氣體絕緣開關的製作方法
2023-06-22 05:09:06
專利名稱：氣體絕緣開關的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣體絕緣開關，具體地說，本發明涉及一種具有使動觸點的慣性質量速度制動的功能的氣體絕緣開關。
如圖5所示，在閉合和斷開操作時，包括構成主電路的動觸點的開關的運動部分進行被驅動力、負載力和摩擦力之間的關系所確定的加速運動和等速運動。在每次閉合和斷開操作的最後時刻，需要適當的斷開，從而阻止開關機械損傷。根據一個現有技術，例如日本專利申請平成10-228847(下文被稱作現有技術實例1)，在操縱設備的減震器上設置一個阻尼器，從而執行適當的斷開並吸收每次閉合和斷開操作時的振動。
根據日本專利申請平成11-213824(下文被稱作現有技術實例2)，在每次閉合和斷開操作的最後時刻，使用兩個阻尼器作為減振器，當槓桿接觸阻尼器時，每次閉合和斷開操作時的振動被吸收。
當使用現有技術實例1所示的開關時，由於在氣體絕緣開關的閉合和斷開操作的所有時間內，減振器自身作為一負載而工作，操縱設備的部分驅動能被耗費。由於這些因素，操縱設備的驅動源的所有能量沒有被轉換成動觸點的加速運動和等速運動，因此導致能量利用率低的缺陷。
當使用現有技術實例2所示的開關時，改善了能量利用率，但是減振器需要被設置成分別用於閉合操作的和用於斷開操作的，導致操作設備的外部尺寸和零件數量增大的缺陷。由於上述問題，當利用現有技術減振器的操作設備被用於氣體絕緣開關時，由於元件尺寸的增加，引起電站和變電所所需空間增加的問題，因而由於操縱設備的驅動源的能量損耗很高，不能滿足諸如改進經濟效率的社會需求。
本發明的另一個目的是提供一種氣體絕緣開關，能夠降低對諸如彈簧、氣缸或液壓缸等作為操作設備自身能源的被用於氣體絕緣開關的元件的特定要求。
本發明的另一個目的是提供一種氣體絕緣開關，使得用於驅動氣體絕緣開關的操作設備自身的尺寸和氣體絕緣開關的整體尺寸可以減小。
本發明的另一個目的是提供一種氣體絕緣開關，必需的減振器被構造成一單獨的單元，可以實現進一步減少操作設備尺寸的目的。
本發明的另一個目的是提供一種氣體絕緣開關，提供一種能夠滿足諸如有效地利用發電站或變電站的空間社會需求的氣體絕緣開關，可以改善經濟效率。
為了解決上述問題，本發明的氣體絕緣開關配備有用於吸收在操作設備的閉合操作和斷開操作時固定觸點和動觸點上的振動的減振器，該減振器被設置在操作設備的斷開操作部分內，該減振器吸收閉合操作和斷開操作時所產生的振動。
此外，為了解決上述問題，本發明的氣體絕緣開關配備有用於吸收在操作設備的閉合操作和斷開操作時固定觸點和動觸點上的振動的減振器，該減振器被設置在操作設備的斷開操作部分內，斷開操作部分的控制裝置配備有斷開彈簧，該減振器吸收閉合操作和斷開操作時所產生的振動。
此外，為了解決上述問題，本發明的氣體絕緣開關配備有用於用液壓方式吸收在操作設備的閉合操作和斷開操作時固定觸點和動觸點上的振動的減振器，通過調整液壓壓力，減振器調整閉合和斷開操作中的振動，閉合操作和斷開操作時所產生的振動被該減振器吸收。
此外，為了解決上述問題，符合本發明的氣體絕緣開關配備有減振器，在斷開操作時，在動觸點的閉合操作和斷開操作時，它制動動觸點和與動觸點相連的輸出杆，該減振器被設置在輸出杆的任一個運動方向上的位置。
