專利名稱：開關(guān)裝置以及開關(guān)裝置的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有通過(guò)空氣絕緣進(jìn)行接地/斷路的空氣接地?cái)嗦凡康拈_關(guān)裝置 (switchgear)，以及與該開關(guān)裝置的電壓/電流的接入、切斷、斷路、接地的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于現(xiàn)有的開關(guān)裝置的例子，使用專利文獻(xiàn)1所記載的柜式氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(Cubicle Type Gas Insulated Switchgear)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。該開關(guān)裝置具有在金屬容器中以接觸件為轉(zhuǎn)子的三位置接地?cái)嗦凡恳约罢婵臻y。并且，三位置接地?cái)嗦凡康囊欢伺c真空閥連接，三位置接地?cái)嗦凡康牧硪欢私?jīng)襯套用母線和襯套(bushing)與高電壓電纜連接。另外，真空閥的沒有與三位置接地?cái)嗦凡窟B接的另一端經(jīng)襯套用母線和襯套與母線連接，并與相鄰的配電盤電連接。在本結(jié)構(gòu)中，將三位置接地?cái)嗦凡康霓D(zhuǎn)子接入到母線側(cè)，并進(jìn)一步接入真空閥，由此，母線和電纜導(dǎo)通，從母線向電纜進(jìn)行供電。專利文獻(xiàn)1 日本特開平6-1四48號(hào)公報(bào)但是，在現(xiàn)有的柜式氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備中，真空閥和三位置接地?cái)嗦凡吭O(shè)置在封入有SF6氣體的金屬容器的內(nèi)部，因此為了與電纜進(jìn)行連接，需要作為其他部件的氣密性高的環(huán)氧樹脂制襯套。另外，還需要用于保持襯套與金屬容器之間的氣密性的0型圈(ring)以或0型圈槽等，部件個(gè)數(shù)增多，結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。另外，由于使用地球溫室效應(yīng)系數(shù)高的SF6氣體來(lái)作為絕緣介質(zhì)，因此存在環(huán)境適合性差的問題。另外，對(duì)于采用了空氣絕緣的情況，由于SF6氣體絕緣性能好因此即使是通過(guò)轉(zhuǎn)子進(jìn)行切換的方式也不易產(chǎn)生大型化的問題，但是，在與SF6氣體相比絕緣性能低的空氣絕緣的情況下，若采用通過(guò)轉(zhuǎn)子進(jìn)行切換的方式，則該斷路部分的尺寸變大，還產(chǎn)生了裝置整體大型化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種即使采用空氣絕緣也能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的開關(guān)裝置。另外，本發(fā)明的目的還在于提供一種即使采用空氣絕緣也能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的開關(guān)裝置的操作方法。本發(fā)明的開關(guān)裝置的特在于，包括呈直線狀移動(dòng)、能夠切換到閉合、斷路以及接地三個(gè)位置的空氣絕緣接地?cái)嗦凡?；在?nèi)部為真空的真空容器內(nèi)進(jìn)行電壓/電流的接入和切斷的真空閥；以及覆蓋所述空氣絕緣接地?cái)嗦凡颗c所述真空閥的固體絕緣物，所述空氣絕緣接地?cái)嗦凡颗c所述真空閥電連接，電壓/電流的接入和切斷在所述真空閥內(nèi)進(jìn)行。
另外，本發(fā)明的開關(guān)裝置的操作方法的特征在于，向電纜等高壓電路的電壓/電流的接入通過(guò)在使所述空氣絕緣接地?cái)嗦凡繉?dǎo)通后接入所述真空閥來(lái)進(jìn)行，電壓/電流的切斷通過(guò)在所述空氣絕緣接地?cái)嗦凡繉?dǎo)通的狀態(tài)下切斷所述真空閥來(lái)進(jìn)行，高電壓電路的斷路通過(guò)在切斷電壓/電流之后將所述空氣絕緣接地?cái)嗦凡壳袚Q到斷路位置來(lái)進(jìn)行，高電壓電路的接地通過(guò)在高電壓電路斷路之后將所述空氣絕緣接地?cái)嗦凡壳袚Q到接地位置、并接入真空閥來(lái)進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種即使使用空氣絕緣接地?cái)嗦凡恳膊粫?huì)大型化的開關(guān)裝置。另外能夠提供一種即使采用空氣絕緣也能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的開關(guān)裝置的操作方法。


圖1是表示本發(fā)明的開關(guān)裝置的第一實(shí)施方式的正面剖視圖，是表示電壓/電流的接入狀態(tài)的圖。圖2是用于說(shuō)明圖1所示的本發(fā)明的開關(guān)裝置的動(dòng)作的單相接線圖。圖3是用于說(shuō)明圖1所示的本發(fā)明的開關(guān)裝置的切斷狀態(tài)的動(dòng)作的正面剖視圖。圖4是用于說(shuō)明圖1所示的本發(fā)明的開關(guān)裝置的斷路狀態(tài)的動(dòng)作的正面剖視圖。圖5是用于說(shuō)明圖1所示的本發(fā)明的開關(guān)裝置的接地前期狀態(tài)的動(dòng)作的正面剖視圖。圖6是用于說(shuō)明圖1所示的本發(fā)明的開關(guān)裝置的接地狀態(tài)的動(dòng)作的正面剖視圖。圖7是用于說(shuō)明圖1所示的本發(fā)明的開關(guān)裝置的母線側(cè)導(dǎo)體配置的正剖視圖。圖8是用圖1所示的本發(fā)明的開關(guān)裝置構(gòu)成的三相三電路用切換裝置的俯視圖。