JPH0389423A - 自動吹付け式中電圧遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は六フッ化硫黄（ＳＦ６）のような良好な誘電特
性を有するガスにより絶縁を確保する中電圧遮断器に係
り、該ガスは遮断器のアーク接触子の分離時に形成され
るアークの消弧を自動吹付けにより確保する。

この型の遮断器には黙容積又は吹付は容積と呼称される
容積が存在し、該容積はアーク接触子を含んでおり、ア
ーク接触子の分離時にアークにより加熱され、その結果
、圧力が増加する。電流が最初にゼロを通過すると、ガ
スは解放され、アークに吹ｆ寸けする。

しかしなから、このような装置を製造するためには困難
を伴うことが知られている。

−低強度（例えば遮断器を挿入する回路内の電流の公称
強度以下の値）の電流の切断時に、圧力の上昇は吹付は
容積の寸法により不十分であったり、過大であったりす
る。吹付は容積が大きいと、圧力上昇は小さく、吹付け
は不十分であり得る。吹付は容積が小さいと、圧力上昇
は大きいが、吹付は時間は良好な効力を得るためには不
十分であり得る。

一高強度の電流（例えば短絡電流）の切断時に、圧力の
上昇は大きすぎてはならず、従って切断チャンバを損傷
する危険がある。

これらの問題を解決するために、特に西ドイツ特許公開
明細書第八−３７２７８０２号及びヨーロッパ特許公開
明細書第八−０３１５５０５号により、切断すべき電流
の強度に従って可変な容積を有する吹付は容積として機
能する切断チャンバを設けることが提案された。これは
、遮断器内に通常存在する固定接触子の代わりに、拮抗
ばねにより反抗されるピストンに連結された半固定接触
子を配置することにより得られる。切断すべき電流の強
度に従って、ピストンの移動は多少とも大きく、相関し
て吹付は容積も多少大きい。より詳細には、低電流で吹
付は容積は一定に維持される。電流が所与の閾値に達す
ると、付加容積が加えられる。切断すべき電流が中強度
のとき、吹１：ｆけ容積はばねの作用に対するピストン
の移動により増加する。このような装置では、膨張ガス
はアークにより汚染され、良好な吹付は効力を損なう。

本発明の目的は、この欠点を解消し、切断すべき電流の
上限値に達するとガスの誘電品質を良好に再現するよう
にガスの循環を確保することが可能な遮断器を実現し、
アークの根元の各々で吹（・ｔけを可能にすることであ
る。

本発明は誘電ガスが充填されており、第１の電流取入れ
口に電気的に接続された第１の半固定接触子と、第２の
電流取入れ口に電気的に接続され且つ操作機構に機械的
に連結された第２の可動接触子とを内側に配置してなる
気密外箱を備える自動吹付は式中電圧遮断器に係り、該
半固定接触子は第１の吹付は容積を構成し且つ吹付はノ
ズルを端部に備える第１のシリンダの内側を移動するピ
ストンに連結されており、遮断器が鎖錠位置にあるとき
、可動接触子は該吹付はノズルの端部に係合し、該ピス
トンは第１の容積が減少する方向にピストンを移動させ
るばねの作用下にあり、さらに該遮断器は、高強度の被
切断電流が所定の閾値に達すると、該第１の容積と第２
の容積との間にガスを自動的に循環させるための手段を
備えており、該半固定接触子が外箱の残部により構成さ
れる第３の容積に連通ずる管であることを特徴とする。

本発明の第１の態様によると、該手段は該第１のシリン
ダに形成され且つ該第２の吹付は容積内に連通ずる一連
の開口から成り、該第２の容積はチャネルを介してノズ
ルの内側に連通している。

別の態様によると、該手段は該第１のシリンダに配置さ
れ且つ第２の容積に連通ずる弁から成り、該弁は、第１
のシリンダ内の圧力が所与の閾値に達したときのみ開口
する。

別の態様によると、該手段は該第１の容積と第２の容積
とを分離するスリーブから戒り、該スリーブは該第１の
容積内の圧力が該閾値に達するとばねの作用に抗して移
動し得る。

以下、添付図面を参考に本発明の種々の実施例を説明す
る。

第１図は絶縁材料から成る外箱１を示しており、該外箱
の内側には数バールの圧力下で六フッ化硫黄ＳＦ、のよ
うな良好な誘電特性を有するガスが収容されている。外
箱を気密に貫通する第１の電流取入れ口２はコード３を
介して後述する理由により半固定と呼称される第１の接
触子４に電気的に接続されている。接触子４は電気アー
クの効果に耐える材料（例えばタングステンをベースと
する合金）からなる摩耗部材４＾を端部に有する。

