JP2006222081A - 断路スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】大電流通電に耐える三相非分離断路スイッチを提供する。
【解決手段】フィンガの各々は、第１の隆起表面部分と第２の隆起表面部分とを有する内側表面を含む。第１の隆起表面部分は、第１の平坦表面区域部分１０６を有する。この平坦表面区域部分は、スイッチブレードの第２の末端部分又は実際には取外し可能なフィンガ末端部分６０のヘッド部分７２に接触するようになっている。フィンガの第２の隆起表面部分は、第２の端子の第２のブレード状コネクタ部分２８と係合するようになった第２の平坦表面区域部分１０８を有する。隆起表面部分及びそれぞれの平坦化表面１０６及び１０８は、フィンガとブレード部材５０との間の及びフィンガと第２の電気端子の第２のブレード状コネクタ部分２８との間の表面接触面積を増大させる。このことは、スイッチの定格電流を高めかつ短絡に耐える能力を改善する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ブレードとフィンガとを備えた断路スイッチに関し、具体的には、三相非分割大電流用途で使用するのに適したスイッチに関する。

三相非分割断路スイッチは、送電線網に給電するための発電機室において使用されている。これらのスイッチは、８０ｋＡオーダの短絡試験に耐えることができなくてはならない。

三相非分割用途で使用される１つのタイプの断路スイッチは、その断路スイッチの第１及び第２の電気端子間の距離にわたって延びる１対の間隔を置いて配置された細長いブレード部材を含む。一般的に、これらの間隔を置いて配置されたブレードは、ブレード間にスペーサを含む。ブレードの一端部は、端子の１つにピボット動自在に取付けられ、ブレードの他端部は、第２の電気端子とワイピング接触するようになるブレードの内側縁部を有する。このスイッチにおいては、３本ものボルトがブレードを貫通しており、第２の電気端子を備えたブレードのバネ荷重圧縮力を制御するようにこれらのボルト上にバネ及びナットが取付けられる。このバネスイッチ構成により、第２の電気端子における接続を断続させるための信頼性があるスイッチを得ることができるが、このバネスイッチは、三相非分割用途における８０ｋＡの短絡に対して良好に対応しない。短絡時に、三相のバネスイッチブレードは、互いに引き付けられて隣接相のブレードが互いに引き寄せられるようになり、ブレードの少なくとも１つが第２の電気端子から引き離されることになる。その結果、アークが生じて、このブレードが第２の端子に溶着する。

三相非分割断路スイッチの別の公知の構造は、ボルト止めスイッチである。このボルト止めスイッチは一般的に、各相に対して２つのスイッチブレードを有し、これらのスイッチブレードは、第２の電気端子の溝内に受けられるボルトを支持している。ボルト止めスイッチは、８０ｋＡの短絡状態に耐えることができるが、このスイッチは、製造コストが比較的高く、また時間の経過につれて第２の電気端子との接続を断続する上での信頼性が低下する傾向がある。

本発明は、第１の電気端子と、第１の電気端子から間隔を置いて配置された第２の電気端子と、両端子を橋絡するための細長い導電性スイッチブレードとを含むスイッチに関する。スイッチブレードは、開位置と閉位置との間で該スイッチブレードを移動させるように第１の電気端子に対してピボット動自在に結合された第１の末端部分を含む。スイッチブレードは、該スイッチブレードが閉位置にある時に第２の電気端子に隣接して位置する第２の末端部分を含む。複数の細長いフィンガが、バネ荷重をかけることによってスイッチブレードの第２の末端部分に固定される。複数の細長いフィンガは、スイッチブレードの第２の末端部分の両側面に沿って互いに隣接して配置されて該スイッチブレードの第２の末端部分から延びかつ該スイッチブレードを閉位置に移動させた時に第２の電気端子とワイピング電気接触するようになるオープンジョー構造体を形成する。

１つの実施形態では、フィンガの各々は、第１及び第２の間隔を置いて配置された隆起部分を備えた内側表面を含む。第１の隆起部分は、スイッチブレードの第２の末端部分と接触するようになった第１の平坦表面区域部分を含み、また第２の隆起部分は、スイッチブレードが閉位置にある時に第２の電気端子と接触するようになった第２の平坦表面区域部分を含む。フィンガの各々上のこれらの平坦部分は、フィンガとスイッチブレードとの間の及びフィンガと第２の端子コネクタとの間の接触表面積を増大させ、それによってスイッチの短絡定格を改善する。

