專利名稱：真空絕緣開關(guān)裝置的真空排氣元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)有真空排氣元件的真空絕緣開關(guān)裝置。
當(dāng)降至10-4Torr以下時(shí)，真空開關(guān)的斷路性能將極劇下降。其真空壓力改變的原因包括由于出現(xiàn)裂紋而引起的真空泄漏，或者吸附在金屬·絕緣體上的氣體分子的釋放，以及氛圍氣體的穿透等。隨著真空開關(guān)的高電壓化而真空容器尺寸日益增大，不能忽視吸附氣體的釋放及氛圍氣體的穿透現(xiàn)象。
據(jù)日本特開昭51-130873號(hào)公報(bào)記載，雖然安裝了自真空容器一部分向外凸出的真空排氣元件，但因該元件被設(shè)置在了外加電壓的區(qū)域內(nèi)，所以其電源內(nèi)部需要增加絕緣變壓器，這樣便加大了裝置的外型尺寸。
本發(fā)明之目的在于提供一種體積小，和在保養(yǎng)和檢修時(shí)安全的真空絕緣開關(guān)裝置的真空排氣元件。
為達(dá)到前述目的，依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案，提供一種在真空容器內(nèi)配置了與一側(cè)電極接觸分離的另一側(cè)的電極，與兩電極相連的桿伸向真空容器外的真空絕緣開關(guān)裝置的真空排氣元件，真空排氣元件由如下部分組成自接地的真空容器的一部分向外凸出的突出部；配置在突出部外側(cè)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置；以及與設(shè)置在突出部?jī)?nèi)的電極和吸氣劑相連的電源電路。
依據(jù)本發(fā)明的其它技術(shù)方案，真空排氣元件設(shè)有自真空容器的一部分向與另一側(cè)桿同方向凸出的突出部；配置在突出部外側(cè)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置；與設(shè)置在突出部?jī)?nèi)的電極和吸氣劑相連接的電源電路。
依據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)技術(shù)方案，真空排氣元件設(shè)有自真空容器的一部分向與另一側(cè)的桿同方向凸出的突出部；配置在突出部外側(cè)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置；與設(shè)置在突出部?jī)?nèi)的電極和吸氣劑相連接的電源電路。該真空排氣元件的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)得比另一側(cè)桿的長(zhǎng)度要短。
真空排氣元件可以相對(duì)應(yīng)地配置在另一側(cè)桿的下方。
在真空排氣元件里，可將真空容器及電源電路接地。
在真空排氣元件里，可在真空容器與突出部之間設(shè)置絕緣物。
在真空排氣元件里，可以介以放電間隙用高壓側(cè)電極和低壓側(cè)電極構(gòu)成設(shè)置在突出部?jī)?nèi)部的電極。
在真空排氣元件里，可在突出部?jī)?nèi)壁上設(shè)置吸氣劑層。
在真空排氣元件里，可在電源電路中接入絕緣電阻測(cè)量器。


圖1是作為本發(fā)明的實(shí)施例的絕緣真空裝置的剖視簡(jiǎn)圖。
圖2是應(yīng)用于圖1中的真空開關(guān)的放大簡(jiǎn)圖。
圖3是安裝在應(yīng)用于圖1及圖2中的真空開關(guān)上的真空排氣元件的側(cè)視剖視圖。
圖4是作為本發(fā)明的另一實(shí)施例的安裝在真空開關(guān)上的另外的真空排氣元件的側(cè)視剖視圖。
圖5表示安裝了本發(fā)明的真空排氣元件時(shí)的真空壓力變遷特性曲線。
圖6是安裝在作為本發(fā)明的另一實(shí)施例中的真空開關(guān)上的另外的真空排氣元件的側(cè)視剖視圖。
圖7是安裝在作為本發(fā)明另外的實(shí)施例的真空開關(guān)上的另一個(gè)排氣元件的側(cè)視剖視圖。
