JP2010538601A - 固定式中圧開閉装置の迅速交換可能な開閉器 - Google Patents

Abstract

中圧開閉装置の開閉機能を提供する開閉器組立体。開閉器（１０）は開閉器ハウジング（１１）内に配置される。端子（１４、１５）は開閉器（１０）に接続され、その受容端部（２４、２５）が中圧開閉装置のそれぞれの導体端子（２０、２１）のインターフェイス表面（２６、２７）を受容するために設けられている。装着手段は端子（１４、１５）を作用中の導体端子（２０、２１）にそれぞれ着脱自在に締付けるように構成されている。開閉器ハウジング（１１）が装着される開閉器駆動ユニット（３０）には密封可能なアクセスポイント（３１、３２）が設けられ、開くとこれらのアクセスポイントを介して装着手段へのアクセスが可能である。

Description

本発明は、中圧開閉装置の開閉機能を提供する、絶縁材料製の開閉器ハウジングと開閉器ハウジング内に配置された開閉器とより成る開閉器組立体に関する。本発明の別の局面は、開閉器組立体より成る中圧開閉装置に係る。本願において、開閉器は、少なくとも２つの端子間の電気的接触を開閉できる装置、例えば主開閉器、回路遮断器、断続器、断路器などを意味するものである。

従来技術

現在のＩＥＣ規格に沿う市販の中圧開閉装置には一般的に２つのタイプ、即ち引出し式と固定式とがある。引出し式開閉装置の開閉器または回路遮断器はトラックまたはクレードル上に装着されており、瞬時に取出し可能である。これは、例えば装置の内部構成要素の点検または保守のため、または例えば不具合が発生した場合の開閉器の取外しまたは交換のために、開閉器を開閉装置から取外す際有用である。固定式開閉装置では、主開閉器は固定装着されているため開閉器のような開閉装置の構成要素を容易に取外すか交換することができない。引出し式開閉装置には、トラックまたはクレードル、インターロック及びシャッター機構のような機械的に複雑なサブシステムが必要であり、引出し可能な開閉器の最適とは言えない絶縁設計のため一般的に嵩が大きくなるという欠点がある。また、通常、引出し式開閉装置に必要とされる可撓性接点は高い接触抵抗を有する。

本発明は、固定式（中圧）開閉装置、即ち、接触表面が、接続を即時に開離させ得る或る種のクランプ手段に連結された可撓性の接点でなくて、ボルトまたはその等価物により接続されているという意味で固定された接点により、開閉器を主要電気回路に接続する開閉装置に開閉器組立体を組み込む改良型構成を提供しようとするものである。

本発明によると、上記冒頭部分による回路遮断器組立体であって、さらに、開閉器と、中圧開閉装置の導体端子の第１及び第２のインターフェイス表面を受容するための受容端部に接続された第１及び第２の端子と、第１及び第２の端子を作用中の導体端子にそれぞれ着脱自在に締付けるように構成された第１及び第２の装着手段と、開閉器ハウジングが装着される開閉器駆動ユニットとより成り、開閉器駆動ユニットには第１及び第２の密封可能なアクセスポイントが設けられ、これらのアクセスポイントを開くと、該アクセスポイントを介して第１及び第２の装着手段に到達可能である回路遮断器組立体が提供される。

このようにして、固定式及び引出し式両装置の有利な構成要素を結合したコンパクトな開閉装置が提供される。操作については、第１及び第２の端子をそれぞれの導体端子に固定してそれらが互いに導電接触するようにする。同時に、それらの端子は互いに引離すことにより開閉器を開閉装置から引出すことができる。この装置は定期的なクリーニングまたは点検が不要であるため保守がいらない。駆動ユニットは、公知の固定式開閉装置のように開閉器全体が配置される空間を密封できる。しかしながら、必要であれば、密封可能なアクセスポイントを介して装着手段にアクセスし、比較的短時間でコンポーネント（例えば、開閉器）を交換することができる。

別の実施例として、第１及び第２の装着手段と、それぞれの密封可能なアクセスポイントとは工具を用いて同一方向アクセス可能なように構成されている。開閉器組立体には２つの装着手段が設けられているが、同一方向からこれらをアクセス可能にすることにより単一の工具を用いて、例えば前面側である開閉装置の便利な側からアクセスすることがで
きる。