１つの実施形態では、スイッチブレードは、単一ブレードである。別の実施形態では、スイッチブレードは、１対の間隔を置いて配置された同延の細長いブレード部材を含む。好ましい実施形態におけるブレード部材は、互いに平行に延びる。

１つの実施形態では、第１のブレード状コネクタ部分を備えた第１の電気端子と、第１の電気端子から間隔を置いて配置された、第２のブレード状コネクタ部分を備えた第２の電気端子とを含むスイッチを提供する。本スイッチはさらに、両端子を橋絡するための細長い導電性スイッチブレードを含む。スイッチブレードは、１対の間隔を置いて配置された同延の細長いブレード部材と、第１の末端部分と、第２の末端部分とを含む。ブレード部材は、開位置と閉位置との間でスイッチブレードを移動させるように該スイッチブレードの第１の末端部分において第１の電気端子接続部の第１のブレード状コネクタ部分の両側面にピボット動自在に固定される。スイッチブレードの第２の末端部分は、閉位置にある時に第２の電気端子に隣接して位置する。スイッチブレードの第２の末端部分は、細長いブレード部材間に配置されかつ該ブレード部材に対して取外し可能に固定されたネック部分を備えた取外し可能なフィンガ末端部分を含む。フィンガ末端部分はさらに、ヘッド部分を含む。本スイッチはさらに、バネ荷重をかけることによってヘッド部分に固定された複数の細長いフィンガを含む。複数の細長いフィンガは、その各々がヘッド部分の両側面に沿って延びた状態の２つのフィンガ列を形成するように互いに隣接して配置されて、ヘッド部分から延びかつスイッチブレードを閉位置に移動させた時に第２の電気端子の第２のブレード状コネクタ部分とワイピング電気接触するようになるオープンジョー構造体を形成する。

取外し可能なフィンガ末端部分を利用することによって、ブレード部材間にフィンガ末端部分を組立てるのに先立って、フィンガ末端部分上にフィンガを組立てることが可能になり、その結果組立てが一層容易になる。また、フィンガの１つ又はそれ以上がフィンガ末端部分のヘッド部分に溶着した場合に、ブレード部材を交換する必要なしに、フィンガ末端部分全体を交換することができる。

本発明の性質及び目的をより良く理解するために、実施例として以下の概略図面を参照することができる。

図１を参照すると、ここには、三相非分割断路スイッチ１０を示す。この三相非分割断路スイッチ１０は、相Ａ、Ｂ及びＣにわたって電力を遮断するための３つのスイッチ１２を含む。一般的に、三相とは、互いに１２０°位相のずれた交流電流を指している。

スイッチ１２の各々は、図１及び図２に開位置において示した細長い導電性スイッチブレード１４を含む。スイッチ１２の各々はさらに、第１の電気端子１６を含み、この第１の電気端子１６に対して、スイッチブレード１４の第１の末端部分１８が、ボルト・ナットファスナ２０とブレード１４の第１の末端部分１８の両側面を押圧する１対の皿バネワッシャ２２とによってピボット動自在に結合される。第１の電気端子１６は、ブレード状コネクタ部分２３を有し、このブレード状コネクタ部分２３に対して、ブレード１４がボルト・ナットファスナ２０によってピボット動自在に結合される。

スイッチブレード１４は、該スイッチブレード１４が図３に示すような閉位置にある時に第１の電気端子１６を第２の電気端子２６に橋絡するようになった第２の末端部分２４を有する。第２の電気端子２６は、第２のブレード状コネクタ部分２８を含み、閉位置にある時に、この第２のブレード状コネクタ部分２８に対してスイッチ１２のジョー３０がワイピング電気接触するようになる。端子１６及び２６の各々は、絶縁体３２を介して三相非分割断路スイッチ１０の基台フレーム３４に取付けられる。

ブレード１４の各々の動きは、絶縁リンケージ３６によって制御される。このリンケージ３６は、スイッチブレード１４の第１の末端部分１８と第２の末端部分２４との中間又はそれらの間で該スイッチブレード１４にピボット動自在に結合された第１の末端部分３８を有する。リンケージ３６は、リンクアーム４２に対してピボット動自在に結合された第２の末端部分４０を有し、リンクアーム４２は、次に細長いシャフト４４によって回転するように結合される。シャフト４４は、モータ（図示せず）に結合される端部４６を有し、モータは、シャフト４４を回転させ、それによってアーム及びリンケージ４２及び３６を回転及び移動させて、各スイッチ１２のスイッチブレード１４が図２に示す開位置と図３に示す閉位置との間で一斉に動くようにすることができる。

