[发明专利]外壳内充以电气绝缘气体的绝缘开关装置

说明书

本发明涉及一台带外壳的绝缘开关装置，其内部封装有至少两台开式开关以及一台有如真空断路器那样的闭式开关，并充以电气绝缘气体来防止由于一台开式开关切断操作造成高温发弧气体影响另一台开式开关。

众所周知，一台绝缘开关装置包括了多个开关，用如混合气体那样的电气上绝缘气体充满外壳封装。对于这类绝缘开关装置来说，希望能缩短至少两台相邻开关之间的距离而减小装置的尺寸，又不会造成两台相邻开关之间的短路。在日本专利第二出版物(TokkoShowa)的第4—35966号中公开了一种这类紧凑型绝缘开关装置。图9所示为上述日本专利文献所叙述的现有技术绝缘开关装置的原理性说明。参见图9，绝缘开关装置包括了一个充以电气绝缘气体的外壳4；第一闭式开关1例如一个真空开关管；由一个静止连接端头口，一个接到外壳4上的接地端头8和一个可旋转刀片10组成的第二开式开关；和由一个静止连接端头13，一个接到外壳4上的静止接地端头9和一个可旋转刀片11组成的第三开式开关3。参考数标5，6，7分别表示套管。当旋转刀片10和11均分别处于水平位置时，主回路保持闭合。当两个刀片10和11均为垂直时，主回路便接地。当两个刀片10和11处于水平和垂直之间的中间位置时，这台开关装置便处于中性状态。从图9中可见，第二开关2位于第一开关1之下，并略向右侧偏移，而第三开关3亦位于第一开关1之下，但略向左侧偏移。第一开关1通过置于套管5中的导体与负荷连接。第二开关2通过置于套管6中的导体与受电回路连接，而第三开关3通过置于套管7中的导体也与受电回路连接。这样便形成了一个T形分支回路。如图9所示常规开关装置即作为接地开关，也作为断路器。闭式开关表示一对触头通过一个封闭外壳按空气密封规格密封，以防止由于其它开关的切断操作所产生的发弧气体引入在闭式开关封装内部一对电触头之间的燃弧区中来。由于这类闭式开关的触头基本上封闭在一个密封的外壳之中，使闭式开关能保证足够的介电强度对付暂时存留的发弧气体，还能保持与其它开关间距最小。相反地，开式开关或非闭式开关为闭式开关的相反类型。在这种非闭式开关中，当这类开关切断操作阻断电流的时候，发弧气体便排发到外面。

当第一，第二和第三开关1，2，3均处于闭合位置时，也就是建立起了主回路时，环电流流过第二，第三开关2和3负荷电流流过第一开关1。在此条件下打开开式开关2解开环路，当环路内电流被阻断时，在可移动刀片10和静止连接端头12之间便产生电弧。结果，由电弧加热的发弧气体便排放并扩散出去。虽然扩散的发弧气体到达第一开关1，但是由于封闭的外壳使第一开关1有足够的介电强度以防止暂时存留的发弧气体。此外，由两台相邻开式开关2和3之间的距离为相邻开关2和3之间绝缘要求的最小距离，使整个绝缘开关装置的总宽度比起在一对开式开关之间中间位置上没有一台闭式开关的那种常规开关装置缩短到2/3。但是，如果第一开关1由真空开关管，真空断路器或真空遮断器组成，沿着开关管的绝缘真空外壳的柱形表面上会产生表面蠕变，这是由在切断开式开关2和3时分别产生的发弧气体中部分扩散到了真空外壳的柱形表面所致。在这种情况下真空外壳的介电耐电压特性便降低了。相应地，还可能在真空开关管的电极之间出现短路。把真空开关管作为一种闭式开关排列于多个开式开关附近时，其缺点在于闭式开关与开式开关之间的距离以及两台相邻开式开关之间的距离都必须相对地长些。这样便使装置的总尺寸放大了。