氣體斷路器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能實(shí)現(xiàn)氣體絕緣開閉裝置的縮小化的氣體斷路器。氣體斷路器在密封絕緣氣體且縱長(zhǎng)地配置的箱內(nèi)設(shè)置斷路部，通過(guò)主電路導(dǎo)體連接斷路部與母線，將斷路部的操作器配置在箱外部。上述操作器是由驅(qū)動(dòng)部（3）與驅(qū)動(dòng)能量蓄積部（4）構(gòu)成的電動(dòng)直線馬達(dá)操作器，驅(qū)動(dòng)部（3）與箱鄰接地設(shè)置，驅(qū)動(dòng)能量蓄積部（4）與驅(qū)動(dòng)部（3）分離地配置。驅(qū)動(dòng)能量蓄積部（4）與驅(qū)動(dòng)部（3）電連接。
【專利說(shuō)明】氣體斷路器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體斷路器(以下稱為GCB)，尤其涉及能使氣體絕緣開閉裝置(以下稱為GIS)小型化的GCB。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)的電力開閉裝置由于電力需要的增大與電力設(shè)備的小型、高可靠化的要求，通過(guò)在封入了絕緣、斷路性能高的六氟化硫(SF6)的箱內(nèi)收納通電導(dǎo)體、斷路部等電性裝置，大幅地縮小開閉裝置整體的GIS成為主流的傾向是顯著的。
[0003]該GIS的最重要的結(jié)構(gòu)要素是GCB，該GCB為隔著絕緣墊片將斷路部支撐在封入了SF6氣體的密封箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
[0004]該斷路部為了不僅斷開通常的負(fù)荷電流，還迅速地?cái)嚅_事故時(shí)的短路大電流，以高速驅(qū)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)能量大，以往，在斷路部箱的外側(cè)安裝大型的操作器，利用液壓或彈力驅(qū)動(dòng)。
[0005]該液壓、彈力的產(chǎn)生除了泵、馬達(dá)以外，全部由機(jī)械類、高壓流體類的控制、增幅作用進(jìn)行，因此操作裝置大型化，在GCB的結(jié)構(gòu)要素中，操作器占據(jù)相當(dāng)大的部分。
[0006]并且，由于操作器根據(jù)其目的而安裝在斷路部箱的端部、下部，因此成為增大GCB的總長(zhǎng)、總高的主要原因。以往，由于要求設(shè)置面積縮小化，因此使用縱式斷路器。在以往的斷路器中，由于驅(qū)動(dòng)能量的傳遞效率，無(wú)法分離配置驅(qū)動(dòng)能量蓄積部(蓄力器、彈簧)與驅(qū)動(dòng)部。
[0007]例如，專利文獻(xiàn)I所述的縱式斷路器如上所述，由于無(wú)法分離驅(qū)動(dòng)部與驅(qū)動(dòng)能量蓄積部，因此不得不在斷路部箱下部設(shè)置操作器，需要增大GCB的總高。這阻礙GIS的小型、低層化。另外，存在GIS設(shè)備整體的重心變高且抗震性也下降等問(wèn)題。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-174229號(hào)公報(bào)
[0010]為了 GIS的小型、低層化，必須縮小GCB總長(zhǎng)、總高、總寬，但斷路部箱的大小由GCB
的最大使命即事故大電流的高速斷路性能決定，因此在小型化方面存在界限。由此，期望操作器部分小型化，但在以往，具有界限。
[0011]其理由在于，在要求高速、大輸出的操作器中，系統(tǒng)幾乎由機(jī)械類或流體類構(gòu)成，并且，還注重機(jī)械力、液壓力的傳遞效率、傳遞速度，因此全部的要素不得不以操作輸出軸為中心集中在一處。
[0012]S卩，只要能夠與操作器主體分離地配置上述蓄力器、驅(qū)動(dòng)彈簧，則能夠使操作器主體小型化，但是，存在操作力的傳遞效率、傳遞速度等較多的問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]鑒于以上的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于通過(guò)使用配置自由度大的操作器，實(shí)現(xiàn)縱式GCB的低層化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)GIS的低層化。[0014]為了解決上述課題，本發(fā)明的氣體斷路器在密封絕緣氣體且縱式配置的箱內(nèi)設(shè)置斷路部，通過(guò)主電路導(dǎo)體連接上述斷路部與母線，通過(guò)設(shè)在箱外部的操作器驅(qū)動(dòng)上述斷路部。上述操作器是由驅(qū)動(dòng)部與驅(qū)動(dòng)能量蓄積部構(gòu)成的電動(dòng)直線馬達(dá)操作器，上述驅(qū)動(dòng)部與上述箱鄰接地設(shè)置，上述驅(qū)動(dòng)能量蓄積部與上述驅(qū)動(dòng)部分離地配置，上述驅(qū)動(dòng)能量蓄積部與上述驅(qū)動(dòng)部電連接。
[0015]本發(fā)明的效果如下。
