真空開關設備的單相模塊及真空開關設備的製作方法
2023-09-15 17:05:35
專利名稱：真空開關設備的單相模塊及真空開關設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及全真空絕緣型的真空開關設備，具體的涉及節省空間及改善組裝性能的技術。
背景技術：
真空開關設備是用於電力系統，將用於切斷負載電流或事故電流的真空斷路器收容於箱體內的封閉式配電盤。在這種封閉式配電盤中，為了確保操作人員在進行負載保養檢查時的安全，根據需要收容有切斷開關及接地開關、系統電壓及電流的檢測器、保護繼電器等。真空開關設備的絕緣方式雖有多種，但就全真空絕緣型的真空開關設備而言，通過將斷路器、切斷開關、負載開關、或接地開關等多個開合觸點收容於被接地的真空容器內部，從而可使真空開關部顯著地小型化。
以上現有技術參見專利文獻1-日本特開2000-268686號公報。
但是，即使將多個開合觸點收容於一個真空容器內並使其小型化，但對於各個開合觸點由於必須有用於驅動開合觸點的驅動機構，因而若將真空開關設備作為整體來看，為實現小型化或節省空間仍有應予改善的餘地。
此外，隨著小型化，可以設想降低了組裝時的操作性，或降低了試驗檢查的操作性，所以要求其結構能提高其組裝及試驗檢查操作性且無故障的真空開關設備。
發明內容
本發明的目的在於不損害組裝或試驗檢查的操作性，使真空開關設備小型化並縮小設置面積。
為了解決上述問題，本發明的基本點是，通過在具有容納於真空容器內的開合觸點及驅動該開合觸點的操作杆的真空開關部的上部，安裝具有利用電磁力及彈簧力在上下方向驅動上述操作杆的驅動杆的電磁驅動部，從而使真空開關設備實現單相模塊化。
即，通過將真空開關部與電磁驅動部疊成兩層，以實現設置面積的縮小及小型化。並且，由於通過單相模塊化，可以對每個單相模塊進行組裝及試驗檢修，所以即使是構成三相真空開關設備的場合，也無損於組裝及試驗等的操作性。
本發明也適用於將多個開合觸點例如，真空阻斷器、負載開關、接地開關等容納在一個真空容器內的場合。例如，在一個真空容器內容納了共同連接有真空斷路器及負載開關的活動觸點側，並分別將真空斷路器及負載開關的固定觸點接地的多個接地開關。此時，做成將多個開合觸點並排配置於真空容器內的同時，在各開合觸點的上方並排配置多個對應的電磁驅動部的結構。
特別是將真空容器做成長方形，在該真空容器內的長度方向上並排配置一列或多列多個開合觸點。並且，並列配置與多個開合觸點的排列一致的、驅動各開合觸點的驅動機構。各驅動機構可具有分別與各驅動杆的上端連接的多個活動鐵心，在上下方向驅動各活動鐵心的電磁鐵及彈簧部件。此時，通過將驅動機構的活動鐵心或電磁鐵等驅動部件的外形做成矩形，可以有效地利用設置面積的同時，能夠以小的設置面積充分獲得必要的磁力。
另一方面，例如，可對各個驅動機構實現電氣連鎖，從而使真空斷路器的固定觸點接地的接地開關的開合與真空斷路器的開合相反。除了該電氣連鎖以外，從安全上考慮，還要求設有機械連鎖機構。此時，在電磁驅動部之上，可以裝載具有相反控制真空斷路器與接地開關的開合的連鎖機構的連接機構部。
該連接機構部的連鎖機構可以設置在分別驅動真空斷路器和接地開關的驅動杆之間的上方水平地延伸的軸，被旋轉自如地支撐於該軸上的兩個槓桿，將各槓桿的一端分別連接在與真空斷路器和接地開關的各驅動杆聯動的部件上的兩個銷子，在各槓桿的另一端部的真空斷路器和接地開關的投入位置控制另一槓桿向投入方向旋轉的控制部件。
通過將本發明的真空開關設備的單相模塊三相併列配置，並收放於封閉型的箱體內，可簡單地構成三相真空開關設備。此時，必須使各相的真空斷路器、負載開關、切斷開關等開關的開合動作同步。當然，要使電磁驅動部的驅動機構電氣同步地進行操作，但最好是相應地使各相開關的開合也機械地同步。
