专利名称：真空开关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及真空开关装置、真空开关设备和将开关设备连接在一起形成的真空开关系统，其中，母线可以容易地连接于一个将真空接地容器或真空容器与气体绝缘接地容器组合起来的整体容器。
为了形成一个能够有效地应对在拥挤市区中电力消耗增加的需求的电力供应设施，配电电压被提高，即，负载有效地被吸收在22KV系统中，该系统具有来自6KV系统的每条线路的大容量，这是由于存在难于得到6KV配电分站的场地、缺乏电线敷线管道空间和对6KV供电设施要求高操作性能等问题。因此，必须使22KV配电元件象7至6KV元件那么结构紧凑。
关于需要制得紧凑的配电和变压元件，例如在日本专利申请公开文本第3-273804号中公开了一种SF6气体绝缘开关。在该开关是由一个自动断路器、两个隔离开关和一个接地开关构成的，它们独立地制造，装在注满绝缘气体的配电容器的装置室和母线室中。当使用真空断路器作为自动断路器的情形中，电路的接通和断开是通过使用真空断路器的致动器，抵抗一个固定电极垂向移动一个活动电极而进行的，或者，象在日本专利申请公开文本第55-143727号中公开的那样，电路的接通和断开是通过围绕一根作为转动中心的轴线垂向或水平地转动一活动电极以便接触个固定电极而进行的。
具有气体绝缘开关的配电和变压设施使用气体绝缘断路器或类似物接受例如来自电力公司的电力，将电力转变成适于负载的电压，将电力送至负载如电机等。当配电和变压设施进行保养和检查时，在断开气体绝缘断路器之后，与气体绝缘断路器分开设置的隔离开关被打开。然后，使残余电荷和感应电流通过将接地开关接地而流向地面，防止来自电源的重新施加以保证工作人员的安全。另外，由于当接地开关接地而母线加载时会发生事故，因而在断路器和接地开关之间设置了互锁。
例如，日本专利申请公开文本第3-273804号中公开的SF6气体绝缘开关中，单独制成的一个断路器、两个隔离开关和一个接地开关装在装置室和母线室中，这两个室是通过在配电箱中注入绝缘气体形成的。在用开关作为真空开关的情形中，真空容器中的一个活动电极借助致动器垂向地移向一固定电极以便接通和断开电路。在日本专利申请公开文本第55-143727号所公开的真空开关中，一个活动电极围绕主轴线水平旋转以接触和脱开一个固定电极，即，接通和断开电路。另外，在日本专利申请公开文本第59-75527号所公开的真空开关中，杆从真空容器中的活动电极和固定电极的背后延伸至真空容器之外。
但是，在这些专利文件中，未考虑到在电源侧导体和电源母线之间的连接部分。另外，虽然日本专利申请公开文本第9-153320号公开了一种密封在气体绝缘容器中的真空开关，但是，没有考虑到电源侧导体和电源母线之间的连接部分。
本发明的目的在于提供一种真空开关、连接多个真空开关形成的真空开关、真空开关设备和真空开关系统，它们能够容易地将母线或电源侧母线连接于接地的真空容器或整体容器。在本发明中，真空容器可以接地，或者，真空容器可以装在一个接地的气体绝缘容器中。
本发明提供一种开关装置，它包括(1)一个具有真空容器的真空开关，一个固定电极装在真空容器中，一个活动电极可与固定电极连接或断开，一个负载导体电连接于活动电极，一个外部导体电连接于固定电极；(2)一个用于驱动活动电极的操纵机构；(3)一条电连接于外部导体的母线，以及一种组合多个真空开关的真空开关设备。另外，通过将在一个设备中形成的真空开关装置通过母线连接于其它设备可形成需要的真空开关装置系统。
在本发明中，用于将从真空容器伸出的外部导体连接于母线的连接部分是一个用表面绝缘包围伸向水平方向至外部导体的纵向的母线和外部导体的一个连接端部的东西。作为用于电缆头部的连接方法，表面绝缘法是公知的，本发明采用这种表面绝缘法是为了固定真空开关和母线之间的连接。在这种表面连接法中，橡胶或类似物制成的一个弹性体被强制压紧在一个由陶瓷或树脂制成的刚性的固体绝缘件和包围一连接部分的壁(或一容器的壁)之间，所述固体绝缘件和弹性体之间的界面被牢固接触以增加耐受的电压。另外，作为本发明提出的弹性体的改进，一个压配的操作部分是在所述连接部分中形成的，以便从外部压装所述弹性体。
