JP5529143B2 - 改良されたアークブローアウトを伴う高圧回路遮断器用遮断チャンバ - Google Patents

Description

本発明は、高圧回路遮断器用遮断チャンバに関する。

本発明は、回路遮断器の短絡遮断容量以下の、非対称電流を含むすべての電流によって誘発される、アークブローアウトの改良に関する。

本発明は、特に、アーク消滅に寄与するガスの排出経路の最適化と関連している。

主な適用は、５２ｋＶより大きい高圧遮断器を対象としており、特に２４５ｋＶ以上の定格電圧の回路遮断器を対象としている。

図１Ａから図１Ｃは、従来技術による自動空気式ブローアウトタイプ（auto-pneumatic blow-out type）の高圧遮断器の遮断チャンバ１であって、長手方向の断面図において、それぞれ：
― 接点の閉鎖位置、
― 可動アーク接点２が、固定されたアーク接点ピン３から離れ始める、開放操作開始の中間位置、
― アークエネルギーによって圧縮されまた暖められたガス及びノズル４によるブローアウトが、ゼロ交差でアークを冷却することを可能にし、それにより短絡電流の遮断が起こる、極限開放位置、における遮断チャンバ１を表す。

強い電流、特に非対称として知られる電流が、この自動空気式ブローアウトタイプの回路遮断器によって遮断されなければならない場合には、遮断シリンダ５内の圧力は、極めて高い値に達し得る。なぜならば圧力上昇は、ガスの圧縮（圧縮容積５が減少する）と、アークにより生産されるガスの加熱との同時発生によって、著しく増加するからである。

図２では、図１Ａから図１Ｃで示された回路遮断器について、接点の開放時間Ｔの関数として、圧力ΔＰの変動の異なる曲線が表されている。それぞれの曲線は、回路遮断器で遮断されるべき短絡電流の型を代表している。
より正確には、
― 曲線Ｃ１は、回路遮断器内で無負荷状態、言い換えれば、電流が存在しない状態で起こった圧力上昇を表している。該曲線Ｃ１は、ΔＰの最大値が１に等しい基準値を表している。
― 曲線Ｃ２は、回路遮断器の遮断容量の３０％に等しい値の電流に起こった圧力上昇を表している。
― 曲線Ｃ３は、回路遮断器の遮断容量の１００％に等しい値の対称電流に起こった圧力上昇を表している。
― 曲線Ｃ４は、回路遮断器の遮断容量の１００％に等しい値の非対称電流に起こった圧力上昇を表している。

従って、これらの曲線から以下のようなことを読み取ることができる。
― 最大圧力は、回路遮断器の遮断容量の値の１００％に等しい値の非対称電流が到達したときに達せられる（曲線Ｃ４の頂点）。
― 例示されるように、回路遮断器の遮断容量の値の１００％に等しい値の非対称電流によって到達された最大圧力（曲線Ｃ４の頂点）と、無負荷状態での最大圧力（曲線Ｃ１の頂点）との間に、４付近の要因が存在する。
― 電流の種類（対称か非対称か）は、圧力ΔＰの上昇に大きな影響を及ぼす。
こうした特殊な場合には、非対称電流の最大圧力（曲線Ｃ４の頂点）は、対称電流の最大圧力のほぼ４／３に等しい（曲線Ｃ３の頂点）。

しかし、もし到達した圧力が過度であり、また、回路遮断器を開けるための制御によって届けられた原動力より大きくなる場合には、遮断チャンバの可動部の動きが減速し、それ自体が反転することさえできる。その後、可動部の動きの減速によりブローアウトが減少するので、回路遮断器の遮断容量はその後減少する。

解決すべき問題は、回路遮断器の遮断容量の３０％、６０％、７５％、９０％の中間の電流であるときに、遮断容量の１００％という過度の超過圧力を持つことなく、遮断（cutoff）を得るために十分な超過圧力を持つことである。

従って、電流の強さにかかわらず遮断容量を高い値で維持するには、制御によって届けられた力と適合して、遮断容量の１００％に等しい電流を回路遮断器が遮断するときの許容値まで超過圧力を制限することと、ガスの損失を伴わず最適解を得るために、遮断容量に含まれる全てのガスがアークをブローアウトするのに有効に用いられることを確実にすることが必要である。

アークブローアウト容積からの流出にはさまざまな解決法が以前より想定されてきた。

仏国特許第２６９４９８７号 欧州特許第１８６３０５４号 欧州特許第０７８３１７３号 独国特許第１９６１３０３０号 仏国特許第２５５８２９９号 仏国特許第２５７６１４２号 仏国特許第２８２１４８２号 米国特許第４４８６６３２号

