JP2015507344A

JP2015507344A - 圧力式引き外し装置

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Publication number: JP2015507344A
Application number: JP2014557112A
Authority: JP
Inventors: デッケルト，フランシス
Original assignee: Hager Electro SAS
Current assignee: Hager Electro SAS
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2033-02-15
Also published as: FR2987163B1; JP6242347B2; FR2987163A1; EP2815416B1; WO2013121159A1; EP2815416A1

Abstract

配線の遮断部分、および配線上での過負荷または短絡の場合の遮断の作動のための引き外し部分を備える、ブレーカタイプの配線保護電気装置。この装置は、前記平坦面（５）が遮断チャンバ（１１）の体積を区画する仕切り壁内に設置されることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、ブレーカタイプの少なくとも一つの配線の保護電気装置の分野にかかわるものであり、特に、その保護という主要機能における製品の有効性を向上させて、さらに、ブレーカの従来の階層化による部位の保護管理の観点で、同一回路内に存在する他のブレーカとの協調／選択性を必要があれば向上させて、そのような装置の引き外し速度を増大させる、いわゆる「瞬時」または「反射性」引き外し装置に関するものである。

この第二の仮定において、本発明は、実際、同一回路内の他のブレーカの引き外し時間に対して、ブレーカの応答時間、および、結果としてその作動レベルを調節することができる。

瞬時引き外し装置が備え付けられているブレーカタイプの電気装置は、配線の遮断部分、および配線上の過負荷または短絡の場合の遮断作動のための引き外し部分を有する。様々なタイプの引き外し手段は、配線上で生じうる事故の類型にしたがって、さらに個々の場合に応じてロックを作動させるために設けられる。

本発明によると、電気装置は圧力式引き外し装置のタイプの瞬時引き外し装置を備えており、各配線のために、
‐配線の遮断及び閉鎖のために固定接点と協働する可動接点を持つ接点ゲートであって、接点の開放によって遮断ガスの生成が生じる接点ゲート、
‐接点ゲート／可動接点／固定接点のサブアセンブリを囲む容量に対応するアーク遮断チャンバであって、前記遮断ガスがこの内部に存在しているアーク遮断チャンバ、
‐遮断チャンバ内の圧力が引き外し閾値に達するとき遮断部分を作動させるのに適した圧力式引き外し手段
を有する。

引き外し手段は、
‐遮断チャンバ内の圧力レベルＰを反映する押圧の力が作用する引き外し装置の要素の少なくとも一つの平坦面から成る遮断チャンバ内の圧力レベルＰの検出手段、
‐圧力閾値を越えると引き外しが行われる圧力閾値Ｐ_sの調節手段、
‐遮断チャンバ内の圧力レベルＰが圧力閾値Ｐ_s以上のときの遮断部分の機械的ロックの作動器の作動手段
を含む、単一部品によって形成される圧力式引き外し装置の要素から成る。

本発明は、主として、前記平坦面が遮断チャンバの体積を区画する仕切り壁内に設置されていることを特徴とする。

具体的には、接点が開くとき、生成された遮断ガスがチャンバ内の圧力を増大させ、このガスは外に出ようとして、遮断チャンバを区画する全仕切り壁に圧力をかける。

平坦面が仕切り壁の一部分であるという事実によって、装置の内部で空間の大きな利得がある。引き外し装置は仕切り壁内に「溶け込み」、実際遮断チャンバの内部では見えない。

したがって、アークの形成に続いて生成された風は、仕切り壁に、ゆえに言うまでもなく平坦面に直接おしあてられ、機械的ロックを作動させる引き外し装置を動かすが、引き外し装置は単一部品によって構成されているので、それには介在する部品はない。

より正確には、引き外し装置の要素の面は前記仕切り壁の少なくとも一部分と同一平面内にほぼ位置決めされており、遮断チャンバの気密性を確実にするために仕切り壁のこの部分に作成されたウィンドウ内に調整して取り付けられている。

引き外し装置の要素は装置内に回転式に固定されており、遮断チャンバ内の圧力値Ｐが圧力閾値Ｐ_s以上のとき、押圧の力は平坦面に作用し、引き外し装置の要素の回転および遮断チャンバの外部に向かう前記平坦面の移動を引き起こし、圧力Ｐが圧力閾値Ｐ_s未満になるまでそこで減少するとき、戻し手段が引き外し装置の要素に作用し、遮断チャンバに対して平坦面を安定した初期位置に戻すことができる。

引き外し装置の要素は、圧力閾値Ｐ_sを越えるとき引き外し装置の要素の回転に抵抗力を対抗させる圧縮ばねと前記戻し手段とを同時に構成する調整ばねの端部に接続された第一のアームを有し、前記抵抗力は前記ばねのばね定数に依存しており、この力および押圧の力が引き外し装置の要素の回転のために相対するトルクを生成し、第一のアーム／ばねのアッセンブリはそれを越えると引き外しが実施される圧力閾値Ｐ_sの調節手段を構成する。

