JP2020534636A - アークブラストユニットが設けられた電気スイッチ - Google Patents

Abstract

この電気スイッチは、可動接点（２）と共に可動式である圧縮チャンバ（２７）を囲む圧縮シリンダ（２５）を備えたアークブラストユニットと、圧縮チャンバの一端にある静止ピストン（１３）とを備え、電気アークを効率的にブラストするために、接点が接点の分離場所（１２）に流れを向けるノズル（１０）に分離するとき、チャンバ内で圧縮されたガスを導くブローパイプ（９）として構成される支持ロッドが設けられる。この構成は軽量であり、スペースをほとんど占有しない。【選択図】図１

Description

本発明は、アークブラストユニットが設けられた電気スイッチユニットに関する。

本発明は、特に、排他的ではないが、ＳＦ６．１のような絶縁ガスで満たされている場合とされていない場合があるエンクロージャに位置する、中または高電圧の接地スイッチで使用され得る。

このような電圧でスイッチの接点が切断されると、電気アークが発生する傾向があり、電流の遮断を妨害する。アークは、接点が完全に分離されていても永続的なままである場合があり、それらの自然消滅はランダムに起こる。接点が絶縁流体に浸されているときはアークは発生しにくくなるが、接点を囲むために設ける必要があるガス不透過性のエンクロージャはより高価であり、特に、毒性があり環境に有害な通常のＳＦ６ガスについては、液体の漏れに注意する必要がある。これらの欠点のために、他の点では効率的なこのガスは近年ますます使用されておらず、絶縁ガスとしてＳＦ６なしで作動する、つまり環境への影響が少ないガスの混合物で作動するスイッチがより普及していることに留意されたい。

アークは、接点が高速で分離され、スイッチの開位置でのギャップが大きくなるとより消滅しやすくなるが、それでも消滅は確実ではない。

したがって、アークをガス流で積極的にブラストするためのシステムは、電気スイッチで頻繁に使用される。システムは、典型的には、接点を含む空洞の横にチャンバを備え、可動接点に接続されたピストンの変位による接点の分離中にガスが圧縮される。圧力が蓄積されると、バルブが開き、圧縮ガスをチャンバから放出する。ガスは、空洞に吹き込まれ、アークをブラストする。

本発明のアークブラストユニットは、接点の分離中にアークを消滅させるガス流が生成される新しいシステムに基づいている。元の特性により、その構造をコンパクトにすることができ、ガス流の高い消滅効率が観察される。最後に、本発明は、接点の開閉ストロークの終わりにそれぞれ接点の移動を減衰させる。

独国実用新案第２９７１６１５２号

本発明の一般的な定義によれば、本発明は、少なくとも１つの固定接点と、固定接点の前で、固定接点と接合される閉位置と固定接点から分離される開位置との間を移動方向にスライドする少なくとも１つの可動接点とを備える電気スイッチであって、移動方向に平行な少なくとも１つの固定ブローパイプであって、ブローパイプは、前端のノズルであって、可動接点が固定接点から分離する場所に向けられるノズル、および後端のピストンを備えるブローパイプと、可動接点に接続され、ブローパイプの周りおよびピストンの周りをスライドする可動エンクロージャと、ノズルと連通し、エンクロージャ、ピストンおよびブローパイプによって画定される圧縮チャンバとを備えることを特徴とする、電気スイッチに関する。

この構成の最も顕著な特性は、ピストンがここでは静止しているが、ピストンを取り囲むエンクロージャが可動式であることである。従来のピストンロッドはブローパイプに変換され、ガス流を正確に集中ビームでアークが発生する均一な場所に向けることができるため、既知の構成のように流れが接点空洞内で時期尚早に広がることなく、はるかに大部分の流れエネルギーがアークをブラストするために実際に使用される。

圧縮チャンバは、有利には、圧縮チャンバ内の有利には１バール未満の負圧で開く、ピストン上に最適に存在する１つまたは複数のバルブを設けることができる。これにより、スイッチが閉位置に戻り、ブローパイプを通るガス流が発生しないとき、チャンバの充填が容易になり、したがって駆動システムの労力を軽減することが可能である。

本発明の別の有利な特性によれば、ピストンは、細長い形状を有してもよく、エンクロージャは、対応する細長い断面を有してもよい。この形状または断面は、長方形であってもよい。その場合、より良好なコンパクト性を得ることができ、これは特に、複数の対の接点が存在し、可動接点が一列に配置される多相スイッチの場合に当てはまり、エンクロージャは、列と同じ幅の可動接点の列のすぐ上の平らな形状で延びることができるが、同じ体積の圧縮ガスに対して高さが低い。また、複数のブローパイプが存在し得、各々がそれぞれの対の接点に関連付けられているにもかかわらず、そのような多相スイッチに対しても単一のエンクロージャおよび単一のピストンが好ましく、エンクロージャ内で圧縮されたガスはブローパイプ間で共有され、単一のエンクロージャのみを移動させる必要があるため、構成は単純なままである。

