开关机构的制作方法

本发明涉及受配电用开闭设备，特别是涉及断路器、负载电流开闭器、接地开闭器、接地断路器、开闭装置、多电路切换用开闭器的构造。

背景技术：

关于现有的开关机构的例子，使用专利文献1中记载的开闭器的结构进行说明。该开闭器通过在由电绝缘物构成的容器内设置固定电极和可动电极、集电器、绝缘操作杆、套管导体等，且内部封入sf6气体等绝缘性气体而构成。

在本结构中，构成容器的电绝缘物的两端开口部由金属性的凸缘和o型圈等密封材料密封，防止内部的sf6气体泄漏。另外，在整个容器内封入sf6气体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：us2012/0285806

发明所要解决的问题

上述专利文献1记载的开闭器中，构成容器的电绝缘物的两端开口部由金属制的凸缘和o型圈等密封材料密封，防止内部的sf6气体泄漏，但是，由于o型圈的透过微量的sf6气体的概率高，因此在数十年的产品寿命之中有可能使少量的sf6气体泄漏到大气中。另外，因为在整个容器内封入sf6气体，所以具有sf6气体的使用量增多这样的问题。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，提供能够防止sf6气体泄漏且降低其使用量的开闭器。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，本发明的特征在于，包括：灭弧室，其具有绝缘筒、设置于所述绝缘筒的一端的固定端板、设置于所述绝缘筒的另一端的可动端板、设置于所述固定端板的固定电极、贯穿设置于所述可动端板的可移动的可动电极、设置于所述可动端板和所述可动电极的波纹管、用于进行气体的供给排出的给排端口；与所述固定电极电连接的第一套管导体；和与所述可动电极电连接的第二套管导体，使用固体绝缘物将所述灭弧室、所述第一套管导体、所述第二套管导体模塑而形成开关部。

发明效果

根据本发明，能够降低sf6气体的泄漏和使用量。

附图说明

图1是表示实施例1的气体断路器的纵剖视图。

图2是表示实施例1的气体断路器的底横剖视图。

图3是表示实施例2的气体断路器的纵剖视图。

图4是表示实施例3的气体负载电流开闭器的纵剖视图。

图5是表示实施例4的气体接地开闭器的纵剖视图。

图6是表示实施例5的气体负载电流开闭器的纵剖视图。

图7是表示实施例6的气体封入熔断器的纵剖视图。

图8是表示实施例7的气体接地断路器的纵剖视图。

图9是表示实施例7的接通状态的纵剖视图。

图10是表示实施例7的断路状态的纵剖视图。

图11是表示实施例7的接地状态的纵剖视图。

图12是表示实施例8的开闭装置的单相连接图。

图13是表示实施例8的开闭装置的侧方纵剖视图。

图14是表示实施例8的开闭装置的主视图。

图15是表示实施例9的开闭装置的纵剖视图。

图16是表示实施例10的气体接地断路器的纵剖视图。

图17是表示实施例11的气体接地负载开闭器的纵剖视图。

图18是表示实施例12的气体多电路切换开闭器的纵剖视图。

图19是表示实施例13的气体多电路切换开闭器的纵剖视图。

图20是表示实施例14的气体多电路切换开闭器的纵剖视图。

图21是表示实施例15的气体多电路切换开闭器的纵剖视图。

图22是表示实施例16的气体多电路切换开闭器的纵剖视图。

图23是表示实施例17的开闭装置的纵剖视图。

图24是表示实施例18的气体多电路切换开闭器的纵剖视图。

图25是表示实施例19的气体多电路切换开闭器的纵剖视图。

图26是表示实施例20的气体开闭装置的纵剖视图。

图27是表示实施例21的气体开闭装置的纵剖视图。

图28是表示实施例22的气体开闭装置的纵剖视图。

图29是表示实施例23的气体开闭装置的纵剖视图。

图30是表示实施例24的气体开闭装置的纵剖视图。

图31是表示实施例25的气体开闭装置的纵剖视图。

具体实施方式

以下，使用附图对实施例进行说明。另外，以下叙述的只不过是实施例，发明的内容不限于下述具体的方式。本发明当然可以包括下述方式地进行各种方式变形。此外，在各实施例中相同的符号表示相同的部件，省略重复说明。

