專利名稱：真空開關(guān)和使用這種真空開關(guān)的真空開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種真空開關(guān)和使用該真空開關(guān)的真空開關(guān)裝置，該真空開關(guān)適合于配電和變壓系統(tǒng)使用，并且結(jié)構(gòu)簡單和可靠。
背景技術(shù)：
就在人口稠密的城市地區(qū)增加電能消費(fèi)需求而論，存在著許多問題，例如，難于找到建配電變電所的場所，缺少架設(shè)線路的空間，以及需要可操作性較高的供電設(shè)備。為解決這些問題，必須提高電壓，也就是，負(fù)載可有效地容納在具有大容量的電壓系統(tǒng)的每條線路中。配電電壓的提高可形成有效的供電系統(tǒng)。因此，必須使配電元件以及配電和變壓設(shè)備更緊湊。
對于做得緊湊的配電和變壓元件，例如有JP3-273804A中所披露的SF6氣體絕緣開關(guān)裝置。該專利的開關(guān)裝置由一個(gè)斷路器、兩個(gè)隔離開關(guān)和一個(gè)接地開關(guān)構(gòu)成，它們分別單獨(dú)地進(jìn)行制造而裝入配電箱的設(shè)備腔和總線腔中，配電箱中充滿了絕緣氣體。
另外，如JP55-143727A中所披露的一種真空開關(guān)裝置，在該開關(guān)裝置中，活動(dòng)電極可繞主軸水平轉(zhuǎn)動(dòng)，來與固定電極接觸和分離。如JP9-153320A中所披露的一種開關(guān)裝置，在該開關(guān)裝置中，活動(dòng)導(dǎo)體設(shè)置在一個(gè)單獨(dú)的真空室中，并當(dāng)在固定導(dǎo)體和接地導(dǎo)體之間轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可在閉合位置、打開位置、隔離絕緣位置和接地位置之間運(yùn)動(dòng)。
另外，如US3814882、JP50-135563A和JP58-145035A中所披露的那樣，一種開關(guān)裝置，其由絕緣材料制成的殼體被分隔成兩個(gè)腔體，活動(dòng)電極和固定電極分別設(shè)置在這兩個(gè)腔體中，其中一個(gè)腔體抽成真空，而另一個(gè)腔體則充滿絕緣氣體，例如SF6，或者兩個(gè)腔體都抽成真空。另外，如JP48-81068A所披露的一種開關(guān)裝置，該開關(guān)裝置的真空室被分成三個(gè)腔。
JP3-273804A所披露的SF6氣體絕緣開關(guān)裝置和US3814882、JP50-135563A所披露的開關(guān)裝置使用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)。由于SF6氣體對環(huán)境有害(從防止全球變暖的觀點(diǎn)出發(fā))，SF6氣體的使用量在世界范圍內(nèi)都在減少。因此，需要具有一種不使用SF6氣體的開關(guān)裝置。
由于殼體未接地，為了維護(hù)和檢查配電和變壓系統(tǒng)，JP55-143727A所披露的開關(guān)裝置需要足夠的安全度。也就是說，必須通過打開與斷路器分開設(shè)置的隔離開關(guān)，并在斷開斷路器后使接地開關(guān)接地，來使剩余的充電和感應(yīng)電流導(dǎo)入大地。另外，由于元件都是單獨(dú)設(shè)置的，因此，很難將開關(guān)裝置做得很小。
另一方面，盡管JP9-153320A所披露的開關(guān)裝置尺寸較小，但由于閉合位置、打開位置、隔離絕緣位置和接地位置都設(shè)置在同一個(gè)真空室中，如果發(fā)生故障，其所有的功能就都會(huì)喪失。
另外，US3814882、JP50-135563A和JP58-145035A所披露的開關(guān)裝置不可能做得很緊湊，并且由于殼體由絕緣材料制成，其只能具有單一功能。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種尺寸較小的真空開關(guān)和使用這種真空開關(guān)的開關(guān)裝置。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種不必使用影響環(huán)境的任何絕緣氣體的真空開關(guān)和使用這種真空開關(guān)的開關(guān)裝置。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種真空開關(guān)和使用這種真空開關(guān)的真空開關(guān)裝置，即使真空在該真空開關(guān)的一部分中遭到破壞的情況下，該真空開關(guān)也不會(huì)立刻失去全部功能，并仍可保持部分功能。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種真空開關(guān)和使用這種真空開關(guān)的真空開關(guān)裝置，該真空開關(guān)可單獨(dú)只提供斷路器部分和只提供接地開關(guān)和隔離開關(guān)部分。
本發(fā)明的特征在于接地的真空室通過絕緣體而分隔成多個(gè)真空腔，或者多個(gè)接地的真空室通過絕緣體連接起來，而且活動(dòng)電極和固定電極氣密密封在每個(gè)真空腔或每個(gè)真空室中，所述活動(dòng)電極穿過絕緣體而設(shè)置，并由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所述固定電極穿過絕緣體并與所述活動(dòng)電極成對配合設(shè)置。
這對活動(dòng)電極和固定電極包括斷路器、接地開關(guān)或隔離開關(guān)中任意一個(gè)的開關(guān)部分，并且一個(gè)或多個(gè)開關(guān)部分可設(shè)置在同一個(gè)真空腔或同一個(gè)真空室中。多個(gè)真空腔或多個(gè)真空室基本上位于同一軸線上，并通過絕緣體而相互連接，密封在真空腔或真空室中的電極在多個(gè)真空腔或多個(gè)真空室外一側(cè)的一端與負(fù)載側(cè)導(dǎo)體電連接，密封在真空腔或真空室中的電極在另一側(cè)的一端與總線側(cè)導(dǎo)體電連接。
