專利名稱：帶有電壓變換器的斷電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有至少一個(gè)電壓變換器的斷電器(electricinterrupter)，特別是涉及具有一個(gè)操動(dòng)該斷電器的電氣致動(dòng)器及具有至少一個(gè)電壓變換器向該電氣致動(dòng)器提供合適電壓的一種斷電器。
在“Mitsubishi-denkigihou”62卷1988年第3號第8頁(198)圖4中，表示出一種斷電器的電路，它包括兩個(gè)電壓變換器，向與圖中未示出的主控制器電氣相連的接口裝置提供合適的電壓。在這斷電器中，每一個(gè)電壓變換器的輸入端都連到該斷電器的一個(gè)端子，而每一個(gè)電壓變換器的輸出端都連到接口裝置。1988年出版的“Denki-kougaku”手冊第1240頁圖33中，也示出了一種裝置，它包括一個(gè)電壓變換器和一個(gè)斷電器，后者可切斷向電壓變換器供電的電流並由延伸到此裝置外部的一個(gè)杠桿來驅(qū)動(dòng)。
在“Yasukana-denki”47卷179期第2號第104頁上，示出另外一種斷電器，它包括多對觸頭，其每對觸頭都由一個(gè)操作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，以便開斷或?qū)娏?它還包括一個(gè)收容這些觸頭的容器。此容器的兩個(gè)水平邊各有一套絕緣子，各對觸頭就在其間動(dòng)作，以開斷或?qū)ń?jīng)絕緣子支撐的供電電流。這些觸頭對都收容在各自的絕緣模壓件中。操作機(jī)構(gòu)中有一彈簧裝置，其儲(chǔ)存的潛能用來驅(qū)動(dòng)觸頭對，以開斷電流;操作機(jī)構(gòu)中還有一個(gè)電磁驅(qū)動(dòng)裝置，它驅(qū)動(dòng)觸頭對，以導(dǎo)通電流并驅(qū)動(dòng)彈簧裝置，使它重新儲(chǔ)能。日本實(shí)用新型早期公開的第60-112043號和日本專利早期公開第61-99226號揭示出另外一種斷電器，其結(jié)構(gòu)與上述結(jié)構(gòu)類似，但并不包括上述的絕緣模壓件。
在如前述的常規(guī)斷電器中，既然電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)觸頭對以導(dǎo)通電流，並驅(qū)動(dòng)彈簧裝置以在其上儲(chǔ)能，為了使電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能產(chǎn)生足夠的功率以及驅(qū)動(dòng)觸頭對及彈簧裝置，提供給電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電磁線圈上的電流就必需很大，或者，電磁線圈的匝數(shù)需要很大。電磁線圈的匝數(shù)一大，這個(gè)電磁線圈的尺寸就變得很大。當(dāng)向電磁線圈提供大電流時(shí)，向此電磁線圈提供電流的變壓器尺寸也就很大。
況且，在先有技術(shù)中，由于供應(yīng)從斷電器到斷電器控制器電流的變壓器安排得遠(yuǎn)離該斷電器，並通過相當(dāng)長的電纜接到此斷電器，以便在變壓器和斷電器之間維持一個(gè)良好的絕緣條件，這樣，包括變壓器、電纜和帶有斷電器控制器的斷電器先有技術(shù)中的這種斷電器單元尺寸就很大。
