JP2003016890A - 自己駆動式の電力遮断器 - Google Patents
自己駆動式の電力遮断器Info
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- H01H85/02—Details
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- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
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- Amplifiers (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Circuit Breakers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】簡単な構造の電力遮断器を提供する。
【解決手段】2つの接触要素3,4が、ハウジング2の
内部に格納されている。これらの接触要素3,4は、投
入位置で中間空間を形成し、溶融接触要素14によって
ブリッジされている。溶融接触要素14に対向するガス
発生器15は、起動時に消弧ガスを発生させる。溶融接
触要素14が故障電流の発生時にその融点まで加熱され
ると、この溶融接触要素14が溶ける。接触要素3,4
は、接触要素3,4間で発生するアークによって遮断位
置方向に移動する。したがって、電力遮断器1は、接触
要素3,4用の追加の機械的な駆動部なしに実現され
る。アークが、消弧ガスによって吹付けられて、電流の
次の零通過時に消弧される。この消弧ガスは、溶融接触
要素14の溶融時に起動するガス発生器15によって生
成される。
内部に格納されている。これらの接触要素3,4は、投
入位置で中間空間を形成し、溶融接触要素14によって
ブリッジされている。溶融接触要素14に対向するガス
発生器15は、起動時に消弧ガスを発生させる。溶融接
触要素14が故障電流の発生時にその融点まで加熱され
ると、この溶融接触要素14が溶ける。接触要素3,4
は、接触要素3,4間で発生するアークによって遮断位
置方向に移動する。したがって、電力遮断器1は、接触
要素3,4用の追加の機械的な駆動部なしに実現され
る。アークが、消弧ガスによって吹付けられて、電流の
次の零通過時に消弧される。この消弧ガスは、溶融接触
要素14の溶融時に起動するガス発生器15によって生
成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に故障電流を遮
断するのに適している請求項1の上位概念に記載の電力
遮断器に関する。
断するのに適している請求項1の上位概念に記載の電力
遮断器に関する。
【0002】
【従来の技術】公知の電力遮断器では、接触配置の接触
要素が、機械的な駆動部によってこれらの接触要素の投
入位置から遮断位置方向に移動して電流を遮断する。こ
れらの接触要素の分離時にこれらの接触要素間で点弧す
るアークが、圧力室からのガスによって吹付けられて、
電流の次の零通過時に消弧される。圧力室内の圧力は、
ピストンによって生成される。このピストンは、接触要
素用の駆動部によって同様に駆動される(例えば、ドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第 198 16 505 号明細書参
照)。そのため、多数の構造部品から成る切換駆動部
が、余計な負荷を受け、それに応じて寸法を決める必要
がある。このことは、駆動部用の製造コストがコスト全
体に著しく影響することを意味する。
要素が、機械的な駆動部によってこれらの接触要素の投
入位置から遮断位置方向に移動して電流を遮断する。こ
れらの接触要素の分離時にこれらの接触要素間で点弧す
るアークが、圧力室からのガスによって吹付けられて、
電流の次の零通過時に消弧される。圧力室内の圧力は、
ピストンによって生成される。このピストンは、接触要
素用の駆動部によって同様に駆動される(例えば、ドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第 198 16 505 号明細書参
照)。そのため、多数の構造部品から成る切換駆動部
が、余計な負荷を受け、それに応じて寸法を決める必要
がある。このことは、駆動部用の製造コストがコスト全
体に著しく影響することを意味する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
の電力遮断器に比べてより簡単な構造ではあるものの、
同様に大きな故障電流を開閉することの可能な電力遮断
器を提供することにある。
の電力遮断器に比べてより簡単な構造ではあるものの、
同様に大きな故障電流を開閉することの可能な電力遮断
器を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
り、請求項1の特徴を備えた電力遮断器によって解決さ
れる。
り、請求項1の特徴を備えた電力遮断器によって解決さ
れる。
【0005】所定の大きさの故障電流が発生すると、溶
融接触要素が溶ける。その結果、アークが、間隔をあけ
て隣合った接触要素間で点弧する。このアークは、これ
らの接触要素をその遮断位置に移動させる。それ故に、
これらの接触要素を分離するための付加的で機械的な駆
動部が省略され得る。ガス源、特にこれらの接触要素の
領域内に配置されたガス発生器が、アークに吹付けるた
めに必要なガスの供給部として使用される。このガス発
生器は、点火信号によって外部から起動されるか、又は
アークから発生した熱を作用させることによって起動さ
れる。
融接触要素が溶ける。その結果、アークが、間隔をあけ
て隣合った接触要素間で点弧する。このアークは、これ
