JP5296137B2 - 中電圧回路のためのスイッチ・ユニット及びサーキット・ブレーカ - Google Patents

Description

本発明は、中電圧サーキット・ブレーカのためのスイッチ・ユニットに係り、このスイッチ・ユニットは、第一のスイッチ・コンタクトと；第二のスイッチ・コンタクトと；アーク・シュートをスイッチ・ユニットの上で位置合わせする位置合わせ要素と；を含んでいる。第一のスイッチ・コンタクトは、第一のスイッチ・コンタクトが第二のスイッチ・コンタクトに接触する第一の位置と、第一及び第二のスイッチ・コンタクトが互いから分離される第二の位置との間で、移動する。前記アーク・シュートは、複数の実質的に平行な金属プレートの少なくとも二つのスタックを含んでいる。各スタックは、スイッチ・ユニットの方向に配置されるように構成された、近位の端部を有している。

更に、この開示は、サーキット・ブレーカに係る。

典型的に、サーキット・ブレーカまたは気中サーキット・ブレーカは、鉄道車両上の直流（ＤＣ）回路で使用される。例えば，そのような高速度ＤＣサーキット・ブレーカは、５００ボルト及び５０００アンペアを上回る直流を入り切りする場合がある。

EP 1 876 618 A1 から、サーキット・ブレーカに対して適合したアーク・シュートが知られている。このアーク・シュートは、直列に接続された複数のアーク・シュート・ユニットを含んでいて、更に、このアーク・シュート・ユニットの一部に対して並列に接続されたスイッチを含むことにより特徴付けられ、このスイッチは、閉じられた位置にあるときに、アーク・シュート・ユニットの前記一部をバイパスする。

既知のサーキット・ブレーカにおいて、スイッチ・コンタクトに接続されたホーンが、広く使用されている。典型的に、これらのホーンは、アークをアーク・シュートの中にガイドするために使用されるが、しかしながら、アークの脚は、アーク時間の間、ホーンの上に留まる。例えば、アークは、ホーンを加熱し、これらのホーンは、直ちに、気化し始め、ガスを発生させる。ホーンは、消耗し、特定の回数の動作の後で、交換されなければならない。このようにして、ホーンは、サーキット・ブレーカの寿命が尽きる前に、定期的に交換されなければならない。しかしながら、ホーンの交換は、容易ではない。更に、熱の集中のために、多量のガスが生成され、典型的に、ガスの大半が、スイッチ・コンタクトの近傍の限られた容積の中に集中する。これらのガスは、プラズマを発生させる場合があり、再点火が発生する場合がある。典型的に、サーキット・ブレーカのホーンの交換は、複雑である。

欧州特許出願第ＥＰ１８７６６１８Ａ１号明細書

本発明の目的は、先行技術の欠点が存在しない、中電圧回路のためのスイッチ・ユニット及びサーキット・ブレーカを提供することにあり、特に、ホーンの使用を減らすこと、及びスイッチ・ユニットのより長い寿命を提供することにある。

開示のアスペクトによれば、ＤＣ中電圧サーキット・ブレーカのためのスイッチ・ユニットが提供され、このスイッチ・ユニットは、第一のスイッチ・コンタクトと；第二のスイッチ・コンタクトと；アーク・シュートをスイッチ・ユニットの上で位置合わせする位置合わせ要素と；第一の接続デバイスと；第二の接続デバイスと；を含んでいる；
第二のスイッチ・コンタクトは、第一のスイッチ・コンタクトが第二のスイッチ・コンタクトに接触する第一の位置と、第一及び第二のスイッチ・コンタクトが互いから分離される第二の位置との間で、移動可能である；
前記アーク・シュートは、複数の実質的に平行な金属プレートの少なくとも二つのスタックを含んでいる；
第一の接続デバイスは、第一のスイッチ・コンタクトを、第一のスタックの最も近位の（most proximal）２５％の金属プレートの中から選択される予め定められた金属プレートに電気的に接続するように構成され、および／または、電気的に接続することが可能である；
第二の接続デバイスは、第二のスイッチ・コンタクトを、第二のスタックの最も近位の２５％の金属プレートの中から選択される予め定められた金属プレートに、電気的に接続するように構成され、および／または、電気的に接続することが可能である。
典型的に、各スタックは、スイッチ・ユニットの方へ配置されるように構成され、および／または、配置されることが可能な近位の端部を有している。

