专利名称：接地开关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及高速型缓冲接地开关装置。
背景技术：
以往，在缓冲开关装置中，为了降低驱动时的操作能量，有一种在导向缸 的操作杆侧设置切缝的提案。该切缝从导向缸的操作杆侧的端部延伸到活塞的 滑动范围的中途。在开关装置断开时，若可动触头后退到规定位置，则导向缸 内的绝缘气体从切缝释放出来，导向缸内的压力变为与周围相同。由此，能在 断开动作的后半降低操作能量(例如参照专利文献l)。
专利文献l:日本专利特开平05 — 114337号公报
例如，在IOOOKV系统这样的超高压输电线路中，为了防止接地故障时的 断路故障，具有高速型缓冲接地开关装置，其设置在输电线的两端，强制性地 消除接地电流切断时的二次电弧电流从而可高速地再闭路。
在上述背景技术所记载的技术中，在断开动作时的后半能降低操作能量， 但在合闸动作时后半并没有降低操作能量，仍旧作用有负载。在上述高速型缓 冲接地开关装置中，断开动作时的电流切断性能也很重要，但满足合闸动作时 的短路合闸性能更为重要。也就是说，要求在合闸动作时合适的位置上的消弧 能力和合闸速度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种在合闸动作时和断开动作时能在合 适的位置进行消弧动作、且在合闸时能加快合闸速度的接地开关装置。
为了解决上述技术问题，实现上述目的，本发明的接地开关装置包括充 填有绝缘气体的容器；固定在容器内的固定触头；设置成可朝固定触头方向进
退从而与固定触头接触或分离的可动触头；连接在可动触头的与固定触头分开 方向侧的端部上以驱动可动触头的操作杆；同轴状地配设在可动触头的外径侧 的缓冲缸；以及缓冲活塞，该缓冲活塞与可动触头设置成一体，且与缓冲缸一 起形成缓冲型消弧室，并在缓冲缸的内壁面上沿轴向滑动以进行缓冲动作，该 缓冲动作是指从可动触头与固定触头之间的分离间隙向缓冲型消弧室内吸入 绝缘气体，以及将缓冲型消弧室的绝缘气体向可动触头与固定触头之间的分离 间隙吹出，其特征在于，具有如下的开放结构，即在可动触头整个行程中的靠 固定触头侧的规定区域内使缓冲型消弧室开放，释放该缓冲型消弧室的压力， 从而不执行缓冲动作。
采用本发明，由于具有如下的开放结构，即在可动触头整个行程中的靠固 定触头侧的规定区域内使缓冲型消弧室开放来释放该缓冲型消弧室的压力，从 而不执行缓冲动作，因此，在合闸动作时和断开动作时能在合适的位置进行消 弧动作，且能降低合闸动作时后半的操作能量来加快合闸时的合闸速度。
图1是表示本发明的接地开关装置的实施形态1、即缓冲接地开关装置的 合闸时前半动作的横剖视图。
图2是表示实施形态1的缓冲接地开关装置合闸时后半动作情况的横剖视图。
图3是表示实施形态1的缓冲接地开关装置开闸时前半动作情况的横剖视图。
图4是表示实施形态1的缓冲接地开关装置开闸时后半动作情况的横剖视图。
图5是表示本发明的接地开关装置的实施形态2、即缓冲接地开关装置完 全分开时的情况的横剖视图。
图6是表示实施形态2的缓冲接地开关装置完全合闸时的情况的横剖视图。
图7是沿图6的F—F线的向视剖视图。
图8是沿图6的G—G线的向视剖视图。
图9是表示本发明的接地开关装置的实施形态3、即缓冲接地开关装置完 全合闸时的情况的横剖视图。
图10是表示本发明的接地开关装置的实施形态4、即缓冲接地开关装置 完全分开时的情况的横剖视图。
