开关的制作方法
【专利摘要】一种开关包括：第二导体；第二可动电极，所述第二可动电极设置在第二气密空间中，以便能够沿着第一方向运动，所述第二可动电极沿着所述第一方向与固定电极分离开，并且能够沿着与第一方向相反的第二方向运动；相对电极，所述相对电极可滑动地设置在固定电极中，以面向第二可动电极，以便分别在断开状态与第二可动电极断开以及在接通状态与第二可动电极接触；第二驱动器，所述第二驱动器产生驱动力并且使得第二可动电极在实施断开操作时沿着第一方向运动；和驱动力传递机构，所述驱动力传递机构使得当第二驱动器产生用于使得第二可动电极沿着第一方向运动的驱动力时通过将用于运动的驱动力的方向转向成与第二可动电极的运动方向相反的第二方向而使相对电极沿着第二方向运动。
【专利说明】开关
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并且要求在2013年9月20日提交的先前日本专利申请^0.2013-195042的优先权；其全部内容在此以援引的方式并入本发明。
【技术领域】
[0003]在此描述的实施例整体涉及一种开关。
【背景技术】
[0004]当用于中断故障电流的针对高压的开关在中断电流时必须满足以下两个事项。
[0005]—个是确保在断开之后在非常短的时间内熄灭在触头之间产生的电弧。另一个事项是在灭弧之后触头之间的瞬变恢复电压快速升高时防止介电击穿。
[0006]近年来，已经广泛采用了一种这种类型的吹气式开关，其中，具有可连接/可分离触头的断路器部件容置在压力容器中，在所述压力容器中密封有作为绝缘气体的气体，并且绝缘气体在中断操作时喷向触头，以便熄灭电弧。在这种类型中，必须利用单个断路器达成上述两个事项。
[0007]另一方面，已经研发了一种这种类型的开关，所述开关通过连接这样的断路器部件来实现故障电流的中断，所述断路器部件中的每一个专门满足上述两个事项中的一个。即，这种类型的开关具有多个断路器部件并且将职责分别分配给相应的断路器部件。通过分隔开压力容器的内空间、将灭弧性能优越的断路器部件和绝缘性能卓越的断路器部件分别容纳在空间中的一个部分和另一部分中以及串联电连接两个断路器部件而形成这种开关。
[0008]在其中联接分别专门负责上述中断职责的断路器部件的开关中，断路器部件中的每一个均具有其自有可连接/可分离的触头，通过单个操作部件(致动器)实施所有触头的中断操作和传导操作，使得施加到操作部件的负荷较大。
[0009]造成施加到操作部件的负荷较大的原因不仅仅是增加了实施中断/传导操作的触头的数量，还包括因用于将单个操作部件的驱动力传递到多个触头的结构所造成的损耗。因为操作部件设置在布置有触头的压力容器的外侧上，所以也增加了包括旋转操作杆和连杆机构的传递部件的数量，以便为了将驱动力传递到容器中的触头。因此，用于将操作部件的驱动力传递到触头的结构的重量也增大了。
[0010]因此，大驱动力是必须的，并且限制了操作部件的种类和尺寸。当操作能量不能较大时，存在这样的劣势，即，中断时间变长。
【发明内容】
[0011]根据这个实施例的气体开关的目的是提供这样的开关，所述开关能够容易地实现高压开关所需的中断职责并且其中断时间较短。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是图解了根据第一实施例的开关的总体结构的截面图并且示出了接通状态；
[0013]图2是图解了图1中的开关的连杆机构的示例的视图；
[0014]图3是图解了处于断开状态中的第一实施例的开关的视图；
[0015]图4是图解了第二实施例的开关的电磁排斥操作部件的结构的视图并且图解了实施接通操作时位置的状态；
[0016]图5是图解了当图4中的电磁排斥操作部件实施断开操作时可动部件停止的位置的状态的视图。
【具体实施方式】
[0017]根据一个实施例，开关包括气密容器、绝缘隔离件、固定电极、第一导体、第二导体、第一可动电极、第二可动电极、相对电极、第一驱动器、第二驱动器和驱动力传递机构。
[0018]气密容器填充有绝缘介质。绝缘隔离件将气密容器分隔成第一气密空间和第二气密空间。
[0019]固定电极穿过并且固定到绝缘隔离件。第一导体被引入到第一气密空间中。
[0020]第二导体引入到第二气密空间中。
[0021]第一可动电极可动地设置在真空容器中以便抵靠固定电极/与固定电极分离，并且直接或者经由另一个构件连接到第一导体，所述真空容器布置在第一气密空间中。
[0022]第二可动电极设置在第二气密空间中以便能够沿着第一方向运动而与固定电极间隔开以及沿着与第一方向相反的第二方向运动，而且直接或者经由另一个构件连接到第二导体。
[0023]相对电极可滑动地设置在固定电极中，以面向第二可动电极以便在断开状态下与第二可动电极断开(分离或者分开)并且以便在接通状态中下与第二可动电极相接触。
[0024]当断开第一导体和第二导体之间的电路时，第一驱动器产生驱动力并且使得第一可动电极运动，以便从使得第一可动电极与固定电极断开(分离或者分开)。
[0025]当实施断开操作时，第二驱动器产生驱动力并且使得第二可动电极沿着第一方向运动。
[0026]当第二驱动器产生驱动力使得第二可动电极沿着第一方向运动时，驱动力传递机构通过使得用于运动的驱动力的方向转向成与第二可动电极的运动方向相反的第二方向而使得相对电极沿着第二方向运动。
[0027]【第一实施例】
[0028](整体结构)
[0029]在下文中，将参照图1至图3描述这个实施例的开关的结构。
[0030]图1和图2是图解了这个实施例的气体断路器的结构的剖视图。
[0031]注意的是，图1图解了这样的状态，在所述状态中，开关处于电流传导状态，而图3图解了开关处于电流中断状态的状态。