らの接触要素をその遮断位置に移動させる。それ故に、
これらの接触要素を分離するための付加的で機械的な駆
動部が省略され得る。ガス源、特にこれらの接触要素の
領域内に配置されたガス発生器が、アークに吹付けるた
めに必要なガスの供給部として使用される。このガス発
生器は、点火信号によって外部から起動されるか、又は
アークから発生した熱を作用させることによって起動さ
れる。
【0006】本発明の電力遮断器のその他の好適な構成
は従属請求項に記載されている。
は従属請求項に記載されている。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を実施の形態だけ
を示した図面に基づいて詳しく説明する。
を示した図面に基づいて詳しく説明する。
【0008】図1a,1b中に概略的に示された電力遮
断器1は、電気絶縁性の物質から成るハウジング2を有
する。接触配置に属する導電性の2本の接触要素3,4
が、このハウジング内に格納されている。フレキシブル
な電気導線5,6が、各接触要素3,4に接続されてい
る。この電気導線5,6は、ハウジング2の前面のシー
ル壁7又は8を貫通して敷設されている。各接触要素
3,4は、金属から成る摩擦軸受9又は10に沿って摺
動可能に敷設されている。この摩擦軸受9又は10は、
ハウジング2の接触軸線11を確定する長手方向軸線に
沿って延在している。摩擦軸受9,10は、電気絶縁性
の物質から成る軸受要素12内に沿って支承されてい
る。この摩擦軸受9,10は、ハウジング2の内壁に沿
って密接する同様に電気絶縁性の物質から成る保持部材
13によって包囲されている。
断器1は、電気絶縁性の物質から成るハウジング2を有
する。接触配置に属する導電性の2本の接触要素3,4
が、このハウジング内に格納されている。フレキシブル
な電気導線5,6が、各接触要素3,4に接続されてい
る。この電気導線5,6は、ハウジング2の前面のシー
ル壁7又は8を貫通して敷設されている。各接触要素
3,4は、金属から成る摩擦軸受9又は10に沿って摺
動可能に敷設されている。この摩擦軸受9又は10は、
ハウジング2の接触軸線11を確定する長手方向軸線に
沿って延在している。摩擦軸受9,10は、電気絶縁性
の物質から成る軸受要素12内に沿って支承されてい
る。この摩擦軸受9,10は、ハウジング2の内壁に沿
って密接する同様に電気絶縁性の物質から成る保持部材
13によって包囲されている。
【0009】図1a中に示された接触要素3,4の投入
位置では、これらの接触要素3,4が、中間空間によっ
て間隔をあけて分離されていて、かつこの中間空間をブ
リッジする溶融接触要素14を介して機械的にかつ電気
的に互いに接続されている。この溶融接触要素14は、
導電性の物質から成る。しかしながら、この溶融接触要
素14の融点は、接触要素3,4の物質の融点よりも低
い。この溶融接触要素14は、例えば接触要素3,4と
同じ物質(例えば、Ag, Cu, Al)と合金の融点を下げる
追加の構成要素とから構成されている合金から構成され
得る。溶融接触要素14を焼結物質から作ることも可能
である。この焼結物質は、伝導物質、例えば融点を下げ
る別の物質、例えばInをドープされた Ag から成る。
位置では、これらの接触要素3,4が、中間空間によっ
て間隔をあけて分離されていて、かつこの中間空間をブ
リッジする溶融接触要素14を介して機械的にかつ電気
的に互いに接続されている。この溶融接触要素14は、
導電性の物質から成る。しかしながら、この溶融接触要
素14の融点は、接触要素3,4の物質の融点よりも低
い。この溶融接触要素14は、例えば接触要素3,4と
同じ物質(例えば、Ag, Cu, Al)と合金の融点を下げる
追加の構成要素とから構成されている合金から構成され
得る。溶融接触要素14を焼結物質から作ることも可能
である。この焼結物質は、伝導物質、例えば融点を下げ
る別の物質、例えばInをドープされた Ag から成る。
【0010】ガス源として使用されるガス発生器15
が、ハウジング2と保持部材13の凹部内に配置されて
いる。このガス発生器15は、溶融接触要素14に対し
て半径方向に向かい合っていて、消弧室16に対して指
向されている。接触要素3,4の端部及びこれらの接触
要素3,4に接続している溶融接触要素14も、この消
弧室16内にある。この消弧室16は、ハウジング2内
の排気口17を通じて開口している。この排気口17
は、外側にある詳しく示さなかった排気室方向にガス発
生器15と対向している。人を危険にさらさないため、
この排気室は、特に閉鎖された排気室として形成されて
いる。発生するガスを冷却する冷却要素18が、この排
気口17内に組込まれている。
が、ハウジング2と保持部材13の凹部内に配置されて
いる。このガス発生器15は、溶融接触要素14に対し
て半径方向に向かい合っていて、消弧室16に対して指
向されている。接触要素3,4の端部及びこれらの接触
要素3,4に接続している溶融接触要素14も、この消
弧室16内にある。この消弧室16は、ハウジング2内
の排気口17を通じて開口している。この排気口17
は、外側にある詳しく示さなかった排気室方向にガス発
生器15と対向している。人を危険にさらさないため、
この排気室は、特に閉鎖された排気室として形成されて
いる。発生するガスを冷却する冷却要素18が、この排
気口17内に組込まれている。
【0011】ガス発生器15がその起動時にガスを発生
させるように、このガス発生器15は構成されている。
このガスは、可能な限り多くの窒素を含むものの、有毒
な燃焼生成物はほとんど含まない。一実施形では、ガス
発生器15は、例えば可燃物と酸化物とから成るガスを
発生させる物質を有する。この場合、この可燃物は、主
に有機窒素化合物、特にグアニジン又はグアニジン誘導
体を含有してもよく、場合によっては Mg. Al, Zr, Hf,
