真空開關裝置的製作方法
2023-09-23 17:21:25
專利名稱：真空開關裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種真空開關裝置以及一種真空開關裝置單元，它能很容易地將成整體的容器連接於總線，在所述容器中，以組合的方式使用了一接地真空容器或真空容器以及一隔絕氣體的接地容器，並且，本發明還涉及一種真空開關裝置系統，所說的真空開關裝置單元在上述真空開關裝置系統中彼此相連。
由於對城市能耗集中地區的需求在所增加，所以，實現配電電壓的提高即由於在確定6KV配電分站建設地點方面的困難性而將規定的負載包括在每根線的容量較大的22KV系統中而不是6KV系統中、不允許鋪設配備管線以及6KV供電設備的可利用率的增加等會導致形成有效的供電設備。因此，必須要使得22KV的配電設備象小型的7KV至6KV設備那樣小型化。
可將例如日本專利公開平3-273804號中所說明的SF6氣絕緣的開關裝置看作是要加以小型化的電力接收和傳輸設備。在這種類型的開關裝置中，將充有絕緣氣體的單元室或箱室製造成設置在一配電箱內，將一斷路器、兩個隔離器和接地開關製造成包容在總線室或總線箱內。在將真空斷路器用作上述斷路器時，該真空斷路器的操作單元使一可移動的電極相對一固定電極上下移動，從而進行開和關。依照日本專利公開昭55-14327號所說明的作為上述斷路器替代形式的真空斷路器，一可移動電極以主軸為支軸垂直或水平地轉動以便與固定電極相連接或斷開連接，從而進行開和關。
氣絕緣的開關裝置通隔離器和氣體斷路器或類似的裝置接收供給自例如電力公司的電力、通過變壓器將電力轉換成用於電器的最佳電壓並將電力提供給例如電機等電器。按下述方式維護和檢查所說的電力接收和傳輸設備。在氣體斷路器斷開之後，使以獨立於氣體斷路器方式設置的隔離器打開並使接地開關接地，以便使得電源側的殘餘電荷以及感應電流流進接地點。因此，可防止重新加載來自電源的電壓，以保證工人的安全。使接地開關接地同時總線保持充電會導致事故。所以，在隔離器與接地開關之間進行互鎖。
在例如日本專利公開平3-273804號中所說明的SF6氣絕緣的開關設備中，將充有SF6氣體的單元室或箱室製造成放置在一配電箱內，將斷路器、兩個隔離器和接地開關分別製造成包容在總線室或總線箱內。在將真空斷路器用作上述斷路器時，一操作單元使位於真空容器內的可移動電極相對一固定電極上下移動，從而進行開和關。依照日本專利公開昭55-14327號所說明的作為上述斷路器替代形式的真空斷路器，與可移動閘刀相對應的可移動導線以及位於真空容器內的可移動電極以主軸為支軸垂直或水平地從一側轉動到另一側，以便與固定電極相連接或斷開連接，從而進行開和關。此外，一導杆從可移動電極和位於真空容器內的固定電極的每一個的後部延伸至日本專利公開昭59-75527號中所述的真空容器的外側。但是，這些文件中的任何一個都沒有考慮用於將電源側導體與電源總線連起來的部分。儘管在日本專利公開平9-153320號中說明了包封在氣絕緣容器內的真空開關裝置，但是，該專利以與前述相類似的方式沒有考慮用於將電源側導體與電源總線連起來的部分。
本發明的目的是提供一種真空開關裝置，它能很容易地在總線或電源側總線與接地真空容器或成整體的容器之間進行連接；一種真空開關裝置，其中，以彼此相配合的方式設置有多個真空開關；一真空開關裝置單元；以及，一真空開關裝置系統。在本發明中，可將一真空容器接地。另外，所述真空容器可以放置在接地的氣絕緣容器內。
本發明提供了一種真空開關裝置，它包括(1)一真空開關，該真空開關帶有一真空容器、一在真空容器內的與之相連的固定電極、與固定電極相連或斷開連接的可移動電極、電連接於可移動電極的電器導體以及電連接於可移動電極的外部導體；(2)一操作裝置單元，它用於驅動上述可移動電極；以及，(3)總線，每條總線均電連接於上述外部導體；本發明還提供了一種真空開關裝置單元，其中，將如前所述的多個真空開關裝置組合成單元的形式。此外，組合成單元形式的真空開關裝置通過總線與其它單元相連，從而能構成一預定的真空開關裝置系統。