JP2023017709A - Gas-insulated high or medium voltage circuit breaker - Google Patents

Gas-insulated high or medium voltage circuit breaker Download PDF

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Dhotre Mahesh
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Abstract

To provide an improved circuit breaker which avoids back flow into an arcing region.SOLUTION: There is provided a gas-insulated high or medium voltage circuit breaker which forms, during a breaking operation, an arc 5 between a first arcing contact 2 and a second arcing contact 3 in an arcing region 6. The circuit breaker includes: a first nominal contact 7 and a second nominal contact 8; a first side shield 9 and a first side cylinder 10 circumferentially surrounding the first nominal contact 7 and a second side shield 11 and a second side cylinder 12 circumferentially surrounding the second nominal contact 8; a chamber insulating tube 13 connecting the first side shield 9 and the second side shield 11 circumferentially around the arcing region 6; and at least one one-way valve 14 configured for allowing, during the breaking operation, an arc-extinguishing gas to escape from the arcing region 6 and/or to enter the chamber insulating tube 13.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器に関し、回路遮断器は第１のアーク接触子および第２のアーク接触子を含み、第１のアーク接触子および／または第２のアーク接触子はスイッチング軸に沿って軸方向に可動であり、それによって、遮断動作中に、アーク領域において第１のアーク接触子と第２のアーク接触子との間にアークを形成し、回路遮断器はさらに、第１のアーク接触子を周方向に取囲む第１の公称接触子、および第２のアーク接触子を周方向に取囲む第２の公称接触子と、第１の公称接触子を周方向に取囲む第１のサイドシールドおよび第１のサイドシリンダ、ならびに第２の公称接触子を周方向に取囲む第２のサイドシールドおよび第２のサイドシリンダと、第１のサイドシールドと第２のサイドシールドとをアーク領域の周りに周方向に接続するチャンバ絶縁管とを含む。 The present invention relates to a gas insulated high or medium voltage circuit breaker, the circuit breaker comprising a first arcing contact and a second arcing contact, wherein the first arcing contact and/or the second arcing contact The element is axially movable along the switching axis, thereby forming an arc between the first arcing contact and the second arcing contact in the arc region during a breaking operation to provide a circuit breaker further comprises a first nominal contact circumferentially surrounding the first arcing contact, a second nominal contact circumferentially surrounding the second arcing contact, and a first nominal contact A first side shield and a first side cylinder circumferentially surrounding the second side shield and a second side cylinder circumferentially surrounding the second nominal contact, the first side shield and the second and a chamber insulating tube connecting the two side shields circumferentially around the arc area.

回路遮断器は、中電圧および高電圧のスイッチング用途の分野において周知であり、主に電気故障の発生時に電流を遮断するために使用される。一例として、回路遮断器は、電気故障自体に起因する高電位の場合でも電流の流れを回避するために、接触子同士を開いて互いに引き離しておく役割を担う。回路遮断器は、１２ｋＶ～７２ｋＶの、最大１２００ｋＶの中～高電圧において、１ｋＡ～８０ｋＡの中～高短絡電流を遮断し得る。回路遮断器の動作原理は公知である。このような回路遮断器は、電気回路で発生する何らかの所定の事象に基づいて遮断されるように意図されているそれぞれの電気回路に配置される。 Circuit breakers are well known in the field of medium and high voltage switching applications and are primarily used to interrupt current in the event of an electrical fault. As an example, a circuit breaker is responsible for opening contacts and pulling them apart to avoid current flow even in the event of a high potential resulting from an electrical fault itself. The circuit breaker can break medium to high short circuit currents of 1 kA to 80 kA at medium to high voltages of 12 kV to 72 kV, up to 1200 kV. The principle of operation of circuit breakers is well known. Such circuit breakers are placed in each electrical circuit that is intended to be interrupted based on some predetermined event occurring in the electrical circuit.

一般に、このような回路遮断器の動作は、故障状態または故障電流の検出に応答する。このような故障状態または故障電流が検出されると、機構が回路遮断器を動作させてそこを流れる電流を遮断することによって、電気回路を流れる電流を遮断し得る。故障が検出されると、回路遮断器内の接触子は電気回路を遮断するために互いに分離する。接触子同士を分離させるために、ばね装置、空気圧装置、または機械的に蓄積されたエネルギを利用するその他の手段が使用されることが多い。接触子同士を分離させるのに必要なエネルギの一部は、故障電流自体から得られることもある。電気回路を流れる電流を遮断する場合、一般にアークが発生する。このアークは、接触子同士の間の間隙が電気回路の電圧に繰り返し耐え得るように、冷却して消失または消滅させる必要がある。アークが形成される媒体として、空気、油、または絶縁ガスを使用することが知られている。絶縁ガスは、たとえば六フッ化硫黄（ＳＦ６）またはＣＯ２を含む。 Generally, the operation of such circuit breakers is responsive to detection of fault conditions or fault currents. When such a fault condition or fault current is detected, the mechanism may interrupt current flow through the electrical circuit by operating a circuit breaker to interrupt current flow therethrough. When a fault is detected, the contacts within the circuit breaker separate from each other to break the electrical circuit. Spring devices, pneumatic devices, or other means utilizing mechanically stored energy are often used to separate the contacts. Some of the energy required to separate the contacts may come from the fault current itself. An arc generally occurs when interrupting current through an electrical circuit. This arc must be cooled to extinguish or extinguish so that the gap between the contacts can withstand the voltage of the electrical circuit repeatedly. It is known to use air, oil or insulating gas as the medium in which the arc is formed. The insulating gas includes, for example, sulfur hexafluoride (SF6) or CO2.

金属密閉型の遮断器では、アークゾーンからの高温絶縁ガスは、回路遮断器の端部に設けられた排気容積に向かって逃げる。そして、絶縁ガスは低温絶縁ガスと混合されて冷却され、回路遮断器のタンクに放出される。しかし、ＳＦ６代替品のほとんど（たとえば、Ａｉｒｐｌｕｓ Ｃ５Ｋ混合物、Ｃ４ＦＮ、ＣＯ２－Ｏ２混合物など）は、アーク遮断時に分解した後、再結合しない場合がある。このような挙動はシステムの運転状態に直接的な影響を及ぼし、タンク内の圧力上昇につながることがある。金属筐体内の（すなわちタンク内の）圧力がアーク領域の圧力よりも高くなることがある。このような場合、タンクからアーク領域への逆流が発生することがある。このような逆流は、発生した粒子や埃をアーク領域に運ぶ原因となり、回路遮断器の動作安定性に悪影響を及ぼす。したがって、このような逆流は、その後の再点弧または絶縁破壊によって遮断性能にリスクおよび不確実性をもたらす可能性があるので、回避すべきである。 In metal-enclosed circuit breakers, hot insulating gas from the arc zone escapes to an exhaust volume provided at the end of the circuit breaker. The insulating gas is then mixed with the cold insulating gas, cooled, and discharged into the circuit breaker tank. However, most of the SF6 replacements (eg, Airplus C5K mixtures, C4FN, CO2-O2 mixtures, etc.) may not recombine after dissolving upon arc interruption. Such behavior has a direct effect on the operating conditions of the system and can lead to pressure build-up in the tank. The pressure within the metal enclosure (ie within the tank) can be higher than the pressure in the arc area. In such cases, backflow from the tank to the arc area may occur. Such reverse flow causes generated particles and dust to be carried into the arc area, adversely affecting the operational stability of the circuit breaker. Therefore, such backflow can introduce risks and uncertainties in interrupting performance due to subsequent restrike or dielectric breakdown and should be avoided.

発明の概要
したがって本発明の目的は、アーク領域への逆流を回避する、改良された回路遮断器を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an improved circuit breaker that avoids backflow into the arcing area.

本発明の目的は、独立請求項の特徴によって解決される。好ましい実施形態が従属請求項に詳述されている。 The object of the invention is solved by the features of the independent claims. Preferred embodiments are detailed in the dependent claims.

したがって、上記目的は、ガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器によって解決され、回路遮断器は第１のアーク接触子および第２のアーク接触子を含み、第１のアーク接触子および／または第２のアーク接触子はスイッチング軸に沿って軸方向に可動であり、それによって、遮断動作中に、アーク領域において第１のアーク接触子と第２のアーク接触子との間にアークを形成し、回路遮断器はさらに、第１のアーク接触子を周方向に取囲む第１の公称接触子、および第２のアーク接触子を周方向に取囲む第２の公称接触子と、好ましくは重なり合って配置されて第１の公称接触子を周方向に取囲む第１のサイドシールドおよび第１のサイドシリンダ、ならびに好ましくは重なり合って配置されて第２の公称接触子を周方向に取囲む第２のサイドシールドおよび第２のサイドシリンダと、第１のサイドシールドと第２のサイドシールドとをアーク領域の周りに周方向に接続するチャンバ絶縁管と、遮断動作中に消弧ガスがアーク領域から逃げることおよび／またはチャンバ絶縁管に入ることを可能にするように構成された少なくとも１つの一方向弁とを含む。 Accordingly, the above objects are solved by a gas-insulated high or medium voltage circuit breaker, the circuit breaker comprising a first arcing contact and a second arcing contact, wherein the first arcing contact and/or the second arcing contact The two arcing contacts are axially movable along the switching axis, thereby forming an arc between the first arcing contact and the second arcing contact in the arc region during breaking operation. , the circuit breaker further preferably overlaps a first nominal contact circumferentially surrounding the first arcing contact and a second nominal contact circumferentially surrounding the second arcing contact. a first side shield and a first side cylinder arranged in parallel and circumferentially surrounding the first nominal contact; a chamber insulating tube circumferentially connecting the side shield and the second side cylinder of the first side shield and the second side shield around the arc region; and at least one one-way valve configured to allow escape and/or entry into the chamber insulating tube.

本発明の重要な点は、アーク領域から排気に向かう流れのみを可能にし、その逆の流れは可能にしない一方向弁を使用することで、チャンバ絶縁管内への自然対流を可能にすることである。このように、一方向弁によって逆流を制限することができるので、アーク領域の粒子が少なくなり、その結果、回路遮断器のその後の再点弧および絶縁破損が生じなくなる。一方向弁は好ましくは可動部品を含まないため、従来の変形例と比較してメンテナンスが不要であり誤動作が発生しない。一方向弁は、可動接触子側の排気管の端部および／もしくは内部に位置決めすることができ、ならびに／または、第１のサイドシールドおよび第１のサイドシリンダおよび／もしくは第２のサイドシールドおよび第２のサイドシリンダによって形成されるタンクへの流路入口の近くの、第１のサイドシールドおよび第１のサイドシリンダによって形成される排気容積の内部に位置決めすることができ、ならびに／または、自然対流による流れのための絶縁管穴の内部に位置決めすることができる。後者の変形例では、一方向弁はタンクの底からチャンバ絶縁管内に低温ガスを運ぶことができ、この流れはチャンバを通る下から上への一方向であってその逆ではないので、粒子がこの流れとともにチャンバ絶縁管に入ることを回避することができ、フラッシュオーバーを回避することができる。これに加えて、一方向弁をディフューザの下流に、または排気部に配置することで、流れを阻止することができ、高温ガスと低温ガスとをより良く混合させることができる。 The key to the present invention is to allow natural convection into the chamber insulating tubes by using a one-way valve that only allows flow from the arc area towards the exhaust and not vice versa. be. In this way, the one-way valve can limit reverse flow, resulting in less particles in the arc area, which in turn prevents subsequent restriking and insulation failure of the circuit breaker. Since the one-way valve preferably contains no moving parts, it requires less maintenance and malfunctions than conventional variants. The one-way valve can be positioned at the end of and/or within the exhaust pipe on the moving contact side and/or the first side shield and first side cylinder and/or the second side shield and can be positioned within the exhaust volume formed by the first side shield and the first side cylinder, near the flow inlet to the tank formed by the second side cylinder, and/or naturally It can be positioned inside an insulating tube bore for convective flow. In the latter variant, the one-way valve can carry the cryogenic gas from the bottom of the tank into the chamber insulating tube, and this flow is in one direction from the bottom to the top through the chamber and not the other way around, so that the particles are Entry into the chamber insulation tube with this flow can be avoided and flashover can be avoided. In addition, placing a one-way valve downstream of the diffuser or at the exhaust can block flow and allow better mixing of the hot and cold gases.

