JP5279910B2 - 低圧、中圧又は高圧のアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの短絡装置を有する低圧、中圧又は高圧使用に関するアセンブリに関し、短絡装置において可動接点片を固定接点片に対して閉じることができるようになっている。

このようなアセンブリは、欧州特許第１５３５２９５号明細書に開示されているようなアーク保護システムとして使用される。この従来技術文献には、既に、真空下で配置されかつ作動するアークインタラプタが開示されている。この従来技術の特別な実施形態は、このアセンブリが、真空チャンバアセンブリと、隣接する圧力チャンバアセンブリとを有する真空アークインタラプタを提供することである。第１の導体は、真空チャンバアセンブリに設けられた真空チャンバ内にあり、第２の導体は、圧力チャンバアセンブリの一部でありかつ真空チャンバの外側に配置されている。２つの導体はブレットアセンブリによって電気的に接続されている。ブレットアセンブリは導電性ランスを有する。ブレットアセンブリは、圧力チャンバアセンブリに設けられた圧力チャンバ内に摺動可能に配置されている。ランスは、真空雰囲気下の内側部分と、圧力領域内の接続を得るための外側部分とを有している。圧力チャンバ内の圧力が、ガス発生装置（例えばマイクロガス発生器）によって急速に増大されると、ブレットアセンブリは第２の位置へ移動し、この第２の位置において、ランスは第２の導体と接触し、第１の導体に接触するように圧力チャンバを超えて延びる。第１の導体にアクセスするために、ランスは、真空チャンバアセンブリと一体のシール、ここでは真空装置の蓋を貫通する。

言い換えれば、１つの真空チャンバ及び１つの圧力チャンバのみが設けられている。圧力チャンバにおいて、ガス点火によってガスが発生され、このガスがピストン等を移動させる。この構成の欠点は、互いに直に隣接した高圧チャンバと真空チャンバとがメンブレンだけによって分離されているので、可動接点片の能動的な移動の間に移動行程に沿って真空が破壊されるということである。装置の頑丈な誘電性動作を得るために、メンブレンは、少なくとも２つの別個の真空ゾーンを得ることによって誘電剛性を高める。従って、公知の動作を備えた二重ギャップ（又はマルチギャップ）システムが存在する。

したがって、本発明の課題は、保守の間にアーク点火を阻止する、ブレークダウンの極めて希な発生を回避することである。

発明の前記課題は請求項１の特徴によって達成される。

発明の別の実施形態は従属請求項に特徴が示されている。

前記課題は、請求項２から１２までに記載の複数の使用のためにも達成される。

発明の基本的な特徴は、可動接点片の移動経路に沿って、少なくとも２つの分離された真空ゾーン若しくは真空体積が配置されているということである。この特徴によって、少なくとも２つの真空ゾーン若しくは真空体積は移動経路に沿って配置されているので、あらゆる場合に定格電圧条件下で耐用寿命の間におけるブレークダウンを確実に回避するための、一種の冗長性を生ずる。少なくとも２つの分離された真空ゾーンの相並んだ配列により、ガス発生器の点火の瞬間でさえも、真空の機能が保たれる。

別の実施形態において、真空ゾーンは物理的な分離エレメントによって分離されており、短絡移動の際には、可動接点片がこの分離エレメントを通って移動する。

さらに、物理的な分離エレメントは、金属、ガラス、セラミック、又はプラスチックから形成されたメンブレンである。このメンブレンは、物理的に閉鎖されており、別の実施形態の一部である所定の弱い破壊ライン若しくは破壊点を除いて、開口部を有さない。物理的に、メンブレンは各真空ゾーンを互いに完全に分離しているので、可動接点の移動経路に沿って真空冗長性が存在する。これにより、装置の耐用寿命の間に、定格電圧条件下でブレークダウンが生じないことが技術的に確実となる。

