气体绝缘开关装置以及开关器的制作方法

本发明涉及气体绝缘开关装置以及开关器。

背景技术：

发电站或者变电站等所使用的气体绝缘开关装置是由遮断器、断路器、接地开关器、以及母线等各种设备而构成的。由于气体绝缘开关装置是在有限的空间内组合多个设备而构成的，所以各个设备的小型化和设备整体的设置面积的缩小化成为问题。

然而，利用与开关器本体分开设置的操作装置，对构成气体绝缘开关装置的断路器等的开关器进行开关操作。因此，在气体绝缘开关装置中，希望实现开关器的操作装置的小型化、以及具有操作装置的设备整体的设置面积的缩小化。

在专利文献1中记载了同时具有断路器和接地开关器的功能的开关器的操作装置。该开关器的操作装置安装于开关器本体。另外，该开关器的操作装置与电源及电动机等驱动部构成为一体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平11－353984号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

然而，由于上述现有的开关器的操作装置与电源及电动机等驱动部构成为一体，所以操作装置的体积会大型化，气体绝缘开关装置的设置面积也会增大。

另外，由于上述现有的开关器的操作装置安装于开关器本体，所以为了确保用于检查操作装置的体积的大型化和电源输出所需的操作空间，导致线路单元间的间隔变大，气体绝缘开关装置的设置面积也会增大。

另一方面，将开关器的操作装置设置在远离开关器本体的位置的结构。在该结构中，利用连接杆来连接操作装置和开关器本体，经由连接杆由操作装置对开关器进行操作。

然而，在利用连接杆连接操作装置和开关器本体的结构中，由于必须确保用于配置连接杆的空间，所以气体绝缘开关装置的设置面积会增大。在该结构中，由于能够配置连接杆的位置受到限制，所以操作装置的设置场所也受到限制。

本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种气体绝缘开关装置以及开关器，能够实现使将断路器或者接地开关器或者带有接地开关器的断路器即开关器的操作装置安装至开关器的安装部分小型化，提高操作装置的配置自由度，并且使设备整体的设置面积缩小化。

解决技术问题所采用的技术手段

为了解决上述问题以达成目的，本发明所涉及的气体绝缘开关装置包括：开关器，该开关器具有断路器或接地开关器、或者与接地开关器构成为一体的断路器；以及该开关器的操作装置，该气体绝缘开关装置的特征在于，所述操作装置具有：驱动部，该驱动部包括成为用于驱动所述开关 器的可动触点的驱动源的可正向逆向旋转的电动机，对该电动机供电的电源，以及随着所述电动机的旋转而旋转的第一滑轮；马氏机构，该马氏机构包括随着所述第一滑轮的旋转而旋转的第二滑轮，以及间隙性地从动于所述第二滑轮的旋转来驱动所述可动触点的从动轮，该马氏机构与所述驱动部分开且安装于所述开关器；以及柔性的旋转力传递构件，该柔性的旋转力传递构件架设于所述第一滑轮与所述第二滑轮之间，从所述第一滑轮向所述第二滑轮传递来自所述电动机的旋转力。

发明效果

根据本发明，能够实现安装至断路器或者接地开关器或者带有接地开关器的断路器、即开关器的操作装置的开关器的安装部分的小型化，操作装置的配置自由度的提高，以及设备整体的设置面积的缩小化。

附图说明

图1是示出了实施方式1所涉及的开关器的操作装置的结构的侧视图图。

图2是示出了实施方式1所涉及的开关器的操作装置的结构的主视图。

图3是示出了导线的架设方法的一个示例的示意图。

图4是用于说明操作装置的动作的图。

图5是用于说明开关器的动作的图。

图6是示出了实施方式1所涉及的气体绝缘开关装置的配置结构的侧视图。

图7是示出了实施方式1所涉及的气体绝缘开关装置的配置结构的主视图。

图8是表示以往的气体绝缘开关装置的配置结构的侧视图。

图9是表示以往的气体绝缘开关装置的配置结构的主视图。

图10是示出了实施方式2所涉及的开关器的操作装置的结构的主视图。

图11是用于说明实施方式2所涉及的开关器的操作装置的动作的图。

具体实施方式

下面，基于附图详细说明本发明实施方式所涉及的气体绝缘开关装置和开关器。另外，本发明并不由本实施方式所限定。

实施方式1.

