CN1305209A - 真空绝缘开关装置的真空排气元件 - Google Patents

Abstract

一种真空绝缘开关装置的真空排气元件。其真空容器2以及电源电路34接地,由于为零电位,真空排气元件30无须实施考虑了高电压时的绝缘耐压,即使是普通的绝缘耐压也是可以的,不仅使真空排气元件30小型化,而且在进行保养和检修时即使操作者触摸真空容器2及真空排气元件30也可确保安全性。

Description

真空绝缘开关装置的真空排气元件

本发明涉及一种设有真空排气元件的真空绝缘开关装置。

当降至10^-4Torr以下时，真空开关的断路性能将极剧下降。其真空压力改变的原因包括：由于出现裂纹而引起的真空泄漏，或者吸附在金属·绝缘体上的气体分子的释放，以及氛围气体的穿透等。随着真空开关的高电压化而真空容器尺寸日益增大，不能忽视吸附气体的释放及氛围气体的穿透现象。

据日本特开昭51-130873号公报记载，虽然安装了自真空容器一部分向外凸出的真空排气元件，但因该元件被设置在了外加电压的区域内，所以其电源内部需要增加绝缘变压器，这样便加大了装置的外型尺寸。

本发明之目的在于提供一种体积小，和在保养和检修时安全的真空绝缘开关装置的真空排气元件。

为达到前述目的，依据本发明的一个技术方案，提供一种在真空容器内配置了与一侧电极接触分离的另一侧的电极，与两电极相连的杆伸向真空容器外的真空绝缘开关装置的真空排气元件，真空排气元件由如下部分组成：自接地的真空容器的一部分向外凸出的突出部；配置在突出部外侧的磁场发生装置；以及与设置在突出部内的电极和吸气剂相连的电源电路。

依据本发明的其它技术方案，真空排气元件设有：自真空容器的一部分向与另一侧杆同方向凸出的突出部；配置在突出部外侧的磁场发生装置；与设置在突出部内的电极和吸气剂相连接的电源电路。

依据本发明的又一个技术方案，真空排气元件设有：自真空容器的一部分向与另一侧的杆同方向凸出的突出部；配置在突出部外侧的磁场发生装置；与设置在突出部内的电极和吸气剂相连接的电源电路。该真空排气元件的长度设计得比另一侧杆的长度要短。

真空排气元件可以相对应地配置在另一侧杆的下方。

在真空排气元件里，可将真空容器及电源电路接地。

在真空排气元件里，可在真空容器与突出部之间设置绝缘物。

在真空排气元件里，可以介以放电间隙用高压侧电极和低压侧电极构成设置在突出部内部的电极。

在真空排气元件里，可在突出部内壁上设置吸气剂层。

在真空排气元件里，可在电源电路中接入绝缘电阻测量器。

图1是作为本发明的实施例的绝缘真空装置的剖视简图。

图2是应用于图1中的真空开关的放大简图。

图3是安装在应用于图1及图2中的真空开关上的真空排气元件的侧视剖视图。

图4是作为本发明的另一实施例的安装在真空开关上的另外的真空排气元件的侧视剖视图。

图5表示安装了本发明的真空排气元件时的真空压力变迁特性曲线。

图6是安装在作为本发明的另一实施例中的真空开关上的另外的真空排气元件的侧视剖视图。

图7是安装在作为本发明另外的实施例的真空开关上的另一个排气元件的侧视剖视图。

图8是安装在作为本发明另外的实施例的真空开关上的另一排气元件的侧视剖视图。

图9是安装在作为本发明另外的实施例的真空开关上的另外的排气元件的侧视剖视图。

图10是安装在作为本发明另外的实施例的真空开关上的另外的真空排气元件的侧视剖视图。

图11是安装在作为本发明另外的实施例的真空开关上的另外的真空排气元件的侧剖面图。

下面说明本发明的第1实施例。图1是真空绝缘开关装置的整体结构图，图2是真空开关1的详细剖视图。

下面参照图1介绍真空绝缘开关装置。示出了用操作机构25操作真空开关1的开关装置。操作机构25的主要部分是断路弹簧21。由分别设置的跳闸机构松开制动器23而产生驱动力，该驱动力通过旋转轴22被传递给绝缘杆9，并使绝缘杆9沿上、下方向运动。从而打开或闭合固定电极5和可动电极6。

如图2所示，在E接地的真空容器2的周围安装有套管3、4，构成真空开关1。而套管3、4被配置在真空容器2的垂直方向。通过让可动电极6与配置在真空容器2内部的固定电极5的接触与分离而实现接通与切断。将杆5A固定在套管3上，并使杆5A与固定电极5相联结。将杆6A固定在套管4上，杆6A通过挠性导体8与可动电极6相联结。也就是说与固定电极5和可动电极6相连结的端杆5A和杆6A以相互垂直的方向自真空容器2内伸向外边，并穿过套管3、4。