本发明的一个很大的优点在于接地真空容器和连接结构可以按照几乎相同的结构形成。因此，开关装置可容易地通过事先准备多组真空开关、操作机构、控制装置、连接部分和母线来组装成需要的电路。因此，真空开关装置、真空开关设备和真空开关系统的制造成本可以被降低。
在本发明中，一对母线的对接端部放置在重叠的外部导体端部上，这对母线沿着垂直于外部导体的方向延伸，一个紧固件如螺栓插入上述重叠部分设置的通孔中，然后用螺母或类似物紧固上述紧固件，以固定连接件。在母线连接结构中使用的本发明的固体绝缘体具有一个倾斜表面，使固体绝缘件的横截面积向着连接部分的中央部分逐渐减小。通过将一螺钉压配在弹性体中，紧固件将弹性体和固体绝缘件拉得更近，使其彼此紧密接触。在本发明的连接结构中，接地金属粉末可以混合在固体绝缘件和/或弹性体的表面部分中，使所述表面部分与接地的导电罩接触。母线本身的绝缘方法可以按照下述方式进行，即，使用环氧树脂的固体绝缘，或使用FS6气体充入容器的气体绝缘，或使用真空容器的真空绝缘。本发明可以应用于日本专利申请公开文本第9-153320号中公开的整体真空开关装置，其中，用于容纳一个活动电极和一个固定电极的真空容器安装在一个气体绝缘容器中。
附图简要说明如下
图1的剖视图表示按照本发明的三相真空开关装置(开关设备)的一个实施例。
图2的电路图表示图1的活动触点的运动。
图3是沿图1中线III截取的剖视图，表示三相真空开关装置。
图4的详细剖视图表示图3的连接部分的主要部分。
图5是图1的平面图。
图6的平面图表示按照本发明的三相真空开关装置(开关设备)的另一实施例。
图7的示意平面图表示通过连接图1和图5所示的多个开关设备形成的真空开关装置系统。
图8是图1所示真空开关设备的电路图。
现在对照附图描述本发明的实施例。现在参阅图1，真空容器4接地E。一个在真空容器内的固定电极5通过绝缘筒25和一个固定侧密封金属件26固定在真空容器4上。固定电极5通过一个导体8A焊接并连接于一个外部导体(电源侧导体)8的端部。外部导体8穿过真空容器4，并被密封金属件24，43和一个绝缘支承部分41固定。绝缘支承部分41包围外部导体8，该绝缘支承部分的横截面积朝着连接部分的中央部分逐渐减小。在连接部分中，连接部分受到弹性体52如橡胶体的牢固限制。使用具有螺纹槽的调节部分51拧紧螺杆44，使绝缘支承部分41和弹性体52与(不锈钢制成的)罩48和一个实心绝缘体紧密接触。弹性体52的一个表面部分和绝缘支承部分41的表面被赋予导电性质，并通过罩48接地。
一个活动电极7借助一个挠性导体34等电连接于一个负载侧导体9。活动电极7通过一个活动侧绝缘筒29连接于一个活动片11。活动片11通过波纹管30连接于真空容器4，并围绕轴线11A(在图中)垂向地转动。一个接地导体6通过一个插入一个接地侧底部金属件15的波纹管19等固定在真空容器上。如图2所示，活动电极7可转换4个位置，即，接通位量Y1、断开位置Y2、绝缘位置Y3和接地位置Y4，在接通位置Y1上，它与固定电极5接触，在断开位置Y2上，它与固定电极5脱离接触以切断电流，在绝缘位置Y3上，它与固定电极5脱离接触以保持绝缘，在接地位置Y4上，它与一个接地导体6接触，或者，活动电极7可以转换3个位置Y1，Y2和Y4。因此可赋予一个真空开关多种功能(断路器、绝缘开关及接地装置，或者断路器及接地装置)，因此，真空开关可以制得尺寸很小。
本发明不仅适用于如图1所示的具有多种功能的真空开关装置，而且也适用于具有单一功能的真空开关装置。在这种情形中，活动电极7和固定电极5设置在一个真空容器中，接地装置和相应的触点设置在另一个真空容器中。这两个接地的真空容器可用绝缘壁隔开。