圖8是安裝在作為本發(fā)明另外的實(shí)施例的真空開關(guān)上的另一排氣元件的側(cè)視剖視圖。
圖9是安裝在作為本發(fā)明另外的實(shí)施例的真空開關(guān)上的另外的排氣元件的側(cè)視剖視圖。
圖10是安裝在作為本發(fā)明另外的實(shí)施例的真空開關(guān)上的另外的真空排氣元件的側(cè)視剖視圖。
圖11是安裝在作為本發(fā)明另外的實(shí)施例的真空開關(guān)上的另外的真空排氣元件的側(cè)剖面圖。
下面說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例。圖1是真空絕緣開關(guān)裝置的整體結(jié)構(gòu)圖，圖2是真空開關(guān)1的詳細(xì)剖視圖。
下面參照?qǐng)D1介紹真空絕緣開關(guān)裝置。示出了用操作機(jī)構(gòu)25操作真空開關(guān)1的開關(guān)裝置。操作機(jī)構(gòu)25的主要部分是斷路彈簧21。由分別設(shè)置的跳閘機(jī)構(gòu)松開制動(dòng)器23而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，該驅(qū)動(dòng)力通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸22被傳遞給絕緣桿9，并使絕緣桿9沿上、下方向運(yùn)動(dòng)。從而打開或閉合固定電極5和可動(dòng)電極6。
如圖2所示，在E接地的真空容器2的周圍安裝有套管3、4，構(gòu)成真空開關(guān)1。而套管3、4被配置在真空容器2的垂直方向。通過(guò)讓可動(dòng)電極6與配置在真空容器2內(nèi)部的固定電極5的接觸與分離而實(shí)現(xiàn)接通與切斷。將桿5A固定在套管3上，并使桿5A與固定電極5相聯(lián)結(jié)。將桿6A固定在套管4上，桿6A通過(guò)撓性導(dǎo)體8與可動(dòng)電極6相聯(lián)結(jié)。也就是說(shuō)與固定電極5和可動(dòng)電極6相連結(jié)的端桿5A和桿6A以相互垂直的方向自真空容器2內(nèi)伸向外邊，并穿過(guò)套管3、4。
在本實(shí)施例的空空閥1中，電流沿著路徑桿5A→固定電極5→可動(dòng)電極6→撓性導(dǎo)體8→桿6A流動(dòng)。可動(dòng)電極6和絕緣桿9通過(guò)波紋管10被固定在真空容器2上，絕緣桿9的前端與操作機(jī)構(gòu)25成機(jī)械方式聯(lián)接。電弧屏蔽板11防止斷路時(shí)的電弧使真空容器2與桿5A之間出現(xiàn)電短路，以避免出現(xiàn)短路事故。
真空容器2的側(cè)面裝有與套管4同向的真空排氣元件30。下面參照?qǐng)D3介紹真空排氣元件30的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。真空排氣元件30由如下部分構(gòu)成與在真空容器2的側(cè)面一部分所形成的套管4同向凸出的由金屬容器構(gòu)成的突出部33；連通設(shè)置在突出部33上的真空容器內(nèi)外的電極32；與電極32相連接的電源電路34；設(shè)置在與電極32相對(duì)應(yīng)的突出部?jī)?nèi)的與突出部33具有相同電位的吸氣劑38；在配置在突出部33外側(cè)的鐵芯上繞有線圈繞組36的磁場(chǎng)發(fā)生裝置35。為保證電路的絕緣，在電極32與突出部33之間設(shè)有絕緣部31，不過(guò)也可將絕緣部設(shè)置在電極32的某局部。電源電路34中接有直流電源43。此外，圖3中所采用的是直流電源43，不過(guò)也可采用交流·正脈沖發(fā)生電路進(jìn)行替代。圖3中的線圈繞組36也可采用圖4所示的環(huán)狀永久磁鐵37，磁鐵的極性NS可任意設(shè)定。電源電路在E處接地。
接著介紹真空排氣元件30的工作原理。
