JP2004504694A - アタッチメントを備えた低電圧開閉機器用消弧装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、消弧室を高い要求に適合させるために汎用的に使用可能かつ変更可能なアタッチメントを備えた気中開閉形低電圧開閉機器用消弧装置に関する。アタッチメント（８）は、消弧室の容積を拡張するために煙突状の消弧室拡張部として構成され、通常は消弧室上にある消弧室カバー（６，７，９）の輪郭とまったく同一である下部輪郭（１６）を有するモールド部品（１０）から成り、このモールド部品（１０）の上部輪郭（１７）は、消弧室カバー（６，７，９）を受入れるために、開閉機器ハウジングの上部輪郭と同一に形成されている。こうすることにより、任意の個数のアタッチメント（８）を積重ねて用いることができる。

Description

【０００１】
本発明は、消弧室を高い要求に適合させるために汎用的に使用可能かつ変更可能なアタッチメントを備えた気中開閉形低電圧開閉機器用消弧装置に関する。
【０００２】
気中開閉形の低電圧遮断器は、運転時に発生する遮断アークを、遮断器自体及び特定の設備部分又はその他の構造部分に損傷を与えることなく消滅させるために、消弧装置を必要とする。その理由は、そうしないと、高温のイオン化したアークガスが電気的なフラッシュオーバを引き起し、操作員を負傷させたり、他の損害を与えたりするからである。
【０００３】
低電圧遮断器用の従来の消弧装置においては、基本的に異なる２つの構造形態が知られている。大形の遮断器では、従来、構造部品として特別に作られほぼ完成された消弧室、すなわち、消弧板および適当な吹消し装置を備えた耐アーク性、耐圧力性かつ耐高温性の堅固なハウジングが取付けられている。通常、各極に１つの消弧室が設けられる。この消弧室は、消滅させるべき発生アークの機械的力および電気的力、特に遮断ガスの圧力及び温度に適応した強度を有する完成したハウジングを持っている。この消弧室には消弧板が存在する。消弧室は、消弧板を内張りした壺状の空間として又は２つの半殻を結合した構造体として構成される。構造体の場合、まず消弧板を一方の半殻に装着し、次いで他方の半殻を載置し、最後に両半殻を結合するための装置が必要とされる。
【０００４】
第２の構造形態として、特定の消弧機能のみを一つのユニットで達成する消弧室が用いられている。しかし、この構造形態はアークに伴なって発生する圧力に耐えることができない。そのため、この構造は遮断器ハウジングの内側又は外側に設けられる空間を必要とする。この構造形態は従来では主としてコンパクトな小形の遮断器に用いられているが、大形の遮断器でも次第に用いられている。しかし、大形の遮断器では、ハウジングが上述の空間すなわち開閉室及び消弧室を覆わなければならない。
【０００５】
これらの最新式の低電圧遮断器では、消弧室は遮断器のハウジング内に組込まれている。つまり、消弧室は遮断器の輪郭を越えて突出する構造物を形成していない。消弧室は、大形の遮断器においては確かに独立した構造物として構成されているが、ハウジング輪郭と面一に閉鎖されかつ排出口のみが見えるように構造物全体内に組込まれている。しかし、それらの部品は、例えばその下に存在する接触子を保守点検するために、接近しやすくまた取外し可能に構成される。場合によっては、消弧室全体が交換可能に構成されることもある。
【０００６】
アメリカ流の表示でＩＣＣＢ（絶縁ケース形回路遮断器）として知られている大形の低電圧遮断器の構造形態においても、プレハブ構造の消弧板セットを遮断器ハウジング内に組込む構造がすでに選択されている。しかし、そこには第２の問題が存在する。それは、消弧板セットの組込みによって、消弧装置が全体として完成品ではなくなることである。というのは、損害を引き起すこともなく、最終的に遮断ガスを遮断器から外部へ放出させなければならいからである。
【０００７】