典型的な実施形態において、サーキット・ブレーカは、気中ＤＣサーキット・ブレーカである。このようにして、各電流遮断は、アークを生成する。典型的に、アークは、コンタクトの分離から開始して、電流がゼロになるまで留まる。ＤＣ電流を切断することができる典型的な実施形態において、高速度ＤＣサーキット・ブレーカは、ネットの電圧より高いＤＣ電圧を形成する。ＤＣ電圧を高めるために、気中サーキット・ブレーカは、アーク・シュートまたは消化チャンバを、使用する場合があり、アーク・シュートの中で、金属のプレートがアークを幾つかの部分アークに分割するために使用され、アークが長くされ、煙突効果によりアーク電圧を増大させるために、例えば、プラスチックまたは他の材料の気化によるものであるガスが使用される。

このようにして、より長い寿命を有するホーンを有するサーキット・ブレーカがもたらされる。第一のスタック及び第二のスタックの予め定められた金属プレートは、それぞれの第一のスイッチ・コンタクト及び第二のスイッチ・コンタクトと同一の電位を有している。例えば、アーク・シュートのレベル・ゼロ金属プレートまたは予め定められた金属プレートは、等電位接続（例えば、電気的な接続）で、スイッチ・コンタクトに接続される。アーク脚が、それぞれのスタックのレベル・ゼロまたは予め定められた金属プレートの上にジャンプした後、電流が、等電位接続の中を通って流れる。典型的に、スイッチ・コンタクト及びホーンは、従来技術のサーキット・ブレーカより冷たい。その理由は、アーク、特にアーク脚が、ホーンから、予め定められた金属プレートへ、またはアーク・シュートのレベル・ゼロへ、より速く移されるからである。更に、アーク脚は、互いからより大きな距離を有している。

更に、典型的に、アーク・シュートは、ホーンに比べて、より容易に且つより速く交換され、それにより、ホーンのより長い寿命は、アーク・シュートのメインテナンスの短縮をもたらすことになる。これは、アーク・シュートが車両（例えば、列車）上で使用される場合に、重要である場合がある。実施形態によれば、ホーンの寿命は、サーキット・ブレーカのスイッチ・コンタクトを移動するための、スイッチ・コンタクトの寿命及び駆動ユニットとほぼ同一である。このようにして、メインテナンスの間、もし、アーク・シュートが使用される場合には、アーク・シュートのみが交換されても良い。

典型的な実施形態において、第一のスタックの予め定められた金属プレートは、第一のスタックの、最も近位の２０％の金属プレートの中から選択され、特に、最も近位の１０％の金属プレートの中から選択される。

典型的な実施形態において、第二のスタックの予め定められた金属プレートは、第二のスタックの、最も近位の２０％の金属プレートの中から選択され、特に、最も近位の１０％の金属プレートの中から選択される。

典型的な実施形態（ここに開示された他の実施形態と結合されても良い）において、第一の接続デバイスおよび／または第二の接続デバイスは、遮断動作の中で第一のスイッチ・コンタクトと第二のスイッチ・コンタクトとの間に作り出されるアークのアーク脚が、第一のスタック及び第二のスタックの予め定められた金属プレートに移されるように、配置される。

典型的な実施形態において、前記位置合わせ要素は、ネジ、ヒンジ、ボルト、ストップ、バー、などである。例えば、位置合わせ要素は、アーク・シュートをスイッチング・ユニットに接続するために、使用される。

典型的な実施形態において、第二のスイッチ・コンタクトは、実質的に移動方向に沿って移動する。

典型的に、実施形態において、スイッチ・ユニットは、更に、第一のスイッチ・コンタクトに電気的に接続された第一のホーン（特に鋼または鉄で作られている）を含んでいて、ここで、第一のスイッチ・コンタクトは、電気アークの第一の脚を、アーク・シュートへ、特に、アーク・シュートの第一のスタックへ、ガイドするように構成され、第二のスイッチ・コンタクトに電気的に接続された第二のホーン（特に、鋼または鉄で作られている）は、電気アークの第二の脚を、アーク・シュートへ、特に、アーク・シュートの第二のスタックへ、ガイドするように構成されている。

典型的な実施形態（ここに開示された他の実施形態と結合されても良い）において、第一のホーンおよび／または第二のホーンは、第一または第二のスイッチ・コンタクトの方向に、固定された第一の端部を有し、それぞれの第一の端部の反対側に、弾性を有する第二の端部を有し、ここで、特に、第二の端部は、スイッチ・ユニットの上に取り付けられたアーク・シュートの方向に移動可能である。

例えば，実施形態において、第一の接続デバイスは、第一のホーンの上に配置され、および／または、第二の接続デバイスは、第二のホーンの上に配置され、ここで、第一の接続デバイスは、第一のホーンの第二の端部に配置され、および／または、第二の接続デバイスは、第二のホーンの第二の端部に配置されている。