又はThのような添加剤を含有してもよい。酸化物は、例
えば主に硝酸塩,クロレート,過塩素酸塩又は過マンガ
ン酸塩から成る。ガスを発生させる物質に点火するた
め、すなわちガス発生器11を起動するため、外部点火
に適した既存の点火カプセルが特に使用される。同様
に、この点火カプセルは、可燃物と酸化物を有する。可
燃物は、主に有機窒素化合物、特にグアニジン又はグア
ニジン誘導体を含有する一方で、酸化物は、例えば主に
硝酸塩,クロレート,過塩素酸塩又は過マンガン酸塩か
ら成る。予め設定された温度で確実に着火する着火物質
を使用する点が利点である。
させるように、このガス発生器15は構成されている。
このガスは、可能な限り多くの窒素を含むものの、有毒
な燃焼生成物はほとんど含まない。一実施形では、ガス
発生器15は、例えば可燃物と酸化物とから成るガスを
発生させる物質を有する。この場合、この可燃物は、主
に有機窒素化合物、特にグアニジン又はグアニジン誘導
体を含有してもよく、場合によっては Mg. Al, Zr, Hf,
又はThのような添加剤を含有してもよい。酸化物は、例
えば主に硝酸塩,クロレート,過塩素酸塩又は過マンガ
ン酸塩から成る。ガスを発生させる物質に点火するた
め、すなわちガス発生器11を起動するため、外部点火
に適した既存の点火カプセルが特に使用される。同様
に、この点火カプセルは、可燃物と酸化物を有する。可
燃物は、主に有機窒素化合物、特にグアニジン又はグア
ニジン誘導体を含有する一方で、酸化物は、例えば主に
硝酸塩,クロレート,過塩素酸塩又は過マンガン酸塩か
ら成る。予め設定された温度で確実に着火する着火物質
を使用する点が利点である。
【0012】この既に説明した種類のガス発生器の代わ
りに、100 ℃よりも低い温度のガスを発生させるいわゆ
る常温ガス発生器を使用してもよい。適した常温ガス発
生器の例は、ロシア連邦共和国特許発明第 2 108 282号
明細書中で読取ることができる。
りに、100 ℃よりも低い温度のガスを発生させるいわゆ
る常温ガス発生器を使用してもよい。適した常温ガス発
生器の例は、ロシア連邦共和国特許発明第 2 108 282号
明細書中で読取ることができる。
【0013】以下に、電力遮断器1の作用を記す:接触
要素3,4と溶融接触要素14とにわたって通電する電
流が、故障時にこの溶融接触要素14に対して定められ
ている故障電流以上の値に達したときに、この溶融接触
要素14の物質が、その融点まで加熱されて、この溶融
接触要素14が溶ける。消弧室16内の圧力上昇を伴う
アークが、接触要素3,4間で発生する。この場合、ア
ークのピンチ圧力が、この圧力上昇に著しく寄与する。
この圧力上昇は、これらの両接触要素3,4を互いに離
れるように移動させる。これらの両接触要素3,4は、
摩擦軸受9,10によって接触軸線11に沿って案内さ
れてそれらの遮断位置方向に後退移動する。これらの接
触要素3,4のこの移動は、平行要素として形成された
シール壁7,8によって制限される。
要素3,4と溶融接触要素14とにわたって通電する電
流が、故障時にこの溶融接触要素14に対して定められ
ている故障電流以上の値に達したときに、この溶融接触
要素14の物質が、その融点まで加熱されて、この溶融
接触要素14が溶ける。消弧室16内の圧力上昇を伴う
アークが、接触要素3,4間で発生する。この場合、ア
ークのピンチ圧力が、この圧力上昇に著しく寄与する。
この圧力上昇は、これらの両接触要素3,4を互いに離
れるように移動させる。これらの両接触要素3,4は、
摩擦軸受9,10によって接触軸線11に沿って案内さ
れてそれらの遮断位置方向に後退移動する。これらの接
触要素3,4のこの移動は、平行要素として形成された
シール壁7,8によって制限される。
【0014】ガス発生器15の着火物質が、アークから
放射された熱によってその着火温度まで加熱されて着火
される。このことは、ガスを発生させる物質の着火をも
たらす。アークが、このときに存在する消弧ガスによっ
て激しく吹付けられる。このことは、故障電流が次の零
通過時に消滅するようなアーク電圧の上昇に寄与する。
アーク柱が、吹付けの結果として著しく長くなるよう
に、ガス発生器15から流れ出るガスが、示されなかっ
たノズルによって送られると有益である。消弧過程が、
このような手段によって有効に支援され得る。消弧室1
6内で発生する高音ガスが、排気口17を通じて言及し
た閉鎖された排気室方向に流れ出す。
放射された熱によってその着火温度まで加熱されて着火
される。このことは、ガスを発生させる物質の着火をも
たらす。アークが、このときに存在する消弧ガスによっ
て激しく吹付けられる。このことは、故障電流が次の零
通過時に消滅するようなアーク電圧の上昇に寄与する。
アーク柱が、吹付けの結果として著しく長くなるよう
に、ガス発生器15から流れ出るガスが、示されなかっ
たノズルによって送られると有益である。消弧過程が、
このような手段によって有効に支援され得る。消弧室1
6内で発生する高音ガスが、排気口17を通じて言及し
た閉鎖された排気室方向に流れ出す。
【0015】ガス発生器15の着火は、説明したように
アークの熱線による代わりに外部の点火回路によって生
成される点火信号を使用して誘発してもよい。このよう
な実施形は、図5aに基づいて説明される。
アークの熱線による代わりに外部の点火回路によって生
成される点火信号を使用して誘発してもよい。このよう
な実施形は、図5aに基づいて説明される。
【0016】図2中には、金属製の冷却要素18の可能
な実施形が示されている。この冷却要素18は、既に説
明したようにハウジング2の排気口17に嵌合されてい
て、ガス発生器15の反対側にある。この冷却要素18
は、間隔をあけて相前後して配置された多数の穿孔板1
9を有する。この場合、冷却要素18を通過するガス流
