本发明涉及一种用于电力系统的集成式气体绝缘开关设备，其具有一个由绝缘材料制成的容器且填充有绝缘气体。
特别是，本发明涉及一种集成式气体绝缘开关设备，其包括多个切换装置。

按照常规，各种集成式气体绝缘开关设备为人们所熟知，在美国专利US 5,841,087中描述了集成式气体绝缘开关设备的一个典型的例子，其如图18所示。
在图18所示的集成式气体绝缘开关设备中，一绝缘开关1位于填充有绝缘气体如SF6的接地金属壳2中。形成开关点(触点)的固定电极3和4被固定至绝缘垫片上，且通过凸缘5和6被固定至接地金属壳2上。
另一方面，一个被电连接至接地金属壳2上的固定电极8被固定至一个凸缘7上。一根驱动轴10被设置在内部保持气密性的接地金属壳2的外侧。一个电流端子11被连接至一未示出的不同装置上，该装置例如为断路器。
图18所示的圆柱形可动电极12，13和14与固定电极3，4和8配合，从而分别形成了开关点(触点)15，16和17。通过一金属容器18和滑动触点(未示出)可导电地将可动电极12，13和14连接至电流端子11。
母线被连接至固定电极3和4，以便开关点15和16分别起到母线选择切断开关的作用。使固定电极8接地，且开关点17作为接地开关。
驱动机构19适于将由驱动轴10产生的转动能量传送至可动电极12，13和14。驱动机构19具有连接至可动电极12和13的凸轮20和21及一个连接至可动电极15的凸轮(未示出)。通过驱动轴10的转动可使这些凸轮线性往复移动。驱动机构19还具有固定至驱动轴10上以便与这些凸轮相互作用的操作杆。
但是，在上面描述的传统的集成式气体绝缘开关设备中，起到两个切断开关作用的开关点15和16均被设置在相同的金属壳2内，且直接将可动电极12，13和14设置至公用的驱动机构19上，因此在一个切断开关(开关点15和16中的一个)出现故障的情况下，不能仅更换出现故障的开关点(切断开关)，从而使得另一个切断开关也失去作用。其结果是，必须同时更换两个开关点15和16。这样便增加了更换成本。
另外，当更换切断开关时，必须在现场拆卸切断开关并重新安装新的切断开关，从而延长了更换工作所需的时间。
另一方面，当更换包括切断开关在内的整个设备时，由于要运输内部装配有切断开关的大型设备，因此输送工作需要惊人的成本。
对于上面的传统开关设备而言，在相同的气室中设有起到两个切断开关作用的两个开关点15和16、即，在两个开关点15和16之间没有气体分隔件。在这种情况下，两个开关点15和16通过非开关点与双母线相连。
在这种结构中，在例如一根母线被闪电击中的情况下，闪电会一直进入切断开关内。这样便会在每一切断开关中造成绝缘破坏及短路，其中，由于该区域容纳了其它母线的切断开关的接点，该接点也失去了切断电路的功能，因此不能对通过非切断开关点连接至每一切断开关的气室的所有系统输送能量。
即，双母线的操作均会停止，以致难于满足双母线结构允许当一根母线不能输送能量时利用另一根母线输送能量的目的。

本发明的目的在于克服上述问题。
因此，本发明的一个目的在于提供一种集成式气体绝缘开关设备，该设备能够降低更换至少一个出现故障的触点(开关点)所需的成本并减少更换时间，从而能够降低集成式气体绝缘开关设备的成本。
本发明的另一个目的在于提供一种集成式气体绝缘开关设备，该设备能够适用于具有双母线结构的电力输送系统，且能够被用来在不损坏双母线结构的本质功能的情况下，选择出一根母线。
为了实现这些目的，根据本发明的一个方面，提供了一种集成式气体绝缘开关设备，包括：多个切换装置，其包括一个断路器和至少一个切断开关，所述断路器和所述切断开关中的每一个包括一个触点及一个容纳该触点的绝缘容器，每个所述触点包括多个适于彼此接触以及彼此分离的电极，所述绝缘容器填充有绝缘气体；导电容器，其由金属制成，并分别与所述断路器和所述切断开关相连；支承所述导电容器的绝缘构件；驱动机构，其位于所述导电容器内且可操作地与所述触点的电极相连，以驱动该电极；以及用于所述断路器和所述切断开关的绝缘控制杆，其位于所述绝缘构件和所述导电容器中，并连接至所述驱动机构，以将所述驱动机构与一控制单元相连。
根据本发明，切换装置作为一个整体单元可很容易地与导电容器连接或分离，从而当一个切换装置出现故障时，能够非常容易地仅更换出现故障的切换装置。
附图说明
从下面结合附图的最佳实施例的描述中能更清楚地了解本发明的其它方面。
图1是一个剖面图，表示根据本发明第一实施例的一种集成式气体绝缘开关设备；图2是一个剖面图，表示根据本发明第二实施例的一种集成式气体绝缘开关设备；图3是一个剖面图，表示根据本发明第三实施例的一种集成式气体绝缘开关设备；图4是一个剖面图，表示根据本发明第四实施例的一种集成式气体绝缘开关设备；图5是一个剖面图，表示根据本发明第五实施例的一种集成式气体绝缘开关设备；图6是一个详细的剖面图，表示根据本发明第六实施例的一种集成式气体绝缘开关设备；图7是图6中所示一个止回阀的主要元件的剖面图；图8是一个放大的剖面图，表示根据本发明第六实施例的一个绝缘容器和底部的一个连接部分；图9是一个剖面图，表示本发明第七实施例中的止回阀的另一个例子：
