JP2006128111A - ハイブリッド型回路ブレーカにおける駆動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】遮断チャンバの可動接点と真空スイッチの可動接点とが開放状態となった後に、いずれか一方を閉塞させ得るような、ハイブリッド型回路ブレーカの提供。
【解決手段】ハイブリッド型回路ブレーカ（１）であって、第１カットアウトスイッチ（１０）と；第２カットアウトスイッチ（２０）と；駆動手段（３０）と；を具備し、駆動手段が、回路ブレーカ（１）の開放操作時には、第１対をなす両接点（１１，１２）および第２対をなす両接点（２１，２２）を開放し、その後、第１対をなす両接点（１１，１２）を開放状態に維持しながら第２対をなす両接点（２１，２２）を再閉塞させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、２つの電流遮断ユニットの可動接点どうしを単一コマンドでもって駆動することに関するものである。より詳細には、各カットアウトスイッチの可動接点が時間的にそれぞれ自身の移動プロファイルに追従する場合であってさえも、また、特に遮断チャンバが開放されたときに真空スイッチが保護されている場合であってさえも、ハイブリッド型回路ブレーカの遮断チャンバおよび真空スイッチを、本発明に基づき、単一の機械的構成を使用して駆動することに関するものである。

特に、本発明は、可動接点駆動手段によって、遮断チャンバと真空スイッチとを同時に開放することができ、その後、遮断チャンバの再起動に際しては、エンベロープ（すなわち、真空スイッチ）を素速く閉塞させ得るような、ハイブリッド型回路ブレーカに関するものである。

ハイブリッドタイプのカットアウトスイッチデバイスにおいては、互いに異なる２つの遮断技術を使用している。この種の混合型の遮断は、特に、高電圧用のまたは中程度の電圧用のカットアウトスイッチデバイスに適用される。そのようなカットアウトスイッチデバイスは、『真空スイッチ』としても公知であるような、一切の誘電性ガスを含有していない真空カットアウトスイッチと、『遮断チャンバ』と称されるような、誘電性ガスを含有したカットアウトスイッチと、を備えている。

カットアウトスイッチの各々は、電流を通過させる閉塞位置と開放位置との間にわたって移行可能とされた一対をなすアーク接点を備えている。駆動手段により、これら接点を移動させることができる。

最も単純な構成は、双方の接点対を長手方向において位置合わせすることである。この場合、シャフトによって、真空スイッチの接点どうしを、ガススイッチの接点どうしと同時的に離間させる。この際、場合によっては、仏国特許出願公開第２ ８４０ ７２９号明細書に開示されているように、開放コマンド信号に対してわずかな時間遅れが発生する。

また、遮断チャンバと真空スイッチとを２つの傾斜軸上に配置することが想定される。この場合には、遮断チャンバの可動接点が、長手方向駆動構成によって延出される。そして、この可動接点上には、固定接点内において角度を有して、真空スイッチの可動接点に対して連結された長手方向部材が配置されている。単一コマンドが遮断チャンバの可動接点に対して作用し、この可動接点を並進移動させる。駆動構成の長さおよび形状は、閉塞位置から開放位置へといったようなまた逆に開放位置から閉塞位置へといったような可動接点の移行を同期化させ得るものとされている。このような構成は、欧州特許出願公開第１ ３１０ ９７０号明細書に開示されている。

しかしながら、上記双方の従来構成においては、遮断チャンバの可動接点と真空スイッチの可動接点とが開放状態となった後に、閉塞コマンドが発せられない限りにおいては、２つのカットアウトスイッチは、開放状態のままである。実際、開放状態においては、可動接点と、これら可動接点に対して一体化された付属部材とは、いわゆる浮動電位を形成し、回路ブレーカを損傷させる可能性がある。特に、回路ブレーカ端子に印加されている電圧値が大きい場合には、回路ブレーカを損傷させる可能性がある。これにより、再通電が起こりかねない。また、このために、真空スイッチが、必要以上に誘電的制約を受けることとなる。
仏国特許出願公開第２ ８４０ ７２９号明細書 欧州特許出願公開第１ ３１０ ９７０号明細書

本発明の主要な目的は、既存の高電圧用のまたは中程度の電圧用のハイブリッド型回路ブレーカに関する上記欠点を克服することである。より一般的には、本発明は、予設定された開閉シーケンスに接点どうしが従い得るような、２つの可動接点の駆動機構に関するものである。

本発明の一見地においては、本発明は、単極式のあるいは多極式のハイブリッド型回路ブレーカを提案するものであり、本発明によるハイブリッド型回路ブレーカは、各極に関して、互いに直列に接続された２つのカットアウトスイッチを具備し、各カットアウトスイッチは、開放位置と閉塞位置との間にわたって移動可能とされた一対をなすコンタクトを備えている。好ましくは、一方のスイッチは、誘電性ガス遮断チャンバとされ、通常は固定された第１接点と、第１軸線に沿って移動可能とされた可動第２接点と、を備え、第１接点は、回路ブレーカが配置されているネットワークの第１端子に対して接続されている。他方のスイッチは、真空スイッチとされ、固定接点と、第２軸線に沿って移動可能とされた可動接点と、を備え、固定接点は、ネットワークの第２端子に対して接続されている。好ましくは、第１軸線と、第２軸線とは、互いに異なるものとされる。

駆動手段は、回路ブレーカの開放操作時には、単一コマンドによって、双方の可動接点を、開放位置と閉塞位置との間にわたって移動させ得るものであり、この駆動手段は、単一コマンドでもって、特に遮断チャンバといったような他方のカットアウトスイッチを開放状態に維持しながら、特に真空スイッチといったような一方のカットアウトスイッチを閉塞させ得るという、構成のものとされている。他の見地においては、可能であれば組み合わせた構成として、駆動手段は、他方のカットアウトスイッチの閉塞状態を変更させることなく、一方のカットアウトスイッチを閉塞させ得るという、構成のものとすることができる。