が何回も偏向され、そのガスがこのときに有効に冷却さ
れるように、隣合った穿孔板19の複数の孔20が、横
方向に互いにずれている。しかも、このガス流によって
冷却要素18へ押し出されたアークが、この冷却要素1
8の特別な構造によって分割される。この場合、発生し
た部分アークのルートが積極的に冷却される。
な実施形が示されている。この冷却要素18は、既に説
明したようにハウジング2の排気口17に嵌合されてい
て、ガス発生器15の反対側にある。この冷却要素18
は、間隔をあけて相前後して配置された多数の穿孔板1
9を有する。この場合、冷却要素18を通過するガス流
が何回も偏向され、そのガスがこのときに有効に冷却さ
れるように、隣合った穿孔板19の複数の孔20が、横
方向に互いにずれている。しかも、このガス流によって
冷却要素18へ押し出されたアークが、この冷却要素1
8の特別な構造によって分割される。この場合、発生し
た部分アークのルートが積極的に冷却される。
【0017】複数の中間空間21が、所定の間隔をあけ
て摩擦軸受9,10に沿って設けられている。摩擦軸受
9,10をこのように相前後して間隔のあいた多数の部
分に分割することは、接触要素3,4のスライド運動の
間のこれらの接触要素3,4の締付けによる固着を阻止
し、アークを多数の部分アークに分割させる。多数の部
分アークは、金属の摩擦軸受の一部の表面のそばのこれ
らの部分アークのルートによって発生する。このときに
発生する燃焼が、このルートを冷却する。言及したアー
クの分割及びアークのルートの冷却は、アーク電圧の望
ましい上昇に著しく寄与する。
て摩擦軸受9,10に沿って設けられている。摩擦軸受
9,10をこのように相前後して間隔のあいた多数の部
分に分割することは、接触要素3,4のスライド運動の
間のこれらの接触要素3,4の締付けによる固着を阻止
し、アークを多数の部分アークに分割させる。多数の部
分アークは、金属の摩擦軸受の一部の表面のそばのこれ
らの部分アークのルートによって発生する。このときに
発生する燃焼が、このルートを冷却する。言及したアー
クの分割及びアークのルートの冷却は、アーク電圧の望
ましい上昇に著しく寄与する。
【0018】摩擦軸受9,10の部分間の中間空間21
は、図1a中に示されたように中空でもよいし又は冷却
媒体から成る形成体で満たされてもよい。適切な冷却媒
体は、例えば SiO2, Al(OH)3, Al2O3, TiO2 のような岩
石粉、及び窒素を放つ物質、例えばグアニジンやグアニ
ジン誘導体である。
は、図1a中に示されたように中空でもよいし又は冷却
媒体から成る形成体で満たされてもよい。適切な冷却媒
体は、例えば SiO2, Al(OH)3, Al2O3, TiO2 のような岩
石粉、及び窒素を放つ物質、例えばグアニジンやグアニ
ジン誘導体である。
【0019】複数の実施形が、図3a,3b,4a,4
b中に示されている。これらの実施形では、溶融接触要
素14が、誘発要素22によって溶かされる。発熱反応
が点火信号による誘発要素22の起動時に誘発されるよ
うに、この誘発要素22は特に形成される。
b中に示されている。これらの実施形では、溶融接触要
素14が、誘発要素22によって溶かされる。発熱反応
が点火信号による誘発要素22の起動時に誘発されるよ
うに、この誘発要素22は特に形成される。
【0020】図3a,3b中で示された変形では、誘発
要素22が溶融接触要素14を包囲する。その一方で、
図4a,4bの実施の形態では、誘発要素22は、溶融
接触要素14の内側に沿って配置されている。
要素22が溶融接触要素14を包囲する。その一方で、
図4a,4bの実施の形態では、誘発要素22は、溶融
接触要素14の内側に沿って配置されている。
【0021】好ましくは、誘発要素22は、可燃物と酸
化物を含む主に燃焼材料から成る。これらは、着火温度
の到達時に互いに反応する。このときに放たれた大きな
熱量が、溶融接触要素14を溶かす。
化物を含む主に燃焼材料から成る。これらは、着火温度
の到達時に互いに反応する。このときに放たれた大きな
熱量が、溶融接触要素14を溶かす。
【0022】例えばグアニジンやグアニジン誘導体が、
可燃物として適する。その一方で、特に過酸化化合物、
特に硝酸塩,クロレート,過塩素酸塩や過マンガン酸塩
が、酸化物として使用される。発熱を高めるため、熱反
応を互いに引き受ける物質、例えば金属や金属酸化物を
可燃物又は酸化物に混ぜてもよい。
可燃物として適する。その一方で、特に過酸化化合物、
特に硝酸塩,クロレート,過塩素酸塩や過マンガン酸塩
が、酸化物として使用される。発熱を高めるため、熱反
応を互いに引き受ける物質、例えば金属や金属酸化物を
可燃物又は酸化物に混ぜてもよい。
【0023】燃焼物質をその着火温度までもっていくた
め、点火要素23がこの燃焼物質中に埋め込まれてい
る。この点火要素23は、点火回路に接続されている。
図5aの実施形に基づいて説明するように、この点火回
路は、この点火要素23を起動するための点火信号を生
成する。
め、点火要素23がこの燃焼物質中に埋め込まれてい
る。この点火要素23は、点火回路に接続されている。
図5aの実施形に基づいて説明するように、この点火回
路は、この点火要素23を起動するための点火信号を生
成する。
【0024】図5a,5b中には、本発明の電力遮断器
1のもう1つの実施の形態が示されている。この電力遮
断器は、まず第1にガス発生器の異なる配置によって図
1a,1bの実施の形態と区別が付く。
1のもう1つの実施の形態が示されている。この電力遮
断器は、まず第1にガス発生器の異なる配置によって図
1a,1bの実施の形態と区別が付く。
【0025】図5aが示すように、2つのガス発生器1
5,15aが、ハウジング2内に格納されている。これ
らのガス発生器15,15aは、接触軸線11方向に沿
