專利名稱：氣體斷路器的操作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝在變電所或類似場所內(nèi)用于切斷異?；蚬收想娏鞯臍怏w斷路器的操作裝置，特別是涉及這樣一種高速操作裝置，其操作速度之高使得在從工作活塞開始進(jìn)行分?jǐn)嗖僮鞯皆摴ぷ骰钊瓿芍睾祥l操作的時間周期可高達(dá)100至150ms。
一種傳統(tǒng)的氣體斷路器的操作裝置揭示在尚未審查的54-101168號日本專利說明書的內(nèi)容中。這種操作裝置包括一個位于某預(yù)定位置的排氣口的工作氣缸，一個在斷路(打開)和合閘操作時沿上述工作氣缸進(jìn)行往復(fù)運動的工作活塞，以及裝在該工作活塞前面、可在斷路操作時把高壓空氣引入所述工作氣缸的一個前氣室的裝置，還包括一個位于工作氣缸的前氣室內(nèi)根據(jù)氣體壓力動作的排氣閥(它包括一個閥門構(gòu)件)。
在這種操作裝置里，當(dāng)斷路操作時高壓氣體被引入所述前氣室，所述排氣閥由于所述閥門構(gòu)件的運動而關(guān)閉，以使得壓力氣體不會從該前氣室中釋出。直到工作活塞從斷路操作的開始時間起已移動了相當(dāng)一段距離后，所述工作氣缸的排出口才與位于工作活塞后面的后氣室相連通。因此，當(dāng)工作活塞移動時，在前氣室內(nèi)的氣體不泄放，反之在后氣室內(nèi)的氣體可從排氣口處排出，所述工作活塞由此可以獲得高速移動，從而實現(xiàn)斷路操作所需的高速度。
當(dāng)工作活塞移動到接近斷路操作結(jié)束位置時，排氣口與后氣室不再相通，而是與前氣室相通，以使前氣室內(nèi)的高壓氣體得以排出。當(dāng)前氣室中的氣壓減少到一個預(yù)定值以下時，借助閥門構(gòu)件的移動而打開排氣閥，使前氣室中的剩余壓力可進(jìn)一步減小。因此，當(dāng)斷路操作結(jié)束時，前氣室中的壓力很低，以便在完成斷路操作后能在一個非常短的時間周期內(nèi)實現(xiàn)斷路器的重合閘操作，此外使這一合閘操作可獲得高速度。
如上面所述，這種傳統(tǒng)的氣體斷路器操作裝置適用于以高速來實現(xiàn)從斷路操作開始到完成重合閘的操作?？墒?，這種操作裝置存在下述問題排氣閥與工作活塞的活塞桿的軸(中心線)是偏心布置的，當(dāng)閥門構(gòu)件處于打開排氣閥的位置時，在排氣閥的閥門構(gòu)件末端帶有的一個壓力接收段被一個彈簧所推動伸進(jìn)工作氣缸的前氣室內(nèi)，當(dāng)合閘操作結(jié)束時，工作活塞推動該閥門構(gòu)件的壓力接收段克服該彈簧的偏壓，并移動閥門構(gòu)件至關(guān)閉排氣閥的位置。此后，直到高壓氣體被引入前氣室內(nèi)，該閥門構(gòu)件靠所述工作活塞始終保持在上述后者位置。在如此布置的機(jī)構(gòu)中，其中工作活塞機(jī)械地強(qiáng)迫或推動該閥門構(gòu)件的壓力接收段，該閥門構(gòu)件的運動可靠性則可能降低，并且容易造成閥門構(gòu)件滑動部位的損壞。該工作活塞是以高速操作的。因此當(dāng)工作活塞以高速牽動排氣閥閥門構(gòu)件的壓力接收段的運動時，由于是偏心布置關(guān)系，于是閥門構(gòu)件遭受到一個偏心力，造成其在工作活塞和工作氣缸之間產(chǎn)生磨損，使得它們之間的滑動接觸表面有可能損壞，而且也可能對工作活塞的平穩(wěn)運動產(chǎn)生極為不利的影響。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明旨在提供一種在斷路和合閘操作過程中均能以高速平滑運轉(zhuǎn)，而不致?lián)p壞工作活塞、排氣閥等部件的氣體斷路器操作裝置。
本發(fā)明涉及的一種氣體斷路器的操作裝置包括一個帶有一個排氣口的工作氣缸;
一個裝在上述工作氣缸中可在第一和第二位置間往復(fù)運動的工作活塞，該工作活塞將工作氣缸的內(nèi)部空間分成一個第一室和一個第二室，所述第一、二室分別位于工作活塞的兩側(cè)，當(dāng)該操作裝置進(jìn)行斷路操作時，工作活塞從第一位置向第二位置移動，當(dāng)該操作裝置進(jìn)行合閘操作時，工作活塞又從第二位置移向第一位置，當(dāng)工作活塞移動靠近第二位置時，所述排氣口與第一室連通，當(dāng)工作活塞遠(yuǎn)離第二位置時，所述排氣口則與第二室連通;
