JP5559419B2 - スイッチ・ユニット、スイッチ・ユニットを組み立てるための方法、及び中電圧回路のためのサーキット・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、第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点を含んでいて、第二のスイッチ接点は、第一のスイッチ接点が第二のスイッチ接点に接触する第一の位置と、第二のスイッチ接点が第一のスイッチ接点から分離される第二の位置との間で移動可能である。

更に、本発明は、中電圧のためのサーキット・ブレーカに係り、このサーキット・ブレーカは、典型的に４００Ｖと３，６００Ｖとの間の電圧範囲で動作する。

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、鉄道車両に搭載されるＤＣ回路の中で使用されている。他の例として、路面電車またはトロリーバスなどがある。例えば、そのような高速度のＤＣサーキット・ブレーカは、５，０００アンペアを超え、且つ９００ボルトを超える電圧レベルで、直流の公称電流を入り切りすることがある。

例えば、第一のスイッチ接点を第二のスイッチ接点から切り離すとき、スイッチ接点の間のガスは、空気のイオン化、及び発生することがあるプラズマに起因して、迅速に導電性になる。更に、逆再点火現象が、特に大電流で、例えば、１５ｋＡと比べて大きい電流で、生ずることがある。このようにして、サーキット・ブレーカの能力が減少されることがある。更に、或る電流レベルでは、第一の接点と第二のスイッチ接点との間のアークが、アーク・シュートの内側を上昇することさえもない。

従来のＤＣサーキット・ブレーカのアーク・シュート装置の中で、プラスチック・フレーム及び金属プレートが、互いの上に交互に積重ねられ、ここで、金属プレートは、プラスチック・フレームの上に配置されている。これらのプラスチック・フレームは、金属プレートの間の絶縁レイヤを形成する。プラスチック・フレームは、切欠部を有していて、それによって、アークが隣接する二枚の金属プレートの間の形成されるようになることがある。プラスチック・フレームが、ガスを発生させるために使用され、それによって、アークの中の熱が、迅速にアーク・シュートから噴き出され、金属プレートの間の空気の化学組成の変化により、アーク電圧を増大させるようになる。

典型的に、アークは、通常、切欠部の中で、金属プレートの上にしばしば移動する。しかしながら、しばしば、アークは、切欠部の隅にとどまる。このようにして、金属プレートの金属は、これらの隅で非常に高温になって、溶融し始めることがある。最悪の場合には、隣接する金属プレートが、溶融金属により互いに接続されることになる。

これは、アーク・シュートに短い寿命をもたらし、且つ、溶融金属に起因する隣接する二枚の金属プレートの間の接続を避けるために増大された金属プレートの間の距離のために、構造的な寸法を増大させ、金属プレート及びプラスチック・フレームの数を増大させる。

典型的に、従来のアーク・シュートは、重く且つ高い高さを有している。更に、磨耗が、特に大電流で、例えば、１ｋＡと比べて大きい電流で、重要な問題となる。典型的に、磨耗は、動作の回数、電流密度、及びアーク発生期間（時間定数）に依存する。このようにして、アーク・シュートの磨耗を予測することができない。それ故に、メンテナンス作業を計画することが困難であり、しかし、それにも拘わらず、それは不可欠である。例えば、金属または鋼製のプレートは、しばしば、チェックされそして交換されることがある。更に、プラスチック・フレームも、同様にチェックされ、時には交換されることさえもある。更に、鋼がプレートの間で最小値に減少する危険があり、それによって、より低い電圧が形成されることになる。最悪の場合に、サーキット・ブレーカは、次回に切断することが可能でないようになることもある。更に、典型的に、１２０点を超えるコンポーネントが、組み立てられなければならず、クリアランス距離が増大する。

ＥＰ−０２９９４６０ Ａ２の中に、実質的に平行の且つＵ字型の金属プレートを有する、単一のアーク・シュートのスタックを備えたサーキット・ブレーカが開示されている。二枚の絶縁プレートが、スタックの縦方向に整列され、且つ、アークの消滅を助けるために、Ｕ字型の金属プレートにより形成された二つの脚部分の内側に配置されている。ブレーカのスイッチ接点は、二枚の絶縁プレートの間に配置されている。

ＷＯ−９４／１１８９４ Ａ１は、３０アンペアの定格公称電流を備えた単一の極のブレーカ・ユニットを開示していて、このブレーカ・ユニットは、操作ハンドル、及び、アークの消滅のためのアーク・シュート・プレートの単一のスタックを有している。アークの消滅を助けるために、アーク・シュートは、スロットを備えた熱可塑性のクレードル部材で作られ、その中に、アーク・シュート・プレートが挿入され、このクレードル部材は、アークによるアタックを受けてガスを放出する。