そのため古典的な遮断器においてはハウジングに出口が設けられる。この出口はハウジングの構成部品、例えばハウジングの孔付き壁またはハウジングの受入れ口に装着される針金格子である。この針金格子は、遮断ガスが消弧板セットの通流後まだ十分には冷却されないので、遮断ガスを外部へ放出させるために必要である。遮断ガスは高温であってイオン化されており、このためにアースされている部分に対して又は母線間にフラッシュオーバを生じる。高温の遮断ガスは場合により火花を生じ、操作員を危険にさらしたり傷付けたりする。従って、さらなる冷却が不可欠となる。そのため、さらなる付加的な室が構成されている。すなわち、西独特許出願公開第３５４１５１４号明細書および西独特許出願公開第４４１０１０８号明細書によれば、ハウジング本体とその中に配置された消弧板とを備えた完全に独立した構造物である従来の消弧室において、消弧板を通流するまだ高温の遮断ガスをさらに冷却するために消弧室上に載置された冷却装置が示されている。西独特許出願公開第４４１０１０８号明細書で提案されている冷却装置は絶縁形の載置式室カバーとして構成され、西独特許出願公開第３５４１５１４号明細書はアタッチメントが、取付け部材を貫通させたカバー機構によって保持される多数の孔付きインサートを含む解決策を開示している。このアタッチメントは構造的にも製造技術的にもコストが非常に高く、特性に部分的に影響を与える。
【０００８】
上述の冷却装置は或る程度の圧力挙動をも要求する。遮断ガスは消弧板室から妨げられることなく放出され、続いて中間貯留室に貯留され、そこから最後に冷却されて外部へ放出される。この解決策も十分ではない場合がある。
【０００９】
欧州特許第０４３７１５１号明細書には、アークガスの二重形冷却装置を装備した絶縁材ハウジング内に構成された多極低電圧遮断器が開示されている。ハウジングは絶縁材からなる中間壁によって、極数に応じた複数の内部室に仕切られている。各開閉極には、接触子開離の際に発生するアークの脱イオン化のための消弧板セット、及び第１のガス冷却装置を備えた遮断ガス出口が設けられる。この出口はすべての開閉極に共通の第２の室に連通している。第２の室は第２の冷却装置を備えており、ここを通流した遮断ガスはガス出口を通して周囲媒体の中に放出される。まだ非常に高温でありかつ強度にイオンされているガスが第２の冷却装置を通るが、そのことが欠点である。上述のすべての解決策は、個々の消弧室自体に付設された冷却装置及び吹消し装置を有しておらず、従って材料的にも組立て的にも比較的高いコストがかかる。すべての解決策は、複雑でなく材料消費の少ない消弧室構造の使用を不可能にしている。なぜなら、この消弧室構造は発生する遮断ガスを十分に緩和し、冷却することができないからである。さらにその消弧室構造は、まだ高温でありかつイオン化されている遮断ガスが開閉設備の領域内に到達しこの領域に損害を生じさせることを有効に阻止することができない。そのため、公知の遮断器では、電圧範囲が制限されるか、あるいは、上記のごとく脱イオン化媒体を含む煙突またはアタッチメントのような付加部品が用いられる。これは、高い短絡遮断能力が要求されたり、高い定格電圧又は大きな短絡電流が要求されたりする場合に可能である。というのは、これは、通常、消弧室が大きな容積を持っていなければならないからである。その場合、それらのパラメータは消弧室の構成（例えば、消弧板の個数、アークが消弧板上を走る区間の長さ、消弧室の出口部における熱の抑制形式、冷却形式、脱イオン化形式、他の特徴）に影響する。
【００１０】
しかし、上述の煙突またはアタッチメントは常に特別な場合しか考慮されておらず、汎用的に使用可能、拡張可能、変更可能ではなく、又は交換可能でもない。
【００１１】
従って本発明の課題は、今日普通に用いられている部品組立て思想に基づいて汎用的に使用可能かつ変更可能なアタッチメントを備え、このアタッチメントによって、消弧室を高い要求に適合させることができ、消弧室を外部に特別に構成する必要がないような消弧装置を提供することである。
【００１２】