活动片11由连接于一轴线32的驱动机构31驱动。该驱动机构装在一个操作室或一个操作机室104中。由电流互感器13检测在负载侧导体9中流动的电流，并操纵一个保护继电器14以操纵操作机械，使活动片11移动，以便应付系统事故。
负载侧导体9插入一个电缆头部10。电缆头部10插入固体绝缘子35如一个套管。固体绝缘子的横截面结构与上述连接部分的固体绝缘子的结构相同，固体绝缘子被软绝缘材料如橡胶包围并紧密接触以形成表面绝缘。图1所示的真空开关装置具有一个导体室103。图8的电路图表示图1所示真空开关装置组成的相位分开形式的接地真空装置。图8所示真空开关装置100具有分别在断路器部分室101的上侧和下侧的电源侧室102和导体室103。设置在电源侧室102中的真空母线12为了在断路器部分室101的接地真空容器4中的3个相连接于相位分开式接地真空开关装置1，2，3(下文中称为真空开关装置)。接地真空容器4被接地并且内部装有为三相设置的真空开关装置1，2，3。
图3的剖视图表示在图1中线III的平面上截取的真空开关装置，图4是表示图3的主要部分的放大剖视图。如图所示，真空容器4的横截面结构是一个垂向上长的结构，在侧向上的安装面积受到抑制，以便当真空容器4平行放置时不会增大。由于真空开关及接地的真空容器4a，4b，4c具有基本相同的结构，因而对接地真空容器4a，4c不再赘述。螺杆44插在从接地的真空容器4b延伸的外部导体8的端部中，一对连接导体12连接于螺杆44。连接部分按照下述形状形成连接导体12的一个端部变薄，并且连接导体12的另一端部变薄，从而在中心形成凸起部分53。母线导体(真空导体)12′的一个端部使用一个接合部分55挠性地连接。相结合的母线导体12′和连接导体12被外罩48和一个接地的母线容器60气密地包覆。母线导体12′、连接导体12、接地真空母线容器60、套管46、波纹管49和密封金属件47的一部分(母线组件)是事先准备的。
一对母线组件的端部上的通孔套装在螺杆44上，螺杆则插在外部导体8的端部中。通过转动一个固定件59，螺杆44的端部旋入固定件59的旋塞61的螺孔中，固定件59是通过将旋塞61和带有螺纹槽的调节部分51模制为一个组件而形成的。这样，将螺杆44通过一个垫圈62插入旋塞61中，绝缘保护部分50和弹性体52彼此紧密接触。如图所示，母线导体12′的两端具有相同的形状，以便连接于连接导体12。至少两个上述结构的真空开关装置组合形成一个真空开关设备。
图5的平面图表示图1的三相分相式真空开关设备，是从顶侧看去的。三个接地真空容器4a，4b和4c平行布置。由于母线的连接部分40沿纵向布置在不同的位置上，这些位置相应于接地真空容器4a，4b和4c的位置，因而母线12′可以容易地以在平面内的连接或两维连接的方式连接于另一真空开关设备。另一方面，在图6所示另一实施例的情形中，由于母线的连接部分40是沿接地真空容器4a，4b和4c的纵向上的相同位置布置的，因而接地真空容器穿过操作机室104布置。因此，需要附加空间。但是，如果操作机室104在一个不同于接地真空容器的空间中，例如在一个高于接地真空容器的空间中安装，那么，为安装操作机室的附加区域就不必要了。在这种情形中，如果从连接部分延伸的母线的布置使母线在水平方向或竖直方向弯曲，那么，多个真空开关装置就可以简单地平行布置。这样做就可以提供一种安装面积和安装体积小的真空开关设备和真空开关系统。
图1所示的真空开关装置100具有在含有接地真空容器4的断路器部分室101的上侧和下侧的电源侧室102和导体室103。布置在电源侧室102中的真空母线12′连接于断路器部分室101的接地真空容器4内的三相分相式接地真空开关装置1，2，3(下文中称为真空开关装置)，开关装置连接于负载侧导体9和导体室103中的电缆头部10。接地真空容器4接地E；内部装有三相的开关装置1，2，3。
