JP2014534800A - ネットワークの2点間の連結点での電気スイッチ装置 - Google Patents

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Abstract

ネットワークの共有部分を形成する固定接点16と母線のセット等のネットワーク区分の一部を形成する2つの固定接点14,15間の連結点における電気スイッチは、単一の移動接点21を備え、当該単一の可動接点21は、その位置に依存して当該2つの固定接点の一のみまたは両方の凹部22に入ることができる長さを有する。その組み立ては簡便であり、寸法を減らせる。

Description

本発明は、ネットワークを分割する2つの区分間の連結点に配置され、これらの区分の一方または他方を切断することができるスイッチ装置を提供する。
高電圧のサブステーションは、ネットワーク上にエネルギーを分配することができ、当該ネットワークを保護することもできる。故障またはメンテナンスの事象において、残りの部分を正常動作させたまま、ネットワークの一つの部分を切断する利点を有する。しかしながら、分離器は、ネットワークを部分的に分解する必要があるメンテナンス中に、切断する機能を提供するために設置される。分離器は、時折、付加的な絶縁距離を得る装置を補わなければならない。より用心が必要となるので、この距離は、六フッ化硫黄SF6 等の圧力下で、絶縁ガス内で動作する特定の設備内で適用される。ネットワークの動作している部分をメンテナンスの対象となる部分からさらに離すことを維持する機能を有するそれらの装置の幾つかは、中間区分を構成するが、一般的にこれらの端部において高価な付加的な円錐状の誘電体の使用を課す欠点を有する。
本明細書では、一時的に分離器から遠くない付加的な長さに沿って導体を一時的に切断することを可能にする他の装置にも注意を向ける。これは結合棒として知られ、公知である。母線の2つのセット等の電気ネットワークの2つの部分と共有電源部間の連結点に設置される結合棒を有するこの種の装置は、特許文献1の主課題である。結合棒は、共有導体と母線の各セットの分離器間の電気スイッチ上に設置される。各結合棒は、各々が、共有導体と母線のセットの導体に到達し、それにより接続が確立するため、または互いに反対方向に動くように引っ込むため、互いに離れるように動くのに好適である2つのスライドする可動接点からなる。2つの結合棒は、高価であるスイッチを必要とする。
特許文献2では、結合棒は、ネットワークの2つの部分によって供給され、共有部分の端部に直接設置される。しかしながら、上述の結合棒を維持する際に、並んだ2つの接点を有している。各接点は、共有部分に接続または接続しないために、一つのネットワーク分割部分の導体に向かって移動可能である。
米国特許第3,485,971号公報 米国特許第3,553,397号公報
結合棒は1本しかない場合でさえ、装置は、導体が共有部分とネットワーク分割部分間を永続的に接続する簡便なスイッチの代替品として、ある既存のネットワーク上で使用するのを妨げてしまうほどのかなりの長さを必要とする。
本発明は、この種の装置、すなわちより簡便かつ全体的によりコンパクトな構造の結合棒を有するスイッチ装置の改良品を構成する。一般的な方法では、本発明は、電気ネットワークの共有部分と、母線のセットである一対のネットワーク分割部分と、前記共有部分と前記分割部分との間の合流点に配置されたスイッチとを備える電気スイッチ装置であって、前記スイッチは、前記共有部分に接続された第一の固定接点と、前記分割部分にそれぞれ接続され、それぞれが凹部を有する接続部を備える二つの固定接点と、前記第一の固定接点に電気的に接続され前記接続部間に配置された可動接点と、前記接続部を共に接続するラインに前記可動接点を移動する制御装置と、を備え、前記二つの固定接点は、スイッチ内に互いに対向して配置され、前記凹部は、互いに対向し、前記電気スイッチ装置には、一つの可動接点のみが設けられ、該可動接点は、前記接続部間の距離より大きいが、前記距離に前記凹部の一つの深さを加えた距離より短い長さを有することを特徴とする電気スイッチ装置に関するものである。