本發明中，在用於將延伸自真空容器的外部導體與各總線連接起來的連接部中，沿水平方向延伸至外部導體的縱軸的總線以及外部導體的連接端被接口絕緣體所包圍。儘管已周知接口絕緣法是諸如電纜頭等之類的連接方法，但是，本發明用這種接口連接法來確保真空開關與各條總線之間的連接。接口連接法是這樣一種連接法，它以強迫的方式使諸如陶瓷、樹脂等之類的固體硬絕緣體與用於包圍連接部的壁面(或容器壁面)之間的諸如橡膠之類的彈性體作壓配合併牢固地使固定絕緣體與彈性體之間的接口作密接配合，以便提高抗壓性。作為本發明的彈性體的一種獨立改進形式，所述連接部上配備有一壓配合操作單元，以便使彈性體從連接部的外側作壓配合。本發明的一個較大優點是可使接地真空容器與連接結構在結構上基本上彼此相同。因此，可按多個組件的形式分別備制真空開關、操作裝置、控制器、連接部以及總線。可很容易地將它們組裝起來以便構成一預定的電路或線路。所以，可以降低真空開關裝置、真空開關裝置單元和真空開關裝置系統的生產成本。
在本發明中，沿與疊置的外部導體的縱向方向相垂直的方向或沿外部導體的橫向方向延伸的一對總線導體的對接端作為疊置的外部導體的一端處的連按件彼此相疊置。將諸如螺栓之類的緊固或擰緊裝置插進限定在疊置部分上的開孔內。用螺母等來擰緊所述緊固裝置，以便固定在連接件之間。本發明中使用的總線的連接結構的固體絕緣體具有一斜的或傾斜的表面，在該表面中，其斷面面積隨著接近連接部的中心而連續地減小。通過將一螺釘或類似裝置壓配合到彈性體上，緊固裝置會牽拉彈性體和固體絕緣體以使得兩者被迫彼此相粘合。在本發明的連接結構中，研磨的金屬粉末混合進絕緣體支承部和/或彈性體(絕緣罩蓋)的表面並以與導電罩蓋相接觸的方式接地。使總線本身絕緣的方法可以是使用環氧樹脂的固體絕緣體、填充有SF6氣體的氣體絕緣體或製成為真空容器的真空絕緣體。本發明甚至可應用於日本專利公開平9-153320號中所述的整體式真空開關裝置，在這種開關裝置中，將用於包容移動電極和固定電極的真空容器放置在氣絕緣容器內。
圖1是本發明實施例1的三相真空開關裝置(真空開關裝置單元)的側剖圖；圖2是用於說明圖1所示的可移動接觸器的運動的電路圖；圖3是沿圖1所示的三相真空開關裝置的III-III線的剖面圖；圖4是圖3所示的連接部的局部詳細剖面圖；圖5是圖1的平面6是另一個實施例的三相真空開關裝置(真空開關裝置單元)的平面圖；圖7是真空開關裝置系統的概略平面圖，在該真空開關中，圖1和5所示的多個真空開關裝置單元彼此連在一起。
圖8是圖1所示的真空開關裝置單元的電路圖。
以下參照
本發明的實施例。在圖1中，真空容器或外罩4與接地點E相連。固定電極5在所述容器內通過柱形體25和固定側的密接配合件26固定於真空容器4。固定電極5通過導體8B靠銅焊與外部導體(電源側的導體)8的一端相連。外部導體8穿過真空容器4並通過密接配合件42和43以及絕緣的支承部41固定於該真空容器。支承部41包圍著外部導體8並具有這樣的截面，該截面朝向連接部的中心是減小的。至於連接部，諸如橡膠之類的彈性體52牢固地限制住了連接部。絕緣體41和彈性體52通過緊固配合件51固定住了緊固裝置或夾持器44，從而使該裝置粘合於(由不鏽鋼製成的)罩蓋48和固體絕緣體。橡膠52的表面和支承部41的下端的表面具有導電性並通過罩蓋48接地。
可移動電極7通過撓性導體34等電連接於電器導體9。可移動電極7用介於可移動電極7與可移動閘刀11之間的移動側絕緣缸體29與可移動閘刀11相連。可移動閘刀11通過波紋管30與真空容器4相連並在從附圖來看時以轉軸11A為支軸沿向上和向下的方向旋轉。接地導體6通過插進外殼15內的波紋管19等固定於真空容器。如圖2所示，可移動電極7有四個位置閉合位置Y1，在該位置處，可移動電極7與固定電極5相接觸；斷開位置Y2，在該位置處，可移動電極7與固定電極5相分離從而切斷了電流；隔離位置Y3，在該位置處，可移動電極7與接地導體相接觸；或者，Y1、Y2和Y4的三個位置。所以，能給一個真空開關以多個功能(斷路器、隔離器、接地裝置或斷路器、接地裝置等)並使真空開關有很小的尺寸。
