开关的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种开关，包括：以绝缘介质填充的密封罐；将密封罐划分为第一密封空间和第二密封空间的绝缘隔板；固定地穿过绝缘隔板的电极；被插入在第一密封空间内的第一导体和电极之间且在闭合状态下串联地连接第二密封空间内的第二导体且具有包含电极的第一触点和驱动第一触点的第一驱动器的第一断路器部件。第一断路器部件是第一触点被收纳在真空罐中的真空断路器，第二断路器部件具有在介电强度上比真空断路器中的第一触点强的第二触点。在由闭合状态的断流操作中，第一触点和第二触点被打开，在第二触点被打开时或之后，第一触点被闭合。
【专利说明】开关
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请以2013年9月20日提交的日本专利申请N0.2013-195041为基础并要求享有其优先权，其全部内容作为参考文献被纳入本文。
【技术领域】
[0003]本文中所描述的实施例总体上涉及一种开关。
【背景技术】
[0004]用于中断故障电流的高压开关在中断电流时必须满足以下两个要素。
[0005]一个是在开关打开之后，在很短的时间内确实地消灭在触点之间所产生的电弧。另一个是在灭弧之后，在触点间的瞬时恢复电压快速升高时防止介质击穿。
[0006]近年来，广泛地采用压气式开关，其中一个具有可连接/分离触点的断路器部件被收纳在压力罐内，SF6气体作为绝缘气体被密封在罐内，在断流操作的时候该绝缘气体被喷到触点上,从而消灭电弧。
[0007]在所述类型中，前述的两个要素不得不通过单个断路器实现。
[0008]另一方面，还研发出一种通过将多个专门满足前述两个要素之一的断路器部件相连实现故障电流中断的开关。
[0009]也就是说，这是一种具有多个断路器部件并且独立地给各断路器部件分配角色的开关。
[0010]所述开关通过以下步骤被形成:分隔压力容器的内侧空间，然后在被分隔的空间中分别容纳具有优异灭弧性能的断路器和具有优异绝缘性能的断路器，然后将所述两种断路器串联地电连接。
[0011]在上述的断路器部件中，当断路器部件只是在电流中断的时刻被打开时，在灭弧后根据每个断路器部件的静电电容的瞬时恢复电压被施加在断路器部件的触点之间。
[0012]因此，开关的绝缘性能取决于绝缘性能较差的断路器部件的绝缘性能，从而使得独立地给各断路器部件分配角色的原始目标不能被实现。
[0013]根据所述实施例的开关的目标是提供一种能容易地履行高压开关所要求的断流职责且断流时间短的开关。
【发明内容】
[0014]本发明的开关，包括:以绝缘介质填充的密封罐；将密封罐划分为第一密封空间和第二密封空间的绝缘隔板；被设置在绝缘隔板处的电极，其被配置以穿过该绝缘隔板；被引入第一密封空间的第一导体；被引入第二密封空间的第二导体；被插入在所述第一密封空间内的第一导体和所述电极之间且在闭合状态下连接该第一导体和所述电极的第一断路器部件；被插入在所述第二密封空间内的第二导体和所述电极之间且在闭合状态下连接该第二导体和所述电极的第二断路器部件；以及其中所述第一断路器部件具有包含所述电极的第一触点和驱动该第一触点打开/闭合的第一驱动器；其中所述第二断路器部件具有包含所述电极的第二触点和驱动该第二触点打开/闭合的第二驱动器；其中所述第一断路器部件是所述第一触点被收纳在真空罐中的真空断路器；其中第二断路器部件具有在介电强度上强于真空断路器的第一触点的第二触点；以及其中，在由闭合状态执行断流操作时，第一驱动器和第二驱动器打开第一触点和第二触点，第一驱动器等待第二断路器部件的第二触点打开，然后闭合真空断路器的第一触点。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是示出了根据第一实施例的开关的整体结构的剖视图，且示出了一种闭合状态。
[0016]图2是图1的部件的放大剖视图。
[0017]图3是示出了各断路器部件的触点的打开/闭合操作的时序图。
[0018]图4是示出了在打开操作期间的第一实施例的开关的图。
[0019]图5是图4的部件的放大剖视图。
[0020]图6是示出了处于打开状态的第一实施例的开关的图。
[0021]图7是图6的部件的放大剖视图。
[0022]图8是示出了根据第二实施例的开关的真空断路器的整体结构的剖视图，且示出了一种闭合状态。
[0023]图9是示出图8中的真空断流器的电磁反斥操作部件的局部放大剖视图，且示出了闭合状态。
[0024]图10是示出了高速打开部件在第二实施例的开关的打开操作时刻的动作的图。
[0025]图11是示出了第二实施例中的撞击机制的动作的图。
