部14的结构与第1实施形态不同。即，主回路开闭部14除了固定在母线侧分支导体27前端的固定电极32a之外，还在与电缆套管13连接的负荷侧导体35的前端部设有在所述固定电极32a的一侧并排固定的固定电极31a，另外，将通过绝缘部20与安装在真空容器12上部外侧的第1驱动装置23的输出端21连接的中间导体33的下部分为2支，在它们的下端分别固定着分别与所述固定电极31a、32a形成对置状的可动电极31b、32b，在母线侧导体16与负荷侧导体35之间，形成将具有固定电极31a及可动电极31b的第1开闭部和具有固定电极32a及可动电极32b的第2开闭部如图9那样串联设置的双点断开结构。

又，接地开闭部15具有固定在所述负荷侧导体35中途的分支部前端的第2固定电极15a和固定在接地用导体24前端的第2可动电极15b，同时，使第2可动电极15b可对第2固定电极15a离合的第2驱动装置26除了是装在真空容器12的外部下侧之外均与第1实施形态相同。当然，在将母线侧导体16配置在真空容器12外侧的第2实施形态中，也可以采取与第3实施形态相同的结构。

在如上结构的开关装置中，除了可得到第1和第2实施形态相同的效果之外，还由于主回路开闭部14具有双点断开结构，故可缩小主回路开闭部14遮断和断路时各接点间的隔离距离，由此可实现小型化。并且，负荷侧导体35和电缆套管13可用不用可挠性导体19的刚性结构连接，可获得更稳定的工作性能。

(第4实施形态)

图10为本发明第4实施形态的开关装置主要部分结构的侧剖视图，图11为图10的正面剖视图，图12为该装置的电气连接图。

该实施形态的特点是，除了真空容器12内部的主回路开闭器14之外，接地开闭部15也采用双点断开结构，并且，使这些可动构件和第1、第2驱动装置为共同所有。即，主回路开闭部14除了有在配置于真空容器12上部的母线侧分支导体27的前端上固定的固定电极37b之外，还有在与电缆套管13连接的负荷侧导体46上在所述固定电极37b的一侧并排固定的固定电极37d。如图10所示，负荷侧导体46是一种呈コ字形剖面的构件，其路途部被固定在电缆套管13上，所述固定电极37d固定在将负荷侧导体46上边的前端向下弯曲的端部上。

另外，接地开闭部15设有固定电极37g和固定电极37h。固定电极37g固定在将负荷侧导体46下边的前端向上弯曲的端部上，固定电极37h在所述固定电极37g的一侧并排固定在直立于真空容器12底部的接地用导体44的上端。在凸出到真空容器12外部的所述接地用导体44的下端，通过可挠性导体45与接地金属45a连接。

主回路开闭部14和接地开闭部15共有的可动构件42处在负荷侧导体46的横边间，该可动构件42的驱动装置40装在真空容器12的外侧，处在与电缆套管13相反一侧的位置。该驱动装置40设有贯通真空容器12周壁延伸、围绕其中途的大致水平的轴摆动的摆动连杆38，所述可动构件42通过陶瓷制的绝缘部20而与该摆动连杆38向真空容器12内的延伸端连接，并随着摆动连杆38的与驱动装置40动作对应的摆动而上下移动。另外，真空容器12周壁上的摆动连杆38的贯通部使用第1波纹管进行气体密封，由驱动装置40动作产生的摆动连杆38的摆动可在始终保持真空容器12内部真空的状态下进行。

在所述可动构件42的上部，分为2个分支的中间导体39将分支端朝上，在可动构件42的下部，与中间导体39一样形状的连接导体41将分支部朝下，采用大致水平状的各个销子连接，在中间导体39的端部，固定着主回路开闭部14的可动电极37a、37c，分别与所述固定电极37b、37b下部对置，而在连接导体41的端部，固定着分别与所述固定固定电极37h、37g上部对置的接地开闭部15的可动电极37e、37f。