高電圧または中電圧という用語は、１ｋＶを超える電圧に関する。中電圧は、好ましくは、２５ｋＶ、４０ｋＶまたは６０ｋＶのような、１２ｋＶ～７２ｋＶの範囲（中電圧範囲）の公称電圧に関係する。高電圧は、好ましくは、１４５ｋＶ、２４５ｋＶまたは４２０ｋＶのような、７２ｋＶ～５５０ｋＶの範囲の公称電圧に関する。回路遮断器の公称電流は、好ましくは１ｋＡ～５ｋＡの範囲であり得る。回路遮断器がその動作を実行する異常状態の時に流れる電流は、遮断電流または短絡電流と適宜呼ばれることがある。短絡電流は３１．５ｋＡ～８０ｋＡの範囲であってもよく、これは高短絡電流デューティと呼ばれる。遮断動作中、遮断電圧は非常に高い（たとえば１１０ｋＶ～１２００ｋＶの範囲である）ことがある。 The term high voltage or medium voltage relates to voltages above 1 kV. Medium voltage preferably relates to nominal voltages in the range of 12 kV to 72 kV (medium voltage range), such as 25 kV, 40 kV or 60 kV. High voltage preferably relates to nominal voltages in the range of 72 kV to 550 kV, such as 145 kV, 245 kV or 420 kV. The nominal current of the circuit breaker may preferably range from 1 kA to 5 kA. The current that flows during an abnormal condition in which a circuit breaker performs its action is sometimes referred to as breaking current or short circuit current, as appropriate. The short circuit current may range from 31.5 kA to 80 kA, which is called high short circuit current duty. During the breaking operation, the breaking voltage can be very high (for example in the range of 110 kV to 1200 kV).

ガス絶縁回路遮断器において、消弧媒体はガスを含む。第１のサイドシールド、第１のサイドシリンダ、第２のサイドシールド、第２のサイド／シリンダおよび／またはチャンバ絶縁管は、ガスの容積を規定する封止ハウジングを形成する。いくつかの実施形態によれば、回路遮断器は、電流遮断動作の段階で回路遮断器の第１のアーク接触子と第２のアーク接触子との間に形成されたアークを消滅させるように構成されたガス吹付けシステムを含み得る。好ましくは、第１のアーク接触子、第１のサイドシリンダおよび／または第１のサイドシールドは可動であるが、第２のアーク接触子、第２のサイドシリンダおよび／または第２のサイドシールドは固定されている。 In gas insulated circuit breakers, the arc-quenching medium comprises gas. The first side shield, first side cylinder, second side shield, second side/cylinder and/or chamber insulating tube form a sealed housing that defines a volume of gas. According to some embodiments, the circuit breaker is adapted to extinguish an arc formed between a first arcing contact and a second arcing contact of the circuit breaker during a phase of current interrupting operation. It may include a configured gas blowing system. Preferably, the first arc contact, the first side cylinder and/or the first side shield are movable, whereas the second arc contact, the second side cylinder and/or the second side shield are Fixed.

消弧ガスは、電流遮断動作中にアーク接触子同士の間に形成された電気アークを適切に消滅させることができる任意の好適なガスであってもよく、たとえば六フッ化硫黄ＳＦ６などの不活性ガスであるが、これに限定されるわけではない。それによって、第１および第２のアーク接触子の間のアークがアーク領域に発生する。具体的には、回路遮断器に使用される消弧ガスは、ＳＦ６ガスまたは他の任意の誘電性絶縁媒体であってもよく、気体および／または液体であってもよく、特に誘電性絶縁ガスまたはアーク消滅ガスであってもよい。このような誘電性絶縁媒体は、たとえば、有機フッ素化合物を含む媒体を包含してもよく、このような有機フッ素化合物は、フルオロエーテル、オキシラン、フルオロアミン、フルオロケトン、フルオロオレフィン、フルオロニトリル、ならびにこれらの混合物および／または分解生成物からなる群から選択される。ここで、「フルオロエーテル」、「オキシラン」、「フルオロアミン」、「フルオロケトン」、「フルオロオレフィン」および「フルオロニトリル」という用語は、少なくとも部分的にフッ素化された化合物を指す。特に、「フルオロエーテル」という用語はヒドロフルオロエーテルおよびペルフルオロエーテルの両方を包含し、「オキシラン」という用語はヒドロフルオロオキシランおよびペルフルオロキシランの両方を包含し、「フルオロアミン」という用語はヒドロフルオロアミンおよびペルフルオロアミンの両方を包含し、「フルオロケトン」という用語はヒドロフルオロケトンおよびペルフルオロケトンの両方を包含し、「フルオロオレフィン」という用語はヒドロフルオロオレフィンおよびペルフルオロオレフィンの両方を包含し、「フルオロニトリル」という用語はヒドロフルオロニトリルおよびペルフルオロニトリルの両方を包含する。そのため、フルオロエーテル、オキシラン、フルオロアミンおよびフルオロケトンは、完全にフッ素化されている（すなわちペルフルオロ化されている）ことが好ましい場合がある。 The arc extinguishing gas may be any suitable gas capable of adequately extinguishing the electric arc formed between the arcing contacts during current interrupting operation, for example sulfur hexafluoride SF6. Active gas, but not limited to this. An arc between the first and second arc contacts is thereby generated in the arc area. Specifically, the arc-extinguishing gas used in the circuit breaker may be SF6 gas or any other dielectric insulating medium, and may be gas and/or liquid, especially dielectric insulating gas Alternatively, it may be an arc extinguishing gas. Such dielectric insulating media may include, for example, media comprising organofluorine compounds, which include fluoroethers, oxiranes, fluoroamines, fluoroketones, fluoroolefins, fluoronitrile, as well as It is selected from the group consisting of mixtures and/or decomposition products thereof. As used herein, the terms "fluoroether", "oxirane", "fluoroamine", "fluoroketone", "fluoroolefin" and "fluoronitrile" refer to at least partially fluorinated compounds. In particular, the term "fluoroether" includes both hydrofluoroethers and perfluoroethers, the term "oxirane" includes both hydrofluorooxiranes and perfluoroxylanes, and the term "fluoroamine" includes hydrofluoroamines and The term "fluoroketone" includes both hydrofluoroketones and perfluoroketones, the term "fluoroolefin" includes both hydrofluoroolefins and perfluoroolefins, and "fluoronitrile" The term encompasses both hydrofluoronitriles and perfluoronitriles. As such, fluoroethers, oxiranes, fluoroamines and fluoroketones may preferably be fully fluorinated (ie, perfluorinated).

誘電性絶縁媒体は、ヒドロフルオロエーテル、ペルフルオロケトン、ヒドロフルオロオレフィン、ペルフルオロニトリル、およびこれらの混合物からなる群から選択され得る。特に、本発明の文脈で使用される「フルオロケトン」という用語は、広く解釈されものとし、フルオロモノケトンおよびフルオロジケトンの両方、または一般にフルオロポリケトンを包含するものとする。明示的に、炭素原子に挟まれた２つ以上のカルボニル基が分子内に存在してもよい。この用語は、炭素原子間の二重結合および／または三重結合を含む飽和化合物および不飽和化合物の両方も包含するものとする。フルオロケトンの少なくとも部分的にフッ素化されたアルキル鎖は、直鎖であっても分枝鎖であってもよく、任意に環を形成し得る。誘電性絶縁媒体は、フルオロモノケトンである少なくとも１つの化合物を含んでもよく、ならびに／または、１つ以上の炭素原子に取って代わる、分子の炭素骨格に組込まれたヘテロ原子（窒素原子、酸素原子および硫黄原子のうちの少なくとも１つなど）をさらに含んでもよい。より好ましくは、フルオロモノケトン、特にペルフルオロケトンは、３～１５個または４～１２個の炭素原子、特に５～９個の炭素原子を有し得る。最も好ましくは、それは、ちょうど５個の炭素原子および／またはちょうど６個の炭素原子および／またはちょうど７個の炭素原子および／またはちょうど８個の炭素原子を含み得る。 Dielectric insulating media may be selected from the group consisting of hydrofluoroethers, perfluoroketones, hydrofluoroolefins, perfluoronitriles, and mixtures thereof. In particular, the term "fluoroketone" as used in the context of the present invention shall be interpreted broadly and shall include both fluoromonoketones and fluorodiketones, or fluoropolyketones in general. Explicitly, more than one carbonyl group sandwiched between carbon atoms may be present in a molecule. The term is also intended to include both saturated and unsaturated compounds containing double and/or triple bonds between carbon atoms. The at least partially fluorinated alkyl chain of the fluoroketone can be straight or branched and can optionally form a ring. The dielectric insulating medium may comprise at least one compound that is a fluoromonoketone and/or heteroatoms (nitrogen atoms, oxygen such as at least one of an atom and a sulfur atom). More preferably, the fluoromonoketones, especially perfluoroketones, may have 3 to 15 or 4 to 12 carbon atoms, especially 5 to 9 carbon atoms. Most preferably, it may contain exactly 5 carbon atoms and/or exactly 6 carbon atoms and/or exactly 7 carbon atoms and/or exactly 8 carbon atoms.

