专利名称：缓冲式气体断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及交流电路用的SF6气体断路器，尤其涉及可使用小驱动装置的断路器。
图29是表示传统缓冲式气体断路器内部结构的剖视图。在充入绝缘气体、即SF6气体的未图示的密封容器内装入可相互接离的固定引弧辅助触点2和可动引弧辅助触点4。固定引弧辅助触点2为杆形，同时与固定通电触点14形成一体，并与交流电路连接。另一方面，可动引弧辅助触点4为圆筒状，同时固定在排气杆6上。在排气杆6的外周固定有缓冲气缸8，在该缓冲气缸8的下端部固定着可动通电触点16和绝缘喷嘴18。在缓冲气缸8的内部嵌插固定活塞10，该固定活塞10与缓冲气缸8的内周面及排气杆6的外周面滑动接触。由此在缓冲气缸8的内部形成筒状的缓冲室8A，固定活塞10将缓冲室8A堵塞。另外，与固定活塞10形成一体的集电触点26与缓冲气缸8的外周面滑动接触。再有，排气杆6的上部隔着绝缘杆12与密封容器外的未图示驱动装置连接。排气杆6上形成与可动引弧辅助触点4的贯通孔4A连通的排气孔6A，该排气孔6A的上侧用在半径方向贯通的开口孔6B与密封容器内的自由空间33连通。
在图29中，固定引弧辅助触点2、固定通电触点14、固定活塞10及集电触点26均不动，固定在密封容器上。而可动引弧辅助触点4、可动通电触点16、排气杆6、缓冲气缸8、绝缘喷嘴18及绝缘杆12则形成可动部，可沿图29的上下方向移动。可动引弧辅助触点4等可动部受驱动装置的驱动而移动，驱动装置则是根据断路指令或接通指令作动。对驱动装置用电力和蓄势弹簧的加力来驱动。图29表示断路动作中的状态，即可动引弧辅助触点4等可动部正一体地向上方移动的状态。此时在离开间隙22处发生电弧20。
图30是表示可动部从图29的状态更向上方移动的状态的剖视图，表示离开间隙22处的电弧刚刚消失时的状态。与图29的状态相比，缓冲室8A更小，同时离开间隙22更大。
再来用图29说明该断路器的断路机构。断路器接通时，可动引弧辅助触点4等可动部位于比图29略下侧的位置，固定引弧辅助触点2嵌入可动引弧辅助触点4的贯通孔4A内部，同时固定通电触点14与可动通电触点16接触。因此，接通时的断路器通电电流向固定通电触点14和可动通电触点16、以及固定引弧辅助触点2和可动引弧辅助触点4两边分流。一旦有断路指令发出，前述驱动装置即作动，将可动部向上方驱动，随之，缓冲室8A的压力上升。这是由于缓冲室8A的上侧面被固定活塞10封住，缓冲室8A的内容积随着可动部的移动而渐渐缩小所致。一旦可动部进一步上升，首先是固定通电触点14与可动通电触点16脱离。而这时固定引弧辅助触点2和可动引弧辅助触点44尚未相互脱离。故通电电流通过固定引弧辅助触点2和可动引弧辅助触点4流动，因此在固定通电触点14与可动通电触点16之间的离开间隙17处不发生电弧。故在固定通电触点14和可动通电触点16上不会发生触点消耗。一旦可动部进一步上升，固定引弧辅助触点2和可动引弧辅助触点4之间开始脱离，如图29所示，在离开间隙22处发生电弧20。这时，积蓄在缓冲室8A内的SF6气体的压缩气体即从吹出孔8B沿绝缘喷嘴18向离开间隙22吹出。该压缩气体加入电弧20的热量而成高温高压状态。当可动部进一步上升时，即如图30所示，固定引弧辅助触点2从绝缘喷嘴18的喉部18A拔出，故离开间隙22内的高温高压的压缩气体就从喉部18A向下方吹出。另一方面，该高温高压的压缩气体的一部分通过可动引弧辅助触点4的贯通孔4A及排气杆6的排气孔6A和开口孔6B向上方的自由空间33吹出。通过该压缩气体的流动将电弧冷却并消除。可动部从图30的状态进一步上升，从而完成断路。而集电触点26则在通电过程中通过滑动接触将在缓冲气缸8中流动的电源集中，同时将从可动引弧辅助触点4流过来的电流通过排气杆6和固定活塞10而作为集中通电电流送往交流主电路。另外，固定引弧辅助触点2和可动引弧辅助触点4用耐电弧性材料做成。
图31是表示图29装置断路动作时的特性的特性曲线图。横轴表示时间，纵轴表示电流、可动部的位置和缓冲室的压力上升。波形24是从交流电路流入断路器的短路电流，实线特性51S表示图29断路器的可动部的位置，实线特性51P表示图29断路器的缓冲室8A内的压力上升。
在图31中，当波形24所示的短路电流流入交流电路时，一旦在时间T0有断路指令发出，则断路器的可动部如特性51S所示，从接通状态的位置X向断路状态的位置Y方向移动，且固定引弧辅助触点和可动引弧辅助触点在时间T1开始断开。另一方面，由于可动部的移动，如特性51P所示，缓冲室的压力上升，同时压缩气体吹到离开间隙内的电弧上，电弧在时间T3的短路电流的零点消失。在时间T3以后，可动部进一步向Y方向移动，同时缓冲室的压力降低，并在时间T4完成断路动作。另外，图31中波形24的从时间T1到T3这一段为发生电弧的电弧时间，而波形24在时间T3以后为零，这是因为电弧消失、电流切断的缘故。
断路器上有图31所示的最小电弧时间TMIN和电大电弧时间TMAX。所谓最小电弧时间TMIN，是指断路器成为可消弧状态的最小时间，在图31的例子中，从断路器开始离开的时间T1到最小电弧时间TMIN为止的时间幅度为大致半个周期。即，在时间TMIN以前，断路器的离开间隙尚未充分展开，故不能消除电弧。从而如波形24所示，在时间T2，短路电流即使成为零点，此时电弧也不能消除，要到下一个零点时间、即时间T3，短路电流才被切断。另外，所谓最大电弧时间TMAX，是指断路器必定能够消弧的最大时间，在图31的例子中，从断路器开始离开的时间T1到最大电弧时间TMAX为止的时间幅度为大致1个周期。在时间TMAX，断路器的离开间隙充分展开，同时固定触点从绝缘喷嘴拔出，能可靠地消除电弧。从而如波形24所示，在最大时间TMAX以前的时间T3，短路电流成为零点，故可在时间T3切断短路电流。另外，在图31中，是在短路电流从零点起略微偏向负端的瞬间时间T1固定引弧辅助触点与可动引弧辅助触点开始脱离，但也可在短路电流的各种相位开始固定引弧辅助触点与可动引弧辅助触点间的相互脱离。另外，图29表示断路器的固定引弧辅助触点2与可动引弧辅助触点4之间刚开始脱离的状态，图30则表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX的状态。
然而，前述的传统装置的问题在于需要用大型的驱动装置。
即，在图30中，即使是在离开间隙22内消弧以后，如果可动部进一步向上方移动，就不能对施加给离开间隙22的过渡恢复电压保持绝缘，会再度点弧，以致不能切断电流。然而，随着可动部向上方的移动，缓冲室8A缩小，故缓冲室8A内的压力上升。因此，会给驱动装置施加反力，可能使驱动装置停止动作或向接通方向作反向动作。为了防止出现上述情况，过去是使驱动装置具有足够大的驱动力。从而需要使用大型的驱动装置，致使断路器体积庞大，成本高。
本发明的目的在于提供一种可使用小型驱动装置的断路器。
为了实现上述目的，本发明是一种缓冲式气体断路器，固定引弧辅助触点、与该固定引弧辅助触点接离的可动引弧辅助触点、固定在该可动引弧辅助触点的与固定引弧辅助触点相反一侧的排气杆、在该排气杆的外周形成缓冲室的缓冲气缸及嵌入前述缓冲室的固定活塞与绝缘气体一起装入密封容器内，使由前述可动引弧辅助触点、排气杆及缓冲气缸构成的可动部移动的驱动装置设于前述密封容器的外部，一旦有断路指令发出，驱动装置就使前述可动部向与固定引弧辅助触点相反的一侧移动，由于该移动而被压缩的缓冲室内的绝缘气体向固定引弧辅助触点与可动引弧辅助触点之间的离开间隙吹出，将在前述离开间隙内发生的电弧消除，其特点是，在前述固定活塞上形成从缓冲室一侧贯通到与固定引弧辅助触点相反一侧的通气孔，并设有在断路时的最大电弧时间之前将前述通气孔堵塞、在最大电弧时间之后将前述通气孔打开的气体流通控制装置。这样，消弧后缓冲室内的压缩气体就经过被气体流通控制装置打开的通气孔放出，使缓冲室内的压力降低。因此，断路时施加给驱动装置的反力减小，可以使用比传统装置小的驱动装置。
