带有接地开闭器的断路器 |
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| 申请号 | CN201110187984.5 | 申请日 | 2011-07-06 | 公开(公告)号 | CN102339684B | 公开(公告)日 | 2014-05-14 |
| 申请人 | 株式会社日立制作所; | 发明人 | 申台容; 八木沼久治; | ||||
| 摘要 | 带有接地开闭器的 断路器 的开闭部采用简单的结构，实现装置可靠性的提高和装置整体尺寸的减小。在密闭容器(1)的内部，设置两个主 电路 导体(2，3)，在主电路导体(2)侧，设置断路器，主电路导体(3)与密闭容器(1)之间，设有接地开闭器， 驱动轴 (4)伴随旋转，而使断路器侧和接地开闭器侧活动 接触 子(7a，7b)直线移动，驱动轴(4)位于上述断路器侧和接地开闭器侧导体(3a，3b)的轴线之间形成的直 角 程度的打开角度的二等分线上，进行圆弧运动的双孔杆(5)安装于驱动轴(4)上，设置两个弯曲 连杆 (6a，6b)，其一端分别连接于该双孔杆(5)上，并且将断路器活动接触子或接地开闭器侧活动接触子连接于其另一端。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种带有接地开闭器的断路器，其按照在密闭容器内，二个主电路导体以其延长线交叉的方式设置，在上述一个主电路导体侧，具有断路器，该断路器由断路器侧固定接触子和在中空的断路器侧导体内进行直线移动而往复的断路器侧活动接触子构成，另外，在上述另一主电路导体与密闭容器侧之间，具有接地开闭器，该接地开闭器由接地开闭器侧固定接触子和在中空的接地开闭器侧导体内直线移动而往复的接地开闭器侧活动接触子构成，设置驱动轴，该驱动轴伴随旋转，而使上述断路器侧和接地开闭器侧活动接触子直线移动，上述驱动轴位于上述断路器侧和接地开闭器侧导体的轴线之间形成的直角程度的打开角度的二等分线上，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 带有接地开闭器的断路器技术领域背景技术[0003] 图5表示过去一般使用的三位置开闭器的外观结构。在该三位置开闭器中，在长度L1的密封容器101的内部，设置沿纸面方向延伸的三相的主电路导体102，与按照其延长线与该主电路导体102相交叉的方式设置的主电路导体103。另外，包括断路器，其由设置于一个主电路导体102侧的断路器侧固定接触子110a，和在断路器侧导体103a的内部直线移动而往复的断路器侧活动接触子107a构成。另外，在另一主电路导体103和密闭容器101侧，包括接地开闭器，其由接地开闭器侧固定接触子110b，与在接地开闭器侧导体103b的内部直线移动而往复的接地开闭器侧活动接触子107b构成。 [0004] 另外，在断路器和接地开闭器之间，以可旋转的方式设置驱动轴104。在安装于该驱动轴104上而进行由点划线表示的圆弧动作单孔杆105上，连接直线连杆106a，106b的一端，在直线连杆106a的另一端上连接断路器侧活动接触子107a，另外在直线连杆106b的另一端，连接接地开闭器侧活动接触子107b。由此，按照伴随驱动轴104的旋转，断路器侧活动接触子107a和接地开闭侧活动接触子107b直线移动而往复动作的方式构成。 [0005] 该图5所示的三位置开闭器具有下述的问题，即，断路器侧导体103a和接地侧导体103b的中心轴线交叉而形成的角度(在下面称为打开角度)为大大超过90度的钝角，由此，密闭容器101的外壳长度L1较长，GIS整体的尺寸大。 [0006] 于是，象图6所示的那样，断路器侧导体203a和接地侧导体203b的打开角度按照为直角的方式构成，由此，考虑使密闭容器201的箱长度L2缩短为图5的长度的80％。但是，在该结构中，在断路器侧活动接触子207a和接地开闭器侧活动接触子207b的初始动作时，断路器侧活动接触子207a和断路器侧导体203a的圆筒滑动面，以及接地开闭器侧活动接触子207b和接地侧导体203b的圆筒滑动面的摩擦力非常大。由此，具有必须要求使驱动轴204运动的驱动输出大的操作器，GIS整体变大的问题。另外，具有因各活动接触子207a，207b和各导体203a，203b的圆筒滑动面的摩擦，容易产生对绝缘特性造成不利影响的异物的问题。另外，对于图6中的与图5相同部位的其它的部件，由于采用以200为基准的标号，故省略对其的说明。 [0007] 作为断路器侧导体和接地侧导体的打开角度为直角的结构，列举有比如，JP特公昭54-29701号(专利文献1)中记载的三位置开闭器。在专利文献1中公开有下述的三位置开闭器，该三位置开闭器由设置于中心导体之间的，具有基本呈V形的凸轮槽的凸轮；通过滚轮而在该凸轮槽中移动的断路器侧的活动接触子和接地开闭器侧的活动接触子。 [0008] 在该结构中，可通过形成断路器侧导体和接地侧导体的打开角度基本为直角的结构，缩短外壳长度。但是，具有因滚轮在凸轮槽中滑动，产生滑动粉的问题。另外，具有结构复杂，制造麻烦的问题。 [0009] 下面通过图7～图9的开闭部的放大图和矢量图，表示伴随图6所示的三位置开闭器的驱动而产生的负荷力。图7B为从图7A的接地开闭器活动接触子207b投入接地开闭器侧固定接触子210b的接地状态，将初始动作转矩沿逆时针方向提供给驱动轴204时的矢量图。 [0010] 在这里，对断路开闭部209a侧的分力和反力进行探讨。在图7B中，如果提供初始驱动转矩，则在单孔杆205的旋转销211c的位置，产生驱动力F0。接着，产生驱动力F0的分力F11，另外，产生由F11Cosθ2表示的分力F12，与由F11Sinθ2表示的分力F13。此外，θ2指断路器侧活动接触子207a的中心线，与将旋转销211a和211c之间连接的线所形成的夹角。 [0011] 由于分力F12为活动接触子207a的活动子轴向的有效推进力，故最好其较大。但是，问题在于沿活动接触子207a的轴直角方向产生的分力F13。通过分力F13，活动接触子207a从断路器侧导体203a的滑动面而承受反力F14和反力F15。 [0012] 另一方面，由于在接地开闭部209b侧，接地开闭器侧活动接触子207b的动作与断路开闭部209a刚好相反，故从驱动力F0，产生分力F21，接着，产生由F21Cosθ1表示的分力F22，与由F21Sinθ1表示的分力F23。另外，θ1为接地开闭器侧活动接触子207b的中心线，与将旋转销211b，211c之间连接的线所形成的夹角。 [0013] 由于分力F22为接地开闭器侧活动接触子207b的活动轴方向的有效的推进力，故最好其较大。但是，问题在于与前述相同，接地开闭器侧活动接触子207b的轴直角方向的分力F23。通过该分力F23，接地开闭器侧活动接触子207b从接地开闭器侧导体203b的滑动面而承受反力F24，反力F25。 [0014] 下面对由图8A，图8B表示的断路状态进行说明。如果将该状态的角度θ1与θ2与图7B所示的角度θ1与θ2进行比较，则图8B所示的角度小。该角度θ1与θ2变小这一点意味着滑动摩擦力减小。其原因在于：滑动摩擦力为角度θ1与θ2的函数。 [0015] 下面对图9A，9B所示的闭路状态进行说明。如果将该状态的图9B所示的角度θ1与θ2与图7B所示的角度θ1与θ2进行比较，则图9B所示的角度θ1与图7B的角度θ2相同，另外，图9B的角度θ2与图7B的角度θ1相同。