[0026]图12是示出了第二实施例中的反弹机制部件的动作的图。
[0027]图13是示出了第二实施例中的真空断路器的闭合操作的图。
[0028]图14是示出了根据第三实施例的开关的真空断路器侧的结构的放大图。
【具体实施方式】
[0029]根据一个实施例，一种开关包括密封罐、绝缘隔板、电极、导体、以及多个断路器部件。
[0030]密封罐被以绝缘介质填充。
[0031]绝缘隔板将密封罐的内侧分为多个密封空间。
[0032]电极穿过且被固定到绝缘隔板。
[0033]导体被分别弓丨入所述密封空间。
[0034]多个断路器部件被插入在密封空间内的所述导体和所述电极之间，并在闭合状态下串联所述导体。
[0035]每个断路器部件具有包含所述电极的触点和驱动所述触点的操作部件。
[0036]所述多个断路器部件中至少有一个断路器部件是所述触点被收纳在真空罐内的真空断路器。
[0037]所述多个断路器部件中至少有另一个断路器部件是具有在介电强度方面比所述真空断路器中的触点强的触点的断路器部件。
[0038]当从闭合状态执行断流操作时，所述操作部件打开真空断路器的触点和其他断路器的触点，真空断路器的操作部件等待其他断路器部件的触点打开，然后闭合真空断路器的触点。
[0039]<第一实施例>
[0040](整体结构)
[0041]在后文中，所述实施例的开关的结构将参考图1-图7被描述。
[0042]第一实施例的开关具有多个断路器部件，其中多个触点通过使所述触点连接/分开而被串联地电连接，它在电流被中断的打开状态和电流被允许流动的闭合状态之间切换。
[0043]所述实施例的开关包括:由接地金属、绝缘体、或类似物制成的压力罐1，2 ;连接到压力罐1，2的套管4，5 ;多个(此处是两个)具有成对的可连接/分离触点的断路器7，9 ;将压力罐1，2的内侧划分为与断路器部件7，9的数量相同的数量(此处是两个)的空间的绝缘隔板3 ;穿过绝缘隔板3并被固定到绝缘隔板3的固定电极6 ;以及导体24，28。
[0044]压力罐1，2是圆柱罐，每个具有一个底面和一个相对的开放表面，并具有沿开口端部的法兰部。
[0045]压力罐1，2形成了密封罐(密封空间)，它们的相对法兰部在绝缘隔板3的两边被固定在一起，而它们另一端的开口被盘形的板构件(分割壁)封闭。
[0046]导体24，28被引入由绝缘隔板3所划分的密封空间。
[0047]断路器部件7，9具有包含电极的触点和驱动所述触点的打开/闭合的操作部件29，30。所述操作部件29是第一驱动器，操作部件30是第二驱动器。
[0048]多个断路器部件7，9被插入在各密封空间内的导体24，28和电极之间，并且在闭合状态下串联地连接所述导体24，28。
[0049]断路器部件7的触点被收纳在压力罐I中，断路器部件9的触点被收纳在压力罐2中，并且它们通过被固定到绝缘隔板3上的固定电极6串联地电连接。
[0050]在套管4中，导体24被设置以朝着断路器部件7延伸。
[0051]在套管5中，导体28被设置以朝着断路器部件9延伸。
[0052]导体24和导体28被电连接到断路器部件7的触点和断路器部件9的触点。
[0053]控制装置60被连接到操作部件29，30。
[0054]控制装置60监视断路器部件7，9的状态，并根据该状态输出电流中断命令信号、电流导通命令信号等给操作部件29，30。
[0055]控制装置60，例如，检测可移动电极的位置从而监视触点的状态(打开状态或闭合状态)，据此确定断路器部件7，9的状态。
[0056]替换地，控制装置60可以通过监视被供应给操作部件29，30的电流来确定断路器部件7，9的状态。
[0057]在控制装置60的控制下，当从闭合状态执行中断操作时，操作部件29，30打开断路器部件7的触点和断路器部件9的触点，然后操作部件29等待其他断路器部件9的触点打开，然后闭合断路器部件7的触点。
[0058]换句话说，当操作部件29，30为了打开操作而分别从闭合状态打开触点时，在其他断路器部件9的触点(第二触点)被操作部件30打开后，操作部件29闭合断路器部件7的触点(第一触点)。
[0059](电流流动)
[0060]当所述开关处于闭合状态时，电流从套管4中的导体24被引入。
[0061]电流流经导体24然后依次流过断路器部件7的触点、所述固定电极6、断路器部件9的触点、以及导体28，从而被引出套管5中的导体28。
[0062]另外，当所述开关处于打开状态时，断路器部件7的触点被闭合(处于连接状态)，断路器部件9的触点被打开(处于分离状态)，从而使电流被中断。
[0063]下面，第一实施例的开关的详细结构将被描述。
[0064](详细结构)
[0065](内侧空间101,10?