本發明不僅可以應用於圖1所示的具有多種功能的真空開關裝置而且可以應用於具有單一功能的真空開關裝置。在這種情況下，將可變電極7和固定電極5安裝在一個真空容器內，而將與之相對應的接地導體和接觸器設置在另一個真空容器內。可利用介於兩個接地真空容器之間的絕緣體而使得這兩個接地真空容器彼此相獨立。
可移動閘刀11受驅於與轉軸32相連的驅動裝置31。所述驅動裝置包容在一操作隔室或一操作設備室104內。可移動閘刀11按這樣的方式移動即變壓器13可以檢測到流過電器導體10的電流，從而使保護繼電器14進行操作，因此，可啟動操作裝置以應付系統中的事故。
將電器導體9插進電纜頭部10。將電纜頭部10插進諸如套管之類的固體絕緣體34內。固體絕緣體具有與連接部分的固體絕緣體41相類似的截面結構。此外，諸如橡膠之類的撓性絕緣體包圍著固體絕緣體35的邊緣並粘合於該固定絕緣體，從而構成了接口或接口絕緣體。圖1所示的真空開關裝置配備有一導體隔室103。圖8是圖1的分相式接地真空開關裝置的電路圖，它示出了其中集中有真空開關裝置的概略框圖。圖8所示的真空開關裝置100具有一電源側的隔室102和一導體隔室103，它們分別設置在斷開部隔室101的上側和下側，在隔室101中包容有接地真空容器4。設置在電源側隔室102內的真空總線12分別與斷開部隔室101的接地真空容器4內的三相分相接地式真空開關裝置1、2、3(以下稱為「真空開關裝置」)相連。此外，真空總線12分別與位於真空開關裝置2和導體隔室103內的電器側導體9及電纜頭10相連。每個接地真空容器4均分別與接地點E相連並包括設置在該容器內的三相真空開關裝置1、2和3。
圖3是沿圖1中III-III線的剖面圖，圖4是該剖面的局部放大剖面圖。每個真空容器的剖面結構都具有沿附圖所示的垂直方向的長的結構。在將真空容器4平行放置時，就可將它們設置成沿水平面不增加安裝面積。由於真空開關連同接地真空容器4a、4b和4c在結構上彼此是基本相同的，故不再對接地真空容器4a、4b和4c進行說明。將螺栓44插進外部導體8相對接地真空容器4b延伸的端部。一對總線12從一側到另一側與螺栓44相連。至於連接部，使得連接導體12之一的端部變薄，並在連接導體12的中心處使另一個的連接導體的端部變薄，從而形成突出部53。總線導體(真空導體)12′的一端通過連接部55以撓性的方式與相應的端部相連。總線導體12′及其相應的連接導體12以密封的方式覆蓋有外罩60和48。事先備制出成整體的總線導體12′之一(與一對總線組件相對應)、連接導體12、外罩60和48、套管46、波紋管49以及密接配合件47。
限定在成對總線組件的端部上的通孔以可插入的方式嵌在插進外部導體8的端部內的螺栓44上。螺栓44的梢端擰在螺紋孔內，所述螺紋孔限定在夾持器59的抽頭61上，通過在夾持器59旋轉的狀態下模製出抽頭61和調節器51而使得夾持器59成整體。因此，可通過墊圈62將螺栓44插進抽頭61，所以，套管41和50與彈性體52會彼此相粘合。總線導體12′的兩端會如附圖所示那樣呈同樣的形式並與其相應的連接導體12相連。以組合的形式使用按上述方式構成的至少兩個真空開關裝置，結果被稱為真空開關裝置單元。
圖5是一平面圖，它示出了從上方來看的圖1所示的三相分相式接地真空開關裝置單元以及真空總線。以平行的方式設置三個接地真空容器1、2、3。由於在沿接地真空容器1、2、3的縱向方向來看時用於真空總線的每個連接部40都設置在不同的位置，故總線導體12′很容易與另一真空開關裝置單元相連，從而能以平面的方式進行連接或者以兩維的方式進行連接。另一方面，由於在沿示出了另一個實施例的圖6中的接地真空容器1、2、3的縱向方向來看時總線的連接位置都是相同的，故總線可以通過一操作單元104與其相應的真空開關單元相連。結果，需要一定的額外空間。但是，如果將操作單元104設置在不同於用於各接地真空容器的空間的空間內即位於接地真空容器上方的空間內，則不需要提供用於操作單元的平面空間。在這種情況下，設計出相對連接部延伸的總線的布局並使總線水平或垂直地彎曲，從而可簡單地將多地真空開關裝置設是成相平行。因此能提供佔用面積和體積都很小的真空開關裝置單元和真空開關裝置系統。
