专利名称：真空阀及搭载有该真空阀的开关设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及在真空阀及真空阀内的压力与该真空阀周围的压力间差产生压力差的开关设备。
背景技术：
真空阀是着眼于真空的高绝缘性能且在真空绝缘的状态下进行电流的接通 切断等的装置。此外，为了实现真空阀在维持阀内的高真空状态的状态下进行电流的接通·切断等，在可动侧配置能够伸缩的波纹管，并通过该波纹管在保持密闭的状态下实现可动侧的动作。即，对波纹管施加相当于真空阀内的高真空状态与真空阀的周围的压力差的力，为了使波纹管正常地继续动作，要求相对于与该压力差相当的力持续地维持形状。然而，例如在作为额定电压为72kV、145kV这样的高电压的情况下，切断所需的电 极间距离变长，因此可动侧电极的移动距离也变长，波纹管本身也相应地变长。在这种情况下，在波纹管的中央附近施加有较大的力，可能产生中央附近变形为“ < ”形的压曲变形。压曲变形一旦发生在波纹管上，则波纹管的伸缩运动受到限制，导致对电流的接通 切断动作造成影响。在此，作为防止上述的压曲变形的技术，例如有专利文献I中记载的内容。在专利文献I中记载了将伸缩方向的中央部的壁厚比邻接的部分的壁厚更厚的波纹管搭载在真空开关管上的结构。在先技术文献专利文献专利文献I日本特开昭60-65955号公报发明的概要发明要解决的课题然而，为了制造专利文献I所记载的结构，当分别制成通过壁厚厚的部分与壁厚薄的部分相邻接的部分后，必须将它们接合而进行组装，导致可能在接合部分产生因波纹管的内外的压力差产生的压力泄漏。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供相对于压曲变形具有强度且不产生压力泄漏的真空阀。用于解决课题的手段用于解决本发明的课题的真空阀具备互相对置的固定电极及可动电极、内包有该固定电极及可动电极且内部为真空的真空容器、具有褶皱结构且在维持所述真空容器的内部的真空的同时使所述可动电极能够进行动作的波纹管，所述真空阀的特征在于，所述波纹管具有没有褶皱的部位或褶皱的高度低的部位。发明效果
根据上述的发明的真空阀，能够获得具有针对压曲变形的强度且不产生压力泄漏的效果。
图I是实施例I的真空阀的轴向剖视图。图2是实施例2的真空阀的轴向剖视图。图3是实施例3的气体绝缘开关设备(switch gear)的侧剖视图。
具体实施例方式以下，说明本发明的实施例。实施例I使用图I说明本实施例。本实施例的真空阀I在内部为真空的真空容器中收纳有作为互相对置的触点电极的固定电极4及可动电极5、与固定电极4连接的固定导体3、与可动电极5连接的可动导体9、配置在真空容器的内部侧且在保持该真空容器内的真空的状态下使可动导体9能够动作的作为可挠性构件的波纹管(bellows) 2、在电极开闭时防止以电极间为中心产生的电弧在真空容器内产生火星的电弧罩6。此外，真空容器本身使圆筒状且陶瓷制的绝缘筒7、8结合，并且通过使端部与金属制的端板(固定侧端板10及可动侧端板11)接合而密封。对于可动侧而言，由于必须将真空容器内密封成真空状态，除此之外 还必须允许可动导体9的动作，因此，使上述的可动侧端板11中的与绝缘筒8接合的端部的相反侧的端部与波纹管2接合，该波纹管2使与可动侧端板11接合的一侧的端部的相反侧的端部与可动导体9接合。由此，能够在将真空容器内部保持真空状态的情况下使与可动导体9连接的可动电极5动作，从而进行开闭动作。在此，波纹管2由侧壁面成为褶皱状的杯状的金属制构件形成，在本实施例的波纹管2中，尤其在波纹管2的侧壁面的中央部设置有没有褶皱的平坦的部分。对波纹管2的制造方法进行说明。将成为波纹管2的基体的杯状的薄金属收容到侧面部为褶皱状的模具的内部，并向杯的内部注入高压的液体。由此，从内侧向杯状的薄金属施加压力，杯状的薄金属以与褶皱状的模具对应的方式利用其延展性而局部延伸，在侧面部形成褶皱，从而形成波纹管2。