图1是示出了本实施方式所涉及的开关器的操作装置的结构的侧视图，图2是示出了实施方式所涉及的开关器的操作装置的结构的主视图。

在图1和图2中，作为开关器，例如举例了构成气体绝缘开关装置的断路器2。因此，操作装置1是用于操作断路器2的装置。另外，断路器2例如是带有接地开关器的断路器。即，断路器2是与接地开关器形成为一体的断路器，同时具有断路器的功能和接地开关器的功能。作为开关器，还能够设为(没有接地开关器的)断路器或者接地开关器。另外，在图1和图2中，省略了断路器2的整体结构和内部结构的图示。能够将操作装置1作为断路器2的结构要素。

如图1和图2所示，操作装置1具有：安装于断路器2的马氏机构(Geneva mechanism)3，与马氏机构3断开的驱动部10，以及将由驱动部10所生成的驱动力传递至马氏机构3的导线20。马氏机构3与断路器2的一侧相邻地配置，例如与断路器2直接连接。

驱动部10具有：电动机11，与电动机11相连接且对电动机11供电的电源12，以及例如与电动机11的旋转轴13(轴)相连接且随着电动机11的旋转而旋转的滑轮14(第一滑轮)。电动机11的旋转轴13能够正向或逆向旋转，且该电动机11是用于驱动断路器2的可动触点(未图示)的驱动源。滑轮14随着电动机11的旋转轴13的旋转而向着与旋转轴13相同的方向旋转。驱动部10以离开断路器2的方式配置。

马氏机构3在断路器2之外安装于断路器2的箱体，例如与断路器2直接连接。与此相对地，驱动部10与马氏机构3断开，设置于远离断路器2的位置。另外，断路器2通过在箱体内封入绝缘气体而成，马氏机构3设置在断路器2的外部，其筐体内部也处于大气之中。

马氏机构3具有随着滑轮14的旋转而向着相同方向旋转的滑轮4(第二滑轮)，相对于滑轮4的旋转而间歇性地旋转的从动轮5，以及设置于从动轮5的旋转轴6。

滑轮4轴支承于马氏机构3的筐体。作为柔性的旋转力传递构件的金属制的导线20架设在滑轮4和滑轮14之间。由电动机11所产生的旋转力从滑轮14起经由导线20传递至滑轮4，滑轮4随着滑轮14的旋转而向着相同方向从动。

滑轮4上，在轴向的一个端面设置有管脚7(突起部)。管脚7设置于滑轮4的外径侧。另外，从动轮5轴支承于马氏机构3的筐体。从动轮5被配置如下：即，与设置有旋转轴6的侧面相反一侧的侧面会和设置有滑轮4的管脚7的侧面相对。从动轮5的半径小于滑轮4的半径。从动轮5设置有与管脚7卡合的槽部8。槽部8例如为V字形，在径向上延伸的2个部分在从动轮5的中心相连接。管脚7随着滑轮4的旋转而被引导至槽部8，从而移动至槽部8的内部。当管脚7位于槽部8的底端部(与V字形的底端部相对应且位于从动轮5的中央部的部分)附近时，从动轮5不再从动于滑轮4而静止，在管脚7位于槽部8的其它位置时，从动轮5从动于滑轮4。从动轮5间歇性地动作，从而使断路器2的可动触点在预先设定的驱动范围内进行动作。换而言之，设定管脚7和槽部8的位置关系，从而实现如上所述的从动轮5的动作。旋转轴6是驱动断路器2的可动触点的轴，且直接或间接地与该可动触点相连接。从动轮5经由旋转轴6来驱动断路器2的可动触点。

