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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Lasttrennschalter mit einer
Basis, die ein Formgehäuse
bildet, das verwendet wird zum Schutz der elektrischen Kabel und
Leitungen, und einer Querstange, die auf dieser Basis gelagert ist,
um einen beweglichen Kontakt zu halten, und insbesondere einen Lasttrennschalter,
z.B. einen Formgehäuselasttrennschalter,
der laut IEC60947-2 vorgeschrieben ist, der eine Funktion besitzt
zum schnellen Herstellen und Unterbrechen des beweglichen Kontakts,
in dem die Querstange aufgrund einer akkumulierten Kraft eines Kipp-
bzw. Kniehebelverbindungsmechanismus geschwenkt wird, ungeachtet
einer An-/Aus-Betätigungsgeschwindigkeit
eines Griffes, und der ausgezeichnet eine Kontaktpunktablagerung
beim Öffnungs-/Schließvorgang
und dem gleichzeitigen Schließen
von entsprechenden Kontakten verhindert.
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Wie
aus JP 09-161641 A zum Beispiel bekannt ist, umfasst der Lasttrennschalter
nach dem Stand der Technik ein Formgehäuse, das aus einer Basis und
einer Abdeckung besteht, einen beweglichen Kontakt, der an der Innenseite
des Formgehäuses
vorgesehen ist, um einen beweglichen Kontakt vorzusehen, einen festen Kontakt
mit einem festen Kontaktpunkt, der mit dem beweglichen Kontaktpunkt
verbunden ist bzw. unterbrochen ist, eine Querstange, die aus Isoliermaterial
geformt ist und auf der Basis in dem geschlossenen Zustand des Lasttrennschalters
gelagert ist, um den beweglichen Kontakt schwenkbar zu halten, einen
Umschaltmechanismusabschnitt zum Öffnen/Schließen des
beweglichen Kontaktes über
die Querstange, eine Feder zum Drücken des beweglichen Kontaktpunktes
gegen den festen Kontaktpunkt in dem geschlossenen Zustand des Lasttrennschalters,
etc.
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Die
Kontaktpunkte verschleißen
und erodieren durch den Funken, der durch Wiederholung der Öffnungs-/Schließvorgänge und
dem An/Abschalten der Stromversorgung während des eigentlichen Gebrauchs aufgrund
der elektrischen und mechanischen Faktoren oder beider erzeugt wird.
Um die Stabilität
des Kontaktes zwischen den Kontaktpunkten aufrechtzuerhalten, selbst
wenn die Kontaktpunkte auf diese Weise verschlissen oder erodiert
sind, ist ein vorbestimmter Durchhub vorgesehen. Wenn der "Durchhub" gleich einer Bewegungslänge des
beweglichen Kontaktpunktes vor und nach dem Entfernen ist, d.h.
eine Länge,
die den Kontaktfreiraum des Kontaktpunktes anzeigt, wenn der feste
Kontakt und der feste Kontaktpunkt in dem geschlossenen Zustand
des Lasttrennschalters getrennt sind, so entspricht dieser etwa
dem 1 bis 2-fachen der Dicke des Kontaktpunktes.
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Die
Querstange und die Basis als Komponenten des Lasttrennschalters,
die aus einem duroplastischen Harz als Hauptkomponente gebildet
sind, wurden eingesetzt, da die mechanische Festigkeit, die thermische
Widerstandsfähigkeit,
die Isoliereigenschaften etc. von diesen erforderlich waren. Zum
Beispiel war die Querstange in dem 30 Ampere-Rahmenlasttrennschalter aus einem Material
geformt, das 52 Gew.-% Phenol, 15 Gew.-% Glasfaser, 10 Gew.-% anorganisches
Füllmaterial,
15 Gew.-% Holzmehl, 8 Gew.-% Pigmente und andere enthält, und
die Basis war aus einem Material geformt, das 50 Gew.-% Phenol,
30 Gew.-% Holzmehl, 15 Gew.-% anorganisches Füllmaterial und 5 Gew.-% Pigmente
und andere enthält.
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In
dem Lasttrennschalter nach dem Stand der Technik ist das Verringern
der Dicke dieser Teile schwierig, um eine Größenreduzierung und Gewichtsreduzierung
herbeizuführen,
da die Basis, die das größte Volumen
der Plastikteile in Anspruch nimmt, aus einem duroplastischen Harz,
wie z.B. Phenolharz, ungesättigtem Polyesterharz,
etc, als Hauptkomponente, aufgebaut ist.
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Insbesondere
benötigen
in der Basis, die aus duroplastischem Harz als Hauptkomponente aufgebaut ist,
Abschnitte, die das Basisinnere bilden, eine vorbestimmte Dicke
oder mehr aufgrund der Formbeschränkung, unabhängig von
der Größe der Basis.
Auf diese Weise sind solche Abschnitte, die das Basisinnere bilden, übermäßig dick
ausgebildet, und so ist die Reduzierung der Größe der Basis erschwert. Zum
Beispiel benötigt
in dem kleinen Lasttrennschalter mit einem 225 Ampere-Rahmen oder
weniger, in dem der Abstand zwischen den Polen weniger als 35 mm
beträgt,
der Druck der Feder zwischen den Kontaktpunkten weniger als 20 N
etc. beträgt,
die Rippe mit einer Höhe
von mehr als 2 mm eine Dicke von mehr als ungefähr 2 mm aufgrund der Formbeschränkung, und
so sind die Abschnitte, die das Basisinnere bilden, übermäßig dick
ausgebildet. Hier ist die Rippendicke von 2 mm ein derartiger Wert,
der mit einem winzigen Freiraum bestimmt ist, um den minimalen Dickenstandard
von mehr als 1 mm bis 3 mm des duroplastischen Harzes, das normalerweise
sehr gut bekannt ist, zu erfüllen.
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Da
die Basis des Lasttrennschalters aus dem Stand der Technik das duroplastische
Harz als Hauptkomponente enthält,
so muss der beim Formen erzeugte Grat, der beim Spritzguss erzeugte Gießtrichter
und Läufer
verbrannt oder anderweitig entsorgt werden.
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Ein
Schalter und ein lichtbogenlöschendes
Material für
die Verwendung darin wird in der
DE 695 10 279 T2 und der
DE 695 07 907 T2 offenbart.
Das lichtbogenlöschende
Material ist in der Lage, den Lichtbogen sofort auszulöschen und
eine Abnahme des Isolationswiderstands u. a. innerhalb einer Lichtbogenlöschungskammer
des Schalters zu verhindern. Es finden zwei Isolatoren Anwendung,
die infolge des Lichtbogens durch thermische Zersetzung ein Gas
bilden, das den Lichtbogen abkühlt
und löscht.
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Die
DE 43 03 550 A1 zeigt
einen lichtbogengeschützten
Formgehäuseschalter,
der ein ausgeformtes Kunststoffgehäuse samt Abdeckung aufweist.
Eine Abgastrennwand wir aus einem flammenhemmenden Kunststoff hergestellt,
beispielsweise ein synthetisches, thermoplastisches Kunstharz.
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Um
die Formgenauigkeit von Details erhöhen zu können, etc., wird untersucht,
die Formen, die das thermoplastische Harz als Hauptkomponente enthalten,
zu verwenden. Falls das thermoplastische Harz insbesondere auf die
Basis angewendet wird, so erfüllte
das Harz jedoch nicht ausreichend die für die Basis erforderlichen
Charakteristiken. Zum Beispiel sind die Formen, die das thermoplastische
Harz, das aus der
JP 08-171847 A bekannt
ist, die anorganische Verbindung, die eine Dehydratsionsreaktion
bei 200°C
oder mehr besitzt, enthalten, und die Verstärkung bezüglich des Flammschutzes und
der Isoliereigenschaft, nachdem die Elektroden geöffnet/geschlossen
sind, ist ausgezeichnet, und so sind diese für die Formen des Lasttrennschalters
geeignet. In dem Fall, dass das thermoplastische Harz auf die Basis
angewendet wird, das bei der höheren Temperatur
und der höheren
Spannung als die Abdeckung, der Griff etc. verwendet wird, besonders der
Basis, dessen Temperator 100°C
zum Zeitpunkt der Stromversorgung übersteigt, und die einer großen Spannung über die
Querstange ausgesetzt ist, so ist solch ein thermoplastisches Harz
nicht ausreichend, da die Reduzierung des Durchhubs, in dem die
Kriechdeformation stattfindet, die unter verschiedenen Bedingungen
zwischen der Basis und der Querstange gegenseitig stattfindet, groß ist. Die
vorliegende Erfindung zeigt, dass es möglich ist, eine Basis zu verwenden,
die eine kleine Reduzierung des Durchhubs aufweist, bei der die
Kriechdeformation, die unter verschiedenen Bedingungen erzeugt wird,
stattfindet und die das thermoplastische Harz als Hauptkomponente
enthält.
So wird das Ergebnis anschließend
dargestellt.
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Die
vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um solche Probleme zu
beseitigen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen Lasttrennschalter vorzusehen, der in der Lage ist, die Reduzierung des
Durchhubs und die Dicke der Basis zu verringern, und der umweltschonend
entsorgt werden kann.
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Offenbarung
der Erfindung
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Ein
Lasttrennschalter gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst feste Kontakte, von denen jeder einen festen Kontaktpunkt
besitzt; bewegliche Kontakte, von denen jeder einen beweglichen
Kontaktpunkt besitzt, der entweder mit dem festen Kontaktpunkt verbunden
oder getrennt ist; eine Feder zum Anwenden einer Druckkraft auf
beide Kontaktpunkte, wenn beide Kontaktpunkte miteinander in Kontakt
kommen; eine Querstange, die integral aus einem Isolierharz als
eine Hauptkomponente gebildet ist, um den beweglichen Kontakt schwenkbar
zu halten, und gekoppelt ist mit einer unteren Verbindung eines
Kippverbindungsmechanismus, um ihre Schwenkachse mit einer Bewegung
des Kippverbindungsmechanismus zu schwenken; einen Schaltmechanismusabschnitt
zum Freigeben von akkumulierter Energie einer Feder des Kippverbindungsmechanismus
auf eine Griffbetätigung,
um ein schnelles Herstellen und schnelles Unterbrechen des beweglichen
Kontaktes auszuführen;
und ein Formgehäuse,
das aus einer Basis, die den Schaltmechanismusabschnitt fixiert/lagert,
und einer Abdeckung, die die Basis von einer Griffseite abdeckt,
aufgebaut ist, wobei die Basis eine Form ist, die thermoplastisches
Harz als Hauptkomponente enthält,
um einen Elastizitätsmodul
Eb bei gewöhnlicher
Temperatur/gewöhnlicher
Feuchtigkeit zu besitzen, und die Querstange eine Form ist, die
einen Elastizitätsmodul
Ec bei gewöhnlicher
Temperatur/gewöhnlicher
Feuchtigkeit besitzt und die folgenden Beziehungen erfüllt. Eb + Ec ≥ 17000 MPa (1) 8000 MPa ≤ Eb (2) 9000 MPa ≤ Ec (3)
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Deshalb
ist die Reduzierung des Durchhubs gering, und die Dicke und das
Gewicht der Basis können reduziert
sein, und der Lasttrennschalter ist umweltfreundlich.