其原因在于本连杆机构相对断路器侧导体203a和接地侧导体203b所形成的夹角的二等分线，保持对称的状态的结构。于是，从断路器侧导体203a的滑动面而承受断路器侧活动接触子207a的反力与图7B所示的力相同。 [0016] 滑动摩擦力为各活动接触子207a，207b承受的反力F14，F15，F24，F25，与断路器侧导体203a与接地开闭器侧导体203b的圆筒内面的接触摩擦系数的乘积。由于图7～图9所示的角度θ1，θ2伴随单孔杆205的旋转位置而变化，故反力F14，F15，F24，F25均对应于单孔杆205的旋转位置而变化。根据上述探讨，角度θ1，θ2的值在活动接触子的初始动作时和动作完成时为最大，由此，滑动摩擦力也在活动接触子的初始动作时和动作完成时为最大。 [0017] 下面根据图10A，图10B，图10C，对各活动接触子207a，207b的动作与负荷转矩的关系进行说明。图10为表示在从操作器提供一定的驱动转矩Ta时，伴随滑动摩擦力，负荷转矩Tb怎样地变化的图。各活动接触子207a，207b与断路器侧导体203a的圆筒滑动面和接地开闭器侧导体203b的圆筒滑动面的摩擦系数分别为1.2。 [0018] 该负荷转矩Tb曲线为表示三位置开闭器从接地状态，开始动作时的负荷转矩的变化的曲线。图10A的负荷转矩Tb表示仅仅断路开闭器209a侧的负荷转矩。在操作器的驱动转矩Ta为100％时，初始动作时的负荷转矩Tb为93.5％。伴随断路器侧活动接触子207a朝向闭路方向，即断路器侧固定接触子210a方向的进行，负荷转矩Tb急剧地减少，图 3～图5所示的角度θ2为零，此时，分力F13为零。在角度θ2超过零点时，则负荷转矩Tb为增加倾向，但是知道，与初始动作时的负荷转矩相比较，非常小。 [0019] 图10B表示与图10A相同的动作的仅仅接地开闭部209b侧的负荷转矩。图10B为与图10A刚好相反的负荷转矩曲线。在从图10B，操作器的驱动转矩Ta为100％时，仅仅接地开闭器209b侧的动作完成前的负荷转矩为93.5％。 [0020] 如果驱动轴204旋转，则断路开闭器209a和接地开闭部209b的两负荷转矩同时作用于驱动轴204上。图10C的负荷转矩Tb是对图10A和图10B的负荷转矩进行算术加法运算而绘制的。在三位置开闭器的初始动作时，即，在各活动接触子207a，207b的行程为0％时(相对接地状态的动作开始之后)，相对驱动转矩Ta100％，负荷转矩Tb为99.7％。 伴随断路器侧活动接触子207a的行程的增加，负荷转矩Tb减小，但是，从行程40％，到 60％，负荷转矩Tb的减少转到增加，在该行程为100％时(闭路状态前)，负荷转矩Tb达到 99.7％。 [0021] 象根据以上的探讨而知道的那样，图6所示的已有的三位置开闭器在该初始动作时和动作完成时产生非常大的负荷转矩。由此，在采用图6所示的单孔杆的过去的三位置开闭器中，具有必须采用操作力大的操作器，导致操作器的整体尺寸的增加的问题。 [0022] 本发明的三位置开闭器的目的在于一边采用简单的机构，以便使断路部和接地开闭部的活动接触子联动，使其直线移动，一边通过极力地抑制活动接触子和中空导体之间的活动摩擦力，防止异物的发生，使包括操作器在内的整体尺寸减小。 