ＤＥ−３２４７６８１ Ａ１は、複数の金属シートの単一のアーク・シュートのスタックを有する、ミニチュアのサーキット・ブレーカを開示している。アークの消滅は、金属シートのそれぞれの上に被覆されたガス放出材料のレイヤ表面により補助される。少なくとも一つのスイッチ接点がアーク・ホーンに接続されている。スイッチ接点の移動方向は、ガス放出レイヤ表面に対して垂直である。

ＵＳ−２２３６５８０の中に、手動操作レバーを備えたサーキット・ブレーカが開示されていて、このサーキット・ブレーカは、複数の金属プレートの単一のアーク・シュートのスタックを有し、それらは、互いに平行でないやり方で配置されている。アークの消滅を補助するために、アーク・シュートの側壁の部材は、ホウ酸で被覆されている。

欧州特許出願公開第ＥＰ−０２９９４６０ Ａ２号明細書 国際公開第ＷＯ−９４／１１８９４ Ａ１号パンフレット 独国特許出願公開第ＤＥ−３２４７６８１ Ａ１号明細書 米国特許第ＵＳ−２２３６５８０号明細書

本発明の目的は、牽引車両用のＤＣサーキット・ブレーカのためのスイッチ・ユニット、変電所用のＤＣサーキット・ブレーカ、及び、スイッチ・ユニットを組み立てるための方法を提供することであり、それらは、既知のスイッチ・ユニットの欠点が存在せず、特に、増大された切断能力を有していて、また、維持することが容易である。

この開示の一つアスペクトによれば、直流（ＤＣ）中電圧サーキット・ブレーカのためのスイッチ・ユニットが設けられ、このスイッチ・ユニットは、第一のスイッチ接点と、第二のスイッチ接点と、位置調整デバイスと、少なくとも一つのガス放出要素と、を含んでいて；第二のスイッチ接点は、第一のスイッチ接点が第二のスイッチ接点に接触する第一の位置と、第二のスイッチ接点が第一のスイッチ接点から分離される第二の位置との間で移動可能であり；位置調整デバイスは、スイッチ・ユニット上でアーク・シュートの位置を調整する。ここで、このアーク・シュートは、複数の実質的に平行の金属プレートを含んでいて、この位置調整要素は、第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間の作り出されるアークが消されるために、アーク変位方向にアーク・シュートの中にガイドされるように配置され；ガス放出要素は、第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点に面するレイヤ表面を有するガス放出レイヤを含み；ここで、ガス放出要素は、第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点から間隔を開けて配置され、それによって、その公称電流でのサーキット・ブレーカの切断動作の際に、第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間のアークが、ガス放出レイヤの一部を気化させるように構成されている。

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、各電流の遮断は、アークを発生させる。典型的に、アークは、接点の分離から開始して、電流がゼロになるまで残る。典型的な実施形態において、ＤＣ電流を切断することを可能にするために、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電圧を形成するために、気中サーキット・ブレーカは、アーク・シュートまたは消火室を使用しても良く、その中で、金属製のプレートが、アークを数個の部分アークに分割するために使用され、アークが引き伸ばされ、ガスが、化学的な効果により、例えば、プラスチックまたは他の材料の気化により、アーク電圧を増加させるために使用される。

典型的に、ガス放出プレートにより、アークの逆再点火が遅延される。例えば、過剰な圧力は、アークをアーク・シュートの中に押し込むために役立つ。このようにして、ブレーカの能力が増大される。

典型的な実施形態において、サーキット・ブレーカは、６００アンペアを超える直流を、５００ボルト超の電圧レベルで、入り切りしても良い。

典型的な実施形態において、第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間に作り出されるアークは、多くの熱を発生させ、それによってガス放出レイヤの一部が気化されるようになる。

典型的な実施形態において、ガス放出レイヤは、気化された状態において第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間の空気の抵抗を増大させる材料により形成される。

典型的な実施形態において、位置調整デバイスは、ネジ、ヒンジ、ボルト、止め具、バー、などである。例えば、位置調整デバイスは、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。

例えば、一つの実施形態において、第二のスイッチ接点は、実質的に移動方向に沿って移動可能であり、ここで、レイヤ表面は、移動方向及びアーク変位方向より規定される平面に対して実質的に平行に配置される。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、前記少なくとも一つのガス放出要素は、気化されたガス放出レイヤがアークをアーク・シュートの中に押し込むように、および／または、第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間の空気の抵抗を増大させるように配置される。

例えば、一つの実施形態において、スイッチ・ユニットは、第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点に面するレイヤ表面を有する、少なくとも二つのガス放出要素を含んでいて、ここで、前記少なくとも二枚のプレートのレイヤ表面は、互いに向かい合っている。