在斷路操作期間將高壓氣體引入第一室內(nèi)的裝置;
以及當(dāng)?shù)谝皇抑械臍怏w壓力低于某一預(yù)定值時，可使第一室內(nèi)的氣體排出的排氣閥裝置，該裝置包含一個帶有可從第一室接收氣壓的壓力接收門的閥門構(gòu)件，該壓力接收門的位置是這樣確定的，即使當(dāng)工作活塞位于第一位置時，該壓力接收門也不會與工作活塞相接觸。
本發(fā)明的其它目的，技術(shù)特點和優(yōu)點將參考下面本發(fā)明的優(yōu)選實施例加以說明。


圖1是表示一種常規(guī)型的傳統(tǒng)氣體斷路器的示意圖;
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明實施的一個氣體斷路器的操作裝置的斷面圖，表示斷路操作;
圖3是圖2的操作裝置的又一斷面圖，表示合閘操作。
圖1表示一臺通過該裝置架空線150和151連接在一起的傳統(tǒng)氣體斷路器裝置100。其中架空線150經(jīng)由一個端子170與一個導(dǎo)體153的上端部連接，該導(dǎo)體沿一個套管152的內(nèi)部延伸。導(dǎo)體153的下端部連接到定觸頭154上。架空線151經(jīng)由一個端子157與另一導(dǎo)體156的上端部連接，該導(dǎo)體沿套管155的內(nèi)部延伸。導(dǎo)體156的下端部通過一個固定的充氣活塞158而被連到一個可動的充氣氣缸159上，而充氣氣缸159具有一個當(dāng)作動觸頭用的中空軸160。在斷路室161內(nèi)充有SF6氣體，標(biāo)號166代表一個油緩沖箱，標(biāo)號167和168則分別表示絕緣支撐件。
當(dāng)產(chǎn)生異常、故障電流或類似情況時，斷路磁閥裝置162接收一個斷路指令，使氣罐163中所充的高壓氣體送入操作裝置101的工作氣缸102中，于是工作活塞103向下運動(如圖1所示)。工作活塞103的這一運動被傳遞到操作桿171上，使操作桿171也向下運動，并壓緊合閘彈簧164。同時，通過樞軸桿172帶動充氣氣缸159和它的中空軸160向右運動，從而遮斷或斷開定觸頭154和動觸頭160之間的接觸。當(dāng)充氣氣缸159按此方式運動時，氣缸159中的SF6氣體被壓縮，并且向氣缸159的外部排氣。這些噴出的氣體吹滅在定觸頭154和動觸頭160分離時產(chǎn)生的電弧。由此消除異常電流或故障電流。
當(dāng)合閘磁閥裝置165在上述斷路操作后接收到一個合閘指令時，由該磁裝置165中的制動部件保持的活塞103得以釋放，活塞103和操作桿171在合閘彈簧164的影響下向上運動。通過樞軸桿172帶動充氣氣缸159移向左方，從而使動觸頭160插入定觸頭154。
根據(jù)本發(fā)明實施的一個氣體斷路器的操作裝置1參照圖2和圖3進(jìn)行說明。
圖2中，所述操作裝置1包括一個具有前后(在圖2中是左和右)端壁2A和2B及一個周壁2C的工作氣缸2，一個裝有一根從工作氣缸2的前端壁2A伸出的桿3A的工作活塞3，及一個固定在前端壁2A上并朝與活塞桿3A伸出方向相同的方向突出的排氣閥裝置4，所述工作活塞3在第一位置和第二位置之間往復(fù)運動，該第一位置(由點劃線3a表示)是指活塞3緊靠在所述工作氣缸2前端壁2A的內(nèi)表面上固定的擋塊5上時所在的位置，而該第二位置(由點劃線3b表示)是指活塞3緊靠在所述工作氣缸2后端壁2B的內(nèi)表面上固定的擋塊6上時所在的位置。工作活塞3具有一個第一或前端3c和一個第二或后端面3d，該工作活塞3將工作氣缸2的內(nèi)部空間分隔成位于活塞3前端側(cè)的一個第一室2a和位于活塞3后端側(cè)的一個第二室2b。