圖1所示的真空開關裝置100配備有電源側隔室102和導體隔室103，它們分別設置在斷開部隔室101的上側和下側，在隔室101中包容有接地真空容器4。設置在電源側隔室102內的真空總線12′分別與斷開部隔室101內的三相分相接地式真空開關裝置1、2、3(以下稱為「真空開關裝置」)相連。此外，真空總線12′分別與電器側導體9及位於真空開關裝置2和導體隔室103內的電纜頭10相連。每個接地真空容器4都分別與接地點E相連並包括位於其中的三相真空開關裝置1、2和3。
由於相應的相位真空開關裝置1、2、3在結構上彼此相同，故以下說明真空開關裝置2，並略去了對其它真空開關裝置的說明。真空開關裝置2內以成整體的方式集中了斷開功能、隔離功能、接地功能和總線。真空開關裝置2主要包括可移動電極7，它可在固定電機5與接地電極6之間移動。固定電極5通過包括撓性導體的連接導體8A與電源側導體8相連。可移動電極7通過撓性導體34與其相應的電器側導體9相連，而電器側導體9則與設置在接地真空容器外側的相應電纜頭10相連。此外，可移動電極7以機械的方式與可移動閘刀11相連並隨操作裝置單元31所驅動的可移動閘刀11的旋轉而沿向上和向下的方向或沿向左和向右的方向旋轉。
在可移動電極7從固定電極5移至接地電極6時，可移動電極可停在圖2所示的四個位置上。隨著可移動電極7的旋轉，可移動電極7會在可移動電極7與固定電極5相接觸的閉合位置Y1處被加電並旋轉至閉合位置Y1之下的一側。此後，可移動電極7在斷開位置Y2處與固定電極5相分離或斷開連接，從而切斷電流同時產生電弧。可移動電極7還旋轉至下側以便在隔離位置Y3處與固定電極5分開，因此，可移動電極7不會產生電擊穿並且能保持一定的絕緣距離，在該距離處，工人在電器導體一側不會受到電擊。可移動電極7還旋轉成能在接地位置Y4處與接地電極6相接觸。略去了隔離位置Y3，從而可移動電極7可從斷開位置Y2移至接地位置Y4。由於在從固定電極5轉動至接地電極6時可移動電極7可在與高度絕緣體相對應的真空內一次操作連續地有四個位置，故能很容地進行操作。此外，由於將可移動電極7、固定電極5和接地電極6組裝在一處，故能減小真空開關裝置的尺才。如果提供隔離位置Y3，則即使是與電器側導體9相接觸，工人也是安全的，在電器側導體9中，在具有不同電源接頭例如兩個系統電源的雙線路電力接收過程中，用於所述線路之一的相位開關裝置2X在閉合位置Y1處於操作狀態，而用於另一個線路的相位開關裝置2Y則在隔離位置Y3處於待機過程。由於即便是在相位開關裝置從待機狀態變成操作狀態或從操作狀態變成待機狀態的情況下工人也可以連續地進行操作，故真空開關裝置的操作速度會很快，並且很容易進行操作。此外，變壓器13可檢測到所承載的電流，並且，保護繼電器14會啟動以關閉操作裝置單元(末示出)，從而能應付系統的事故。
接地真空容器4的主要部分包括諸如不鏽鋼等之類的導體並與接地點E相連。因此，即使在工人修理和檢查開關裝置時，工人也可以安全地進行操作。各接地真空容器的縱向延伸的側面4A具有比另一個側面(高度)4B長的矩形截面形式。此外，接地真空容器的寬度4C如圖3所示那樣具有在垂直方向上較長的基本上為橢圓的形式。因此，接地真空容器4的機械強度會增加且該接地真空容器的壁面的厚度可做的較薄，從而使接地真空容器有較輕的重量。用於相應相位的真空總線12′沿與相應的相位真空開關裝置1、2、3的縱向延伸的側面4A相垂直的方向延伸。用於驅動可移動閘刀11的操作設備室或箱104設置在相應的相位真空開關裝置1、2、3的橫向延伸的側面4C的一端上。
由於相應的相位真空開關裝置1、2、3在結構上彼此相同，故只說明真空開關裝置2的與一相相對應的結構。略去了對其它真空開關裝置1和3的說明。由於固定電極5、接地電極6和電器側導體9均在接地真空容器4內(沿縱向方向)設置在一側4A的上側和下側，故可以減小接地真空容器4的另一側4B即其垂直尺寸。因撓性導體34的緣故可以減少可移動電極7、電器側導體9與電纜頭10之間的距離。結果，電阻較低，可減少所產生的熱量，並且，可使各真空開關裝置有較小的尺寸。固定電極5和接地電極6設置成彼此相聯，並且，可移動電極7設置在這兩者之間。此外，可移動電極7在兩個電極之間旋轉，以便與兩個電極相連或者斷開連接。