图10是一个剖面图，表示根据本发明第八实施例的一种集成式气体绝缘开关设备；图11是一个放大视图，表示由圆A所示的图10的一部分；图12是一个剖面图，表示根据本发明第九实施例的一种集成式气体绝缘开关设备；图13是一个剖面图，表示根据本发明第十实施例的一种集成式气体绝缘开关设备；图14是一个剖面图，表示根据本发明第十一实施例的一种集成式气体绝缘开关设备；图15是一个放大视图，表示由圆B所示的图14的一部分；图16是一个放大视图，表示由圆C所示的图10的一部分；图17是一个剖面图，表示根据本发明的集成式气体绝缘开关设备的一种变型；图18是一个正剖面图，表示传统的集成式气体绝缘开关设备中一个切断触点附近的视图。

现在将参照图1至17描述本发明的实施例。
第一实施例(图1)图1是一个剖面图，表示根据本发明第一实施例的一个基本完整的集成式气体绝缘开关设备。
如图1所示，第一实施例的集成式气体绝缘开关设备30设有切断触点(开关点)35和36，它们分别包括静止电极31和32及可动电极33和34。
可动电极33和34可以与静止电极31和32接触或与其分开。
集成式气体绝缘开关设备(此后简单地称为开关设备)30还设有绝缘容器37和38，其中装有切断触点35和36，因此容纳切断触点35和36的绝缘容器37和38分别构成两个切断开关39和40。各个绝缘容器37和38充满绝缘气体，例如SF6等。
开关设备30设有一个断路器触点(开关点)47和一个容纳断路器触点47的绝缘容器42，因此容纳断路器触点47的绝缘容器42构成一个单一的断路器43。绝缘容器42中充满绝缘气体，例如SF6等。
各个绝缘容器37、38和42由绝缘部件制成，例如陶瓷绝缘管、复合绝缘管等。
开关设备30设有外部端子44、45和46。切断开关39、40及断路器43在相应的一端通过各外部端子44、45和46与开关设备30的外部连接。
开关设备30设有由金属制成的导电容器(金属容器)49，其纵向截面形状大致为六边形。金属容器49具有六个侧面。切断开关39、40及断路器43在相应的另一端分别可断开地与金属容器49的上部侧面连接，因此绝缘容器37、38和42分别可拆卸地连接到金属容器49的上部侧面。
顺便提一下，所述金属容器可以具有其它形状。例如，在金属容器的纵向截面形状大致为圆形的情况下，圆形金属容器在其周边形成若干彼此相邻的突出表面。在这种结构中，切断开关和断路器的另一端与金属容器上部相邻的三个突出表面可断开地连接。
另一方面，开关设备30包括一个驱动机构48，其装在金属容器49中并与触点35、36和47相连，以便驱动机构48与触点35、36和47一起驱动。
驱动机构48包括一对驱动方向转换元件48a，例如其被构造为凸轮结构，以便驱动方向转换元件48a绕其轴48c旋转。驱动方向转换元件48a可操作地连接到切断触点35和36。切断触点35和36分别根据驱动方向转换元件48a旋转所产生的驱动力打开或闭合。
驱动机构48还包括一个驱动方向转换元件48b，例如其被设计为大致V形杆形状，并容许绕其轴48d旋转。
驱动方向转换元件48b可操作地连接到断路器触点47，以便断路器触点47根据驱动方向转换元件48b旋转所产生的驱动力打开或闭合。
另外，金属容器49用作一个电流通路。
开关设备30还包括一个安装到地面以便接地的底部57和一个绝缘构件(绝缘容器)50，其一端安装在底部57上并垂直地设置到其上，以使绝缘容器50接地。金属容器49的一个底部侧面支承在绝缘容器50上。
开关设备30还包括一个控制单元51，其设置在绝缘容器50的一端并装在底部57中。
开关设备30具有两个绝缘控制杆52和53，它们彼此平行地设置在绝缘容器50中并从其穿过。
控制杆52和53的上端部穿过金属容器49的底面并进入其中。通过控制杆52和53的上端部，驱动方向转换元件48a和驱动方向转换元件48b耦接到控制单元51，从而控制单元51能通过控制杆52给驱动方向转换元件48a提供控制力。控制单元51还能通过控制杆53给驱动方向转换元件48b提供控制力。
断路器43连接到金属容器49上，并被设置到切断开关39和40的外部。断路器43的绝缘容器42的内部气体空间与金属容器49的气体空间连通，因此绝缘容器42和金属容器49共用同一气室，因此该气室充满共同的绝缘气体。
另一方面，两个切断开关39和40的绝缘容器37和38的内部气体空间通过隔壁54、55与金属容器49的内部气体空间隔开。充满金属容器49的绝缘气体未在绝缘容器37和38中循环，因此充满绝缘容器37和38的相应绝缘气体不在金属容器49和绝缘容器42中循环。
此外，开关设备30包括一个接地装置56，用于将金属容器49连接到接地的底部57，这样使金属容器49接地，这由图1中的虚线所示。
下面将描述开关设备30的整体操作。
第一实施例中的集成式气体绝缘开关设备30通过绝缘容器50与接地侧绝缘。在开关设备30的正常工作状态下，通过外部端子44、45传递的电流流过切断触点35和36、金属容器49及断路器触点47进入外部端子46，因此外部端子44、45通过外部端子46电连接到外部。一般地说，一个切断开关39的外部端子44连接到双母线中的一个上。另一个切断开关40的外部端子45连接到双母线中的另一个上。断路器42的外部端子46电连接到变压器等的一个触排电路上，或者连接到能量传输线路等的线电路上。
