真空绝缘开关设备转让专利
申请号 : CN200610094292.5
文献号 : CN1893210B
文献日 : 2010-09-29
发明人 : 土屋贤治 , 小林将人 , 森田步
申请人 : 株式会社日立制作所
摘要 :
本发明的目的在于提供一种能灵活地满足客户的多种需求的可靠性高的真空绝缘开关设备。本发明的真空绝缘开关设备，其特征是，具备：具有断开断路功能的真空双断点三位置型的开关(8)；与上述开关(8)的一方的固定接点连接的线路侧；与上述开关(8)的另一方的固定接点连接的母线(5)；以及与上述线路侧连接的真空接地开关(9)；或者，其具备：具有断开断路功能的真空双断点三位置型的开关(8)；分别与上述开关(8)的一方的固定接点和另一方的固定接点连接的母线(5)；以及分别连接在上述各母线(5)与各固定接点之间的真空接地开关(9)。
权利要求 :
1.一种真空绝缘开关设备，其特征在于：
具备：具有分别由可动接点和固定接点构成且该可动接点和固定接点的周围由绝缘筒覆盖并在闭合、断开、断路的三位置处动作的双断点开关，并且将该双断点开关部分配置在真空容器内而成的真空开关；具有由可动接点和固定接点构成且该可动接点和固定接点的周围由绝缘筒覆盖的开关，并且将该开关部分配置在与上述真空容器不同的真空容器内而成的真空接地开关，还具备固定在设于高压开关单元部内的支撑板上的操作装置，上述操作装置包括：第一操作机构，其用于将上述真空开关的可动接点切换操作到闭合位置和断开位置；第二操作机构，其用于将上述真空开关的可动接点切换操作到断开位置和断路位置；以及第三操作机构，其操作上述真空接地开关的可动接点，上述真空开关和上述真空接地开关模铸成一体，
上述真空开关的上述可动接点，通过设置在空气中的绝缘操作杆与操作装置连接。
2.根据权利要求1所述的真空绝缘开关设备，其特征在于：上述真空开关的真空容器和上述真空接地开关的真空容器大体平行地并排设置。
3.根据权利要求1或2所述的真空绝缘开关设备，其特征在于：
上述真空开关和上述真空接地开关与检测系统电压的电压检测器也模铸成一体。
4.根据权利要求1所述的真空绝缘开关设备，其特征在于：上述真空开关的开关部分为相分离结构，在其相间配置有隔离层。
5.根据权利要求1所述的真空绝缘开关设备，其特征在于：上述真空容器的开关部分的一方的上述固定接点经第一馈线连接到母线，且另一方的固定接点经第二馈线连接到电缆头，而且，上述第一馈线和第二馈线与上述真空开关和上述真空接地开关模铸成一体。
6.根据权利要求1或5所述的真空绝缘开关设备，其特征在于：
上述真空开关的开关部分的一方的上述可动接点和另一方的上述可动接点两者由可动导体连接，而且，在该可动导体上连接真空绝缘操作杆，且该真空绝缘操作杆由金属波纹管被导出到上述真空容器外并与空气绝缘操作杆连接，该空气绝缘操作杆经操作杆连接到操作装置。
7.根据权利要求1所述的真空绝缘开关设备，其特征在于：上述真空接地开关的开关部分的上述固定接点连接到馈线，另一方面，真空绝缘操作杆连接到上述可动接点，且该真空绝缘操作杆由金属波纹管被导出到上述真空容器外并连接到真空接地开关用的绝缘操作杆，该真空接地开关用的绝缘操作杆连接到真空接地开关用的操作装置。
8.根据权利要求1所述的真空绝缘开关设备，其特征在于：
上述真空开关的开关部分的断路时的极间尺寸比断开时的极间尺寸大。
9.根据权利要求1所述的真空绝缘开关设备，其特征在于：
上述真空开关的开关部分为相分离结构，将该开关的相间绝缘、该开关的断路时的极间绝缘、该开关的断开时的极间绝缘以及上述真空接地开关的接地极间绝缘的绝缘调整设定为相间＞断路时极间绝缘＞断开时极间绝缘＞接地极间绝缘的关系。
10.根据权利要求1所述的真空绝缘开关设备，其特征在于：
上述真空开关是负荷断开断路器或真空断路器。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种体积小、重量轻、且性能、可靠性高的真空绝缘开关设备。
背景技术
在配电设备中，设置了收放用于断开负荷电流或事故电流的真空切断开关，在进行负荷维修检查时，用于确保作业者的安全的断路器和接地开关，系统电压/电流的检查装置，以及保护继电器等的封闭式配电盘(称为开关设备)。
该开关设备的绝缘方式多种多样，除了现有的空气绝缘盘、使用了SF6气体的箱型GIS以外，最近，还出现了从环保的观点出发的固体绝缘、压缩空气绝缘、全真空绝缘等，同时，在以各种绝缘方式加速切断开关、断路器、接地开关各组件的小型化的过程中，推出了将在单一的容器内集中了断开、断路、接地功能的真空容器收放在绝缘气体容器内的设备(集约型开关设备)(例如，参照专利文献1—日本特开平9-153320号公报)。
由于上述的集约型开关设备是将在单一容器内集中了断开、断路、接地功能的真空容器收放在绝缘气体容器内的设备，所以，能够适应例如城市的配电设备的小型轻量化的需求。
另一方面，在近年来的配变电设备中，客户的要求是多样化的。即，例如，对于需求方，由于因其使用目的不同负荷的种类、运转条件也各异，所以要考虑其要求的安全性、可靠性、运转维修及将来的负荷增加来计划配电系统，但在该配电计划中，还必须关照构成配变电设备的切断开关、断路器、接地开关等的控制及电压、电流、电功率等的监视测量。
在这种场合，如何缩小上述设备、其控制及监视测量等设备的设置空间，是否能够减少用于该设置的投资，这成为一个问题，现状是没有能解决该问题的机器设备。
该开关设备的绝缘方式多种多样，除了现有的空气绝缘盘、使用了SF6气体的箱型GIS以外，最近，还出现了从环保的观点出发的固体绝缘、压缩空气绝缘、全真空绝缘等，同时，在以各种绝缘方式加速切断开关、断路器、接地开关各组件的小型化的过程中，推出了将在单一的容器内集中了断开、断路、接地功能的真空容器收放在绝缘气体容器内的设备(集约型开关设备)(例如，参照专利文献1—日本特开平9-153320号公报)。
