TWI798927B - 開關器及氣體絕緣開關裝置 - Google Patents

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Abstract

一種開關器(100)，係具備：固定側端子(2)，係具有彈推軸棒(9)及軸棒(9)的彈簧(10)；及可動側端子(1)，係與固定側端子(2)相對向配置，且具備用以確保與固定側端子(2)之電性導通之可相接分離的可動電極棒(3)；其中，固定側端子(2)係藉由設置在相對於可動電極棒(3)之移動的軸而對稱的位置並且一端固定的複數個絕緣支撐部(5、7、15)所支撐，藉此分散開路時的衝擊力。

Description

開關器及氣體絕緣開關裝置
本揭示係關於開關器及氣體絕緣開關裝置。
已知，有一種為了使開關器的電流阻斷性能提升，而具備速動機構(快速切斷機構)作為消弧構造之技術。速動機構係在接點形成迴路時使接點迴路速度上升，而在不產生接點損傷的時間內，使電弧(arc)伸展至消弧所必需的長度，以使阻斷性能提升之技術。
申請人已有提出一種開關器，其具有不在可動電極棒側之有限的空間中設置速動機構的構造(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1所揭示的開關器係以下述之方式動作：在進行閉路時，使與固定側端子相對向而配置的可動側端子之內部所具備的可動電極棒移動，藉此確保固定側端子與可動側端子之間的導通，而在進行開路時，藉由設置於固定側端子的速動機構而阻斷固定側端子與可動電極棒之間的電流。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特許第5179278號公報
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1所記載的速動機構係具有：與固定側端子電性連接的軸棒、在軸棒的前端承受開路時所產生之電弧的接點、將軸棒與可動電極棒耦合的耦合器、及將軸棒朝與可動側端子為相反方向驅動的彈簧。而且，還具有下列構造：固定側端子與可動側端子之間進行閉路之際，可動電極棒與軸棒耦合，而在進行開路之際，在預定位置使彈簧釋能，藉此使可動電極棒與軸棒分離而阻斷電流。因此，藉由在進行開路之際使彈簧釋能，在可動電極棒與軸棒分離後，會在可動接點與固定側端子抵接之際產生衝撃力。以往，係將可動側端子及固定側端子以懸臂狀態進行支撐，而會因為開關時所產生之衝撃力，而朝固定側端子及可動側端子之支撐部的方向產生大的荷重。因此，為了對應於能夠耐受衝撃力之程度的阻斷電流、或由於衝撃力變大，就會產生速動機構之高速化有限制等的制約。
本案係揭示用以解決上述課題之技術者，目的在於提供一種使電流阻斷時所產生之衝撃力分散，且具備穩定的電流阻斷功能之開關器。 [解決課題之手段]
本案揭示之開關器係具備：固定側端子，係具有可動接點；及可動側端子，係與前述固定側端子相對向配置，且該可動側端子具有用以確保與前述固定側端子之電性導通之可相接／分離的可動電極棒；前述可動側端子係固定在與前述固定側端子相對向之側的相反側；前述可動接點係具有：軸棒，係以與前述可動電極棒同軸的方式移動；以及彈簧，係彈推前述軸棒；在前述固定側端子與前述可動側端子的閉路時，前述可動電極棒之一端係耦合於前述可動接點；在前述固定側端子與前述可動側端子的開路時，前述可動電極棒係以耦合於前述可動接點的狀態朝前述可動側端子的方向移動，藉此使前述彈簧蓄能，而當前述可動電極棒到達預先決定的位置時，前述彈簧會釋能而使得前述軸棒朝前述固定側端子的方向移動，藉此使前述可動接點從前述可動電極棒分離；其中，前述固定側端子係由複數個絕緣支撐部所支撐，該等複數個絕緣支撐部係設置在相對於前述可動電極棒移動之軸為對稱的位置，且一端被固定。 [發明功效]