典型的な実施形態（ここに開示された他の実施形態と結合されても良い）において、第一の接続デバイスおよび／または第二の接続デバイスは、それぞれ、グラファイト導体であって、特に、それぞれの第一または第二のホーンに固定されている。

例えば、実施形態において、第一のホーンの第二の端部、および／または、第二のホーンの第二の端部は、スイッチ・ユニットの上に取り付けられるように構成されたアーク・シュートのスタックの方向にバイアスされている。

典型的な実施形態（ここに開示された他の実施形態と結合されても良い）において、第一の接続デバイスは、第一の金属のコネクターであり、特に、バーであり、および／または、第二の接続デバイスは、第二の金属のコネクターであり、特に、金属ワイヤである。

例えば，実施形態において、第一のスタックの予め定められた金属プレート、および／または、第二のスタックの予め定められた金属プレートは、スイッチ・ユニットの方向で、それぞれのスタックの最も近位の金属プレートである。

典型的な実施形態において、第一のスタック及び第二のスタックは、特に、近位の端部（proximal end）の反対側に、それぞれ、遠位の端部（distal end）を有していて、ここで、第一のスタックの遠位の端部の金属プレートは、特に、最も遠位の金属プレートは、第二のスタックの遠位の端部の金属プレートに電気的に接続され、特に、最も遠位の金属プレートに接続される。

典型的な実施形態において、最も遠位の２５％から選択される金属プレートは、特に１０％、第一のスタックの金属プレートは、最も遠位の２５％から選択される金属プレートに電気的に接続され、特に１０％、第二のスタックの金属プレートに、特に金属バーにより接続される。

例えば、実施形態において、ここに開示された実施形態に基づくスイッチ・ユニットは、６００Ａより大きいＤＣ電流のために設けられる。

更に、この開示は、ここに開示された実施形態に基づくスイッチ・ユニットとアーク・シュートを含む、中電圧回路のためのサーキット・ブレーカに係る。

典型的な実施形態において、アーク・シュートの各スタックの金属プレートは、実質的に等しい。

典型的な実施形態（ここに開示された他の実施形態と結合されても良い）において、スタックは、第一のスイッチ・コンタクトおよび／または第二のスイッチ・コンタクトの移動方向に対して実質的に垂直である。

例えば、実施形態において、第一のスタックの予め定められた金属プレート、および／または、第二のスタックの予め定められた金属プレートは、銅被覆を有している。

典型的な実施形態において、第一のスタックおよび／または第二のスタックの金属プレートは、鋼から作られる。

典型的な実施形態（ここに開示された他の実施形態と結合されても良い）において、サーキット・ブレーカは、牽引車両、特に、鉄道車両、路面電車、トローリーバスなどのためのサーキット・ブレーカである。

図１は、サーキット・ブレーカの実施形態の側面図を概略的に示していて、スイッチ・コンタクトは開放状態にある。 図２は、サーキット・ブレーカのスイッチ・ユニットの部分の側面図を概略的に示している。 図３は、スイッチ・ユニットの更なる実施形態の側面図を概略的に示している。

本発明の上記の特徴が詳細に理解されることが可能になるように、以上において短くまとめられた本発明の特定の説明が、実施形態を参照しながら、論じられても良い。添付図面は、本発明の実施形態に関係していて、以下において説明される。

次に、様々な実施形態を詳細に参照し、それらの内の一つまたはそれ以上の例は、図面に示されている。各例は、説明のために示されていて、本発明の限定するものとして、意図されていない。図面の以下の説明の中で、同一の参照符号は、同一の要素を指している。一般的に、個々の実施形態に対して、相違のみが説明される。

図１は、中電圧直流（ＤＣ）サーキット・ブレーカの側面図を示す。このサーキット・ブレーカは、典型的に、中電圧で動作する、典型的に５００Ｖと３６００Ｖとの間で動作する、気中サーキット・ブレーカである。サーキット・ブレーカは、アーク・シュート１００及びスイッチ・ユニット２００を含んでいる。アーク・シュートは、金属プレートの第一のスタック１０２，１０４ａ，１０４ｂ，... ，１０４ｎ、及び、金属プレート１０８ａ，１０８ｂ，... ，１０８ｎの第二のスタック１０６を含んでいる。

典型的な実施形態において、第一及び第二のスタック１０２，１０６の、金属プレート１０４ａ，１０４ｂ，... ，１０４ｎ，１０８ａ，１０８ｂ，... ，１０８ｎは、実質的に等しい。アーク・スペース１０９は、金属プレートの第一のスタック１０２と第二のスタック１０６との間に、配置されている。典型的に、サーキット・ブレーカが開放されるとき、アークが、アーク・スペース１０９の中で生ずる。

