气体断路器的制作方法

本发明涉及适用了将电极相互地向相反方向驱动的双方向驱动机构的气体断路器。

背景技术：

用于高电压的电力系统的气体断路器一般使用通过利用断开动作途中的消弧气体的压力上升，将压缩气体向在电极之间产生的电弧喷吹而将电流断路的被称为喷气形的气体断路器。

为了使喷气形气体断路器的断路性能提高，以往提出了将被固定的被驱动侧的电极向与驱动侧电极的驱动方向相反的方向驱动的双方向驱动方式。

例如，在专利文献1中提出了基于叉型杠杆的方式。在此发明中，是叉型杠杆通过与驱动侧的动作联动的销与叉的凹陷部接触进行转动，并通过将它转换为开闭轴方向的往复运动，将被驱动侧电弧电极向与驱动侧电极的驱动方向相反的方向驱动的气体断路器。在销从叉的凹陷部离开的状态下，杠杆进行位置保持，被驱动侧电弧电极静止。

本发明将在对电流断路所需要的时间区域中以最小限的驱动力有效地使被驱动侧动作作为目的。

另外，在专利文献2中，提出了使用槽凸轮的双方向驱动方式。它是通过销与驱动侧的动作相应地在槽凸轮内移动并使凸轮转动，将与凸轮连结的被驱动侧电弧电极向与驱动侧电极相反的方向驱动的方式。通过将槽凸轮做成任意形状，可实现被驱动侧电弧电极和驱动侧电极的所希望的速度比。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第6271494号说明书

专利文献2：日本特开2003-109480号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

但是，因为在专利文献1中记载的叉型杠杆的形状仅由直线部和圆弧部构成，所以存在不能任意地设定被驱动侧的速度这样的问题。另外，在每次进行开闭动作时，都存在销与叉型杠杆的凹陷部接触并对叉型杠杆施加过度的力的危险。

专利文献2虽然可通过槽凸轮任意地设定被驱动侧的速度，但因为槽凸轮成为大致圆弧状，相对于驱动侧的动作，被驱动侧总是动作，所以将被驱动侧的动作限定在所希望的时间区域中时困难的。另外，因为槽凸轮是大致圆弧状，所以存在装置变大这样的问题。

为了解决课题的手段

为了解决前述课题，在本发明的气体断路器中，所述气体断路器在密封箱100内相向地设置驱动侧电极和被驱动侧电极，前述驱动侧电极具有驱动侧主电极2和驱动侧电弧电极4，前述被驱动侧电极具有被驱动侧主电极3和被驱动侧电弧电极5，前述驱动侧电弧电极5与操作器1连接，前述被驱动侧电弧电极5与双方向驱动机构部10连结，所述气体断路器的特征在于，前述双方向驱动机构部10具备接受来自前述驱动侧电极的驱动力的驱动侧连结杆11；与前述被驱动侧电弧电极5连接的被驱动侧连结杆13；相对于前述驱动侧连结杆11的动作使前述被驱动侧连结杆13向相反方向动作的2个杠杆12；和导向件14，前述驱动侧连结杆11和前述被驱动侧连结杆13在该导向件14的内部移动，前述2个杠杆12被配置在前述导向件14的两侧，相互由杠杆固定部件15转动自由地固定，使可动销18与前述驱动侧连结杆11具有的第一槽凸轮16、前述导向件14具有的第二槽凸轮17和前述2个杠杆12具有的第三槽凸轮19的每一个连通，前述可动销18的轴具有保持成相对于断路部的开闭动作轴大致正交的姿势保持部件22。

发明的效果

根据本发明，可实现一面确保断路性能一面使操作器的能量为最小的那样的槽凸轮形状，与以往的双方向驱动方式相比，能够使操作能量变小。另外，能够实现省空间、可靠性高的双方向驱动机构。