对于通过该制造方法制造的波纹管2而言，延伸的部分的厚度变薄，另一方面，未延伸的部分保持为原来的杯状的金属的侧壁面的厚度不变，因此要比延伸的部分厚。对压曲进行说明。在使用真空阀的情况下，阀的内部与其周围的压力差变大，对波纹管2作用相当于该压力差的应力。因此，随着从固定波纹管2的端部朝向中央部，变得无法对抗应力，从而容易变形为“形。这是被称为“压曲”的现象。在褶皱上存在向真空阀的内部侧鼓出的部分和向真空阀的周围侧鼓出的部分，它们之中容易成为压曲原因的是向真空阀的内部侧鼓出的部分。虽然真空阀的周围的气体等介质进入向真空阀的内部侧鼓出的部分，但是该介质的压力比真空阀的内部的真空压力高，从而已经鼓出的褶皱被进一步向鼓出方向施加力。由此，在该部分容易产生压曲。压曲是塑性变形，一旦产生则波纹管2无法恢复成原形，可动导体9的动作无法正常进行。因此，成为大的问题。关于该压曲现象，在例如额定电压为72kV、145kV等高电压等级而电流切断时的电极间距离变长，结果使得接通时的波纹管2长度变长的情况下，或者为了提高真空阀I的周围的绝缘耐力而向真空阀I的周围封入高压空气或高压气体的情况下，更容易产生压曲现象。前者的情况是因为波纹管2中的中央部距端部的距离较大而对抗应力的力下降，而后者的情况是因为真空阀I的内外的压力差变大从而导致对波纹管2施加的应力本身变大。因此，在适用真空阀时，基本上无论在何种条件下针对压曲的对策都是必要的，但是在这些条件下针对压曲的对策尤其重要。除了上述的情况之外，在如本实施例那样波纹管2配置在真空容器的内部侧的情况下，对压曲的对策是必要的。这是因为，在波纹管2配置在真空容器的外部侧时，真空阀I的外压将鼓出的部分压溃并向使波纹管2复原的方向提供反力，与此相对，在波纹管2配置在真空容器的内部侧时，真空阀I的内压将鼓出的部分压溃并向使波纹管2压曲的方向施加力。因此，当波纹管2配置在真空容器的内部侧时，容易产生压曲，在这种情况下压曲对策也是重要的。
在本实施例中，在波纹管2的侧壁面上设置有不存在褶皱的平坦的部分，在该部分，即使真空阀I的周围的介质向真空阀I的内部侧压入，该部分也会停止在被向真空阀I的内部侧按压，相对于变鼓的力的刚性变强。因此，不易以该部分为起点地产生压曲。另外，除了该平坦的部分本身的刚性变强之外，由于刚性强的部分的褶皱部分也在近处有不易鼓出的部分，所以与周围不存在刚性强的部分相比刚性变得较强。另外，在本实施例中褶皱延伸的部分的金属厚度变薄，因此刚性下降，但是未延伸褶皱的部分的相对刚性变强。没有褶皱的平坦的部分是未延伸褶皱的部分连续连接的部分，金属的厚度厚，相对刚性进一步增强。即，该平坦的部分因没有褶皱而实现了刚性强化，另外在厚度方面也使刚性得到强化，从而针对压曲具有相当高的强度。进一步而言，在本实施例中，平坦的部分设置在侧面部的中央附近。如前述那样，压曲容易在中央附近产生，因此在该位置配置刚性强而不易产生压曲的部分比将其配置在其他部分更为有效。实施例2使用图2说明本实施例。波纹管22与实施例I的结构不同。在实施例I中，说明了在波纹管2的侧面部的中央附近设置没有褶皱的平坦的部分的情况，但是，本实施例的波纹管22在波纹管22的侧面部的中央附近设置褶皱低的部分。在本实施例中，与实施例I不同，由于设置有褶皱，因此，真空阀的周围的气体等介质进入虽然褶皱低但也向真空阀的内部侧鼓出的部分，该介质的压力比真空阀的内部的真空压力高，因此已经鼓出的褶皱被进一步向鼓出方向施加力。然而，由于褶皱的高度比其他部分低，所以虽然不能期望平坦情况下那样的刚性强化，但是与其他褶皱的高度高的部分相比，其刚性得到强化。因此，在本实施例中也不易产生压曲。另外，在本实施例中，虽然形成有褶皱，但是褶皱的延伸程度比褶皱的高度高的其他部位小，从而通过实施例I中所述的方法制造的波纹管22的褶皱的高度低的部分的金属厚度比褶皱的高度高的其他部位厚。因此，通过这种方式刚性也会得到强化。进一步而言，在本实施例中，与实施例I同样地，平坦的部分也设置在侧面部的中央附近。