发明内容[0023] 本发明的三位置开闭器是这样的，按照在密闭容器内，两个主电路导体以其延长线交叉的方式设置，在上述一个主电路导体侧，具有断路器，该断路器由断路器侧固定接触子和在中空的断路器侧导体内进行直线移动而往复的断路器侧活动接触子构成，另外，在上述另一主电路导体与密闭容器侧之间，具有接地开闭器，该接地开闭器由接地开闭器侧固定接触子和在中空的接地开闭器侧导体内直线移动而往复的接地开闭器侧活动接触子构成，设置驱动轴，该驱动轴伴随旋转，而使上述断路器侧和接地开闭器侧活动接触子直线移动，上述驱动轴位于上述断路器侧和接地开闭器侧导体的轴线之间形成的直角程度的打开角度的二等分线上，此时，该三位置开闭器包括双孔杆，其安装于上述驱动轴上，进行圆弧运动；二个弯曲连杆，其一端分别连接于上述双孔杆上，并且将断路器活动接触子或接地开闭器侧活动接触子连接于其另一端上，在上述断路器侧活动接触子和上述双孔杆分别与上述断路器侧的弯曲连杆连接的二个连接点，以及上述接地开闭器侧活动接触子和上述双孔杆分别与上述接地开闭器侧弯曲连杆连接的二个连接点相对上述二等分线而保持对称时，上述断路器和上述接地开闭器均处于开路状态，在上述双孔杆从上述开路状态，按照规定角度摆动到上述断路器侧时，上述断路器处于闭路状态，在上述双孔杆从上述开路状态，按照规定角度摆动到上述接地开闭器侧时，上述接地开闭器处于闭路状态。 [0024] 最好，在上述断路器侧和接地开闭器侧活动接触子滑动的上述断路器侧和接地开闭器侧导体的内周面上，设置滑动摩擦力降低部件。 [0025] 在这里，本发明的将断路器侧和接地开闭器侧活动接触子与双孔杆连接的“弯曲连杆”不仅包括呈弓状弯曲的形状的连杆，而且还从广义地角度包括直角连杆等，具有规定角度的形状的连杆。另外，本发明的“双孔杆”以驱动轴为中心而进行圆弧运动，在与驱动轴相反一侧的端部的二个部位，可将用于使各活动接触子直线移动的二个弯曲连杆连接，其外形没有特别的限定。 [0026] 本发明的所能达到的有益效果是，本发明的三位置开闭器采用按照在中空的断路器侧和接地开闭器侧导体内，分别使断路器侧和接地开闭器侧活动接触子滑动时，通过双孔杆而经由弯曲连杆，使各活动接触子直线移动的结构。通过该结构，可降低过去的采用单孔杆的场合的，特别是在初始动作时显著地产生的摩擦力。另外，可通过摩擦力的减低，减小操作器的整体尺寸，进而可减小装置整体的尺寸。 [0027] 另外，由于通过将弯曲连杆直接连接于双孔杆上，构成连杆机构部，故不采用过去的复杂的结构，可形成简单的结构。通过象这样形成简单的结构，可减轻三位置开闭器的制作时的负担。另外，可减少相对连杆机构部的滑动粉等的异物的发生，可提高装置的可靠性。 [0029] 图1A，图1B，图1C为表示本发明的一个实施例的三位置开闭器的结构和动作的剖视图； [0030] 图2A为图1A的开闭部的放大图，图2B为表示接地开闭器从关闭状态，开始动作之后的驱动力和负荷力的矢量图； [0031] 图3A为图1B的开闭部的放大图，图3B为表示接地开闭器为打开状态，断路器为打开状态时的驱动力和负荷力的矢量图； [0032] 图4A为图1C的开闭部的放大图，图4B为表示接地开闭器为打开状态，并且断路器为关闭状态之前的驱动力和负荷力的矢量图； [0033] 图5为表示已有的三位置开闭器的结构的剖视图； [0034] 图6为表示另一过去的三位置开闭器的结构的剖视图； [0035] 图7A为图6的开闭部的放大图，图7B为表示接地开闭器从关闭状态，开始动作之后的驱动力和负荷力的矢量图； [0036] 图8A为图6的开闭部的放大图，图8B为表示接地开闭器为打开状态和断路器为打开状态时的驱动力和负荷力的矢量图； [0037] 图9A为图6的开闭部的放大图，图9B为表示接地开闭器为打开状态，断路器为关闭状态之前的驱动力和负荷力的矢量图； [0038] 图10A为表示滑动摩擦系数为1.2的场合的活动接触子行程与驱动转矩和负荷转矩的关系的断路器侧的负荷转矩特性图，图10B为表示滑动摩擦系数为1.2的场合的活动接触子行程与驱动转矩和负荷转矩的关系的接地开闭器侧的负荷转矩特性图，图10C为对图10A和图10B所示的负荷转矩曲线进行叠加的负荷转矩特性图； [0039] 