由于真空开关装置1，2，3具有相同的结构，因而将对真空开关装置2进行描述，其它真空开关装置将不再赘述。真空开关装置2是通过结合断路功能、绝缘功能、接地功能和母线功能而形成的。真空开关装置2主要包括固定电极5、接地电极6A和在其间移动的活动电极7。固定电极5通过由挠性导体构成的连接导体8A连接于电源侧导体8。活动电极7通过挠性导体34连接于负载侧导体10，负载侧导体9连接于在接地真空容器外面的电缆头部10。另外，活动电极7机械连接于活动片11，并借助活动片11的转动而垂向或水平地转动，活动片11是由驱动机构部分31驱动的。
活动电极在其从固定电极5移至接地电极6A时在图2的四个位置上停止。当活动电极7转动时，在活动电极7与固定电极5接触的接通位置Y1上，电流接通，活动电极7在接通位置Y1下侧转动，在断开位置Y2上与固定电极5脱开接触，从而断开电流，此时形成电弧。活动电极7在下侧转动，在绝缘位置Y3上与固定电极5脱开接触，保持绝缘距离，从而不能通过雷产生电故障，也不能引起对负载侧的工作人员的电击。活动电极7在下侧进一步转动，在接地位置Y4上接触接地电极6A。除去绝缘位置Y3，活动电极可从断路位置Y2移至接地接地位置Y4。当活动电极7在高度绝缘的真空中从固定电极转至电极6A时，由于四个位置可用一次转动操作连续实现，因而操作容易进行。另外，由于活动电极7、固定电极5和接地电极6A一起放置在一个位置上，因而真空开关可制成小的尺寸。在绝缘位置在不同的供电对接中，即在具有两个电力线路系统的双线电力接收中安装设置的情形中，当在一个线路系统中的一相开关装置2X在接通位置Y1上工作，而另一个线路系统中的一相开关装置2Y在绝缘位置Y3上备用时，如果工作人员触及负载侧导体9则是安全的。另外，由于在从备用至工作或从工作至备用转换的情形中工作可以连续进行，因而工作可以快速进行，操作可以容易地完成。另外，通过使用电流互感器13检测传导电流，并操作保护继电器14使操作机构部分(未画出)脱开，也可以处理一个电力线路系统中的事故。
接地真空容器4的重要部分是用导体如不锈钢制成的并且接地。因此，当工作人员修理和检查开关装置时可以安全地工作。接地真空容器具有矩形横截面形状，纵向长度4A大于另一侧的长度(高度)4B。如图3所示，宽度4c短于长度4B，横截面形状是一个垂向长的椭圆形。通过将接地真空容器形成上述形状，接地真空容器4的机械强度被提高，通过使接地真空容器的壁厚变薄，重量被减小。三相的真空母线12′在垂直于三相真空开关装置1，2，3的横向的方向上延伸。用于驱动活动片11的操纵机构室104设置在每个真空开关装置1，2，3的宽度方向4c的一个端侧中。
由于真空开关装置1，2，3结构相同，因而将对一相的真空开关装置2进行描述，而对其它真空开关装置则不再赘述。由于固定电极5和接地电极6A，以及负载侧导体9设置在接地真空容器4内的一侧4A(横向上)的上、下侧中，因而接地真空容器4的另一侧4B，即，高度方向的尺寸可被减小。另外，从活动电极7至负载侧导体9和电缆头部10的距离可通过挠性导体34缩短。因此，可使真空开关装置制得电阻小、产生的热量少、尺寸小。固定电极5和接地电极6A彼此相对设置，活动电极7设在其间，活动电极7在上述两电极之间转动以接触及脱开两个电极。
具有接地电极6A的接地导体通过下述方式受到接地真空容器4的支承设置一个接地侧底部金属件15和一个在一端中的另一侧敞口的陶瓷材料的接地侧套管16，并且将装在接地侧套管16周边上形成的凸缘17上的一个接地侧密封金属件18焊接在接地真空容器4上。一个接地侧波纹管19和一个弹簧20和上述接地导体6设置在接地侧套管16中。接地导体6穿过接地侧底部金属件15伸出，该接地导体的端部用螺钉连接于接地侧电缆22。接地侧电缆22连接于真空开关装置100的外壁。另外，当接地导体6的另一端部被推向接地侧底部金属件15时，弹簧20接地与侧波纹管19一起受到压缩。此时，弹簧20总是通过压缩引起的力将接地导体6推向活动电极侧。
