气体断路器的制造方法
【专利摘要】本发明提供改善可靠性的气体断路器。为了解决上述的课题，气体断路器具备：固定触头；相对于该固定触头接触以及离开的可动触头；在内部具有上述固定触头以及上述可动触头、且在该内部封入有绝缘性气体的绝缘容器；以及产生用于使上述可动触头动作的驱动力的操作器，其特征在于，上述操作器具备：在产生上述操作器的驱动力的方向上配置永久磁铁或者磁性体的可动件；以及与该可动件对置配置并且具有绕线的磁极。
【专利说明】气体断路器
【技术领域】
[0001]本发明涉及气体断路器，尤其涉及通过电动动作而切断高电压的电动驱动方式气体断路器。
【背景技术】
[0002]由于断路器具有通过迅速地切断事故电流来防止电力系统的事故的波及的作用，所以要求开发可靠性更高的装置。作为操作气体断路器的操作器，以往公知有通过释放在操作弹簧蓄力的弹簧力来得到操作力的弹簧操作器、和利用气压、液压来得到操作力的气压操作器、液压操作器。而且，说到各操作器，弹簧操作器具有低操作力、维护性、经济性优异的特征，并且气压操作器具有操作容易且能得到较高的操作力的特征，并且液压操作器具有低噪声且能得到较高的操作力的特征。
[0003]然而，因弹簧操作器的操作中弹簧的弹力不一定恒定、弹簧的定位精度较低、复杂且由较多的部件构成等，有针对动作的可靠性改善的余地。另外，在利用液压、气压的操作方式中，因周围的温度变化而有动作流体的泄露的担忧，并且若即使是一个部件存在不良情况、故障，则也有整体不动作的可能性，从而也有操作困难的方面。
[0004]此处，作为改善上述的方面的方式，作为利用电力来产生操作力的技术例如有专利文献I所记载的技术。该专利文献I中记载有如下断路器结构:在向能够直线移动的线圈供给电流的促动器构造中，利用与从固定的圆筒形状的永久磁铁产生的磁场的力的排斥力而使与线圈连接的绝缘杆直线运动。
[0005]另一方面，作为与断路器不同的技术，也有专利文献2以及3所记载的技术。根据这些文献，由如下部件构成:以对配置于可动件的永久磁铁进行夹持并保持的方式配置的磁极齿；连续地对夹持并保持磁极的磁极齿进行连接的铁芯；集中卷绕于多个铁芯的电枢绕线；以及表背交替地并列有磁铁的磁极的可动件，其中，具有以夹持并保持永久磁铁的方式配置的磁极齿和连续地连接保持磁铁的磁极齿的铁芯的电枢铁芯沿可动件的长边方向配置多个。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特表2007-523475号公报
[0009]专利文献2:日本特开2010-141978号公报
[0010]专利文献3:日本特开2010-239724号公报
【发明内容】
[0011]发明所要解决的课题
[0012]在要求高加速的用于断路器的促动器中，需要减少可动体的质量。但是，专利文献I所记载的内容中，绕线成为可动的促动器，为了流动大电流而需要直径较大的绕线，从而绕线的质量变大，加速度性能降低。除此之外，由于绕线本身可动，所以需要向成为可动体的绕线供给电流，布线的处理、耐久性有改善的余地。根据这样的各种观点，可靠性有改善的余地。
[0013]另外，专利文献2、3所记载的内容原本的目的不是用于断路器。
[0014]因此，本发明的目的在于提供改善可靠性的气体断路器。
[0015]用于解决课题的方案
[0016]为了解决上述课题，本发明的气体断路器具备:固定触头；可动触头，其相对于该固定触头接触以及离开；绝缘容器，其在内部具有上述固定触头以及上述可动触头，且在该内部封入有绝缘性气体；以及操作器，其产生用于使上述可动触头动作的驱动力，上述气体断路器的特征在于，上述操作器具备:在产生上述操作器的驱动力的方向上配置永久磁铁或者磁性体的可动件；以及与该可动件对置配置并且具有绕线的磁极。
[0017]发明的效果如下
[0018]根据本发明，能够提供改善可靠性的气体断路器。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是实施例1的断路器的结构图。
[0020]图2是表示实施例1的操作部内的一个单位的图。
[0021]图3是用于说明实施例1的促动器的一个单位的立体图。
[0022]图4是图3的主视图。
[0023]图5是从图4拆下绕线而表示的图。
[0024]图6是实施例2的断路器的剖视图。
[0025]图7是用于说明实施例3的促动器的立体图。
[0026]图8是说明实施例3的促动器的图。
[0027]图9是实施例3的断路器的剖视图。
