JP2012129205A - 複数の単極スイッチング・ユニットを有し、かつ前記ユニットの単一駆動機構を備えるスイッチギヤ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多極遮断器の動作機構の中心極に対する他極の動作不均整を改善する。
【解決手段】スイッチギヤ装置６００は、動作機構８を支持する主ユニットＢｐと、少なくとも第１の補助ユニットＢａ１とを備える。これらのユニットはそれぞれ、回転軸Ｚの周りの回転のときに案内される移動コンタクト・ブリッジに結合された回転バーを備える。２つの固定コンタクトは、前記移動コンタクト・ブリッジと協働する。動作機構８は、少なくとも１つの駆動ロッド３０を制御し、この少なくとも１つの駆動ロッド３０の角運動が、開位置と閉位置との間の移動コンタクト・ブリッジの角運動をもたらす。補償手段は、ストップ６０を備え、閉位置においてストップ６０を押し付け、駆動ロッド３０は、この押し付けにより、第１のユニットＢａ１のレベルにおける前記ロッドの運動を制限し、かつ、前記ロッドに回転トルクを印加して前記ロッドを軸Ｚに対して平行に維持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、動作機構（operating mechanism）を支持する単極主スイッチング・ユニットと、少なくとも第１の単極補助スイッチング・ユニットとを備え、前記単極主スイッチング・ユニットと前記少なくとも第１の単極補助スイッチング・ユニットが、横方向（transverse direction）に並んで配置されているスイッチギヤ装置（switchgear device）に関する。各スイッチング・ユニットは、回転軸の周りの回転のときに案内（guide）される移動コンタクト・ブリッジに結合（couple）された回転バーを備えている。２つの固定コンタクト（stationary contact）は、移動コンタクト・ブリッジと協働（collaborate）し、かつ、それぞれ電流入力導体（current input conductor）に接続されている。スイッチング・ユニットの動作機構は、バーを貫通している少なくとも１つの駆動ロッドを制御（command）しているハンドルを備え、前記少なくとも１つの駆動ロッドの角運動（angular movement）は、コンタクトの開位置と閉位置との間の移動コンタクト・ブリッジの角運動を駆動する。

複数のスイッチング・ユニット上で作用することができる単一の動作機構の使用が知られている。通常、動作機構は、とりわけ３極または４極装置などの多重極スイッチギヤ装置と共に動作するように設計される。

動作機構が３極スイッチギヤ装置の動作に結合されると、並んで配置された３つのスイッチング・ユニットに対する機構の対称配置が観察される。この場合、動作力Ｆｃの伝達がすべての接触極の間に一様に分散される。圧力による力Ｆｐと、各接触極のレベルで測定される接点追従力は明らかに一定である。

２極または３極遮断器（circuit breaker）には、動作機構の中心位置に対する極の分布に不均整（dissymmetry）を誘起するという欠点がある。この不均整は、コンタクト支持バーを備えた複合スイッチギヤ・カートリッジ製品にとってはとりわけ有害である。構造により、動作機構の結合部品は、すべてのコンタクト支持バーを互いに接続する。結合部品は、通常、少なくとも１つの駆動ロッドから構成される。この場合、接触圧力による力Ｆｐ、Ｆｃと、動作機構との組合せ効果のため、前記駆動ロッドが大きな機械的応力を受ける。

実際には、図６Ａに示されているように、２極または３極遮断器の場合、不均整は回転を誘起し、その結果、動作機構から最も遠くに位置している極が開放される。遮断器が設置される国によっては、最も遠くに位置している極は、中立または位相であってもよい。極のこの開放により、前記極のレベルにおける押下げと接触圧力Ｆｐとが損失することになる。それに付随して、機構に隣接する極と、上で言及した極の反対側の極との過負荷が観察される。この過負荷によって押下げと接触圧力とが過剰になる。