设置在与接地电极6A相对位置上的固定电极5被一个陶瓷材料制成的绝缘筒25支承在固定侧中。一个在固定侧支承绝缘筒25的另一端的固定侧密封金属件26用焊接材料固定在接地真空容器4上。一个固定侧金属件24和固定侧密封金属件26事先连接于固定侧中的绝缘筒25的两端。虽然三相的外部导体8根据相来分别地设置在相对于接地真空容器的不同的位置上，但是，三相的固定电极5通过将固定电极5和外部导体8与连接导体8A相连接可以在相对于接地真空容器的相同位置上设置。由于外部导体8可以设置在相对于作为基准位置的固定电极的任意位置上，因而可以保证设计的自由度。另外，电源侧导体8可以在易于组装的位置上设置。挠性导体34和负载侧导体9之间关系，其情况相同。
设置在接地电极6A和固定电极5之间的活动电极7通过一个活动侧金属件28被一个陶瓷材料制成的活动侧绝缘筒29支承。活动侧金属件28连接于活动侧绝缘筒29的两端，活动片11和一个活动侧波纹管30安装在活动侧金属件28之一上。在活动侧波纹管30另一侧安装在接地真空容器4上的活动片11由活动侧波纹管30包围，并穿过真空容器4伸出。活动侧波纹管30使活动片11可以围绕设在活动片11中的主轴线11A水平地和垂向地转动。活动片11围绕主轴线11A转动，使活动电极与接地电极6A或固定电极接触，从而使电路接通和断开。
活动片11端部被连接于活动片的一个驱动机构部分31驱动，以便围绕主轴线11A转动。一条工件轴线32将活动片11连接于驱动机构部分31。驱动机构部分31安装在上述的工作机构室中。一种将活动电极装在活动片端部的简单结构是可以接受的。在这种情形中，用于绝缘电流的绝缘装置，例如，活动侧绝缘筒29必须放置在活动片或操作机构部分中任一个中的一个部分上。这种结构的一个优点是，考虑到热变形而采取的设计可减轻，即，与电流不在活动片和操作机构部分中流动的情况相比较，机械刚度可以降低。活动电极7的端部和负载侧导体9与挠性导体34相连接。负载侧导体9连接于穿过陶瓷材料制成的固体绝缘体35的电缆头部10。负载侧密封金属件36，36′在固体绝缘件35的一个端部中形成，负载侧密封金属件36用焊接材料熔接在接地真空容器4上形成的一个孔的周边上以支承负载侧导体9。一个接地金属层37在暴露于接地真空容器4内部的一个负载侧套管的陶瓷表面上形成，因而漏电流通过接地真空容器4流至接地E，以便当工作人员与电缆头部10接触时采取安全措施。
下面参阅图2描述真空开关装置2的工作、活动电极7处于设置在图1所示接地电极6A和固定电极5之间的图2的断路位置Y2上，绝缘位置Y3处于上述位置的接地电极6A一侧。由于该位置用作一个隔离开关DS，因而无需另设隔离开关，因此真空开关装置2可制得尺寸较小。当活动电极7从图2所示位置转动时，活动电极7与接地电极6A接触。接地电极6A总是被弹簧20推向活动电极。活动电极7如图2所示与接地位置Y4逆向转动。位置Y1是接通位置，在该位置上，活动电极7与固定电极5接触，同时与负载侧导体9接触。在这种情形中，由于电力是通过挠性导体34从活动电极7与固定电极5接触的接通位置送至负载侧导体9的，因而可以显著缩短电流通路。因此，可以减小电流通路的电阻，从而减少相应量的电力损失和产生的热量。
当活动电极处于接通位置Y1时，电力总是送向负载的，工作时间长于使用其它位置的时间。另一个替代使用挠性导体34的方法是，活动电极7直接与负载侧导体9滑动接触。在这种方法中，活动电极7直接在负载侧导体9上滑动，电流在活动电极与负载侧导体9接触的状态下持续流动。因此，存在下述可能性活动电极7和负载侧导体9可能被产生的热量熔接在一起。因此，驱动机构部分31的转动力必须增大，以便分开熔接在一起的活动电极7和负载侧导体9。因此，驱动机构部分31的尺寸变大，真空开关装置2的尺寸变大，成本增加。当电极滑动而正在产生热量时，电极的磨损率变得极大，因此两电极的使用寿命缩短。
