JP2004523873A - 電力遮断器用開閉接触子装置 - Google Patents

Abstract

接触子支持体（３０）に支持軸（３７）により複数の接触子レバーが回動自在に保持され、接触子支持体（３０）は支持軸の放射方向支持のために少なくとも３つの支持部材（３２ａ、３２ｂ、３１）を備える電力遮断器用開閉接触子装置に関する。接触子支持体の製造を簡単にするため、少なくとも３つの支持部材（３２ａ、３２ｂ、３１）が接触子支持体（３０）を構成する、一体に作られた成形部品の一部として形成される。その際少なくとも１つの支持部材は、接触子支持体（３０）の合成樹脂成形部品（３４）内に少なくとも部分的に埋設された金属部分（３１）を備える。この金属部分（３１）は金属板として形成できる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力遮断器に関し、特に接触子支持体として用いられる剛性を持った連結段の構造に適用されるものである。
【０００２】
接触子を形成する複数の接触子レバーを支持軸で接触子支持体に回動自在に保持するこの種公知の電力遮断器では、接触子支持体は支持軸の放射方向支持のために少なくとも３つの支持部材を備える（欧州特許第０２２２６８６号明細書）。ここで接触子支持体は、２つの側壁と該側壁を結合する、複数の連結軸からなる金属フレームを含む。このフレームは、連結軸を経て接触子支持体を操作軸に連結する絶縁連結部材に連結される。その場合、これら支持部材の内、支持軸の終端部に配置される２つの支持部材は金属フレームの側壁により形成される。接触子レバーの支持軸の望ましくない放射方向の撓みをできるだけ少ない付加材料費で回避すべく、この接触子支持体では、隣接する接触子レバー間で支持軸の軸方向中央部に配置された２つ内間軸受が、連結軸に連結された付加的な支持部材を形成する。その際、中間軸受の貫通のために接触子支持体に複数の貫通開口が必要である。両外側支持部材に対し付加的に接触子支持体内に集約されたこの種支持部材は、支持軸の組立のために連結軸を中心とする回動により位置決めできねばならない。
【０００３】
請求項１（欧州特許第０２２２６８６号明細書）の前文に記載の構成を有する遮断器から出発して、本発明の課題は接触子支持体の製造及び組立を簡単化することにある。
【０００４】
この課題は本発明によれば、少なくとも３つの支持部材を、接触子支持体を形成する一体に作られた成形部品の一部として構成することで達成される。本発明の考えでは、一体に作られる成形部品とは、複数の機能部品を適当な成形方法、例えばプレス成形法や、射出成形法、モールド法、射出モールド法、圧力モールド法、焼結法等で、組立技術思想における単一の分離不能な組立構造体に結合される１つの部品と理解するものとする。
【０００５】
この種の構成では、３つの支持部材が所定の位置において接触子支持体の一部としてその中に強固に集約される。その場合、３つの支持部材は接触子支持体の製造の際に支持軸の軸心上に既に整列されており、その結果、遮断器の運転時に組立誤差によって生じる支持軸の傾き等を実用上生じることがない。このように支持された支持軸は大短絡電流や衝撃電流の発生時でも僅かな最大撓み量に抑制し、それによって大短絡電流や衝撃電流に耐える支持能力を備えることができる。
【０００６】
本発明による開閉接触子装置は、夫々所定の定格寸法からの個別許容誤差をもって取り付けられた複数の接触子レバー、及び場合によっては接触子レバーの一部であり得る、定格値からの個別許容誤差もって取り付けられた中間軸受を備えることができる。というのは、接触子レバーが複数の部分に分割され、それらの各々が隣接する２つの支持部材の間に軸心方向に制約された形で配置されるからである。複数に分割された接触子レバーのこの軸方向の制限に基づき、複数の接触子レバーの軸方向変位が、それらの間に作用する電流力に基づいて、各支持部材により制限される支持軸の軸方向部分に制限される。その場合、変位量の最大値は接触子レバー及び場合によって存在する複数内間軸受の全個別許容誤差の総和より大きくはない。このことは、複数の接触子レバーに、ばね力が曲げ又は撓みによって減少することのないように接点ばねを幾何学的に配置することを可能にする。それにより接触子レバーに対する接点ばねの幾何学的に正確な組み込みも短絡電流及び衝撃電流に耐える開閉接触子装置の支持能力向上に寄与させることができる。
