本發(fā)明涉及具有消弧性氣體的電力用的氣體斷路器，尤其涉及其遮斷部可動側的排氣構造。

背景技術：

近年來，隨著電力系統(tǒng)的高電壓/大電流化而推進了斷路器的大容量化，另一方面，通過遮斷部構造的優(yōu)化來降低成本、節(jié)省空間的需求也在增長，并且要求更低的操作力來確保優(yōu)異的遮斷性能。

包含熱吹氣型斷路器的氣體斷路器，通常具備將由吹氣缸、絕緣噴嘴、可動主觸點及可動電弧觸點構成的可動側遮斷部和絕緣桿連接的吹氣主軸，吹氣主軸在內部設有氣體通路。

該氣體通路的設置目的是在將在吹氣缸內進行了壓縮的消弧性氣體向在可動電弧觸點及固定電弧觸點間發(fā)生的電弧噴吹之后向遮斷部的可動側排氣。

在吹氣主軸的氣體通路中通過的消弧性氣體會被電弧加熱，并且由于也包含被電弧熔融的噴嘴材料或電極材料的微粒而在高溫下被污染。由于該高溫的消弧性氣體(以下稱為熱氣)，絕緣桿的表面或絕緣筒的內部會焦糊碳化，絕緣性能會由于附著導電性的異物而大幅降低，有可能導致接地短路。

在專利文獻1中公開了一種氣體斷路器，其特征在于，吹氣主軸經由主軸引導部與絕緣桿側連結，在可動側主電路導體的內側具備以包圍絕緣桿的方式設置的排氣筒，設于主軸引導部的外周的活塞環(huán)在排氣筒的內側滑動。該發(fā)明在封堵熱氣向絕緣桿及絕緣筒側流入的流路而提高氣體斷路器的絕緣性能方面有所貢獻。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013-125720

技術實現要素：

發(fā)明所要解決的課題

在專利文獻1公開的氣體斷路器中，為了利用活塞環(huán)將排氣筒和主軸引導部的間隙完全封堵，活塞環(huán)一邊直接與排氣筒內面接觸一邊滑動，雖然比較輕微但是會產生滑動阻力。另外，主軸引導部的外徑與排氣筒的內徑大致相同，因此可認為需要一定程度的尺寸和剛性。本發(fā)明的目的是提供一種氣體斷路器，其以重量更輕并且簡易的結構，保護絕緣桿及絕緣筒不受熱氣損傷，實現了絕緣性能的提高及順滑的遮斷動作。

用于解決課題的方案

本發(fā)明的氣體斷路器構成為，具有：絕緣罐，其填充有消弧性氣體；一對固定側主電路導體及可動側主電路導體，其設置在上述絕緣罐內；固定側觸點及可動側觸點，它們能夠分離地設置在上述固定側主電路導體與上述可動側主電路導體之間；吹氣缸，其在一端具有上述可動側觸點；吹氣室，其形成在上述吹氣缸內；絕緣噴嘴，其形成將上述吹氣室內的消弧性氣體向在上述可動側觸點與上述固定側觸點之間產生的電弧引導的流路；吹氣主軸，其具有用于將被引導至上述電弧的消弧性氣體導向遮斷部的可動側并進行排氣的氣體通路；以及絕緣桿，其與上述吹氣主軸連結，上述氣體斷路器的特征在于，在上述吹氣主軸和上述絕緣桿的連結部具備熱氣遮蔽構件。

發(fā)明效果

根據本發(fā)明，能夠利用簡易的結構實現氣體斷路器的絕緣性能及遮斷性能的提高。

附圖說明

圖1是適用了實施例1的可動側排氣構造的氣體斷路器的合閘狀態(tài)的剖視圖。

圖2是實施例1的絕緣桿罩部的放大圖。

圖3是適用了實施例1的可動側排氣構造的氣體斷路器的遮斷過程(中間位置)的剖視圖。

圖4是適用了實施例1的可動側排氣構造的氣體斷路器的遮斷過程(遮斷位置)的剖視圖。

圖5是適用了實施例2的可動側排氣構造的氣體斷路器的剖視圖。

具體實施方式

以下使用附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。下述內容僅為實施例而并不是將發(fā)明內容限定于下述具體的方式。發(fā)明本身能夠按照專利請求范圍所述的內容以各種方式進行實施。