[0032]这个实施例的开关具有多个触头，所述多个触头串联电连接，通过连接/分离所述触头，所述开关在电流传导状态和电流中断状态之间切换。
[0033]这个实施例的开关包括:压力容器1、2，所述压力容器由接地金属、绝缘件等制成；多个(在此为两个)触头部件7、9，所述触头部件7、9具有成对的触头，所述成对的触头可接触/可分离；绝缘隔离件3，所述绝缘隔离件3将压力容器1、2的内部分隔成这样的空间，所述空间的数量与触头部件的数量相同(在此为两个)；和隔离件电极6，所述隔离件电极6穿过绝缘隔离件3并且固定到绝缘隔离件3。
[0034]压力容器1、2是圆筒状容器，所述圆筒状容器均具有作为底部的一个表面和打开的相对表面并且沿着打开端部部分具有凸缘部分。
[0035]压力容器1、2形成气密容器。压力容器1、2的相面对的凸缘部分跨过绝缘隔离件3被紧固在一起。
[0036]触头部件7的触头容纳在压力容器1中。
[0037]触头部件9的触头容纳在压力容器2中并且串联电连接到固定到绝缘隔离件3的隔离件电极6。
[0038]注意的是，在下文中，为了便捷，术语“固定电极”有时这样使用:包括隔离件电极
6、下文所述的连接到隔离件电极6的真空阀8和支撑部件65的固定侧电极11。
[0039]作为第一导体的导体24被引入到压力容器1中，以便向着触头部件7延伸。
[0040]导体24电连接到触头部件7的触头。
[0041]作为第二导体的导体28被引入到压力容器2中，以便向着触头部件9延伸。导体28电连接到触头部件9的触头。
[0042]当开关处于传导状态中时，从导体24引出电流。
[0043]从导体24引出的电流相继通过触头部件7的触头、隔离件电极6和触头部件9的触头被引出至导体28。
[0044]此外，当开关处于中断状态中时，触头部件7、9的触头断开并且因此中断电流。
[0045]在下文中，将详细描述这个实施例的开关的结构。
[0046](详细结构)
[0047](内部空间101、10?
[0048]由压力容器1、绝缘隔离件3等形成内部空间101(第一气密空间)，由压力容器2、绝缘隔离件3等形成内部空间102 (第二气密空间)。
[0049]内部空间101、102皆处于气密状态，并且在这个实施例中处于完全气密状态。这种内部空间101、102填充有绝缘介质。
[0050]作为绝缘介质，例如可以使用六氟化硫气体($6)气体、二氧化碳、氮气、干燥空气或者这些气体的混合气体、绝缘油，等。
[0051]在这个实施例中，填充气体。顺便提及，内部空间101和内部空间102的压力根据需要可以相同或者不同。
[0052]在这个实施例中，内部空间101中的气体的压力既不高于内部空间102中的气体的压力也不低于大气压力。
[0053](触头部件7)
[0054]触头部件7是真空触头部件并且通过利用卓越的绝缘强度和高真空的灭弧性质中断电流，在所述触头部件中，电极在高真空度条件下容纳在真空容器中。
[0055]在下文中，认为触头部件7是真空触头部件7。
[0056]真空触头部件7包括:真空阀8，所述真空阀8具有触头；作为第一驱动器的操作部件29，所述第一驱动器驱动真空阀的触头；和联接部件32，所述联接部件32将操作部件29的驱动力传递到所述触头。
[0057]真空阀8的容器的一个端部由隔离件电极6支撑。
[0058]此外，真空阀8的容器的另一个端部固定到附接到真空容器1的支撑部件34。
[0059]结果，真空阀8固定在压力容器1中的预定位置。
[0060]真空阀8具有圆筒真空容器&1，其内部部件具有高真空度，并且真空容器&1被容纳在压力容器1中。
[0061]这种真空容器83是由例如玻璃、陶瓷等制成的绝缘圆筒体。
[0062]在真空容器83中，容纳有形成触头的成对的电极(固定侧电极11和可动电极14)以及波纹管31。
[0063]在真空阀8中，固定侧电极11和可动电极14布置成相互面对。
[0064]固定侧电极11固定并且连接到固定到绝缘隔离件3的隔离件电极6。
[0065]固定侧电极11和可动电极14可机械连接丨分离。
[0066]当开关从传导状态进入中断状态时，可动电极14与固定侧电极11分离，并且在两个电极11、14之间产生电弧。
[0067]可动电极14具有面向固定侧电极11的一个端部和穿过真空容器&!的壁表面并且从壁表面伸出的另一个端部。
[0068]可动电极14可动地设置，以便抵接固定侧电极11/与固定侧电极11分离，并且直接或者经由传导支撑部件21 (另一个部件)连接到导体24。
[0069]波纹管31设置在真空容器&!的内壁表面的这样的位置处，在所述位置处，可动电极14穿过真空容器&!的壁表面。
[0070]波纹管31可扩展/可收缩并且即使可动电极14与固定侧电极11连接/分离时也保持真空容器如内部的气密性。
[0071]操作部件29布置在真空容器1的外侧并且通过使得可动电极14运动，操作部件能够使得可动电极14与固定侧电极11连接/分离。
[0072]操作部件29由来自控制装置70的控制信号控制驱动并且产生驱动力，所述控制装置70安装在开关外侧。
[0073]操作部件29凭借产生的驱动力在一条直线上推动/拉动可动电极14，使得可动电极14与固定侧电极11连接丨分离。
[0074]当断开第一导体24和第二导体28之间的电路时，操作部件29沿着这样的方向产生驱动力，以便拉动操作杆15(图1中的左侧方向)以使得可动电极14运动，以致可动电极14与固定侧电极11分离。
[0075]联接部件32设置在操作部件29和可动电极14之间。联接部件32由绝缘构件制成的杆状绝缘杆13和由传导构件制成的杆状操作杆15构成。