圖6示意地顯示了一個本發明的優選實施例的氣體絕緣開關的結構，其中構成斷路開關的斷開部分的固定電極602和活動電極603被分別連接到固定側導體604和活動側導體605上。分別被支撐絕緣體606和607所支撐的固定側導體604和活動側導體605被封閉在充滿消弧氣體的接地容器608內。支撐絕緣體607、活動側導體605和活動電極603被一操作機械盒609所支撐，該盒容納將在下文介紹的操作機械。通過絕緣操作杆610，活動電極603被連接到將在下文介紹的操作機械的輸出杆203上。銷釘612穿過活動電極603、絕緣支撐杆610和操作機械部分611中每一個元件的銷釘孔，將它們連接在一起。
由於將在下文介紹的操作機械根據閉合指令而工作，輸出杆203運動並迫使絕緣操作杆610運動，因而在電路閉合操作時，活動電極603接觸固定電極602以使電路閉合。在電路斷開操作時，輸出杆203反向運動，因而操作杆也反向運動，從而活動電極603和固定電極602分開，斷開電路。
下文將介紹符合本發明的優選實施例的操作機械。
圖1顯示本發明的氣體絕緣開關的彈簧機構(開關處於開啟狀態)，下文將介紹彈簧機構的結構和操作。
彈簧機構的功能是在閉合彈簧和斷開彈簧的幫助下，使動觸點接觸氣體絕緣開關的固定觸點和使動觸點與氣體絕緣開關的固定觸點分開，所述彈簧機構大致包括閉合操作部分100、斷開操作部分200和閉合彈簧壓縮部分300，在這個實施例中，該彈簧機構還包括減振器360。
在開關的正常操作條件下，彈簧機構設計成使得閉合彈簧101總是處於被壓縮狀態，用於保持閉合操作部分的觸發鉤109處於接合狀態，以保持閉合彈簧101的壓縮能。閉合彈簧101在閉合操作時被釋放，但是壓縮機構300重新使閉合彈簧101處於被壓縮狀態。在壓縮機構300中，通過閉合彈簧壓縮電動機312的轉動，隨著棘輪齒輪的爪被一個一個地輸送，閉合彈簧101逐漸被壓縮，當完成壓縮時，閉合閂被最終設定，彈簧做好了閉合操作的準備。該機構還設計成使得因而在開關處於操作狀態下，斷開彈簧201和閉合彈簧一樣總是處於壓縮狀態，當開關斷開時，彈簧201被釋放，但是在下一個閉合操作時，再次被壓縮，當完成壓縮時，斷開觸發鉤209被接合，斷開彈簧201的壓縮能被保持。此外，減振器360主要包括一活塞、一桿端和斷開彈簧導杆。
下文將介紹從斷開狀態向閉合狀態的轉換操作。閉合彈簧101被壓縮機構300保持在壓縮狀態，斷開彈簧201處於釋放狀態，斷路開關400的動觸點401處於和固定觸點402分開的斷開狀態。通過閉合操作部分的連接軸104，閉合彈簧201的彈力被傳送到凸輪105，凸輪105的逆時針(CCW)轉動力矩被閉合掣子杆108所保持。此外，凸輪105所產生的閉合掣子杆108的逆時針(CCW)轉動力矩被斷開觸發鉤109所保持，以維持力的平衡。當在此條件下根據斷路開關400的閉合指令使合閘螺線管110被激發，閉合柱塞111使斷開觸發鉤109逆時針轉動，從而使斷開觸發鉤109和閉合掣子杆108分離，在此時刻，閉合掣子杆108和凸輪105脫離接合，通過閉合彈簧槓桿102而承受閉合彈簧力的齒輪103逆時針轉動，閉合彈簧101向右運動。和齒輪103聯動的凸輪105也逆時針轉動。因而通過設置在主傳輸槓桿205上的主傳輸槓桿輥206，和凸輪105的周邊接觸的主傳輸槓桿205順時針轉動。由於通過斷開操作部分的連接軸204和這種運動聯動的輸出杆203順時針轉動，通過和該杆連接的斷開彈簧連杆302，使處於釋放狀態的斷開彈簧204被輸出杆203的力所壓縮，同時斷開操作部分的連接軸204和該杆相連的主傳輸杆205和斷開掣子杆207接合，斷開掣子杆207和斷開中間杆208接合，最後，斷開中間杆208和斷開觸發鉤209接合，從而保持處於壓縮狀態的斷開彈簧201處於閉合狀態。