本發(fā)明的一個(gè)目的就是，提供一種斷電器單元，它包括一個(gè)斷電器，一個(gè)用來驅(qū)動(dòng)該斷電器的電氣致動(dòng)器，至少一個(gè)電壓變換器，它向電氣致動(dòng)器提供變換得合適的電壓，這種斷電器單元的尺寸，比前述先有技術(shù)中的斷電器單元的尺寸要小，同時(shí)，它仍保持?jǐn)嚯娖鲉卧陌踩珬l件。
根據(jù)本發(fā)明的斷電器單元包括有一個(gè)斷電器，它包括至少兩對觸頭和一個(gè)包圍這些觸頭對的斷電器容器，它防止了各觸頭對之間的電氣接觸;每對觸頭都有一個(gè)第一觸頭和一個(gè)能夠與第一觸頭相接或相離的第二觸頭，使得第一觸頭與第二觸頭之間或者可以流過電流，或者不能流過電流;
一個(gè)電氣致動(dòng)器裝置，用來驅(qū)動(dòng)觸頭對，以使第二觸頭或與第一觸頭相接，或與第一觸頭相離;
至少一個(gè)電壓變換器，它變換輸入電壓並將適當(dāng)變壓的電壓施加給電氣致動(dòng)器裝置，以使電氣致動(dòng)器裝置能驅(qū)動(dòng)各觸頭對;
其中，該斷電器單元進(jìn)一步包括一個(gè)在電氣上接地的罩子，它包圍此斷電器並有第一罩端子，此端子在電氣上分別與第一觸頭相連但與此接地罩絕緣;它有第二罩端子，此端子在電氣上分別與第二觸頭相連而與此接地罩也絕緣;電氣致動(dòng)器裝置和電壓變換器就布置在接地罩和斷電器之間形成的空間里;電壓變換器在電氣上與接地罩上的罩端子相連，以輸入電力。
根據(jù)本發(fā)明的斷電器單元中，由于斷電器單元還包括包圍該斷電器的接地罩，此罩具有第一罩端子，此端子分別與第一觸頭在電氣上相連而又與接地罩在電氣上絕緣，同樣，它的第二罩端子分別與第二觸頭在電氣上相連而又與接地罩在電氣上絕緣;電氣致動(dòng)器裝置和電壓變換器布置在接地罩和斷電器之間形成的空間內(nèi);電壓變換器在電氣上與接地罩的罩端子相連;所以，導(dǎo)電物質(zhì)很難從斷電器單元之外進(jìn)入接地罩，去破壞下列器件和部位中的絕緣電氣致動(dòng)器裝置，電壓變換器和/或斷電器，接地罩與斷電器之間，斷電器與電壓變換器之間，接地罩與電壓變換器之間，電壓變換器與電氣致動(dòng)器裝置之間，以及接地罩與電氣致動(dòng)器裝置之間。進(jìn)一步來說，既使它們之間的絕緣被導(dǎo)電物質(zhì)或局部放電所破壞，以及其本身結(jié)構(gòu)中的任何絕緣強(qiáng)度降低或者本來就低，從而其本身結(jié)構(gòu)中的任一部位的電氣絕緣被破壞，接地罩都能避免其上的電壓增加得高于地電壓。這樣，接地罩與斷電器之間的距離，斷電器與電壓變換器之間的距離，接地罩與電壓變換器之間的距離，電壓變換器與電氣致動(dòng)器裝置之間的距離，以及接地罩與電氣致動(dòng)器裝置之間的距離都可以很小，同時(shí)又保持它們之間的電氣絕緣或者是保持這一斷電器單元的安全條件，更主要的是保持了斷電器單元外面的人員安全。而且，電壓變換器，電氣致動(dòng)器裝置和斷電器都可以各自采用小絕緣強(qiáng)度結(jié)構(gòu)，同時(shí)又維持這一斷電器單元的安全條件。因此，根據(jù)本發(fā)明制成的斷電器單元的尺寸，可以小于先有技術(shù)的斷電器單元的尺寸，而又保持?jǐn)嚯娖鲉卧陌踩珬l件。


圖1是一個(gè)局部截面圖，表示根據(jù)本發(fā)明斷電器單元的一個(gè)實(shí)施例;
圖2是一個(gè)接線圖，表示圖1所示實(shí)施例的電路;
圖3是沿圖1中線Ⅲ-Ⅲ所取的截面圖;
圖4是一個(gè)局部截面圖，表示本發(fā)明斷電器單元的另一實(shí)施例;
圖5是一個(gè)接線圖，表示本發(fā)明斷電器又一實(shí)施例的電路;