[0076]绝缘杆13和操作杆15布置成与固定侧电极11和可动电极14同轴。
[0077]绝缘杆13具有连接到可动电极14的一个端部和连接到操作杆15的另一个端部。
[0078]操作杆15从绝缘杆13穿过压力容器1的壁表面，延伸至压力容器1的外侧并且连接到操作部件29。
[0079]在压力容器1的壁表面的操作杆15穿过的部分上设置有具有未示出的弹性填料的密封部件16。
[0080]即使当操作杆15滑动接触密封部件16的填料时，内部空间101也保持气密。
[0081]在这个实施例中，操作部件29的驱动力被传递到可动电极14。
[0082](触头部件9)
[0083]作为触头部件9，可以使用吹气式气体触头部件或者非吹气式气体触头部件。
[0084]吹气式气体触头部件具有:形成触头的电极；压气缸，所述压气缸聚集压力，用于将绝缘气体喷向电弧；和喷嘴，所述喷嘴将绝缘气体的喷射引至电弧。
[0085]在中断操作和传导操作中，操作部件驱动与电极联动的这些构件。
[0086]另一方面，非吹气式气体触头部件不具有这种压气缸或者喷嘴。
[0087]这个实施例的触头部件9是非吹气类型的气体触头部件，所述气体触头部件的介电强度高于真空触头部件7并且能够高速驱动。
[0088]在下文中，认为触头部件9是气体触头部件9。
[0089]气体触头部件9包括:触头10 ;驱动力传递机构36，所述驱动力传递机构36传递驱动力；电极座33，所述电极座33将驱动力传递机构36的驱动力传递到触头(尤其是相对触头18);和支撑部件65，所述支撑部件65固定到隔离件电极6，以便在允许电极座33运动的同时支撑电极座33。
[0090]气体触头部件9的触头10由成对的电极(作为第二可动电极的可动电极12和相对电极18)构成，所述成对的电极布置成在压力容器2中彼此面对。
[0091]这种触头10是这样的触头，在所述触头中，接触部分的面积和在断开时的分离距离皆大于在真空触头部件7的真空阀8的触头中的接触部分面积和分离距离并且其介电强度高于真空阀8的触头所具有的介电强度。
[0092]可动电极12在滑动的同时由支撑部件35可动地支撑。
[0093]可动电极12设置在压力容器2的内部(在第二气密空间中)，以便能够沿着第一方向(图1中的右侧方向)和与第一方向相反的第二方向运动，沿着所述第一方向，可动电极12与隔离件电极6分离开。
[0094]可动电极12经由传导支撑部分25(另一个构件)电连接到导体28。
[0095]在导体28和传导支撑部分25构成一体的情况中，可动电极12直接连接到导体28。
[0096]相对电极18在面向可动电极12并且在支撑部件65的内表面上滑动的同时可动地设置，以便在断开状态中与可动电极12分离而在接通状态中与可动电极12相接触，所述支撑部件65呈大体C状并且固定到隔离件电极6。
[0097]S卩，相对电极18可机械连接可动电极12/与可动电极12可机械分离。
[0098]相对电极18设置在电极座33上并且电极座33经由驱动力传递机构36联接到绝缘操作杆61。
[0099]绝缘操作杆61和电极座33能够因作为第二驱动器的操作部件329的驱动力联动运动。
[0100]与绝缘操作杆61的因操作部件329的驱动力的轴向运动联动地，相对电极18和可动电极12机械连接/分离。
[0101]电极座33具有平板状并且所述相对电极18固定到其中心部分。
[0102]电极座33由支撑部件65可滑动地支撑。电极座33的两个端部连接到绝缘操作杆61。
[0103]驱动力传递机构36连接到联接杆131所述联接杆133连接到绝缘杆313。
[0104]驱动力传递机构36包括:连杆机构60，所述连杆机构60使得联接部件332的运动方向转向成相反的方向；和绝缘操作杆61，所述绝缘操作杆61连接到连杆机构60。
[0105]当操作部件329产生驱动力，以使得可动电极12沿着第一方向运动时，驱动力传递机构36使得驱动力的方向转向成与可动电极12的运动方向相反的方向，以便使得相对电极18运动。
[0106]即，可动电极12和相对电极18通过连杆机构60沿着相反的方向同时运动。
[0107]联接杆133是具有大体十字状截面的构件。
[0108]联接杆13&的十字状的一个棒沿着与绝缘杆313和可动电极12同轴的方向(在附图中为左右方向)延伸并且其一个端部连接到绝缘杆313而其另一个端部连接到可动电极12。
[0109]联接杆133的十字状的另一根棒沿着垂直于绝缘杆313和可动电极12的轴向方向的方向(附图中上下方向)延伸并且其两个端部均连接到连杆机构60。
[0110]如图2所示，连杆机构60包括这样的机构，所述机构在联接杆133和绝缘操作杆61之间传递来自操作部件329的驱动力而且将关于联接杆133的驱动力的方向转向成相反的方向。
[0111]准确地，连杆机构60包括:多个连杆构件66，所述多个连杆构件66通过接头结构传递驱动力；自由端部6(3，连杆构件6)3由销可枢转连接在所述自由端部6(3处；和固定点63，所述固定点63各个均用于使得连杆构件66中的一个构件在作为支点的预定位置上枢转。
[0112]连杆构件6)3由通过例如销连接的多个杆状构件构成。连杆构件6)3的一侧端部连接到联接杆133而另一个端部连接到绝缘操作杆61。
[0113]由传导支撑部分25支撑作为支点的固定点63并且固定点在连杆构件66运动时作为支点。
[0114]连杆构件6)3设置成能够在固定点63上枢转。
[0115]在这个示例中，当沿着联接杆133与隔离件电极6分开的箭头八方向(第一方向)拉动联接杆133时，绝缘操作杆61沿着与箭头八方向相反的箭头8的方向(第二方向)运动(推出)。