引き外し装置の要素は、前記作動手段に対応する第二のアームを有し、遮断チャンバ内の圧力値Ｐが圧力閾値Ｐ_s以上のとき、引き外し装置の要素の回転は前記第二のアームを作動器に対して移動させ、遮断チャンバ内の圧力Ｐが圧力閾値Ｐ_s未満になるまで減少したとき、前記戻し手段が引き外し装置の要素に作用し、前記作動器から離れた安定した初期位置に第二のアームもまた戻すことができる。

引き外し装置の要素は、装置に属する固定部品内にはめ込まれた回転シャフトを有する。引き外し装置の要素は他のあらゆる方法で回転式に取り付けられる。

引き外し装置の要素の平坦面、第一のアームおよび第二のアームの全ては、引き外し装置の要素の回転シャフトから広がる。

多極装置の場合、各引き外し装置の要素は隣接する二つの遮断チャンバ内に配置された二つの平坦面を有することがあり、そのとき、引き外し装置の要素は隣接する二つの配線の間に位置決めされている。例えば、三つの相をＲ、ＳおよびＴと名付けた三極装置の場合、
‐Ｒ相の遮断チャンバ内の平坦面、Ｓ相の遮断チャンバ内の平坦面、および、二つの相ＲおよびＳの間においてほぼ真ん中に配置された作動手段と共に、第一の圧力式引き外し装置の要素は隣接する相ＲおよびＳの間にあり、
‐Ｓ相の遮断チャンバ内の平坦面、Ｔ相の遮断チャンバ内の平坦面、および、二つの相ＳおよびＴの間においてほぼ真ん中に配置された作動手段と共に、第二の圧力式引き外し装置の要素は隣接する相ＳおよびＴの間にある。

本発明は、下記の添付図面を参照して、以下により詳細に説明する。

図１は本発明による引き外し装置の要素を示したものである。図２は配線の保護装置内での引き外し装置の要素の位置決めを図示したものである。図３は安定した初期位置の引き外し装置の要素を示したものである。図４は遮断チャンバ内の引き外し装置の要素の表面空間を図示したものである。図５は三つの引き外し装置の要素が備えられた四モジュール装置の概略図である。

図１に図示したように、引き外し装置の要素（１）は単一部品によって構成されている。その引き外し装置の要素は、その中心に回転シャフト（２）を有し、そこから放射状に三つのアーム、すなわち、
‐ばね（８）に接続された第一のアーム（３）、
‐端部に突出部（７）が備えられた第二のアーム（４）、
‐前面が平坦面（５）となる二つの対のブロック（１０）が端に割り当てられた第三のアーム（６）
が延びている。

この引き外し装置の要素（１）は配線の保護装置に回転式に取り付けられる。より正確には、引き外し装置の要素（１）のシャフト（２）は図２に図示した支持台（９）にはめ込まれている。この支持台（９）はシャフト（２）を収容するのに適した円筒形の外観の切込み（１８）を含み、ひとたびはめ込まれるともはやそこから抜けないように、十分にシャフトを囲む。

この支持台（９）は保護装置の引き外し装置の部分に属し、図２に示した実施例では三極ブレーカである。そのとき、装置は二つの引き外し装置の要素（１）を具備しており、各々隣接する二つの極間にわたって配置されている。

この装置は、従来から、配線の遮断部分および配線上での問題の場合には、遮断の作動のための引き外し部分を含み、各配線について、図４に示したように、
‐配線の遮断及び閉鎖のために固定接点（１４）と協働する可動接点（１３）を持つ接点ゲート（１２）であって、遮断への接点（１３、１４）の開放によって遮断ガスの生成が生じる接点ゲート、
‐接点ゲート（１２）／可動接点（１３）／固定接点（１４）のサブアセンブリを囲む容量に対応するアーク遮断チャンバ（１１）であって、前記遮断ガスがこの内部に存在しているアーク遮断チャンバ（１１）
を有する。

引き外し装置の要素（１）の各ブロック（１０）は、極の遮断チャンバ（１１）内に作成されたウィンドウ（１５）内に侵入する。ブロック（１０）の平坦面（５）は、したがって、遮断チャンバ（１１）の容量を区画する仕切り壁の一部分であり、それは、ウィンドウ（１５）およびブロック（１０）が遮断チャンバ（１１）の気密性を確実にするようにサイズ決めされているからである。