圖6，7，8和9是局部截面圖，分別表示本發(fā)明的其他實(shí)施例;
圖11和12是接線圖，分別表示本發(fā)明其他實(shí)施例的電路。
圖1和圖3表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的斷電器單元的方案，接地罩1包圍一個(gè)斷電器2，它由金屬制成的支持件30固定在接地罩1里面。斷電器2有一金屬制成的容器31，一對陶瓷制成的絕緣套筒5a和5b，以及三對觸頭3，4。斷電器絕緣套筒5a和5b分別封閉容器31的軸向開口端。每一對觸頭3，4都有一靜觸頭3和動(dòng)觸頭4，后者豎向移動(dòng)，通過聯(lián)桿機(jī)構(gòu)依靠致動(dòng)器裝置9，使之接觸或者離開靜觸頭3，致動(dòng)器裝置9設(shè)置在斷電器2和電氣接地罩1之間，于是，斷電器2可被操作成導(dǎo)通或切斷電流。致動(dòng)器裝置9最好是一個(gè)由金屬罩包圍的電磁螺線管。另一方面，致動(dòng)器裝置9也可以是一個(gè)直線馬達(dá)或者直線驅(qū)動(dòng)器，包括有一個(gè)施轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)螺栓一螺母裝置，用來將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為螺栓或螺母的直線運(yùn)動(dòng)。金屬支持件30延伸于容器31和接地罩1之間，使得金屬容器31也通過支持件30實(shí)現(xiàn)電氣接地。觸頭3和4穿過絕緣套筒5a和5b分別延伸到斷電器2之外，並通過各自的外皮絕緣導(dǎo)線6a和6b在電氣上聯(lián)至各自的外罩套筒7a和7b，通過它們，分別聯(lián)結(jié)到外皮絕緣的導(dǎo)線6a和6b上的導(dǎo)電桿延伸到接地罩1之外，以輸入電流;套筒7a和7b都是水平布置的。三對觸頭3，4布置成一直線，而兩個(gè)絕緣壁中的每個(gè)都置于相鄰兩對觸頭3，4之間。三種彼此不同的氣體可以分別注入由絕緣壁、容器31和斷電器絕緣套筒5a和5b隔成的斷電器室內(nèi)。接地罩1的上部用上蓋11覆蓋，它靠螺栓32緊壓在接地罩上，而釋壓彈簧12布置在螺栓32和上蓋11之間，使得上蓋11可在接地罩1內(nèi)部預(yù)定的壓力下打開。接地罩1的下部用一個(gè)電磁躁聲屏蔽盤28來復(fù)蓋，在盤的下邊布置支路控制器10，用以根據(jù)主控制器(未示出)輸出的信號來操作和驅(qū)動(dòng)該致動(dòng)器裝置9。
電壓變換器8a和8b布置在接地罩1和斷電器2之間。如圖2所示，每一個(gè)電壓變換器8a和8b的輸入線圈都在電氣上通過外罩套筒7a或7b，或者通過觸頭3和4，或者通過將外罩套筒7a或7b電氣聯(lián)接至觸頭3或4上的外皮絕緣的導(dǎo)線6a或6b，聯(lián)接到三相交流電(A.C)的兩相上。同時(shí)，電壓變換器8a和8b的每一個(gè)輸出線圈，都通過安裝在電磁噪聲屏蔽盤28上的接線栓29a和29b和一個(gè)整流器電路與支路控制器10實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)接，使得適當(dāng)變換過的電壓可以施加在支路控制器10上。當(dāng)電壓變換器8a被勵(lì)磁時(shí)，繼電器35就被激勵(lì)，接點(diǎn)35a動(dòng)作導(dǎo)通電流，觸頭35b動(dòng)作開斷電流。當(dāng)電壓變換器8a不被勵(lì)磁時(shí)，繼電器35就不被激勵(lì)，此時(shí)接點(diǎn)35a動(dòng)作而開斷電流，接點(diǎn)35b動(dòng)作導(dǎo)通電流。因此，支路控制器10和致動(dòng)器裝置9即從電壓變換器8a和8b中的一個(gè)得到供電。致動(dòng)器裝置9通過外皮絕緣導(dǎo)線在電氣上與支路控制器10相聯(lián)，而支路控制器10通過另外的外皮絕緣導(dǎo)線與主控制器相聯(lián)。這些外皮絕緣的導(dǎo)線並未在圖中示出。