って対向するように存在する。各ガス発生器15,15
aは、接触軸線11の方向に沿って延在している1本の
通路24又は25を有する。電気導線5又は6のうちの
一方の電気導線が、この通路を貫通して延在している。
そして、敷設された接触要素3又は4が、この接触よそ
3又は4の遮断位置への摺動時にこの通路の中に吸い込
まれる。ガス発生器15,15aは、ガスを発生させる
物資を有する。この物質は、可燃物と酸化物とから成
る。適切な点火材料から成る点火誘発器26が、このガ
スを発生させる物質中に埋め込まれている。この点火物
質は、1本の接続導線27を介して概略的に示された点
火回路28の出力部に接続されている。この点火回路2
8は、その入力側で図5a中に概略的に示された変流器
29に接続されている。この変流器29は、接触要素
3,4と溶融接触要素14とを通電する電流を測定する
ために使用される。点火回路28の2番目の出力部は、
1本の接続導線30を介して誘発要素22の点火要素2
3に接続されている。この起動要素22は、図3a,3
b,4a,4bに基づいて説明したように、溶融接触要
素14の溶融を誘発するために使用される。
5,15aが、ハウジング2内に格納されている。これ
らのガス発生器15,15aは、接触軸線11方向に沿
って対向するように存在する。各ガス発生器15,15
aは、接触軸線11の方向に沿って延在している1本の
通路24又は25を有する。電気導線5又は6のうちの
一方の電気導線が、この通路を貫通して延在している。
そして、敷設された接触要素3又は4が、この接触よそ
3又は4の遮断位置への摺動時にこの通路の中に吸い込
まれる。ガス発生器15,15aは、ガスを発生させる
物資を有する。この物質は、可燃物と酸化物とから成
る。適切な点火材料から成る点火誘発器26が、このガ
スを発生させる物質中に埋め込まれている。この点火物
質は、1本の接続導線27を介して概略的に示された点
火回路28の出力部に接続されている。この点火回路2
8は、その入力側で図5a中に概略的に示された変流器
29に接続されている。この変流器29は、接触要素
3,4と溶融接触要素14とを通電する電流を測定する
ために使用される。点火回路28の2番目の出力部は、
1本の接続導線30を介して誘発要素22の点火要素2
3に接続されている。この起動要素22は、図3a,3
b,4a,4bに基づいて説明したように、溶融接触要
素14の溶融を誘発するために使用される。
【0026】ガス発生器15,15aから発生したガス
をアークの領域内に、すなわち消弧室16に送るため、
複数の流路31が、軸受要素12に沿って設けられてい
る。これらの流路31は、接触軸線11の方向に沿って
延在している。消弧室16が、中空室32又は32aに
連結している。これらの中空室は、ハウジング2内のガ
ス発生器15又は15aに隣接して設けられている。こ
れらの流路31の排気口の領域内では、消弧媒体33を
含む保持器34が、消弧室16内に配置されている。こ
の消弧媒体33は、チャンバ35内に格納されている。
流路31が、このチャンバ35内で合流する。そして、
これらの流路31は、溶融接触要素14に対してフォイ
ル36で仕切られている。このフォイル36は、水蒸気
に対して非透過性でなくてはならず、例えば金属又はポ
リマー合成樹脂から成り得る。特に非常に微粒な酸化粉
末が、消弧媒体33として使用される。そのために特に
適した物質は、SiO2, Al(OH)3, Al2O3, TiO2である。
をアークの領域内に、すなわち消弧室16に送るため、
複数の流路31が、軸受要素12に沿って設けられてい
る。これらの流路31は、接触軸線11の方向に沿って
延在している。消弧室16が、中空室32又は32aに
連結している。これらの中空室は、ハウジング2内のガ
ス発生器15又は15aに隣接して設けられている。こ
れらの流路31の排気口の領域内では、消弧媒体33を
含む保持器34が、消弧室16内に配置されている。こ
の消弧媒体33は、チャンバ35内に格納されている。
流路31が、このチャンバ35内で合流する。そして、
これらの流路31は、溶融接触要素14に対してフォイ
ル36で仕切られている。このフォイル36は、水蒸気
に対して非透過性でなくてはならず、例えば金属又はポ
リマー合成樹脂から成り得る。特に非常に微粒な酸化粉
末が、消弧媒体33として使用される。そのために特に
適した物質は、SiO2, Al(OH)3, Al2O3, TiO2である。
【0027】図5a,5bの電力遮断器の機能は、図1
a,3a,4aに基づいて説明した実施形の機能とほと
んど同じであり、以下のように要約される:故障電流で
あるとうかがわせる急激な電流の上昇が、接触要素3,
4を通電する電流の監視時に確認されると、点火回路2
8が、接続導線30を介して溶融接触要素14用の誘発
要素22の点火要素23に入力され、かつ接続導線27
を介してガス発生器15,15aの点火誘発器26に入
力される点火信号を生成する。アークが、溶融接触要素
14の溶融後に接触要素3と接触要素4との間で発生す
る。同時に、起動したガス発生器15,15aが、ガス
を発生させる。このガスは、流路31を経由して消弧室
16へ送られる。フォイル36が、チャンバ35内に流
入するガスの圧力によって破壊される。消弧室33の粉
末粒子が、霧状に分散してアークに向かって吹き付けら
れて溶ける。これによって、エネルギーが、このアーク
から奪われる。その結果、アークが冷却される。当然、
図1aに基づいて説明した作用が、アークを吹付けるこ
とによってさらに得られる。
a,3a,4aに基づいて説明した実施形の機能とほと
んど同じであり、以下のように要約される:故障電流で
あるとうかがわせる急激な電流の上昇が、接触要素3,
4を通電する電流の監視時に確認されると、点火回路2