特許文献１では、長いアーク時間に対する超過圧力の制限を目的とする解決法が提示されている。超過圧力の制限は、器具の所定のストロークからのブローアウト容積を増加させること（Ｖ１+Ｖ２+ＶＣ）により為される。この文献により提案されている解決法は、長いアーク時間で行われる、超過圧力の減少を希望しない低強度の電流で行われるものを含む全ての遮断に対して、超過圧力を減少させるという主な欠点を有する。

特許文献２では、ブローアウトピストン１０に取り付けられ、超過圧力を所定の値まで制限することを可能にする弁１６，１７を用いた解決法が提示されている。この解決法は、弁１６，１７が開く際に、ブローアウトガスがアークのブローアウトに使われることなく、ブローアウト容積の外へ流失してしまうという欠点を持つ。従って、この解決法は最適化されていない。

特許文献３では、弁２６の後方に位置する圧縮容積内ではなく、熱膨張容積内における超過圧力の制限の解決法が提示されている。しかし、膨張容積内の超過圧力は、接点の移動、したがって制御によって供給される必要のあるエネルギーには影響を持たない。

特許文献４では、自己吹付を備えた遮断チャンバ（熱膨張容積１０と圧縮容積９との間に弁２０を備える）が開示されている。このケースでは、ピストン８の超過圧力を制限する弁はない。強い電流の遮断の場合は、容積１０内の高い超過圧力は弁２０の閉鎖をもたらす。容積９内の超過圧力は、経路２３，１３，１４を通る恒久的な排気によって制限されている。この解決法の主な欠点は、ピン１が経路１４を塞ぐのを中止すると、回路遮断器の遮断容量の１０％から３０％の間に及ぶ値の電流も含め、主要なブローアウト経路１２の下流であってアーク４の根源から離れて位置するエリア１４において圧縮容積自体は恒久的に空になってしまうというところにある。それ故に、行われるブローアウトはあまり効率的でない。

特許文献５では、図１内で１０Ａといわれるエリアで作用するブローアウトであって、圧縮されたガスと混合される可能性なしに、加熱により独自に圧力上昇が達成された熱膨張容積９に由来するブローアウトが開示されている。その他の欠点は、自動空気式ブローアウトは、図１中の８Ａといわれるポイントで生じるアークの根源から遠いところで作用し、容積１３内の圧力上昇に対する熱的効果による補助が存在せず、容積９と１３とは互いに連通していないということである（これらの容積は液圧系ではない）。このタイプの解決法は、遮断容量の減少により工業的には応用されてこなかった。

特許文献６では、容積２７内に超過圧力制限装置が存在しない解決法が提示されている。前向きの力は、経路２０に由来する熱いガスの伝達による容積３２内の圧力上昇によって、操作エネルギーを上昇させるはずである。実際のところは、図１から３の実施形態における、経路２０から２２までの長さおよび、容積３２が接点の移動と共に増加するということを仮定すると供給される力はごくわずかである。従って、この解決法は応用されてこなかった。

特許文献７では、熱膨張容積４と圧縮容積５との間に弁を備えた、自己吹付式遮断チャンバが開示されている。提案されたこの弁は、ピストン９の超過圧力を制限する装置ではない。容積４の中の超過圧力が非常に高い場合（強い電流の遮断）、弁１５の可動部が開き、経路１３とノズルネック３Ａの下流を通して、容積５自体を空にする。従ってこの排出は、可動アーク接点２の端部で起こるアークの根源から遠いところで起こるので、電流の遮断に効率的ではない。従って、この文献内で想定された排出は、ネック３Ａの下流のノズルの分岐部において熱いガスを排気することにのみ役立つ。

特許文献８では、圧縮容積８内の超過圧力に制限が存在しない解決法が提示されている。熱膨張容積６，７内のガスの加熱は、部品１５を押すことにより操作を補助する前向きの力を与えるはずであるが、操作中にも容積７が増加し、これは原動力となる超過圧力を減少させる傾向があるので、この効果は限定的である。従って操作圧中の減少は限られる。更に、熱膨張容積６，７と圧縮容積８とは互いに連通しておらず、従って、特許文献５のように平行であって直列ではない。

本発明の狙いは、従って、先行技術の欠点を補う解決法を提示することと、アークブローアウトが、対称非対称どちらの電流にも、電流の遮断容量に対するそれらの相対的値がどうであっても、可動部の操作のエネルギーが制限されたままであっても、有効な遮断チャンバを提示することにある。