實施例1

圖1是使用本發(fā)明的排氣構造構成的氣體斷路器內部的概要圖。排氣構造以外的結構與現有的吹氣型氣體斷路器的結構是同樣的。

在絕緣罐1內封入SF₆氣體等消弧性氣體，引入固定側通電導體11及可動側通電導體21。

固定側通電導體11與構成固定側遮斷部10的固定側主電路導體12、固定電弧觸點基座13、固定電弧觸點14及固定主觸點15電連接。

可動側通電導體21經由可動側主電路導體22、滑動用觸點23及吹氣缸31與遮斷部可動部分30電連接。

在可動側主電路導體22的內側配置有固定活塞24，利用在固定活塞24的外周安裝的吹氣缸支撐用滑動引導部25支撐吹氣缸31的內筒面。在可動側主電路導體22的內周設有滑動用觸點23，與吹氣缸31的外筒面接觸。利用該結構，吹氣缸31能夠在與可動側主電路導體22經由滑動用觸點23維持電連接的狀態(tài)下在軸向上移動。

在固定活塞24的中心設置貫通孔，在其內側滑動自如地配置了在內部具有氣體通路41的吹氣主軸32。吹氣主軸32被在固定活塞24的內周安裝的吹氣主軸支撐用滑動引導部26支撐。

吹氣主軸32的一端被固定于吹氣缸31，吹氣主軸32的另一端經由遮斷部側連結銷33與絕緣桿34的一端連結。絕緣桿34的另一端經由操縱桿側連結銷35與操縱桿36連結，操縱桿36收納在與該絕緣罐1鄰接的機構殼2內。

操縱桿36的主軸37旋轉自如地被支撐于機構殼2。操縱桿36在機構殼2的外側經由主軸37與操作器(未圖示)連接。操縱桿36利用操作器的驅動力進行旋轉，遮斷部可動部分30在軸向上動作。

在吹氣缸31的前端部中央設置可動電弧觸點51。在可動電弧觸點51外周以包圍其的方式呈同心圓狀分別配置絕緣罩52、絕緣噴嘴53及可動主觸點54。

可動電弧觸點51具有貫通孔，經由吹氣缸31與吹氣主軸32內部的氣體通路41連接。吹氣主軸32的氣體通路41延伸到與絕緣桿34的連結部附近，在吹氣主軸32的圓筒面的開口部A42朝半徑方向開口。

可動側主電路導體22通過固定于絕緣罐1的絕緣筒27而被支撐?？蓜觽戎麟娐穼w22在側面上具有與絕緣罐1內連通的開口部B43?？蓜觽戎麟娐穼w22在內部的絕緣筒27側具有隔離筒29，而在固定活塞24側具有排氣筒28。隔離筒29及排氣筒28在可動側主電路導體22的內壁及固定活塞24上例如通過螺栓緊固進行固定。

在排氣筒28、隔離筒29及絕緣筒27的內側，將絕緣桿34在軸向上移動自如地配置。在排氣筒28內收納的吹氣主軸32和絕緣桿34的連結部分被絕緣桿罩38覆蓋。

圖2示出了吹氣主軸32和絕緣桿34的連結部分的構造。在吹氣主軸32的銷孔和絕緣桿34的銷孔中貫通遮斷部側連結銷33的銷部61，吹氣主軸32和絕緣桿34以能夠繞遮斷部側連結銷33的軸自由旋轉的方式連結。

遮斷部側連結銷33由內螺紋零件63和外螺紋零件64構成。內螺紋零件63由絕緣桿罩支撐部A62和具有內螺紋部的銷部61構成，外螺紋零件64由絕緣桿罩支撐部B65和外螺紋部構成。遮斷部側連結銷33是將內螺紋零件63和外螺紋零件64通過螺入等組合的構造，能夠從銷孔的兩側進行裝配及分解。在本說明書中，將該組合構造稱為分割構造。

絕緣桿罩38是在排氣筒28及隔離筒29的內側收納的尺寸的圓筒形狀的構件，由PTFE(聚四氟乙烯)構成。此外，只要是耐熱性和機械強度優(yōu)異并且重量輕的材料則也可以采用PTFE以外的其它材料。

在絕緣桿罩38上嵌通有吹氣主軸32的端部。在絕緣桿罩38的外筒面具有直徑比遮斷部側連結銷33的絕緣桿罩支撐部A62及絕緣桿罩支撐部B65略大的貫通孔。通過在該貫通孔中嵌設遮斷部側連結銷33的絕緣桿罩支撐部A62及絕緣桿罩支撐部B65，從而利用遮斷部側連結銷33保持絕緣桿罩38。即，絕緣桿罩38以覆蓋吹氣主軸32和絕緣桿34的連結部分的方式被吹氣主軸32的端部和遮斷部側連結銷33保持。