[0116]绝缘操作杆61是这样的构件，所述构件将自连杆机构60的传递来的驱动力传递到电极座33。
[0117]绝缘操作杆61是杆状构件并且它们的一侧端部连接到连杆机构60。
[0118]绝缘支撑部分26和传导支撑部分25设置成居中。
[0119]在传导支撑部分25和可动电极12之间设置有由传导构件制成的传导触头25^以便电连接传导支撑部分25和可动电极12。
[0120]另一方面，相对电极18制成通过电极座33可在支撑部件65上滑动。
[0121]顺便提及，还在电极座33和支撑部件65之间设置有由传导构件制成的传导触头25^1(未示出)，以便电连接所述电极座33和支撑部件65。
[0122]操作部件329伸出地布置在压力容器2的外侧(侧壁)上并且使得可动电极12和相对电极18同时运动，以便使得可动电极12和相对电极18连接丨分离。
[0123]操作部件329由来自控制装置70的命令信号控制驱动并且产生驱动力，所述控制装置70安装在开关的外侧。
[0124]通过产生的驱动力，操作部件329使得可动电极12和相对电极18在直线上相互靠近或者相互分开，使得可动电极12和相对电极18高速连接/分离。
[0125]当断开导体24和导体28之间的电路时，操作部件329沿着这样的方向产生驱动力使得拉动操作杆315(图2中示出的箭头八方向)，并且运动，以便使得可动电极12和相对电极18分尚。
[0126]同时，操作部件329的驱动力经由驱动力传递机构36转换成沿着这样方向的驱动力以便推动电极座33 (图2中示出的箭头8方向)，并且操作部件329运动，以便使得相对电极18与可动电极12分开。
[0127]在操作部件329和可动电极12之间还设置有支撑部件35和联接部件332。
[0128]联接部件332由绝缘构件制成的杆状绝缘杆313和由传导构件制成的杆状操作杆315构成。
[0129]绝缘杆313和操作杆315布置成与相对电极18和可动电极12同轴。
[0130]绝缘杆313的一个端部经由驱动力传递机构36的联接杆133连接到可动电极12并且其另一个端部连接到操作杆315。
[0131]操作杆315从绝缘杆313穿过压力容器2的壁表面，延伸到压力容器2的外侧并且连接到操作部件329。
[0132]在压力容器2的壁表面的操作杆315所穿过的部分上设置有具有未示出的弹性填料的密封部件316。
[0133]即使当操作杆315与密封部件316的填料滑动接触时，内部空间102也保持气密。
[0134]在这个实施例中，操作部件329的驱动力被传递到可动电极12和相对电极18。
[0135](传导状态)
[0136]接下来，将描述第一实施例的开关的操作。
[0137]图1和图2中图解的开关的状态是允许电流通过开关的传导状态。
[0138]在这个传导状态中，使得电流从压力容器1侧上的导体24流动。
[0139]这种电流被弓|出导体24，相继抵达传导支撑部件21、可动电极14、固定侧电极11、隔离件电极6、支撑部件65、相对电极18、可动电极12、传导触头253、传导支撑部分25和导体28。
[0140](中断操作)
[0141]当实施中断操作时，控制装置70向操作部件29和操作部件329分别输出执行电流中断的命令信号。
[0142]当从控制装置向操作部件29输出用于电流中断的命令信号时，操作部件29产生沿着这样方向的驱动力以便断开真空阀8的触头，并且凭借这种驱动力，可动电极14与固定侧电极11分离，使得启动电流中断。
[0143]此外，当从控制装置70向操作部件329输出用于电流中断的命令信号时，驱动力经由驱动力传递机构36从操作部件329传递到相对电极18和可动电极12，使得两个电极操作以相互分开。
[0144]结果，在真空触头部件7和气体触头部件9中实施电流中断。图3图解了这样的状态，在所述状态中，真空触头部件7和气体触头部件9均处于断开状态中。
[0145](I)关于可动电极14的运动
[0146]操作部件29基于用于电流中断的命令信号将沿着这样方向的驱动力施加到操作杆15，以便使得可动电极14与固定侧电极11分开(沿着图中的向左方向)。
[0147]凭借操作杆29的驱动力，操作杆15沿着这样的方向运动，以便与固定侧电极11断开(沿着图中的左侧方向)。
[0148]因为可动电极14与操作杆15联动操作，所以真空阀8的可动电极14与固定侧电极11分离开。
[0149]在上述过程中，在固定侧电极11和可动侧电极14之间产生电弧，所述电弧由主要从电极蒸发的电子和金属颗粒制成，但是因为在真空容器8a内部具有高真空度，所以形成电弧的物质扩散开并且不能保持其形状，以熄灭。
[0150]结果，中断流动电流。
[0151]顺便提及，真空阀8包括波纹管31，所述波纹管31的耐高压性欠佳，并且内部空间101中的气体的压力设置成既不高于内部空间102中的气体压力也不小于大气压力的压力，波纹管31能够承受所述压力。
[0152]结果，在确保内部空间102的触头处的介电强度的同时保护内部空间101中的波纹管31。
[0153](2)关于相对电极18的运动
[0154]操作部件329根据来自控制装置70的电流中断的命令信号经由驱动力传递机构36沿着这样的方向施加驱动力，以便使得相对电极18与可动电极12 (附图中的左侧方向)断开，所述驱动力传递机构36与操作杆315联动地操作。
[0155]操作部件329将沿着拉动联接杆13a的方向(附图中的右侧方向)的驱动力经由联接部件332和支撑部件35传递至驱动力传递机构36。
[0156]驱动力传递机构36通过连杆机构60将这种驱动力的方向(这将称作第一方向)(在图2中用箭头A表示)转变成相反的方向(这将称作第二方向)(图2中用箭头B表示)并且将被转向的驱动力经由绝缘操作杆61传递到电极座33。