さらに、誘電性絶縁媒体は、少なくとも３個の炭素原子を含むヒドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）、ちょうど３個の炭素原子を含むヒドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）、トランス－１，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｚｅ）、２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）、およびこれらの混合物からなる群から選択される、フルオロオレフィンである少なくとも１つの化合物を含み得る。有機フッ素化合物は、フルオロニトリル、特にペルフルオロニトリルであってもよい。特に、有機フッ素化合物は、２個の炭素原子、および／または３個の炭素原子、および／または４個の炭素原子を含むフルオロニトリル、具体的にはペルフルオロニトリルであってもよい。より詳細には、フルオロニトリルは、ペルフルオロアルキルニトリル、具体的にはペルフルオロアセトニトリル、ペルフルオロプロピオニトリル（Ｃ２Ｆ５ＣＮ）および／またはペルフルオロブチロニトリル（Ｃ３Ｆ７ＣＮ）であってもよい。最も詳細には、フルオロニトリルは、（式（ＣＦ３）２ＣＦＣＮに従う）ペルフルオロイソブチロニトリルおよび／または（式ＣＦ３ＣＦ（ＯＣＦ３）ＣＮに従う）ペルフルオロ－２－メトキシプロパンニトリルであってもよい。これらのうち、ペルフルオロイソブチロニトリル（すなわち、２，３，３，３－テトラフルオロ－２－トリフルオロメチルプロパンニトリル、別名ｉ－Ｃ３Ｆ７ＣＮ）は、毒性が低いので特に好ましい。誘電性絶縁媒体は、有機フッ素化合物とは異なる（特に、フルオロエーテル、オキシラン、フルオロアミン、フルオロケトンおよびフルオロオレフィンとは異なる）背景ガスまたはキャリアガスをさらに含んでもよく、実施形態では、空気、Ｎ２、Ｏ２、ＣＯ２、希ガス、Ｈ２や、ＮＯ２、ＮＯ、Ｎ２Ｏや、フルオロカーボン、特にペルフルオロカーボン（ＣＦ４など）や、ＣＦ３Ｉ、ＳＦ６や、これらの混合物からなる群から選択され得る。たとえば、誘電性絶縁ガスは、ある実施形態ではＣＯ２であってもよい。 Further, the dielectric insulating medium includes hydrofluoroolefins (HFO) containing at least 3 carbon atoms, hydrofluoroolefins (HFO) containing exactly 3 carbon atoms, trans-1,3,3,3-tetrafluoro at least one compound that is a fluoroolefin selected from the group consisting of -1-propene (HFO-1234ze), 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene (HFO-1234yf), and mixtures thereof can include The organofluorine compound may be a fluoronitrile, especially a perfluoronitrile. In particular, the organofluorine compound may be a fluoronitrile, in particular a perfluoronitrile, containing 2 carbon atoms and/or 3 carbon atoms and/or 4 carbon atoms. More particularly, the fluoronitriles may be perfluoroalkylnitrile, specifically perfluoroacetonitrile, perfluoropropionitrile (C2F5CN) and/or perfluorobutyronitrile (C3F7CN). Most particularly, the fluoronitrile may be perfluoroisobutyronitrile (according to the formula (CF3)2CFCN) and/or perfluoro-2-methoxypropanenitrile (according to the formula CF3CF(OCF3)CN). Of these, perfluoroisobutyronitrile (ie, 2,3,3,3-tetrafluoro-2-trifluoromethylpropanenitrile, also known as i-C3F7CN) is particularly preferred due to its low toxicity. The dielectric insulating medium may further comprise a background gas or carrier gas different from organofluorine compounds (particularly different from fluoroethers, oxiranes, fluoroamines, fluoroketones and fluoroolefins), in embodiments air, N2 , O2, CO2, noble gases, H2, NO2, NO, N2O, fluorocarbons, especially perfluorocarbons (such as CF4), CF3I, SF6, and mixtures thereof. For example, the dielectric insulating gas may be CO2 in some embodiments.

回路遮断器は、１つ以上の構成要素（パッファ形シリンダ、自己ブラストチャンバ、集圧空間、圧縮空間、またはパッファ容積、および膨張空間など）を含み得る。回路遮断器は、このような構成要素の１つ以上によって電気回路の遮断を実行することにより、電気回路における電流の流れを中断することができ、および／または、電気回路が遮断されたときに生じるアークを消滅させることができる。回路遮断器は他の部品（駆動装置、制御装置など）も含み得るが、説明では省略されている。これらの部品は、従来の高電圧または中電圧ガス絶縁回路遮断器と同様に設けられる。「軸方向の」という用語は、軸の方向における範囲、距離等を示す。部品間の軸方向の分離は、軸の方向に見たときまたは測定したときにこれらの部品が互いに分離していることを意味する。「径方向の」という用語は、軸に対して垂直な方向における範囲、距離等を示す。「断面」という用語は軸に対して垂直な平面を意味し、「断面積」という用語はこのような平面における面積を意味する。軸は、たとえばスイッチング軸であってもよい。 A circuit breaker may include one or more components such as a puffer-type cylinder, a self-blasting chamber, a pressure collection space, a compression space, or puffer volume, and an expansion space. A circuit breaker can interrupt the flow of current in an electrical circuit by performing an interruption of the electrical circuit by one or more of such components and/or when the electrical circuit is interrupted. The resulting arc can be extinguished. The circuit breaker may also include other components (drives, controls, etc.) but are omitted from the description. These components are provided in a manner similar to conventional high or medium voltage gas insulated circuit breakers. The term "axial" refers to extent, distance, etc. in the direction of an axis. Axial separation between parts means that the parts are separated from each other when viewed or measured in an axial direction. The term "radial" refers to extent, distance, etc. in a direction perpendicular to an axis. The term "cross-section" means a plane perpendicular to the axis, and the term "cross-sectional area" means the area in such plane. The axis may for example be a switching axis.

一般に、１つの一方向弁の実施形態にはさまざまな可能性がある。好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの一方向弁はテスラバルブとして設けられ、このテスラバルブは、好ましくは複数のターンを含み、より好ましくは並列におよび／または直列に接続される。テスラバルブは有利なことに可動部品を含んでいないので、メンテナンスが不要である。テスラバルブは、流体が一方向では妨げられずに流れることができるが反対方向では流体が阻止される設計になっている。そのため、バルブの内部には、拡大部、凹部、突起、バッフル、またはバケットが設けられることが好ましく、これらは、一方向における流体の流れに対しては表面摩擦以外の抵抗を実質的に与えないが、反対方向の流れに対してはほとんど通り抜け不可能な障壁を構成する。好ましくは、２つ、３つ、４つまたはそれ以上の一方向弁が並列におよび／または直列に接続される。 In general, there are various possible embodiments of a single one-way valve. According to a preferred embodiment, the at least one one-way valve is provided as a Tesla valve, preferably comprising multiple turns, more preferably connected in parallel and/or in series. Tesla valves advantageously contain no moving parts and are therefore maintenance free. Tesla valves are designed to allow fluid to flow unimpeded in one direction but are blocked in the opposite direction. Therefore, the interior of the valve is preferably provided with enlargements, recesses, projections, baffles or buckets which offer substantially no resistance other than surface friction to fluid flow in one direction. constitutes an almost impenetrable barrier to flow in the opposite direction. Preferably two, three, four or more one-way valves are connected in parallel and/or in series.

別の好ましい実施形態では、少なくとも１つの一方向弁と、第１のサイドシールドと、第１のサイドシリンダとが一体的に３Ｄ印刷されるか、または、少なくとも１つの一方向弁と、第２のサイドシールドと、第２のサイドシリンダとが一体的に３Ｄ印刷される。３Ｄ印刷された一方向弁、第１のサイドシールド、第１のサイドシリンダ、第２のサイドシールド、第２のサイドシリンダ、および／またはチャンバ絶縁管の利点は、弁が可動部品を有していないのでメンテナンス不要であることである。３Ｄ印刷された一方向弁、第１のサイドシールド、第１のサイドシリンダ、第２のサイドシールド、第２のサイドシリンダ、および／またはチャンバ絶縁管は、たとえば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（フッ素化エチレンプロピレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシアルカン）、ＴＦＭ（改質ＰＴＦＥ）、ＭＯＳ２（二硫化モリブデン）、ＢＮ（窒化ホウ素）、これらの組合せ、または、これらの材料のうちの１つと別の１つとの任意の充填物を含む材料組成であることが好ましい。たとえば、１つの組合せにおいて、これらの材料のうちの１つを母材として使用し、別の１つを充填材として使用することができる。好ましくは、少なくとも１つの一方向弁を有する第１のサイドシールドと第１のサイドシリンダが、少なくとも１つの一方向弁を有する第２のサイドシールドと第２のサイドシリンダが、および／または少なくとも１つの一方向弁を有するチャンバ絶縁管が、単一の製造ステップで互いに３Ｄ印刷される。好ましくは、少なくとも１つの一方向弁および／もしくはチャンバ絶縁管が一体的に３Ｄ印刷され、ならびに／または、少なくとも１つの一方向弁と、第１のサイドシールド、第１のサイドシリンダ、第２のサイドシールド、第２のサイドシリンダ、および／もしくはチャンバ絶縁管とが一体的に３Ｄ印刷される。 In another preferred embodiment, the at least one one-way valve, the first side shield and the first side cylinder are integrally 3D printed or the at least one one-way valve and the second side shield and the second side cylinder are integrally 3D printed. Advantages of the 3D printed one-way valve, first side shield, first side cylinder, second side shield, second side cylinder, and/or chamber isolation tube are that the valve has no moving parts. There is no need for maintenance. The 3D printed one-way valve, first side shield, first side cylinder, second side shield, second side cylinder, and/or chamber insulation tube are made of, for example, PTFE (polytetrafluoroethylene), FEP (fluorinated ethylene propylene), PFA (perfluoroalkoxyalkane), TFM (modified PTFE), MOS2 (molybdenum disulfide), BN (boron nitride), combinations thereof, or alternatively one of these materials It is preferred that the material composition includes an optional filling with one of For example, in one combination, one of these materials can be used as the matrix and another one as the filler. Preferably, a first side shield and a first side cylinder with at least one one-way valve, a second side shield and a second side cylinder with at least one one-way valve, and/or at least one Chamber insulating tubes with two one-way valves are 3D printed together in a single manufacturing step. Preferably, the at least one one-way valve and/or the chamber insulating tube are integrally 3D printed and/or the at least one one-way valve, the first side shield, the first side cylinder, the second A side shield, a second side cylinder, and/or a chamber insulation tube are integrally 3D printed.

さらなる好ましい実施形態では、少なくとも１つの一方向弁は、第１のサイドシールドと第１のサイドシリンダとの間に、第２のサイドシールドと第２のサイドシリンダとの間に配置され、および／または第１のアーク接触子に通され、消弧ガスがアーク領域から逃げることを可能にするように構成される。一方向弁は好ましくは軸方向に延在する。第１のサイドシールドおよび／または第２のサイドシールドは、好ましくは第１のサイドシリンダおよび／または第２のサイドシリンダと重なり合う態様で配置され、１つの一方向弁はこの重なり領域に配置される。第１のサイドシールドおよび／または第２のサイドシールドは、好ましくは、１つの一方向弁、第１のアーク接触子および／または第２のアーク接触子ならびに第１の公称接触子および／または第２の公称接触子以外のものを、第１のサイドシリンダおよび／または第２のサイドシリンダならびにチャンバ絶縁管とともに周方向に閉じるように封止する。第１の公称接触子および／または第２の公称接触子は、好ましくは、第１のアーク接触子および／または第２のアーク接触子の周りに周方向に配置される。 In a further preferred embodiment, at least one one-way valve is arranged between the first side shield and the first side cylinder, between the second side shield and the second side cylinder, and/ or passed through the first arc contact and configured to allow arc extinguishing gas to escape from the arc area. The one-way valve preferably extends axially. The first side shield and/or the second side shield are preferably arranged in an overlapping manner with the first side cylinder and/or the second side cylinder, and one one-way valve is arranged in this overlapping area. . The first side shield and/or the second side shield preferably comprise one one-way valve, the first arc contact and/or the second arc contact and the first nominal contact and/or the second side shield. All but the two nominal contacts are sealed circumferentially closed with the first side cylinder and/or the second side cylinder and the chamber insulating tube. The first nominal contact and/or the second nominal contact are preferably circumferentially arranged around the first arc contact and/or the second arc contact.