負(fù)載側(cè)導(dǎo)體和電極之間，或電極之間，或電極和總線側(cè)導(dǎo)體之間的電連接，例如，斷路器的轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)部分和總線側(cè)導(dǎo)體之間或者接地開關(guān)的開關(guān)部分和隔離開關(guān)的開關(guān)部分之間的電連接，是采用柔性的柔性導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)的。波紋管可用作柔性件。
其中，開關(guān)是一種可在固定電極和活動(dòng)電極之間執(zhí)行連接和斷開功能的機(jī)構(gòu)。開關(guān)裝置包括控制機(jī)構(gòu)，也就是一個(gè)或多個(gè)開關(guān)機(jī)構(gòu)、一個(gè)或多個(gè)屬于操縱、測量、保護(hù)和調(diào)節(jié)部件的裝置以及內(nèi)部連接件的綜合機(jī)構(gòu)，這些都裝在一個(gè)封閉的盒中。另外，開關(guān)裝置包括一個(gè)由附件、支承結(jié)構(gòu)以及上述結(jié)構(gòu)所組成的機(jī)構(gòu)和部件的組件，還包括控制操縱機(jī)構(gòu)的控制器。
斷路器是一種開關(guān)裝置，其用于將電力系統(tǒng)中接地故障或短路的發(fā)生位置與系統(tǒng)立刻隔離開來，以避免大電流對串聯(lián)的設(shè)備造成損壞，以及防止電弧對故障設(shè)備造成損壞。隔離開關(guān)是一種機(jī)構(gòu)，盡管它不具有斷開大電流的能力，但可起供電線路的開關(guān)的作用，當(dāng)電路連接件需要更換或者設(shè)備需要維護(hù)或檢查時(shí)，用來確保與電源斷開。隔離開關(guān)具有低壓到高壓多種形式。接地開關(guān)是一種開關(guān)裝置，在檢查和維護(hù)過程中，在零電壓條件下通過接地導(dǎo)體來確保安全。斷路器可斷開所有的充電電流(charged current)、正常電流和異常電流。隔離開關(guān)可斷開充電電流，但不能斷開正常電流和異常電流。接地開關(guān)則不能斷開充電電流、正常電流和異常電流。
根據(jù)本發(fā)明，真空開關(guān)和真空開關(guān)裝置在污染控制度方面效果良好，且結(jié)構(gòu)尺寸較小。開關(guān)裝置具有一個(gè)被分隔成兩個(gè)或更多個(gè)腔的真空室或者兩個(gè)或更多個(gè)真空室，在其它腔或室的真空遭到破壞時(shí)，腔或室的一個(gè)仍保持真空，就這一點(diǎn)來說，該開關(guān)裝置是非常可靠的。另外，由于真空狀態(tài)不僅可在整個(gè)裝置中而且可在該裝置的部分部件中形成，例如，僅在斷路器部分，因此，可根據(jù)需求來確定產(chǎn)品形式，并獲得低成本的產(chǎn)品。在進(jìn)行電連接時(shí)使用了柔性件，例如，在斷路器的轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)部分和總線側(cè)導(dǎo)體之間的電連接就使用了柔性件，這樣就可實(shí)現(xiàn)開關(guān)部分可靠地轉(zhuǎn)動(dòng)和導(dǎo)電，并可使整個(gè)裝置緊湊。接地開關(guān)的開關(guān)部分和隔離開關(guān)的開關(guān)部分之間的電連接也使用了柔性件，這樣就保證了電流的可靠傳導(dǎo)，并使整個(gè)裝置緊湊。
附圖的簡單說明

圖1是本發(fā)明真空開關(guān)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)透視圖。
圖2所示是使用圖1所示真空開關(guān)的單相真空開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)，(A)是真空開關(guān)裝置橫截面?zhèn)纫晥D，其中，真空開關(guān)裝置處于斷路器“接通”、接地開關(guān)“斷開”、隔離開關(guān)“接通”的狀態(tài)，(B)是處于同一狀態(tài)的真空開關(guān)裝置的部分橫截面頂視圖。
圖3所示是使用圖1所示真空開關(guān)的單相真空開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)，(A)是真空開關(guān)裝置橫截面?zhèn)纫晥D，其中，真空開關(guān)裝置處于斷路器“斷開”、接地開關(guān)“斷開”、隔離開關(guān)“接通”的狀態(tài)，(B)是處于同一狀態(tài)的真空開關(guān)裝置的部分橫截面頂視圖。
圖4所示是使用圖1所示真空開關(guān)的單相真空開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)，(A)是真空開關(guān)裝置橫截面?zhèn)纫晥D，其中，真空開關(guān)裝置處于斷路器“斷開”、接地開關(guān)“接通”、隔離開關(guān)“斷開”的狀態(tài)，(B)是處于同一狀態(tài)的真空開關(guān)裝置的部分橫截面頂視圖。
圖5所示是使用圖1所示真空開關(guān)的三相真空開關(guān)裝置連同機(jī)殼、操作室、保護(hù)控制器等部件的結(jié)構(gòu)，(A)是真空開關(guān)裝置橫截面?zhèn)纫晥D，其中，真空開關(guān)裝置處于斷路器“接通”、接地開關(guān)“斷開”、隔離開關(guān)“接通”的狀態(tài)，(B)是處于同一狀態(tài)的真空開關(guān)裝置的頂視圖，(C)是處于同一狀態(tài)的真空開關(guān)裝置的底視圖。