图11A为表示滑动摩擦系数为1.0的场合的活动接触子行程与驱动转矩和负荷转矩的关系的断路器侧的负荷转矩特性图，图11B为表示滑动摩擦系数为1.0的场合的活动接触子行程与驱动转矩和负荷转矩的关系的接地开闭器侧的负荷转矩特性图，图11C为对图11A和图11B所示的负荷转矩曲线进行叠加的负荷转矩特性图； [0040] 图12A为表示滑动摩擦系数为0.5的场合的活动接触子行程与驱动转矩和负荷转矩的关系的断路器侧的负荷转矩特性图，图12B为表示滑动摩擦系数为0.5的场合的活动接触子行程与驱动转矩和负荷转矩的关系的接地开闭器侧的负荷转矩特性图，图12C为对图12A和图12B所示的负荷转矩曲线进行叠加的负荷转矩特性图。 具体实施方式[0041] 下面根据附图，对本发明的实施形式进行说明。另外，下述的实施例为本发明的三位置开闭器的一个例子，可在不脱离本发明的范围内，按照适当改变各部分的形状和结构的方式进行实施。 [0042] 实施例1 [0043] 图1A～图1C表示本发明的三位置开闭器的一个实施例，图1A为断路开闭部9a为开路状态，并且接地开闭部9b为闭路状态。在下面将该状态称为“接地状态”，在图1B中，断路开闭部9a和接地开闭部9b均为开路状态。在下面将该状态称为“断路状态”。图1C为断路开闭部9a为闭路状态，并且接地开闭部9b为开路状态。在下面将该状态称为“闭路状态”。 [0044] 在实现气体绝缘的密闭容器1的内部，三相的主电路导体2按照沿图的纸面方向延伸的方式设置。该主电路导体2按照设置断路器侧固定接触子10a的方式电连接。还在另一相的主电路导体2上，设置图中未示出的断路器侧固定接触子，分别电连接。在密闭容器1中的与主电路导体2相反一侧的端部，主电路导体3通过绝缘间隔件13而支承，以三个中心轴线与主电路导体2交叉的状态设置。在密闭容器1的纸面顶侧，接地开闭器侧固定接触子10b通过螺纹紧固等方式固定于法兰盖14上。 [0045] 另外，与过去相同，在一个主电路导体2侧，具有由断路器侧固定接触子10a和在断路器侧导体3a的内部直线移动而往复的断路器侧活动接触子7a构成的断路器。另外，同样，在另一主电路导体3和密闭容器1侧之间，具有由接地开闭器侧固定接触子10b和在接地开闭器侧导体3b内直线移动而往复的接地开闭器侧活动接触子7b构成的接地开闭器。 [0046] 图2A表示图1A的开闭部的放大图，断路开闭部9a按照断路器侧固定接触子10a和断路器侧活动接触子7a面对的方式设置。断路器侧活动接触子7a可以可滑动的方式保持于中空状的断路器侧导体3a上，可进行直线移动而往复。断路器侧导体3a经由设置于内部的集电子8a，与断路器侧活动接触子7a电连接。 [0047] 接地开闭部9b的接地开闭器侧固定接触子10b用于使主电路导体3接地，按照与接地开闭器侧活动接触子7b面对的方式设置三相。接地侧导体3b与断路器侧导体3a相同，呈中空状，在内部，以可滑动的方式保持接地开闭器侧活动接触子7b，可进行直线移动而往复。另外，接地侧导体3b经由设置于内部的集电子8b，与接地开闭器侧活动接触子7b侧电连接而通电。断路器侧导体3a和接地侧导体3b的中心线交叉而形成的角度为相垂直的90度。 [0048] 下面通过图2～图4，对作为本发明的特征的固定于驱动轴4上的双孔杆5的结构进行说明。如图2～图4所示，在双孔杆5的一端固定于驱动轴4上，可进行点划线所示的圆弧运动。双孔杆针对各相，每次一个地设置，在一个驱动轴4上双孔杆分别按照以机械方式形成一体的方式固定。如果旋转轴4旋转，各相的双孔杆也与驱动轴4联动而进行圆弧运动。