真空スイッチは、遮断チャンバの開閉と同じ単一のコマンドによって閉塞される。これにより、特に、コマンド構成を最適化することができる。

ある格別の好ましい実施形態においては、２つのカットアウトスイッチの両可動接点は、実質的に互いに垂直な方向に移動する。

有利には、駆動手段には、動作遅延手段を設けられる。動作遅延手段により、トリガーコマンドの生成時に、遮断チャンバの開放から、数ミリ秒後に、好ましくは３ｍｓ後に、真空スイッチを開放させることができる。

好ましくは、関連する閉塞機構が、実質的に第２カットアウトスイッチの軸線に沿って配置される。これにより、第１カットアウトスイッチを開放状態に維持したまま、第２カットアウトスイッチの閉塞を促進することができる。この構成においては、例えば、駆動手段とは独立なものとされた機械的スプリングを備えることができる。さらに、閉塞クッショニング手段（例えば、閉塞ダンパ）を設けることができる。

ある好ましい応用においては、本発明による回路ブレーカは、様々な金属製や絶縁体製のシースから構成され、シースは、制御された雰囲気でもって、誘電性ガスを充填することができる。

駆動手段としては、様々な実施形態が可能である。特に、第２カットアウトスイッチは、第１接点の延長部材に対して固定された爪または傾斜部材によって操作することができる。あるいは、第２カットアウトスイッチは、ギヤシステムによって操作することができる。

本発明の特徴点および利点は、添付図面を参照しつつ、本発明を何ら限定するものではなく単なる例示としての好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を読むことにより、明瞭となるであろう。

図１に示すように、ハイブリッド型回路ブレーカ１は、シース２を具備している。好ましい実施形態においては、シース２がなす容積内には、制御された圧力でもって、誘電性ガスが充填されている。必須ではないものの、シース２は、複数の部材から構成することができる。すなわち、ネットワークの第１端子４に対して金属製カバーによって接続されたチャンバ絶縁体３と、支持面上に配置された絶縁体５と、から構成することができる。シース２を構成するこれら２つの部材は、中間ハウジング６を介して、互いに連結される。中間ハウジング６は、例えば金属製のものとされ、ネットワークの第２端子７に対して接続されている。他の構成や材質を使用することもできる。

図示の回路ブレーカは、単極式のものである。しかしながら、多極式の回路ブレーカの場合には、各極について上記構成を繰り返し得ることは、自明である。

チャンバ絶縁体３の内部には、ガススイッチと称されるような第１カットアウトスイッチが配置されている。この第１カットアウトスイッチは、例えばＳＦ_６ ガスや窒素ガスや他の任意の加圧誘電性ガスを使用した誘電性ガス遮断チャンバ１０によって、構成されている。この種の遮断チャンバ１０は、通常は固定されているとともにネットワークの第１端子４に対して接続されている第１接点１１と、この第１接点１１に対して第１軸線ＡＡ’に沿った方向に移動可能とされた第２接点１２と、を備えている。この遮断チャンバ１０は、真空スイッチ２０によって構成された第２カットアウトスイッチに対して、中間ハウジング６の内部において、電気的に直列接続されている。真空スイッチ２０は、通常は固定されているとともにネットワークの第２端子７に対して接続されている接点２１と、この接点２１に対して第２軸線ＢＢ’に沿った方向に移動可能とされた接点２２と、を備えている。好ましくは、２つの軸線ＡＡ’，ＢＢ’は、実質的に互いに垂直なものとされている。

可動接点１２，２２の各々は、それぞれ対応する移動軸線ＡＡ’，ＢＢ’に沿って配置された長尺シャフト１３，２３に対して一体化されている。シャフト１３，２３は、可動接点１２，２２を、駆動手段３０に対して連結している。駆動手段３０は、単一コマンドシステム４０の作用を受けて、可動接点１２，２２を、各カットアウトスイッチ１０，２０の開放位置から閉塞位置へと、また、各カットアウトスイッチ１０，２０の閉塞位置から開放位置へと、変位させることができる。コマンドシステム４０は、遮断チャンバ１０のシャフト１３から延出された絶縁ロッドまたは連結ロッド１４を使用することによって、シース２の外部から操作することができる。

好ましくは、真空チャンバ２０のシャフト２３も、また、駆動手段３０を超えて、ロッド２４へと延出されている。ロッド２４の端部には、係止ダンパ２５が連結されている。これにより、真空スイッチ２０の可動接点２２を、跳ね返り作用を引き起こすことなく、再閉塞させることができる。

ハイブリッド型回路ブレーカ１の動作を最適化するため、可動接点１２，２２の移動は、好ましくは、図２に示すタイムチャートに従うものとされる（図２においては、カットアウトスイッチ１０，２０の両接点に関し、Ｉは、閉塞状態を示しており、Ｏは、開放状態を示している）。

ハイブリッド型回路ブレーカ１が、電流を遮断するように時刻ｔ_０ においてトリガーされたときには、コマンドシステム４０を使用することによって、遮断チャンバ１０のシャフト１３を軸線ＡＡ’に沿って並進移動させ、さらに、真空スイッチ２０の両接点２１，２２が完全に離間するまで、補助シャフト２３を軸線ＢＢ’に沿って並進移動させる。