由于上述的集约型开关设备是将在单一容器内集中了断开、断路、接地功能的真空容器收放在绝缘气体容器内的设备，所以，能够适应例如城市的配电设备的小型轻量化的需求。
另一方面，在近年来的配变电设备中，客户的要求是多样化的。即，例如，对于需求方，由于因其使用目的不同负荷的种类、运转条件也各异，所以要考虑其要求的安全性、可靠性、运转维修及将来的负荷增加来计划配电系统，但在该配电计划中，还必须关照构成配变电设备的切断开关、断路器、接地开关等的控制及电压、电流、电功率等的监视测量。
在这种场合，如何缩小上述设备、其控制及监视测量等设备的设置空间，是否能够减少用于该设置的投资，这成为一个问题，现状是没有能解决该问题的机器设备。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供能灵活地满足客户的多种需求的可靠性高的真空绝缘开关设备。
为了达到上述目的，第一发明的真空绝缘开关设备的特征是：具备：具有断开断路功能的真空双断点三位置型的开关。
另外，第二发明的真空绝缘开关设备的特征是：具备具有断开断路功能的真空双断点三位置型的开关，上述开关为相分离结构。
进而，第三发明的真空绝缘开关设备的特征是，具备：具有断开断路功能的真空双断点三位置型的开关；与上述开关的一方的固定接点连接的线路侧；与上述开关的另一方的固定接点连接的母线；以及与上述线路侧连接的真空接地开关。
另外，第四发明的真空绝缘开关设备的特征是，具备：具有断开断路功能的真空双断点三位置型的开关；分别与上述开关的一方的固定接点和另一方的固定接点连接的母线；以及分别连接在上述各母线与各固定接点之间的真空接地开关。
进而，第五发明的真空绝缘开关设备的特征是，具备：具有断路功能的真空双断点型的开关；与上述开关的一方的固定接点连接的线路侧；与上述开关的另一方的固定接点连接的测量仪表用变压器；以及连接在上述开关的另一方的固定接点与上述测量仪表用变压器之间的真空接地开关。
另外，第六发明的真空绝缘开关设备的特征是，具备：具有断路功能的真空双断点型的开关；与上述开关的一方的固定接点连接的母线；与上述开关的另一方的固定接点连接的测量仪表用变压器；以及连接在上述开关的另一方的固定接点与上述测量仪表用变压器之间的真空接地开关。
进而，第七发明的真空绝缘开关设备是在第三发明的基础上，其特征是：在上述真空接地开关的线路一侧还连接有电压检测器。
另外，第八发明的真空绝缘开关设备是在第四发明的基础上，其特征是：在上述真空接地开关的母线一侧还连接有电压检测器。
进而，第九发明的真空绝缘开关设备的特征是：具备具有断开断路功能的真空双断点三位置型且为相分离结构的开关，上述开关的断路时的极间尺寸比断开时的极间尺寸大。
另外，第十发明的真空绝缘开关设备的特征是：具备具有断开断路功能的真空双断点三位置型且为相分离结构的开关，将上述开关的相间绝缘、断路时的极间绝缘、断开时的极间绝缘以及接地的极间绝缘的绝缘调整设定为相间＞断路极间＞断开极间＞接地极间的关系。
根据本发明，通过提供和采用将切断开关与断路器一体化了的真空双断点三位置型的可靠性高的开关装置，能够针对配电系统的计划，灵活满足客户的多种要求。
为了达到上述目的，第一发明的真空绝缘开关设备的特征是：具备：具有断开断路功能的真空双断点三位置型的开关。
另外，第二发明的真空绝缘开关设备的特征是：具备具有断开断路功能的真空双断点三位置型的开关，上述开关为相分离结构。
进而，第三发明的真空绝缘开关设备的特征是，具备：具有断开断路功能的真空双断点三位置型的开关；与上述开关的一方的固定接点连接的线路侧；与上述开关的另一方的固定接点连接的母线；以及与上述线路侧连接的真空接地开关。
另外，第四发明的真空绝缘开关设备的特征是，具备：具有断开断路功能的真空双断点三位置型的开关；分别与上述开关的一方的固定接点和另一方的固定接点连接的母线；以及分别连接在上述各母线与各固定接点之间的真空接地开关。
进而，第五发明的真空绝缘开关设备的特征是，具备：具有断路功能的真空双断点型的开关；与上述开关的一方的固定接点连接的线路侧；与上述开关的另一方的固定接点连接的测量仪表用变压器；以及连接在上述开关的另一方的固定接点与上述测量仪表用变压器之间的真空接地开关。
另外，第六发明的真空绝缘开关设备的特征是，具备：具有断路功能的真空双断点型的开关；与上述开关的一方的固定接点连接的母线；与上述开关的另一方的固定接点连接的测量仪表用变压器；以及连接在上述开关的另一方的固定接点与上述测量仪表用变压器之间的真空接地开关。
进而，第七发明的真空绝缘开关设备是在第三发明的基础上，其特征是：在上述真空接地开关的线路一侧还连接有电压检测器。
另外，第八发明的真空绝缘开关设备是在第四发明的基础上，其特征是：在上述真空接地开关的母线一侧还连接有电压检测器。
进而，第九发明的真空绝缘开关设备的特征是：具备具有断开断路功能的真空双断点三位置型且为相分离结构的开关，上述开关的断路时的极间尺寸比断开时的极间尺寸大。
另外，第十发明的真空绝缘开关设备的特征是：具备具有断开断路功能的真空双断点三位置型且为相分离结构的开关，将上述开关的相间绝缘、断路时的极间绝缘、断开时的极间绝缘以及接地的极间绝缘的绝缘调整设定为相间＞断路极间＞断开极间＞接地极间的关系。
根据本发明，通过提供和采用将切断开关与断路器一体化了的真空双断点三位置型的可靠性高的开关装置，能够针对配电系统的计划，灵活满足客户的多种要求。
附图说明
图1是以局部剖表示将本发明的真空绝缘开关设备用作配电盘的一个实施方式的侧视图。