[0016]如果使用本發(fā)明的電動(dòng)直線馬達(dá)操作器，則驅(qū)動(dòng)能量蓄積部的配置的自由度增大，能夠與驅(qū)動(dòng)部分離地將以往需要成為一體的驅(qū)動(dòng)能量蓄積部配置在任意的位置，因此能實(shí)現(xiàn)縱式配置的GCB的低層化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)GIS的低層化。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是使用了本發(fā)明的實(shí)施例一的GCB的GIS的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2是實(shí)施例一的GCB的詳細(xì)圖。
[0019]圖3是表示實(shí)施例一的驅(qū)動(dòng)器的一單位的剖視圖。
[0020]圖4是實(shí)施例一的驅(qū)動(dòng)器的立體圖。
[0021]圖5是圖4的主視圖。
[0022]圖6是從圖5除去線圈而表不的圖。
[0023]圖7是用于說(shuō)明實(shí)施例一的驅(qū)動(dòng)器的立體圖。
[0024]圖8是圖7的剖視圖。
[0025]圖9是表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式的概略圖。
[0026]圖中:
[0027]2—?dú)怏w斷路器，3—操作器(驅(qū)動(dòng)部)，4一操作器(驅(qū)動(dòng)能量蓄積部)，5—控制電源電纜，6—主母線，12—箱，13—絕緣支撐墊片，14 一固定側(cè)電極，15—可動(dòng)側(cè)電極，16—可動(dòng)電極，17—絕緣支撐筒，18—絕緣桿，20 —電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，21—密封端子，22—操作器盒，23—?dú)怏w密封單元，30—定子，31—第一磁極，32—第二磁極，33—磁性體，41 一線圈，50—可動(dòng)件。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面，根據(jù)作為實(shí)施例而表示的【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明。
[0029](實(shí)施例一)
[0030]圖1是使用了本發(fā)明的縱式配置的GCB的GIS的側(cè)視圖。具有配置了斷路部的氣體斷路器2，通過(guò)儀器用變壓器10將母線用斷路器8連接在下方的連接部上，并與主母線6連接。
[0031 ] 在氣體斷路器2的上方的連接部上，通過(guò)儀器用變壓器11連接線路用斷路器9，在其前端連結(jié)電纜接頭7。
[0032]在圖1中，將操作器(驅(qū)動(dòng)部)3配置在氣體斷路器2的上部，在將操作器(驅(qū)動(dòng)能量蓄積部)4與氣體斷路器2連接時(shí)，通過(guò)控制電源電纜5與氣體斷路器2分離地配置。
[0033]在本實(shí)施例中，通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，能分割地配置操作器，因此與將操作器整體配置在箱的上端部或下端部的現(xiàn)有的縱式斷路器相比，能將總高度抑制為較低。由此，能實(shí)現(xiàn)縱式配置的GCB的低層化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)GIS的低層化。
[0034]另外，作為本發(fā)明的其他實(shí)施方式，如圖9所示，即使在氣體斷路器2的下端部配置操作器(驅(qū)動(dòng)部)3的結(jié)構(gòu)也能得到相同的效果。另外，操作器(驅(qū)動(dòng)部)3的配置未限定于斷路器2的上下端部，只要是能將操作器(驅(qū)動(dòng)部)3的驅(qū)動(dòng)力傳遞到斷路部的鄰接于氣體斷路器2的位置即可。
[0035]圖2是氣體斷路器2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。斷路部具有固定在封入了 SF6氣體的箱12所設(shè)的絕緣支撐墊片13上的固定側(cè)電極14及可動(dòng)側(cè)電極15、支撐可動(dòng)側(cè)電極15的絕緣支撐筒17、可動(dòng)電極16及連接在可動(dòng)電極16上的絕緣桿18，通過(guò)來(lái)自操作部的操作力使可動(dòng)電極16沿圖中箭頭A方向(以下稱為A方向)移動(dòng)，通過(guò)使斷路部電性地?cái)嚅_、連接，能實(shí)現(xiàn)電流的斷開及通電。
[0036]操作器(驅(qū)動(dòng)部)3在設(shè)在箱12的上端部的操作器盒22內(nèi)具有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器20，在電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器20內(nèi)配置有沿A方向進(jìn)行直線動(dòng)作的可動(dòng)件50。
[0037]可動(dòng)件50通過(guò)氣體密封單元23連接在絕緣桿18上，該氣體密封單元23以能在保持箱12的氣密的狀態(tài)下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式設(shè)置。即，通過(guò)可動(dòng)件50的動(dòng)作，能使斷路部的可動(dòng)電極16在A方向上進(jìn)行動(dòng)作。
[0038]電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器20通過(guò)密封端子21與控制電源電纜5電連接，該密封端子21以能在保持氣密的狀態(tài)下與操作器盒22的外部配線連接的方式設(shè)在操作器盒22上。