另外，在上述结构中，前述气体流通控制装置可以由设在前述通气孔的与缓冲室相反一侧的开口部且受加力而始终堵塞前述通气孔的通气阀、和设在前述通气阀的靠缓冲室一侧且在断路时的最大电弧时间后将前述通气阀向脱离前述固定活塞的方向推压的推压构件构成。
另外，在上述结构中，也可以将贯通前述固定活塞的开放孔与前述通气孔并排设置，并使前述通气阀将前述通气孔和前述开放孔同时打开。这样，在推压构件将通气阀向脱离固定活塞的方向推压的状态下，推压构件穿过通气孔，但推压构件不穿过开放孔，故可利用开放孔使来自缓冲室的通气孔的截面积等价增大，可以使消弧后缓冲室内的压力迅速降低。这样，可以进一步减小断路时施加给驱动装置的反力，可以采用更加小型的驱动装置。
另外，在上述结构中，也可以在前述排气杆的外周固定可与前述固定活塞滑动接触的分隔壁，并用该分隔壁和前述排气杆及前述固定活塞形成膨胀室。这样，缓冲室内的压缩气体就通过通气孔和开放孔排放到膨胀室，故膨胀室内的压力增高，将分隔壁推向与可动引弧辅助触点相反的一侧，并对可动引弧辅助触点向增大离开间隙的方向加力。因此，断路时施加于驱动装置的反力减小，可采用更加小型的驱动装置。
另外，本发明是一种缓冲式气体断路器，固定引弧辅助触点、与该固定引弧辅助触点接离的可动引弧辅助触点、固定在该可动引弧辅助触点的与固定引弧辅助触点相反一侧的排气杆、在该排气杆的外周形成缓冲室的缓冲气缸及嵌入前述缓冲室的固定活塞与绝缘气体一起装入密封容器内，使由前述可动引弧辅助触点、排气杆及缓冲气缸构成的可动部移动的驱动装置设于前述密封容器的外部，一旦有断路指令发出，驱动装置就使前述可动部向与固定引弧辅助触点相反的一侧移动，由于该移动而被压缩的缓冲室内的绝缘气体向固定引弧辅助触点与可动引弧辅助触点之间的离开间隙吹出，将在前述离开间隙内发生的电弧消除，其特点是，在前述排气杆上形成与前述离开间隙连通的排气孔，并在前述排气杆的外周设置可与前述固定活塞滑动接触的分隔壁，同时用该分隔壁和前述排气杆及前述固定活塞形成膨胀室，使该膨胀室在断路时的最小电弧时间附近与前述排气孔连通，这样，在最小电弧时间附近，来自离开间隙的高温高压气体经过排气孔而流向膨胀室，这样，由于膨胀室的气压升高，故分隔壁被推向与可动引弧辅助触点相反的一侧，并对可动引弧辅助触点向增大离开间隙的方向加力。因此，断路时施加给驱动装置的反力减小，可使用比过去小的驱动装置。
另外，本发明是一种缓冲式气体断路器，固定引弧辅助触点、与该固定引弧辅助触点接离的可动引弧辅助触点、固定在该可动引弧辅助触点的与固定引弧辅助触点相反一侧的排气杆、在该排气杆的外周形成缓冲室的缓冲气缸及嵌入前述缓冲室的固定活塞与绝缘气体一起装入密封容器内，使由前述可动引弧辅助触点、排气杆及缓冲气缸构成的可动部移动的驱动装置设于前述密封容器的外部，一旦有断路指令发出，驱动装置就使前述可动部向与固定引弧辅助触点相反的一侧移动，由于该移动而被压缩的缓冲室内的绝缘气体向固定引弧辅助触点与可动引弧辅助触点之间的离开间隙吹出，将在前述离开间隙内发生的电弧消除，其特点是，在前述排气杆的外周设置可与前述固定活塞滑动接触的分隔壁，同时用该分隔壁和前述排气杆及前述固定活塞形成膨胀室，在前述固定活塞上形成从缓冲室贯通到膨胀室的降压孔，并设有在前述缓冲室的压力至少超过在前述离开间隙消弧所需的最小压力时使前述降压孔打开、且在断路时的最大电弧时间之后强制地维持前述降压孔打开状态的气体流通控制装置。这样，当断路时缓冲室的压力达到在离开间隙消弧所需的最小压力时，由于缓冲室的压缩气体也向膨胀室供给，故膨胀室的压力也开始上升。因此，分隔壁最大电弧时间更早地被推向与可动引弧辅助触点相反的一侧，断路时施加给驱动装置的反力减小，可使用比过去小的驱动装置。另外，由于在最大电弧时间后，当缓冲室的压力降低时仍维持降压孔打开状态，故断路时反力不会施加给驱动装置。
另外，在上述结构中，前述气体流通控制装置可以由设在前述降压孔的靠膨胀室一侧的开口部且始终受到向缓冲室方向的加力而将前述降压孔堵塞的降压阀和设在前述缓冲室内且在断路时的最大电弧时间后将前述降压阀向脱离前述固定活塞的方向推压的推压构件构成。
另外，本发明是一种缓冲式气体断路器，固定引弧辅助触点、与该固定引弧辅助触点接离的可动引弧辅助触点、固定在该可动引弧辅助触点的与固定引弧辅助触点相反一侧的排气杆、在该排气杆的外周形成缓冲室的缓冲气缸及嵌入前述缓冲室的固定活塞与绝缘气体一起装入密封容器内，使由前述可动引弧辅助触点、排气杆及缓冲气缸构成的可动部移动的驱动装置设于前述密封容器的外部，一旦有断路指令发出，驱动装置就使前述可动部向与固定引弧辅助触点相反的一侧移动，由于该移动而被压缩的缓冲室内的绝缘气体向固定引弧辅助触点与可动引弧辅助触点之间的离开间隙吹出，将在前述离开间隙内发生的电弧消除，其特点是，在前述排气杆的外周设置可与前述固定活塞滑动接触的分隔壁，同时用前述分隔壁和前述排气杆及前述固定活塞形成膨胀室，在前述固定活塞上形成从缓冲室贯通到膨胀室的通气孔，并设置从断路时的最小电弧时间后使绝缘气体从缓冲室通过前述通气孔开始流向膨胀室、在最大电弧时间后使从缓冲室流向膨胀室的绝缘气体流量进一步增加的气体流通控制装置。这样，断路时缓冲室内的压缩气体从断路时的最小电弧时间起也向膨胀室供给，故膨胀室的压力开始上升。因此，从最小电弧时间起分隔壁就被推向与可动引弧辅助触点相反的一侧，断路时施加给驱动装置的反力更小，可使用比过去小的驱动装置。
另外，在上述结构中，前述气体流通控制装置可以由穿过前述通气孔且其靠缓冲室一侧的外径小于靠膨胀室一侧的外径的通气杆、安装在通气杆的靠膨胀室一侧端部的通气阀、及设在前述缓冲室内且在断路时的最小电弧时间后将前述通气杆向前述通气阀脱离固定活塞的方向推压的推压构件构成。这样，在刚经过断路时的最小电弧时间后，通气杆的外径仍较大，故通气孔的气体流通截面积较小，可稍微控制缓冲室内压缩气体向膨胀室的流量。因此，可抑制在最大电弧时间以前缓冲室内气压急剧下降的情况。在最大电弧时间，通气杆的外径变细，通气孔的气体流通截面积增大，膨胀室的压力进一步上升。这样，分隔壁就被推向与可动引弧辅助触点相反的一侧，断路时施加给驱动装置的反力减小，可使用比过去小的驱动装置。
另外，在上述结构中，前述通气孔由第1通气孔和第2通气孔构成，对经过第1通气孔的绝缘气体的流通进行控制的第1气体流通控制装置由设在前述第1通气孔的靠膨胀室一侧开口部的第1通气阀、及设在前述缓冲室内且在断路时的最小电弧时间后将前述第1通气阀向脱离固定活塞的方向推压的第1推压部构成，对经过第2通气孔的绝缘气体的流通进行控制的第2气体流通控制装置由设在前述第2通气孔的靠膨胀室一侧开口部的第2通气阀、及设在前述缓冲室内且在断路时的最大电弧时间后将前述第2通气阀向脱离固定活塞的方向推压的第2推压部构成。这样，断路时最小电弧时间后通气孔的气体流通截面积就是在第1通气孔的气体流通截面积上再加上第2通气孔的气体流通截面积。因此，在最大电弧时间，通气孔的气体流通截面积增加，膨胀室的压力进一步上升。这样，分隔壁就被推向与可动引弧辅助触点相反的一侧，断路时施加给驱动装置的反力减小，可使用比过去小的驱动装置。
另外，在上述结构中，也可在前述排气杆上形成与前述离开间隙连通的排气孔，并使该排气孔在断路时的最小电弧时间附近与前述膨胀室连通。这样，在最小电弧时间附近，来自离开间隙的高温高压的压缩气体就经过排气孔而流向膨胀室。一旦膨胀室的气压升高，分隔壁就被推向与可动引弧辅助触点相反的一侧，并对可动部向增大离开间隙的方向加力。因此，断路时施加给驱动装置的反力较小，可使用比过去小的驱动装置。