従来技術の設計と比較すると、本発明は、3つの動作状態のみをとる、すなわち、2つの電気ネットワーク区分を共有部分へ同時接続させること、または2つの電気ネットワーク区分のどちらか一方のみを共有部分に接続させることである。一方、従来技術の装置は、両方の区分を同時に切断することができる。しかし、電気ネットワークは通常、動作中であり、結合棒を使用する切断は、通常メンテナンスが他の部分におけるメンテナンスと同時に実行することができないネットワークの関係する部分においてメンテナンス動作中に行われるので、完全切断の状態の利点は少ない。結合棒は、互いに離れるように動かなければならない従来技術の2つの可動接点において2つではなく、1つのスライドする支持体の領域のみを含むので、本発明は、結合棒において、一つの移動接点のみを保持することにより、全移動距離を減らすことにより、そしてその中を可動接点が動く支持体の幅をも減少させることにより、従来技術の装置を簡便にすることを可能にする。
現時点において、可動接点の支持体は、第1の固定接点へ向かう垂直方向よりも接続部分に接続する方向により小さな寸法を示す。それ故、可能な実施形態において、制御装置が、当該スイッチのケーシングを貫通し、当該支持体内に移動可能で、支持体の中心から離れた位置内に終端する旋回シャフトであって、当該可動接点が、当該第1の固定接点と当該領域との間に延在するようにする旋回シャフトと、支持体内で移動可能で、当該シャフトに剛性を有して接続されるレバーと、当該レバーと可動接点をヒンジで固定したリンクとを備える。
接続の他の方法は、例えばラックシステム等でも可能である。
本発明の他の重要な態様は、多相ネットワークにおける一つの状態から別の状態へスイッチの遷移の制御のため、またはある安定な機能を確実にするための装置に関するものである。
純粋に例証となる方法で、以下の図面を関連させて本発明を詳細に説明する。
公知のスイッチを示す図である。 本発明のスイッチの3つ主要な位置を示す図である。 本発明のスイッチの3つ主要な位置を示す図である。 本発明のスイッチの3つ主要な位置を示す図である。 当該スイッチ自身と隣り合うネットワークの部分を含むすべてのスイッチ装置を示す図である。 3相を示す3相ネットワーク内のすべてのスイッチを示す図である。 永続的に設置された3相ネットワーク内のすべてのスイッチ制御装置を示す図である。 3相ネットワーク内の簡便化されたスイッチ制御装置を示す図である。 装置を動作させるために必要なツールを有する当該簡便化された装置を示す図である。 簡便化された装置の主要部を示す図である。 装置全体の主要部を示す図である。 2つの異なった状態における分離器を示す図である。 分離器の別の実施形態を示す図である。 制御及び信号メカニズムを示す図である。 2つのロッキング電磁石を示す図である。 2つのロッキング電磁石を示す図である。 制御及び信号メカニズムの2つの他の状態を示す図である。 制御及び信号メカニズムの2つの他の状態を示す図である。
参考として、特許文献2に記載された装置を簡潔に述べる。結合棒を有するスイッチは、T字型のケーシング1に、ネットワーク分割部分の一部を形成する導体の端部に接続された固定接点2,3への接続部と、共有電力導体に接続するための固定接点4とから構成される。全体で符号5が付与される電気絶縁円錐体(またはコーン)は、それらの中を通る固定接点2,3,4を有し、ネットワークの隣接する区画からガスを絶縁する。2つの直線状の可動接点7,8は、固定接点2,3と接続する方向に配列されており、支持体9(図では一つのみが見える。)によって移動する。各々の可動接点は、移動可能な要素7または8がリンク11を介してクランク10に接続するように、クランク10を運ぶ。ケーシング1は、移動可能な要素7,8がスライドし、固定接点4に電気的に接続する支持体12をさらに備える。位置が示されているように、可動接点7,8が引っ込むと、2つのネットワーク分割部分は切断される。共有導体への電気的接続は、シャフト9の回転により(または単一のシャフトの回転により)確立し、当該接続は、可動接点7,8が固定接点2,3に入るために可動接点7,8が外側へ移動するように支持体12により動作する。
(実施例1)