[0028]图10是表示实施例3的控制系统的图。
[0029]图11是实施例4的促动器的示意立体图。
[0030]图12是图11的主视图。
[0031]图13是两层构成可动件的促动器的结构例。
[0032]图14是两层构成可动件的促动器的其它结构例。
[0033]图15是并列有三列实施例5的促动器的结构图。
[0034]图16是并列有三列实施例5的促动器的结构图，是电源使用了三相逆变器的情况下的图。
[0035]图17是并列有三列实施例5的促动器的结构图，是机械式地连结了各可动件的图。
[0036]图18是表示实施例6的保持位置机构的接通位置的俯视图。
[0037]图19是表示实施例6的保持位置机构的切断位置的俯视图。
[0038]图20是表示实施例6的压缩弹簧的长度最小的中间位置的俯视图。
[0039]图21是在实施例7的电磁促动器连接有断路器的机械式操作单元的图。
[0040]图22是放大表示与电磁促动器连接的机械式操作单元的图。
【具体实施方式】
[0041]以下，使用附图对在实施本发明的方面优选的实施例进行说明。其中，下述终究只是实施例，发明的内容并不限定于下述具体的方式。发明本身当然能够在满足权利要求书的记载的范围内变形为各种方式。
[0042]实施例1
[0043]使用图1至图5对实施例1进行说明。图1是表示开极状态(a)以及闭极状态
(b)的断路器的结构例。如该附图所示，本实施例的断路器大致分为用于切断事故电流的断路部和用于操作该断路部的操作部。
[0044]断路部在内部填充有SF6气体的封闭金属容器I内具有:在设于封闭金属容器I端部的绝缘支承垫片2固定的固定侧电极(固定侧触头)3 ;可动侧电极4以及可动电极(可动侧触头)6 ;在该可动电极6的前端设于两电极间的喷嘴5 ;与操作部侧连接并且与可动侧电极4连接的绝缘支承筒7 ;以及与可动侧电极4连接且构成主电路的一部分的主电路导体的高电压导体8，通过来自操作部的操作力来使可动侧电极6移动而电动地进行开闭，能够进行电流的接通以及切断。在高电压导体8的周围，设有变流器51，该变流器51作为用于检测向高电压导体8流动的电流的电流检测器而起作用。在绝缘支承筒7内配置有与操作部侧连接的绝缘杆81。
[0045]操作部在与封闭金属容器I邻接设置的操作器外壳61内设有促动器(操作力产生部)100，并在促动器100内部配置有直线动作的可动件23。可动件23通过直线密封部62而与绝缘杆81连结，该直线密封部62设为能够保持封闭金属容器I气密不变地进行驱动。而且，绝缘杆81与可动电极6连结。换句话说，能够通过可动件23的动作来使断路部的可动电极6动作。
[0046]促动器100通过密封端子90而与电源单元71电连接，该密封端子90以密封有绝缘性气体的状态设于封闭金属容器I的表面。而且，该电源单元71还与控制单元72连接，并形成为能够接受来自控制单元72的指令。向控制单元72输入由变流器51检测到的电流值。电源单元71以及控制单元72作为如下控制机构发挥作用:与由变流器51检测到的电流值对应地使向下述的促动器100的绕线41供给的电流量、相位变化。
[0047]使用图2至图5对促动器的构造进行说明。两个固定件14通过组合第一磁极11、与该第一磁极11对置配置的第二磁极12、连接第一磁极和第二磁极的磁性体13、以及设于第一磁极以及第二磁极的外周的绕线41而构成，在该固定件14的内部，在隔着空隙而与第一磁极11以及第二磁极12对置的位置，配置可动件23而构成促动器100，该可动件23由永久磁铁21以及夹持并支承该永久磁铁21的磁铁固定部件22构成。永久磁铁21的磁化方向被磁化为Y轴方向(图2中，上下方向)，并对相邻的每个磁铁交替地磁化。磁铁固定部件22是非磁性材料，例如，优选为非磁性不锈钢合金、招合金、树脂材料等，但并不限定于此。促动器100为了保持永久磁铁21与第一磁极11以及第二磁极12之间的间隔，而安装机械式部件。例如，优选为线性导向件、滚子轴承、凸轮从动件、推力轴承等，但若能保持永久磁铁21与第一磁极11以及第二磁极12之间的间隔，则也不限定于此。
[0048]一般地，在永久磁铁21与第一磁极11以及第二磁极12之间产生吸引力(Y轴方向的力)。但是，本结构中，由于在永久磁铁21和第一磁极11产生的吸引力、与在磁铁21和第二磁极12产生的吸引力相互成为相反方向，所以力被抵消从而吸引力变小。因此，能够简化用于保持可动件23的机构，从而能够减少包括可动件23的可动体的质量。由于能够减少可动体的质量，所以能够实现高加速度驱动、高响应驱动。由于固定件14和永久磁铁21相对地沿Z轴方向(图2中，左右方向)驱动，所以通过对固定件14进行固定来使包括永久磁铁21的可动件23沿Z轴方向移动。相反，也能够对可动件23进行固定，而使固定件14沿Z轴方向移动。该情况下，可动件和固定件反转。产生的力终究只是在两者之间产生的相对的力。