另外，在上述结构中，也可以在前述分隔壁上设置单向阀，该单向阀只在膨胀室内的气压低于密封容器内自由空间气压时才使绝缘气体从自由空间流向膨胀室。这样，在断路初期膨胀室膨胀时，由于还没有充分的气体从排气孔供给，故膨胀室有形成负压的倾向。由于通过单向阀从密封容器的自由空间向膨胀室供给绝缘气体，故膨胀室不会形成负压。因此，断路时施加于驱动装置的反力更小，可使用更小的驱动装置。
以下是对附图的简单说明。
图1是表示本发明实施例的缓冲式气体断路器内部结构的剖视图。
图2是表示可动部从图1的状态向上方移动的状态的剖视图。
图3是表示本发明又一实施例的缓冲式气体断路器内部结构剖视图。
图4是图3的X-X线剖视图。
图5是图3的Y-Y线剖视图。
图6是表示可动部从图3的状态向上方移动的状态的剖视图。
图7是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构剖视图。
图8是图7的U-U线剖视图。
图9是图7的V-V线剖视图。
图10是表示可动部从图7的状态向上方移动的状态的剖视图。
图11是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构剖视图。
图12是表示可动部从图11的状态向上方移动的状态的剖视图。
图13是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构剖视图。
图14是表示可动部从图13的状态向上方移动的状态的剖视图。
图15是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构剖视图。
图16是表示可动部从图15的状态向上方移动的状态的剖视图。
图17是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构剖视图。
图18是表示可动部从图17的状态向上方移动的状态的剖视图。
图19是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构剖视图。
图20是表示可动部从图19的状态向上方移动的状态的剖视图。
图21是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构剖视图。
图22是表示可动部从图21的状态向上方移动的状态的剖视图。
图23是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构剖视图。
图24是表示可动部从图23的状态向上方移动的状态的剖视图。
图25是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的主要部分一侧剖视图，其中(A)表示断路器刚离开时的状态，(B)表示可动部从(A)的状态向右方移动的状态，(C)表示可动部从(B)的状态再向右方移动的状态。
图26是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的主要部分一侧剖视图，其中(A)表示断路器的刚离开状态，(B)表示可动部从(A)的状态向右方移动的状态，(C)表示可动部从(B)的状态再向右方移动的状态。
图27是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的主要部分一侧剖视图，其中(A)表示断路器的刚离开状态，(B)表示可动部从(A)的状态向右方移动的状态，(C)表示可动部从(B)的状态再向右方移动的状态。
图28是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的主要部分一侧剖视图，其中(A)表示断路器的刚离开状态，(B)表示可动部从(A)的状态向右方移动的状态，(C)表示可动部从(B)的状态再向右方移动的状态。
图29是表示传统缓冲式气体断路器内部结构的剖视图。
图30是表示可动部从图29的状态向上方移动的状态的剖视图。
图31是表示图29的装置的断路动作时特性的特性曲线图。
图32是表示图17的装置的断路动作时特性的特性曲线图。
图33是表示图23的装置的断路动作时特性的特性曲线图。
图34是表示图25的装置的断路动作时特性的特性曲线图。
图35是表示图25的装置的驱动装置将可动部向断路方向拉的力的特性曲线图。
图36是表示图26的装置的断路动作时特性的特性曲线图。
图37是表示图26的装置的驱动装置将可动部向断路方向吸引的力的特性曲线图。
以下结合实施例说明本发明。图1是表示本发明实施例的缓冲式气体断路器内部结构的剖视图，表示断路器刚离开时的状态。在固定活塞11上形成从缓冲室8A向上方贯通的通气孔27，在该通气孔27的上部开口部设有被拉力弹簧29始终向堵塞方向加力的通气阀25。另一方面，可穿过该通气阀27的推压杆23从缓冲室8A的下侧面向通气孔27伸出。图1的其他结构与图29的传统结构相同，凡与传统结构相同的部分用相同符号表示并省略详细说明。
图2是表示可动部从图1的状态向上方移动的状态的剖视图，表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX时的状态。缓冲室8A更加缩小，同时离开间隙22更加扩大，离开间隙22的电弧消失。另外，推压杆23穿过通气孔27并将通气阀25向上方推压，通气阀25打开。即，如图1所示，当在离开间隙22发生电弧20时，通气阀25利用弹簧29的加力将缓冲室8A堵塞，而如图2所示，一旦经过最大电弧时间TMAX且在离开间隙22发生的电弧消失，推压杆23就推压通气阀25，使该通气阀25打开。由于通气阀25打开，缓冲室8A内的压缩气体如箭头A所示，向密封容器的自由空间33放出。因此，缓冲室8A内的压力降低，要将可动部推回到下方的反力减小。从而，可使用比过去小的驱动装置。
图1装置的特性也在图31的特性曲线图中表示出来。用点划线表示的特性52S表示图1装置的可动部位置，点划线表示的特性52P表示图1装置的缓冲室8A的压力上升。特性52S及特性52P在最大电弧时间TMAX之前分别与特性51S及特性51P相同。一旦在最大电弧时间TMAX打开通气阀，此后就如特性52P所示，缓冲室内的压力上升较之特性51P的场合受到抑制，与此同时，如特性52S所示，可动部的移动较之特性51S的场合加快。这种差别就会使施加于驱动装置上的反力比过去缓和。另外，之所以在最大电弧时间TMAX之后打开通气阀，是因为即使可动触点和固定触点在短路电流的任何相位开始离开，在离开间隙消弧后一定要使缓冲室内的压力降低。
图3是表示本发明又一实施例的缓冲式气体断路器内部结构剖视图，表示断路器刚离开时的状态。在穿过通气孔42的通气杆45的上端部固定有通气阀43，在通气阀45的下端部有弹簧座46。弹簧座46和固定活塞11之间夹装状压缩性弹簧44。弹簧44对通气阀43始终向下方加力，并通气孔42的上方开口部堵塞。另外，在缓冲室8A的下侧面凸出设置与弹簧座抵接的抵接部47。图3的其他结构则与图1相同。
图4是图3的X-X剖视图，图5是图3的Y-Y剖视图。在图4中，在固定活塞11上开有多个通气孔42，通气杆45穿过各个通气孔42。在图5中，设有多个将各通气孔堵塞的通气阀43。
图6是表示可动部从图3的状态向上方移动的状态的剖视图，表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX后的状态。缓冲室8A更加缩小，同时离开间隙22更加扩大，离开间隙22处的电弧消失。另外，由于弹簧座46与抵接部47抵接，将通气杆45向上推，通气阀43将通气孔43打开。即，如图3所示，在离开间隙22处发生电弧20时，通气阀43由于弹簧44的加力而将缓冲室8A堵塞，但如图6所示，一旦经过最大电弧时间TMAX且在离开间隙22处发生的电弧，通气阀43即打开，缓冲室8A内的压缩气体如箭头A所示，向密封容器的自由空间33放出。因此，缓冲室8A内的压力降低，要将可动部推回到下方的反力减小。从而，可使用比过去小的驱动装置。另外，该断路器的特性与图31的特性52P、52S相同。