さらに別の実施例において、開閉器組立体は受容端部にスリーブを備えているが、第１及び第２の装着手段はさらに、これらのスリーブにより導体端子及び第１及び第２の端子を密封するよう構成されている。スリーブを用いることにより固定式開閉装置のように完全密封形の接続が可能となり、フラッシュオーバーまたは開閉装置の安全動作に影響を与える他の電気的現象の発生を阻止することができる。これらのスリーブはゴムまたはシリコーン材料のような圧縮可能な材料で構成できる。材料の圧縮により接続領域にエアポケットが残らないようにする。開閉器組立体の端子と開閉装置の導体端子との間の接続部が適切且つ高信頼度で電気絶縁されるようにするため、受容端部の実質的に全部の露出表面に沿ってスリーブが設けられる。

さらに別の実施例において、受容端部及び関連の第１及び第２のインターフェイス表面は円錐状である。これにより組立てが容易になるが、その理由は開閉器組立体の接続部分と開閉装置の関連部分とが自己心合性であるためである。さらに、この実施例では、装着手段が接続端子に非常に効率的な態様で圧力を加え、それと同時にスリーブの絶縁機能を向上させることができる。この実施例において、第１及び第２の装着手段は、標準工具により操作が容易な接続用ボルトのようなねじ手段より成る。

さらに別の実施例において、開閉器駆動ユニットは、第１及び第２の受容端部を第１及び第２のインターフェイス表面からそれぞれ引離すことによって開閉器組立体を開閉装置から分離する迅速解放機構を有する。かかる迅速解放機構は、特に圧縮可能なスリーブを使用した場合に、人間のオペレータの介入によってのみ開閉器組立体の接点を分離させるに必要な機械的な力を加えることができるように構成されている。これは開閉器組立体を交換する際に特に有用である。用語「交換」は次の順序によるものである。即ち、Ａ）開閉器組立体を開閉装置から取外す；Ｂ）次いで、その同じ開閉器組立体を再び装着する（例えば、点検及び／または修理後）かまたは同一構成の別の開閉器組立体を装着する（例えば、取外した開閉器組立体に欠陥がある場合）。開閉器組立体の取外しは次の順序で行う。即ち、Ａ１）適用される安全規則に従って開閉器を不働位置に且つ接地及び安全位置に切換える；Ａ２）開閉器組立体の迅速解放機構にアクセスする；Ａ３）開閉器組立体の機械的連結点及び主要な固定接点を緩める；Ａ４）迅速解放機構に係合することにより開閉器組立体を開閉装置から取外す。同一または等価の開閉器組立体の装着は逆の順序で行う。

本発明のさらに別の局面は、それぞれの導体端子の第１及び第２のインターフェイス表面と、開閉器組立体の現在の実施例のうちの任意の１つである開閉器組立体とより成る中圧開閉装置に係る。このようにして、固定式及び引出し式の両方の装置の有利な特徴を備えた開閉装置が提供される。即ち、定期的な点検及びクリーニングが不要な保守の要らない装置が提供されるが、必要に応じて故障した開閉器の交換が可能である。

一実施例において、第１及び第２の装着手段にアクセスできるように前面パネルを（開閉装置から）取外すことができる。これにより、必要な時に開閉装置の内部コンポーネントにさらに容易にアクセスすることが可能である。

さらに別の実施例において、中圧開閉装置は三相装置であり、各相に上述した実施例のうちの任意の１つによる開閉器組立体を備えている。各相について個別に操作及び保守を行なうことができる。三相装置では、開閉器組立体の３つの開閉器を単一の駆動ユニットにより作動できるが、これは必要とする構成要素の数が少ないと点で有利である。さらに別の実施例において、開閉器はそれぞれ関連の駆動ユニットで作動可能である。

さらに別の実施例において、開閉器組立体は３つの開閉器と、これら３つの開閉器を作動する単一の駆動ユニットとより成る。

本発明による回路遮断器組立体の一実施例を備えた開閉装置の一部を示す断面図である。 図１の回路遮断器組立体を引出し位置で示す断面図である。 図３ａは第２の装着手段の一実施例による下方導体の固定導体への取付けを詳細に示す断面図である。 図３ｂは第２の装着手段の別の実施例による下方導体の固定導体への取付けを詳細に示す断面図である。 図３ｃは第２の装着手段のさらに別の実施例による下方導体の固定導体への取付けを詳細に示す断面図である。