附图说明

图1是有关本发明的实施方式的气体断路器的双方向驱动机构的详细图。

图2是表示有关本发明的实施方式的气体断路器的闭合状态的图。

图3是有关本发明的实施方式的气体断路器的双方向驱动机构的主视图。

图4是有关本发明的实施方式的气体断路器的双方向驱动机构的分解立体图。

图5是表示有关本发明的实施方式的气体断路器的可动销姿势偏移的示意图。

图6是表示有关本发明的实施方式的气体断路器的姿势保持部件的径和姿势偏移量的关系的图。

具体实施方式

为了实施发明的方式

下面，参照附图，说明有关本发明的实施方式的气体断路器。另外，下述只不过是实施例，不是意图将发明内容限定于下述具体方式的意思。发明本身可以根据在权利要求书中记载的内容以各种方式进行实施。在下面的实施例中，列举具有机械性的压缩室及热膨胀室的断路器的例子进行说明，但也可以将本申请发明适用于例如仅具有机械性的压缩室的断路器。

有关本发明的气体断路器的实施方式，在与驱动侧连结的杆内切入由任意曲线部和直线部构成的第一槽凸轮，以便使驱动侧和被驱动侧的速度比成为可变且可进行间歇驱动，在从两侧夹入驱动侧连结杆的导向件板上切入第二槽凸轮，所述第二槽凸轮在可动销存在于直线部时，发挥使被驱动侧不运动的那样的挡块的作用，在可动销存在于曲线部时，发挥销运动的导向件的作用，使可动销通往切入被设置在导向件板的外侧的相同的形状的2个杠杆的槽，在可动销的两端设置抑制可动销绕与销轴成直角的2轴旋转的姿势保持部件，杠杆伴随着可动销的运动而转动，使被驱动侧电极向与驱动侧相反的方向运动。

实施例1

图2是表示本发明的实施方式中的气体断路器的闭合状态。

在密封箱100内，呈同轴状地相向地设置驱动电极和被驱动电极。驱动侧电极具有驱动侧主电极2和驱动侧电弧电极4，被驱动电极具有被驱动侧主电极3和被驱动侧电弧电极5。

与密封箱100邻接地设置操作器1。在操作器1上连结轴6，在轴6的前端设置驱动侧电弧电极4。轴6和驱动侧电弧电极4贯通机械性的压缩室7及热膨胀室9内地设置。

在热膨胀室9的断路部侧，设置驱动侧主电极2及喷嘴8。与驱动侧电弧电极4相向地在同轴上设置被驱动侧电弧电极5。被驱动侧电弧电极5的一端和喷嘴8的前端部被连结在双驱动机构部10。

如图2所示，气体断路器在合闸状态下被设定于通过基于操作器1的油压、弹簧的驱动源使驱动侧主电极2和被驱动侧主电极3导通的位置，构成通常时的电力系统的回路。

在将因雷击等产生的短路电流断路时，将操作器1向断开方向驱动，经轴6将驱动侧主电极2和被驱动侧主电极3拉开。此时，在驱动侧电弧电极4和被驱动侧电弧电极5之间生成电弧。通过由机械性的压缩室7进行的机械的消弧气体喷吹和由热膨胀室9进行的利用了电弧热的消弧气体喷吹，对电弧进行消弧，由此将电流断路。

为了降低此喷气形气体断路器的操作能量，设置将以往被固定的被驱动侧电弧电极向与驱动侧电极的驱动方向相反的方向驱动的双方向驱动机构10。下面，基于图1，对本发明的实施方式中的双方向驱动方式进行说明。

本发明的双方向驱动机构10，如图1所示，将被驱动侧连结杆13和驱动侧连结杆11一面由导向件14在断路动作方向移动自由地保持，一面由转动自由地设置在导向件14上的杠杆12连结而构成。

在驱动侧连结杆11上切入第一槽凸轮16，从操作器侧看，第一槽凸轮16由第二直线部16c、连结部16b、第一直线部16a构成。第一直线部16a和第二直线部16c被设置在相互不同的轴线上，在其之间设置连结部16b。

第一槽凸轮16的铅直方向的位移宽度以收在第二槽凸轮17的铅直方向的位移宽度内及第三槽凸轮19的铅直方向的位移宽度内的方式构成。另外，连结部16b的形状可以与断路部的动作特性相应地任意地设计，例如，可以考虑做成曲线、直线。