实施例1

使用图1及图2对实施例1进行说明。如图所示，实施例1的气体断路器，在由陶瓷绝缘筒7、固定端板9、可动端板10、波纹管2构成的灭弧室内部设置固定电极3、设置于固定电极的弹簧触点23、可动电极5，并且对在其内部经由端口14a封入sf6气体而构成的气阀28和套管导体12a、12b、电场缓和屏蔽件8，利用环氧树脂等固体绝缘物21进行模塑成型。固体绝缘物21的外表面根据需要也可以涂布导电性涂料等而成为接地电位。另外，该可动电极5经由绝缘操作杆20、控制杆31，通过2位置电磁操作器29相对于该固定电极3接触分离自如地驱动。绝缘操作杆20配置于由固体绝缘物21和机构壳体13构成的密闭空间内，通过端口14b在该密闭空间封入干燥空气。另外，也可以封入sf6气体。这时，例如将灭弧室内气体压设定为0.15mpa，将机构壳体内气体压设定为0.12pma，降低作用于波纹管的压力差而实现长寿命化。另外，套管导体12a、12b在低电流器中使用铝，在大电流器中使用铜。

在该结构中，该气阀通过将陶瓷绝缘筒7、固定端板9、可动端板10、波纹管2相互钎焊而构成，接着，对其周围使用环氧树脂等固体绝缘物进行模塑成型，因此，与o型圈的密封构造相比，被封入到内部的sf6气体的泄漏降低，环境适合性高。另外，只是在仅将要求电流开闭性能或耐电压性能的固定电极3和可动电极5的周围覆盖的小型的灭弧室内部，封入sf6气体即可，因此，具有能够降低sf6气体的使用量的效果。

图2表示实施例1的底横剖视图。贯穿机构壳体13的轴90通过未图示的o型圈等保持气密，并且相对于机构壳体13可自由旋转地配置，通过在该轴90上安装联杆91a、91b，构成控制杆31。

在该结构中，轴90利用未图示的o型圈等保持气密，并且相对于机构壳体13可旋转，由此，能够从机构壳体13的外部向内部传递驱动力。因此，与线性密封相比，具有能够以高的可靠性保持气密的这种效果。

实施例2

接着，使用图3对实施例2进行说明。实施例2的气体断路器，在通过由环氧树脂等构成的固体绝缘筒22、固定端板9、可动端板10、波纹管2构成的灭弧室内部设置固定电极3、可动电极5，并且对在其内部经由端口14a封入sf6气体而构成的气阀28和套管导体12a、12b，利用环氧树脂等固体绝缘物21进行模塑成型。固体绝缘物21的外表面根据需要也可以涂布导电性涂料等而成为接地电位。除此以外与实施例1同样地构成。

在该结构中，该气阀28通过对由环氧树脂等构成的固体绝缘筒22、固定端板9、可动端板10相互注塑而构成，另外，对其周围使用环氧树脂等固体绝缘物进行模塑成型，因此，与实施例1相同，与o型圈的密封构造相比，被封入到内部的sf6气体的泄漏降低，环境适合性高。另外，只是在仅将要求电流开闭性能或耐电压性能的固定电极3和可动电极5的周围覆盖的小型的灭弧室内部，封入sf6气体即可，因此，具有能够降低sf6气体的使用量的效果。

实施例3

接着，使用图4对实施例3进行说明。实施例3中除实施例1的结构外，如图所示，在气阀28内设置固体绝缘筒22、活塞24，还以从可动电极5的中心轴贯穿到活塞24的背面的方式设置通孔25。在固定电极3的表面设置有耐弧金属26。

在该结构中，在可动电极5从接通位置向切断位置驱动的过程中，随着由固体绝缘筒22、活塞24和可动侧端板10包围的空间的体积缩小，该空间内的气体的压力上升，通过通孔25从可动电极5的前端部排出。该气体向在可动电极5和固定电极3之间起弧的电弧吹出，由此，电流切断性能提高，具有可以切断大的负载电流的效果。

