JP2007501993A - 3つのスイッチ位置を有する接地スイッチ - Google Patents

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Abstract

本発明は、高電圧又は中電圧用電気的スイッチ、特に、3つのスイッチ位置及び接地位置を有するスイッチの形態で実施されるGIS型ブレーカに関し、本スイッチは、誘電絶縁ガスを充填できる密に閉鎖されたケーシング(1)と、スイッチ素子(7)とを備え、このスイッチ素子が軸に沿って方向(D)に可動であることにより、互いに離間する2つの導体バー(4、5)が電気的に接続され、スイッチが接地されている時、前記スイッチ素子(7)によって導体バーの一方と電気的に接続可能な固定の接地端子(6)を備えている。固定の接地端子(6)は、スイッチ素子(7)の軸に沿った移動方向に対してずれた位置にあり、スイッチ素子は、スイッチ素子を前記軸方向に沿って移動させることによって接点フィンガーと固定の接地端子が互いに挿入可能となるように、接点フィンガー(8)とY字を形成する。

Description

技術分野
本発明は、3つのスイッチ位置と接地位置を有する、高電圧又は中電圧用の電気的スイッチ若しくは絶縁スイッチに関する。そのようなスイッチは、誘電絶縁ガスを充填できる閉鎖且つ封止された筐体を備え、この筐体が、軸方向に自由に移動可能であることにより互いに離間する2つの導体バーを電気的に接続するスイッチ素子を収容しており、またこのスイッチは、スイッチが接地位置にある時、スイッチ素子を介して2つの導体バーの1方に電気的に接続する固定の接地接点をさらに含む。
このようなSF6 GIS(ガス絶縁スイッチ)型の接地スイッチは公知であり、例えば欧州特許第1128509号明細書に開示されている。この絶縁スイッチでは、同軸上に位置する2つの導体バーに固定された2つの固定ブレーク接点と、固定の接地接点とが、前記軸方向に沿って重なっている。この公知の構成は、大型で、製作が複雑で、且つ高価であるという欠点を持つ。
欧州特許第824264号明細書は、上記の欧州特許第1128509号明細書に開示のものに類似のGIS型絶縁スイッチを開示しているが、固定のブレーク接点は、互いにほぼ垂直に配置された2つの導体バーに設けられている。この公知の構成では、スイッチ素子は、2つの導体バーに対して傾斜した軸方向に沿って移動するため、複雑であり、製造コストも高い。
米国特許第5134542号明細書に開示の、3つのスイッチ位置を有するGISガス絶縁型の絶縁スイッチは、各相に対して2つのスイッチ素子を備えている。一方のスイッチ素子は、2つの導体バーのうちの1つにそれぞれ固定されている2つの固定ブレーク接点を接続し、他方のスイッチ素子は、2つの固定のブレーク接点のうち一方を固定の接地接点に接続するように設計されている。この構成も、製作が複雑で高価であるという欠点を持つ。
本発明の課題は、高電圧及び中電圧用の電気的スイッチ、特に、前述のような、3つのスイッチ位置及び接地位置を有するGIS型の絶縁スイッチであって、製作が簡単で、経済性に優れ、導体バーが互いにほぼ一列になっているか又はその中心線がほぼ同じ平面にあって、例えば互いに90°の角度をなしている構成としてはあまり大きくないものを提供することである。
よって、本発明の課題は、冒頭に定義した電気的スイッチであって、固定の接地接点が、前記軸方向に沿ったスイッチ素子の経路からずれていること、スイッチ素子が接点ピンとY字を形成することにより、スイッチ素子を前記軸方向に沿って移動させると接点ピンと固定の接地接点とが互いに嵌入することを特徴とする電気的スイッチである。さらに、2つの導体バーの一方の第1の固定ブレーク接点と、第2の導体バーの第2の固定ブレーク接点とは、導電スイッチ素子の軸方向にスライドする部分と同じ軸方向に配置されている。
本発明による電気的スイッチは、さらに以下の特徴を有し得る。
− スイッチ素子のスライド部分が、2つの導体バーの一方の内部で前記軸方向に沿ってスライドするロッドであり、このロッドと接点ピンがY字を形成する。
− スイッチ素子のロッドが、他方の導体バーに固定されている中空の固定ブレーク接点に嵌入する。