[0049]在驱动时,通过向绕线41流动电流,来产生磁场,从而能够产生与固定件14和永久磁铁21的相对位置对应的推力。另外，通过控制固定件14与永久磁铁21的位置关系、注入的电流的相位、大小，能够调整推力的大小、以及方向。与向控制单元72输入了开极指令以及闭极指令的情况对应，从电源单元71向促动器100通电，将电信号变换为促动器100的可动件23的驱动力，由此进行可动件23的动作控制。
[0050]图3中表示了上述的促动器100的一个单位的结构的立体图。如图3?5所示，相对于由第一磁极11、第二磁极12、连接第一磁极11和第二磁极12的磁性体13、以及绕线41构成的固定件14,具有永久磁铁21的可动件构成为沿Z轴方向相对运动。如图2所示，可动件23使N极和S极交替地反转并利用磁铁固定部件等在可动侧触头的动作轴方向上机械式地连结多个永久磁铁21。可动件的上述N极与S极对置地配置固定件14的第一磁极11以及第二磁极12。通过向绕线41流动交流电流，来连续地得到Z轴方向的推力，从而能够与可动件23的长度对应地使驱动距离变长。
[0051]本实施例中，在Y轴方向上对连接第一磁极和第二磁极的磁性体13进行分割。由此，提高绕线41的作业性。并且，也能够以在Z轴方向上错开的方式调整第一磁极11和第二磁极12。在错开配置第一磁极11和第二磁极12的情况下，通过改变永久磁铁的磁化方向也能够增加推力。除此之外，原本不使用上侧的磁极也能够沿Z轴方向驱动，具体地考虑为此处所说的进行变形等情况。其中，如本实施例那样，通过构成为由第一和第二磁极夹持可动件，来缩小永久磁铁与磁极间的吸引力，从而即使沿直线驱动，与驱动方向(Z轴方向)垂直的方向(X轴方向以及Y轴方向)上的偏移也极小。即，在适用于断路器方面，即使传递操作力的可动件通过直线密封部62，直线密封部62的变形也较小，从而对密封部的机械方面的负担较小。
[0052]这不仅防止随驱动产生的直线密封部62的滑动动作不良情况，也防止可动电极6的触头的倾斜，从而成为难以产生接触滑动部的咬接、来自电极的微小金属异物的构造。咬接可能与切断、接通的动作不良有关联，金属异物可能与绝缘性能降低所引起的绝缘事故有关联。另外，能够减少随密封件变形所产生的气体断路器内部的SF6气体向外部泄露的量。这样，根据各种观点，能够提高作为断路器的可靠性。
[0053]图4是图3的主视图。图5是为了容易理解图4中第一磁极11、第二磁极12以及连接第一磁极11和第二磁极12的上述磁性体的关系而从图4删除了绕线的图。从两图可知，绕线41分别卷绕在第一磁极11和第二磁极12，并配置为夹住永久磁铁21。由于绕线41与永久磁铁21对置配置，所以绕线41所产生的磁通高效地作用于永久磁铁21。由此，能够使促动器小型且轻型。并且，由第一磁极11、第二磁极12、以及连接第一磁极和第二磁极的磁性体13闭合磁回路，从而能够缩短磁回路的路径。由此，能够产生较大的推力。另外，由于永久磁铁21的周围被磁性体覆盖，所以能够减少向外部泄露的磁通，从而能够减少对周围的设备的影响。
[0054]如上述那样构成的本实施例的气体断路器从图1 (a)的闭极状态移至图1 (b)的开极状态而切断电流。此时，通过向断路部所产生的电弧吹拂具有消弧性能的SF6气体，来使电弧等离子体消失，从而切断事故电流。
[0055]根据本实施例，由于在断路器搭载有如下促动器，该促动器具备在产生促动器的驱动力的方向上配置永久磁铁的可动件、和与可动件对置配置并且具有绕线的磁极，所以与使绕线驱动的情况比较，能够使可动件轻型，并且如不使绕线驱动的情况那样，不需要在可动件设置布线。由此，能够提高可靠性。
[0056]另外，本实施例中，对使用永久磁铁的情况进行了说明，但也可以代替永久磁铁而构成为在可动件配置磁性体。磁性体是指从磁铁受到吸引力的部件，作为代表的部件可以举出铁、硅钢板等。