圖6是使用圖1所示真空開關(guān)的三相真空開關(guān)裝置連同機(jī)殼、操作室、保護(hù)控制器等部件的結(jié)構(gòu)橫截面?zhèn)纫晥D，其中，真空開關(guān)裝置處于斷路器“斷開”、接地開關(guān)“斷開”、隔離開關(guān)“接通”的狀態(tài)。
圖7所示是使用本發(fā)明第二實(shí)施例的真空開關(guān)的單相真空開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)，(A)是真空開關(guān)裝置的橫截面?zhèn)纫晥D，其中，真空開關(guān)裝置處于斷路器“接通”、接地開關(guān)“斷開”、隔離開關(guān)“接通”的狀態(tài)，(B)是處于同一狀態(tài)的真空開關(guān)裝置的部分橫截面頂視圖。
圖8所示是使用本發(fā)明第三實(shí)施例的真空開關(guān)的單相真空開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)，(A)是真空開關(guān)裝置的橫截面?zhèn)纫晥D，其中，真空開關(guān)裝置處于斷路器“接通”、接地開關(guān)“斷開”、隔離開關(guān)“接通”的狀態(tài)，(B)是處于同一狀態(tài)的真空開關(guān)裝置的部分橫截面頂視圖。
圖9所示是使用本發(fā)明第四實(shí)施例的真空開關(guān)的單相真空開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)，(A)是真空開關(guān)裝置的橫截面?zhèn)纫晥D，其中，真空開關(guān)裝置處于斷路器“接通”、接地開關(guān)“斷開”、隔離開關(guān)“接通”的狀態(tài)，(B)是處于同一狀態(tài)的真空開關(guān)裝置的部分橫截面頂視圖。
圖10所示是使用本發(fā)明第五實(shí)施例的真空開關(guān)的單相真空開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)，(A)是真空開關(guān)裝置的橫截面?zhèn)纫晥D，其中，真空開關(guān)裝置處于斷路器“接通”、接地開關(guān)“斷開”、隔離開關(guān)“接通”的狀態(tài)，(B)是處于同一狀態(tài)的真空開關(guān)裝置的部分橫截面頂視圖。
圖11是用在圖1-10所示裝置中的柔性導(dǎo)體外形的透視圖。
優(yōu)選實(shí)施例的說明實(shí)施例1圖1顯示了本發(fā)明第一實(shí)施例真空開關(guān)的結(jié)構(gòu)，圖2-6顯示了使用該真空開關(guān)(或多個(gè)開關(guān))的真空開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)。為了簡化說明書，圖1中略去了總線部分和尾部，例如饋線端、罩殼和插頭。另外，在圖2-4中，略去了操作室和保護(hù)控制器，并只示出了單相的結(jié)構(gòu)。
在該實(shí)施例中，接地的真空罩1由隔板4分隔成第一真空腔2和第二真空腔3。隔板4由電絕緣的陶瓷制成。第一真空腔2和第二真空腔3大致位于同一軸線上，并由未示出的真空罩1的罩體、隔板4和套管法蘭5、6而形成氣密結(jié)構(gòu)，因此，每個(gè)真空腔的真空度保持在10-6-10-9乇(torr)。法蘭5、6也可作為真空腔1的端壁來構(gòu)成這些壁面。法蘭5、6由與隔板4相同的電絕緣陶瓷制成。
在第一真空腔2內(nèi)，設(shè)有一個(gè)斷路器7和一個(gè)主電路導(dǎo)體8，兩者都從第一真空腔2的罩殼部分向上凸出。操縱桿10從斷路器7經(jīng)由陶瓷制成的絕緣體9向上延伸。在絕緣體9和第一真空腔2的罩殼之間通過端蓋11和柔性的波紋管12形成氣密結(jié)構(gòu)。陶瓷制成的套管13位于主電路導(dǎo)體8的上部。
活動(dòng)側(cè)電極14設(shè)置在絕緣體9的操縱桿10的相對側(cè)，活動(dòng)側(cè)電極14的一端經(jīng)柔性導(dǎo)體15與主電路導(dǎo)體8電連接。柔性導(dǎo)體15通過螺釘或類似件機(jī)械緊固在主電路導(dǎo)體8的下端。固定側(cè)電極16設(shè)置在活動(dòng)側(cè)電極12另一端的相對側(cè)，這對活動(dòng)側(cè)電極14和固定側(cè)電極16構(gòu)成斷路器7的開關(guān)部分(斷路部分)。
圖中的箭頭A表示了操縱桿10的操作方向，根據(jù)這種運(yùn)動(dòng)，圖2中所示的斷路器的“接通”狀態(tài)就是導(dǎo)電狀態(tài)，活動(dòng)側(cè)電極14與固定側(cè)電極16相接觸，或者圖3中所示的斷路器的“斷開”狀態(tài)也就是操縱桿10處于傾斜狀態(tài)，且活動(dòng)側(cè)電極14與固定側(cè)電極16脫離接觸。
真空表17、氣體吸收柱18(也稱為吸氣器)和抽氣管，也就是回收廢氣管19設(shè)置在第一真空腔2的罩殼的上表面。磁鐵27呈環(huán)狀設(shè)置在真空表17的周圍。當(dāng)故障電流流經(jīng)或者操縱設(shè)備發(fā)出斷開指令(斷路器由于維護(hù)或者檢查的目的而有意斷開)時(shí)，操縱桿10就進(jìn)行工作。
在套管13上部還設(shè)有絕緣插頭20。主電路導(dǎo)體8在插頭20之前的位置處是彎曲的，并通向主電路(負(fù)載)。主電路導(dǎo)體8的外部從彎曲部分到通向總線段覆蓋有橡膠21來進(jìn)行絕緣。套管13周圍設(shè)有電流互感器22。電流互感器22可檢測流經(jīng)主電路的電流，這樣，當(dāng)故障電流流過時(shí)，斷路器就可迅速斷開。
電壓檢測導(dǎo)體23與柔性導(dǎo)體15的頂端電連接。電壓檢測導(dǎo)體23由具有電絕緣特性的陶瓷制成的套管24所包圍。包有環(huán)氧樹脂的電容器25設(shè)置在電壓檢測導(dǎo)體23的頂端，在該實(shí)施例中三個(gè)電容器是串聯(lián)的。套管24和包有環(huán)氧樹脂的電容器25的最外側(cè)由絕緣橡膠26所包覆。