接地電極6的一端上設置有接地側底部配合件15，另一端上帶有開放的接地側套管16，它由陶瓷材料製成。與設置在接地側套管16的外緣上的凸緣17相連的接地側密接配合件18焊接於接地真空容器4，並且，接地真空容器4支承著接地電極6。接地側波紋管19和彈簧20以及接地電極6均設置在接地側套管16內。接地電極6穿過接地側配合件15以便延伸至外側並具有一通過螺釘與接地側電纜22相連的端部。接地側電纜22與真空開關裝置100相連。在將與接地側電纜相反的一側上的接地電極6壓向接地側底部配合件側時，彈簧20會同接地側波紋管19一道收縮。但是，這時彈簧20總是因其收縮力而沿可移動電極方向擠壓接地電極6。
由陶瓷材料構成的固定側絕緣缸體25支承著以與接地電極6相聯方式位移的固定電極5。支承著固定側絕緣缸體25的另一端的固定側密接配合件26通過銅焊填料金屬而固定於其相應的接地真空容器4。固定側配合件24和固定側密接配合件26事先連接於固定側絕緣缸體25的兩端。分別設置在不同位置的與三相相對應的固定電極5以及與三相相對應的外部導體8分別通過連接導體8A彼此相連。可將固定電極5設置在相同的位置。每個外部導體8均以固定電極5為參照位置設置在任意的位置，因此，可以確保設計的自由度。可將固定電極5設置在這樣的位置，在該位置處能很容易地組裝電源側的導體8。撓性導體34與電器側導體9之間的關係可與前述的一樣。
由陶瓷材料構成的移動側絕緣缸體29通過移動側配合件28支承著設置在接地電極6與固定電極5之間的可移動電極7。移動側配合件28與移動側絕緣缸體29的兩端相連。可移動閘刀11和移動側波紋管30連接於移動側配合件28的一側。在移動側波紋管30的另一側上與接地真空容器4相連的可移動閘刀11被可收縮的移動側波紋管30所包圍並穿過接地真空容器4以便延伸至外側。移動側的波紋管30用於使可移動閘刀11通過與可移動閘刀11相連的主軸11A沿向左和向右方向或沿向上和向下方向旋轉。可移動閘刀11以主軸11A為支軸旋轉，以便與接地電極6和固定電極5相連或斷開連接，從而進行電學開和關。
可移動閘刀11因驅動了與可移動閘刀30的梢端相連的操作裝置單元31而以主軸11A為支軸旋轉。操作轉軸32將可移動閘刀11與操作裝置單元31彼此連接起來。操作裝置單元31設置在上述操作裝置室內。另外，可以使用這樣的結構，其中，可移動電極以簡單的方式與可移動閘刀的梢端相連。在這種情況下，可移動電極與操作裝置單元中的一個的一部分需要有用於切斷電流的絕緣裝置例如移動側絕緣缸體29。所帶來的一個優點是，與可移動閘刀與操作裝置單元中沒有電流流過的情況相比，可以減少考慮熱變形的結構例如減小機械剛性。
可移動電極7的梢端和電器側導體9通過撓性導體34彼此相連。電器側導體9穿過由陶瓷材料構成的電器側套管35，從而連接於電纜頭10。電器側密接配合件36和36′與電器側套管35的一端相連。電器側密接配合件36通過銅焊填料金屬被焊接於限定在接地真空容器4上的開口的邊緣並被該邊緣所支承。接地金屬層37設置在由陶瓷材料構成的表面上，所述表面則用於在接地真空容器4內外露的電器側套管35，因此，洩漏電流會經由接地真空容器4流進接地點E。所以，即使工人與電纜頭10相接觸，也會有安全措施去避免危險的出現。
以下參照圖2說明真空開關裝置2的操作。將可移動電極7設置在圖2所示的斷開位置Y2，該斷開位置設置在接地電極6與固定電極5之間，如圖1所示。在從斷開位置Y2來看時靠近接地電極6的位置等價於隔離位置Y3。由於真空開關裝置在這一位置處被用作了隔離開關，故不必提供隔離開關DS，因此，可減小真空開關裝置2的尺寸。可移動電極7如圖2所示那樣從這一位置開始轉動，因此，可到達所謂的接地位置Y4，在該位置處，可移動電極7已與接地電極6相接觸。彈簧20總是沿可移動電極的方向擠壓接地電極6。可移動電極7在從圖2所示的接地位置Y4來看時沿相反的方向轉動。可移動電極7與固定電極5相接觸的閉合位置是Y1。可移動電極7在閉合位置Y1處與固定電極5相接觸而且還與電器側導體9相連。在這種情況下，可以大大地減少用於提供來自閉合位置Y1的電力的電流通路，在閉合位置Y1處，固定電極5和可移動電極7可通過繞過可移動閘刀11藉助撓性導體34而彼此與電器側導體9相接觸。結果，電阻會變低，從而能減少電力浪費和所產生的熱量。