图11是表示实施形态4的缓冲接地开关装置完全合闸时的情况的横剖视图。
图12是表示本发明的接地开关装置的实施形态5、即缓冲接地开关装置 合闸时前半动作的横剖视图。 (符号说明) 1容器 2缓冲缸 3缓冲活塞 4密封部件 5缓冲型消弧室 8连杆 9操作杆 10固定触头 11固定侧电极 12固定侧接点 13固定侧遮护板 20可动触头 21可动侧电极 21c小径部 21a通气孔 21b第二通气孔 22可动侧接点 23可动侧遮护板
31螺旋弹簧
32阀芯 32a通孔
101、 102、 103、 104缓冲接地开关装置
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的接地开关装置的实施形态进行详细说明。当然 本发明并不局限于该实施形态。 实施形态l
图1是表示本发明的接地开关装置的实施形态1、即缓冲接地开关装置的 合闸时前半动作的横剖视图。图2是表示缓冲接地开关装置合闸时后半动作情 况的横剖视图。图3是表示缓冲接地开关装置开闸时前半动作情况的横剖视图。 图4是表示缓冲接地开关装置开闸时后半动作情况的横剖视图。缓冲接地开关 装置101包括高压充填有六氟化硫气体等绝缘气体的容器1、固定在容器1 内的固定触头IO、以及在容器l内配置成可朝固定触头10方向进退从而与固 定触头10接触或分离的可动触头20。
固定触头10包括与未图示的主回路导体连接的固定侧电极ll、以及设 置在该固定侧电极ll前端的固定侧接点12。固定侧接点12被用于缓和电场的 固定侧遮护板13覆盖。
可动触头20包括大致呈细径筒状并朝可动触头20方向延伸的可动侧电 极21;以及配置在该可动侧电极21周围、与可动侧电极21电接触来进行集电 的可动侧接点22。可动侧接点22通过未图示的接地导体接地。可动侧接点22 被用于缓和电场的可动侧遮护板23覆盖。
大致有底圆筒状的缓冲缸2同轴地配设在可动触头20的外径侧。在缓冲 缸2内部设有可滑动的缓冲活塞3。在缓冲活塞3的外周部设有诸如特富龙(日 文亍7口乂)(注册商标)套筒等密封部件4，从而与缓冲缸2之间保持气 密封。缓冲缸2和缓冲活塞3形成缓冲型消弧室5。
可动侧电极21的一端固定在该缓冲活塞3上。在可动侧电极21的靠缓冲
活塞3侧的端部上形成有通气孔21a。另一方面，可动侧电极21的另一端从形 成在缓冲缸2的固定触头侧端面2a上的缸开口 2b突出，朝固定触头10方向 延伸。可动侧接点22及可动遮护板23安装在缓冲缸2的固定触头侧端面2a 上。可动侧电极21被设置在缸开口 2b内周部和可动侧遮护板23前端的内周 部的特富龙(注册商标)套筒等密封部件支撑成气密封且可滑动。
在缓冲活塞3的与可动触头20相反的一侧通过连杆8连接有操作杆9。 在操作杆9上连接有未图示的油压操作缸，通过该油压操作缸的动作，使一体 结构的缓冲活塞3和可动侧电极21沿缓冲缸2的轴移动。
本实施形态中，缓冲缸2的靠固定触头10侧的直径Dl大于靠操作杆9 侧的直径D2。如此形成的缓冲缸2的外径台阶部形状构成开放结构，在可动触 头20 (可动侧电极21)的整个行程中，在固定触头IO侧的规定区域内开放缓 冲型消弧室5，从而释放缓冲型消弧室5的压力。开放结构在可动触头20 (可 动侧电极21)的整个行程中的规定区域内开放缓冲型消弧室5，从而释放压力。 该规定区域是指在可动触头20 (可动侧电极21)的整个行程中的比因固定触 头10与可动触头20的接触分离动作而产生电弧的区域更靠近固定触头10侧 的区域。