[0057]本实施例中使断路部与操作部的气体划分不同，操作器的驱动经由直线密封部62而进行，但也可以对断路部和操作部进行相同的气体划分，操作部也与断路部相同地是由高气压SF6气体填充的状态。如图1所示，在断路部与操作部的气体划分是不同的划分的情况下，断路部由高气压SF6气体填充，但操作部的操作器外壳61存在相对于外部(大气)被封闭的情况和不被封闭的情况。在被封闭的情况下，操作器外壳61内部填充大气压的干燥空气、氮气、SF6气体。若操作部被封闭，则难以受到外部环境的影响，而能够排除湿度、雨水、昆虫等的混入等使性能降低的要因，从而能够提供可靠性高的操作部。但是，在被封闭的情况下难以检查内部，从而在万一操作部产生不良状况的情况下，内部异常要因的检测、简单的内部维护检查的实施变得困难。若使这样的内部检查的容易度优先，则不需要封闭金属容器I。
[0058]此外，本实施例中表示了由两个固定件14构成促动器100的例子，但固定件的个数当然不限定于两个。即使固定件的个数是一个也能够作为断路器的操作器来驱动。另一方面，通过增加个数，能够与个数成比例地施加较大的推进力。
[0059]实施例2
[0060]使用图6对实施例2进行说明。本实施例的气体断路器具备:在由绝缘物构成的绝缘子等绝缘容器9内成为固定侧触头的固定侧电极3 ;与固定侧电极3接触或者离开而成为可动侧触头的可动电极6 ;以及设于可动电极6的固定侧电极3侧的前端的喷嘴5，在该绝缘容器9内作为绝缘气体而封入有SF6气体。作为绝缘气体也可以使用其它气体，若举出具体例，则有SF6和N2或CF4的混合气体、CO2气体等代替SF6气体的气体。在收纳有断路部的绝缘容器9的下侧，安装有收纳操作部的其它的绝缘容器10。在绝缘容器10内配置有促动器100、从促动器内向断路部侧突出的可动件23、设于该可动件23的断路部侧的前端的绝缘杆81、以及连结该绝缘杆81和可动电极6的断路部操作杆62 (直线密封部)，在绝缘容器10内也封入有与绝缘容器9内相同的绝缘气体。两个绝缘容器9以及绝缘容器10之间通过气体吸入口 36连接，在该气体吸入口 36的中途，且在绝缘容器9侧设有分解气体过滤器38。而且，分解气体过滤器38在绝缘容器9内由伞状物37覆盖。
[0061]促动器100经由绝缘杆81而与断路部操作杆62 (直线密封部)连结，向断路部传递推力。此外，促动器100是实施例1中说明的线性促动器，此处省略说明。由于线性促动器能够缩小外周构成，所以能够配置在绝缘容器10内。由此，能够使气体断路器小型，从而与以往的弹簧操作器相比能够缩小设置面积。
[0062]另外，断路部的绝缘容器9内的气体空间39和操作部的绝缘容器10内的气体空间40因成为直线密封件的断路部操作杆62 (直线密封部)而能够构成为相互隔绝的气体空间。在切断动作时，因上部的断路部所产生的电弧而产生粉末状的SF6气体分解生成物。而且，该分解生成物在绝缘容器9内的下表面堆积，但通过对收纳有操作部的气体空间40和断路部气体空间39进行不同气体划分，从而分解生成物不会进入操作部气体空间40。由此，没有进一步增大滑动阻力的担忧。
[0063]另外，不需要完全隔绝气体空间，也可以经由分解气体过滤器而连通。通过使气体空间39和40连通，能够高效地进行绝缘气体的封入、回收。图6中，表示了经由分解气体过滤器38而通过气体吸入口 36连通的情况。还在气体吸入口 36设有伞状物37。通过在气体吸入口 36设置伞状物37，能够形成分解气体生成物不会进入气体吸入口 36的状态，分解气体生成物不进入操作部气体空间40内，而在促动器堆积，从而不会增大滑动阻力。除此之外，本实施例中，在伞状物37的内侧(气体吸入口 36侧)，也设有分解气体过滤器，即使分解生成物从伞状物37的缝隙进入气体吸入口 36也由该过滤器除去，从而分解生成物不会进入操作部气体空间40。由此，能够减少进一步增大滑动阻力的担忧。
[0064]实施例3
[0065]使用图7至图10对实施例3进行说明。本实施例中，三个单位的促动器100a、10bUOOc在Z轴方向(可动电极6的动作方向)上并列配置而构成。一个单位如在实施例I中已经说明那样，此处省略说明。三个单位的促动器配置在相对于永久磁铁21而电相位错开的位置。若将一个单位作为一个固定件，则三个单位的促动器由三个固定件构成，同样，若将一个单位作为N个固定件，则三个单位的促动器由3XN个(由3的倍数构成的)固定件构成。本实施例中，具体而言，相对于促动器100a，促动器10b的电相位错开120° (或者60° )，促动器10c的电相位错开240° (或者120° )。该促动器配置中，若向各促动器的绕线41流动三相交流，则能够实现与三相的线性马达相同的动作。通过使用三个单位的促动器，将各促动器作为三个独立的促动器分别控制电流，而能够调整推力。能够从控制机构向各促动器的绕线分别注入大小不同或者相位不同的电流。作为一个方法，考虑从一个交流电源供给的U、V、W的三相电流分开进行供给。该情况下不需要具备多个电源，从而简便。另外，该情况下，有上述的密封端子也是3XN个、或流通相同的电流的促动器共有密封端子的选项。