典型的に、アーク・シュートは、金属プレートの第一のスタック１０２及び金属プレートの第二のスタック１０６の積層方向に対して平行な、アーク・スペース１０９を横切る軸に対して対称である。更に、典型的な実施形態において、第一のスタック１０２の最高レベルの金属プレート即ち最も遠位の金属プレート１０４ｎは、第二のスタック１０６の最高レベルの金属プレート即ち最も遠位の金属プレート１０８ｎに、接続バー１１０で、電気的に接続される。このようにして、第一のスタックの最高レベルの金属プレート１０４ｎは、第二のスタック１０６の最高レベルの金属プレート１０８ｎと、同一の電位にある。

第一のスタック１０２の最も下にある金属プレート即ちレベル・ゼロ金属プレート１０４ａ、及び、第二のスタック１０６の最も下にある金属プレート即ちレベル・ゼロ金属プレート１０８ａは、典型的に、スイッチ・ユニット２００に対して、それぞれのスタック１０２，１０６最も近い金属プレートである。それ故に、最も下にある金属プレート即ち最も近位の金属プレート１０４ａ，１０８ａ、及び、最高レベルのプレート１０４ｎ，１０８ｎは、金属プレートのそれぞれのスタック１０２，１０６の積層方向で、反対側の端部の上に配置されている。

典型的な実施形態において、各スタック１０２，１０６は、約３６枚の金属プレート１０４ａ，１０４ｂ，... ，１０４ｎ；１０８ａ，１０８ｂ，... ，１０８ｎを含んでいる。他の実施形態は、結局のところ、３６枚より大きい金属プレートを含むことがある。金属プレートの数は、典型的に、アーク放電電圧、及びサーキット・ブレーカにより入り切りされる公称電流にそれぞれ依存する。

典型的な実施形態において、アーク・シュート１００は、少なくとも一つのサイド・ウォール１１２を有するケーシングの中に配置される。典型的な実施形態において、アーク・シュート１００は、そのケーシングで、スイッチ・ユニット２００から容易に分離されても良い。このようにして、メインテナンス時間が減少される場合がある。

スイッチ・ユニット２００は、第一のスイッチ・コンタクト２０２ａを含んでいて、この第一のスイッチ・コンタクトは、第一のスイッチ・コンタクト端子２０４ａにより、電気的なネットワーク即ち負荷に電気的に接続されても良い。典型的に、第一のスイッチ・コンタクト２０２ａは、第一のスイッチ・コンタクト・バー即ちバス・バー２０３で、第一のスイッチ・コンタクト端子２０４ａに接続され、ここで、特に、第一のスイッチ・コンタクト・バー２０３は、第一のスイッチ・コンタクト端子２０４ａを含んでいる。典型的に、第一のスイッチ・コンタクト２０２ａは、第一のスイッチ・コンタクト・バー２０３の第一の端部に固定され、第一のスイッチ・コンタクト端子２０４は、第一の端部の反対側の、第一のスイッチ・コンタクト・バー２０３の第二の端部に配置される。

更に、スイッチ・ユニット２００は、第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂを含んでいる。第二のスイッチ・ユニットは、駆動ユニット２０６により移動方向Ｓに移動され、第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂを、第一のスイッチ・コンタクト２０２ａが第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂと物理的に接触する第一の位置から、第一のスイッチ・コンタクト２０２ａが第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂから分離される第二の位置まで、移動する。第二の位置は、図１の中に示されている。

第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂは、第二のスイッチ・コンタクト端子２０４ｂを介して、電気的なネットワーク即ち負荷に、接続されても良い。第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂは、フレキシブルな導体２０８ａ及び第二のスイッチ・コンタクト・バー２０８ｂにより、第二のスイッチ・コンタクト端子２０４ｂに電気的に接続され、ここで、フレキシブルな導体２０８ａは、第二のスイッチ・コンタクト・バー２０８ｂの第一の端部に接続される。典型的に、第二のスイッチ・コンタクト端子２０４ｂは、第二のスイッチ・コンタクト・バー２０８ｂの第二の端部に配置され、ここで、第二の端部は、第二のスイッチ・コンタクト・バー２０８ｂの第一の端部の反対側にある。

典型的に、アーク・スペース１０９は、サーキット・ブレーカが閉じられた位置にあるとき、即ち、第一のスイッチ・コンタクト２０２ａが第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂに接触したとき、サーキット・ブレーカの動作の際に、第一及び第二のスイッチ・コンタクトの上方に配置される。更に、金属プレート１０２，１０６のスタックの積層方向は、移動方向Ｓに対して実質的に垂直なアーク変位方向Ａに実質的に平行である。典型的に、積層方向またはアーク変位方向Ａは、アークがアーク・シュートの中に伸びる方向に対応する。典型的に、金属プレート１０４ａ，１０４ｂ，... ，１０４ｎ，１０８ａ，１０８ｂ，... ，１０８ｎ、及び接続バー１１０は、移動方向Ｓに対して実質的に平行である。