一根供氣管9固定到工作氣缸2的前(左)端壁2A上，高壓氣體從這一供氣管9的管道口8送入所述第一室2a，該管口形成并穿過前端壁2A。所述供氣管9連接到一個氣罐(見圖1標(biāo)號163)。一個排氣口7形成并穿過工作氣缸2的周壁2C，而且位于靠近后端壁2B的周壁側(cè)。所述排氣口7可通過排氣消聲器16與大氣相通。當(dāng)工作活塞3遠(yuǎn)離第二位置3b時，排氣口7是與位于活塞3背面?zhèn)?見圖1右側(cè))和工作氣缸2的第2室26連通，當(dāng)工作活塞3移動靠近第二位置36時，該排氣口7則與工作氣缸2的前室2a相連通。
所述排氣閥裝置4由一個外殼12和一個閥門構(gòu)件11組成。該外殼12具有一個通過一個在氣缸2的前端壁2A上形成的過孔13與所述第一室2a相通的內(nèi)室14和一個閥門氣口10，所述孔13形成并穿過氣缸2的前端壁2A。閥門構(gòu)件11位于內(nèi)室14和閥門氣口10之間。該閥門構(gòu)件11包括一個位于內(nèi)室14內(nèi)的壓力接收門11a和一個擋塊11b。閥門構(gòu)件11可由彈簧15帶動向這樣一個方向(如圖3所示)運動，以使得內(nèi)室14與閥門氣口10連通。閥門構(gòu)件11布置在這樣一個位置，即使當(dāng)活塞3處于其第一位置3a時，閥門構(gòu)件11的壓力接收門11a也不會與該活塞3相接觸。
現(xiàn)在說明操作裝置1的操作過程。
一旦出現(xiàn)異?；蚬收想娏骰蝾愃魄闆r，斷路電磁閥裝置(參見圖1中標(biāo)號162)就接收到一個斷路指令，高壓氣體從氣罐(圖1中163)經(jīng)由供氣管道8送入第一室2a。推動活塞3向右運動。同時，這一在第一室2a中的氣壓經(jīng)由過孔13充入內(nèi)室14，并產(chǎn)生一個比彈簧15所產(chǎn)生的向右推動力大的力，強(qiáng)迫排氣閥裝置4的閥門構(gòu)件11的壓力接收門11a向左，因此，閥門構(gòu)件11移動至其閉合位置(參見圖2)，隔斷了內(nèi)室14和閥門氣口10間的連通。直到工作活塞3移動至靠近其第二位置3b前，(也就是說，直到斷路操作的最后階段前)，工作氣缸2的排氣口7始終與第二室2b保持相通。這樣在工作活塞3向右移動的過程中，在第一室2a中的高壓氣體就不會泄放掉，而同時第二室2b中的氣體則從排氣口7輕易排出，以使該工作活塞3能夠高速高效地移動。
當(dāng)工作活塞3移動至靠近第二位置3b時(也就是說，對于斷路操作的最后階段)，該活塞3經(jīng)過所述排氣口7處，使排氣口7轉(zhuǎn)而與第一室2a相連通。這樣在第一室2a中的高壓氣體得以泄放到大氣中，從而使第一室2a中的氣壓減壓。當(dāng)?shù)谝皇?a中的壓力降低到低于某一預(yù)定值時，作用在排氣閥裝置4的閥門構(gòu)件11的壓力接收門11a上的向左推動力變得小于其彈簧15產(chǎn)生的向右推動力，從而使該閥門構(gòu)件11移動至其打開位置(圖3)，使內(nèi)室14與閥門氣口10連通。以這種方式，在斷路操作的最后階段(也就是說，接近于完成斷路操作的時間階段)，使第一室2a中的氣體急速而高效地從排氣口7和排氣閥裝置4排出。
在緊隨著上述斷路操作后的重合閘操作時，工作活塞3向左方運動。在這種情況下，供氣管9關(guān)閉，氣體不再從供氣管9送入第一室2a，這時的排氣閥門裝置4處于其打開狀態(tài)，因此當(dāng)工作活塞向左移動時，第一室2a中的氣體可通過所述排氣閥裝置4排出。這樣當(dāng)活塞3移向左方過程中，由于第一室2a中的壓力并未增加，活塞可實現(xiàn)平滑地及有效地運動。在這一合閘(重合閘)操作過程中以及在從這一合閘操作結(jié)束到下一次斷路操作啟動的時間周期內(nèi)，所述排氣閥裝置4一直保持在其打開狀態(tài)。
雖然在圖2和圖3中沒有示出，本發(fā)明操作裝置1實際上采用了圖1所示傳統(tǒng)的裝置中相關(guān)的許多部件，類似的有操作桿171，合閘彈簧164等。供給操作裝置1合閘操作指令的合閘電磁閥裝置65是與(圖1中的)傳統(tǒng)的合閘電磁閥裝置一樣的。因此用于驅(qū)動活塞3的任何現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)可以先用在與這一電磁閥裝置65有聯(lián)系的操作環(huán)節(jié)中。在圖2和3中，該合閘電磁閥裝置65的輸出桿65a貫通工作氣缸3的端壁2B，并且其左端與工作活塞3的部件3，連接到一起。不過，該合閘電磁閥裝置65的輸出桿65a的末端也可以采用一個合適的連桿機(jī)構(gòu)或類似機(jī)構(gòu)與位于工作氣缸2外端的活塞桿3A連接。