防弧罩29設(shè)置在靠近柔性導(dǎo)體15的斷路器7側(cè)連接部分的位置上。另外，防弧罩30也呈半圓筒形設(shè)置在防弧罩29的周圍，以蓋住罩殼下端內(nèi)壁的絕大部分。隔板4通過連接夾31與機(jī)殼100的罩殼100a的內(nèi)壁相聯(lián)。
在第二真空腔3中，接地開關(guān)32、隔離開關(guān)33和真空室端壁(法蘭6)從隔板4側(cè)依次排列。由陶瓷制成的套管34設(shè)置在真空室端壁(法蘭6)的端部外側(cè)。接地開關(guān)32和隔離開關(guān)33從第二真空腔3的罩殼處向上凸出。
接地開關(guān)32具有一個(gè)桿狀導(dǎo)體35和一個(gè)活動(dòng)側(cè)電極36，桿狀導(dǎo)體35的頂端與操縱桿相聯(lián)，并可沿箭頭B所示方向移動(dòng)，也就是豎直移動(dòng)，活動(dòng)側(cè)電極36位于其下端。固定側(cè)電極37設(shè)置在活動(dòng)側(cè)電極36下部的位置處。固定側(cè)電極37和斷路器7的固定側(cè)電極16通過透過隔板4的電連接部件67相互電連接。通過端蓋39和柔性波紋管40，在第二真空腔3的罩殼和導(dǎo)體35之間形成氣密結(jié)構(gòu)，其中，端蓋39具有由陶瓷制成的絕緣體38。
絕緣體38是當(dāng)由從接地側(cè)流過的電流來檢測電纜的耐壓性時(shí)用來隔絕電流使電流不流到真空室。接地開關(guān)32可沿箭頭B所示方向豎直移動(dòng)導(dǎo)體35，以使固定側(cè)電極37和活動(dòng)側(cè)電極36接通來進(jìn)行接地，使兩者斷開來脫離接地。接地開關(guān)32包括固定側(cè)電極37。
隔離開關(guān)33也包括一個(gè)可沿箭頭C所示方向豎直移動(dòng)的桿狀導(dǎo)體40。未示出的操縱桿與導(dǎo)體40的頂端相聯(lián)。活動(dòng)側(cè)電極42穿過絕緣體41而設(shè)置在導(dǎo)體40的下端。固定側(cè)電極43與活動(dòng)側(cè)電極42相對并位于其下部。固定側(cè)電極43穿過陶瓷絕緣體44而固定在第二真空腔的內(nèi)壁上。
通過端蓋48和柔性波紋管49，在第二真空腔3的罩殼和導(dǎo)體40之間形成氣密結(jié)構(gòu)。接地開關(guān)32的固定側(cè)電極37和隔離開關(guān)33的活動(dòng)側(cè)電極42通過柔性的柔性導(dǎo)體45相互電連接。固定側(cè)電極43通過電連接部件47與主電路導(dǎo)體46相連接，主電路導(dǎo)體50(總線)與主電路導(dǎo)體46電連接。
參照圖4來說明導(dǎo)電關(guān)系，由于斷路器的活動(dòng)側(cè)電極14與固定側(cè)電極16脫離接觸，因此，圖4所示的狀態(tài)是斷路器“斷開”的狀態(tài)。斷路器7的活動(dòng)側(cè)通過柔性導(dǎo)體15處于與主電路導(dǎo)體8和電壓檢測導(dǎo)體23相聯(lián)的狀態(tài)?；顒?dòng)側(cè)電極36與固定側(cè)電極37相互接觸，因此，接地開關(guān)32處于接地狀態(tài)?；顒?dòng)側(cè)電極42和固定側(cè)電極43相互分離并保持足夠的距離來斷開電路，因此，隔離開關(guān)33處于斷開狀態(tài)。如上所述，固定側(cè)電極43是與總線相通的。
測量真空腔真空度的真空表51、去除真空腔內(nèi)雜質(zhì)的氣體吸收柱52(也稱為吸氣器)和抽氣管，也就是回收廢氣管53設(shè)置在第二真空腔3的罩殼的上表面。磁鐵54呈環(huán)狀設(shè)置在真空表51的周圍。橡膠55設(shè)置在套管34周圍來進(jìn)行絕緣。標(biāo)號(hào)56、57表示空氣，也就是與外界空氣相通的部分。
套管24和套管34分別通過法蘭5、6用螺釘固定在真空罩1的罩殼端部。兩個(gè)套管尺寸、形狀和材料相同，也就是屬于通用部件。另外，套管13頂端(不包括相應(yīng)于法蘭位置的部分)的形狀和尺寸與套管24、34是相同的。上述通用的部件可使成本降低。因此，總線部分、饋線部分和電壓檢測部分的設(shè)置可根據(jù)用戶的需求來進(jìn)行調(diào)整。
真空表17、51是利用了磁控管原理。因此，磁鐵27、54呈管狀設(shè)置在測量真空度時(shí)來形成磁場。然而，真空腔2、3是氣密的以使真空度在普通的使用條件下可保持20年或更長。斷路器7、接地開關(guān)32和隔離開關(guān)33，它們每個(gè)的開關(guān)操作都可由不同的操縱機(jī)構(gòu)來執(zhí)行。
在該實(shí)施例所描述的具有兩個(gè)真空腔的情況下，即使在其它真空腔的真空發(fā)生破壞而一個(gè)真空腔也可保持真空，因此，該裝置不會(huì)立刻就失去全部功能。另外，就產(chǎn)品的配置而論，第一真空腔2和第二真空腔3的部件分別單獨(dú)進(jìn)行制造和安裝，或者它們中的一個(gè)代替相應(yīng)的原有部件，或者兩者都安裝連接就位，這都是有效的。
該實(shí)施例的裝置是在真空中進(jìn)行裝配的，也就是，通過將暫時(shí)裝在外部的部件放入到加熱爐中，并在真空條件下進(jìn)行加熱熔化釬料且在適當(dāng)?shù)奈恢蒙虾冈谝黄饋磉M(jìn)行釬焊加工而獲得產(chǎn)品。在陶瓷體和真空室之間的焊接是通過釬焊進(jìn)行的，下面所要描述的構(gòu)成柔性導(dǎo)體15、45的板也是通過釬焊而焊接在一起的。
在該實(shí)施例的裝置中，使用了柔性導(dǎo)體15、45。由此，在操作過程中，電流也必定是可導(dǎo)通的，且由于在轉(zhuǎn)動(dòng)和豎直移動(dòng)過程中電流是可導(dǎo)通的，結(jié)構(gòu)也得到了簡化。如果柔性導(dǎo)體15、45設(shè)置在真空室外，電流就會(huì)流在柔性導(dǎo)體15、45中，并且如果真空室外的部分不用SF6氣體或固體絕緣體包覆而進(jìn)行絕緣，那將是很危險(xiǎn)的。因此，通過將柔性導(dǎo)體15、45安裝在真空室中，就可確保安全，整個(gè)裝置也較緊湊。最好柔性導(dǎo)體15或45的導(dǎo)電區(qū)域至少為200mm2，必要的電流容量是每秒可承受25KA的強(qiáng)度。