图2是以局部剖表示将图1所示的本发明的真空绝缘开关设备用作配电盘的一个实施方式的正视图。
图3是以局部剖表示将图1所示的本发明的真空绝缘开关设备用作配电盘的一个实施方式的立体图。
图4是将图1所示的本发明的真空绝缘开关设备用作配电盘的一个实施方式的电路图。
图5是构成图1所示的本发明的真空绝缘开关设备的开关部分的纵剖视图。
图6是以局部剖并放大表示构成图1所示的本发明的真空绝缘开关设备的开关部分及其操作机构的一个实施方式的立体图。
图7是以局部剖表示将本发明的真空绝缘开关设备用作母线划分盘的一个实施方式的侧视图。
图8是将图7所示的本发明的真空绝缘开关设备用作母线划分盘的一个实施方式的电路图。
图9是以局部剖表示将本发明的真空绝缘开关设备用作馈线计量盘的一个实施方式的侧视图。
图10是将图9所示的本发明的真空绝缘开关设备用作馈线计量盘的一个实施方式的电路图。
图11是以局部剖表示将本发明的真空绝缘开关设备用作母线计量盘的一个实施方式的侧视图。
图12是将图11所示的本发明的真空绝缘开关设备用作母线计量盘的一个实施方式的电路图。
图中
1—箱体；2—低压控制单元部；3—高压开关单元部；
4—母线、电缆单元部；5—母线；6—电缆头；
8—真空双断点三位置型开关；9—接地开关；11—操作装置
图2是以局部剖表示将图1所示的本发明的真空绝缘开关设备用作配电盘的一个实施方式的正视图。
图3是以局部剖表示将图1所示的本发明的真空绝缘开关设备用作配电盘的一个实施方式的立体图。
图4是将图1所示的本发明的真空绝缘开关设备用作配电盘的一个实施方式的电路图。
图5是构成图1所示的本发明的真空绝缘开关设备的开关部分的纵剖视图。
图6是以局部剖并放大表示构成图1所示的本发明的真空绝缘开关设备的开关部分及其操作机构的一个实施方式的立体图。
图7是以局部剖表示将本发明的真空绝缘开关设备用作母线划分盘的一个实施方式的侧视图。
图8是将图7所示的本发明的真空绝缘开关设备用作母线划分盘的一个实施方式的电路图。
图9是以局部剖表示将本发明的真空绝缘开关设备用作馈线计量盘的一个实施方式的侧视图。
图10是将图9所示的本发明的真空绝缘开关设备用作馈线计量盘的一个实施方式的电路图。
图11是以局部剖表示将本发明的真空绝缘开关设备用作母线计量盘的一个实施方式的侧视图。
图12是将图11所示的本发明的真空绝缘开关设备用作母线计量盘的一个实施方式的电路图。
图中
1—箱体；2—低压控制单元部；3—高压开关单元部；
4—母线、电缆单元部；5—母线；6—电缆头；
8—真空双断点三位置型开关；9—接地开关；11—操作装置
具体实施方式
以下，用附图说明本发明的真空绝缘开关设备的一个实施方式。
图1是表示将本发明的真空绝缘开关设备用作配电盘的一个实施方式的侧视图，图2是图1的正视图，图3是图2的立体图。在这些图中，真空绝缘开关设备的箱体1具备：从上将其内部分别划分了的低压控制单元部2；高压开关单元部3；及母线、电缆单元部4。
在母线、电缆单元部4内配置有固体绝缘的母线5、作为线路侧的电缆头6、套筒CT7等。另外，在高压开关单元部3内配置有：真空双断点三位置型开关(真空双断点三位置型断开断路器BDS)8；带真空合闸容器的接地开关(ES)9；电压检测器(VD)10；以及操作装置11。
通过固体绝缘使母线5无气体化，以确保其操作性和安全性。另外，电压检测器10还检测由于真空容器内的真空度恶化而产生的电晕，可使保养检修性能提高。
图4表示将上述本发明的真空绝缘开关设备用作配电盘的一个实施方式的电路。
如图1所示，配置在上述高压开关单元部3内的真空双断点三位置型的开关(BDS)8、带真空合闸容器的接地开关(ES)9、电压检测器(VD)10利用环氧树脂12模铸成一体。由此，开关部分被单元化，实现了小型轻量化。这种单元化了的开关部分为相分离结构，还在其相间配置了隔离层，可减少相间的短路事故的发生。上述模铸的外表面利用所涂敷的导电涂料接地，可确保接触的安全性。
用图1及图5进一步说明上述的单元化了的开关部分的详细结构，真空双断点三位置型的开关(BDS)8具备：具有绝缘筒的真空容器80；分别收放在真空容器80内的两个固定接点81；以及它们的可动接点82；构成了双断点。
图1的左侧的一方的固定接点81通过馈线83与母线5连接。另外，图1的右侧的一方的固定接点81通过馈线84与电缆头6连接。
一方的可动接点82与另一方的可动接点82是由没有被高温退火的不锈钢等金属加强了的可动导体85连结起来的。在该可动导体85上连结有真空绝缘操作杆86。该真空绝缘操作杆86通过金属波纹管87被引导到真空容器80外，与空气绝缘操作杆88连结。该空气绝缘操作杆88与由操作装置11操作的操作杆111连结。
如图5所示，一方的可动接点82与另一方的可动接点82通过操作杆111停止在以下3个位置：用于通电的闭合位置Y1、用于断开电流的断开位置Y2、以及用于确保检查作业者对雷击等的过电压的安全的断路位置Y3。
上述的两个可动接点82如图5所示，分别在断开位置Y2确保断开间隙g2，并在断路位置Y3确保断路间隙g3。该断路间隙g3设定为具有相当于断开间隙g2的大致1倍的极间距离。这样，通过具有多个(在本例中为两个)断路时的断路间隙g3，并将其设定为断开间隙g2的大致2倍，能够做成多级形式的绝缘。
另外，通过将相间做成模铸绝缘，将接点的极间做成真空绝缘，并改变上述极间尺寸及极数，可设定为“相关绝缘＞断路时的极间绝缘＞断开时的极间绝缘＞接地开关的极间绝缘”的关系，实现相间的绝缘调整。由此，至少可抑制为单线接地，能够尽量控制其事故的扩展。
另外，上述的空气绝缘操作杆88如图1所示，由橡胶或金属的波纹管89覆盖，与外部空气隔离。由此，可确保空气绝缘操作杆88长期使用的绝缘可靠性。