根據本案揭示之開關器，可從軸方向之對稱的複數個方向支撐固定側端子，而藉此使電流阻斷時(閉路時)所產生之衝撃力分散，因此可獲得穩定的電流阻斷功能。
以下，參照圖式，針對本實施方式進行說明。再者，各圖中，相同符號係顯示相同或相當部分者。 本實施方式的開關器係使用於設置在例如電力公司的變電所及一般需求者的受電點之氣體絕緣開關裝置。
實施方式1. 以下，使用圖式，針對實施方式1的開關器進行說明。 圖1係顯示本實施方式1的開關器之構造的要部剖面圖。圖中，開關器100為開路狀態。開關器100中，可動側端子1及固定側端子2各者的上部係由一端固定於凸緣4的第一絕緣支撐部5所支撐，且可動側端子1與固定側端子2係相對向而配置。可動側端子1的下部係由連接於凸緣4之可動側的支撐導體6所支撐，在固定側端子2的下部設有用以與第二絕緣支撐部7連結的連結部13，固定於支撐導體6的第二絕緣支撐部7係連結於連結部13而支撐固定側端子2。進而，支撐導體6係在中心具備導體，其周圍以絕緣物覆蓋，且連接於固定於凸緣4的襯套(bushing)16而受到支撐。在連結部13之內部，於正交的兩個方向設置埋頭孔，在一方的埋頭孔連接固定側端子2與連結部13，在正交的另一方的埋頭孔連接第二絕緣支撐部7與連結部13。這些連接中所使用的螺栓係從連結部13突出，以抑制電場集中的發生。
固定側端子2的外形為圓筒形，在可動側端子1側沿著圓筒的軸配置有可動接點8的軸棒9，在軸棒9的周圍設有彈簧10。 可動側端子1係以與固定側端子2的軸棒9同軸的方式設有可動電極棒3，藉由使該可動電極棒3之一端與可動接點8耦合而使開關器100閉路，藉由解放可動電極棒3與可動接點8之耦合而使開關器100開路。此外，可動電極棒3之另一端連接於可動軸11，可動軸11經由例如伸縮囊(bellows)而在凸緣4之外部連接於操作機構部12。可動軸11、可動電極棒3及軸棒9為同軸。
接著，針對在開關器100中具有電流阻斷功能的速動機構進行說明。圖2為固定側端子2的局部放大圖，且為顯示可動接點8之構造的圖。如上述，可動接點8具有軸棒9與設於其周圍的彈簧10，如以下所述，在閉路時，可動電極棒3之一端係與可動接點8耦合，且與軸棒9電性連接。再者，軸棒9係藉由靜止端14而定位開路時的位置。圖3係顯示開關器100為閉路狀態的圖。圖4係顯示從圖3的閉路狀態往圖1的開路狀態之轉移中的狀態，亦即開路動作中的圖。
圖3中，閉路時，藉由操作機構部12經由可動軸11使可動電極棒3朝固定側端子2的方向移動。而且，可動電極棒3插入至固定側端子2，且將彈簧10推入而與可動接點8耦合，使可動側端子1與固定側端子2電性導通。
圖4中，當開關器100開始進行開路動作時，係藉由操作機構部12使可動電極棒3往可動側端子1側移動，並且可動接點8的軸棒9係維持與可動電極棒3耦合的狀態而朝可動側端子1側移動，使構成可動接點8的彈簧10以伸展的方式蓄能。可動電極棒3或軸棒9到達預先決定的預定位置時，可動接點8與可動電極棒3之耦合會鬆脫，使得彈簧10釋能。可動接點8收納於固定側端子2內，可動電極棒3收納於可動側端子1內，完成開路動作，成為圖1的開路狀態。