第一のホーン２１０ａは、第一のコンタクト２０２ａに固定され、アークの脚を、金属プレート１０４ａ，１０４ｂ，... ，１０４ｎに、特に、アーク・シュート１００の第一のスタック１０２の最も下にある金属プレート１０４ａに、ガイドする。更に、スイッチ・ユニット２００には、第二のホーン２１０ｂが設けられ、この第二のホーンは、第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂに脚を有するアークが、ホーン２１０ｂにジャンプして、金属プレート１０８ａ，１０８ｂ，... ，１０８ｎに、特に、第二のスタック１０６の最も下にある金属プレート１０８ａに、移動するように、配置されている。

典型的な実施形態において、第一のスタック１０２の最も下にある金属プレート１０４ａ、及び、第二のスタック１０６の最も下にある金属プレート１０８ａは、それぞれ、第一のスイッチ・コンタクト２０２ａ及び第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂに電気的に接続される。このようにして、電流を遮断することにより作り出されたアークのアーク脚は、典型的に、第一及び第二のホーン２１０ａ，２１０ｂの上に留まらずに、最も下にある金属プレート１０４ａ，１０８ａの上にジャンプする。それぞれのアーク脚が、最も下にある金属プレートにジャンプした後、電流が、それぞれの等電位接続の中を通って流れ、これについては、以下において説明される。

典型的に、ホーンは、アークにより加熱されず、従って、気化することがない。更に、ホーンの消耗が減少され、それにより、ホーンが、例えば第一のホーン２１０ａ及び第二のホーン２１０ｂが、サーキット・ブレーカの寿命まで耐えることになる。典型的に、アークが、最も下にある金属プレートの上にジャンプした後、熱放散が増大される。更に、より少ないガスが、スイッチ・コンタクトの近くに生成される。典型的に、スイッチ・コンタクトの近くでの熱集中が減少され、それにより、プラズマの発生及び再点火現象の危険が減少される。

図１は、開放状態におけるサーキット・ブレーカの側面図を示していて、ここで、第一のスイッチ・コンタクト２０２ａは、第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂから分離される。更に、図１は、アーク・シュート２００の中でのアーク膨張を、概略的に示していて、特に、第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂを第一のスイッチ・コンタクト２０２ａから離す方向に移動させることにより、スイッチの開放の後での、異なる瞬間でのアークを概略的に示している。

先ず最初に、ｔ０で、第一のスイッチ・コンタクト２０２ａ及び第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂのコンタクトの分離の後、アーク放電が開始する。

次いで、ｔ１で、アーク，またはアークの一つの脚が、第一または第二のスイッチ・コンタクト２０２ａ，２０２ｂの内の一つから去って、それぞれのスイッチ・コンタクト２０２ａ，２０２ｂのホーン２１０ａ，２１０ｂにジャンプする。これは、固定されたコンタクト、即ち第一のスイッチ・コンタクト２０２ａで最初に起こり、あるいは、移動コンタクト、即ち第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂで、最初に起こる。ｔ２で、アークが第二のスイッチ・コンタクトから去る。次いで、アーク脚は、第一のホーン２１０ａ及び第二のホーン２１０ｂの上に、それぞれ位置する。

次いで、ｔ３で、アーク脚は、それぞれのレベル・ゼロ即ち最も下にある金属プレート１０４ａ，１０８ａの上にジャンプし、アークが、アーク・シュートの中を昇り続ける。典型的に、この段階で、幾つかの小さいアークが、第一のスタック１０２及び第二のスタック１０６のそれぞれの隣接する金属プレートの間に生成される。

ｔ４で、アークが、第一のスタック１０２及び第二のスタック１０６の最も下にある金属プレート１０４ａ，１０８ａの上で、それぞれ、よく発達し、アーク・シュートの中を、特に、アーク・スペース１０９の中を、昇り続ける。最後に、ｔ５で、アークが、十分に伸び、アーク・シュートのトップに到達し、それにより、最大の電圧が形成されることになる。アークによる電圧の形成は、ｔ０で、開始し、ｔ１からｔ４まで増大し、凡そｔ５で、その最大の値に到達する。典型的に、シーケンスは、例えば、電流により生成された磁場により（例えば、１００Ａより大きい電流に対して）、高温ガスに起因する煙突効果により（例えば、１００Ａより小さい電流に対して）、および／または、サーキット・ブレーカの機会的な挙動により（例えば、第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂの速度）により影響される。

