JP3967387B2 - アーク切換開閉器 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、動作電流及び過電流を投入及び遮断するために発電所，変電所その他のエネルギー供給設備内に設置されるような、特に電力切換開閉器用のアーク切換開閉器（遮断器；Abbrandschal tanordnuug）に関する。
従来の技術
このような分野に適したアーク切換開閉器は公知である（例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公開第196 13 568号明細書を参照）。これらのアーク切換開閉器では、複数のフィンガ形接触子が１つのチューリップ形接触子に動かないように固定されている。その結果、押圧力が、投入位置内でこれらのフィンガ形接触子の一般に小さい弾性力だけで作られる。この種類の配置では、磨耗余裕（Abbrandreserve）がフィンガ接触子の最初の弾性歪に限定されている。
本発明の説明
本発明の課題は、フィンガ形接触子の材料特性に制限されない磨耗余裕を有するアーク切換開閉器を提供することにある。
この課題は、請求の範囲の第１項に記載の特徴によって解決される。この請求の範囲の第１項は、アーク切換開閉器を説明する。このアーク切換開閉器では、複数のフィンガ形接触子が１つの大きな放射状の間隙を持っている。その結果、少なからぬ焼き減り（Abbrand）も、これらのフィンガ形接触子の位置を適切に変化させることによって補償可能である。
【図面の簡単な説明】
本発明を説明するためだけに役立つ１つの実施の形態が、図中に示されている。
第１図は、本発明のアーク切換開閉器の軸線に沿った長手方向断面図を左側に投入位置で、右側に遮断位置で概略的に示す。
本発明の実施の形態
第１図中に示されたアーク切換開閉器は、第１の接触子として第１の電気端子に接続されている１つのチューリップ形接触子を有する。このチューリップ形接触子は、切換開閉軸線１の周りに配置されて、この切換開閉軸線１に対して約３０°の角度をなして包囲している多数のフィンガ形接触子２から構成されている。これらのフィンガ形接触子２は、その全体又は少なくとも消耗ヘッドの領域内が、例えば、W/Cu，グラファイト，CFC，グラファイト/Cu，CFC/Cuのような耐磨耗性材料から形成される。１本の中空の切換開閉ピン３が、第２の接触子として設けられている。この切換開閉ピン３は、同様に耐磨耗性材料から成る尖端部４を有する。この切換開閉ピン３は、例えば、１つのチューリップ形スライダ又は１本の曲がりやすい導線を介して第２の電気端子に接続されている。そして、この切換開閉ピン３は、これらのフィンガ形接触子２がこの切換開閉ピン３にその外側面で接触する投入位置と、この切換開閉ピン３がこれらのフィンガ形接触子２から離れた遮断位置との間をこの切換開閉軸線１に沿って（図示しなかった）駆動装置によって摺動可能である。
連続する各フィンガ形接触子２では、特にこの各フィンガ形接触子２に溶接された１本の導体が、これと同一の１つのフィンガ形接触子に接続する。この導体は、この各フィンガ形接触子２をハウジング部５に通電接続させ、さらに第１の電気端子に通電接続させる。この導体は、それぞれ１本のテープ６から形成される。このテープ６は、例えば、銅製又は銅を含有する合金製の曲がりやすい電気伝導性材料から成る重ね合わされた多数のストリップから形成される。複数の接続部分７がこれらのフィンガ形接触子２の方向でこれらのフィンガ形接触子２に直接に接続するこれらの接続部分７の領域内では、これらのテープ６が、これらのストリップをそれぞれ圧着溶接することによって硬化されている。しかしながら、これらのストリップがその他の部分で互いに強固に接続されていないために、このテープ６がその都度この接続部分７の外側の端部から曲がりやすい。１つの板ばね８がその都度外側からこの接続部分７に対して弾性的に押圧するために、投入位置にあるこのフィンガ形接触子２がこの切換開閉ピン３に対して押圧される。
電気的に絶縁性の材料から成る１つの支持体９は、側面が円錐台形で外側に面している１つの支持面１０を形成する。板ばね８が小さな部分に作用している遮断位置において、フィンガ形接触子２がこの支持面１０に密接し、かつ、テープ６が接続部分７から少なからぬ延在している部分に対してこれらのテープ６の内側面でこの支持面１０に密接する。さらに、この支持体９は、挿入方向に沿って広がる中心ノズル１１を形成する。切換開閉ピン３が、投入位置でこのノズル１１に沿って突き出る。
左側に示された投入位置では、フィンガ形接触子２の端部が、板ばね８によって切換開閉ピン３の外側面に対して押圧される。少なくともこれらのフィンガ形接触子２とこれらのフィンガ形接触子２に接続している曲がらない接続部分７とが、この切換開閉ピン３に接触することによって支持面１０から遊離されている。しかし、一般に、この接続部分７に接続しているテープ６の曲がりやすい部分も遊離されている。電流が、遮断の開始後に図示しなかった定格電流切換開閉器からアーク切換開閉器に切り替わって通電すると、一般に想定される電流の強さでは切換開閉ピン３とフィンガ形接触子２との間の反発力が、これらのフィンガ形接触子２の相互の引力によってほぼ相殺される。これらの引力は、これらのフィンガ形接触子２を通電する部分電流の軸線方向の成分によって引き起こされる。
電流が非常に大きい場合は、第１図中の左側に示したように、テープ６の曲がりやすい部分の全体が支持面１０に対して押圧される。その結果、支持体９が、これらの支持面１０に作用する応力を受け止める。それ故、直線状に傾斜した比較的短い部分に直接作用する力だけがそれぞれ、フィンガ形接触子２から切換開閉ピン３にかかる押圧力になる。この直線状に傾斜した比較的短い部分は、フィンガ形接触子２とこのフィンガ形接触子２に動かないように接続された接続部分７とによって形成される。そして、この部分は、軸線方向の長さＬ及び半径Ｒによって特徴づけられている。したがって、上記の圧力が、望まないほど大きくてあまりにも著しい磨耗を導き、かつ遮断運動を妨げる大きさになることが阻止される。
遮断運動のさらなる過程では、アーク１２が切換開閉ピン３とフィンガ形接触子２との間に誘起される。このアーク１２は、ノズル１１を通過するガス流を引き起こす吹付けによって消弧される。焼き減りによるこのフィンガ形接触子２の縮みは、切換開閉軸線１とフィンガ形接触子２及び接続部分７から形成された剛性の部分とのなす角度が投入位置で適切に大きくなることによって容易に補償される。これらのフィンガ形接触子２のこの位置合わせは、この部分が支持面１０に接触しないぐらいに長いので可能である。その結果、特に第１図の右側から直接見て取れ得るように、磨耗余裕が非常に大きい。
本発明の構成では、示された実施の形態をいろいろに変化させることが可能である。したがって、例えば、切換開閉軸線に対する支持面の角度、及びひいてはこの切換開閉軸線に対するフィンガ形接触子の角度の上限も、いろいろに選択され得る。この切換開閉軸線が投入方向にある場合は、特に、この角度は、15°と45°との間にある。これらの接触子は、その他の構成要素によっても補強され得る。例えば、その都度１つの磨耗リングが設けられ得る。この磨耗リングは、チューリップ形接触子、又は遮断位置で切換開閉ピンの前方に配置されている。又は、このような磨耗リングは、片側だけにも配置され得る。
符号リスト
１ 切換開閉軸線
２ フィンガ形接触子
３ 切換開閉ピン
４ ３の尖端部
５ ハウジング部
６ テープ
７ 接続部分
８ 板ばね
９ 支持体
１０ 支持面
１１ ノズル
１２ アーク