外箱１を気密に貫通する第２の電流取入れ口５は摺動接
触子６を介して遮断器の可動接触子を構成するロッド７
に電気的に接続される。ロッド７は外箱を気密に貫通し
、操作機ｉ（図示せず）に連結されている。ロッド７は
電気アークの効果に耐える材料から成る端部７八を有す
る。

半固定接触子４は第１の容積ｖ１を画成する固定シリン
ダ９の内側を摺動するピストン８に固定されている。ビ
スＩ・ン８の行程は上方はクラウン９＾により制限され
、下方はシリンダ９のショルダ９Ｂにより制限される。

接触子４は、第１図の場合にように遮断器が鎖錠位置に
あるときは圧縮されているばね１０により押圧されてい
る。

シリンダ９は該シリンダよりも大きい寸法のシリンダ１
２の内側に配置されている。シリンダ９及び１２の間の
容積をｖ２とする。容ＩＶＩ及びｖ２はシリンダ９の高
部の壁に形成された開口１３により連通している。シリ
ンダ９及び１２は下部が閉じており、吹付はノズル１５
を貫通する軸方向チャネル１４を規定し、接触子７のロ
ッドはこのノズルを通って摺動する。

半固定接触子４の端部の行程限界をａ及びｂで示し、可
動接触子７の行程限界をａ及びＣで示した。

電流取入れ口２に形成された孔（例えば１６）は外箱１
の内側におけるガスの完全な循環を確保する。

遮断器の機能を以下に説明する。

胆【え艷艷 電流強度が遮断器、を挿入する回路の公称強度以下の場
合を想定する。

可動接触子７は操作装置により駆動され、ばね１０によ
り推進されている接触子４は接触子７と共に限界すまで
移動し、この間、容積Ｖｌは断然圧縮される。運動が開
始すると、ピストン８は開口１３を飛び越え、容積ｖ１
及びｖ２の間の連通はもはやなくなる。接触子４の端部
がｂに達すると、接触子４及び７は分離し、アークが点
弧する。接触子７の端部がノズル１５のネックを越える
や否や（限界Ｃ）、容積■１のガスはノズル１５を通っ
て解放され、アークに吹付けする。この動作では切断す
べき電流が小さいので容積ｖ１のガスの加熱による過圧
は小さく、ピストン８を押し返そうとする作用はばね１
０の作用により相殺される。

低強度の電流の切断に必要な小さい吹付はエネルギは、
最小に減少された容積ｖ１におけるガスの圧縮により提
供される。

’ＡＪＸパ了の 電流強度が例えば回路の公称強度と所与の閾値（例えば
公称強度の５倍〉の間にあるような場合を想定する。

動作は同様であるが、接触子が分離すると、アークの加
熱により過圧が形成され、ピストン８をばね１０のｆト
用に対抗して押し返すような強度を有する。しかしなか
ら、切断すべき電流が中強度でしかないのでこの過圧は
開口１３を越えてピストンを押し返すには不十分であり
、したがって容積ｖｌは絶縁状態に維持される。一方、
容積■１内の過圧は中強度の電流を切断するためには十
分である。

声の−７の 電流強度が上記閾値よりも高い場合を想定する。

接触子が分離すると、アークが点弧し、開口１３を越え
てピストン８を押し返し且つ容ＩＶＩ及びｖ２を連通さ
せるような過圧を生じる。こうして、過圧は許容可能な
値に制限され、電流がゼロを通過すると、容積ｖ２内で
加圧されたガスはチャネル１４を通り、ピストン８が開
口１３のゾーンを越えた状態に維持される場合（第２図
）は開口１３及び容積ｖ１を通り、ピストン８が開口１
３のゾーンを再び通りた場合は容積ｖ１及びチャネル１
４を通ってアークに吹付けする（第３図〉。

チャネル１４の存在により、ノズル１５により十分に集
中されたアークへの吹付けはアークの根元の極めて近傍
で行われ、こうして効力を保証できることが理解されよ
う。

接触子４に軸方向開口４Ｂを設けると有利であり、アー
クの他方の根元の近傍にも他のガス噴流と逆方向に吹付
けすることができる。

第４図は第２の実施例に従う遮断器の概略部分軸方向断
面図である。本図と第１図に共通のエレメントには同一
の参照番号をつけた。この実施例は開口１３を省略し、
その代わりに容積ｖ１から容積ｖ２に向かう方向にしか
開口できないような弁１９を設けた点が第１〜３図の実
施例と異なる。これらの弁は容積ｖｌ内の圧力が高強度
の電流の切断により生じるアークに対応する所与の閾値
に達した場合のみに開くように構成されている。低強度
及び中強度の電流を切断する場合も動作は同様である。

高強度の電流の切断時には、容積■１内の圧力上昇によ
り弁１９が開き、容積ｖ１及び■２が連通する。こうし
て容積■２内の圧力が上昇し、吹付はチャネル１４を通
ってアークに吹付けする。