虽然图1的通气阀25和图3的通气阀43的安装结构略有不同，但在使缓冲室8A内的压力降低时具有同样的作用。另外，关于控制图1、图2中通气孔27、42的闭塞及打开的气体流通控制装置，一般只要采用断路器在经过最大电弧时间TMAX后立即将缓冲室8A的压缩气体放到自由空间33的结构即可，不一定非要用图1或图3的结构。
另外，图3中的抵接部47不一定非要是凸起形状。也可以使通气杆43比图3更长，并将缓冲室8A的内壁下侧面作为抵接部，使弹簧座46与缓冲室8A的内壁下侧面抵接。但是，一旦延长通气杆45，就不易稳定地支承通气杆45。另外，缓冲室8A的内壁下侧面也可处于比图3更上方的位置，但这样会缩小缓冲室8A的内容积，不能保证足够的压缩气体量。通过将抵接部47做成图3那样的从缓冲室内壁凸出的凸起部，就无需延长通气杆45，可稳定地支承通气杆45。另外，这样设置凸起部，不会缩小缓冲室8A的内容积，可保证足够的压缩气体量，提高断路器的断路特性。还有，对该凸起部可简单地调节其位置和凸起高度，故很容易设定通气阀43的打开时期，其制作也很容易。另外，抵接部47的设置位置也可与图3不同，即设置在缓冲室8A内壁下侧面靠排气杆7一侧。另外，抵接部47也可不设在缓冲室8A的角落里，而是从排气杆7的外周面或缓冲室8A的内周面凸出设置。如果抵接部从排气杆7凸出设置，其半径较小，故抵接部在缓冲室8A内部所占的容积减少，可保证更多的压缩气体量。
图7是表示本发明再一实施例的缓冲气体式断路器内部结构的剖视图，表示断路器刚离开时的状态。在固定活塞11上并排形供有通气杆45穿过的通气孔42和无杆穿过的开放孔42A，环状的通气阀48安装成可将通气孔42和开放孔42A同时堵塞的状态。图7的其他结构与图3相同。
图8是图7的U-U剖视图，图9是图7的V-V剖视图。在图8中，通气孔42和开放孔42A沿固定活塞11的圆周交替排列，通气孔42中有通气杆45穿过，开放孔42则无杆穿过。在图9中，用一个通气阀48将通气孔和开放孔同时堵塞。
图10是表示可动部从图7的状态向上方移动的状态的剖视图，表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX时的状态。一旦经过最大电弧时间TMAX且在离开间隙22处发生的电弧消失，通气杆45就推压通气阀48，通气阀48打开。由于通气阀48打开，缓冲室8A内的压缩气体即如箭头A所示，向密封容器的自由空间33放出，这一点与图6完全相同。由于形成没有通气杆45穿过的开放孔42A，故来自缓冲室8A的通气孔42的截面积即因开放孔42A而等价地增大，可以增大缓冲室8A与自由空间33之间的气体流通截面积，使消弧后缓冲室8A内的压力迅速降低。
另外，如果在固定活塞11上只设置有通气杆45穿过的通气孔42，为了使消弧后的缓冲室8A内的压力以足够快的速度降低，就要保证缓冲室8A与自由空间33之间的气体流通截面积达到规定的面积，因此要扩大固定活塞11在半径方向的宽度，这样不利于缩小断路器的外径。而如果在固定活塞11上即设通气孔42又设开放孔42A，即使不扩大通气孔42和开放孔42A的孔径，也能有效地增大缓冲室8A与自由空间33之间的气体流通截面积，故不存在影响断路器外径小型化的因素，即，不必因为要尽快降低消弧后缓冲室8A内的压力而要保证缓冲室8A与自由空间33之间的气体流通截面积达到规定的面积、从而扩大固定活塞11在半径方向的宽度，可以实现断路器外径的小型化。
另外，环状的通气阀48也适用于图1的实施例。即，在图1中，也可将通气阀25做成环状，并在沿固定活塞11的圆周排列的多个贯通的通气孔27中交替地穿过推压杆23。这样，可以省略推压杆23的数量，且可增大通气孔27的总截面积，增大缓冲室8A与自由空间33之间的气体流通截面积，故能够迅速地降低缓冲室8A内的压力。
另外，在这种场合，即使不增大通气孔27的孔径，也能有效地增大缓冲室8A与自由空间33之间的气体流通截面积，因此不会存在影响断路器外径小型化的因素，即，不必因为要尽快降低消弧后缓冲室8A内的压力而要保证缓冲室8A与自由空间33之间的气体流通截面积达到规定的面积、从而扩大固定活塞11在半径方向的宽度，可以实现断路器外径的小型化。
图11是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器的内部结构的剖视图，表示断路器刚离开时的状态。在排气杆7的外周凸出设置分隔壁31，该分隔壁31的靠外径一侧的前端面与固定活塞10的固定部10A滑动接触。从而，在该分隔壁31与固定活塞10、排气杆7之间形成膨胀室30。另一方面，使排气杆7的排气孔7A的下端部与可动引弧辅助触点4的贯通孔4A连通。排气孔7A的上端部则隔着开口孔7B而被固定活塞10堵塞。
图12是表示可动部从图11的状态向上移动的状态的剖视图，表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX时的状态。缓冲室8A更加缩小，同时开口孔7B向上方移动并向膨胀室30敞开。开口孔7B向膨胀室30的敞开是在断路器的最小电弧时间TMIN进行。图11及图12的其他结构分别与图29及图30所示的传统结构相同。如图11所示，在断路初期，排气杆7的开口孔7B被固定活塞10堵塞，而在断路器的最小电弧时间TMIN，来自离开间隙22的高温高压的压缩气体经过排气孔7A和开口孔7B而如图12的箭头C所示，流入膨胀室30。这样，膨胀室30的压力就升高，发生将分隔壁31向上方推的力。因此，要将可动部向下方推回的反力比过去小，可以使用比过去小的驱动装置。
图13是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的剖视图，表示断路器刚离开时的状态。单向阀40设于贯通分隔壁31的吸气孔31A的靠膨胀室一侧的开口部。该单向阀40设有贯通吸气孔31A的移动杆40A，同时在移动杆40A的上端部装有板部40B。板部40B和分隔壁31之间夹装有压缩性弹簧41，单向阀40受到加力而始终将吸气孔31A堵塞。在膨胀室内30内的气压低于密封容器的自由空间30的气压时，膨胀室30与自由空间33间的压差使单向阀40受力而将该弹簧41压缩。这样，单向阀40就向下方、即向脱离分隔壁31的方向移动，且如箭头D所示，绝缘气体从自由空间33流向膨胀室30，使膨胀室30相对自由空间33不形成负压。
图14是表示可动部从图13的状态向上方移动的状态的剖视图，表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX时的状态。由于绝缘气体如箭头C所示从排气杆7流出，使膨胀室30内的压力升高，将单向阀40向上推。这样，单向阀40就将吸气孔31A堵塞，防止膨胀室30内的绝缘气体向自由空间33泄漏。图13及图14的其他结构分别与图11及图12相同。
在图13中，在断路初期，在还未从排气孔7A供给绝缘气体时，膨胀室30就已膨胀，故膨胀室30相对自由空间33有形成负压的倾向。由于用单向阀从密封容器的自由空间33向膨胀室30供给绝缘气体，故在膨胀室30的膨胀初期，膨胀室30不会有负压倾向。在电弧20消失的时刻，从排气孔7A供给绝缘气体，使膨胀室30的压力升高，故如图14所示，单向阀40将吸气孔堵塞。因此，断路时施加给驱动装置的反力减小，可使用小型的驱动装置。