根据开关设备30的结构，各切断开关39、40的打开和闭合状态的控制容许选择一个双母线，该母线被连接到触排电路或线电路上。
在这种情况下，为了操作切断触点以便切断或断开外部端子44、45和46，控制单元51独立地操纵控制杆52和53以便垂直移动它们，从而分别给驱动方向转换元件48a和48b提供控制力。
提供给驱动方向转换元件48a的驱动力使其在垂直方向中旋转，从而提供驱动力给切断触点35和36，从而打开触点35和36。
另一方面，提供给驱动方向转换元件48b的驱动力使其在垂直方向中旋转，从而提供驱动力给断路器触点47，从而打开触点47。
打开的触点35、36和47使外部端子44、45与外部端子46断开。
在打开触点35、36和47后，各触点35、36、47及各绝缘容器37、38、42使外部端子44、45、46和金属容器49被绝缘。另外，为金属容器49所设的接地装置56容许其接地。
同样地，当控制单元51独立地操纵控制杆52和53以便使驱动方向转换元件48a和48b沿其它方向旋转时，提供给切断触点35、36和断路器触点47的驱动力使它们闭合。结果外部端子44、45与外部端子46电连接，从而使开关设备30返回正常工作状态。
另外，当控制单元51工作以使切断触点39和40中的一个被选择的触点闭合而另一个打开并使断路器触点47闭合时，可以使电流从与所选择的切断触点相对应的双母线中的一个通过断路器触点47流入外部端子46。
当检查开关设备30或其它类似的操作时，可以用金属容器49的接地装置56使其接地，以便整个开关设备30接地。
在开关设备30的这种结构中，切断开关39、40和断路器43分别一体地装在不同的绝缘容器37、38和42中。因此绝缘容器37、38和42被可拆卸地连接到金属容器49，以便切断开关39、40和断路器43可断开地连接到其上。
然后，可动电极33、34(切断开关39、40)从装在金属容器49中的驱动机构48的断开及绝缘容器37、38与其的分离使切断开关39、40很容易从金属容器49上拆下，同时保持其中的气密状态。
同样地，可动电极33、34与装在金属容器49中的驱动机构48的连接及绝缘容器37、38与其的连接使开关39、40很容易连接到金属容器49。
另一方面，在切断开关39、40的情况下，可以通过进行类似的断开和连接操作拆下和连接断路器43。
如上所述，根据第一实施例的开关设备30，由于切换装置，即切断开关39、40和断路器43分别与绝缘容器37、38和42成一体，所以可以单独地将作为可分离整体结构的切断开关39、40和断路器43从金属容器49上拆下，并分别将作为可分离整体结构的新开关和断路器连接到其上。
因此，当切换装置39、40和47中的至少一个损坏时，可以很容易地仅替换损坏的切换装置，可以减少替换损坏的切换装置所需的时间，同时降低替换所需的工作成本。
由于支承金属容器49的绝缘容器50执行高电压电极(如可动电极33和34)与地绝缘的功能，所以没有必要担心切换装置39、40和43与地的绝缘，从而可以提供低成本的开关设备30。
用于控制各切换装置39、40和43的控制杆52、53安装在充满绝缘气体的绝缘容器50中，因此对于具有短长度的控制杆52、53，驱动设置在高电势侧的可动电极33、34是可能的。
开关设备30的上述结构是连接到双母线上的线电路、触排电路等的一种基本结构，从而由于气体绝缘引起的开关设备尺寸的减小可以大大减小其中安装开关设备30的变电站的整体尺寸。
在这种结构中，相同类型的切换装置(例如切断开关)被分别连接到双母线上。
但是即使闪电冲击双母线中的一个并进入一个切换装置，破坏了一个切换装置中的绝缘性并使其短路，其余的切换装置会继续正确地工作，这是由于相同类型的切换装置被装在隔离的气体空间(例如隔离的绝缘容器37和38)中。
也就是说，可以防止双母线停止工作。
因此，第一实施例能提供一种集成式气体绝缘开关设备，该设备能用于选定母线而不消除双母线结构的本质部分，而且即使在双母线中的一个不能传输电能时，可容许电能通过双母线中的另一个传输。
另外，即使断路器的绝缘性损坏并出现短路时，切断开关保持其工作性能以打开其自身的触点，因此可以仅替换损坏的切断开关。结果，可以从线路上切除该母线并使将替换装置运送到安装开关设备的地点的成本经济，并可以减少完成替换装置替换所需的时间。
而且，由于相同类型的切换装置(例如切断开关39、40)彼此相邻设置，所以可以通过公共控制杆52驱动切换装置39、40的可动电极33和34。因此，单控制杆52可以控制两个切换装置39和40，所以可以提供一种更便宜并更紧凑的集成式气体绝缘开关设备。
第二实施例(图2)图2是一个剖面图，表示根据本发明第二实施例的一个基本完整的集成式气体绝缘开关设备30a。
图2所示开关设备30a中，基本上与开关设备30相同的的元件被给予与图1中相同或类似的参考标号，因此简化或省略了这些元件的描述。
如图2所示，第二实施例的集成式气体绝缘开关设备30a包括切断开关39和断路器43，它们以一种交叉形式连接到金属容器49以便具有大致V形的形状。