实施例4

接着，使用图5对实施例4进行说明。实施例4中，代替实施例1的结构的可动侧的套管导体12b，设置有接地端子53，由此构成接地开闭器。

在该结构中，具有接地电路的结构简单且成为小型的效果。

实施例5

接着，使用图6对实施例5进行说明。实施例5中，为了产生与在固定电极3和可动电极5之间起弧的电弧正交的磁场，将实施例1的结构的固定电极3和可动电极5的各触点部形成为螺旋形状。

在该结构中，在固定电极3和可动电极5之间起弧的电弧沿着该电极外周部磁驱动，由此，加强了电弧的冷却作用，电流切断性能提高，具有可以切断大的负载电流的效果。

实施例6

接着，使用图7对实施例6进行说明。实施例6中，利用环氧树脂等固体绝缘物21将熔断器27与套管导体12a、12b、电场缓和屏蔽件8一并模塑成型。

在该结构中，在高压熔断器的内部填充银的熔线元件和成为灭弧剂的石英砂，使用粘接剂或硅橡胶将罩体和磁器框体之间密封，锁住熔断器溶断时的压力。若由环氧树脂对熔断器进行整体模塑成型，则不能够进行熔断器的交换，但水分等不能够从周围环境侵入到熔断器内部，可以避免性能劣化。即，因为熔断器的磁器框体和罩体接合部由环氧树脂覆盖，所以水分等难以从周围环境侵入到熔断器内部，具有可以避免熔断器的性能劣化的效果。

此外，如实施例2，组合由环氧树脂等构成的固体绝缘筒、固定端板和可动端板，将以一方开口的方式预先组装的绝缘物容器与套管导体12a、12b、电场缓和屏蔽件8组合，再由环氧树脂等固体绝缘物21模塑成型而构成的组件中，从后装入熔断器27，安装用于确保气密的罩体，若在构成的气密空间的内部填充sf6气体，则具有以少的sf6气体量就能够提高熔断器外沿面的绝缘可靠性的效果。

实施例7

使用图8～图11对实施例7进行说明。图8是表示实施例7的接通和切断这两方的状态的纵剖视图，在由固定端板9、陶瓷绝缘筒7a、中间电极4、陶瓷绝缘筒7b、可动端板10、波纹管2构成的灭弧室内部设置固定电极3、可动电极5，且对在其内部经由端口14a封入sf6气体而构成的气阀28和套管导体12a、12b、电场缓和屏蔽件8，使用环氧树脂等固体绝缘物21进行模塑成型。固体绝缘物21的外表面根据需要涂布导电性涂料等，成为接地电位。对于可动电极5、绝缘操作杆20、波纹管2，纸面左半表示切断状态，纸面右半表示接通状态。固定侧套管导体12a连接电源电路，可动侧套管导体12b连接负载电路，接地端子53连接接地电路。

图9表示实施例7的接通状态。图中表示3位置电磁操作器30，经由控制杆31驱动绝缘操作杆20。在3位置电磁操作器30的输出轴处于下方位置时，可动电极5被向上方位置驱动，固定侧套管导体12a与可动侧套管导体12b通过可动电极5电导通，电源电路与负载电路连接。

图10表示实施例7的断路状态。在3位置电磁操作器30的输出轴处于中间位置时，可动电极5被向中间位置驱动，固定侧套管导体12a与可动电极5、可动电极5与接地端子53相互分离而没有电导通，电源电路与负载电路、负载电路与接地电路被电绝缘。

图11表示实施例7的接地状态。在3位置电磁操作器30的输出轴处于上方位置时，可动电极5被向下方位置驱动，可动侧套管导体12b与接地端子53通过可动电极5电导通，负载电路与接地电路连接。

在该结构中，与实施例1相同，具有能够降低sf6气体的泄漏和使用量的效果，另外，具有能够在紧凑且确保高可靠性的同时实现接地断路功能的效果。

实施例8

使用图12～图14对实施例8进行说明。图12表示实施例8的单相连接图。实施例8通过串联连接接地断路部73、切断部74，对电源电路70、接地电路71、负载电路72提供接通、切断、断路、接地功能。