图15是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的剖视图，表示断路器刚离开时的状态。在分隔壁31上形成供移动杆40A穿过的孔31A，同时与该吸气孔31A平行地形成无杆穿过的补充孔31B。单向阀50做成环状，并能将吸气孔31A和补充孔31B同时堵塞。吸气孔31A和补充孔31B与图8所示的通气孔42同样，是多个排列成圆周状，且有移动杆40A交替穿过其中。另外，单向阀50也与图8所示的通气阀48同样做成环状，且能同时将所有吸气孔31A和补充孔31B开闭。
图16是表示可动部从图15的状态向上方移动的状态的剖视图，表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX时的状态。由于绝缘气体如箭头C所示从排气杆7流出，使膨胀室30内的压力升高，将单向阀50向上推。这样，单向阀50就将吸气孔31A和补充孔31B堵塞，防止膨胀室30内的绝缘气体向自由空间33泄漏。图15及图16的其他结构分别与图13及图14相同。
再返回图15，由于形成了无移动杆40A穿过的补充孔31，故可用补充孔31B等价地增大吸气孔31A的截面积。这样，可以增大膨胀室30与自由空间33间的气体流通截面积，并迅速消除膨胀室30与自由空间33之间的压差。另外，即使不增大吸气孔31A和补充孔31B的孔径，也能有效地增大膨胀室30与自由空间33间的气体流通截面积，因此不存在影响断路器外径小型化的因素，即，不必因为要尽快消除膨胀室30与自由空间33之间的压力差而要保证前述气体流通截面积达到规定的面积、从而扩大分隔壁31在半径方向的宽度，可以实现断路器外径的小型化。
图17是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的剖视图，表示断路器刚离开时的状态。在排气杆61的外周凸出设置分隔壁31，该分隔壁31的靠外径一侧的前端面与固定活塞11的固定部11A滑动接触。因此，在该分隔壁31与固定活塞11及排气杆61之间形成膨胀室30。另一方面，排气杆61的排气孔61A的上端部隔着开口孔61B而向自由空间33敞开。
图18是表示可动部从图17的状态向上方移动的状态的剖视图，表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX时的状态。缓冲室8A更加缩小，同时离开间隙22也更加扩大，离开间隙22处的电弧消失。图17及图18的其他结构分别与图3及图6相同。
在图17中，在经过最大电弧时间TMAX后，由于缓冲室8A内的绝缘气体通过通气阀43而吹入密封的膨胀室30，故膨胀室30内的压力升高。因此，将分隔壁31向上推，断路时施加给驱动装置的反力更小，可使用更小型的驱动装置。
图32是表示图17的装置断路动作时特性的特性曲线图。横轴表示时间，纵轴表示电流、可动部的位置、缓冲室或膨胀室的压力上升。波形57表示从交流电路流入图17装置的短路电流，点划线表示的特性54S表示图17装置的可动部的位置，点划线表示的特性54P表示图17装置的缓冲室8A的压力上升，点划线表示的特性54Q表示图17装置的膨胀室30的压力上升。为了进行比较，在图32中还表示出图29的传统装置的特性。即，实线表示的特性53S表示图29装置的可动部的位置，实线表示的特性53P表示图29装置的缓冲室的压力上升。另外，图31中的特性51S和图32中的特性53S以及图31中的特性51P和图32中的特性52P是基本相同的波形，只是在断路指令发出后的时间T0上的交流波形相位略有不同。故在此省略对特性53S和特性53P的说明。
在图32中，图17的装置如特性54Q所示，从最大电弧时间TMAX以后，膨胀室30的压力上升。这时因为前所述，是缓冲室的绝缘气体通过通气孔进入到膨胀室来的缘故。由于膨胀室的压力上升，施加给驱动装置的反力更小，如特性54S所示，可动部比传统装置更快地到达位置Y。不过，图17中的通气阀也可以是图1中的通气阀25。
图19是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的剖视图，表示断路器刚离开时的状态。在排气杆7的外周凸出设置分隔壁31，该分隔壁31的靠外径一侧的前端面与固定活塞11的固定部11A滑动接触。因此，在该分隔壁31与固定活塞11之间形成膨胀室30。另一方面，排气杆7的开口孔7B被固定活塞11堵塞。
图20是表示可动部从图19的状态向上方移动的状态的剖视图，表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX时的状态。缓冲室8A更加缩小，同时离开间隙22也更加扩大，离开间隙22处的电弧消失。另一方面，排气杆7的开口孔7B在膨胀室30敞开，并如箭头B所示，从该武器孔7B吹出来自排气杆7的排气孔7A的绝缘气体。开口孔7B的敞开时期如图已用11所说明的，是最小电弧时间TMIN。图19及图20的其他结构分别与图1及图2相同。
在图19中，与图17相比，增加了来自排气杆7的绝缘气体，故膨胀室30的压力上升得更高。这样，断路时施加给驱动装置的反力更小，可使用更加小型的驱动装置。
图21是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的剖视图，表示断路器刚离开时的状态。图22是表示可动部从图21的状态向上方移动的状态的剖视图，表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX时的状态。图21及图22与图19及图20的不同点仅在于通气阀25换成了通气阀43，其他结构则完全相同。从而，如果图19结构中的通气阀25的打开时期(最大电弧时间TMAX)及开口孔7B的敞开时期(最小电弧时间TMIN)与图21的结构中的通气阀43的打开时期(最大电弧时间TMAX)及开口孔7B的敞开时期(最小电弧时间TMIN)分别相同，则图19与图21的特性完全相同。图21装置的特性也在图32的特性曲线图中表示出来。双点划线表示的特性55Q表示图21的膨胀室30的压力上升，双点划线表示的特性55S表示图21的可动部的位置。如特性55Q所示，从最小电弧时间TMIN起，膨胀室30的压力开始上升，与图17的没有来自排气杆的绝缘气体供给的装置(特性54Q)相比，膨胀室30的压力上升更高。相应地，施加给驱动装置的反力更小，故从最小电弧时间TMIN起，可动部的速度如特性55S所示，比图17的装置(特性54S)更快。从而可使用更加小型的驱动装置。
图23是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的剖视图，表示断路器刚离开时的状态。图24是表示可动部从图23的状态向上方移动的状态的剖视图。图23及图24与图21及图22的不同点仅在于在分隔壁31的吸气孔31A处设置了与图13相同的单向阀40。图23、图24的其他结构分别与图21、图22相同。在图21的结构中，在膨胀室30膨胀的断路初期，由于还未从排气孔7A供给充分的绝缘气体，故膨胀室30相对自由空间33有形成负压的倾向。而在图23的结构中，由于通过单向阀40从密封容器的自由空间33向膨胀室30供给绝缘气体，故膨胀室30不会形成负压。在电弧20消失的时刻，膨胀室30的压力升高，故如图24所示，单向阀40将吸气孔31A堵塞。因此，断路时施加给驱动装置的反力更小，可使用更加小型的驱动装置。
图33是图23装置的特性曲线图。横轴表示最小电弧时间TMIN及最大电弧时间TMAX附近的时间，上图的纵轴表示膨胀室30的压力上升，中图的纵轴表示驱动装置自身的操作力，下图的纵轴表示驱动装置将可动部向断路方向拉的力，各纵轴的上方为正。图33中短路电流的断路相位与图32中的波形57相同。在图33的上图中，实线表示的特性56Q表示图23装置的膨胀室30的压力上升。为了进行比较，在图33的上图中还表示出图21装置的特性55Q及图17装置的特性54Q。另外，在图33的中图中，特性60表示驱动装置的操作力，是通过电动蓄势的弹簧将可动部向断开方向拉的力。在图33的下图中，实线表示的特性56C是图23装置的驱动装置将可动部向断开方向拉的力。为了进行比较，在图33的下图中还表示出图21装置的特性55及图17装置的特性54C。