[0066]内侧空间101由压力罐1、绝缘隔板3、和套管4形成，内侧空间102由压力罐2、绝缘隔板3、和套管5形成。
[0067]内侧空间101，102处于密封状态，在本实施例中处于完全密封状态。
[0068]所述内侧空间101，102是以绝缘介质填充的密封空间。
[0069]例如，六氟化硫气体($6气体)被用作绝缘介质。
[0070]或者，二氧化碳、氮气、干燥空气或这些气体的混合物、绝缘油、或类似物被用作绝缘介质。
[0071]内侧空间101和内侧空间102的压力根据要求可以不同或相等。
[0072]在本实施例中，内侧空间101中气体的压力既不高于内侧空间102中气体的压力，也不低于大气压力。
[0073](断路器部件7)
[0074]断路器部件7是真空断路器，其中电极被容纳在具有高真空度的真空罐内，并通过利用高度真空的优异灭弧性能来中断电流。
[0075]以下，假设断路器部件7是真空断路器7。
[0076]真空断路器7包括:具有触点的真空阀8 ；驱动所述触点的操作部件29 ；将操作部件29的驱动力传递给触点的联接部件32 ；以及连接到真空阀8的一端且在压力罐1内固定地支撑真空阀8的支撑部件34，真空阀的另一端被连接到固定电极6。
[0077]真空阀8具有圆柱形真空罐83，它的内侧部分具有高度真空，并且该真空罐83被各纳在压力鍾1中。
[0078]真空罐&1是由玻璃、陶瓷或类似物支撑的绝缘筒。在真空罐&1中，形成所述触点的固定电极11和可移动电极14以及波纹管31被容纳。
[0079]固定电极11和可移动电极14被面对面地设置。
[0080]固定电极11被固定到所述被固定到绝缘隔板3的固定电极6，可移动电极14与所述固定电极11可机械地连接/分离。
[0081]当可移动电极14与固定电极11分离时，在所述两个电极11，14之间产生电弧。
[0082]可移动电极14具有面朝固定电极11的一端，和穿过真空罐的壁面并伸出该壁面的一端。
[0083]波纹管21是可伸长/可收缩的，并且即使在可移动电极14与固定电极11连接/分离时，也保持真空罐8a的内侧气密。
[0084]联接部件32由绝缘构件制成的杆状绝缘棒13和导电构件制成的杆状操作棒15组成。
[0085]绝缘棒13和操作棒15被与固定电极11和可移动电极14同轴地设置。
[0086]绝缘棒13具有被连接到可移动电极14的一端和被连接到操作棒15并在压力罐I内延伸的另一端。
[0087]操作棒15从绝缘棒13穿过压力罐I的壁面延伸到压力罐I的外侧，然后被连接到操作部件29。
[0088]操作部件29被设置在压力罐I的外侧并驱动所述触点，从而使所述触点进入连接/分离状态。
[0089]也就是说，通过操作部件29的驱动力，操作棒15和绝缘棒13在一条直线上被推/拉，从而使得可移动电极14与固定电极11连接/分离。
[0090]附带地，操作部件29的驱动能根据来自例如被安装在开关外侧的控制装置的命令号被启动。
[0091]在被操作棒15所穿过的压力罐I的部分壁面上，具有未示出的弹性填料的密封部件16被设置。
[0092]即使在操作棒15与密封部件16的填料滑动接触的情况下，内侧空间101也被保持气密。
[0093]支撑部件34具有被固定到设置有密封部件16的压力罐I的壁面的一端以及被连接到真空阀8的真空罐8a的另一端。
[0094]支撑部件34大概由以下构成:围绕绝缘棒13并从设置密封部件16的压力罐I壁面朝着绝缘隔板3延伸的绝缘支撑部21 ;具有被连接到绝缘支撑部21的一端和被连接到真空罐8a的另一端的导电支撑部22。
[0095]绝缘支撑部21和导电支撑部22被同心地设置，从而不与绝缘棒13和操作棒15接触。
[0096]在导电支撑部22和可移动电极14之间，由导电构件制成的且被电连接到导电支撑部和可移动电极的导电接触器23被设置。
[0097]可移动电极14可被操作部件29滑动。
[0098]在真空阀8内，真空罐8a的一端被固定到固定电极11。
[0099]真空罐8a的另一端被固定到支撑部件34。
[0100](断路器部件9)
[0101]作为断路器部件9，压气式气体断路器部件或非压气式气体断路器部件是可用的。
[0102]压气式气体断路器部件具有形成触点的电极、积蓄压力以对电弧喷洒绝缘气体的压气室、以及引导绝缘气体对电弧的喷洒的喷嘴。
[0103]在断流操作和通流操作中，操作部件以与电极关联的方式驱动上述构件。
[0104]另一方面，非压气式气体断路器部件不具有所述的压气室或喷嘴。
[0105]本实施例的断路器部件9是介电强度高于前述真空断路器7的且具有快速驱动能力的非压气式气体断路器部件。
[0106]下文中，假设断路器部件9是气体断路器部件9。
[0107]气体断路器部件9包括触点10、驱动所述触点10的操作部件30、将操作部件30的驱动力传递给触点10的联接部件33、以及限定触点10的移动方向的支撑部件35。
[0108]气体断路器部件9的触点10在介电强度上强于前述真空断路器7的真空阀8所具有的触点。