在該實(shí)施例中，主電路導(dǎo)體8的下部和電壓檢測導(dǎo)體23通過柔性導(dǎo)體15相互電連接。柔性導(dǎo)體15從斷路器7處延伸的額外部分是可有效利用的，其中間部分固定到主電路導(dǎo)體8上。因此，在電壓檢測導(dǎo)體23和主電路導(dǎo)體8之間不必使用柔性導(dǎo)體進(jìn)行連接。因?yàn)閮烧叨继幱诠潭ㄎ恢藐P(guān)系，因此，不必是柔性的。類似地，電連接部件47也不必是柔性導(dǎo)體。
圖11顯示了柔性導(dǎo)體的外表。與該實(shí)施例相關(guān)的柔性導(dǎo)體15或45是通過多層無氧銅板層疊，并在每塊板之間插入釬料且如圖11所示在其兩端釬焊而成。釬焊部分58也用作與電極或?qū)w的連接部分。柔性導(dǎo)體15由120-130mm長、30mm寬和0.1mm厚的70塊板構(gòu)成。柔性導(dǎo)體45由60-70mm長、30mm寬和0.1mm厚的50塊板構(gòu)成，也就是，柔性導(dǎo)體15的長度由于轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)而伸長了。
在該實(shí)施例中，真空開關(guān)由真空室、斷路器、隔離開關(guān)和接地開關(guān)構(gòu)成，真空室分為兩個(gè)腔，斷路器具有在其中一個(gè)真空腔中氣密密封的開關(guān)部分，隔離開關(guān)和接地開關(guān)具有在另一個(gè)真空腔中氣密密封的開關(guān)部分?？梢钥紤]真空開關(guān)由一個(gè)真空室和一個(gè)斷路器構(gòu)成，該斷路器具有在該真空室中氣密密封的開關(guān)部分，或者真空開關(guān)由一個(gè)真空室和一個(gè)隔離開關(guān)及一個(gè)接地開關(guān)構(gòu)成，該隔離開關(guān)和接地開關(guān)具有在該真空室中氣密密封的開關(guān)部分。在這些情況下，與上述實(shí)施方式類似，類似于上述實(shí)施方式中所使用的柔性件可在主電路和開關(guān)部分之間的電連接或者開關(guān)部分之間的電連接中使用。
下面將參照圖5和6來描述真空開關(guān)裝置的整體結(jié)構(gòu)。如圖所示，標(biāo)號(hào)100是金屬機(jī)殼。U、V、W三相真空開關(guān)101設(shè)置在機(jī)殼100中。每個(gè)三相真空開關(guān)101與上述實(shí)施例中的真空開關(guān)結(jié)構(gòu)相同，其包括斷路器7、接地開關(guān)32和隔離開關(guān)33，斷路器7具有斷開作用，接地開關(guān)32具有接地的作用，隔離開關(guān)33具有隔離絕緣的作用。主電路導(dǎo)體(總線)50與每個(gè)真空開關(guān)101的一端電連接，主電路導(dǎo)體8與每個(gè)真空開關(guān)101的另外一端電連接。
機(jī)殼100包括操作室102、103、104和保護(hù)控制器105，操作室102、103、104分別裝有斷路器7、接地開關(guān)32和隔離開關(guān)33的操作機(jī)構(gòu)，保護(hù)控制器105用來給每個(gè)操作機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令。所設(shè)置的操作機(jī)構(gòu)可分別使斷路器7、接地開關(guān)32和隔離開關(guān)33三相一起進(jìn)行操作。操作室102、103、104和保護(hù)控制器105設(shè)置在真空開關(guān)101的主電路導(dǎo)體50上部的空間內(nèi)。
如上所述，真空開關(guān)裝置由機(jī)殼100、三相真空開關(guān)101、主電路導(dǎo)體8、50、操作室102、103、104和保護(hù)控制器105構(gòu)成。
實(shí)施例2圖7顯示了使用第二實(shí)施例真空開關(guān)的真空開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)。為簡化說明，在附圖中，略去了操作室和保護(hù)控制器，并且只顯示了單相的機(jī)械結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中，接地開關(guān)32、隔離開關(guān)33和主電路導(dǎo)體8設(shè)置在第一真空腔2中，斷路器7設(shè)置在第二真空腔3中。
在第一真空腔2中，接地開關(guān)32的固定側(cè)電極37與電連接部件66電連接，電連接部件66從主電路導(dǎo)體8處沿縱向延伸?；顒?dòng)側(cè)電極36與固定側(cè)電極37相對設(shè)置。隔離開關(guān)33的活動(dòng)側(cè)電極42通過柔性導(dǎo)體45與接地開關(guān)32的固定側(cè)電極37電連接。電連接部件67通過電連接部件47與固定側(cè)電極43電連接，固定側(cè)電極43與活動(dòng)側(cè)電極42相對設(shè)置。
在第二真空腔3中，斷路器7的固定側(cè)電極16與主電路導(dǎo)體46電連接。電連接部件67通過柔性導(dǎo)體15與活動(dòng)側(cè)電極14電連接，活動(dòng)側(cè)電極24與固定側(cè)電極16相對設(shè)置。由于其它結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同，這里就略去不再進(jìn)行描述了。
