JP2001510626A - 電気装置を電気回路網から断路する遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は故障状況において配電変圧器等の電気装置を各端子において平均電圧網や高電圧網から断路するようにされた遮断器に関する。少なくとも１つのリンク−スプリング機構（９もしくは１２）が遮断器の軸（６）に配置されていて接点（１，２）を生きたまま接続位置に保持しかつ断路時にそれらを最も遠い断路位置へ押し離し、軸（６）はその回転の盲点を越えて回転される。初期解放に対して、軸（６）には各相にレバーアーム（８）が設けられ、各レバーアームは各相において高圧ヒューズ（７）のストライカ（１８）のトリップピン（１９）により遮断器の軸（６）したがって全相の移動接点（１）を前記接続位置から前記軸回転の盲点を越えて回転させるようにされている。

Description

【発明の詳細な説明】 電気装置を電気回路網から断路する遮断器 本発明は故障状況において、配電変圧器等の、電気装置を各端子において平均 電圧網や高電圧網から断路する遮断器であって、各相に少なくとも1つの固定接 点とそれに係合および解除されて各々が遮断器の回転軸に固定される移動接点と を含み、各相に配置された高圧ヒューズに同時に電気的に直列接続される遮断器 に関する。 電力の品質に対する要求がますます厳しくなってきているため、電力線の使用 における遮断量は最小限に抑えてその持続時間をできるだけ短縮しなければなら ない。配電変圧器に故障が生じると、故障診断中および故障変圧器の交換中はず っと線路が生きた状態に保持されることがあるため、電流供給線の使用中断長さ は変圧器を電気回路網から即座に自動的に断路して短縮される。 油絶縁配電変圧器には、変圧器巻線に故障が生じると、変圧器外箱内の変圧器 油が加熱されて外箱内にガス混和物が発生されるという特殊な問題がある。最悪 の場合、外箱内の圧力が高くなりすぎて外箱は引き裂かれ変圧器油が地上へ漏洩 して環境問題を起こし、地面その他に火がついたり、人命を脅かす爆発の危険性 を生じることがある。故障した生きた変圧器を調べる際に保守要員は特に非常な 危険に曝される。 配電変圧器や多くの特殊変圧器はそれらの保護装置が、恐らくは屋外に配置さ れ、厳しい環境条件に曝される補助電源電圧なしで作動しなければならず、その ため高圧変圧器の環境で知られている保護リレーおよび遮断器により実現される 解決方法をこれに関連して経済期に使用することができない。 配電変圧器の故障に対する既知の解決方法は変圧器の１次側に高圧ヒューズを 設けることである。しかしながら、この解決方法には各相がそれ自体のヒューズ で保護されるため、２相もしくは３相変圧器が故障状況において生きたままとさ れる欠点がある。３相変圧器の１相のヒューズが飛んだ後でも、まだその中を電 流が流れる。さらに、通常の限流ヒューズを使用すると、ヒューズが飛んでも電 流は断路されずに流れ続けてヒューズが爆発するまでヒューズ内部に圧力上昇を 生じることを意味する協調問題が生じる。標準ＩＥＣ２８２−１（１９８５）で は低い過電流（一般的に３^*Ｉ_n以下）において高圧フューズの遮断容量は必要と されない。さらに、例えばサイクル短絡により１次電流の強度からは表示できず 特にヒューズでは保護されないような低故障電流が生じることがあるが、この種 の故障でも変圧器外箱内で温度および圧力上昇が生じ、局部油加熱によりガスが 発生する。 仏国特許第２，７１２，７３０号には、変圧器の各相の１次回路が３相遮断器 に直列に２個の異種高圧フューズを含む解決方法が開示されている。遮断器は所 定のしきい値を越えて変化する変圧器の誘電性液体の性質に従って開路する。こ の解決方法によりヒューズ保護の協調問題は解消されるが、それでも遮断器が開 路しなければ故障状況において変圧器のいくつかの端子は生きたままとされる。 