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Ebenfalls
erfüllen
die Elastizitätsmodule
Eb, Ec die folgenden Beziehungen. Eb + Ec > 20500
MPa (4) 9000 MPa ≤ Eb (5) 9000 MPa ≤ Ec (6)
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Deshalb
kann die Reduzierung des Durchhubs desweiteren reduziert sein.
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Ebenfalls
erfüllt
der Elastizitätsmodul
Eb, Ec die folgenden Beziehungen. Eb + Ec ≥ 25000
MPa (7) 9000 MPa ≤ Eb ≤ 22000 MPa (8) 9000 MPa ≤ Ec ≤ 17000 MPa (9)
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Deshalb
kann die Reduzierung des Durchhubs desweiteren noch mehr reduziert
sein, die Produktivität des
Formens kann verbessert sein, und das äußere Erscheinungsbild ist ausgezeichnet.
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Ebenfalls
ist das thermoplastische Harz zumindest eines aus Polybutylenterephthalat,
Polyäthylenterephthalat,
Polyamid, aliphatisches Polyketon, Polyphenylsulfid und ihren Legierungen.
Deshalb ist der Lasttrennschalter bezüglich der chemischen Widerstandskraft
und der Umweltbeständigkeit
ausgezeichnet, und das Recycling kann auf einfache Weise durchgeführt werden.
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Ebenfalls
ist das Polyamid zumindest eines aus Nylon 66, Nylon MXD6, Nylon
46 und Nylon 6T. Deshalb ist der Lasttrennschalter bezüglich des
Stoßwiderstandes
und der Haltecharakteristiken gegen die Wärme, die bei der Herstellung
und dem Bruchausdauertest erzeugt wird, ausgezeichnet.
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Ebenfalls
ist das thermoplastische Harz zumindest eines aus Polyäthylenterephthalat,
Polyphenylensulfid und ihre Legierungen. Deshalb ist die Änderung
der Abmessungen aufgrund von Feuchtigkeitsabsorption gering, und
die Haltecharakteristik gegenüber
Wärme,
die bei der Herstellung und dem Bruchausdauertest erzeugt wird,
hoch.
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Die
Basis enthält
ebenfalls 55 bis 70 Gew.-% Polybutylenterephthalat, dem ein Flammschutzmittel
zugefügt
ist, und eine Verstärkung
von 30 bis 40 Gew.-%. Deshalb tritt ein Bruch sehr selten auf, wenn
Anschlüsse
befestigt werden.
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Die
Basis enthält
ebenfalls 40 bis 70 Gew.-% Polyäthylenterephthalat,
dem ein Flammschutzmittel zugefügt
ist, und eine Verstärkung
von 30 bis 60 Gew.-%. Deshalb ist die Basis bezüglich der Wärmewiderstandsfähigkeit
und der Bruchwiderstandsfähigkeit
ausgezeichnet.
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Die
Basis enthält
ebenfalls 56 bis 60 Gew.-% Polyamid, dem ein Flammschutzmittel und
ein Elastomer zugefügt
sind, und eine Verstärkung
von 40 bis 44 Gew.-%. Deshalb weist die Basis bezüglich des
Stoßwiderstandes
und der Isoliereigenschaft nach Abschalten ausgezeichnete Eigenschaften
auf.
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Die
Querstange enthält
ebenfalls Phenolharz als Hauptkomponente. Deshalb weist die Querstange bezüglich des
Flammschutzes ausgezeichnete Eigenschaften auf, und die Reduzierung
des Durchhubs ist gering.
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Der
Lasttrennschalter ist vom Multipolartyp und weist Schlitze in den
Wänden
auf, die senkrecht eine Bodenwand der Basis schneiden, um sich so
in Wandrichtung zu erstrecken. Deshalb ist die Änderung der Abmessung nach
dem Formen gering, und die Schlitze können zur Reduzierung des Durchhubs
beitragen.
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Die
Schlitze unterteilen eine senkrechte Wand ebenfalls derart, dass
sie eine gleichmäßige Dicke
aufweisen. Deshalb ist es möglich,
die Änderung
der Abmessung nach dem Formen auf einfache Weise abzuschätzen, und
die Schlitze können
zur Reduzierung des Durchhubs beitragen.
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Die
Schlitze sind ebenfalls wechselweise an den vorderen und hinteren
Oberflächenseiten
der Basis vorgesehen. Deshalb kann die Änderung der Abmessung nach
dem Formen desweiteren reduziert sein, und die Schlitze können zur
Reduzierung des Durchhubs beitragen.
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Ebenfalls
sind die senkrecht schneidenden Wände Zwischenphasenwände. Deshalb
können
die Wände
zur Reduzierung des Durchhubs beitragen.
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Ebenfalls
ist die Basisdicke zwischen den Schlitzen gleich der der Basisbodenwand.
Deshalb ist es möglich,
die Änderung
der Abmessung auf einfache Weise nach dem Formen abzuschätzen, und
die Schlitze können
zur Reduzierung des Durchhubs beitragen.
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Die
sich senkrecht schneidenden Wände
sind ebenfalls eine Wand, die zwischen einem Kontaktpunktgehäuseabschnitt
zum Unterbringen des beweglichen Kontaktpunktes und des festen Kontaktpunktes
und einem Schaltmechanismusgehäuseabschnitt
zum Unterbringen eines Schaltmechanisabschnittes vorgesehen ist.
Deshalb kann die thermische Leitfähigkeit von der Kontaktpunktseite
des Schaltmechanismusabschnittes herabgesetzt sein, und so kann
die Verschlechterung des Schmiermittels, das in dem Schaltmechanismusabschnitt
verwendet wird, etc., hinausgezögert
sein.
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Die
Schlitze sind ebenfalls derart gebildet, dass sie sich zur hinteren
Oberflächenseite
der Basis hin öffnen.
Deshalb kann Wärme
wirksam abgestrahlt werden.
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Die
Dicke der Wände
zwischen den Schlitzen und einer Innenseite der Basis sind ebenfalls
dünner ausgebildet
als eine Dicke der Basisbodenwand. Deshalb kann die Wärme von
der Innenseite der Basis zu den Schlitzen weitergeleitet werden.
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Die
Basis enthält
ebenfalls 56 bis 60 Gew.-% Polyamid, dem ein Flammschutzmittel und
ein Elastomer zugefügt
sind, und eine Verstärkung
von 40 bis 44 Gew.-%. Deshalb ist die Reduzierung des Durchhubs
gering, und das Verdünnen
und Leichtermachen der Basis kann vollzogen werden, und die Basis
ist zudem umweltfreundlich. Da das Verdünnen der Basis reduziert sein
kann, kann der Oberflächenisolierabstand
verlängert
sein. Zusätzlich
weist die Basis ausgezeichnete Eigenschaften bezüglich des Stoßwiderstandes
und der Isoliereigenschaften nach dem Abschalten auf.
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Die
Querstange enthält
ebenfalls 28 bis 32 Gew.-% Phenolharz, 53 bis 47 Gew.-% Verstärkung und 23
bis 27 Gew.-% anorganisches Füllmaterial.
Deshalb ist der Durchhub um ein weiteres reduziert.
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Ebenfalls
ist der Flammschutz und das Elastomer derart enthalten, dass bezüglich Polyamid
100 die Halogenverbindung 50 bis 70 Gew.-% und das Elastomer 20
bis 30 Gew.-% ausmacht. Deshalb ist die Reduzierung des Durchhubs
gering, und der Flammschutz hoch, und die Querstange weist bezüglich des
Stoßwiderstandes
ausgezeichnete Eigenschaften auf.
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Die
Basis enthält
ebenfalls 45 bis 60 Gew.-% Polyäthylenterephthalat,
dem ein Flammschutzmittel zugefügt
ist, und 40 bis 55 Gew.-% Verstärkung.
Deshalb ist die Reduzierung des Durchhubs gering, und das Verdünnen und
Leichtermachen der Basis kann erzielt werden, und die Basis ist
zudem umweltfreundlich.
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Da
das Verdünnen
der Basis ebenfalls reduziert sein kann, kann der Oberflächenisolierabstand
verlängert
sein.
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Die
Querstange enthält
ebenfalls 55 bis 65 Gew.-% Phenolharz, 10 bis 25 Gew.-% Verstärkung und 10
bis 25 Gew.-% anorganisches Füllmaterial.
Deshalb ist das Formen einfach und die Trichterfalleigenschaft in
den kontinuierlichen Formen ausgezeichnet.
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Die
Querstange enthält
ebenfalls 25 bis 35 Gew.-% Phenolharz, 40 bis 50 Gew.-% Verstärkung und 20
bis 30 Gew.-% anorganisches Füllmaterial.
Mit dieser Zusammensetzung ist die Reduzierung des Durchhubs weiter
reduziert.
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Ebenfalls
ist der Flammschutz derart enthalten, dass die. Halogenverbindung
25 bis 40 Gew.-% bezüglich
Polyäthylenterephthalat
100 ausmacht. Deshalb ist die Reduzierung des Durchhubs gering,
und die Flammschutzeigenschaft hoch, und die Querstange besitzt
bezüglich
des Stoßwiderstandes
ausgezeichnete Eigenschaften.
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Die
Basis enthält
ebenfalls 40 bis 70 Gew.-% Polyäthylenterephthalat,
dem ein Flammschutzmittel zugefügt
ist, und 30 Gew.-% Verstärkung,
und die Querstange besitzt 25 bis 35 Gew.-% Phenolharz, 40 bis 50 Gew.-%
Verstärkung
und 20 bis 30 Gew.-% anorganisches Füllmaterial. Deshalb ist die
Reduzierung des Durchhubs gering, und das Verdünnen und die Gewichtseinsparung
der Basis kann erzielt werden, und die Basis ist zudem umweltfreundlich.
Da das Verdünnen
der Basis reduziert sein kann, kann der Oberflächenisolierabstand ebenfalls
verlängert
sein. Zusätzlich
besitzt die Basis eine ausgezeichnete Wärmewiderstandsfähigkeit.
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Die
Basis enthält
ebenfalls 40 bis 70 Gew.-% Polyäthylenterephthalat,
dem ein Flammschutzmittel zugefügt
ist, 30 bis 60 Gew.-% Verstärkung,
und die Querstange enthält
55 bis 65 Gew.-% Phenolharz, 10 bis 25 Gew.-% Verstärkung und 10
bis 25 Gew.-% anorganisches Füllmaterial.
Deshalb ist die Reduzierung des Durchhubs gering, und die Formbarkeit
ist ausgezeichnet.
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Die
Basis enthält
ebenfalls 55 bis 70 Gew.-% Polyäthylenterephthalat,
dem ein Flammschutzmittel zugefügt
ist, und 30 bis 45 Gew.-% Verstärkung.
Deshalb ist die Reduzierung des Durchhubs gering, und die Verdünnung und
Gewichtseinsparung der Basis kann erzielt werden, und die Basis
kann zudem umweltschonend entsorgt werden. Ebenfalls, da das Verdünnen der
Basis reduziert sein kann, ist der Oberflächenisolierabstand verlängert. Zusätzlich kann
das Formen von kleinen Teilen implementiert werden. Das Auftreten
von Brüchen zum
Zeitpunkt der Anschlussbefestigung ist selten.