以下对动作进行说明。首先对缓冲接地开关装置101的接地动作进行说 明。当输电线路发生接地故障时，首先使输电线路两端的线路用断路器断开以 切断故障电流。接着，在对缓冲接地开关装置101发出合闹指令后，未图示的 油压操作缸动作，如图1所示，操作杆9如图中箭头所示朝逆时针方向旋转， 使缓冲活塞3和可动触头20 (可动侧电极21)朝箭头A方向移动。如图2所 示，可动触头20 (可动侧电极21)与固定触头10 (固定侧接点12)接触而成 为合闸状态。
由此，故障感应电流从未图示的主回路导体按照固定侧电极11、固定侧 接点12、可动侧电极21、可动侧接点22、未图示接地导体的顺序流动而流入 大地。合闸动作结束后，油压操作缸动作，如图3所示，操作杆9如图中箭头 所示朝顺时针方向旋转，使缓冲活塞3朝箭头C方向移动。由此，如图4所示， 可动侧电极21离开固定侧接点12而回到断开状态。
接着，对合闸动作时的消弧动作进行说明。如图1所示，当操作杆9如图中箭头所示朝逆时针方向旋转而使缓冲活塞3朝箭头A方向移动时，缓冲型消 弧室5内的压力增大，缓冲型消弧室5内的绝缘气体从通气孔21a吸入，在经 过可动侧电极21的内部后从可动侧电极21的前端吹出。从可动侧电极21的 前端吹出后的绝缘气体被吹到在可动侧电极21与固定侧接点12之间成为高温 而使消弧能力下降的图中S所示的区域内，对该区域产生的电弧进行消弧。在 合闸动作中，在可动侧电极21与固定侧接点12之间产生的电弧是当可动侧电 极21的前端在可动侧电极21行程中的图中B所示的区域内移动时在图中S所 示的区域内产生的，因而从可动侧电极21的前端吹出的绝缘气体能有效地对 电弧进行消弧。
当缓冲活塞3朝图中箭头A方向进一步移动而经过缓冲缸2的外径台阶部 形状的位置时，如图2所示，缓冲型消弧室5内的绝缘气体在缓冲活塞3的周 围迂回而逃逸到操作杆9侧。由此，缓冲型消弧室5内的压力成为与周围相同， 即释放压力，此后缓冲型消弧室5内的压力不会增大。因此，作用于缓冲活塞 3的操作能量小，可动侧电极21以较快的速度朝固定触头IO侧移动。S卩，可 高速地进行合闸动作，可提高合闸时的短路合闸性能。
接着，对断开动作时的消弧动作进行说明。如图3所示，当操作杆9如图 中箭头所示朝顺时针方向旋转而使缓冲活塞3朝箭头C方向移动时，如图3所 示，缓冲型消弧室5内的绝缘气体在缓冲活塞3的周围迂回而逃逸到操作杆9 侧(释放压力)，因此，作用于缓冲活塞3的操作能量减小，可动侧电极21 以较快的速度朝操作杆9侧移动。
当缓冲活塞3朝图中箭头C方向进一步移动而经过缓冲缸2的外径台阶部 形状的位置时，缓冲型消弧室5的内部成为负压，可动侧电极21与固定侧接 头12之间的绝缘气体从可动侧电极21的前端吸入，向缓冲型消弧室5内移动。 从可动侧电极21的前端吸入的绝缘气体从在可动侧电极21与固定侧接点12 之间成为高温而使消弧能力下降的图中S所示的区域吸入，对该区域产生的电 弧进行消弧。在断开动作中，可动侧电极21与固定侧接点12之间产生的电弧 是当可动侧电极21的前端在可动侧电极21行程中的图中E所示的区域内移动
时在图中S所示的区域内产生的，因而从可动侧电极21的前端吸入的绝缘气 体能有效地对电弧进行消弧。
实施形态2