在該實(shí)施例中，具有兩個(gè)真空腔。因此，即使在一個(gè)真空腔的真空發(fā)生破壞而另一個(gè)真空腔也可保持真空，因此，該裝置不會(huì)立刻就失去全部功能。另外，就產(chǎn)品的配置而論，第一真空腔2和第二真空腔3的部件分別單獨(dú)進(jìn)行制造和安裝，或者它們中的一個(gè)代替相應(yīng)的原有部件，或者兩者都安裝連接就位，這都是有效的。
實(shí)施例3圖8顯示了使用第三實(shí)施例真空開關(guān)的真空開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)。為簡化說明，在附圖中，略去了操作室和保護(hù)控制器，并且只顯示了單相的機(jī)械結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中，隔離開關(guān)33和主電路導(dǎo)體8設(shè)置在第一真空腔2中，斷路器7和接地開關(guān)32設(shè)置在第二真空腔3中。
在第一真空腔2中，隔離開關(guān)33的活動(dòng)側(cè)電極42通過柔性導(dǎo)體45與主電路導(dǎo)體8電連接。電連接部件67通過電連接部件47與固定側(cè)電極43電連接，固定側(cè)電極43與活動(dòng)側(cè)電極42相對設(shè)置。
在第二真空腔3中，斷路器7的固定側(cè)電極16與主電路導(dǎo)體46電連接。接地開關(guān)32的固定側(cè)電極37通過柔性導(dǎo)體15與活動(dòng)側(cè)電極14電連接，活動(dòng)側(cè)電極14與固定側(cè)電極16相對設(shè)置。電連接部件67與接地開關(guān)32的固定側(cè)電極37電連接。活動(dòng)側(cè)電極36與固定側(cè)電極37相對設(shè)置并位于其上部。由于其它結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同，這里就略去不再進(jìn)行描述了。
在該實(shí)施例中，具有兩個(gè)真空腔。因此，即使在一個(gè)真空腔的真空發(fā)生破壞而另一個(gè)真空腔也可保持真空，因此，該裝置不會(huì)立刻就失去全部功能。另外，就產(chǎn)品的配置而論，第一真空腔2和第二真空腔3的部件分別單獨(dú)進(jìn)行制造和安裝，或者它們中的一個(gè)代替相應(yīng)的原有部件，或者兩者都安裝連接就位，這都是有效的。
實(shí)施例4圖9顯示了使用第四實(shí)施例真空開關(guān)的真空開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)。為簡化說明，在附圖中，略去了操作室和保護(hù)控制器，并且只顯示了單相的機(jī)械結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中，真空室1通過隔板4和60分隔為第一真空腔2、第二真空腔3和第三真空腔62。隔板60與隔板4相同由陶瓷制成，并且是電絕緣的。與第一真空腔2和第二真空腔3相同，第三真空腔62也保持10-6-10-9乇的真空度。斷路器7和主電路導(dǎo)體8設(shè)置在第一真空腔2中，接地開關(guān)32設(shè)置在第二真空腔3中，隔離開關(guān)33設(shè)置在第三真空腔62中。
在第一真空腔2中，電連接部件67與斷路器7的固定側(cè)電極16電連接。主電路導(dǎo)體8通過柔性導(dǎo)體15與活動(dòng)側(cè)電極14電連接，活動(dòng)側(cè)電極14與固定側(cè)電極16相對設(shè)置。
在第二真空腔3中，電連接部件67與接地開關(guān)32的固定側(cè)電極37電連接?；顒?dòng)側(cè)電極36與固定側(cè)電極37相對設(shè)置并位于其上部。電連接部件67沿縱向延伸，并與固定在隔板60上的電連接部件61電連接。
在第三真空腔62中，主電路導(dǎo)體46通過電連接部件47與隔離開關(guān)33的固定側(cè)電極43電連接。電連接部件61通過柔性導(dǎo)體45與活動(dòng)側(cè)電極42電連接，活動(dòng)側(cè)電極42與固定側(cè)電極43相對設(shè)置。
與第一真空腔2和第二真空腔3相同，真空表63、氣體吸收柱和回收廢氣管設(shè)置在第三真空腔62罩殼的上表面。磁鐵64呈環(huán)狀設(shè)置在真空表63的周圍，以在測量真空度時(shí)產(chǎn)生磁場。由于其它的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)相同，這里就略去不再進(jìn)行描述了。
在該實(shí)施例中，也具有多個(gè)真空腔。因此，即使在一個(gè)真空腔的真空發(fā)生破壞而另一個(gè)真空腔也可保持真空，因此，該裝置不會(huì)立刻就失去全部功能。另外，就產(chǎn)品的配置而論，第一真空腔2、第二真空腔3和第三真空腔62的部件分別單獨(dú)進(jìn)行制造和安裝，或者它們中的一個(gè)代替相應(yīng)的原有部件，或者它們都安裝連接就位，這都是有效的。
實(shí)施例5圖10顯示了使用第五實(shí)施例真空開關(guān)的真空開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)。為簡化說明，在附圖中，略去了操作室和保護(hù)控制器，并且只顯示了單相的機(jī)械結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例中，與上一實(shí)施例相同，真空室1分隔為第一真空腔2、第二真空腔3和第三真空腔62。接地開關(guān)32和主電路導(dǎo)體8設(shè)置在第一真空腔2中，斷路器7設(shè)置在第二真空腔3中，隔離開關(guān)33設(shè)置在第三真空腔62中。
在第一真空腔2中，電壓檢測導(dǎo)體23沿縱向延伸，并與電連接部件67電連接。主電路導(dǎo)體8和接地開關(guān)32的固定側(cè)電極37與電壓檢測導(dǎo)體23的中間部分電連接?；顒?dòng)側(cè)電極36與固定側(cè)電極37相對設(shè)置并位于其上部。