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Die
Querstange enthält
ebenfalls 25 bis 35 Gew.-% Phenolharz, 40 bis 50 Gew.-% Verstärkung, und 20
bis 30 Gew.-% anorganisches Füllmaterial.
Mit dieser Zusammensetzung kann die Reduzierung des Durchhubs weiter
reduziert sein.
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Ebenfalls
enthält
die Querstange 55 bis 65 Gew.-% Phenolharz, 10 bis 25 Gew.-% Verstärkung, und 10
bis 25 Gew.-% anorganisches Füllmaterial.
Deshalb ist das Formen einfach, und die Trichterfalleigenschaft in
dem kontinuierlichen Formen ist ausgezeichnet.
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Ebenfalls
ist das Flammschutzmittel derart enthalten, dass die Halogenverbindung
gegenüber
Polyäthylenterephthalat
100 25 bis 40 Gew.-% ausmacht. Deshalb ist die Reduzierung des Durchhubs
gering, und die Flammschutzfähigkeit
hoch, und die Querstange besitzt bezüglich des Stoßwiderstandes
eine ausgezeichnete Eigenschaft.
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Ebenfalls
ist das Hauptharz der Basis aus thermoplastischem Harz gebildet,
und Schlitze sind in den Wänden
vorgesehen, die die Bodenwand der Basis senkrecht schneiden, um
sich in Wandrichtung zu erstrecken. Deshalb ist die Änderung
der Abmessung nach dem Formen gering, und die Basis kann zur Reduzierung des
Durchhubs beitragen.
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Ebenfalls
unterteilen die Schlitze eine senkrechte Wand, um eine gleichmäßige Dicke
aufzuweisen. Die Änderung
der Abmessung nach dem Formen kann deshalb auf einfache Weise abgeschätzt werden,
und die Schlitze können
zur Reduzierung des Durchhubs beitragen.
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Die
Schlitze sind ebenfalls wechselweise an den vorderen und hinteren
Oberflächenseiten
der Basis vorgesehen. Deshalb kann die Änderung der Abmessung nach
dem Formen desweiteren reduziert sein, und die Schlitze können zur
Reduzierung des Durchhubs beitragen.
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Ebenfalls
sind die sich senkrecht schneidenden Wände Zwischenphasenwände. Deshalb
können
die Wände
desweiteren zur Reduzierung des Durchhubs beitragen.
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Ebenfalls
ist die Basisdicke zwischen den Schlitzen gleich der einer Basisbodenwand.
Deshalb kann die Änderung
der Abmessung nach dem Formen auf einfache Weise abgeschätzt werden,
und die Basis kann zur Reduzierung des Durchhubs beitragen.
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Die
sich senkrecht schneidenden Wände
sind ebenfalls eine Wand, die zwischen einem Kontaktpunktgehäuseabschnitt
zum Unterbringen des beweglichen Kontaktpunktes und des festen Kontaktpunktes
und einem Schaltmechanisgehäuseabschnitt
zum Unterbringen eines Schaltmechanismusabschnittes vorgesehen. Deshalb
kann die thermische Leitfähigkeit
von der Kontaktpunktseite zum Schaltmechanismusabschnitt herabgesetzt
sein, und so kann der Abbau des Schmiermittels, das in dem Schaltmechanismusabschnitt
verwendet wird, verzögert
werden.
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Die
Schlitze sind ebenfalls derart gebildet, dass sie sich zu einer
hinteren Oberflächenseite
der Basis hin öffnen.
Deshalb kann Wärme
wirksam abgestrahlt werden.
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Die
Dicke der Wände
zwischen den Schlitzen und im Inneren der Basis sind dünner als
eine Dicke der Basisbodenwand ausgebildet. Deshalb kann Wärme vom
Inneren der Basis an die Schlitze weitergeleitet werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Lasttrennschalter gemäß einer
Ausführungsform zeigt;
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2 ist
eine Ansicht, die einen geschlossenen Zustand des Lasttrennschalters
gemäß der Ausführungsform
zeigt;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Querstange des Lasttrennschalters
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist
eine Ansicht, die Kontaktpunktabschnitte des Lasttrennschalters
gemäß der Ausführungsform
auf vergrößerte Weise
zeigt;
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5 ist
eine Ansicht, die einen gekoppelten Zustand zwischen einem Basis-
und einem Schaltmechanisabschnitt des Lasttrennschalters gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist
eine Querschnittsansicht, betrachtet von der Kontaktpunktseite,
die die Querstange und die Kontaktpunktabschnitte gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist
eine Frontansicht, die die teilweise gekerbte Basis des Lasttrennschalters
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist
eine Unteransicht, die die Basis des Lasttrennschalters gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie IX-IX in 7;
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10 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X in 7;
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11 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie XI-XI in 7;
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12 ist
eine Ansicht, die Formen zeigt, die verwendet werden, um die 100-Ampererahmenquerstange
gemäß einem
ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung zu bilden; und
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13 ist
eine Ansicht, die Formen zeigt, die dazu verwendet werden, um die
100-Ampererahmenbasis gemäß dem ersten
Beispiel der vorliegenden Ausführungsform
zu bilden.
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Beste Ausführungsform
zum Durchführen
der Erfindung
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird im Anschluss erklärt.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Lasttrennschalter gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine
Ansicht, die einen geschlossenen Zustand des Lasttrennschalters gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt, wobei Querschnitte einer Basis und einer Querstange
entlang einer Linie II-II in 1 gezeigt
sind, und ebenfalls andere Abschnitte, z.B. ein Schaltmechanismusabschnitt
etc., gezeigt sind, um den Aufbau derselben einfach zu verstehen. 3 ist
eine perspektivische Ansicht, die die Querstange des Lasttrennschalters
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein beweglicher Kontakt
von lediglich einem Pol gezeigt ist.
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In 1 deutet 1 auf
ein Formgehäuse
hin, das sich aus einer Abdeckung 1A und einer Basis 1B zusammensetzt.
Der Hauptteil der Basis 1B ist aus duroplastischen Harzformen
gebildet. In 2 deutet 2 auf einen
festen Kontakt hin, der an der Basis 1B angebracht ist
und einen festen Kontaktpunkt 3 besitzt, und 4 deutet
auf einen beweglichen Kontakt mit einem beweglichen Kontaktpunkt 5 hin,
der dem festen Kontaktpunkt 3 gegenübersteht. Der bewegliche Kontakt 4 ist
schwenkbar durch einen Drehstift 6 gelagert. 7 weist
auf eine Querstange hin, die aus einem Isoliermaterial hergestellt
ist, und an die Drehstifte 6 der entsprechenden Pole angebracht
sind, und die schwenkbar die beweglichen Kontakte 4 der
entsprechenden Pole durch ihre Halteabschnitte 7b (3)
halten. Die Querstange 7 wird über die Stifte 10,
die in die Stiftlöcher 7c (3)
eingeführt
sind, eines Schaltmechanismusabschnittes 9 angetrieben,
der später beschrieben
wird, um die beweglichen Kontakte 4 der entsprechenden
Pole derart zu schwenken, dass der bewegliche Kontaktpunkt 5 mit
dem festen Kontaktpunkt 3 verbunden werden kann bzw. von
diesem getrennt werden kann. Wie in den 3 und 6 gezeigt
ist, sind die Drehachsen 7a1, 7a2 der Querstange 7 durch
Lagerabschnitte 1a1, 1a2 der Basis 1B in
dem geschlossenen Zustand des Lasttrennschalters gelagert.
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Mit
Bezug auf 2 weist 8 auf eine
Feder hin, die zwischen den beweglichen Kontakten 4 und
der Querstange 7 gestellt ist, und die ständig die
beweglichen Kontakte 4 in Schließrichtung der beweglichen Kontakte 4 drückt (in
Uhrzeigersinn in 2) in dem geschlossenen Zustand
des Lasttrennschalters, um einen vorbestimmten Kontaktdruck auf
beide Kontaktpunkte 3, 5 anzuwenden. 10 weist
auf einen Kopplungsstift hin, der eine untere Verbindung 11 des
Schaltmechanismusabschnittes 9 mit der Querstange 7 koppelt,
um eine Antriebskraft der unteren Verbindung 11 auf die
Querstange 7 zu übertragen. 18 ist
gleich einer Schraube, die einen Rahmen 17 mit der Basis 18 befestigt.
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20 ist
ein elastischer Leiter, der die beweglichen Kontakte 4 und
einen Überstromsensorabschnitt 21 elektrisch
verbindet. Der Überstromsensorabschnitt 21 besteht
aus einem Bimetall, der sich aufgrund eines zugeführten Stromes
deformiert, und einer elektromagnetischen Einheit, dessen Armature
in ein Joch aufgrund des zugeführten
Stromes gesaugt wird. 22 ist ein Leiter, der den Überstromsensorabschnitt 21 und
eine Anschlussplatte 23 elektrisch verbindet. Die Anschlussplatte 23 ist
an der Basis 1B durch Befestigungsschrauben 23a befestigt,
und ein externes elektrisches Kabel 25 ist über Befestigungsschrauben 25a angebracht.
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Zu
diesem Zeitpunkt ist der Strompfad in dem Lasttrennschalter über einen
Weg aufgebaut, der sich aus dem festen Kontakt 2, dem festen
Kontaktpunkt 3, dem beweglichen Kontaktpunkt 5,
dem beweglichen Kontakt 4, dem elastischen Leiter 20,
dem Überstromsensorabschnitt 21,
dem Leiter 22 und der Anschlussplatte 23 zusammensetzt.
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Der
Schaltmechanismusabschnitt 9 ist durch einen Kippverbindungsmechanismus,
einen Rahmen 17, einen Griff 19 etc. aufgebaut,
und der Kippverbindungsmechanismus setzt sich aus einer unteren
Verbindung 11, einem Verbindungsstift 12, einer
oberen Verbindung 13, einem Hebelstift 14, einem
Hebel 15, einer Hauptfeder 16 etc. zusammen. Wenn
eine Aktionslinie der Hauptfeder 16 den Totpunkt des Kippverbindungsmechanismus überschreitet,
indem der Griff 19 betätigt
wird, so kann der Kippverbindungsmechanismus rasch in den An-Vorgang
ausgedehnt werden, und der Kippverbindungsmechanismus kann ebenfalls
rasch in den Aus-Vorgang geschaltet bzw. bewegt werden, so dass
der bewegliche Kontakt 4 geöffnet/geschlossen werden kann, ungeachtet
der Betätigungsgeschwindigkeit
des Griffes 19. Eine Sperre bzw. Verriegelung (nicht numeriert) wird
ebenfalls durch einen Freigabevorgang des Überstromsensorabschnittes 21 freigegeben,
anschließend wird
der Hebel 15, der durch diese Sperre verriegelt ist, von
der Beschränkung
freigegeben, und danach überschreitet
ein Verbindungsstift 15a eine Aktionslinie der Hauptfeder 16,
wodurch der Kippverbindungsmechanismus rasch bewegt werden kann,
um den beweglichen Kontaktpunkt 5 zu öffnen.
