[发明专利]开关装置以及开关装置操作机构

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及对电路进行开关的开关装置及其操作机构，特别是关于适合于以短时间切断高电压电流的情况。

背景技术

一般地，开关装置的操作机构包括使用了能够获得大输出的液压操作力的结构或使用了中/低输出的弹簧操作力的结构。将前者称为液压操作机构，将后者称为弹簧操作机构。特别是近年来，作为开关装置的一种的气体断路器的消弧室的小型化有所进步，能够以少的操作力来切断故障电流等，弹簧操作机构的适用变多。但是，在超高电压级的气体断路器中，要求称为二循环切断（在交流的两个循环的量的时间以内进行切断）的高速动作性能。在以往的弹簧操作机构中，三循环切断左右的动作性能是很普遍的，但由于弹簧力的保持机构或保持控制机构的应答性的问题，二循环切断的实现并不容易。

作为这样的开关装置的操作机构的第一以往例，专利文献1中公开的技术广为人知。在专利文献1的技术中，断路弹簧的力介由输出杆，通过由闩、O形杆（O形支杆（卡止打开杆））以及捕捉器构成的保持机构而被保持。这样构成的弹簧操作机构的断路动作是通过如下方式进行的：若跳闸电流流至作为保持控制机构的螺线管，则螺线管的柱塞使捕捉器动作，捕捉器与支杆的卡合脱开，进而，输出杆与闩的卡合脱开，输出杆旋转，断路弹簧力被释放。

作为开关装置的操作机构的第二以往例，专利文献2中公开的技术广为人知。在专利文献2的弹簧操作机构中所采用的构造是：为了保持断路弹簧力，配置有跳闸杆和保持杆，在断路动作时，并非通过断路弹簧的力，而是通过加速弹簧的力使保持杆动作，并释放断路弹簧力。

作为开关装置的操作机构的第三以往例，专利文献3中公开的技术广为人知。在专利文献3的弹簧操作机构中，断路弹簧的力介由输出杆，通过由闩、环和跳闸连杆机构构成的保持机构而被保持。这样构成的弹簧操作机构的断路动作是通过如下方式进行的：如跳闸电流流至螺线管，则螺线管的柱塞使跳闸连杆动作，输出杆与闩的卡合脱开，输出杆旋转，断路弹簧力被释放。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2007－294363号公报

专利文献2:日本专利第3497866号公报

专利文献3:日本特开2009－32560号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述开关装置的操作机构的第一以往例（专利文献1的例子）中，断路弹簧力的释放（断路动作）由通过螺线管的激励所产生的捕捉器的动作、O形支杆的动作和包含断路弹簧的电触头的动作的三个动作构成。图19中示出这些动作关系。横轴表示时间轴，纵轴表示各部分的冲程。图19中，最下部的曲线表示跳闸电流的波形，其上示出捕捉器的动作曲线（冲程）。其上示出O形支杆与断路弹簧的冲程。最上部示出气体断路器的消弧室内部的触头的通电信号。

以施加了跳闸电流的时间为基点，将捕捉器进行动作至O形支杆的动作开始的时间设为T1。并且，将从O形支杆的动作开始至断路弹簧的动作开始的时间设为T2。T3表示从断路弹簧的动作开始至到达断开点的时间。若设断开时间为T0，则

T0＝T1＋T2＋T3    （1）

的关系成立。

为了实现二循环切断，需要使断开时间T0为一定值以下。像这样，在一般的弹簧操作机构中，施加跳闸电流后，并不是从捕捉器到断路弹簧的所有部件同时开始动作，而是捕捉器动作了一定程度之后，与O形支杆的卡合脱开，由此，O形支杆的动作开始，O形支杆动作一定程度之后，断路弹簧动作。即，保持断路弹簧力的机构是阶段性地动作的，因此，为了缩短T0，需要缩短T1、T2、T3的各个时间。

但是，断路弹簧力是由消弧室的可动部重量和断开速度、驱动能量来决定的，因此，T3的时间缩短有限。作为使T2缩短的方法，通过O形支杆的轻量化和增大保持断路弹簧力的力（保持力），能够使动作高速进行。但是，若采用该方法，则如果保持力变大，那么为了提高强度，需要使O形支杆大型化，其轻量化受限。因此，通过增大保持力而进行的高速化受限。此外，通过增大保持力，在O形支杆与捕捉器的卡合部也作用很大的力，捕捉器大型化，并且为了使捕捉器动作，需要具有大的电磁力的螺线管。

现在，可列举出为了螺线管的高输出化而利用了大型电容器的激励方法，但由于流过螺线管的电流值存在由规格决定的上限值，所以高输出化有限。像这样，在以往的弹簧操作机构中，很难容易地缩短断开时间。