下面，如图1所示，带真空合闸容器的接地开关(ES)9具备：具有绝缘筒的真空容器91；固定在真空容器91内并与馈线84连接的固定接点92；以及其可动接点93。在该可动接点93上连结有真空绝缘操作杆94。该真空绝缘操作杆94通过金属波纹管95被引导到真空容器91外，与接地开关用的绝缘操作杆112连结。上述的真空容器80、91和操作杆是使用不锈钢制的零件，以提高其耐环境性能。另外，各可动接点93如图2所示用导体96连接。
下面，用图6说明操作装置11的详细结构。操作装置11操作向下述三位置的切换以及接地开关9的通断：用于开关8的通电的闭合位置Y1、用于断开电流的断开位置Y2以及用于确保检查作业者对雷击等的过电压的安全的断路位置Y3。
操作装置11的构成零件固定在设于高压开关单元部3内的支撑板113上。操作装置11大致包括：第一操作机构200，其用于将开关8的可动接点82切换操作到闭合位置Y1和断开位置Y2；第二操作机构300，其用于将开关8的可动接点82切换操作到断开位置Y2和断路位置Y3；以及第三操作机构400，其操作接地开关9的可动接点93。
首先，用图6及图1说明第一操作机构200的结构。首先，在图6中，第一轴201可转动地支撑在支撑板113上。在该第一轴201上，如图1所示，在第一轴201的轴线方向固定有3个杆202。该杆202的前端一侧分别与操作板111连结。另外，在第一轴201的另一侧，如图6及图1所示，在与杆202相反的方向固定有杆203。
如图6所示，电磁铁205的驱动轴206通过连接构件204与杆203连结。截面呈T字形的可动铁心207固定在驱动轴206上。在该可动铁心207的周围配设有固定在支撑板113上的固定铁心208。在固定铁心208的内部配置有线圈209和圆环状的永久磁铁210。在与驱动轴206的杆203相反一侧设有跳闸弹簧支架211。在该跳闸弹簧支架211与固定铁心208之间配设有跳闸弹簧212。
该电磁铁205在可动接点82保持在闭合位置Y1的状态下，借助于线圈209和永久磁铁210的吸引力，能够得到对抗跳闸弹簧212与设于空气绝缘操作杆88上的压接弹簧(未图示)的弹力的保持力。特别是永久磁铁210的吸引力构成所谓的磁闩方式。
下面，用图6说明用于将开关8的可动接点82切换操作到断开位置Y2和断路位置Y3的第二操作机构300的结构。在支撑板113上方的第一轴201的长度方向的中间部位固定有杆301。在该杆301的前端一侧设有联锁用的销轴302。辊子303抵接在该销轴302上。该辊子303可旋转地设置在曲杆304的一方的前端。该曲杆304可转动地支撑在支撑板113的下面一侧。
在曲杆304的另一方前端连结有电磁铁305的驱动轴306。可动铁心307固定在驱动轴306上。在该可动铁心307的周围配设有固定在支撑板113上的固定铁心308。在固定铁心308的内部，在上下方向配置有两个线圈309、310。在可动铁心307与固定铁心308的上部之间配置有复位弹簧311。
上述的电磁铁305通过度对各个线圈309、310进行励磁，使可动铁心307在上下方向动作。通过该动作，曲杆304转动。通过该曲杆304的转动使联锁用的销轴302与辊子303的抵接位置变更，能够阻止杆203围绕第一轴201转动，或使其转动。由此，开关8的可动接点82从断开位置Y2向断路位置Y3的移动被阻止，而维持在断开位置Y2，或者能够进行从断开位置Y2向断路位置Y3的移动。即，该结构成为在开关8的可动接点82的断开位置Y2与断路位置Y3之间的第一联锁机构。
下面，用图6特别说明操作接地开关9的可动接点93的第三操作机构400的结构。第二轴401可转动地支撑在支撑板113上。在该第一轴401上，如图1所示，在第一轴401的轴线方向固定有三条杆402。该杆402的前端一侧分别与操作杆112连结。另外，如图6所示，在第二轴401的另一侧，在与杆402相反的方向固定有杆403。
如图6所示，电磁铁405的驱动轴406通过连结构件404与杆403连结。该电磁铁405具有与上述的第一操作机构200的电磁铁205同样的结构，在该驱动轴406上固定有截面呈T字形的可动铁心407。在该可动铁心407的周围配设有固定在支撑板113上的固定铁心408。在固定铁心408的内部配置有线圈409和圆环状的永久磁铁410。在固定铁心408和支撑板113的下面之间配设有断开用的弹簧411。
在该接地开关9的第三操作机构400与用于将开关8的可动接点82切换操作到断开位置Y2和断路位置Y3的第二操作机构300之间，设有第二联锁机构。
该第二联锁机构具有如下关联：在开关内的可动接点82处于用于确保检查作业者对雷击等的过电压的安全的断路位置Y3的第三位置时，能够通过电磁铁405进行向接地开关9的可动接点93的固定接点的接通；另外，在开关内的可动接点82处于用于断开电流的断开位置Y2的第二位置时，则不能通过电磁铁405进行向接地开关9的可动接点93的固定接点的接通；进而，在将该可动接点93接通到接地开关9的固定接点时，则不能进行第二操作机构300的电磁铁205的动作。
具体地说，该第二联锁机构包括：设于第三操作机构400的电磁铁405的驱动轴406的下方一端的销轴412；在第二操作机构300的电磁铁305的下侧与第二轴401平行设置的轴413；设于该轴413上，并连结在第二操作机构300的电磁铁305的驱动轴306的下端的杆(未图示)；以及设于轴413上，并与上述销轴412配合的杆414。
下面，用图1至图6说明将上述本发明的真空绝缘开关设备用作配电盘的一个实施方式的动作。
在开关8内的可动接点82设定在用于断开电流的断开位置Y2的状态下，通过第一操作机构200的跳闸弹簧212的复位力，给予第一操作机构200的杆203在图1中以第一轴201为支点的顺时针方向的旋转力。