如上结构的主回路开闭部14如图12所示，在母线侧导体16与负荷侧导体46之间，形成将具有固定电极37b和可动电极37a的第1开闭部与具有固定电极37d和可动电极37c的第2开闭部串联排列的双点断开结构，通过跟随驱动装置40的动作产生的摆动连杆38的摆动，使可动构件42上升时闭路，下降时开路。

又如图12所示，接地开闭部15在接地用导体44与负荷侧导体46之间，也形成将具有固定电极37h和可动电极37e的第1开闭部与具有固定电极37g和可动电极37f的第2开闭部串联排列的双点断开结构，与主回路开闭部14相反，通过跟随驱动装置40的动作产生的摆动连杆38的摆动，使可动构件42下降时闭路，上升时开路。

在主回路开闭部14闭路时，装在可动构件42上的中间导体39以连接用的销子为轴进行摆动，另外，呈前述形状的负荷侧导体46因自身的弹性而弯曲，使第1、第2开闭部上的电极相互间同时而又可靠地进行接触。同样，在接地开闭部15闭路时，装在可动构件42上的连接导体41以连接用的销子为轴进行摆动，另外，接地用导体44因支承其下部的所述可挠性导体45的弹性而向下移动，使第1、第2开闭部上的电极相互相同时而又可靠地进行接触。当然，在将母线侧导体16配置在真空容器12外侧的第2实施形态中，也可采取与第4实施形态相同的结构。

在如上结构的开关装置中，可得到与第1和第2实施形态相同的效果，又由于将主回路开闭部14及接地开闭部15做成双点断开结构，与第3实施形态一样，可缩小各接点间的隔离距离，实现小型化。另外，由于主回路开闭部14和接地开闭部15共有可动构件42及驱动装置40，因此可减少部件个数，简化结构，进一步实现开关装置小型化。

在以上形态的真空容器12的内部，存在着在主回路开闭部14的周围随着离合动作而在各电极之间产生金属蒸气电弧飞散且污染周围的问题。为解决这一问题，在真空容器12内部的适当位置上，配设如图13至图16所示的捕捉金属蒸气电弧的屏蔽金属。

图13至图15所示的屏蔽金属47设置成将露出到真空容器12内侧的绝缘材料覆盖住的状态。图13所示的屏蔽金属47覆盖在真空容器12的内面支承母线侧导体16的绝缘材料制的绝缘子28，图14所示的屏蔽金属47覆盖伸出到真空容器12内侧的电缆套管13的凸出部，图15所示的屏蔽金属47则覆盖嵌装在第1驱动装置23的输出端21和负荷侧导体18(参照图1和图4)之间的绝缘部20。

这些屏蔽金属47是一种碟状的金属板，其底面分别面向成为覆盖对象的所述绝缘子28、电缆套管13和绝缘部20一侧，保持着与支承容器12内部的主回路大致相同的电位。按照这种方式设置的屏蔽金属47的作用是对随着主回路开闭部14的离合动作产生并在该位置上扩散的金属蒸气电弧一边进行冷却一边进行捕捉，由于防止了因所述金属蒸气电弧的附着而使所述绝缘子28、电缆套管13和绝缘部20的绝缘性能下降，因此可提高这些绝缘材料的耐久性和安全性。

而图16所示的屏蔽金属48则设置成如下状态，即，覆盖成为金属蒸气电弧之发生源的主回路开闭部14的周边，防止向真空容器12内部的扩散。图16表示在图10的第4实施形态的主回路开闭部14上运用的例子。

屏蔽金属48是一种金属制的圆筒形状，以向下垂的形态受固定在母线侧分支导体27中途部的圆板形绝缘支承板49支承，隔开适当的间隔覆盖固定在母线侧分支导体27下端的固定电极37b和固定在中间导体39上端的可动电极37a的外侧。该屏蔽金属48与图13至图15所示的屏蔽金属47不同，保持着浮动电位，对分别具有不同电位的固定电极37和可动电极37a可保持较小的绝缘距离，以实现小型化。