通過采用如上所述覆蓋連結部分的結構，能夠防止被熱氣搬運的異物附著到吹氣主軸32和絕緣桿34的連結部分上，因此能夠順滑地確保后述的絕緣桿34的上下運動。

另外，通過采用如上所述保持絕緣桿罩的結構，從而能夠防止因遮斷動作的沖擊導致絕緣桿罩脫落。因此能夠提高斷路器的可靠性。

此外，該絕緣桿罩38的結構是遮蔽熱氣的構件的一例。只要是能夠防止被熱氣搬運的異物附著到吹氣主軸32和絕緣桿34的連結部分上、并且能夠防止絕緣桿罩脫落的結構，則也能夠適用于本發(fā)明的斷路器而并不限定于上述的絕緣桿罩38。

絕緣桿罩38在遮斷部可動部分30動作時會與遮斷部側連結銷33一起沿著排氣筒28及隔離筒29的內面自如地移動。當操作器(未圖示)的驅動力經由主軸37向操縱桿36傳遞而操縱桿36進行圓弧運動時，則絕緣桿34將以遮斷部側連結銷33為支點適度地進行上下運動?？紤]到該上下運動，絕緣桿罩38的不與吹氣主軸32嵌通側的開口的內徑構成為即使絕緣桿34上下振動也不會與排氣筒28及隔離筒29發(fā)生干涉的尺寸。

另外，為了避免熱氣從遮斷部進入到絕緣桿罩38和吹氣主軸32的嵌通部，優(yōu)選盡可能不形成間隙的結構。

以下基于遮斷動作對本實施例的結構進行說明。圖1示出了氣體斷路器的合閘狀態(tài)，是可動主觸點54插入到固定主觸點15的內側而遮斷部可動部分30和固定側遮斷部10完全電連接的狀態(tài)。

在該狀態(tài)下，絕緣噴嘴53的最小內徑部即喉管部45和可動電弧觸點51的內側被固定電弧觸點14大致封閉，吹氣主軸32的開口部A42也因位于固定活塞24的內側而處于關閉狀態(tài)。另外，絕緣桿罩38也收納在排氣筒28的內側。

若遮斷部可動部分30因遮斷動作而從圖1的狀態(tài)起向可動側移動，則可動電弧觸點51和固定電弧觸點14分離。此時，若在遮斷部可動部分30與固定側遮斷部10之間流過大電流，則即使可動電弧觸點51和固定電弧觸點14分離也不會中斷電流，會在可動電弧觸點51與固定電弧觸點14之間發(fā)生電弧而持續(xù)流過電流。

在可動電弧觸點51和固定電弧觸點14分離后，當遮斷動作繼續(xù)進行而成為圖3所示狀態(tài)時，則雖然喉管部45被固定電弧觸點14大致封閉，但是由于開口部A42向在排氣筒28與絕緣桿罩38之間形成的空間D46移動，從而使遮斷部可動部分30的操作器側端部開放。由此，形成經由吹氣主軸32內部的氣體通路41向可動側主電路導體22側排出的熱氣流。

在本實施例的結構中，從吹氣主軸32的開口部A42排出的熱氣，首先向由排氣筒28和絕緣桿罩38構成的空間D46釋放。從開口部A42排出的熱氣具有高溫并且包含被電弧熔融的噴嘴材料或電極材料的微粒。

絕緣桿34通常是在GFRP(玻璃纖維增強塑料)上涂覆耐消弧性氣體膜而構成的，若熱氣直接噴吹絕緣桿34則有可能導致表面涂層焦糊而降低絕緣性能。另外，如果熱氣中所含的電極材料等的微粒在存在于遮斷部側連結銷33與絕緣桿34之間以及操縱桿側連結銷35與絕緣桿34之間的微小的間隙中發(fā)生熔融附著，則有可能阻礙順滑的遮斷動作。

本實施例的氣體斷路器利用絕緣桿罩38阻擋熱氣直接向絕緣桿34噴吹，從而能夠防止絕緣桿34的絕緣性能降低。另外，通過防止在絕緣桿34和吹氣主軸32的連結部位上附著上述微粒，能夠實現順滑的遮斷動作。