別の実施形態の一部は、高電圧耐久性を実現するために真空ゾーンが移動経路に沿って相並んで配置されていることである。択一例又は時には付加的な特徴は、高いアンパシティを実現するために、真空ゾーンが移動経路に沿って平行に配置されていることであることができる。この特徴は、別の２つの択一例において実現することができる。第１の択一例は、１つの真空チャンバアセンブリ内に２つの平行な接点対を配置することであり、第２の択一例は、２つの平行な真空チャンバアセンブリを、それぞれの内部のこのような構成内に配置することである。両方の場合に、完成したアセンブリの高いアンパシティを、高電流使用のために実現することができる。

別の実施形態は、完成した構成を相並んで配置された３つのゾーンに分割することである。第１の上側ゾーンはロッドを備えた一種のピストンであり、これは、可動接点の移動を同時に実現する。ピストンは、一種の巻成された金属箔の包囲シールを有しており、これは、外部接点に電気的に接続された上部金属チャンバ壁部との接触をも実現する。従って、ピストンは、ピストン側における推進チャージ（a propellent charge）の発生によって移動させられ、これは、この可動接点片を移動させるための高いガス圧を発生する。内部でピストン−接点片配列が移動させられることになるシリンダの上側は圧力を受けていない。なぜならば、この上側は、ガス推進装置の点火後に圧力を受ける上側シリンダ室に対するピストンの包囲シールによってシールされているからである。

次いで、ロッドは下方へ移動し、まず第１の真空ゾーンにおける所定の弱い破壊ラインを切断して貫通し、その後、第２の真空ゾーンにおける所定の弱い破壊ラインを切断して貫通し、ロッドは最終的にカウンターパート、すなわち固定接点片に極めて接近する。

移動経路のそれぞれの位置に沿って、真空は、可動接点片が向かう領域に維持される。

このようなアセンブリの使用は、スイッチギヤの使用において有利である。別の有利な使用は、インターコネクタ又はケーブルインターコネクタ又はインターコネクティングシステムにおける短絡装置等の電気的なインターコネクティングシステムである。利点は、コンパクトな構成によって提供され、この構成において本発明を実現することができる。

別の実施形態は、接点部材（プラグ及びブシュ）が装置内の真空雰囲気中に配置されていることを特徴とする。

さらに、３つ以上のメンブレンを使用することにより、それぞれのメンブレンの材料は異なることができる。

発明の別の実施形態は、メンブレンプレートに穴を有することによって１つ又は２つ以上の真空ゾーンを接続できることを特徴とする。パーフォレーションを有する分離メンブレンが挿入される場合にも、同様の結果が得られる。

さらに、高い短絡電流需要を満たすために２つ又は３つ以上の装置を並列に配置することが有利である。

別の実施形態は、アセンブリが、同じ装置によって高電圧需要を満たすために相並んで配置することができる２つ以上の完成した装置を有することを特徴とする。

相並んで配置された２つ以上の完成した装置の場合、第１の装置は大地電位であり、装置は電流インパルスによって点火され、後続の装置は、第２のマイクロガス発生器の機械的な点火によって移動経路に沿って点火される。

別の有利な使用は、短絡装置としての変圧器における使用である。

発明の実施形態は図示されている。

発明の構成上の実施形態における真空チャンバの縦断面図を示している。

図面は、発明の構成の実施形態における真空チャンバの縦断面図を示している。金属製のシリンダ４０内には、折り畳まれた金属箔２０を備えたピストン３０が配置されており、この金属箔は、可動なピストン３０とシリンダ４０との電気的接触を行っておりかつピストンとシリンダ内壁との間の一種のシールを形成している。ピストンの上方のシリンダ４０の領域は、推進チャージ発生器１０によって衝突される。金属箔２０は２つの機能を有する。第１の機能は、ピストン３０が移動させられる時に、ピストン３０の上方のシリンダ４０の圧力チャンバ部を、第１の真空ゾーン６０に対してシールすることである。

ピストンは、円錐形の可動接点片５０と直接に結合されている。推進チャージが点火されると、ピストンは第１の蓋４０ａを貫通する。第１の蓋４０ａには、第１の所定の弱い破壊ラインが設けられている。さらに移動すると、円錐形の可動接点片５０はメンブレン７０を切断して貫通する。メンブレン７０の中央には、別の所定の弱い破壊領域が配置されている。

