JP5155086B2 - ２つの圧縮容積を有している電力回路遮断器の電流遮断チャンバー - Google Patents

Description

この発明は、電力回路遮断器のための電流遮断チャンバーの分野に関し、より具体的には、２つの圧縮容積を有する電流遮断チャンバーの分野に関する。本発明は、特に高い電圧、特に、約７２．５キロボルト（ｋＶ）により大きい電圧又は、約７２．５キロボルト（ｋＶ）に等しい電圧の使用にうまく適合される。

電流遮断器の分野において、特に電力回路遮断器の分野において、例えば、短絡における故障電流、又は無負荷の線電流（ｕｎｌｏａｄｅｄ ｌｉｎｅ ｃｕｒｒｅｎｔｓ）のような負荷電流のいずれかである電流を遮断するために、できる限り少ない操作エネルギーを拡張させることは可能である。特許文献１及び特許文献２には、絶縁ガスが圧縮される自動的なブローアウトを有する電流遮断器が記載され、それによって、電流を遮断する操作中、又は電流遮断器を開口する操作中にアーク接触子間で形成されるアークのブロ―アウトを可能にする。圧縮は一般的に、電流遮断チャンバー内の、ピストンなどの移動部に作用する駆動部材によって開口の操作中に行われる。それらの電流遮断器はまた、熱の形態でアークによって供給されたエネルギーの使用を作り出し、それらによって、従来のガス圧縮型電流遮断器と比較して、外側から引き出されたエネルギーの消費を減少する。その種類の電流遮断器において、圧縮に影響を与える、電流遮断チャンバー内の移動部のストロークは、電流遮断器の名目上の電圧におおよそ比例する。特に、この電圧が約２４５ｋＶより大きい場合に、名目上の電圧が高ければ高いほど、より長いストロークが必要になり、これは、電流を遮断するように、電流遮断器によって必要とされたエネルギーを増加させる。

しかしながら、大電流を遮断するために、すなわち、電流遮断器に割り当てられた遮断する電力の値の約３０％より高い値の電流を遮断するために、アークによって供給されたエネルギーが、十分に影響を与えている圧縮ストロークなしで、アークをブローアウトし、且つ電流を遮断するのに十分であるので、電流遮断器を開口する全体の操作中にガスを備えることは、必要としない。特許文献３及び特許文献４には、自動的なブローアウト及び減少された圧縮ストロークを有する電流遮断器が記載されている。しかしながら、電流が低い場合、すなわち、遮断する電力の値の約３０％より小さい、又は３０％に等しい場合、アークによって供給されたエネルギーは、電流が高い場合非常に小さくなり、加えて、アーク時間が（約１３ミリ秒（ｍｓ）から約２０ｍｓまでの範囲内で）長くなる場合、ガスブラスト（ｇａｓ ｂｌａｓｔ）が電流の遮断を確実にするために不十分である危険性がある。

特許文献５には、電流遮断器を開口する操作中に互いに協働する２つの圧縮チャンバーを含む電流遮断器のための電流遮断チャンバーが記載される。第１の圧縮チャンバー内の圧力が第２の圧縮チャンバー内の圧力より小さい場合、第２の圧縮チャンバーは、電流遮断器を開口する操作の部分中に、絶縁流体を第１の圧縮チャンバー内に噴射する。

特定の電流遮断チャンバーにおいて、大電流を遮断する操作中に、２つの圧縮チャンバーの間の協働は、第１の圧縮チャンバーで実行された、減少された圧縮ストロークの利点を保護するのに役に立つ一方、低い電流を遮断する操作中に、アーク時間がどんな長さの場合でも、特にアーク時間が長い場合でも、外側からのエネルギーの消費を無意味に増加することなく、遮断操作を実行する。

容量性電流（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔｓ）と称される電流も存在し、この電流は、電流遮断器に接続された電力ラインが一の端部で開口される場合に、又は電力交換を調整するコンデンサーが電力網（ｐｏｗｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続される場合に、現れる場合がある。それらの電流、例えば５００アンペア（Ａ）以下の値の電流を遮断することは、ほとんどの電流遮断器が実行する必要がある操作である。そのような容量性電流の遮断は、電流遮断器中の電流が電力網によって強制された復元電圧よりも高い場合に達成される。