此外，在本發明的一個優選實施例的氣體絕緣開關的操作機械中，在輸出杆203的任一運動方向上的一個位置通過聯杆設置了既用於閉合操作又用於斷開操作的減振器360。
在上述閉合操作的最後時刻，當移動了設計長度L的自由移動距離320之後，斷開彈簧導杆202抵靠減振器360的杆端509，從而制動運動元件的速度，如圖2所示，動觸點401和固定觸點402接觸，使開關進入閉合狀態。完成閉合操作後，閉合彈簧101再次被閉合彈簧壓縮機構300所壓縮，通過閉合彈簧連杆102，將彈簧力傳送到齒輪103，通過閉合操作部分的連接杆104，將彈簧力傳送到凸輪105，力矩被閉合掣子杆108和閉合觸發鉤109所保持用於維持力的平衡。
圖2示意性顯示了本發明一個優選實施例的氣體絕緣開關的操作裝置機構，圖2顯示了開關從閉合狀態向斷開狀態轉換的操作。根據圖1所示的動作的結果而處於壓縮狀態的斷開彈簧201和與固定觸點402接觸的斷路開關400的電動觸點401等都處於閉合狀態。通過斷開操作部分的連接軸204，斷開彈簧201的彈簧力從輸出杆203被傳輸到主傳輸杆205，主傳輸杆205的逆時針轉動力矩被斷開掣子杆207所保持。此外，主傳輸杆205的力矩所產生成的斷開掣子杆207的逆時針轉動力矩被斷開中間杆208所保持，通過和斷開觸發鉤209的接合，斷開中間杆208的逆時針轉動力矩被保持，以維持力的平衡。
當在此條件下根據斷路開關400的斷開指令使斷開螺線管210被激發時，斷開柱塞211使斷開觸發鉤209逆時針轉動，從而使斷開觸發鉤209和斷開中間杆208脫離接合，同時，斷開掣子杆207和主傳輸杆205脫離接合，通過斷開彈簧導杆205而將斷開彈簧力傳送到輸出杆203，該輸出杆203逆時針轉動，斷開彈簧201向右運動。
在上述斷開操作的最後時刻，當移動了設計長度L的自由移動距離(320)之後，斷開彈簧導杆202抵靠減振器360的杆端509，從而制動運動元件的速度，如圖1所示，動觸點401和固定觸點402分開，使開關進入斷開狀態。
將本發明一個優選實施例的氣體絕緣開關的操作設備和現有技術相比，在現有技術中，需要為閉合操作和斷開操作分別提供減振器，但是由於本發明實現了在閉合和斷開操作中僅使用單獨一個減振器吸收振動，操作設備所需空間被縮小。
此外，由於除了吸收振動動作之外，不產生負載動作，操作裝置的驅動能不需要被耗費，改善了能量利用率。
此外，現有技術的開關為每個閉合操作和每個斷開操作配備一減振器的同時，每個減振器被設置在輸出軸的轉動方向的順時針和反時針位置，本發明實現了一種結構，既用於閉合操作又用於斷開操作的單獨一個減振器被設置在輸出杆的任一個轉動方向上的位置，該結構在閉合操作和斷開操作時都能實現減振，因而和現有技術的開關相比，確保減少部件所需的空間。
圖3詳細地顯示了在本發明一個優選實施例的氣體絕緣開關中所使用的減振器360的結構和操作。該實施例的減振器包括外管501、內管502、活塞503、導向活塞504、止回閥505、調整節流閥506、高壓密封507、檔塵圈508、杆端509、鎖緊螺母510和活塞防轉動導向件511。