圖9是用圖1所示的本發(fā)明的開關(guān)裝置構(gòu)成的三相三電路用切換裝置的正視圖。圖10是本發(fā)明的開關(guān)裝置的第二實(shí)施方式的正面剖視圖。圖11是本發(fā)明的開關(guān)裝置的第二實(shí)施方式的俯視圖。圖12是用于說(shuō)明本發(fā)明的開關(guān)裝置的第二實(shí)施方式的動(dòng)作的單相接線圖。圖13是用于說(shuō)明圖10所示的本發(fā)明的開關(guān)裝置的切斷狀態(tài)的動(dòng)作的正面剖視圖。圖14是用于說(shuō)明圖10所示的本發(fā)明的開關(guān)裝置的斷路狀態(tài)的動(dòng)作的正面剖視圖。圖15是用于說(shuō)明圖10所示的本發(fā)明的開關(guān)裝置的接地狀態(tài)的動(dòng)作的正面剖視圖。圖16是本發(fā)明的開關(guān)裝置的第三實(shí)施方式的側(cè)剖視圖。圖17是本發(fā)明的開關(guān)裝置的第三實(shí)施方式的俯視圖。圖18是本發(fā)明的開關(guān)裝置的第三實(shí)施方式的正視圖。圖19是本發(fā)明的開關(guān)裝置的第四實(shí)施方式的正面剖視圖。圖20是用圖19所示的本發(fā)明的開關(guān)裝置構(gòu)成的三相三電路用切換裝置的立體圖。圖21是本發(fā)明的開關(guān)裝置的第五實(shí)施方式的接入狀態(tài)的正面剖視圖。圖22是本發(fā)明的開關(guān)裝置的第五實(shí)施方式的接地狀態(tài)的正面剖視圖。符號(hào)說(shuō)明
1、1A、IB、IC 真空閥2A:固定側(cè)陶瓷絕緣筒2B 可動(dòng)側(cè)陶瓷絕緣筒3A:固定側(cè)端板3B 可動(dòng)側(cè)端板4A:固定側(cè)電場(chǎng)緩和屏蔽件4B:可動(dòng)側(cè)電場(chǎng)緩和屏蔽件5:電弧屏蔽件6A:固定側(cè)電極6B:可動(dòng)側(cè)電極7A:固定側(cè)支架7B 可動(dòng)側(cè)支架8 波紋管屏蔽件9 波紋管10、10A、10B、IOC 接地?cái)嗦凡縄lUlA 襯套側(cè)固定電極12、12A:接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極13、13A 中間固定電極14、14A 接地側(cè)固定電極15 撓性導(dǎo)體16 彈簧接點(diǎn)17 連接導(dǎo)體20 真空閥用操作桿21、21A:接地?cái)嗦凡坑貌僮鳁U30、30A、30B 固體絕緣物31 金屬容器35 絕緣封閉劑40、40A、40B、40C 母線用襯套41 母線用襯套中心導(dǎo)體42、42A、42B、42C 電纜用襯套43:電感用襯套中心導(dǎo)體50 共用母線導(dǎo)體51A、51B、51C:接地?cái)嗦凡抗潭ń狱c(diǎn)52A、52B、52C 接地?cái)嗦凡拷拥亟狱c(diǎn)53A.53B.53C 接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)接點(diǎn)54A、54B、54C:電流開閉部固定接點(diǎn)55A、55B、55C 電流開閉部可動(dòng)接點(diǎn)56A、56B、56C 電纜頭60A、60B、60C 固體絕緣母線
61At、61B、61C 開閉器單元
70內(nèi)部母線
71母線側(cè)屏蔽件
72真空閥側(cè)屏蔽件
73操作桿側(cè)屏蔽件
74接入時(shí)的空氣中高電場(chǎng)部
75接地時(shí)的空氣中高電場(chǎng)部
81引導(dǎo)件
具體實(shí)施例方式下面，使用圖1到圖6對(duì)本發(fā)明的開關(guān)裝置的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式中的開關(guān)裝置的開閉器單元通過(guò)以下方式構(gòu)成在接地的金屬容器31的內(nèi)部設(shè)置有通過(guò)環(huán)氧樹脂等固體絕緣物30 —體注塑成型的真空閥1、接地?cái)嗦凡?0、母線用襯套40、電纜用襯套42。真空閥1在真空容器內(nèi)配置有電弧屏蔽件(arc shield) 5，所述真空容器由固定側(cè)陶瓷絕緣筒2A、可動(dòng)側(cè)陶瓷絕緣筒2B、固定側(cè)端板3A以及可動(dòng)側(cè)端板:3B構(gòu)成，電弧屏蔽件5用于保護(hù)固定側(cè)電極6A、可動(dòng)側(cè)電極6B、與固定側(cè)電極6A連接的固定側(cè)支架7A、與可動(dòng)側(cè)電極6B連接的可動(dòng)側(cè)支架7B以及陶瓷絕緣筒使它們不受電弧影響，固定側(cè)支架7A與電纜用襯套中心導(dǎo)體43連接，其能夠向負(fù)載側(cè)供給電力。另外，在可動(dòng)側(cè)配置有用于實(shí)現(xiàn)可動(dòng)側(cè)支架7B的可動(dòng)的波紋管9。真空閥1通過(guò)可動(dòng)側(cè)端板:3B和與可動(dòng)側(cè)支架7B連接的波紋管9維持內(nèi)部的真空，同時(shí)使可動(dòng)側(cè)電極6B、可動(dòng)側(cè)支架7B能夠在軸向移動(dòng)，由此來(lái)切換接入狀態(tài)和切斷狀態(tài)。另外，在波紋管9與可動(dòng)側(cè)電極6B的連接部附近，為了保護(hù)波紋管9不受開閉時(shí)的電弧等影響，設(shè)置有波紋管屏蔽件(bellows shield)8，同時(shí)還能夠緩和在波紋管端部的電場(chǎng)集中。在固定側(cè)陶瓷絕緣筒2A的周圍配置有用于緩和在與固定側(cè)端板3A的連接部處的電場(chǎng)集中的固定側(cè)電場(chǎng)緩和屏蔽件4A，在可動(dòng)側(cè)陶瓷絕緣筒2B的周圍配置有用于緩和在與固定側(cè)端板3A的連接部處的電場(chǎng)集中的固定側(cè)電場(chǎng)緩和屏蔽件4A。