如此安装的屏蔽金属48的作用是可在其内面将固定电极37b与可动电极37a离合时产生的金属蒸气电弧一边冷却一边捕捉，减少该金属蒸气电弧的扩散，故可防止处于真空容器12内侧各部位上的绝缘部分的绝缘性能下降。并且，这种屏蔽金属48的配置在主回路开闭部14的其它电极周边也可以同样实施，当然，在第1至第3实施形态中的主回路开闭部14的电极周边也能实施。

在图10所示的第4实施形态中，当跟随摆动连杆38的摆动进行主回路开闭部14或接地开闭部15的开闭动作时，一种不良的现象是随着电极的推压动作会使弯曲力作用于嵌装在摆动连杆38与可动构件42之间的绝缘部20上。图17表示为解决这一问题而实施的绝缘部20的嵌装形态，在该图中，绝缘部20是被嵌装在与摆动连杆38前端一体状连接的可动构件42的中途、中间导体39安装位置的下方、与驱动装置40的作用力引起的所述可动构件42的移动方向大致正交的面内。

如此嵌装的绝缘部20如图所示，即使设置在中间导体39上的可动电极被推压到分别对应的固定电极37b、37d上，这种推压反力只会作为压缩力起作用，可防止因弯曲引起的绝缘部20的破损。第1至第3实施形态所示的绝缘部20实现了上述的嵌装形态，故破坏的可能性极小。

在第1、第3和第4实施形态中配置在真空容器12内部、而在第2实施形态中配置在真空容器12外部的母线侧导体16因附加高电压而发热，并因该热的作用而伸长，故必须采用吸收该伸长的结构。图18表示为解决这一问题所采用的结构，即，将母线侧导体16的中途适当断开，利用因轴向的作用力而挠曲变形的可挠性导体51，在圆周方向向的多个部位将这些断开部之间连接起来。

采用这种结构，在母线侧导体16因前述的发热引起热膨胀而要伸长之时，由于可挠性导体51挠曲变形而拉近了所述断开部之间的距离，从而使所述伸长被吸收，可防止母线侧导体16的机械性破损，并可提高母线侧导体16的耐久性。

(第5实施形态)

图19为本发明第5实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图，图中，12是内部保持高度真空的矩形真空容器，在真空容器12的顶板上，与外部的母线连接的母线侧端子72以贯通真空容器12壁面的形态固定，真空容器12的供母线侧端子72贯通的部分进行密封，以保持真空状态。

在延伸到真空容器12内的母线侧端子72的下端，设有侧视为倒T字形的第1固定电极14a，面对该第1固定电极14a设有侧视为T字形的第1可动电极14b。该第1可动电极14b通过后面叙述的第1驱动装置23分2档进行直线状的进退驱动，由此使第1可动电极14b和第1固定电极14a离合，主回路开闭器14进行开闭/断路动作。

第1可动电极14b受垂直方向配置的第1操作杆91支承，在第1操作杆91与第1可动电极14b之间嵌装有绝缘杆84。第1操作杆91从真空容器12的底部向外贯通，用第1波纹管22将第1操作杆91与真空容器12的内壁连接，使真空容器12形成气密状态。第1操作杆91的下端与处于真空容器12外部的第1驱动装置23连接，由该第1驱动装置23分2档对第1操作杆91进退驱动，由此使第1可动电极14b在断路位置C、开路位置B和闭路位置A的之间直线状进退。

在真空容器12的底部，与外部的送电电缆连接的负荷侧端子73以与所述第1操作杆91平行地贯通真空容器12底部的形态固定，在负荷侧端子73的上端，设有直立状的侧视为T字形的第2固定电极15a。在第2固定电极15a与第1可动电极14b之间架设可挠性导体19，在主回路开闭部14闭路时，供给母线侧端子72的电力通过可挠性导体19和第2固定电极15a而向负荷侧端子73供给。