− スイッチ素子のスライド部分が、2つの導体バーの一方の上を前記軸方向に沿ってスライドするスリーブであり、このスリーブと接点ピンがY字を形成する。
− スイッチ素子のスリーブが、他方の導体バーに固定されているキノコ形状の固定ブレーク接点に係合する。
− 固定の接地接点が、電気的接点ピンの形態の中空の接点であり、この中空の接点ピンに、可動スイッチ素子の接点ピンが嵌入する。
− 固定の接地接点がロッドであり、可動スイッチ素子の接点ピンが、その中に固定の接地接点が嵌入するチューリップ形状の中空の端部を有する。
− 筐体内に回転レバー及び関節リンク機構を備えたシステムが設けられ、このシステムにより、前記軸方向に沿って可動のスイッチ素子が動く。
− 固定の接地接点が、筐体を閉鎖する絶縁材料からなる支持プレート内に部分的に埋設されている。
最後の特徴によれば、絶縁材料からなるプレートを、導体バーの支持体及び/又は筐体内部の隔壁として使用することができる。固定の接地接点を支持プレート内に部分的に埋設できるこの特別な特徴は、本発明による電気的スイッチの小型化という観点から特に有利であるが、この特徴は別の用途にも適用できる。特に、この特徴は、スイッチ素子が回転するGIS型のスイッチに同じ利点を得るために適用することができる。また、スイッチ素子の実施形態に関係なく、接地位置を有する他の種類の電気的スイッチにも適用可能である。
本発明による電気的スイッチの例示的実施形態を以下に説明し、図面に例示する。
図1に、本発明による高電圧又は中電圧用の電気的スイッチの極めて概略的な断面図を示す。この実施例において、この電気的スイッチは、3つのスイッチ位置及び接地位置を有するGIS型の絶縁スイッチである。
図1は、絶縁スイッチの筐体1、一般的には開口部A、B、Cを有する円筒形状の金属製筐体であって、これらの開口部A、B、Cは、開口部A、B、Cを通って筐体1内に進入している電気的導体バーの支持体として機能する2、3のような電気的絶縁プレートによって閉鎖される。この筐体1は密封されており、誘電絶縁ガス、例えばSF6を数バールの圧力で充填できる。
図1から明らかなように、電気的導体バー4、5は、2つの支持プレート2、3をそれぞれ貫通しており、本実施例の場合、2つの導体バー4、5は、90°で、つまり互いに垂直に、且つ間に所定の誘電絶縁距離に等しい空間を置いて筐体1内に組み込まれている。これらの2つの導体バー4、5は絶縁スイッチの1つの相を形成しており、本発明が、高電圧又は中電圧の、単相又は多相の絶縁スイッチの各相に適用可能であることが分かる。
図1に示す実施例では、絶縁スイッチは、導体バー5を介して開口部Bの、筐体1と同じ側の遮蔽されたバスバーアセンブリに接続されていてよく、バー4を介して開口部Aの、筐体1と同じ側の遮蔽された回路ブレーカに接続されていてよい。
図1に極めて概略的に示すように、絶縁スイッチは、支持プレート2の近傍に配置され、且つ金属製の筐体1を介して電気的に接地された、導体バー4、5からなる相の固定の接地接点6を備えている。さらに、絶縁スイッチはスイッチ素子7を有しており、このスイッチ素子7は、軸方向Dに沿って自由に移動し、第1のスイッチ位置又は閉鎖位置(図1に示す)にある時に2つの導体バー4、5を接続し、接地位置にある時に固定の接地接点6に導体バー4を接続する。絶縁スイッチの第3の位置は開放位置であって、この位置では、2つの導体バー4、5が、所定の誘電絶縁距離を間に置いて配置されており、バー4は接地されていない。
本発明によれば、固定の接地接点6は、筐体1内の、軸方向Dに沿ったスイッチ素子の通路からずれた位置に配置され、且つスイッチ素子7が電気的導体接点ピン8と共にY字を形成することにより、スイッチ素子7が軸方向Dに沿って移動すると導体バー4は接地される。本実施例では、スイッチ素子7は、図1の上方向に向かって、固定の接地接点6と接点ピン8が互いに嵌入するまで移動する。