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Auf
diese Weise besitzt der Lasttrennschalter der vorliegenden Erfindung
eine Funktion, in dem er rasch verbinden und unterbrechen kann und
eine Kontaktpunkteposition bei dem Öffnungs-/Schließvorgang und
dem gleichzeitigen Schließen
der entsprechenden Kontakte verhindern kann, und einem Formgehäuselasttrennschalter
entspricht, der durch die IEC60947-2 zum Beispiel vorgeschrieben
ist.
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4 ist
eine Ansicht, die Kontaktpunktabschnitte des Lasttrennschalters
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung auf vergrößerte Weise zeigt. Eine gestrichelte
Linie zeigt den geschlossenen Zustand an, und eine durchgezogene
Linie zeigt den Zustand an, in dem der feste Kontakt und der feste
Kontaktpunkt aus dem geschlossenen Zustand entfernt sind. In 4,
falls der feste Kontakt 2 und der feste Kontaktpunkt 3 aus
dem geschlossenen Zustand entfernt sind, der durch die gestrichelte
Linie angedeutet ist, wird der bewegliche Kontakt 4 durch
eine Druckkraft der Feder 8 um den Drehstift 6 solange
gedreht bzw. geschwenkt, bis er in Kontakt mit einem Verriegelungsabschnitt 7a der
Querstange 7 tritt. Ein Betrag des beweglichen Kontaktpunktes 5 zu
diesem Zeitpunkt wird als der "Durchhub" bezeichnet. Normalerweise
beträgt
dieser Durchhub ungefähr
das Ein- bis Zweifache der Dicke des festen Kontaktpunktes 3,
und wird durch OT in 4 angezeigt. Dieser Durchhub
ist vorgesehen, um die Stabilität
des Kontaktes sicherzustellen, selbst wenn die Kontaktpunkte 3, 5 verschlissen
oder erodiert sind durch den Lichtbogen, der durch die Wiederholung
des Öffnungs-/Schließvorganges
und dem An-/Abschalten der Stromversorgung aufgrund der elektrischen
und mechanischen Faktoren oder beider erzeugt wird, und selbst wenn
die Basis 1B und die Querstange 7 deformiert sind
(besonders die Kriechdeformation), um den Kontakt zwischen den Kontaktpunkten 3, 5 zu
relaxieren. In diesem Fall ist in dem Lasttrennschalter, der eine
herkömmliche
Basis verwendet, die das duroplastische Harz als Hauptkomponente
enthält,
der Einfluss der letzteren Deformation ausreichend kleiner als der des
Verschleiß/der
Erosion des Kontaktpunktes bezüglich
des Einflusses auf den Durchhub, so dass die letztere Deformation
nicht derart in Betracht gezogen wurde.
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5 ist
eine Ansicht, die den gekoppelten Zustand zwischen der Basis und
dem Schaltmechanismusabschnitt des Lasttrennschalters gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Schaltmechanismusabschnitt 9 ist
an der Basis 1B über
den Rahmen 17 durch Schrauben 18 angebracht. Ebenfalls
ist die obere Verbindung 13 über eine Gratachse 15a ("burring axis"), die integral mit
dem Hebel 15 gebildet ist, verriegelt bzw. eingerastet.
Dieser Hebel 15 wird um den Hebelstift 14 gedreht,
der integral mit dem Rahmen 17 des Schaltmechanismusabschnittes 9 gebildet
ist. Die obere Verbindung 13 und die untere Verbindung 11 sind
durch den Verbindungsstift 12 miteinander gekoppelt, und
die Last der Hauptfeder 16 wird auf den Verbindungsstift 12 angewendet.
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In
dem geschlossenen Zustand wird ein Kontaktdruck durch die Feder 8 zwischen
dem festen Kontaktpunkt 3 und dem beweglichen Kontaktpunkt 5 angewendet,
und so wird der feste Kontakt 2, an den der feste Kontaktpunkt 3 anhaftet,
an die Basis 1B angebracht. Deshalb wirkt als Reaktion
die Last immer auf die Querstange 7 über den beweglichen Kontakt 4 und
die Feder 8 in der Richtung, die durch den Pfeil A angezeigt ist.
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Ebenfalls
drückt
eine Komponente der Kraft der Last A den Kippverbindungsmechanismus
bzw. Kniehebelverbindungsmechanismus, bestehend aus der oberen Verbindung 13,
der unteren Verbindung etc. über den
Kopplungsstift 10 nach oben, und folglich drückt sie
den Hebel 15 und anschließend den Rahmen 17 nach oben.
Entsprechend wirkt in dem geschlossenen Zustand die nach oben gerichtete
Last E immer hauptsächlich
auf den Abschnitt, in den die Schrauben 18 in die Basis 1B eingeführt sind.
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6 ist
eine Querschnittsansicht, betrachtet von der Kontaktpunktseite,
die die Querstange und die Kontaktpunktabschnitte entsprechend der
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. In dem geschlossenen Zustand wirkt
die nach oben gerichtete Last B1 immer auf den mittleren Pol der
Querstange 7 durch die Last der Feder 8. Eine
nach oben gerichtete Last B2 wirkt immer auf die rechten und linken
Pole der Querstange 7. Ebenso wirkt eine nach unten gerichtete
Last C (ebenfalls in 5 gezeigt) auf die Lagerabschnitte 1a1, 1a2 der
Basis 1B von den Rotationsachsen 7a1, 7a2 der
Querstange 7. Ebenfalls wirkt eine nach unten gerichtete
Last D (ebenfalls in 5 gezeigt) immer auf die Basis 1B über den
festen Kontakt 2, und eine ebenfalls nach unten gerichtete
Last E wirkt auf die Basis 1B über den Rahmen 17 und
die Schrauben 18.
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Falls
der Ampere-Bereich des Lasttrennschalters zunimmt, so nimmt die
Last der Hauptfeder 16, die Last der Feder 8,
die immer auf die Querstange 7 in Richtung A wirkt, die
nach oben gerichtete Last E, die hauptsächlich auf die Abschnitte wirkt,
in die die Schrauben 18 in die Basis 1B eingeführt sind,
die Lasten B1, B2, die auf die Querstange 7 wirken, und
die nach unten gerichtete Last C, die von den Drehachsen 7a1, 7a2 der
Querstange 7 aufgenommen sind, ebenfalls zu.
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Wie
oben beschrieben, wenn der Schaltkreis geschlossen ist und die Öffnungs-/Schließvorgänge ausgeführt sind,
so werden die Änderung
der Abmessungen aufgrund der angewendeten Last und des Moments basierend
auf der Last und der verbleibenden Spannungsrelation abhängig von
der Gebrauchstemperatur der Basis 1B und der Querstange 7,
und die Änderung
der Abmessungen, die durch die Feuchtigkeitsabsorption in der Basis 1B und
der Querstange 7 verursacht werden, und die Kriechdeformation
schreitet unter den Bedingungen der Temperatur, der Feuchtigkeit,
der Zeit, der Zusammensetzung etc fort. Da verschiedene Bedingungen
vorliegen, ist es jedoch sehr schwierig, den Betrag der Kriechdeformation abzuschätzen. Diese
Kriechdeformation wird in der Richtung erzeugt, um die Spannung
zu relaxieren, d.h. die Richtung, um den entsprechenden Durchhub
zu reduzieren. Da das thermoplastische Harz als eine Hauptkomponente
der Basis 1B verwendet wird, tritt eine derartige Tendenz
in Erscheinung, dass die Reduzierung des Durchhubs nach der Laufzeit
beachtlich auf einem vernachlässigbaren
Niveau in dem Lasttrennschalter liegt, der die Basis 1B und
die Querstange 7 aufweist, von denen jeder den gleichen
Ampererahmen besitzt, eher als das Gehäuse, in dem das duroplastische
Harz als eine Hauptkomponente verwendet wird. Zum Beispiel war die
Reduzierung des Durchhubs des Lasttrennschalters groß, der die
Basis verwendet, die eine Zusammensetzung aufweist, die aus der
JP 08-171847 A bekannt ist, und das thermoplastische Harz als Hauptkomponente
enthält.
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Werden
die Formen, die das thermoplastische Harz als Hauptkomponente enthalten,
als die Basis 1B des Lasttrennschalters verwendet, so haben
die Erfinder eine geeignete Zusammensetzung der Basis 1B und der
Querstange 7 gefunden, welche ausgezeichnete Eigenschaften
bezüglich
der Durchhubcharakteristik besitzt. Ebenfalls haben die Erfinder
herausgefunden, dass die Beziehung des Elastizitätsmoduls zwischen der Basis 1B und
der Querstange 7 bei gewöhnlicher Temperatur/gewöhnlicher
Feuchtigkeit und die Form der Basis 1B zu diesem Zeitpunkt
betrachtet werden sollte.
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Die
gewöhnliche
Temperatur liegt zwischen 21°C
und 25°C,
und die gewöhnliche
Feuchtigkeit liegt zwischen 60% und 70%. Der Elastizitätsmodul
bei gewöhnlicher
Temperatur/gewöhnlicher
Feuchtigkeit ist (ein Durchschnittswert eines) ein gemessener Wert
bei 21°C
bis 25°C
und 60% bis 70% Feuchtigkeit.
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[Elastizitätsmodul
der Basis und der Querstange]
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• Basis
-
Die
Basis 1B ist diejenige Form, die das thermoplastische Harz
als Hauptkomponente enthält
und den Elastizitätsmodul
Eb bei gewöhnlicher
Temperatur/gewöhnlicher
Feuchtigkeit aufweist. Als thermoplastisches Harz können Polybutylenterephthalat
(PBT), Polyäthylenterephthalat
(PET), Polyamid (PA), aliphatisches Polyketon, Polyphenylensulfid
(PPS) und ihre Legierungen zum Beispiel aufgelistet werden. Polyamid
enthält
die Amid-Gruppe (-Co-NH-) im chemischen Aufbau, und es können Nylon
6, Nylon 66, Nylon MXD6, Nylon 46, Nylon 6T oder ihre Legierungen
aufgelistet werden.
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Polybuthylenterephthalat
(PBT), Polyäthylenterephthalat
(PET), Polyamid (PA), aliphatisches Polyketon, Polyphenylsulfid
(PPS) oder ihre Legierungen sind gleich des kristallinen Harzes,
und weisen den Vorteil auf, dass sie bezüglich der chemischen Widerstandskraft
und der Umweltbeständigkeit
ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen, eher als das nicht-kristalline
Harz, wie z.B. Polycarbonat (PC), etc. Entsprechend kann der Lasttrennschalter
für eine
lange Zeitspanne in verschiedenen Umgebungen verwendet werden, wie
z.B. einer Ölnebel-(Ölrauch)-Atmosphäre, einer
Ammoniakgasatmosphäre,
einer Schwefelgasatmosphäre
etc.