この目的のために、本発明は、回路遮断器の短絡遮断容量以下の値の、非対称電流を含む全ての電流を遮断することを目的とする、高圧回路遮断器用遮断チャンバに関する。該チャンバは、それぞれアーク接点を備え、アーク遮断の間別々に離されていることに適合した２組の接点を備える。絶縁アークブローアウトノズルはネックを備え、該アークブローアウトノズルは、１組の接点と一体となって可動集合体を構成する。遮断チャンバは、２つの経路を区切るように、それ自体はノズルと一体となってネックの上流にあるノズルの部品とアーク接点との間に配置され、アーク接点と一体となった付加的絶縁要素を備える。ノズルと付加的絶縁要素との間で画定された該経路は、可変容積の空洞の方へ恒常的に開いている。空洞の容積は、固定ブローアウトピストンの動作下では可変である。該ブローアウトピストンは、弁で塞がれるようにされた貫通孔で貫通されている。

本発明によれば、空洞内で作用する超過圧力が所定の値より低い場合、弁の負荷は孔を塞ぐことを可能にする。該孔は、絶縁要素とアーク接点との間で画定された経路における貫通孔である。空洞内で作用する超過圧力が所定の値より高い場合、遮断すべきあらゆる範囲の電流用に、空洞内に十分に高い超過圧力を保存するように、弁の負荷が実行される。

従って、本発明によれば、弁によって排出されるガスが、アーク遮断の中で完全に役目を果たすように、ブローアウトピストンに弁が取り付けられる。

これをするために、弁の下流に位置する容積と、可動アーク接点と絶縁要素でできた構成要素の間にあるアークの一部との間に連通が設立される。
従ってこれは、アークの一部と付加的遮断のガスの経路を明確にする。本発明による付加的ブローアウトは効果的である。なぜならば、可動アーク接点において開始されたアークの根源の近くで行われるからである。

言い換えると、対称又は非対称の全ての値の短絡電流に対して展開した操作エネルギーと、遮断の際に生じるアークブローアウトの有効性との間に妥協がなされる。熱膨張容積の一部を通って（遮断チャンバが自動空気式ブローアウトタイプの場合）、又は圧縮容積を通って（遮断チャンバが自己吹付タイプの場合）、回路遮断器の遮断値の所定のパーセンテージ付近よりも大きい値の電流を伴うアークを、根源近くで遮断する。

本発明による遮断チャンバは、従って自動空気式ブローアウトタイプ、又は自己吹付タイプのどちらでもよい。

高電圧又は中電圧回路遮断器の専門家である当業者にはよく知られているように、自動空気式ブローアウトタイプの遮断チャンバは、開放操作の間、回路遮断器自体がアークをブローアウトするのに必要なガスの圧縮を生産するということを特徴とする。固定ピストンに関するブローアウトシリンダの相対移動は、シリンダの中に超過圧力を作り、それがノズルの内側に排出され、アークを冷却して、その結果消弧することを可能にする。

自己吹付タイプの回路遮断器（遮断チャンバ）は、アークエネルギーを遮断に利用する重要な用法を特徴とする。大抵の場合、自己吹付によるブローアウトは、強い電流の遮断のための自動空気式ブローアウトの代わりとなる。弱い電流の遮断は、未だ自動空気式ブローアウトによって得られ、アークのエネルギーは遮断に寄与するには十分ではない。

従って、遮断チャンバが自動空気式ブローアウトタイプである場合、本発明による弁の開放は、圧縮及びガスの過熱の両方によるブローアウト容積内の超過圧力が所定の値より大きい場合に、直接もたらされる。実際に、この実施形態の中では、可変容積（ブローアウト容積）の空洞はまた、熱膨張容積を構成する。なぜならば、生み出されたアークがそれ自体のエネルギーを直接空洞に加え、ブローアウトピストンは熱による超過圧力に直接物質的に接触するからである。

遮断チャンバが自動空気式ブローアウトタイプである場合、弁の負荷は、絶縁要素とアーク接点との間で画定された経路に連通した孔を設定する開放が、遮断容量の９０％以上の値の電流のために起こるようになっていることが望ましい。

遮断チャンバが自己吹付タイプである場合、弁の負荷は、絶縁要素とアーク接点の間で画定された経路に連通した孔を設定する開放が、遮断容量の３０％以上の値の電流のために起こることが望ましい。