考慮這樣的系統，在該系統中，總是在閉合位置Y1處將電力提供給電器，這種操作時間要比在其它位置使用可移動電極7的時間間隔長，並且，可移動電極7可代替使用撓性導體34而直接以可滑動的方式與電器側導體9相接觸。在這種系統中，可移動電極7能直接滑到電器側導體9上，從而能在可移動電極7和電器側導體9彼此保持接觸的狀態下連續地提供電流。因此，存在有因電流產生的熱量而熔接或焊接住可移動電極7和電器側1導體9的可能性。結果，操作裝置單元31的轉動力會變大，從而將所焊接的可移動電極7和電器側導體9彼此分開，因此，操作裝置單元31會有大的尺寸。所以，真空開關裝置2的尺才和成本會增加。電極會滑動，同時會產生的熱量，兩個電極會被大大地磨損且壽命會減少。
當可移動電極7在電器側導9上滑動時，產生自可移動電極7和電器側導體9的金屬顆粒在真空容器內擴散並且會留存下來，因此，會很容易出現絕緣擊穿。另一方面，當本發明中用於使可移動電極7直接在電器側導體9上滑動的撓性電極7連在電器側導體9與可移動電極7之間時，可移動電極7與電器側導體9之間沒有沉積物。此外，與上述內容相比，操作裝置單元31的轉動力不會增加，而且還能減小操作裝置單元31的尺寸。可移動電極7和電器側導體9的壽命也會提高，所以，有很經濟的優點。由於撓性導體34按最短的距離連在電器側導體9與可移動電極7之間，故在可移動電極7如前所述那樣在電器側導體9上滑動時不會出現金屬蒸氣。可以看出，可以極大地改善電流切斷特性。此外，可以減小接地真空容器4的尺寸。
作為防止金屬蒸氣的措施，將固定電極5、接地電極6和電器側導體9以及與兩個電極相連和斷開連接的可移動電極7設置在接地真空容器的一側和另一側。此外，將接地真空容器製成一側的容量C1即從設置在兩個電極之間的中心O上的可移動電極7來看時的接地真空容器的一側的上側的容量C1會大於另一側的容量C2。因此，可切斷流經固定電極5和可移動電極7及電器側導體9的短路電流或類似電流。由於接地電極6僅充許電源側上的殘餘電荷以及感應電流流進接地點、與固定電極側即相比會較少地產生金屬蒸氣且容量C1＞容量C2，故便於金屬蒸氣在容量C1處的擴散，且能快速地恢復絕緣。
由於固定電極5與電源側導體8之間通過連接導體8A進行連接，故對每一相來說都可將固定電極5設置在同一位置，可以任意地確定電源側導體8應在每一相中的哪個位置處以固定電極5作為參照位置連接於真空總線12′或連接導體12。可以很容易理解在從固定電極5的參照位置來看時應該將電源側導體8設置在哪個位置處，並且，具有易於設計和生產的優點。由於每一相中處於同一位置的固定電極5與不同位置處的電源側導體8之間通過連接導體8A來進行連接，故例如可沿與接地真空容器4的一側相垂直的方向來設置真空容器12′，該真空容器與電源側導體8相連，所述電源側導體則在接地真空容器4的一側4A處對應於的多個相，並且，可按傾斜的方式設置連接部40，該連接部在電源側8與真空總線12′之間對應於相應的相，因此，不會遮蓋住與相應的相相對應的連接部40，從而能很容易地進行連接工作。與在接地真空容器4的一側處對應於多個相的電源側導體相連的連接導體12和真空總線12′在各個接地真空容器上沿一側延伸，以同樣的方式平行地設置與三個相相對應的連接部40，從而能與以上相類似的方式很容易地進行連接工作。
以下參照圖3和4說明電源側導體8與真空總線12′之間的連接關係。一端與連接導體8A相連的電源側導體8穿過由陶瓷材料構成的電源側支承部41，從而與位於連接部40處的真空總線12′相連。密接配合件42設置在梢端及電源側支承部41內。一密接配合件42用銅焊填料材料與電源側導體8相連，以保持相應接地真空容器4內的真空。
用於成對真空總線12′的沿與電源側導體8的梢端或前端部分相垂直的方向延伸的連接導體12被連接部40所支承，而電源側導體8則沿垂直方向延伸。螺紋孔限定在電源側導體8的前端處，而穿過與螺紋孔相對應的開孔的成對連接導體12的梢端則設置成彼此相疊置。將螺杆44插進這些開孔，並轉動且緊固安裝在螺杆44上的螺母45，因此，可將成對的真空總線12′支承在電源側導體8的梢端上。