さらに、直列接続された２個のヒューズを変圧器に関して配置するのにあまりに もスペースをとられるため、この種の解決方法ではなんらかの変更なしには使用 済み標準変圧器をこのように置換することができない。 他の類似通則の中に標準ＩＥＣ４２０“高圧交流スイッチ−ヒューズ組合せ” があり、それは平均電圧エリア内で使用するＡＣ用ヒューズ遮断器の電気的およ び動作特性を定義している。 高圧フューズをトリガーとして使用するヒューズ遮断器に関する限り、定格電 流に対する必要条件は本発明の応用エリアに対するさまざまな必要条件よりも何 十倍も高いため、前記ヒューズ遮断器にはパワーを増すためにヒューズストライ カのトリップピンにより解放される複雑な機構を実際上常に設けなければならな い。例えば、１６０ｋＶＡ配電変圧器の遮断器は定格電流が１５Ａでなければな らず、遮断器の最低定格電流は６３０Ａである。 本発明の目的は前記した欠点を解消することである。この目的は接点を接続位 置に生きたまま保持し断路時に最も遠い断路位置へ押し離す少なくとも１つのリ ンク−スプリング機構を遮断器の軸に設け、軸はその回転の盲点を越えて回転さ れ、軸は各相にレバーアームが設けられ、各レバーアームは高圧フューズのスト ライカのトリップピンにより遮断器の軸したがって全相の移動接点を前記接続位 置から前記軸回転の前記盲点を越えて回転させるようにされていることを特徴と する遮断器により達成される。 本発明に従った遮断器機構は常に故障状況において全相の電圧を遮断するため 、１相のヒューズだけが飛ばされても、変圧器の巻線には全く電圧および電流が 残らない。したがって、故障変圧器は暖められることがなく爆発感応ガス混和物 は発生されず、そのため変圧器を安全に調べて新しいものと交換することができ る。 ヒューズが飛ぶと遮断器が開いて電流を断つためヒューズの協調問題は解消さ れ、ヒューズの爆発は回避される。本発明の解決方法では、各供給相に１個のヒ ューズしか必要としない。ヒューズを貫通碍子内に一体化すると、保護のない従 来の変圧器と交換可能な機械的寸法の変圧器とすることができる。 本発明による変圧器の遮断器は、さらに、変圧器の組立時に遮断器を作動状態 に調整できることを特徴としている。装置の解放限界は、遮断器が変圧器のいか なる切り替えもしくは過負荷状況でも開路せず、変圧器の故障時だけ開路するよ うな寸法とすることができる。したがって、この機構は変圧器の保守および修理 時の作動状態に再調整することができ、遮断器を制御するための独立した外部機 構は不要である。 次に、添付図を参照して本発明の詳細な説明を行い、ここに、 図１は遮断器の斜視図。 図２はそのカバーに高圧フューズが定着されるトラフ内に配置された図１の遮 断器機構の側面図。 図３はその中にヒューズが一体化される図２に従った貫通碍子の詳細図。 図４は遮断器の軸を回転させる概略図である。 本発明に従った遮断器の基本的構成要素は変圧器の各相に対する移動接点１お よび移動接点と協調する各固定接点２である。 変圧器の１次巻線の終端４は固定接点２に接続され、それらは誘電性絶縁材料 で作られた定着ロッド３に定着されている。一方、定着ロッド３は遮断器のフレ ーム部２１に定着されている。 Ｕ字型移動接点１が、定着ロッド３に平行で点７においてフレーム部２１に軸 受搭載された、軸６に搭載されてその軸周りに回転することができる。接点１は 軸６により同時に作用するようにされており、接点１および２間の接触力は常に 移動接点１の分岐１ａおよび１ｂ間に伸長されたスプリング５により与えられる 。さらに、移動接点１がＵ字型であるため、その接触力は電流と共に増大し、そ の結果接点１は変圧器２次側の短絡状況および巻線内の故障による高電流に耐え る。 図２および図３に従って、遮断器は誘電性液体が充填されたトラフ２０内に浸 漬され、このトラフはたとえ全体システムを包囲するケーシング（図示せず）が 漏洩していても遮断器の動作を保証する。 