エンクロージャがキャリッジに固着され、可動接点も変位させる場合、この構成の単純さがさらに強化される。また、エンクロージャとブローパイプの両方が移動方向に沿って可動接点と重なるように配置される場合、良好なコンパクト性を達成することができる。

本発明のこれらおよび他の態様、特性および利点は、純粋に例示的な方法で本発明の特定の実施形態を開示する以下の図の説明でより詳細に明らかにされるであろう。

スイッチが閉位置にある、対応するブローパイプと一対の接点の断面図である。 同じくスイッチが開位置にある場合の図である。 特に、バルブが開いている閉動作中の圧縮システムの内部を示す図である。 バルブが閉じている開動作中の圧縮システムを再び示す図である。

図１および図２は、固定接点１と、その前端が固定接点１に貫通することができる可動接点２とを備える少なくとも１つの対の接点を備える接地スイッチを部分的に示している。

可動接点２は、移動方向Ｘ−Ｘ（図１）に可逆的に移動する。本発明は、接点対の数、種類およびレイアウトに独立して実施することができる。例えば、スイッチは、三相にすることができ、固定および可動接点は、移動方向Ｘ−Ｘに垂直な直線の列に並んでいる。

この構成はまた、対の固定接点１および可動接点２の横に位置するブローパイプ９を備える。ブローパイプ９の前端には、ノズル１０が装着される。

図は、ブローパイプ９が直線で連続的な中空管であり、ノズル１０が、可動接点２が固定接点１から分離され、したがって電気アークが存在する場所１２に向けられる湾曲またはエルボードリル１１が設けられることを示す。ブローパイプ９は、対の固定および可動接点と同じ数であり、また直線の列に配置され、それぞれの可動接点の上に短い距離で延びる。ブローパイプ９の後端は、図３および図４に示されるように、すべてのブローパイプ９に共通のピストン１３に接続される。ブローパイプ９の壁は、ピストン１３の直前に開口部１４を有する。

可動接点２は、可動接点チューリップ１５をスライドする。可動接点チューリップ１５は、可動接点２の延長上で管状接点ユニット１６によって支持される。キャリッジ１７は、接点ユニット１６によって支持され、接点ユニット１６上をスライドする。キャリッジ１７は、可動接点２の後部に関節接続され、接点ユニット１６の上側および下側表面に機械加工された長手方向スロット１９を介して接点ユニット１６を通って延びる軸１８を備える。スイッチ操作は、可動接点２が前部空洞６内に延びる図１の接点の閉位置と、可動接点２が接点ユニット１６の可動接点チューリップ１５および中央ボア２０内に完全に引き込まれる図２の開位置との間で、スロット１９の両端と可動接点２との間で軸１８を変位させるキャリッジ１７の移動からなる。キャリッジ１７は、駆動機構（図示せず）によって変位される。

圧縮シリンダ２５の形状のエンクロージャは、キャリッジ１７に固着され、キャリッジ１７と共に変位される。エンクロージャは、前面に開口部２６を備え、開口部２６を通ってブローパイプ９が延びる。ピストン１３は、圧縮シリンダ２５に含まれている。ピストン１３は細長い長方形の形状を有し、圧縮シリンダ２５は同様に細長い長方形の断面を有するため、それらは可動接点の列の幅全体にわたって延びるが、高さは低くなっているため、通常のハウジングに簡単に収容することができる。シールが開口部２６およびピストン１３の周りに設けられることで、圧縮シリンダ２５およびピストン１３によって画定された圧縮チャンバ２７は、一般に、ノズル１０のみを通って外部と連通する。しかしながら、バルブ２８がピストン１３上に存在する。それらは一般に圧縮ばね２９のセットによって閉じられるが、圧縮チャンバ２７内が負圧の閾値に達すると、スロット３２を開き、圧縮チャンバ２７と外部の補助的な連通を確立することができる。

スイッチを開く必要があるとき、キャリッジ１７は後方にスライドし、可動接点２は固定接点チューリップ１から分離し、分離場所１２においてそれらの間で電気アークが発生する。圧縮シリンダ２５はブローパイプ９上をスライドし、圧縮チャンバ２７は収縮する。内部に含まれるガスは圧縮され、ノズル１０で外部に流れ、ガスは分離場所１２に向かって偏向される。流れは、ノズル１０によって正確に向けられた細いビームに集中したままである。したがって、全体の効率が低くなるように接点を備える前部空洞６にガス流が広がる既知の装置とは対照的に、ブラストエネルギーの大部分がアーク消滅に寄与する。バルブ２８は、閉じたままである。

そして、スイッチが閉じた状態に戻ると、逆の移動が行われ、圧縮チャンバ２７が膨張する。負圧が内部に蓄積されるため、ばねセット２９がバルブ２８をピストン１３に戻すことができる程度に圧力が増大するまで圧縮チャンバ２７へのガスの進入を促進するために、ピストン１３を貫通するスロット３２を開放することによってバルブ２８が開かれる。