至於用於至少一對沿彼此相反方向延伸的真空總線12′的連接部12，連接件12A和12B彼此相疊置，連接件12A和12B設置成它們在相互疊置的一端處的厚度比未疊置的總線的厚度薄，並且，連接件12A和12B被連接部40所固定住。因此，可防止連接件12A和12B突出於各真空總線12。此外，與未設置連接件12A和12B的情況相比，可以降低連接部40和絕緣夾持部50的高度或寬度。
用於成對真空總線12′的連接導體12分別穿過由陶瓷部件構成的總線側支承部46。密接配合件47設置在總線側支承部46的梢端。密接配合件47中的一個與波紋管49通過銅焊填料金屬彼此相連，並且，波紋管49通過焊接與另一側上的外罩60相連。突出部53設置在連接導體12上，而連接導體12則用於設置在與連接部40相反的那一側上的各個真空總線12′，由彈性材料構成的連接部55通過銅焊連接在突出部53與另一個真空總線12的凹進部54之間(？)。連接部55用於隨著流經各真空總線12和連接部55的電流載荷的增加或減小而膨脹和收縮。但是，在連接部55具體膨脹時，突出部53會與凹進部54相接觸，從而連接部55會阻止這時產生的金屬切割粉末或灰塵排放到外側並預先防止短路事故。
通過用扳手或類似裝置轉動帶有螺紋凹槽的突出調節器51和螺杆44可將它們安裝到絕緣夾持部50的外端和內端。
絕緣橡膠52以密封的狀態嵌在電源側支承部41、總線側支承部46和絕緣夾持部50上。絕緣橡膠52具有以整體方式限定的四個插入孔，它可使電側支承部41、總線側支承部46和絕緣夾持部50從中穿過。混合有研磨金屬粉末的絕緣橡膠蓋設置在用作彈性體的絕緣橡膠52的表面上，從而即使工人接觸到該橡膠蓋也能避免電擊。所述絕緣蓋具有第一絕緣塗層部52A，它帶有沿一個方向延伸的通孔；以及，第二絕緣塗層部52B，它帶有與第一通孔相垂直的第二通孔。兩個絕緣塗層部是連續的。沿彼此相反方向延伸的至少一對真空總線12嵌在第一絕緣塗層部52A的通孔內。真空總線12被第一絕緣塗層部所包圍。沿與真空總線12相垂直的方向延伸的外部導體8嵌在第二絕緣塗層部52B的通孔內。此外，外部導體8被第二絕緣塗層部52B所包圍。連接部40設置在通孔彼此交叉的位置處，在連接部40中，連接件12A和12B以及電源側導體8被緊固裝置44和45所固定，而相應的總線的端部則通過連接件12A和12B彼此相疊置。所以，具有這樣的優點即可用絕緣蓋很容易並在短時間內作到電源側導體8、真空總線12、連接部40等的絕緣。
在使調節器51旋轉時，絕緣橡膠52會相應地被絕緣夾持部50的傾斜部50A所擠壓，從而延伸成向外膨脹，因此，絕緣夾持部50和絕緣橡膠52處於密接配合的狀態。由於可僅通過從外側旋轉調節器51就可進行粘接工作和緊固工作，故能很容易地進行工作。在這種狀態下，每個真空總線12′的邊緣均保持為真空。
所以，每個真空總線12′都通過真空而保持絕緣並且能按這樣的程度減小尺寸即不必用諸如合成樹脂之類的絕緣部件來蓋住各個導體。此外，由於即使是略去了接地裝置和隔離位置也可以使用本發明，故還可進一步地減小接地真空容器和操作裝置單元的尺才。所以能很自然地使電路開關裝置有較小的尺寸。本發明的真空開關裝置甚至可用作使得可移動電極與固定電極斷開和接通的電路斷路器、諸如真空斷路器等之類的開關、用於使固定電極與可移動電極相連或斷開連接的隔離器、接地開關以及諸如開關之類的單體產品。
圖7一真空開關裝置系統的平面圖，該系統構造成以多種方式將圖1和5所示的真空開關裝置單元連到一起。在附圖中，多個單元通過連接部彼此相連，從而構成了預定的電路。另外，通過將連接結構插進相應的總線蓋或塗層60而封住這些單元的端部，所述各個連接結構則帶有圖3和4所示的調節部51和彈性體52。儘管在附圖中以線性的方式設置所有的真空總線12′，但總線也可以根據需要而是彎曲的，以便形成任意的電路結構。每個真空總線12′均設置在一真空62內，真空62則位於由不鏽鋼製成的真空接地總線容器60內。儘管附圖中末作顯示，但真空總線12′在容器60的兩端處被絕緣體所支承。
權利要求