図1に示す実施例では、スイッチ素子7は、導体バー4の内部を方向Dに沿って軸方向に延びる導体ロッド9を備えている。このために、導体バー4は軸方向の穴を有しており、この穴に沿ってロッド9が長手方向スリット10によってスライドし、スリット10内で接点ピン8がスライドしてロッド9とY字を形成する。この構成では、導体バー4と可動のスイッチ素子7のロッド9との間の電気的接続は、接点ストリップを有し、且つ導体バー4の穴の底部に配置された、線形スライド接点型の第1の固定スイッチ接点11によって形成される。導体バー5と可動スイッチ素子7のロッド9との間の電気的接続は、導体バー5に固定された第2固定ブレーク接点12を介して形成され、本実施例において、この第2固定ブレーク接点は、中にロッド7が挿入される接点ストリップが装着される中空の接点である。2つの固定ブレーク接点は、軸方向Dに沿って一列になっている。
図1は、内部にロッド形状の接点ピン8が係合する弾性の接点ピンの形態の、中空の接点の形態の固定接地接点6を示す。固定接地接点6が、接点ピン8の中空のチューリップ形状の端部に嵌入するロッド形状の接点であってよいことは明らかである。
図1には、回転レバー及び関節リンク機構を備えた制御システムが参照番号13で示されている。このシステムは、スイッチ素子7を方向Dに沿って動かすために、筐体1内に配置されている。
図2に、図1に示すものに類似の、本発明による絶縁スイッチのためのスイッチ素子7の別の例示的実施形態を示す。本実施形態によるスイッチ素子7は、導体バー4上でスライドする導体スリーブ9’を備え、スリーブ9’内に配置された線形スライド接点型の第1固定ブレーク接点11によってスリーブ9’に電気的に接続される。スリーブ9’は、接点ピン8とY字を形成する。導体バー5上に固定されている第2の固定ブレーク接点12’はキノコ形状であって、絶縁スイッチが閉鎖位置にある時には、この接点12’上でチューリップ形状の端部9’が閉じている。
図1と同様に、回転レバー及び関節リンク機構13を備えたシステムは、方向Dに沿うスイッチ素子7の移動を制御している。
本発明は、接地スイッチのスイッチ素子によって接続され得る単相のバーが、互いにほぼ一直線に配置されている絶縁スイッチにも十分に適用可能である。図1及び2に示した装置を変更し、直列のバスバー構造を有する、機能的に同じ複数の接地スイッチを得ることが十分に可能である。例えば図1に示す装置の上記のバスバーセグメント5の長さを半分へと顕著に縮小し、このセグメント及びその支持プレート3を90°を回転させて、バー4の線に沿ってバーを配置することが可能である。このとき、筐体1中に、支持プレート3によって閉鎖される開口部が開口部Aに対向して形成されることが明らかである。この場合、第2の固定ブレーク接点12は、第1の固定ブレーク接点11と対向するバー5の端部に固定されなければならない。
本発明の特に重要な特徴によれば、固定の接地接点は、図3の固定の接地接点6’によって示すように、支持プレート2内に部分的に埋められていてもよい。これにより、絶縁スイッチの寸法がさらに縮小される。図3に示した実施例では、固定の接地接点6’は、軸方向Dに沿って支持プレート2を貫通する中空の接点を備えた導体部分6A’を有しており、弾性の、例えばチューリップ形状の接点ピンを備えている。この中空部分6A’内に、可動スイッチ素子の接点ピンが嵌入できる。接地接点6’は、別のロッド形状の接点導体部分6’Bも備えている。導体部分6’Bは、支持プレート2の平面内に延び、この支持プレートの外側縁部に開口しているので、ロッドの端部コネクタ6’Cを介して接地することができる。例えば、一端がロッドの端部コネクタ6’Cに固定され、他端がスイッチ2の筐体1に固定されるケーブルを使用することによってこの接地を行うことができる。固定の接地接点6’の2つの導体部分6’A及び6’Bは互いに隔離可能であり、よって支持プレート2への簡単な取り付けが可能である。
図4に、図3の固定の接地接点6’の構成を、本発明による絶縁スイッチの3相構造で示す。この構成により、図5に示すように、各固定接地接点6’及び各導体バー4と共に支持プレート2を取り外すことによって、筐体1を開くことができる。