本発明による自動ブローアウトタイプの遮断チャンバは、以下のものを備えると有利である。
― ノズルと付加的絶縁要素との間で画定された経路と、ブローアウトピストンとの間に配置された固定壁。それにより、固定壁は熱膨張容積を画定し、従って可変容積の空洞はピストンと熱膨張固定壁との間で画定される。
― 固定壁に取り付けられ、可変容積の空洞から熱膨張容積へのガスの通過を可能にする、付加的ボールタイプ弁。

強い電流を遮断している間、可動アーク接点集合体の近くのエリアで作り出された熱いガスが漏れるのを回避するために、絶縁要素とアーク接点の間で画定された経路に、逆止弁が取り付けられていることも有利である。

遮断チャンバが自己吹付タイプである場合、熱膨張容積の中のガスの加熱によるように間接的に弁の開放がもたらされる。事実、この実施形態では、固定熱膨張容積が提供され、該固定熱膨張容積にノズルと付加的絶縁要素との間の経路が開く。該固定熱膨張容積は、可変容積の空洞から、ブローアウトピストンの貫通孔を塞ぐために取り付けられた弁の反対側の集合体の、付加的弁を取り付けた固定壁によって分離されている。従って、アークのエネルギーが低い場合、固定壁上の付加的弁の閉鎖をもたらすには加熱が不十分である。貫通孔が閉鎖された該ピストンは、空洞のガスの容積を熱膨張容積へと圧縮する。アークのブローアウトは、従って、ノズルと付加的絶縁要素との間の経路を介して固定壁の両側に存在する、圧縮されたガスの容積によって実現される。アークのエネルギーが高い場合、熱膨張容積の中の加熱は固定壁上の付加的弁の閉鎖をもたらす。ブローアウトは次に、組み合わせておよび分離された２つのエリアで実現される。
― 熱膨張容積の中で作り出された超過圧力は、ノズルと付加的絶縁要素との間の経路を
介してブローアウトを実現する。
― 空洞の中でピストンによって作り出された圧縮は、ピストンの貫通孔と、付加的絶縁
要素と固定されたアーク接点との間の経路とを介して、該固定アーク接点のアークの根源
において付加的ブローアウトを実現する。

上記の通り、自動空気式回路遮断器の場合、ピストンの貫通孔を経由する付加的ブローアウトは、対称電流では、有利にはデフォルト電流（短絡遮断容量に対して表される）の９０％という割合で得られるが、考えられる応用次第では、より低い割合も興味深くなり得る。遮断容量に対して９０％というようなアーク電流の値であるという事実においては、それは５２ｋＶより大きい大抵の高圧回路遮断器にとって、操作のエネルギーを軽減するのに不可欠になるということが推測される。本発明によれば、９０％を少し上回る電流に対して、超過圧力を若干制限する傾向がある。なぜなら、ＩＥＣ（国際電気標準会議,International Electrotechnical Commission）により標準化されたテストによると、かなり制限された遮断状態は、遮断容量の９０％に等しい値の対称電流を備えているからである。一連の試験は、高圧回路遮断器のＩＥＣ規格、６２２７１−１００のＬ９０オンライン障害と呼ばれている。従って、超過圧力をこの電流の値以下に制限する必要がある。

また、上記の通り、自己吹付による回路遮断器の場合、弁の開放と付加的ブローアウトは、遮断容量の３０％より大きい電流で行われる。

当業者は明らかに、高圧遮断器に適用可能とみなされる、ＩＥＣにより標準化された試験の機能として、遮断容量の値と比較して割合を決定することができる。

有利な構造の実施形態によれば、弁はピストンに適合する弁により構成される。

望ましい構造の実施形態によれば、ブローアウトピストンは２つの平行な隔壁を備え、間隙を介して管状部により互いに接続され、それらの間には弁がはめ込まれ、該弁の台座は、下流の隔壁に開けられた貫通孔で構成され、その一端は圧縮バネの一端に固定され、もう一端は上流の隔壁に支えられている。絶縁要素とアーク接点との間で区切られた経路との連通は、ピストンの管状部に開けられた別の貫通孔と、アーク接点の不可欠な部分に付加的絶縁要素と一続きに形成されたポートと、によって形成される。

望ましくは、上流と下流の隔壁はそれぞれ弁を備え、その開放は、上流隔壁の上流のガスが下流隔壁の下流へ流入すること、従って、回路遮断器の閉鎖操作の間、２つの接点が一体となることを可能にする。