將直流電壓施加于電源電路34。此時(shí)，由突出部33內(nèi)壁放出的電子e，在電場(chǎng)E和由線圈36所產(chǎn)生的外加磁場(chǎng)B的作用下，產(chǎn)生洛倫茲力，并環(huán)繞電極32四周做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)的電子e將使容器內(nèi)殘留的氣體碰撞電離，使殘留氣體變?yōu)殛?yáng)離子Z，由與突出部33處于同一電位的吸氣劑吸收。
綜上所述，依照本發(fā)明，由于陽(yáng)離子Z高速地被吸引到與突出部33處于同一電位的吸氣劑38旁，所以與單純?cè)O(shè)置了吸氣劑相比，其排氣效率大大提高，真空變劣不易發(fā)展，并增加了控制真空變劣的可靠性，其結(jié)果，能提供一種安全性能高的真空絕緣開關(guān)裝置。此外，既可常時(shí)施加外加電壓，也可以只在保養(yǎng)·檢修時(shí)施加。有關(guān)后者的真空壓力變化曲線如圖5所示。圖中的「電壓施加」表示保養(yǎng)和檢修時(shí)的狀態(tài)。
下面介紹有關(guān)本發(fā)明的效果。在本發(fā)明中，由于真空容器2以及電源電路34被接地E，故其電位始終為零電位，真空排氣元件30與現(xiàn)有技術(shù)的真空排氣元件相比，不需要考慮了高電壓時(shí)的絕緣耐壓性，由于可采用普通的絕緣耐壓，所以與現(xiàn)有技術(shù)的真空排氣元件相比較，不僅可使本發(fā)明的真空排氣元件30小型化，而且在保養(yǎng)檢修時(shí)即使操作人員接觸到真空容器2及真空排氣元件30也是安全的。
另一方面，本發(fā)明的真空排氣元件30的結(jié)構(gòu)如下與兩電極相聯(lián)的桿5A和桿6A以相互垂直的方向延伸至真空容器外側(cè)；在真空容器的部分區(qū)域，以與另一側(cè)的桿6A同方向地突出突出部33；突出部33的外側(cè)配置有磁場(chǎng)發(fā)生裝置35；突出部?jī)?nèi)設(shè)置有電極32及吸氣劑38；電極32連通真空容器內(nèi)外，并與電源電路相連接電源電路34的另一端則與與突出部33處于同一電位的吸氣劑38相連接。
在本實(shí)施例中，套管4的下側(cè)配置有真空排氣元件30，盡管塵埃等易積存在套管4上，但卻難以堆積在真空排氣元件30上，故無(wú)須對(duì)真空排氣元件30進(jìn)行頻繁清掃。
另外，由于與套管4相比縮短了真空排氣元件30的長(zhǎng)度，在制造或裝配時(shí)搬運(yùn)車接觸的場(chǎng)合，較長(zhǎng)的套管4首先碰撞進(jìn)行保護(hù)，因而真空排氣元件30不容易破損。也可以說(shuō)是由于接地E并將真空排氣元件30小型化，結(jié)果可配置在套管4的下方。另一方面，由于真空容器2及真空排氣元件30接地E，故在保養(yǎng)、檢修時(shí)操作者即使接觸到真空排氣元件30也是安全的。
(實(shí)施例2)下面參照?qǐng)D6就本發(fā)明的第2實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例的工作原理與圖3所說(shuō)明的相同。但其區(qū)別在于在突出部的內(nèi)壁上設(shè)置涂有吸氣材料例如鈦或者鋯等的吸氣劑層38，其效果與實(shí)施例1相同，并且還擴(kuò)大了吸氣劑層38的范圍，增加了陽(yáng)離子Z的捕獲面積；另外，用吸氣劑材料構(gòu)成突出部33，或者在突出部33內(nèi)壁上貼上由吸氣劑材料制成的薄膜也具有同等效果。
(實(shí)施例3)下面參照?qǐng)D7就本發(fā)明的第3實(shí)施例作說(shuō)明。為了在圖3中說(shuō)明的真空排氣元件30與真空容器2之間實(shí)施電絕緣，本實(shí)施例在真空容器2與突出部33之間的一部分上設(shè)置絕緣物39。這樣，在本實(shí)施例中，即使一旦發(fā)生了短路現(xiàn)象，外部電源電路中也不會(huì)有大電流通過(guò)，這樣不僅可確保真空排氣元件30、直流電源43等以及設(shè)備的安全和保養(yǎng)或檢修時(shí)操作者的安全，同時(shí)也提高了開關(guān)裝置的可靠性。