[0157]结果，固定到电极座33的相对电极18沿着这样的方向运动，以便与可动电极12分离开，即，沿着断开方向(附图中的左侧方向)。
[0158]相对电极18和可动电极12沿着相反的方向(反向)运动，以便高速断开，使得能够在短时间内断开触头。
[0159]在这个中断处理中，内部空间102中的电弧使得SF6气体产生了析出的气体。
[0160]这种析出的气体具有侵蚀设置在真空阀8上并且由绝缘体制成的真空容器8a的表面层的作用，但是因为真空容器8a容纳在气密密封的内部容器101中，所以不必担心在内部空间102中产生的析出的气体侵蚀真空容器8a。
[0161](效果)
[0162]如上所述，根据第一实施例，真空触头部件7在SLF中断职责中承担中断陡峭瞬时恢复电压的功能，具有高介电强度的气体触头部件9在BTF中断职责中承担中断高瞬时恢复电压的功能，这使得能够容易地实现两种中断职责。
[0163]注意的是，在这个实施例中还获得了以下效果。
[0164](1)因为这个实施例具有不同种类的触头部件，所以与具有单个触头部件的开关相比能够在更短时间内实施电流中断并且确保绝缘距离。
[0165](2)在这个实施例中，驱动力传递机构36布置在压力容器2内部，所述驱动力传递机构36将操作部件329的驱动力传递至相对电极18。
[0166]因此，与驱动力传递机构36布置在容器外侧的情况相比，能够简化驱动力传递机构36的结构。
[0167]因此，能够减小因驱动力传递机构36的结构复杂而导致的驱动力损耗。
[0168]结果，与操作部件329的驱动力由布置在压力容器2外侧的驱动力传递机构36传递到相对电极18的情况相比，能够减轻驱动力传递机构36的重量。
[0169]因此，即使当操作部件329的驱动力较小时，也能够在较短时间内实施电流中断并且确保绝缘距离。
[0170](3)触头部件7还具有联接部件32，所述联接部件32将操作部件29的驱动力传递到触头，并且操作部件29布置在压力容器1、2的外侧。
[0171]结果，操作部件29不会与在中断处理期间因电弧从气体产生的析出气体直接接触，并且能够防止析出气体侵蚀操作部件29。
[0172](4)多个触头部件中的至少一个触头部件形成为真空触头部件7，所述真空触头部件7具有真空阀8，所述真空阀8包括触头，并且所述多个触头部件中的至少一个触头部件形成为具有触头10的气体触头部件9，所述触头10的介电强度大于真空阀8的触头的介电强度。因此，在中断过程中，真空触头部件7在中断职责中承担中断陡峭的瞬时恢复电压的功能，高介电强度的气体触头部件9在81？中断职责中承担中断高瞬时恢复电压的功能，这使得能够容易实现两种中断职责。
[0173]因此通过提供至少一个真空触头部件7和至少一个气体触头部件9，能够通过相应的触头部件分别实现中断职责和81？中断职责。
[0174](5)此外，因为真空触头部件7的真空阀8是接触型触头，所以能够减轻可动电极14的重量。
[0175]结果，能够在非常短的时间内实施中断操作。因为这个实施例的气体触头部件9在相对电极18中不具有压气缸，所以与吹气式断路器相比能够减轻由操作部件329驱动的可动部件的重量。
[0176]结果，操作部件329能够高速驱动相对电极18，这能够极大地缩短确保绝缘距离所需的运动时间。
[0177]如上所述，与具有多个吹弧式断路器的传统开关相比，这个实施例的开关能够在非常短的时间内实施电流中断并且确保绝缘距离，这能够缩短中断之间。
[0178](6)因为这个实施例的开关具有这样的结构，在所述结构中，内部空间101和内部空间102气密密封，所以能够独立地将它们的压力设定成不同压力。
[0179]具体地，内部空间101中的气体的压力设定成既不高于内部空间102中的气体压力也不会低于大气压力。
[0180]结果，能够在确保内部空间102的触头处的介电强度的同时保护内部空间101中的波纹管31。
[0181]【第二实施例】
[0182](结构)
[0183]将参照图4和图5描述第二实施例
[0184]图4和图5是作为根据第二实施例的操作部件329的内部结构的示例的电磁排斥操作部件41的剖视图。
[0185]图4图解了当其接通触头部件(电流传导状态)时电磁排斥操作部件41的状态。
[0186]图5图解了当其断开触头部件(中断电流的状态)时电磁排斥操作部件41的状态。
[0187]第二实施例的基础结构与第一实施例的基础结构相同。
[0188]将仅仅描述与第一实施例的不同之处，并且与第一实施例的部件相同的部件将用相同的附图标记表示，并且将省略其详细描述。
[0189]在此，将描述作为操作部件329的内部结构的示例的电磁排斥操作部件41。假定驱动真空触头部件7的操作部件29的内部也具有相同的结构。
[0190]如图4所示，根据第二实施例的开关使用电磁排斥操作部件41作为真空触头部件7或者气体触头部件9的操作部件或者作为两者的操作部件。
[0191]这个电磁排斥操作部件41是使用电磁排斥力的触头驱动机构并且在触头的断开操作中具有高响应能力。
[0192]电磁排斥操作部件41具有机构箱42、高速断开部件201、滑触式机构部件202和保持机构部件203。
[0193]机构箱42是这样的箱，所述箱具有中空内部，其中，其一个端部表面开口并且端部表面的开口边缘固定连接到压力容器I的壁表面，密封部件316设置在壁表面上。
[0194]高速断开部件201、滑触式机构部件202和保持机构部件203的构件容纳在这个机构箱42中。
[0195]高速断开部件201包括支撑部件57、第一可动轴43和电磁排斥线圈44和排斥环45。