各１次相はヒューズ遮断器の使用から知られる高圧フューズ１７を含み、この ヒューズは貫通碍子１６内に一体化される時は常にケーシング２０のカバー２２ に定着されて遮断器に電気的に直列接続される。 遮断器機構が図１および図２に従った閉成位置にある時は、ヒューズ１７の下 端の電極２３は移動接点１に配置される度にレバーアーム８により移動接点１の 軸６と接触し、移動接点１は固定接点２に接続される。ヒューズ１７の下端には 、ヒューズが飛ぶ時にトリップするストライカ１８もある。ストライカ１８の実 質的な部分はヒューズ１７の端部から飛び出るトリップピン１９である。 ヒューズ１７が飛ぶと、トリップピン１９の動きがレバーアーム８により軸６ へ伝達される。 遮断器機構はさらに、軸６に定着されたラグ９、一端がサポート２４によりロ ッド３に定着されているコッターボルト１０によりラグに定着されたタップ１１ 、および接点１および２の閉成位置において遮断器機構を幾分押して軸６回転の 盲点を越えて回転させ衝撃や振動による意図せぬ解放を防止するタップ１１周り に搭載された圧力スプリング１２を含む少なくとも１つのリンク−スプリング機 構を含んでいる。軸６回転の盲点は図４に示すＣ線を表し（タップ１１の一端、 サポート２４の定着コッター２６、および軸６の軸間の線）、したがってトリッ プピン１９の動作の結果コッターボルト１０が前記Ｃ線と交差する場合に軸６は 反対方向に回転する。したがって、ヒューズ１７が作動している時は、そのトリ ップピン１９の動作により軸６および全相の移動接点１が閉成位置から前記盲点 を越えた開放位置へ向かって回転する。 軸６がトリップピン１９の力によりその回転の盲点を越えて回転された後で、 リンク−スプリング機構のスプリング１２の力により軸６したがって移動接点１ は十分な速度で最も遠い開放位置へ回転し続けて引き離された電流により生じる アークを遮断する。この回転を図１に矢符ＡおよびＢで示す。 接点１および２と１および２３が開くと、２つの直列アークによりアーク抵抗 が増大して１つの接点よりも良好にアークが遮断される。遮断は誘電性液体とし て使用される油による接点の冷却現象および移動接点１を適切に形成するかある いは、例えば、接点１の分岐１ａおよび１ｂ間に配置される翼２７をそれに設け ることにより強化することができる油の動きに基づいている。 さらに、遮断器機構にはガスを含むタイトベローズ１３を含む機械的トリップ 機構が補足されている。変圧器外箱もしくは遮断器機構ケーシング２０内の圧力 が所定のしきい値を越えると、ベローズ１３が凹んでトリップピン１４をトリッ プさせ、スプリング１５の力により軸６および全相の接点１が閉成位置から開放 位置へ前記軸回転の盲点を越えて回転する。その後、リンク−スプリング機構９ から１２により遮断器はヒューズによる解放と同様に開路される。ベローズ１３ 内部のガス圧は一般式ｐ^*Ｖ／Ｔ＝一定に従って変化するため、過圧解放の動作 点は外箱やケーシング２０内の液体温度に幾分依存する。 好ましくは、この装置の他にもう１つのリンク−スプリング機構９から１２が 定着され、これら２つの機構９から１２により接続を保持するための十分な力お よびあらゆる状況において最も遠い開放位置へ押すのに十分な力が保証される。 ヒューズおよび過圧保護の他に、本システムには油と巻線の温度および沈下す る液面に基づいてトリップする保護を補足することができ、それは図面に独立に 示されてはいない。温度保護は、バイメタル手段やトリップピン付き毛管等の、 遮断器に関連して配置される温度センサを含むことができる。したがって、沈下 する液面によりトリップする保護はやはりトリップピン付きのフロートを含むこ とができる。これらのピンは許容温度を越えかつヒューズおよび過圧保護に関し て前記したように許容液面レベルが沈下する場合に、適切なレバーアームにより 軸回転の盲点を越えて遮断器の軸６を回転させるようにされている。 