しかしながら、電気的破壊（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）は、電気遮断器で発生することができ、特に、電気遮断器のアーク接触子の間で発生することができ、接触の間の絶縁耐力は、電流が遮断された後に電力網によって強制された復元電力より低い場合に、容量性電流の遮断操作の過程で発生することができる。この電気的破壊が、電流の遮断に対応する瞬間と、遮断の瞬間後に電流遮断器に強制される電力網の電圧の４分の１のサイクルの末期との間に発生する場合に、電流遮断器の回復がされる。そのような回復は、電力回内の電圧サージを生み出さないが、絶縁体、例えば、電気遮断器のノズルのために使用される絶縁体に対して損害を伴う場合がある。

電気的破壊が、電流の遮断の瞬間後に、電流遮断器に強制される電力網の電圧の４分の１サイクルより遅れて発生する場合に、電気的破壊が電流遮断器の再開を引き起こし、それによって、電力回内の過剰なサージまでの高まりを与え、電力網に接続された機器に深刻な損害を伴う場合がある。それ故に、そのような回復は、国際基準によって規定された種類の検査で禁止される。
米国特許第４，５５９，４２５号明細書 米国特許第３，９７５，６０２号明細書 欧州特許第０，８９７，１８５号明細書 欧州特許第０，５９１，０３９号明細書 仏国特許第２，８９２，８５１号明細書

本発明の目的は、特に電力の電流遮断器内で使用するための電流遮断チャンバーであって、強い電流及び弱い電流の両方を遮断されることを可能にする一方、どんなアーク時間であっても、電流遮断器によって外側からのエネルギーの消費における無意味な増加のために必要性を避け、また容量性電流の遮断を最適化する電流遮断チャンバーを提案することである。

この目的のために、本発明は、絶縁流体で充填された、電流遮断器内に使用するための電流遮断チャンバーを提案する。このチャンバーは、電流遮断器を開口する操作の開始位置と終了位置との間に軸方向に移動可能である移動アセンブリを含む。

移動アセンブリは、さらに、電流遮断器を開口する操作の開始位置と、第１の圧縮チャンバー内の圧縮プロセスの完了に対応する位置との間で減少される容積の、少なくとも１つの第１の圧縮チャンバーを備える。

移動アセンブリは、さらに、中空の駆動チューブを含み、前記駆動チューブは、一の端部に少なくとも１つの第１のアーク接触子を有し、駆動チューブの内部を電流遮断チャンバーの外側と連通する状態になるためのポートをさらに有し、駆動チューブの内部は、２つのアーク接触子の分離に対応する位置と電流遮断器を開口する操作の終了位置との間の第１の圧縮チャンバーを連通している。

移動アセンブリはまた、第２の圧縮チャンバーを含み、前記第２の圧縮チャンバーがその第１の端部で前記第１の圧縮チャンバーと連通し、第２の圧縮チャンバーの容積が、接触子の分離に対応する位置と電流遮断器を開口する操作の終了位置との間で減少し、第２の圧縮チャンバーは、第１の圧縮チャンバー内の圧力が第２の圧縮チャンバー内の圧力より低い場合に、２つのアーク接触子の分離に対応する位置と、電流遮断器を開口する操作の終了位置との間に、第１の圧縮チャンバー内に絶縁流体を噴射するように適合される。

移動アセンブリは、電流遮断器を開口する操作の開始位置から、２つのアーク接触子の分離に対応する位置と、電流遮断器を開口する操作の終了位置との間に到達される中間位置まで、駆動チューブ内のポートを遮るための手段をさらに含む。

この電流遮断チャンバーにおいて、第１の圧縮チャンバーにおける圧縮プロセスの完了に対応する位置は、電流遮断器を開口する操作の終了位置より前に到達される、第２の圧縮チャンバーにおける圧縮プロセスの完了に対応する位置は、第１の圧縮チャンバーの圧縮プロセスの完了に対応する位置の後で到達される。

大電流を遮断する操作中に、２つの圧縮チャンバーの間の協働は、保護されるべき第１の圧縮チャンバーによって実行される減少された圧縮ストロークの利点を可能にする一方、弱い電流を遮断する操作において、電流の遮断が、アーク時間にかかわらず、特にアーク時間が長い場合に、電流遮断器によって外側からのエネルギーの消費における任意の無意味な増加をすることなく、達成されることを可能にする。

この点について、電流が弱く、且つアーク時間が長い場合、第２の圧縮チャンバーは、アークのブローアウトを維持されることが可能である。
これは、第１の圧縮チャンバーによって第１に行われ、全体アーク時間中に続き、ブローアウトの全体周期中にアークによって供給されたエネルギーの使用のために、外側からのエネルギーの過剰な消費を避ける。