在第二真空腔3中，電連接部件61與斷路器7的固定側(cè)電極16電連接。電連接部件67通過柔性導(dǎo)體15與活動(dòng)側(cè)電極14電連接，活動(dòng)側(cè)電極14與固定側(cè)電極16相對設(shè)置。
在第三真空腔62中，主電路導(dǎo)體46通過電連接部件47與隔離開關(guān)33的固定側(cè)電極43電連接。電連接部件61通過柔性導(dǎo)體45與活動(dòng)側(cè)電極42電連接，活動(dòng)側(cè)電極42與固定側(cè)電極43相對設(shè)置。由于其它結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同，這里就略去不再進(jìn)行描述了。
在該實(shí)施例中，也具有多個(gè)真空腔。因此，即使在一個(gè)真空腔的真空發(fā)生破壞而另一個(gè)真空腔也可保持真空，因此，該裝置不會(huì)立刻就失去全部功能。另外，就產(chǎn)品的配置而論，第一真空腔2、第二真空腔3和第三真空腔62的部件分別單獨(dú)進(jìn)行制造和安裝，或者它們中的一個(gè)代替相應(yīng)的原有部件，或者它們都安裝連接就位，這都是有效的。
本發(fā)明在產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用本發(fā)明的真空開關(guān)和使用這種真空開關(guān)的真空開關(guān)裝置可做得很小，而且不必使用任何可對環(huán)境造成影響的絕緣氣體，即使在失去一部分功能的情況下，也不會(huì)立刻失去全部功能，并且提供了一種使用這種真空開關(guān)的真空開關(guān)裝置。因此，這種真空開關(guān)和使用這種真空開關(guān)的真空開關(guān)裝置適合于配電和變壓系統(tǒng)使用，并且結(jié)構(gòu)簡單和可靠。
權(quán)利要求
1.一種真空開關(guān)，包括真空室、活動(dòng)電極和固定電極，所述真空室是接地的，并通過絕緣體而分隔成多個(gè)真空腔；所述活動(dòng)電極氣密密封在每個(gè)真空腔中，穿過絕緣體而設(shè)置，并由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；所述固定電極氣密密封在每個(gè)真空腔中，與所述活動(dòng)電極成對配合，并穿過絕緣體而設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)，其特征在于多對活動(dòng)電極和固定電極設(shè)置在同一真空腔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空開關(guān)，其特征在于設(shè)置在真空腔中的電極在所述真空室側(cè)部的一端與負(fù)載側(cè)導(dǎo)體電連接，設(shè)置在真空腔中的電極在所述真空室側(cè)部的另一端與總線側(cè)導(dǎo)體電連接。
4.一種真空開關(guān)，包括第一真空室、第二真空室、斷路器、接地開關(guān)和隔離開關(guān)；所述第二真空室與第一真空室相鄰設(shè)置；所述斷路器包括第一活動(dòng)電極和第一固定電極，第一活動(dòng)電極氣密密封在所述第一真空室中，由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并與負(fù)載側(cè)導(dǎo)體電連接，第一固定電極與所述第一活動(dòng)電極成對配合設(shè)置；所述接地開關(guān)具有第二活動(dòng)電極和第二固定電極，所述第二活動(dòng)電極氣密密封在所述第二真空室中，并由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所述第二固定電極與所述第二活動(dòng)電極成對配合設(shè)置，并與所述第一固定電極電連接；所述隔離開關(guān)具有第三活動(dòng)電極和第三固定電極，所述第三活動(dòng)電極氣密密封在所述第二真空室中，由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并與所述第二固定電極電連接，所述第三固定電極與所述第三活動(dòng)電極成對配合設(shè)置，并與總線側(cè)導(dǎo)體電連接。
5.一種真空開關(guān)，包括第一真空室、第二真空室、斷路器、接地開關(guān)和隔離開關(guān)；所述第二真空室與所述第一真空室相鄰設(shè)置；所述斷路器具有第一活動(dòng)電極和第一固定電極，所述第一活動(dòng)電極氣密密封在所述第一真空室中，由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并與負(fù)載側(cè)導(dǎo)體電連接，所述第一固定電極與所述第一活動(dòng)電極成對配合設(shè)置；所述接地開關(guān)具有第二活動(dòng)電極和第二固定電極，所述第二活動(dòng)電極氣密密封在所述第一真空室中，并由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所述第二固定電極與所述第二活動(dòng)電極成對配合設(shè)置，并與所述第一固定電極電連接；所述隔離開關(guān)具有第三活動(dòng)電極和第三固定電極，所述第三活動(dòng)電極氣密密封在所述第二真空室中，由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并與所述第二固定電極電連接，所述第三固定電極與所述第三活動(dòng)電極成對配合設(shè)置，并與總線側(cè)導(dǎo)體電連接。