遮断チャンバの中に、２つの接点を可動にする駆動手段を備えることは可能であるので、本発明はダブルモーションチャンバとして知られるチャンバに応用できる。

この発明はまた、５２ｋＶより大きい、特に１７０ｋＶより大きく４２０ｋＶまでの、先に明示した遮断チャンバを備えた高圧遮断器に関する。

他の利点と特徴は、以下の一例の図面を参照しながら詳細な説明を読むことで明らかになる。

接点が異なる位置にある、従来技術による自動空気式ブローアウトチャンバの概略的な部分縦断面図を表す。 接点が異なる位置にある、従来技術による自動空気式ブローアウトチャンバの概略的な部分縦断面図を表す。 接点が異なる位置にある、従来技術による自動空気式ブローアウトチャンバの概略的な部分縦断面図を表す。 接点の開放時間Ｔの関数として、圧力ΔＰの変動に関する異なる曲線を表し、それぞれの曲線は、図１Ａから１Ｃによる回路遮断器により遮断されるべき短絡電流のタイプを表している。 遮断容量の９０％付近より小さい値のアークを遮断するための開放が完了した位置の、本発明による回路遮断器の自動空気式ブローアウト遮断チャンバの概略的な部分縦断面図を表す。 遮断容量の９０％付近より大きい値のアークを遮断するための開放が完了した位置の、本発明による回路遮断器の自動空気式ブローアウト遮断チャンバの概略的な部分縦断面図を表す。 遮断容量の９０％より小さい値のアーク遮断のために開放した位置の、本発明による回路遮断器の自己吹付式遮断チャンバの概略的な部分縦断面図を表す。

図１及び２はすでに上記で説明されている。

明確さの観点から、同一部品及び部品の一部は、先行技術による遮断チャンバと本発明による遮断チャンバの両方について、同じ符号で示されている。

全ての図面において、各遮断チャンバの２つの主要な接点は表されておらず、そのうち１つはブローアウトノズルと一体になっている。

また、“下流”及び“上流”の用語は、図３Ａ，図３Ｂ，図４の中では、それぞれ左及び右を指していることが指摘される。

本発明１による遮断チャンバは、金属管からなる可動アーク接点２と、相補的形状をした、これも金属からなる固定アーク接点ピン３とを備える。

可動アーク接点２は、ブローアウトノズル４及び、カウル６を形成する付加的絶縁要素と一体になっている。正確には、カウル６は、可動接点２と一体の管状部２０の下流に、連続的に固定される。

絶縁カウル６０の端部は、ノズル４の内側４００に対して相補的な外部形状を持ち、可動接点の端部２１に対して相補的な内部形状を持つ。

ノズル４は、その内部４００の下流に、ネック４０と、該ネック４０の下流に連続的な分岐部４１を備える。ノズル４は、その上流部に、管状部４２を備え、該管状部４２は、カウル６の上流部及びそれが固定されている管状部２０と共に、円筒環状空洞５を画定している。

図式化された管状部４２は、表されていない主要な接点の一部を形成する。

ノズル４及び固定接点の機能部２１並びに絶縁カウル６が固定されている管状部２０に対する、該絶縁カウル６の配置は、２つの経路７０，７１を画定する。経路のうちの１つ７０は円筒環状空洞５と直接に連通している。もう１つの経路７１は、絶縁カウル６の端部６０と、可動接点２の端部２１とによって画定されたエリアＺの下流と、可動接点２の管状部２０に作られたポート２００の上流部とで開放している。

円筒環状空洞５は、ガスの遮断ピストン８の作用下で可変である容積を有する。

このピストン８は、ノズル４の管状部４２と可動接点２の管状部２０との間に遊びなしで嵌合されている。より正確に言えば、その外部表面には可動集合体２，４，６がピストン８上で摺動するのを助けることに更に適合した圧力シール８００が固定されている。

このピストン８は、原則的に２つの隔壁８０，８１を備え、該隔壁は互いに平行で、固定接点２の管状部２０に隣接しかつ平行な接続用管状隔壁８２により互いに接続されている。下流の隔壁８１は、貫通孔８１０を備える。接続隔壁８２もまた、貫通孔８２０を備える。

３つの隔壁８０，８１，８２は、ノズル４，絶縁カウル６，固定接点２で構成される可動集合体によって作られる動きの並進ストロークに対して、ピストン８を的確な距離で固定する機能を有する主要な管状部８３と一体になっている。より具体的には、ピストン８の固定及び可動集合体２，４，６の並進ストロークは、開放操作が終了するまで中間接続隔壁８２に作られた貫通孔８２０が、固定接点２の管状部２０に作られたポート２００に面するように、決定される。図示された実施形態では、図３Ａと図３Ｂに表されているように、操作の終了は、固定されたアーク接点ピン３の端部３０の、ノズル４のネック４０の位置から、ノズル４のネック４０を離れてノズルの分岐部４１から下流部（ガスの流入の方向で）に到達する位置への通過に相当する。この最後の位置では、貫通孔８２０は、ポート２００の下流極限部に面しているとしてもよい。