さらに、例えば、電気遠隔制御器により遮断器の軸６を回転させるために遮断 器に関連して電気機械トリガを配置し、他は前記した方法をとり、そのための他 の特別な理由があれば接点１および２を断路することができる。 少なくとも１つの補助接点により遮断器の状態に関する補助接点情報をさらに 検出して、例えば、遠隔制御システムにより操作監視者へ送ることができる。 また、遮断器の軸６は遮断器を取り巻く構造の壁を貫通させることができ、し たがって位置データを機械的に外部へ表示しかつ遮断器を変圧器外部から再調整 するようにすることができる。 さらに、トリガ手段として軸６に定着されるレバーアームも移動接点１内へ一 体化することができる。したがって、異なるトリガに独立したレバーアームを使 用することができ、またあるトリガは共通レバーアームを有することができる。 本発明の前記した説明は本発明を単に説明するものにすぎない。当業者ならば 添付した請求の範囲内でその詳細をここに記載したものの他に非常に多くの方法 で実現できるであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年５月１８日（１９９９．５．１８） 【補正内容】 請求の範囲 1. 故障状況において配電変圧器等の電気装置を各端子において平均電圧網も しくは高電圧網から断路するようにされた遮断器であって、該遮断器は各相に少 なくとも１つの固定接点（２）およびそれと係合および解除される移動接点（１ ）とを含み、遮断器は各相に配置された高圧ヒューズ（１７）と同時に電気的に 直列接続され、接点（１，２）を生きたまま接続位置に保持しかつ断路時にそれ らを最も遠い断路位置へ押し離す少なくとも１つのリンク−スプリング機構（９ もしくは１２）が配置され、軸（６）はトリップ手段（１８，１９）によりその 回転の盲点を越えて回転され、 各移動接点（１）は遮断器の回転軸（６）に配置されており、 軸（６）は各相にレバーアーム（８）が設けられ、各レバーアームはトリップ ピン（１９）および高圧ヒューズ（１７）のストライカ（１８）からなるトリッ プ手段によりレバーアーム（８）および移動接点（１）の共通軸（６）したがっ て全相の移動接点（１）を前記接続位置から前記軸回転の前記盲点を越えて回転 させるようにされている、 ことを特徴とする遮断器。 2. 請求項１記載の遮断器であって、配電変圧器の外箱等の電気装置のケーシ ング内に配置されることを特徴とする遮断器。 3. 請求項１もしくは請求項２記載の遮断器であって、誘電性液体内に浸漬さ れることを特徴とする遮断器。 4. 前記いずれかの請求項記載の遮断器であって、遮断器を誘電性液体内に保 つために遮断器周りにトラフ（２０）が配置されていることを特徴とする遮断器 。 5. 前記いずれかの請求項記載の遮断器であって、高圧ヒューズ（１７）は少 なくとも一部が貫通碍子（１６）内部に配置され、それは電気装置のケーシング 壁もしくはトラフ（２０）のカバー（２２）に定着されていることを特徴とする 遮断器。 6. 前記いずれかの請求項記載の遮断器であって、高圧ヒューズ（１７）の一 端（２３）は各相において遮断器の１つの固定接点として働くことを特徴とする 遮断器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 故障状況において配電変圧器等の電気装置を各端子において平均電圧網も しくは高電圧網から断路するようにされた遮断器であって、該遮断器は各相に少 なくとも１つの固定接点（２）およびそれと係合および解除される移動接点（１ ）とを含み、各移動接点は遮断器の回転軸（６）に定着され遮断器は各相に配置 された高圧ヒューズ（１７）と同時に電気的に直列接続され、 遮断器の軸（６）には接点（１，２）を生きたまま接続位置に保持しかつ断路 時にそれらを最も遠い断路位置へ押し離す少なくとも１つのリンク−スプリング 機構（９もしくは１２）が設けられ、軸（６）はその回転の盲点を越えて回転さ れ、 軸（６）は各相にレバーアーム（８）が設けられ、各レバーアームは高圧ヒュ ーズ（１７）のストライカ（１８）のトリップピン（１９）により遮断器の軸（ ６）したがって全相の移動接点（１）を前記接続位置から前記軸回転の前記盲点 を越えて回転させるようにされている、 ことを特徴とする遮断器。 