專利名稱：多回路選擇開關裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及使用了轉換對負載供電的電源系統的真空閥的多回路選擇開關裝置。
背景技術：
通常，在配電系統中，為了轉換對負載供電的電力系統使用多回路選擇開關裝置。作為該多回路選擇開關裝置公知的有氣體絕緣式多回路選擇開關裝置。但是，氣體絕緣式因絕緣氣體劣化而需要保養維修，非常麻煩；此外，絕緣氣體比固體絕緣物的耐電壓性也差，三相導體的各相之間距離必須做得比固體絕緣式大。尤其是像電力系統為兩個回路、負載系統為一個回路那樣的多回路為三個以上時，很難小型化。
因此，使用真空閥構成多回路選擇開關裝置。真空閥的結構為分別用屏蔽端板密封絕緣筒的開口端從而構成真空容器，在真空容器內相對配置固定電極和可動電極，固定電極連接設置在貫通于一個屏蔽端板的固定導體上，而可動電極連接設置在貫通于另一個屏蔽端板的可動導體上，以包圍兩電極的方式配置電弧遮護板。
此外，在真空容器的外側，將可動側母線連接到可動導體上，對真空容器的外面進行模壓成形，從而用固體絕緣物覆蓋從固定側一端(固定導體側)到可動側一端(可動導體側)的軸向整個區域。接地外箱從真空容器的可動側連同可動側母線被插嵌后被固體絕緣物密封固定，并將絕緣氣體封入到接地外箱中。
過去，在用固體絕緣物對真空容器進行模壓成形并絕緣時，對真空容器的外面進行模壓成形，從而用固體絕緣物覆蓋從固定側一端到可動側一端的軸向的整個區域。這種方案記載在例如，專利文獻1-日本特開2002-15645號公報中。
在現有技術中，由于是對真空容器的外面進行模壓成形，從而用固體絕緣物覆蓋從固定側一端到可動側一端的軸向的整個區域，所以當可動電極接通到固定電極時，在真空容器和接地外箱之間的固體絕緣物的端面的沿面方向上施加了電源系統電壓相當大的電場。這樣一來，必須加大固體絕緣物的厚度，存在多回路選擇開關裝置體積大、成本高的問題。

發明內容
本發明的目的在于提供一種可以減小對真空容器進行模壓成形并絕緣的固體絕緣物施加的電場并可實現小型化的多回路選擇開關裝置。
本發明的特征在于，用固體絕緣物對真空容器進行模壓成形并絕緣，從而從固定側沿軸向覆蓋絕緣筒的一部分；該真空容器的結構為分別用屏蔽端板密封絕緣筒的開口端。
換言之，本發明利用固體絕緣物沿軸向覆蓋絕緣筒的位置，其接點電極(固定電極或可動電極)與電弧遮護板之間的靜電容量比電弧遮護板與接地外箱之間的靜電容量小。
再有，在本說明書中，將真空容器(真空閥)的固定電極(固定導體)一側稱為固定側，將可動電極(可動導體)一側稱為可動側。
本發明由于以覆蓋絕緣筒的一部分的方式進行模壓成形并絕緣，從而使電弧遮護板與接地外箱之間的靜電容量比接點電極與電弧遮護板的靜電容量大，所以可減小電弧遮護板與接地外箱的電壓分擔。因此，由于可降低對固體絕緣物的沿面方向施加的電場，所以可使固體絕緣物的厚度變薄，并可將多回路選擇開關裝置小型化。


圖1是表示本發明實施例1的正視縱剖視圖。
圖2是沿圖1的A-A線的剖視圖。
圖3是圖2的俯視圖。
圖4是實施例1的重要部分的放大剖視圖。
圖5是本發明實施例1的單相的單線連接圖。
圖6是用于說明本發明的等位面分布圖。
圖7是用于說明本發明的等位面分布圖。
圖8是用于說明本發明的等位面分布圖。
圖9是用于說明本發明的特性圖。
圖10是表示本發明實施例2的結構圖。
圖11是表示本發明實施例3的正視縱剖視圖。
圖12是沿圖11的B-B線的剖視圖。
圖13是圖12的俯視圖。
圖14是本發明實施例3的單相的單線連接圖。
圖15是表示本發明實施例4的正視縱剖視圖。
圖16是圖15的俯視圖。
具體實施例方式