【０００７】
成形部品を少なくとも部分的に合成樹脂成形部品として構成すれば、連結軸の電気絶縁構成を省略できる。この種の合成樹脂成形部品の機械的強度は、合成樹脂成形部品内に少なくとも１つの金属製補強部材を少なくとも部分的に埋設することで向上させ得る。典型的には、合成樹脂成形部品のために例えば繊維強化の熱硬化性合成樹脂、また強化部材のために例えば反磁性鋼を用いる。それとは異なり、合成樹脂成形部品のために他の純粋な合成樹脂、又は例えばセラミックやガラス繊維によって強化された合成樹脂を、また強化部材のために他の金属又は金属板を用いることもできる。
【０００８】
本発明による開閉接触子装置の好ましい構成は、支持部材の少なくとも１つが合成樹脂成形部品内に少なくとも部分的に埋設された金属部分を備えることにある。
【０００９】
このような金属部品は強化部材の一部とでき、それにより同時に支持部材を形成する接触子支持体の一部の機械的強度が高められる。
【００１０】
例えば反磁性鋼板からなる金属部品を金属板として構成し、この金属板を背後係止部を備えた第１の部分領域を合成樹脂成形部品内に埋設し、支持軸用の孔を備えた第２の部分領域を合成樹脂成形部品から突出させれば、支持部材が接触子レバーの分離のために本来必要とした接触子レバー間の間隔より広くない、即ち接触子支持体の付加的な拡幅を招くことのないよう支持部材の断面積を減少させ得るという利点が生ずる。
【００１１】
本発明による開閉接触子装置の更なる好ましい構成は、接触子支持体が遮断器駆動装置によって回動され得る操作軸に金属製連結部材を経て連結が行われる場合、金属部品を含む複数の支持部材を連結部材から前記支持軸の軸心方向に間隔をおいて配置することにある。こうすることによって安全上の電圧除去及び接触子支持体と遮断器駆動装置との間の絶縁に関する問題を簡単に解決できる。この構成においては、金属板として構成された支持部材の第１の部分領域の強固な埋設のために、接触子支持体の存在する全材料深さが支持軸の方向に直角な方向で利用可能である。
【００１２】
シールドを備えた接触子支持体においては、少なくとも１つの支持部材にシールド用の受け入れ部を設ければ、シールドは開閉動作時に発生するガス圧力に対抗して付加的に支持できる。このような構成においては、接触子支持体に隣接する側方の固定用脚部が応力減少に基づいて寸法を減少し、場合によってはそれ自体を省略できる。
【００１３】
本発明による開閉接触子装置の複数の実施例を図１ないし図９に示す。
【００１４】
図１は、低圧系統に適用される約１０００Ｖ迄の電圧範囲用の遮断器を示す。この遮断器は、必要とされる極数に応じて並設される開閉室２を形成した開閉極ハウジング１を備える。固定接触子群５と可動接触子群６からなる開閉接触子装置の共通操作のため、遮断器駆動装置３によって回動される操作軸４を備えている。この操作軸４から放射方向に突出する２つのレバー７（図８参照）が、可動接触子群６に連結された金属製の連結部材８に連結している。周知のごとく、接触子群５、６は夫々の対応する接近可能な外部接続導体９、１０に接続される。次に、図２及び図３、更には図４ないし図９を参照して可動接触子群６の２つの実施例６ａ及び６ｂについて説明する。
【００１５】
図２から詳しく解る如く、可動接触子群６ａには、一体に作られた成形部品として合成樹脂成形部品１２を備えた接触子支持体１１が含まれる。合成樹脂成形部品１２はプレス工程において図３に示す補強部材を埋設した状態で成形される。接触子支持体１１はハウジング１（図１参照）内に回動自在に支持され、遮断器駆動装置３（図１はばね蓄勢器１４に連結された駆動機構１５のみを示す）により操作軸４を経て固定接触子群５に対して相対的に投入位置へ、又は開放位置へと駆動される。接触子支持体１１では互いに並列配置された複数の接触子レバー１６、１７が接触子支持体１１に対して相対的に支持軸１８を中心として回動する。その場合、接点ばね１９（図１参照）が接触子レバー１６、１７を固定接触子群５の方向へと予圧を与える。接触子レバー１６、１７及び接触子支持体１１が開閉動作の際に妨害を受けることなく動作するように、接触子レバー１６、１７を下部接続導体１０に接続するのに撚線構造又は素線束構造の可撓性導体２０を用いる。