在图33的上图中，特性55Q及特性54Q由于膨胀室随着可动部的动作同时膨胀，故如前所述，在断开初期有形成负压的倾向。特性56Q则通过夹装单向阀而补充了来自自由空间的绝缘气体，故不会形成负压。因此，特性56Q在最大电弧时间TMAX后的压力上升值高于特性55Q和特性54Q。在图33的中图中，特性60由于弹簧自身一般的性质，随着可动部向断路方向前进，其操作力减弱。在图33的下图中，特性56C在最小电弧时间TMIN以后，膨胀室的压力上升使驱动装置拉力减弱的程度有所缓和。另外，特性56C在最大电弧时间TMAX以后，驱动装置的拉力随着膨胀室的压力上升而增大，并在时间T5，随着膨胀室的压力上升达到峰值，驱动装置的拉力也达到峰值。因此，最大电弧时间TMAX以后，即使驱动装置自身的操作力减弱，将可动部向断路方向拉的力也不会过分减弱。特性56C由于膨胀室的压力高，将可动部向断路方向拉的力比特性55C和特性54C大。另外，特性55C和特性54C有一个向断路方向的拉力成为负极性的时间段，但由于可动部有移动时的加速度，故可动部不会在该时间段停止。
图25是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的主要部分一侧剖视图，其中(A)表示断路器刚离开时的状态，(B)表示可动部从(A)的状态向右方移动的状态，(C)表示可动部从(B)的状态再向右方移动的状态。在图25(A)中，在固定活塞11上形成从缓冲室8A贯通到膨胀室30的减压孔63，受到加力而将始终将该减压孔63堵塞的减压阀64设在该减压孔63的靠膨胀室30一侧的开口部。减压阀64上装有穿过减压孔63的减压杆62，该减压杆62的左端固定有弹簧座72，在弹簧座72与固定活塞11之间夹装压缩性弹簧61。另外，在缓冲室8A的内壁面凸出设置可与弹簧座72抵接的抵接部80。图25(A)的其他结构与图21相同。不过，图25(A)的断路器的可动引弧辅助触点4等可动部是左右移动的。减压阀64在缓冲室8A的内部超过规定的压力上升值P0、即超过消除在离开间隙发生的电弧所需的最小压力上升值时打开。缓冲室8A的压力通过减压孔63推压减压阀64，故通过选择适当强度的弹簧61，就可用规定压力P0打开减压阀64。
图25(B)表示缓冲室8A的内部成为规定压力P0、减压阀64刚打开时的状态。缓冲室8A内的压缩气体通过减压孔63并如箭头E所示那样向膨胀室30流出，膨胀室30的压力开始上升。
图25(C)表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX时的状态。缓冲室8A被进一步压缩，弹簧座72与抵接部80抵接，使减压阀64更向右方、即向脱离固定活塞11的方向移动，并如箭头F所示，压缩气体向膨胀室30流出。
图34是表示图25装置断路动作时的特性的特性曲线图。横轴表示时间，纵轴表示电流、可动部的位置、缓冲室或膨胀室的压力上升。波形57表示从交流电路流入图25装置的短路电流，点划线表示的特性62S表示图25装置的可动部的位置，点划线表示的特性62P表示图25装置的缓冲室8A的压力上升，点划线表示的特性62Q表示图25装置的膨胀室30的压力上升。为了进行比较，在图34中还表示出图21装置的特性。即，实线表示的特性55S表示图21装置的可动部的位置，实线表示的特性55P表示图21装置的缓冲室8A的压力上升，实线表示的特性55Q表示图21装置的膨胀室30的压力上升。
在图34中，图25的装置的缓冲室8A的压力上升在时间T6时成为规定的压力上升值P0，故减压阀64打开。因此，表示缓冲室8A的压力上升的特性62P在时间T6急剧弯曲，没能上升到特性55P的程度。而在最大电弧时间TMAX以后，减压阀64的减压杆62与抵接部80抵接，故即使缓冲室8A的压力上升值在P0以下，减压阀64仍保持打开状态。因此，时间TMAX以后的缓冲室8A的压力上升就如特性62P所示那样渐渐下降。而从时间T6起，压缩气体从缓冲室8A流入膨胀室30，故膨胀室30的压力上升值就如特性62Q所示那样快速上升。从而，施加给驱动装置的反力减小，可动部如特性62S所示，比特性55S更早到达位置Y。
图35是表示图25装置的驱动装置将可动部向断路方向拉的力的特性曲线图。横轴表示时间，纵同表示驱动装置将可动部向断路方向拉的力，上方为正。点划线表示的特性62C表示图25装置的驱动装置将可动部向断路方向拉的力，为了进行比较，还表示出图21装置的特性55C(实线)。特性62C在时间T6以后，随着膨胀室30的压力上升，将可动部拉向断路方向的力大于特性55C的场合。因此，图25的装置可以使用比图21小的驱动装置。另外，对图25中降压孔63的堵塞和打开实行控制的气体流通控制装置不一定非要由图25所示的降压阀64及抵接部80等构成，只要是能在缓冲室8A的压力至少超过在离开间隙消弧所需的最小压力时使降压孔63打开、并在断路时的最大电弧时间后强制地维持降压孔63打开状态的结构即可。
图26是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的主要部分一侧剖视图，其中(A)表示断路器刚离开时的状态，(B)表示可动部从(A)的状态向右方移动的状态，(C)表示可动部从(B)的状态再向右方移动的状态。在图26(A)中，在固定活塞11上形成从缓冲室8A贯通到膨胀室30的通气孔67，受到加力而将始终将该通气孔67堵塞的通气阀68设在该通气孔67的靠膨胀室30一侧的开口部。通气阀68上装有穿过通气孔67的通气杆66，在该通气杆66的左端固定有弹簧座72，在弹簧座72与固定活塞11之间夹装压缩性弹簧65。通气杆66的右侧、即从缓冲室8A向着膨胀室30，其外径渐渐增粗。另外，在缓冲室8A的内壁面凸出设置可与弹簧座72抵接的抵接部80。图26(A)的其他结构与图25(A)相同。。
图26(B)表示可动部向右移动且断路器刚经过最小电弧时间TMIN时的状态，弹簧座72与抵接部80抵接，通气阀68被推向脱离活塞11的方向，从而使通气孔67打开。缓冲室8A内的压缩气体通过通气孔67并如箭头G所示那样向膨胀室30流出，膨胀室30的压力开始上升。但是由于通气杆66的粗径部分还处于通气孔67内，故压缩气体流过通气孔67的气体流通截面积小，抑制了流过通气孔67的压缩气体的流量。因此，虽然膨胀室30的压力上升，但不致使缓冲室8A的压力降低，保证了缓冲室8A内有足够的压力用于消除在离开间隙发生的电弧。
图26(C)表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX时的状态。随着时间的经过，缓冲室8A被进一步压缩，弹簧座72与抵接部80抵接，使通气阀68更向右方、即向脱离固定活塞11的方向移动，并如箭头I所示，压缩气体向膨胀室30流出。在这种场合，由于通气杆66的细径部分处于通气孔67内，故压缩气体流过通气孔67的气体流通截面积增大，流过通气孔67的压缩气体的流量增加。
图36是表示图26装置断路动作时的特性的特性曲线图。横轴表示时间，纵轴表示电流、可动部的位置、缓冲室或膨胀室的压力上升。波形57表示从交流电路流入图25装置的短路电流，点划线表示的特性61S表示图26装置的可动部的位置，点划线表示的特性61P表示图26装置的缓冲室8A的压力上升，点划线表示的特性61Q表示图26装置的膨胀室30的压力上升。为了进行比较，在图36中还表示出图21装置的特性。即，实线表示的特性55S表示图21装置的可动部的位置，实线表示的特性55P表示图21装置的缓冲室8A的压力上升，实线表示的特性55Q表示图21装置的膨胀室30的压力上升。