接地?cái)嗦凡?0包括經(jīng)母線用襯套中心導(dǎo)體41與母線側(cè)連接的襯套側(cè)固定電極 11 ；為接地電位的接地側(cè)固定電極14 ；以及位于襯套側(cè)固定電極11和接地側(cè)固定電極14 的中間、經(jīng)撓性導(dǎo)體15與真空閥側(cè)的可動(dòng)側(cè)支架7B電連接的中間固定電極13，接地?cái)嗦凡?0內(nèi)部為空氣絕緣。另外，這些各固定電極配置成直線狀，內(nèi)徑也都是相等的。相對(duì)于所述各固定電極，接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12在接地?cái)嗦凡?0內(nèi)呈直線狀地移動(dòng)，由此，能夠切換到閉合/斷路/接地三個(gè)位置。接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12與連接于未圖示的操作機(jī)構(gòu)的接地?cái)嗦凡坑貌僮鳁U21連接，并且能夠?qū)崿F(xiàn)可動(dòng)。并且，接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12中的、 與上述各固定接點(diǎn)接觸的部位由彈簧接點(diǎn)16構(gòu)成，由此，不會(huì)妨礙接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12 的可動(dòng)，而且借助于彈性力能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的接觸。圖1中的開關(guān)裝置的開閉器單元構(gòu)成為包括真空閥1，其具有能夠自如地接觸和分離的至少一對(duì)接點(diǎn)；接地?cái)嗦凡?0，其設(shè)置在大氣中，并且具有接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12、 襯套側(cè)固定電極11、中間固定電極13和接地側(cè)固定電極14，所述接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12 可呈直線狀地移位到三個(gè)位置，襯套側(cè)固定電極11在可動(dòng)電極位于閉合位置時(shí)經(jīng)可動(dòng)電極電導(dǎo)通，接地側(cè)固定電極14在可動(dòng)電極位于接地位置時(shí)經(jīng)可動(dòng)電極與中間固定電極13 導(dǎo)通；電纜用襯套42，其連接于真空閥1的固定側(cè)；母線用襯套40，其連接于接地?cái)嗦凡?0 的襯套側(cè)固定電極11 ；撓性導(dǎo)體15，其將接地?cái)嗦凡?0的中間固定電極13和真空閥1的可動(dòng)側(cè)連接起來(lái)；真空閥用操作桿20，其與真空閥的可動(dòng)側(cè)支架7B機(jī)械連接；以及接地?cái)嗦凡坑貌僮鳁U21，其與接地?cái)嗦凡康目蓜?dòng)電極12機(jī)械連接，開閉器單元通過(guò)用固體絕緣物 30對(duì)真空閥1、接地?cái)嗦凡坑靡r套側(cè)固定電極11、母線用襯套40以及電纜用襯套42注塑成型為一體。母線用襯套40通過(guò)用固體絕緣物30覆蓋母線用襯套中心導(dǎo)體41的周圍而構(gòu)成， 另外，電纜用襯套42通過(guò)用固體絕緣物30覆蓋電纜用襯套中心導(dǎo)體43的周圍而構(gòu)成。下面是用圖2到圖6對(duì)這樣構(gòu)成的本發(fā)明的開關(guān)裝置的第一實(shí)施方式的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖2是用于說(shuō)明本發(fā)明的開關(guān)裝置的第一實(shí)施方式的動(dòng)作的單相接線圖，是三個(gè)圖1結(jié)構(gòu)的開閉器單元通過(guò)共用母線50連接起來(lái)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)在母線用襯套40上連接共用母線50，構(gòu)成三電路切換用開閉器。在圖2中，圖1中的接地?cái)嗦凡恳r套側(cè)固定電極11 對(duì)應(yīng)于接地?cái)嗦凡抗潭ń狱c(diǎn)51A、51B、51C，圖1中的接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12對(duì)應(yīng)于接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)接點(diǎn)53A、53B、53C，圖1中的接地?cái)嗦凡拷拥貍?cè)固定電極14對(duì)應(yīng)于接地?cái)嗦凡拷拥亟狱c(diǎn)52A、52B、52C，圖1中的真空閥1的固定側(cè)電極6A對(duì)應(yīng)于電流開閉部固定接點(diǎn)54A、 討8、討(，可動(dòng)側(cè)電極68對(duì)應(yīng)于電流開閉部可動(dòng)接點(diǎn)554、558、55(，在電纜用襯套42連接有電纜頭56A、56B、56C。在將接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)接點(diǎn)53A、5!3B、53C切換到閉合位置之后，將電流開閉部可動(dòng)接點(diǎn)55A、55B、55C接入到閉合位置，由此，共用母線50與各電纜頭56A、56B、 56C分別電連接，例如能夠向負(fù)載側(cè)供給母線側(cè)的電力。在斷路時(shí)，首先通過(guò)電流開閉部可動(dòng)接點(diǎn)^A、55B、55C切斷電流，然后將接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)接點(diǎn)53A、53B、53C切換到斷路位置。 