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Ebenso
besitzt Polyamid in dem thermoplastischen Harz die Vorteile, dass
der Stoßwiderstand
ausgezeichnet ist, die Isoliereigenschaft der Materialoberfläche, die
dem Lichtbogen bei dem Bruchvorgang ausgesetzt ist, schwer zu verringern
ist, und andere. Zusätzlich
ist Nylon 66, Nylon MXD6, Nylon 46 oder Nylon 6T bevorzugt hinsichtlich
der Formerhaltungseigenschaft (Wärmewiderstandsfähigkeit)
bei dem Herstellungs- und Bruchausdauertest, bei dem das Zuführen und
Abschalten des Nennstromes wiederholt wird.
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Ebenso
sind Polybutylenterephthalat (PBT), Polyäthylenterephthalat (PET), aliphatisches
Polyketon, Polyphenylensulfid (PPS) und ihre Legierungen deswegen
erwünscht,
da der Elastizitätsmodul
schwer zu verringern ist zum Zeitpunkt der Feuchtigkeitsabsorption
und die Änderung
der Abmessungen aufgrund der Feuchtigkeitsabsorption gering ist.
Zusätzlich
ist Polybutylenterephthalat (PET), Polyphenylensulfid (PPS) und ihre
Legierungen wegen der Formerhaltungseigenschaft (Wärmewiderstandsfähigkeit)
in dem obigen Herstellungs- und Bruchausdauertest wünschenswert.
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Als
Komponenten außer
dem thermoplastischen Harz können
die Verstärkung,
wie z.B. Glasfaser, etc., das anorganische Filmmaterial, das Additiv
und andere aufgelistet werden.
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• Querstange
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Die
Querstange 7 ist das Formteil mit dem Elastizitätsmodul
Ec bei der gewöhnlichen
Temperatur/der gewöhnlichen
Feuchtigkeit. Als Isolierharz als die Hauptkomponente des Formteils
können
vorzugsweise ungesättigtes
Polyester, Phenolharz etc. zusätzlich
zu denjenigen der Basis 1B aufgelistet werden.
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Das
Phenolharz besitzt ausgezeichnete Eigenschaften bezüglich der
Hochtemperaturkriechcharakteristik, eher als das thermoplastische
Harz und das ungesättigte
Polyester, und solch ein Harz ist sowohl zum Spritzgießen als
auch zum Pressen geeignet und kann so auf einfache Weise geformt
werden. Sowohl das Novorak-Phenolharz als auch das Resol-Phenolharz können verwendet
werden, aber das Novorak-Phenolharz
ist wegen der Abmessungsstabilität
des Formteils erwünscht.
Ebenfalls ist Holzmehl als organisches Füllmaterial, gepulvertes Gewebe,
Polyamid, Polyester, Polyacryl in dem Harz als Hauptkomponente der
Querstange 7 enthalten. Mit anderen Worten bedeutet in
der vorliegenden Beschreibung das Füllmaterial der Querstange 7 das
anorganische Füllmaterial,
und das organische Füllmaterial
ist in dem Isolierharz enthalten. Dies ist wegen der Charakteristiken
deswegen so, da das anorganische Füllmaterial hauptsächlich zur
Verbesserung der Festigkeit und des Elastizitätsmoduls der Formteile beiträgt, wobei
das organische Füllmaterial,
eher als das anorganische Füllmaterial,
nicht zur Verbesserung des Elastizitätsmoduls beiträgt, sondern
hauptsächlich
zur Verbesserung der Formbarkeit und des Stoßwiderstands der Formteile
beiträgt.
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Als
Komponenten außer
dem Isolierharz können
die Verstärkung,
wie z.B. Glasfaser etc., das anorganische Füllmaterial, das Additiv und
andere aufgelistet werden.
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Im
Folgenden wird eine Beschreibung der Glasfaser, des anorganischen
Füllmaterials,
des Additivs und anderer der Basis 1B und der Querstange 7 gegeben.
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Die
Glasfaser ist gleich einer faserartigen Substanz, die aus Glas hergestellt
ist, und ist nicht insbesondere beschränkt, falls eine enthaltene
Gesamtmenge der Metallverbindung der Gruppe 1A des Periodensystems
erfüllt
ist. Als Glasmaterialien können
E-Glas, S-Glas, D-Glas, T-Glas, Siliziumglas etc. aufgelistet werden.
Wie gewöhnlich
bekannt, ist es bevorzugt hinsichtlich der Verbesserung der Stoßwiderstandsfestigkeit,
dass der Durchmesser der Glasfaser gleich 6 bis 13 μm betragen
sollte, und das Längenverhältnis mehr als
10 betragen sollte.
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Als
anorganisches Füllmaterial
können
Aluminium, Kalziumcarbonat, Mica, Ton, Talk, Kaolin, Walastenit
etc. aufgelistet werden.
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Als
Additiv gibt es den inneren Entferner, wie z.B. Calciumstearat,
das Pigment, wie z.B. Carbonschwarz, für die Basis 1B.
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• Elastizitätsmodul
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Der
Elastizitätsmodul
Eb der Basis 1B bei gewöhnlicher
Temperatur/gewöhnlicher
Feuchtigkeit und der Elastizitätsmodul
Ec der Querstange 7 bei gewöhnlicher Temperatur/gewöhnlicher
Feuchtigkeit erfüllen
die folgende Beziehung. Normalerweise gibt es eine derartige Tendenz,
dass der Elastizitätsmodul
mit zunehmender Temperatur und Feuchtigkeit abnimmt. Eb + Ec ≥ 17000 MPa (1) 8000 MPa ≤ Eb (2) 9000 MPa ≤ Ec (3)
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Es
wurde experimentell gefunden, dass die Durchhubcharakteristik, bei
der die Kriechwiderstandscharakteristik der Basis 1B und
der Querstange 7 als die Hauptursache angenommen werden
können,
basierend auf solch einer Kombination verbessert ist. Falls zumindest
entweder Eb < 8000
MPa oder Ec < 9000
MPa erfüllt
ist, ist die Durchhubcharakteristik reduziert.
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Da
die Durchhubcharakteristik überdies
verbessert wird, ist es bevorzugt, dass der Elastizitätsmodul Eb
der Basis 1B bei gewöhnlicher
Temperatur/gewöhnlicher
Feuchtigkeit und der Elastizitätsmodul
Ec der Querstange 7 bei gewöhnlicher Temperatur/gewöhnlicher
Feuchtigkeit die folgenden Beziehungen erfüllen sollte. Eb + Ec ≥ 20500 MPa (4) 9000 MPa ≤ Eb (5) 9000 MPa ≤ Ec (6)
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Falls
zumindest eine von Eb + Ec < 20500
MPa, Eb < 9000
MPa und Ec < 9000
MPa erfüllt
ist, ist die Durchhubcharakteristik reduziert.
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Da
die Reduzierung des Durchhubs mit der Zeit reduziert ist und die
Zuverlässigkeit
des Weiteren verbessert ist, ist es bevorzugt, dass der Elastizitätsmodul
Eb der Basis 1B bei gewöhnlicher
Temperatur/gewöhnlicher
Feuchtigkeit und der Elastizitätsmodul
Ec der Querstange 7 bei gewöhnlicher Temperatur/gewöhnlicher Feuchtigkeit
die folgenden Beziehungen erfüllen
sollte. Eb + Ec ≥ 25000 MPa (7) 9000 MPa ≤ Eb ≤ 22000 MPa (8) 9000 MPa ≤ Ec ≤ 17000 MPa (9)
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Falls
jetzt Eb größer als
22000 MPa ist, so sind die Anteile der Glasfaser und des anorganischen
Füllmaterials
erhöht.
Auf diese Weise, wenn die Basis 1B geformt wird, ist das
Fließvermögen des
Materials zum Zeitpunkt des Formens verschlechtert, und das Füllmaterial
erscheint auf der Oberfläche
des Formteils, wodurch das Erscheinungsbild der Formteile verschlechtert
ist. Deshalb ist es bevorzugt, dass Eb kleiner oder gleich 22000
MPa betragen sollte.
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Ebenso
kann die Querstange 7 durch ein beliebiges Formverfahren
durch Spritzgießen
und Pressen bereitgestellt werden. In diesem Fall ist das Spritzgießen hinsichtlich
der hohen Produktivität
erwünscht.
In dem Fall, dass die Querstange 7 durch Spritzgießen geformt
wird, und falls der Elastizitätsmodul
Ec größer als 17000
MPa ist, so ist der Glasfaserbruch in dem Materialknetschritt reduziert,
und so wird die Länge
der Materialpellets zu lang. Anschließend ist das Einlassen der
Materialpellets in den Zylinder von dem Trichter erschwert, und
so gibt es eine Tendenz, dass die Materialmesscharakteristik durch
den Zylinder verschlechtert ist. Deshalb ist es bevorzugt, dass
Ec kleiner oder gleich 17000 MPa betragen sollte.
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Wie
oben beschrieben, da die Basis 1B das thermoplastische
Harz als Hauptkomponente enthält,
entsteht das Problem des Prozesses für Industrieabfallprodukte,
wie z.B. die Verbrennung oder das Entsorgen der beim Formen erzeugten
Schwimmhaut oder des Angusses, des Verteilerkanals etc., die beim
Spritzgießen erzeugt
werden, nicht im Gegensatz zu dem Fall, bei dem die Basis 1B das
duroplastische Harz als Hauptkomponente enthält, und solch eine Basis 1B ist
zudem umweltfreundlich. Zusätzlich,
da die Basis 1B das thermoplastische Harz als Hauptkomponente
enthält,
ist es möglich,
die Basis 1B zu recyceln.
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Da
die Basis 1B das thermoplastische Harz als Hauptkomponente
enthält,
kann ebenso ein Isolierabstand verkürzt werden, basierend auf der
guten Kriechstromfestigkeit im Gegensatz zu dem Fall, bei dem die Basis 1B das
Phenolharz als Hauptkomponente enthält, und ebenso wird Ammoniak
als Nebenprodukt bei dem Herstellungsprozess nicht erzeugt. Ebenso
gibt es kein Problem, dass Styrol, welches keine Reaktion eingegangen
ist, beim praktischen Gebrauch erzeugt wird, im Gegensatz zu dem
Fall, bei dem die Hauptkomponente der Basis 1B aus nicht gesättigtem
Polyesterharz gebildet ist.
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Da
die Basis 1B das thermoplastische Harz als Hauptkomponente
enthält,
kann ebenso die Rippe mit einer Höhe von z.B. mehr als 2 mm derart
geformt werden, dass sie eine Dicke von weniger als 2 mm besitzt, und
so kann ein Design mit geringer Dicke erzielt werden. Falls die
Verdünnung
erzielt werden kann, kann die Anzahl der Rippen und Nuten in dem
gleichen Raum erhöht
sein, und ebenso kann der Isolierabstand über die Oberfläche der
Formteile groß gewählt werden,
und andererseits kann der gleiche Isolierabstand in dem kleinen
Raum sichergestellt werden, und so kann die Größenreduzierung des Produktes
erzielt werden. Entsprechend der Basis 1B, die das thermoplastische
Harz als Hauptkomponente enthält,
können
die Probleme, wie z.B. dass eine unzureichende Festigkeit aufgrund
eines nicht ausreichenden Füllens
des Materials in das dünne
obere Ende der Rippe und das nicht ausreichende Füllen der
Verstärkung,
wie z.B. der Glasfaser, entsprechend den Formbedingungen und der
physikalischen Materialeigenschaften bedeutend wird, und dass das Verdünnen erschwert
ist, gelöst
werden, da die Basis 1B als das Formteil gebildet ist,
welches das thermoplastische Harz als Hauptkomponente enthält, was
dazu führt,
dass das Material in das dünne
obere Ende gefüllt wird.