[0109]触点10由在压力罐2内被面对面设置的固定电极12和可移动电极18构成。
[0110]固定电极12被固定到固定电极6，可移动电极18机械地与固定电极12连接/分离。
[0111]使可移动电极18机械地与固定电极12连接/分离的是联接部件33和操作部件30。
[0112]联接部件33由绝缘构件制成的杆状绝缘棒17和由导电构件制成的杆状操作棒19构成。
[0113]绝缘棒17和操作棒19被与固定电极12和可移动电极18同轴地设置。
[0114]绝缘棒17具有被连接到可移动电极18的一端，以及被连接到操作棒19且在压力罐2内延伸的另一端。
[0115]操作棒19穿过压力罐2的壁面从绝缘棒17延伸到压力罐2的外侧，并且被连接到操作部件30。
[0116]操作部件30被设置在压力罐2的外侧，并驱动触点10，从而使触点10进入连接/分离状态。
[0117]也就是说，通过操作部件30的驱动力，操作棒19和绝缘棒17在一条直线上被推/拉，从而使可移动电极18与固定电极12连接/分离。
[0118]附带地，操作部件30的驱动根据例如来自被安装在开关外侧的控制装置的命令信号被启动。
[0119]在操作棒19所穿过的压力罐2的部分壁面上，具有未示出的弹性填料的密封部件20被设置。
[0120]即使在操作棒19与密封部件20的填料滑动接触时，内侧空间102也被保持气密。
[0121]支撑部件35具有被固定到设置有所述密封部件20的压力罐1的壁面的一端，以及被连接到可移动电极18的另一端。
[0122]支撑部件35大概有以下构成:围绕绝缘棒17并从设置有密封部件16的压力罐1壁面朝着绝缘隔板3延伸的绝缘支撑部25 ；具有被连接到绝缘支撑部25的一端和被连接到可移动电极18的另一端的导电支撑部26。
[0123]绝缘支撑部25和导电支撑部26被同心地设置，从而不与绝缘棒17和操作棒19接触。
[0124]在导电支撑部26和可移动电极18之间，由导电构件制成的且被电连接到导电支撑部和可移动电极的导电接触器27被设置，可移动电极18可被操作部件30滑动。
[0125]下文中，开关的操作将参考图3-7被描述。
[0126]首先，断路器部件7，9的操作将被描述。
[0127]图3是示出了所述开关的断路器部件7，9的打开操作(断流操作)的时序图。
[0128]如图3所示，当真空断路器7和气体断路器9从例如4点时刻的开关闭合状态开始打开操作时，真空阀8的触点(可移动电极14)以高速开始分离，在8点时刻到达打开状态，如线70所示。
[0129]另一方面，在气体断路器9在真空断路器7开始打开操作的八点时刻开始打开操作时，它在开始打开操作后的点时刻到达打开状态，如线71所示，因为气体断路器部件9的质量重且它的滑动部是在触点10上，所以触点10(可移动电极18)的操作比真空阀8的操作要慢。
[0130]在真空断路器7中，因为真空阀8的触点较早打开，所以该打开状态在8点和0点之间的时间段〖2内被保持，真空断路器7等待气体断路器部件9打开，然后从点时刻开始闭合操作，然后在0点时刻被闭合。
[0131]所以，在所述开关中的总断流时间0被缩短到几个11186(3。
[0132]附带地，在该例中，真空断路器7的闭合开始时刻是点，但是真空断路器7仅需要在气体断路器部件9打开的同时或之后被闭合，所以真空断路器7的闭合操作可以从点之前的时刻开始。
[0133]下面，电流的流动和触点的具体操作将被描述。
[0134](闭合状态)
[0135]当所述开关处于图1和图2所示的闭合状态时，从套管4被引入的电流依次经过导体24、导电支撑部22、导电接触器23、可移动电极14、固定电极11、固定电极6、固定电极12、可移动电极18、导电接触器27、导电支撑部26、以及导体28被引出套管5。
[0136](打开状态)
[0137]另一方面，当来自控制装置60的断流命令信号被发送给开关的操作部件29，30时，足够可移动电极14，18与固定电极11，12分离的驱动力(推力)由操作部件29，30产生，从而使得可移动电极14，18同时与固定电极11，12分离，以启动断流。
[0138]具体地，如图4和图5中所示，在真空断路器7中，真空阀8的可移动电极14沿远离固定电极11的方向移动，从而与固定电极11分离。
[0139]在上述过程中，在固定电极11和可移动电极14之间产生了由电极蒸发所生成的粒子和电子所构成的电弧，但是由于真空罐83的内侧具有高真空度，所以形成电弧的物质会散开并且不能保持它们的形状而消灭。所以，流动的电流被中断。
[0140]另一方面，在气体断路器部件9中，可移动电极18与固定电极12分离，电弧被产生在两个电极12，18之间，但是只要保证了两个电极12，18之间的绝缘距离，该电弧就被消灭。
[0141]此外，紧随气体断路器部件9的打开，在真空断路器7中，真空阀8的可移动电极14由于操作部件29的驱动力而沿着闭合方向移动，如图6和图7中所示，可移动电极14与固定电极11接触。
[0142]在所述断流过程中，8？6气体通过内侧空间102中的电弧产生分离气体。