Claims (10)

1. 第１の接触子と第２の接触子とを有するアーク切換開閉器にあって、少なくとも投入位置で、この第１の接触子が第１の電気端子に接続されていて、この第１の接触子が多数のフィンガ形接触子（２）を有する１つのチューリップ形接触子に形成され、かつ、少なくとも投入位置で、この第２の接触子が第２の電気端子に接続されていて、この第２の接触子が１本の切換開閉ピン（３）に形成され、この切換開閉ピン（３）は、その投入位置で切換開閉軸線（１）に沿ってこの第１の接触子に向かって相対的に摺動し、この投入位置では、このチューリップ形接触子のこれらのフィンガ形接触子（２）が、この切換開閉ピン（３）にその外側面で接触し、その結果、この第１の接触子とこの第２の接触子とを有するアーク切換開閉器が、この第１の電気端子とこの第２の電気端子との間に電流経路を形成し、この切換開閉ピン（３）がこの第１の接触子から隔てられている遮断位置で、この電流経路が切替え可能であり、この場合、このチューリップ形接触子のこれらのフィンガ形接触子（２）は、これらのフィンガ形接触子（２）とこの切換開閉軸線（１）とがなす角度を変更可能にする曲がりやすい導体を介してこの第１の電気端子に接続されていて、外側に面している少なくとも１つの支持面（１０）が、曲がりやすい導線の少なくとも一部を支持するために設けられているアーク切換開閉器において、この少なくとも１つの支持面（１０）は、１つの支持体（９）を包囲する外側面によって形成されること、この支持体（９）の少なくとも一部が、少なくとも１つの支持面（１０）の領域で電気的に絶縁性の材料から形成されること、及び、この支持体（９）の内面が、ノズル（１１）として形成されていて、切換開閉ピン（３）が、投入位置でこのノズル（１１）内に突出することを特徴とするアーク切換開閉器。
2. 曲がりやすい導体は、曲がりやすい電気伝導性材料から成る多数のテープ（６）によって作られていることを特徴とする請求の範囲の第１項に記載のアーク切換開閉器。
3. 各テープ（６）は、１つのフィンガ形接触子（２）に直接接続していることを特徴とする請求の範囲の第１項又は第２項に記載のアーク切換開閉器。
4. 各テープ（６）は、曲がりやすい電気伝導性材料の重ね合わされた多数のストリップから形成されていることを特徴とする請求の範囲の第２項又は第３項に記載のアーク切換開閉器。
5. 曲がりやすい電気伝導性材料は、銅又は銅を含有する合金であることを特徴とする請求の範囲の第２項〜第４項のいずれか１項に記載のアーク切換開閉器。
6. テープ（６）のストリップは、それぞれフィンガ形接触子（２）に接続している接続部分（７）に、特に圧着溶接されて互いに接続されていることを特徴とする請求の範囲の第２項〜第５項のいずれか１項に記載のアーク切換開閉器。
7. フィンガ形接触子（２）はそれぞれ、ほぼ一直線であり、かつ切換開閉軸線（１）に対して正の角をなすことを特徴とする請求の範囲の第１項〜第６項のいずれか１項に記載のアーク切換開閉器。
8. フィンガ形接触子（２）と切換開閉軸線（１）とのなす角度は、挿入方向に対して15°と45°との間にあることを特徴とする請求の範囲の第７項に記載のアーク切換開閉器。
9. フィンガ形接触子（２）は、切換開閉軸線（１）を均等に包囲することを特徴とする請求の範囲の第１項〜第８項のいずれか１項に記載のアーク切換開閉器。
10. アーク切換開閉器は、少なくとも１つの押圧要素を有し、この押圧要素は、投入位置で切換開閉ピン（３）に対して作用する押圧力をこのフィンガ形接触子（２）に加えることを特徴とする請求の範囲の第１項〜第９項のいずれか１項に記載のアーク切換開閉器。

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