好ましくは、ガススイッチ１０の接点対１１，１２は、可動接点１２が固定接点１１から離間する前に、予備的移動を行うように構成されている。この予備的移動の距離は、シャフト１３によってカバーされている距離として、したがって、ガススイッチ１０の可動アーク接点１２によってカバーされた距離として、規定される。この種の予備的移動により、ガススイッチ１０の両接点１１，１２は、例えば１．２ｍ／ｓ〜２．５ｍ／ｓといったような、ある種の範囲の相対速度でもって、離間する。予備的移動は、また、ガススイッチ１０のアーク接点１１，１２相対的開始時間距離とも称され、典型的には、図１に示すようなチューリップ形状の接点１１，１２の場合には、カットアウトスイッチ１０の２つのアーク接点１１，１２の相互オーバーラップ距離に対応している。

真空スイッチ２０の開放時刻と遮断チャンバ１０の開放時刻との間の離間は、実質的に同期的なものとされる。言い換えれば、接点１１，１２，２１，２２は、同時に離間する。好ましくは、真空スイッチ２０の両接点２１，２２は、トリガーコマンドの放出時刻ｔ_０ から少し後に、すなわち、数ｍｓという待ち時間の後に、開放する。有利には、ガススイッチ１０の予備的移動の後に、開放する。好ましくは、このような開口時間差は、３ｍｓの程度とされる。しかしながら、回路ブレーカのパワーに応じて、また、遮断チャンバ１０内において使用されている誘電性ガスに応じて、時間差は、異なる値とすることができる。本発明による駆動手段を使用した場合には、後述するように、時間差の調整を容易に行うことができる。

さらに、真空スイッチ２０を操作しないように、また、真空スイッチ２０に対して不必要な誘電的制約を課すことを防止し得るよう、本発明の一見地による駆動手段３０を使用すれば、ガススイッチ１０が閉塞するように命令されていない場合であってさえも、真空スイッチ２０の両接点２１，２２を、ある種の遅延時間後に、再閉塞させることができる。駆動手段３０は、遮蔽チャンバの両接点１１，１２を開放状態に維持しつつも、真空スイッチの両接点２１，２２を閉塞させ得るよう構成されている。好ましくは、真空スイッチ２０の可動接点２２は、遮断チャンバの両接点１１，１２の離間後から約３ｍｓ経過した時点で起動し、その後、回路ブレーカ１のトリガー時刻ｔ_０ から５〜２５ｍｓ経過した時点で、例えば２１ｍｓ経過した時点で、再閉塞される。

真空スイッチ２０の両接点２１，２２を不必要に取り扱うことがないよう、これら両接点２１，２２を再閉塞した後には、これら両接点２１，２２は、好ましくは、回路ブレーカを閉塞する際は言い換えればガススイッチ１０を閉塞するようなコマンドが出されたときには、もはやこれ以上操作を受けることがない。つまり、例えば時刻ｔ_０ から１００ｍｓだけ経過した後の時刻ｔ_ｆ においては、接点１１，１２が駆動されるけれども、接点２１，２２は、閉塞したままである。遮断チャンバ１０自体は、両コンタクト１１，１２間の最終ギャップに関して固有の遅延時間後に、閉塞する。通常は、遮断チャンバ１０の両接点が離間のために相対移動すべき距離は、１００〜２５０ｍｍという程度である。

有利には、同じ駆動手段３０は、駆動機構デバイスを備えている。この駆動機構デバイスは、コマンドシステム４０が、時刻ｔ_０ において１回だけ駆動可能なものであるように構成されている。これにより、時刻ｔ_０ とその後の時刻ｔ_ｆ とのそれぞれに関して、開放だけを命令したり、あるいは、開放と閉塞とを命令したり、することができ、これにより、予め設定した時間サイクルの一方または他方を行うことができる。実際、時刻ｔ_０ と時刻ｔ_ｆ との間の経過時間は、迅速な開閉サイクルの場合には、数百ｍｓに等しいものとすることができる。しかしながら、開放操作は、ずっと長い期間にわたって、互いに独立に行うことができる。

図３Ａおよび図３Ｂに示す実施形態においては、駆動機構デバイス１３０は、有利にはチューブ状形状とされた操作部材１３２を備えている。操作部材１３２は、可動接点１２，２２のそれぞれに対して連結された２つのシャフト１３，２３と係合している。好ましくは、操作部材１３２は、ガススイッチ１０のシャフト１３に対して堅固に固定されている。グルーブまたはスリットの形態とされたトラック１３４により、真空スイッチ２０のシャフト２３と、設けられている場合にはロッド２４と、からなる一体的長尺アセンブリを、操作部材１３２の軸線ＢＢ’に沿ってスライドさせることができる。

この実施形態においては、駆動機構デバイス１３０は、真空スイッチ２０のシャフト２３に対して固定されたロッド１３６を備えている。ロッド１３６は、操作部材１３２のトラック１３４に沿ってスライドすることができる。真空スイッチ２０を開放させるための操作は、部材１３８を使用して行われる。この部材１３８は、ロッド１３６内において軸線ＢＢ’に沿ってスライド可能であるようにして取り付けられているとともに、操作部材（あるいは、操作チューブ）１３２の部材１４０に対して係合する。ここで、部材１４０は、トラック１３４内に配置されている。

図３Ａおよび図３Ｂに示すように、操作部材１３２の部材１４０は、トラック１３４の内部へと突出した、少なくとも１つの、好ましくは２つの、傾斜部材あるいはガイドとすることができる。傾斜部材１４０は、操作部材１３２の軸線ＡＡ’に対して傾斜した傾斜部分１４２を有している。好ましくは、傾斜部材１４０には、長手方向軸線ＡＡ’に対して平行であるとともに傾斜部分１４２の両サイドに位置した２つのアームが設けられている。すなわち、第１アーム１４４は、遮断チャンバ１０が開放する向きにおいて傾斜部分１４２から前方向きに延在しているものであって、ロッド１３６の部材１３８と徐々に当接することができる。さらに、以下において明瞭となるように、第１アーム（すなわち、前方アーム）１４４は、また、そのサイズに依存して、真空チャンバ２０の開放に関しての動作遅延手段として機能する。第２アーム１４６は、第１アーム１４４とは反対側に配置されており、また、真空チャンバ２０の開放時間を調整することができる。しかしながら、傾斜部分１４２の位置および長さならびに傾斜部分１４２の傾斜角度を適切に選択することによって、アーム１４４，１４６の一方または双方を省略することができる。