[0143]所述分离气体能腐蚀真空阀8的由绝缘体制成的真空罐如的表层，但是因为真空罐83被容纳在密封的内侧空间101中，所以不需要关注真空罐83被内侧空间102中所产生的分离气体所腐蚀的问题。
[0144]附带地，真空阀8包括不耐高压的波纹管31，内侧空间101中的气体的压力被设置为既不高于内侧空间102中的气体压力，也不低于大气压力，大气压力是波纹管31所能承受的压力。
[0145]所以，在保证内侧空间102的触点处的介电强度的同时，内侧空间101中的波纹管31受到保护。
[0146](效果)
[0147]如上所述，根据第一实施例的开关，在断流的过程中，真空断路器7负责中断故障电流，具有高介电强度的气体断路器部件9负责中断在电流中断后所产生的瞬时恢复高压，由此能确定地实现所述两种中断功能。在该实施例中，除了上述效果外，还获得了以下效果。
[0148](I)该实施例的开关易于快速地使触点处于连接/分离(打开)状态，因为真空断路器7和气体断路器部件9具有各自的触点和驱动触点的操作部件29，30，所以每个操作部件29，30的负载被降低。
[0149](2)断路器部件7，9具有被设置在压力罐1，2外侧的操作部件29，30，还具有将操作部件29，30的驱动力传递给触点的联接部件32，33。
[0150]联接部件32，33被构造以在保持压力罐1，2的内侧气密的同时穿过压力罐1，2被连接到操作部件29，30，所以操作部件29，30不会与SF6气体通过在断流过程中的电弧所产生的分离气体直接接触，这能防止该分离气体腐蚀操作部件29，30。
[0151](3)多个断路器部件7，9中的至少一个断路器部件7被形成为具有包括触点的真空阀8的真空断路器7，至少一个断路器部件9被形成为具有在介电强度方面比所述真空阀8的触点强的触点10的气体断路器部件9。
[0152]然后，在断流的过程中，在真空断路器7和气体断路器部件9被打开后，只有真空断路器7被闭合。
[0153]所以，故障电流的中断由真空断路器7执行，而具有高介电强度的气体断路器部件9则被加载在断流后所产生的瞬时恢复高压，这样能容易地实现断流功能。
[0154]因此通过提供至少一个真空断路器7和至少一个气体断路器部件9，电流中断和防电压击穿分别由各断路器独自实现。
[0155](4)此外，因为真空断路器7的真空阀8具有接触式触点，且可移动电极14的重量小，所以断流操作在短时间内被执行。
[0156]此外，因为气体断路器部件9像压气式气体断路器部件那样具有专门的操作部件，所以每一个操作部件的负载被减少，这样能快速地打开触点。
[0157]此外，因为在本实施例的气体断路器部件9中，可移动电极18没有压气室或喷嘴，所以由操作部件30所驱动的可移动部件的重量相比压气式断路器部件被减轻。
[0158]所以，因为操作部件30能快速地驱动可移动电极18，所以能极大地减少确保绝缘距离所需的时间。
[0159]如上所述，和具有多个压气式断路器部件的常规开关相比，本实施例的开关能在更短的时间内执行电流中断和确保绝缘距离，这能缩短断流时间。
[0160](5)因为本实施例的开关具有内侧空间101和内侧空间102被密封的结构，所以它们的压力能被独立地设置为不同的压力。
[0161]具体地，内侧空间101中气体的压力被设置为既不高于内侧空间102中的气体压力也不低于大气压力。
[0162]所以，能在确保内侧空间102的触点处的介电强度的同时保护内侧空间101中的波纹管21.
[0163][第二实施例]
[0164](结构)
[0165]第二实施例将参考图8-图13被描述。
[0166]第二实施例的基本结构和第一实施例的相同。
[0167]在第二实施例中，与第一实施例不同的地方将被描述，与第一实施例中相同的部件将用相同的附图标记表示且它们的详细描述被省略。
[0168]根据第二实施例的开关具有取代第一实施例中真空断路器7的操作部件29的电磁反斥操作部件41。
[0169]电磁反斥操作部件41是利用电磁反斥力的触点式打开/闭合机构，并且它在触点10的打开操作方面具有高敏感度。
[0170]如图8和图9所示，电磁反斥操作部件41具有机构箱42、高速打开部件201、撞击机制部件202、以及反弹机制部件203。
[0171]机构箱42是具有中空内部的箱体，它具有一个开放的端面，该端面的开放边缘固定地连接到设置有密封部件16的压力罐1的壁面。
[0172]高速打开部件201、撞击机制部件202、以及反弹机制部件203的构件被容纳在机构箱42中。
[0173]高速打开部件201包括第一可移动轴43、电磁反斥线圈44、以及反斥环45。第一可移动轴43是被连接到操作棒15的杆状体。
[0174]支撑部件55被固定在机构箱42的内壁上，支撑部件55朝着第一可移动轴43延伸。
[0175]支撑部件55是固定电磁反斥线圈44的线圈固定部件。
[0176]电磁反斥线圈44由导体制成,并被设置在支撑部件55上，从而面对反斥环45。
[0177]也就是说，电磁反斥线圈44直接地或通过其他构件(支撑部件55)被固定到压力罐1。