電流遮断チャンバーは、この容積内で発生する圧縮が終わる場合、アークをブローアウトするのに役立つ熱膨張容積になる第１の圧縮容積を含むことができ、電流遮断チャンバーは、第２の圧縮容積をも含むことができる。第１の圧縮チャンバーは、移動アセンブリの合計のストロークの第１の部分のみの間にアーク接触子の移動を使用させることによって、速やかに過圧力の状態に置くことができる。従って、第１の圧縮チャンバー内の圧縮は、減少された圧縮ストローク中に実行され、急な圧力増加を発生することを可能にし、圧縮が全体のストロークに亘って実行される装置のブローアウト性能より良いブローアウト性能を与える。次いで、第２の圧縮チャンバーは、必要とされる場合に、アーク接触子によって実行される移動の端部でブローアウトに貢献するように、動作状態になる。

圧縮が第１のチャンバー内に始めに得られ、次いで、第１のチャンバーのピストン断面より小さいピストン断面を有する第２のチャンバー内に得られ、最大の過圧力が接触子の移動の端部で達成されるという事実は、遮断チャンバーの操作で使用されるエネルギーを減少されることを可能にする。

この方法において、電流遮断器内の本発明の遮断チャンバーの使用は、例えば、エネルギーをほとんど要求しないバネ機構を備える駆動部材を使用することを可能にさせる。

さらに、電流遮断器を開口する操作の開始位置から、２つのアーク接触子の分離に対応する位置と電流遮断器を開口する操作の末期の位置との間で、又は、２つのアーク接触子の分離に対応する位置と第１の圧縮チャンバーの開口に対応する位置との間で、到達される中間位置まで、駆動チューブにおける開口を妨げる手段は、（このアーク接触子及びノズルがその端部うちの一の端部で第１の圧縮チャンバーを閉鎖するように、操作中である）ノズルからアーク接触子のうちの一のアーク接触子を分離することによって得られ、駆動チューブ内の容積を、第１の圧縮チャンバーと同時に、且つアーク接触子の分離前に、過圧力下に置かれることを可能にし、またこの過圧力が接触子の分離後の数ミリ秒間に実質的に維持されることを可能にし、それ故に、電気的破壊は、全てのアーク時間にかかわらず発生するアーク接触子の間に起こる間中の危険な周期にわたって、アーク接触子の間の高いガス密度を維持する。それ故に、ガス密度のこの増加は、電気的破壊などの発生を妨げる。駆動チューブ内に形成されたポートの閉塞は、危険な周期中に、ブローアウトがポートを通じて避けられることを可能にする。

アーク接触子が、次いで、回復された電圧がその最大値（例えば、５０ヘルツ（Ｈｚ）の電力網のために電流を遮断する瞬間後の１０ｍｓ）に到達する場合に、互いにそれらの最も近接した状態になるので、上記は、特に、容量性電流の遮断が特に危険な場合、すなわち、最小のアーク時間、例えば、約１ｍｓと等しい、又は約１ｍｓ以下であるアーク時間で実行される場合に使用でき、それらによって、絶縁の衝撃（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｈｏｃｋ）の危険性を増加する。第１のチャンバー及び駆動チューブ内の高い絶縁ガスの密度は、この危険性を低減する。

ポートがもはや妨げない場合に、駆動チューブの内部に電流遮断チャンバーの外側を連通する状態になり、完全な絶縁が大電流を遮断するために復元される。

駆動チューブに対してポートを遮るための手段の寸法及び位置付けは、中間の位置が、２つのアーク接触子の分離に対応する位置の後で、約２ｍｓから約７ｍｓの範囲にある時間周期後に、到達するようになることができる。この時間の後で、アーク接触子は、互いからかなり離隔されることができ、それによって、電気的破壊がアーク接触子の間に起こる危険性を排除する。

駆動チューブのポートを妨げるための手段は、駆動チューブの内側に配置された少なくとも１つのディフレクタを含むことができる。

ディフレクタは、駆動チューブに対して移動可能であることができる。

第１の圧縮チャンバーは、少なくとも１つの第１の管状要素を備えることができる。

第２の圧縮チャンバーは、少なくとも２つの同軸の第２の管状要素を備えることができる。２つの第２の管状要素のうちの１つの環状要素は、駆動チューブを構成することができる。

第２の圧縮チャンバーは、２つの同軸の第２の管状要素の間に配置された少なくとも１つのスリーブによって、その第２の端部で閉鎖されることができる。駆動チューブのポートを妨げるための手段は、スリーブを備えることができる。