因此，最好具有用於確保真空開關設備的三相同步動作的連接機構。在該場合下，也能維持單相模塊化的基本思路。因此，本發明的連接機構部的結構具有與單相模塊的三相排列方向垂直且水平地延伸的軸，被旋轉自如地支承在該軸上、且一端通過銷子連接在與驅動杆聯動的驅動部件上的槓桿；三相排列的相鄰的各連接機構部的結構是，可通過能伸縮調整的接頭將通過銷子連接在上述槓桿另一端部的各個連接杆相互連接。
這樣，只要連接驅動各相開關的三個驅動槓桿，就能使各開關的開合同步。但是，由於存在不可避免的各相開關的組裝誤差、驅動機構的組裝誤差、其它製造誤差，所以在組裝三相的單相模塊時，必須針對這些誤差調整各開關的動作。因此，本發明利用連接杆通過可伸縮調整的接頭將對應於相鄰的單相模塊的驅動槓桿相互連接。即，使接頭伸縮並對連接杆的長度進行實質地調整，以吸收因製作誤差引起的同步偏差，從而使三相的開合同步。特別是，與用一根連接杆將對應於三相的三個驅動杆連接成直線狀的情況相比，根據本發明，由於是用連接杆將相鄰的單相模塊的兩個驅動槓桿彼此連接，所以能緩和驅動槓桿的位置精度。
根據本發明，可以無損於組裝及試驗檢測的操作性、或改善它們的操作性，並可以使真空開關設備小型化且縮小設置面積。
圖1是以局部剖表示本發明的一個實施例的真空開關設備的內部結構的側視圖。
圖2是表示構成圖1實施例的真空開關設備的多個開合觸點的單線接線圖。
圖3是表示圖1實施例的真空開關設備的內部結構的主視圖。
圖4是表示真空開關設備的內部結構的側剖視圖。
圖5是用於說明電磁操作機構的俯視圖。
圖6是表示電磁鐵的結構的詳細剖視圖。
圖7是用於說明電磁鐵動作的示意圖。
圖8是用於說明電磁鐵動作的示意圖。
圖9是用於說明電磁鐵動作的示意圖。
圖10是三相部分的局部開合觸點的連接機構的俯視圖。
圖11是圖10的側剖視圖。
具體實施例方式
以下，根據實施例說明本發明。圖1表示將三個本發明的疊成三層的單相模塊並列排列並將其收容於封閉型箱體內而形成的三相真空開關設備1的結構。圖1是以局部剖表示真空開關設備1的內部結構的側剖視圖，圖2是表示真空開關設備1的單線接線圖。
如圖2所示，本實施例的真空開關設備1的各相的結構具有一個斷路器CB、兩個負載開關LBS、三個接地開關ES。此外，本發明不局限於圖2的例子，也可適用於具有多個斷路器CB的場合，或者具有切斷開關的場合。圖2中，在斷路器CB和負載開關LBS的圖上的固定觸點，分別與電纜4連接並引出到外部。在斷路器CB和負載開關LBS的圖上的活動觸點，被母線71連接在一起。在各電纜4上設有電壓檢測部VD，在斷路器CB的電纜4上設有計量用變流器CT。
圖1是從側面所見的本發明的真空開關設備1的局部剖視圖，表示將三相部分的真空開關設備並列配置的狀態。如圖所示，真空開關設備1的結構具有設在封閉型箱體的門部上的保護繼電器2、作為電磁操作機構電源所使用的電容器3、用於連接電源側及負載側的電纜4、電流測定用的計量用變流器5及電壓檢測部VD12。此外，內部具有多個開合觸點的真空開關部6的結構具有各相分離的三個真空容器60。此外，在真空容器60的上部裝載有作為驅動多個開合觸點的電磁驅動部的電磁操作機構8，並且在電磁操作機構8的上部安裝有作為用於確保三相開合觸點的動作同步的連接機構部的連接機構9，做成所謂疊成三層的結構。此外，真空開關設備1可通過操作把手10打開前面的門11，以便能實施內部維修檢查操作。在真空容器60內，容納了圖2所示的多個開合觸點。此外，之所以將真空容器60做成相分離結構是因為，即使萬一一個真空容器60發生真空洩漏等故障時，僅限於一相接地短路事故，而避免產生過大的事故電流。
下面，對對構成上述疊成三層的結構的真空開關部、電磁驅動部及連接機構部進行說明。