図２〜図４を参照すると、図示した実施形態における細長い導電性スイッチブレード１４は、互いに平行に延びる１対の間隔を置いて配置された細長いブレード部材５０を含む。ブレード部材５０の各々は、第１の末端部分１８において第１の電気端子１６のブレードコネクタ部分２３の両側面に固定される。この電気的及び機械的接続は、ワッシャ２２と共にボルト・ナットファスナ２０によって維持される。ファスナ２０は、ブレード部材５０及びブレード状コネクタ部分２３を貫通するボルト５２を含む。ナット５４は、ボルト５２の一端部に螺着され、皿バネワッシャ２２は、ブレード状コネクタ部分２３と良好な電気接触になるようにブレード部材５０を押圧する。ブレード状コネクタ部分２３はさらに、ブレード部材５０の各々間に所定の間隔を維持する働きをする。

スイッチブレード１４の第２の末端部分２４は、図５にも示している取外し可能なフィンガ末端部分６０を含む。取外し可能なフィンガ末端部分６０は、間隔を置いて配置された細長いブレード部材５０間に配置されかつ該ブレード部材５０に対して取外し可能に固定されたネック部分６２を有する。ネック部分６２は、ボルト６４、ワッシャ６６及びナット６８によって取外し可能に固定される。ボルト６４は、ブレード部材５０とネック部分６２内の孔７０とを貫通する。取外し可能なフィンガ末端部分６０のネック部分６２はまた、ブレード部材５０間の間隔を維持する働きをする。図３に示す実施形態では、ネック部分６２の幅は、第１の電気端子１６の第１のブレード状コネクタ部分２３の幅と一致し、また端子２６のブレード状コネクタ部分２８の幅と一致している。その結果、同延のブレード部材５０は、互いに平行に延びる。

フィンガ末端部分６０はさらに、ヘッド部分７２を含み、このヘッド部分７２に対して複数の細長いフィンガ８０がバネ荷重をかけることによって固定される。複数の細長いフィンガ８０は、列８１及び列８３の形態で互いに隣接して配置される（図２参照）。列８１及び列８３は、ヘッド部分７２の両側面に沿って延びる。図２において最も良く分かるように、６つのフィンガ８０が、互いに接触した関係で互いに隣接してヘッド部分７２の各側面上に列８１、８３の形態で取付けられて、オープンジョー構造体３０を形成する。６つのフィンガを示しているが、あらゆる適当な数のフィンガを使用することができることを理解されたい。対向するフィンガ８０aの各組は、フィンガ８０内の孔８４（図４）を貫通するボルト９０を使用することによって取付けられ、またボルト端部９４に螺着させたナット９２によって固定される。ナット９２は、圧縮バネ９６を押圧し、圧縮バネ９６が、第２の電気端子２６の第２のブレード状コネクタ部分２８に対する各フィンガの組の対向するフィンガの押圧力を制御する働きをする。

ナット６８及びボルト６４を取外すことによって取外し可能なフィンガ末端部分６０を使用することにより、ブレード部材５０間にフィンガ末端部分６０を組立てるのに先立って、フィンガ末端部分６０上にフィンガ８０を組立てることが可能になる。さらに、これらのフィンガ８０の１つ又はそれ以上がフィンガ末端部分６０に溶着した場合に、ブレード部材５０を交換する必要なしに、フィンガ末端部分６０を取外しかつ容易に交換することができる。

本発明の別の態様により、フィンガ８０の形状を図６に示す。フィンガ８０の各々は、第１の隆起表面部分１０２と第２の隆起表面部分１０４とを有する内側表面１００を含む。第１の隆起表面部分１０２は、第１の平坦表面区域部分１０６を有する。この平坦表面区域部分１０６は、スイッチブレード１４の第２の末端部分２４又は実際には取外し可能なフィンガ末端部分６０のヘッド部分７２に接触するようになっている。フィンガ８０の第２の隆起表面部分１０４は、第２の端子２６の第２のブレード状コネクタ部分２８と係合するようになった第２の平坦表面区域部分１０８を有する。隆起表面部分１０２及び１０４のそれぞれの平坦化表面１０６及び１０８は、フィンガ８０とブレード部材５０との間の及びフィンガ８０と第２の電気端子２６の第２のブレード状コネクタ部分２８との間の表面接触面積を増大させる。このことは、スイッチ１２の定格電流を高めかつスイッチ１２の短絡に耐える能力を改善する。