接点（１３、１４）が開いて遮断ガスが生じるとき、チャンバ（１１）内の圧力Ｐは増大し、存在するガスはチャンバ（１１）の仕切り壁に、それゆえ、引き外し装置の要素（１）の平坦面（５）に押圧の力をおよぼし、押圧の力が十分なとき、より正確には遮断チャンバ（１１）内の圧力Ｐが引き外し圧力閾値Ｐ_sを越えるとき、そのために引き外し装置の要素の回転を駆動する。引き外し装置の要素（１）および調整ばねは、そのとき、押圧の力から生じると共に要素（１）にかかるトルクがばね（８）に起因する抵抗トルクより大きいように、サイズ決めされる。そのとき、ブロック（１０）は遮断チャンバ（１１）の外側に向かって移動し、チャンバ（１１）内に存在する全ての他の開口部にもかかわらずガスがチャンバ（１１）から排気されるのに時間がかかるので、平坦面（５）がチャンバ（１１）の周縁部にまだあり続け、その気密性を確実にする、すなわち時間内の圧力損失を制限するのに、その厚さは十分である。

これによって、また、引き外し信号がきちんと記録されるために、平坦面（５）におよぼされる圧力Ｐの持続する期間を延長することができる。

このブロック（１０）の厚さは、また、長期にわたり機械的な耐性があるように決定される。

ブロック（１０）の平坦面（５）は、吹き込まれた空気が作用して、確実に移動し、この圧力Ｐの上昇に続いて引き外しが確実に実施されるように、十分大きな面積を持つようにサイズ決めされる。

この圧力Ｐ_sは、ばね（８）に結合された引き外し装置の要素（１）の第一のアーム（３）によって調節され得る。実際、圧力閾値Ｐ_sを越えたのに続いて引き外し装の置要素（１）が回転するとき、第一のアーム（４）はばね（８）を圧縮する。ばね（８）のばね定数に応じて、その圧縮は多少なりとも強くなり、したがって、そのために引き外し装置の要素（１）の回転を多少なりとも容易にする。その結果、特にばね（８）のばね定数の選択に応じて、ばね（８）によってアーム（３）上で生成したトルクに逆らって引き外し装置の要素を回転させるために、平坦面（５）に作用する押圧の力は、多少なりとも大きいトルクを発生させることになる。圧力閾値Ｐ_sは、その値に基づいて平坦面（５）に作用する押圧の力が引き外し装置の要素（１）を回転させるのに十分になるチャンバ（１１）内の圧力Ｐである。したがって、ばね（８）は調整ばねに相当する。このばね（８）は、また、第二の機能、すなわち、チャンバ（１１）内の圧力Ｐが減少して、圧力閾値Ｐ_sを下回ったとき、ばねに起因する抵抗トルクが平坦面（５）に起因する引き外しトルクより再度大きくなり、平坦面（５）を遮断チャンバ（１１）内の安定した初期位置に戻す機能を果たす。

図３は作動器（１６）の正面にある第二のアーム（４）の突出部（７）と共に、保護装置の中の引き外し装置の要素（１）を表したものである。引き外し装置の要素（１）が安定した初期位置にあるとき、すなわち、チャンバ内の圧力Ｐが圧力閾値Ｐ_s未満のとき、そのとき第二のアーム（４）の突出部（７）は図３のように作動器（１６）から離れている。短絡に続いて引き外し装置の要素（１）が回転するとき、例えば、遮断ガスを発生させる配線の急激な遮断を生じさせ、チャンバ（１１）内の圧力閾値Ｐ_sの超過を引き起こすと、第二のアーム（４）の突出部（７）は作動器（１６）に衝突することになり、そのとき配線の保護電気装置の機械的ロックの上下動を引き起こす。

この仮定で、接点（１３、１４）の開放は、電気力学的な反発力によって起こり、短絡の場合は極めて急速である。この場合、圧力式引き外し装置（１）は、保護装置の熱または磁気引き外し装置によるロックに欠陥が反映される随分前に機械的ロックを上下動させることができる。

図５は、三つの相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）および中性線（Ｎ）を備える四極保護装置の内部の引き外し装置の要素（１）の配置を表したものである。各極は可動接点（１３）を有する接点ゲート（１２）を備え、接点ゲート（１２）は回転バー（１７）によって全てが互いに接続されている。

各引き外し装置の要素（１）は隣接する二つの極上にわたって配置されており、ブロック（１０）は第一の極の遮断チャンバ内に侵入し、他方のブロック（１０）は隣接する極の遮断チャンバ内に侵入する。例えば（Ｎ）および（Ｒ）間の短絡のとき、（Ｎ）および（Ｒ）に関してチャンバ（１１）内に生まれた遮断ガスは装置の左に配された引き外し装置の要素（１）の二つのブロック（１０）に押圧の力を生じ、したがって、引き外し装置の要素を回転させ、機械的ロックを引き外す。

前記の本発明は、好ましい実施例によって説明したが、しかしながら、それらの実施例に限定されるものではない。添付の特許請求の範囲によって包括される内容に含まれる変更例および修正は本発明の一部である。