(實(shí)施例4)下面參照?qǐng)D8介紹本發(fā)明的第4實(shí)施例。本實(shí)施例的工作原理與圖3中所做的說(shuō)明相同。其不同點(diǎn)在于金屬容器的開口部15比真空排氣元件30的突出部33要小，或者通過(guò)在開口部設(shè)置與突出部33同電位的導(dǎo)電體，使將要進(jìn)入真空容器內(nèi)的電子被排斥，這樣，在提高了電離效率的同時(shí)，也可以避免真空容器內(nèi)絕緣性的惡化。此外，通過(guò)在開口部15處設(shè)置與突出部同電位的柵極，既可使電子不流入到真空容器內(nèi)，還可以抑制工作初期的射濺的影響。
(實(shí)施例5)下面參照?qǐng)D9說(shuō)明本發(fā)明的第5實(shí)施例。本實(shí)施例的工作原理與用圖3所作的說(shuō)明相同。不同處是在突出部33及吸氣劑38與絕緣部31之間設(shè)置了金屬化面45，其作用是將該金屬化面45作為電子發(fā)射源來(lái)積極利用。本實(shí)施例之優(yōu)點(diǎn)是可以局部加強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度。
(實(shí)施例6)下面參照?qǐng)D10介紹本發(fā)明的第6實(shí)施例。本實(shí)施例中，由絕緣部31進(jìn)行絕緣、并且介以放電間隙60配置的高壓側(cè)電極32與低壓側(cè)電極(吸氣劑)38之間施加高電壓，一旦開始放電便會(huì)產(chǎn)生電離氣體。據(jù)此，可提高配置在電極附近的吸氣劑38的附著效率。
(實(shí)施例7)下面參照?qǐng)D11介紹本發(fā)明的第7實(shí)施例。本實(shí)施例的工作原理與用圖3所做的說(shuō)明相同。在本實(shí)施例中，把作為絕緣電阻測(cè)定器的高阻計(jì)41作為直流電源43用于電源電路中。產(chǎn)生施加給真空排氣元件30的直流電壓。高阻計(jì)41是一種對(duì)絕緣物施加數(shù)千伏的直流電壓，檢測(cè)消耗的電流，測(cè)定兆歐級(jí)電阻值的輕便檢測(cè)器，也是高電壓設(shè)備的保養(yǎng)者·管理者常備的一種檢測(cè)器。
綜上所述，依據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將內(nèi)部具有電子發(fā)生源的突出部與接地的真空容器相連，并將與突出部同電位的吸氣劑配置在其內(nèi)部，與以往的將吸氣劑材料配置在真空開關(guān)內(nèi)的方式相比，由于可將陽(yáng)離子快速吸引到與突出部同電位的吸氣劑處，故排氣效果大大提高。其結(jié)果，可以提供一種增加了防止真空惡化的可靠性，并且壽命長(zhǎng)且安全性高的真空絕緣開關(guān)裝置。
本發(fā)明中，由于真空容器及電源電路接地，保持為零電位，所以真空排氣元件不需要考慮了高電壓時(shí)的絕緣耐壓性能，即使是普通的絕緣耐壓也是可以的，所以可使真空排氣元件小型化，同時(shí)，在保養(yǎng)檢修時(shí)即使接觸真空排氣元件也是安全的。
此外，由于在覆蓋有絕緣材料的另一側(cè)桿的下方配置了真空排氣元件，塵土等雖易積存在套管上，但卻難以積存在真空排氣元件上，因此無(wú)須頻繁地對(duì)真空排氣元件進(jìn)行清掃，另外，因真空排氣元件的長(zhǎng)度比覆蓋有絕緣體的另一側(cè)桿要短，故在制造時(shí)或設(shè)置時(shí)的搬運(yùn)車接觸的場(chǎng)合，較長(zhǎng)的套管首先碰撞進(jìn)行保護(hù)，因而真空排氣元件不容易破損。
權(quán)利要求
1．一種真空絕緣開關(guān)裝置的真空排氣元件，所述真空絕緣開關(guān)裝置在真空器內(nèi)部配置有與一側(cè)電極接觸分離的另一側(cè)的電極，連接該兩電極的桿伸出真空容器外，其特征在于，該真空排氣元件包括自接地真空容器的一部分向外部凸出的突出部；配置在突出部外側(cè)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置以及與設(shè)置在突出部?jī)?nèi)的電極和吸氣劑相連的電源電路。