傾斜部材１４０と当接する部材１３８は、ロッド１３６の側面に沿って張り出した少なくとも１つのローラの形態とすることができる。複数のローラ１３８が、ロッド１３６内に形成されたグルーブ１５０を貫通して配置されたピン１４８によって、支持されている。これにより、ピン１４８は、真空スイッチ２０の可動接点２２の移動軸線ＢＢ’に沿って、ロッド１３６内においてスライド可能なものとされている。複数のローラ１３８は、休止状態に保持されている。休止状態においては、これらローラ１３８は、例えばロッド１３６のチャネル内に配置されたスプリング１５２といったようなスプリングを構成する手段による作用を受けつつ、傾斜部材１４０と当接する傾向を有している。

ロッド１３６の移動が、図３Ｃ〜図３Ｆに示されている。これら図は、極めて概略的なものであり、特に、接点２１，２２は、かなり簡略化されている。コマンドシステム４０が遮断チャンバ１０のシャフト１３を移動させたときには、各傾斜部材１４０は、ローラ１３８と当接する（図３Ａ）。第１アーム１４４により、シャフト２３を不動としつつ、シャフト１３を移動させ続けることができる。ローラ１３８は、操作部材１３２内に形成されたトラック１３４内において、第１アーム１４４に沿って、スライドする。ローラ１３８が傾斜部分１４２に対して当接した時以降は、ローラ１３８は、傾斜部分１４２によって、軸線ＢＢ’に沿って、固定接点２１から離間する向きに駆動される。この時、ローラ１３８は、ロッド１３６およびシャフト２３を駆動する。これにより、真空スイッチ２０の可動接点２２が、開放される（図３Ｃ）。真空スイッチ２０の可動接点２２の移動距離は、傾斜部分１４２を軸線ＢＢ’に向けて投影した際の長さに等しいものであり、例えば２５ｍｍとされる。

ローラ１３８が、傾斜部材１４０のうちのガススイッチ１０寄りの端部を超えた後には、ローラ１３８は、もはや、上向き駆動作用を受けることがない。特に、真空スイッチ２０内を真空が支配していることにより、可動接点２２は、固定接点２１に向けて復帰し、シャフト２３およびローラ１３８は、休止位置へと復帰する（図３Ｄ）。好ましくは、緩衝手段２５（図１参照）により、真空スイッチ２０の両接点２１，２２の閉塞態様を制御することができる。

ガススイッチ１０を閉塞して再活性化するためのコマンドを送る時刻ｔ_ｆ においては、シャフト１３を、軸線ＡＡ’に沿って逆向きに移動させる（図３Ｅにおける右向き矢印）。傾斜部分１４０のうちの、スイッチ２０を向いている方の表面が、ローラ１３８に対して当接することとなり、この表面は、ローラ１３８を、両接点２１，２２を閉塞させる向きに駆動するように作用する。ローラ１３８のピン１４８は、したがって、チャンバ１３６のグルーブ１５０内において、軸線ＢＢ’に沿ってスライドする。真空スイッチ２０の両接点２１，２２は、遮断チャンバ１０の閉塞時には閉塞状態に維持される（図３Ｆ）。傾斜部材１４０のうちの、カットアウトスイッチ１０（すなわち、遮断スイッチ１０）から最も遠くに位置した端部が、遮断チャンバ１０の十分な移動によって、ロッド１３８を超えた後には、スプリング１５２が、ロッド１３８を、初期位置へと復帰させる（図３Ａ）。これにより、回路ブレーカ１は、次なるサイクルに対する待受状態となる。

ロッド１３８を利用した構成は、一実施形態に過ぎない。例えば、ロッド１３６から張り出しているロッド１３８を、図４に示すようなスライドプレート１５４によって、代替することができる。例えば単一ガイド１４０とプレート１５４との間の当接に関し、動作態様は上記と同様である。

図５Ａ〜図５Ｄに示すような１つの代替可能な実施形態においては、シャフト２３は、駆動機構デバイス２３０に対して直接的に連結されている。操作部材２３２には、トラック２３４が設けられている。トラック２３４は、シャフト２３の端部２３６が、軸線ＢＢ’に沿って移動することを可能としている、シャフト２３の端部２３６は、トラック２３４よりも大きなサイズの突起とすることができる。端部２３６は、例えば、複数のローラを有した回転体という形態や、スライドピンという形態や、あるいは、他の任意の代替物、とすることができる。

同様に（図５Ａ）、操作部材２３２には、爪の形態とされた突出部材２４０が設けられている。この爪２４０は、回転体２４２によって、操作部材２３２に対して回転可能に連結されている。爪２４０は、単一の退避可能なピンから構成することができる、あるいは、図３および図４の場合と同様に遅延手段２４４を備えることができる。操作部材２３２上に設けられた係止手段２４６は、爪２４０を１つの向き（図５における反時計方向）だけに回転させることができる。これにより、シャフト２３の端部２３６を押圧することができ、シャフト２３の端部２３６を、軸線ＢＢ’に沿ってカットアウトスイッチ２０を開放させる向きに駆動することができる。

