本發(fā)明涉及具有消弧性氣體的電力用的氣體斷路器，尤其涉及其遮斷部可動(dòng)側(cè)的排氣構(gòu)造。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著電力系統(tǒng)的高電壓/大電流化而推進(jìn)了斷路器的大容量化，另一方面，通過(guò)遮斷部構(gòu)造的優(yōu)化來(lái)降低成本、節(jié)省空間的需求也在增長(zhǎng)，并且要求更低的操作力來(lái)確保優(yōu)異的遮斷性能。

包含熱吹氣型斷路器的氣體斷路器，通常具備將由吹氣缸、絕緣噴嘴、可動(dòng)主觸點(diǎn)及可動(dòng)電弧觸點(diǎn)構(gòu)成的可動(dòng)側(cè)遮斷部和絕緣桿連接的吹氣主軸，吹氣主軸在內(nèi)部設(shè)有氣體通路。

該氣體通路的設(shè)置目的是在將在吹氣缸內(nèi)進(jìn)行了壓縮的消弧性氣體向在可動(dòng)電弧觸點(diǎn)及固定電弧觸點(diǎn)間發(fā)生的電弧噴吹之后向遮斷部的可動(dòng)側(cè)排氣。

在吹氣主軸的氣體通路中通過(guò)的消弧性氣體會(huì)被電弧加熱，并且由于也包含被電弧熔融的噴嘴材料或電極材料的微粒而在高溫下被污染。由于該高溫的消弧性氣體(以下稱為熱氣)，絕緣桿的表面或絕緣筒的內(nèi)部會(huì)焦糊碳化，絕緣性能會(huì)由于附著導(dǎo)電性的異物而大幅降低，有可能導(dǎo)致接地短路。

在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種氣體斷路器，其特征在于，吹氣主軸經(jīng)由主軸引導(dǎo)部與絕緣桿側(cè)連結(jié)，在可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)具備以包圍絕緣桿的方式設(shè)置的排氣筒，設(shè)于主軸引導(dǎo)部的外周的活塞環(huán)在排氣筒的內(nèi)側(cè)滑動(dòng)。該發(fā)明在封堵熱氣向絕緣桿及絕緣筒側(cè)流入的流路而提高氣體斷路器的絕緣性能方面有所貢獻(xiàn)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2013-125720

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

在專利文獻(xiàn)1公開(kāi)的氣體斷路器中，為了利用活塞環(huán)將排氣筒和主軸引導(dǎo)部的間隙完全封堵，活塞環(huán)一邊直接與排氣筒內(nèi)面接觸一邊滑動(dòng)，雖然比較輕微但是會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)阻力。另外，主軸引導(dǎo)部的外徑與排氣筒的內(nèi)徑大致相同，因此可認(rèn)為需要一定程度的尺寸和剛性。本發(fā)明的目的是提供一種氣體斷路器，其以重量更輕并且簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)，保護(hù)絕緣桿及絕緣筒不受熱氣損傷，實(shí)現(xiàn)了絕緣性能的提高及順滑的遮斷動(dòng)作。

用于解決課題的方案

本發(fā)明的氣體斷路器構(gòu)成為，具有：絕緣罐，其填充有消弧性氣體；一對(duì)固定側(cè)主電路導(dǎo)體及可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體，其設(shè)置在上述絕緣罐內(nèi)；固定側(cè)觸點(diǎn)及可動(dòng)側(cè)觸點(diǎn)，它們能夠分離地設(shè)置在上述固定側(cè)主電路導(dǎo)體與上述可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體之間；吹氣缸，其在一端具有上述可動(dòng)側(cè)觸點(diǎn)；吹氣室，其形成在上述吹氣缸內(nèi)；絕緣噴嘴，其形成將上述吹氣室內(nèi)的消弧性氣體向在上述可動(dòng)側(cè)觸點(diǎn)與上述固定側(cè)觸點(diǎn)之間產(chǎn)生的電弧引導(dǎo)的流路；吹氣主軸，其具有用于將被引導(dǎo)至上述電弧的消弧性氣體導(dǎo)向遮斷部的可動(dòng)側(cè)并進(jìn)行排氣的氣體通路；以及絕緣桿，其與上述吹氣主軸連結(jié)，上述氣體斷路器的特征在于，在上述吹氣主軸和上述絕緣桿的連結(jié)部具備熱氣遮蔽構(gòu)件。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠利用簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)氣體斷路器的絕緣性能及遮斷性能的提高。

