[發(fā)明專利]開關(guān)裝置及開關(guān)裝置操作機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710153145.5
• 申請日: 2007-09-28
• 公開（公告）號: CN101154531A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 網(wǎng)田芳明;小林義賢;清水正治;丸島敬
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01H33/40
• 分類號: H01H33/40
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 黃劍鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電路的開關(guān)裝置和其操作機構(gòu)，特別涉及適合在短時間內(nèi)斷開高電壓電流的裝置。

背景技術(shù)

一般，開關(guān)裝置的操作機構(gòu)有能夠進行大輸出的使用油壓操作力的機構(gòu)以及進行中、低輸出的彈簧操作力的機構(gòu)。將前者稱作油壓操作機構(gòu)，將后者稱作彈簧操作機構(gòu)。特別是，近年來，作為開關(guān)裝置的一種的氣體斷開器的滅弧室的小型化的發(fā)展，能夠以較小的操作力將事故電流等斷開，彈簧操作機構(gòu)的應用變多。但是，在超高電壓等級的氣體斷開器中，要求雙周期斷開(在交流的雙周期的時間以內(nèi)斷開)的高速動作性能。在以往的彈簧操作機構(gòu)中，一般是3周期斷開左右的動作性能，由于彈簧力的保持機構(gòu)及保持控制機構(gòu)的響應性的問題，雙周期斷開的實現(xiàn)并不容易。

作為這樣的開關(guān)裝置的操作裝置的第1以往例，有專利文獻1和專利文獻2。在專利文獻1和專利文獻2中，斷開彈簧的力經(jīng)由輸出桿被由閂鎖和O型支撐柱(O-prop(開卡止桿opening-hook?lever))及鎖扣構(gòu)成的保持機構(gòu)保持。這樣的結(jié)構(gòu)的彈簧操作機構(gòu)的斷開動作是通過如下的動作來進行的，若解扣電流流到作為保持控制機構(gòu)的螺線管中，則螺線管的插棒式鐵心使閂鎖動作，閂鎖與支撐柱的卡合脫離，進而輸出桿與閂鎖的卡合脫離，輸出桿旋轉(zhuǎn)，斷開彈簧力被釋放。

作為開關(guān)裝置的操作機構(gòu)的第2個以往例，有專利文獻3所述的彈簧操作機構(gòu)。在專利文獻3的彈簧操作機構(gòu)中，為了保持斷開彈簧力而配置有解扣(引き外し)桿和保持桿，保持桿在斷開動作時不在斷開彈簧的力、而是在加速彈簧的力的作用下動作，使斷開彈簧力釋放的構(gòu)造。

專利文獻1：日本特開平11-213824號公報(圖1和圖7)

專利文獻2：日本特開2000-40445號公報(圖1和圖3)

專利文獻3：日本專利第3497866號公報(圖1～圖4)

在上述開關(guān)裝置的操作機構(gòu)的第1以往例中，斷開彈簧力的釋放(斷開動作)由螺線管的勵磁帶來的閂鎖的動作、O型支撐柱的動作、和包括斷開彈簧的電接觸元件的動作這三個動作構(gòu)成。在圖10中表示它們的動作關(guān)系。橫軸表示時間軸，縱軸表示各部的行程。在圖10中，最下部的曲線表示解扣電流的波形，在其上方表示閂鎖的動作曲線(行程)。在其上方表示O型支撐柱和斷開彈簧的行程。在最上部表示氣體斷開器的滅弧室內(nèi)部的接觸元件的通電信號。

以施加了解扣電流的時間為基點，設到閂鎖動作而到開始O型支撐柱的動作為止的時間為T1。進而，設從O型支撐柱的動作開始到斷開彈簧的動作開始的時間為T2。T3表示從斷開彈簧的動作開始到達到斷開點的時間。如果設斷開時間為T0，則

T0＝T1+T2+T3????(1)的關(guān)系成立。

為了實現(xiàn)雙周期斷開，需要使斷開時間T0為某個值以下。這樣，在一般的彈簧操作機構(gòu)中，在施加解扣電流后，并不是從閂鎖到斷開彈簧都同時開始動作，而是在閂鎖某種程度地動作后，通過與O型支撐柱的卡合脫離，開始O型支撐柱的動作，在O型支撐柱某種程度地動作后斷開彈簧動作。即，由于保持斷開彈簧力的機構(gòu)階段地動作，所以為了縮短T0，需要縮短T1、T2、T3的各自的時間。

但是，由于T3通過滅弧室的可動部重量和斷開速度、驅(qū)動能量決定斷開彈簧力，所以在時間縮短中存在限度。作為縮短T2的方法，可以通過O型支撐柱的輕量化和增大保持斷開彈簧力的力(保持力)而高速地動作。但是，在該方法中，如果保持力變大則強度提高，所以需要使O型支撐柱大型化，在輕量化中存在限度。因此，在保持力增大帶來的高速化中產(chǎn)生界限。此外，通過增大保持力，在O型支撐柱與閂鎖的卡合部上也作用有較大的力，使閂鎖大型化，并且需要用來使閂鎖動作的具有較大電磁力的螺線管。

目前，為了螺線管的高輸出化，而采用利用大型電容器的勵磁方法，但由于在流到螺線管中的電流值中有由規(guī)格決定的上限值，所以在高輸出化中也存在限度。這樣，在以往的彈簧操作機構(gòu)中，難以容易地縮短斷開時間。

此外，在第2以往例中，斷開彈簧力的釋放過程也由以下三個動作構(gòu)成，即通過電磁鐵使解扣鉤動作；復位桿、加速彈簧和保持桿大致同時動作；以及解扣桿與斷開彈簧同時動作。在該以往例中，通過以斷開彈簧的保持力(加壓力)的方向為保持桿的旋轉(zhuǎn)中心，來降低保持桿的動作所需的力。

此外，通過加速彈簧使包含在第二個動作中的保持桿的運動高速化來實現(xiàn)動作時間縮短。但是，使該第二個動作時間為零秒在物理上是困難的，也包括在第1以往例中說明的理由，大幅縮短整個斷開時間是困難的。