[0039]控制電源電纜5與操作器(驅(qū)動(dòng)能量蓄積部)4連接，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器20接收來(lái)自操作器(驅(qū)動(dòng)能量蓄積部)4的指令及電流。
[0040]操作器(驅(qū)動(dòng)能量蓄積部)4作為根據(jù)由儀器用變壓器10、11檢測(cè)的電流值，使供給到電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器20的電流量、相位變化的控制機(jī)構(gòu)起作用。
[0041]電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器20利用從操作器(驅(qū)動(dòng)能量蓄積部)4供給的電流，在內(nèi)部產(chǎn)生磁場(chǎng)，利用電磁力對(duì)配置在電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器20內(nèi)的可動(dòng)件50進(jìn)行直線驅(qū)動(dòng)。
[0042]通過(guò)控制從操作器(驅(qū)動(dòng)能量蓄積部)4供給的電流量、相位，能改變作用在可動(dòng)件50上的推力的大小、方向，因此，能夠根據(jù)來(lái)自操作器(驅(qū)動(dòng)能量蓄積部)4的指令，任意地控制斷路部的驅(qū)動(dòng)速度、停止位置。
[0043]下面，對(duì)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器20的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖3、4、5、6所示，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器20在定子30的內(nèi)部，在隔著空隙與第一磁極31及第二磁極32相對(duì)向的位置配置由永久磁鐵51及夾著該永久磁鐵51而支撐的磁鐵固定部件52構(gòu)成的可動(dòng)件50，其中，定子30通過(guò)組合兩個(gè)第一磁極31、與該第一磁極31相對(duì)向地配置的第二磁極32、連接第一磁極與第二磁極的磁性體33、設(shè)在第一磁極及第二磁極的內(nèi)周的線圈41而構(gòu)成。
[0044]永久磁鐵51在Y方向上(圖3中上下方向)著磁，在每個(gè)相鄰的磁鐵上交替地著磁。磁鐵固定部件52優(yōu)選為非磁性的材料、例如非磁性的不銹鋼合金、鋁合金、樹脂材料等，但并未限定于此。
[0045]在驅(qū)動(dòng)器20上，為了保持永久磁鐵51、第一磁極31及第二磁極32之間的間隔，安裝機(jī)械式部件。例如，優(yōu)選直線引導(dǎo)件、碾軸承、凸輪隨動(dòng)件、推力軸承等，但只要保持第一磁極31及第二磁極32之間的間隔，則未限定于此。
[0046]在驅(qū)動(dòng)時(shí),通過(guò)對(duì)線圈41通電,產(chǎn)生磁場(chǎng),從而能產(chǎn)生與定子30、永久磁鐵51的相對(duì)位置對(duì)應(yīng)的推力。另外，通過(guò)控制定子30與永久磁鐵51的位置關(guān)系、注入的電流的相位、大小，能調(diào)整推力的大小及方向。
[0047]圖4表示上述驅(qū)動(dòng)器20的一單位的結(jié)構(gòu)的立體圖。如該圖所示，具有永久磁鐵51的可動(dòng)件相對(duì)于由第一磁極31、第二磁極32、連接第一磁極與第二磁極的磁性體33、線圈41構(gòu)成的定子30沿Z方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)利用磁鐵固定部件等機(jī)械地連結(jié)多個(gè)永久磁鐵51，連續(xù)地得到Z方向的推力，從而能進(jìn)行可動(dòng)件的開閉動(dòng)作。
[0048]圖5是圖4的主視圖。圖6是為了理解在圖5中第一磁極31、第二磁極32及連接第一磁極和第二磁極的磁性體33的關(guān)系，從圖5去掉線圈41的圖。
[0049]從圖4及圖5可以看出，線圈41分別卷繞在第一磁極31與第二磁極32上，以?shī)A入永久磁鐵51的方式配置。由于線圈41與永久磁鐵51相對(duì)向地配置，因此，由線圈41產(chǎn)生的磁通有效地作用在永久磁鐵51上。由此，能使驅(qū)動(dòng)器小型輕量化。
[0050]另外，由第一磁極31、第二磁極32、連接第一磁極與第二磁極的磁性體33封閉磁性電路，能縮短磁性電路的路徑。由此，能產(chǎn)生較大的推力。另外，由于永久磁鐵51的周圍由磁性體被覆蓋，因此能減少磁通向外部泄露，能減少對(duì)周圍設(shè)備的影響。
[0051]使用圖7、8說(shuō)明應(yīng)用于本實(shí)施例的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。在本實(shí)施例中，構(gòu)成為三單位的蓄力器20a、20b、20c沿Z方向(可動(dòng)電極的動(dòng)作軸向)排列地配置。在本實(shí)施例中，如上所述，可以一單位由兩個(gè)定子構(gòu)成，也可以三單位的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器由其3倍數(shù)個(gè)定子構(gòu)成。