コマンドシステムが、シャフト１３を、スイッチ１０を開放させる向きに駆動する際には、爪２４０は、軸線ＡＡ’に沿って操作部材２３２に関する長手方向に駆動される。そして、爪２４０は、シャフト２３の端部２３６を形成しているスライドピンに対して当接する（図５Ｂ）。遅延作用アーム２４４の長さに等しいだけの予備的移動の後に、および、スライドピン２３６から前端までの離間距離に等しいだけの予備的移動の後に、係止手段２４６によってロックされている爪２４０は、スライドピン２３６を、軸線ＢＢ’に沿って、カットアウトスイッチ２０から離間する向きに移動させる。これにより、真空スイッチ２０を開放する。スライドピン２３６が、回転体２４２の高さ位置に到達すると、スライドピン２３６は、もはや、爪２４０による作用を受けない。真空スイッチ２０内を真空が支配していることにより、真空スイッチ２０は、再閉塞する（図５Ｃ）。

有利には、真空スイッチ２０の閉塞時における真空力の作用を補助し得るよう、回路ブレーカは、復帰手段２４８を備えている。この復帰手段２４８は、可動接点２２を固定接点２１に向けて移動させ得るものである。これにより、真空スイッチ２０を再閉塞することができる。このような復帰手段２４０は、シャフト２３と固定係止体との間に介装された圧縮スプリング２４８という形態とすることができる。このスプリング２４８は、好ましくは、プレストレスが印加されており、例えば、２つの接点間に、３６００ｋＮというストレスをもたらすことができる。真空スイッチ２０の開放時（図５Ｂ）には、スプリング２４８が圧縮される。シャフト２３の端部２３６が自由になると即座に、スプリング２４８による弾性復元力によって、シャフト２３は、軸線ＢＢ’に沿って駆動される。これにより、エンベロープ（すなわち、真空スイッチ）２０の密封性に影響をほとんど与えることなく、真空スイッチ２０を、良好な制御性でもってかつ素速く閉塞することができる。

また、復帰手段（すなわち、スプリング）２４８は、先のすべての実施形態に関して上述したのと同様にして（図１〜図４による図示も、併せて参照されたい）、機能することは明らかである。スプリング２４８の位置は、例示に過ぎない。例えば、復帰用スプリングを、ダンパ２５内に配置することができる、すなわち、ロッド２４に対して作用させることができる。特に、図１に示すように、復帰用スプリング４８は、例えば約１０ｂａｒｓという圧力でもって、ピストンによって、ロッド２４の端部のところにおいて、圧縮することができる。この復帰用スプリング４８は、圧力が解除された途端に機能し始める。これにより、力を、各操作時において節約することができる。

傾斜部材１４０の場合と同様に、爪２４０の当接部分は、接点どうしの離間移動距離が、有利には、１．２〜２．５ｍ／ｓという離間速度に対して１２〜２５ｍｍであるように、校正されている。

ガススイッチ１０の閉塞時には、シャフト１３が、逆向きに駆動される。真空スイッチ２０のシャフト２３の端部２３６を形成するスライドピンは、爪２４０が係止手段２４６によって支持されていることにより、爪２４０の上面に対して接触することとなる（図５Ｄ）。この駆動時には、爪２４０は、図５に示すように、回転中心２４２回りに反時計回りに回転駆動され、真空スイッチ２０のシャフト２３に対しては、影響を及ぼさない。有利には、爪機構２４０は、例えば引っ張りスプリングといったような復帰手段２５０を備えている。これにより、爪機構２４０は、スライドピン２３６を超えきった後には、初期位置へと復帰することができる。よって、回路ブレーカは、次なるサイクルのための待機状態となる。

上記すべての実施形態は、実施に際して単純なものであって、従来技術による駆動手段と比較して、使用されている構成部材の数が少ない。しかしながら、真空スイッチの閉塞に関して、遮断チャンバによる圧力効果を完全に除去し得るよう、図６Ａ〜図６Ｆに示されているような他の実施形態を想定することができる。

この実施形態においては、２つの長尺シャフト１３，２３は、ギヤシステム３３０によって連結されている。より詳細には、シャフト１３の端部は、連結ロッド３３２を介して、第１ホイール３３４に対して連結されている。この第１ホイール３３４の軸体は、軸線ＡＡ’および軸線ＢＢ’に対して垂直なものとされ、回路ブレーカのシースによって支持されている。この構成により、軸線ＡＡ’に沿ってのシャフト１３の並進駆動時には、第１ホイール３３４は、回転駆動されるようになっている。連結ロッド３３２は、軸線ＡＡ’と、シャフト１３上における連結ロッド３３２の関節結合ポイントを通過するようなホイール３３４の半径と、の間の角度θ_０ がゼロではないようにして、ホイール３３４に対して連結されている。遮断チャンバ１０の両接点１１，１２の最大開放時には、言い換えれば、シャフト１３の最大移動（例えば、２５ｍｍ）時かつ連結ロッド３３２の最大移動時には、ホイール３３４が、初期位置（図６Ａ）から、ホイール３３４の半回転未満とされた最終位置θ_ｍ （図６Ｅ）へと、回転移動する。一般的に言えば、連結ロッド３３２は、第１ホイール３３４を、２０ｍｓの間に、θ_ｍ−θ_０＝６０°だけ回転させる。