在本实施例的空空阀1中，电流沿着路径杆5A→固定电极5→可动电极6→挠性导体8→杆6A流动。可动电极6和绝缘杆9通过波纹管10被固定在真空容器2上，绝缘杆9的前端与操作机构25成机械方式联接。电弧屏蔽板11防止断路时的电弧使真空容器2与杆5A之间出现电短路，以避免出现短路事故。

真空容器2的侧面装有与套管4同向的真空排气元件30。下面参照图3介绍真空排气元件30的详细结构。真空排气元件30由如下部分构成：与在真空容器2的侧面一部分所形成的套管4同向凸出的由金属容器构成的突出部33；连通设置在突出部33上的真空容器内外的电极32；与电极32相连接的电源电路34；设置在与电极32相对应的突出部内的与突出部33具有相同电位的吸气剂38；在配置在突出部33外侧的铁芯上绕有线圈绕组36的磁场发生装置35。为保证电路的绝缘，在电极32与突出部33之间设有绝缘部31，不过也可将绝缘部设置在电极32的某局部。电源电路34中接有直流电源43。此外，图3中所采用的是直流电源43，不过也可采用交流·正脉冲发生电路进行替代。图3中的线圈绕组36也可采用图4所示的环状永久磁铁37，磁铁的极性NS可任意设定。电源电路在E处接地。

接着介绍真空排气元件30的工作原理。

将直流电压施加于电源电路34。此时，由突出部33内壁放出的电子e，在电场E和由线圈36所产生的外加磁场B的作用下，产生洛伦兹力，并环绕电极32四周做旋转运动。此时，旋转的电子e将使容器内残留的气体碰撞电离，使残留气体变为阳离子Z，由与突出部33处于同一电位的吸气剂吸收。

综上所述，依照本发明，由于阳离子Z高速地被吸引到与突出部33处于同一电位的吸气剂38旁，所以与单纯设置了吸气剂相比，其排气效率大大提高，真空变劣不易发展，并增加了控制真空变劣的可靠性，其结果，能提供一种安全性能高的真空绝缘开关装置。此外，既可常时施加外加电压，也可以只在保养·检修时施加。有关后者的真空压力变化曲线如图5所示。图中的「电压施加」表示保养和检修时的状态。

下面介绍有关本发明的效果。在本发明中，由于真空容器2以及电源电路34被接地E，故其电位始终为零电位，真空排气元件30与现有技术的真空排气元件相比，不需要考虑了高电压时的绝缘耐压性，由于可采用普通的绝缘耐压，所以与现有技术的真空排气元件相比较，不仅可使本发明的真空排气元件30小型化，而且在保养检修时即使操作人员接触到真空容器2及真空排气元件30也是安全的。

另一方面，本发明的真空排气元件30的结构如下：与两电极相联的杆5A和杆6A以相互垂直的方向延伸至真空容器外侧；在真空容器的部分区域，以与另一侧的杆6A同方向地突出突出部33；突出部33的外侧配置有磁场发生装置35；突出部内设置有电极32及吸气剂38；电极32连通真空容器内外，并与电源电路相连接：电源电路34的另一端则与与突出部33处于同一电位的吸气剂38相连接。

在本实施例中，套管4的下侧配置有真空排气元件30，尽管尘埃等易积存在套管4上，但却难以堆积在真空排气元件30上，故无须对真空排气元件30进行频繁清扫。

另外，由于与套管4相比缩短了真空排气元件30的长度，在制造或装配时搬运车接触的场合，较长的套管4首先碰撞进行保护，因而真空排气元件30不容易破损。也可以说是由于接地E并将真空排气元件30小型化，结果可配置在套管4的下方。另一方面，由于真空容器2及真空排气元件30接地E，故在保养、检修时操作者即使接触到真空排气元件30也是安全的。

(实施例2)

下面参照图6就本发明的第2实施例进行说明。本实施例的工作原理与图3所说明的相同。但其区别在于：在突出部的内壁上设置涂有吸气材料例如钛或者锆等的吸气剂层38，其效果与实施例1相同，并且还扩大了吸气剂层38的范围，增加了阳离子Z的捕获面积；另外，用吸气剂材料构成突出部33，或者在突出部33内壁上贴上由吸气剂材料制成的薄膜也具有同等效果。

(实施例3)

下面参照图7就本发明的第3实施例作说明。为了在图3中说明的真空排气元件30与真空容器2之间实施电绝缘，本实施例在真空容器2与突出部33之间的一部分上设置绝缘物39。这样，在本实施例中，即使一旦发生了短路现象，外部电源电路中也不会有大电流通过，这样不仅可确保真空排气元件30、直流电源43等以及设备的安全和保养或检修时操作者的安全，同时也提高了开关装置的可靠性。

(实施例4)

下面参照图8介绍本发明的第4实施例。本实施例的工作原理与图3中所做的说明相同。其不同点在于：金属容器的开口部15比真空排气元件30的突出部33要小，或者通过在开口部设置与突出部33同电位的导电体，使将要进入真空容器内的电子被排斥，这样，在提高了电离效率的同时，也可以避免真空容器内绝缘性的恶化。此外，通过在开口部15处设置与突出部同电位的栅极，既可使电子不流入到真空容器内，还可以抑制工作初期的射溅的影响。