ピストンの内部には、弁９の可動部９０を構成する板バネシステムが組み立てられている。より正確に言えば、圧縮バネ９００は、上流隔壁８０の内壁に固定された一端９０００と、下流隔壁８１に作られた貫通孔８１０の幅よりも大きい横寸法の板９１０に固定されたもう一端９００１を有する。空洞５内で支配的なガスの超過圧力と、バネに行われる負荷の作用として、プレート９１０は、弁９の台座部を構成する貫通孔８１０を塞ぎ、又は塞がない。本発明によるバネの負荷は次のように行われる。超過圧力のレベルが、回路遮断器の遮断容量の９０％付近以上の値の電流に達したときに、孔８１０の開放と、従ってピストンの２つの隔壁８０，８１の間の空間のガスの通過が起こる。

ボールタイプ弁８４ａ，８４ｂが、ピストン８の上流隔壁８１と下流隔壁８０それぞれに嵌合されている。以下に説明するように、これらの弁８４ａ，８４ｂは、回路遮断器の全開放操作の間は閉じたままであり、上流空洞１０から遮断空洞５への絶縁ガスの通過を可能にするための閉鎖にのみ役立つ。

図４で図示された実施形態は、本発明による自己吹付タイプの遮断チャンバに相当する。該図示されたチャンバは、図３に示され且つ先に詳述された同一の要素を同一の方法で模し、更に後述する要素を備える。

壁５１はノズル４の管状部４２と可動接点２の管状部２０との間に固定されている。この固定壁５１はブローアウトピストン８の下流にある。

従って、ピストン８の作用下にある可変容積５の円筒環状空洞は、片方は後者、もう片方は固定壁５１で画定される。

固定壁５１の下流では、従って、熱膨張容積５０が画定される。

固定壁５１には、可変容積５の空洞から熱膨張容積５０へのガスの通過を可能にする付加的ボールタイプ弁５１０が取り付けられる。

最後に、逆止弁（言い換えれば片道弁）２００１が、経路７１内のポート２００のすぐ下流に取り付けられる。

図３Ａ及び３Ｂの実施形態による高圧遮断器の遮断チャンバ１の操作はここで説明される。

接点２，３の間のアークによって、回路遮断器の遮断容量の略９０％より小さい値のガスの超過圧力が発生した場合、弁９は開くことができない（図３Ａ）。ガスのブローアウトは、図１に代表される従来の技術におけるように、言い換えれば、空洞５から経路７０による独自の自動空気式ブローアウトを用いて行われる。

接点２，３の間のアークによって、回路遮断器の遮断容量の９０％より大きい値の超過圧力が発生した場合、弁９が開き、図３Ｂの矢印によって表されるように、圧縮されたガスの一部が、孔８２０、ポート２００を通って経路７１へ漏れることを引き起こす。

その結果、経路７１を通って流入するガスによって実現される付加的ブローアウトが、エリアＺで、言い換えれば、可能な限りアークの根源の近くで起こる。

このような方法で、一方では、圧力がバネ９００の負荷の値より小さくなったときに、弁９が再び閉じるので、空洞５で構成される、ブローアウト容量の中で起こる超過圧力の制限が得られ、他方では、アークの根源Ｚのなるべく近くでの付加的かつ効率的なブローアウトが得られる。

切断すべき電流がどのような値及び種類（対称又は非対称）であっても、バネの負荷と、遮断空洞５と比較しての貫通孔８１０の相対寸法とは、該空洞５における十分な超過圧力を保存することを可能にする。

この回路遮断器の閉鎖の間、可動集合体２，４，６の閉鎖位置への摺動（図３Ａと３Ｂでは右から左へ）は、空洞５の容積において低圧を作り出し、これは、ピストン８の上流の空洞１０から弁８４ａ，８４ｂを通る絶縁ガスの通過により相殺され、一方で弁９は閉じたままである。

本発明による解決法は、自動空気式チャンバを備えた回路遮断器、特に、例えば６３ｋＡの強い遮断能力のあるタイプの回路遮断器については重要な利点を持つ。実際、このタイプの回路遮断器での非対称電流の超過圧力の遮断は、許容できるエネルギー／価格の油圧ジャッキを使うために存在する解決法である。