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Da
die Basis 1B das thermoplastische Harz als Hauptkomponente
enthält,
kann der Lasttrennschalter leichtgewichtig ausgebildet werden.
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[Form der Basis]
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7 ist
eine Frontansicht, die die Form im teilweisen Querschnitt der Basis
des Lasttrennschalters entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt. 8 ist eine Unteransicht, die
die Basis des Lasttrennschalters zeigt. 9 bis 11 sind
Querschnittsansichten entlang der Linie IX-IX, X-X bzw. XI-XI in 7.
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In
den Figuren ist die Basis 1B in drei Phasen durch die äußeren Seitenwände 30, 30 und
Zwischenphasenwände 41, 41 unterteilt,
die senkrecht zur Basisbodenoberfläche vorgesehen sind, und sich
parallel zueinander erstrecken. Jede Phase ist durch einen Kontaktpunktabschnitt 24 aufgebaut,
indem beide Kontaktpunkte 3, 5 angeordnet sind,
ein Querstangenabschnitt 26 (Umschaltmechanisgehäuseabschnitt),
in dem die Querstange 7 und der Umschaltmechanismusabschnitt 9 angeordnet
sind, und einen Freigabeabschnitt 28, in dem der Überstromsensorabschnitt 21 zum
Erfassen des Überstromes
in den elektrischen Kabeln und Leitungen in dem geschlossenen Zustand
angeordnet sind, und anschließend
wird der Umschaltmechanismusabschnitt 9 mit einem Trigger
versehen, um den Kontaktpunkt zu öffnen.
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32 ist
ein Einführloch
der Befestigungsschraube zum Anbringen des Lasttrennschalters, und 32A (in 1 bis 6 nicht
numeriert) ist ein Lagervorsprung, der vorgesehen ist, um fast wie
eine C-Form von einer Hauptoberfläche der hinteren Oberfläche der
Basis 1B um das Einführloch 32 hervorzustehen.
Wenn der Lasttrennschalter an die Schalttafel angebracht ist, dient
der Lagervorsprung 32a als Abstandsstück, und so kann die Hauptoberfläche der
hinteren Oberfläche
der Basis 1B um einen Abstand von der Schalttafel etc.
getrennt werden. In diesem Fall, falls der Lagerabschnitt 32A eine
Abstandsfunktion durchführen
kann, um die Hauptoberfläche
der hinteren Oberfläche
der Basis 1B von der Schalttafel zu trennen, etc., so kann
eine beliebige Form und eine beliebige Anordnungsposition verwendet
werden. 33 ist ein Endabschnitt der Zwischenphasenwand 41 auf
der Freigabeseite, und ein Schlitz 33a, in den eine Rippe
der Abdeckung 1A eingeführt
ist, ist vorgesehen. 36 ist eine Seitenwand des Freigabeabschnittes,
der zwischen einem Anschlussbefestigungsabschnitt 34 und
dem Freigabeabschnitt 28 vorgesehen ist, und setzt sich
aus einem Wandabschnitt 36A, der an dem Anschlussbefestigungsabschnitt 34 vorgesehen
ist, und einem Wandabschnitt 36B, der an dem Freigabeabschnitt 28 vorgesehen
ist, zusammen. Insbesondere sind in der 9 Schlitze 36a und
Schlitze 36d wechselweise in dem Wandabschnitt 36B an
der inneren Oberflächenseite
(vordere Oberflächenseite)
und der hinteren Oberflächenseite
der Basis 1B in orthogonaler Richtung mit jeder Phase vorgesehen.
Entsprechend, da die Abmessung der Basis 1B nach dem Formen
stabilisiert ist, können
solche Schlitze zur Reduzierung des Durchhubs beitragen. Ebenfalls,
da die Dicke t01 einer Wand 36g zwischen den Schlitzen 36a, 36d,
eine Dicke t02 einer vorderen Oberflächenseitenwand 36h des
Schlitzes 36d, eine Dicke t03 einer hinteren Oberflächenseitenwand 36i des
Schlitzes 36a, und eine Dicke t04 einer Wand 36j (siehe 7)
zwischen dem Schlitz 36a und dem Freigabeabschnitt 28 im
Wesentlichen gleich sind, so können
solche Dicken des Weiteren zur Reduzierung des Durchhubs beitragen.
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In 7 ist 40 eine
Kontaktpunktseitenwand, die zwischen dem Anschlussbefestigungsabschnitt 38 und
dem Kontaktpunktabschnitt 24 vorgesehen ist. Die Schlitze 30a, 30d sind
alternativ an der vorderen Oberfläche der hinteren Oberfläche der äußeren Seitenwände 30 in
der Nähe
der Anschlussbefestigungsabschnitte 38 und der Kontaktpunktseitenwände 40 in
der Zwischenphasenrichtung vorgesehen. Die Schlitze 30a, 30d unterteilen
die äußeren Wände 30 in
Dickenrichtung gleichmäßig.
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Die
Zwischenphasenwand 41 ist durch einen Zwischenphasenwandabschnitt 42 an
der Kontaktpunktseite, Lagerabschnitte 1a1, 1a2 und
einen Zwischenphasenwandabschnitt 44 auf der Freigabeseite
aufgebaut.
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Der
Zwischenphasenwandabschnitt 42 ist gleichmäßig in eine
erste Phasenseitenwand 42a und eine zweite Phasenseitenwand 42c durch
einen Schlitz 42b unterteilt. Ebenfalls ist die hintere
Oberflächenseite
der Basis 1B gleichmäßig in die erste
Phasenseitenwand 42a und die zweite Phasenseitenwand 42c durch
einen Schlitz 42d unterteilt. Der Schlitz 42b und
der Schlitz 42d sind durch eine Wand 42g (11)
mit einer Dicke t05 unterteilt. 42e ist ein Einführloch einer
Befestigungsschraube zum Anbringen der Abdeckung 1A an
die Basis 1B.
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Drosselabschnitte 42i, 42j, 42l die
geringfügig
breiter sind als der bewegliche Kontakt 4, sind an der Seite
der Lagerabschnitte 1a1, 1a2 des Zwischenphasenwandabschnittes 42 vorgesehen. 42x ist
ein Schlitz, in den ein Ende des Rahmens 18 eingeführt ist.
Die Drosselabschnitte 42i bestehen aus einer Rippe 42i1 (10),
die sich zur Seite der Zwischenphasenwand 41 von der Seitenwand 30 erstreckt,
einer Rippe 42i2, die sich zur Seite der Abdeckung 1A von
einer Basisbodenwand 42p erstreckt, und eine Rippe 42i3,
die sich zur Seite der Seitenwand 30 von der Zwischenwand 41 erstreckt.
Ein Schlitz 421 (7) ist in
den Rippen 42i1, 42i2, 42i3 vorgesehen,
um einen Kriechabstand zu verlängern.
Ein Schlitz 42f (8, 10)
ist an dem Basisabschnitt 42h zwischen der Rippe 42i3 und
der Zwischenphasenwand 41 vorgesehen.
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Die
Drosselabschnitte 42j bestehen aus Rippen 42j1,
die sich zur Seite der Zwischenwand 41 gegenseitig erstrecken,
und einer Rippe 42j2, die sich zur Seite der Abdeckung 1A von
der Basisbodenwand 42p erstreckt. Ein Schlitz 42m ist
an den Rippen 42j1, 42j2, 42j1 in Längsrichtung
vorgesehen, um den Kriechabstand zu verlängern.
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Die
Drosselabschnitte 42i, 42j, 42l und die
Basisabschnitte 42h dienen als Wand, um die Kontaktpunkte 3, 5 und
den Schaltmechanismusabschnitt 9 zu unterteilen, und verhindert,
dass Gas, welches durch den Druckanstieg erzeugt wird, welcher verursacht
wird, wenn der Lichtbogen abgeschaltet wird, wenn die Kontaktpunkte 3, 5 geöffnet sind,
in die Seite des Schaltmechanismusabschnittes 9 strömt.
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Der
Schlitz 42f ist ebenfalls an dem Basisabschnitt 42h vorgesehen,
der als die Wand zum Unterteilen der Kontaktpunkte 3, 5 und
des Schaltmechanismusabschnittes 9 dient. Da die thermische
Leitfähigkeit
eines Raums (d.h. eine Luftschicht) in dem Schlitz 42f eher
gering ist, verglichen mit dem Fall, bei dem der Basisabschnitt 42h mit
Harz gefüllt
ist, so ist die thermische Leitfähigkeit
von den Kontaktpunkten 3, 5 zu dem Schaltmechanismusabschnitt 9 in
der Basis 1B verringert. Entsprechend ist die Wärmeerzeugung
an den Kontaktpunkten 3, 5 bei der Stromversorgung
erschwert, um zur Seite des Schaltmechanismusabschnittes 9 übertragen
zu werden, und so kann das Fortschreiten der Verschlechterung des
Schmierstoffes, wie z.B. des Öls,
des Fetts, etc. die in dem Schaltmechanisabschnitt 9 verwendet
werden, hinausgezögert
werden. Da die Hauptoberfläche
der hinteren Oberfläche
der Basis 1B ebenso um einen Abstand von der Installationsoberfläche der Schalttafel
etc. durch die Lagervorsprünge 32A getrennt
ist, und ebenso die Schlitze 42f an der Basis 1B von der
hinteren Oberflächenseite
vorgesehen sind. Deshalb ist die Abstrahlungsfläche erhöht, verglichen mit dem Fall,
bei dem der Raum mit Harz gefüllt
ist, und so kann Wärme
auf einfache Weise zur Außenseite
der Basis 1B abgestrahlt werden, und so kann das Fortschreiten
der Verschlechterung des Schmierstoffes des Weiteren hinausgezögert werden.
Da eine Dicke t07 der Wand zwischen dem Schlitz 42f und
der Innenseite der Basis 1B, z.B. einer Schlitzwand 42q,
kleiner als eine Dicke t06 (die im Wesentlichen gleich t01 bis t05
ist) der Basisbodenwand 42p ist, kann so Wärme wirksam über den
Schlitz 42f abgestrahlt werden.
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Der
Zwischenphasenwandabschnitt 44 unterteilt gleichmäßig die
erste Phasenseite (mittlere Phase in 7) und die
zweite Phasenseite (rechte Phase in 7) durch
Schlitze 44a, 44d (besonders 44d2), 44b, die
alternativ an der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche der
Basis 1B in Längsrichtung
der Zwischenphasenwand 41 vorgesehen sind. Der Schlitz 44d ist
durch Räume 44d1, 44d2, 44d3 aufgebaut.
Eine Dicke t10 einer Wand 44g zwischen dem Schlitz 44d und
der Raum auf der Seite des Freigabeseitenendabschnittes 33 und
die Dicken t11, t12, t13, t14 der Wände 44h, 44i, 44j, 44k zwischen
dem Schlitz 44d und den Schlitzen 44a, 44b sind
im Wesentlichen gleich der Dicke t01. 44x, 44y sind
Positionierkonvexabschnitte, und 44z ist ein Konvexabschnitt,
der an der Abdeckung 1A angebracht ist.