典型的な実施形態において、アークは、電流がゼロになるまで、存在し続け、その後、アークは自然に消える。典型的に、アーク時間は、以下の要素に比例する：回路の時間定数の中で予想される短絡電流、開放の際の電流レベル、コンタクト速度をカットするために形成されることが要求される電圧（例えば第二のスイッチ・コンタクトの）、サーキット・ブレーカの幾何学的なデザイン（例えば煙突効果）、および／または、アーク・シュートまたはサーキット・ブレーカの中に作り出されるガスに影響を及ぼす使用される材料。

図２は、中電圧用のサーキット・ブレーカの一部を斜視図で示している。同一の特徴は、図１の中と同一の参照符号で示されている。このサーキット・ブレーカは、開放状態で図２の中に示されている。更に、第一のスタック１０２の最も下にある金属プレート１０４ａは、プレート接続バー１２０を介して、第一のスイッチ・コンタクト・バー２０３に接続され、特に、第一のスイッチ・コンタクトの第二の端部で接続されている。このようにして、第一のスタック１０２の最も下にある金属プレート１０４ａは、第一のスイッチ・コンタクト２０２ａと同一の電位を有している。

典型的に、第一の金属プレートは、プレート接続バー１２０に対して取り外し可能に接続され、プレート接続バー１２０は、例えばネジにより、第一のスイッチ・コンタクト・バー２０３に対して取り外し可能に接続される。第一のスイッチ・コンタクト２０２ａはまた、別のやり方で、第一のスタック１０２の第一の金属プレート１０４ａに電気的に接続されても良い。しかしながら、最も下にある金属プレート、即ち第一のホーン２１０ａの近くの第一のスタック１０２の金属プレートは、第一のホーン２１０ａおよび／または第一のコンタクト・スイッチ２０２ａと同一の電位を有するように設けられる。

更に、第二のスイッチ・コンタクト・バー２０８ｂ、従って第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂは、第一のプレート接続ワイヤ１２２ａ及び第二のプレート接続ワイヤ１２２ｂにより、第二のスタック１０６の最も下にある金属プレート１０８ａに、電気的に接続される。このようにして、第二のスタック１０６の最も下にある金属プレート１０８ａは、第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂと同一の電位を有している。典型的な実施形態において、第一及び第二のプレート接続ワイヤ１２２ａ，１２２ｂは、第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂの両側に配置され、それによって、駆動ユニット２０６の駆動ユニット２０６またはロッドは、それらの間に配置される。

典型的な実施形態において、第一のプレート接続ワイヤ１２２ａ及び第二のプレート接続ワイヤ１２２ｂは、第二のスタック１０６の最も下にある金属プレート１０８ａに、および／または、第二のスイッチ・コンタクト・バー２０８ｂに、取り外し可能に接続されても良い。第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂはまた、別のやり方で、第一のスタック１０６の第一の金属プレート１０８ａに電気的に接続されても良い。しかしながら、最も下にある金属プレート、または、第二のホーン２１０ｂの近くの第一のスタック１０６の金属プレートは、第二のホーン２１０ｂおよび／または第二のコンタクト・スイッチ２０２ｂと同一の電位を有するように設けられている。

典型的な実施形態において、第一のスタック１０２の最も下にある金属プレート１０４ａ、および／または、第二のスタック１０６の最も下にある金属プレート１０８ａは、銅で被覆されても良い。このようにして、熱が、それぞれの最も下にある金属プレート１０４ａ，１０６ａ上で、より容易に放散されることが可能になり、第一の金属プレート１０４ａ，１０８ａの侵食が避けられる。実施形態において、第一のスタックの金属プレート及び第二のスタックは、鋼で作られている。第一及び第二のホーン２１０ａ，２１０ｂは、典型的に鋼または鉄から作られている。

典型的に、スイッチ・コンタクトとそれぞれの最も下にある金属プレートとの間の、等電位接続は、アークが最も下にある金属プレート１０４ａ，１０６ａの上にジャンプしたとき、熱放散が改善されるという優位性を有している。それ故に、より少ないガスが、コンタクトの近くで生成され、切断能力が増大される。典型的な実施形態において、ホーン（特に第一のホーン１２０ａ）及び第二のホーン１２０ｂは、スイッチ・ユニット２００の寿命まで耐える。

図３は、それぞれのスイッチ・コンタクト２０２ａ，２０２ｂとそれぞれの最も下にある金属プレート１０４ａ，１０８ａとの間の、接続の更なる実施形態の側面図を概略的に示していて、これは、ここに開示された他の実施形態と結合されても良い。同一の特徴は、先行する図面の中と同一の参照符号で示されている。