ここで、図４の実施形態による高圧回路遮断器の遮断チャンバ１の操作を説明する。

接点２，３の間の、回路遮断器の遮断容量の３０％付近に実質的に満たない値のアークによりガスの超過圧力が発生した場合、弁９は開くことが出来ず、空洞５の中でピストンによって圧縮されたガスの影響下で、付加的弁５１０が開く。図１に表された従来の技術におけるように、言い換えれば、空洞５から容積５０を通って経路７０からの独自な自動空気式ブローアウトを用いて、ガスのブローアウトは、実現される。すなわち、容積５０内の加熱は、固定壁５１の付加的弁５１０を閉鎖させるには不十分である。貫通孔８１０が閉鎖されたピストン８は、空洞５から容積５０に流入するガス容積を圧縮する。
従ってアークのブローアウトは、ノズルと絶縁カウル６との間の経路を介して、固定壁の両側に存在する圧縮されたガスの容積によって、実現される。

接点２，３の間の、回路遮断器の遮断容量の３０％より大きい値のアークにより超過圧力が発生した場合、熱膨張容積５０内の加熱は、固定壁５１の付加的弁５１０の閉鎖をもたらし、一方、空洞５内で圧縮によって作り出された超過圧力が、バネ９００の力を乗り越えるのに十分である場合、弁９は開く。

次に、ブローアウトは２つの分離されたエリアで実現される。
― 熱膨張容積５０内で作られた超過圧力が、ノズル４と絶縁カウル６との間の経路７０を介してブローアウトを実現する。
― ピストン８によって空洞５内に作られた圧縮が、ピストンの開放された貫通孔８１０、貫通孔８２０、ポート２００、及び、絶縁カウル６と該固定アーク接点２との間の経路７１を介して、固定アーク接点２のアークの根源での付加的ブローアウトを実現する。

更に、本発明者らは、強い電流を遮断している間の潜在的リスクを確認している。そのリスクとは、熱いガスが経路７１及びポート２００へ流入し、容積９００内の圧力を上昇させ、弁９１０を閉鎖させることがあり得ることである。すでに見てきたように、固定容積５０内の熱いガスの熱膨張を経て弁５１０の閉鎖を引き起こす超過圧力が存在する。次に、起こり得るガスの排出なしで、空洞５内の容積の圧縮の開放操作をしている間の、従って、遮断の失敗を招きかねない著しい動きの減速のリスクが存在する。

この主要な欠点を避けるために、経路７１に取り付けられた逆止弁が、容積９００への熱いガスの流入を回避し、正常な操作を可能にする。空洞５の圧縮容積から、容積９００への排出が行われ、電流がそれ自体のゼロ交差（ゼロ交差の少し前に始まり、電圧復元局面の間中続く時間間隔）付近にあるとき、ポート２００と経路７１を通過してのアークのブローアウトは可能である。

その結果、経路７１を流れる総ての圧縮されたガスによって実現される付加的ブローアウトは、エリアＺの中で、すなわち可能な限りアークの根源近くで確実に起こる。

遮断する電流の値と種類（対称又は非対称）がどのようであっても、バネの負荷と、ブローアウト空洞５に対する貫通孔８１０の相対寸法は、該空洞５内に十分な超過圧力を保存することを可能にする。

閉鎖操作は、図３Ａ及び図３Ｂに基づいて説明されたのと同じやり方で行われる。

したがって、本発明による解決策は、いかなる自己吹付チャンバにも適用可能であり、圧縮されたガスの自発的損失を生み出すことがないという利点を有するので、実行可能である。

Claims (11)