コンタクトのレベルで印加される力の観察される不平衡のこの問題を解決するために、特定の解決法は、追加機構の使用を記述している。確かに、欧州特許出願第０５４０４３１号に記載されているように、動作機構に対して偏心しているスイッチギヤ・カートリッジすなわちユニットは、ばね手段を備えた補助機構を備えている。結合手段が主動作機構を補助機構に結合する。これらの解決法には、追加動作手段を使用する欠点があり、この追加動作手段が、開く際の可動コンタクトの速度をさらに遅くしている。この減速は、延いてはコンタクトの磨耗をより速くしている。また、これらの追加動作手段には、場合によっては１つまたは複数の従属場所が必要である。

米国特許出願第２００７／００７５８０８号に記載されている他の解決法は、２つの駆動ロッドを備えたすべてのスイッチング・ユニットの間に結合部品を使用している。２つの駆動ロッドの使用は、特定の剛性の部品の獲得を可能にし、それにより機械的な変形を小さくすることができる。しかし、２つの駆動ロッドの使用は、上で説明された幾何構造の不平衡に関連する問題を緩和するが、この解決法は、完全に満足すべき解決法ではない。

最後に、米国特許出願第２００３／００９８２２４号に記載されている解決法は、とりわけ３極スイッチギヤ装置専用の動作機構を備えている。この場合、この動作機構は、中心に置かれた２つのスイッチング・ユニット上に配置される。この解決法には、動作装置毎に専用の動作機構を有する欠点がある。４極遮断器に結合される動作装置は、例えば３極遮断器のために使用されることはできず、また、その逆に３極遮断器に結合される動作装置は、例えば４極遮断器のために使用されることはできない。

欧州特許出願第０５４０４３１号 米国特許出願第２００７／００７５８０８号 米国特許出願第２００３／００９８２２４号

したがって本発明の目的は、現行技術の欠点を除去し、スイッチング・ユニットの有効な動作機構を備えたスイッチギヤ装置を提案することである。

本発明によるスイッチギヤ装置は、ストップを備える補償手段（compensation means）を備え、駆動ロッドは、閉位置においてストップに当たってストップを押し付け（press）、駆動ロッドは、この押し付けにより、第１の補助ユニットのレベルにおける前記駆動ロッドの運動を局部的に制限し、かつ、前記ロッドに回転トルクを印加して前記ロッドを回転軸に対して平行に維持する。

本発明の発展モードによれば、前記少なくとも第１の補助スイッチング・ユニットは、円の弧（arc）の形状（form）の開口を備えるケースを備え、駆動ロッドは、この開口内の閉位置と開位置との間を移動し、ストップは、円の弧の長さが短くなり、かつ、前記開口内の前記ロッドの角運動が短くなるように配置されている。

第１の特定の実施形態によれば、ストップは、開口の内側を移動する駆動ロッドの移動を短くするように、第１の単極スイッチング・ユニット内において、開口を形成している円の弧の一方の端部（end）に配置されている。

第２の特定の実施形態によれば、ストップは、スイッチギヤ装置の外部フランジ板上に配置されており、前記フランジ板は、第１の単極スイッチング・ユニットの外壁に対して配置されている。

本発明によるスイッチギヤ装置は、好ましくは、横方向に並んで配置された３つの単極補助スイッチング・ユニットを備え、第１の補助スイッチング・ユニットは、前記ユニットの動作機構を支持する主スイッチング・ユニットにより、他の２つの補助スイッチング・ユニットから分離されている。