典型的な実施形態において、前記少なくとも二枚のプレートのレイヤ表面は、実質的に平行に配置される。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、レイヤ表面の第一のスイッチ接点までの距離および／または第二のスイッチ接点までの距離は、特に、第二のスイッチ接点の第一の位置及び第二の位置において、約１５ｍｍと約４０ｍｍとの間であり、特に、約２５ｍｍと約３０ｍｍとの間である。

例えば、一つの実施形態において、ガス放出レイヤは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から製造され、ここで、特にガス放出レイヤは、約２ｍｍから約８ｍｍまでの厚さを、特に、約３ｍｍから約５ｍｍまでの厚さえを有している。他の実施形態において、ガス放出レイヤは、他のタイプのフルオロポリマーから製造され、例えば、フッ素化エチレン−プロピレン（ＦＥＰ）、パーフルオロアルコキキシ（ＰＦＡ：Perfluoroalkoxy）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ：Polychlorotrifluoro ethylene）、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤ Ｆ：Polyvinylidene fluoride）またはポリビニリデンフロライド（ＰＶＦ：Polyvinylidene fluoride）を形成する。他の実施形態において、ガス放出レイヤは、弗化物のエラストマーの共重合体または三元共重合体などのような、タイプから製造される。他の典型的な実施形態において、ガス放出要素は、材料の塊ではなく、ＰＴＦＥなどのような、フルオロポリマーのタイプの表面コーティングを有し、または、気化してガスを発生させる共重合体などのような、弗化物のエラストマーのタイプの表面コーティングを有している。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、スイッチ・ユニットは、更に、第一のスイッチ接点に対して電気的に接続された第一のホーンを含んでいても良く、ここで、第一のホーンは、アークの第一の脚をアーク・シュートに、特に、アーク・シュートの第一のスタックに、ガイドするように配置され、および／または、スイッチ・ユニットは、更に、第二のスイッチ接点に対して電気的に接続された第二のホーン含んでいても良く、ここで、第二のホーンは、アークの第二の脚をアーク・シュートに、特に、アーク・シュートの第二のスタックに、ガイドするように配置され、ここで、レイヤ表面は、第二のスイッチ接点の移動方向の方向で、第一のホーンおよび／または第二のホーンの少なくとも一部が、レイヤ表面に対して平行に配置されるようなサイズを有していて、ここで、特に、この部分は、移動の方向でホーンの１５％と比べて大きく、特に、ホーンの範囲の約５０％と比べて大きい。

例えば、一つの実施形態において、前記少なくとも一つのガス放出要素は、プレート状であり、特に、実質的にＴ字形のプレートであり、ベース部分及び二つのアームを有していて、ここで、スイッチ・ユニットは、スイッチング・スペースを含んでいて、その中に、第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点が、第一の位置に及び第二の位置に、恒久的に配置される。ここで、前記少なくとも一つのガス放出要素のベース部分は、スイッチング・スペースの中に配置され、特に、アームは、第一のホーンおよび／または第二のホーンに対して平行に伸びる。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、前記少なくとも一つのガス放出レイヤは、アーク・シュートの中でアークを分割するために、アーク変位方向に、実質的に最も近い金属プレート平面まで伸びる。最も近い金属プレートは、スイッチ・ユニットの方向で、典型的にアーク・シュートの最も近くにある金属プレートである。

更なるアスペクトによれば、中電圧回路のためのサーキット・ブレーカが提供され、このサーキット・ブレーカは、この中で開示された実施形態の内の一つに基づくスイッチ・ユニットと、アーク・シュートと、を含んでいて、アーク・シュートは、実質的に平行の金属プレートの少なくとも一つのスタックを含んでいて、ここで、スタックの金属プレートの表面の７０％より大きい部分が、特に９０％より大きい部分が、特に、同一のスタックの中で、隣接する金属プレートの表面に面している。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、アーク・シュートの金属プレートは、約３０００ｍｍ^２から約１２０００ｍｍ^２までの表面積を、特に、約５０００ｍｍ^２と約８０００ｍｍ^２との間の表面積を有していて、および／または、約１から２の、特に１．１から１．５の、第二の軸に対して平行な長さ方向の範囲と、横方向の範囲との間の比を有している。

例えば、典型的な実施形態において、サーキット・ブレーカは、気中サーキット・ブレーカである。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、サーキット・ブレーカは、牽引車両のための、特に、鉄道車両、路面電車、トロリーバスのための、そして、車両などのためのエネルギーを供給する変電所のためのサーキット・ブレーカである。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、アーク・シュートは、複数の実質的に平行の金属プレートの少なくとも一つのスタックと、アークが第一の軸に沿って伸びることを可能にするように構成されたアーク・スペースと、少なくとも一つの側壁を有するアーク・シュート・ハウジングと、を含んでいて；前記少なくとも一つのスタックは、積層方向に対して平行な第一の軸を規定し；ここで第二の軸が、実質的に第一の軸に対して直交して、前記少なくとも一つのスタック及びアーク・スペースを、金属プレートに対して平行に横切り；前記少なくとも一つの側壁は、第二の軸に対して実質的に平行であリ、ここで、前記少なくとも一つの側壁と金属プレートとの間の距離は、５ｍｍ未満であり、特に、２ｍｍ未満である。