由此，在构成第二操作机构300的杆301的前端一侧设置的联锁用的销轴302变抵接在辊子303的外周上面，抑制跳闸弹簧212的复位力造成的进一步向顺时针方向的转动。即，可阻止从用于断开电流的断开位置Y2向用于确保检查作业者对雷击等的过电流的安全的断路位置Y3的转移。
下面，说明第一操作机构200进行的从断开位置Y2向闭合位置Y1的操作(合闸操作)。
当对第一操作机构200的电磁铁205的线圈209通电时，其驱动轴206向图6中的上方向移动。通过该驱动轴206向上方向的移动，杆202以第一轴201为支点，在图1上向逆时针方向转动，使可动接点82向闭合位置Y1方向移动。在该闭合状态下，跳闸弹簧212和接压簧进行蓄能并成为准备断开动作的状态。
另外，通过该合闸动作，联锁用的销轴302变成离开辊子303的外周的状态。另外，辊子303由于第二操作机构的复位弹簧311而不发生位置变化，而保持在最初的位置。
如上所述，在开关8为闭合状态的场合，第二操作机构300使通过第一操作机构200进行的断路操作不能进行，从强化安全性的要求的观点出发，构成机械式的联锁机构。即，实现了作为断开、断路间的机械式联锁之一的“在可动接点处于闭合位置的场合，不能进行断路操作”。
下面，说明第一操作机构200进行的从闭合位置Y1向断开位置Y2的操作(断开操作)。
对第一操作机构200的电磁铁205的线圈209进行与合闸动作时相反方向的励磁，当消除永久磁铁210的磁束时，通过跳闸弹簧212与压接弹簧的弹力，该驱动轴206向图1中的下方移动。通过该驱动轴206向下方的移动，杆301通过杆203、第一轴201向图1中的顺时针方向旋转，但该杆301的顺时针方向的旋转由于第二操作机构的联锁用的销轴302与辊子303的外周上面的抵接而被抑制。其结果，能够将开关8的可动接点82保持在断开位置Y2。
下面，说明第二操作机构300进行的从断开位置Y2向断路位置Y3的操作(断路操作)。
在上述的开关8的断开状态下，当对第二操作机构300的电磁铁305上侧的线圈309进行励磁时，该驱动轴306对抗复位弹簧311向上方移动。向该驱动轴306的上方的移动通过曲杆304使辊子303向图1中的逆时针方向旋转。通过该辊子303的逆时针方向的旋转，该辊子303与联锁用的销轴302的抵接位置向下方下降。其结果，通过杆301、第一轴201及杆202，操作杆111向上方移动，开关8的可动接点82移动到断路位置Y3。
在该断路状态下，第一操作机构200的电磁铁205的可动铁心207处于比永久磁铁座210靠下的位置。因此，即便万一在断路状态下对第一操作机构200的电磁铁205的线圈209进行励磁，通过可动铁心207的磁通也几乎没有而不会产生吸引力。即，实现了切断开关和断路器之间的机械式联锁的“在可动接点处于断路位置的场合，不能进行合闸操作”。
下面说明第二操作机构300进行的从断路位置Y3向断开位置Y2的操作。
在断路状态下，当对第二操作机构300的电磁铁205的下侧的线圈310进行励磁时，由于通过驱动轴206的上方移动、曲杆304的顺时针方向的旋转，辊子303将与其抵接的联锁用的销轴302向上方向抬起，因而，开关8的可动接点82向断开位置Y2移动。
接着，当开关8的可动接点82处于用于断开电流的断开位置时，由于第二联锁机构的杆414与设于第三操作机构400的电磁铁405的驱动轴406的下方一端的销轴412配合，因而不能通过电磁铁405进行向接地开关9的可动接点93的接通。
另外，当将接地开关9的可动接点93与其固定接点接通时，由于第二联锁机构的杆414与设于电磁铁405的驱动轴406的下方一端的销轴412配合，因而由第二操作机构300进行的动作不能进行；进而，在开关8的可动接点82处于用于确保检查作业者对雷击等的过电压的安全的断路位置Y3时，由于第二联锁机构的杆414使设于电磁铁405的驱动轴406的下方一端的销轴412的移动能够进行，所以能够通过第三操作机构400进行接地开关9的接通。
另外，在上述的实施方式中，在第二操作机构300中虽使用了旋转自如的辊子303，但也能够将该辊子303做成部分圆弧状的凸轮。另外，还能够将第一操作机构200及第三操作机构400进行适当的配置变更。进而，在第一操作机构200中虽使用了电磁操作方式，但也能够采用电动弹簧方式等其它操作方式。
根据上述的本发明的一个实施方式，能够使真空绝缘开关设备小型轻量化，进而还能够提高其性能、可靠性。另外，通过采用这种小型轻量化了的真空绝缘开关设备，能够提供满足客户需求的配电盘。
图7及图8表示的是将本发明的真空绝缘开关设备用作母线划分盘的一个实施方式，图7是表示将本发明的真空绝缘开关设备用作母线划分盘的一个实施方式的侧视图，图8是其电路图。在这些图中，与图1至图6所示的符号相同的符号是相同或相当的部分。
该实施方式的结构是，将真空双断点三位置型的开关8作为真空双断点三位置型的负荷断开断路器(LDS)使用。而且，将该开关8的各固定接点81用导体83与各固体绝缘母线5连接，将接地开关9与上述各导体83连接。
图9及图10表示的是将本发明的真空绝缘开关设备用作馈线计量盘的一个实施方式，图9是表示将本发明的真空绝缘开关设备用作馈线计量盘的一个实施方式的侧视图，图10是其电路图。在这些图中，与图1至图6所示的符号相同的符号是相同或相当的部分。
该实施方式将真空双断点三位置型的开关8作为真空断路器(DS)使用。而且，其结构为，通过导体83将该开关8的一侧(图9的右侧)的固定接点81与母线、电缆单元部4内的单相线圈式测量用变压器500连接，将接地开关9与导体83连接。