[0066]图8表示图7的剖视图。本结构中，能够与永久磁铁21和使用了多个促动器200的结构的位置关系无关地产生恒定的推力。并且，也能够通过控制产生制动力(衰减力)、再生由制动器产生的电力、或高效地使用电能。促动器中也能够产生用于减速的制动力，能够不需要以往的液压操作器、弹簧操作器的缓冲器等制动装置，从而能够实现断路器的小型化。并且，由于减少装置的部件件数，从而提高可靠性以及维护性。
[0067]图9中，表示了将图7以及图8所说明的多个促动器用于气体断路器的情况。整体的结构在实施例1中已经说明，省略重复位置的说明。本实施例的结构中，以与促动器连结的方式设有位置传感器75，通过控制向多个促动器的绕线供给的电流，能够细微地控制可动件23以及绝缘杆81的位置、速度或加速度。因此，能够控制开闭动作、控制加减速模式。为了细微地控制可动件23以及绝缘杆81的位置、速度或加速度，需要向多个促动器独立地供给电流，以能够在气体密封的状态下供给电流的方式通过密封端子201向各促动器供给来自电源单元71的电流。除此之外，图9中表示了，即使在来自操作用的电源单元71的电流的供给因某原因而变得困难的情况下，也以能够进行切断操作的方式从由电容器、充电器构成的蓄电单元73供给电能。
[0068]使用图10对电源单元71、控制单元72、蓄电单元73的结构例进行说明。图10中，控制单元72对应于输送来自仪器用变压器52以及变流器51的测定值的保护控制装置53、和促动器控制装置54。而且，逆变器55以及电源切换开关56与电源单元71对应。另外，蓄电单元73由充电装置59和电容器58构成。
[0069]控制单元72内的保护控制装置53接受来自变流器51、仪器用变压器52的电流、电压数据，但在产生系统事故的情况、接受到操作员的开闭指令的情况下，从保护控制装置53向促动器控制装置54发送切断或者接通指令。促动器控制装置54控制逆变器55而使促动器100的推力产生。此处，在促动器100安装有未图示的位置传感器，向促动器控制装置54发送位置信息，而控制促动器的动作。此处，对于位置传感器而言，也可以使用加速度传感器、磁通密度传感器等来代替位置传感器，而根据各测定数据控制动作特性。
[0070]另外，电容器使用容量较大的电解电容器等。本实施例中将电容器分割为多个单元58a、58b、58c，利用充电切换开关57和电源切换开关56，来分别独立地对成为电源的电容器进行充电，在动作时选择应使用的电容器。断路器中在切断动作中需要以高速驱动，并且因缓冲反作用力而需要较大的推力。另一方面，在接通动作中，也可以是切断动作的2倍?4倍的时间，推力也可以较小。因此，在切断时和接通时，驱动所需要的瞬时的电力不同。通过分开使用切断和接通所使用的电容器，能够降低接通用的电容器的充电电压，从而能够使用耐电压较低的廉价的电容器。断路器中，有在不充电的状态下进行切断-接通-切断的一系列动作的方式。也有附加接通-切断的方式的情况。在要求这样的方式的情况下，如本实施例那样通过分割电容器，与动作任务对应的扩张变得容易。另外，实际运用中，不总是进行连续动作，仅对动作所使用的电容器进行充电即可，能够缩短充电时间。
[0071]实施例4
[0072]使用图11至图14对实施例4进行说明。此外，省略与已经说明的内容重复的位置的说明。如图11所示，本实施例所示的促动器是在Y轴方向上重叠有两个上述的图3所示的促动器的结构，上下平行设置的两个可动件构成为贯通固定件。以对构成各个可动件的各个永久磁铁21进行夹持的方式在Y轴方向上对置配置绕线41，可动件的外侧构成为，磁性体13连接上下设置的磁极。
[0073]图12(b)中，在将Y轴方向设为上下方向的情况下，固定件具有两层的上侧的永久磁铁侧的第一磁极11、两层的下侧的永久磁铁侧的第二磁极12、设于第一磁极11与第二磁极12之间的第三磁极15、以及连接上述磁极的磁性体13。
[0074]这样，通过在Y轴方向上并列配置促动器，并使连接第一磁极11、第二磁极12以及第三磁极的Y轴方向中间部的磁性体13共用，能够使促动器小型。本发明的实施例中，作为一个例子，对在Y轴方向上并列有两个促动器的结构进行了说明，但促动器的个数以及方向不限定于本结构。