[0178]反斥环45是由磁性材料制成的环状体，第一可移动轴43被装配在它的环洞中，反斥环45被固定到第一可移动轴43的外周。
[0179]也就是说，反斥环45被设置在与压力罐1相对的电磁反斥线圈44上，从而面对电磁反斥线圈44。
[0180]控制装置60被连接到电磁反斥线圈44。控制装置60作为通过提供激励电流来激励电磁反斥线圈44的激励部件。
[0181]电磁反斥线圈44由控制装置60所提供的激励电流所激励从而给反斥环45 —个电磁反斥力，从而使得第一可移动轴43沿着离开压力罐1的方向(沿打开真空阀8的触点的方向)被移动(驱动)。
[0182]撞击机制部件202将高速打开部件201的电磁反斥力传递给反弹机制部件203。
[0183]撞击机制部件202包括:被装配到第一可移动部件43的套环20 ；由绝缘材料制成的联接件47 ；被设置在套环46和联接件47之间的撞击弹簧48(第一弹簧)；压迫套环46的套环压迫器49 ；在第一可移动轴43撞击时减轻冲击的第一吸震器50 ；以及被固定到联接件47的第二可移动轴51。
[0184]联接件47是例如扁碟形构件，并被设置以面对套环46。
[0185]每个撞击弹簧48在偏置力被施加给套环46和联接件47的状态下具有被连接到套环46的一端和被连接到联接件47的另一端。
[0186]套环压迫器49是有底的圆柱体。
[0187]套环压迫器49被固定到联接件47，从而围绕套环46和撞击弹簧48，它的底面作为套环46的止挡件。
[0188]附带地，在套环压迫器49的侧部(底部)上设置开口，第一可移动轴43可穿过该开口移动(插入)。
[0189]第一吸震器50被固定到移动中的第一可移动轴43将紧靠的一部分联接件47 (与第二可移动轴51同轴的位置)上。
[0190]第一可移动轴43直接地或通过其他构件(联接件47)给第二可移动轴51传递推力，同时与第二可移动轴51碰撞的作用力被吸收。
[0191]第二可移动轴51是被固定到联接件47且朝着反弹机制部件203延伸的杆状体。
[0192]反弹机制部件203包括被装配到第二可移动轴51的套环52 ;被插入在套环52和机构箱42之间的反弹弹簧53 (第二弹簧)；以及在第二可移动轴撞击时减轻冲击的第二吸震器54。
[0193]支撑部件56被固定到机构箱42的内壁，支撑部件56朝着第二可移动轴51延伸。
[0194]每个反弹弹簧53在偏置力被施加给套环52和机构箱42的状态下具有被连接到套环52的一端和被连接到机构箱42的另一端。
[0195]套环52是限制机构箱42内的第二可移动轴51在预定范围内移动的约束构件。
[0196]第二吸震器54被固定到被移动中的第二可移动轴51撞击的那部分机构箱42，并吸收第二可移动轴51的碰撞的冲击。
[0197]第一吸震器50和第二吸震器54是采用聚合材料的构件，比如橡胶或塑料树脂。
[0198]替换地，第一吸震器50和第二吸震器54可以是堆叠金属板的结构。
[0199]下文中，第二实施例的操作将被描述。
[0200](打开操作)
[0201]首先，在第二实施例的开关的触点式打开/闭合操作过程中的电磁反斥操作部件41的操作被描述。
[0202]在真空阀8的固定电极11和可移动电极14相接触的闭合状态下，当控制装置60接收到来自外部的打开命令后，控制装置60在短时间内给电磁反斥线圈44提供电流，从而使得电磁反斥线圈44仅在该时段内被激励。
[0203]通过所述激励,在反斥环45中产生了电磁反斥力，且如图10中所示,反斥环45沿相反于压力罐I的箭头A的方向(打开方向)移动，而通过联接部件32被联接到与所述反斥环45固定的第一可移动轴43的可移动电极14以很快的速度沿朝着电磁反斥操作部件41的方向(下文中，被称为在真空断路器7中的打开方向，此外该方向的逆向被称为闭合方向)实施与固定电极11分离的打开操作。
[0204]通过上述操作，第一可移动轴43沿所述打开方向移动，而套环46压迫撞击弹簧48并与第一吸震器50相撞。
[0205]在这时,第一可移动轴43通过撞击弹簧47和第一吸震器50沿打开方向B推动联接件47和第二可移动轴51，如图11所示，同时它的冲击力被第一吸震器50的吸震操作所减轻。
[0206]被沿着所述打开方向推动的第二可移动轴51在所述打开方向上移动，从而使得套环52压迫反弹弹簧53并与第二吸震器54相撞。
[0207]此时，反弹弹簧53被压迫以收缩，同时第二可移动轴51沿打开方向的动能被第一吸震器50所吸收，如图12所示，通过收缩后的反弹弹簧53的反斥力(偏置力)，第二可移动轴51和联接件47沿闭合方向被回推。
[0208]被回推的第二可移动轴51沿封闭方向移动，通过该移动，第一吸震器50与第一可移动轴43相撞，同时联接件47压迫撞击弹簧48。
[0209]撞击弹簧48此时的冲击力和偏置力沿封闭方向0回推第一可移动轴43，如图13中所示。
[0210]被回推的第一可移动轴43沿封闭方向0移动，从而使得通过联接部件32与其相连的可移动电极14靠在固定电极11上，从而使真空阀8的触点闭合。