駆動チューブは、スリーブに対して移動可能であることができる。第１の圧縮チャンバーは、前記中間位置と電流遮断器を開口する操作の終了位置との間に第１の圧縮チャンバーの開口を実現するために、第２のアーク接触子と協働するように適合されたノズルをその一の端部に含むことができる。

第２の圧縮チャンバーは、少なくとも１つのバルブを通じて第１の圧縮チャンバーと連通することができる。

第１のアーク接触子と第２のアーク接触子とは、互いに対して軸方向に移動可能であることができる。

本発明はまた、上記に記載の電流遮断器を含む電流遮断器を提供する。

本発明は、添付された図面を参照して、例示のみの方法によって与えられた、及び制限されていない方法である実施形態の説明を読むことでより明白に理解されることができる。

様々な図面における互いに同一、類似、又は相当する部分は、一の図面から他の図面に移ることを容易にするように、同一の参照符号を有する。

図面における様々な部分は、容易に読んで理解するように図面を与えるために、必ずしも均一のスケールに描く必要は無い。

様々な可能性（すなわち、異なる変形形態及び実施形態）は、互いに排他的ではなく、互いに組み合わせられることが可能であることを理解されるべきである。

図１は、一の特定の実施形態における電流遮断チャンバー１００を示す。

この図面には、電流遮断チャンバー１００がその係合位置、すなわち、電流遮断チャンバー１００が電流遮断操作の開始時である位置、すなわち、電流遮断チャンバー１００を含む電流遮断器を開口する操作の開始時である位置にある。

電流遮断チャンバー１００は、圧力下で、絶縁流体、ここでは絶縁ガスで充填されたケース１０２を有する。このガスは、例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）、窒素（Ｎ_２）、乾燥空気、二酸化炭素（ＣＯ_２）、又はそれらのガスの混合体である。

電流遮断チャンバー１００は、第１の圧縮チャンバー１０６を構成する第１の管状要素１０４を含む。この第１の圧縮チャンバー１０６は、特に、駆動チューブ１０８によって第１の端部で閉鎖される。第１の管状要素１０４は、第１の圧縮チャンバー１０６の第２の端部の領域で、ノズル１１０を画定する。電流遮断チャンバー１００はまた、軸ＡＡに沿って互いに対して移動可能である、第１のアーク接触子１１２及び第２のアーク接触子１１４をそれぞれ有する。図１において、第２のアーク接触子１１４は、その第２の端部で第１の圧縮チャンバー１０６を閉鎖するように、ノズル１１０と協働する。本明細書に記載された特定の実施形態において、第１のアーク接触子１１２は移動可能であり、第２のアーク接触子１１４は固定される。本明細書では、一の端部で駆動チューブ１０８と一体である第１のアーク接触子１１２は、第１の圧縮チャンバー１０６の内側に配置される。

電流遮断チャンバー１００は、軸ＡＡに対して同軸である、少なくとも２つの第２の管状要素１１６及び１１８を含む。２つの第２の管状要素のうちの第２の管状要素１１６は、駆動チューブ１０８を部分的に構成する。２つの管状要素１１６と管状要素１１８との間の間隙は、第２の圧縮チャンバー１２０を画定する。第２の圧縮チャンバー１２０の容積は一般的に、第１の圧縮チャンバー１０６の容積より小さい。図１において、第２の圧縮チャンバー１２０は、例えば、一方弁であり、且つ駆動チューブ１０８内に組み込まれる少なくとも１つのバルブ１２２を通じて、第１の端部で第１の圧縮チャンバー１０６と連通する。第２の圧縮チャンバー１２０内の圧力が第１の圧縮チャンバー１０６内の圧力より高い場合、バルブ１２２は開くだけである。第２の圧縮チャンバー１２０は、スリーブ１２４によって、第２の端部で閉鎖され、そのスリーブ１２４は、電流遮断器を開口する操作の後で使用されるフィリングバルブ１２６を含み、それによって、電流遮断チャンバー１００がその係合位置へ戻る場合に、ガスが第２の圧縮チャンバー１２０内に入ることを可能にする。

電流遮断チャンバー１００は、電流遮断チャンバー１００がその係合された位置にある場合に、電流遮断器を通じて電流を流れさせる永続的な接触子１２８及び１３０をさらに含む。アーク接触子１１２及びアーク接触子１１４と同様に、永続的な接触子１２８及び永続的な接触子１３０は、軸ＡＡに沿って互いに対して軸方向に移動可能である。本明細書に記載されている実施形態において、移動可能な接触子は、第１の管状要素１０４内に組み込まれた永続的な接触子１３０のみである。