另一方面，如以下所示，具有排氣筒28、絕緣桿罩38及隔離筒29的本發(fā)明的結構，也有助于提高遮斷性能。

如圖3所示，向空間D46釋放的熱氣通過排氣筒28與絕緣桿罩38之間的間隙E47，向遮斷部的下游側即排氣筒28外流動，但是當間隙E47的截面積相對于空間D46的截面積足夠小時，則具有抑制熱氣從氣體通路41排出而提高吹氣缸31內的壓力的效果。通過在遮斷動作開始時提高吹氣缸31內的壓力而有助于提高遮斷性能。

隨著遮斷動作繼續(xù)進行，如圖4所示，當固定電弧觸點14從喉管部45脫出而當間隙E47變?yōu)樽銐虼髸r，則熱氣也會通過喉管部45流向固定電弧觸點14側而形成向固定側和可動側分支的兩條熱氣流路。

在圖4的狀態(tài)下，從開口部A42釋放的氣體向可動側主電路導體22內釋放，從可動側主電路導體22的開口部B43排出。絕緣桿罩38不會遮擋空間D46的出口，能夠形成無抑制的消弧性氣體流，因此能夠將因電弧而產生的熱氣順暢地排出，也能夠促進可動電弧觸點51的冷卻。

另外，在本實施例的結構中，在遮斷動作的后半，絕緣桿罩38向隔離筒29的內側移動。隔離筒29與絕緣桿罩38之間的間隙F48的面積與開口部B43的面積相比足夠小而流路阻力大，能夠抑制熱氣向絕緣筒27內側流入。由此能夠防止絕緣桿34及絕緣筒27被熱氣污染，從而能夠防止絕緣性能降低。

此外，在本說明書中，將固定電弧觸點14從遮斷動作開始起在絕緣噴嘴53的喉管部45內移動的期間(即吹氣缸31內的消弧性氣體的壓力上升的遮斷動作的區(qū)間)稱為遮斷動作前半。另外，將從固定電弧觸點14脫出到絕緣噴嘴53的喉管部45之外到遮斷動作結束為止的期間稱為遮斷動作后半。

實施例2

以下基于圖5對本發(fā)明的其它實施例進行說明。對于和實施例1相同的部分附加相同符號而省略其說明。

在實施例2中，以使排氣筒28和隔離筒29的間隙長度與絕緣桿罩38的軸向長度大致相等的方式使排氣筒28加長，在排氣筒28的側面設置排氣孔C44。

如圖5所示，在使排氣筒28加長的構造中，絕緣桿罩38從排氣筒28脫出之后就立即進入到隔離筒29中，因此能夠遮擋熱氣向絕緣筒27側的流動。由此能夠防止絕緣筒27及絕緣桿34的絕緣性能降低。

此外，僅通過簡單地使排氣筒28伸長，則存在排氣筒28內的空間D46內積存的熱氣無法釋放、排氣筒28內的溫度顯著上升而使遮斷性能降低的風險。與此對照，通過在排氣筒28的側面設置排氣孔C44而在遮斷動作的途中將排氣筒28內的空間D46內積存的熱氣從側面的排氣孔C44釋放，從而能夠防止遮斷性能降低。

以上的說明是舉出機械吹氣式的氣體斷路器的例子進行了說明，但是本發(fā)明對于雙室熱吹氣型的氣體斷路器也當然適用，在適用于雙室熱吹氣型的氣體斷路器的情況下也能夠收到上述效果。

符號說明

1—絕緣罐；2—機構殼；10—固定側遮斷部；11—固定側通電導體；12—固定側主電路導體；13—固定電弧觸點基座；14—固定電弧觸點；15—固定主觸點；21—可動側通電導體；22—可動側主電路導體；23—滑動用觸點；24—固定活塞；25—吹氣缸支撐用滑動引導部；26—吹氣主軸支撐用滑動引導部；27—絕緣筒；28—排氣筒；29—隔離筒；30—遮斷部可動部分；31—吹氣缸；32—吹氣主軸；33—遮斷部側連結銷；34—絕緣桿；35—操縱桿側連結銷；36—操縱桿；37—主軸；38—絕緣桿罩；41—氣體通路；42—開口部A；43—開口部B；44—排氣孔C；45—喉管部；46—空間D；47—間隙E；48—間隙F；51—可動電弧觸點；52—絕緣罩；53—絕緣噴嘴；54—可動主觸點；61—銷部；62—絕緣桿罩支撐部A；63—內螺紋零件；64—外螺紋零件；65—絕緣桿罩支撐部B。