图13表示实施例8的结构的侧方纵剖视图。通过固体绝缘母线61连接图8～图11所示的实施例7和图6所示的实施例5，可以构成图12所示的电路。

图14表示实施例8的主视图。通过利用固体绝缘母线60a、60b、60c将接地断路部73a、73b、73c与切断部74a、74b、74c连接，将与电缆42a、42b、42c连接的负载与电源连接或切断，或者与接地电路连接。

在该结构中，与实施例1同样具有能够降低sf6气体的泄漏和使用量的效果。

实施例9

使用图15对实施例9进行说明。实施例9是将实施例8的电流切断部置换为实施例6所示的气体封入熔断器的例子。

本结构中，可以廉价地构成多电路切换用开闭器。另外，与其它的实施例同样具有能够降低sf6气体的泄漏和使用量的效果。

实施例10

使用图16对实施例10进行说明。实施例10中，在通过由粘接剂等将固体绝缘筒22a、22b、套管导体12a、12b、接地端子53接合而构成的灭弧室内，通过一边使用o型圈等密封部件来确保气密一边使用螺栓将机构壳体13紧固，而构成密闭容器，对经由设置于机构壳体13的端口14b封入sf6气体而构成的气阀的周围，再次使用环氧树脂等固体绝缘物21进行模塑成型。在触头80a、80b的周围设置有弹簧81a、81b，经由触头进行可动电极5与套管导体的电连接。

在该结构中，能够部分组装灭弧室，能够通过螺栓而与机构壳体13紧固在一起，因此，组装作业容易进行，另外，封入sf6气体后，以覆盖端口14b或密封部件的方式使用固体绝缘物21进行模塑成型，因此，与实施例1同样，与o型圈的密封构造相比，被封入到内部的sf6气体的泄漏降低，环境适合性高。

实施例11

使用图17对实施例11进行说明。实施例11中，在由陶瓷绝缘筒7a、7b、固定端板9、可动端板10、波纹管2构成的灭弧室内部设置固定电极3、可动电极5、其周围的电弧屏蔽件6，并且，从对在其内部封入sf6气体而构成的气阀28和套管导体12a、12b、接地端子53使用环氧树脂等固体绝缘物21进行模塑成型而得到的组件的两侧，对内置有绝缘操作杆20a和控制杆31a的机构壳体13a以及内置有可动电极5b和内置控制杆31b的机构壳体13b，以夹入o型圈等密封部件的方式用螺栓进行紧固，由此构成接地负载电流开闭器。

本实施例中，能够独立地将气阀28和接地电路开闭。另外，可以通过螺栓紧固由固体绝缘物21模塑成型的组件和机构壳体13a、13b，因此，容易进行组装作业。

实施例12

使用图18对实施例12进行说明。实施例12中，在由陶瓷绝缘筒7a、7b、中间电极4、可动端板10a、10b、波纹管2a、2b构成的灭弧室内部设置具有弹簧触点23b、23c的固定电极3、可动电极5a、5b，并且，从对在其内部经由端口14a、14b封入sf6气体而构成的气阀28和套管导体12a、12b、12c使用环氧树脂等固体绝缘物21进行模塑成型而得的组件的两侧，对内置有绝缘操作杆20a和控制杆31a的机构壳体13a以及内置有绝缘操作杆20b和控制杆31b的机构壳体13b以夹入o型圈等密封部件的方式用螺栓进行紧固，由此构成接地负载电流开闭器。通过2位置电磁操作器29a、29b，经由绝缘操作杆20a、20b控制可动电极5a、5b的位置。

在本实施例中，能够部分组装2点截止气阀。另外，通过将套管导体12b和套管导体12a、套管导体12c独立地电导通、切断，能够实现切换电源电路或负载电路的多电路切换开闭器。