図２及び図５を参照すると、スイッチはさらに、スイッチブレード１４の第２の末端部分２４の各側面上に、或いはそれに代えてフィンガ末端部分６０のヘッド部分７２と呼ばれるものの各側面上に取付けられた１対のステンレス鋼ブロック１１０を含む。これらのブロック１１０は、取外し可能なフィンガ末端部分６０のヘッド部分７２内の孔１２４を貫通するそれぞれ２つのボルト及びナット１２０、１２２によって所定の位置に保持される。２つのボルト及びナット１２０、１２２を使用することにより、ブロック１１０が回転するのを防止する。ブロック１１０は、フィンガ８０の列の両端部と並置した状態で設置されて、フィンガ８０が取外し可能なフィンガ末端部分６０に対して変位するのを防止する。

図示した実施形態では、第１及び第２の電気端子、スイッチブレード部材５０及びフィンガ８０は、銀メッキした銅で作られる。当技術分野において公知の別の材料を使用することもできることを理解されたい。

様々な特定実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明が、開示した発明の技術思想及び技術的範囲内の変更で実施することができることは、当業者には明らかであろう。

本発明の三相非分割断路スイッチの斜視図。 本発明の断路スイッチの相の１つの拡大斜視図。 図２に示すスイッチの平面図。 第２の電気端子に対する本発明のスイッチブレードのワイピング接続を示す詳細平面図。 本発明のスイッチブレードのブレード部材に対して取外し可能に固定されたフィンガ末端部分の側面図。 本発明のスイッチ内で利用するフィンガの１つの形状を示す側面図。

符号の説明

１０ 三相非分離断路スイッチ
１２ スイッチ
１４ スイッチブレード
１６ 第１の電気端子
１８ 第１の末端部分
２０ ボルト・ナットファスナ
２２ 皿バネワッシャ
２３ コネクタ部分
２４ 第２の末端部分
２６ 第２の電気端子
２８ 第２のコネクタ部分
３０ ジョー構造体
３２ 絶縁体
３４ 基台フレーム
３６ リンケージ
４２ 連結アーム
４４ シャフト

Claims (10)