別の好ましい実施形態では、少なくとも１つの一方向弁は、チャンバ絶縁管、第１のサイドシールドおよび／または第２のサイドシールドに通され、消弧ガスがチャンバ絶縁管に入ることを可能にするように構成される。一方向弁は好ましくは径方向に延在する。チャンバ絶縁管は好ましくは管状に設けられ、管は周方向において第１のサイドシールドおよび／または第２のサイドシールドと重なる。 In another preferred embodiment, at least one one-way valve is threaded through the chamber insulation tube, the first side shield and/or the second side shield to allow arc extinguishing gas to enter the chamber insulation tube. configured as The one-way valve preferably extends radially. The chamber insulating tube is preferably provided tubular, the tube circumferentially overlapping the first side shield and/or the second side shield.

さらなる好ましい実施形態によれば、ガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器は、チャンバ絶縁管の反対側、好ましくは対角線方向反対側に配置された少なくとも２つの一方向弁を含み、一方の一方向弁は、消弧ガスがチャンバ絶縁管から逃げることを可能にするように構成され、他方の一方向弁は、消弧ガスがチャンバ絶縁管に入ることを可能にするように構成される。好ましくは、少なくとも２つの一方向弁が各側に配置され、および／または径方向に延在する。別の好ましい実施形態では、複数の一方向弁が少なくともチャンバ絶縁管に通され、特に並んで配置される。好ましくは、チャンバ絶縁管の軸方向の延在部全体が、並んで配置された一方向弁を構成する。一方向弁は好ましくは、チャンバ絶縁管の径方向反対側に配置される。 According to a further preferred embodiment, the gas-insulated high-voltage or medium-voltage circuit breaker comprises at least two one-way valves arranged on opposite, preferably diagonally opposite sides of the chamber insulating tube, one one-way The valve is configured to allow arc-quenching gas to escape from the chamber insulating tube and the other one-way valve is configured to allow arc-quenching gas to enter the chamber insulating tube. Preferably, at least two one-way valves are arranged on each side and/or extend radially. In another preferred embodiment, a plurality of one-way valves are passed through at least the chamber insulating tube, in particular arranged side by side. Preferably, the entire axial extension of the chamber insulating tube constitutes a side-by-side one-way valve. The one-way valves are preferably arranged on diametrically opposite sides of the chamber insulating tube.

別の好ましい実施形態では、第１のアーク接触子は、消弧ガスを逃がすための排気管を延長部として含み、少なくとも１つの一方向弁は排気管の内部に設けられる。このような場合、一方向弁は好ましくは軸方向に延在する。 In another preferred embodiment, the first arc contact includes as an extension an exhaust pipe for escaping arc extinguishing gas, and at least one one-way valve is provided inside the exhaust pipe. In such cases, the one-way valve preferably extends axially.

さらなる好ましい実施形態によれば、ガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器は、チャンバ絶縁管の内部で軸方向に延在するように直列に接続された複数の一方向弁を含む。好ましくは、一方向弁はチャンバ絶縁管の軸方向の延在部全体にわたって延在する。 According to a further preferred embodiment, the gas insulated high or medium voltage circuit breaker comprises a plurality of one-way valves connected in series to extend axially inside the chamber insulating tube. Preferably, the one-way valve extends over the entire axial extension of the chamber insulating tube.

別の好ましい実施形態では、ガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器は、アーク領域に方向付けられたチャネルを含むバッファシリンダ、および／または、遮断動作中にアーク領域に消弧ガスを吹付けるためのノズルを含む。この点において、バッファシリンダは、チャネルがバッファシリンダおよびノズルの両方によって少なくとも部分的に周方向に封止され得るように、ノズルに軸方向に固定されてもよい。 In another preferred embodiment, the gas insulated high or medium voltage circuit breaker includes a buffer cylinder including channels directed to the arc area and/or a including nozzles. In this regard, the buffer cylinder may be axially fixed to the nozzle such that the channel may be at least partially circumferentially sealed by both the buffer cylinder and the nozzle.

別の好ましい実施形態では、回路遮断器は、１２ｋＶ以上、５２ｋＶ以上、もしくは７２ｋＶ超、もしくは１４５ｋＶ以上の中～高電圧を遮断するように適合されたガス絶縁回路遮断器であり、および／または、ガス絶縁高電圧もしくは中電圧回路遮断器は、パッファ形回路遮断器、自己ブラスト回路遮断器、もしくはそれらの組合せのうちの１つである。 In another preferred embodiment, the circuit breaker is a gas insulated circuit breaker adapted to interrupt medium to high voltages of 12 kV and above, 52 kV and above, or above 72 kV, or 145 kV and above, and/or The gas-insulated high or medium voltage circuit breaker is one of a puffer type circuit breaker, a self-blasting circuit breaker, or a combination thereof.

上記目的は、ガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器の操作方法によってさらに解決され、上記方法は、
上述の高電圧または中電圧回路遮断器で電流を遮断することを含む。 The above object is further solved by a method of operating a gas-insulated high or medium voltage circuit breaker, the method comprising:
Including interrupting the current with a high voltage or medium voltage circuit breaker as described above.

好ましい実施形態によれば、電流を遮断することは、
第１のアーク接触子および／または第２のアーク接触子をスイッチング軸に沿って動かすことによって第１のアーク接触子と第２のアーク接触子とを分離させて、遮断動作を開始することを含む。 According to a preferred embodiment, interrupting the current comprises:
separating the first arc contact and the second arc contact by moving the first arc contact and/or the second arc contact along the switching axis to initiate a breaking operation; include.

電流を遮断するために、第１のアーク接触子をスイッチング軸に沿って動かすことによってアーク接触子同士を分離させて、遮断動作を開始することができる。バッファ容積から消弧ガスを少なくとも部分的に放出することによって、バッファ容積内の消弧ガスの温度を低下させることができる。したがって、バッファ容積からアークゾーンに戻る加熱ガスの逆流による再点弧またはその後の再点弧（すなわちアークの再点火）の確率またはリスクも低下させることができる。 To interrupt the current, the arcing contacts can be separated by moving the first arcing contact along the switching axis to initiate a breaking action. By at least partially venting the arc-quenching gas from the buffer volume, the temperature of the arc-quenching gas within the buffer volume can be reduced. Accordingly, the probability or risk of re-ignition or subsequent re-ignition (ie, re-ignition of the arc) due to backflow of heated gas from the buffer volume back into the arc zone may also be reduced.

上記目的は、ガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器の製造方法によってさらに解決され、回路遮断器は、
第１のアーク接触子および第２のアーク接触子を含み、可動接触子はスイッチング軸に沿って軸方向に可動であり、それによって、遮断動作中に、アーク領域において第１のアーク接触子と第２のアーク接触子との間にアークを形成し、回路遮断器はさらに、
第１のアーク接触子を周方向に取囲む第１の公称接触子、および第２のアーク接触子を周方向に取囲む第２の公称接触子と、
好ましくは重なり合って配置されて第１の公称接触子を周方向に取囲む第１のサイドシールドおよび第１のサイドシリンダ、ならびに好ましくは重なり合って配置されて第２の公称接触子を周方向に取囲む第２のサイドシールドおよび第２のサイドシリンダと、
第１のサイドシールドと第２のサイドシールドとをアーク領域の周りに周方向に接続するチャンバ絶縁管とを含み、上記方法は回路遮断器を含み、上記方法は、
遮断動作中に消弧ガスがアーク領域から逃げることおよび／またはチャンバ絶縁管に入ることを可能にするように、少なくとも１つの一方向弁を、第１のサイドシールド（９）と第１のサイドシリンダとの間に、第２のサイドシールドと第２のサイドシリンダとの間に、および／またはチャンバ絶縁管の内部に設置するステップを含む。 The above object is further solved by a method for manufacturing a gas-insulated high or medium voltage circuit breaker, the circuit breaker comprising:
A movable contact including a first arcing contact and a second arcing contact, the movable contact being axially movable along the switching axis, whereby during a breaking operation the first arcing contact and the first arcing contact in the arc region. forming an arc with the second arcing contact, the circuit breaker further comprising:
a first nominal contact circumferentially surrounding the first arcing contact and a second nominal contact circumferentially surrounding the second arcing contact;
A first side shield and a first side cylinder, preferably overlappingly arranged, circumferentially surrounding the first nominal contact, and a first side cylinder, preferably overlappingly arranged, circumferentially surrounding the second nominal contact. a surrounding second side shield and a second side cylinder;
a chamber insulating tube circumferentially connecting the first side shield and the second side shield around the arc region, the method comprising a circuit breaker, the method comprising:
At least one one-way valve is provided between the first side shield (9) and the first side to allow arc extinguishing gas to escape from the arc region and/or enter the chamber insulation tube during the breaking operation. between the cylinder, between the second side shield and the second side cylinder, and/or within the chamber insulating tube.

好ましい実施形態によれば、上記方法は、
少なくとも１つの一方向弁を３Ｄ印刷するステップ、
消弧ガスがアーク領域から逃げることを可能にするように、３Ｄ印刷された少なくとも１つの一方向弁を、第１のサイドシールドと第１のサイドシリンダとの間に、第２のサイドシールドと第２のサイドシリンダとの間に、および／もしくは第１のアーク接触子に通して、設置するステップ、ならびに／または
消弧ガスがチャンバ絶縁管に入ることを可能にするように、３Ｄ印刷された少なくとも１つの一方向弁を、チャンバ絶縁管、第１のサイドシールドおよび／もしくは第２のサイドシールドに通して設置するステップを含む。 According to a preferred embodiment, the method comprises
3D printing at least one one-way valve;
at least one 3D printed one-way valve between the first side shield and the first side cylinder to allow the arc extinguishing gas to escape from the arc area; installing between the second side cylinder and/or through the first arc contact, and/or 3D printed to allow arc extinguishing gas to enter the chamber insulating tube; installing at least one one-way valve through the chamber insulating tube, the first sideshield and/or the second sideshield.

さらなる好ましい実施形態では、上記方法は、
少なくとも１つの一方向弁が第１のサイドシールドと第１のサイドシリンダとの間に設置された状態で、第１のサイドシールドと、第１のサイドシリンダと、少なくとも１つの一方向弁とを一体的に３Ｄ印刷するステップ、
少なくとも１つの一方向弁が第１のサイドシールド（９）と第１のサイドシリンダとの間に設置された状態で、第２のサイドシールドと、第２のサイドシリンダと、少なくとも１つの一方向弁とを一体的に３Ｄ印刷するステップ、および／または
少なくとも１つの一方向弁がチャンバ絶縁管に通された状態で、チャンバ絶縁管と少なくとも１つの一方向弁とを一体的に３Ｄ印刷するステップを含む。 In a further preferred embodiment, the method comprises
a first side shield, a first side cylinder, and at least one one-way valve, with the at least one one-way valve positioned between the first side shield and the first side cylinder; integrally 3D printing;
A second side shield (9), a second side cylinder and at least one one-way valve with at least one one-way valve installed between the first side shield (9) and the first side cylinder. and/or integrally 3D printing the chamber insulating tube and the at least one one-way valve, with the at least one one-way valve threaded through the chamber insulating tube. including.

設置は、好ましくは、たとえば接着および／または機械的調整（たとえばドリル加工および機械的固定を含む）によって、３Ｄ印刷された一方向弁をしっかりとおよび／または固定して設置することを含む。 Installation preferably includes firmly and/or fixedly installing the 3D printed one-way valve, for example, by gluing and/or mechanical adjustment (including, for example, drilling and mechanical fixation).

本方法のさらなる実施形態および利点は、上述の回路遮断器から当業者によって直接かつ明確に導き出される。 Further embodiments and advantages of the method are derived directly and clearly by the person skilled in the art from the circuit breaker described above.