[0196]排斥环45与压力容器2相对地布置在电磁排斥线圈44上，以便面向电磁排斥线圈44。
[0197]排斥环45是由磁性材料制成的环形体，并且在其环形孔中装配有第一可动轴43，排斥环45固定到第一可动轴43的外周。
[0198]第一可动轴43是连接到操作杆315的杆状体。
[0199]第一可动轴43固定到排斥环45，以便穿过支撑部件57和电磁排斥线圈44的中央部分。
[0200]环状支撑部件57固定到机构箱42的内壁，并且支撑部件57支撑第一可动轴43，使得第一可动轴43能够运动。
[0201]支撑部件57是线圈固定部件，所述线圈固定部件直接或者经由另一个构件(机构箱42)将电磁排斥线圈44固定到压力容器2。
[0202]电磁排斥线圈44是多匝线圈并且设置在支撑部件57上，以便面向排斥环45。
[0203]控制装置70连接到电磁排斥线圈44，并且控制装置70将激励电流从例如设置在其中的电容器(0011(16118610供应到电磁排斥线圈44。
[0204]由这种激励电流激励电磁排斥线圈44，以便将电磁排斥力施加到排斥环45，使得驱动第一可动轴43。
[0205]具体地，控制装置70将因激励电磁排斥线圈44而产生第一可动轴43的推力作为驱动力传递到驱动力传递机构36，并且通过驱动力传递机构36使得第二可动电极12和相对电极18沿着这样的方向运动，以便使这些电极彼此断开，从而高速断开触头10。
[0206]滑触式机构部件202将高速断开部件201的电磁排斥力传递到保持机构部件203。
[0207]这种滑触式机构部件202包括:颈圈46，所述颈圈46装配到第一可动轴43 ；由绝缘材料制成的联接件47 ；滑触式弹簧48，所述滑触式弹簧48布置在颈圈46和联接件47之间；颈圈加压器49，所述颈圈加压器49按压颈圈46 ；和作为第一吸震器的吸震器50，所述吸震器50在第一可动轴43与其碰撞时减轻(或者吸收)震动。
[0208]联接件47是例如平板并且布置成面向颈圈46。
[0209]滑触式弹簧48各个均具有在将偏压力施加到颈圈46和联接件47的状态下连接到颈圈46的一个端部和连接到联接件47的另一个端部。
[0210]颈圈加压器49是圆筒状带有底部的本体。
[0211]颈圈加压器49固定到联接件47，以便包围颈圈46和滑触式弹簧48，并且其底部表面承担颈圈46的止动器的功能。
[0212]顺便提及，开口设置在颈圈加压器49的底部表面中，并且第一可动轴43可运动通过该开口。
[0213]吸震器50固定到联接件47并且减轻第一可动轴43的碰撞的震动。
[0214]即，吸震器50减轻在使得第一可动轴43运动而与第二可动轴5?直接或者经由作为另一个构件的联接件47碰撞时产生的力。
[0215]保持机构部件203由永磁体51、断开弹簧52、螺线管53、可动部件54、作为第二吸震器的吸震器55和保持机构箱56构成。
[0216]保持机构箱56固定到机构箱42的内部表面，并且在其内部容纳有永磁体51、断开弹簧52、螺线管53、可动部件54和作为第二吸震器的吸震器55。
[0217]可动部件54是磁性构件，永磁体51的吸引力作用在所述磁性构件上。可动部件54具有大体I状的横截面并且由作为第二可动轴5?的部分和作为弹簧加压器5仙的部分构成。
[0218]第二可动轴5?从保持机构箱56的开口延伸向第一可动轴43并且固定到联接件47。
[0219]第二可动轴5?被保持在机构箱42中，以便与第一可动轴43同轴而且能够独立于第一可动轴43沿着轴向方向运动。
[0220]永磁体51固定到保持机构箱56的第一可动轴42侧内表面，以便面向可动部件54的弹簧加压器54匕
[0221]永磁体51吸引可动部件54，以便保持这样的状态，在所述状态中，弹簧加压器5仙抵靠在永磁体51上(第一位置)(图4中示出的位置)。
[0222]利用这种结构，保持机构部件203通常将包括第二可动轴5?的可动部件54保持在第一位置(图4中示出的位置)处，在所述第一位置处，第二可动轴5?与第一可动轴43以预定的间隔分开。
[0223]永磁体51和可动部件54沿着这样的方向产生推力，使得被包括在真空阀8中的触头中的可动电极14或者包括在气体触头部件9中的触头中的相对电极18处于接通和接触状态中。
[0224]注意的是，在本说明书中，假定操作部件29和操作部件329是相同的机构。
[0225]断开弹簧52设置在可动部件54的弹簧加压器5仙和保持机构箱56的设置有永磁体51的壁表面之间，以便将偏压力施加到可动部件54。
[0226]将这样一种断开弹簧用作断开弹簧52中的每一个，在断开状态中，所述断开弹簧的偏压力大于真空阀8的自闭合力和永磁体51的吸引力的总和，在接通状态中，其偏压力小于作用在可动部件54上的永磁体51的吸引力。
[0227]螺线管53是由传导构件制成的绕组并且卷绕在可动部件54的支腿5?的根部以被固定。
[0228]控制装置70连接到螺线管53并且控制装置70将激励电流供应到螺线管53，以便激励螺线管53。
[0229]吸震器55固定到保持机构箱56的面向保持机构箱56的开口的内壁表面,并且与吸震器55碰撞的第二可动轴5?被保持在这个第二位置中(图5中示出了这个位置)。
[0230]具体地，在正常时间中，保持机构部件203将第二可动轴5?保持在第一位置中(图4)，在所述第一位置中，第二可动轴5?以预定间隔与第一可动轴43分开，并且当将沿着朝向第二可动轴5?的方向的推力施加到第一可动轴43时，保持机构部件203将第二可动轴5?保持在第二位置中(图5)，当两个可动轴相互接触时第二可动轴5?运动到所述第二位置。
[0231](中断操作)