附圖說(shuō)明

圖1是適用了實(shí)施例1的可動(dòng)側(cè)排氣構(gòu)造的氣體斷路器的合閘狀態(tài)的剖視圖。

圖2是實(shí)施例1的絕緣桿罩部的放大圖。

圖3是適用了實(shí)施例1的可動(dòng)側(cè)排氣構(gòu)造的氣體斷路器的遮斷過(guò)程(中間位置)的剖視圖。

圖4是適用了實(shí)施例1的可動(dòng)側(cè)排氣構(gòu)造的氣體斷路器的遮斷過(guò)程(遮斷位置)的剖視圖。

圖5是適用了實(shí)施例2的可動(dòng)側(cè)排氣構(gòu)造的氣體斷路器的剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下使用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。下述內(nèi)容僅為實(shí)施例而并不是將發(fā)明內(nèi)容限定于下述具體的方式。發(fā)明本身能夠按照專利請(qǐng)求范圍所述的內(nèi)容以各種方式進(jìn)行實(shí)施。

實(shí)施例1

圖1是使用本發(fā)明的排氣構(gòu)造構(gòu)成的氣體斷路器內(nèi)部的概要圖。排氣構(gòu)造以外的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的吹氣型氣體斷路器的結(jié)構(gòu)是同樣的。

在絕緣罐1內(nèi)封入SF₆氣體等消弧性氣體，引入固定側(cè)通電導(dǎo)體11及可動(dòng)側(cè)通電導(dǎo)體21。

固定側(cè)通電導(dǎo)體11與構(gòu)成固定側(cè)遮斷部10的固定側(cè)主電路導(dǎo)體12、固定電弧觸點(diǎn)基座13、固定電弧觸點(diǎn)14及固定主觸點(diǎn)15電連接。

可動(dòng)側(cè)通電導(dǎo)體21經(jīng)由可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體22、滑動(dòng)用觸點(diǎn)23及吹氣缸31與遮斷部可動(dòng)部分30電連接。

在可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體22的內(nèi)側(cè)配置有固定活塞24，利用在固定活塞24的外周安裝的吹氣缸支撐用滑動(dòng)引導(dǎo)部25支撐吹氣缸31的內(nèi)筒面。在可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體22的內(nèi)周設(shè)有滑動(dòng)用觸點(diǎn)23，與吹氣缸31的外筒面接觸。利用該結(jié)構(gòu)，吹氣缸31能夠在與可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體22經(jīng)由滑動(dòng)用觸點(diǎn)23維持電連接的狀態(tài)下在軸向上移動(dòng)。

在固定活塞24的中心設(shè)置貫通孔，在其內(nèi)側(cè)滑動(dòng)自如地配置了在內(nèi)部具有氣體通路41的吹氣主軸32。吹氣主軸32被在固定活塞24的內(nèi)周安裝的吹氣主軸支撐用滑動(dòng)引導(dǎo)部26支撐。

吹氣主軸32的一端被固定于吹氣缸31，吹氣主軸32的另一端經(jīng)由遮斷部側(cè)連結(jié)銷33與絕緣桿34的一端連結(jié)。絕緣桿34的另一端經(jīng)由操縱桿側(cè)連結(jié)銷35與操縱桿36連結(jié)，操縱桿36收納在與該絕緣罐1鄰接的機(jī)構(gòu)殼2內(nèi)。