如圖1，8和9所示，電氣致動(dòng)器裝置9以及電壓變換器8a和8b位于接地罩1和斷電器2之間所形成的空間內(nèi);電壓變換器8a和8b在接地罩1里分別電聯(lián)到外罩套筒端子7a和7b，或者聯(lián)結(jié)到觸頭3和4，或者聯(lián)接到外皮絕緣導(dǎo)線6a和6b上，其絕緣外皮在與電壓變換器8a和8b電氣聯(lián)結(jié)處是剝掉的。
如圖4所示，電壓變換器8a和8b可以和致動(dòng)器裝置9綜合而成一體。在接地罩1中，斷電器布置在外罩套筒端子7a和7b之間，而斷電器2的縱軸為水平布置。動(dòng)觸頭4(未在圖4示出)也沿水平方向運(yùn)動(dòng)。用來驅(qū)動(dòng)觸頭4的致動(dòng)器裝置9包括與動(dòng)觸頭機(jī)械相連的杠桿14，以及電磁線圈13和一個(gè)彈簧機(jī)構(gòu)(未示出)。電磁線圈13包圍著另一個(gè)電磁線圈40，后者與電壓變換器8a和8b配合，以輸出變換后的電壓。電磁線圈40的輸出電壓經(jīng)過整流電路和一個(gè)在斷電器2運(yùn)行時(shí)導(dǎo)通電流的開關(guān)(未示出)，向電磁線圈13供電。由于電壓變換器8a和8b與致動(dòng)器裝置9形成一體，這一斷電器單元的尺寸與前述的常規(guī)斷路器單元相比就可以小得多。
在斷電器單元中使用的另一種電路，示于圖5。由于在電壓變換器8a的輸出線圈33中安置了一個(gè)抽頭，而接點(diǎn)34就在此抽頭和線圈33的一端之間移動(dòng)，所以輸出線圈33中一定數(shù)量的勵(lì)磁匝數(shù)可以改變，于是電壓變換器8a的變換后的輸出電壓也就是可變的。接點(diǎn)34移向減小輸出電壓的抽頭是通過記憶形合金實(shí)現(xiàn)的，在接點(diǎn)18a不正常地熔化等現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，線圈電流20的持續(xù)流動(dòng)引起記憶形合金溫度的升高，此合金隨之皺縮。因此，避免了整流器16的過熱。線圈33經(jīng)過整流器16聯(lián)到操作電磁線圈17，並布置了一個(gè)電磁開關(guān)18與操作電磁線圈17並聯(lián)、與整流器16串聯(lián)。
在圖6所示的一個(gè)實(shí)施例中，電壓變換器8a和8b安排在容器31和斷電器2的容器31中的觸頭對之間，容器31是電氣上接地的，而致動(dòng)器裝置9和支路控制器10就安裝在容器31上。接地的容器31包圍著觸頭對3，4，后者用陶瓷套筒以避免與接地容器31電氣導(dǎo)通。由于電壓變換器8a和8b被安裝在電氣接地的容器31里面，既使其本身結(jié)構(gòu)中任一部位絕緣強(qiáng)度降低，或者本來就低，從而它們本體結(jié)構(gòu)中任一部位的電氣絕緣被破壞，電氣接地的容器31也能使容器31上的電壓不會(huì)增加得大于接地電壓，于是，容器31和觸頭對3、和4之間的距離，觸頭對3和4與電壓變換器8a和8b之間的距離，容器31和電壓變換器8a和8b之間的距離，以及觸頭對3和4與電氣致動(dòng)器裝置9之間的距離，都可以很小，同時(shí)又保持其間的電氣絕緣，或者說保持這一斷電器單元的安全條件，特別是斷電器單元外面人員的安全;同樣，電壓變換器8a和8b以及電氣致動(dòng)器裝置9也可以分別采用小絕緣強(qiáng)度結(jié)構(gòu)，而又保持?jǐn)嚯娖鲉卧陌踩珬l件。