[0211〕 如上所述，在第一可移动轴43给第二可移动轴51传递动能之后，第二可移动轴51逆转它的操作方向，真空阀8保持打开状态直到动能被传递给第一可移动轴43，然后被闭入口。
[0212](闭合状态)
[0213]图8示出了闭合状态，在该闭合状态下，撞击弹簧48的偏置力通过第一可移动轴43和联接部件32被施加给真空阀8的可移动电极14。
[0214]因此，真空阀8的可移动电极14与固定电极11接触，同时被撞击弹簧48偏置，从而保持所述闭合状态。
[0215]因此，即使在发生微小振动或类似情况时，可移动电极14也不会与固定电极11分开，这能防止电震颤或类似情况。
[0216]这里，在真空阀8的所述固定电极11和可移动电极14彼此接触的闭合状态下，在套环46和套环压迫器49之间设置一个预定的间隙。
[0217](效果)
[0218]根据第二实施例，除了与第一实施例相同的操作和效果外，还表现出以下操作和效果。
[0219]具体地，在第二实施例中，真空断路器7侧上的操作部件29被形成为所述的电磁反斥操作部件41，所以在该真空断路器7中，冲程一即可移动电极14的触点为了电流中断所必需的移动距离，是短的，可移动构件的重量是小的，这能获得在打开操作方面的高敏感度以及进一步缩短断流时间。
[0220]具体地，在第二实施例中，因为由电磁反斥线圈44、固定电磁反斥线圈44的支撑部件55、以及被提供以面朝电磁反斥线圈44的反斥环45所构成的高速打开部件201被提供在电磁反斥操作部件41中，该电磁反斥操作部件41通过在被激励的电磁反斥线圈44和反斥环45之间工作的电磁反斥力实施打开操作，因此，和以弹簧力或液压作为驱动源的操作部件相比，所述驱动力上升非常快，从而获得非常高的敏感度。
[0221]因此，在很短时间内实现断流。
[0222]另外，在电磁反斥操作部件41中提供了一种恒定地给真空阀8的触点施加确定作用力的机制。
[0223]具体地，通过连续地将撞击弹簧48的偏置力通过第一可移动轴43和联接部件32施加给真空阀8的可移动电极14，该作用力使可移动电极14连续地压迫真空阀8的固定底件11，这能获得防止在真空阀8的触点处的震颤的效果。
[0224]另外，由于在电磁反斥操作部件41中，通过所述两个弹簧和可移动轴实现作用力的传递和回推的所述反弹机制部件203被设置，真空阀8的触点的打开状态在打开操作之后的预定时间内(直到其他触点19被打开为止)被维持，紧接其后，闭合操作被执行，所以不需要独立地提供专门用于闭合的机制，这实现了操作部件29的内部机构的简化、小型化、以及成本降低。
[0225][第三实施例]
[0226](结构)第三实施例的基本结构和第二实施例的相同。
[0227]仅描述和第二实施例的区别，和第二实施例相同的部分用相同的附图标记表示，且它们的详细描述被省略。
[0228]如图14中所示，在第三实施例中，重量被分配给各个组件，从而使得包含真空阀8的可移动电极14、联接部件32、第一可移动轴43、反斥环45、套环46等在内的第一可移动部件204的质量等于包含联接件47、套环压迫器49、第一吸震器50、第二可移动轴51、套环52等在内的第二可移动部件205的质量。
[0229](操作和效果)
[0230]在所述第三实施例中，在打开操作中，第一可移动部件204在与第二可移动部件205相撞后的速度优选是低的。
[0231]具体地，第一可移动部件204在撞击后沿闭合方向上的移动将会导致可移动电极14间接地被联接到第一可移动部件204，从而沿闭合方向移动并缩短真空阀8的触点之间的距离，因此应当被避免。
[0232]这里，第一可移动部件204和第二可移动部件205被认为是刚性体。
[0233]这里，设第一可移动部件204的质量为ml，它在撞击前后的速度分别是vl，vl’。
[0234]设第二可移动部件205的质量是m2，它的恢复系数是e。
[0235]此时，可移动部件204在撞击后的速度vl’是
[0236]vl，= (ml-m2e)/(ml+m2) Xvl0
[0237]此时ml < m2，vl’ 小于 O。
[0238]这表示可移动电极14在撞击后沿闭合方向移动，这是不推荐的。
[0239]另一方面，在ml增大的同时，vl’也增高，所以ml优选尽可能地小。根据以上两点，ml = m2是最优选的。
[0240]如上所述，根据第三实施例，除了与第一实施例相同的操作和效果之外，在打开操作时刻的真空阀8的触点之间的距离被容易地控制，这能提供一种高度可靠的开关。
[0241][第四实施例]
[0242](结构)
[0243]第四实施例的基本结构和第二实施例的相同。
[0244]仅描述和第二实施例的区别，和第二实施例相同的部分用相同的附图标记表示，且它们的详细描述被省略。
[0245]在第四实施例中，采用在闭合状态下偏置力大于撞击弹簧48的偏置力的反弹弹黃53。
[0246]也就是说，反弹弹簧53(第二弹簧)在闭合状态下的偏置力被设置为大于撞击弹簧(第一弹簧)的偏置力。
[0247](操作和效果)