也就是说，切断开关39和断路器43中每个在其一端通过各外部端子44和46与开关设备30a的外部相连。
切断开关39和断路器43在其另一端可断开地分别与金属容器49的上部相对的两个侧面连接，因此绝缘容器37和42可拆卸地分别连接到金属容器49的上部侧面。
包括驱动方向转换元件48a和驱动方向转换元件48b的驱动机构48安装在金属容器49中，其用作一电流通路并被连接到装在绝缘容器37和42中的触点35和47上。该驱动机构48(转换元件48a，48b)与触点45，47驱动连接。
金属容器49的下部侧面支承在绝缘容器50上。控制单元51设置在绝缘容器50的一端并装在底部57中。这两个绝缘控制杆52和53平行设置在绝缘容器50中以便从其穿过。
在该实施例中，控制单元51包括一个通过控制杆52耦接到转换元件48a的第一控制单元51a和一个通过控制杆53耦接到转换元件48b的第二控制单元51b。也就是说，第一控制单元51a能通过控制杆52给驱动方向转换元件48a提供控制力，第二控制单元51b能通过控制杆53给驱动方向转换元件48b提供控制力。
连接到金属容器49上的断路器43、金属容器49和绝缘容器50构成充满绝缘气体的同一气室。绝缘容器37(切断开关39)的内部气体空间通过隔壁54与金属容器49隔开以便充满金属容器49的绝缘气体不循环到绝缘容器37中。
接地装置56用于将金属容器49连接到接地的底部57，以使金属容器49接地。
下面将描述开关设备30a的整体操作。
第二施例中的集成式气体绝缘开关设备30a通过绝缘容器50与接地侧绝缘。在装置30a的正常工作状态下，通过外部端子46传递的电流流过断路器触点47、金属容器49和切断触点35进入外部端子44，因此外部端子46通过外部端子44电连接到外部。
为了操作触点，以便切断或断开外部端子44和46，第一和第二控制单元51a和51b分别操纵控制杆52和53，以便驱动方向转换元件48a和48b，从而打开切断触点35和断路器触点47。
在打开触点35和47后，各触点35、47及各绝缘容器37、42使外部端子44、46和金属容器49被绝缘。另外，为金属容器49所设的接地装置56容许金属容器49接地。
同样地，控制单元51的闭合操作使开关设备30a返回正常工作状态。
开关设备30的上述结构是包括断路器的基本结构，因此由于气体绝缘引起的开关设备尺寸的减小可以大大减小其中安装开关设备30a的变电站的整体尺寸。这些集成式气体绝缘开关设备还可以被结合，以便集成式气体绝缘开关设备可以被应用于包括几乎任何变电站的断路器的部分中。结果，足以准备一系列集成式气体绝缘开关设备30a，每个具有一些类型的切换装置，以便覆盖各种变电站，使各开关设备成本的降低成为可能。
另外，切换装置(切断开关和断路器)被隔离，以便绝缘气体不在它们之间循环。
因此，即使一个切换装置损坏并出现短路，其余的切换装置继续正确地工作，所以可以仅替换损坏的切换装置，从而使将替换装置运送到安装开关设备的地点的成本经济，并可以减少完成替换装置替换所需的时间。
第三实施例(图3)图3是一个剖面图，表示根据本发明第三实施例的一个基本完整的集成式气体绝缘开关设备30b。
顺便地，图3的开关设备30b中基本上和切换设置30a相同的的元件被给以与图2中相同和或类似的参考标号，因此简化或省略了这些元件的描述。
如图3中所示，第三实施例的集成式气体绝缘开关设备30b包括设置到绝缘容器50上侧的控制杆导向元件52a和53a。在该实施例中，控制杆导向元件52a和53a安装到金属容器49的底面上。
控制杆导向元件52a和53a适于独立地分别导引控制杆52和53的上端部分。也就是说，各控制杆导向元件52a和53a被基本构造成O形环垫状，以便控制杆52和53的相应上端部分插入并连接在控制杆导向元件52a和53a的相应环形部分，从而被引导。
根据图3中所示开关设备30b的结构，控制杆导向元件52a和53a独立地导引金属容器49中的控制杆52和53，防止控制杆52和53的相互干扰。因此，可以防止被垂直移动的控制杆52和53的偏位以及偏离运动方向的偏移。当切断触点35和断路器47工作时还可以分配作用在控制杆52和53上的控制力。
除了第一和第二实施例所得到的效果之外，可以分别提高控制杆52和53运动的准确性。
另外，在该实施例中，控制杆导向元件52a和53a均被设置，但是也可以设置一个控制杆导向元件52a和53a。此外，控制杆导向元件52a和53a安装在金属容器49的底面上，但控制杆导向元件52a和53a可以设置到绝缘容器50的下侧，或设置到绝缘容器50的上侧和下侧。
第四实施例(图4)图4是一个剖面图，表示根据本发明第四实施例的一个基本完整的集成式气体绝缘开关设备30c。
顺便地，图4所示开关设备30c中基本上与开关设备30相同的元件被给以与图1中相同或类似的参考标号，因此简化或省略了这些元件的描述。
如图4中所示，第四实施例的集成式气体绝缘开关设备30c包括切断开关39和40，它们包括绝缘容器37和38，其中装有切断触点35和36。各个切断开关39和40在其一端通过各外部端子44和45与开关设备30c的外部连接。