圖3示出的本發明一個優選實施例顯示了一種應用，其中減振器被設置在斷開彈簧導向器202內。由於減振器被設置在斷開彈簧201內，該彈簧被設置成和輸出杆203的轉動方向相反，減振器不需要特殊的空間，因此，操作設備的結構可以緊湊。
瞬時接通電路斷開操作時，斷開彈簧導向器202向右運動。同時，在起動後，斷開彈簧導向器202移動設計長度L320內的距離，導向器不和減振器的杆端509接觸，而是自由地運動，因而沒有造成減振器的驅動能損失。當導向器和杆端509彼此抵靠之後，活塞503也向右運動，因而，隨著工作流體通過內管502上的孔513和調整節流閥506被推出，被包含在斷開流體腔512內的工作流體的壓力增加，所述壓力增加所生成的反作用力制動運動元件的速度。從斷開流體腔512內被推出的工作流體推動並開啟斷開流體腔側面上的止回閥505並流入開啟流體腔514。當活塞的運動距離到達設計長度時，內管502中的孔不能再被使用，工作流體僅能通過調整節流閥506而流動。對於這種結構，通過在外部閉合或開啟節流閥506，利用液體腔內的壓力增加特性，能夠輕易地獲得制動特性的調整。在閉合操作中，和斷開操作相同，隨著杆端509和斷開彈簧導向器202在自由運動距離L320(即圖1所示的設計長度後)彼此抵靠，實現斷開。
圖4顯示了本發明一個優選實施例的減振器360內的斷開彈簧導向器202上的橢圓孔202和杆端509之間的關係。圖4(a)顯示減振器處於最終安裝位置，圖4(b)顯示減振器正在被安裝。
杆端509的碰撞部分和斷開彈簧導向器202之間的關係是這樣的，即如圖4(a)所示，杆端509的縱向和斷開彈簧導向器202上的橢圓孔成90°。當安裝減振器時，即如圖4(b)所示，杆端509的縱向首先和斷開彈簧導杆202上的橢圓孔相匹配然後再插入該橢圓孔，然後杆端轉動90°並被固定。因而即使在閉合操作期間，斷開彈簧導杆202向左運動，杆端509也抵靠斷開彈簧導向器202，也可以獲得斷開。
在操作設備中，使用上述減振器，由於使部件的尺寸儘可能地小，因而既減少了部件的安裝空間，又減少了零件的數量，和由於減少了零件數量而改進了可靠性，同時能夠從外部輕易地調整閉合和斷開特性。
如上所述，利用本發明一個優選實施例的氣體絕緣開關，操作機械可以被製造成很緊湊，因而操作機械盒609的整體結構比現有技術的小。
此外，利用本發明的氣體絕緣開關，由於開關作為一個整體是緊湊的，能夠實現減少建設發電站或變電站所需的佔地面積的目的。
此外在上述實施例中，垂直地安置氣體絕緣開關，本發明適用於不同類型的開關，包括水平地安置的氣體絕緣開關。
如上所述，利用本發明一個優選實施例的氣體絕緣開關，使運動元件加速運動和等速運動所需的能量可以被降低，能夠降低對諸如彈簧、氣缸、液壓缸等作為操作設備自身能源的元件的特定要求，所述操作設備被用於氣體絕緣開關。從而用於驅動氣體絕緣開關的操作設備的尺寸和氣體絕緣開關的整體尺寸可以被降低。同時在現有技術中，在減振器不需要作為連續負載而工作的機械中，需要安置兩個減振器，一個減振器用於閉合操作，一個減振器用於斷開操作，本發明允許將所需的減振器構造成優選實施例中所述的一個單一的裝置，從而確保進一步地縮小操作設備的尺寸。因此，能夠提供滿足諸如有效利用發電站或變電站的空間和改善經濟效率的社會需求的氣體絕緣開關。
因此，從電力角度看，使用本發明的減振器可以改善部件的整體經濟效率，可以把進一步減少驅動能的操作設備應用在相同規格的氣體絕緣開關中，因此降低了部件的尺寸，同時由於減少了零件數量，改善了可靠性。