如上所述，马氏机构3具有简单的结构，但也可以由图示以外的其它结构来实现。

图3是示出了导线20的架设方法的一个示例的模式图。图3中，对于滑轮4的外周面等则省略了图示。

导线20的一端由滑轮14的外周面上的固定点50a来固定，其另一端由滑轮14的外周面上的固定点50b来固定。固定点50a在轴向上远离固定点50b。

在图3(a)中，导线20被从固定点50a引导回至滑轮4，架设于滑轮4，进一步被引导回至滑轮14，然后，将该导线以预先确定的次数卷绕在滑轮14的外周面，从而被固定于固定点50b。导线20以滑轮4和滑轮14之间不会松弛的方式进行架设。

在图3(a)中，若滑轮14沿着箭头方向(逆时针方向)旋转，则导线20在固定点50a一侧卷绕于外周面，同时在固定点50b一侧散开。由此，滑轮4也向着逆时针方向旋转，滑轮14转移至图3(b)的状态。

在图3(b)中，若滑轮14沿着箭头方向(顺时针方向)旋转，则导线20在固定点50b一侧卷绕于外周面，同时在固定点50a一侧散开。由此，滑轮4也向着顺时针方向旋转，滑轮14转移至图3(a)的状态。

将导线20架设至滑轮4、14的架设方法并不仅限于图示例那样，也可以采用其它的架设方法。

接着，对于操作装置1的动作，参照图4和图5进行说明。图4是用于说明操作装置1的动作的图，详细而言，(a)是接入断路器状态时的操作装置的图，(b)是完全开路状态时的操作装置的图，(c)是接地状态时的操作装置的图。图5是用于说明断路器2的动作的图，详细而言，(a)是接 入断路器状态时的图，(b)是完全开路状态时的图，(c)是接地状态时的图。

首先，对于断路器2的结构说明其概要(图5)。断路器2具有例如片状的可动触点60。可动触点60直接或间接地与旋转轴6相连接，且随着旋转轴6的旋转而向着相同方向旋转。可动触点60与断路器及接地开关器通用。另外，固定触点61是断路器2的固定触点，固定触点62是接地开关器的固定触点。断路器2的结构并不仅限于图示例，例如也可以是将该可动触点设为直线运动型的触点的结构。在此情况下，使将旋转轴6的旋转转换成直线运动型的齿轮机构等存在于旋转轴6与可动触点之间。

接着，对于例如将断路器2从完全开路状态(图5(b))转换为接入断路器状态(图5(a))的情况的动作进行说明。在图4(b)的状态下，若电动机11以向着顺时针方向旋转的方式启动，滑轮14向着顺时针方向旋转，则经由导线20使滑轮4也向着顺时针方向旋转，从而管脚7在槽部8内移动至外径侧。直到管脚7从槽部8的V字的底端部起在槽部8内沿着径向移动规定距离为止，滑轮4进行空转，然后，管脚7与槽部8咬合，滑轮4的旋转传递至从动轮5。也就是说，管脚7在槽部8内向着外径侧移动，并且使从动轮5向着顺时针方向旋转，进一步地转换管脚7在槽部8内的移动方向以使其向着内径侧移动，并且使从动轮5向着相同方向旋转，达到图4(a)的状态。图4(a)的状态下，由于滑轮4再次进行空转，所以从动轮5停止，可动触点60在与固定触点61相接触的状态下停止(图5(a))。控制电动机11，使其在图4(a)的状态之后在滑轮4的空转中停止。

接着，对于例如将断路器2从完全开路状态(图5(b))转换为接地状态(图5(c))的情况的动作进行说明。在图4(b)的状态下，若电动机11以向着逆时针方向旋转的方式启动，滑轮14向着逆时针方向旋转，则经由导线20使滑轮4也向着逆时针方向旋转，从而管脚7在槽部8内移动至外径侧。直到管脚7从槽部8的V字的底端部起在槽部8内沿着径向移动规定距离 为止，滑轮4进行空转，然后，管脚7与槽部8咬合，滑轮4的旋转传递至从动轮5。也就是说，管脚7在槽部8内向着外径侧移动，并且使从动轮5向着逆时针方向旋转，进一步地转换管脚7在槽部8内的移动方向以使其向着内径侧移动，并且使从动轮5向着相同方向旋转，已达到图4(c)的状态。图4(c)的状态下，由于滑轮4再次进行空转，所以从动轮5停止，可动触点60在与固定触点62相接触的状态下停止(图5(c))。控制电动机11，以使其在图4(c)的状态之后在滑轮4空转中停止。