真空開關部以下，參照圖3及圖4，說明真空開關部6的結構。圖3是從正面觀察真空開關設備1時的結構圖，圖4表示與圖1相同的側剖視圖。真空容器60的底面用螺栓及螺母21固定安裝在安裝於圖1的固定架22上的底板20上。底板20按各個真空容器60分離設置，並分別安裝在固定架22上。此外，三個真空容器60的結構都相同，並都通過固定架22固定而具有接地電位。因此，在運行中即使與真空容器60接觸也能確保安全。
從真空容器60突出了三根陶瓷製的電纜連接部23，並分別插入並連接了電纜4。在電纜連接部23中貫穿了饋電線24，且饋電線24固定在通電板25上。電纜連接部23通過部件50與真空容器60固定，進而並通過部件51與通電板25連接並維持真空密封。在通電板25上，固定了與斷路器的固定觸點27連接的固定導體26，與接地開關的固定觸點40連接的固定導體39及通過部件36與陶瓷製的的絕緣支撐37固定。此外，絕緣支撐37通過部件36固定在真空容器60上。各部分的固定方法都是在真空爐中的釺焊連接。此外，在與電纜連接部23或絕緣支撐37進行釺焊的部件51、36、38上，雖將凹凸61設在其釺焊面上，但這是為了緩解在高溫中進行釺焊後所殘留的應力。
面對斷路器CB的固定觸點27設有活動觸點28，通過兩觸點的開合實現電流的通、斷。在活動觸點28上焊有活動導體29，並以提高機械強度為目的在其內部接合了不鏽鋼製的操作杆30。操作杆30與由緩解殘留應力用部件31、33夾持的絕緣支撐32連接，並且通過部件33與電磁操作機構8的連接部件35連接。部件33與將另一端固定於真空容器60上的波紋管34連接，以便能一邊保持真空密封一邊能上下驅動活動觸點28。
與活動導體29連接的柔性導體70與母線71連接。柔性導體70由薄銅板層疊構成。利用具有活動性的柔性導體70，即使在活動觸點28動作時，也能穩定地通電。此外，如圖3所示，在真空容器60內母線71與其它負載開關LBS的活動導體連接，並實現圖2的單線接線圖所表示的電路結構。
在固定觸點27及活動觸點28的周圍設有被固定在陶瓷筒72上的滅弧罩73。陶瓷筒72，其一端通過緩解殘留應力用部件75固定在通電板25上，其另一端通過緩解殘留應力用部件76及罩74固定在母線71上。即，由通電板25、緩解殘留應力用部件75、76、陶瓷筒72及罩74構成了斷路器用空間S，並能避免在切斷電流時，從觸點27、28釋放的金屬粒子向外部飛散並降低耐壓性能。此外，滅弧罩73用於防止陶瓷筒72因金屬粒子汙染其內表面。
另一方面，接地開關ES，面對固定觸點40設有活動觸點41，通過使活動觸點41與固定觸點40接觸，進行電路的接地操作。活動觸點41與活動導體42連接，在活動導體42內部設有增強用的不鏽鋼製操作杆44。操作杆44通過絕緣支撐46及緩解殘留應力用部件45、47固定在與電磁操作機構的連接部件48上。設在固定觸點40及活動觸點41周圍的滅弧罩77，在通常的使用條件下雖不需要，但其設置是為了防止萬一在通電中使觸點閉合時，先期電弧向外部飛散並使耐壓性能降低。此外，在活動觸點42上連接了柔性導體43，該柔性導體43固定在接地母線78上。如圖3所示，其它接地開關ES的活動導體42也同樣地通過柔性導體43與接地母線78連接，該接地母線78通過饋電線在真空容器60外部被接地。
此外，如圖4所示，在柔性導體43的周圍設有以罩79構成的空間S2。由於柔性導體43由薄銅板層疊構成，所以在開合動作時銅板彼此之間相互摩擦而產生微小的金屬異物。將該金屬異物飛散的區域限制於空間S2內，從而不降低機器的絕緣可靠性。斷路器用的空間也具有同樣的效果。
如上所述，通過將多個開合觸點匯集在真空容器60內部，能縮小機器的體積，進而由於縮短了用於通電的導體長度，因而能降低通電損失。此外，如本實施例所示，通過按各相分離真空容器60，在萬一發生真空洩漏時，具有能將事故局限於一路短路事故，能抑制事故電流的優點。