在接地時(shí)通過(guò)如下來(lái)實(shí)現(xiàn)從斷路時(shí)起進(jìn)一步將接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)接點(diǎn)53A、5!3B、53C切換到接地位置，而且使電流開閉部可動(dòng)接點(diǎn)處于接入位置。圖3表示切斷狀態(tài)。在圖1所示的接入狀態(tài)中，從母線用襯套40經(jīng)由接地?cái)嗦凡?10和真空閥1向電纜用襯套42流通負(fù)載電流。在該狀態(tài)下，當(dāng)在與電纜用襯套連接的負(fù)載側(cè)發(fā)生了短路而流過(guò)較大的事故電流時(shí)，通過(guò)如圖3所示切斷真空閥1來(lái)切斷事故電流。圖4表示斷路狀態(tài)。通過(guò)向附圖的紙面下方驅(qū)動(dòng)接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12直到到達(dá)接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12與襯套側(cè)固定電極11、以及接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12與接地側(cè)固定電極14都不導(dǎo)通，而且接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12與襯套側(cè)固定電極11之間的間隙大、接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12與接地側(cè)固定電極14之間的間隙小的位置為止，成為了斷路狀態(tài)。此時(shí)，母線用襯套40與電纜用襯套42之間在真空閥1和接地?cái)嗦凡?0這兩點(diǎn)是斷開的，因此可靠性高。另外，通過(guò)將接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12與接地側(cè)固定電極14之間的耐電壓設(shè)計(jì)成低于真空閥1的固定側(cè)電極6A與可動(dòng)側(cè)電極6B之間的耐電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)接地優(yōu)先的高可靠性結(jié)構(gòu)。圖5表示接地前期狀態(tài)。如圖所示，通過(guò)向附圖紙面下方驅(qū)動(dòng)接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12直到到達(dá)接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12與接地側(cè)固定電極14接觸的位置為止，接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12、撓性導(dǎo)體15以及可動(dòng)側(cè)電極6B成為接地電位，在真空閥1內(nèi)的電極之間施加了與負(fù)載側(cè)的電位差。
圖6表示接地狀態(tài)。從圖5所示的狀態(tài)起，通過(guò)進(jìn)一步接入真空閥1，電纜用襯套 42經(jīng)由真空閥1、撓性導(dǎo)體15、中間固定電極13、接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12、接地側(cè)固定電極 14而接地。此時(shí)，即使電纜用襯套42處于帶電狀態(tài)，由于最終的接入動(dòng)作通過(guò)真空閥1進(jìn)行，因此接地?cái)嗦凡?0不要求短路電流接入負(fù)載能力(容量)。為了從接地狀態(tài)再次返回到接入狀態(tài)，使真空閥1內(nèi)處于切斷狀態(tài)，然后使接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12移動(dòng)，使彈簧接點(diǎn)16與襯套側(cè)固定電極11接觸，然后在真空閥1內(nèi)接入可動(dòng)側(cè)電極6B。如上所述在本實(shí)施方式中，使絕緣為將空氣、真空、固定絕緣最佳地組合起來(lái)而得的絕緣最佳混合的結(jié)構(gòu)，由于一律不使用氟利昂氣體，因此能夠在減輕環(huán)境負(fù)荷的同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化。另外，通過(guò)使金屬容器內(nèi)為固體絕緣和基于大氣的絕緣，不需要設(shè)置封閉部件， 能夠減少部件個(gè)數(shù)，從而簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。另外，通過(guò)使用將各固定電極配置成直線狀、并呈直線狀地動(dòng)作的接地?cái)嗦凡?0，在設(shè)置開關(guān)裝置方面，在比較有容差的高度方向上會(huì)略微變長(zhǎng)， 但是在能夠防止設(shè)置面積大型化這一方面還是很實(shí)用的。此外，通過(guò)使接地?cái)嗦凡?0不帶有接入功能，而通過(guò)真空閥1來(lái)承擔(dān)短路電流接入負(fù)載能力，即使使用接地?cái)嗦凡?0也能夠防止裝置大型化。此外，使用彈簧接點(diǎn)而構(gòu)成為能夠滑動(dòng)，能夠通過(guò)直線狀的動(dòng)作來(lái)切換為閉合/斷路/接地。在本實(shí)施方式中，即使由于某種原因而產(chǎn)生真空泄漏，由于構(gòu)成為使接地?cái)嗦凡?10與真空閥1分離，因此，能夠通過(guò)接地?cái)嗦凡?0維持?jǐn)嗦窢顟B(tài)，能夠提高可靠性。另外， 由于使接地?cái)嗦凡繛榭諝饨^緣，因此與真空絕緣的情況相比，能夠抑制得比較便宜。而且， 對(duì)于電流的切斷，不在空氣中進(jìn)行，而能夠全部在真空閥1內(nèi)進(jìn)行，不需要使空氣中的接地?cái)嗦凡?0具有切斷性能，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置整體的小型化。