图11及图12表示的是将本发明的真空绝缘开关设备用作母线计量盘的一个实施方式，图11是表示将本发明的真空绝缘开关设备用作母线计量盘的一个实施方式的侧视图，图12是其电路图。在这些图中，与图1至图6所示的符号相同的符号是相同或相当的部分。
该实施方式是将真空双断点三位置型的开关8作为真空断路器(DS)使用。而且，其结构为，通过一方的导体83将该开关8的一侧(图11的右侧)的固定接点81与母线、电缆单元部4内的单相线圈式测量用变压器500连接，通过另一方的导体83，将开关8的另一侧(图11的左侧)的固定接点81与固体绝缘母线5连接，将接地开关9与一方的导体83连接。
根据上述的本发明的实施方式，由于能够将真空双断点三位置型的开关作为断开断路器或断路器使用，因而，能够灵活满足客户的多样要求。另外，安装性、增设性也良好。
另外，根据上述的本发明的实施方式，采用真空双断点三位置型的开关的结构，能够达到断开部与断路部的双重化，其可靠性高。
另外，根据上述的本发明的实施方式，由于将主电路做成了完全相分离的结构，所以能够将相间短路事故控制在最小限度内；另外，将开关作成真空和模铸双重绝缘的结构，能够防止因真空泄漏造成的接地事故；进而，将开关的绝缘调整设定为“相关绝缘＞断路时的极间绝缘＞断开时的极间绝缘＞接地开关的极间绝缘”的关系，至少能抑制为单线接地，可尽量减少其事故的扩展等；由于这些理由，其安全性是优越的。
图1是表示将本发明的真空绝缘开关设备用作配电盘的一个实施方式的侧视图，图2是图1的正视图，图3是图2的立体图。在这些图中，真空绝缘开关设备的箱体1具备：从上将其内部分别划分了的低压控制单元部2；高压开关单元部3；及母线、电缆单元部4。
在母线、电缆单元部4内配置有固体绝缘的母线5、作为线路侧的电缆头6、套筒CT7等。另外，在高压开关单元部3内配置有：真空双断点三位置型开关(真空双断点三位置型断开断路器BDS)8；带真空合闸容器的接地开关(ES)9；电压检测器(VD)10；以及操作装置11。
通过固体绝缘使母线5无气体化，以确保其操作性和安全性。另外，电压检测器10还检测由于真空容器内的真空度恶化而产生的电晕，可使保养检修性能提高。
图4表示将上述本发明的真空绝缘开关设备用作配电盘的一个实施方式的电路。
如图1所示，配置在上述高压开关单元部3内的真空双断点三位置型的开关(BDS)8、带真空合闸容器的接地开关(ES)9、电压检测器(VD)10利用环氧树脂12模铸成一体。由此，开关部分被单元化，实现了小型轻量化。这种单元化了的开关部分为相分离结构，还在其相间配置了隔离层，可减少相间的短路事故的发生。上述模铸的外表面利用所涂敷的导电涂料接地，可确保接触的安全性。
用图1及图5进一步说明上述的单元化了的开关部分的详细结构，真空双断点三位置型的开关(BDS)8具备：具有绝缘筒的真空容器80；分别收放在真空容器80内的两个固定接点81；以及它们的可动接点82；构成了双断点。
图1的左侧的一方的固定接点81通过馈线83与母线5连接。另外，图1的右侧的一方的固定接点81通过馈线84与电缆头6连接。
一方的可动接点82与另一方的可动接点82是由没有被高温退火的不锈钢等金属加强了的可动导体85连结起来的。在该可动导体85上连结有真空绝缘操作杆86。该真空绝缘操作杆86通过金属波纹管87被引导到真空容器80外，与空气绝缘操作杆88连结。该空气绝缘操作杆88与由操作装置11操作的操作杆111连结。
如图5所示，一方的可动接点82与另一方的可动接点82通过操作杆111停止在以下3个位置：用于通电的闭合位置Y1、用于断开电流的断开位置Y2、以及用于确保检查作业者对雷击等的过电压的安全的断路位置Y3。
上述的两个可动接点82如图5所示，分别在断开位置Y2确保断开间隙g2，并在断路位置Y3确保断路间隙g3。该断路间隙g3设定为具有相当于断开间隙g2的大致1倍的极间距离。这样，通过具有多个(在本例中为两个)断路时的断路间隙g3，并将其设定为断开间隙g2的大致2倍，能够做成多级形式的绝缘。
另外，通过将相间做成模铸绝缘，将接点的极间做成真空绝缘，并改变上述极间尺寸及极数，可设定为“相关绝缘＞断路时的极间绝缘＞断开时的极间绝缘＞接地开关的极间绝缘”的关系，实现相间的绝缘调整。由此，至少可抑制为单线接地，能够尽量控制其事故的扩展。
另外，上述的空气绝缘操作杆88如图1所示，由橡胶或金属的波纹管89覆盖，与外部空气隔离。由此，可确保空气绝缘操作杆88长期使用的绝缘可靠性。
下面，如图1所示，带真空合闸容器的接地开关(ES)9具备：具有绝缘筒的真空容器91；固定在真空容器91内并与馈线84连接的固定接点92；以及其可动接点93。在该可动接点93上连结有真空绝缘操作杆94。该真空绝缘操作杆94通过金属波纹管95被引导到真空容器91外，与接地开关用的绝缘操作杆112连结。上述的真空容器80、91和操作杆是使用不锈钢制的零件，以提高其耐环境性能。另外，各可动接点93如图2所示用导体96连接。
下面，用图6说明操作装置11的详细结构。操作装置11操作向下述三位置的切换以及接地开关9的通断：用于开关8的通电的闭合位置Y1、用于断开电流的断开位置Y2以及用于确保检查作业者对雷击等的过电压的安全的断路位置Y3。
操作装置11的构成零件固定在设于高压开关单元部3内的支撑板113上。操作装置11大致包括：第一操作机构200，其用于将开关8的可动接点82切换操作到闭合位置Y1和断开位置Y2；第二操作机构300，其用于将开关8的可动接点82切换操作到断开位置Y2和断路位置Y3；以及第三操作机构400，其操作接地开关9的可动接点93。
首先，用图6及图1说明第一操作机构200的结构。首先，在图6中，第一轴201可转动地支撑在支撑板113上。在该第一轴201上，如图1所示，在第一轴201的轴线方向固定有3个杆202。该杆202的前端一侧分别与操作板111连结。另外，在第一轴201的另一侧，如图6及图1所示，在与杆202相反的方向固定有杆203。