具体的には、図5は、図2に示す絶縁スイッチの製造に対応するものであるが、支持プレートの厚みに部分的に埋設されている図3に示す固定の接地接点6’を備えている。支持プレート2を固定の接地接点6’及び導体バー4と共に取り外すことによって、特に導体バー4を、導体バー5から電気的に分離した後に接地することができる点で、絶縁スイッチの保守操作が簡単になる。バー4は、ケーブル又は導体部分を使用して接地され、例えば、前述のようにロッドの端部コネクタ6’Cを介して既に接地されている固定の接地接点6’のチューリップ形状の接点6’Aに接続される。さらに、回転レバー及び関節リンク機構13を備えた制御システムを解体する必要がない。
固定の接地接点6’及び導体バー4と共に方向Dに沿って支持プレート2を持ち上げる時、スイッチ素子7(本実施例ではスリーブ9’)が第2の固定のブレーク接点12’に固定された状態で留まって導体バー4から引き離されるように、絶縁スイッチを閉鎖位置にする。
スイッチ素子が導体バー内でスライドするロッドを備える、本発明による3つのスイッチ位置を有するGIS型の電気的スイッチを極めて概略的に示す。 スイッチ素子が導体バー上でスライドするスリーブを備える、本発明による3つのスイッチ位置を有するGIS型の電気的スイッチを極めて概略的に示す。 支持プレートに部分的に埋設されている固定の接地接点により、本発明の3つのスイッチ位置を有する電気的スイッチの筐体が閉鎖されている様子の詳細図である。 支持プレートに埋設された固定接地接点の3相構成の上面図である。 図4の支持プレートが筐体から取り外された上体の、本発明による絶縁スイッチの構成を示す。

Claims (9)

  1. 3つのスイッチ位置及び接地位置を有する高電圧又は中電圧用電気的スイッチであって、誘電絶縁ガスを充填できる閉鎖且つ封止された筐体(1)内にスイッチ素子(7)を備え、軸方向(D)に沿って自由に移動できることにより互いに距離を置いて配置された2つの導体バー(4、5)を電気的に接続するスイッチ素子(7)を含み、更に、スイッチが接地位置にある時、スイッチ素子を介して2つの導体バーの一方に電気的に接続される固定の接地接点(6)を含み、固定の接地接点(6)が軸方向に沿った前記スイッチ素子(7)の通路からずれていること、スイッチ素子が接点ピン(8)とY字を形成することにより、前記軸方向に沿ってスイッチ素子を移動させると接点ピンと固定の接地接点が互いに嵌入すること、及び2つの導体バーの一方(4)の第1の固定ブレーク接点(11)と、第2の導体バー(5)の第2の固定のブレーク接点(12)とが、導電性のスイッチ素子(7)の軸方向スライド部分(9)と同じ軸方向(D)に配置されることを特徴とする、スイッチ。
  2. スイッチ素子(7)のスライド部分が、2つの導体バーの一方(4)の内部で前記軸方向に沿ってスライドするロッド(9)からなり、接点ピンがロッドとY字を形成する、請求項1に記載のスイッチ。
  3. スイッチ素子のロッド(9)が、他方の導体バー(5)に固定されている中空の固定ブレーク接点(12)に嵌入する、請求項2に記載のスイッチ。
  4. スイッチ素子(7)のスライド部分が、前記軸方向に沿って2つの導体バーの一方(4)の上でスライドするスリーブ(9’)からなり、接点ピンがスリーブとY字を形成する、請求項1に記載のスイッチ。
  5. スイッチ素子(7)のスリーブ(9’)が、他方の導体バー(5)上に固定されたキノコ形状の固定ブレーク接点(12’)上に係合する、請求項4に記載のスイッチ。
  6. 固定の接地接点(6)が、弾性の接点ピンの形態の中空の接点を有する導体部分(6’A)を備えており、可動スイッチ素子の接点ピンが導体部分に嵌入する、請求項1ないし5のいずれか1項に記載のスイッチ。
  7. 固定の接地接点(6)がロッドであり、可動スイッチ素子の接点ピンが、固定接地接点が嵌入するチューリップ形状の中空の端部を有する、請求項1ないし5のいずれか1項に記載のスイッチ。
  8. 可動のスイッチ素子を前記軸方向に沿って移動させるための、筐体内に配置された回転レバー及び関節リンク機構を備えたシステム(13)を備える、請求項1ないし7のいずれか1項に記載のスイッチ。
  9. 固定の接地接点(6’)が、筐体を閉鎖している絶縁材料からなる支持プレート(2)内に部分的に埋設されている、請求項1ないし8のいずれか1項に記載のスイッチ。
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