另外，在本實(shí)施方式中，通過(guò)將用固體絕緣物30進(jìn)行注塑成型的開閉器部的周圍用接地的金屬容器31覆蓋起來(lái)，防止了作業(yè)人員被電擊。另外，通過(guò)涂布處于接地電位的導(dǎo)電涂料等來(lái)代替后述的用接地的金屬容器31進(jìn)行覆蓋，通過(guò)使表面為接地電位，能夠確保安全性。此外，在本實(shí)施方式中，通過(guò)一對(duì)接點(diǎn)在真空閥1內(nèi)進(jìn)行電壓/電流的接入和切斷，但是也可以為兩對(duì)接點(diǎn)等多對(duì)接點(diǎn)。此外，在本實(shí)施方式中，使用了撓性導(dǎo)體15，但是也可以使用通常的導(dǎo)體來(lái)代替撓性導(dǎo)體15，將可以滑動(dòng)的接觸件配置在與可動(dòng)側(cè)支架7B之間等，從而形成可以滑動(dòng)的結(jié)構(gòu)。此外，在本實(shí)施方式中，將彈簧接點(diǎn)配置于接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12，但是也可以代之以將彈簧接點(diǎn)配置在固定電極側(cè)。另外，在本實(shí)施方式中，在接地?cái)嗦凡壳袚Q到閉合/斷路/接地三個(gè)位置，但是有時(shí)可以根據(jù)開關(guān)裝置的安裝場(chǎng)所在接地前期狀態(tài)兼用斷路狀態(tài)，在該情況下，能夠切換到閉合/接地兩個(gè)位置。此外，本實(shí)施方式中，接地?cái)嗦凡?0與真空閥1 一起使用，但是接地?cái)嗦凡?0本身也可以應(yīng)用于真空閥1以外。接下來(lái)，使用圖7到圖9表示將本發(fā)明的開關(guān)裝置的第一實(shí)施方式應(yīng)用于三相三電路的電路切換用開閉裝置的例子。
將相當(dāng)于交流三相的三臺(tái)開閉器單元相鄰地配置，在構(gòu)成用固體絕緣母線連接列盤之間的開閉器單元時(shí)，如圖7所示按每個(gè)交流相使母線用襯套40A、40B、40C的位置移位， 以各相的母線不重合的方式通過(guò)內(nèi)部母線70將襯套側(cè)固定電極11與母線用襯套分別連接起來(lái)。在圖7中，配置了絕緣封閉劑35，從而防止了可能夠使該部分的絕緣特性降低的高濕度空氣和污損物質(zhì)進(jìn)入。另外，如圖7所示，使固體絕緣物30B與固體絕緣物30為分開的結(jié)構(gòu)體，如果在固體絕緣物30的注塑成型之后進(jìn)行組合，則固體絕緣物30的注塑成型作業(yè)性提高。圖8表示使圖7所示的開閉器單元為開閉器單元61A、61B、61C，通過(guò)固體絕緣母線 60A、60B、60C將同相連接起來(lái)，從而構(gòu)成三相三電路的切換用開閉裝置的例子。另外，圖9表示圖8中構(gòu)成的三相三電路的切換用開閉裝置正視圖。通過(guò)組合類似結(jié)構(gòu)的小型輕量的開閉器單元，來(lái)構(gòu)成三相三電路的切換用開閉裝置，因此組裝作業(yè)性優(yōu)秀。使用圖10到圖15說(shuō)明本發(fā)明的開關(guān)裝置的第二實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，將兩個(gè)接地?cái)嗦凡?0、10A與真空閥1組合起來(lái)，并構(gòu)成了母線區(qū)分盤。具體來(lái)說(shuō)，在圖1所示的第一實(shí)施方式的真空閥1的與接地?cái)嗦凡?0相反的一側(cè)設(shè)置第二接地?cái)嗦凡?0A，并具有將真空閥1的固定側(cè)電極6A與第二接地?cái)嗦凡縄OA的中間固定電極13A電連接起來(lái)的連接導(dǎo)體17。第一接地?cái)嗦凡?0和第二接地?cái)嗦凡縄OA能夠單獨(dú)動(dòng)作，能夠分別獨(dú)立地進(jìn)行切換到接入/斷路/接地三個(gè)位置。另外，圖11是圖10所示的結(jié)構(gòu)的俯視圖。第一接地?cái)嗦凡?0、真空閥1、第二接地?cái)嗦凡縄OA通過(guò)固體絕緣物30統(tǒng)一被模塑(mould)。 如圖11所示，通過(guò)使真空閥1和第二接地?cái)嗦凡縄OA向開閉器單元內(nèi)的空間彎曲并通過(guò)導(dǎo)體進(jìn)行連接，在將成為高電壓的連接導(dǎo)體17從空氣部充分分離的同時(shí)，防止了開閉器單元的大型化。使用圖12到圖15對(duì)以上構(gòu)成的本發(fā)明的開關(guān)裝置的第二實(shí)施方式的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在圖12中，第一襯套側(cè)固定電極11對(duì)應(yīng)于接地?cái)嗦凡抗潭ń狱c(diǎn)51A，第一接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12對(duì)應(yīng)于接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)接點(diǎn)53A，第一接地側(cè)固定電極14對(duì)應(yīng)于接地?cái)嗦凡拷拥亟狱c(diǎn)52A，真空閥1的固定側(cè)電極6A對(duì)應(yīng)于電流開閉部固定接點(diǎn)54A，在電纜用襯套 42上連接有電纜頭56A。另外，第二襯套側(cè)固定電極IlA對(duì)應(yīng)于接地?cái)嗦凡抗潭ń狱c(diǎn)51B， 第二接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12A對(duì)應(yīng)于接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)接點(diǎn)53B，第二接地側(cè)固定電極14A對(duì)應(yīng)于接地?cái)嗦凡拷拥亟狱c(diǎn)52B。