当活动电极7在负载侧导体9上滑动时，从活动电极7和负载侧导体9产生的金属细小颗粒扩散并留存在真空容器中，易于产生电故障。另一方面，在本发明中，负载侧导体9和活动电极7用挠性导体34彼此连接，活动电极7不在负载侧导体9上直接滑动。因此，不存在活动电极7和负载侧导体9熔接在一起的可能性。因此，与上述情况不同的是，驱动机构部分31的转动力不增加。因此，驱动机构部分31可以制得尺寸小。另外，两电极的使用寿命比上述情形长，因此，本发明的真空开关装置在经济上更为有利。由于负载侧导体9和活动电极7用挠性导体34短距离彼此连接，因而金属蒸气不会由于活动电极7在负载侧导体9上的滑动产生。显然，电流断路性能可以显著改善，接地真空容器4的尺寸可以制得较小。
作为防止金属蒸气的措施，在接地真空容器的结构中，固定电极5、接地电极6A及负载侧导体9，以及接触及脱开两电极的活动电极7设置在接地真空容器内的一侧和另一侧中，在接地真空容器的两电极中间的活动电极7相反一侧的一侧中的一个容积，即，上侧容积C1大于另一侧的容积C2。在这样一种结构中，从固定电极流向活动电极7和负载侧导体9的短路电流等被断开。接地电极6A只将电源侧中的剩余电荷和感应电流导入地中，因此，与固定电极侧相比较，从接地电极产生的金属蒸气量较小。因此，通过将容积C1设定得大于容积C2，金属蒸气易于在容积C1中扩散，以便在短时间内恢复绝缘。
由于固定电极5和电源侧导体8是用连接导体8A彼此连接的，因而每相的固定电极5在每个接地真空容器中可放置在相同的位置上。因此，可以任意确定在相对于固定电极5的基准位置是什么位置上将每相的电源侧导体8连接于真空母线12′和连接导体12。由于可以很快搞清应该在相对于固定电极5的基准位置的什么位置上设置电源侧导体8，因而具有易于设计和制造的优点。例如，由于在每相的真空容器中固定电极5可设置在相同的位置上的固定电极5用连接导体8A连接于根据每个相位设在不同位置上的电源侧导体8，因而可以按照下述方式连续进行工作将在接地真空容器4一个侧面4A上连接于多相的电源侧导体8的真空母线12′沿垂直于接地真空容器4的所述一个侧面方向布置，并且将每相的电源侧导体8的连接部分40和真空母线12′以倾斜形状布置，使每相的连接部分40不彼此重叠。在真空母线12′和在接地真空容器的一侧连接于多相的电源侧导体的连接导体12沿接地真空容器的所述一侧延伸的情形中，通过将三相的连接部分均匀地平行布置就可以容易地进行连续的工作。
下面参阅图3和图4描述电源侧导体8和真空母线12′之间的连接。一端连接于连接导体8A的电源侧导体穿过一个陶瓷件的电源侧中的绝缘支承部分41，并在连接部分40上连接于真空母线12′。密封金属件42设置在电源侧中的绝缘支承件41的端部和中部上。密封金属件42之一用焊料连接于电源侧导体8，以便在接地真空容器4中保持真空。
沿着垂直于电源侧的在垂向上延伸的端部的方向上延伸的那对真空母线12的连接导体12由连接部分40支承。在电源侧导体8的端部形成一个螺孔，具有相应于该螺孔的通孔的所述一对连接导体12的端部彼此重叠设置。将一螺杆44插入上述孔，并转动装在螺杆44上的螺母45，以紧固电源侧导体8，就可以将所述一对真空母线12′支承在电源侧导体8上。
在彼此相反方向上延伸的那对真空母线12′的连接导体12，通过使连接件12A，12B重叠，并借助连接部分40固定连接件12A，12B的方式连接起来。连接件12A，12B是通过削薄使连接导体12彼此重叠的端侧的厚度薄于不重叠的母线厚度而形成的。这样做可防止连接件12A，12B从真空母线12′突出，连接部分40和绝缘固定部分50的高度或宽度，与不形成连接件12A，12B的情形相比较，可被降低。