真空容器是分別用屏蔽端板密封絕緣筒的開口端而構成的。固定電極連接設置在貫通于一個屏蔽端板的固定導體上，可動電極連接設置在貫通于另一個屏蔽端板的可動導體上，并與固定電極相對配置。在真空容器內以包圍接點電極(固定電極與可動電極)的方式配置有電弧遮護板。可動側母線在真空容器的外側與可動導體連接。對固體絕緣物進行模壓成形并絕緣，以從真空容器的固定側端沿軸向覆蓋絕緣筒的一部分。接地外箱從可動側端嵌入并罩在真空容器的上方而密封固定在固體絕緣物上，接地外箱中封入絕緣氣體。由固體絕緣物沿軸向覆蓋絕緣筒的位置，其接點電極與電弧遮護板之間的靜電容量比電弧遮護板與接地外箱之間的靜電容量小。
實施例1圖1～圖4表示本發明的一個實施例。圖1是正視縱剖視圖，圖2是沿圖1的A-A線的剖視圖，圖3是圖2的俯視圖，圖4是表示重要部分的放大剖視圖。此外，圖1～圖4所示的實施例表示在三個回路中，分別設有接地開關用的真空閥的例子，圖示省略了容納本發明的多回路選擇開關裝置的框體。另外，圖4表示的用粗點劃線包圍的范圍用于說明后述的本發明的效果。
在圖1～圖4中，在每一相中設有三個真空閥1a、1b、1c。構成真空閥1的真空容器2是分別用屏蔽端板4、5密封絕緣筒3的開口端而構成的。構成真空閥1的固定電極(固定接點)6連接設置在貫通于圖示下側的一個屏蔽端板5的固定導體7的前端上。可動導體9設置在貫通于另一個屏蔽端板4位于固定導體7的上方并與固定導體7相同的軸線上。在與固定電極6相對的可動導體9的前端連接設置并固定有可動電極(可動接點)8。可動電極8與固定電極6相對配置。
固定電極6與可動電極8的接點電極其周圍由電弧遮護板10包圍。可動電極9從真空容器2突出，并通過操作桿11與操作器12連接。操作器12連接在使可動電極8與固定電極6接觸或分離的驅動機構部(未圖示)上。
為保持相對可動導體9的上下移動的真空容器2的真空而設有不銹鋼制的波紋管13。在可動導體9上在真空容器2外側連接有可動側母線14。可動側母線14具備滑動觸頭，通過滑動觸頭與可動導體9電連接。如圖1所示，可動側母線14與同一相的三個真空閥1a、1b、1c的各可動導體9連接。
為覆蓋從真空容器2的固定側沿軸向(垂直方向)的絕緣筒的一部分，用固體絕緣物15進行模壓成形并絕緣。在用固體絕緣物15沿軸向覆蓋絕緣筒3的位置(上端位置)15a處，固定電極6或可動電極8與電弧遮護板10之間的靜電容量比電弧遮護板10與接地外箱16之間的靜電容量小。圖1、圖2、圖4是表示將固體絕緣物15的上端15a設置在電弧遮護板10的垂直方向的下端附近的例子。
蓋著頂部的接地外箱16從真空容器2的可動側嵌入并連同可動側母線14將三個真空閥1a、1b、1c罩上，將下側的開口部密封固定在固體絕緣物15上。在接地外箱16內封入絕緣氣體。被固體絕緣物15支撐的三個真空閥1a、1b、1c容納在填充有絕緣氣體的接地外箱16內。真空閥1a、1b、1c的操作桿11在接地外箱16內與可動導體9連接，并貫通于接地外箱16與槽作器12連接。
由各相(U、V、W)的真空閥1a～1c和接地外箱16等構成的開關單元26(26U、26V、26W)如圖2所示，三相并列配置。固體絕緣物15的下部形成隨著向下直徑變小的錐形，并與電纜接線盒17連接。固定導體7與固定側母線24連接，并通過電纜接線盒17連接到電纜18上。在固定絕緣體15周圍形成接地層19。
如圖2、圖4所示，在真空閥1上并列設有接地開關用的真空閥20。真空閥20與真空閥1相同，由固體絕緣物15保持。真空閥20的固定側利用連接導體21與真空閥1的固定導體7連接，其可動側通過槽作桿22與操作器23連接。
如此構成的多回路選擇開關裝置的動作眾所周知，雖省略其詳細說明，但單相的單線連接圖如圖5所示。例如，負載系統L連接在真空閥1c的固定側上，另外，真空閥1a、1b的固定側連接不同的電源系統A、B。由操作器12(12a、12b、12c)驅動真空閥1(1a、1b、1c)。真空閥1(1a、1b、1c)利用其下標(a、b、c)相同的操作器12(12a、12b、12c)進行驅動。