8が、接続導線30を介して溶融接触要素14用の誘発
要素22の点火要素23に入力され、かつ接続導線27
を介してガス発生器15,15aの点火誘発器26に入
力される点火信号を生成する。アークが、溶融接触要素
14の溶融後に接触要素3と接触要素4との間で発生す
る。同時に、起動したガス発生器15,15aが、ガス
を発生させる。このガスは、流路31を経由して消弧室
16へ送られる。フォイル36が、チャンバ35内に流
入するガスの圧力によって破壊される。消弧室33の粉
末粒子が、霧状に分散してアークに向かって吹き付けら
れて溶ける。これによって、エネルギーが、このアーク
から奪われる。その結果、アークが冷却される。当然、
図1aに基づいて説明した作用が、アークを吹付けるこ
とによってさらに得られる。
【0028】図5a,5b中に示された電力遮断器の変
形も可能である。この変形では、消弧室33を有するう
保持器34が省略される。
形も可能である。この変形では、消弧室33を有するう
保持器34が省略される。
【0029】図5a,5bの電力遮断器1の別の変形で
は、ガス発生器15,15aを外部の点火信号によって
起動させて、溶融接触要素14を溶かすことが省略され
る。すなわち、図1aの実施の形態のように、溶融接触
要素14が、通電する故障電流によって融点まで加熱さ
れて溶ける。このことは、(図5a,5b中に示さなか
った)点火要素の点火を誘発する。この点火要素は、溶
融接触要素14の領域からフォイル36を貫通してガス
発生器15,15aまで延在している。この点火要素自
体が、点火後にこのフォイル36を通過して燃焼する。
これによって、保持器34の消弧媒体33が解放され
る。引続き、この点火要素は、ガス発生器15,15a
を点火する。この変形も、消弧室33を有する保持器3
4なしに実現され得る。
は、ガス発生器15,15aを外部の点火信号によって
起動させて、溶融接触要素14を溶かすことが省略され
る。すなわち、図1aの実施の形態のように、溶融接触
要素14が、通電する故障電流によって融点まで加熱さ
れて溶ける。このことは、(図5a,5b中に示さなか
った)点火要素の点火を誘発する。この点火要素は、溶
融接触要素14の領域からフォイル36を貫通してガス
発生器15,15aまで延在している。この点火要素自
体が、点火後にこのフォイル36を通過して燃焼する。
これによって、保持器34の消弧媒体33が解放され
る。引続き、この点火要素は、ガス発生器15,15a
を点火する。この変形も、消弧室33を有する保持器3
4なしに実現され得る。
【0030】アークに吹き付けるのに必要なガスは、説
明したガス発生器15,15aとは違うガス源、例えば
溶融接触要素14の溶融時に起動される圧力ガス缶によ
って供給してもよい。
明したガス発生器15,15aとは違うガス源、例えば
溶融接触要素14の溶融時に起動される圧力ガス缶によ
って供給してもよい。
【0031】説明したように、本発明の電力遮断器1
は、追加の機械的な切換駆動部なしに実現される。この
ことは、コストを節約する。確かにこの電力遮断器1
は、1回しか切換らない。しかしながら、使用された要
素の大部分が再利用できることが、適切なモジュール化
によって達成可能である。本発明の電力遮断器1は、タ
ップ切換器に直列に接続するのに特に適している。定格
電流がタップ切換器を通電する一方で、電力遮断器1
は、故障電流の通電回路の役割を果たす。
は、追加の機械的な切換駆動部なしに実現される。この
ことは、コストを節約する。確かにこの電力遮断器1
は、1回しか切換らない。しかしながら、使用された要
素の大部分が再利用できることが、適切なモジュール化
によって達成可能である。本発明の電力遮断器1は、タ
ップ切換器に直列に接続するのに特に適している。定格
電流がタップ切換器を通電する一方で、電力遮断器1
は、故障電流の通電回路の役割を果たす。
【図1】図1のaは、第1の実施の形態による本発明の
電力遮断器の軸線方向の縦断面を概略的に示す。図1の
bは、aの線I−Iに沿った断面を概略的に示す。
電力遮断器の軸線方向の縦断面を概略的に示す。図1の
bは、aの線I−Iに沿った断面を概略的に示す。
【図2】図2は、冷却要素を有する電力遮断器のハウジ
ングの領域の軸線方向の縦断面を概略的に示す。
ングの領域の軸線方向の縦断面を概略的に示す。
【図3】図3のaは、溶融過程を誘発させる誘発要素の
第1の実施形による溶融接触要素の領域を拡大した軸線
方向の縦断面で概略的に示す。図3のbは、aの線II
I−IIIに沿った断面を概略的に示す。
第1の実施形による溶融接触要素の領域を拡大した軸線
方向の縦断面で概略的に示す。図3のbは、aの線II
I−IIIに沿った断面を概略的に示す。
【図4】図4のaは、溶融過程を誘発させる誘発要素の
第2の実施形による溶融接触要素の領域を拡大した軸線
方向の縦断面で概略的に示す。図4のbは、aの線IV
−IVに沿った断面を概略的に示す。
第2の実施形による溶融接触要素の領域を拡大した軸線
方向の縦断面で概略的に示す。図4のbは、aの線IV
−IVに沿った断面を概略的に示す。
【図5】図5のaは、第2の実施の形態による本発明の
電力遮断器の軸線方向の縦断面を概略的に示す。図5の
bは、aの線V−Vに沿った断面を概略的に示す。
電力遮断器の軸線方向の縦断面を概略的に示す。図5の
bは、aの線V−Vに沿った断面を概略的に示す。
1 電力遮断器
2 ハウジング
3,4 接触要素
5,6 電気導線
7,8 シール壁
9,10 摩擦軸受
11 接触軸線
12 軸受要素
13 保持部材
14 溶融接触要素
15,15a ガス発生器
16 消弧室
17 排気口
18 冷却要素
19 穿孔板
20 孔
21 中間空間
22 誘発要素
23 点火要素
24,25 通路
26 点火誘発器
27 接続導線
28 点火回路
29 変流器
30 接続導線