实施例13

使用图19对实施例13进行说明。实施例13通过将实施例12的套管导体12c作为接地端子53使用，省略绝缘操作杆20b。

本实施例中，与实施例12同样，能够部分组装2点截止气阀。另外，通过省略绝缘操作杆20b，能够实现低成本化。

实施例14

使用图20对实施例14进行说明。实施例14中，将在由陶瓷绝缘筒7a、可动端板10a、固定端板9a、波纹管2a构成的灭弧室内部设置固定电极3a、可动电极5a，并且对在其内部封入sf6气体而构成的第一气阀28a和套管导体12a、可动侧导体82a使用环氧树脂等固体绝缘物21a进行模塑成型而得的第一组件，和在由陶瓷绝缘筒7b、可动端板10b、固定端板9b、波纹管2b构成的灭弧室内部设置固定电极3b、可动电极5b，并且对在其内部封入sf6气体而构成的第二气阀28b和套管导体12c、可动侧导体82b使用环氧树脂等固体绝缘物21b进行模塑成型而得的第二组件，在内置有绝缘操作杆20a、20b、控制杆31的机构壳体13，以夹入o型圈等密封部件的方式进行机械连接，接着，使用固体绝缘母线61将可动导体82a和82b电连接，由此构成电路切换开闭器。另外，具备2位置电磁操作器29和控制杆31。

本实施例中，通过2位置电磁操作器29，能够将气阀28a和28b以排他的方式接通、切断，因此能够实现可靠性高的电路选择用开闭器。

实施例15

使用图21对实施例15进行说明。实施例15中，将实施例14的绝缘操作杆20a、20b形成为一体。

本实施例中，通过将绝缘操作杆聚集成一根，能够减少调整部位、降低组装工时数、降低零件数，从而能够实现低成本化。

实施例16

使用图22对实施例16进行说明。实施例16向纸面左右方向反转配置实施例13的机构壳体13b、控制杆31b、2位置电磁操作器29b、套管导体12b、接地端子53，套管导体12a在纸面纵方向上位移配置于三个位置。

本实施例中，通过在套管导体12b连接负载，在套管导体12aa、12ab、12ac连接三相交流电源母线，能够提高现场安装操作性。

实施例17

使用图23对实施例17进行说明。实施例17将实施例13的套管导体12b变更为固体绝缘母线连接电极，利用固体绝缘母线61连接固体绝缘母线连接电极与实施例6的气体封入熔断器。

本实施例中，使用两个2位置电磁操作器29a、29b，能够实现与图15所示的实施例9相同的功能。

实施例18

使用图24对实施例18进行说明。实施例18将实施例12的2点截止气阀置换为2个1点截止气阀28a、28b而构成。

本实施例中，因为简单形成各气阀的构造，所以部分组装作业性提高。

实施例19

使用图25对实施例19进行说明。实施例19中，将实施例18的一个气阀28b置换为气体断路部而构成。

本实施例中，与实施例18同样，因为简单形成各气阀的构造，所以部分组装的作业性提高，通过将气阀28b置换为气体断路器，能够实现低成本化。

实施例20

使用图26对实施例20进行说明。实施例20中，在由陶瓷绝缘筒7、可动端板10、固定端板9、波纹管2构成的灭弧室内部设置固定电极3a、可动电极5a，并且对在其内部封入sf6气体而构成的气阀和套管导体12a、12b、埋入式屏蔽件99使用环氧树脂等固体绝缘物21进行模塑成型而得的组件中，内置绝缘操作杆20a、20b、可动电极5b、中间电极4，并安装盖体82，从而构成密封空间，接着，在其内部封入干燥空气或sf6气体等而构成。通过使埋入式屏蔽件99伸长到比中间电极4或可动电极5a更靠纸面下方的位置，从而使等电位面伸长到纸面下方，缓和中间电极4或可动电极5a的表面的电场，提高耐电压性能。

本实施例中，通过并排配置气阀28和接地断路部73，能够小型化。

实施例21

使用图27对实施例21进行说明。实施例21在实施例20的结构中，在固体绝缘物21或盖体82的内面实施涂层92。作为涂层92，选择氟树脂涂层那样的具有拨水性的材料。