该驱动轴4位于断路器侧导体3a和接地侧导体3b的各自轴线所形成的夹角的二等分线上。 [0049] 双孔杆5通过旋转销11d，11e，分别与弯曲连杆6a，6b的一端连接。弯曲连杆6a，6b的另一端分别通过断路器侧活动接触子7a，或接地开闭器侧活动接触子7b和旋转销 11a，11b而连接。如果用于这些弯曲连杆6a，6b的材质具有可足以抵抗在各活动接触子7a， 7b在中空的各导体3a，3b的内周面上滑动时产生的摩擦的强度，则没有特别的限定。 [0050] 图3A表示针对断路器侧导体3a和接地侧导体3b的相应的中心线所形成的夹角的二等分线，接地开闭部9b侧的旋转销11b，11e与断路开闭部9a侧的旋转销11a，11d处于对称的状态。 [0051] 在该状态，接地开闭部9b侧的弯曲连杆6b按照旋转销11e侧端部从接地开闭器侧活动接触子7b的轴线上，与驱动轴4离开的方式，在从旋转销11e侧端部，连杆全长的约三分之一的部位，弯曲于纸面左侧。同样，断路开闭部9a侧的弯曲连杆6a按照旋转销11d侧端部从活动件7a的轴线上而相对驱动轴4离开的方式，从旋转销11d侧端部，在连杆全长的约三分之一的部位，弯曲于纸面底侧。 [0052] 另外，在图3A中，将各弯曲连杆6a，6b和各活动接触子7a，7b连接的旋转销11a和11b的位置分别位于断路器侧导体3a和接地侧导体3b的驱动轴4侧端部的附近，如果旋转销11a和11b中的相对断路器侧导体3a和接地侧导体3b的位置不妨碍弯曲连杆6a，6b的弯曲部在各活动接触子7a，7b的断路器侧导体3a和接地侧导体3b的内面中的滑动，则没有特别的限定。 [0053] 本实施例的三位置开闭器的弯曲连杆6b具有在图2A所示的接地状态，位于其一端的旋转销11e具有相对接地开闭器侧活动接触子7b的轴线，位于与驱动轴4相反一侧的弯曲部。另一方面，弯曲连杆6a具有在图4A所示的闭路状态，位于其一端的旋转销11d相对断路器侧活动接触子7a的轴线，位于与驱动轴4相反的一侧的弯曲部。 [0054] 但是，伴随双孔杆5的旋转，将各活动接触子7a，7b和双孔杆5连接的连杆以与活动接触子的连接点为中心点而进行圆弧运动。由此，在该连杆采用直线连杆的场合，必须设置可在直线连杆和中空导体之间进行圆弧运动的间隔件。在采用直线连杆的已有例的图5和图6所示的结构的接地状态，必须在接地侧导体103b的内周面纸面左侧，开设槽，另外相反在闭路状态，必须在断路器侧导体103a的内周面纸面底侧，开设槽。同样在本实施例中，在采用直线连杆的场合，必须将相同的槽设置于中空的各导体的内周面(直线连杆和中空的各导体的滑动面)上。 [0055] 但是，在本实施例中采用两个弯曲连杆6a，6b，由此，可抑制这些圆弧运动造成的对中空的断路器侧导体3a和接地侧导体3b的影响。由此，可不在中空的断路器侧导体3a和接地侧导体3b的端部的滑动面上开设槽，而使各活动接触子7a，7b在断路器侧和接地侧导体3a，3b的内部进行直线移动。象这样，通过不在中空的断路器侧导体3a和接地侧导体3b的滑动面上开设槽，容易将在下面将要描述的滑动摩擦降低部件12安装于中空的各导体3a，3b的内周面上，可进一步降低滑动摩擦。 [0056] 在本实施例中，滑动摩擦降低件12按照规定的间隔，沿圆周方向而安装于中空的断路器侧导体3a和中空的接地侧导体3b的内周面的相应的二个部位。各活动接触子7a，7b可通过相对滑动摩擦降低件12而滑动，大幅度地降低滑动摩擦的负荷转矩。该滑动摩擦降低件12既可呈环状而不切断地设置，也可按照规定的间隔而呈点状设置。 [0057] 此外，所设置的滑动摩擦降低件12的个数和设置的间隔并不限于本实施例所示的间隔，可适当调整。