2. 請求項１記載の遮断器であって、配電変圧器の外箱等の電気装置のケーシ ング内に配置されることを特徴とする遮断器。 3. 請求項１もしくは請求項２記載の遮断器であって、誘電性液体内に浸漬さ れることを特徴とする遮断器。 4. 前記いずれかの請求項記載の遮断器であって、遮断器を誘電性液体内に保 つために遮断器周りにトラフ（２０）が配置されていることを特徴とする遮断器 。 5. 前記いずれかの請求項記載の遮断器であって、高圧ヒューズ（１７）は少 なくとも一部が貫通碍子（１６）内部に配置され、それは電気装置のケーシング 壁もしくはトラフ（２０）のカバー（２２）に定着されていることを特徴とする 遮断器。 6. 前記いずれかの請求項記載の遮断器であって、高圧ヒューズ（１７）の一 端（２３）は各相において遮断器の１つの固定接点として働くことを特徴とする 遮断器。 7. 前記いずれかの請求項記載の遮断器であって、レバーアーム（８）は独立 手段であることを特徴とする遮断器。 8. 請求項１から請求項６のいずれかの項記載の遮断器であって、レバーアー ムは移動接点内に一体化されていることを特徴とする遮断器。 9. 前記いずれかの請求項記載の遮断器であって、遮断器に関連してベローズ （１０）が配置されており、ベローズには誘電性液体の圧力が所定のしきい値を 越える時に遮断器の軸（６）をレバーアームにより軸回転の盲点を越えて回転さ せるようにされたトリップピン（１４）が設けられていることを特徴とする遮断 器。 10．前記いずれかの請求項記載の遮断器であって、遮断器に関連してバイメタ ル手段が配置されており、該手段には誘電性液体の温度が所定のしきい値を越え る時に遮断器の軸（６）をレバーアームにより軸回転の盲点を越えて回転させる ようにされたトリップピンが設けられていることを特徴とする遮断器。 11．前記いずれかの請求項記載の遮断器であって、遮断器に関連してフロート が配置されており、該フロートには液面が所定レベルよりも低い場合に遮断器の 軸（６）をレバーアームにより軸回転の盲点を越えて回転させるようにされたト リップピンが設けられていることを特徴とする遮断器。 12．前記いずれかの請求項記載の遮断器であって、遮断器に関連して電気機械 トリガが配置されており、遮断器の軸（６）をレバーアームにより軸回転の盲点 を越えて回転させることを特徴とする遮断器。 13．前記いずれかの請求項記載の遮断器であって、トリガを設けた毛管やバイ メタル手段等の温度センサがさらに遮断器に関連して配置されており、トリガは 電気装置の巻線温度が所定のしきい値を越える時に遮断器の軸をレバーアームに より軸回転の盲点を越えて回転させるようにされていることを特徴とする遮断器 。 14．請求項９から請求項１３のいずれかの項記載の遮断器であって、レバーア ームは高圧ヒューズに関連するものと同じレバーアームであることを特徴とする 遮断器。 15．請求項９から請求項１３のいずれかの項記載の遮断器であって、レバーア ームは前記手段のための独立したレバーアームであることを特徴とする遮断器。 16．前記いずれかの請求項記載の遮断器であって、遮断器にはその位置データ を転送するための少なくとも１つの補助接点が設けられていることを特徴とする 遮断器。 17．請求項２から請求項１５のいずれかの項記載の遮断器であって、遮断器の 軸（６）の少なくとも一端が電気装置のケーシング壁を貫通し、装置の外部から 遮断器の位置を検出するための位置表示装置が設けられていることを特徴とする 遮断器。 18．請求項２から請求項１７のいずれかの項記載の遮断器であって、遮断器の 軸（６）の少なくとも一端が電気装置のケーシング壁を貫通し、装置の外部から 遮断器を作動位置へ調整できることを特徴とする遮断器。