[0232]将描述这个实施例的开关的中断操作的处理中的操作部件29、319〈电磁排斥操作部件41)的断开操作。
[0233]首先，在图4示出的接通状态中，在所述接通状态中，真空触头部件7中的固定侧电极11和可动电极14以及触头部件9的可动电极12和相对电极18相互接触，当将中断命令从上级控制系统输入到控制装置70时，控制装置70将电流供应到操作部件29的电磁排斥线圈44，以便激励电磁排斥线圈44。
[0234]结果，在操作部件29中，在排斥环45中产生电磁排斥力，使得可动电极14沿着分离方向(在下文中，称作真空触头部件7中的断开方向)高速实施断开操作。此外，相反的方向将称作经由第一可动轴43和联接部件32的接通方向。
[0235]此外，同时，在操作部件329中，相对电极18和可动电极12经由联接部件322和驱动力传递机构36沿着这样的方向高速实施断开操作，以便相互断开。
[0236]在电磁排斥操作部件41中，由于排斥环45的运动，第一可动轴43沿着断开方向运动，使得颈圈45压缩滑触式弹簧48并且与吸震器50碰撞。
[0237]此时，第一可动轴43经由滑触式弹簧48和吸震器50沿着断开方向推动联接件47，其中，吸震器50减小其沿着接通方向的复原程度。
[0238]另一方面，在第一可动轴43沿着断开方向推动联接件47之前从外部电源向保持机构部件203的螺线管53供应电流。
[0239]结果，沿着这样的方向激励螺线管53，以便消除永磁体51的磁通，使得作用在可动部件54上的永磁体的吸引力减小，并且通过断开弹簧52的偏压力沿着断开方向驱动可动部件54。
[0240]然后，颈圈加压器49经由联接件47抵靠在颈圈46上，使得可动部件54拉动作为一个单元的联接件47、颈圈加压器49和颈圈46而且还经由第一可动轴43使得可动电极12和相对电极18分尚开。
[0241]此后，通过第一可动轴43的惯性力和断开弹簧52的偏压力，断开可动电极12，直到提供了预定间隙，并且可动部件54与吸震器55碰撞为止。
[0242]由吸震器55吸收碰撞的震动并且可动部件54停止。
[0243]在图5中图解了可动部件54停止所处的位置的状态。
[0244]注意的是，预定间隙是相对电极18的触头和可动电极12的触头之间对于电流中断所必须的间隔(距离)。
[0245]在可动电极12和相对电极18之间的间隔成为预定间隙之后，停止将电流供应到电磁排斥线圈44和螺线管53，以便取消对它们的激励。
[0246]即使在这种取消之后，触头10仍然保持处于断开状态，这是因为断开弹簧52的偏压力大于触头10的自接通力和永磁体51的吸引力的总和。
[0247](传导状态)
[0248]在图1的传导状态中，固定侧电极11和可动电极12以预定负荷相互接触。
[0249]作用在可动部件54上的永磁体51的吸引力变得大于由滑触式弹簧48和断开弹簧52产生的断开力。
[0250]因此，凭借永磁体51的吸引力，可动部件54通过其弹簧加压器54b压缩断开弹簧52,抵靠在永磁体51上并且固定到永磁体51。
[0251]与此同时，凭借这种吸引力，可动电极12经由第一可动轴43抵靠在相对电极18上并且通过滑触式弹簧48将偏压力施加到所述可动电极12。
[0252]因此，相对电极18和可动电极12因永磁体51的作用在可动部件54上的吸引力和滑触式弹簧48的负荷而相互接触，使得保持传导状态(接通状态)。
[0253](效果)
[0254]根据这个实施例的开关除了与第一实施例的效果和操作相同的效果和操作之外呈现出以下操作和效果。
[0255]在这个实施例中，操作部件是电磁排斥操作部件41。在真空触头部件7中，因为作为电流中断所必需的可动电极14的触头的运动距离的行程较短并且其可动构件轻质，所以在断开操作中获得高响应性，这能够进一步缩短电流中断时间。
[0256]特别地，在这个实施例中，因为电磁排斥操作部件41设置有高速断开部件201，所述高速断开部件201由电磁排斥线圈44、固定电磁排斥线圈44的支撑部件57和设置成面向电磁排斥线圈44的排斥环45构成，所以与其驱动源是弹簧力或者液压压力的操作部件相比，电磁排斥操作部件41的实施断开操作的驱动力因作用在被激励的电磁排斥线圈44和排斥环45之间的电磁排斥力而非常快速升高并且能够获得非常高的响应性。
[0257]因此，针对陡峭瞬时恢复电压获得卓越SLF中断性能。
[0258]此外，推力产生机构设置在电磁排斥操作部件41中，所述推力产生机构将致使电极相互抵靠的力(推力)施加到气体触头部件9的触头10。
[0259]准确地，推力产生机构包括:由磁性材料制成的可动部件54，所述可动部件54经由联接件47、颈圈加压器49、颈圈46等间接连接到第一可动轴43 ；和永磁体51。
[0260]结果，永磁体51的吸引力作用在可动部件54上，使得弹簧加压器5仙压靠在保持机构箱56的侧壁上，并且特别地，滑触式弹簧48致使可动部件54和第一可动轴43沿着接通方向恒定产生预定推力，并且因此能够保持可动电极12和相对电极18的接合状态(接触状态)。
[0261]【其它实施例】
[0262](1)例如，在第一实施例中，在中断处理中，通过操作部件29、329的驱动力，可动电极14与固定侧电极11分离开并且同时相对电极18和可动电极12相互分离开，但是首先，相对电极18和可动电极12相互分离开的定时可以比可动电极14与固定侧电极11分离开的定时晚。
[0263]例如，通过使得真空阀8中的可动电极14与固定侧电极11分离开来中断流动的电流，并且继而，通过使得在气体触头部件9中的相对电极18和可动电极12分离开可以确保可动电极12和相对电极18之间的绝缘距离。