如該圖所示，第一接地?cái)嗦凡?0和第二接地?cái)嗦凡縄OA能夠分別獨(dú)立地切換到接地以及斷路位置。圖13表示切斷狀態(tài)。在圖10所示的接入狀態(tài)中，從母線用襯套40經(jīng)由接地?cái)嗦凡?0、真空閥1和接地?cái)嗦凡縄OA向母線用襯套40A流通負(fù)載電流。在該狀態(tài)下，當(dāng)在與電纜用襯套40連接的母線側(cè)發(fā)生了短路而流過(guò)了較大的事故電流的情況下，通過(guò)如圖13所示切斷真空閥1來(lái)切斷事故電流。圖14表示斷路狀態(tài)。通過(guò)向附圖的紙面下方驅(qū)動(dòng)第二接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12A 直到到達(dá)第二接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12A與第二襯套側(cè)固定電極11以及第二接地側(cè)固定電極14A都不導(dǎo)通，而且第二接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12A與襯套側(cè)固定電極IlA之間的間隙大， 第二接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12A與第二接地側(cè)固定電極14A之間的間隙小的位置為止，成為了斷路狀態(tài)。此時(shí)，母線用襯套40與第二母線用襯套40A之間在真空閥1和第二接地?cái)嗦凡?IOA這兩點(diǎn)是斷開的，因此可靠性高。另外，通過(guò)將第二接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12A與第二接地側(cè)固定電極14A之間的耐電壓設(shè)計(jì)成低于真空閥1的固定側(cè)電極6A與可動(dòng)側(cè)電極6B之間的耐電壓，能夠?qū)崿F(xiàn)接地優(yōu)先的高可靠性結(jié)構(gòu)。圖15表示接地狀態(tài)。首先，向附圖紙面下方驅(qū)動(dòng)第二接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12A直到到達(dá)第二接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12A與第二接地側(cè)固定電極14A接觸的位置為止。接著， 通過(guò)接入真空閥1，第一母線用襯套40經(jīng)由接地?cái)嗦凡?0、真空閥1、連接導(dǎo)體17、第二中間固定電極13A、接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12A以及接地側(cè)固定電極14A而接地。此時(shí)，即使母線用襯套40處于帶電狀態(tài)，由于最終的接入動(dòng)作通過(guò)真空閥1進(jìn)行，因此第二接地?cái)嗦凡?IOA不要求短路電流接入負(fù)載能力(容量)。另外，在將第二母線用襯套接地時(shí)，只要將第一接地?cái)嗦凡亢偷诙拥財(cái)嗦凡糠催^(guò)來(lái)并經(jīng)過(guò)同樣的過(guò)程即可。即，首先從圖10所示的接入狀態(tài)轉(zhuǎn)移到圖13所示的切斷狀態(tài)，然后向附圖的紙面下方驅(qū)動(dòng)第一接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12，使其與接地側(cè)固定電極14接觸，然后通過(guò)接入真空閥1，母線用襯套40經(jīng)由接地?cái)嗦凡?0A、真空閥1、撓性導(dǎo)體15、第一中間固定電極13、接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12、以及接地側(cè)固定電極14而接地。下面，使用圖16到圖18表示本發(fā)明的開關(guān)裝置的第三實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，如圖16所示，作為代替本發(fā)明第一實(shí)施方式中的開關(guān)裝置的母線用襯套的高電壓導(dǎo)體，具有將接地?cái)嗦凡?0的襯套側(cè)固定電極11彼此之間電連接起來(lái)的共用母線導(dǎo)體50，另外通過(guò)固體絕緣物將這些多個(gè)單元統(tǒng)一注塑成型。通過(guò)使用共用母線導(dǎo)體50，不再需要母線用襯套，能夠整體減少模塑量，而且也不需要母線。于是，能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)裝置整體的小型化，并且還能夠減少部件個(gè)數(shù)，從而降低成本。圖17和圖18是使用第三實(shí)施方式來(lái)構(gòu)成相當(dāng)于三相交流的一相的三電路切換開閉裝置單元的例子，用固體絕緣物30將接地?cái)嗦凡?0A、10B、10C、真空閥1A、1B、1C以及撓性導(dǎo)體15A、15B、15C等統(tǒng)一注塑成型，同時(shí)，還同時(shí)形成了電纜用襯套42A、42B、42C。由于能夠統(tǒng)一注塑成型，因此能夠降低作為整體的模塑量，能夠降低成本。另外，在本方式中，由于能夠?qū)⑼幌嗟拈_閉器單元模塑成一體，因此能夠減少注塑成型次數(shù)。圖19和圖20表示本發(fā)明的開關(guān)裝置的第四實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，向同一方向引出母線用襯套40和電纜用襯套42。在圖20中，將圖19所示的結(jié)構(gòu)作為一個(gè)開閉器單元61D，將用固體絕緣母線60A、60B、60C連接彼此的母線用襯套40而構(gòu)成的相當(dāng)于三個(gè)電路的開閉器單元集合體在紙面的左右方向上(在同一面內(nèi))平行地按三相配置。