[0075]图12中表示了图4以及图5所说明的内容如上述图11说明那样置换成两层的情况。
[0076]另外，图13以及图14中，对在Y轴方向上并列有两个促动器的其它的结构进行说明。在Y轴方向上并列有两个可动件23a和可动件23b通过可动件连结部件24连结，两可动件一体动作。通过连结多个可动件，来提高可动件的刚性且提高耐冲击性、响应性。
[0077]在可动件驱动时，向促动器各部施加与推力成比例的反作用力。因此，因反作用力而产生各部的变形、可动件与固定件的电相位的错开。通过固定多个固定件以及促动器，能够减少该影响。图13中，各促动器固定于固定板30，能够防止各部的变形。
[0078]另外，图13中对通过将各促动器固定于共用的固定板30来防止各部的变形的例子进行了说明，但不限定于这样的结构，例如，也可以是图14所示的情况等其它的结构。该图14中，在各固定件间以及促动器间分别配置有垫片31，能够减少各部的变形。作为固定板30以及垫片31的接合方法，具体地举出螺栓紧固、粘合剂涂覆、焊接，但也可以通过其它的方法来接合。
[0079]本实施例中，构成为使用三层磁极来用这三层磁极夹持两层可动件，能够成为高输出构造。
[0080]实施例5
[0081]使用图15至图17对实施例5进行说明。对于与已经说明的标注相同的符号的结构、具有相同的功能的部分，此处省略说明。
[0082]图15表示如下结构，气体断路器原本需要能够切断向气体断路器通电的U、V、W的三相的电流，为了能够操作与该三相相应的可动触头，促动器的各绕线以与电源209串联连接的方式并列三列。此时，促动器在与使促动器产生驱动力的方向(可动件的驱动方向)垂直的方向上并列配置有三个。促动器在制造上有产生绕线阻力、磁铁磁通等一些特性差别的情况。本实施例是为了防止这样的差别而完成的。根据本实施例中作为一个例子而表示的结构，能够防止各个促动器的特性差别等所引起的电流的不均匀，能够使三个促动器同时动作。
[0083]图16中表示了如下情况，使用三相的逆变器210来代替图15所示的电源209，而作为三相促动器进行驱动。该情况下，在使促动器产生驱动力的方向上也并列三个促动器，图15中电源侧也具有三相电流，从而具有3X3 = 9个促动器。各促动器100的磁铁与固定件的位置关系不同，分别相对于在使可动触头产生驱动力的方向上并列配置三列的促动器100a、100b、100c，与图15相同，通过串联配置位置关系相同的促动器，能够防止促动器的不均匀动作。
[0084]并且，图17中表示了如下情况,三个促动器的可动件23a、可动件23b、可动件23c通过具有刚性的可动件连结部件24结合。通过本结构，即使在三个可动件产生一些不均匀的情况下，也使三个绝缘杆81在物理方面连结，从而根据机械方面观点也能够同时进行驱动。该连结所引起的各可动件的均匀驱动也能够单独使用，但若与如上述图15、图16所记载那样使用电流而欲均匀控制的情况一并使用，则基于分别不同的特性而欲均匀地驱动，从而能够互补地起作用，而更加有效果。
[0085]另外，通过改变三个绝缘杆81a、81b、81c的长度、开闭器的开闭的位置，从而在一次动作中，也能够在多个时机(因各个绝缘杆而不同的时机)进行开闭动作。
[0086]并且，通过连结多个可动件，而仅在连结的可动件中一个安装位置传感器即可，从而有能够减少用于控制促动器的位置传感器的数量的优点。
[0087]另外，本实施例中对各结构均使用了 U、V、W的三个可动件的结构进行了说明，但原理上与设置环境对应地变更可动件的数量没有任何妨碍。即，不限定于本实施例的可动件的数量。
[0088]实施例6
[0089]使用图18至图20对实施例6进行说明。断路器的位置保持也能够通过图18至图20所示的实施例来实现。
[0090]图18表示接通位置，图19表示切断位置，图20表示压缩弹簧400的长度最小的中间位置。本实施例中，在结合电磁促动器100和断路部401的连杆系统402，结合有压缩弹簧400，该压缩弹簧400构成为长度最小(弹簧从自然长度压缩最大的位置)的位置403成为断路器的接通位置与切断位置之间。即，在压缩弹簧400的长度最小的中间位置，形成为压缩弹簧400和可动件23垂直。通过具备这样的关系性，从而压缩弹簧400的弹力在断路器的接通位置向断路器的接通方向作用，而在切断位置向切断方向作用，因此即使在促动器因停电等丧失操作能量的情况下，断路器也能够克服重力、气体压的推力、来自外部的振动等而保持接通位置、或切断位置。