切断开关39和40可断开地在其另一端分别与金属容器49的上部相邻两个侧面连接。绝缘容器37和38分别可拆卸地连接到金属容器49的上侧面。
另外，一个外部端子46连接到金属容器49的另一上侧面。
包括驱动方向转换元件48a的驱动机构48安装在金属容器49中，其用作一电流通路，并连接到装在绝缘容器37和38中的触点35和36上。驱动机构48(转换元件48a)与触点35和36驱动连接。
金属容器49的底部侧面支承在绝缘容器50上。控制单元51设置在绝缘容器50的一端侧并装在底部57中。绝缘控制杆52设置在绝缘容器50中以便从其穿过。
控制单元51通过控制杆52耦接到转换元件48a，以便控制单元51可以通过控制杆52给驱动方向转换元件48a提供驱动力。
金属容器49和绝缘容器50构成充满绝缘气体的同一气室。
绝缘容器37和38(切断开关39和40)的内部气体空间通过隔壁54、55与金属容器49隔开，以便充满金属容器49的绝缘气体不在绝缘容器37和38中循环。
设置用于将金属容器49连接到接地的底部57的接地装置56，这样使金属容器49接地。
下面将描述开关设备30c的整体操作。
第四实施例中的集成式气体绝缘开关设备30c通过绝缘容器50与接地侧绝缘。在装置30c的正常工作状态下，通过外部端子44或45传递的电流流过金属容器40进入切断触点35或36。电流还流入外部端子46，因此外部端子44或45通过外部端子46电连接到外部。
为了操作触点以便切断或断开外部端子44和45，控制单元51操纵控制杆52以便驱动方向转换元件48a，从而打开切断触点35和36。
在打开触点35和36后，各触点35、36及各绝缘容器37、38使外部端子44、45和金属容器49被绝缘。另外，为金属容器49所设的接地装置56容许金属容器49接地。
同样地，控制单元51的闭合操作使开关设备30c返回正常工作状态。
第四实施例的开关设备30c的上述结构是包括连接到双母线的切断开关的基本结构，因此开关设备30c必须被设置在各工作站连接双母线的所有变压器工作站中。而且，开关设备30c可以应用到未连接双母线的变压器工作站中，因此开关设备30c具有非常大的应用范围。
因此，由于将开关设备30c添加到一系列集成式气体绝缘开关设备，所以可以通过使用每个均具有一些类型切换装置的系列集成式气体绝缘开关设备来覆盖各种变电站，可以降低各开关设备的成本。还可以替换至少一个发生故障的切换装置，可以减少替换所述至少一个发生故障的切换装置所需的时间。
另外，切换装置(切断开关)被隔开，以便绝缘气体不在它们之间循环。因此即使一个切换装置的绝缘性损坏并出现短路时，其余的切换装置继续正确地工作，因此可以仅替换损坏的切换装置，可以使将替换装置运送到安装开关设备的地点的成本经济，并可以减少完成替换装置替换所需的时间。
第五实施例(图5)图5是一个剖面图，表示根据本发明第五实施例的一个基本完整的集成式气体绝缘开关设备30d。
顺便地，图5所示开关设备30d中基本上和切换设置30a和30c相同的元件被给以与图2和图4中相同或类似的参考标号，因此简化或省略了这些元件的描述。
如图5中所示，根据第五实施例的集成式气体绝缘开关设备30d，第二和第四实施例的集成式气体绝缘开关设备30a和30c安装在一个底部单元57a上。底部单元57a包括装有控制单元51、51的底部57b，而且一个公共底部支架57c安装在地面上以便接地，该支架上安装底部57b。绝缘容器50安装在底部57上。
一个连接导体70连接开关设备30c与开关设备30a。
根据该实施例中的集成式气体绝缘开关设备30d，除了第二和第四实施例的集成式气体绝缘开关设备30a和30c的操作之外，安装到公共底部支架57c的集成式气体绝缘开关设备30c的外部端子46通过连接导体70连接到集成式气体绝缘开关设备30a的外部端子46。因此，集成式气体绝缘开关设备30a和30c彼此电连接。
一般地，外部端子44被连接到双母线中的一个上，外部端子45连接到另一个上，而且外部端子46连接到一个电能传输线路的线电路、一个变压器的触排电路等上。
对于本实施例，各切断开关39、40的打开和闭合状态的控制容许选择一个双母线，该母线被连接到连接到外部端子46的触排电路和线电路。
该实施例中的结构也是连接到双母线的一种线电路、触排电路等的基本结构，因此由于气体绝缘引起的开关设备30d尺寸的减小，可以大大减小其中安装开关设备30d的变电站的整体尺寸。
开关设备30d的这种结构不限制为连接到双母线的目的，而且由于两种不同种类的集成式气体绝缘开关设备可以被组合为一个切换单元30d，其中所述开关设备能被用在各种类型的变电站中，所以可以将各切换单元单独应用到各种布置方式的其它装置中。
结果，通过使用系列集成式气体绝缘开关设备来覆盖各种变电站使各开关设备成本的降低成为可能，其中每个开关设备具有若干种类型的切换装置。还能很容易地替换至少一个出现故障的切换单元，使替换至少一个所述切换单元所需的时间减少。
第六实施例(图6至8)图6是一个详细的剖面图，表示根据本发明第六实施例的一种集成式气体绝缘开关设备30e，作为示例将图1中所示的金属容器部分放大了。图7是图6中所示一个止回阀的主要元件的剖面图。图8是一个放大的剖面图，表示控制杆和控制单元的主要元件。