このメンブレン７０は、このメンブレン７０が破壊されるまでは、２つの真空ゾーン６０と１００とを互いに分離している。さらに移動すると、円錐形の可動接点片は、固定接点片の相補的な形状の円錐形の開口に進入し、閉じられた短絡接点を形成する。固定接点は、外部において電気接続部に接続されている。可動接点片５０は、金属ピストン３０における巻成されたシール状の金属箔２０においてカウンターパートの電気接続を提供し、他の電気接点と外部で接続された金属シリンダに電気接続を提供する。

従って、可動接点片の移動経路に沿ってそれぞれの位置において、ガスチャージの点火が生じる圧力チャンバと、第１の真空チャンバとの間の分離が実現され、さらに移動する間に、圧力チャンバと、第２の（又は３つ以上の）真空チャンバとの間の分離が実現される。

これは、従来技術に対する決定的な構造的な差である。しかしながら、結果的な機能の差は、開示された利点を提供する。

Claims (17)

1. 少なくとも１つの短絡装置を有する低圧、中圧又は高圧のアセンブリであって、前記短絡装置において可動接点片を固定接点片に対して閉じることができるようになっている形式のものにおいて、
   可動接点片（５０）の移動経路に沿って少なくとも２つの分離された真空ゾーン若しくは真空体積（６０，１００）が配置されており、
   真空ゾーン若しくは真空体積（６０，１００）が、物理的な分離エレメント（７０）によって分離されており、該分離エレメントを通って可動接点片（５０）が移動させられることを特徴とする、低圧、中圧又は高圧のアセンブリ。
2. 物理的な分離エレメント（７０）が、メンブレンである、請求項１記載のアセンブリ。
3. メンブレン（７０）が、金属、ガラス、セラミック、又はプラスチックから形成されている、請求項２記載のアセンブリ。
4. メンブレン（７０）、又はそれぞれのメンブレンに、所定の弱い破壊ライン若しくは破壊ゾーン（Ｃ）が設けられている、請求項２又は３記載のアセンブリ。
5. 真空ゾーンが、高電圧耐久性を実現するために、移動経路に沿って相並んで配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のアセンブリ。
6. 真空ゾーン（６０，１００）は、高いアンパシティを実現するために、移動経路に沿って平行に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のアセンブリ。
7. ３つのゾーンが相並んで配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のアセンブリ。
8. 可動接点片が、推進チャージ又はガス発生器によって移動させられる、請求項１から７までのいずれか１項記載のアセンブリ。
9. アセンブリが、スイッチギヤにおいて使用される、請求項１から８までのいずれか１項記載のアセンブリ。
10. アセンブリが、電気的なインターコネクティングシステムにおいて使用される、請求項１から９までのいずれか１項記載のアセンブリ。
11. アセンブリが、変圧器において使用されるか、又は短絡装置として変圧器において使用される、請求項１から１０記載のアセンブリ。
12. 接点部材（プラグ及びブシュ）が、装置内の真空雰囲気中に配置されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のアセンブリ。
13. ３つ以上のメンブレンを使用することによって、それぞれのメンブレンの材料が異なることができる、請求項２から４までのいずれか１項記載のアセンブリ。
14. メンブレンに穴を有することによって、１つ又は２つ以上の真空ゾーンを接続することができる、請求項２から４まで及び１３のいずれか１項記載のアセンブリ。
15. アセンブリが、高い短絡電流要求を満たすために２つ以上の装置を平行に配置することができることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項記載のアセンブリ。
16. アセンブリが、同じ装置で高い電圧要求を満たすために２つ以上の完成した装置を相並んで配置することができることを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか１項記載のアセンブリ。
17. アセンブリが、相並んで配置された２つ以上の完成した装置の場合に、大地電位における第１の装置が電流インパルスによって点火され、後続の装置が、第２のマイクロガス発生器の機械的な点火によって移動経路に沿って点火される、請求項１から１６までのいずれか１項記載のアセンブリ。

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