所述一对真空母线12′的连接导体12穿过陶瓷材料的套管46。密封金属件47放置在套管46的一个端部和中部。密封金属件47之一和一个波纹管49用焊接彼此连接，波纹管49的另一侧用焊接连接于接地真空母线容器60。弹性件构成的接合部分55用焊接连接于一个突出部分53和一个凹下部分54之间，所述突出部分53在与连接部分40相反侧设置在每个真空母线12′的连接部分12中，所述凹下部分54相应于突出部分53设置在另一真空母线12′上。接合部分44相应于在真空母线12′和接合部分55中流动的电流负荷的增、减而胀、缩，特别是当突出部分53在膨胀中触及凹下部分54时，接合部分可防止当时产生的金属粉末排到外面，因而可防止出现短路事故。
带有螺纹槽的突出的调节部分51和螺杆44借助扳手或类似物拧在绝缘固定部分50的外端和内端上。弹性体52如绝缘橡胶等以紧密贴附的状态装配在电源侧的绝缘支承部分41中和套管46和绝缘固定部分50的外侧中。弹性体52以组件的形式形成，以便具有4个用于插入电源侧的绝缘支承部分41、套管46和绝缘固定部分50的孔。一个混有接地金属粉末的绝缘橡胶罩可以放置在绝缘橡胶的弹性体52的表面上，以便作为防止工作人员触电的措施。该绝缘罩包括第一绝缘罩部分52A和第二绝缘罩部分52B，第一绝缘罩部分52A有一个在一个方向上延伸的第一通孔，第二绝缘罩部分52B有一个与第一通孔垂直的第二通孔，两个绝缘罩部分连通。至少所述一对在彼此相反方向上延伸的真空母线12′装在第一绝缘罩部分52A的通孔中。真空母线12′被第一绝缘罩部分包围，在与上述真空母线垂直的方向上延伸的外部导体8安装在第二绝缘罩部分52B的通孔中，外部导体8被第二绝缘罩部分52B包围。母线和电源侧导体8的连接部分40的由紧固装置固定的重叠端部设置在角相述两通孔以直上交的部分上。因此，具有的优点是电源侧导体8、真空母线12′、连接部分40等的绝缘可以用绝缘罩简单、短时间内进行。
当带有螺纹槽的调节部分51转动时，弹性体52如绝缘橡胶相应地被绝缘固定部分50推压而向外膨胀，使弹性体52与绝缘固定部分50紧密接触。由于紧密的接触工作和紧固工作可以只是从外部转动带有螺纹槽的调节部分51来完成，因此工作简便易行。在这种状态中，围绕每个真空母线12可保持真空。
如上所述，每个真空母线12′由真空绝缘，因而使开关装置可制得尺寸小，导体不必由任何绝缘材料如树脂所包覆。另外，本发明的开头装置可消除接地装置和绝缘位置，接地真空容器和操作机构部分可制得尺寸小。因此，电路的开关装置当然可以制得尺寸小。此外。按照本发明的真空开关装置可用作单一产品如断路器，其中一活动电极接触及脱开一固定电极；一种开关如真空断路器；一种隔离开关，其中一活动电极接触及脱开一固定电极；一种接地开关等。
图7的平面图表示一个真空开关系统，它是通过连接多个图1和图5所示的开关设备而形成的。如图所示，多个开关设备通过连接部分连接，形成一个目标电路。各设备的接线端部通过将带螺纹槽的调节部分和图3和图4所示弹性体52插入包覆母线的接地真空母线容器60中而被密封。虽然在图中所有的真空母线12′沿直线排列，但是如需要母线也可弯曲以形成任意的电路结构。真空母线12′在真空62下设置在不锈钢制成的接地真空母线容器60中。真空母线12′在接地真空母线容器60的两个端部由未画出的绝缘子支承。
按照上述的本发明，具有下述效果母线或电源侧母线可以容易地连接于接地真空容器或整体容器，这是由于真空开关设备包括多个真空开关装置，这些真空开关装置具有设置在接地的气体绝缘容器中的接地真空容器或真空容器；成对的连接于开关装置的外部导体的母线、母线和外部导体之间的连接部分通过结合了弹性体和固体绝缘子的表面绝缘措施而被绝缘，为了表面绝缘而进行的紧密连接和紧固工作是通过转动调节部分进行的。
权利要求
1.一种真空开关装置，它包括一个真空容器；一个设置在所述真空容器中并连接于外部导体的固定电极；一个接触及脱开所述固定电极的活动电极；一个用于驱动所述活动电极的操作机构；以及一对连接于所述外部导体的母线，其中，所述母线和所述外部导体的连接部分由外部导体的由固体绝缘件包围并从所述真空容器延伸的端部支承，所述一对连接于所述端部的母线借助表面绝缘支承。