如图6中所示，容纳一个切断开关39的触点的绝缘容器37连接到金属容器49，其用作一个电流通路，而且驱动机构48也被装在金属容器49中。形成一个气室的隔壁54设置到金属容器49和绝缘容器37的连接部分。同样地，容纳另一个切断开关40的触点的绝缘容器38通过形成一个气室的隔壁55连接到金属容器49。
止回阀58和59分别设置到这些隔壁54和55上，而且如此构造，以便填充在金属容器49中的绝缘气体可以从金属容器49沿绝缘容器37和38的正向(箭头a方向)运动，但不能沿反向(箭头b方向)运动。
容纳断路器43的触点的绝缘容器42连接到金属容器49，而且容纳控制杆52和53的绝缘容器50也连接到金属容器49。但是，这里没有隔壁连接在这些元件和金属容器49之间，因此没有气室形成在金属容器49和绝缘容器50之间。
图7是图6中所示止回阀58和59的结构的例子。如图7所示，具有通孔60b的金属壳60a通过焊接等以气密状态固定到形成气室的隔壁54和55上。例如，具有一个H形横截面的可动阀60安装在该金属壳60a上。该可动阀60设置在通孔60b中，通孔在金属壳60a的两侧具有相对的截面，而且阀由一个弹簧61(如一个压缩盘簧)从金属容器侧(正向a)向外偏。0形环62和63设置在金属壳60a的任一侧，并在与可动阀60的相对面接触时形成一种气密密封。源自弹簧61的压力总是使可动阀60离开设置在弹簧侧的O形环63。
对于上述结构的止回阀58，在其通常状态下，可动阀60由于弹簧61的作用而与O形环62接触，所以绝缘气体不会从图7中的顶部到底部(反向b)流动。另一方面，绝缘气体能从图7中的底部到顶部(正向a)流动。但是，在底部和顶部之间的气体压力差增加的情况中，而且当大量的绝缘气体开始从图7中的底部到顶部流动时，可动阀60被抵抗弹簧61的气流推动直到它与O形环62接触。在此位置气流还遇到沿正向a的一个阻挡件。
如图7中所示，止回阀58和59被如此设计，以便正向为从金属容器49向绝缘容器37和38的方向，因此当绝缘容器37和38的气体压力比金属容器49内的气体压力高时，绝缘气体不会流动而且填充在各绝缘容器37和38中的绝缘气体被密封在各绝缘容器37和38内部。但是，当金属容器49内的气体压力比绝缘容器37和38的气体压力高时，金属容器49内的绝缘气体开始流动，而且金属容器49内的绝缘气体进入绝缘容器37和38中。如果金属容器49内的气体压力急剧增加，那么止回阀58和59切断正向的气流，因此气体流动不会出现。
图8表示绝缘容器50的接地电位的底部到底部57的连接部分。
该实施例中绝缘容器50和控制单元51被气密地密封在底部57的边缘部分。一个气压监测装置64设置在底部57边缘部分中控制单元51一侧的空间中，而且具有一个气阀65的气体管道66穿过边缘部分。
结果，绝缘容器50一侧的气体压力在底部57中的控制单元51一侧的空间中被监测，而且可以通过根据被监测的气压操纵气阀65来调节气体压力。
对于该实施例，在运输拆下的气室到工作场所时，止回阀58和59下游侧的气室，即容纳切断触点的气室充满压力比大气压力稍高的绝缘气体。上游侧的其它气室，即容纳断路器触点而且其一端位于接地电位的气室在大气状态下被运输到工作场所。当在工作场所安装完气室之后，在大气状态下被运输的上游气室被抽真空并充满绝缘气体，因此只有容纳切断开关触点的下游侧上的其它气室被自动地充满高压气体。这消除了多数气室被平行地进行气体处理的需要，并容许开关设备的现场装配工作更有效地进行。
另外，该实施例的开关设备设有用于切断正向a上气流的止回阀58和59。
也就是说，只要在上游侧和下游侧的气室之间有大的气压差，大量气体便沿正向a流动，即使偶然的电弧出现在止回阀58和59的正向a的上游侧，而且该气室中的气压变得足够高，以致大量气体开始沿止回阀58和59的正向a流动，且止回阀58和59能切断大量气体。切断气流的功能防止对绝缘有害并由该电弧产生的各种有害物质被气体带入下游侧的其它气室。
因此，即使偶然的电弧出现在气流的上游侧，有害气体也不会流入下游侧，而且下游侧气室保持安全。
由于在现场装配过程中气流的正向a为从一端具有接地电位的气室到不具有接地电位的气室流动的方向，所以可以在低的位置处理气体，从而提高了现场装配和气体处理的工作效率。
另外，在气流的正向a为从一端具有接地电位的气室到不具有接地电位的气室流动的方向的情况下，以及在气压监测装置被设置在一端处于接地电位的气室的情况下，处于接地电位下的气体压力可以被监测，而且设置在高电势侧的气室中的气体压力也可以被监测，所以可以提供一种经济而可靠性高的开关设备。
第七实施例(图9)图9为横剖面图，其说明了本发明第七实施例中止回阀58a和59a的其它的例子。
如图9所示，止回阀58a(59a)包括一个金属壳70，该壳体通过一个气密封件被固定至形成了一个气室的隔壁54，55。可动阀60沿弹簧61被设置在金属壳70内。弹簧61轻轻地压在O形环62上。金属壳70装有一个含有合成沸石或类似材料的过滤器67。
通过这种结构，在正常状态下，止回阀58a，59a的结构应能使可动阀60通过弹簧61的偏压力与O形环62接触。因此绝缘气体不能沿从图9中顶部至底部的逆向b流动。