この課題は本発明によれば、アタッチメントが、消弧室の容積を拡張するために煙突状の消弧室拡張部として構成され、通常は消弧室上にある消弧室カバーの輪郭とまったく同一である下部輪郭を有するモールド部品から成り、このモールド部品の上部輪郭が、消弧室カバーを受入れるために、開閉機器ハウジングの上部輪郭と同一に形成されている、アタッチメントを備えた低電圧遮断器用消弧装置によって解決される。すなわち、消弧室は、標準的なカバーを用いるのではなく、カバーの代りに、まずモールド部品が消弧室の延長部として装着され、そのモールド部品上に消弧室カバーが載置される。最終的に消弧室カバーが載置される前に、１個または複数個のさらなるモールド部品を予め設けておくことも可能である。その場合、モールド部品は特定の付加容積だけ消弧室容積を拡張するように機能する。
【００１３】
消弧室カバーを受入れるために、モールド部品の下部輪郭を消弧室カバーの輪郭と同一に形成し、かつモールド部品の上部輪郭をハウジングの上部輪郭と同一に形成することによって、多数のモールド部品を任意に積重ねることが可能となり、それにより技術的要求に応じて付加容積の多重倍だけ消弧室の容積拡張を、複数のモールド部品の単純な積重ねによって達成することができる。このようにして遮断能力の向上を容易に達成することができる。
【００１４】
モールド部品の材料は消弧室カバーの材料と同じであることが望ましい。
【００１５】
開閉機器ハウジングと、アタッチメントと、消弧室カバーとの特別な輪郭によって、遮断ガスに対して気密なラビリンスが形成され、このラビリンスによって短絡事故時に確実な相分離が生ぜしめられる。
【００１６】
一つまたは複数のアタッチメントが、消弧室カバーと同じ取付け点に相応する長さのねじによって固定され、上述のごとく、開閉機器ハウジングと消弧室カバーとの間の機械的結合を達成するためにカバー状差込み係止メカニズムを構成する。複数のアタッチメントが互いに異なる高さを有することができ、それによって消弧室を段階的に拡張要求に適合させることができる。
【００１７】
次に図面に示す実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明する。なお、図示した実施例は、本発明をよりよく理解するために示し、特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１８】
図１は一対の脚板２を備えた低電圧遮断器１を示している。図を見やすくするために、ここでは操作卓及び駆動部は本発明を説明する上であまり重要ではないので省略されている。低電圧遮断器１を取付けるのに用いられる取付けねじ用のねじ孔スリーブ３が設けられ、また３つの開閉極の開閉ロッド用の貫通開口４が設けられている。本発明の本質を明瞭にするために、２つの消弧室が標準状態で示されている。すなわち、低電圧遮断器１の上面５を面一で閉鎖する消弧室カバー６，７しか示されていない。
【００１９】
第３の消弧室の上には、消弧室カバー９を備えた本発明によるアタッチメント８が配置されている。このアタッチメント８は消弧室の容積を拡張するために煙突状の消弧室拡張部として構成され、モールド部品１０から成っている。このモールド部品１０の下部輪郭１６は通常消弧室上にある消弧室カバーの輪郭に正確に合致している。モールド部品１０の上部輪郭は消弧室カバー６，７，９を受けるためのハウジングの上部輪郭と同一に形成されている。従って、消弧室の上には、消弧室カバー６，７，９の代りに、まず消弧室の延長部としてモールド部品１０が載置され、そのモールド部品１０上に消弧室カバー６，７，９が載置される。その場合、先ず一つ又は複数のモールド部品１０が設けられ、その後モールド部品１０が消弧室カバー９によって覆われる。一つ又は複数のモールド部品１０は、消弧室カバーと同一の取付け部１１でそれ相当の長いねじによって取付けられる。
【００２０】
図２及び図３は本発明によるアタッチメント８の異なる側面から見た斜視図を示す。このアタッチメント８は、前面壁１２と、背面壁１３と、第１側面壁１４と、第２側面壁１５とを有するモールド部品１０として構成されている。このモールド部品１０は下部輪郭１６を有し、この下部輪郭１６は通常消弧室上に存在する消弧室カバー６，７，９の輪郭に正確に合致している。モールド部品１０の上部輪郭１７は通常消弧室カバー６，７，９の受入れのために遮断器ハウジングの上部輪郭と同一に形成されている。背面壁１３には上下方向に延びる凹み１８が形成され、その凹み１８を通して、使用されたアタッチメント８の個数に応じた長さに選定される取付けねじが案内される。