[0248]在第二实施例中，如果反弹弹簧53在闭合状态下的偏置力小于撞击弹簧48的偏置力，则可移动部件205的位置由反弹弹簧53的偏置力和撞击弹簧48的偏置力之间的平衡决定。
[0249]假如这样的话，那么在打开操作之后，可移动部件205的位置也会由于上述弹簧的振动或类似物而发生波动。
[0250]这也影响撞击弹簧48的偏置力，这容易引起真空阀8的触点的震颤或触点电阻的改变。
[0251]因此，在第四实施例中，通过将反弹弹簧53在闭合状态下的偏置力设置为大于撞击弹簧48的偏置力，可移动电极14被恒定地保持对真空阀8中的固定电极11的偏置(压迫)，因此，第一可移动部件204和第二可移动部件205的位置被唯一地决定，对真空阀8的触点的影响也被消除，这能提供高度可靠的开关。
[0252]尽管已经描述了某些实施例，但是这些实施例仅通过示例的方式被呈现，且不表示限制本发明的范围。相反，这里所描述的新颖的实施例可能以多种其他形式被实施；另夕卜，在不脱离本发明精神的前提下，能实现对本文所描述实施例的形式的各种省略、替换和改变。后附权利要求及它们的等同物意在覆盖落入本发明范围和精神内的形式或改动。
【权利要求】
1.一种开关，包括: 以绝缘介质填充的密封罐； 将密封罐划分为第一密封空间和第二密封空间的绝缘隔板； 被设置在绝缘隔板处的电极，其被配置以穿过该绝缘隔板； 被引入第一密封空间的第一导体； 被引入第二密封空间的第二导体； 被插入在所述第一密封空间内的第一导体和所述电极之间且在闭合状态下连接该第一导体和所述电极的第一断路器部件； 被插入在所述第二密封空间内的第二导体和所述电极之间且在闭合状态下连接该第二导体和所述电极的第二断路器部件；以及 其中所述第一断路器部件具有包含所述电极的第一触点和驱动该第一触点打开/闭合的第一驱动器； 其中所述第二断路器部件具有包含所述电极的第二触点和驱动该第二触点打开/闭合的第二驱动器； 其中所述第一断路器部件是所述第一触点被收纳在真空罐中的真空断路器；其中第二断路器部件具有在介电强度上强于真空断路器的第一触点的第二触点；以及其中，在由闭合状态执行断流操作时，第一驱动器和第二驱动器打开第一触点和第二触点，第一驱动器等待第二断路器部件的第二触点打开，然后闭合真空断路器的第一触点。
2.根据权利要求1所述的开关， 其中第一驱动器包括: 线圈； 将所述线圈直接地或通过其他构件固定到密封罐的线圈固定部件； 被设置在线圈的与密封罐相对的一侧从而面对线圈的磁体； 被固定到面对的磁体从而穿过该磁体和线圈的第一可移动轴；以及其中设置激励部件，所述激励部件通过线圈的激励所产生的第一可移动轴上的推力打开真空断路器的第一触点。
3.根据权利要求2所述的开关， 其中第一驱动器包括: 机构箱； 在真空断路器的第一触点的相对侧被保持在该机构箱内从而与第一可移动轴同轴且可以独立于第一可移动轴沿轴向运动的第二可移动轴； 被设置在第二可移动轴上以限制机构箱中的第二可移动轴在预定范围内移动的约束构件； 被插入在第一可移动轴和第二可移动轴之间从而在平时以预定间隔将所述两个可移动轴分开且在沿朝着第二可移动轴的方向上的推力被施加给第一可移动轴时实现所述两个可移动轴彼此接触的第一弹簧；以及 被插入在沿第二可移动轴的轴端移动的方向被定位的机构箱壁面和第二可移动轴的约束构件之间的第二弹簧， 其中，当真空断路器部件的第一触点被打开时，第二弹簧受到经第一可移动轴和第二可移动轴所传递过来的作用力的压迫；以及 其中第二可移动轴和第一可移动轴被受压迫的第二弹簧的反斥力回推，从而闭合真空断路器的第一触点。
4.根据权利要求3所述的开关， 其中，在所述真空断路器中，包含第一可移动电极、第一可移动轴、连接所述第一可移动电极和所述第一可移动轴的联接部件、以及磁体在内的第一可移动部件的质量，等于包含第二可移动轴、约束构件、以及第一吸震器在内的第二可移动部件的质量。
5.根据权利要求3所述的开关， 其中，在闭合状态下，第二弹簧的偏置力大于第一弹簧的偏置力。
6.根据权利要求3所述的开关， 其中第一驱动器包括吸收移动中的第一可移动轴与第二可移动轴直接地或通过其他构件相撞所产生的作用力的第一吸震器。
7.根据权利要求3所述的开关， 其中第一驱动器包括被固定到被移动中的第二可移动轴所紧靠的部分机构箱上且吸收第二可移动轴与机构箱相撞时所产生的作用力的第二吸震器。
8.根据权利要求6所述的开关， 其中第一吸震器是采用聚合材料的构件。
9.根据权利要求7所述的开关， 其中第二吸震器是采用聚合材料的构件。
10.根据权利要求6所述的开关， 其中第一吸震器是堆叠金属板的结构。
11.根据权利要求7所述的开关， 其中第二吸震器是堆叠金属板的结构。
12.根据权利要求1所述的开关， 其中绝缘介质是SF6气体。
【文档编号】H01H33/42GK104465202SQ201410482391
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2013年9月20日
【发明者】松井祐树, 网田芳明, 安藤正将 申请人:株式会社东芝