另一方面，绝缘气体能以从图9中底部至顶部的正向a流动。此时，气体始终能够通过过滤器67，以便流向下游侧的任意气体均不会包含对气体绝缘有害的物质。
根据这一实施例，即使偶然电弧在止回阀58a，59a的正向出现在上游侧且在这一气室中的气体压力非常高以致气体会从上游气室流至另一个下游气室，流向下游侧的绝缘气体也不会包含任何对气体绝缘产生有害作用的由该电弧产生的物质。因此，即使偶然电弧出现在上游气室，下游气室也能持续正确地工作。
第八实施例(图10和11)图10为根据本发明第八实施例的集成式气体绝缘开关设备30f的剖面图。图11为显示由一个圈A包围的图10中一部分的放大视图。
顺便地，图10的开关设备30f中与开关设备30的元件大致相同的元件采用了与图1相同或相似的参考标号，因此，简化或省略了对这些元件的描述。
如图10所示，第八实施例的集成式气体绝缘开关设备30f包括一个代替接地装置56的接地装置86，该接地装置86包括一固定电极87和一可动电极88且位于绝缘容器50的外侧。
固定电极87固定在金属容器49的外周缘上，以与其电连接。
可动电极88如图11所示，可滑动地被支承在容器壳体89上，该容器壳体89被固定至绝缘容器50的底部且与底部57相连。与固定电极87相对地设置可动电极88。
使具有长管形状的可动电极88穿过底部57的上表面，以便能够使可动电极88包含在底部57内。
即，在可动电极88能接触固定电极87的高度处可使动电极88滑动。
在可动电极88的外周缘和容器壳体89的内周缘之间的容器壳体89上端侧插入密封件90a和90b。密封件90a和90b之间适于保持在水密状态。
容器壳体89的上侧表面形成有一个槽口部分91，其用于排出落向槽口部分91的水。滑动电极92a，92b，92c被容纳在容器壳体89内，以便包围可动电极88。滑动电极92a，92b，92c能够激励可动电极88。
下面将描述开关设备30f的整个操作，但未描述与第一实施例中所描述的相同操作。
当检查开关设备30f或其它相似操作时，在可动电极88接触固定电极87的高度可使可动电极88滑动，从而使金属容器49接地。
当金属容器49通过接地装置86而被接地时，可通过接地装置86直接使支承了切断开关39，40和断路器43的金属容器49接地。在使金属容器49接地时，即使过载电流流过可动电极88，可动电极88的滑动方向也与电磁力作用在可动电极88上的方向垂直，且可动电极88被支承在坚固的容器上，以便能够防止由于电磁力的作用而使可动电极88分离并防止其产生位移。
当接地装置86处于打开状态以使可动电极88与固定电极87分离时，可动电极88被容纳在底部57中，从而使可动电极88不受如阴雨等天气状况的影响。当接地装置86处于打开状态时，穿过容器壳体89的可动电极88的上端部88a暴露于空气中。但是，即使可动电极88的上端部88a暴露至雨水中，密封件90a和90b也能够避免雨水进入容器壳体89内部，从而能够防止整个可动电极被雨水打湿。另外，由于槽口部分91能起到排出雨水的作用，因此，能够防止雨水集留在可动电极88的上端部88a。
另外，由于接地装置56使金属容器49接地，因此能够安全地更换开关设备。特别是，在使金属容器49接地时，即使过载电流流过可动电极88，也能够防止因电磁力而导致可动电极88分离，且防止产生位移，从而以高可靠性使金属容器49接地并提高更换工作的安全性。
另外，由于接地装置86被设置在绝缘容器50的外侧，因此工人可用眼睛直接确定接地装置86的状态，以便能够防止工人疏忽进行故障开关设备的检查操作或更换操作。
当接地装置86处于打开位置状态时，可动电极88不会受到如阴雨天气等气候条件的影响，从而能够防止可动电极88生锈，并防止废料粘附在可动电极88上，从而提高了开关设备的可靠性。
第九实施例(图12)图12为根据本发明第九实施例的整个集成式气体绝缘开关设备30g的横剖面图。
图12的开关设备30g中与开关设备30和30f中的元件大致相同的元件采用了图1和10中相同或相似的参考标号，因此，简化或省略了对这些元件的描述。
如图12所示，第九实施例的集成式气体绝缘开关设备30g包括一个接地装置86a，该接地装置86a包括一固定电极87a和一可动电极88a，且被设置在绝缘容器50的内侧。
固定电极87a在绝缘容器50中被固定至金属容器49的底部表面，以便被电连接至该处。
使可动电极88a可滑动地被支承在容器壳体89上，该容器壳体89被固定至绝缘容器50的内侧且与底部57相连。与固定电极87a相对设置可动电极88a。
在可动电极88a的外周缘和容器壳体89a内周缘之间的容器壳体89上端侧插入密封件(未示出)，且这些密封件之间适于保持在水密状态。在该实施例中，在容器壳体89的上侧表面上未形成槽口部分。
根据这一实施例，由于接地装置86a的固定电极87a和可动电极88a被容纳在填充有绝缘气体的绝缘容器50中，因此，固定电极87a和可动电极88a不会受到外界气候条件的影响。因此，能够提高接地装置86a的可靠性，且进一步提高检测工作的安全性和更换工作的安全性。