在第2固定电极15a的正上方，配置构成接地开闭部15的倒T字形第2可动电极15b，第2可动电极15b与处于垂直方向的导电性第2操作杆92的下端连接，第2操作杆92上连接着接地用导体24，该接地用导体24接地。第2操作杆92的上端贯通真空容器12的顶板，用第2波纹管25将第2操作杆92与真空容器12的内壁连接，使真空容器12形成气密状态。第2操作杆92设在真空容器12的外部，与进退驱动该第2操作杆92的第2驱动装置26连接。

在主回路开闭部14断路的状态下，通过第2驱动装置26使第2操作杆92前进，使第2可动电极15b从开路位置D移至闭路位置E，使第2可动电极15b和第2固定电极15a连接，从而将负荷侧端子73接地。

如上结构的开关装置由于将具有一对固定端子和可动端子的主回路开闭部14和接地开闭部15设置在保持真空状态的真空容器12内部，在绝缘特性优良的真空中构成主回路，因此可缩小各部件之间所需的绝缘距离，与传统装置相比实现了小型化，并且，即使在真空容器12的内部发生了电弧短路现象，由于真空容器12内部不存在空气，故不用担心前述的电弧短路引起的爆炸，可获得极高的安全性。

(第6实施形态)

图20为本发明第6实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图，利用摆动动作来开闭主回路开闭部77和接地开闭部78。图中凡与图19相对应的部分标有相同的符号，省略其说明。

如图20所示，第1操作杆91与真空容器12的底部平行配置，由设在真空容器12外部的第1摆动装置111进行摆动。在延伸到真空容器12内的第1操作杆91的前端连接着绝缘杆84，在该绝缘杆84上固定着第1可动电极77b，该第1可动电极77b在L字形构件的前端部分向上设有大致圆锥形的头部。第1摆动装置111通过将第1操作杆91正反方向转动，使第1可动电极77b在断路位置C、开路位置B和闭路位置A之间进行摆动。

在真空容器12的与第1操作杆91对置的部分，负荷侧端子73以与真空容器12的底部平行地贯通该真空容器12的形态固定。在负荷侧端子73的前端连接着弯曲成L字形的第2固定电极78a，在第2固定电极78a与第1可动电极77b之间，架设有侧视为U字形的可挠性导体86。

在负荷侧端子73的上方，第2操作杆92以与负荷侧端子73平行地贯通真空容器12的形态设置，第2操作杆92摆动自如地受设在真空容器12外部的第2摆动装置112支承。在第2操作杆92的前端，装有头部朝下、形状大致与第1可动电极77b相同的第2可动电极78b。并且，第2摆动装置112通过将第2操作杆92正反方向摆动，使第2可动电极78b在开路位置D和闭路位置E之间摆动。

采用这种开关装置，通过使第1操作杆91和第2操作杆92摆动，将主回路开闭部77和接地开闭部78进行开闭，故与使第1操作杆91和第2操作杆92进退的场合相比，可使第1操作杆91和第2操作杆92的驱动机构及传动机构紧凑。

(第7实施形态)

图21为本发明第7实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图，用1台驱动装置103对主回路开闭部14和接地开闭部15作进退驱动。另外，在图中，与图19相对应的部分标有相同的符号，省略其说明。

如图21所示，在与第1固定电极14a对向配置的第1可动电极14b的周面上，L字形的第2可动电极15b头部朝下，大致与第1可动电极14b呈直角地设置。第1可动电极14b和第2可动电极15b支承在受驱动装置103进退驱动的操作杆93上，在操作杆93与第1可动电极14b和张2可动电极15b之间嵌装绝缘杆84。

在真空容器12底部的与第2可动电极对向的位置上，与接地用导体24连接的接地侧端子79以沿垂直方向盘通真空容器12壁面的形态固定，在接地侧端子79的上端设有第2固定电极15a。又，在真空容器12的顶板上，负荷侧端子73以沿垂直方向贯通真空容器12壁面的形态固定，在负荷侧端子73的下端与第2可动电极15b的前端部分之间，架设有大致コ字形的可挠性导体87。