6.一種真空開關(guān)，包括第一真空室、第二真空室、接地開關(guān)、隔離開關(guān)和斷路器；所述第二真空室與第一真空室相鄰設(shè)置；所述接地開關(guān)具有第一活動(dòng)電極和第一固定電極，所述第一活動(dòng)電極氣密密封在所述第一真空室中，并由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所述第一固定電極與所述第一活動(dòng)電極成對配合設(shè)置，并與負(fù)載側(cè)導(dǎo)體電連接；所述隔離開關(guān)具有第二活動(dòng)電極和第二固定電極，所述第二活動(dòng)電極氣密密封在所述第一真空室中，由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并與所述第一固定電極電連接，所述第二固定電極與所述第二活動(dòng)電極成對配合設(shè)置；所述斷路器具有第三活動(dòng)電極和第三固定電極，所述第三活動(dòng)電極氣密密封在所述第二真空室中，由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并與所述第二固定電極電連接，所述第三固定電極與所述第三活動(dòng)電極成對配合設(shè)置，并與總線側(cè)導(dǎo)體電連接。
7.一種真空開關(guān)，包括第一真空室、第二真空室、第三真空室、斷路器、接地開關(guān)和隔離開關(guān)；所述第二真空室與第一真空室相鄰設(shè)置；所述第三真空室與所述第二真空室相鄰設(shè)置；所述斷路器具有第一活動(dòng)電極和所述第一固定電極，所述第一活動(dòng)電極氣密密封在所述第一真空室中，由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并與負(fù)載側(cè)導(dǎo)體電連接，所述第一固定電極與所述第一活動(dòng)電極成對配合設(shè)置；所述接地開關(guān)具有第二活動(dòng)電極和第二固定電極，所述第二活動(dòng)電極氣密密封在所述第二真空室中，并由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所述第二固定電極與所述第二活動(dòng)電極成對配合設(shè)置，并與所述第一固定電極電連接；所述隔離開關(guān)具有第三活動(dòng)電極和第三固定電極，所述第三活動(dòng)電極氣密密封在所述第三真空室中，由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并與所述第二固定電極電連接，所述第三固定電極與所述第三活動(dòng)電極成對配合設(shè)置，并與總線側(cè)導(dǎo)體電連接。
8.一種真空開關(guān)，包括第一真空室、第二真空室、第三真空室、接地開關(guān)、斷路器和隔離開關(guān)；所述第二真空室與第一真空室相鄰設(shè)置；所述第三真空室與所述第二真空室相鄰設(shè)置；所述接地開關(guān)具有第一活動(dòng)電極和第一固定電極，所述第一活動(dòng)電極氣密密封在所述第一真空室中，由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并與負(fù)載側(cè)導(dǎo)體電連接，所述第一固定電極與所述第一活動(dòng)電極成對配合設(shè)置；所述斷路器具有第二活動(dòng)電極和第二固定電極，所述第二活動(dòng)電極氣密密封在所述第二真空室中，由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并與所述第一固定電極電連接，所述第二固定電極與所述第二活動(dòng)電極成對配合設(shè)置；所述隔離開關(guān)具有第三活動(dòng)電極和第三固定電極，所述第三活動(dòng)電極氣密密封在所述第三真空室中，由操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并與所述第二固定電極電連接，所述第三固定電極與所述第三活動(dòng)電極成對配合設(shè)置，并與總線側(cè)導(dǎo)體電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求3-8的任一項(xiàng)所述的真空開關(guān)，其特征在于負(fù)載側(cè)導(dǎo)體和電極之間，或電極之間，或電極和總線側(cè)導(dǎo)體之間的電連接是采用柔性導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)的。
10.一種真空開關(guān)裝置，包括權(quán)利要求1-9的任意一項(xiàng)所述的真空開關(guān)、操作室、控制器和金屬機(jī)殼，所述操作室用來容納驅(qū)動(dòng)所述活動(dòng)電極的操縱機(jī)構(gòu)；所述控制器用來控制所述操縱機(jī)構(gòu)；所述金屬機(jī)殼用來容納所述真空開關(guān)、所述操作室和所述控制器。
11.一種柔性導(dǎo)體，由無氧銅制成，可用于在真空密封室中的活動(dòng)導(dǎo)體和固定導(dǎo)體之間形成電連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適合于配電和變壓系統(tǒng)使用并且結(jié)構(gòu)簡單和可靠的真空開關(guān)以及使用這種真空開關(guān)的真空開關(guān)裝置,該真空開關(guān)包括裝在接地的真空室中的開關(guān)部分;斷路器、接地開關(guān)和隔離開關(guān)具有開關(guān)部分,其中,真空室被分隔成至少兩個(gè)腔,斷路器的開關(guān)部分設(shè)置在其中一個(gè)腔中,接地開關(guān)和隔離開關(guān)的開關(guān)部分通過絕緣體設(shè)置在另外的腔中。
文檔編號(hào)H01H1/58GK1273687SQ99801016
公開日2000年11月15日 申請日期1999年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月2日
發(fā)明者喜久川修一, 谷水徹, 葉井實(shí), 田澤誠, 三代拓也 申請人:株式會(huì)社日立制作所