第１の管状要素１０４は、ロッド１３２に接続され、図１に示されていない、ロッド１３２から電流遮断器を操作するための手段は、電流遮断器を開口することが可能である。ロッド１３２は、駆動チューブ１０８の内側に配置されたディフレクタ１３４に固定され、その端部のうちの一の端部で駆動チューブ１０８の内部を閉鎖し、他の端部がアーク接触子１１２及び１１４によって閉鎖される。ディフレクタ１３４はまた、軸ＡＡに沿って、駆動チューブ１０８に対して移動可能である。

ポート１３６は、第２の管状要素１１６を通じて形成され、ように、駆動チューブ１０８の内部をケース１０２の残り部分に連通する状態に置く。図１において、それらのポート１３６は、ディフレクタ１３４によって、及びスリーブ１２４によって、遮られる。

第１の管状要素１０４、管状チューブ１０８、第２の管状要素１１６及び１１８、ロッド１３２、及びディフレクタ１３４は、移動アセンブリ１３８を共に構成し、移動アセンブリ１３８は、電流遮断器を開口する操作中又は電流遮断操作中に、ケース２の内部に軸ＡＡに沿って配置されるように適合される。

図２は、第１の圧縮チャンバー内の圧縮端部に対応する位置における電流遮断チャンバー１００を示す。この位置において、図１に示された係合位置とは性質が異なって、第１の管状要素１０４、ロッド１３２、及びディフレクタ１３４は、示されていないが、ロッド１３２に結合された操作手段によって、軸ＡＡに沿って配置される。

駆動チューブ１０８及び第２の管状要素１１６及び１１８は静止した状態に留まるので、ここでは、第１の管状要素１０４の移動は、第１の圧縮チャンバー１０６の容積を減少させ、それによって、第１の圧力チャンバー１０６の内側の圧力を増加させる。駆動チューブを固定するために、金属製のボールは、特許文献５の図２Ａのように使用されることができるが、他の手段も可能である。

一般的には、電流遮断器を開口する操作のこの部分中に実行された軸方向の移動のストロークは、電流遮断器を開口する操作において、合計の軸方向のストロークの約３分の１と約２分の１との間を意味する。

図２において、永続的な接触子１２８及び永続的な接触子１３０は、今なお互いに接触するアーク接触子１１２及び１１４との対比してみると、もはや互いに接触することはない。それ故に、第１の圧縮チャンバー１０６の端部に対応する位置において、電流は、アーク接触子１１２及びアーク接触子１１４を通じてのみ流れ続ける。アーク接触子１１２及びアーク接触子１１４は、それ故に、第１のチャンバー１０６内の圧縮の全体フェーズ中に互いに接触する状態に留まる。

さらに、電流遮断器を開口する操作のこの部分中に、ディフレクタ１３４は、第１の管状要素１０４によって移動される距離に同等である距離に亘って、駆動チューブ１０８内に軸方向に移動される。図２において、ディフレクタ１３４は、ポート１３６をもはや遮断することはない。しかしながら、ポート１３６は、今なおスリーブ１２４によって遮断される。

図３は、互いからアーク接触子１１２及び１１４の分離後である電流遮断チャンバー１００を示す。第１の圧縮チャンバー１０６内の圧縮の端部に対応する位置と対比してみると、移動アセンブリ１３８は、電流遮断器の固定された要素、ここでは第２のアーク接触子１１４、永続的な接触子１２８、及びスリーブ１２４に対して、軸ＡＡに沿って配置される。図３において、アーク接触子１１２及び１１４は、互いにもはや接触することはない。第２の管状要素１１６及び１１８と共に駆動チューブ１０８は、第１の管状要素１０４によって軸ＡＡに沿って移動して駆動される。

電流遮断操作において、互いからのアーク接触子１１２及び１１４の分離は、２つのアーク接触子１１２とアーク接触子１１４との間にアークを設けさせ、第１の圧縮チャンバー１０６の容積を駆動チューブ１０８内の容積と連通する状態に置く。この位置において、ポート１３６は、スリーブ１２４によって遮断され、もはやディフレクタ１３４によって遮断されていない。

第１の圧縮チャンバー１０６の容積によって、且つ駆動チューブの内側の容積によって画定された容積は、ディフレクタ１３４及びスリーブ１２４によって第１の端部で閉鎖される一方、第２の端部で、ノズル１１０と協働する第２のアーク接触子１１４によって閉鎖される。図２に示される位置と比較すると、第２の圧縮チャンバー１２０の容積はまた、スリーブ１２４に対して管状要素１１６及び１１８の移動によって減少され、それによって、第２のチャンバー１２０内の圧力を増加する。第１の圧縮チャンバー１０６内の圧縮操作が完了した場合、且つガスの圧縮が第２のチャンバー内にのみ影響を与える場合、移動アセンブリ１３８の移動のために使用されたエネルギーは、第１の圧縮チャンバー１０６で発生する圧縮のために使用されたエネルギーより小さい。