因为如前述那样容易在中央附近产生压曲，因此，在该位置配置刚性强而不易产生压曲的部分比将其配置在其他部分更为有效。实施例3在上述各实施例的描述中虽然仅涉及真空阀1，但是在开关设备中搭载有该真空阀I的情况也包含在发明中。即，除了上述的真空阀I之外，包括向该真空阀I供给电力的母线和将来自该真空阀I的电力向负载侧供给的线缆的开关设备本身也成为本发明的对象。以下，使用图3对本实施例的气体绝缘开关设备进行说明。在本实施例中，作为具体例，示出上述的真空阀I搭载在SF6气体绝缘开关设备25上的情况。本实 施例的SF6气体绝缘开关设备25除了上述的真空阀I之外，大致还包括向开关设备供给电力的母线20、向负载侧供给电力的线缆头21、相对于真空阀I分别配置在母线20侧和线缆头21侧的断路器26、配置在断路器26的负载侧而使主电路接地的接地开闭器23、与线缆头21连接而测定向负载侧流动的电流的CT24，图3内的从母线20到线缆头21的各导体密闭且通过被封入的高压的SF6气体而绝缘。在这种情况下，真空阀I内与周围的高压的SF6气体的压力差比周围为大气压时大，因此压曲更容易产生。所以，在本实施例中实施上述的压曲对策比周围为大气压时更为有效。在本实施例中对使用SF6气体作为高压气体的情况举例进行了说明，但是不言而喻的是，本发明不限于SF6气体，例如高压的干燥空气等其他相对于大气压的高压气体当然也包含在本发明中。即，在开关设备为密闭结构且真空阀的周围成为比大气压高的压力时，与真空阀内部的压力差比真空阀的周围为大气压时的压力差大，结果容易产生压曲，因此搭载各实施例中所示的真空阀更为有效。另外，在作为电压等级为按照额定电压来计为例如72kV以上的特别高压的情况下，由于接通·切断时的电极间距离差变大，因此对于容易产生压曲的系统特别适用。符号说明I真空阀2、22 波纹管3固定导体4固定电极5可动电极6电弧罩7、8绝缘筒9可动导体10固定侧端板11可动侧端板15开关设备20 母线21线缆头23接地开闭器24CT25SF6气体绝缘开关设备
26断路 器
权利要求
1.一种真空阀，其具备相互对置的固定电极及可动电极、内包有该固定电极及可动电极且内部为真空的真空容器、具有褶皱结构且在维持所述真空容器的内部的真空的同时使所述可动电极能够进行动作的波纹管，所述真空阀的特征在于， 所述波纹管具有没有褶皱的部位或褶皱的高度低的部位。
2.根据权利要求I所述的真空阀，其特征在于， 所述波纹管的没有褶皱的部位或褶皱的高度低的部位的厚度比所述波纹管的褶皱的高度高的部位的厚度厚。
3.根据权利要求I或2所述的真空阀，其特征在于， 所述波纹管配置在所述真空容器的内部侧。
4.根据权利要求I至3中任意一项所述的真空阀，其特征在于， 所述波纹管的没有褶皱的部位或褶皱的高度低的部位设置在所述波纹管中的真空容器的长度方向的中央附近。
5.根据权利要求I至4中任意一项所述的真空阀，其特征在于， 该真空阀被施加72kV以上的电压。
6.一种开关设备，其特征在于， 具备权利要求I至5中任意一项所述的真空阀、向该真空阀供给电力的母线、从所述真空阀向负载侧供给电力的线缆。
7.根据权利要求6所述的开关设备，其特征在于， 该开关设备的内部以压力比大气压大的气体被密闭。
全文摘要
本发明的课题在于提供一种具有针对压曲变形的强度且不产生压力泄漏的真空阀。真空阀(1)具备互相对置而构成触点电极的固定电极(4)及可动电极(5)、内包有该固定电极(4)及可动电极(5)且其内部为真空状态的真空容器、构成真空容器的内外的交界且利用基于褶皱结构的弹力而在维持真空容器的内部的真空压力的同时使可动电极(5)能够进行接通·切断等动作的波纹管(2)，所述真空阀(1)的特征在于，波纹管(2)具有没有褶皱的部位或褶皱的高度低的部位。
文档编号H02B13/02GK102763186SQ20108006438
公开日2012年10月31日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者土屋贤治, 森田步 申请人:株式会社日立制作所