本発明の一実施例を図2a,図2b及び図2cを参照として示す。以下のスイッチは、ケーシング13と、ネットワークの分割部分及び共有電力区分を各々形成する導体への接続のための固定接点14,15,16と、電気的に伝導し、共有電力区分へ接続する固定接点16に永続的な方法で接続する中心支持体17とを有し、当該固定接点14,15は、互いに対向する当該ネットワーク分割区分へ接続し、互いに対向する凹部22を配列、設置させる電気的接続区分を備えている。制御機構は、ケーシング13を貫通し、支持体17で終端するシャフト18を有し、当該シャフト18は、支持体17を貫通する可動接点21を移動するためのクランク19とリンク20とを備えている。当該スイッチは、本実施例においては、唯一の可動接点21を有し、可動接点21が凹部22に入る際にストロークの中央部分にあるとき、固定接点(14,15:図2a,図2c)の一方若しくは他方または同時に両方の固定接点(図2b)との接続を確立するために好適であり、可動接点21の長さは、ネットワーク分割区分へ接続する固定接点14,15間の距離より長く、しかし、当該距離と凹部22の深さ間の全長より短くなるよう選択され、当該凹部22には、2つの固定接点14,15が設置され、移動可能な要素21が貫通可能であり、可動接点21がストロークの端部へ移動するとき、(図2aに示すように)可動接点21と固定接点15の一方または他方間の十分な電気的破壊距離を保証する。
図1を参照すると、単一の可動接点21が、スイッチの中央部にあり、従来技術の設計の支持体12と比較して、支持体17の寸法を大きく減少させることを可能にする単一の領域にのみによって支持されることに留意すべきである。本発明の支持体17は、従来技術の設計のように、固定接点2,3とともに接続する方向によく伸ばされる代わりに、多かれ少なかれ球形であり、垂直方向よりもネットワーク分割区分に接続された固定接点14,15の配列方向により小さな寸法さえもとり得る。本質的に、球形は、より良い誘電距離を保証する。よりコンパクト化するために、シャフト18が固定接点14,15の配列方向から離れている中心から離れた位置を通じて支持体17を貫通することは有利である。
(実施例2)
本発明の他の実施例は、以下の図に関連して記載される。図3は、2個の平行な母線のセット25,26と、母線のセット間に配置された共有電力導体27と、図2に示すように、共有導体27と母線25,26のセット間の交点に配置されたスイッチ28とを有する本発明が使用される電気ネットワークの区分を示す。しかしながら、分離器29,30がスイッチ28と母線25,26間に配置されている。母線25,26のセットと、共有電力導体27と、一般的に電気ネットワークのすべての要素は、周囲の環境を電気から保護するため、導電体の周囲の絶縁雰囲気を維持するために、電気的絶縁特性及びガス絶縁特性を有するケーシング33内に収納される。絶縁性円錐体31は、スイッチ28と分離器29,30間に配置され、他の円錐体32は、母線25,26のセット内に適切に配置される。円錐体31,32はケーシング33内に含まれる容積を、他の区画からガス含有量(内容物)を空にすることなしに、電気的事故の危険性なしに、メンテナンス作業中に開放することができる区画に分ける。
上述した装置は、多相ネットワークの各相において再構築されるべきである。したがって、構築された3相ネットワークの区分が図4aに示されている。3相ネットワークの区分は、3個の母線のセット(25aと25b,25cと26a,26bと26c)と、3個のスイッチ28a,28b,28cと、共有3相電力導体27a,27b,27cを有し、すべては平行に配置されている。スイッチ28a,28b,28cは、個々または同時に、1相あたり1メカニズムまたは棒結合(rod linkage)を使用することにより3相すべてによって共有される単一のメカニズムを有して制御される。単一の制御装置(34)は、図4a,図4b,図4c,図4d,図5a及び図5bを参照して詳細に記載されている。当該装置は、単純な南京錠システム(図4c,図4d及び図5bに示すように)により保証され、または完全な信号及びロッキング機構(図5aの符号36)により保証され、スイッチ上(図4a及び図4bに示すように)に永続的に設置され得る。最も複雑な実施例に関連する記載を、図4a,図4b及び図5aとともに始める。図4aは、簡便な3相ネットワークを示し、図4bは、制御装置34の設置を示し、図5aは、当該絶縁装置を示す。固定システムは、スイッチ28aの一つのケーシング13上に搭載された支持体35と、支持体35に搭載された信号及びロッキング機構36と、また支持体35に搭載された駆動装置37と、駆動装置からすべてのスイッチ28への動作を伝達する伝達装置38とを備える。