2．一種真空絕緣開關(guān)裝置的真空排氣元件，所述真空絕緣開關(guān)裝置在真空器內(nèi)部對(duì)應(yīng)配置與一側(cè)電極接觸分離的另一側(cè)的電極，連接該兩電極的桿從相互垂直的方向上伸出真空容器，其特征在于它包括自真空容器的一部分向與另一側(cè)桿同方向凸出的突出部；配置在突出部外側(cè)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置；以及與設(shè)置在突出部?jī)?nèi)的電極和吸氣劑相連接的電源電路。
3．一種真空絕緣開關(guān)裝置的真空排氣元件，所述真空絕緣開關(guān)裝置在真空容器內(nèi)對(duì)應(yīng)設(shè)置了與一側(cè)電極接觸分離的另一側(cè)的電極，連接兩電極的桿在相互垂直的方向上伸出真空容器，其特征在于它包括自真空容器的一部分向與另一側(cè)桿同方向凸出的突出部；設(shè)置在突出部外側(cè)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置；以及與設(shè)置在突出部?jī)?nèi)的電極和吸氣劑相連的電源電路，該真空排氣元件的長(zhǎng)度比另一側(cè)的桿的長(zhǎng)度要短。
4．一種真空絕緣開關(guān)裝置的真空排氣元件，所述真空絕緣開關(guān)裝置在真空容器內(nèi)對(duì)應(yīng)設(shè)置與一側(cè)電極相接觸或相分離的另一側(cè)的電極，連接兩電極的桿在相互垂直的方向上伸出真空容器，其特征在于它包括自真空容器一部分向與另一側(cè)桿同方向凸出的突出部；設(shè)置在突出部外側(cè)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置；以及與設(shè)置在突出部?jī)?nèi)的電極和吸氣劑相連的電源電路，在另一側(cè)桿的下方對(duì)應(yīng)配置真空排氣元件。
5．如權(quán)利要求2～4中的任意一項(xiàng)所述的真空絕緣開關(guān)裝置的真空排氣元件，其特征在于真空容器以及電源電路接地。
6．如權(quán)利要求1～3中的任意一項(xiàng)所述的真空絕緣開關(guān)裝置的真空排氣元件，其特征在于在真空容器與突出部之間裝有絕緣物。
7．如權(quán)利要求1～3中的任意一項(xiàng)所述的真空絕緣開關(guān)裝置的真空排氣元件，其特征在于用高壓側(cè)電極和低壓側(cè)電極介以放電間隙構(gòu)成放置在突出部?jī)?nèi)的電極。
8．如權(quán)利要求1～7中的任意一項(xiàng)所述的真空絕緣開關(guān)裝置的真空排氣元件，其特征在于在突出部的內(nèi)壁上設(shè)置吸氣劑層。
9．如權(quán)利要求1～8中的任意一項(xiàng)所記述的真空絕緣開關(guān)裝置的真空排氣元件，其特征在于在電源電路中接入絕緣電阻測(cè)量器。
全文摘要
一種真空絕緣開關(guān)裝置的真空排氣元件。其真空容器2以及電源電路34接地,由于為零電位,真空排氣元件30無(wú)須實(shí)施考慮了高電壓時(shí)的絕緣耐壓,即使是普通的絕緣耐壓也是可以的,不僅使真空排氣元件30小型化,而且在進(jìn)行保養(yǎng)和檢修時(shí)即使操作者觸摸真空容器2及真空排氣元件30也可確保安全性。
文檔編號(hào)H01H33/66GK1305209SQ0013703
公開日2001年7月25日 申請(qǐng)日期2000年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月7日
發(fā)明者辻雅薰, 森田步, 谷水徹, 兒島克典, 石川雄一, 四元善治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所