【００１６】
接触子支持体１１に設ける接触子レバー１６、１７の数は、運転時に遮断器が通流すべき電流の大きさに従って定まる。図２から解るように、存在する全接触子レバーの内、接触子レバー１６はより短く構成され、主接点領域２１しか備えておらず、他の接触子レバー１７とは異なりアーク接点領域２２及びアークホーン２３を備えていない。
【００１７】
運転状態において、全ての接触子レバーは接触子支持体１１の、支持軸１８に直角に向いた両側壁２４ａ、２４ｂ間に収納される。これら側壁２４ａ、２４ｂは、支持軸１８用の受け入れ開口２５ａ、２５ｂを備え、支持軸１８の終端用の第１及び第２の支持部材を形成し、支持軸１８を経て軸方向に位置決めされ、更に放射方向に支持されている。これら各側壁には補強部材１３の、支持軸１８用の貫通孔２７ａ、２７ｂを備えた部分２９ａないし２９ｂ（図３参照）が延在している。側壁２４ａ、２４ｂは接触子支持体１１の支持アーム２６内へと下方に移行している。
【００１８】
開閉接触子装置の投入状態において、接触子ばね１９のばね力と共に、短絡又は衝撃電流のような大電流によって引き起こされる更なる力が加わった際、側方の両支持部材２４ａ、２４ｂ間を走る支持軸部分が相対的に大きな曲げ応力に曝されるので、開閉接触子装置は相対的に幅広にすることが必要になる。
【００１９】
支持軸のこの部分の撓みは、支持軸の軸方向中心部を支持する付加的な第３の支持部材により回避できる。この第３の支持部材は、支持軸１８用の受け入れ開口２５ｃ（図示せず）を備えた、接触子支持体の支持軸に対し直角に向いたリブ２８により形成される。その際リブ２８内には、合成樹脂成形部品１２内に完全に埋設され、支持軸用貫通孔２７ｃを有し、補強部材１３の一部をなす金属部分２９ｃが延びている（図３参照）。
【００２０】
可動接触子群の第２の実施例６ｂの内、第２の実施例による接触子支持体３０のみを図４に示す。この接触子支持体３０では、金属板３１として形成した２つの支持部材を側壁３２ａ、３２ｂとして形成した２つの支持部材の間を走る支持軸の一部の放射方向支持のために用いる。両中央支持部材３１は第１の部分領域３３が合成樹脂成形部品３４内に埋設され、第２の部分領域３５が合成樹脂成形部品３４から突出している。
【００２１】
図５では、金属板３１は合成樹脂成形部品内に埋設された第１の部分領域３３内に、支持軸に大きな曲げ応力が作用したときでも各金属板を合成樹脂成形部品内に確実に保持するのに役立つ背後係止部３６を備えている。支持軸３７の貫通のための貫通孔３８を有する第２の部分領域３５は、図９に詳細に示すシールド４０を収納するのに用いる凹所３９を付加的に備えている。接触子支持体の合成樹脂成形部品内には、図７によれば、２つの補強部材４１、４２を埋設している。図６は一方の補強部材４１を示している。
【００２２】
図８によれば、接触子レバーの低電位にある支持軸と、アース電位にある金属製連結部材８、即ち遮断器駆動装置との間の電圧による不都合をなくすために、両金属板３１は金属製連結部材８（図１参照）に対して軸心方向に間隔をおいて配置している。
【００２３】
図９では、接触子支持体３０の回動領域と、両接点領域２１、２２（図１参照）の下方に配置された、図示しない他の遮断器部分とを、落下する損耗生成物や凝縮開閉ガスから保護するシールド４０に、金属板３１に設けた（図５をも参照）凹所３９にはまり込む複数の舌片４３を形成している。この結果シールド４０は、接触子支持体に側方で保持された固定用脚部４４ａ、４４ｂが少ししか負荷されないように、遮断過程で発生するガス圧力に対抗して支持される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施例に係わる低圧遮断器の概略側断面図。