有利には、ストップは、剛直（rigid）であり、高さを調節可能である。

有利には、ストップは、変形可能手段（deformable means）を備える。

有利には、ストップは、ばねを備える。

他の利点と特徴は、非制限的な例の目的のために与えられ、また、添付の図面に示されている本発明の特定の実施形態の以下の説明からより明確に明らかになるであろう。

本発明の実施形態によるスイッチギヤ装置を備えた遮断器の分解斜視図を示す図である。 図１によるスイッチギヤ装置の斜視図を示す図である。 本発明の実施形態による遮断器の概観斜視図を示す図である。 本発明の実施形態によるスイッチギヤ装置の単極スイッチング・ユニットの斜視図を示す図である。 本発明の実施形態によるスイッチギヤ装置の単極スイッチング・ユニットの斜視図を示す図である。 知られているタイプのスイッチギヤ装置の接触圧力による力の分散の略図を示す図である。 本発明によるスイッチギヤ装置の接触圧力による力の分散の略図を示す図である。 本発明によるスイッチギヤ装置のスイッチング・ユニットの斜視図を示す図である。

スイッチギヤ装置６００は、動作機構を支持する主スイッチング・ユニットＢｐと、少なくとも第１の補助スイッチング・ユニットＢａ１とを備えている。

図１に示されている本発明の好ましい実施形態によれば、スイッチギヤ装置６００は、横方向に並んで配置された４つの単極スイッチング・ユニットＢｐ、Ｂａ１、Ｂａ２、Ｂａ３を備えている。前記装置は、とりわけ３つの補助スイッチング・ユニットＢａ１、Ｂａ２、Ｂａ３を備えている。第１の補助スイッチング・ユニットＢａ１は、他の２つの補助スイッチング・ユニットＢａ２、Ｂａ３から分離されており、主スイッチング・ユニットＢｐは、前記ユニットの動作機構８を支持している。したがって一般的には遮断器であるスイッチギヤ機器（switchgear apparatus）１００は４極遮断器である。

一例実施形態として、スイッチギヤ機器１００は、スイッチギヤ装置６００に結合されたトリップ・ユニット７を備えている。したがって単極スイッチング・ユニットは、負荷側接続条片５のレベルにおけるトリップ・ユニット７と、配線側接続条片（line-side connecting strip）４のレベルにおける、保護されるべき電流配線との両方にそれぞれ接続されるよう設計されている。また、単極スイッチング・ユニット１０は、カートリッジとも呼ばれている。

本発明の好ましい実施形態の提示を簡潔にするために、スイッチギヤ機器１００を構成しているエレメント、とりわけスイッチギヤ装置６００を形成している単極スイッチング・ユニットＢｐ、Ｂａ１、Ｂａ２、Ｂａ３について、遮断器１００がパネルの中に取り付けられ、ノーズ（nose）９が、取付け壁に対して平行の垂直ハンドル８８と、スイッチギヤ装置１００の頂部に位置し、かつ、スイッチギヤ装置１００の頂部表面７４を形成している電気配線上の配線側接続条片４と、底部のトリップ・ユニット７とを備える使用位置に関連して説明する。「横方向（lateral）」、「頂部（top）」、「底部（bottom）」等のような相対位置用語の使用は、制限要素として解釈すべきではない。ハンドルは、電気コンタクトの駆動機構８を制御するように設計される。

各単極スイッチング・ユニットＢｐ、Ｂａ１、Ｂａ２、Ｂａ３は、単一極の遮断を可能にしている。有利には、前記ユニットは、成形プラスチックでできた平らな筐体（enclosure）１２の形をしており、２つの広い平行側面１４は厚さｅで分離されている。とりわけ図に示されている実施形態では、厚さｅは、定格１６０Ａに対して約２３ｍｍである。

筐体１２は、２つの部品でできており、これらの２つの部品は、任意の適切な手段によって、好ましくは対称方式で互いにそれらの広い側面１４で固着されている。図５に好ましい実施形態で示されているように、ほぞ／モルタル・タイプの相補システムは、筐体１２の部品の互いの嵌め合いを可能にしており、２つの部品のうちの一方（図示せず）は、もう一方の部品の凹所１６に挿入するための適切なピンを備えている。さらに、単極ユニットＢｐ、Ｂａ１、Ｂａ２、Ｂａ３の筐体１２の並置を可能にし、かつ、多重極遮断器１００によって単極ユニットＢｐ、Ｂａ１、Ｂａ２、Ｂａ３を固着するための構造１８が提供されている。