為了對負載系統L進行供電，則要接通各相(U、V、W)的真空閥1c，并接通真空閥1a。從連接在真空閥1a的固定側的電源系統A對連接在真空閥1c的固定側的負載系統L進行供電。另外，在從電源系統B對負載系統L進行供電時，斷開各相(U、V、W)的真空閥1a，接通真空閥1b。這樣進行多回路的選擇切換。再有，真空閥1的開關檢查是通過接通真空閥20進行的。真空閥20的驅動由操作器23(23a、23b、23c)進行。
那么，在本發明中，以從構成真空閥1的真空容器2的固定側沿軸向覆蓋絕緣筒3的一部分的方式利用固體絕緣物15進行模壓成形并絕緣。圖6～圖8表示在使真空閥1處于接通狀態，對于將電源系統電壓加在固定導體7與可動導體9上時的等位面分布進行模擬分析的結果。
對等位面分布進行分析是在圖4中用粗點劃線包圍的范圍，將固體絕緣物15模壓成形真空閥1的固定側的位置(高度)作為參數。將接點電極(固定電極6與可動電極8)也就是固定導體7(可動導體9)的電位設為100％，將接地外箱16的電位設為0％，電弧遮護板10的電位作為浮動電位進行計算。
圖6表示固體絕緣物15模壓成形直到包括真空容器2的屏蔽端板5與絕緣筒3的一部分的位置(高度)時的等位面分布。等位面分布顯示為當分布寬度小時電場則大。再有，在圖6的圖示左側，表示了用于比較結構與分析結果而用圖4的點劃線包圍的結構。
在這種情況下，由于在電弧遮護板10與接地外箱16之間，將固體絕緣物15做成部分擠進的形狀，所以電弧遮護板10與接地外箱116之間的靜電容量增加。電弧遮護板10的電位同接點電極(固定電極6與可動電極8)也就是固定導體7(可動導體9)與電弧遮護板10之間的靜電容量和電弧遮護板10與接地外箱16之間的靜電容量呈反比。靜電容量大時則電壓分擔變小。在這種情況下，電弧遮護板10的電位朝向接地外箱16的電位降低而成為56％。另外，固體絕緣物13與絕緣物3的接合點50的電位為43％。
圖7表示固體絕緣物15模壓成形直到真空容器2的屏蔽端板5的下部時的等位面分布。在這種情況下，由于固體絕緣物15未進入到電弧遮護板10與接地外箱16之間，所以電弧遮護板10的電位比圖6的情況稍高為65％。另外，由于固體絕緣物15的中心軸側連接在固定導體7上，所以接合點50的電位為100％。
圖8表示固體絕緣物15模壓成形直到真空容器2的絕緣筒3的上端時的等位面分布。在這種情況下，由于固體絕緣物15完全進入到電弧遮護板10與接地外箱16之間，所以電弧遮護板10的電位比圖6的情況大幅下降，為35％。另外，由于固體絕緣物15與屏蔽端板4連接，所以接合點50的電位為100％。
圖9是對于圖6～圖8所示的三種情況，以固體絕緣物15與絕緣筒3的接合點50為原點，比較固體絕緣物15和向接地外箱15的接合點51的路徑的電場強度分布并予以表示的特性圖。圖9的橫軸的右方向對應接地外箱16。縱軸為電場強度的相對值，以對數表示。
特性a是表示用固體絕緣物15以包含絕緣筒3一部分的方式模壓成形后的圖6的情況的電場強度分布，特性b是用固體絕緣物15模壓成形直到固定側屏蔽端板5下部的圖7情況的電場強度分布，特性c是用固體絕緣物15以包含整個絕緣筒3的方式模壓成形直到絕緣筒3的上端的圖8的情況的電場強度分布。
當對它們進行比較時，用固體絕緣物15以包含絕緣筒3一部分的方式模壓成形時的電場值，如特性a所表明的，與特性b的用固體絕緣物15模壓成形直到屏蔽端板5的下部的情況和特性c的用固體絕緣物15以包含整個絕緣筒3的方式模壓成形的情況相比，大大降低。因此，由于可降低對固體絕緣物15的沿面方向施加的電場，所以可將固體絕緣物15的厚度變薄，可將多回路選擇開關裝置小型化。
另外，除了具有固定真空閥1的功能外，還可得到能提高固體絕緣物15的接合部50的絕緣可靠性的效果。
實施例2圖10表示本發明的實施例2。在圖10中，與實施例1的不同之處在于，用可撓性導體構成可動側母線25。
在實施例2中，也能減小對固體絕緣物15的沿面方向施加的電場，另外，由于不必在可動側母線25上設置滑動觸頭，所以還具有能減少零件數的效果。