第５図は変形例による遮断器の部分概略軸方向断面図で
ある。本図と第１図に共通のエレメントには同一の参照
番号をつけた。

この変形例によると、容積ｖ１及びｖ２の間の連通は第
１図の場合と同様に開口１３により行われるが、チャネ
ル１４は省略され、その代わりにガスを容積ｖ２から容
ｆｌＶ１の方向のみに通過させる１つ又は複数の１方向
弁２０が設けられる。

低又は中電流の切断時の動作は上記と同様である。

高強度の電流の切断時の動作を以下に説明する。

−電流が最大である間、容積ｖｌ内の圧力上昇は接触子
４及びピストン８を上方に移動させ、ピストンは開口１
３を飛び越え、こうして容積■１とｖ２が連通する。容
積Ｖｌ内の圧力はこのとき容ｌＶ２の圧力よりも高い。

したがって、弁２０は閉じている。

−Ｔ、流がゼロに向かって減少すると（切断は電流のゼ
ロ通過時に行われる）、容ＩＶＩ内の圧力は低下し、こ
うしてピストン８を下方に移動させ、容積ｖ２を容積ｖ
１から分離する。容積ｖ１内の圧力が容積ｖ２の圧力よ
りも低くなると、弁２０が開き、容積ｖ２のガスは容積
ｖ１に移り、こうしてアークへの吹付けに寄与する（第
６図〉。

この変形例は、容積ｖ２内の熱ガスが開口１３から入っ
て弁２０から出るの循環できるという利点を有する。こ
うして吹（・１けガスの誘電特性の最良の再現が得られ
る。

第７図は本発明の別の実施例の概略部分軸方向断面図で
ある。この場合も第１図と共通のエレメントには同一の
参照番号をつけた。

この態様によると、外箱１は第１の電流取入れ口５０を
構成する金属プレートにより上部を閉鎖されている。半
固定接触子４は外箱１の外側に伸延し、外箱１に支持さ
れた絶ｆ（！構造５３に支承されるばね５２を受容し得
る端部４Ｄを備える。ロッド４とプレート５０との間の
電気接触は摺動接触子５４により行われる。接触子４は
フランジ４Ｃを備えており、ピストン５６は該フランジ
に支承され、ピストンはこの場合もはや接触子４に連結
されず、接触子に沿って摺動し得る。ばね５７はプレー
ト５０に支承され、ピストン５６をフランジ４Ｃに押し
付ける。ピストン５６は容［Ｖｌのシリンダ５８の内側
を摺動し、該シリンダはその内側にショルダ５８八を備
えており、ピストン５Ｂの行程を制限する。ピストンと
反対側のシリンダの端部は絶縁材料から成る円錐形部分
５８Ｂを有しており、該部分は可動接触子７を通過させ
るためのオリフィスを備える。シリンダ５８はその上部
に複数の開口５８Ｃを備えており、該開口はピストン５
６が高位にあるとき、容積Ｖｔと；シリンダ５８に同軸
状であり且つプレー）５０に固定されたシリンダ６０に
より規定される容積ｖ２との連通を確保する。シリンダ
６０は絶縁ノズル６１により下部を閉鎖され、該ノズル
は円錐形部分５８Ｂと共にアークゾーンに開口する通路
６２を規定する。

管４の内側は孔部６４を介してピストン５６の上部の容
積ｖ３と連通し、この容［Ｖ３は孔部６５を介してシリ
ンダ６０の外側の容積ｖ４と連通ずる。これらの全孔部
は外箱１の内側におけるガスの循環を助長する。

第６図に鎮錠位置で示した遮断器の機能は第１図につい
て説明した機能と同様であるが、小さな相違があり、高
強度の電流の切断時に、ビスＩ・ンは容積Ｖｌ内の過圧
の作ｍ下に開口５８Ｃのゾーンを越えるまで上昇し、こ
うして容１ｖｔとＶ２とを連通させるが、第１図の装置
の場合と異なり、接触子４はピストンから分離している
のでばね５２の作用下で行程を続け、従って、吹付はガ
スは第８図に示すようにアークの根元の非常に近傍で作
用する６第９図の遮断器は、容積Ｖｌ及びｖ２がピスト
ン８とシリンダ１２との間を気密に摺動し得るスリーブ
７０により分離される点が第１図の遮断器と異なる。

スリーブはノズル１５と共に通路７２を規定する絶縁材
料の円錐形部分７１により閉鎖される。遮断器が第８図
に示すようなＭ錠位置にあると、この通路は部材１２の
角にスリーブを支承させるばね７３の作用下に閉鎖され
る。

解放中、通路７２は閉鎖状態に維持され、低又は中電流
を切断する。

高強度の電流の切断時に容積ｖ１内の過圧は非常に大き
く、スリーブ７０を分離させ、こうして容積ｖ２を吹付
は容積に加える。電流のゼロ通過時に、吹付はガスは通
路７２を通る（第１０図）。