第２ホイールという形態とされたギヤ３３６が、第１ホイール３３４に対して係合（あるいは、噛合）している。第２ホイール３３６の軸体は、第１ホイール３３４の軸体と平行なものであって、回路ブレーカのシースによって支持されている。第２ホイール３３６は、コマンドシステムの各開放サイクル時には、自身の軸体回りに、３６０°だけ回転するように、校正されている。言い換えれば、第１ホイール３３４が最大変位θ_ｍ−θ_０を行ったときに、ちょうど一回転するものとされている。第２ホイール３３６は、第２連結ロッド３３８を介して、真空スイッチ２０のシャフト２３に対して連結されている。有利には、シャフト２３と第２連結ロッド３３８との間の連結は、開口３４０を介して、行われている。この開口３４０は、第２連結ロッド３３８の移動とシャフト２３の移動との間の作用遅延手段として機能する。これにより、両接点間の離間を、３ｍｓにわたって遅らせることができる。これに代えて、開口は、第２ホイール３３６上に配置することもできる。

加えて、復帰阻止手段３４２（図６Ｆ）が、ギヤ３３４，３３６上に取り付けられている。復帰阻止手段３４２により、ホイール３３６を、開放操作時にしか回転させないということができる。また、復帰阻止手段３４２により、遮断チャンバ１０の閉塞に基づいて第１ホイールが回転駆動される際に、２つのホイール間の係合を解除することができる。

第２ホイール３３６は、０°位置において休止状態（２つのカットアウトスイッチが閉塞されている）である。言い換えれば、連結ロッド３３８とシャフト２３とが位置合わせされている状態において、休止状態である。この状態においては、可動接点２２と、第２ホイール３３６に対しての連結ロッド３３８の連結ポイントと、の間の距離は、最小となっている。接点１１，１２が正に離間する時点に対応したような、軸線ＡＡ’と、ホイール３３４上における連結ロッド３３２の関節結合ポイントを通過するようなホイール３３４の半径と、の間の角度をθ_Ｓ とすれば、離間移動は、以下のように区分することができる。
−可動接点１２の予備的移動時には、第１ホイール３３４は、θ_０からθ_Ｓへと回転し、第２ホイール３３６は、０°からαへと回転する。この場合には、開口３４０が、真空スイッチ２０の変位を防止する（図６Ｂ）。
−遮断チャンバ１０の開放時には、第１ホイール３３４は、θ_Ｓ から９０°へと回転し、第２ホイール３３６は、αから１８０°へと回転する。これにより、真空スイッチ２０が開放する（図６Ｃ）。
−遮断チャンバ１０が開放移動を継続したときには、第１ホイール３３４は、９０°からθ_ｍ へと回転し、第２ホイール３３６は、１８０°から３６０°へと回転する。この際、シャフト２３の向きが変わる（図６Ｄ〜図６Ｅ）。圧力差および／または真空スイッチ２０の復帰用スプリング２４８は、真空スイッチ２０を閉塞するのに必要な力をもたらす。ギヤシステム３３０によって、余剰の力が、遮断チャンバ１０に対して、もたらされる。
−回路ブレーカの閉塞時（図６Ｆ）には、復帰阻止手段３４２が第２ホイール３３６の回転を防止することにより、真空スイッチ２０は、移動することがない。

有利には、ホイールの最初の１８０°回転は、１０ｍｓという程度の時間で行われ、この時には、真空スイッチ２０は、１２〜２５ｍｍにわたって移動する。これにより、２５ｍｍという開放時には、２．５ｍ／ｓよりも大きな速度が得られる。

自明なように、駆動手段の具現に際しては、他の構成が可能であう。さらに、上記様々な実施形態を互いに組み合わせることができる。

ハイブリッド型回路ブレーカを一般的に示す図である。 本発明によるハイブリッド型回路ブレーカにおける２つのカットアウトスイッチの開閉状況を示すタイムチャートである。 本発明によるハイブリッド型回路ブレーカの一実施形態を示す図であって、開閉サイクル時における様々な状況を示している。 本発明によるハイブリッド型回路ブレーカの一実施形態を示す図であって、開閉サイクル時における様々な状況を示している。 本発明によるハイブリッド型回路ブレーカの一実施形態を示す図であって、開閉サイクル時における様々な状況を示している。 本発明によるハイブリッド型回路ブレーカの一実施形態を示す図であって、開閉サイクル時における様々な状況を示している。 本発明によるハイブリッド型回路ブレーカの一実施形態を示す図であって、開閉サイクル時における様々な状況を示している。 本発明によるハイブリッド型回路ブレーカの一実施形態を示す図であって、開閉サイクル時における様々な状況を示している。 図３の実施形態に対する代替可能な実施形態を示す図である。 図３の実施形態に対する代替可能な実施形態を示す図である。 図３の実施形態に対する代替可能な実施形態を示す図である。 図３の実施形態に対する代替可能な実施形態を示す図である。 図３の実施形態に対する代替可能な実施形態を示す図である。 本発明によるハイブリッド型回路ブレーカの他の実施形態を示す図であって、開閉サイクル時における様々な状況を示している。 本発明によるハイブリッド型回路ブレーカの他の実施形態を示す図であって、開閉サイクル時における様々な状況を示している。 本発明によるハイブリッド型回路ブレーカの他の実施形態を示す図であって、開閉サイクル時における様々な状況を示している。 本発明によるハイブリッド型回路ブレーカの他の実施形態を示す図であって、開閉サイクル時における様々な状況を示している。 本発明によるハイブリッド型回路ブレーカの他の実施形態を示す図であって、開閉サイクル時における様々な状況を示している。 本発明によるハイブリッド型回路ブレーカの他の実施形態を示す図であって、開閉サイクル時における様々な状況を示している。