實施例3圖11～圖13表示本發明的實施例3。圖11是正視縱剖視圖，圖12是沿圖11的B-B線的剖視圖，圖13是圖12的俯視圖。
實施例3是將各相的真空閥1a用作斷路開關，將真空閥1b用作接地開關并將真空閥1c用作斷路器的例子。由各相(U、V、W)的真空閥1a～1c與接地外箱16等構成的開關單元26(26U、26V、26W)如圖12所示，三相并列配置。并且如圖13所示，斷路開關用的真空閥1a由操作器12a，接地開關用的真空閥1b由操作器23b，斷路器用的真空閥1c由操作器23c三相一起進行開關動作。實施例3的單相的單線連接圖當用真空閥1a～1c表示時，則如圖14所示。
在實施例3中，也能減小對固體絕緣物15的沿面方向施加的電場，可將多回路選擇開關裝置小型化。
實施例4圖15及圖16表示本發明的實施例4。實施例4是將在實施例3中的接地外箱16做成三相一體形的例子。在接地外箱16的內部配置各相(U、V、W)的全部真空閥1a～1c。
在實施例4中，也能減小對兩相的固體絕緣物15施加的電場，另外，由于將絕緣氣體劃分為一個，所以起到了簡化結構的效果。
權利要求
1.一種多回路選擇開關裝置，具備將絕緣筒的開口端分別用屏蔽端板密封而形成的真空閥；配置在該真空閥內且連接設置在貫通于上述一個屏蔽端板的固定導體上的固定電極；配置在上述真空閥內且連接設置在貫通于上述另一個屏蔽端板的可動導體上的同時，與上述固定電極相對配置的可動電極；包圍上述固定電極及可動電極地配置在上述真空閥內的電弧遮護板；以及，從上述可動導體一側覆蓋并密封上述真空閥并在內部封入絕緣氣體的接地外箱，其特征在于，上述真空閥外側的一部分從固定側向可動側用固體絕緣物進行模壓成形并絕緣，上述接地外箱被密封固定在上述固體絕緣物上。
2.根據權利要求1所述的多回路選擇開關裝置，其特征在于，用上述固體絕緣物對上述真空閥外側的一部分從固定側向可動側進行模壓成形并絕緣的位置處，上述固定電極或可動電極與上述電弧遮護板之間的靜電容量比上述電弧遮護板與上述接地外箱之間的靜電容量小。
3.根據權利要求1或2所述的多回路選擇開關裝置，其特征在于，每一相中都具有上述真空閥，對每一相的真空閥用上述固體絕緣物進行模壓成形并絕緣的同時，上述接地外箱在每一相中都被密封固定在上述固體絕緣物上。
4.根據權利要求1或2所述的多回路選擇開關裝置，其特征在于，上述真空閥在每一相中都具有三臺，對每一相的三臺真空閥一起用各相的固體絕緣物模壓成形并絕緣的同時，每一相的上述接地外箱在每一相中被密封固定在每一相的上述固體絕緣物上。
5.根據權利要求4所述的多回路選擇開關裝置，其特征在于，各相的三臺上述真空閥在每一相中分別用作斷路開關、接地開關及斷路器。
6.根據權利要求1或2所述的多回路選擇開關裝置，其特征在于，上述真空閥的上方外側具備與上述可動導體連接的可動側母線。
7.根據權利要求6所述的多回路選擇開關裝置，其特征在于，上述可動側母線用可撓性導體構成。
全文摘要
本發明提供了減小對真空容器進行模壓成形并絕緣的固體絕緣物施加的電場并可實現小型化的多回路選擇開關裝置。真空容器(2)是將絕緣筒(3)的開口端用固定側和可動側的屏蔽端板(4、5)密封而構成的。連接設置在固定導體(7)上的固定電極(6)與連接設置在可動導體(9)上的可動電極(8)相對配置。在真空容器內以包圍接點電極(固定電極與可動電極的方式配置電弧遮護板(10)。可動側母線(11)在真空容器的外側與可動導體連接。固體絕緣物(15)以從真空容器的固定側一端沿軸向覆蓋絕緣筒一部分的方式進行模壓成形并絕緣。接地外箱(16)是從可動側一端嵌入并罩在真空容器上后，被密封固定在固體絕緣物上，并封入絕緣氣體。
文檔編號H01H33/66GK1941245SQ200610159939
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月26日 優先權日2005年9月27日
發明者佐藤隆, 土屋賢治, 梶原悟, 小林將人 申請人:株式會社日立制作所