[0264](2)在第二实施例中，保持机构部件203的可动部件54经由滑触式机构部件202间接连接到高速断开部件202的可动轴43，但是可动部件54可以直接连接到可动轴43。
[0265](3)此外，作为操作部件，可以使用其它类型的操作部件。
[0266]例如，直线电动机可以设置在容器外侧的操作部件中；并且可以使用直线操作部件，所述直线操作部件通过使用其磁力的相互作用实施断开/接通操作。
[0267]直线操作部件呈现出了居于其驱动源是弹簧力或者液压压力的操作部件的性能和其驱动源是电磁排斥力的第二实施例的电磁排斥操作部件41的性能中间的中间性能。
[0268]即，与电磁排斥操作部件41相比，驱动力的升高程度稍低，但是与其驱动源是弹簧力或者液压压力的操作部件相比，其驱动力升高足够快。
[0269]此外，通过加倍地提供多个永磁体以形成外部永磁体和内部永磁体可以形成这样的磁体结构，所述磁体结构与电磁排斥操作部件41相比具有更大的磁化能；还可以增加所述磁体的数量或者增加电磁排斥线圈的匝数。在这种情况中，能够容易地增加驱动能量的大小。
[0270]因此，这个实施例的直线操作部件在触头部件要求相对较长的行程和高响应性的情况中是适当的操作部件。
[0271]气体触头部件9要求这种性能，并且因此，通过将这个实施例的直线操作部件应用到气体触头部件9，在断开操作中获得高响应性，这使得能够获得进一步缩短中断时间的开关。
[0272]结果，气体触头部件9的具有高介电强度的触头10承担施加到开关的电压的大部分的功能，这能够提高开关的耐压性能。
[0273]尽管已经描述了特定实施例，但是仅仅以示例的方式呈现了这些实施例并且这些实施例并不旨在限制本发明的范围。实际上，在此描述的新颖的实施例可以以多种其它形式来实施。而且，可以在不背离本发明的精神的条件下省略、替代和改变在此描述的实施例的形式。附属权利要求和其等效物旨在涵盖处于本发明的范围和精神范围内的这种形式或者修改方案。
【权利要求】
1.一种开关，包括: 气密容器，所述气密容器填充有绝缘介质； 绝缘隔离件，所述绝缘隔离件将所述气密容器分成第一气密空间和第二气密空间； 固定电极，所述固定电极穿过绝缘隔离件并且固定到绝缘隔离件； 第一导体，所述第一导体被引入到所述第一气密空间中； 第二导体，所述第二导体被引入到所述第二气密空间中； 第一可动电极，所述第一可动电极直接或者经由另一个构件连接到所述第一导体，所述第一可动电极能够运动地设置在布置在所述第一气密空间中的真空容器中，以便抵靠在所述固定电极上和/或与所述固定电极分离； 第二可动电极，所述第二可动电极直接或者经由另一个构件连接到所述第二导体，所述第二可动电极设置在所述第二气密空间中，以便能够沿着第一方向运动以变得与所述固定电极分开，并且能够沿着与所述第一方向相反的第二方向运动； 相对电极，所述相对电极能够滑动地设置在所述固定电极中，以面向所述第二可运动电极，以便在断开状态从所述第二可动电极穿过以及以便在接通状态与所述第二可动电极相接触； 第一驱动器，所述第一驱动器构造成产生驱动力，用于使得所述第一可动电极运动，以便当断开所述第一导体和所述第二导体之间的电路时使得所述第一可动电极从所述固定电极穿过； 第二驱动器，所述第二驱动器构造成产生驱动力并且当实施断开操作时使得所述第二可动电极沿着所述第一方向运动；和 驱动力传递机构，所述驱动力传递机构构造成:当所述第二驱动器产生用于使得所述第二可动电极沿着所述第一方向运动的驱动力时，通过使得所述用于运动的驱动力的方向转向成与所述第二可动电极的运动方向相反的第二方向而使所述相对电极沿着所述第二向 。
2.根据权利要求1所述的开关， 其中，所述第二驱动器包括: 线圈； 线圈固定部件，所述线圈固定部件将所述线圈直接或者经由另一个构件固定到所述气密容器； 磁体，所述磁体布置在所述线圈的与所述气密容器相反的一侧上，以面向所述线圈；和第一可动轴，所述第一可动轴固定到面向所述线圈的所述磁体，以便穿过所述磁体和所述线圈；并且 其中，设置控制装置，所述控制装置将作为驱动力的通过激励线圈产生的第一可动轴的推力传递到所述驱动力传递机构并且使得所述第二可动电极和所述相对电极分离开。
3.根据权利要求2所述的开关， 其中，所述控制装置使得所述第一驱动器和所述第二驱动器产生所述驱动力的产生定时同步。
4.根据权利要求2所述的开关， 其中，所述第二驱动器包括: 机构箱； 第二可动轴，所述第二可动轴保持在机构箱中，以便与所述第一可动轴共轴并且以便能够独立于所述第一可动轴而沿着轴向方向运动； 保持机构部件，所述保持机构部件在通常时间内将所述第二可动轴保持在第一位置处，在所述第一位置处，所述第二可动轴以预定间隔与所述第一可动轴分开，并且当将沿着朝向所述第二可动轴的方向的推力施加到所述第一可动轴时，所述保持机构部件将所述第二可动轴保持在第二位置处，当使得所述第一和第二可动轴相互接触时所述第二可动轴运动至所述第二位置。
5.根据权利要求4所述的开关， 其中，所述第二驱动器包括第一吸震器，所述第一吸震器布置在所述第一可动轴和所述第二可动轴之间，以便提供所述预定的间隔并且吸收当所述第一可动轴与所述第二可动轴直接或者经由另一个构件碰撞时而产生的力。
6.根据权利要求5所述的开关， 其中，所述第二驱动器包括第二吸震器，所述第二吸震器固定在所述保持机构部件的第二位置处并且吸收在所述第二可动轴碰撞时产生的力。
7.根据权利要求1所述的开关， 其中，所述绝缘介质是气体。
【文档编号】H01H33/666GK104465201SQ201410482387
【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】杉山宏之, 网田芳明, 安藤正将 申请人:株式会社东芝