權利要求
1.一種氣體絕緣開關，配備有包括一固定觸點和一動觸點的斷開部分，所述動觸點可以接觸固定觸點，也可以和固定觸點分開，動觸點和固定觸點都被設置在充滿絕緣氣體的接地容器內；包括閉合操作部分和斷開操作部分的操作設備，所述閉合操作部分使閉合部分的動觸點和固定觸點接觸，所述斷開操作部分使動觸點和固定觸點分開；吸收該操作設備的閉合操作和斷開操作時兩個觸點上的振動的減振器；減振器被設置在操作設備操作設備的斷開部分內；該減振器吸收閉合操作和斷開操作時的振動。
2.一種氣體絕緣開關，配備有包括一固定觸點和一動觸點的斷開部分，所述動觸點可以接觸固定觸點，也可以和固定觸點分開，動觸點和固定觸點都被設置在充滿絕緣氣體的接地容器內；包括閉合操作部分和斷開操作部分的操作設備，所述閉合操作部分使閉合部分的動觸點和固定觸點接觸，所述斷開操作部分使動觸點和固定觸點分開；吸收該操作設備的閉合操作和斷開操作時兩個觸點上的振動的減振器；斷開操作部分的控制裝置配備有斷開彈簧，減振器被設置在斷開彈簧內；該減振器吸收閉合操作和斷開操作時的振動。
3.根據權利要求1所述的氣體絕緣開關，其特徵在於當動觸點處於閉合操作和斷開操作時，在所述操作期間，來自上述操作的任何負載沒有被施加到減振器上。
4.根據權利要求2所述氣體絕緣開關，其特徵在於減振器包括活塞、杆端和斷開彈簧導向器，所述這些元件都被設置在斷開操作部分的斷開彈簧內。
5.根據權利要求1或2所述的氣體絕緣開關，其特徵在於在操作杆的幫助下，操作裝置使動觸點和固定觸點接觸或斷開，操作杆的運動方向和減振器的運動方向相同。
6.一種氣體絕緣開關，配備有包括一固定觸點和一動觸點的斷開部分，所述動觸點可以接觸固定觸點，也可以和固定觸點分開，動觸點和固定觸點都被設置在充滿絕緣氣體的接地容器內；包括閉合操作部分和斷開操作部分的操作設備，所述閉合操作部分使閉合部分的動觸點和固定觸點接觸，所述斷開操作部分使動觸點和固定觸點斷開；用液壓方式吸收該操作設備的閉合操作和斷開操作時兩個觸點上的振動的減振器；通過調整液壓壓力，減振器調整閉合和斷開操作的振動；該減振器吸收閉合操作和斷開操作時的振動。
7.根據權利要求6所述的氣體絕緣開關，其特徵在於可以從外部調整減振器的液壓節流閥。
8.一種配備有固定觸點和動觸點的氣體絕緣開關，所述動觸點可以接觸固定觸點，也可以和固定觸點分開，其中設置一減振器，在動觸點的在斷開操作和閉合操作時，該減振器斷開動觸點，和動觸點相連的輸出杆；減振器被設置在輸出杆的任一個運動方向上的位置。
9. 根據權利要求8所述氣體絕緣開關，其特徵在於輸出杆可轉動，和減振器被設置在輸出杆的任一個轉動方向上的位置。
全文摘要
本發明為了有效地利用發電站或變電站的空間，並改善經濟效率，減少氣體絕緣開關的尺寸。提供了一種配備有固定觸點和動觸點的氣體絕緣開關，所述動觸點可以接觸固定觸點，也可以和固定觸點分開，在動觸點的斷開操作和閉合操作期間，僅用單獨一個減振器使動觸點斷開。因而使用符合本發明的氣體絕緣開關改善了整個部件的經濟效率，對於相同種類的氣體絕緣開關，可以獲得驅動能降低的設備。
文檔編號H01H3/30GK1399290SQ0211612
公開日2003年2月26日 申請日期2002年4月19日 優先權日2001年7月23日
發明者河本英雄, 大久保健一, 石黑哲 申請人:株式會社日立製作所