以下に記載する信号及びロッキング機構36は、伝達装置38の一部を形成し、支持体35の中央部に置かれるシャフト39上で動作する。駆動装置37は、トルクリミッタ41とウォームギア42によりシャフト39を回転するためのハンドル40を備える。トルクリミッタ41は、以下のシャフト39がブロックされたとき、駆動力を伝達するのを終了する安全性の規則に則って、動作するのが望ましくないときは不動作の動作コマンドを送信するように働く。スイッチ28aのケーシング13を保証するベアリング43は、シャフト39を支持する。それにより、シャフト39と同一の軸上のスイッチ28aのシャフト18は、駆動される。クランク44aは、シャフト39上に搭載され、当該シャフトにより回転し、それにより、上述したクランクと同様の他のクランク44b,44c自体を移動させる接続ロッド45を動かす。クランク44b,44cは、スイッチ28b,28cのシャフト18により締め付けられ、スイッチ28aのシャフト18が回転したのと同じ量回転する。シャフト18と可動接点21の移動量のこの完全な一致は、すべての3個のスイッチ28a,28b,28cを同じ状態に維持する。
(実施例3)
以下、符号73が付与された制御装置の簡単化された実施例をネットワークの2つの状態を示す図4c,図4dと、制御装置73が切断中であることを示す図5bを参照して記載する。信号及びロッキング機構36は省略し、ツール37は直接シャフト39を回転させる。しかしながら、クランク44aは、支持体35の穴に係合する2つの南京錠74,75により止められる。当該クランクは、南京錠74,75間または一つの南京錠74,75の外部に保持される。それ故、3つの主位置が、制御装置73上に画定され得る。支持体35内に確立した3個の穴77,78,79の一方または他方に揃っているとき、クランク44a内の穴を介してロッド76を通過することにより正確にクランク44aを3つの主位置に停止することが可能となる。装置が1つの状態から他の状態へ遷移することを可能にするために、南京錠74,75は開放され、取り外される。駆動装置37は、通常取り外せるように、かつ如何なる偶発的な動作を防止するように両実施例において取り外し可能としている。
図6及び7を参照して、分離器29,30に関して以下に説明する。図6は、3つの位置を有する分離器の実施例を示し、本実施例は、信号及びロッキング装置の残りの記載においてのみ使用される。分離器29,30は、類似及び対称なので、記載は、分離器30に関するもののみにする。分離器30は、円錐体31を介してスイッチ28に対して一方の側に開口しているケーシング47を備える。近似的に球形の形状を有している導電性支持体48は、円錐体31を貫通し、固定接点14に接続する終端部49を備えている。ケーシング47の対向する側に置かれた別の導電性支持体57は、母線25のセットの伝導体(図3の符号50)に電気的に接続される。分離器29は、スリーブ52上にヒンジで接続されたクランク53が動作する下で、支持体48のスリーブ52内をスライドする可動接点51をさらに備える。可動接点51は、3つの主位置をとり得る。図6に示す、中間位置である当該主位置の一つにおいては、可動接点51は、スリーブ52に完全に含まれ、母線25のセットとスイッチ28の間を確実に切断する。可動接点51がよりスイッチ28に近くにある主位置の別の位置(図示せず)においては、可動接点51がスイッチ28の固定接点14に接続するように、可動接点51は、部分的にスリーブ52を抜け出し、接地接点56に接触する。通常のサービス位置である主位置の3番目の位置(図示せず)においては、可動接点51は、支持体57の凹部を貫挿し、それにより母線25のセットの伝導体50とスイッチ28の固定接点14間の電気的接続を確立する。
(実施例4)
図7に別の実施例が示され、接地導体56’が上述した可動接点51と独立して動作する別の可動接点となっている。動作に修正はない。接地は、接地接点を可動接点51により近づけるように移動させるキー71によって、接地接点56’を移動させることにより実行される。それ故、切断と接地の機能は分離される。
分離器29,30と共に接続するスイッチ28を制御するための制御モードが、最終図面と結びつけられて記載されている。詳細は、信号及びロッキング機構36の構成とともに述べられる。その構成(図8)は、一つの円のセクター上に配列された4個の電磁石58,59,60,61からなる。4個の電磁石のうち、2つは信号接点62,63,64の中心に配置され、他の2つは信号接点62,63,64の横に配置される。シャフト39は、電磁石58,59,60,61と信号接点62,63,64の範囲内を通る少なくとも1つの止め具65を備える。