本発明の独創性は、ピストン１３が静止しているが、ピストン１３を取り囲むエンクロージャ、すなわち圧縮シリンダ２５が可動式であることであり、これはピストンが可動接点に依存する既知の装置とは対照的であり、ピストンがスライドするエンクロージャは、ハウジングまたは別の静止構造の一部である。本発明の構成は、ピストン１３および圧縮シリンダ２５が可動接点の長手方向延長上ではなく、それらの横に位置するコンパクトなレイアウトを可能にする。駆動機構は単純かつ軽量であり、圧縮シリンダ２５および可動接点は、同じ機構（キャリッジ１７）によって共に移動される。ピストンロッド、すなわちブローパイプ９は、ガス流を導き、ガス流を必要とされる均一な場所、すなわち分離場所１２に正確に向けるためのボアで構成することができる。また、迅速な接続および切断移動中の圧縮チャンバ２７内の圧力変動は、それぞれのストロークの終わりにこれらの移動を減衰させる反対の力を発生させる。

ガス流が向けられる分離場所１２は、これらの図面のように固定接点に必ずしも隣接する必要はないが、固定接点と可動接点との間の任意の場所に、アークが存在する可能性のある開位置に存在することができる。

詳細な説明は接地スイッチに関するものであるが、本発明は、他の種類の電気スイッチで実施することができる。

ハウジングを満たすガスには条件がなく、ＳＦ６のような絶縁ガスであってもよいし、そうでなくてもよい。

１ 固定接点、固定接点チューリップ
２ 可動接点
６ 前部空洞
９ ブローパイプ
１０ ノズル
１１ 湾曲、エルボードリル
１２ 分離場所
１３ ピストン
１４ 開口部
１５ 可動接点チューリップ
１６ 管状接点ユニット
１７ キャリッジ
１８ 軸
１９ 長手方向スロット
２０ 中央ボア
２５ 圧縮シリンダ、エンクロージャ
２６ 開口部
２７ 圧縮チャンバ
２８ バルブ
２９ 圧縮ばね、ばねセット
３２ スロット
Ｘ−Ｘ 移動方向

Claims (8)

1. 少なくとも１つの固定接点（１）と、前記固定接点（１）の前で、前記固定接点（１）と接合される閉位置と前記固定接点（１）から分離される開位置との間を移動方向（Ｘ−Ｘ）にスライドする少なくとも１つの可動接点（２）とを備える電気スイッチであって、前記移動方向（Ｘ−Ｘ）に平行な少なくとも１つの固定ブローパイプ（９）であって、前記ブローパイプ（９）は、前端のノズル（１０）であって、前記可動接点（２）が前記固定接点（１）から分離する場所（１２）に向けられるノズル（１０）、および後端のピストン（１３）を備えるブローパイプ（９）と、前記可動接点（２）に接続され、前記ブローパイプ（９）の周りおよび前記ピストン（１３）の周りをスライドする可動エンクロージャ（２５）と、前記ノズル（１０）と連通し、前記エンクロージャ（２５）、前記ピストン（１３）および前記ブローパイプ（９）によって画定される圧縮チャンバ（２７）とを備えることを特徴とする、電気スイッチ。
2. 前記圧縮チャンバ（２７）は、前記圧縮チャンバ（２７）内の１バール未満の負圧で開くバルブ（２８）が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の電気スイッチ。
3. 前記バルブ（２８）は、前記ピストン（１３）に設けられることを特徴とする、請求項２に記載の電気スイッチ。
4. 前記ピストン（１３）は、細長い形状を有し、前記エンクロージャ（２５）は、対応する細長い断面を有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気スイッチ。
5. 複数の前記固定接点（１）および前記可動接点（２）であって、前記可動接点（２）は、共に可動式である複数の前記固定接点（１）および前記可動接点（２）と、複数の前記ブローパイプ（９）であって、ブローパイプ（９）の各々は、前記固定接点（１）および前記可動接点（２）のそれぞれに関連付けられるが、前記ピストン（１３）は、単一であり、すべての前記ブローパイプ（９）に共通であり、前記エンクロージャ（２５）もまた、単一である複数の前記ブローパイプ（９）とを備えることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電気スイッチ。
6. 前記ブローパイプ（９）は、前記ピストンに沿って一列に配置され、前記固定接点（１）および前記可動接点（２）は、ブローパイプ（９）の前記列に平行な列に配置されることを特徴とする、請求項４および５に記載の電気スイッチ。
7. 前記エンクロージャ（２５）は、キャリッジ（１７）に固着され、前記可動接点（２）も変位させることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電気スイッチ。
8. 前記エンクロージャ（２５）と前記ブローパイプ（９）の両方は、前記移動方向（Ｘ−Ｘ）に沿って前記可動接点（２）と重なるように配置されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電気スイッチ。

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