(实施例5)

下面参照图9说明本发明的第5实施例。本实施例的工作原理与用图3所作的说明相同。不同处是在突出部33及吸气剂38与绝缘部31之间设置了金属化面45，其作用是将该金属化面45作为电子发射源来积极利用。本实施例之优点是可以局部加强电场的强度。

(实施例6)

下面参照图10介绍本发明的第6实施例。本实施例中，由绝缘部31进行绝缘、并且介以放电间隙60配置的高压侧电极32与低压侧电极(吸气剂)38之间施加高电压，一旦开始放电便会产生电离气体。据此，可提高配置在电极附近的吸气剂38的附着效率。

(实施例7)

下面参照图11介绍本发明的第7实施例。本实施例的工作原理与用图3所做的说明相同。在本实施例中，把作为绝缘电阻测定器的高阻计41作为直流电源43用于电源电路中。产生施加给真空排气元件30的直流电压。高阻计41是一种对绝缘物施加数千伏的直流电压，检测消耗的电流，测定兆欧级电阻值的轻便检测器，也是高电压设备的保养者·管理者常备的一种检测器。

综上所述，依据本发明，通过将内部具有电子发生源的突出部与接地的真空容器相连，并将与突出部同电位的吸气剂配置在其内部，与以往的将吸气剂材料配置在真空开关内的方式相比，由于可将阳离子快速吸引到与突出部同电位的吸气剂处，故排气效果大大提高。其结果，可以提供一种增加了防止真空恶化的可靠性，并且寿命长且安全性高的真空绝缘开关装置。

本发明中，由于真空容器及电源电路接地，保持为零电位，所以真空排气元件不需要考虑了高电压时的绝缘耐压性能，即使是普通的绝缘耐压也是可以的，所以可使真空排气元件小型化，同时，在保养检修时即使接触真空排气元件也是安全的。

此外，由于在覆盖有绝缘材料的另一侧杆的下方配置了真空排气元件，尘土等虽易积存在套管上，但却难以积存在真空排气元件上，因此无须频繁地对真空排气元件进行清扫，另外，因真空排气元件的长度比覆盖有绝缘体的另一侧杆要短，故在制造时或设置时的搬运车接触的场合，较长的套管首先碰撞进行保护，因而真空排气元件不容易破损。

Claims (9)

1．一种真空绝缘开关装置的真空排气元件，所述真空绝缘开关装置在真空器内部配置有与一侧电极接触分离的另一侧的电极，连接该两电极的杆伸出真空容器外，其特征在于，该真空排气元件包括：自接地真空容器的一部分向外部凸出的突出部；配置在突出部外侧的磁场发生装置以及与设置在突出部内的电极和吸气剂相连的电源电路。

2．一种真空绝缘开关装置的真空排气元件，所述真空绝缘开关装置在真空器内部对应配置与一侧电极接触分离的另一侧的电极，连接该两电极的杆从相互垂直的方向上伸出真空容器，其特征在于它包括：自真空容器的一部分向与另一侧杆同方向凸出的突出部；配置在突出部外侧的磁场发生装置；以及与设置在突出部内的电极和吸气剂相连接的电源电路。

3．一种真空绝缘开关装置的真空排气元件，所述真空绝缘开关装置在真空容器内对应设置了与一侧电极接触分离的另一侧的电极，连接两电极的杆在相互垂直的方向上伸出真空容器，其特征在于它包括：自真空容器的一部分向与另一侧杆同方向凸出的突出部；设置在突出部外侧的磁场发生装置；以及与设置在突出部内的电极和吸气剂相连的电源电路，该真空排气元件的长度比另一侧的杆的长度要短。

4．一种真空绝缘开关装置的真空排气元件，所述真空绝缘开关装置在真空容器内对应设置与一侧电极相接触或相分离的另一侧的电极，连接两电极的杆在相互垂直的方向上伸出真空容器，其特征在于它包括：自真空容器一部分向与另一侧杆同方向凸出的突出部；设置在突出部外侧的磁场发生装置；以及与设置在突出部内的电极和吸气剂相连的电源电路，在另一侧杆的下方对应配置真空排气元件。

5．如权利要求2～4中的任意一项所述的真空绝缘开关装置的真空排气元件，其特征在于：真空容器以及电源电路接地。

6．如权利要求1～3中的任意一项所述的真空绝缘开关装置的真空排气元件，其特征在于：在真空容器与突出部之间装有绝缘物。

7．如权利要求1～3中的任意一项所述的真空绝缘开关装置的真空排气元件，其特征在于：用高压侧电极和低压侧电极介以放电间隙构成放置在突出部内的电极。

8．如权利要求1～7中的任意一项所述的真空绝缘开关装置的真空排气元件，其特征在于：在突出部的内壁上设置吸气剂层。

9．如权利要求1～8中的任意一项所记述的真空绝缘开关装置的真空排气元件，其特征在于：在电源电路中接入绝缘电阻测量器。

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