【図２】第１の実施例による接触子支持体を備えた可動接触子群の斜視図。
【図３】図２の接触子支持体の合成樹脂部品に埋設される補強部材の斜視図。
【図４】本発明の第２の実施例による接触子支持体の斜視図。
【図５】図４の接触子支持体を支持軸の軸心方向に直角な方向から見た断面図。
【図６】図４の接触子支持体の合成樹脂部品に埋設され得る補強部材の斜視図。
【図７】図６の補強部材を埋設した接触子支持体の断面図。
【図８】図４に示す接触子支持体を図５のＡ−Ａ線に沿って見た断面図。
【図９】シールドを備えた図４による接触子レバー支持体の斜視図。
【符号の説明】
【００２５】
１ 開閉極ハウジング、２ 開閉室、３ 遮断器駆動装置、４ 操作軸、５ 固定接触子群、６ 可動接触子群、７ レバー、８ 金属製連結部材、９、１０ 外部接続導体、１１ 接触子支持体、１２、３４ 合成樹脂成形部品、１３、４１、４２ 補強部材、１４ ばね蓄勢器、１５ 駆動機構、１６、１７ 接触子レバー、１８、３７ 支持軸、１９ 接点ばね、２０ 可撓性導体、２１ 主接点領域、２２ アーク接点領域、２３ アークホーン、２４ａ、２４ｂ 側壁、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 受け入れ開口、２６ 支持アーム、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ 貫通孔、２８ リブ、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ 金属部分、３０ 接触子支持体、３１ 金属板、３２ａ、３２ｂ 側壁、３３、３５ 部分領域、３６ 背後係止部、３８ 貫通孔、３９ 凹所、４０ シールド、４３ 舌片、４４ａ、４４ｂ 固定用脚部

Claims (7)

1. 接触子支持体（１１、３０）を備え、この接触子支持体に支持軸（１８、３７）によって複数の接触子レバー（１６、１７）が回動自在に保持され、
   前記接触子支持体（１１、３０）は前記支持軸の放射方向支持のために少なくとも３つの支持部材を備えている電力遮断器用開閉接触子装置において、
   前記少なくとも３つの支持部材（２４ａ、２４ｂ、２８、３２ａ、３２ｂ、３１）は前記接触子支持体を形成する一体に作られた成形部品の一部として構成されたことを特徴とする電力遮断器用開閉接触子装置。
2. 前記成形部品は少なくとも部分的に合成樹脂成形部品（１２、３４）として構成されたことを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記合成樹脂成形部品（１２、３４）内に少なくとも１つの金属製補強部材（１３、４１、４２）が少なくとも部分的に埋設されたことを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 前記支持部材の少なくとも１つが、前記合成樹脂成形部品（１２、３４）内に少なくとも部分的に埋設された金属部分（２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、３１）を備えることを特徴とする請求項２又は３記載の装置。
5. 前記金属部分（３１）が金属板として構成され、該板は背後係止部（３６）を備えた第１の部分領域（３３）で前記合成樹脂成形部品（３４）内に埋設され、前記支持軸（３７）用の孔（３８）を備えた第２の部分領域（３５）が合成樹脂成形部品（３４）から突出することを特徴とする請求項４記載の装置。
6. 前記接触子支持体（３０）を金属製連結部材（８）により操作軸（４）に連結する連結部において、金属部品（３１）を含む複数の支持部材が前記連結部材（８）から前記支持軸（３７）の軸心方向に間隔をおいて配置されたことを特徴とする請求項４又は５記載の装置。
7. シールド体（４０）を備えた接触子支持体（３０）において、少なくとも１つの支持部材に前記シールド（４０）用の受け入れ部（３９）が設けられたことを特徴とする請求項２から６の１つに記載の装置。