電磁驅動部以下，參照圖5及圖6，說明構成電磁驅動部的電磁操作機構8。圖5表示電磁操作機構8的俯視圖，圖6表示電磁鐵94的側剖視圖。電磁操作機構8的結構具有用於驅動真空容器60內的各活動觸點的電磁鐵94，與突出於真空容器60的連接部件35連接的連接部95，用於將觸點開啟的斷路彈簧96，用於對觸點施加接觸力的壓接彈簧97。此外，電磁操作機構8的電磁鐵94等驅動機構相對於真空容器60內的觸點及與觸點連接的活動導體配置在直線上。這樣，通過使觸點與電磁鐵49直線地連接，可以不需要軸、槓桿等零件，並且可降低操作能耗，從而可縮小電磁鐵49及作為電源使用的電容器3的尺寸。此外，在本實施例中，由於按順序連接了真空容器60、電磁操作機構8、用於確保三相同步的連接機構9，所以電磁操作機構8的驅動力能有效地傳遞給真空容器60內的開合觸點。
連接部95由用銷子103與電磁鐵94的軸102配合的中間配件98，用銷子101與該中間配件98配合，並固定在突出於真空容器的連接部件35上的連接部件100構成。斷路彈簧96被與中間配件98連接的片簧壓件99和底板90夾持，並在投入動作即電磁鐵94的活鐵心110向下方動作的同時被壓縮。另一方面，壓接彈簧97，被片簧壓件99和連接部件100夾持。由於中間配件98的銷子插入部是橢圓孔，所以連接部件100與活鐵心110成為一體地動作直到固定觸點與活動觸點撞擊在一起，但在觸點撞擊在一起以後，只有中間配件98之上的零件動作，壓接彈簧97進行蓄能以便對觸點施加接觸力。
以下，說明電磁鐵94的結構及動作原理。圖5是從上面所見到的電磁操作機構8的狀態，可以看到電磁鐵94的外形呈矩形。電磁鐵94的內部結構用圖6說明。圖6是電磁鐵94的側剖視圖。電磁鐵94的固定鐵心120由下部鋼板121、中央支承122、矩形鋼管123、永磁鐵座124構成。中央支承122與鋼板125一起用螺栓126固定在下部鋼板121上。活動鐵心130由活動平板131和活鐵心110構成，且不鏽鋼等的非磁性體的軸102貫穿它們的中心。此外，面對活動平板131設有永磁鐵132。永磁鐵132用粘接劑等固定在永磁鐵座124上。由於在活動平板131與永磁鐵132之間設有適當的空隙g，所以永磁鐵132不會向活動平板131側移動。在電磁鐵94內部設有線圈133，由電源電容器3(見圖1)對電磁操作機構8供給勵磁能量。
矩形鋼管123使用的是JIS-G3466的「一般結構用矩形鋼管」等規定的標準尺寸的鋼管以謀求降低成本。隨著該鋼管形狀，活鐵心110、線圈133、永磁鐵132、活動平板131等都做成矩形形狀。之所以這樣，如圖5的俯視圖所表明的，與使用傳統圓形鋼管的電磁鐵相比可以提高集成率，並且具有能對應於真空容器60的寬度尺寸W和深度尺寸D有效地配置電磁鐵94的優點。
電磁鐵94可以用以下的方法組裝。首先，將用螺栓126固定的下部鋼板121、鋼板125及中央支承122，載置於柱狀螺栓134的六角部134a之上。然後按順序裝上矩形鋼管123、固定有線圈133及永磁鐵132的永磁鐵座124，並設置用軸102及螺母111固定了的活動鐵心130。最後，裝上與矩形鋼管123相同用磁性體的矩形鋼管制作的永磁鐵罩135、上部罩136，擰緊螺母137，將各部件夾持在螺母137與柱狀螺栓的六角部134a之間，並完成電磁鐵94。這樣，通過將外圓周部做成都用磁性體覆蓋的結構，可降低向電磁鐵94外部洩漏的磁通，並可以忽略對相鄰電磁鐵的影響。
此外，如圖3所示，用銷子103將中間配件98連接於完成了的電磁鐵94上，並用片簧壓件99及底板90和補強板91夾持斷路彈簧96，同時將柱狀螺栓134固定在底板90上。若對與存在於真空容器60內的觸點一一對應的6個電磁鐵94實施該作業，則能完成電磁操作機構模塊140的製作(圖5)。