图5是表示本发明的接地开关装置的实施形态2、即缓冲接地开关装置完 全分开时的情况的横剖视图。图6是表示本发明的接地开关装置的实施形态2、 即缓冲接地开关装置完全合闸时的情况的横剖视图。图7是沿图6的F—F线 的向视剖视图。图8是沿图6的G—G线的向视剖视图。在图5及图6中省略 了容器。
本实施形态的缓冲接地开关装置102中，开放结构包括收纳在缓冲缸2 内的螺旋弹簧31、以及设置在该螺旋弹簧31和缓冲活塞3上的阀结构。螺旋 弹簧31呈螺旋状，其一端固定在缓冲缸2的操作杆9侧的一端上。在螺旋弹 簧31的另一端上固定着阀芯32。阀芯32呈圆板状，在夹着轴线相对的位置上 开设有两个通孔32a (参照图8)。另一方面，在缓冲活塞3上也在夹着轴线 相对的位置上开设有两个通孔3a (参照图7)。通孔32a与通孔3a在圆周方 向上相隔90度。
如图5所示，当阀芯32与缓冲活塞3紧贴时，通孔32a和通孔3a被阀芯 32和缓冲活塞3的主面密闭，因而绝缘气体无法流通。另一方面，如图6所示， 当缓冲活塞3离开阀芯32后，通孔32a和通孔3a都打开，绝缘气体可流通。 也就是说，构成为阀芯32和通孔3a在与缓冲活塞3接触时成为关闭状态、离 开缓冲活塞3时成为开放状态的阀结构。
由于上述结构，在可动侧电极21的整个行程中，在螺旋弹簧31被压縮的 区域内，缓冲型消弧室5内的压力成为高压或负压，起到缓冲功能，另一方面， 当螺旋弹簧31伸长至最大，缓冲活塞3离开阀芯32后，缓冲型消弧室5开放， 缓冲型消弧室5内的压力成为与周围相同，不再起到缓冲功能。
在本实施形态的缓冲接地开关装置102中，能获得与实施形态1相同的效 果，且合闸动作时缓冲活塞3被螺旋弹簧31朝固定触头10侧施力，因此可动 侧电极21以更快的速度朝固定触头IO侧移动，可实现更快的合闸动作，从而 能进一步提高合闸时的短路合闸性能。
实施形态3
图9是表示本发明的接地开关装置的实施形态3、即缓冲接地开关装置完 全合闸时的情况的横剖视图。在图9中省略了容器。在本实施形态的缓冲接地 开关装置103中，开放结构通过使可动侧电极21的贯通缓冲缸端面2a的部分 中规定区域的部分减小直径来构成。其他结构与实施形态1相同。
可动侧电极21与实施形态1相同，呈一端固定在缓冲活塞3上、另一端 从形成在缓冲缸2的固定触头侧端面2a上的缸开口 2b突出的筒状，并通过形 成在缓冲活塞3侧的端部上的通气孔21a从靠固定触头10侧的前端将绝缘气 体吸入或将绝缘气体吹出。作为开放缓冲型消弧室5的开放结构，可动侧电极 21的从缓冲活塞3侧的一端起朝固定触头10方向规定长度的部分的直径减小 而形成为小径部21c。
当小径部21c靠近缸开口 2b的位置时，缓冲型消弧室5内的绝缘气体从 小径部21c与缸开口 2b之间的间隙朝可动侧接点22侧逃逸。在本实施形态中， 为了使绝缘气体逃逸，没有设置对可动侧遮护板23与可动侧电极21之间进行 密封的密封部件。在这样结构下，在可动侧电极21整个行程中的没有设置小 径部21c的区域内，缓冲型消弧室5内的压力成为高压或负压，起到缓冲功能， 另一方面，在设有小径部21c的区域内，缓冲型消弧室5开放，缓冲型消弧室 5内的压力成为与周围相同，因而没有缓冲功能。
在本实施形态的缓冲接地开关装置103中，能获得与实施形态1相同的效 果，且开放结构能利用局部减小可动侧电极21的直径这种简单的结构来实现，
因而可降低成本。 实施形态4