符号の説明

１ ハイブリッド型回路ブレーカ
２ シース
１０ ガス遮断チャンバ（第１カットアウトスイッチ）
１１ 固定接点
１２ 第１可動接点
２０ 真空スイッチ（第２カットアウトスイッチ）
２１ 固定接点
２２ 第２可動接点
２３ シャフト
２５ 閉塞ダンパ
３０ 駆動手段
４８ 復帰用スプリング（復帰手段）
１３０ 駆動手段
１３２ 操作部材
１３６ ロッド（部材）
１４０ 傾斜部材（突出部材）
１４２ 傾斜部分
１４４ 第１アーム（動作遅延アーム、動作遅延手段）
２３０ 駆動手段
２３２ 操作部材
２３６ 端部、スライドピン（突起、部材）
２４０ 爪
２４２ 回転体、回転中心
２４４ 遅延作用アーム（動作遅延手段）
２４６ 係止手段
２４８ 圧縮スプリング（復帰手段）
２５０ 復帰手段
３３０ 駆動手段
３３２ 第１連結ロッド
３３４ 第１ホイール（ギヤ）
３３６ 第２ホイール（ギヤ）
３３８ 第２連結ロッド
３４０ 作用遅延手段
３４２ 復帰阻止手段
３４４ 動作遅延手段
ＡＡ’ 第１軸線
ＢＢ’ 第２軸線

Claims (30)