在此，參照圖7～圖9，說明電磁鐵94的動作原理。圖7～圖9分別是表示投入動作、投入狀態的保持、斷開動作的原理的示意圖。在斷開狀態下，若對線圈133勵磁，則由於線圈電流引起的磁通φc在活鐵心110與中央支承122之間產生吸引力，活動鐵心130開始向圖中的下方移動。隨著該活動鐵心130的動作，被連接的真空容器60內的活動觸點向投入方向移動。在投入動作完成之前的狀態下，由於永磁鐵132的磁通φpm開始作用，所以在活動平板131與永磁鐵132之間也產生吸引力。如上所述，真空容器60內的開合觸點從撞擊了的瞬間起壓接彈簧97的力作用，並具有與急劇增大的負載彈簧特性一致的吸引力特性。
當投入動作結束時，如圖8所示解除線圈133的勵磁，只用永磁鐵132的吸引力保持投入狀態。在該階段，斷路彈簧96、壓接彈簧97都處於儲能的狀態，準備斷開動作。在斷開動作中，如圖9所示，與投入動作時相反方向的電流流經線圈133。此時，由於線圈電流引起的磁通φc起到了抵消永磁鐵132的磁通φpm的作用，所以降低了電磁鐵94的吸引力。因此，當壓接彈簧97及斷路彈簧96的力超過吸引力時，活動鐵心130向圖中的上方移動，同時將開合觸點斷開。
以下，說明真空容器60與電磁操作機構模塊140的連接方法。如圖3及圖4所示，真空容器60的底板20、電磁操作機構模塊140的底板90都被與其它相分離，並能構成由真空容器60和電磁操作機構模塊140構成的單相的單相模塊150。具體的是，只要用連接部件92固定底板20和底板90即可。即，只要將三個單相模塊150並排，並在其上部安裝後述的連接機構，即成為構成真空開關設備1的結構。
以下，參照圖3說明電磁操作機構8與從真空容器60延伸的連接部件35的連接。首先，將電磁鐵94置於投入位置。與螺母152一起將連接部件100安裝在連接部件35上，在插入壓接彈簧97的狀態下將中間配件98插入連接部件100並用螺栓將底板90固定在連接部件92上。此時，將連接部件100儘可能地擰入連接部件35中，對壓接彈簧97不預先施加負載。在結束了上述操作的階段，調整連接部件100的擰入深度，以施加規定的壓接彈簧負載。調整後，只要插入銷子101，即完成了電磁操作機構模塊140與真空容器60的連接，並完成了單相模塊150。
在單相模塊150階段實施下述出廠前調整及試驗。通常，真空斷路器，在實施了適應性操作後再次調整彈簧負載然後出廠。此時，所謂適應性操作，是實施100次左右的無負載開合動作，利用觸點撞擊的衝擊力，強制性地提高開合觸點之間的平行度。此外，由於真空容器60是在高溫真空爐中生成的，所以各部件的機械強度特性與常溫特性有所不同，特別是通電部分所使用的銅的強度明顯降低。例如，活動導體29及固定導體26因衝擊力而在壓縮方向變形。通過適應性操作，反覆開合操作以使該變形達到飽和的水平，然後再次調整壓接彈簧負載後出廠。在本實施例中，在單相模塊150階段實施適應性操作。在將單相模塊150配置成三相以後，不能確保為調整壓接彈簧負載的空間。換言之，如本發明所述，通過將每單相模塊化，不需要確保用於調整的操作空間，並能將機器整體小型化。即，本發明的模塊化的思路，不僅可提高作業效率，還能使機器小型化。
此外，也可以在該階段實施真空容器60的耐壓試驗。這是由於真空開關設備1的真空容器60被以接地電位固定，因而其內部的電場分布不受其它相的影響。若能以單相模塊150實施耐壓試驗，則也可以容易地進行電纜4的安裝等操作，提高作業效率。
這樣，由於將用於驅動真空容器60及內部開合觸點的電磁操作機構8按每相實現模塊化，所以能對每個模塊實施出廠前的調整及各種試驗。因此，既能提高作業效率，也不需要確保調整用的作業空間，從而能實現機器的小型化、低成本化。
連接機構部以下，參照圖10及圖11，說明構成用於確保開合觸點動作三相同步的連接機構部的連接機構9。圖10是三相的一部分開合觸點的連接機構9的俯視圖，圖11是其側剖視圖。連接機構9，由斷路器CB或負載開關LBS用的連接機構161和接地開關ES用的連接機構160構成一個組件，在真空開關設備1中合計設有3個組件的連接機構9。