遮断されている電流が容量性電流である場合、電流の値は、例えば約１００Ａより小さく、次いで、ポート１３６がまだスリーブ１２４によって遮られる場合、絶縁ガスの高い密度は第１の圧縮チャンバー１０６及び駆動チューブ１０８内に存在する。この高いガス密度は、アーク接触子１１２とアーク接触子１１４との間に起こる任意の電気的破壊を防ぐ。ここで得られたポート１３６の遮断は、接触子間の距離が大電流を遮断されているために十分に大きくはない周期中に、駆動チューブ１０８の内部を通じて、且つ避けられるべきポート１３６を通じて、不必要なガスの噴射を可能にする。

図４は、ポート１３６がもはや遮らない位置における電流遮断チャンバー１００を示す。それ故に、第１の圧縮チャンバー１０６の容積及び駆動チューブ１０８の内部容積によって画定された容積は、ノズル１１０及び第２のアーク接触子１１４によってその第２の端部で閉鎖されるが、もはや遮られないポート１３６を通じて第１の端部で、開口される。

それ故に、ポート１３６がもはや遮らない中間位置は、図３に示された位置と図４に示された位置との間に、又は、アーク接触子が互いから分離された状態になる位置と電流遮断器を開口する操作の終了位置との間に、又は、アーク接触子が互いに分離された状態になる位置と第１の圧縮チャンバー１０６が互いからノズル１１０及び第２のアーク接触子１１４の分離によって開口される位置との間に、到達された位置に対応する。

アーク接触子１１２及び１１４が互いから分離される位置及び中間位置から流路に対応している時間周期は、ポート１３６、ディフレクタ１３４及びスリーブ１２４の寸法によって、及び互いに対してそれらの要素の位置付けによって、調整されることができる。この時間周期は、特に、２つのアーク接触子１１２及び１１４が分離された状態になる位置の後で、電流遮断器に適用されたネットワーク電圧（ｎｅｔｗｏｒｋ ｖｏｌｔａｇｅ）の約４分の１サイクル及び約２分の１サイクルの範囲内に含まれたそのような方法で調整されることができる。例えば、この時間周期は、５０Ｈｚの周波数を有するネットワーク電圧のために約５ｍｓから約１０ｍｓの範囲内にあり、６０Ｈｚの周波数を有するネットワーク電圧のために約４．２ｍｓから８．３ｍｓの範囲内にある。時間周期は好ましくは、２つのアーク接触子１１２及びアーク接触子１１４が互いから分離された状態である位置の後で、約２ｍｓから７ｍｓの範囲であるそのような方法で、調節される。時間周期が終わった後に、これに関して、アーク接触子１１２とアーク接触子１１４との間の距離が、容量性電流を遮断する操作中にアーク接触子１１２とアーク接触子１１４との間の電気的破壊の危険性がもはや存在しないような距離であるので、ポート１３６は、もはや遮られることはない。この状況において、アークが遮断された後に、アーク接触子が、遮断後に与えられた時間周期のために互いに最も近接しているので、これは、特に、容量性電流を遮断することが特に重大である場所に使用する、すなわち、最小限のアーク時間、例えば、約１ｍｓと等しいアーク時間、又は約１ｍｓより小さいアーク時間で影響を与えられる場所に使用する。

図５は、第２の圧縮チャンバー１２０内の圧縮の端部に対応する位置である、電流遮断器を開口する操作の終了位置における電流遮断チャンバー１００を示す。

短絡における故障電流を遮断する場合、アークのブローアウトは、アーク接触子１１４が第１の圧縮チャンバー１０６を閉鎖するように、ノズル１１０と協働しない場合に、発生する。この関連で、第１の圧縮チャンバー１０６がノズル１１０の領域内に開口する場合、第１の圧縮チャンバー１０６内に生み出された過圧力は、第１の圧縮チャンバー１０６内に含有されたガスの容積を、ノズル１１０を通じてケース１０２に向けて噴射させる。

アークが短期間である場合、第１の圧縮チャンバー１０６によって実行されたブローアウトは、アークを消すのに十分である。

アークが長時間である場合、且つ電流の値が故障値に近い場合、アークによって適用されたエネルギーは、アークを消すために第１の圧縮チャンバー１０６によって生み出されたブローアウトのために、十分大きい。