1. 高圧回路遮断器用の遮断チャンバ（１）であって、
   回路遮断器の短絡遮断容量以下の値の、非対称電流を含む全ての電流を遮断することを目的とし、
   該チャンバは、アーク遮断の間に離されている２つのアーク接点（２，３）を備え、
   絶縁アークブローアウトノズル（４）はネック（４０）を備え、
   該アークブローアウトノズルは、前記２つのアーク接点のうち一方の前記アーク接点（２）と一体となり、可動集合体を構成し、
   該遮断チャンバは、２つの経路（７０，７１）を区切るように、それ自身はノズル（４）と一体となってネックの上流にあるノズルの部品（４００）とアーク接点（２）との間に配置され、前記一方のアーク接点（２）と一体となった付加的絶縁要素（６）を備え、
   ノズルと付加的絶縁要素との間で画定された経路（７０）は、可変容積の空洞（５）の方へ恒常的に開いており、
   空洞の容積は、固定ブローアウトピストン（８，８０，８１，８２，８３）の動作下では可変であり、
   該ブローアウトピストンは、弁（９）で塞がれるようにされた貫通孔（８１０）で貫通され、
   空洞内で作用する超過圧力が所定の値より低い場合、弁（９）の負荷は孔を塞ぐことを可能にし、
   該孔は、絶縁要素（６）と前記一方のアーク接点（２）との間で画定された経路（７１）と連通し、空洞内で作用する超過圧力が所定の値より高い場合、遮断すべきあらゆる範囲の電流用に、空洞内に十分に高い超過圧力を保存するように、弁に負荷がかかる、ことを特徴とする遮断チャンバ。
2. 請求項１に記載された自動空気式ブローアウトタイプの遮断チャンバであって、
   弁（９）の負荷は、絶縁要素（６）と前記一方のアーク接点（２）との間で画定された経路（７１）に連通した孔（８１０）を設定する開放が、遮断容量の９０％以上の値の電流のために起こるようになっていることを特徴とする遮断チャンバ。
3. 請求項１に記載された自己吹付タイプの遮断チャンバであって、
   弁（９）の負荷は、絶縁要素（６）とアーク接点（２）との間で画定された経路（７１）に連通した孔（８１０）を設定する開放が、遮断容量の３０％以上の値の電流のために起こることを特徴とする遮断チャンバ。
4. 請求項３に記載された自己吹付タイプの遮断チャンバであって、以下のものを備えることを特徴とする遮断チャンバ。
   ―ノズル（４）と付加的絶縁要素（６）との間で画定された経路（７０）と、ブローアウトピストン（８）との間に配置された固定壁（５１）。固定壁は熱膨張容積を画定し、可変容積の空洞（５）はピストン（８）と熱膨張固定壁（５１）との間で画定される。
   ―固定壁（５１）に取り付けられ、可変容積の空洞（５）から熱膨張容積（５０）へのガスの通過を可能にする、付加的ボールタイプ弁（５１０）。
5. 請求項４に記載された自己吹付タイプの遮断チャンバであって、
   更に、電流の遮断をしている間、可動集合体のアーク接点（２）に近いエリア（Ｚ）の中で作り出されるガスが、ブローアウトピストン（８）へ漏れることを回避するために、絶縁要素（６）とアーク接点（２）との間で区切られた経路（７１）に嵌合された逆止弁（２００１）を備えることを特徴とする遮断チャンバ。
6. 請求項１から５のうち１つに記載された遮断チャンバであって、
   前記弁はピストン（８）に嵌合された弁（９００，９１０）で構成されることを特徴とする遮断チャンバ。
7. 請求項１から６のうち１つに記載された遮断チャンバであって、
   ブローアウトピストンは２つの平行な隔壁（８０，８１）を備え、間隙を介して管状部（８２）により互いに接続され、前記２つの平行な隔壁（８０、８１）の間には弁（９１０）がはめ込まれ、該弁の台座は、下流の隔壁（８１）に開けられた貫通孔（８１０）で構成され、前記弁（９１０）の一端は圧縮バネ（９００）の一端（９００１）に固定され、前記圧縮バネの他端（９０００）は上流の隔壁（８０）に支えられ、
   絶縁要素とアーク接点との間で区切られた経路と前記孔（８１０）との連通は、ピストンの管状部（８２）に開けられた別の貫通孔（８２０）と、アーク接点（２）と一体となった部分（２０）に付加的絶縁要素（６）と一続きに形成されたポート（２００）と、によって形成される、ことを特徴とする遮断チャンバ。
8. 請求項７に記載された遮断チャンバであって、
   その上流隔壁（８０）及び下流隔壁（８１）はそれぞれ弁（８４ａ，８４ｂ）を備え、
   該弁の開放は 上流隔壁の上流にあるガスが、下流隔壁の下流へと流れることを可能にするので、遮断器の閉鎖操作中の接点同士の接触を可能にする。
9. 請求項１から８のうちいずれか一つに記載の遮断チャンバであって、前記２つのアーク接点が可動であることを特徴とする遮断チャンバ。
10. 請求項１から９のうちいずれか一つに記載の遮断チャンバを備えた、５２ｋＶより大きい電圧の高圧遮断器。
11. 請求項１０に記載の高圧遮断器であって、前記電圧は、１７０ｋＶより大きいことを特徴とする高圧遮断器。

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