すべての電磁石(図9及び10)は、以下に記載する方法に従い、分離器29,30の状態に依存して電気回路68により励磁することができる巻線67によって移動する可動部分(66または72)を備える。巻線67が励磁していないとき、可動部分(66または72)は、止め具65をブロックするために好適に配置される。巻線67が励磁されているとき、可動部分(66または72)は、引っ込み、止め具65を離れる方向に移動する。このとき止め具65は、障害なしに可動部分(66または72)の前を通過する。しかしながら、終端の電磁石60,61は、電磁石の可動部分72が、一方向ではあるがヒンジを回転させることにより各ヒンジ69が、止め具65がヒンジ中を通過させることが可能であることを示す点で特有である。それ故、電磁石の可動部分72が配置された場合でさえも、可動部分72は、一回転方向のみにおいて障害または止め具65となる。
スイッチ28の3つの主位置が可能である。図8に示すように、可動接点21が固定接点14,15に接続される通常のサービスに対応する第1の主位置においては、止め具65は、中央電磁石58,59の移動可能な要素66間に延在する。中央電磁石58,59は、連接部として働くことにより、止め具65を主位置に保持する。止め具65は、この位置における止め具65の存在を検知する中央信号接点62の範囲内にある。図11に示すように、別の主位置においては、止め具65は、一方の側に完全に曲がり、4番目の電磁石61により保持される。止め具65は、第3の信号接点64の前に延在し、可動接点21は、固定接点15のみに接触する。母線26のセットのみがサービス中であり、母線25の他方のセットは切断される。図示しないが、上記の位置と対称である第3の位置においては、止め具65は、3番目の電磁石60により保持される。その位置では、第2の信号接点63により検知され、母線25の他方のセットのみが接続される。
まとめると、本発明は、本発明の本実施形態において以下の確実な安全上の特徴を要求する。当該分離器が開放されたときのみ、分離器(29または30)側におけるスイッチ28の開放は可能である。止め具65をブロックする横方向の電磁石(60または61)が、ロッキングを中断する意図的な動作により励磁されるときのみ、スイッチ28の閉鎖は可能になる。当該分離器以外のスイッチ28が開放であり、かつ接地が維持される限り、止め具65をブロックする横方向の電磁石(60または61)の上述した励磁が不可能であるときのみ、分離器(29または30)の接地は可能になる。
これにより、図8に示された状態から図11に示された状態へどのように切断の動作が母線のセットの一方において実行されるかが示された。具体的には図12を参照されたい。母線25のセットがスイッチ28に接続されている閉状態から母線25のセットが切り離される切断状態へ移ることにより、最初に分離器29が開放される。次いで、第2の電磁石59が励磁され、可動部分66が引っ込み、駆動装置40がシャフト39を回転させるために作動するとすぐに、止め具65が図12の右側に移動することにより第2の電磁石59を通り越す。第1の電磁石58のブロッキングが維持されているので、左側への誤った移動は不可能である。実際には、分離器29が反対方向への移動により閉じるのを防止するために、メカニカルなロッキング(南京錠を使用する)または分離器29の電気的なロッキングが加えられる。それ故、止め具65は、第4の電磁石61の可動部分72と交差し、これにより止め具65はヒンジ69を軸に回転する。第4の電磁石61は、止め具65をブロックし、可動部分72は、戻る方向には剛性を有するので、戻る方向への移動は、この場合不可能である。このようにして、図11に示す状態が得られ、スイッチ26を分離器29の切断位置に保持するために、電磁石61の可動部分72をメカニカルにロッキングして主位置に維持することが可能となる。止め具65が第3の信号接点64の範囲内にある。それ故、故障なしに分離器29を接地することが可能になる。スイッチ28がネットワークの共有部分から分離器29を十分に切断しない限り、接地するのを防止するため、第3の信号接点64は、分離器29の制御メカニズムに組み込まれる。このようにして、図11に示される状態に達する。他の方向における分離器30とスイッチ28の開放は、ロッキングと信号機構36が完全に対称であるという同一の効果を有する反対方向への移動により実行される。