各単極スイッチング・ユニットは、筐体１２内に収納された遮断機構（breaking mechanism）２０を備えている。図４と５とに示されている特定の実施形態によれば、遮断機構２０は、好ましくは回転二重遮断タイプの遮断機構である。本発明によるスイッチギヤ機器１００は、実際、単一遮断では十分ではないことがある最大６３０Ａまでのアプリケーションのために特に設計されており、また、特定のアプリケーションでは、最大８００Ａまで設計されている。

遮断機構２０は、回転軸Ｚの周りに回転する移動コンタクト・ブリッジ２２を備えている。移動コンタクト・ブリッジ２２は、前記コンタクト・ブリッジを収納するための横方向の開口を有する回転バー２６の中にフローティングで取り付けられている。前記ブリッジは、バー２６の両側に突出している。前記回転バー２６は、スイッチング・ユニットＢｐ、Ｂａ１、Ｂａ２、Ｂａ３の筐体１２の２つの横方向のパネル１４の間に挿入されている。

移動コンタクト・ブリッジ２２は、各端部にコンタクト条片を備えている。スイッチング・ユニットは、一対の固定コンタクト４１、５１を備えている。各固定コンタクトは、移動コンタクト・ブリッジ２２のコンタクト条片と協働するように設計されている。第１の固定コンタクト４１は、配線側接続条片４により電流配線に接続されるよう設計されている。第２の固定コンタクト５１は、負荷側接続条片５によってトリップ・ユニット７に接続されるよう設計されている。筐体１２の各部品は、対応する通路凹所を備えている。

前記ブリッジは、コンタクト条片が固定コンタクト４１、５１から分離される開位置と、コンタクト条片が固定コンタクトの各々と接触する閉位置との間を回転するように取り付けられている。コンタクト・ブリッジ２２のコンタクト条片は、好ましくは回転軸Ｚに対して対称に置かれている。

単極スイッチング・ユニットＢｐ、Ｂａ１、Ｂａ２、Ｂａ３は、好ましくは、電気アークを消滅させるための２つの消弧室２４を備えている。各消弧室２４は、コンタクト・ブリッジ２２のコンタクト条片と固定コンタクトとの間の空間体積の中に配置されている。各消弧室２４は、２つの側壁２４Ａと、空間体積２４Ｂから離れて配置されている後部壁２４Ｂと、固定コンタクトに近い底部壁２４Ｃと、頂部壁２４Ｄとによって輪郭が画定されている。図４ないし６に示されているように、各消弧室２４は、遮断ガスの交換空間によって互いから分離された少なくとも２つの消イオン・フィン２５のスタックを備えている。各消弧室２４は、遮断ガスの少なくとも１つの排気通路３８、４２に接続された少なくとも１つの出口を備えている。

単極スイッチング・ユニットＢｐ、Ｂａ１、Ｂａ２、Ｂａ３は、同時に駆動されるよう設計されており、また、この目的のために少なくとも１つの駆動ロッド３０によって結合されている。図に示されているように、駆動ロッド３０は、移動コンタクト・ブリッジの回転軸Ｚに対して実質的に平行の縦軸Ｙを備えている。

スイッチング・ユニット動作機構８は、主スイッチング・ユニットＢｐの上に配置されている。動作機構８は、接続ロッド５０を介して駆動ロッド３０の運動を制御するハンドル８８を備えている。図６Ａ、６Ｂに示されているように、前記接続ロッドは、駆動ロッド３０上の制御力Ｆｔを伝達する。