一方、アークが長時間である場合、且つ電流の値が弱い、すなわち故障値の約３０％より小さいである場合、アークによって供給されたエネルギーは、アークを消すように、第１の圧縮チャンバー１０６によって生み出されたブローアウトのために十分ではない。アークは、第１の圧縮チャンバー１０６内に存在するガスが減圧された後、まだ存在する。第１の圧縮チャンバー１０６内の圧力は、第２の圧縮チャンバー１２０内の圧力より小さく、バルブ１２２を開かせる。ある程度のガスは、第２の圧縮チャンバー１２０のブローアウトであり、次いで、このブローアウトは、移動アセンブリ１３８がそのストロークの端部に到達するまで、又はアークが消されるまで続く。

デッドボリューム（ｄｅａｄ ｖｏｌｕｍｅ）が、圧縮ガスが維持されることができる状態で、留まることは、図５に見られることができ、それによって、第１の圧縮チャンバー１０６内の圧力が減らさせる場合、ブローアウトに貢献することができる。

本発明は、図６に示された電流遮断器２００をさらに提供し、上述された種類の電流遮断チャンバー１００を含む。電流遮断器２００は、例えば、高い電圧又は中間の電圧のために電力回路遮断器であり、すなわち、約５２ｋＶより大きい電圧のために使用される電力回路遮断器である。

電流遮断チャンバー１００は、駆動部材２０２に結合され、電流遮断チャンバー１００の圧縮、及び電流遮断器２００の開口を操作する。

本発明のそれぞれの実施形態が詳細に記載されるけれども、異なる変形実施形態及び改良実施形態が本発明の技術的範囲から逸脱することなく使用されることができることは、理解されるべきである。

電流遮断器を開口する操作中に、移動アセンブリの移動に対して第２のアーク接触子を反対方向に移動する手段を提供することがまた可能である。記載された原理は、アーク接触子の両方が移動可能である場合に同一の方法で利用可能である。

電流遮断器を開口する操作における様々な段階の過程で、一の特定の実施形態における、本発明による電流遮断チャンバーである。 電流遮断器を開口する操作における様々な段階の過程で、一の特定の実施形態における、本発明による電流遮断チャンバーである。 電流遮断器を開口する操作における様々な段階の過程で、一の特定の実施形態における、本発明による電流遮断チャンバーである。 電流遮断器を開口する操作における様々な段階の過程で、一の特定の実施形態における、本発明による電流遮断チャンバーである。 電流遮断器を開口する操作における様々な段階の過程で、一の特定の実施形態における、本発明による電流遮断チャンバーである。 本発明による電流遮断チャンバーを含む、同様に本発明による電流遮断器である。

符号の説明

１００ 電流遮断チャンバー
１０２ ケース
１０４ 第１の管状要素
１０６ 第１の圧縮チャンバー
１０８ 駆動チューブ
１１０ ノズル
１１２ 第１のアーク接触子
１１４ 第２のアーク接触子
１１６ 第２の管状要素
１１８ 第２の管状要素
１２０ 第２の圧縮チャンバー
１２２ バルブ
１２４ スリーブ
１２６ フィリングバルブ
１２８ 永続的な接触子
１３０ 永続的な接触子
１３２ ロッド
１３４ ディフレクタ
１３６ ポート
１３８ 移動アセンブリ
２００ 電流遮断器
２０２ 駆動部材

Claims (13)