操縱桿36的主軸37旋轉(zhuǎn)自如地被支撐于機(jī)構(gòu)殼2。操縱桿36在機(jī)構(gòu)殼2的外側(cè)經(jīng)由主軸37與操作器(未圖示)連接。操縱桿36利用操作器的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，遮斷部可動(dòng)部分30在軸向上動(dòng)作。

在吹氣缸31的前端部中央設(shè)置可動(dòng)電弧觸點(diǎn)51。在可動(dòng)電弧觸點(diǎn)51外周以包圍其的方式呈同心圓狀分別配置絕緣罩52、絕緣噴嘴53及可動(dòng)主觸點(diǎn)54。

可動(dòng)電弧觸點(diǎn)51具有貫通孔，經(jīng)由吹氣缸31與吹氣主軸32內(nèi)部的氣體通路41連接。吹氣主軸32的氣體通路41延伸到與絕緣桿34的連結(jié)部附近，在吹氣主軸32的圓筒面的開(kāi)口部A42朝半徑方向開(kāi)口。

可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體22通過(guò)固定于絕緣罐1的絕緣筒27而被支撐?？蓜?dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體22在側(cè)面上具有與絕緣罐1內(nèi)連通的開(kāi)口部B43。可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體22在內(nèi)部的絕緣筒27側(cè)具有隔離筒29，而在固定活塞24側(cè)具有排氣筒28。隔離筒29及排氣筒28在可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體22的內(nèi)壁及固定活塞24上例如通過(guò)螺栓緊固進(jìn)行固定。

在排氣筒28、隔離筒29及絕緣筒27的內(nèi)側(cè)，將絕緣桿34在軸向上移動(dòng)自如地配置。在排氣筒28內(nèi)收納的吹氣主軸32和絕緣桿34的連結(jié)部分被絕緣桿罩38覆蓋。

圖2示出了吹氣主軸32和絕緣桿34的連結(jié)部分的構(gòu)造。在吹氣主軸32的銷孔和絕緣桿34的銷孔中貫通遮斷部側(cè)連結(jié)銷33的銷部61，吹氣主軸32和絕緣桿34以能夠繞遮斷部側(cè)連結(jié)銷33的軸自由旋轉(zhuǎn)的方式連結(jié)。

遮斷部側(cè)連結(jié)銷33由內(nèi)螺紋零件63和外螺紋零件64構(gòu)成。內(nèi)螺紋零件63由絕緣桿罩支撐部A62和具有內(nèi)螺紋部的銷部61構(gòu)成，外螺紋零件64由絕緣桿罩支撐部B65和外螺紋部構(gòu)成。遮斷部側(cè)連結(jié)銷33是將內(nèi)螺紋零件63和外螺紋零件64通過(guò)螺入等組合的構(gòu)造，能夠從銷孔的兩側(cè)進(jìn)行裝配及分解。在本說(shuō)明書中，將該組合構(gòu)造稱為分割構(gòu)造。

絕緣桿罩38是在排氣筒28及隔離筒29的內(nèi)側(cè)收納的尺寸的圓筒形狀的構(gòu)件，由PTFE(聚四氟乙烯)構(gòu)成。此外，只要是耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異并且重量輕的材料則也可以采用PTFE以外的其它材料。

在絕緣桿罩38上嵌通有吹氣主軸32的端部。在絕緣桿罩38的外筒面具有直徑比遮斷部側(cè)連結(jié)銷33的絕緣桿罩支撐部A62及絕緣桿罩支撐部B65略大的貫通孔。通過(guò)在該貫通孔中嵌設(shè)遮斷部側(cè)連結(jié)銷33的絕緣桿罩支撐部A62及絕緣桿罩支撐部B65，從而利用遮斷部側(cè)連結(jié)銷33保持絕緣桿罩38。即，絕緣桿罩38以覆蓋吹氣主軸32和絕緣桿34的連結(jié)部分的方式被吹氣主軸32的端部和遮斷部側(cè)連結(jié)銷33保持。