对于断路器2的其他的动作，也同样能够进行说明。通过利用马氏机构3来驱动控制可动触点60，从而能够机械地固定与可动触点60的固定触点61、62之间的接触位置及完全开路位置，相比于电方式地控制开关的情况，断路器2的操作可靠性提高。

接着，对于本实施方式所涉及的气体绝缘开关装置的配置结构的一个示例进行说明。图6是示出了本实施方式所涉及的气体绝缘开关装置的配置结构的侧视图，图7是示出了本实施方式所涉及的气体开关绝缘装置的配置结构的主视图。

如图6和图7所示，气体绝缘开关装置50构成为利用母线34、35将电路单元30～32相互连接。电路单元30～32具有遮断器和断路器，根据目的(例如，收发电用电路单元、变压器用电路单元等)而单独地构成。气体绝缘开关装置50例如是三相共箱型(在同一个箱体内收纳三相的设备)。另外，下面仅对电路单元30的结构进行详细说明，关于电路单元31、32，仅对与操作装置相关的结构进行简单说明。

对电路单元30的结构进行说明。电路单元30具有：以使轴线与设置面垂直的方式配置的遮断器33；与遮断器33相连接的母线侧的带有接地开关器的断路器2a；与遮断器33相连接且配置于断路器2a的上方的母线侧的带有接地开关器的断路器2b；以及与遮断器33相连接的线路侧的带有接地开 关器的断路器2c。断路器2a与母线34相连接，断路器2b与母线35相连接。

断路器2a的上部设置有断路器2a的操作装置1a的马氏机构3a。操作装置1a的驱动部10a收纳于在断路器2b的上部经由架台36而配置的箱65内。在驱动部10a的第一滑轮(未图示)和马氏机构3a的第二滑轮(未图示)架设有导线20a。操作装置1a的结构与参照图1～图5所说明的操作装置1的结构相同。

断路器2b的上部设置有断路器2b的操作装置1b的马氏机构3b。操作装置1b的驱动部10b与驱动部10a同样地收纳于箱65内。在驱动部10b的第一滑轮(未图示)和马氏机构3b的第二滑轮(未图示)架设有导线20b。操作装置1b的结构与操作装置1的结构相同。

断路器2c的侧面设置有断路器2c的操作装置1c的马氏机构3c。操作装置1c的驱动部10c与驱动部10a、10b同样地收纳于箱65内。在驱动部10c的第一滑轮(未图示)和马氏机构3c的第二滑轮(未图示)架设有导线20c。操作装置1c的结构与操作装置1的结构相同。

导线20a～20c至少收纳在箱65的外部和马氏机构3a～3c的筐体的外部、例如在管(未图示)中，通过使管通过安装板(未图示)的孔来进行引导。导线20a～20c的卷绕方向分别限于相同的平面内，由于具有三维的柔性，所以能够根据断路器2a～2c与箱65之间的位置关系而自由地调整引导方向，从而使得引导变得容易。例如，对导线20c的引导并未被限制于相同的平面内，而是超过相同的平面而三维地进行引导。另外，对马氏机构3c与驱动部10c之间的导线20c的移动路径(配线路径)进行弯折。

另外，电路单元31、32的结构也与电路单元30相同。虽然省略了标号，但是电路单元31、32分别具有两台母线侧的带有接地开关器的断路器，一台线路侧的带有接地开关器的断路器，以及各断路器的操作装置。而且， 操作装置的结构与操作装置1的结构相同。

如上面所说明的那样，在本实施方式中，如下所述那样来构成操作装置1(图1至图5)：即，马氏机构3安装于断路器2，驱动部10以与马氏机构3分离且与断路器2分离的方式配置，导线20架设在驱动部10的滑轮14与马氏机构3的滑轮4之间，来传递电动机11的驱动力。另外，将操作装置1的结构适用于气体绝缘开关装置50的断路器的操作装置(图6、图7)。