在從圖4往圖1之狀態轉移的開路動作中，藉由彈簧10釋能，可動接點8係往固定側端子2內移動，軸棒9會抵接於靜止端14，因此而產生衝撃力。開關器必須具備能承受此衝撃力的構造。圖5係相當於實施方式1之比較例的圖，與圖1的不同在於，不具備第二絕緣支撐部7，而未從下方支撐固定側端子2。圖5之構造的情形，開路時，可動接點8係往固定側端子2內收納，當在軸棒9抵接於靜止端14時產生衝撃力，就會有荷重朝水平方向作用於固定側端子2，由於固定側端子2為利用懸臂構造而藉由第一絕緣支撐部5所支撐，因此會有荷重如圖中箭號所示而向上作用於第一絕緣支撐部5。此構造中，在謀求電流阻斷性能的提升時，可考慮使彈簧10的荷重增加以增加開關速度。然而，取決於彈簧10之蓄積能量之衝撃力的增加，會有產生第一絕緣支撐部5的變形或破壞之虞。
本實施方式1中，如圖1、圖3及圖4所示，以第一絕緣支撐部5支撐固定側端子2的上部，且以第二絕緣支撐部7支撐相對於可動軸11位於對稱的位置之固定側端子2的下部。第一絕緣支撐部5及第二絕緣支撐部7係相對於可動軸11成為對稱且平行而支撐固定側端子2。亦即，以使圖1中的可動軸11與第一絕緣支撐部5的距離L1、和可動軸11與第二絕緣支撐部7的距離L2大致成為相等的方式設置第一絕緣支撐部5及第二絕緣支撐部7。
此外，本實施方式1中，在圖1、圖3及圖4中顯示單相份的開關器之構造，而在三相用的開關器中，該等裝置係朝水平方向排列三個。亦即，以朝圖式中之深度方向排列三個之構成來構成開關器。此情況，藉由將支撐固定側端子2的第一絕緣支撐部5及第二絕緣支撐部朝上下方向配置，可使三相分的機器彼此的距離縮小。
較佳係形成為下列構造：於第一絕緣支撐部5及第二絕緣支撐部7使用例如環氧樹脂(epoxy resin)等，將產生開關衝撃時之第一絕緣支撐部5及第二絕緣支撐部7的彈性變形量調整為同等，藉此使荷重不會以偏向第一絕緣支撐部5及第二絕緣支撐部7之任一方的方式產生作用。藉由設為此種構造，可抑制衝撃力往支撐開關器100之凸緣4傳播。因此，不用提高凸緣4的強度就可使開關速度增加，而謀求電流阻斷性能的提升。
以上，根據實施方式1的開關器100，可藉由第一絕緣支撐部5及第二絕緣支撐部7而在相對於可動軸11為對稱的位置支撐固定側端子2，第一絕緣支撐部5及第二絕緣支撐部7係平行於可動軸11且有一端固定於凸緣4，因此，能夠藉由第一絕緣支撐部5及第二絕緣支撐部7而分散開關器100之開關動作的衝擊力，而可提供具備穩定的電流阻斷功能之開關器。
此外，由於藉由第一絕緣支撐部5及第二絕緣支撐部7支撐固定側端子2而分散荷重，因此可將第一絕緣支撐部5、第二絕緣支撐部7及操作機構部12的機械強度設計成比以往更低，而可實現開關器的小型化，可預見開關器之設置空間的縮小化及開關器的成本降低。
實施方式2. 以下，使用圖6，針對實施方式2的開關器進行說明。 圖6為顯示本實施方式2的開關器之構造的要部剖面圖。圖中，開關器100為開路狀態。與圖1的不同點在於，藉由直接固定於凸緣4的第二絕緣支撐部15來支撐固定側端子2的下部。由於其他構造與實施方式1同樣，故省略說明。
圖6中，第二絕緣支撐部15係直接固定於凸緣4，可動側的支撐導體6係以與第二絕緣支撐部15獨立的方式固定於凸緣4。如同實施方式1，第二絕緣支撐部15與第一絕緣支撐部5係以使可動軸11與第一絕緣支撐部5的距離L1、和可動軸11與第二絕緣支撐部15的距離L2大致相等的方式，在相對於可動軸11為對稱的位置配置成與可動軸11平行。此外，第二絕緣支撐部15與第一絕緣支撐部5兩者的彈性變形量係調整為同等。如此，以第二絕緣支撐部15直接支撐固定側端子2的下部，因此不須如實施方式1設置連結部13，而可削減零件件數。再者，可動側端子1係以第一絕緣支撐部5與固定於凸緣4的支撐導體6來支撐。