通過(guò)采用如上所述覆蓋連結(jié)部分的結(jié)構(gòu)，能夠防止被熱氣搬運(yùn)的異物附著到吹氣主軸32和絕緣桿34的連結(jié)部分上，因此能夠順滑地確保后述的絕緣桿34的上下運(yùn)動(dòng)。

另外，通過(guò)采用如上所述保持絕緣桿罩的結(jié)構(gòu)，從而能夠防止因遮斷動(dòng)作的沖擊導(dǎo)致絕緣桿罩脫落。因此能夠提高斷路器的可靠性。

此外，該絕緣桿罩38的結(jié)構(gòu)是遮蔽熱氣的構(gòu)件的一例。只要是能夠防止被熱氣搬運(yùn)的異物附著到吹氣主軸32和絕緣桿34的連結(jié)部分上、并且能夠防止絕緣桿罩脫落的結(jié)構(gòu)，則也能夠適用于本發(fā)明的斷路器而并不限定于上述的絕緣桿罩38。

絕緣桿罩38在遮斷部可動(dòng)部分30動(dòng)作時(shí)會(huì)與遮斷部側(cè)連結(jié)銷33一起沿著排氣筒28及隔離筒29的內(nèi)面自如地移動(dòng)。當(dāng)操作器(未圖示)的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由主軸37向操縱桿36傳遞而操縱桿36進(jìn)行圓弧運(yùn)動(dòng)時(shí)，則絕緣桿34將以遮斷部側(cè)連結(jié)銷33為支點(diǎn)適度地進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)?？紤]到該上下運(yùn)動(dòng)，絕緣桿罩38的不與吹氣主軸32嵌通側(cè)的開(kāi)口的內(nèi)徑構(gòu)成為即使絕緣桿34上下振動(dòng)也不會(huì)與排氣筒28及隔離筒29發(fā)生干涉的尺寸。

另外，為了避免熱氣從遮斷部進(jìn)入到絕緣桿罩38和吹氣主軸32的嵌通部，優(yōu)選盡可能不形成間隙的結(jié)構(gòu)。

以下基于遮斷動(dòng)作對(duì)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖1示出了氣體斷路器的合閘狀態(tài)，是可動(dòng)主觸點(diǎn)54插入到固定主觸點(diǎn)15的內(nèi)側(cè)而遮斷部可動(dòng)部分30和固定側(cè)遮斷部10完全電連接的狀態(tài)。

在該狀態(tài)下，絕緣噴嘴53的最小內(nèi)徑部即喉管部45和可動(dòng)電弧觸點(diǎn)51的內(nèi)側(cè)被固定電弧觸點(diǎn)14大致封閉，吹氣主軸32的開(kāi)口部A42也因位于固定活塞24的內(nèi)側(cè)而處于關(guān)閉狀態(tài)。另外，絕緣桿罩38也收納在排氣筒28的內(nèi)側(cè)。

若遮斷部可動(dòng)部分30因遮斷動(dòng)作而從圖1的狀態(tài)起向可動(dòng)側(cè)移動(dòng)，則可動(dòng)電弧觸點(diǎn)51和固定電弧觸點(diǎn)14分離。此時(shí)，若在遮斷部可動(dòng)部分30與固定側(cè)遮斷部10之間流過(guò)大電流，則即使可動(dòng)電弧觸點(diǎn)51和固定電弧觸點(diǎn)14分離也不會(huì)中斷電流，會(huì)在可動(dòng)電弧觸點(diǎn)51與固定電弧觸點(diǎn)14之間發(fā)生電弧而持續(xù)流過(guò)電流。