利用如上所述的结构，与驱动部10分开的程度，就是安装于操作装置1的断路器2的部分的大小变小的程度。因此，能够缩小气体绝缘开关装置50的线路单元之间的间隔，能够缩小气体绝缘开关装置50的设置面积(图7)。

另外，由于操作装置1的驱动部10与马氏机构3分开，所以能够将该操作装置1的驱动部10配置在维护检查更为容易的位置。例如在图6和图7中，驱动部10a～10c收纳于电路单元30的正面侧的箱65内。因此，操作员不必为了检查电源的输出而达到断路器2a～2c等的设置位置，能够提高操作性(图7)。

另外，通过构成为在马氏机构3与驱动部10之间经由导线20来传递驱动力，从而，简化操作装置1的内部结构，由于操作装置1的大小也整体变小，所以能够实现设备的小型化和气体绝缘开关装置50的设置面积的缩小化。

在本实施方式，经由导线20在驱动部10与马氏机构3之间传递驱动力。由于导线20具有三维的柔性，所以引导的自由度较大，驱动部10的设置位置的自由度也变大。在图6和图7中，通过使用导线20a～20c，将驱动部10a～10c集中到一个位置，并收纳于箱65内。

另外，在本实施方式中，作为架设于滑轮4与滑轮14之间的柔性的旋转 力传递构件，使用了导线20，但是只要是具有可三维地卷绕的柔性和一定的强度的构件也可以使用其它构件，例如可以使用带状的构件。

另外，也考虑将滑轮置换成一对齿轮并使用链条的结构来代替使用导线20的结构，但是由于必须使链条在同一个平面内旋转，所以对于驱动部10的配置自由度有所限制。

接着，为了与实施方式进行比较，对于现有的气体绝缘开关装置的配置结构进行说明。图8是表示以往的气体绝缘开关装置的配置结构的侧视图,图9是表示以往的气体绝缘开关装置的配置结构的主视图。

如图8和图9所示，现有的气体绝缘开关装置150构成为利用母线90、91将电路单元130～132相互连接。电路单元130～132分别具有遮断器和断路器。电路单元130具有遮断器83，母线侧的带有接地开关器的断路器84、85，以及线路侧的带有接地开关器的断路器86。断路器84的上部配置有该操作装置87，断路器85的上部配置有该操作装置88，断路器86的侧面配置有该操作装置89。另外，电路单元131、132的结构也与电路单元130相同。

现有的气体绝缘开关装置150中，操作装置87～89分别一体地具有电动机(未图示)和电源(未图示)。因此，操作装置87～89的设备规格变得大于图6和图7所示的马氏机构3a～3c，随之导致气体绝缘开关装置150的设置面积增大。

在现有的气体绝缘开关装置150中，由于操作装置87～89分别安装于断路器84～86，所以随着设备规格的大型化会导致电路单元间的间隔增大，而且，操作员为了检查电源输出而必须到达操作装置87～89的设置位置，所以为了确保作业空间也必须确保电路单元间的间隔(图9)。因此，相比于本实施方式，在现有的气体绝缘开关装置150中，电路单元间的间隔增大，气体绝缘开关装置150的设置面积增大。另外，为了检查电源输出，作业性 也降低。

另外，虽然省略了图示，在现有的气体绝缘开关装置中，使开关器的操作装置与开关器分开地配置，构成为利用连接杆来连接开关器和操作装置。

然而，由于连接杆需要设置空间，所以在气体绝缘开关装置的设置面积的增大的同时，限制了操作装置的配置位置。

根据本实施方式，相比于现有的开关器的操作装置，能够实现安装至操作装置的开关器的安装部分的小型化，操作装置的配置自由度的提高，以及设备整体的设置面积的缩小化。

实施方式2.