[0052]三單位的驅(qū)動(dòng)器配置在相對(duì)于永久磁鐵51相位電性地偏離的位置。在本實(shí)施例中，由兩個(gè)定子構(gòu)成一單位，三單位的驅(qū)動(dòng)器共計(jì)由六個(gè)定子構(gòu)成。
[0053]另外，相對(duì)于驅(qū)動(dòng)器20a，驅(qū)動(dòng)器20b以電相位偏離120°的方式配置，就驅(qū)動(dòng)器20c而言，以電相位偏離240°的方式配置。
[0054]在該驅(qū)動(dòng)器配置中，當(dāng)三相交流電流在各驅(qū)動(dòng)器的線圈41中流過(guò)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)與三相的直線馬達(dá)相同的動(dòng)作。通過(guò)使用三單位的驅(qū)動(dòng)器，能使各驅(qū)動(dòng)器作為三個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器分別控制電流而調(diào)整推力。
[0055]從操作器(驅(qū)動(dòng)能量蓄積部)能夠向各驅(qū)動(dòng)器的線圈注入分別不同的大小或不同的相位的電流。在本實(shí)施例中，使從一個(gè)交流電源供給的U、V、W的三相電流分開地供給。由此，不需要具備多個(gè)電源，能使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0056]通過(guò)使用以上所示的本發(fā)明的電動(dòng)直線馬達(dá)操作器，GCB的驅(qū)動(dòng)能量蓄積部的配置的自由度增大。由此，能將以往需要一體結(jié)構(gòu)的操作器的驅(qū)動(dòng)能量蓄積部與驅(qū)動(dòng)部分離地配置在任意的位置。其結(jié)果，能實(shí)現(xiàn)GCB的低層化，并能實(shí)現(xiàn)GIS整體的總高度及重心高度降低。
【權(quán)利要求】
1.一種氣體斷路器，其在密封絕緣氣體且縱長(zhǎng)地配置的箱內(nèi)設(shè)置斷路部，通過(guò)主電路導(dǎo)體連接上述斷路部與母線，通過(guò)設(shè)在箱外部的操作器驅(qū)動(dòng)上述斷路部，該氣體斷路器的特征在于， 上述操作器是由驅(qū)動(dòng)部與驅(qū)動(dòng)能量蓄積部構(gòu)成的電動(dòng)直線馬達(dá)操作器， 上述驅(qū)動(dòng)部與上述箱鄰接地設(shè)置， 上述驅(qū)動(dòng)能量蓄積部與上述驅(qū)動(dòng)部分離地配置， 上述驅(qū)動(dòng)能量蓄積部與上述驅(qū)動(dòng)部電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體斷路器，其特征在于， 上述驅(qū)動(dòng)部包括: 可動(dòng)件，其使磁化方向交替地顛倒地排列多個(gè)永久磁鐵或磁性材料并一體形成； 定子，其包括:從上下夾著上述可動(dòng)件地配置的第一磁極及第二磁極；連接上述第一磁極與上述第二磁極而形成磁通的路徑的磁性體；以及分別卷繞在上述第一磁極與上述第二磁極上的線圈， 上述能量蓄積部根據(jù)由檢測(cè)在上述主電路導(dǎo)體中流動(dòng)的電流的電流檢測(cè)器檢測(cè)的電流值，改變向上述線圈供給的電流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體斷路器，其特征在于， 在上述可動(dòng)件的動(dòng)作方向上配置3的整數(shù)倍個(gè)的上述定子的一單位， 上述線圈是在每個(gè)相鄰的上述定子的每個(gè)一單位上相位偏離120°而配置，通過(guò)使三相交流在上述線圈中流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)作為三相直線馬達(dá)的動(dòng)作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體斷路器，其特征在于， 上述驅(qū)動(dòng)部配置在上述箱的上端部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體斷路器，其特征在于， 上述驅(qū)動(dòng)部配置在上述箱的上端部。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體斷路器，其特征在于， 上述驅(qū)動(dòng)部配置在上述箱的上端部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體斷路器，其特征在于， 上述驅(qū)動(dòng)部配置在上述箱的下端部。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體斷路器，其特征在于， 上述驅(qū)動(dòng)部配置在上述箱的下端部。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體斷路器，其特征在于， 上述驅(qū)動(dòng)部配置在上述箱的下端部。
【文檔編號(hào)】H01H33/38GK103854914SQ201310629441
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】浦崎永詩(shī), 筑紫正范 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所