[0091]实施例7
[0092]使用图21以及图22对在具备电磁式促动器的断路器中利用机械式操作来操作断路部接点的方法进行说明。上述实施例中，也进行了设置电源丧失时用的蓄电单元等的应对，但本实施例中对构成为还能够进行手动操作的例子进行说明。
[0093]具体而言，在未图示的断路器固定有主框体302(附图中，仅记载了促动器侧，但主框体302延伸至断路器侧而形成)，并且促动器100经由设置在框体302上的促动器100保持用的框体301而通过螺栓紧固等固定。另外，在框体302设有定位用的凸部303，从而容易进行促动器100紧固于框体302时的定位。在框体302的一端(下述的手动手柄侧)，块状物308螺栓紧固地与框体302连接。此外，块状物308也可以在断路器的通常运转状态(即，在不是手动控制而是电动控制的情况)下被拆下。如图22所示，在块状物308的中间部存在贯通部，构成省略图示的内螺纹。在断路部接点的动作方向上主轴307贯通上述贯通部而与该块状物308连接。在主轴307的外周面形成有外螺纹。由于在主轴307的外周面构成外螺纹，且在设于块状物308的贯通部形成有内螺纹，所以通过操作安装于主轴307的一端的手动手柄309，使主轴307旋转，从而使主轴307向断路部接点的动作方向移动。对于主轴307和设于块状物308的贯通部的外螺纹和内螺纹而言，也可以在任一个部件上设置外螺纹，而在另一个部件上设置内螺纹。此外，在主轴307的另一端，通过螺纹紧固等固定有盘状部件306。
[0094]在促动器100中，在与断路部接点侧相反的一侧的终端配件24a，设有空隙部，该空隙部形成为供上述盘状部件306能够旋转。在手动操作时，在形成于该终端配件24a的空隙部插入盘状部件306，设置支承部件305，而在支承部件305与终端配件24a之间将盘状部件306支承为能够自由旋转。支承部件305大致形成为半圆状，通过省略图示的螺栓而紧固于终端配件24a。
[0095]促动器100的断路部接点侧的终端配件24b与连杆系统304的杆304a连接。杆304a的断路部接点侧的一端经由螺母304b而与铰链304c连接。铰链304c通过销紧固而与连杆304d连接。连杆系统304经由省略图示的断路部内的绝缘操作杆而与断路部接点连接。由此，断路部接点和促动器100大致在一条直线上构成。
[0096]在机械式进行断路部接点的开路操作的情况下，在图21所示的状态下，使手柄309向主轴307开路的方向旋转。由此，盘状部件306欲从终端配件24a离开，但由于通过支承部件305保持，所以盘状部件306和终端配件一体动作。由此，促动器的可动件也向开路方向移动，进而断路部的可动侧电极也向开路方向移动。
[0097]在机械式进行断路部接点的闭路操作的情况下，通过与开路操作时相反地使手柄309反转，来使主轴307前进使盘状部件306与终端配件24a接触，而使可动件23向闭路方向移动。由于可动件23向闭路方向移动，所以断路部的可动侧电极也向闭路方向移动。
[0098]此外，本实施例中对可动件形成为两层的情况进行了说明，但也可以是一层或者三层以上。在三层以上的情况下，与两层的情况相同，设置可动件连结部件，而使可动件连结部件与主轴连结即可。在一层的情况下，由于没有可动件连结部件，所以通过在可动件本身、或者与可动件连结的部件设置与上述相同的空隙部，来在该空隙部连接主轴之类的机械式开闭单元即可。此外，空隙部的形状、手柄形状是圆形形状，当然也可以是其它的形状。作为功能，能够连接主轴之类的机械式开闭单元、并动作即可。如本实施例那样，在使用手动手柄而使之旋转式地进行动作的情况下，将主轴之类的机械式开闭单元支承为能够自由旋转即可。
[0099]此外，本实施例中对于具备在各实施例间共用的结构的位置而言，没有特别确认规定，当然能够起到相同的效果。
[0100]符号的说明