1.一種真空開關裝置，該裝置包括一真空容器；一固定電極，它設置在上述真空容器內並與一外部導體相連；一可移動電極，它可與固定電極相連或斷開連接；一操作裝置單元，它用於驅動上述可移動電極；一對總線，它們與上述外部導體相連；其特徵在於，設置有用於將上述總線與外部導體連接起來的部分，因此，接口絕緣體支承著被固體絕緣體所包圍的並從所述真空容器延伸的外部導體的一端以及與該端相連的成對總線。
2.一種真空開關裝置，該裝置包括一真空開關，該開關包括一接地真空容器；一固定電極，它設置在上述接地真空容器內並與一外部導體相連；一可移動電極，它可與固定電極相連或斷開連接；一接地導體；一負載導體；以及一操作裝置單元，它用於驅動上述可移動電極；以及一對總線，它們與上述外部導體相連；其特徵在於，設置有用於將上述總線與外部導體連接起來的部分，因此，接口絕緣體支承著被固體絕緣體所包圍的並從所述接地真空容器延伸的外部導體的一端以及與該端相連的成對總線。
3.如權利要求1或2的真空開關裝置，其特徵在於，所述接口連接部帶有一螺栓，它插在所述外部導體的一端內；以及，這樣的結構，它用於通過將所述螺栓插進上述成對總線一端的運動而將一彈性體粘合於固體絕緣體。
4.如權利要求1或2的真空開關裝置，其特徵在於，該裝置還包括一用於插入與絕緣夾持部相連的緊固裝置的插入件以及一調節器，其中，所述絕緣夾持部和插入部可隨上述調節器的旋轉而移動，因此，所述固體絕緣體會將彈性體擠壓成彼此相粘合。
5.如權利要求1或2的真空開關裝置，其特徵在於，所述絕緣夾持部具有傾斜的表面，在該表面中，其截面面積朝向所述連接部的中心連續地減少。
6.如權利要求1或2的真空開關裝置，其特徵在於，所述固體絕緣體和彈性體的表面包含有研磨的金屬粉末。
7.如權利要求1或2的真空開關裝置，其特徵在於，所述總線和連接部均是真空絕緣的。
8.一種真空開關裝置單元，其特徵在於，以組合的形式使用了如權利要求1的兩個或多個真空開關裝置。
9.一種真空開關裝置系統，其特徵在於，如權利要求7的開關裝置單元的總線彼此相連。
10.一種真空開關裝置單元，該單元包括一真空開關裝置，該裝置包括一真空容器，它設置在接地真空容器或氣絕緣接地容器內；一固定電極，它設置在上述真空容器內並與一外部導體相連；一可移動電極，它可與固定電極相連或斷開連接；以及一操作裝置單元，它用於驅動上述可移動電極；以及一對總線，它們與上述外部導體相連；其特徵在於，設置有用於將上述總線與外部導體連接起來的部分，因此，接口絕緣體會支承著被固體絕緣體所包圍的並從所述真空容器延伸的外部導體的一端以及與該端相連的成對總線，並且以多種方式設置上述真空開關裝置和成對的總線。
11.一種真空開關裝置，該裝置包括一真空開關，該開關包括一真空容器，它設置在接地真空容器或氣絕緣接地容器內；一固定電極，它設置在上述真空容器內並與一外部導體相連；一可移動電極，它可與固定電極相連或斷開連接；一接地導體；以及一負載導體，它電連接於上述可移動電極；一操作裝置單元，它用於驅動上述可移動電極；以及一對總線，它們與上述外部導體相連；其特徵在於，設置有用於將上述總線與外部導體連接起來的部分，因此，接口絕緣體會支承著被固體絕緣體所包圍的並從所述真空容器延伸的外部導體的一端以及與該端相連的成對總線。
12.一種真空開關裝置單元，其特徵在於，以多種方式線性地設置如權利要求11的真空開關。
13.一種真空開關裝置系統，其特徵在於，如權利要求12的真空開關裝置單元和與之相鄰的真空開關裝置單元相連，從而構成了預定的線路。
全文摘要
本發明具有一真空開關裝置,該裝置配備有:一真空容器,它在接地真空容器或氣絕緣接地容器內接地;以及,一對總線,它們與上述開關裝置的外部導體相連。用於將上述總線與外部導體連接起來的部分是接口絕緣體,其中,以組合的方式使用了彈性體和固體絕緣體。所述接口絕緣體通過從外側旋轉一調節器而執行粘合和緊固工作。
文檔編號H02B1/20GK1273682SQ98809821
公開日2000年11月15日 申請日期1998年9月28日 優先權日1997年10月3日
發明者梶原悟, 谷水徹, 渡邊能康, 柴田易藏, 森田步 申請人:株式會社日立製作所