典型的に、第一のホーン２１０ａは、第一のスイッチ・コンタクト２０２ａに電気的に接続され、第二のホーン２１０ｂは、第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂに電気的に接続されている。第一のホーン２１０ａは、第一のスイッチ・コンタクト２０２ａに接続された第一の端部を有し、及び、第一の端部の反対側に、特に、移動方向Ｓの方向に、第二の、自由端部を有している。第一のグラファイト・コネクター２３０ａは、第一のホーンの第二の端部２１０ａに固定されまたは接続される。第二のホーン２１０ｂは、第二のスイッチ・コンタクト２０２ｂの方向に第一の端部を有し、第一の端部の反対側に、特に、移動方向Ｓの方向に、第二の、自由端部を有している。第二のグラファイト・コネクター２３０ｂは、第二のホーンの第二の端部２１０ｂに固定されまたは接続される。

典型的な実施形態（ここに開示された他の実施形態と結合されても良い）において、第一のホーン２１０ａは、第一のスタックの金属プレート１０２の方向にバイアスされ、第二のホーン２１０ｂは、第二のスタックの金属プレート１０６の方向にバイアスされる。このようにして、アーク・シュートがスイッチ・ユニット２００の上に固定されたとき、最も下にある金属プレート１０４ａ，１０４ｂが、それぞれのホーン２１０ａ，２１０ｂを、スイッチ・コンタクト２０２ａ，２０２ｂの方向に、押す。このようにして、信頼性の高い電気的なコンタクトが、スイッチ・コンタクトと、それぞれの最も下にあるアーク・シュートの金属プレート１０４ａ，１０４ｂとの間に、形成される。

以上の発明は、本発明を開示するための例として使用され、ベスト・モードを含んでいて、当業者が本発明を作り且つ使用することをも可能にする。本発明が、様々な特定の実施形態を用いて説明されたが、当業者は、本発明が、請求項の精神及び範囲の中で変更を加えて実施されることできることを、理解するであろう。特に、以上で説明した実施形態の互いに非排他的な特徴は、互いに結合されても良い。本発明の技術的範囲は、請求項により規定され、当業者が想到する他の例を含んでも良い。そのような他の例は、請求項の範囲の中にある。

Claims (20)