如圖10及圖11所示，連接機構9的一個組件主要具有3根主軸162a、162b、162c，圍繞這些軸旋轉的槓桿163a、163b、163c、164a、164b、164c及連接各槓桿之間的連接部165ab、165bc、166ac、166bc。各符號的附加字母a、b、c表示A相、B相、C相。此外，槓桿163a、163b、163c被用於斷路器CB或負載開關LBS，槓桿164a、164b、164c用於接地開關ES。
主軸162a、162b、162c用螺母168固定在兩側的託架167上。託架167用螺栓固定在電磁鐵49的上部罩136上。以主軸162a為中心旋轉的槓桿163a通過銷子169、中間聯杆170、銷子172、連接部件171，與電磁鐵49的軸102連接。此外，通過銷子173、連接部165ab與B相的槓桿163b連接。B相、C相的槓桿163b、163c也與A相一樣地與電磁鐵49連接並相互連接。此外，接地開關ES的連接機構160也用同樣的方法與槓桿和電磁鐵49連接。
主軸162a、162b、162c位於斷路器CB或負載開關LBS用電磁鐵的軸102與接地開關ES用電磁鐵軸102的中心位置。若定量地表示，可以等於圖11的尺寸L。因此，由於槓桿163a、163b、163c、164a、164b、164c以及4個連接部165ab、165bc、166ac、166bc分別是相同的零件，所以能實現低成本化。
此外，在斷路器CB或負載開關LBS用的槓桿163a上，通過銷子180連接有狀態顯示板181，在狀態顯示板181上，通過彈簧183連接有動作次數計數器182，狀態顯示板181及動作次數計數器182能與連接機構9的動作同步。並且，在槓桿163c上連接了輔助開關184。這種結構在接地開關ES中也相同。當分別獨立地驅動各相開合觸點時，各操作機構雖必須設置狀態顯示板181、動作次數計數器182、輔助開關184，但如實施例所述，在設有連接機構9的情況下各設一個即可。此外，有利於輔助開關的配線的簡化。
以下，參照圖11說明斷路器CB或負載開關LBS用的連接機構161的動作。在投入動作中，由於電磁鐵49的活動鐵心130向下方動作，所以槓桿163a、163b、163c繞反時針旋轉。與其相隨，連接部165ab、165bc向左方移動。由於停止位置由電磁鐵49的活鐵心110與中央支承122的衝突位置所決定，所以在連接機構161上不需要投入動作用的擋塊。另一方面，在斷開動作中，由於電磁鐵49的活動鐵心130向上方動作，所以槓桿163a、163b、163c繞順時針旋轉。與其相隨，連接部165ab、165bc向右方移動。在斷開動作中，使連接部165bc與止動螺栓190衝突而停止。即，由與該止動螺栓190的位置，定開合觸點的斷開距離。關於斷開距離，可以將調整板插入止動螺栓190與其底座192之間進行調整，對於相間的扁差，可以用設在連接部165ab、165bc上的作為能伸縮調整的接頭的拉緊螺絲193ab、193bc進行調整。
另一方面，接地開關ES用連接機構160的動作，由於將主軸162a、162b、162c配置於斷路器CB或負載開關LBS用的電磁鐵49的軸102與接地開關用的電磁鐵49的軸102的中心位置，所以其動作方向與上述說明的連接機構161相反。即，在投入動作中，由於電磁鐵49的活動鐵心130向下方動作，所以槓桿164a、164b、164c繞順時針旋轉，且連接部166ab、166bc向右方移動。另一方面，在斷開動作中，由於電磁鐵49的活動鐵心130向上方動作，所以槓桿164a、164b、164c繞反時針旋轉，且連接部166ab、166bc向左方移動。並且，在斷開動作中，使連接部166bc與止動螺栓190衝突而停止。