如上所述，依照本發(fā)明，通過合理地控制位于工作活塞兩側(cè)的工作氣缸第一室和第二室中空氣的排放?？梢詫崿F(xiàn)高速、有效地完成斷路和合閘操作。進(jìn)一步說，由于在斷路操作最后階段，氣體可從第一室中急速排放掉，使得從斷路操作到合閘操作的轉(zhuǎn)換均能以高速動作。更進(jìn)一步說，由于在斷路操作從啟動到完成的時間周期內(nèi)，在第一室2a中的高壓氣體壓力維持不變，可充分利用這一高壓氣體而不致浪費，并且因此可縮小氣罐(見圖1中標(biāo)號163)的原有尺寸。
特別是根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)工作活塞3在完成合閘操作時移到其第一位置3a，工作活塞3仍不會與閥門構(gòu)件11相接觸，從而消除了前面提到的在日本專利說明書No.54-101168中描述的現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。
在結(jié)合附圖表達(dá)的實施例中，排氣閥裝置4突出的方向與活塞桿3A延伸的方向一致，對排氣閥裝置4這樣布置的方案顯然優(yōu)于將其置于氣缸2的后端壁2B上成為一個單獨的障礙突出物的情況。
權(quán)利要求
1.一種氣體斷路器的操作裝置包括有一個帶有一個排氣口的工作氣缸；一個位于所述工作氣缸內(nèi)在一個第一位置和一個第二位置之間往復(fù)運動的工作活塞，所述工作活塞將所述工作氣缸的內(nèi)部空間分隔成位于所述工作活塞兩側(cè)一個第一室和一個第二室，在所述操作裝置進(jìn)行斷路操作時，所述活塞從第一位置移動到第二位置，在所述操作裝置進(jìn)行合閘操作時，所述活塞又從第二位置移動到第一位置，當(dāng)所述工作活塞移動至靠近所述第二位置時所述排氣口與所述第一室連通，當(dāng)工作活塞離開該第二位置后，所述排氣口與所述第二室連通；在所述斷路操作期間將高壓氣體引入所述第一室的裝置；以及當(dāng)所述第一室內(nèi)的氣體壓力低于一個預(yù)定值后從所述第一室中泄放氣體的排氣閥裝置，所述排氣閥裝置包括一個帶有一個壓力接收門的閥門構(gòu)件，用于減少第一室中氣體的壓力，所述壓力接收門的位置是這樣確定的即使當(dāng)所述工作活塞位于所述第一位置時，也不會與所述壓力接收門相接觸。
2.一種權(quán)利要求1所述的操作裝置，其中所述工作氣缸具有一對端壁，所述工作活塞的活塞桿從所述工作氣缸的該對端壁之一延伸出去，所述排氣閥裝置固定在所述一個端壁上，并且該裝置的突出方向與所述活塞桿的延伸方向相同。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1的操作裝置，其中所述排氣閥裝置包括一個外殼和一個閥門氣口，所述外殼的內(nèi)室與所述第一室連通，所述閥門構(gòu)件裝在所述內(nèi)室和所述閥門氣口之間，并且該構(gòu)件的壓力接收門位于所述內(nèi)室內(nèi)，所述排氣閥裝置還包括一個彈簧，該彈簧一般地推動所述閥門構(gòu)件朝這樣一個方向運動，使得所述內(nèi)室和所述閥門氣口相通。
全文摘要
一種氣體斷路器的操作裝置，包括一個位于工作氣缸內(nèi)在一個第一位置和一個第二位置間作往復(fù)運動的工作活塞，該活塞將氣缸分成一個第一室和一個第二室。該操作裝置還包括一個當(dāng)?shù)谝皇抑械臍鈮簻p少到一預(yù)定值以下時用來排放第一室中氣體的排氣閥裝置。該排氣閥裝置具有一個閥門構(gòu)件，該構(gòu)件上帶有一個用來減少第一室中空氣壓力的壓力接收門。
文檔編號H01H33/98GK1056949SQ9110355
公開日1991年12月11日 申請日期1991年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月30日
發(fā)明者北東広道, 福地哲夫, 大野政智, 鈴木昭 申請人:株式會社日立制作所