驱动侧连结杆11由被设置在导向件14上的槽(图4的30)限制上下方向的位移，仅可以在与断路部的动作轴水平的方向移动。

在导向件14上，如图1所示，与第一槽凸轮16的上下方向宽度相等地切入了例如由曲线构成的第二槽凸轮17。另外，第二槽凸轮17的形状不是被限定于曲线的形状，可以与断路动作特性相应地适宜地变更。第一槽凸轮16和第二槽凸轮17在与纸面垂直的方向构成层叠构造，可动销18被配置在两槽凸轮的重叠部分上，并与它们相互可动自由地连结(参照图4)。

进而，可动销18通往在杠杆12上切入的第三槽凸轮19，杠杆12以杠杆固定销15为旋转轴旋转。此时，可动销18，在第一槽凸轮的连结部16b上移动时，一面在第二槽凸轮17中向一方向滚动一面移动。通过此可动销18的一方向的移动，力作用于第三槽凸轮19的内壁的单侧，规定杠杆12的旋转方向。另外，第三槽凸轮19的形状未被特别地限定，也可与断路动作特性相应地适宜地变更。

通过此旋转运动，被安装在杠杆12上的被驱动侧移动销20向在被驱动侧连结杆13切入的导向槽21传递力，由此，将与被驱动侧电弧电极5连结的被驱动侧连结杆13向与驱动侧连结杆11相反的方向驱动。

被驱动侧连结杆13由被设置在导向件14上的槽(图4的31)限制上下方向的位移，仅可以在与断路部的动作轴水平的方向移动。

双方向驱动机构10和驱动侧的连结，例如做成下述的构造，即，将紧固环23安装在喷嘴8上，在紧固环23上设置驱动侧连结杆11的前端部贯通的孔，由螺母拧紧驱动侧紧固螺钉24。

图3是表示本发明的实施方式中的双方向驱动机构的主视图，图4是表示本发明的实施方式中的双方向驱动机构的分解立体图。

杠杆12以相同的形状在导向件14的外侧安装2个。可动销18贯通导向件14内的第二槽凸轮17、驱动侧连结杆11内的第一槽凸轮16和杠杆12内的第三槽凸轮19。可动销18未被固定在任何部位，能够在各槽内自由地移动。但是，与动作的自由度高相应地，也可能产生绕与可动销轴正交的2轴的旋转。由于此旋转，在图3的左右两侧，销和3种槽的碰撞方法变得分散，局部的接触力变大，存在销和槽固涩的可能性。因此，在可动销18的两端设置姿势保持部件22。由可动销紧固螺母26固定姿势保持部件22。

被驱动侧移动销20贯通杠杆12(杠杆被驱动侧孔28)和被驱动侧连结杆13(导向槽21)，由移动销紧固螺母27从两侧固定。

杠杆固定销15将固定环25安装在两端，以便不从导向件14脱落。

使可动销18的圆筒部分的长度在杠杆12及导向件14的层叠方向厚度以上，以便可动销18可在槽凸轮内自由地移动。

杠杆固定销15因为在动作区间中总是静止，不需要由螺栓和螺母牢固地紧固，所以做成了安装固定环的结构，但也可以与可动销18、被驱动侧移动销20同样，由螺母紧固。

被驱动侧移动销20贯通杠杆被驱动侧孔28和导向槽21，但也可以是在杠杆12上设置长孔并在被驱动侧连结杆13上设置圆孔的结构。

图5表示示意图，该示意图是表示有关本发明的实施方式的气体断路器的可动销姿势偏移。考虑可动销18因与第三槽凸轮19、第一槽凸轮16、第二槽凸轮17(分别参照图4)的每一个之间的晃荡而绕与图的纸面垂直的方向的轴旋转的情况。将可动销18的纸面近前和进深的中心之间的偏移作为δ。因为杠杆固定销15和被驱动侧移动销20成为分别与杠杆固定销孔29、杠杆被驱动侧孔28嵌合的构造，所以引起可动销18的两端中心之间的偏移δ的力向杠杆12传递，各自的销15及20由以将该各自的销15及20的中心连结的线段的中点(扭转旋转中心32)为轴的扭曲的力，仅挠曲δf。若可动销18的两端中心之间的偏移δ变大，则δf变大。若δf变大，则作用于销的应力变大，若此应力大幅超过由销的径、长度、材质决定的屈服点，则引起塑性变形，达到零件之间的固涩、破坏。