因此，根據(jù)這個(gè)方案，斷電器單元的尺寸能夠很小，同時(shí)保持?jǐn)嚯娖鲉卧陌踩珬l件。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的斷電器單元的另一個(gè)實(shí)施例，接地罩1包圍著斷電器2，后者用金屬制成的支持件30固定在接地罩1里面。觸頭3和4分別經(jīng)過絕緣套筒5a和5b延伸到斷電器2之外，並在電氣上分別通過外皮絕緣導(dǎo)線6a和6b，聯(lián)接到各自的外罩套筒7a和7b，通過后者，分別與外皮絕緣的導(dǎo)線6a和6b相聯(lián)的導(dǎo)電桿延伸到接地罩1外面。電壓變換器8a和8b以及避雷器22a和22b分別電聯(lián)接到觸頭3和4。電壓探測器25電氣聯(lián)結(jié)到靜觸頭3或動(dòng)觸頭4。過電流探測器23包圍著外罩套筒7a。零值電流探測器24環(huán)繞著外罩套筒7b。接地罩1用上蓋11蓋緊，上蓋11靠螺栓32和安置在螺栓32和上蓋11之間的釋壓彈簧12緊壓在接地罩1上面，所以釋壓彈簧12是緊縮的;而當(dāng)短路電流31起外罩1里面壓力增高時(shí)，上蓋11就打開。電氣接地罩1也用一個(gè)電磁噪聲屏蔽盤28封住，其下布置支路控制器10，于是，支路控制器10受到保護(hù)，不受斷電器2運(yùn)行及高壓部份產(chǎn)生的電磁噪聲的干擾。由于致動(dòng)器裝置9、探測器等等都沿接地罩縱軸方向的環(huán)繞布置，罩1里的空間得到充分利用，以容納致動(dòng)器裝置9，探測器等等，從而外罩1可以是圓柱形的。
如果外罩1里充以惰性氣體，比如是六氟化硫(SF6)，外罩的形狀還可比前面提到的外罩更小。
圖8和圖9表示本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，兩個(gè)電壓變換器8a和8b都安置在外罩1的上部或下部之一，而致動(dòng)器裝置安置在另外的那部分。由于斷電器2和外罩套筒7a和7b之間的距離很短，外罩1的形狀就苗條了。
如果在本發(fā)明的這一實(shí)施例中的任何條件下僅向外罩套筒7a供電，只有電壓變換器8a包括在斷電器單元中，如圖10所示。圖11表示用于圖10所示方案的電路圖。
圖12表示圖2所示電路圖的一種改進(jìn)。電壓變換器8a和8b每一個(gè)的輸入端之一，在電氣上聯(lián)至外罩套筒7a之一或者外罩套筒7b之一，而電壓變換器8a和8b每個(gè)的另一輸入端則電氣接地。
權(quán)利要求
1.一種斷電器單元包括一個(gè)斷電器，包括至少兩對觸頭和一個(gè)斷電器容器，后者包圍這些觸頭對並在電氣上避免與這些觸頭對相接，每一對觸頭具有一個(gè)第一觸頭和一個(gè)第二觸頭，后者與所述第一觸頭相接觸或相離開，使得電流可以在第一觸頭與第二觸頭之間流過，或者不能在第一觸頭與第二觸頭之間流過；用來驅(qū)動(dòng)觸頭對的電氣致動(dòng)器裝置，使第二觸頭與第一觸頭接觸，或者與第一觸頭離開；至少一個(gè)電壓變換器，它變換輸入電壓並將變換過的適當(dāng)電壓供給電氣致動(dòng)器裝置，以使電氣致動(dòng)器裝置驅(qū)動(dòng)這些觸頭對；這個(gè)斷電器單