在可動(dòng)電弧觸點(diǎn)51和固定電弧觸點(diǎn)14分離后，當(dāng)遮斷動(dòng)作繼續(xù)進(jìn)行而成為圖3所示狀態(tài)時(shí)，則雖然喉管部45被固定電弧觸點(diǎn)14大致封閉，但是由于開(kāi)口部A42向在排氣筒28與絕緣桿罩38之間形成的空間D46移動(dòng)，從而使遮斷部可動(dòng)部分30的操作器側(cè)端部開(kāi)放。由此，形成經(jīng)由吹氣主軸32內(nèi)部的氣體通路41向可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體22側(cè)排出的熱氣流。

在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，從吹氣主軸32的開(kāi)口部A42排出的熱氣，首先向由排氣筒28和絕緣桿罩38構(gòu)成的空間D46釋放。從開(kāi)口部A42排出的熱氣具有高溫并且包含被電弧熔融的噴嘴材料或電極材料的微粒。

絕緣桿34通常是在GFRP(玻璃纖維增強(qiáng)塑料)上涂覆耐消弧性氣體膜而構(gòu)成的，若熱氣直接噴吹絕緣桿34則有可能導(dǎo)致表面涂層焦糊而降低絕緣性能。另外，如果熱氣中所含的電極材料等的微粒在存在于遮斷部側(cè)連結(jié)銷33與絕緣桿34之間以及操縱桿側(cè)連結(jié)銷35與絕緣桿34之間的微小的間隙中發(fā)生熔融附著，則有可能阻礙順滑的遮斷動(dòng)作。

本實(shí)施例的氣體斷路器利用絕緣桿罩38阻擋熱氣直接向絕緣桿34噴吹，從而能夠防止絕緣桿34的絕緣性能降低。另外，通過(guò)防止在絕緣桿34和吹氣主軸32的連結(jié)部位上附著上述微粒，能夠?qū)崿F(xiàn)順滑的遮斷動(dòng)作。

另一方面，如以下所示，具有排氣筒28、絕緣桿罩38及隔離筒29的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，也有助于提高遮斷性能。

如圖3所示，向空間D46釋放的熱氣通過(guò)排氣筒28與絕緣桿罩38之間的間隙E47，向遮斷部的下游側(cè)即排氣筒28外流動(dòng)，但是當(dāng)間隙E47的截面積相對(duì)于空間D46的截面積足夠小時(shí)，則具有抑制熱氣從氣體通路41排出而提高吹氣缸31內(nèi)的壓力的效果。通過(guò)在遮斷動(dòng)作開(kāi)始時(shí)提高吹氣缸31內(nèi)的壓力而有助于提高遮斷性能。

隨著遮斷動(dòng)作繼續(xù)進(jìn)行，如圖4所示，當(dāng)固定電弧觸點(diǎn)14從喉管部45脫出而當(dāng)間隙E47變?yōu)樽銐虼髸r(shí)，則熱氣也會(huì)通過(guò)喉管部45流向固定電弧觸點(diǎn)14側(cè)而形成向固定側(cè)和可動(dòng)側(cè)分支的兩條熱氣流路。

在圖4的狀態(tài)下，從開(kāi)口部A42釋放的氣體向可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體22內(nèi)釋放，從可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體22的開(kāi)口部B43排出。絕緣桿罩38不會(huì)遮擋空間D46的出口，能夠形成無(wú)抑制的消弧性氣體流，因此能夠?qū)⒁螂娀《a(chǎn)生的熱氣順暢地排出，也能夠促進(jìn)可動(dòng)電弧觸點(diǎn)51的冷卻。

另外，在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，在遮斷動(dòng)作的后半，絕緣桿罩38向隔離筒29的內(nèi)側(cè)移動(dòng)。隔離筒29與絕緣桿罩38之間的間隙F48的面積與開(kāi)口部B43的面積相比足夠小而流路阻力大，能夠抑制熱氣向絕緣筒27內(nèi)側(cè)流入。由此能夠防止絕緣桿34及絕緣筒27被熱氣污染，從而能夠防止絕緣性能降低。