駆動ロッド３０は、開口３２を介してスイッチング・ユニットＢｐ、Ｂａ１、Ｂａ２、Ｂａ３のバー２６を貫通している。

好ましい実施形態によれば、単一の駆動ロッド３０が使用される。

前記駆動ロッド３０の角運動は、コンタクトの開位置と閉位置との間の移動コンタクト・ブリッジ２２の角運動を駆動する。

筐体１２の各部品は、円の弧の形状の開口３４を備えており、電流が流れる位置と開位置との間の開口３４を貫通する駆動ロッド３０の少なくとも運動を可能にしている。有利には、筐体１２の各部品は、遮断機構２０、とりわけ消弧室２４毎の２つの対称ハウジングと、バー２６の嵌合を可能にする円形中央ハウジングとを備えた異なるエレメントの比較的安定した配置を可能にする内部構造を使用して成形されている。

好ましい実施形態によれば、スイッチギヤ装置６００は、駆動ロッド３０の運動の補償手段を備えている。補償手段は、ストップ６０を備えており、駆動ロッド３０は、閉位置においてストップ６０に当たってストップ６０を押し付ける。

ストップ６０の配置は、第１の補助スイッチング・ユニットＢａ１のレベルにおける前記駆動ロッド３０の運動を局部的に制限するように実施される。図６Ｂに示されているように、ストップには、回転トルクＣｒを生成するように設計された補償力Ｆｒを駆動ロッド３０に印加する傾向があり、したがって前記ロッドの縦軸Ｙは、運動の終了時にピボットせず、また、とりわけ移動コンタクト・ブリッジ２２がコンタクトの閉位置に位置している場合はピボットしない。したがって知られている解決法とは異なり、また、図６Ｂと７とに示されているように、駆動ロッド３０の縦軸Ｙは、回転バーの回転軸Ｚに対して平行に維持される。

図２に示されている本発明の第１の特定の実施形態によれば、ストップ６０は、好ましくは、円の弧の長さが短くなり、また、前記ロッドの角運動が短くなるよう、開口３４を形成している円の弧の一方の端部に配置される。この特定の実施形態によれば、ストップ６０は、第１の補助スイッチング・ユニットＢａ１の中に配置されている。言い換えると、開口３４の内側へのストップの配置が、前記開口の内側を移動する駆動ロッド３０の移動の短縮を可能にしている。

図には示されていない他の特定の実施形態によれば、ストップ６０は、スイッチギヤ装置の外部フランジ板７０の上に配置され、前記フランジ板７０は、第１の補助スイッチング・ユニットＢａ１の筐体１２の外壁に対して配置されている。

図には示されていない代替実施形態によれば、ストップは剛直であり、また、高さを調節することができるストップである。確かに、一例実施形態として、ストップは、ねじロッドを備えることができる。ねじロッドは、フランジ板上または前記スイッチング・ユニットの筐体１２の外壁上に配置されたタップ領域と協働するように設計される。

図には示されていない他の代替実施形態によれば、ストップは、とりわけばねなどの変形可能手段を備えている。

４ 配線側接続条片
５ 負荷側接続条片
７ トリップ・ユニット
８ 動作機構
９ ノーズ
１０ 単極スイッチング・ユニット
１２ 筐体
１４ 側面（パネル）
１６ 凹所
１８ 構造
２０ 遮断機構
２２ 移動コンタクト・ブリッジ
２４ 消弧室
２５ 消イオン・フィン
２６ 回転バー
３０ 駆動ロッド
３２、３４ 開口
３８、４２ 排気通路
４１、５１ 固定コンタクト
５０ 接続ロッド
６０ ストップ
７０ 外部フランジ板
７４ スイッチギヤ装置１００の頂部表面
８８ ハンドル
１００ スイッチギヤ機器（遮断器）
６００ スイッチギヤ装置

Claims (8)