之所以將接地開關ES用的連接機構160與斷路器CB或負載開關LBS用的連接機構161的動作方向設定為相反，是由於不僅要實現如上所述的以減少零件數量、使零件通用化為基礎的低成本化，而且還要實現下述的機械連鎖。即，聯杆部件200用銷子169c與槓桿163c連接，在投入斷路器CB或負載開關LBS的狀態下，另一端側的連鎖銷201在導向件202的橢圓孔203內向下方移動。在這種狀態下，即使要投入接地開關ES，槓桿163c與連鎖銷201幹涉而不能動作。另一方面，在投入接地開關ES的狀態下，由於聯鎖銷204向下方移動，所以即使要投入斷路器CB或負載開關LBS，槓桿162b與聯鎖銷204幹涉，也不能動作。這樣，由於斷路器CB或負載開關LBS用連接機構161與接地開關ES用連接機構160的動作方向相反，由於當一方處於投入狀態時兩者的槓桿163、164的位置一致，所以能容易實現對投入方向的旋轉進行相互限制的機械連鎖。
即，用於確保本實施例的開合觸點三相同步的連接機構9，由於共用了斷路器CB或負載開關LBS用的連接機構161和接地開關ES用的連接機構160的主軸162，從而能實現以減少零件數量、使零件共用化為基礎的低成本化，並且能容易地實現用於使兩者動作方向相反的機械連鎖，並提高了安全性、可靠性。
如上所述，在本實施例的真空開關設備1中，由於將真空開關部6、獨立驅動真空開關部6內的各開合觸點的電磁操作機構8及用於確保開合觸點動作三相同步的連接機構9沿上下方向疊成三層，所以能縮小配電盤的設置面積，並能通過小型化而實現低成本的配電盤。同時，也可以考慮真空開關部6、電磁操作機構8、連接機構9各部的小型化。
在真空開關部6中，通過收容具有斷路器、切斷開關、負載開關或接地開關等功能的多個開合觸點以實現小型化。在電磁操作機構8中，在固定鐵心上使用矩形鋼管，以提高電磁鐵49的集成效率。此外，由於將電磁操作機構8和開合觸點及固定在開合觸點上的活動導體直線配置，所以可以不需要用於轉換驅動運動方向的軸、槓桿等零件。此外，還具有能降低操作能量損失並能縮小電磁鐵49及作為電源使用的電容器3的尺寸的優點。此外，由於真空開關部6和電磁操作機構8按每相進行模塊化地製造，在單相模塊階段可以實施出廠前的調整、試驗，所以提高了作業效率。並且，沒有必要確保操作用的空間，並能縮小機器全體。在連接機構9中，通過將斷路器用、切斷開關用或負載開關用的連接機構161及與其相隨的接地開關用的連接機構160組件化，可以減少零件數量、實現零件共用化。並且，如本實施例所述，由於配置了主軸162及槓桿163、164，能容易地實現機械的連鎖，並能提高安全性、可靠性。
權利要求
1.一種真空開關設備的單相模塊，具有將多個開關及分別在上下方向驅動該各開關開合的多個操作杆容納於真空容器內，且上述操作杆的端部從上述真空容器的上部容器壁保持氣密地突出的真空開關部；設有分別驅動各個與上述各操作杆連接的多個驅動杆的多個驅動機構的電磁驅動部，其特徵在於該電磁驅動部安裝在上述真空開關部之上。
2.根據權利要求1所述的真空開關設備的單相模塊，其特徵在於上述電磁驅動部的上述各驅動機構具有分別與上述各驅動杆上端連接的多個活動鐵心和在上下方向驅動該各個活動鐵心的電磁鐵及彈簧部件。
3.根據權利要求2所述的真空開關設備的單相模塊，其特徵在於上述真空容器做成長方形，上述多個開關並列配置於長方形的上述真空容器內，上述多個驅動機構與上述開關的位置相對應地並列配置於上述電磁驅動部上，上述電磁驅動部中的上述電磁鐵做成矩形。
4.根據權利要求1或3所述的真空開關設備的單相模塊，其特徵在於上述多個開關是活動觸點側被共同連接的真空斷路器及負載開關，以及將上述真空斷路器及上述負載開關的固定觸點接地的多個接地開關。