通過(guò)這樣配置，與直線配置的情況相比，能夠整體上節(jié)省空間，并且由于使用的母線的長(zhǎng)度變短， 因此成本也有所降低。另外，通過(guò)以開閉器單元為單位進(jìn)行模塑(mould)，因此與將多個(gè)開閉器單元模塑成一體的情況相比，能夠減輕每一個(gè)開關(guān)裝置的模塑量，從而可減輕重量和降低成本。另外，在本實(shí)施方式中，未圖示的操作機(jī)構(gòu)在紙面左右方向能夠按電路配備，不會(huì)產(chǎn)生不需要的空間，通過(guò)跨越開閉器單元集合體地統(tǒng)一對(duì)三相進(jìn)行開閉操作，能夠大幅度縮小開閉器的安裝面積。使用圖21和圖22對(duì)本發(fā)明的開關(guān)裝置的第五實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖21是接地?cái)嗦凡?0為接入狀態(tài)的情況，圖22是為接地狀態(tài)的情況。在圖21、圖22中，代替金屬容器 31而構(gòu)成為在固體絕緣物30的外表面實(shí)施了導(dǎo)電涂敷32。另外，為了盡量減少固體絕緣物30的重量，在接地?cái)嗦凡?0中，將母線側(cè)屏蔽件71、真空閥側(cè)屏蔽件72以及操作桿側(cè)屏蔽件73埋入到固體絕緣物30中，并與接地?cái)嗦凡?0同軸方向地配置。在圖21中，關(guān)于母線側(cè)屏蔽件71、真空閥側(cè)屏蔽件72，在接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12為接入狀態(tài)的情況下，被空氣充滿的電極間的中央附近成為接入時(shí)的空氣中高電場(chǎng)部74，通過(guò)減少該部的電場(chǎng)，確保了絕緣性能并降低了固體絕緣物的厚度。另外，在圖22中，在成為接地電位的中間固定電極13與連接于母線側(cè)的襯套側(cè)固定電極11之間，被施加較大的電壓，電場(chǎng)集中于兩固定電極的末端部附近的空氣中。因此，通過(guò)將母線側(cè)屏蔽件71和真空閥側(cè)屏蔽件72配置成包圍成為該電場(chǎng)集中部的中間固定電極13以及襯套側(cè)固定電極11，由此緩和了電場(chǎng)集中，確保了絕緣性能。另外，在圖21中，通過(guò)操作桿側(cè)屏蔽件73，減小了撓性導(dǎo)體15和中間固定電極13的操作桿側(cè)的電場(chǎng)，確保了操作桿周圍的絕緣性能。以上結(jié)構(gòu)在上述各實(shí)施方式中都可以共同地應(yīng)用。另外，通過(guò)埋入配置這些屏蔽件，即使減小模塑部件的厚度，也能夠確保絕緣性能，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的特別是徑向的小型化。在圖21、圖22中，表示配置成使接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12的徑向位置不偏移的引導(dǎo)件(guide)81的一例。通過(guò)將引導(dǎo)件81配置在接地?cái)嗦凡恐虚g固定電極的內(nèi)側(cè)，能夠提高接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極12的位置精度。在上述各實(shí)施方式中，展示了在上下方向反轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，但是在各實(shí)施方式中，都可以使上下反轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)裝置，其特征在于，包括具有固定電極和可動(dòng)電極的真空閥，該真空閥內(nèi)部為真空；接地?cái)嗦凡浚渚哂薪拥財(cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極、配置于母線側(cè)的母線側(cè)固定電極、與所述真空閥內(nèi)的電極電連接的中間固定電極、為接地電位的接地側(cè)固定電極；以及將所述真空閥和所述接地?cái)嗦凡磕Ｋ艹梢惑w的固體絕緣物，所述接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極能夠與所述母線側(cè)固定電極、所述中間固定電極以及所述接地側(cè)固定電極接觸，所述接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極呈直線狀地移位到閉合位置、斷路位置、接地位置三個(gè)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)裝置，其特征在于，位于所述斷路位置的所述接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極與所述母線側(cè)固定電極之間的間隙，大于所述接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極與所述接地側(cè)固定電極之間的間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)裝置，其特征在于，位于所述斷路位置的所述接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極與所述接地側(cè)固定電極之間的耐電壓， 低于所述真空閥的所述固定電極與所述可動(dòng)電極之間的耐電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于，在所述斷路位置，所述真空閥的所述固定電極和所述可動(dòng)電極也被打開，在所述接地?cái)嗦凡亢退稣婵臻y兩點(diǎn)被斷路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于，將所述母線側(cè)固定電極、所述中間固定電極以及所述接地側(cè)固定電極配置成直線狀， 