31 流路
32,32a 中空室
33 消弧媒体
34 保持器
35 チャンバ
36 フォイル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 マルティン・クリーゲル
スイス国、ウンテレーレンディンゲン、モ
ースハルデ、10
Fターム(参考) 5G001 AA08 BB01 CC01 DD01 DD09
EE05 FF01 FF06
5G027 AA26 BC11 BC12 BC14
Claims (18)
- 【請求項01】 投入位置の接触軸線(11)に沿って
遮断位置方向に互いに相対的に変位可能で、かつ軸線方
向の遮断位置に沿って或る接触区間だけ相前後して離れ
ている導電性材料から成る2つの接触要素(3,4)を
有する接触配置と、これらの接触要素(3,4)の分離
時に発生するアークに向かって指向されたガス流を生成
する配置とから構成された電力遮断器(1)において、
これらの接触要素(3,4)の間が、投入位置で中間空
間を形成し、かつこの中間空間をブリッジする導電性材
料から成る溶融接触要素(14)を介して機械的にかつ
電気的に互いに接続されていて、この導電性材料の融点
は、これらの接触要素(3,4)の材料の融点よりも低
いこと、及び、この溶融接触要素(14)の溶融時に起
動可能な少なくとも1つガス源が存在し、このガス源
は、その起動後にこれらの接触要素(3,4)の間のこ
の溶融接触要素(14)の溶融後に発生し、そしてこの
ときにこれらの接触要素(3,4)をそれらの遮断位置
方向への移動を引き起こすアークに吹付けるガスを放出
することを特徴とする電力遮断器。 - 【請求項02】 ガス源は、圧縮されたガスを有する容
器であることを特徴とする請求項1に記載の電力遮断
器。 - 【請求項03】 ガス源は、その起動後にガスを発生さ
せるガス発生器(15,15a)であることを特徴とす
る請求項1に記載の電力遮断器。 - 【請求項04】 溶融接触要素(14)は、これらの接
触要素(3,4)に使用される物質と、合金の融点を下
げる追加の構成要素とから構成されている合金から成る
ことを特徴とする請求項1に記載の電力遮断器。 - 【請求項05】 溶融接触要素(14)は、焼結物質か
ら成り、この焼結物質は、導電性物質、特にAg及び融点
を下げる別の物質、特にInから成ることを特徴とする請
求項1に記載の電力遮断器。 - 【請求項06】 ガス発生器(15,15a)は、可燃
物と酸化物から成るガスを発生させる物質とを有するこ
とを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の電
力遮断器。 - 【請求項07】 可燃物は、有機窒素化合物、特にグア
ニジン又はグアニジン誘導体を有することを特徴とする
請求項6に記載の電力遮断器。 - 【請求項08】 酸化物は、主に硝酸塩,クロレート,
過塩素酸塩又は過マンガン酸塩から成ることを特徴とす
る請求項6又は7に記載の電力遮断器。 - 【請求項09】 ガス発生器(15,15a)は、ガス
を発生させる物質に点火するために使用される点火物質
を有し、この点火物質は、特に可燃物と酸化物とから成
ることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載
の電力遮断器。 - 【請求項10】 ガス発生器は、常温ガス発生器である
ことを特徴とする請求項3に記載の電力遮断器。 - 【請求項11】 ガス発生器(15)は、消弧室(1
6)の領域内に配置されていて、この消弧室(16)
は、接触要素(3,4)の投入位置にあるこれらの接触
要素(3,4)の端部及び溶融接触要素(14)を包囲
することを特徴とする請求項3〜10のいずれか1項に
記載の電力遮断器。 - 【請求項12】 接触軸線(11)の方向に沿って相前
後して隔てられた2つのガス発生器(15,15a)が
設けられていて、これらのガス発生器(15,15a)
は、流路(31)を介してこれらのガス発生器(15,
15a)の間にある消弧室(16)に連結されていて、
この消弧室(16)は、接触要素(3,4)の投入位置
にあるこれらの接触要素(3,4)の端部及び溶融接触
要素(14)を包囲することを特徴とする請求項3〜1
0のいずれか1項に記載の電力遮断器。 - 【請求項13】 ガス発生器(15)に接続されている
点火回路(28)が、このガス発生器(15)を起動さ
せる点火信号を生成することを特徴とする請求項3〜1
2のいずれか1項に記載の電力遮断器。 - 【請求項14】 溶融接触要素(14)は、点火回路
(28)から生成された点火信号によって起動可能な誘
発要素(22)に接続していて、この溶融接触要素(1
4)の溶融を引き起こす熱が、起動後にこの誘発要素
(22)によって放出され、この場合、この誘発要素
(22)は、特に可燃物と酸化物を有することを特徴と
する請求項1〜13のいずれか1項に記載の電力遮断
器。 - 【請求項15】 ガスの流路方向にあるチャンバ(3
5)が、ガス発生器(15)又はガス発生器(15,1
5a)と消弧室(16)との間に配置されていて、この
チャンバ(35)は、消弧媒体(33)、特に消弧粉
末、特に酸化粉末を有することを特徴とする請求項11
又は12に記載の電力遮断器。 - 【請求項16】 消弧室(16)は、冷却要素(18)
を介して特に閉鎖された排気室に連結されていることを
特徴とする請求項11又は12に記載の電力遮断器。 - 【請求項17】 接触要素(3,4)は、摩擦軸受
(9,10)に沿って敷設されていて、これらの摩擦軸
受(9,10)は、接触軸線(11)の方向に沿って延
在していることを特徴とする請求項1〜16のいずれか
1項に記載の電力遮断器。 - 【請求項18】 摩擦軸受(9,10)は、接触軸線
(11)の方向に沿って相前後して隔てられた複数の中
間空間(21)を有し、これらの中間空間(21)は、