由驱动装置103驱动操作杆93，使第1可动电极14b从断路位置C前进到开路位置B，再前进到闭路位置A，以将主回路开闭部14闭路，同时，使第2可动电极15b从接地回路开路位置D后退到主回路开路位置G，再后退到主回路闭路位置H。此时，可挠性导体87随着第2可动电极15b的后退产生挠曲。另外，由驱动装置103驱动操作杆93，使第1可动电极14b从闭路位置A后退到开路位置B，以将主回路开闭部14开路，再使其进一步后退到断路位置C，以将主回路开闭部14断路，同时，使第2可动电极15b从主回路闭路位置H前进到主回路开路位置G，再前进到接地回路开路位置D。

另一方面，由驱动装置103驱动操作杆93，在使第2可动电极15b从接地回路开路位置D前进到接地回路闭路位置E，同时，使第1可动电极14b从断路位置C后退到接地回路闭路位置F。这样，通过用1台驱动装置103分3档对第1可动电极14b和第2可动电极15b作进退驱动，来开闭主回路开闭部14和接地开闭部15，故不仅可缩小开关装置的体积，而且还可降低装置成本。

(第8实施形态)

图22为本发明第8实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图，是在真空容器12不同的面内设置母线侧端子，负荷侧端子和接地侧端子的形态。另外，在图中，与图19相对应的部分标有相同的符号，省略其说明。

如图22所示，第2固定电极15a的上端部分向第1可动电极14b的相反侧弯曲成大致直角状，第2可动电极15b面对着第2固定电极15a而与真空容器12的底部大致平行地配置。这样，由于在真空容器12不同的面内设置母线侧端子72、负荷侧端子73和作为接地侧端子的第2操作杆92，因此可容易地进行母线与母线侧端子72的连接、送电电缆与负荷侧端子73的连接以及接地用导体24与第2操作杆92的连接。

(第9实施形态)

图23为本发明第9实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图，与第8实施形态一样，是在真空容器12不同的面内设置母线侧端子、负荷侧端子和接地侧端子的另一个例子。另外，在图中，与图22相对应的部分标有相同的符号，省略其说明。

在本实施形态中，第1固定电极14a设在贯通真空容器12的顶板而固定的负荷侧端子73的下端，在第1固定电极14a的周面，第2固定电极15a与真空容器12的底部平行。另外，设在真空容器12底部上的母线侧端子72与第1操作杆91平行，在母线侧端子72的前端部分与第1可动电极14b之间架设可挠性导体19。这样，与前述第8实施形态一样，可容易地进行母线与母线侧端子72的连接、送电电缆与负荷侧端子73的连接以及接地用导体24与作为接地侧端子的第2操作杆92的连接。

(第10实施形态)

图24为本发明第10实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图，与第8实施形态一样，是在真空容器12不同的面内设置母线侧端子，负荷侧端子和接地侧端子的又一个例子。另外，在图中，与图22相对应的部分标有相同的符号，省略其说明。

在本实施形态中，在第1可动电极14b上端附近的周面设有大致与真空容器12底部平行的第2固定电极15a，第2可动电极15b面对着该第2固定电极15a设置，又，在负荷侧端子73的上端部分与第1可动电极14b下端附近的周面之间架设可挠性导体19。一旦对第1操作杆91作进退驱动，第1可动电极14b就会在断路位置C、开路位置B和闭路位置A之间进退，第2固定电极15a也随之在主回路断路位置K、主回路开路位置J和主回路闭路位置I之间进退。另外，当第2固定电极15a处于主回路断路位置K时，对第2操作杆92作进退驱动，使第2可动电极15b到达开路位置D或闭路位置E。

由此，与前述第8实施形态一样，可容易地进行母线与母线侧端子72的连接、送电电缆与负荷侧端子73的连接以及接地用导体24与作为接地侧端子的第2操作杆92的连接。

(第11实施形态)

图25为本发明第11实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图，是将图19所示的开关装置上的第2固定电极15a的配置作了变动。另外，在图中，与图19相对应的部分标有相同的符号，省略其说明。