并且將內(nèi)徑都形成為相等，所述接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極具備彈簧接點(diǎn)，該彈簧接點(diǎn)與所述母線側(cè)固定電極、所述中間固定電極、所述接地側(cè)固定電極滑動(dòng)接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于，將該開關(guān)裝置的表面接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)裝置，其特征在于，用接地的金屬板覆蓋該開關(guān)裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)裝置，其特征在于，通過(guò)接地的導(dǎo)電涂料覆蓋所述固體絕緣物的表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于，在所述中間固定電極的內(nèi)側(cè)具備用于引導(dǎo)所述接地?cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極的引導(dǎo)件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于，所述開關(guān)裝置還具備與所述接地?cái)嗦凡客S配置的母線側(cè)屏蔽件、真空閥側(cè)屏蔽件以及操作桿側(cè)屏蔽件，將該母線側(cè)屏蔽件、真空閥側(cè)屏蔽件以及操作桿側(cè)屏蔽件配置成埋入到所述固體絕緣物中。
11.一種開關(guān)裝置的集合體，其具備相當(dāng)于多個(gè)相的數(shù)量的權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置的集合體的特征在于，將與母線連接的母線用襯套與所述多個(gè)開關(guān)裝置的所述母線側(cè)固定電極連接，以所述各相的母線不重合的方式通過(guò)內(nèi)部母線將所述母線側(cè)固定電極與所述母線用襯套連接起來(lái)。
12.—種開關(guān)裝置，其為權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，其特征在于， 在與所述接地?cái)嗦凡亢退稣婵臻y相反的一側(cè)具備第二接地?cái)嗦凡浚摰诙拥財(cái)嗦凡烤哂械诙拥財(cái)嗦凡靠蓜?dòng)電極、配置于母線側(cè)的第二母線側(cè)固定電極、與所述真空閥內(nèi)連接所述中間固定電極的電極不同的另一方電極電連接的第二中間固定電極、為接地電位的第二接地側(cè)固定電極，所述第二中間固定電極經(jīng)由連接導(dǎo)體與所述真空閥內(nèi)的電極連接，所述固體絕緣物也將所述第二接地?cái)嗦凡磕Ｋ艹梢惑w，所述兩個(gè)接地?cái)嗦凡磕軌蚍謩e獨(dú)立切換到接入、斷路、接地三個(gè)位置。
13.一種開關(guān)裝置的集合體，其按每一個(gè)相具有多個(gè)權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置的集合體的特征在于，所述開關(guān)裝置的集合體還具備連接同相的所述母線側(cè)固定電極的共用母線導(dǎo)體， 所述固體絕緣物將由該共用母線導(dǎo)體連接的多個(gè)開關(guān)裝置模塑成一體。
14.一種開關(guān)裝置的集合體，其具備多個(gè)權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)所述的開關(guān)裝置， 所述開關(guān)裝置的集合體的特征在于，將與母線連接的母線用襯套與所述母線側(cè)固定電極連接， 將與電纜連接的電纜用襯套與所述真空閥的所述固定電極連接， 向同一個(gè)方向引出所述母線用襯套和所述電纜用襯套， 將構(gòu)成相當(dāng)于三個(gè)電路的三個(gè)所述開關(guān)裝置，在同一面內(nèi)平行地按三相配置。
15.一種開關(guān)裝置的操作方法，該開關(guān)裝置具備切換到閉合位置、切斷位置的真空閥；以及呈直線狀地切換到閉合位置、斷路位置、接地位置的接地?cái)嗦凡?，所述開關(guān)裝置的操作方法的特征在于，通過(guò)在將真空閥切換到切斷位置之后將接地?cái)嗦凡哭D(zhuǎn)移到斷路位置來(lái)進(jìn)行從閉合到斷路的切換。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的開關(guān)裝置的操作方法，其特征在于，位于所述斷路位置的所述接地?cái)嗦凡康介]合位置為止的間隙，大于所述接地?cái)嗦凡康浇拥匚恢脼橹沟拈g隙。
全文摘要
本發(fā)明提供一種開關(guān)裝置以及開關(guān)裝置的操作方法。本發(fā)明的開關(guān)裝置是即使采用空氣絕緣，也能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的開關(guān)裝置。開關(guān)裝置包括呈直線狀移動(dòng)、能夠切換到斷路位置以及接地位置的接地?cái)嗦凡?10)；在內(nèi)部為真空的真空容器內(nèi)進(jìn)行電流的接入和切斷的真空閥(1)；以及覆蓋所述接地?cái)嗦凡?10)與所述真空閥(1)的固體絕緣物(30)，所述接地?cái)嗦凡?10)與所述真空閥(1)電連接，電流的接入和切斷在所述真空閥(1)內(nèi)進(jìn)行。
文檔編號(hào)H01H31/02GK102420069SQ20111022199
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者佐藤隆, 內(nèi)海知明, 土屋賢治, 森田步, 白根隆志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所