１引き外し装置の要素
２シャフト
３第一のアーム
４第二のアーム
５平坦面
８ばね
１１遮断チャンバ
１２接点ゲート
１３、１４接点
１６作動器

Claims

配線の遮断部分、および配線上の過負荷または短絡の場合の遮断作動のための引き外し部分を含む、ブレーカタイプの配線の保護電気装置であって、
各配線について、
‐配線の遮断及び閉鎖のために固定接点（１４）と協働する可動接点（１３）を持つ接点ゲート（１２）であって、接点（１３、１４）の開放によって遮断ガスの生成が生じる接点ゲート、
‐接点ゲート（１２）／可動接点（１３）／固定接点（１４）のサブアセンブリを包囲する容量に対応するアーク遮断チャンバ（１１）であって、前記遮断ガスがこの内部に存在しているアーク遮断チャンバ（１１）、
‐遮断チャンバ（１１）内の圧力が引き外し閾値に達するとき遮断部分を作動させるのに適した圧力式引き外し手段
を有し、
引き外し手段は、
‐遮断チャンバ（１１）内の圧力レベルＰを反映する押圧の力が作用する引き外し装置の要素（１）の少なくとも一つの平坦面（５）から成る遮断チャンバ（１１）内の圧力レベルＰの検出手段、
‐圧力閾値を越えると引き外しが行われる圧力閾値Ｐ_sの調節手段、
‐遮断チャンバ（１１）内の圧力レベルＰが圧力閾値Ｐ_s以上のときの遮断部分の機械的ロックの作動器（１６）の作動手段
を含む、単一部品によって形成される圧力式引き外し装置の要素（１）から成り、
前記平坦面（５）は遮断チャンバ（１１）の体積を区画する仕切り壁内に設置されることを特徴とする、配線の保護電気装置。
引き外し装置の要素（１）の平坦面（５）は、前記仕切り壁の少なくとも一部分と同一平面内にほぼ位置決めされており、遮断チャンバ（１１）の気密性を確実にするために仕切り壁のこの部分に作成されたウィンドウ（１５）内に調整して取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の配線の保護電気装置。
引き外し装置の要素（１）は、装置内に回転式に固定されており、遮断チャンバ（１１）内の圧力値Ｐが圧力閾値Ｐ_s以上のとき、押圧の力は平坦面（５）に作用し、引き外し装置の要素（１）の回転および遮断チャンバ（１１）の外部に向かう前記平坦面（５）の移動を引き起こし、圧力Ｐが圧力閾値Ｐ_s未満になるまでそこで減少するとき、戻し手段が引き外し装置の要素（１）に作用し、遮断チャンバ（１１）に対して平坦面（５）を安定した初期位置に戻すことができることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の配線の保護電気装置。
引き外し装置の要素（１）は、圧力閾値Ｐ_sを越えるとき引き外し装置の要素（１）の回転に抵抗力を対抗させる圧縮ばねと前記戻し手段とを同時に構成する調整ばね（８）の端部に接続された第一のアーム（３）を有し、前記抵抗力は前記ばね（８）のばね定数に依存しており、この力および押圧の力が引き外し装置の要素（１）の回転のために相対するトルクを生成し、第一のアーム（３）／ばね（８）のアッセンブリはそれを越えると引き外しが実施される圧力閾値Ｐｓの調節手段を構成することを特徴とする、請求項３に記載の配線の保護電気装置。
引き外し装置の要素（１）は、前記作動手段に対応する第二のアーム（４）を有し、遮断チャンバ（１１）内の圧力値Ｐが圧力閾値Ｐ_s以上のとき、引き外し装置の要素（１）の回転は前記第二のアーム（４）を作動器（１６）に対して移動させ、遮断チャンバ（１１）内の圧力Ｐが圧力閾値Ｐ_s未満になるまで減少したとき、前記戻し手段が引き外し装置の要素（１）に作用し、前記作動器（１６）から離れた安定した初期位置に第二のアーム（４）もまた戻すことができることを特徴とする、請求項４に記載の配線の保護電気装置。
引き外し装置の要素（１）は、装置に属する固定部品（９）内にはめ込まれた回転シャフト（２）を有することを特徴とする、請求項５に記載の配線の保護電気装置。
引き外し装置の要素（１）の平坦面（５）、第一のアーム（３）および第二のアーム（４）の全ては、引き外し装置の要素（１）の回転シャフト（２）から広がることを特徴とする、請求項６に記載の配線の保護電気装置。
多極装置の場合、各引き外し装置の要素（１）は隣接する二つの遮断チャンバ（１１）内に配置された二つの平坦面（５）を有することがあり、引き外し装置の要素（１）は隣接する二つの配線の間に位置決めされていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の配線の保護電気装置。