以上，根據實施方式2，可獲得可達成與實施方式1同樣的功效，且具有能夠以較少的零件件數從兩個方向支撐固定側端子2，而分散作用於第一絕緣支撐部5與第二絕緣支撐部15的荷重之構造的開關器。
其他實施方式. 上述實施方式1、2中，顯示的雖然是作為相對於可動軸11而對稱的位置而從上部下部以絕緣支撐部支撐固定側端子2的例子，但是，只要可設計成將開關時的荷重同等地分散至支撐固定側端子2的兩個支撐構件，就不限於上部、下部。亦可為在從垂直方向偏移的角度對稱的位置，亦可為相對於可動軸11為水平方向的位置。
此外，上述實施方式1、2中，顯示的雖然是作為相對於可動軸11而對稱的位置而從上部下部以絕緣支撐部支撐固定側端子2的例子，但是，絕緣支撐部不限於兩個。只要與可動軸11為等距離，且等角度地配置在可動軸11的周圍來可分散荷重即可。
將上述實施方式1、2及其他實施方式的開關器使用於氣體絕緣開關裝置時，係除操作機構部以外，亦即將可動側端子、固定側端子及各絕緣支撐部等收納於封入SF 6氣體或乾空氣(dry air)等而成的密閉容器，從密閉容器的外部藉由操作機構部而進行開關操作。
本揭示記載了各種例示的實施方式及實施例，但一個或複數個實施方式記載的各種特徵、態樣、及功能並非限定在特定實施方式的應用，而是可單獨或藉由各種組合而應用於實施方式中。 據此，可在本案說明書所揭示之技術範圍內思及未例示的無數變形例。而且，還包含例如使至少一個構成要素變形的情況、追加或省略至少一個構成要素的情況、以及抽出至少一個構成要素並與其他實施方式的構成要素組合的情況等。
1:可動側端子 2:固定側端子 3:可動電極棒 4:凸緣 5:第一絕緣支撐部 6:支撐導體 7,15:第二絕緣支撐部 8:可動接點 9:軸棒 10:彈簧 11:可動軸 12:操作機構部 13:連結部 14:靜止端 16:襯套 100:開關器 L1:可動軸與第一絕緣支撐部的距離 L2:可動軸與第二絕緣支撐部的距離
圖1係實施方式1的開關器(開路狀態)的要部剖面圖。 圖2係實施方式1的開關器之固定側端子的局部放大圖。 圖3係實施方式1的開關器(閉路狀態)的要部剖面圖。 圖4係實施方式1的開關器(開路動作中)的要部剖面圖。 圖5係實施方式1的比較例之開關器的要部剖面圖。 圖6係實施方式2的開關器(開路狀態)的要部剖面圖。
1:可動側端子
2:固定側端子
3:可動電極棒
4:凸緣
5:第一絕緣支撐部
6:支撐導體
7:第二絕緣支撐部
8:可動接點
9:軸棒
10:彈簧
11:可動軸
12:操作機構部
13:連結部
16:襯套
100:開關器
L1:可動軸與第一絕緣支撐部的距離
L2:可動軸與第二絕緣支撐部的距離

Claims (25)

  1. 一種開關器，係具備：固定側端子，係具有可動接點；及可動側端子，係與前述固定側端子相對向配置，且該可動側端子具有用以確保與前述固定側端子之電性導通之可相接/分離的可動電極棒；前述可動側端子係固定在與前述固定側端子相對向之側的相反側；前述可動接點係具有：軸棒，係以與前述可動電極棒同軸的方式移動；以及彈簧，係彈推前述軸棒；在前述固定側端子與前述可動側端子的閉路時，前述可動電極棒之一端係耦合於前述可動接點；在前述固定側端子與前述可動側端子的開路時，前述可動電極棒係以耦合於前述可動接點的狀態朝前述可動側端子的方向移動，藉此使前述彈簧蓄能，而當前述可動電極棒到達預先決定的位置時，前述彈簧會釋能而使得前述軸棒朝前述固定側端子的方向移動，藉此使前述可動接點從前述可動電極棒分離；其中，前述固定側端子係由一端被固定的複數個絕緣支撐部所支撐，前述絕緣支撐部係設置在相對於前述可動電極棒移動之軸為對稱的位置。