本発明のこれらおよび他の局面は、以下に記載される実施形態から明らかになりこれを参照して解明されるであろう。 These and other aspects of the invention will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described below.

好ましい実施形態に係るガス絶縁回路遮断器の概略図である。1 is a schematic diagram of a gas insulated circuit breaker according to a preferred embodiment; FIG. 好ましい実施形態に係る図１の回路遮断器のチャンバ絶縁管の概略断面図である。2 is a schematic cross-sectional view of a chamber insulating tube of the circuit breaker of FIG. 1 according to a preferred embodiment; FIG. さらなる好ましい実施形態に係る図１の回路遮断器のチャンバ絶縁管の概略断面図である。Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a chamber insulating tube of the circuit breaker of Figure 1 according to a further preferred embodiment; さらなる好ましい実施形態に係る図１の回路遮断器のチャンバ絶縁管の概略断面図である。Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a chamber insulating tube of the circuit breaker of Figure 1 according to a further preferred embodiment; 好ましい実施形態に係る図１の回路遮断器の第２のサイドシールドおよび第２のサイドシリンダの概略断面図である。Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a second side shield and a second side cylinder of the circuit breaker of Figure 1 according to a preferred embodiment; さらなる好ましい実施形態に係る図１の回路遮断器のチャンバ絶縁管の概略断面図である。Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a chamber insulating tube of the circuit breaker of Figure 1 according to a further preferred embodiment;

実施形態の説明
以下の説明は、ガス絶縁回路遮断器１に関して、特に中電圧および高電圧用途のガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器１に関して与えられているが、本開示の実施形態はこれらに限定されないことが理解されねばならない。むしろ、本実施形態は、ガス絶縁回路遮断器１が必要とされる場所であれば、どこでも適用可能である。簡単にするため、本明細書に記載される実施形態は、ガス絶縁高または中回路遮断器１について言及するのではなく、回路遮断器１について言及することが多い。回路遮断器１は、パッファ形回路遮断器、自己ブラスト回路遮断器、発電機回路遮断器、断路器、断路器と回路遮断器との組合せ、ライブタンク遮断器、または送配電システムの負荷開閉器であってもよい。回路遮断器１は他の部品（公称接触子、駆動装置、制御装置など）も含み得るが、図面では省略されており本明細書では詳細に記載されていない。これらの部品は、従来の高電圧または中電圧ガス絶縁回路遮断器と同様に設けられる。 DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS Although the following description is given with respect to gas insulated circuit breakers 1, and in particular gas insulated high or medium voltage circuit breakers 1 for medium and high voltage applications, embodiments of the present disclosure are It should be understood that it is not limited to Rather, the present embodiment is applicable wherever a gas insulated circuit breaker 1 is required. For simplicity, the embodiments described herein often refer to circuit breakers 1 rather than to gas-insulated high or medium circuit breakers 1 . The circuit breaker 1 may be a puffer type circuit breaker, a self-blasting circuit breaker, a generator circuit breaker, a disconnector, a combination disconnector and circuit breaker, a live tank breaker, or a load breaker of a power transmission and distribution system. may be The circuit breaker 1 may also include other components (nominal contacts, drives, controls, etc.), but are omitted from the drawings and not described in detail herein. These components are provided in a manner similar to conventional high or medium voltage gas insulated circuit breakers.

図１は、高電圧または中電圧用の、本明細書に記載される好ましい実施形態に係るガス絶縁回路遮断器１を示す。回路遮断器１は、第１のアーク接触子２および第２のアーク接触子３を含む。第１のアーク接触子２は図１では一例としてチューリップ（たとえば接触チューリップ）の形態であり、第２のアーク接触子３はロッド（たとえば接触ロッド）の形態である。２つのアーク接触子２，３は、図１に示されるような２つのアーク接触子２，３が互いに完全に電気的に分離している開放端位置と、アーク接触子２，３の間を電流が通過可能な閉鎖端位置との間で、互いに協働する。可動アーク接触子２は、第１の公称接触子７を有する可動ブレーク接点の一部である。さらに、第２のアーク接触子３は、第２の公称接触子８を有する固定ブレーク接点の一部である。 FIG. 1 shows a gas insulated circuit breaker 1 according to the preferred embodiment described herein for high or medium voltage. Circuit breaker 1 includes a first arc contact 2 and a second arc contact 3 . The first arc contact 2 in FIG. 1 is by way of example in the form of a tulip (eg contact tulip) and the second arc contact 3 is in the form of a rod (eg contact rod). The two arc contacts 2,3 are separated between the open end position where the two arc contacts 2,3 are completely electrically isolated from each other as shown in FIG. They co-operate with each other with a closed end position through which current can pass. The movable arc contact 2 is part of a movable break contact with a first nominal contact 7 . Additionally, the second arc contact 3 is part of a fixed break contact with a second nominal contact 8 .

アーク接触子２，３は、都合よく遮断電流を流すことができるように構成されているので、アーク接触子２，３は過度の熱を発生させず、回路遮断器１の電流遮断動作中に発生するアーク５の熱に耐える。特に、アーク接触子２，３は、回路遮断器１が本明細書に記載されるように機能することを可能にする任意の好適な材料、典型的には耐アーク材料で作られ、この材料は、一例として、銅、銅合金、銀合金、タングステン、タングステン合金、またはこれらの任意の組合せなどであるが、これらに限定されるわけではない。特に、これらの材料は、その導電率、硬度（すなわち、耐アブレシブ摩耗性）、機械的強度、低コスト、および／または化学的性質に基づいて選択される。たとえば、図１に示されて第２のアーク接触子３を形成する接触ロッドは、回路遮断器１が本明細書に記載されるように機能することを可能にする任意の好適な導電性材料で作られ、この材料は、一例として銅などであるが、これに限定されるわけではない。必要に応じて、接触ロッドは異なる材料で作られてもよく、たとえば、接触ロッドの異なる部分が、異なる材料で作られてもよく、または、これらの部分の各々に適切な電気的および／もしくは機械的性質を与える材料で被覆されてもよい。 The arcing contacts 2,3 are configured to conveniently carry a breaking current so that the arcing contacts 2,3 do not generate excessive heat and are It withstands the heat of the generated arc 5. In particular, the arc contacts 2,3 are made of any suitable material, typically an arc resistant material, that enables the circuit breaker 1 to function as described herein, and this material Examples include, but are not limited to, copper, copper alloys, silver alloys, tungsten, tungsten alloys, or any combination thereof. In particular, these materials are selected based on their electrical conductivity, hardness (ie, resistance to abrasive wear), mechanical strength, low cost, and/or chemical properties. For example, the contact rod shown in FIG. 1 and forming the second arcing contact 3 can be any suitable conductive material that enables the circuit breaker 1 to function as described herein. and this material is, by way of example and not limitation, copper. If desired, the contact rod may be made of different materials, e.g., different portions of the contact rod may be made of different materials, or appropriate electrical and/or It may be coated with a material that imparts mechanical properties.

図１の矢印で示されるように、（たとえば可動ブレーク接点の一部としての）第１のアーク接触子２は、アーク接触子２，３を開放端位置または閉鎖端位置に動かすように、スイッチング軸４に沿って第２のアーク接触子３に対して相対的に可動である。閉鎖端位置では、第２のアーク接触子３は第１のアーク接触子２に挿入される。遮断動作中に、第１のアーク接触子２が第２のアーク接触子３から離れることにより、両方の接触子が互いに分離する。遮断動作中に、図１に示されるように、第１および第２のアーク接触子２，３の一部の間のアーク領域６にアーク５が発生する。 As indicated by the arrows in FIG. 1, a first arcing contact 2 (eg, as part of a movable break contact) is switched to move the arcing contacts 2, 3 to either an open end position or a closed end position. It is movable relative to the second arc contact 3 along axis 4 . In the closed end position the second arc contact 3 is inserted into the first arc contact 2 . During the breaking operation, the first arc contact 2 moves away from the second arc contact 3, thereby separating both contacts from each other. During the breaking operation, an arc 5 is generated in an arc area 6 between parts of the first and second arc contacts 2, 3, as shown in FIG.

図１に示される回路遮断器１は、電気絶縁ガスまたは消弧ガスが充填された気密ハウジング内に配置されている。図１に示されるハウジングと回路遮断器１の構成要素との間の容積は、気密ハウジングの内部である。気密ハウジングは、封止部（金属製またはセラミック製ハウジングなどであるが、これらに限定されるわけではない）として構成することができる。封止部は、重なり合って配置されて第１の公称接触子７を周方向に取囲む第１のサイドシールド９および第１のサイドシリンダ１０と、重なり合って配置されて第２の公称接触子８を周方向に取囲む第２のサイドシールド１１および第２のサイドシリンダ１２とを含む。チャンバ絶縁管１３は、重なり合う態様で第１のサイドシールド９と第２のサイドシールド１１とをアーク領域６の周りに周方向に接続する。 The circuit breaker 1 shown in FIG. 1 is arranged in an airtight housing filled with an electrical insulating or arc extinguishing gas. The volume between the housing shown in FIG. 1 and the components of the circuit breaker 1 is inside the airtight housing. The hermetic housing can be configured as a seal (such as, but not limited to, a metal or ceramic housing). The seals consist of a first side shield 9 and a first side cylinder 10 arranged in overlap and circumferentially surrounding the first nominal contact 7 and a second nominal contact 8 arranged in overlap. includes a second side shield 11 and a second side cylinder 12 that circumferentially surround the . A chamber insulating tube 13 circumferentially connects the first side shield 9 and the second side shield 11 around the arc region 6 in an overlapping manner.

回路遮断器１は、遮断動作中に消弧ガスがアーク領域６から逃げることおよび／またはチャンバ絶縁管１３に入ることを可能にするための少なくとも１つの一方向弁１４をさらに含む。図１の実施形態は、異なる位置にある合計９個の一方向弁１４を含んでおり、これらは図２～図４を参照して以下でより詳細に説明される。一般に、図示されている一方向弁１４はテスラバルブとして設けられ、これらのテスラバルブは、図２ａでは複数のターンを有しており、または図３ａでは並列に図４ａでは直列に接続されている。それによって、一方向弁１４は、たとえば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（フッ素化エチレンプロピレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシアルカン）、ＴＦＭ（改質ＰＴＦＥ）、ＭＯＳ２（二硫化モリブデン）、ＢＮ（窒化ホウ素）、これらの組合せ、または、これらの材料のうちの１つと別の１つとの任意の充填物を含む材料組成で３Ｄ印刷される。１つの組合せにおいて、これらの材料のうちの１つを母材として使用し、別の１つを充填材として使用することができる。 The circuit breaker 1 further comprises at least one one-way valve 14 for allowing arc extinguishing gas to escape the arc region 6 and/or enter the chamber insulating tube 13 during breaking operation. The embodiment of FIG. 1 includes a total of nine one-way valves 14 in different positions, which are described in more detail below with reference to FIGS. 2-4. Generally, the illustrated one-way valves 14 are provided as Tesla valves, which have multiple turns in FIG. 2a or are connected in parallel in FIG. 3a and in series in FIG. 4a. Thereby, the one-way valve 14 is, for example, PTFE (polytetrafluoroethylene), FEP (fluorinated ethylene propylene), PFA (perfluoroalkoxyalkane), TFM (modified PTFE), MOS2 (molybdenum disulfide), BN ( Boron Nitride), combinations thereof, or any filling of one of these materials with another. In one combination, one of these materials can be used as the matrix and another one as the filler.