如图25所示，第2固定电极15a与真空容器12的底部大致平行地与第1可动电极14b的周面连接，从其连接位置延伸到第2可动电极15b的正下方，再向正上方弯曲，与第2可动电极15b对置，并在负荷侧端子73的上端部分与第1可动电极14b之间架设可挠性导体19。

在这种开关装置中，一旦第1操作杆91受到进退驱动，第1可动电极14b就会在断路位置C、开路位置B和闭路位置A之间进退，第2固定电极15a也随之在主回路断路位置K、主回路开路位置J和主回路闭路位置I之间进退。另外，当第2固定电极15a处于主回路断路位置K时，对第2操作杆92作进退驱动，使第2可动电极15b到达开路位置D或闭路位置E。由此，即使第2固定电极15a的安装高度出现误差，也可通过调整第2操作杆92进退行程而消除这一误差。

(第12实施形态)

图26为本发明第12实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图，是将图22所示的开关装置上的真空容器的形状作了改变。另外，在图中，与图22相对应的部分标有相同的符号，省略其说明。

如图26所示，在本实施形态中，第2可动电极15b和第2操作杆92设在真空容器12的底部附近，在负荷侧端子73的与第2可动电极15b对置的部分设有第2固定电极15a。真空容器12的在母线侧端子72和第2操作杆92之间的部分制成圆弧状，侧视为大致扇形。这样，可使开关装置更为紧凑。

(第13实施形态)

图27为本发明第10实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图，是用绝缘材料支承母线侧端子72和负荷侧端子73，并将真空容器12接地。另外，在图中，与图19相对应的部分标有相同的符号，省略其说明。

如图27所示，真空容器12是将导电性金属加工成矩形壳状，在真空容器12的顶板和底部分别开孔。在2个孔中，以保持气密的状态固定着陶瓷制成无尖顶箭头符号形状的第1绝缘构件105和第2绝缘构件106(譬如套管)，母线侧端子72和负荷侧端子73贯通第1绝缘构件105和第2绝缘构件106内。由此，母线侧端子72和负荷侧端子73在与真空容器12绝缘的状态下固定。另外，第1操作杆91和第2操作杆92通过第1驱动装置23和第2驱动装置26支承在真空容器12开设的孔内，与真空容器12隔开适当的距离。另外，真空容器12通过接地用导体96接地。

采用这种开关装置，因真空容器12是金属制的，故减小其厚度也能承受高度真空，可缩小体积。又由于使用第1绝缘构件105和第2绝缘构件106使母线侧端子72和负荷侧端子73与真空容器12绝缘，故安全性极高。另外，因真空容器12接地，可提高安全性，并且在设置多个真空容器12、12…时，相邻的真空容器12、12…之间无需设定绝缘距离，因此可缩短各真空容器12之间的距离，结果是能使开关装置进一步小型化。

(第14实施形态)

图28为本发明第10实施形态的表示装置主要部分结构的示意侧剖视图，特点是将接地开闭部15和真空容器12绝缘。另外，在图中，与图27相对应的部分标有相同的符号，省略其说明。

如图28所示，真空容器12内的第2操作杆92外嵌有环状的第3绝缘构件107，该第3绝缘构件107固定在真空容器12的内面。在第3绝缘构件107与第2可动电极15b之间设有第2模盒25，由该第2波纹管25将真空容器12内保持在高度真空状态。如前所述，负荷侧端子73因外嵌的第2绝缘构件106而与真空容器12绝缘，而且接地用导体24因第3绝缘构件107而与真空容器12绝缘，故接地开闭部15与真空容器12之间绝缘，这样，通过将接地开闭部15和真空容器12绝缘，可提高接地开闭部15所需的电缆耐电压性能，结果使开关装置更趋小型化。

(第15实施形态)

图29为本发明第15实施形态的开关装置主要部分结构的示意侧剖视图，是将图28所示的开关装置上的第2驱动装置26的配置作了变动。另外，在图中，与图28相对应的部分标有相同的符号，省略其说明。