图10是表示本发明的接地开关装置的实施形态4、即缓冲接地开关装置 完全分开时的情况的横剖视图。图11是表示本发明的接地开关装置的实施形 态4、即缓冲接地开关装置完全合闸时的情况的横剖视图。在图10及图11中 省略了容器。在本实施形态的缓冲接地开关装置104中，开放结构通过比可动 侧电极21的通气孔21a更靠固定触头10侧形成的第二通气孔21b来构成。其 他结构与实施形态l相同。
可动侧电极21与实施形态1相同，呈一端固定在缓冲活塞3上、另一端
从形成在缓冲缸2的固定触头侧端面2a上的缸开口 2b突出的筒状，并通过形 成在缓冲活塞3侧的端部上的通气孔21a从靠固定触头10侧的前端将绝缘气 体吸入或将绝缘气体吹出。作为开放缓冲型消弧室5的开放结构，在可动侧电 极21的从通气孔21a起朝固定触头IO侧离开规定距离的位置上形成有第二通 气孔21b。
当第二通气孔21b到达比缸开口 2b更靠固定触头10侧的位置时，缓冲型 消弧室5内的绝缘气体按照通气孔21a、可动侧电极21内部、第二通气孔21b 的顺序移动而逃逸到可动侧接点22侧。在本实施形态中，为了使绝缘气体逃 逸，没有设置对可动侧遮护板23与可动侧电极21之间进行密封的密封部件。 在这种结构下，在可动侧电极21的整个行程中，在第二通气孔21b位于比缸 开口 2b更靠操作杆9侧的区域内，缓冲型消弧室5内的压力成为高压或负压， 起到缓冲功能(参照图11)，另一方面，在第二通气孔21b位于比缸开口 2b 更靠近固定触头10侧的区域内，缓冲型消弧室5开放，缓冲型消弧室5内的 压力成为与周围相同，因而没有缓冲功能。
在本实施形态的缓冲接地开关装置104中，能获得与实施形态1相同的效 果，且开放结构能利用在可动侧电极21上形成第二通气孔21b这种简单的结 构来实现，因而可降低成本。
实施形态5
图12是表示本发明的接地开关装置的实施形态5、即缓冲接地开关装置 合闸时前半动作的横剖视图。在图12中省略了容器。在本实施形态的缓冲接 地开关装置105中，除了与实施形态1相同的利用缓冲缸2的外径台阶部形状 构成的开放结构以外，还设有第二开放结构。第二开放结构通过使缓冲缸2的 操作杆9侧比可动侧电极21的行程短来构成。图12中虚线所示的部分是为了 形成第二开放结构而被切除的部分。缓冲缸2在被切除的部分没有缓冲功能。
第二开放结构在可动侧电极21整个行程中的比因固定触头10与可动触头 20的接触分离动作而产生电弧的区域更靠近操作杆9侧的区域内使缓冲型消 弧室5开放(参照图1的区域B、图4的区域E) 。 S卩，在产生电弧的区域的
固定触头10侧和操作杆9侧这两侧设有不起缓冲功能的区域。因此，能有效 地进行消弧且可高速地进行开闸动作，能进一步提高合闸时的短路合闸性能。
在本实施形态中，除了实施形态1的利用缓冲缸2的外径台阶部形状构成
的开放结构以外，还设有第二开放结构，但并不局限于此，第二开放结构也可
与实施形态2至4中任一开放结构组合。 工业上的可利用性
如上所述，本发明的接地开关装置适用于缓冲接地开关装置，尤其适用于 高速型的缓冲接地开关装置。
权利要求