在图36中，图26的装置在断路时的最小电弧时间TMIN之后，压缩气体从缓冲室8A经过通气杆67流入膨胀室30，但由于通气孔67的气体流通截面积小，其流量被控制在极小流量，故缓冲室8A的压力上升如特性61P所示，没有上升到特性55P的程度，因此，膨胀室30的压力上升如特性61Q所示，比特性55Q更快地上升。另一方面，在最大电弧时间TMAX以后，通气孔67的气体流通截面积增大，故从缓冲室8A流入膨胀室30的压缩气体的量增多，如特性61Q所示，膨胀室30的压力上升提高。从而，施加给驱动装置的反力减小，可动部如特性61S所示，比特性55S更早地到达位置Y。
图37是表示图26装置的驱动装置将可动部向断路方向拉的力的特性曲线图。横轴表示时间，纵同表示驱动装置将可动部向断路方向拉的力，上方为正。点划线表示的特性61C表示图26装置的驱动装置将可动部向断路方向拉的力，为了进行比较，还表示出图21装置的特性55C(实线)。特性61C在最小时间TMIN以后，随着膨胀室30的压力上升，将可动部拉向断路方向的力大于特性55C的场合。因此，图26的装置可以使用比图21小的驱动装置。
图27是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的主要部分一侧剖视图，其中(A)表示断路器刚离开时的状态，(B)表示可动部从(A)的状态向右方移动的状态，(C)表示可动部从(B)的状态再向右方移动的状态。在图27(A)中，在固定活塞11上形成从缓冲室8A贯通到膨胀室30的通气孔67，受到加力而将始终将该通气孔67堵塞的通气阀68设在该通气孔67的靠膨胀室30一侧的开口部。通气阀68上装有穿过通气孔67的通气杆69，该通气杆69的外径在轴向的路途变化，其左侧、即靠缓冲室8A一侧的部分69A的外径比右侧、即靠膨胀室30一侧的部分69B细。在通气杆69的左端固定有弹簧座72，在弹簧座72与固定活塞11之间夹装压缩性弹簧65。另外，在缓冲室8A的内壁面凸出设置可与弹簧座72抵接的抵接部80。图27(A)的其他结构与图26(A)相同。
图27(B)表示可动部向右移动且断路器刚经过最小电弧时间TMIN时的状态，弹簧座72与抵接部80抵接，通气阀68被推向脱离活塞11的方向，从而使通气孔67打开。缓冲室8A内的压缩气体通过通气孔67并如箭头J所示那样向膨胀室30流出，膨胀室30的压力开始上升。但是由于通气杆69的粗径部分69B还处于通气孔67内，故来自缓冲室8A的压缩气体流过通气孔67的气体流通截面积小，抑制了流过通气孔67的压缩气体的流量。因此，虽然膨胀室30的压力上升，但不致使缓冲室8A的压力降低，保证了缓冲室8A内有足够的压力用于消除在离开间隙发生的电弧。
图27(C)表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX时的状态。缓冲室8A被进一步压缩，弹簧座72与抵接部80抵接，使通气阀68更向右方、即向脱离固定活塞11的方向移动，并如箭头K所示，压缩气体向膨胀室30流出。在这种场合，由于通气杆69的粗径部分67B从通气孔67拔出，通气杆69的细径部分69A来到通气孔67内，故来自缓冲室8A内的压缩气体流过通气孔67的气体流通截面积增大，流过通气孔67的压缩气体的流量增加。
图27装置的特性与图26的装置相同。即，膨胀室30的压力从断路器的最小电弧时间TMIN起上升，故施加给驱动装置的反力小，其可动部如图36中的特性61S所示，比特性55S更早地到达位置Y。
图28是表示本发明再一实施例的缓冲式气体断路器内部结构的主要部分一侧剖视图，其中(A)表示断路器刚离开时的状态，(B)表示可动部从(A)的状态向右方移动的状态，(C)表示可动部从(B)的状态再向右方移动的状态。在图28(A)中，在固定活塞11上形成从缓冲室8A贯通到膨胀室30的第1通气孔75A及第2通气孔75B。在第1通气孔75A及第2通气孔75B中分别穿过第1通气杆74A及第2通气杆74B。在该第1通气杆74A及第2通气杆74B的右端部、即靠膨胀室30一侧的端部，分别装有第1通气阀76A及第2通气阀76B，在第1通气杆74A及第2通气杆74B的左端部，分别固定有第1弹簧座70A及第2弹簧座70B，在第1弹簧座70A与固定活塞11之间及第2弹簧座70B与固定活塞11之间分别夹装压缩性第1弹簧73A和压缩性第2弹簧73B。。另外，在缓冲室8A的内壁面凸出设置可分别与第1通气杆74A及第2通气杆74B的左端部的第1抵接部71A及第2抵接部70B。图28(A)的其他结构与图26(A)相同。
图28(B)表示可动部向右移动且断路器刚经过最小电弧时间TMIN时的状态，第1弹簧座70A与第1抵接部71A抵接，第1通气阀76A被推向脱离活塞11的方向，从而使第1通气孔75A打开。使缓冲室8A内的压缩气体通过第1通气孔75A并如箭头L所示那样向膨胀室30流出，膨胀室30的压力开始上升。这时，只要预先选择第1通气孔75A的供压缩气体流过的气体流通截面积，使压缩气体的流量极小，则虽然膨胀室30的压力上升，但不致使缓冲室8A的压力降低。从而保证了缓冲室8A内有足够的压力用于消除在离开间隙发生的电弧。
图28(C)表示断路器刚经过最大电弧时间TMAX时的状态。缓冲室8A被进一步压缩，第2弹簧座70B与第2抵接部71B抵接，第2通气阀76B被推向脱离活塞11的方向，从而使第2通气孔75B打开。使缓冲室8A内的压力分别如箭头M、N所示，通过第1通气孔75A及第2通气孔75B双方向膨胀室30流出，膨胀室30的压力开始上升。由于来自缓冲室8A内的压缩气体通过2个通气孔流出，故压缩气体流过通气孔的气体流通截面积增大，流入膨胀室30一侧的压缩气体的流量增加。
图28装置的特性也与图26的装置相同。即，膨胀室30的压力从断路器的最小电弧时间TMIN起上升，故施加给驱动装置的反力小，其可动部如图36中的特性61S所示，比特性55S更早地到达位置Y。
另外，图26到图28中对流通孔的气体流通截面积进行控制的气体流通控制装置不一定非要由图26到图28所示的流通阀、流通杆及抵接部等构成，只要是在断路时的最小电弧时间后使绝缘气体开始从缓冲室经过流通孔流向膨胀室、同时在最大电弧时间后使从缓冲室流向膨胀室的绝缘气体的流量进一步增加的结构即可。
另外，在图25到图28的实施例中，抵接部80、71A、71B均为凸起部，但如图3所示，抵接部也可不是凸起形状。另外，在图25到图28的实施例中，也可在分隔壁30上设置图13和图23所示的单向阀。在图25到图28的实施例中，与离开间隙连通的排气孔7B也可不与膨胀室30连通。
如前所述，本发明通过在固定活塞上形成从缓冲室贯通到与固定引弧辅助触点相反一侧的通气孔，在断路时的最大电弧时间之前将前述通气孔堵塞，同时在最大电弧时间之后使前述通气孔打开，可使用比传统装置小的驱动装置，可缩小断路器并降低成本。
另外，通过在上述结构中将贯通固定活塞的开放孔与前述通气孔并排设置，前述通气阀使前述通气孔和前述开放孔同时打开，可缩小断路器的外径，可更加缩小断路器并降低成本。
另外，通过在排气杆上形成与离开间隙连通的排气孔，在排气杆的外周固定与可固定活塞滑动接触的分隔壁，同时用分隔壁、排气杆及固定活塞形成膨胀室，并使该膨胀室在断路时的最小电弧时间附近与排气孔连通，可使用比过去小的驱动装置，可缩小断路器并降低成本。
另外，通过在排气杆的外周设置可与固定活塞滑动接触的分隔壁，同时用分隔壁、排气杆及固定活塞形成膨胀室，并在固定活塞上形成从缓冲室贯通到膨胀室的降压孔，并设置气体流通控制装置，在缓冲室到的压力至少超过在前述离开间隙消弧所需的最小压力时使降压孔打开，同时在断路时的最大电弧时间后强制维持降压孔打开状态，可使用比过去小的驱动装置，可进一步缩小断路器并降低成本。