中圧開閉装置において、回路遮断器は該装置の実際の開閉機能を実行する要素である。本発明の実施例では、回路遮断器１０及び関連構成要素が回路遮断器組立体１を構成するが、この組立体全体は開閉装置から取外し可能である。

回路遮断器１０は開閉器１０の一例であり、一般的な意味において、少なくとも２つの端子間の電気的接触を開閉できる装置である。他の例には（主開閉器に限定されないが）回路遮断器、断続器、断路器などが含まれる。

図１は開閉装置の関連部分を示す断面図である。開閉装置において、回路遮断器１０（開閉器）は装置の上方導体２０（第１の導体端子）と下方導体２１（第２の導体端子）との間の開閉機能を実行する。これらの導体２０、２１はそれぞれ成形樹脂絶縁材２２、２３により囲繞されている。回路遮断器１０は（絶縁）アクチュエータロッド１２を介して回路遮断器駆動機構１３により作動される。動作については、回路遮断器１０は、可動接点端部上の可撓性導体１４（第１端子）により上方導体２０へ、また、固定接点端部上の固定導体１５（第２端子）により下方導体２１に接続される。回路遮断器駆動機構１３は密封プレート３４を有する回路遮断器駆動ユニット３０（開閉器駆動ユニット）内に配置され、この密封プレートには、駆動機構１３（及び他の制御要素）が装着される。密封プレート３４は、回路遮断器１０の配置空間を遮蔽して埃や他の異物が該空間に侵入しないようにするため、開閉装置全体の保守が不要になる。

回路遮断器組立体１０はさらに、回路遮断器１０だけでなく可撓性導体１４、固定導体１５及び駆動棒１２を取り囲む、例えば成形樹脂材料で形成された絶縁性回路遮断器組立体ハウジング１１を有する。組立体ハウジング１１は、回路遮断器駆動ユニットのベースプレート３０に例えば公知の取付け具により装着して単一の取外し可能な要素が形成されるようにする。

図１にはただ一個の回路遮断器組立体１が示されているが、三相開閉装置では回路遮断器１０（そして恐らく回路遮断器組立体１）がそれぞれ３個存在することが明らかである。

可撓性導体１４は該導体を上方導体２０に着脱自在に固定するための第１の装着手段により上方導体２０にしっかりと固着されるが、この装着手段は例えば、上方導体２０に設けたねじ山（図示せず）と協働するボルト１６のような締付け具より成り、安全で高信頼度の電気的接続を可能にする。同様に、固定導体１５は、例えば、ボルト１７と下方導体２１のねじ山とより成る第２の装着手段により下方導体２１に着脱自在に固着される。

図１の実施例を示す断面図において、迅速交換機能を備えた回路遮断器組立体１０は開閉装置内の通常動作取付け位置で示されている。全ての主要導体（即ち、導体２０、２１だけでなく導体１４、１５並びに回路遮断器組立体１が取付けられるコンパートメントの他の部品）は例えば成形樹脂材料により十分に絶縁された状態にあることが明らかである。導体２０、２１への回路遮断器組立体１０の接続ポイントでは、多数のさらに別の技術的手段により十分な電気的絶縁が確保される。

上方導体２０の端部には、例えばゴム材で形成した円錐状の絶縁スリーブ１８が設けられており、その形状は組立体ハウジング１１の円錐状受容端部２５と鏡像関係にある。ボルト１６により上方導体２０を可撓性導体１４に接続する際、導電性部品が適切に密封されるようにスリーブ１８を圧縮して、電気的フラッシュオーバーが起こらないように、また汚染の可能性がないようにする。下方導体２１には成形樹脂絶縁材２３が設けられるが、その絶縁材は下方導体２１の端部のところに円錐状端部を有する。再び、組立体ハウジング１１の受容端部２４は例えばゴムのような絶縁（且つ圧縮性）材料の（まっすぐな）スリーブ１９を使用できるように鏡像関係に形成されるため、下方導体２０を固定導体１５に接続する際密封機能が提供される。これにより開閉装置の主要回路の保守が不要となり、定期的な点検及び保守が要らなくなる。上方及び下方導体２０、２１並びに回路遮断器組立体１０の関連部品の特定の実施例には互換性があるが、同一タイプの構成を両方の導体２０、２１に用いてもよいことが明らかであろう。