如图29所示，在真空容器12的底部，在第1驱动装置23的与第2绝缘构件106相反的一侧形成凹部，在该凹部设置第2驱动装置26，将第1驱动装置23与第2驱动装置26并排设置。又，第2固定电极15a固定在第1固定电极14a上，面对着第2可动电极15b，并且在负荷侧端子73的上端部分与第1可动电极14b之间架设可挠性导体19。

在本实施形态中，与第14实施形态一样，通过将接地开闭部15和真空容器12绝缘，可提高接地开闭部15所需的电缆耐电压性能，结果是开关装置更趋小型化。

(第16实施形态)

图30为本发明第15实施形态的开关装置主要部分结构的示意局部侧剖视图，是在主回路开装部14上设置电弧屏蔽。另外，在图中，与图27相对应的部分标有相同的符号，省略其说明。

如图30所示，在母线侧端子72与真空容器12之间设有将双方绝缘的第1绝缘构件105，在该第1绝缘构件105的下面边缘部设有下垂的筒状屏蔽部105a。该屏蔽部105a通过一体成型制成。母线侧端子72贯通第1绝缘构件105，延伸到屏蔽部105a内，在母线侧端子72的下端设有第1固定电极14a。

另外，设有与第1固定电极14a对置的第1可动电极14b，用屏蔽部105a将这些第1固定电极14a和第1可动电极14b围住。这样，由于主回路开闭部14的第1固定电极14a和第1可动电极14b被绝缘性的屏蔽部105a围住，主回路开闭部14的电流遮断时产生的电弧(金属蒸气)附着在屏蔽部105a的内面，因此可防止向真空容器12内扩散。这样，不仅可使真空容器12更趋小型化，而且还可提高耐电压性能。

(第17实施形态)

图31为本发明第17实施形态的开关装置主要部分结构的示意局部侧剖视图，是在主回路开闭部14上外嵌金属性的电弧屏蔽。另外，在图中，与图30相对应的部分标有相同的符号，省略其说明。如图31所示，在本实施形态中，在主回路开闭部14的对置的第1固定电极14a和第1可动电极14b的周围，圆筒状的金属屏蔽110大致与两个电极14a、14b呈同心圆状配置，该金属屏蔽110被内嵌支承于设在第1绝缘构件105上的屏蔽部105a上。

金属屏蔽110的开口下端侧的直径小于上端侧的直径，以防止电弧从金属屏蔽110的下端开口扩散。这样，由于设置了金属屏蔽110，故可进一步防止金属蒸气向真空容器12内的扩散。

(第18实施形态)

图32为本发明第15实施形态的表示开关装置主要部分结构的示意局部侧剖视图，特点是在支承主回路开闭部14的第1可动电极14b的绝缘杆84上设置电弧屏蔽。另外，在图中，与图19相对应的部分标有相同的符号，省略其说明。

如图32所示，在第1可动电极14b的下端附近和第1操作杆91的上端附近，分别与绝缘杆84隔开适当距离外嵌成型为碟状的金属制第1屏蔽121和第2屏蔽122。第1屏蔽121的直径比第2屏蔽122大，第2屏蔽122的直径比绝缘杆84大。这样，由于绝缘杆84被第1屏蔽121和第2屏蔽122围住，金属蒸气附着在第1屏蔽121和第2屏蔽122上，因此可防止凝结在绝缘杆84上。其结果，可缩短主回路开闭部14的第1固定电极14a和第1可动电极14b与绝缘杆84之间的距离，使开关装置更趋小型化。

当金属蒸气凝结在绝缘杆84上时，电场聚集在凝结部分会降低耐电压性能，但在本发明中，由于设有上述的第1屏蔽121和第2屏蔽122，故可防止电场向凝结部分聚集和降低耐电压性能。又，当绝缘杆84采用陶瓷时，虽然在该绝缘杆84与第1可动电极14b以及与第1操作杆91的接合部分分别设有薄薄的金属喷镀层，但通过将第1屏蔽121和第2屏蔽122设置成与两个金属喷镀层相同电位的状态，可缓和电场向两个金属喷镀层的聚集。