在将滑动摩擦降低件12设置于两个部位的场合，可通过尽可能大地确保该两个部位的间隔，降低滑动面的摩擦，尽管这一点将在后面描述。另外，作为滑动摩擦降低件12，列举有比如，添加有填充材料的，四氟化乙烯树脂等的耐磨耗性优良的材料。 [0058] 下面根据图1A，图1B，图1C，对本实施例的三位置开闭器的动作和伴随它的电流进行说明。在图1A所示的接地状态，接地开闭器侧固定接触子10b在平时接地，为与大地相同的电位。如果接地开闭器侧活动接触子7b与接地开闭器侧固定接触子10b接触，则经由集电子8b，从主电路导体3，经由接地开闭器侧活动接触子7b，与接地开闭器侧固定接触子10b通电。另一方面，由于断路器侧活动接触子7a位于断路器侧导体3a的圆筒内，故断路器开闭器9a处于断电的状态。 [0059] 图1B表示从图1A的接地状态，使驱动轴4按照活动旋转角度的二分之一而逆时针旋转时的断路状态。在该状态，相应的开闭部实现气体绝缘，具有规定的绝缘强度。该状态用于在进行下一开闭动作之前，使两开闭部从电学上中立，确保安全。 [0060] 图1C表示从图1B的断路状态，使驱动轴4按照活动旋转角度的二分之一而逆时针旋转时的闭路状态。接地开闭部9b处于与图1B的位置完全电开路状态，断路器的开闭部9a完全处于闭路状态。 [0061] 接着，下面参照附图，对在采用本实施例的三位置开闭器的双孔杆的场合产生的负荷转矩与在采用过去的图6所示的单孔杆的场合产生的负荷转矩相比较而降低的情况进行说明。 [0062] 下面参照图2～图4，对本实施例的三位置开闭器如何降低负荷转矩的情况进行说明。图2B为从图2A的接地状态，将初始动作转矩沿逆时针方向提供给驱动轴4时的矢量图。在图2B中，如果驱动转矩作用于驱动轴4上，则在旋转销11d上产生驱动力F0，还产生该驱动力F0的分力F11。然后，由该分力F11，产生构成断路器侧活动接触子7a的推进力的分力F12和与活动接触子的轴相垂直的方向的分力F13。 [0063] 分力F13为在断路器侧活动接触子7a和断路器侧导体3a的圆筒内面之间，产生滑动摩擦力的主要原因。即，因分力F13的发生，在安装有滑动摩擦降低件12的支承点，产生由分力F14和分力F15表示的反力。滑动摩擦力为摩擦系数与相应的分力F14和分力F15相乘的值。 [0064] 分力F13由F11Sinθ2表示。于是，滑动摩擦力大大角度θ2所左右。由此，在本实施例中，采用可减小θ2的结构。即，在双孔杆5中，设置二个旋转销11d和11e，在通过旋转销11d和11e而将其一端连接于双孔杆5的弯曲连杆6a，6b的另一端，连接各活动接触子7a，7b。象对本发明的图2B和已有的图7B进行比较而知道的那样，可通过采用双孔杆5，与采用过去那样的单孔杆的场合相比较，使角度θ2减小。 [0065] 另外，滑动摩擦力还由分力F13的作用点和反力分担的分力F14，或分力F 15的支承点的间距所左右。该间距在图7所示的初始动作时，为最大值，然后时刻地变化。即，滑动摩擦力为具有时刻变化的θ2和间距的变量的函数。 [0066] 图3B表示从图2B的状态，使驱动轴4按照活动旋转角度的二分之一，沿逆时针方向而旋转时的矢量的状态。图3B所示的角度θ2的绝对值大于图2B所示的角度θ2。但是，分力F13的作用点和反力分担的分力F14的间距小于图2B的间距。由此，可相对地减小反力分担的分力F14和分力F15。象这样，通过减小分力F13的作用点和反力分担的分力F14的间距，可使在断路状态产生的滑动摩擦力小于在图2B的初始动作时产生的滑动摩擦力。 [0067] 图4B表示从图3B的开路状态，使驱动轴4按照活动旋转角度的剩余的二分之一，沿逆时针方向而旋转时的矢量的状态。