1. 絶縁流体で満たされた、電流遮断器（２００）内に使用するための電流遮断チャンバー（１００）であって、
   前記電流遮断チャンバー（１００）は、前記電流遮断器（２００）を開口する操作の開始位置と終了位置との間で、軸方向に移動可能である移動アセンブリを含み、
   前記移動アセンブリは、
   ａ）第１の圧縮チャンバー（１０６）であって、その容積が、前記電流遮断器（２００）を開口する操作の開始位置と前記第１の圧縮チャンバー内の圧縮プロセスの完了に対応する位置との間で減少する第１の圧縮チャンバー（１０６）と、
   ｂ）中空の駆動チューブ（１０８）であって、
   第２のアーク接触子（１１４）と協働するように適合された少なくとも１つのアーク接触子（１１２）を一の端部で有し、
   さらに、前記駆動チューブ（１０８）の内部を前記電流遮断器（１００）の外側と連通する状態にするためのポート（１３６）を有し、前記駆動チューブ（１０８）の内部は、２つの前記アーク接触子（１１２，１１６）の分離に対応する位置と前記電流遮断器（２００）を開口する操作の終了位置との間で、前記第１の圧縮チャンバー（１０６）と連通する中空の駆動チューブ（１０８）と、
   ｃ）第２の圧縮チャンバー（１２０）であって、その第１の端部で前記第１の圧縮チャンバー（１０６）と連通し、その容積は、前記電流遮断器（２００）を開口する操作の開始位置と終了位置との間で、減少し、前記第１の圧縮チャンバー内の圧力は、前記第２の圧縮チャンバー内の圧力より低い場合に、２つの前記アーク接触子（１１２，１１４）の分離に対応する位置と前記電流遮断器（２００）を開口開放する操作の終了位置との間で、前記第１の圧縮チャンバー（１０６）内に前記絶縁流体を噴射するように適合されている第２の圧縮チャンバー（１２０）と、
   ｄ）電流遮断器（２００）を開口する操作の開始位置から、２つの前記アーク接触子（１１２，１１４）の分離に対応する位置と電流遮断器（２００）を開口する操作の位置との間に到達された中間位置までの、前記駆動チューブ（１０８）内の前記ポート（３６）を妨げるための手段（１２４，１３４）と、
   を備えており、
   前記第１の圧縮チャンバー（１０６）内の圧縮プロセスの完了に対応する位置は、前記電流遮断器（２００）を開口する操作の終了位置の前に到達され、
   前記第２の圧縮チャンバー（１２０）内の圧縮プロセスの完了に対応する位置は、前記第１の圧縮チャンバー（１０６）内の圧縮プロセスの完了に対応する位置の後に到達されることを特徴とする電流遮断チャンバー（１００）。
2. 前記駆動チューブ（１０８）に対する前記ポート（１３６）を妨げるための前記手段（１２４，１３４）の寸法及び位置付けは、前記中間位置が、２つの前記接触子（１１２，１１４）の分離に対応する位置の後の約２ｍｓから約７ｍｓの範囲にある時間の周期の後で到達されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の電流遮断チャンバー（１００）。
3. 前記駆動チューブ（１０８）の前記ポート（１３６）を妨げるための前記手段は、前記駆動チューブ（１０８）の内側に配置された少なくとも１つのディフレクタ（１３４）を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電流遮断チャンバー（１００）。
4. 前記ディフレクタ（１３４）は、前記駆動チューブ（１０８）に対して移動可能であることを特徴とする請求項３に記載の電流遮断チャンバー（１００）。
5. 前記第１の圧縮チャンバー（１０６）は、少なくとも１つの第１の管状要素（１０４）を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電流遮断チャンバー（１００）。
6. 前記第２の圧縮チャンバー（１２０）は、少なくとも２つの同軸の管状要素（１１６，１１８）を備え、２つの管状要素のうちの一の管状要素（１１６）は、駆動チューブ（１０８）を部分的に構成していることを特徴とする請求項１〜５に記載のいずれか一項に記載の電流遮断チャンバー（１００）。
7. 前記第２の圧縮チャンバー（１２０）は、その第２の端部で、前記２つの同軸の第２の管状要素（１１６，１１８）の間に配置された少なくとも１つのスリーブ（１２４）によって閉鎖されることを特徴とする請求項６に記載の電流遮断チャンバー（１００）。
8. 前記駆動チューブ（１０８）内の前記ポート（１３６）を妨げるための前記手段は、前記スリーブ（１２４）を備えることを特徴とする請求項７に記載の電流遮断チャンバー（１００）。
9. 前記駆動チューブ（１０８）は、前記スリーブ（１２４）に対して移動可能であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の電流遮断チャンバー（１００）。
10. 前記第１の圧縮チャンバー（１０６）は、その一の端部で、前記第２のアーク接触子（１１４）と協働するように適合されるノズル（１１０）を含み、
    前記中間位置と前記電流遮断器（２００）を開口する操作の終了位置との間で、第１の圧縮チャンバー（１０６）の開口を画定していることを特徴とする請求項１〜９に記載の電流遮断チャンバー（１００）。
11. 前記第２の圧縮チャンバー（１２０）は、少なくとも１つのバルブ（１２２）を通じて、前記第１の圧縮チャンバー（１０６）に連通していることを特徴とする請求項１〜１０に記載の電流遮断チャンバー（１００）。
12. 前記第１のアーク接触子（１１２）及び前記第２のアーク接触子（１１４）が互いに対して軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項１〜１１に記載の電流遮断チャンバー（１００）。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の電流遮断チャンバー（１００）を含んでいる電流遮断器（２００）。

Images