此外，在本說(shuō)明書中，將固定電弧觸點(diǎn)14從遮斷動(dòng)作開(kāi)始起在絕緣噴嘴53的喉管部45內(nèi)移動(dòng)的期間(即吹氣缸31內(nèi)的消弧性氣體的壓力上升的遮斷動(dòng)作的區(qū)間)稱為遮斷動(dòng)作前半。另外，將從固定電弧觸點(diǎn)14脫出到絕緣噴嘴53的喉管部45之外到遮斷動(dòng)作結(jié)束為止的期間稱為遮斷動(dòng)作后半。

實(shí)施例2

以下基于圖5對(duì)本發(fā)明的其它實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)于和實(shí)施例1相同的部分附加相同符號(hào)而省略其說(shuō)明。

在實(shí)施例2中，以使排氣筒28和隔離筒29的間隙長(zhǎng)度與絕緣桿罩38的軸向長(zhǎng)度大致相等的方式使排氣筒28加長(zhǎng)，在排氣筒28的側(cè)面設(shè)置排氣孔C44。

如圖5所示，在使排氣筒28加長(zhǎng)的構(gòu)造中，絕緣桿罩38從排氣筒28脫出之后就立即進(jìn)入到隔離筒29中，因此能夠遮擋熱氣向絕緣筒27側(cè)的流動(dòng)。由此能夠防止絕緣筒27及絕緣桿34的絕緣性能降低。

此外，僅通過(guò)簡(jiǎn)單地使排氣筒28伸長(zhǎng)，則存在排氣筒28內(nèi)的空間D46內(nèi)積存的熱氣無(wú)法釋放、排氣筒28內(nèi)的溫度顯著上升而使遮斷性能降低的風(fēng)險(xiǎn)。與此對(duì)照，通過(guò)在排氣筒28的側(cè)面設(shè)置排氣孔C44而在遮斷動(dòng)作的途中將排氣筒28內(nèi)的空間D46內(nèi)積存的熱氣從側(cè)面的排氣孔C44釋放，從而能夠防止遮斷性能降低。

以上的說(shuō)明是舉出機(jī)械吹氣式的氣體斷路器的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明對(duì)于雙室熱吹氣型的氣體斷路器也當(dāng)然適用，在適用于雙室熱吹氣型的氣體斷路器的情況下也能夠收到上述效果。

符號(hào)說(shuō)明

1—絕緣罐；2—機(jī)構(gòu)殼；10—固定側(cè)遮斷部；11—固定側(cè)通電導(dǎo)體；12—固定側(cè)主電路導(dǎo)體；13—固定電弧觸點(diǎn)基座；14—固定電弧觸點(diǎn)；15—固定主觸點(diǎn)；21—可動(dòng)側(cè)通電導(dǎo)體；22—可動(dòng)側(cè)主電路導(dǎo)體；23—滑動(dòng)用觸點(diǎn)；24—固定活塞；25—吹氣缸支撐用滑動(dòng)引導(dǎo)部；26—吹氣主軸支撐用滑動(dòng)引導(dǎo)部；27—絕緣筒；28—排氣筒；29—隔離筒；30—遮斷部可動(dòng)部分；31—吹氣缸；32—吹氣主軸；33—遮斷部側(cè)連結(jié)銷；34—絕緣桿；35—操縱桿側(cè)連結(jié)銷；36—操縱桿；37—主軸；38—絕緣桿罩；41—?dú)怏w通路；42—開(kāi)口部A；43—開(kāi)口部B；44—排氣孔C；45—喉管部；46—空間D；47—間隙E；48—間隙F；51—可動(dòng)電弧觸點(diǎn)；52—絕緣罩；53—絕緣噴嘴；54—可動(dòng)主觸點(diǎn)；61—銷部；62—絕緣桿罩支撐部A；63—內(nèi)螺紋零件；64—外螺紋零件；65—絕緣桿罩支撐部B。