在本实施方式中，对与实施方式1所说明的马氏机构的结构不同的结构示例进行说明。图10是示出了本实施方式所涉及的开关器的操作装置的结构的主视图。在图10中，对于与图1和图2中相同的结构要素标注相同的标号。另外，在图10中，省略了驱动部10内除了滑轮14以外的结构的图示，同时也省略了断路器的图示。

如图10所示，在本实施方式中，马氏机构3具有：滑轮4，从动于滑轮4的缺齿齿轮70a(第一缺齿齿轮)，通过仅在相对于缺齿齿轮70a的旋转而使齿相互咬合的情况下进行旋转从而间歇性地从动于滑轮4的旋转来驱动断路器的可动触点的缺齿齿轮70b(第二缺齿齿轮)。

缺齿齿轮70a与例如滑轮4同轴地固定，随着滑轮4的旋转而进行从动。缺齿齿轮70a仅在例如大概半个圆周上设置有齿。

缺齿齿轮70b上设置有与断路器的可动触点直接或间接地连接的旋转 轴6。即，缺齿齿轮70b相当于实施方式1的从动轮5。

缺齿齿轮70b是以直线切开圆形的局部而成的形状，圆弧形的外周面上，使圆周方向的两端部分别缺齿一定的角度，并且，使圆周方向的中央部也缺齿一定角度，在其它部分设置与缺齿齿轮70a的齿咬合的齿。仅在缺齿齿轮70a的齿和缺齿齿轮70b的齿相互咬合的情况下，缺齿齿轮70a的旋转力被传递至缺齿齿轮70b。另外，缺齿齿轮70b的直径大于例如缺齿齿轮70a。

接着，参照图11和图5，对本实施方式的动作进行说明。图11是用于说明本实施方式所涉及的开关器的操作装置的动作的图，详细而言，(a)是接入断路器状态时的操作装置的图，(b)是完全开路状态时的操作装置的图，(c)是接地状态时的操作装置的图。

首先，对于例如将断路器2从完全开路状态(图5(b))转换为接入断路器状态(图5(a))的情况的动作进行说明。在图11(b)的状态下，若使滑轮14向着逆时针方向旋转，则经由导线20，滑轮4也向着逆时针方向旋转，缺齿齿轮70a随之进行从动。缺齿齿轮70a进行空转直到自身的齿与缺齿齿轮70b的齿咬合为止，然后，彼此的齿咬合，滑轮4的旋转经由缺齿齿轮70a而传递至从动轮的缺齿齿轮70b。即，缺齿齿轮70a使缺齿齿轮70b向着顺时针方向旋转，直到图11(a)的状态。图11(a)的状态下，由于滑轮70a再次进行空转，所以缺齿齿轮70b停止，可动触点60在与固定触点61相接触的状态下停止(图5(a))。

接着，对于例如将断路器2从完全开路状态(图5(b))转换为接地状态(图5(c))的情况的动作进行说明。在图11(b)的状态下，若使滑轮14向着顺时针方向旋转，则经由导线20，滑轮4也向着顺时针方向旋转，缺齿齿轮70a随之进行从动。缺齿齿轮70a进行空转直到自身的齿与缺齿齿轮70b的齿咬合为止，然后，彼此的齿咬合，滑轮4的旋转经由缺齿齿轮70a而 传递至从动轮的缺齿齿轮70b。即，缺齿齿轮70a使缺齿齿轮70b向着逆时针方向旋转，直到图11(c)的状态。图11(c)的状态下，由于滑轮70a再次进行空转，所以缺齿齿轮70b停止，可动触点60在与固定触点62相接触的状态下停止(图5(c))。

根据本实施方式，利用与实施方式1不同的马氏机构3，能够实现开关器的操作装置。

另外，马氏机构3的结构具有随着滑轮14的旋转而旋转的滑轮4，以及相对于滑轮4的旋转而间歇性地进行从动并驱动可动触点的从动轮即可，并不仅限于实施方式1和2的结构示例。

产业上的应用

如上所述，本发明对于构成气体绝缘开关装置的断路器等的开关器的操作装置是有用的。

标号说明

1、1a～1c、87～89操作装置，2、2a～2c、84～86断路器，3、3a～3c马氏结构，4、14滑轮，5从动轮，6、13旋转轴，7管脚，8槽部，10、10a～10c驱动部，11电动机，12电源，20、20a～20c导线，30～32、130～132电路单元，33、83遮断器，34、35、90、91母线，36架台，50、150气体绝缘开关装置，50a、50b固定点，60可动触点，61、62固定触点，65箱，70a、70b缺齿齿轮。