Claims (9)

  1. 電気ネットワークの共有部分27と、
    母線のセットである一対のネットワーク分割部分25,26と、
    前記共有部分と前記分割部分との間の合流点に配置されたスイッチ28とを備える電気スイッチ装置であって、
    前記スイッチは、前記共有部分に接続された第一の固定接点16と、
    前記分割部分にそれぞれ接続され、それぞれが凹部22を有する接続部を備える二つの固定接点14,15と、
    前記第一の固定接点16に電気的に接続され前記接続部間に配置された可動接点21と、
    前記接続部を共に接続するラインに前記可動接点を移動する制御装置と、を備え、
    前記二つの固定接点は、スイッチ内に互いに対向して配置され、前記凹部は、互いに対向し、
    前記電気スイッチ装置には、一つの可動接点のみが設けられ、該可動接点は、前記接続部間の距離より大きいが、前記距離に前記凹部の一つの深さを加えた距離より短い長さを有すること、
    を特徴とする電気スイッチ装置。
  2. 前記スイッチが、その中を前記可動接点21が延在し、スライドし、第1の固定接点へ向かう垂直方向の線よりも接続部分に接続する方向の線の方がより小さな寸法を有するスライドする支持体17をさらに備え、
    前記制御装置が、前記スイッチのケーシング13を貫通し、前記支持体の領域内に終端する旋回シャフト18であって、前記可動接点21が、前記第1の固定接点16と前記領域との間に延在するようにする旋回シャフト18と、
    前記支持体内で移動可能で、前記シャフトに剛性を有して接続されるレバー19と、
    前記レバーと前記可動接点21をヒンジで固定したリンク20とを備えること、
    を特徴とする請求項1に記載の電気スイッチ装置。
  3. 前記分割部分が、前記スイッチに隣接する接地手段に係合する分離器29,30を備えること、
    を特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気スイッチ装置。
  4. 前記制御装置が、前記分離器に依存するロッキング機構を備えること、
    を特徴とする請求項3に記載の電気スイッチ装置。
  5. 前記ロッキング機構が、前記制御装置の支持体35上に取り外し可能な方法で係合し、前記制御装置の駆動手段を前記可動接点21に接続する伝達装置の一部を形成するクランク44aをブロックするように使用される南京錠74,75とからなること、
    を特徴とする請求項4に記載の電気スイッチ装置。
  6. 前記ロッキング機構が、前記制御装置の駆動手段を前記可動接点21に接続する伝達装置の一部を形成する要素39,65をブロックするための可動部分66に設置された電磁石58,59,60,61と、前記分離器の状態にしたがって励磁される巻線67からなること、
    を特徴とする請求項4に記載の電気スイッチ装置。
  7. 前記巻線67が励磁されていないとき前記移動可能なブロック部分を、前記伝達装置の前記要素39,65をブロックする定位置に配置すること、
    を特徴とする請求項6に記載の電気スイッチ装置。
  8. 前記電磁石が、両方の前記ネットワーク分割部分が前記可動接点21により前記共有部分に接続する定位置に前記伝達装置の前記要素39,65を保持するのに好適な2個の中央電磁石58,59と、
    2個の横方向電磁石60,61であって、各々が、一方の前記ネットワーク分割部分のみが前記可動接点21により前記共有部分に接続する位置に前記伝達装置の前記要素を保持するのに好適な2個の横方向電磁石60,61とからなること、
    を特徴とする請求項6または請求項7に記載の電気スイッチ装置。
  9. 前記伝達装置が、一方の前記ネットワーク分割部分のみが前記可動接点により前記共有部分に接続する前記位置を離れたときのみ、前記横方向の電磁石が、前記伝達装置の前記要素39,65をブロックするのに好適である移動可能な部分を有すること、
    を特徴とする請求項8に記載の電気スイッチ装置。
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