図２ａ、図２ｂ、図３ａおよび図４ａでは一方向弁１４はチャンバ絶縁管１３に通されているが、図１では一方向弁１４は左側の第１のサイドシールド９および右側の第２のサイドシールド１０にも通されている。それによって一方向弁１４は、消弧ガスがチャンバ絶縁管１３に入ることを可能にするように構成されている。図２ａでは、一方向弁１４はチャンバ絶縁管１３の軸方向および径方向反対側に配置されているが、図２ｂでは、一方向弁１４はチャンバ絶縁管１３の対角線方向反対側に配置されている。そのため、径方向の一方側では、一方向弁１４は消弧ガスがチャンバ絶縁管１３から逃げることを可能にするように構成されており、径方向の反対側では、一方向弁１４は消弧ガスがチャンバ絶縁管１３に入ることを可能にするように構成されている。 2a, 2b, 3a and 4a the one-way valve 14 is threaded through the chamber insulating tube 13, whereas in FIG. It is also passed through the side shield 10 . The one-way valve 14 is thereby configured to allow arc-extinguishing gas to enter the chamber insulating tube 13 . In FIG. 2a the one-way valve 14 is arranged axially and radially opposite the chamber insulating tube 13, whereas in FIG. 2b the one-way valve 14 is arranged diagonally opposite the chamber insulating tube 13. there is Thus, on one radial side, the one-way valve 14 is configured to allow arc-extinguishing gas to escape from the chamber insulating tube 13, and on the opposite radial side, the one-way valve 14 is arranged to allow arc-extinguishing gas to escape. It is configured to allow gas to enter the chamber insulating tube 13 .

より具体的には、図２ａでは、一方向弁１４は、各々がチャンバ絶縁管１３の縁に近い４つの離れた位置に配置されているが、各一方向弁１４は複数のターンを含む。ガスがチャンバ絶縁管１３を通って放射状に移動できるように、逃がし用一方向弁１４および流入用一方向弁１４が互いに１８０°離れて配置されている。図２ｂでは、一方向弁１４は１ターンのみを含む。一方向弁１４がチャンバ絶縁管１３の縁に近い対角線方向反対側に配置されているので、ガスはチャンバ絶縁管１３を通って対角線状に移動して、下の一方向弁１４から入って上の一方向弁１４から出ることができる。 More specifically, in FIG. 2a the one-way valves 14 are arranged at four spaced apart positions, each near the edge of the chamber insulating tube 13, but each one-way valve 14 includes multiple turns. A one-way relief valve 14 and a one-way inflow valve 14 are positioned 180° apart from each other to allow gas to move radially through the chamber insulating tube 13 . In Figure 2b, the one-way valve 14 includes only one turn. Because the one-way valve 14 is positioned diagonally opposite the edge of the chamber insulating tube 13, gas travels diagonally through the chamber insulating tube 13, entering through the lower one-way valve 14 and upwards. can exit from the one-way valve 14 of .

一方向弁１４は、チャンバ絶縁管１３にしっかりと取付けることができ、および／またはチャンバ絶縁管１３と一体化することができ、チャンバ絶縁管１３は一方向弁１４とともに３Ｄ印刷することができる。一方向弁１４は、選択された位置に、ガスの効率的な熱対流を提供するのに適した、かつ回路遮断器１の効率的な動作のためにチャンバ絶縁管１３の内部で交換する必要がある十分な容積を提供するのに適した数で、配置することができる。 The one-way valve 14 can be rigidly attached to and/or integrated with the chamber insulation tube 13 , and the chamber insulation tube 13 can be 3D printed with the one-way valve 14 . The one-way valve 14 is suitable for providing efficient thermal convection of the gas to the selected position and needs to be replaced inside the chamber insulating tube 13 for efficient operation of the circuit breaker 1. can be arranged in any number suitable to provide some sufficient volume.

図３ａは、複数の一方向弁１４がチャンバ絶縁管１３に通され、チャンバ絶縁管１３の径方向の延在部全体に沿って並んで配置されている実施形態を示す。一方の一方向弁１４は径方向の一方側に配置され、他方の一方向弁１４は絶縁管１３の径方向の反対側に配置されているので、一方向弁１４は径方向のガス流を可能にする。 FIG. 3a shows an embodiment in which a plurality of one-way valves 14 are threaded through the chamber insulating tube 13 and arranged side by side along the entire radial extension of the chamber insulating tube 13. FIG. One of the one-way valves 14 is arranged on one side in the radial direction, and the other one-way valve 14 is arranged on the opposite side of the insulating tube 13 in the radial direction, so that the one-way valves 14 restrict the gas flow in the radial direction. enable.

一般に、図３ａは、一方向弁１４がチャンバ絶縁管１３の長さ全体に沿って配置されている場合を例示しているが、高温ガスがチャンバ絶縁管１３の中央付近でガス電気絶縁破壊を引起こさないようにするために、一方向弁１４を、たとえば、長さを制限した左側および長さを制限した右側のみの特定の領域のみに限定し、中央には一方向弁１４を配置しないこともできる。また、一方向弁１４を、チャンバ絶縁管１３の円形横断面の上部領域、たとえば－１５°～＋１５°領域のアーク表面付近の９０°付近の領域、および下部領域、たとえば－１５°～＋１５°領域のアーク表面付近の２７０°領域にのみ配置して、特に側部領域（すなわち１８０°および３６０°付近）には一方向弁１４を配置しなくてもよい。それによって、一方向弁１４のアーク表面長さは、チャンバ絶縁管１３の上下で最大３０°であってもよい。 In general, FIG. 3a illustrates the case where the one-way valves 14 are positioned along the entire length of the chamber insulating tube 13, where hot gases can cause gas-electrical breakdown near the center of the chamber insulating tube 13. In order not to cause this, the one-way valve 14 is limited to only certain areas, for example only the left side of the length restriction and the right side of the length restriction, and the one-way valve 14 is not placed in the center. can also Also, the one-way valve 14 is positioned at an upper region of the circular cross-section of the chamber insulating tube 13, for example a region near 90° near the arc surface in the -15° to +15° region, and a lower region, for example -15° to +15°. One-way valves 14 may be placed only in the 270° region near the arc surface of the region, and not particularly in the side regions (ie near 180° and 360°). Thereby, the arc surface length of the one-way valve 14 may be up to 30° above and below the chamber insulating tube 13 .

一方向弁１４は１ターンを有して示されており、ガスを垂直に放出するように配置されているが、ターン数および一方向弁１４の内部のガス経路は、最適な（たとえば、電気活動を妨げにくく、熱効率の良い）領域にガス放出を集中させるように設計することができる。たとえば、一方向弁１４の内部のガス経路は、チャンバ絶縁管１３の中央から空気を取り込むが、チャンバ絶縁管１３に一体化された一方向弁１４のうちのいくつかにおいて設計されたターンのために傾斜したおよび／または角度の付いた経路設計を用いて、チャンバ絶縁管１３の左側またはチャンバ絶縁管１３の右側のいずれか一方でガスを放出するように、角度を付けることができる。 Although the one-way valve 14 is shown with one turn and is arranged to discharge the gas vertically, the number of turns and the gas path inside the one-way valve 14 may be optimized (e.g., electrical It can be designed to concentrate the outgassing in less disturbed, thermally efficient areas. For example, the gas path inside the one-way valve 14 takes in air from the center of the chamber insulation tube 13, but due to the designed turns in some of the one-way valves 14 integrated into the chamber insulation tube 13 It can be angled to release gas on either the left side of the chamber insulation tube 13 or the right side of the chamber insulation tube 13 using a sloping and/or angled path design.

図４ａは、複数の一方向弁１４がチャンバ絶縁管１３の内部で軸方向に延在するように互いに直列に接続されることによって軸方向のガス流を可能にする、別の実施形態を示す。このように、一方向弁１４は、ガスがチャンバ絶縁管１３の内部の一方の縁からチャンバ絶縁管１３の内部の反対側の縁に流れることができるように、チャンバ絶縁管１３の内部の壁の一部または壁を形成してもよい。図４ａは、一方向弁１４が設けられた１つの壁のみを示しているが、一方向弁１４を有するさらなる壁が、たとえば反対側の１８０°に、またはさらには９０°および２７０°に存在してもよい。 FIG. 4a shows another embodiment in which a plurality of one-way valves 14 are connected in series with each other to extend axially inside the chamber insulating tube 13 to allow axial gas flow. . Thus, the one-way valve 14 closes the inner wall of the chamber insulating tube 13 so that gas can flow from one edge of the interior of the chamber insulating tube 13 to the opposite edge of the interior of the chamber insulating tube 13 . may form a part or wall of the Although FIG. 4a shows only one wall provided with a one-way valve 14, there are further walls with one-way valves 14, for example at 180° on the opposite side, or even at 90° and 270°. You may

再び図１を参照して、同図は４つの一方向弁１４を示しており、それらの２つずつが、径方向反対側の、第１のサイドシールド９と第１のサイドシリンダ１０との間、および第２のサイドシールド１１と第２のサイドシリンダ１２との間の環状間隙に配置されていることにより、消弧ガスが軸方向に逃げることができる。図３ｂはこのような実施形態をより詳細に示しており、一方向弁１４は反対側に示されているが、さらなる一方向弁１４が、第１のサイドシールド９と第１のサイドシリンダ１０との間、および第２のサイドシールド１１と第２のサイドシリンダ１２との間の環状間隙全体に沿って組込まれるか一体化されてもよく、またはたとえば９０°および２７０°の特定の位置に組込まれるか一体化されてもよい。図４ｂは、第１のアーク接触子２が、アーク領域６から消弧ガスを逃がすための排気管１５を延長部として含む実施形態を示す。一方向弁１４が排気管１５の内部に設けられていることにより、消弧ガスが軸方向に逃げることができる。 Referring again to FIG. 1, it shows four one-way valves 14, two each on the radially opposite sides of the first side shield 9 and the first side cylinder 10. and in the annular gap between the second side shield 11 and the second side cylinder 12, arc-extinguishing gas can escape axially. FIG. 3b shows such an embodiment in more detail, in which a one-way valve 14 is shown on the opposite side, but a further one-way valve 14 is located between the first side shield 9 and the first side cylinder 10. and along the entire annular gap between the second side shield 11 and the second side cylinder 12, or at specific positions such as 90° and 270° It may be embedded or integrated. FIG. 4 b shows an embodiment in which the first arc contact 2 includes as an extension an exhaust pipe 15 for escaping the arc-extinguishing gas from the arc area 6 . Since the one-way valve 14 is provided inside the exhaust pipe 15, the arc-extinguishing gas can escape in the axial direction.