2.一种真空开关装置，它包括一个真空开关，该真空开关具有一个真空容器、一个设置在所述真空容器中并连接于外部导体的固定电极、一个接触及脱开所述固定电极的活动电极一个接地导体、一个用于驱动一个负载导体和所述活动电极的操作机构；以及一对连接于所述外部导体的母线，其中，所述母线和所述外部导体之间的一个连接部分受到外部导体的一个由固体绝缘件包围且从所述真空容器延伸的端部的支承，所述一对连接于所述端部的母线借助表面绝缘被支承。
3.如权利要求1和权利要求2中任一项所述的真空开关装置，其特征在于所述表面连接部分具有一种结构，通过移动一个插入所述外部导体的所述端部和插入所述一对母线的端部中的螺栓，使一弹性体与所述固体绝缘件紧密接触。
4.如权利要求1和权利要求2中任一项所述的真空开关装置，其特征在于它包括一个用于插入一个拧紧装置和一个设在一个绝缘固定部分上的调节部分的插入部分，其中，所述绝缘固定部分和所述插入部分是通过转动所述调节部分被移动的，所述固体绝缘件压迫所述弹性体以便与所述固体绝缘件紧密接触。
5.如权利要求1和权利要求2中任一项所述的真空开关装置，其特征在于所述绝缘固定部分具有一个倾斜表面，从而使所述绝缘固定部分的横截面积向着所述连接部分的中央部分逐渐减小。
6.如权利要求1和权利要求2中任一项所述的真空开关装置，其特征在于所述固体绝缘件和所述弹性体的表面部分含有接地金属粉末。
7.如权利要求1和权利要求2中任一项所述的真空开关装置，其特征在于所述母线和所述连接部分是用真空绝缘的。
8.一种真空开关设备，它是通过连接两个或更多的如权利要求1所述的真空开关装置而形成的。
9.一种真空开关设备，其中，如权利要求7所述的真空开关装置的母线彼此连接。
10.一种真空开关设备，它包括多个真空开关装置和多对母线，所述真空开关装置具有接地真空容器或设置在接地的气体绝缘容器中的真空容器、一个设置在所述真空容器中且连接于外部导体的固定电极、一个接触及脱开所述固定电极的活动电极和一个用于驱动所述活动电极的操作机构部分；以及所述成对的母线连接于所述外部导体，所述母线和所述外部导体的一个连接部分受到所述外部导体的被一个固体绝缘体包围的、从所述真空容器延伸的一个端部的支承，所述连接于所述端部的成对的母线借助表面绝缘被支承。
11.一种真空开关装置，它包括一个真空开关，它具有一个接地真空容器或一个设在接地的气体绝缘容器中的真空容器、一个设置在所述真空容器中且连接于外部导体的固定电极、一个接触及脱开所述固定电极的活动电极、一个接地导体和一个电连接于所述活动电极的负载导体；一个用于驱动所述活动电极的操作机构；以及一对连接于所述外部导体的母线，其中，所述母线和所述外部导体的一个连接部分受到所述外部导体的一个由固体绝缘件包围且从所述真空容器延伸的端部的支承，所述一对连接于所述端部的母线借助表面绝缘被支承。
12.一种真空开关设备，它包括多个按照权利要求11所述的真空开关装置，所述多个真空开关装置布置在一排中。
13.一种真空开关系统，它包括多个按照权利要求12所述的真空开关设备，所述真空开关设备连接于相邻的真空开关设备以形成一个目标电路。
全文摘要
本发明的目的是提供适用于配电和变压系统的结构简单且可靠的真空开关,以及使用该真空开关的真空开关装置。为实现上述目的,真空开关是将开关部分放入真空容器中形成的,包括一个断路器、一个接地开关和一个隔离开关,其中真空容器至少分成两个室,断路器的开关部分设置在一个室中,接地开关和隔离开关的开关部分设置在另一个室中。
文档编号H02B13/035GK1273683SQ99801010
公开日2000年11月15日 申请日期1999年7月12日 优先权日1998年10月2日
发明者谷水徹, 森田步, 铃木实 申请人:株式会社日立制作所