元還進(jìn)一步包括一個(gè)電氣接地的罩子，它包圍著該斷電器，並具有第一外罩端子，第一外罩端子分別與第一觸頭電氣相聯(lián)，但與接地罩電氣上絕緣；還有第二外罩端子，第二外罩端子分別與第二觸頭電氣相聯(lián)，但也與接地罩電氣絕緣；電氣致動(dòng)器裝置和電壓變換器位于由接地罩和斷電器之間所形成的空間內(nèi)；電壓變換器在電氣上聯(lián)至接地罩上的外罩端子，以輸入電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷電器單元，其中的斷電器容器是電氣上接地的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷電器單元，在每一對外罩端子中罩端子之間的軸向延伸線實(shí)際上垂直于該斷電器的軸線，觸頭對在此軸線上被驅(qū)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷電器單元。其中用來操作電氣致動(dòng)器裝置的支路控制器安置在電氣接地罩之下，在電氣接地罩與支路控制器之間布置一個(gè)電磁噪聲屏蔽盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷電器單元，其中的電氣致動(dòng)器裝置包括一個(gè)用來操作斷電器的插桿和一個(gè)用來驅(qū)動(dòng)此插桿的電磁線圈，此電磁線圈與電壓變換器合成一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷電器單元，其中的電壓變換器包括有在線圈電流持續(xù)流通時(shí)用來減少此電壓變換器的一個(gè)輸出線圈中勵(lì)磁匝數(shù)的裝置。
7.一種斷電器單元包括至少兩對觸頭，每一對觸頭具有一個(gè)第一觸頭，和與第一觸頭或者相接、或者相離的第二觸頭，使得電流可以在第一觸頭與第二觸頭之間流過，或者不能在第一觸頭與第二觸頭之間流過;用來驅(qū)動(dòng)這些觸頭對的電氣致動(dòng)器裝置，使得第二觸頭可以接觸第一觸頭，或者離開第一觸頭;至少一個(gè)電壓變換器，它變換輸入電壓並將適當(dāng)變換后的電壓向電氣致動(dòng)器裝置供電，使電氣致動(dòng)器裝置能驅(qū)動(dòng)觸頭對;這種斷電器單元還進(jìn)一步包括一個(gè)電氣接地容器，它包圍這些觸頭對，后者與電氣接地容器是絕緣的;電壓變換器位于接地容器與觸頭對之間形成的空間內(nèi);電氣致動(dòng)器裝置安裝在接地容器上。
全文摘要
本發(fā)明為緊湊組合型斷電器，其容器包圍至少兩對觸頭且與之絕緣。電氣致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)觸頭對的合、斷，至少一個(gè)電壓變換器向致動(dòng)器供電。上述部件裝在一個(gè)電氣接地罩內(nèi)，罩上有絕緣端子分別接到各觸頭。由于電氣致動(dòng)器和電壓變換器位于接地罩與斷電器間的空間內(nèi)，且該變換器連接罩端子預(yù)以供電，使斷電器單元比現(xiàn)有技術(shù)裝置緊湊且小得多，還能保障人身及設(shè)備的安全。另外，器件的絕緣水平可以較低，利于降低成本。
文檔編號H01H33/38GK1046810SQ9010234
公開日1990年11月7日 申請日期1990年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月24日
發(fā)明者伊藤俊二, 関高秀, 本田春雄 申請人:株式會(huì)社日立制作所