1. 第１の電気端子と、
   前記第１の電気端子から間隔を置いて配置された第２の電気端子と、
   前記両端子を橋絡するための細長い導電性スイッチブレードであって、開位置と閉位置との間で該スイッチブレードを移動させるように前記第１の電気端子に対してピボット動自在に結合された第１の末端部分と、該スイッチブレードが閉位置にある時に、前記第２の電気端子に隣接して位置する第２の末端部分とを含むスイッチブレードと、
   バネ荷重をかけることによって前記スイッチブレードの第２の末端部分に固定された複数の細長いフィンガであって、前記スイッチブレードの第２の末端部分の両側面に沿って互いに隣接して配置されて該スイッチブレードの第２の末端部分から延びかつ前記スイッチブレードを閉位置に移動させた時に前記第２の電気端子とワイピング電気接触するようになるオープンジョー構造体を形成する複数の細長いフィンガと、を含み、
   前記フィンガの各々が、第１及び第２の間隔を置いて配置された、隆起部分を備えた内側表面を含み、前記第１の隆起部分が、前記スイッチブレードの第２の末端部分と接触するようになった第１の平坦表面区域部分を有し、また前記第２の隆起部分が、前記スイッチブレードが閉位置にある時に前記第２の電気端子と接触するようになった第２の平坦表面区域部分を有する、
   スイッチ。
2. 前記スイッチブレードが、１対の間隔を置いて配置された同延の細長いブレード部材を含み、
   前記第１の電気端子が、前記スイッチブレードの第１の末端部分においてその両側面上に前記ブレード部材がピボット動自在に取付けられたブレード状コネクタ末端部分を含み、
   前記スイッチブレードの第２の末端部分が、取外し可能なフィンガ末端部分を含み、前記フィンガ末端部分が、前記ブレード部材間に配置されかつ該ブレード部材に対して取外し可能に固定されたネック部分と、バネ荷重をかけることによってそれに対して前記細長いフィンガが取付けられたヘッド部分とを含む、
   請求項１記載のスイッチ。
3. 前記フィンガが、対向するフィンガの組を含み、前記フィンガの各々が、各対向するフィンガの組及び前記第２の末端部分を貫通するボルトと、前記組のフィンガの１つを越えて延びるボルト末端部分上に配置された圧縮バネと、前記対向するフィンガの組のバネ荷重を制御するように前記ボルト末端部分に螺着されたナットとによって前記第２の末端部分に取付けられている、請求項１記載のスイッチ。
4. 前記フィンガが、対向するフィンガの組を含み、前記フィンガの各々が、各対向するフィンガの組及び前記ヘッド部分を貫通するボルトと、前記組のフィンガの１つを越えて延びるボルト末端部分上に配置された圧縮バネと、前記対向するフィンガの組のバネ荷重を制御するように前記ボルト末端部分に螺着されたナットとによって前記ヘッド部分に取付けられている、請求項２記載のスイッチ。
5. 前記スイッチを開及び閉位置間で移動させるように前記第１及び第２の末端部分間で前記スイッチブレードに対してピボット動自在に結合された絶縁リンケージをさらに含み、前記第１及び第２の電気端子が、それぞれ第１及び第２の絶縁体上に取付けられている、請求項１記載のスイッチ。
6. 前記第２の末端部分の両側面上でかつ前記フィンガの対向する端部において該第２の末端部分に固定されて、前記スイッチブレードの第２の末端部分に対する前記フィンガの回転を防止するブロック部材をさらに含む、請求項１記載のスイッチ。
7. 第１のブレード状コネクタ部分を含む第１の電気端子と、
   第２のブレード状コネクタ部分を含みかつ前記第１の電気端子から間隔を置いて配置された第２の電気端子と、
   前記両端子を橋絡するための細長い導電性スイッチブレードであって、１対の間隔を置いて配置された同延の細長いブレード部材と第１の末端部分及び第２の末端部分とを含み、前記ブレード部材が、開位置と閉位置との間で該スイッチブレードを移動させるように該スイッチブレードの第１の末端部分において前記第１の電気端子接続部の第１のブレード状コネクタ部分の両側面にピボット動自在に固定され、該スイッチブレードの第２の末端部分が、閉位置において前記第２の電気端子に隣接して位置し、また該スイッチブレードの第２の末端部分が、前記細長いブレード部材間に配置されかつ該ブレード部材に対して取外し可能に固定されたネック部分とヘッド部分とを備えた取外し可能なフィンガ末端部分を含むスイッチブレードと、
   バネ荷重をかけることによって前記ヘッド部分に固定された複数の細長いフィンガであって、その各々が前記ヘッド部分の両側面に沿って延びた状態の２つのフィンガ列を形成するように互いに隣接して配置されて前記ヘッド部分から延びかつ前記スイッチブレードを閉位置に移動させた時に前記第２の電気端子の第２のブレード状コネクタ部分とワイピング電気接触するようになるオープンジョー構造体を形成する複数の細長いフィンガと、
   を含むスイッチ。
8. 前記第２の末端部分の両側面上でかつ前記フィンガの対向する端部において該第２の末端部分に固定されて、前記スイッチブレードの第２の末端部分に対する前記フィンガの回転を防止するブロック部材をさらに含む、請求項７記載のスイッチ。
9. 前記フィンガが、対向するフィンガの組を含み、前記フィンガの各々が、各組の各対向するフィンガの組及び前記ヘッド部分を貫通するボルトと、各組のフィンガの１つを越えて延びるボルト末端部分上に配置された圧縮バネと、前記対向するフィンガの組のバネ荷重を制御するように前記ボルト末端部分に螺着されたナットとによって前記ヘッド部分に取付けられている、請求項８記載のスイッチ。
10. 前記スイッチを開及び閉位置間で移動させるように前記第１及び第２の末端部分間で前記スイッチブレードに対してピボット動自在に結合された絶縁リンケージをさらに含み、前記第１及び第２の電気端子が、それぞれ第１及び第２の絶縁体上に取付けられている、請求項９記載のスイッチ。

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