再び図１を参照して、回路遮断器１は、アーク５のアーク領域６に方向付けられたチャネルを有するノズル１７をさらに含む。ノズル１７は、遮断動作中にアーク領域６に消弧ガスを吹付けるための通風孔として機能する。それによって、アーク５を消滅または消失させることができる。ノズル１７は絶縁ノズル９を含む。アーク５を吹き消すための消弧ガスは、絶縁ノズルの上流の容積内に提供される。たとえば、絶縁ノズルの上流の容積は、誘電体ガス（実施形態ではＣＯ２、ＳＦ６またはＳＦ６およびその公知の混合物（Ｎ２もしくはＣＦ４など）など）で充填することができる。さらなる実施形態では、他の絶縁ガスまたは消弧ガスも可能である。 Referring again to FIG. 1 , circuit breaker 1 further includes nozzle 17 having a channel directed to arc area 6 of arc 5 . Nozzle 17 functions as a vent for blowing arc extinguishing gas to arc area 6 during the breaking operation. Thereby, the arc 5 can be extinguished or extinguished. Nozzle 17 includes insulating nozzle 9 . An arc extinguishing gas for blowing out the arc 5 is provided in the volume upstream of the insulating nozzle. For example, the volume upstream of the insulating nozzle can be filled with a dielectric gas, such as CO2, SF6 or SF6 and known mixtures thereof such as N2 or CF4 in embodiments. Other insulating or arc-quenching gases are also possible in further embodiments.

絶縁ノズルは、ノズル１７の軸方向においてチャネルに隣接して配置される。絶縁ノズルの断面積は、ノズル１７から離れる軸方向において大きくなってもよい。絶縁ノズルは、消弧ガスの流れのための分岐ダクトを形成してもよい。したがって、絶縁ノズルの上流の容積からの消弧ガスは、アーク領域６から絶縁ノズルの下流の領域に運ばれる。絶縁ノズルの下流の領域は、絶縁ノズルの直接下流に提供されるバッファ容積を含む。したがって、消弧ガスは、アーク領域６および絶縁ノズルを通過した後、バッファ容積に到達する。バッファ容積は、第２の筐体１１によって周方向に実質的に取囲まれている。すなわち、第２の筐体１１は、バッファ容積１０の径方向の範囲を実質的に定めることができる。本明細書において使用する「絶縁ノズルの直接下流のバッファ容積」という用語は、アーク領域６と直接流体連通していることと理解され得る。 The insulating nozzle is arranged adjacent to the channel in the axial direction of nozzle 17 . The cross-sectional area of the insulating nozzle may increase in the axial direction away from nozzle 17 . The insulating nozzle may form a branch duct for arc-extinguishing gas flow. Arc-extinguishing gas from the volume upstream of the insulating nozzle is thus carried from the arc region 6 to the region downstream of the insulating nozzle. A region downstream of the insulating nozzle includes a buffer volume provided directly downstream of the insulating nozzle. The arc extinguishing gas therefore reaches the buffer volume after passing through the arc region 6 and the insulating nozzle. The buffer volume is substantially surrounded circumferentially by the second housing 11 . That is, the second housing 11 can substantially define the radial extent of the buffer volume 10 . As used herein, the term “buffer volume directly downstream of the insulating nozzle” may be understood to be in direct fluid communication with arc region 6 .

回路遮断器１は、アーク接触子２，３のうちの少なくとも一方およびノズル１７に動作可能に結合されてスイッチング軸に沿った並進を提供するギアシステムを含み得る。ギアシステムの少なくとも一部は支持構造に配置することができる。回路遮断器１は、シングルモーション回路遮断器として設けることができる。すなわち、アーク接触子２，３のうちの一方のみがスイッチング軸４に沿って可動である。あるいは、回路遮断器はダブルモーション回路遮断器であってもよい。言い換えると、第１および第２のアーク接触子２，３の両方がスイッチング軸４に沿って可動である。 Circuit breaker 1 may include a gear system operably coupled to at least one of arcing contacts 2, 3 and nozzle 17 to provide translation along a switching axis. At least part of the gear system can be arranged on the support structure. The circuit breaker 1 can be provided as a single motion circuit breaker. That is, only one of the arc contacts 2, 3 is movable along the switching axis 4. FIG. Alternatively, the circuit breaker may be a double motion circuit breaker. In other words, both the first and second arc contacts 2 , 3 are movable along the switching axis 4 .

さらに、アーク５を消滅させるための消弧システムを、ノズル１７の上流の容積に一体化することができる。消弧システムは加圧システム（パッファシステム）を有し得る。加圧システムは、たとえば、消滅ガスを内部に含む加圧チャンバ（パッファチャンバ）を含み得る。消滅ガスは、回路遮断器１のハウジング容積（外容積）に含まれる絶縁ガスの一部であってもよい。加圧チャンバは、電流遮断動作中に加圧チャンバ内の消滅ガスを圧縮するためのチャンバ壁およびピストンによって範囲が定められ得る。 Furthermore, an arc extinguishing system for extinguishing the arc 5 can be integrated into the volume upstream of the nozzle 17 . The arc extinguishing system can have a pressurization system (puffer system). The pressurization system may, for example, include a pressurization chamber (puffer chamber) containing the quenching gas therein. The extinguishing gas may be part of the insulating gas contained in the housing volume (external volume) of the circuit breaker 1 . The pressurized chamber may be delimited by a chamber wall and a piston for compressing extinguished gas within the pressurized chamber during current interrupt operation.

このために、ピストンは、第１のアーク接触子２が第２のアーク接触子３から離れて回路遮断器１を開くと、加圧チャンバ内の消滅ガスを加圧するように、第１のアーク接触子２とともに動く。ノズル１７は、加圧された消滅ガス（たとえば消弧ガス）を電流遮断動作中に形成されたアーク６に上流の容積から吹付けるように適合することができる。ノズル１７は、加圧チャンバから加圧された消滅ガスを受けるように加圧チャンバに接続された入口と、アーク領域６へのノズル１７の出口とを含み得る。ノズル１７は好ましくは、（たとえばＰＴＦＥなどの）電気絶縁性材料で作られる。ノズル１７は、その端部の一方に取付けられたリング部を含み得る。 To this end, the piston will cause the first arc to pressurize the quenching gas in the pressurization chamber when the first arc contact 2 separates from the second arc contact 3 to open the circuit breaker 1 . Moves with the contactor 2. Nozzle 17 may be adapted to blow pressurized extinguishing gas (eg, arc extinguishing gas) from an upstream volume onto arc 6 formed during current interruption operation. Nozzle 17 may include an inlet connected to the pressurized chamber to receive pressurized quenching gas from the pressurized chamber, and an outlet of nozzle 17 to arc region 6 . Nozzle 17 is preferably made of an electrically insulating material (such as PTFE, for example). Nozzle 17 may include a ring portion attached to one of its ends.

本発明を図面および上記説明において詳細に図示および説明したが、このような図示および説明は説明的または例示的であって限定的ではないと考えられるべきであり、本発明は開示された実施形態に限定されるわけではない。図面、開示、および添付の特許請求の範囲を検討することにより、開示された実施形態の他の変形例が、特許請求の範囲に記載の発明を実施する当業者によって理解され実行され得る。特許請求の範囲において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語はその他の要素またはステップを排除するものではなく、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は複数形を排除するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に使用できないことを示すものではない。特許請求の範囲におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。 While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and foregoing description, such illustration and description are to be considered illustrative or exemplary and not restrictive; is not limited to Other variations of the disclosed embodiments can be understood and effected by those skilled in the art in practicing the claimed invention, from a study of the drawings, the disclosure, and the appended claims. In the claims, the term "comprising" does not exclude other elements or steps, and the indefinite articles "a" or "an" do not exclude plural forms. The mere fact that certain measures are recited in mutually different dependent claims does not indicate that a combination of these measures cannot be used to advantage. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope.

参照符号リスト
１ 回路遮断器
２ 第１のアーク接触子
３ 第２のアーク接触子
４ スイッチング軸
５ アーク
６ アーク領域
７ 第１の公称接触子
８ 第２の公称接触子
９ 第１のサイドシールド
１０ 第２のサイドシールド
１１ 第１のサイドシリンダ
１２ 第２のサイドシリンダ
１３ チャンバ絶縁管
１４ 一方向弁
１５ 排気管
１６ バッファシリンダ
１７ ノズル LIST OF REFERENCE NUMBERS 1 circuit breaker 2 first arc contact 3 second arc contact 4 switching axis 5 arc 6 arc area 7 first nominal contact 8 second nominal contact 9 first side shield 10 Second Side Shield 11 First Side Cylinder 12 Second Side Cylinder 13 Chamber Insulating Tube 14 One-Way Valve 15 Exhaust Pipe 16 Buffer Cylinder 17 Nozzle

Claims (15)

ガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器（１）であって、
第１のアーク接触子（２）および第２のアーク接触子（３）を備え、前記第１のアーク接触子（２）および／または前記第２のアーク接触子（３）はスイッチング軸（４）に沿って軸方向に可動であり、それによって、遮断動作中に、アーク領域（６）において前記第１のアーク接触子（２）と前記第２のアーク接触子（３）との間にアーク（５）を形成し、前記回路遮断器（１）はさらに、
前記第１のアーク接触子（２）を周方向に取囲む第１の公称接触子（７）、および前記第２のアーク接触子（３）を周方向に取囲む第２の公称接触子（８）と、
前記第１の公称接触子（７）を周方向に取囲む第１のサイドシールド（９）および第１のサイドシリンダ（１０）、ならびに前記第２の公称接触子（８）を周方向に取囲む第２のサイドシールド（１１）および第２のサイドシリンダ（１２）と、
前記第１のサイドシールド（９）と前記第２のサイドシールド（１１）とを前記アーク領域（６）の周りに周方向に接続するチャンバ絶縁管（１３）と、
前記遮断動作中に消弧ガスが前記アーク領域（６）から逃げることおよび／または前記チャンバ絶縁管（１３）に入ることを可能にするように構成された少なくとも１つの一方向弁（１４）とを備える、回路遮断器（１）。 A gas insulated high or medium voltage circuit breaker (1), comprising:
It comprises a first arc contact (2) and a second arc contact (3), said first arc contact (2) and/or said second arc contact (3) being connected to a switching axis (4 ), whereby during a breaking operation between said first arc contact (2) and said second arc contact (3) in an arc zone (6) Forming an arc (5), said circuit breaker (1) further:
A first nominal contact (7) circumferentially surrounding said first arcing contact (2) and a second nominal contact (7) circumferentially surrounding said second arcing contact (3) 8) and
A first side shield (9) and a first side cylinder (10) circumferentially surrounding said first nominal contact (7), and circumferentially surrounding said second nominal contact (8). a surrounding second side shield (11) and a second side cylinder (12);
a chamber insulating tube (13) connecting said first side shield (9) and said second side shield (11) circumferentially around said arc region (6);
at least one one-way valve (14) configured to allow arc extinguishing gas to escape from said arc region (6) and/or enter said chamber insulating tube (13) during said breaking operation; A circuit breaker (1), comprising: 前記少なくとも１つの一方向弁（１４）はテスラバルブとして設けられ、前記テスラバルブは、好ましくは複数のターンを含み、より好ましくは並列におよび／または直列に接続される、先行する請求項に記載のガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器（１）。 Gas according to the preceding claim, wherein said at least one one-way valve (14) is provided as a Tesla valve, said Tesla valve preferably comprising a plurality of turns and more preferably connected in parallel and/or in series. Isolation high voltage or medium voltage circuit breaker (1). 前記少なくとも１つの一方向弁（１４）と、前記第１のサイドシールド（９）と、前記第１のサイドシリンダ（１０）とが一体的に３Ｄ印刷されるか、または、前記少なくとも１つの一方向弁（１４）と、前記第２のサイドシールド（１１）と、前記第２のサイドシリンダ（１２）とが一体的に３Ｄ印刷される、先行する請求項のいずれか１項に記載のガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器（１）。 Said at least one one-way valve (14), said first side shield (9) and said first side cylinder (10) are integrally 3D printed or one of said at least one A gas according to any one of the preceding claims, wherein the directional valve (14), the second side shield (11) and the second side cylinder (12) are integrally 3D printed. Isolation high voltage or medium voltage circuit breaker (1). 前記少なくとも１つの一方向弁（１４）と前記チャンバ絶縁管（１３）とが一体的に３Ｄ印刷される、先行する請求項のいずれか１項に記載のガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器（１）。 A gas insulated high or medium voltage circuit breaker according to any one of the preceding claims, wherein said at least one one-way valve (14) and said chamber insulating tube (13) are integrally 3D printed. (1). 前記少なくとも１つの一方向弁（１４）と、前記第１のサイドシールド（９）、前記第１のサイドシリンダ（１０）、前記第２のサイドシールド（１１）、前記第２のサイドシリンダ（１２）、および／または前記チャンバ絶縁管（１３）とが一体的に３Ｄ印刷される、先行する請求項１，２または４のいずれか１項に記載のガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器（１）。 said at least one one-way valve (14), said first side shield (9), said first side cylinder (10), said second side shield (11), said second side cylinder (12) ), and/or integrally 3D printed with said chamber insulating tube (13) (13). 1). 前記少なくとも１つの一方向弁（１４）は、前記第１のサイドシールド（９）と前記第１のサイドシリンダ（１０）との間に、前記第２のサイドシールド（１１）と前記第２のサイドシリンダ（１２）との間に配置され、および／または前記第１のアーク接触子（２）に通され、前記消弧ガスが前記アーク領域（６）から逃げることを可能にするように構成される、先行する請求項に記載のガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器（１）。 The at least one one-way valve (14) is located between the first side shield (9) and the first side cylinder (10) between the second side shield (11) and the second side cylinder (10). arranged between a side cylinder (12) and/or passed through said first arc contact (2) and configured to allow said arc extinguishing gas to escape from said arc area (6) A gas insulated high or medium voltage circuit breaker (1) according to any preceding claim, wherein the circuit breaker is a gas insulated high or medium voltage circuit breaker (1). 前記少なくとも１つの一方向弁（１４）は、前記チャンバ絶縁管（１３）、前記第１のサイドシールド（９）および／または前記第２のサイドシールド（１０）に通され、前記消弧ガスが前記チャンバ絶縁管（１３）に入ることを可能にするように構成される、先行する請求項のいずれか１項に記載のガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器（１）。 The at least one one-way valve (14) passes through the chamber insulating tube (13), the first side shield (9) and/or the second side shield (10), and the arc extinguishing gas is A gas insulated high or medium voltage circuit breaker (1) according to any one of the preceding claims, adapted to allow entry into said chamber insulating tube (13). 前記チャンバ絶縁管（１３）の反対側、好ましくは対角線方向反対側に配置された少なくとも２つの一方向弁（１４）を備え、一方の前記一方向弁（１４）は、前記ガスが前記チャンバ絶縁管（１３）から逃げることを可能にするように構成され、他方の前記一方向弁（１４）は、前記ガスが前記チャンバ絶縁管（１３）に入ることを可能にするように構成される、先行する請求項に記載のガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器（１）。 It comprises at least two one-way valves (14) arranged on opposite sides, preferably diagonally opposite sides, of said chamber insulation tube (13), one of said one-way valves (14) allowing said gas to pass through said chamber insulation. said one-way valve (14) on the other hand is configured to allow said gas to enter said chamber insulating tube (13); Gas-insulated high or medium voltage circuit breaker (1) according to the preceding claim. 複数の一方向弁（１４）が少なくとも前記チャンバ絶縁管（１３）に通され、特に並んで配置される、２つの先行する請求項のいずれか１項に記載のガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器（１）。 Gas-insulated high- or medium-voltage circuit according to any one of the two preceding claims, wherein a plurality of one-way valves (14) are passed at least through said chamber insulating tube (13), in particular arranged side by side. Circuit breaker (1). 前記第１のアーク接触子（２）は、前記消弧ガスを逃がすための排気管（１５）を延長部として含み、前記少なくとも１つの一方向弁（１４）は前記排気管（１５）の内部に設けられる、２つの先行する請求項のいずれか１項に記載のガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器（１）。 The first arc contact (2) includes as an extension an exhaust pipe (15) for escaping the arc extinguishing gas, and the at least one one-way valve (14) is inside the exhaust pipe (15) A gas insulated high or medium voltage circuit breaker (1) according to any one of the two preceding claims, provided in 前記チャンバ絶縁管（１３）の内部で軸方向に延在するように直列に接続された複数の一方向弁（１４）を備える、先行する請求項のいずれか１項に記載のガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器（１）。 Gas-insulated high voltage according to any one of the preceding claims, comprising a plurality of one-way valves (14) connected in series so as to extend axially inside said chamber insulating tube (13). Or a medium voltage circuit breaker (1). 前記アーク領域（６）に方向付けられたチャネルを含むバッファシリンダ（１６）、および／または、前記遮断動作中に前記アーク領域（６）に前記消弧ガスを吹付けるためのノズル（１７）を備える、２つの先行する請求項のいずれか１項に記載のガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器（１）。 a buffer cylinder (16) containing a channel directed to said arc area (6) and/or a nozzle (17) for blowing said arc extinguishing gas onto said arc area (6) during said breaking operation; A gas insulated high or medium voltage circuit breaker (1) according to any one of the two preceding claims. ガス絶縁高電圧または中電圧回路遮断器（１）の製造方法であって、前記回路遮断器（１）は、
第１のアーク接触子（２）および第２のアーク接触子（３）を備え、前記第１のアーク接触子（２）および／または前記第２のアーク接触子（３）はスイッチング軸（４）に沿って軸方向に可動であり、それによって、遮断動作中に、アーク領域（６）において前記第１のアーク接触子（２）と前記第２のアーク接触子（３）との間にアーク（５）を形成し、前記回路遮断器（１）はさらに、
前記第１のアーク接触子（２）を周方向に取囲む第１の公称接触子（７）、および前記第２のアーク接触子（３）を周方向に取囲む第２の公称接触子（８）と、
前記第１の公称接触子（７）を周方向に取囲む第１のサイドシールド（９）および第１のサイドシリンダ（１０）、ならびに前記第２の公称接触子（８）を周方向に取囲む第２のサイドシールド（１１）および第２のサイドシリンダ（１２）と、
前記第１のサイドシールド（９）と前記第２のサイドシールド（１１）とを前記アーク領域（６）の周りに周方向に接続するチャンバ絶縁管（１３）とを備え、前記方法は前記回路遮断器（１）を備え、前記方法は、
前記遮断動作中に消弧ガスが前記アーク領域（６）から逃げることおよび／またはチャンバ絶縁管（１３）に入ることを可能にするように、前記少なくとも１つの一方向弁（１４）を、前記第１のサイドシールド（９）と前記第１のサイドシリンダ（１０）との間に、前記第２のサイドシールド（１１）と前記第２のサイドシリンダ（１２）との間に、および／または前記チャンバ絶縁管（１３）の内部に設置するステップを備える、方法。 A method for manufacturing a gas-insulated high or medium voltage circuit breaker (1), said circuit breaker (1) comprising:
It comprises a first arc contact (2) and a second arc contact (3), said first arc contact (2) and/or said second arc contact (3) being connected to a switching axis (4 ), whereby during a breaking operation between said first arc contact (2) and said second arc contact (3) in an arc zone (6) Forming an arc (5), said circuit breaker (1) further:
A first nominal contact (7) circumferentially surrounding said first arcing contact (2) and a second nominal contact (7) circumferentially surrounding said second arcing contact (3) 8) and
A first side shield (9) and a first side cylinder (10) circumferentially surrounding said first nominal contact (7), and circumferentially surrounding said second nominal contact (8). a surrounding second side shield (11) and a second side cylinder (12);
a chamber insulating tube (13) connecting said first side shield (9) and said second side shield (11) circumferentially around said arc region (6), said method comprising: comprising a circuit breaker (1), the method comprising:
said at least one one-way valve (14) to allow arc extinguishing gas to escape from said arc region (6) and/or enter chamber insulating tube (13) during said breaking operation; between the first side shield (9) and said first side cylinder (10), between said second side shield (11) and said second side cylinder (12), and/or A method comprising the step of installing inside said chamber insulating tube (13). 前記少なくとも１つの一方向弁（１４）を３Ｄ印刷するステップ、
前記消弧ガスが前記アーク領域（６）から逃げることを可能にするように、３Ｄ印刷された前記少なくとも１つの一方向弁（１４）を、前記第１のサイドシールド（９）と前記第１のサイドシリンダ（１０）との間に、前記第２のサイドシールド（１１）と前記第２のサイドシリンダ（１２）との間に、および／もしくは前記第１のアーク接触子（２）に通して、設置するステップ、ならびに／または
前記消弧ガスが前記チャンバ絶縁管（１３）に入ることを可能にするように、３Ｄ印刷された前記少なくとも１つの一方向弁（１４）を、前記チャンバ絶縁管（１３）、前記第１のサイドシールド（９）および／もしくは前記第２のサイドシールド（１０）に通して設置するステップを備える、先行する請求項に記載の方法。 3D printing said at least one one-way valve (14);
The at least one 3D printed one-way valve (14) is positioned between the first side shield (9) and the first side shield (9) to allow the arc extinguishing gas to escape from the arc region (6). between the side cylinder (10), between the second side shield (11) and the second side cylinder (12), and/or through the first arc contact (2) and/or placing said at least one 3D printed one-way valve (14) in said chamber insulating tube (13) to allow said arc extinguishing gas to enter said chamber insulating tube (13); A method according to the preceding claim, comprising installing through a tube (13), said first side shield (9) and/or said second side shield (10). 前記少なくとも１つの一方向弁（１４）が前記第１のサイドシールド（９）と前記第１のサイドシリンダ（１０）との間に設置された状態で、前記第１のサイドシールド（９）と、前記第１のサイドシリンダ（１０）と、前記少なくとも１つの一方向弁（１４）とを一体的に３Ｄ印刷するステップ、
前記少なくとも１つの一方向弁（１４）が前記第１のサイドシールド（９）と前記第１のサイドシリンダ（１０）との間に設置された状態で、前記第２のサイドシールド（１１）と、前記第２のサイドシリンダ（１２）と、前記少なくとも１つの一方向弁（１４）とを一体的に３Ｄ印刷するステップ、および／または
前記少なくとも１つの一方向弁（１４）が前記チャンバ絶縁管（１３）に通された状態で、前記チャンバ絶縁管（１３）と前記少なくとも１つの一方向弁（１４）とを一体的に３Ｄ印刷するステップを備える、先行する請求項に記載の方法。 said first side shield (9) with said at least one one-way valve (14) installed between said first side shield (9) and said first side cylinder (10); 3D printing said first side cylinder (10) and said at least one one-way valve (14) integrally;
said second side shield (11) with said at least one one-way valve (14) installed between said first side shield (9) and said first side cylinder (10); , integrally 3D printing said second side cylinder (12) and said at least one one-way valve (14); and/or said at least one one-way valve (14) comprises said chamber insulating tube. The method of any preceding claim, comprising integrally 3D printing said chamber insulating tube (13) and said at least one one-way valve (14) while threaded through (13).
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