1.一种接地开关装置，包括充填有绝缘气体的容器；固定在所述容器内的固定触头；设置成可朝固定触头方向进退从而与所述固定触头接触或分离的可动触头；连接在所述可动触头的与所述固定触头分开方向侧的端部上以驱动所述可动触头的操作杆；同轴状地配设在所述可动触头的外径侧的缓冲缸；以及缓冲活塞，该缓冲活塞与所述可动触头设置成一体，且与所述缓冲缸一起形成缓冲型消弧室，并在所述缓冲缸的内壁面上沿轴向滑动以进行缓冲动作，该缓冲动作是指从所述可动触头与所述固定触头之间的分离间隙向所述缓冲型消弧室内吸入绝缘气体，以及将所述缓冲型消弧室的绝缘气体向所述可动触头与所述固定触头之间的分离间隙吹出，其特征在于，具有如下的开放结构，即在所述可动触头整个行程中的靠固定触头侧的规定区域内使所述缓冲型消弧室开放，释放所述缓冲型消弧室的压力，从而不执行所述缓冲动作。
2. 如权利要求l所述的接地开关装置，其特征在于，所述开放结构在 所述可动触头的行程中的下述区域内使所述缓冲型消弧室开放，所述区域 是指比因所述固定触头与所述可动触头的接触分离动作而产生电弧的区域 更靠近固定触头侧的区域。
3. 如权利要求1或2所述的接地开关装置，其特征在于，所述开放结 构通过使所述缓冲缸的靠固定触头侧的直径大于靠操作杆侧的直径来构 成。
4. 如权利要求1或2所述的接地开关装置，其特征在于，所述开放结构包括螺旋弹簧，该螺旋弹簧的一端部固定在所述缓冲缸的靠操作杆侧 的一端上；以及阀结构，该阀结构设置在所述螺旋弹簧的另一端上，且在 与所述缓冲活塞接触时成为关闭状态，在离开所述缓冲活塞时成为开放状 态。
5. 如权利要求l或2所述的接地开关装置，其特征在于， 所述可动触头呈一端固定在所述缓冲活塞上、另一端从所述缓冲缸端面突出的筒状，并通过形成在缓冲活塞侧的端部上的通气孔将绝缘气体吸 入以及将绝缘气体吹出，所述开放结构通过使所述可动触头的下述部分的直径减小来构成，所 述部分是指贯通所述缓冲缸端面的部分中的规定区域的部分。
6. 如权利要求1或2所述的接地开关装置，其特征在于，所述可动触头呈一端固定在所述缓冲活塞上、另一端从所述缓冲缸的 靠固定触头侧的端面突出的筒状，并通过形成在缓冲活塞侧的端部上的通 气孔将绝缘气体吸入以及将绝缘气体吹出，所述开放结构通过比所述可动触头的所述通气孔更靠近固定触头侧形 成的第二通气孔来构成。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的接地开关装置，其特征在于，还 设有第二开放结构，该第二开放结构在所述可动触头的行程中的下述区域 内使所述缓冲型消弧室开放，所述区域是指比因所述固定触头与所述可动 触头的接触分离动作而产生电弧的区域更靠近操作杆侧的区域。
8. 如权利要求7所述的接地开关装置，其特征在于，所述第二开放结 构通过使所述缓冲缸的所述操作杆侧比所述可动触头的行程短来构成。
全文摘要
本发明提供一种接地开关装置，能在合适的位置进行消弧动作，并能在合闸时加快合闸速度。本发明的接地开关装置包括充填有绝缘气体的容器(1)；固定在容器(1)内的固定触头(10)；可与固定触头(10)接触或分离的可动触头(20)；驱动可动触头(20)的操作杆(9)；配设在可动触头(20)外径侧的缓冲缸(2)；以及缓冲活塞，该缓冲活塞与缓冲缸(2)一起形成缓冲型消弧室(5)，并从可动触头(20)与固定触头(10)之间的分离间隙向缓冲型消弧室(5)内吸入以及吹出绝缘气体，以此进行缓冲动作，具有如下的开放结构，即在靠固定触头(10)侧的规定区域内使缓冲型消弧室(5)开放来释放压力，从而不执行缓冲动作。
文档编号H01H33/88GK101369498SQ20081009318
公开日2009年2月18日 申请日期2008年4月21日 优先权日2007年8月13日
发明者清水芳则, 田中将仁 申请人:三菱电机株式会社