1. サーキット・ブレーカのためのスイッチ・ユニット（２００）であって、
   第一のスイッチ・コンタクト（２０２ａ）と；
   第二のスイッチ・コンタクト（２０２ｂ）と；
   位置合わせ要素と；
   第一の接続デバイス（１２０，２３０ａ）と；
   第二の接続デバイス（１２２ａ，１２２ｂ，２３０ｂ）と；
   を有し、
   第二のスイッチ・コンタクト（２０２ｂ）は、第一のスイッチ・コンタクト（２０２ａ）が第二のスイッチ・コンタクトに接触する第一の位置と、第一スイッチ・コンタクト（２０２ａ）及び第二のスイッチ・コンタクト（２０２ｂ）が互いから分離される第二の位置との間で、移動可能であり；
   前記位置合わせ要素は、アーク・シュート（１００）をスイッチ・ユニット上に位置合わせし；
   前記アーク・シュート（１００）は、複数の平行な金属プレート（１０４，１０４ａ，１０４ｂ，... ，１０４ｎ；１０８，１０８ａ，１０８ｂ，... ，１０８ｎ）の少なくとも二つのスタック（１０２，１０６）を有し；
   第一の接続デバイスは、第一のスイッチ・コンタクト（２０２ａ）を、第一のスタック（１０２）の最も近位の２５％の金属プレートの中から選択される予め定められた金属プレート（１０４ａ）に、電気的に接続することが可能であり；
   第二の接続デバイスは、第二のスイッチ・コンタクト（２０２ｂ）を、第二のスタック（１０６）の最も近位の２５％の金属プレートの中から選択される予め定められた金属プレート（１０８ａ）に、電気的に接続することが可能であること；
   を特徴とするスイッチ・ユニット。
2. 下記特徴を有する請求項１に記載のスイッチ・ユニット：
   第二のスイッチ・コンタクト（２０２ｂ）は、移動方向（Ｓ）に沿って移動する。
3. 下記特徴を有する請求項１または２に記載のスイッチ・ユニット：
   第一のスイッチ・コンタクト（２０２ａ）に電気的に接続された第一のホーン（２１０ａ）と；第二のスイッチ・コンタクト（２０２ｂ）に電気的に接続された第二のホーン（２１０ｂ）と；を更に有し、
   第一のスイッチ・コンタクトは、電気アークの第一の脚を前記アーク・シュート（１００）の第一のスタック（１０２）に、ガイドするように構成され、
   第二のスイッチ・コンタクトは、電気アークの第二の脚を前記アーク・シュート（１００）の第二のスタック（１０６）に、ガイドするように構成されている。
4. 下記特徴を有する請求項３に記載のスイッチ・ユニット：
   第一のホーン（２１０ａ）および第二のホーン（２１０ｂ）は、
   第一または第二のスイッチ・コンタクト（２０１ａ，２０２ｂ）の方向の、固定された第一の端部と；
   それぞれの第一の端部の反対側の、弾性を有する第二の端部と；
   を有している。
5. 下記特徴を有する請求項３または４に記載のスイッチ・ユニット：
   第一の接続デバイス（２３０ａ）は、第一のホーン（２１０ａ）の上に配置され、および／または、
   第二の接続デバイス（２３０ｂ）は、第二のホーン（２１０ｂ）の上に配置され、
   第一の接続デバイスは、第一のホーンの第二の端部に配置され、および／または、
   第二の接続デバイスは、第二のホーンの第二の端部に配置されている。
6. 下記特徴を有する請求項５に記載のスイッチ・ユニット：
   第一の接続デバイス（２３０ａ）は、グラファイト導体であり、第一のホーン（２１０ａ）に固定されている。
7. 下記特徴を有する請求項５に記載のスイッチ・ユニット：
   第二の接続デバイス（２３０ｂ）は、グラファイト導体であり、第二のホーン（２１０ｂ）に固定されている。
8. 下記特徴を有する請求項３から７の何れか１項に記載のスイッチ・ユニット：
   第一のホーン（２１０ａ）の第二の端部は、前記スイッチ・ユニット（２００）の上に取り付けられるように構成されたアーク・シュートのスタックの方向にバイアスされている。
9. 下記特徴を有する請求項３から７の何れか１項に記載のスイッチ・ユニット：
   第二のホーン（２１０ｂ）の第二の端部は、前記スイッチ・ユニット（２００）の上に取り付けられるように構成されたアーク・シュートのスタックの方向にバイアスされている。
10. 下記特徴を有する請求項１から４の何れか１項に記載のスイッチ・ユニット：
    第一の接続デバイス（１２０）は、第一の金属のバーである。
11. 下記特徴を有する請求項１から４の何れか１項に記載のスイッチ・ユニット：
    第二の接続デバイス（１２２a，１２２ｂ）は、第二の金属のワイヤである。
12. 下記特徴を有する請求項１から１１の何れか１項に記載のスイッチ・ユニット：
    第一のスタックの前記予め定められた金属プレートは、前記スイッチ・ユニット（２００）の方向で、それぞれのスタック（１０２，１０６）の最も近位の金属プレート（１０４ａ，１０８ａ）である。
13. 下記特徴を有する請求項１から１１の何れか１項に記載のスイッチ・ユニット：
    第二のスタックの前記予め定められた金属プレートは、前記スイッチ・ユニット（２００）の方向で、それぞれのスタック（１０２，１０６）の最も近位の金属プレート（１０４ａ，１０８ａ）である。
14. 下記特徴を有する請求項１から１０の何れか１項に記載のスイッチ・ユニット：
    第一のスタック（１０２）及び第二のスタック（１０６）は、それぞれ、遠位の端部を有し、
    第一のスタックの、最も遠位の端部の金属プレート（１０４ｎ）は、第二のスタックの、最も遠位の端部の金属プレート（１０８ｎ）に、電気的に接続されている。
15. ６００Ａより大きい電流を有し、５００Ｖより大きい電圧を有するネット電圧レベルで動作するＤＣ電流のための、請求項１から１４の何れか１項に記載のスイッチ・ユニット。
16. 請求項１から１５の何れか１項に記載のスイッチ・ユニットと、アーク・シュートと、を有する中電圧回路のためのサーキット・ブレーカ。
17. 請求項１６に記載のサーキット・ブレーカであって、前記アーク・シュートの各スタックの金属プレートは、同一であるサーキット・ブレーカ。
18. 請求項１６または１７に記載のサーキット・ブレーカであって、前記スタックは、第一のスイッチ・コンタクトおよび／または第二のスイッチ・コンタクトの移動方向（Ｓ）に対して垂直であるサーキット・ブレーカ。
19. 請求項１６から１８の何れか１項に記載のサーキット・ブレーカであって、第一のスタックの予め定められた金属プレートは、銅被覆を有しているサーキット・ブレーカ。
20. 請求項１６から１８の何れか１項に記載のサーキット・ブレーカであって、第二のスタックの予め定められた金属プレートは、銅被覆を有しているサーキット・ブレーカ。

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