本实施例中，被吸藏于固体绝缘物21内部的水分难以通过涂层向气体空间放出，因此，能够提高绝缘可靠性。

实施例22

使用图28对实施例22进行说明。实施例22表示在金属焊接腔93内利用未图示的o型圈保持气密地安装环氧套筒94a、94b、94c、94d而构成的开闭装置用气体容器，以包含金属焊接腔93和环氧套筒94a、94b、94c、94d的接合部的方式注塑固体绝缘物21。

本实施例中，容易泄漏的金属焊接腔93和环氧套筒94a、94b、94c、94d的接合部由固体绝缘物覆盖，因此，即使气体从金属焊接腔93和环氧套筒94a、94b、94c、94d的接合部泄漏，也能够通过固体绝缘物21抑制住。因此，与在金属焊接腔93内利用未图示的o型圈保持气密地安装环氧套筒94a、94b、94c、94d而构成的开闭装置用气体容器相比，能够提高气密可靠性。

实施例23

使用图29对实施例23进行说明。实施例23中，将电场缓和屏蔽件8重叠配置。另外，将波纹管2以从气阀28突出的方式朝向外侧配置。

本实施例中，通过重叠配置电场缓和屏蔽件8，与实施例7相比得到更高的电场缓和效果。另外，与实施例7相比，能够缩小可动端板10和气体绝缘操作杆20的轴向长度，因此，能够实现低成本化。

实施例24

使用图30对实施例24进行说明。实施例24中，实施例23的可动电极5由相互内接或外接的同轴圆筒状电阻体95、绝缘体96、导电体97的组合构成。

本实施例中，接通动作时首先是固定电极3与电阻体95接触，之后固定电极3与绝缘体95接触，最终固定电极3与导电体97接触。通过该动作，在接通变压器负载时，能够抑制励磁涌流。

实施例25

使用图31对实施例25进行说明。实施例25在实施例4中，在机构壳体13内设置sf6气体泄漏传感器98。

本实施例中，当气阀28的波纹管2损伤，被封入到气阀28内的sf6气体向机构壳体13内泄漏时，能够通过sf6气体泄漏传感器98高精度地进行检测，从而能够提高可靠性。

实施例26

使用图1、5、6、17、26、27对实施例26进行说明。实施例26中，代替在气阀28内填充sf6气体，而抽成高真空。

本实施例中，通过组合图1、5、6中的抽成高真空的气阀28和sf6气体绝缘操作杆、图17、26、27中的抽成高真空的气阀28、sf6气体绝缘操作杆和气体绝缘接地开闭器或接地断路部，能够实现高的电流切断性能和紧凑的整体结构。

实施例27

使用图13、20、21、24、25对实施例27进行说明。实施例27中代替在多个气阀中的一个气阀填充sf6气体，而抽成高真空。

本实施例中，通过组合图13中的抽成高真空的纸面下侧的气阀的高的电流切断性能、和纸面上侧的气体绝缘接地断路器，能够兼得高的电流切断性能和优异的绝缘性能。在图20、21、24、25中，在每个电路应用抽成高真空的气阀和填充了sf6气体的气阀中的任一者，由此能够向与电路连接的设备提供最适合的开关部。

符号说明

1真空断路器

2波纹管

3固定电极

4中间电极

5可动电极

6电弧屏蔽件

7陶瓷绝缘筒

8电场缓和屏蔽件

9、9a、9b固定端板

10、10a、10b可动端板

12a、12b套管导体

13机构壳体

14a、14b端口

20气体绝缘操作杆

21固体绝缘物

22固体绝缘筒

23弹簧触点

24活塞

25通孔

26耐弧金属

27熔断器

28气阀

292位置电磁操作器

303位置电磁操作器

31控制杆

40电缆接头

41绝缘栓

42电缆

53接地电路

60电路间连结母线

61固体绝缘母线

70电源电路

71接地电路

72负载电路

73接地断路部

74切断部

80a、80b触头

81a、81b弹簧

82盖体

90轴

91a、91b联杆

92涂层

93金属焊接腔

94a、94b、94c、94d环氧套筒

95同轴圆筒状电阻体

96绝缘体

97导电体

98sf6气体泄漏传感器

99埋入式屏蔽件。