Claims (20)

1.一种开关装置，其特征在于，包括：母线侧导体、负荷侧导体、接地用导体、用一对第1固定电极和第1可动电极使母线侧导体与负荷侧导体离合的主回路开闭部、用一对第2固定电极和第2可动电极使负荷侧导体与接地用导体离合的接地开闭部、对主回路开闭部的第1可动电极进行驱动的第1驱动装置、对接地开闭部的第2可动电极进行驱动的第2驱动装置、以及真空容器，母线侧导体、负荷侧导体及接地用导体各自的一端、主回路开闭部和接地开闭部设在真空容器的内部，第1驱动装置和第2驱动装置设在真空容器的外部。

2.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，在真空容器的外部，还设有将负荷侧导体与送电电缆连接的电缆套筒。

3.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，在真空容器的外部，还设有将负荷侧导体与送电电缆连接的电缆套管以及将母线侧导体引导到真空容器外部的母线用套管。

4.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，主回路开闭部的第1可动电极和接地开闭部的第2固定电极一体地设置在负荷侧导体上，并在主回路开闭部处于断路位置时，接地开闭部的第2固定电极与接地开闭部的第2可动电极对置。

5.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，设有具有第1驱动装置和第2驱动装置功能的驱动装置，主回路开闭部和接地开闭部跟随驱动装置的动作，在主回路开闭部的闭路位置、开路位置和断路位置以及接地开闭部的闭路位置4个位置之间摆动，并共有包含第1可动电极和第2可动电极的可动构件。

6.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，在真空容器的内部，还设有捕捉在主回路开闭部的第1固定电极与第1可动电极之间产生的金属蒸气电弧的屏蔽金属。

7.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，在与第1驱动装置的作用力产生的主回路开闭部可动构件的移动方向大致正交的面内、且是可动构件的中途还嵌装绝缘部。

8.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，在母线侧导体的中途，还嵌装允许母线侧导体在长度方向伸缩的可挠性导体。

9.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，接地开闭部的第2固定电极设在负荷侧导体上，可挠性导体架设在负荷侧导体与主回路开闭部的第1可动电极之间。

10.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，接地开闭部的第2固定电极设在主回路开闭部的第1固定电极上，可挠性导体架设在母线侧导体与主回路开闭部的第1可动电极之间。

11.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，接地开闭部的第2固定电极在设主回路开闭部的第1可动电极上，可挠性导体架设在负荷侧导体与主回路开闭部的第1可动电极之间。

12.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，第1驱动装置和第2驱动装置为分别使第1可动电极和第2可动电极对第1固定电极和第2固定电极直线状进退的结构。

13.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，第1驱动装置和第2驱动装置为分别使第1可动电极和第2可动电极对第1固定电极和第2固定电极转动的结构。

14.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，设有具有第1驱动装置和第2驱动装置功能的驱动装置，驱动装置上连接着支承主回路开闭部的第1可动电极和接地开闭部的第2可动电极的支承构件，驱动装置通过使支承构件向一方移动，在使主回路开闭部闭路的同时，使接地开闭部开路，并且通过使支承构件向另一方移动，在使主回路开闭部开路的同时，使接地开闭部闭路。

15.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，母线侧导体、负荷侧导体和接地用导体配置在不同的平面内。

16.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，真空容器由导电性金属构件成型，还设有分别使真空容器与母线侧导体和负荷侧导体之间各自绝缘的第1绝缘构件和第2绝缘构件。

17.如权利要求16所述的开关装置，其特征在于，还设有使接地用导体与真空容器之间绝缘的第3绝缘构件。

18.如权利要求16所述的开关装置，其特征在于，真空容器接地。

19.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，在主回路开闭部的第1固定电极和第1可动电极的周围还设有防止金属蒸气扩散的屏蔽。

20.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，主回路开闭部的第1可动电极通过设在真空容器内的绝缘构件与第1驱动装置连接，在绝缘构件的周围还设有防止金属蒸气向绝缘构件附着的屏蔽。

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