本発明による回路遮断器組立体１０の迅速な取外しは、多数のさらなる技術的特徴により可能となる。密封プレート３４には密封可能なアクセスポイント３１、３２が設けられているが、これらのアクセスポイントは密封されると駆動機構１３の空間３０と、回路遮断器コンパートメントとの間をベースプレート３４により完全に遮蔽する。アクセスポイント３１、３２は密封されると回路遮断器コンパートメント内への異物または汚染物質の侵入を阻止する。しかしながら、アクセスポイント３１、３２を取外して回路遮断器１０のボルト１６、１７へ容易にアクセスできるようにしてもよい。開閉装置の構成は、アクセスポイント３１、３２に開閉装置の前面から容易に到達できるようにしたものである。そのため、特殊工具を用いて同一方向からボルト１６、１７を緩めることができる。即ち、ボルト１６とアクセスポイント３１との間の線は、ボルト１７とアクセスポイント３２との間の線と実質的に平行である。有利なことに、その方向は開閉装置の前面パネル３３に垂直である。

ボルト１６、１７がそれぞれ可撓性導体１４及びハウジング１１内の定位置に保持されるようにして、ボルト１６、１７がハウジング１１また開閉装置の内側に落下する可能性なくするような特殊な構成にすることが可能である。

図１はまた、底部における絶縁ハウジング１１の２つの変形例を点線と一点鎖線で示す。第１の変形例では、ハウジング１１は下方ボルト１７に近い所で拡大され、離脱させたボルトの保持空間を提供する。第２の変形例では、ハウジングの下側は回路遮断器ハウジング１１の全長を延びるため組立てた状態で下方のアクセスポイント３２がハウジング１１の内部空間への入口となる。これにより、ボルト１７の締付けまたは取外しに用いる工具は終始、絶縁ハウジング１１内にあることになる。ハウジング１１には、工具を装着手段へ案内するための案内要素３５、３６も設けてもよい。

ボルト１６、１７は勿論、電気的に安全な状態においてのみ、即ち、回路遮断器１０を上方導体２０（開閉装置の主なバスバーに接続される）から切離し公知の手段を用いてアースに接続した後において、緩めなければならない。

ボルト１６、１７を緩めた後、回路遮断器全体を図２の断面図に示すように開閉装置から取外すことができる。この図はまた、回路遮断器コンパートメントの底部プレート４０及びベースプレート３０の固着フレーム４１のような開閉装置の一部の構造要素４０、４１をさらに明確に示すものである。

回路遮断器１０と導体２０、２１との間の接続は非常にしっかりしたものであるため（電気的接続を確保するための十分な密封及び接触力を提供するため）、回路遮断器組立体１０の取外し機構または迅速解放機構を別に設ける必要があるかもしれない。迅速解放機構は底部プレート４０、固着フレーム４１及び与力要素４５、４６の組み合わせにより形成可能である。図２は、底部プレート４０に固着されたナット４５と、ベースプレート３０に固着されたねじ山４６を有する関連の棒とを用いる実施例を示す。例えば、レバーを用いる他の迅速解放機構でもよい。これにより、オペレータは回路遮断器組立体１０に大きな力を加えて、組立体の全ての接点ポイント（三相システムの場合は６個）を単一によく制御された運動により開閉装置の対応部分から引外すことが可能となる。この操作は回路遮断器組立体の関連部品及び開閉装置の関連部品の円錐形状によりさらに容易になる。

図３ａは、第２の装着手段により下方導体２１を固定導体１５に装着する態様を詳細に示す断面図である。図１に関連して説明した実施例と同様に、下方導体２１にはボルト１７か等価のねじ手段を受容するねじ山が設けられている。固定導体１５には、ボルト１７を締付けると下方導体２１と固定導体２５との間に力が印加されて良好な電気的接触が得られるようにする着座ベースが設けられている。

図３ｂは、第２の装着手段の別の実施例により下方導体２１を固定導体１５に固定する態様を詳細に示す断面図である。この実施例に設けた固着本体３は変形すると固着本体部分３と下方導体２１の内側表面との間に接触力を提供する。例えば、固着本体３は１またはそれ以上の縦方向のスリットを有し（例えば、半田、溶接などにより）固定導体１５に固着される円筒形の本体でよい。固着本体３には円錐状要素４を収容する円錐状の端部表面が設けられている。円錐状要素４にはボルト１７か等価のねじ手段を内部に固定できるようにするねじ山が設けられている。ボルト１７を締付けると、円錐状要素４が固定本体３の外側表面を下方導体２１の内側表面に押付けるため、下方導体２１と固定導体１５との間に良好でしっかりした電気的接触が得られる。