通过始终处于不会暴露于大气中的最佳状态的接地装置86a使金属容器49接地，从而省略了查明接地装置86a状态的工作。电极87a和88a之间的间隙位于填充有绝缘气体的绝缘容器50的内部空间内，从而与位于大气中的间隙相比，缩短了装置86a打开操作所需的这两个电极间间隙的长度，因此缩短了使金属容器49接地所需的时间。
第十实施例(图13)图13为根据本发明第十实施例的整个集成式气体绝缘开关设备30h的横剖面图。
在图13的开关设备30h中，与开关设备30和30f中的元件大致相同的元件采用了图1和10中相同或相似的参考标号，因此，简化或省略了对这些元件的描述。
如图13所示，第十实施例的集成式气体绝缘开关设备30h包括一个接地装置86b，该接地装置86b包括一固定电极87b和一可动电极88b，且被设置至绝缘容器50的外侧。
固定电极87b被固定至金属容器49的外周缘，以便被电连接至该处。
可动电极88a如图13所示，可转动地被支承在底部57的一个端部且被连接至其上。可使可动电极88b绕其一个端部转动，以便可动电极88b的另一个端部能够接触固定电极87b。
根据这一实施例，当接地装置86b处于打开状态时，以相对于绝缘容器50的垂直方向的规定角度定位可动电极88b，以便使其与固定电极87b分离。
当金属容器49通过接地装置86b被接地时，使可动电极88b绕其一个端部转动直至该角度，以便可动电极88b的另一端部接触固定电极87b。接地装置86b的这一结构被简化且无需使用用于使可动电极滑动的元件，从而提供了低成本的接地装置86b。
由于省略了用于在保持可动电极的被激励状态时使可动电极滑动的元件，因此能够避免可动电极通过滑动部分或它们之间的间隙而被污染，并能够防止雨水进入可动电极内。
另外，由于工人易于用眼睛查明接地电极86b的状态，因此能够提高检测工作和更换工作的安全性，并缩短使金属容器49接地所需的时间。
第十一实施例(图14-16)图14为根据本发明第十一实施例的整个集成式气体绝缘开关设备30i的横剖面图。图15为放大视图，其显示了由圈B包围的图14中一部分，图16为显示由圆C包围的图14中一部分的放大视图。
顺便说一下，在图14的开关设备30i中，与开关设备30的元件大致相同的的元件采用了与图1相同或相似的参考标号，因此，简化或省略了对这些元件的描述。
如图14和15所示，第十一实施例的集成式气体绝缘开关设备30i包括绝缘管93a和93b，这些绝缘管由绝缘材料，如聚四氟乙烯、尼龙材料或类似物制成。每一绝缘管93a和93b的每一个端部均被连接至每一个隔壁54和55，以便绝缘容器37和38中的气室与绝缘管93a和93b中的气室连通。
绝缘管93a和93b如图14和16所示，穿过绝缘容器50，以便将绝缘管93a和93b的另一个端部导入支承了绝缘容器50的底部57的内侧。绝缘管93a和93b的另一个端部经气阀95a和95b被连接至一气体浓度监测装置94a。另一方面，绝缘容器50的内侧经一个气阀95c和一根气体管道96b被连接至一气体浓度监测装置94b。
根据这一实施例，由于绝缘管93a和93b是由绝缘材料制成的，因此，在没有差错的情况下能够将绝缘管93a和93b设置在填充有绝缘气体的空间内。即，能够从形成具有高电势的气室的隔壁54，55至具有接地电位的底部57的内部空间设置绝缘管93a和93b。
结果，气体浓度检测装置94a能够在具有接地电位的内部空间中监测绝缘管93a和93b中的气体压力。当进行切断开关39和40的气体处理时，气阀95a，95b，95d的利用允许在具有接地电位的位置处进行气体处理的工作。
通过气体浓度检测器94b能够在具有接地电位的位置处监测在与断路器43中绝缘容器42的内部空间，金属容器49的内部空间及绝缘容器50的内部空间连通的空间中气体压力。因此，能够监测低于接地电位的每一气室的每一气体压力，从而能够提高开关设备的可靠性和安全性，并降低工作成本。
顺便说一下，本发明不应限制于第一实施例至第十一实施例中，且能够在很多方面实现本发明。
例如，如图17所示，在开关设备的结构与第四实施例的结构相同但改变了切断开关40被固定的位置的情况下，能够降低整个高度，其能够使开关设备的平衡达到最佳。
另外，通过改变驱动机构48的结构能够满足切断开关39和40所需的打开和闭合的特性(例如，切断触点35和36的打开速度和闭合速度)。
因此，图17所示的改进允许以更高的速度驱动切断触点的可动电极，从而更易于切断回路电流。因为当通过连接至母线的两个切断触点进行母线切换时，必须切断回路电流，因此在这类结构中这种改进结构是有效的。
另外，本发明不应局限于各个实施例的结构。例如，能够适当地改变切换装置的类型，其数目、使用的绝缘气体的种类、容器材料的特性、其形状等。
虽然已描述了目前被认为是本发明最佳实施例以及对本发明改进的内容，但是应理解，在本发明中可作出尚未描述的不同改进，且试图用所附的权利要求覆盖落入本发明真实思想和范围内的所有的这些改进。
在本申请中可参考引用在2000年11月8日申请的日本专利申请2000-341079，在2000年11月8日申请的日本专利申请2000-340950以及在2001年7月29日申请的日本专利申请2001-199062。