5.根據權利要求1～4中任何一項所述的真空開關設備的單相模塊，其特徵在於上述多個開關將具有連鎖機構的連接機構部安裝在上述電磁驅動部之上，上述連鎖機構包括真空斷路器及將該真空斷路器的固定觸點接地的接地開關，並對上述真空斷路器和上述接地開關的開合進行相反控制。
6.根據權利要求5所述的真空開關設備的單相模塊，其特徵在於上述連接機構部設置有在分別驅動上述真空斷路器及上述接地開關的上述驅動杆之間的上方水平地延伸的軸，被旋轉自如地支承在該軸上的兩個槓桿，將各槓桿的一端分別連接在與上述真空斷路器及上述接地開關的各驅動杆聯動的部件上的兩個銷子，在上述各槓桿的另一端部的上述真空斷路器及上述接地開關的投入位置控制另一槓桿向投入方向旋轉的控制部件。
7.一種真空開關設備，具有將真空斷路器及在上下方向驅動該真空斷路器的活動觸點的操作杆容納於真空容器內，並從上述真空容器的上部壁部保持氣密地使上述操作杆的端部突出的真空開關部，設有在上下方向驅動與上述操作杆連接的驅動杆的驅動機構的電磁驅動部，使該電磁驅動部的上述驅動杆相互連接並驅動的連接機構部，其特徵在於將在上述真空開關部之上安裝了上述電磁驅動部、在該電磁驅動部之上安裝了上述連接機構部構成的單相模塊三相併列地配置；上述連接機構部具有與上述單相模塊的排列方向垂直且水平延伸的軸，被旋轉自如地支承在該軸上且一端通過銷子連接在與上述驅動杆聯動的驅動部件上的槓桿；三相排列的相鄰的上述連接機構部，通過能伸縮調整的接頭將通過銷子與上述槓桿的另一端部連接的各個連接杆相互連接。
8.一種真空開關設備，具有將多個開關及分別在上下方向驅動上述各開關的活動觸點的多個操作杆容納於真空容器內，並從上述真空容器的上部壁部與外部保持氣密地使上述各操作杆的端部突出的真空開關部，設有分別在上下方向驅動與上述各操作杆連接的多個驅動杆的驅動機構構成的電磁驅動部，使該電磁驅動部的上述驅動杆的動作相互聯動的連接機構部，其特徵在於將在上述真空開關部之上安裝了上述電磁驅動部、在該電磁驅動部之上安裝了上述連接機構部構成的單相模塊三相併列地配置；上述連接機構部具有與上述單相模塊的排列方向垂直且水平延伸的軸，被旋轉自如地支承在該軸上且一端通過銷子分別連接在與上述各驅動杆聯動的部件上的多個槓桿；三相排列的相鄰的上述連接機構部，通過能伸縮調整的接頭將通過銷子與上述各槓桿的另一端部分別連接的多個連接杆相互連接。
9.根據權利要求8所述的真空開關設備，其特徵在於上述多個開關包括真空斷路器及將該真空斷路器的固定觸點接地的接地開關，上述連接機構部具有對上述真空斷路器和上述接地開關的開合進行相反控制的連鎖機構。
10.根據權利要求9所述的真空開關設備，其特徵在於上述連鎖機構設置有在分別驅動上述真空斷路器及上述接地開關的上述驅動杆之間的上方水平地延伸的軸，被旋轉自如地支承在該軸上的兩個槓桿，將該各槓桿的一端分別連接在與上述真空斷路器及上述接地開關的各驅動杆聯動的部件上的兩個銷子，在上述各槓桿的另一端部的上述真空斷路器及上述接地開關的投入位置控制另一槓桿向投入方向旋轉的控制部件。
全文摘要
本發明涉及全真空絕緣型的真空開關設備。本發明的目的在於不損害組裝或試驗檢查的操作性，使真空開關設備小型化並縮小設置面積。本發明通過在具有容納於真空容器(60)內的開合觸點CB及驅動該開合觸點的操作杆的真空開關部(6)的上部，安裝了具有利用電磁力及彈簧力在上下方向驅動操作杆的驅動杆的電磁驅動部(8)，從而使真空開關設備實現單相模塊化，以實現縮小設置面積及小型化的同時，能按單相模塊進行組裝及試驗檢查，即使在構成三相真空開關設備時，也無損於組裝及試驗等的操作性。
文檔編號H01H33/666GK1737969SQ200510090009
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月9日 優先權日2004年8月17日
發明者森田步, 土層賢治, 黑木拓彌, 小林將人 申請人:株式會社日立製作所