  2. 如請求項1所述之開關器，其中，複數個前述絕緣支撐部係以相對於前述可動電極棒移動之軸平行且等距離的方式設置。
  3. 如請求項1或2所述之開關器，其中，複數個前述絕緣支撐部係由樹脂構成，且彈性變形量為同等。
  4. 如請求項1或2所述之開關器，其中，複數個前述絕緣支撐部中之一者係支撐前述固定側端子及前述可動側端子兩者。
  5. 如請求項3所述之開關器，其中，複數個前述絕緣支撐部中之一者係支撐前述固定側端子及前述可動側端子兩者。
  6. 如請求項4所述之開關器，其中，複數個前述絕緣支撐部中之一者係設置在相對於前述可動電極棒移動之軸與支撐前述固定側端子及前述可動側端子兩者的前述絕緣支撐部為對稱的位置。
  7. 如請求項5所述之開關器，其中，複數個前述絕緣支撐部中之一者係設置在相對於前述可動電極棒移動之軸與支撐前述固定側端子及前述可動側端子兩者的前述絕緣支撐部為對稱的位置。
  8. 如請求項1或2所述之開關器，係具備兩個前述絕緣支撐部，其中一個前述絕緣支撐部係支撐前述固定側端子的上部，另一個前述絕緣支撐部係支撐前述固定側端子的下部。
  9. 如請求項3所述之開關器，係具備兩個前述絕緣支撐部，其中一個前述絕緣支撐部係支撐前述固定側端子的上部，另一個前述絕緣支撐部係支撐前述固定側端子的下部。
  10. 如請求項4所述之開關器，係具備兩個前述絕緣支撐部，其中一個前述絕緣支撐部係支撐前述固定側端子的上部，另一個前述絕緣支撐部係支撐前述固定側端子的下部。
  11. 如請求項5所述之開關器，係具備兩個前述絕緣支撐部，其中一個前述絕緣支撐部係支撐前述固定側端子的上部，另一個前述絕緣支撐部係支撐前述固定側端子的下部。
  12. 如請求項6所述之開關器，係具備兩個前述絕緣支撐部，其中一個前述絕緣支撐部係支撐前述固定側端子的上部，另一個前述絕緣支撐部係支撐前述固定側端子的下部。
  13. 如請求項7所述之開關器，係具備兩個前述絕緣支撐部，其中一個前述絕緣支撐部係支撐前述固定側端子的上部，另一個前述絕緣支撐部係支撐前述固定側端子的下部。
  14. 一種氣體絕緣開關裝置，係具備如請求項1或2所述之開關器。
  15. 一種氣體絕緣開關裝置，係具備如請求項3所述之開關器。
  16. 一種氣體絕緣開關裝置，係具備如請求項4所述之開關器。
  17. 一種氣體絕緣開關裝置，係具備如請求項5所述之開關器。
  18. 一種氣體絕緣開關裝置，係具備如請求項6所述之開關器。
  19. 一種氣體絕緣開關裝置，係具備如請求項7所述之開關器。
  20. 一種氣體絕緣開關裝置，係具備如請求項8所述之開關器。
  21. 一種氣體絕緣開關裝置，係具備如請求項9所述之開關器。
  22. 一種氣體絕緣開關裝置，係具備如請求項10所述之開關器。
  23. 一種氣體絕緣開關裝置，係具備如請求項11所述之開關器。
  24. 一種氣體絕緣開關裝置，係具備如請求項12所述之開關器。
  25. 一種氣體絕緣開關裝置，係具備如請求項13所述之開關器。
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