如图6所示，电磁铁205的驱动轴206通过连接构件204与杆203连结。截面呈T字形的可动铁心207固定在驱动轴206上。在该可动铁心207的周围配设有固定在支撑板113上的固定铁心208。在固定铁心208的内部配置有线圈209和圆环状的永久磁铁210。在与驱动轴206的杆203相反一侧设有跳闸弹簧支架211。在该跳闸弹簧支架211与固定铁心208之间配设有跳闸弹簧212。
该电磁铁205在可动接点82保持在闭合位置Y1的状态下，借助于线圈209和永久磁铁210的吸引力，能够得到对抗跳闸弹簧212与设于空气绝缘操作杆88上的压接弹簧(未图示)的弹力的保持力。特别是永久磁铁210的吸引力构成所谓的磁闩方式。
下面，用图6说明用于将开关8的可动接点82切换操作到断开位置Y2和断路位置Y3的第二操作机构300的结构。在支撑板113上方的第一轴201的长度方向的中间部位固定有杆301。在该杆301的前端一侧设有联锁用的销轴302。辊子303抵接在该销轴302上。该辊子303可旋转地设置在曲杆304的一方的前端。该曲杆304可转动地支撑在支撑板113的下面一侧。
在曲杆304的另一方前端连结有电磁铁305的驱动轴306。可动铁心307固定在驱动轴306上。在该可动铁心307的周围配设有固定在支撑板113上的固定铁心308。在固定铁心308的内部，在上下方向配置有两个线圈309、310。在可动铁心307与固定铁心308的上部之间配置有复位弹簧311。
上述的电磁铁305通过度对各个线圈309、310进行励磁，使可动铁心307在上下方向动作。通过该动作，曲杆304转动。通过该曲杆304的转动使联锁用的销轴302与辊子303的抵接位置变更，能够阻止杆203围绕第一轴201转动，或使其转动。由此，开关8的可动接点82从断开位置Y2向断路位置Y3的移动被阻止，而维持在断开位置Y2，或者能够进行从断开位置Y2向断路位置Y3的移动。即，该结构成为在开关8的可动接点82的断开位置Y2与断路位置Y3之间的第一联锁机构。
下面，用图6特别说明操作接地开关9的可动接点93的第三操作机构400的结构。第二轴401可转动地支撑在支撑板113上。在该第一轴401上，如图1所示，在第一轴401的轴线方向固定有三条杆402。该杆402的前端一侧分别与操作杆112连结。另外，如图6所示，在第二轴401的另一侧，在与杆402相反的方向固定有杆403。
如图6所示，电磁铁405的驱动轴406通过连结构件404与杆403连结。该电磁铁405具有与上述的第一操作机构200的电磁铁205同样的结构，在该驱动轴406上固定有截面呈T字形的可动铁心407。在该可动铁心407的周围配设有固定在支撑板113上的固定铁心408。在固定铁心408的内部配置有线圈409和圆环状的永久磁铁410。在固定铁心408和支撑板113的下面之间配设有断开用的弹簧411。
在该接地开关9的第三操作机构400与用于将开关8的可动接点82切换操作到断开位置Y2和断路位置Y3的第二操作机构300之间，设有第二联锁机构。
该第二联锁机构具有如下关联：在开关内的可动接点82处于用于确保检查作业者对雷击等的过电压的安全的断路位置Y3的第三位置时，能够通过电磁铁405进行向接地开关9的可动接点93的固定接点的接通；另外，在开关内的可动接点82处于用于断开电流的断开位置Y2的第二位置时，则不能通过电磁铁405进行向接地开关9的可动接点93的固定接点的接通；进而，在将该可动接点93接通到接地开关9的固定接点时，则不能进行第二操作机构300的电磁铁205的动作。
具体地说，该第二联锁机构包括：设于第三操作机构400的电磁铁405的驱动轴406的下方一端的销轴412；在第二操作机构300的电磁铁305的下侧与第二轴401平行设置的轴413；设于该轴413上，并连结在第二操作机构300的电磁铁305的驱动轴306的下端的杆(未图示)；以及设于轴413上，并与上述销轴412配合的杆414。
下面，用图1至图6说明将上述本发明的真空绝缘开关设备用作配电盘的一个实施方式的动作。
在开关8内的可动接点82设定在用于断开电流的断开位置Y2的状态下，通过第一操作机构200的跳闸弹簧212的复位力，给予第一操作机构200的杆203在图1中以第一轴201为支点的顺时针方向的旋转力。
由此，在构成第二操作机构300的杆301的前端一侧设置的联锁用的销轴302变抵接在辊子303的外周上面，抑制跳闸弹簧212的复位力造成的进一步向顺时针方向的转动。即，可阻止从用于断开电流的断开位置Y2向用于确保检查作业者对雷击等的过电流的安全的断路位置Y3的转移。
下面，说明第一操作机构200进行的从断开位置Y2向闭合位置Y1的操作(合闸操作)。
当对第一操作机构200的电磁铁205的线圈209通电时，其驱动轴206向图6中的上方向移动。通过该驱动轴206向上方向的移动，杆202以第一轴201为支点，在图1上向逆时针方向转动，使可动接点82向闭合位置Y1方向移动。在该闭合状态下，跳闸弹簧212和接压簧进行蓄能并成为准备断开动作的状态。
另外，通过该合闸动作，联锁用的销轴302变成离开辊子303的外周的状态。另外，辊子303由于第二操作机构的复位弹簧311而不发生位置变化，而保持在最初的位置。
如上所述，在开关8为闭合状态的场合，第二操作机构300使通过第一操作机构200进行的断路操作不能进行，从强化安全性的要求的观点出发，构成机械式的联锁机构。即，实现了作为断开、断路间的机械式联锁之一的“在可动接点处于闭合位置的场合，不能进行断路操作”。