另一方面，因为若由本发明的姿势保持部件22按压可动销18的两端，则即使可动销18倾斜，姿势保持部件22的内侧面也与杠杆12的外侧面接触，欲返回原来的姿势的力发挥作用，所以杠杆12的倾斜被抑制，不会达到上述故障。

若将姿势保持部件做成圆形的垫圈类型，则在外径d和销径d的比和可动销18的两端中心之间的偏移δ之间，图6的关系成立。将δ/δlp取为纵轴，将d/d取为横轴，使杠杆12的端面和姿势保持部件22之间的晃荡δlp和销长lp的比δlp/lp为0.002。如容易地设想的那样，d/d越大，δ越小，可动销18变得难以倾斜。

以上将姿势保持部件作为圆形垫圈类型进行了说明，但也可以是方形垫圈类型。姿势保持部件的形状，只要是通过姿势保持部件22以与杠杆12的两侧接触的状态被保持而将可动销18的轴保持在相对于断路部的开闭动作轴大致正交的状态下的形状即可，没有被特别地限定，但若考虑小型化，则优选没有厚度的平板状的形状。另外，若考虑小型化，则优选姿势保持部件22被固定在可动销18的两端。另外，也可以考虑将姿势保持部件22一体成型在可动销18的两端的结构。

本实施，例如，如图3所示，通过将第一槽凸轮16和第二槽凸轮17在可动销18的轴方向重叠，能够实现省空间的双方向驱动机构。进而，因为可动销18未被固定在具有槽凸轮的任何部位，而是由姿势保持部件22保持在可动销18的轴相对于断路部的开闭动作轴大致正交的状态，所以通过缓和作用于可动销18的过度的力，能够实现可靠性高的双方向驱动机构。

进而，因为第一槽凸轮的曲线部的设计自由度大，所以能够与断路部构造、断路方式不同的机种相应地简单地进行设计变更，可设计确保断路性能的那样的最佳的曲线形状。另外，因为能够自由地设定直线部的长度、区域，所以能够使被驱动侧仅在任意的时间区域运动。

这样的动作尤其对超前小电流断路有效。在超前小电流断路中，需要断路各时刻的极间绝缘破坏电压超过恢复电压。这是因为，极间绝缘破坏电压依存于各时刻的极间距离，所以需要在短时间内尽可能获取极间距离。

在本实施例中，表示了能够实现对超前小电流断路所需要的行程特性的双方向驱动机构的槽凸轮形状，但对各种各样的断路任务具有最佳的行程特性，这些可通过改变本实施例的由任意曲线构成的连结部16的形状来实现。

另外，通过调整第一槽凸轮的前述第一直线部16a、第二直线部16c、连结部16b、第二槽凸轮17和第三槽凸轮19的位置关系，可变更被驱动侧动作的相对于驱动侧动作的速度比。

符号的说明

1：操作器；2：驱动侧主电极；3：被驱动侧主电极；4：驱动侧电弧电极；5：被驱动侧电弧电极；6：轴；7：机械性的压缩室；8：喷嘴；9：热膨胀室；10：双方向驱动机构部；11：驱动侧连结杆；12：杠杆；13：被驱动侧连结杆；14：导向件；15：杠杆固定销；16：第一槽凸轮；16a：第一直线部；16b：连结部；16c：第二直线部；17：第二槽凸轮；18：可动销；19：第三槽凸轮；20：被驱动侧移动销；21：导向槽；22：姿势保持部件；23：紧固环；24：驱动侧紧固螺钉；25：固定环；26：可动销紧固螺母；27：移动销紧固螺母；28：杠杆被驱动侧孔；29：杠杆固定销孔；30：驱动侧导向件；31：被驱动侧导向件；32：扭转旋转中心。