1. スイッチギヤ装置（６００）であって、
   前記スイッチギヤ装置（６００）は、動作機構（８）を支持する単極主スイッチング・ユニット（Ｂｐ）と、少なくとも第１の単極補助スイッチング・ユニット（Ｂａ１）とを備え、前記単極主スイッチング・ユニット（Ｂｐ）と前記少なくとも第１の単極補助スイッチング・ユニット（Ｂａ１）は、横方向に並んで配置されており、
   前記単極主スイッチング・ユニット（Ｂｐ）と、前記少なくとも第１の単極補助スイッチング・ユニット（Ｂａ１）はそれぞれ、
   回転軸（Ｚ）の周りの回転のときに案内される移動コンタクト・ブリッジ（２２）に結合された回転バー（２６）と、
   前記移動コンタクト・ブリッジと協働し、かつ、それぞれ電流入力導体（４、５）に接続されている一対の固定コンタクト（４１、５１）とを備え、
   前記スイッチング・ユニット（Ｂｐ、Ｂａ１、Ｂａ２、Ｂａ３）の前記動作機構（８）は、前記バー（２６）を貫通している少なくとも１つの駆動ロッド（３０）を制御するハンドル（８８）を備え、前記少なくとも１つの駆動ロッド（３０）の角運動は、前記コンタクトの開位置と閉位置との間の前記移動コンタクト・ブリッジ（２２）の角運動を駆動し、
   前記スイッチギヤ装置（６００）は、ストップ（６０）を備える補償手段を備え、前記駆動ロッド（３０）は、前記閉位置において前記ストップ（６０）を押し付け、
   前記駆動ロッド（３０）は、前記押し付けにより、
   前記第１の補助ユニット（Ｂａ１）のレベルにおける前記駆動ロッド（３０）の運動を局部的に制限し、かつ、
   前記ロッドに回転トルクを印加して、前記ロッドを回転軸（Ｚ）に対して平行に維持する、
   ことを特徴とするスイッチギヤ装置（６００）。
2. 前記少なくとも第１の補助スイッチング・ユニット（Ｂａ１）は、円の弧の形状の開口（３４）を備える筐体（１２）を備え、前記駆動ロッド（３０）は、前記開口（３４）内で前記閉位置と開位置との間を移動し、前記ストップ（６０）は、前記円の弧の長さが短くなり、かつ、前記開口（３４）内の前記ロッドの角運動が短くなるように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のスイッチギヤ装置。
3. 前記ストップ（６０）は、前記開口（３４）の内側を移動する前記駆動ロッド（３０）の移動を短くするように、前記第１の単極スイッチング・ユニット（Ｂａ１）内において、前記開口（３４）を形成している前記円の弧の一方の端部に配置されていることを特徴とする、請求項２に記載のスイッチギヤ装置。
4. 前記ストップ（６０）は、前記スイッチギヤ装置（６００）の外部フランジ板（７０）上に配置されており、前記フランジ板（７０）は、前記第１の単極スイッチング・ユニット（Ｂａ１）の前記筐体（１２）の外壁に対して配置されていることを特徴とする、請求項２に記載のスイッチギヤ装置。
5. 前記スイッチギヤ装置は、横方向に並んで配置された３つの単極補助スイッチング・ユニット（Ｂａ１、Ｂａ２、Ｂａ３）を備え、前記第１の補助スイッチング・ユニット（Ｂａ１）は、前記スイッチング・ユニット（Ｂｐ、Ｂａ１、Ｂａ２、Ｂａ３）の前記動作機構（８）を支持する前記主スイッチング・ユニット（Ｂｐ）により、他の２つの補助スイッチング・ユニット（Ｂａ２、Ｂａ３）から分離されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のスイッチギヤ装置。
6. 前記ストップ（６０）は、剛直であり、かつ、高さを調節可能であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のスイッチギヤ装置。
7. 前記ストップ（６０）は、変形可能手段を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のスイッチギヤ装置。
8. 前記ストップ（６０）は、ばねを備えることを特徴とする、請求項６に記載のスイッチギヤ装置。

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