特に冷却媒体、例えば岩石粉で冷却されていることを特
徴とする請求項17に記載の電力遮断器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP01810534A EP1267376B1 (de) | 2001-06-01 | 2001-06-01 | Selbstangetriebenes Leistungsschaltgerät |
EP01810534.6 | 2001-06-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003016890A true JP2003016890A (ja) | 2003-01-17 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002148695A Withdrawn JP2003016890A (ja) | 2001-06-01 | 2002-05-23 | 自己駆動式の電力遮断器 |
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Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1267376B1 (ja) |
JP (1) | JP2003016890A (ja) |
AT (1) | ATE266899T1 (ja) |
DE (1) | DE50102271D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104319208A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-01-28 | 南京萨特科技发展有限公司 | 防爆微型保护元件及其制作方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106887368B (zh) * | 2015-12-16 | 2019-04-19 | 比亚迪股份有限公司 | 保护元件 |
CN110797239B (zh) * | 2019-11-08 | 2022-04-15 | 许继集团有限公司 | 一种熔丝筒及其筒体 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1957906A (en) * | 1932-10-26 | 1934-05-08 | Ferguson Pailin Ltd | Electric cut-out |
US3268690A (en) * | 1963-10-11 | 1966-08-23 | Westinghouse Electric Corp | Fuse constructions including a gas filled reservoir |
US3265838A (en) * | 1963-11-14 | 1966-08-09 | Westinghouse Electric Corp | Gas propelled fuse link |
US4520337A (en) * | 1984-07-23 | 1985-05-28 | Westinghouse Electric Corp. | Boric acid expulsion fuse |
US4945333A (en) * | 1989-02-13 | 1990-07-31 | Asea Brown Boveri Inc. | Fuse assembly, for a cutout, with accelerated arc extinction |
AU678623B2 (en) * | 1993-12-13 | 1997-06-05 | Eaton Corporation | Arc-quenching filler for high voltage current limiting fuses and circuit interrupters |
-
2001
- 2001-06-01 AT AT01810534T patent/ATE266899T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-06-01 DE DE50102271T patent/DE50102271D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-01 EP EP01810534A patent/EP1267376B1/de not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-05-23 JP JP2002148695A patent/JP2003016890A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104319208A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-01-28 | 南京萨特科技发展有限公司 | 防爆微型保护元件及其制作方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1267376B1 (de) | 2004-05-12 |
ATE266899T1 (de) | 2004-05-15 |
DE50102271D1 (de) | 2004-06-17 |
EP1267376A1 (de) | 2002-12-18 |
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---|---|---|---|
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