1. ハイブリッド型回路ブレーカ（１）であって、
   −第１対をなす接点（１１，１２）を備えた第１カットアウトスイッチ（１０）であるとともに、第１可動接点（１２）が、前記第１対をなす両接点（１１，１２）の閉塞位置と開放位置との間にわたって第１軸線（ＡＡ’）に沿って移動可能とされているような、第１カットアウトスイッチ（１０）と；
   −第２対をなす接点（２１，２２）を備えた第２カットアウトスイッチ（２０）であるとともに、第２可動接点（２２）が、前記第２対をなす両接点（２１，２２）の閉塞位置と開放位置との間にわたって第２軸線（ＢＢ’）に沿って移動可能とされているような、第２カットアウトスイッチ（２０）と；
   −単一コマンドによって、前記第１可動接点（１２）および前記第２可動接点（２２）を、それぞれの前記閉塞位置と前記開放位置との間にわたって駆動させる駆動手段（３０）と；
   を具備し、
   前記駆動手段が、前記回路ブレーカ（１）の開放操作時には、前記第１対をなす両接点（１１，１２）および前記第２対をなす両接点（２１，２２）を開放し、その後、前記第１対をなす両接点（１１，１２）を開放状態に維持しながら前記第２対をなす両接点（２１，２２）を再閉塞させることを特徴とする回路ブレーカ。
2. 請求項１記載の回路ブレーカにおいて、
   前記駆動手段（１３０，２３０，３３０）が、トリガーコマンドの生成時刻（ｔ_０ ）に対して前記第２対をなす両接点（２１，２２）の開放を遅延させるための動作遅延手段（１４４，２４４，３４４）を備えていることを特徴とする回路ブレーカ。
3. 請求項２記載の回路ブレーカにおいて、
   前記動作遅延手段が、前記第１対をなす両接点（１１，１２）を開放させた３ｍｓ後に前記第２対をなす両接点（２１，２２）を開放させるように構成されていることを特徴とする回路ブレーカ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の回路ブレーカにおいて、
   前記駆動手段（３０）が、さらに、前記第２対をなす両接点（２１，２２）を閉塞状態に維持しながら前記第１対をなす両接点（１１，１２）を再閉塞させるように構成されていることを特徴とする回路ブレーカ。
5. ハイブリッド型回路ブレーカ（１）であって、
   −第１対をなす接点（１１，１２）を備えた第１カットアウトスイッチ（１０）であるとともに、第１可動接点（１２）が、前記第１対をなす両接点（１１，１２）の閉塞位置と開放位置との間にわたって第１軸線（ＡＡ’）に沿って移動可能とされているような、第１カットアウトスイッチ（１０）と；
   −第２対をなす接点（２１，２２）を備えた第２カットアウトスイッチ（２０）であるとともに、第２可動接点（２２）が、前記第２対をなす両接点（２１，２２）の閉塞位置と開放位置との間にわたって第２軸線（ＢＢ’）に沿って移動可能とされているような、第２カットアウトスイッチ（２０）と；
   −単一コマンドによって、前記第１可動接点（１２）および前記第２可動接点（２２）を、それぞれの前記閉塞位置と前記開放位置との間にわたって駆動させる駆動手段（３０）と；
   を具備し、
   前記駆動手段が、前記回路ブレーカ（１）の閉塞操作時には、前記第１対をなす両接点（１１，１２）を前記開放位置から前記閉塞位置へと移動させ、その際に、前記第２対をなす両接点（２１，２２）を閉塞状態に維持し得るように構成されていることを特徴とする回路ブレーカ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の回路ブレーカにおいて、
   前記第１カットアウトスイッチ（１０）が、ガス遮断チャンバとされていることを特徴とする回路ブレーカ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の回路ブレーカにおいて、
   前記第２カットアウトスイッチ（２０）が、真空スイッチとされていることを特徴とする回路ブレーカ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の回路ブレーカにおいて、
   前記第１軸線（ＡＡ’）と前記第２軸線（ＢＢ’）とが、実質的に互いに垂直なものとされていることを特徴とする回路ブレーカ。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の回路ブレーカにおいて、
   内部に、前記第１カットアウトスイッチ（１０）と前記第２カットアウトスイッチ（２０）と前記駆動手段（３０）とを収容する少なくとも１つのシース（２）を具備していることを特徴とする回路ブレーカ。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の回路ブレーカにおいて、
    前記第２対をなす両接点（２１，２２）を閉塞する向きに付勢する復帰手段（４８，２４８）を具備していることを特徴とする回路ブレーカ。
11. 請求項１０記載の回路ブレーカにおいて、
    前記復帰手段が、前記駆動手段（３０，１３０，２３０，３３０）とは独立なものとされた機械的スプリング（４８，２４８）を備えていることを特徴とする回路ブレーカ。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の回路ブレーカにおいて、
    前記駆動手段（１３０，２３０）が、前記第１可動接点（１２）に対して固定された操作部材（１３２，２３２）と、前記第２可動接点（２２）に対して連結された部材（１３６，２３６）と、を備え、
    前記部材（１３６，２３６）が、前記操作部材（１３２，２３２）を前記第１軸線（ＡＡ’）に沿って移動可能としつつ前記操作部材（１３２，２３２）に対して係合していることを特徴とする回路ブレーカ。
13. 請求項１２記載の回路ブレーカにおいて、
    前記第２可動接点（２２）に対して連結された前記部材が、前記第２可動接点（２２）に対して連結されたシャフト（２３）上に形成された突起（２３６）を備え、
    この突起（２３６）が、前記第２軸線（ＢＢ’）の方向に延在しているとともに、前記操作部材（２３２）内においてスライド可能とされていることを特徴とする回路ブレーカ。
14. 請求項１３記載の回路ブレーカにおいて、
    爪（２４０）を形成する機構を具備し、
    この機構が、スライド可能とされた前記突起（２３６）に対して係合可能とされていることを特徴とする回路ブレーカ。
15. 請求項１４記載の回路ブレーカにおいて、
    前記爪（２４０）を形成する前記機構が、前記操作部材（２３２）に対しての連結ポイントをなす回転体（２４２）回りに回転可能とされ、
    前記回転体（２４２）には、係止手段（２４６）が設けられていることを特徴とする回路ブレーカ。
16. 請求項１４または１５記載の回路ブレーカにおいて、
    前記爪（２４０）を形成する前記機構が、遅延作用アーム（２４４）を備え、
    この遅延作用アーム（２４４）が、休止状態においては、前記操作部材（２３２）の移動方向に対してすなわち前記第１軸線（ＡＡ’）の方向に対して、平行とされていることを特徴とする回路ブレーカ。
17. 請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の回路ブレーカにおいて、
    前記爪（２４０）を形成する前記機構が、復帰手段（２５０）を備えていることを特徴とする回路ブレーカ。
18. 請求項１２記載の回路ブレーカにおいて、
    前記第２可動接点（２２）に対して連結された前記部材が、ロッド（１３６）を備え、
    このロッド（１３６）が、前記第２軸線（ＢＢ’）に沿ってスライド可能に取り付けられた部材（１３８，１５４）を支持していることを特徴とする回路ブレーカ。
19. 請求項１８記載の回路ブレーカにおいて、
    前記ロッド（１３６）が、スライド可能に取り付けられた前記部材（１３８，１５４）を復帰させるための手段（１５２）を備えていることを特徴とする回路ブレーカ。
20. 請求項１８または１９記載の回路ブレーカにおいて、
    前記操作部材（１３２）が、突出部材（１４０）を備え、
    この突出部材（１４０）が、スライド可能に取り付けられた前記部材（１３８，１５４）に対して係合可能とされていることを特徴とする回路ブレーカ。
21. 請求項２０記載の回路ブレーカにおいて、
    前記突出部材（１４０）が、前記第１可動接点（１２）の移動方向に対してすなわち前記第１軸線（ＡＡ’）に対して傾斜した傾斜部分（１４２）を備えていることを特徴とする回路ブレーカ。
22. 請求項２０または２１記載の回路ブレーカにおいて、
    前記突出部材（１４０）が、動作遅延アーム（１４４）を備えていることを特徴とする回路ブレーカ。
23. 請求項１２〜２２のいずれか１項に記載の回路ブレーカにおいて、
    さらに、前記第２カットアウトスイッチ（２０）のための閉塞ダンパ（２５）を具備していることを特徴とする回路ブレーカ。
24. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の回路ブレーカにおいて、
    前記駆動手段（３３０）が、ギヤ（３３４，３３６）を備えていることを特徴とする回路ブレーカ。
25. 請求項２４記載の回路ブレーカにおいて、
    前記ギヤが、第１連結ロッド（３３２）を介して前記第１可動接点（１２）に対して連結された第１ホイール（３３４）を備え、
    前記第１可動接点（１２）が前記第１軸線（ＡＡ’）の延在方向に駆動されることによって、前記第１ホイール（３３４）が回転駆動されるようになっていることを特徴とする回路ブレーカ。
26. 請求項２５記載の回路ブレーカにおいて、
    前記第１可動接点（１２）が完全に移動し終わったときには、前記第１ホイール（３３４）が、６０°だけ回転するものとされていることを特徴とする回路ブレーカ。
27. 請求項２４〜２６のいずれか１項に記載の回路ブレーカにおいて、
    前記ギヤが、第２連結ロッド（３３８）を介して前記第２可動接点（２２）に対して連結された第２ホイール（３３６）を備えていることを特徴とする回路ブレーカ。
28. 請求項２７記載の回路ブレーカにおいて、
    前記第１可動接点（１２）が完全に移動し終わったときには、前記第２ホイール（３３６）が、３６０°だけ回転するものとされていることを特徴とする回路ブレーカ。
29. 請求項２７または２８記載の回路ブレーカにおいて、
    前記第２連結ロッド（３３８）と前記第２ホイール（３３６）との一方または双方が、作用遅延手段（３４０）を備えていることを特徴とする回路ブレーカ。
30. 請求項２７〜２９のいずれか１項に記載の回路ブレーカにおいて、
    前記ギヤが、復帰阻止手段（３４２）を備え、これにより、前記第２ホイール（３３６）が、一方向にしか回転し得ないものとされていることを特徴とする回路ブレーカ。

Images