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Da
die Schlitze 44a, 44d (besonders 44d2), 44b alternativ
an der vorderen Oberfläche
und der hinteren Oberfläche
der Basis 1B vorgesehen sind, so kann die Abmessung der
Basis 1B nach dem Formen stabilisiert sein, und solche
Schlitze können
zur Reduzierung des Durchhubs beitragen. Da die Dicken t10, t11,
t12, t13 und t14 der Wände 44g, 44h, 44i, 44j, 44k im
Wesentlichen gleich sind, so kann ebenso die Abmessung um ein Weiteres
stabilisiert sein, und so können
solche Dicken zur Reduzierung des Durchhubs beitragen.
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49A ist
ein Schlitz, der von der Oberflächenseite
der Basis 1B zur Seitenwand 30 vorgesehen ist,
und 49B, 49C sind Schlitze, die von der Oberflächenseite
der Basis 1B zur Seitenwand 30 vorgesehen sind.
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Wie
oben beschrieben, wurde festgestellt, da die Wände mit einer Dicke, größer als
ein vorbestimmter Wert, gleichmäßig durch
die Schlitze 30a, 30d, 36a, 36d, 42b, 42d, 44a, 44b, 44d, 49A, 49B, 49C unterteilt sind,
um so eine vorbestimmte Dicke aufzuweisen, so kann die Krümmung und
die Senke der Basis 1B, die das thermoplastische Harz als
Hauptkomponente nach dem Formen enthalten, relaxiert sein, um anschließend die
Abmessungsgenauigkeit zu erhöhen
und ebenfalls die Reduzierung des Durchhubs, basierend auf der Kriechdeformation
der Basis 1B und der Querstange 7 können reduziert
sein.
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Insbesondere
wird die Reduzierung des Durchhubs auffällig, wenn die Schlitze an
der Zwischenphasenwand 41 vorgesehen sind. Ebenso wird
die Reduzierung des Durchhubs auffällig, wenn die Schlitze alternativ
an der vorderen Oberfläche
und der hinteren Oberfläche
der Basis 1B vorgesehen sind.
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Zusätzlich,
da die Wände 36g, 36h, 36i, 36j, 42p, 42q, 44g, 44h, 44i, 44j, 44k,
in denen die Schlitze gebildet sind, derart gebildet sind, so dass
sie nahezu eine gleichmäßige Dicke
aufweisen, kann die Vorhersage der Änderung der Abmessung aufgrund
der Relaxation der Krümmung
und der Senke nach dem Formen vereinfacht sein.
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Beispiel 1
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Beispiele
der vorliegenden Erfindung werden insbesondere erklärt, aber
die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt. In
Beispiel 1 wird der 100 Amper Rahmenlasttrennschalter im Anschluss erklärt. Ein
konkreter Aufbau dieses Lasttrennschalters ist gleich der obigen
erklärten
Ausführungsform.
Im Falle von Dreipolprodukten, deren Zwischenpolabstand 30 mm beträgt, beträgt die Abmessung
der Basis 1B in Breitenrichtung gleich 90 mm, und der Druck
zwischen den Kontaktpunkten durch die Feder beträgt weniger als 20 N.
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(Formen der Querstange
in den Probebeispielen (11) bis (41))
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12 ist
eine Ansicht, die Formteile zeigt, die dazu verwendet werden, um
die 100 Amper Rahmenquerstange gemäß einem ersten Beispiel der
vorliegenden Erfindung zu formen. In der Figur weist 80 auf
eine Form hin, die aus einem oberen Formteil 80A und einem
Formteil 80B besteht, und deren innere Form entlang der
Querstange 7 gebildet ist. 81 weist auf eine Mischmaterialeinspritzöffnung hin,
die gebildet ist durch das obere Formteil 80A und das untere
Formteil 80B. Die Querstange 7 wird durch Einspritzen
des Mischmaterials über
die Einspritzöffnung 81 geformt,
die an dem Endabschnitt in longitudinaler Richtung der Form 80 positioniert
ist, aufgrund der 75000 kg (75 Tonnen) schweren Spritzgussmaschine
für die
Einspritzzeit von 9 bis 11 Sekunden bei der Formtemperatur von 174
bis 176 Grad, der Temperatur des vorderen Zylinderabschnittes von
80 bis 85 Grad, und der Temperatur des hinteren Zylinderabschnittes
von 60 bis 70 Grad. Die geformten Querstangen 7 werden
einer Wärmebehandlung
unter den Bedingungen ausgesetzt, die in den Tabellen 1 bis 4 angezeigt
sind. Auf diese Weise wurden Querstangen 7 der Probebeispiele
11 bis 41, die in den Tabelle 1 bis 4 angezeigt sind, erhalten.
In den Probebeispielen 11 bis 41 sind die Querstangen aus Phenolharz,
der Glasfaser (GF) und dem Füllmaterial
gebildet, die Mischraten und die Wärmebehandlungsbedingungen sind entsprechend
geändert
worden.
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Die
Glasfaser ist gleich einer faserartigen Substanz, die aus Glas hergestellt
ist, und ist nicht auf eine besondere Substanz beschränkt, falls
die gesamt enthaltene Menge der Metallverbindung der Gruppe 1A des Periodensystems
erfüllt
ist. Als Glasmaterial können
E-Glas, S-Glas, D-Glas, T-Glas, Siliziumglas etc. aufgezählt werden.
Wie normalerweise bekannt ist, wird bevorzugt hinsichtlich der Verbesserung
der Stoßwiderstandsfestigkeit,
dass der Durchmesser der Glasfaser im Bereich von 6 bis 13 μm liegen
sollte und das Längenverhältnis mehr
als 10 betragen sollte.
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Als
anorganisches Füllmaterial
können
Aluminium, Kalziumcarbonat, Mica, Ton, Talk, Kaolin, Walastenit
etc. aufgezählt
werden. Als das organische Füllmaterial
können
Polyamid, Polyester, Polyacryl etc. aufgezählt werden. Wie oben beschrieben,
ist die Mischrate des organischen Füllmaterials in dem Phenolharz
basierend auf seiner Charakteristik enthalten.
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(Formen der Basis in den
Probebeispielen (11) bis (41))
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13 ist
eine Ansicht, die Formen zeigt, die dazu verwendet werden, um die
100 Amper-Bereichsbasis entsprechend dem ersten Beispiel der vorliegenden
Erfindung zu bilden. In der Figur weist 90 auf eine Form
hin, die aus einem festen Formteil 90A und einem beweglichen
Formteil 90B besteht, und deren innere Form entlang der
Basis 1B gebildet ist. 91 weist auf eine Mischmaterialeinspritzöffnung hin,
die in dem festen Formteil 90A gebildet ist. Die in den 1, 2, 3 bis 11 gezeigten
Basis 1B wird durch Einspritzen des Mischmaterials über die
Einspritzöffnung 91 geformt,
die in der Mitte des festen Formteils 90A positioniert ist,
aufgrund der 160000 kg (160 Tonnen) schweren Spritzgussmaschine
für eine
Gesamtzeit der Verweilzeit und der Einspritzzeit von 4 bis 6 Sekunden
bei der Temperatur der beweglichen Form von 80 bis 100 Grad, der
Temperatur der festen Form von 120 bis 140 Grad, und einer Temperatur
des Zylinders von 250 bis 320 Grad.
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Anschließend wird
das Testverfahren, das Entscheidungsverfahren und die Testergebnisse
erklärt.
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(Messung des Elastizitätsmoduls)
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Die
Basis 1B und die Querstange 7, die in den Probebeispielen
(11) bis (41) in Tabelle 1 bis Tabelle 4 gezeigt sind, werden in
Atmosphäre
unter 21 bis 25°C
und 60 bis 70% Luftfeuchtigkeit gemessen, und anschließend werden
Durchschnittswerte als Elastizitätsmodul
Eb, Ec bei gewöhnlicher
Temperatur und gewöhnlicher
Feuchtigkeit verwendet. Werte sind in der Tabelle 1 bis Tabelle
4 gezeigt.
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In
diesem Fall, da die Änderung
des Elastizitätsmoduls
von Polyamid (PA) aufgrund der Feuchtigkeit größer ist als die anderer Harze,
wird ein solches Polyamid (PA) unter den Bedingungen von absoluter
Trockenheit (21° bis
25°, Feuchtigkeit
relativ zu 0%) des Vergleichs wegen gemessen. Der Elastizitätsmodul
bei absoluter Trockenheit beträgt
7500 MPa in dem Probebeispiel (31) und beträgt 10500 MPa in den Probebeispielen
(32), (33).
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(Durchhubtest bei hoher
Temperatur/hoher Feuchtigkeit)
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In
dem in 2 gezeigten Aufbau des Lasttrennschalters, wenn
der Schaltkreis geschlossen ist, wirkt die auf die Querstange 7 angewendete
Spannung in der Richtung, um den Durchhub zu reduzieren. Normalerweise
beträgt
die Lebensdauer des Lasttrennschalters zwischen 10 bis 15 Jahren.
Falls der geschlossene Zustand kontinuierlich im Zustand mit hoher
Temperatur/hoher Feuchtigkeit in Südostasien, der Innenseite eines
Tunnels etc. während
dieser Jahre gehalten wird, so verschwindet ein Kontaktdruck zwischen
beiden Kontaktpunkten, der die Zuverlässigkeit der Stromversorgung
beeinträchtigt,
wenn die Querstange 7 und die Basis 1B verwendet
werden, welche bei der Durchhubleistung minderwertig sind. Dies
ist deshalb so, weil die Kriechdeformation welche als Hauptursache
des Durchhubs vermutet wird, fortschreitet, da Spannung anliegt
und anschließend
kann es der Formteile kommen zu einem Kriechbruch. Deshalb wurde
die Entscheidung der verkürzten
Länge des
Durchhubs zwischen der Basis 1B und der Querstange 7 unter
folgenden Bedingungen gefällt.
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Nachdem
der Lasttrennschalter (100 Ampere-Bereich) zusammengebaut ist, indem
die Probebeispiele (11) bis (41) als die Basis 1B und die
Querstange 7 verwendet werden, die durch das obige Verfahren
geformt sind, so wurde der Durchhubtest bei hoher Temperatur/hoher
Feuchtigkeit durchgeführt.
In dem Test wurde der zusammengebaute Lasttrennschalter in einem
thermohygrostatischen Bad bei der Temperatur von 85°C und der
relativen Feuchtigkeit von 85% für
eine Woche in dem geschlossenen Zustand gehalten, anschließend wurde
der Lasttrennschalter geschlossen, und danach in dem thermohygrostatischen
Bad bei einer Temperatur von 40°C
und einer relativen Feuchtigkeit von 85% für 3000 Stunden in diesem Zustand
gelassen, anschließend
wurde der Lasttrennschalter herausgenommen, und der verkürzte Weg
des Durchhubs des beweglichen Kontaktpunktes 5 für jeden
Pol wurde gemessen. Der verkürzte
Weg des Durchhubs nach 15 Jahren wurde basierend auf diesen gemessenen
Ergebnissen abgeschätzt,
d.h. die gemessenen Ergebnisse der Durchhubcharakteristik, und anschließend wurde
entschieden basierend auf der Dicke des Kontaktpunktes, dass der
Fall, bei dem der reduzierte Weg unterhalb eines Referenzwertes
(1,2 mm in Beispiel 1) sich befindet, gut ist.