下面，说明第一操作机构200进行的从闭合位置Y1向断开位置Y2的操作(断开操作)。
对第一操作机构200的电磁铁205的线圈209进行与合闸动作时相反方向的励磁，当消除永久磁铁210的磁束时，通过跳闸弹簧212与压接弹簧的弹力，该驱动轴206向图1中的下方移动。通过该驱动轴206向下方的移动，杆301通过杆203、第一轴201向图1中的顺时针方向旋转，但该杆301的顺时针方向的旋转由于第二操作机构的联锁用的销轴302与辊子303的外周上面的抵接而被抑制。其结果，能够将开关8的可动接点82保持在断开位置Y2。
下面，说明第二操作机构300进行的从断开位置Y2向断路位置Y3的操作(断路操作)。
在上述的开关8的断开状态下，当对第二操作机构300的电磁铁305上侧的线圈309进行励磁时，该驱动轴306对抗复位弹簧311向上方移动。向该驱动轴306的上方的移动通过曲杆304使辊子303向图1中的逆时针方向旋转。通过该辊子303的逆时针方向的旋转，该辊子303与联锁用的销轴302的抵接位置向下方下降。其结果，通过杆301、第一轴201及杆202，操作杆111向上方移动，开关8的可动接点82移动到断路位置Y3。
在该断路状态下，第一操作机构200的电磁铁205的可动铁心207处于比永久磁铁座210靠下的位置。因此，即便万一在断路状态下对第一操作机构200的电磁铁205的线圈209进行励磁，通过可动铁心207的磁通也几乎没有而不会产生吸引力。即，实现了切断开关和断路器之间的机械式联锁的“在可动接点处于断路位置的场合，不能进行合闸操作”。
下面说明第二操作机构300进行的从断路位置Y3向断开位置Y2的操作。
在断路状态下，当对第二操作机构300的电磁铁205的下侧的线圈310进行励磁时，由于通过驱动轴206的上方移动、曲杆304的顺时针方向的旋转，辊子303将与其抵接的联锁用的销轴302向上方向抬起，因而，开关8的可动接点82向断开位置Y2移动。
接着，当开关8的可动接点82处于用于断开电流的断开位置时，由于第二联锁机构的杆414与设于第三操作机构400的电磁铁405的驱动轴406的下方一端的销轴412配合，因而不能通过电磁铁405进行向接地开关9的可动接点93的接通。
另外，当将接地开关9的可动接点93与其固定接点接通时，由于第二联锁机构的杆414与设于电磁铁405的驱动轴406的下方一端的销轴412配合，因而由第二操作机构300进行的动作不能进行；进而，在开关8的可动接点82处于用于确保检查作业者对雷击等的过电压的安全的断路位置Y3时，由于第二联锁机构的杆414使设于电磁铁405的驱动轴406的下方一端的销轴412的移动能够进行，所以能够通过第三操作机构400进行接地开关9的接通。
另外，在上述的实施方式中，在第二操作机构300中虽使用了旋转自如的辊子303，但也能够将该辊子303做成部分圆弧状的凸轮。另外，还能够将第一操作机构200及第三操作机构400进行适当的配置变更。进而，在第一操作机构200中虽使用了电磁操作方式，但也能够采用电动弹簧方式等其它操作方式。
根据上述的本发明的一个实施方式，能够使真空绝缘开关设备小型轻量化，进而还能够提高其性能、可靠性。另外，通过采用这种小型轻量化了的真空绝缘开关设备，能够提供满足客户需求的配电盘。
图7及图8表示的是将本发明的真空绝缘开关设备用作母线划分盘的一个实施方式，图7是表示将本发明的真空绝缘开关设备用作母线划分盘的一个实施方式的侧视图，图8是其电路图。在这些图中，与图1至图6所示的符号相同的符号是相同或相当的部分。
该实施方式的结构是，将真空双断点三位置型的开关8作为真空双断点三位置型的负荷断开断路器(LDS)使用。而且，将该开关8的各固定接点81用导体83与各固体绝缘母线5连接，将接地开关9与上述各导体83连接。
图9及图10表示的是将本发明的真空绝缘开关设备用作馈线计量盘的一个实施方式，图9是表示将本发明的真空绝缘开关设备用作馈线计量盘的一个实施方式的侧视图，图10是其电路图。在这些图中，与图1至图6所示的符号相同的符号是相同或相当的部分。
该实施方式将真空双断点三位置型的开关8作为真空断路器(DS)使用。而且，其结构为，通过导体83将该开关8的一侧(图9的右侧)的固定接点81与母线、电缆单元部4内的单相线圈式测量用变压器500连接，将接地开关9与导体83连接。
图11及图12表示的是将本发明的真空绝缘开关设备用作母线计量盘的一个实施方式，图11是表示将本发明的真空绝缘开关设备用作母线计量盘的一个实施方式的侧视图，图12是其电路图。在这些图中，与图1至图6所示的符号相同的符号是相同或相当的部分。
该实施方式是将真空双断点三位置型的开关8作为真空断路器(DS)使用。而且，其结构为，通过一方的导体83将该开关8的一侧(图11的右侧)的固定接点81与母线、电缆单元部4内的单相线圈式测量用变压器500连接，通过另一方的导体83，将开关8的另一侧(图11的左侧)的固定接点81与固体绝缘母线5连接，将接地开关9与一方的导体83连接。
根据上述的本发明的实施方式，由于能够将真空双断点三位置型的开关作为断开断路器或断路器使用，因而，能够灵活满足客户的多样要求。另外，安装性、增设性也良好。
另外，根据上述的本发明的实施方式，采用真空双断点三位置型的开关的结构，能够达到断开部与断路部的双重化，其可靠性高。
另外，根据上述的本发明的实施方式，由于将主电路做成了完全相分离的结构，所以能够将相间短路事故控制在最小限度内；另外，将开关作成真空和模铸双重绝缘的结构，能够防止因真空泄漏造成的接地事故；进而，将开关的绝缘调整设定为“相关绝缘＞断路时的极间绝缘＞断开时的极间绝缘＞接地开关的极间绝缘”的关系，至少能抑制为单线接地，可尽量减少其事故的扩展等；由于这些理由，其安全性是优越的。