[0101]I一金属容器，2—绝缘支承垫片，3—固定侧电极，4一可动侧电极，5—喷嘴，6—可动电极，7—绝缘支承筒，8—高电压导体，9一断路部绝缘容器，10—断路部支承绝缘容器,11—第一磁极,12—第二磁极,13一磁性体,14一固定件，15一第三磁极,21—永久磁铁，22—磁铁固定部件，23—可动件，24—可动件连结部件，30—固定板，31—垫片，36—气体吸入口，37—伞状物，38—分解气体过滤器，39、40—气体空间，41 一绕线，51—变流器，52—仪器用变压器，53—保护控制装置，54—促动器控制装置，55、210—逆变器，56—电源切换开关，57—充电切换开关，58—电容器，59—充电装置，61—操作器外壳，62—直线密封部，71 一电源单兀，72一控制单兀，73一畜电单兀，75一位置传感器，81 一绝缘杆，90一密封端子，100—促动器，200—多个促动器，201—密封端子，209—电源，301、302—框体，303—凸部，304、402—连杆系统，304a—杆，304b—螺母，304c—铰链，304d—连杆，305—支承部件，306一盘状部件,307一主轴,308—块状物，309—手动手柄,400—压缩弹簧,401—断路部，403—长度最小的位置。
【权利要求】
1.一种气体断路器，具备: 固定触头；可动触头，其相对于该固定触头接触以及离开；绝缘容器，其在内部具有上述固定触头以及上述可动触头，且在该内部封入有绝缘性气体；以及操作器，其产生用于使上述可动触头动作的驱动力， 上述气体断路器的特征在于， 上述操作器具备:使N极以及S极交替地反转并且在上述可动触头的动作轴方向上配置永久磁铁或者磁性体的可动件；以及与该可动件的N极以及S极对置配置并且具有绕线的磁极。
2.根据权利要求1所述的气体断路器，其特征在于， 上述操作器存在多个，该多个操作器的多个可动件连结，且一体动作。
3.根据权利要求1或2所述的气体断路器，其特征在于， 上述操作器在与上述可动触头的动作轴方向大致垂直的方向上并列配置有多个，该多个操作器的上述绕线以串联的方式电连接。
4.根据权利要求1或2所述的气体断路器，其特征在于， 上述操作器在上述可动触头的动作轴方向以及与该动作轴方向大致垂直的方向上分别并列配置有多个，在与上述动作轴方向大致垂直的方向上并列配置的上述操作器的上述绕线分别以串联的方式电连接。
5.根据权利要求4所述的气体断路器，其特征在于， 上述操作器在上述大致垂直的方向上以与上述气体断路器的U、V、W的各相对应的方式并列配置有三列，而且，在上述动作轴方向上也并列配置有三列，相对于该并列配置有三列的上述操作器的上述绕线，按列地导通U、v、w中任一个规定的相的电流。
6.根据权利要求1?5任一项所述的气体断路器，其特征在于， 上述磁极具有对置设置的第一磁极和第二磁极，上述第一磁极和上述第二磁极通过磁性体连接，上述可动件以在轴方向上移动自如的方式设置在上述第一磁极与上述第二磁极之间，上述第一磁极具有第一绕线，上述第二磁极具有第二绕线。
7.根据权利要求1?5任一项中所述的气体断路器，其特征在于， 上述磁极具有第一磁极、与该第一磁极对置设置的第三磁极、以及与该第三磁极对置设置的第二磁极，上述第一磁极、上述第二磁极以及上述第三磁极通过磁性体连接，上述可动件以在轴方向上移动自如的方式在上述第一磁极与上述第三磁极之间以及上述第三磁极与上述第二磁极之间分别设置一个，上述第一磁极具有第一绕线，上述第二磁极具有第二绕线，上述第三磁极在与上述第一绕线以及上述第二绕线对置的位置分别具有绕线。
8.根据权利要求1?7任一项中所述的气体断路器，其特征在于， 在上述操作器或者上述操作器与上述可动触头之间具备压缩弹簧，该压缩弹簧在上述可动触头位于相对于上述固定触头接触的位置与离开的位置之间时长度最小。
9.根据权利要求1?8任一项中所述的气体断路器，其特征在于， 具有驱动上述可动触头的手动手柄，该手动手柄以能够装卸的方式设置在上述操作器的离上述可动触头较远的一侧。
10.根据权利要求1?9任一项中所述的气体断路器，其特征在于， 还具备:多个电容器，其向上述绕线供给电流；以及切换单元，其在接通或者切断动作时切换向上述绕线供给电流的电容器。
11.根据权利要求1?10任一项中所述的气体断路器，其特征在于， 上述绝缘容器和设有上述操作器的容器隔绝，并且均构成为在容器的内部封入有绝缘气体。
12.根据权利要求1?10任一项中所述的气体断路器，其特征在于， 上述绝缘容器和设有上述操作器的容器均构成为在内部封入有绝缘气体，上述绝缘容器与设有上述操作器的容器之间通过连通口连通，并且在该连通口设有过滤器。
【文档编号】H01H33/38GK104205280SQ201380018100
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月27日 优先权日:2012年4月6日
【发明者】浦井一, 青山康明, 桥本裕明, 白石胜彦, 加藤达朗, 森田步, 六户敏昭, 大下阳一 申请人:株式会社日立制作所