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(Testergebnisse)
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Ergebnisse
des Durchhubtests bei hoher Temperatur/hoher Feuchtigkeit von Polybutylenterephthalat (PBT),
Polyäthylenterephthalat
(PET), Polyamid (PA) und Polyphenylensulfid (PPS) sind in den Tabellen
1 bis 4 gezeigt.
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Das
Füllmaterial
der Querstange 7 in Tabelle 1 bis Tabelle 4, aus dem oben
erwähnten
Grund, bedeutet, dass anorganisches Füllmaterial und ebenso organisches
Füllmaterial
in dem Harz enthalten sind und in Tabelle 1 bis 4 gezeigt sind.
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• Polybutylenterephthalat (PBT)
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In
den Probebeispielen (11) bis (15) ist die Basis 1B aus
Polybutylenterephthalat (PBT) gebildet, dem ein flammhemmendes Mittel
und Glasfaser (GF) zugefügt
ist. Das Probebeispiel 13 mit der kleinen Summe (Eb + Ec) des Elastizitätsmoduls
und die Probebeispiele (13), (14) mit dem kleinen Elastizitätsmodul
Eb fielen bei dem Durchhubtest bei hoher Temperatur/hoher Feuchtigkeit
durch.
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Das
flammhemmende Mittel ist z.B. eine Halogenverbindung (Dibromopolyäthylen und
Bromepoxid), wobei ihr Gewichtsverhältnis zu Polybutylenterephthalat
(PBT) 100 gleich 25 bis 40 beträgt.
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Ebenso
sind die Beispiele (11), (12), (15) bezüglich der Stoßwiderstandsfestigkeit
ausgezeichnet, und das Auftreten eines Bruches tritt weniger auf
als in den Probebeispielen in Tabelle 2 bis 4, wenn das elektrische Kabel 25 an
die Anschlussplatte 23 (2) durch
Schrauben angebracht ist.
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Die
Basis 1B besitzt eine ausgezeichnete Durchhubcharakteristik,
wenn Polybutylenterephthalat (PBT), das das flammhemmende Mittel
enthält,
55 bis 70 Gew.-% beträgt
und die Verstärkung
30 bis 45 Gew.-% beträgt.
Die Querstange 7, die 25 bis 35 Gew.-% Harz, 40 bis 50
Gew.-% Verstärkung
und 20 bis 30 Gew.-% Füllmaterial
enthält,
ist besonders bevorzugt bezüglich
der Durchhubcharakteristik, oder die Querstange 7, die
55 bis 65 Gew.-% Harz, 10 bis 25 Gew.-% Verstärkung und 10 bis 25 Gew.-%
Füllmaterial
enthält, ist
besonders bevorzugt hinsichtlich der guten Formbarkeit.
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• Polyäthylenterephthalat (PET)
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In
den Probebeispielen (21) bis (29) ist die Basis 1B aus
Polyäthylenterepththalat
(PET), dem ein flammhemmendes Mittel zugefügt ist, und Glasfaser (GF)
gebildet. Die Probebeispiele (23), (24) mit dem kleinen Durchschnittselastizitätsmodul
Eb, und das Probebeispiel (27) mit dem kleinen Durchschnittselastizitätsmodul
Ec fielen bei dem Durchhubtest bei hoher Temperatur/hoher Feuchtigkeit
durch.
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Das
flammhemmende Mittel ist z.B. eine Halogenverbindung (Dibromopolyäthylen (Dibromopolyäthylen und
Bromepoxid, etc.), dessen Gewichtsprozent 25 bis 40 bezüglich Polybutylenterephthalat
(PBT) 100 beträgt.
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Die
Probebeispiele (21), (25), (26), (28), (29) besitzen eine geringere
Reduzierung des Durchhubs als das Beispiel 22, weiter besitzen (21),
(25), (28), (29) eine kleinere Reduzierung des Durchhubs als das
Probebeispiel (26) und sind gut. Im Gegensatz dazu sind die Probebeispiele
22, 26 weniger von der Orientierung der Glasfasern als die Probebeispiele
(21), (25), (28), (29) abhängig,
und sind ebenfalls hinsichtlich der Unterdrückung der Verzerrung und der
Krümmung
der Formteile ausgezeichnet.
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Ebenso
ist in den Probebeispielen (21), (25), (26), (28), (29) der Schmelzpunkt
der Formteile höher
als in den Probebeispielen der Tabelle 1, und die Basis 1B ist
schwer bei dem Überlastausdauertest
zu schmelzen.
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Die
Basis 1B besitzt eine ausgezeichnete Durchhubcharakteristik,
wenn Polyäthylenterephthalat (PET),
das das flammhemmende Mittel enthält, 45 bis 60 Gew.-% beträgt, und
die Verstärkung 40 bis
55 Gew.-% beträgt.
Die Querstange 7, die 25 bis 35 Gew.-% Harz, 40 bis 50
Gew.-% Verstärkung
und 20 bis 30 Gew.-% Füllmaterial
enthält,
ist besonder bevorzugt hinsichtlich der Durchhubcharakteristik,
oder die Querstange 7, die 55 bis 65 Gew.-% Harz, 10 bis
25 Gew.-% Verstärkung
und 10 bis 25 Gew.-% Füllmaterial
enthält, ist
besonders bevorzugt hinsichtlich der guten Formbarkeit.
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-
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• Polyamid (PA)
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In
dem Probebeispiel (31) ist die Basis 1B aus Polyamid (PA),
Glasfaser (GF) und Magnesiumhydroxid gebildet und entspricht derjenigen,
die in der JP 08-171847 A offenbart ist. Dieses Probebeispiel (31)
fiel bei dem Durchhubtest durch. Ebenfalls fiel das Probebeispiel
(32) und das Probebeispiel (33) bei dem Durchhubtest durch.
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Das
flammhemmende Mittel ist zum Beispiel eine Halogenverbindung (Dibromopolyäthylen und
Bromepoxid), und das Elastomer ist ein Ionomer, als Polyolefin-Copolymer
oder Äthylen/Propylen-Copolymer.
Die Gewichtsprozent des flammhemmenden Mittels des Elastomers betragen
50 bis 70 und 20 bis 30 bezüglich Polyamid
(PA) 100.
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Ebenfalls
ist das Probebeispiel (33) bezüglich
des Stoßwiderstandes
und der Isoliercharakteristik, nachdem der Lichtbogen zwischen den
Kontaktpunkten abgeschaltet ist, zusätzlich zu der Durchhubcharakteristik,
und ist bevorzugt als Basis 1B des Lasttrennschalters.
In diesem Fall ist das Beispiel, bei dem das Elastomer nicht zu
dem Polyamid der Basis 1B des Probebeispiels (33) zugefügt ist,
minderwertig bezüglich
des Stoßwiderstandes
im Vergleich zu dem Probebeispiel (33), aber ist überlegen
bezüglich
der Durchhubcharakteristik.
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Zusätzlich besitzt
das Polyamid (PA) eine relativ große Änderung des Elastizitätsmoduls
mit der Feuchtigkeit.
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Es
gibt eine derartige Tendenz, dass ein Weg des Durchhubs größer wird
als mit einem anderen thermoplastischen Harz, das den gleichen Elastizitätsmodul
bei gewöhnlicher
Temperatur/gewöhnlicher
Feuchtigkeit besitzt.
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• Polyphenylensulfid (PPS)
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In
dem Probebeispiel (41) ist die Basis 1B aus Polyphenylensulfid
(PPS), dem ein Füllmaterial
zugefügt
ist, und Glasfaser (GF) gebildet. Das Probebeispiel 41 fiel bei
dem Durchhubtest bei hoher Temperatur/hoher Feuchtigkeit durch.
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Das
Füllmaterial,
das dem Polyphenylensulfid (PPS) zugefügt ist, ist ein Kalziumcarbonat
als anorganisches Füllmaterial,
und ihr Gewichtsprozent bezüglich
Polyphenylensulfid (PPS) 100 zum Beispiel beträgt 70 bis 80.
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Das
Probebeispiel (41) weist eine kleine Formverzerrung auf und besitzt
den höheren
Schmelzpunkt der Formteile als die Proben in Tabelle 1, Tabelle
2.
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Wie
oben beschrieben, bestanden die Probebeispiele (11), (12), (15),
(21), (22), (25), (26), (28), (29), (33), (41), d.h. in dem Fall,
dass Eb + Ec ≥ 17000
MPa, Eb ≥ 8000
MPa und EC ≥ 9000
MPa ist, den Durchhubtest bei hoher Temperatur/hoher Feuchtigkeit.
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Ebenso
besaßen
die Probebeispiele (15), (21), (25), (28), (29), (41), d.h, in dem
Fall, wo Eb + Ec ≥ 20500
MPa, Eb ≥ 9000
MPa, Ec ≥ 9000
MPa ist, gute Durchhubcharakteristiken bei hoher Temperatur/hoher Feuchtigkeit.
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Zusätzlich besaßen die
Probebeispiele (21), (29), (41), d.h. in dem Fall, wo Eb + Ec ≥ 25000 MPa, 9000
MPa ≤ Eb ≤ 22000 MPa
und 9000 MPa ≤ Ec ≤ 17000 MPa
ist, sehr gute Durchhubcharakteristika bei hoher Temperatur/hoher
Feuchtigkeit.
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Des
Weiteren wurde festgestellt, dass, falls eine Hauptkomponente der
Formteile, gezeigt in Tabelle 3, Polyamid (PA) ist, so dient die Änderung
der Abmessung aufgrund der Krümmung,
der Senke und der Feuchtigkeitsabsorption der Formteile dazu, die
Reduzierung des Durchhubs aufgrund der Kriechdeformation zu steigern.
Folglich ist Polybutylenterephthalat (PBT), Polyäthylenterephthalat (PET) oder
Polyphenylsulfid (PPS), gezeigt in den Tabellen 1, 2 und 4, eher
bevorzugt als Hauptkomponente der Formteile aufgrund der Durchhubcharakteristik.
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Überdies
ist Polybutylenterephthalat (PBT) oder Polyäthylenterephthalat (PET) bevorzugt
hinsichtlich dessen, dass sie die Erfordernisse erfüllen können, wie
z.B. Miniaturisierung, leichtes Gewicht, keine Abfallerzeugung beim
Formen, Wärmewiderstand,
mechanische Festigkeit, Stoßwiderstand, äußeres Erscheinungsbild,
Flammhemmung, Isolierwiderstand nach Abschalten des Lichtbogens,
Kriechstromfestigkeit, etc., die von der Basis 1B des Lasttrennschalters
mit gutem Ausgleich erforderlich sind.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Der
Lasttrennschalter gemäß der vorliegenden
Erfindung kann als der Masterlasttrennschalter für die Schalttafel oder die
Verteilungstafel und die Steuertafel verwendet werden.