按照该图，角度θ2为与图2B所示的角度相同的值。分力F13的作用点和反力分担的分力F15的间距小于图3B所示的分力F13的作用点和反力分担的分力F14的间距。由此，可使滑动摩擦力小于在图3B的开路状态的场合。 [0068] 另外，同样对于图2B，图3B，图4B所示的接地开闭器侧的各分力F21～F25，可与上述断路器侧相同，减小滑动摩擦力。 [0069] 以上针对滑动摩擦力，分为图2～图4所示的三个状态而进行说明。从负荷转矩的观点，对这些状态进行说明。图10～图12表示连续地计算从初始动作时，到动作完成时的滑动摩擦力，换算为驱动轴4的负荷转矩Tc。图10A，图10B，图10C所示的双孔杆时的负荷转矩Tc曲线为滑动摩擦系数为1.2时的曲线。在图中，通过实线而表示本实施例的负荷转矩。 [0070] 图10A表示仅仅接地断路器的负荷转矩曲线。在施加一定的驱动转矩Ta(100％)时，本发明的断路器的初始动作时的负荷转矩Tc为驱动转矩Ta的24.7％。另一方面，采用图3A所示的单孔杆205的场合的初始动作时的负荷转矩Tb为驱动转矩Ta的93.5％。于是知道，通过采用本发明的结构，与上述单孔杆的结构相比较，负荷转矩Tc可减小7成。由此，可减小操作器的驱动输出，可使操作器的整体尺寸减小。 [0071] 图10B表示仅仅断路器的负荷转矩曲线。在施加一定的驱动转矩Ta(100％)时，本实施例的接地开闭器的初始动作时的负荷转矩Tc为驱动转矩Ta的8.6％。另外，由于接地开闭器和断路器的结构是对称的，故接地开闭器的负荷转矩Tc曲线呈现与断路器的负荷转矩Tc曲线刚好相反的特性。 [0072] 图10C表示通过算术方式对断路器和接地开闭器的相应的负荷转矩Tc进行加法运算的负荷转矩Tc曲线。由于在初始动作时，同时产生断路器和接地开闭器的相应的负荷转矩Tc，故此时的初始动作时的负荷转矩Tc为一定的驱动转矩Ta(100％)的33.3％。即知道，与单孔杆的操作器的初始动作时的负荷转矩Tb相比较，可减小到约66.4％(＝ 99.7-33.3)。 [0073] 另外，图11A，图11B，图11C所示的负荷转矩曲线为滑动摩擦系数为1.0时的曲线。本实施例的负荷转矩Tc曲线通过实线表示。如果对该场合和图10A，图10B，图10C的场合的初始动作时的负荷转矩进行比较，则对应于滑动摩擦系数的降低，负荷转矩的值也减小。 [0074] 此外，图12A，图12B，图12C所示的负荷转矩曲线为滑动摩擦系数为0.5时的曲线。本实施例的负荷转矩Tc曲线通过实线表示。如果对图10A，图10B，图10C和图11A，图11B，图11C的场合的初始动作时的负荷转矩进行比较，则对应于滑动摩擦系数的降低，负荷转矩的值进一步减小。 [0075] 象根据图10～图12而知道的那样，由于伴随滑动摩擦降低件12的摩擦系数，负荷转矩改变，故材料的选择是重要的。另外，由于在伴随年代的推移，滑动降低部件产生磨耗时，容易更换部件，故最好为可装卸能够取下滑动摩擦降低件12的结构。 [0076] 根据上面所述，在本实施例的三位置开闭器中，可一边采用简单的结构，以便将断路部和接地开闭部的活动接触子连接，一边降低活动接触子的初始动作时的负荷转矩。由此，可采用操作力小的操作器，可减小装置的整体尺寸。另外，由于按照相互垂直的角度，设置断路用的活动接触子和接地开闭器用的活动接触子，故可缩短整体的箱长度，可使采用本装置的GIS整体的整体尺寸减小。 [0077] 产业上的利用可能性 [0078] 由于本发明的三位置开闭器可用于各种结构的GIS，故具有极好的效果。 |
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