以上、数種の実施例について説明したように、本発明は
吹付は容積を切断すべき電流の強度に良好に調節できる
。ガス噴流はアークの同一の根元に指向され、完全な有
効性を確保できる。遮断機の内部構成（第１．４．５及
び７図の実施例）は吹付はガスの循環を可能にし、こう
して吹付はガスの誘電特性は迅速に再現され、アークの
最良の消弧を確保する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例による遮断器の概略部分軸方向断
面図、第２図及び第３図は高強度の電流の切断時におけ
る第１図の遮断器の動作の説明図、第４図は本発明の第
２の実施例による遮断器の概略部分軸方向断面図、第５
図は本発明の第３の実施例による遮断器の概略部分軸方
向断面図、第６図は第５図の遮断器の動作の説明図、第
７図は本発明の第４の実施例による遮断器の概略部分軸
方向断面図、第８図は第７図の遮断器の動作の説明図、
第９図は本発明の第５の実施例による遮断器の概略軸方
向断面図、及び第１０図は第９図の遮断器の動作の説明
図である。 １・・・・・・外箱、２．５・・・・・・電流取入れ口
、４・・・・・・半固定接触子、７・・・・・・可動接
触子、８，５６・・・・・・ピストン、９・・・・・・
シリンダ、１０．７３・・・・・・ばね、１３・・・・
・・開口、１４・・・・・・チャネル、１５・・・・・
・ノズル、１９．２０・・・・・・弁、５８Ｂ。 ７１・・・・・・円錐形部分、６２．７２・・・・・・
通路、７０・・・・・・スリーブ、Ｖｌ、Ｖ２・・・・
・・容積。 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、４ ロ ひ びフ τ１ ひ ＦＩＧ、５

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電ガスが充填されており、第１の電流取入れ口
   に電気的に接続された第１の半固定接触子と、第２の電
   流取入れ口に電気的に接続され且つ操作機構に機械的に
   連結された第２の可動接触子とを内側に配置してなる気
   密外箱を備える自動吹付け式中電圧遮断器であつて、該
   半固定接触子は第１の吹付け容積を構成し且つ吹付けノ
   ズルを端部に備える第１のシリンダの内側を移動するピ
   ストンに連結されており、遮断器が鎖錠位置にあるとき
   、可動接触子は該吹付けノズルの端部に係合し、該ピス
   トンは第１の容積が減少する方向にピストンを移動させ
   るばねの作用下にあり、さらに該遮断器は、高強度の被
   切断電流が所定の閾値に達すると、該第１の容積と第２
   の容積との間にガスを自動的に循環させるための手段を
   備えており、該半固定接触子が外箱の残部により構成さ
   れる第３の容積に連通する管であることを特徴とする遮
   断器。
2. （２）該手段が、該第１のシリンダに形成されて該第２
   の吹付け容積に連通し且つ吹付けガスの有効な循環を可
   能にする一連の開口から成り、該第２の容積がチャネル
   を介してノズルの内側に連通していることを特徴とする
   請求項１に記載の遮断器。
3. （３）該手段が第１のシリンダに配置され且つ第２の容
   積に連通する弁から成り、該弁は第１のシリンダから第
   ２の容積に向かう方向のみに開口し、第１のシリンダ内
   の圧力が高強度の電流の切断により形成されるアークに
   対応する所与の閾値に達したときのみ開口するように構
   成されており、該第２の容積がチャネルを介して吹付け
   ノズルの内側に連通していることを特徴とする請求項１
   に記載の遮断器。
4. （４）該手段が該第１の容積と第２の容積を分離するス
   リーブから成り、該スリーブは該第１の容積内の圧力が
   該閾値に達するとばねの作用に抗して移動し得ることを
   特徴とする請求項１に記載の遮断器。
5. （５）該半固定接触子が吹付けピストンに連結されてい
   ることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記
   載の遮断器。
6. （６）半固定接触子がピストンから分離されていること
   を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の遮
   断器。
7. （７）該第２の容積が吹付けノズルの隣接ゾーンとの連
   通手段に連結されていることを特徴とする請求項１から
   ６のいずれか一項に記載の遮断器。
8. （８）該連通手段がノズルの中心に相当する位置で該第
   ２の容積の壁に形成されたチャネルから成ることを特徴
   とする請求項７に記載の遮断器。
9. （９）該連通手段がノズルの近傍で第１の容積と第２の
   容積との間に配置された１方向弁から成ることを特徴と
   する請求項７に記載の遮断器。
10. （１０）該連通手段が、ノズルと該第１及び第２の容積
    を分離する円錐形部分とにより画成される通路から成る
    ことを特徴とする請求項７に記載の遮断器。