図３ｃは、第２の装着手段のさらに別の実施例により下方導体２１を固定導体１５に固着する態様をさらに詳細に示す断面図である。この実施例では、固定導体１５と下方導体２１には共にさらに別の固着本体５を収容する円筒状空間が設けられている。固着本体５の両端部には、例えばスリットが設けられているため、固着本体５の端部の外径を増加させると下方導体２１と固定導体１５のそれぞれと良好でしっかり接触させることができる。再び、固着本体には円錐状要素４とさらに別の円錐状要素６とを収容する円錐状端面が設けられている。再び、ボルト１７か等価のねじ手段を締付けると、固着本体５の両端部の外径が増加するため下方導体２１と固定導体１５との間に電気的接触が得られる。

第１の装着手段１６は図３ａ−３ｃに示すものと同様な構成により実現可能であることに注意されたい。図３ａ−３ｃに示す種々の構成の組合わせを第１及び第２の装着手段に使用することもできる。

上述した実施例の回路遮断器組立体１は中圧開閉装置に用いると有利である。三相系統に用いる場合、各相にかかる開閉器組立体１を設けるとよい。あるいは、開閉器組立体１を３つの開閉器１０と、かかる３つの開閉器１０全てを作動する単一の駆動ユニット３０とにより構成してもよい。

Claims (11)

1. 中圧開閉装置の開閉機能を提供する開閉器であって、
   絶縁材料製の開閉器ハウジング（１１）と、
   開閉器ハウジング（１１）内に配置された開閉器（１０）と、
   開閉器（１０）と、中圧開閉装置の導体端子（２０、２１）の第１及び第２のインターフェイス表面（２６、２７）を受容するための受容端部（２４、２５）に接続された第１及び第２の端子（１４、１５）と、
   第１及び第２の端子（１４、１５）を作用中の導体端子（２０、２１）にそれぞれ着脱自在に締付けるように構成された第１及び第２の装着手段と、
   開閉器ハウジング（１１）が装着される開閉器駆動ユニット（３０）とより成り、開閉器駆動ユニットには第１及び第２の密封可能なアクセスポイント（３１、３２）が設けられ、これらのアクセスポイントを開くと、該アクセスポイントを介して第１及び第２の装着手段に到達可能である開閉器組立体。
2. 第１及び第２の装着手段と、それぞれの密封可能なアクセスポイント（３０、３１）とは工具により同一方向からアクセス可能なように構成されている請求項１の開閉器組立体。
3. 受容端部（２４、２５）にはさらにスリーブ（１８、１９）が設けられており、第１及び第２の装着手段はスリーブ（１８、１９）により導体端子（２０、２１）及び第１及び第２の端子（１４、１５）を密封するように構成されている請求項１または２の開閉器組立体。
4. スリーブ（１８、１９）は受容端部（２４、２５）の実質的に露出表面全体に沿って設けられている請求項３の開閉器組立体。
5. 受容端部（２４、２５）及び関連の第１及び第２のインターフェイス表面（２６、２７）は円錐状である請求項１乃至４のうち任意の１項の開閉器組立体。
6. 第１及び第２の装着手段は連結ボルトのようなねじ手段より成る請求項１乃至５のうち任意の１項の開閉器組立体。
7. 開閉器駆動ユニット（３０）は第１及び第２の受容端部（２４、２５）をそれぞれ第１及び第２のインターフェイス表面（２６、２７）から引離して開閉器組立体を開閉装置から分離する迅速解放機構（４０、４１、４５、４６）より成る請求項１乃至６の任意の１項の開閉器組立体。
8. それぞれの導体端子（２０、２１）の第１及び第２のインターフェイス表面（２６、２７）と、請求項１乃至７のうちの任意の１項による開閉器組立体とより成る中圧開閉装置。
9. 前面パネルを取外すと第１及び第２の装着手段にアクセス可能である請求項８の中圧開閉装置。
10. 三相装置であり、各相につき請求項１乃至７のうち任意の１項による開閉装置組立体（１）を有する請求項８または９の中圧開閉装置。
11. 三相装置であり、請求項１乃至７の任意の１項による開閉装置組立体（１）を有し、該開閉装置組立体（１）は３つの開閉器（１０）と、該３つの開閉器（１０）を作動させる
    単一の駆動ユニット（３０）とより成る請求項８または９の中圧開閉装置。

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