【００２１】
アタッチメント８は、上述のように、遮断器ハウジングと消弧室カバー６，７，９との間の機械的結合のためにカバー状差込み係止メカニズムを持っている。このメカニズムは、アタッチメント８の上面２０にある溝１９と、アタッチメント８の下面２２にあり載置すると溝１９内に食い込む突出部２１とによって示されている。
【００２２】
１つのアタッチメント８を、遮断器ハウジング上に、またはすでに存在する別のアタッチメント８上に取付けた後、凹み１８を通して案内される取付けねじによって装置が固定され、遮断器ハウジングと、アタッチメントと、消弧室カバーとの特別な輪郭によって、遮断ガスに対して気密なラビリンスが形成される。このラビリンスは短絡事故時に確実な相分離を生ぜしめる。このようにして、モジュール構成のアタッチメント８を任意の個数で積重ねることができる。
【００２３】
本発明によれば、今日普通に用いられている部品組立て思想に基づいて汎用的に使用可能かつ変更可能なアタッチメントを備え、このアタッチメントによって、消弧室を高い要求に適合させることができ、消弧室を外部に特別に構成する必要がないような消弧装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】操作卓及び駆動部を省略して前面から見た低電圧遮断器の斜視図。
【図２】取付けねじ側から見た本発明によるアタッチメントの斜視図。
【図３】同じアタッチメントを反対側から見た斜視図。
【符号の説明】
１　低電圧遮断器
２　脚板
３　ねじ孔スリーブ
４　貫通開口
５　上面
６　消弧室カバー
７　消弧室カバー
８　アタッチメント
９　消弧室カバー
１０　モールド部品
１１　取付け部
１２　前面壁
１３　背面壁
１４　第１側面壁
１５　第２側面壁
１６　下部輪郭
１７　上部輪郭
１８　凹み
１９　溝
２０　上面
２１　突出部
２２　下面

Claims (7)

1. 消弧室を高い要求に適合させるために汎用的に使用可能かつ変更可能なアタッチメントを備えた気中開閉形低電圧開閉機器用消弧装置において、
   アタッチメント（８）は、消弧室の容積を拡張するために煙突状の消弧室拡張部として構成され、通常は消弧室上にある消弧室カバー（６，７，９）の輪郭とまったく同一である下部輪郭（１６）を有するモールド部品（１０）から成り、このモールド部品（１０）の上部輪郭（１７）は、消弧室カバー（６，７，９）を受入れるために、開閉機器ハウジングの上部輪郭と同一に形成されていることを特徴とするアタッチメントを備えた低電圧開閉機器用消弧装置。
2. モールド部品（１０）は、下部輪郭（１６）及び上部輪郭（１７）の形成によって任意の個数で積重ねることができることを特徴とする請求項１に記載の消弧装置。
3. モールド部品（１０）の材料は消弧室カバー（６，７，９）の材料と同じであることを特徴とする請求項１に記載の消弧装置。
4. 開閉機器ハウジングと、アタッチメント（８）と、消弧室カバー（６，７，９）との輪郭を互いに合致させることによって、遮断ガスに対して気密なラビリンスが形成され、このラビリンスが短絡事故時に確実な相分離を生ぜしめることを特徴とする請求項１に記載の消弧装置。
5. アタッチメント（８）の上部輪郭（１７）及び下部輪郭（１６）は、開閉機器ハウジングと消弧室カバーとの間の機械的結合のために、カバー状差込み係止メカニズムを構成していることを特徴とする請求項１に記載の消弧装置。
6. アタッチメント（８）は消弧室カバー（６，７，９）と同じ取付け点（１１）に相応する長さのねじによって固定されることを特徴とする請求項１に記載の消弧装置。
7. 複数のアタッチメント（８）が、消弧室を拡張要求に適合させるために、異なる高さを有することを特徴とする請求項１に記載の消弧装置。