另外，通过在排气杆的外周设置可与固定活塞滑动接触的分隔壁，同时用分隔壁、排气杆及固定活塞形成膨胀室，并在固定活塞上形成从缓冲室贯通到膨胀室的通气孔，并设置气体流通控制装置，从断路时的最小电弧时间后使绝缘气体开始从缓冲室经过通气孔流向膨胀，同时在最大电弧时间后使从缓冲室流向膨胀室的绝缘气体的流量进一步增加，可使用比过去小的驱动装置，可进一步缩小断路器并降低成本。
另外，通过在上述结构中的分隔壁上设置单向阀，且该单向阀只在膨胀室内的气压低于密封容器内自由空间的气压时才使绝缘空气从自由空间流向膨胀室，可使用更小的驱动装置，可缩小断路器并降低成本。
权利要求
1.一种缓冲式气体断路器，其固定引弧辅助触点、与该固定引弧辅助触点接离的可动引弧辅助触点、固定在该可动引弧辅助触点的与固定引弧辅助触点相反一侧的排气杆、在该排气杆的外周形成缓冲室的缓冲气缸及嵌入所述缓冲室的固定活塞与绝缘气体一起装入密封容器内，使由所述可动引弧辅助触点、排气杆及缓冲气缸构成的可动部移动的驱动装置设于所述密封容器的外部，一旦有断路指令发出，驱动装置就使所述可动部向与固定引弧辅助触点相反的一侧移动，由于该移动而被压缩的缓冲室内的绝缘气体向固定引弧辅助触点与可动引弧辅助触点之间的离开间隙吹出，将在所述离开间隙内发生的电弧消除，其特征在于，在所述固定活塞上形成从缓冲室一侧贯通到与固定引弧辅助触点相反的一侧的通气孔，并设有在断路时的最大电弧时间之前将所述通气孔堵塞、在最大电弧时间之后将所述通气孔打开的气体流通控制装置。
2.根据权利要求1所述的缓冲式气体断路器，其特征在于，所述气体流通控制装置由设在所述通气孔的与缓冲室相反一侧的开口部且受加力而始终堵塞所述通气孔的通气阀、和设在所述通气阀的靠缓冲室一侧且在断路时的最大电弧时间后将所述通气阀向脱离所述固定活塞的方向推压的推压构件构成。
3.根据权利要求2所述的缓冲式气体断路器，其特征在于，贯通所述固定活塞的开放孔与所述通气孔并排设置，所述通气阀使所述通气孔和所述开放孔同时打开。
4.根据权利要求1到3任一项所述的缓冲式气体断路器，其特征在于，在所述排气杆的外周固定可与所述固定活塞滑动接触的分隔壁，并用该分隔壁和所述排气杆及所述固定活塞形成膨胀室。
5.一种缓冲式气体断路器，其固定引弧辅助触点、与该固定引弧辅助触点接离的可动引弧辅助触点、固定在该可动引弧辅助触点的与固定引弧辅助触点相反的一侧的排气杆、在该排气杆的外周形成缓冲室的缓冲气缸及嵌入所述缓冲室的固定活塞与绝缘气体一起装入密封容器内，使由所述可动引弧辅助触点、排气杆及缓冲气缸构成的可动部移动的驱动装置设于所述密封容器的外部，一旦有断路指令发出，驱动装置就使所述可动部向与固定引弧辅助触点相反的一侧移动，由于该移动而被压缩的缓冲室内的绝缘气体向固定引弧辅助触点与可动引弧辅助触点之间的离开间隙吹出，将在所述离开间隙内发生的电弧消除，其特征在于，在所述排气杆上形成与所述离开间隙连通的排气孔，并在排气杆的外周设置可与所述固定活塞滑动接触的分隔壁，同时用该分隔壁和所述排气杆及所述固定活塞形成膨胀室，使该膨胀室在断路时的最小电弧时间附近与所述排气孔连通。
6.一种缓冲式气体断路器，其固定引弧辅助触点、与该固定引弧辅助触点接离的可动引弧辅助触点、固定在该可动引弧辅助触点的与固定引弧辅助触点相反的一侧的排气杆、在该排气杆的外周形成缓冲室的缓冲气缸及嵌入所述缓冲室的固定活塞与绝缘气体一起装入密封容器内，使由所述可动引弧辅助触点、排气杆及缓冲气缸构成的可动部移动的驱动装置设于所述密封容器的外部，一旦有断路指令发出，驱动装置就使所述可动部向与固定引弧辅助触点相反的一侧移动，由于该移动而被压缩的缓冲室内的绝缘气体向固定引弧辅助触点与可动引弧辅助触点之间的离开间隙吹出，将在所述离开间隙内发生的电弧消除，其特征在于，在所述排气杆的外周设置可与所述固定活塞滑动接触的分隔壁，同时用所述分隔壁和所述排气杆及所述固定活塞形成膨胀室，在所述固定活塞上形成从缓冲室贯通到膨胀室的降压孔，并设有在所述缓冲室的压力至少超过在所述离开间隙消弧所需的最小压力时使所述降压孔打开、在断路时的最大电弧时间之后强制地维持所述降压孔打开状态的气体流通控制装置。
7.根据权利要求6所述的缓冲式气体断路器，其特征在于，所述气体流通控制装置由设在所述降压孔的靠膨胀室一侧的开口部且始终受到向缓冲室方向的加力而将所述降压孔堵塞的降压阀和设在所述缓冲室内且在断路时的最大电弧时间后将所述降压阀向脱离所述固定活塞的方向推压的推压构件构成。
8.一种缓冲式气体断路器，其固定引弧辅助触点、与该固定引弧辅助触点接离的可动引弧辅助触点、固定在该可动引弧辅助触点的与固定引弧辅助触点相反的一侧的排气杆、在该排气杆的外周形成缓冲室的缓冲气缸及嵌入所述缓冲室的固定活塞与绝缘气体一起装入密封容器内，使由所述可动引弧辅助触点、排气杆及缓冲气缸构成的可动部移动的驱动装置设于所述密封容器的外部，一旦有断路指令发出，驱动装置就使所述可动部向与固定引弧辅助触点相反的一侧移动，由于该移动而被压缩的缓冲室内的绝缘气体向固定引弧辅助触点与可动引弧辅助触点之间的离开间隙吹出，将在所述离开间隙内发生的电弧消除，其特征在于，在所述排气杆的外周设置可与所述固定活塞滑动接触的分隔壁，同时用所述分隔壁和所述排气杆及所述固定活塞形成膨胀室，在所述固定活塞上形成从缓冲室贯通到膨胀室的通气孔，并设置从断路时的最小电弧时间后起使绝缘气体从缓冲室通过所述通气孔开始流向膨胀室、在最大电弧时间后使从缓冲室流向膨胀室的绝缘气体流量进一步增加的气体流通控制装置。
9.根据权利要求8所述的缓冲式气体断路器，其特征在于，所述气体流通控制装置由穿过所述通气孔且其靠缓冲室一侧的外径小于靠膨胀室一侧的外径的通气杆、安装在该通气杆的靠膨胀室一侧端部的通气阀、及设在所述缓冲室内且从断路时的最小电弧时间后起将所述通气杆向所述通气阀脱离固定活塞的方向推压的推压构件构成。
10.根据权利要求8所述的缓冲式气体断路器，其特征在于，所述通气孔由第1通气孔和第2通气孔构成，对经过第1通气孔的绝缘气体的流通进行控制的第1气体流通控制装置由设在所述第1通气孔的靠膨胀室一侧开口部的第1通气阀、及设在所述缓冲室内且从断路时的最小电弧时间后起将所述第1通气阀向脱离固定活塞的方向推压的第1推压部构成，对经过第2通气孔的绝缘气体的流通进行控制的第2气体流通控制装置由设在所述第2通气孔的靠膨胀室一侧开口部的第2通气阀、及设在所述缓冲室内且从断路时的最大电弧时间后起将所述第2通气阀向脱离固定活塞的方向推压的第2推压部构成。
11.根据权利要求8到10中任一项所述的缓冲式气体断路器，其特征在于，在所述排气杆上形成与所述离开间隙连通的排气孔，并使该排气孔在断路时的最小电弧时间附近与所述膨胀室连通。
12.根据权利要求5或11所述的缓冲式气体断路器，其特征在于，在所述分隔壁上设置单向阀，该单向阀只在膨胀室内的气压低于密封容器内自由空间气压时才使绝缘气体从自由空间流向膨胀室。
全文摘要
一种缓冲式气体断路器,在固定活塞上形成从缓冲室一侧贯通到与固定引弧辅助触点相反的一侧的通气孔,在该通气孔的与缓冲室相反一侧的开口部设有始终在堵塞方向受到加力的通气阀,可贯通通气孔的推压杆从缓冲室的靠固定引弧辅助触点一侧向通气孔伸出,在最大电弧时间后,推压杆贯通通气孔并推压通气阀,由此将通气阀打开,通过该通气阀,缓冲室内的压缩气体向固定活塞的与缓冲室相反的一侧放出。本发明的断路器可使用比过去小的驱动装置。
文档编号H01H33/91GK1259753SQ9912754
公开日2000年7月12日 申请日期1999年12月30日 优先权日1999年1月7日
发明者高尾宣行, 恩地俊行, 堤睦生, 杉山修一 申请人:富士电机株式会社