典型的に、そのような一つの実施形態に基づくアーク・シュートを使用するサーキット・ブレーカは、嵩張ることがない。これは、例えば、列車搭載用などのような、スペースが限られる用途に対して、重要であることがある。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、前記少なくとも一つの側壁は、金属プレートに接触している。

例えば、一つの実施形態において、アーク・シュート・ハウジングは、二つの側壁を有している。

典型的な実施形態において、前記少なくとも一つの側壁は第二の軸の方向に、側壁が少なくとも前記少なくとも一つのスタック及びアーク・スペースを完全に覆うような寸法を有している。例えば、二つのスタックの場合、側壁は、二つのスタックの間の、二つのスタック及びアーク・スペースを覆う。典型的な実施形態において、前記少なくとも一つの側壁は、第二の軸の方向に、前記少なくとも一つのスタックの寸法（特に二つのスタックの寸法）、及び第二の方向の方向でのアーク・スペースの少なくとも１１０％に対応する寸法を、特に、少なくとも１２０％に対応する寸法を、有している。

典型的に、側壁は、積層方向の方向に、少なくともスタックの、第一の軸の方向の寸法に対応する高さを有している。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、側壁は、実質的に閉じられている。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、金属プレートの少なくとも二つの平行なスタックがあり、ここで、第二の軸は、前記少なくとも二つのスタックを横切る。

例えば、一つの実施形態において、金属プレートは、実質的に矩形であって、特に、それぞれ、アーク・スペースの方に向けられた実質的にＶ字形状の切欠部を有していて、ここで、第二の軸は、金属プレートの、側壁に隣接する二つの縁に対して実質的に平行である。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、アーク・シュートのハウジングは、第二の軸の方向に開口を有している。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、この開口は、第一の軸の方向に前記少なくとも一つのスタックの、少なくとも９０％、特に、９５％を超える寸法を有している。

典型的な実施形態において、この開口は、第一の軸及び第二の軸に対して直交する方向で、金属プレートの寸法に実質的に対応する寸法を、例えば、金属プレートの幅の、少なくとも９０％、特に少なくとも９５％の寸法を、有している。典型的に、金属プレートの幅は、第一の軸に対して直交し且つ第二の軸に対して直交する第三の軸に沿って測定される。

典型的な実施形態において、金属プレートは、実質的に矩形であって、アーク・スペースの方向に第一の縁、及び第一の縁と反対側に第二の縁を有し、特に二つの縁は、第二の軸に対して実質的に平行であり、ここで、アーク・シュート・ハウジングの開口は、金属プレートの第二の縁のサイドに隣接し、および／または、その上にある。

例えば、一つの実施形態において、前記少なくとも一つのスタックは、金属プレートのグループを含んでいて、ここで、金属プレートのグループの金属プレートは、少なくとも一つの支持デバイスにより支持されていて、この支持デバイスは、金属プレートを平行な関係で維持するように、そして、金属プレートのグループを一緒に挿入しそして取り外すように構成されている。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、金属プレートのグループのそれぞれの金属プレートは、支持デバイスを挿入するための複数の切欠部を含んでいて、ここで、特に、金属プレート及び支持デバイスは、互いに対して適合され、それによって、支持デバイスが金属プレートのそれぞれの切欠部の中に挿入されたとき、金属プレートと反対側の支持デバイスの後側の縁が、側壁に対して、特に、金属プレートの第二の軸に対して平行なサイドの縁に対して、支持デバイスが挿入される金属プレートと実質的に等しい距離、あるいは、それより大もきな距離にあるようにする。

例えば、一つの実施形態において、金属プレートは、特に金属プレートのグループの金属プレートは、互いに、約２ｍｍと約４ｍｍとの間の距離を、それぞれ、有している。

更なるアスペクトによれば、ＤＣサーキット・ブレーカを組み立てるための方法が提供され、この方法は、下記のステップを含んでいる：
第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点とを含むスイッチ・ユニットを用意し、ここで、第二のスイッチ接点は、第一のスイッチ接点が第二のスイッチ接点に接触する第一の位置と、第二のスイッチ接点が第一のスイッチ接点から分離される第二の位置との間で移動可能であり；
少なくとも一つのガス放出要素を配置し、ここで、このガス放出要素は、スイッチ・ユニットの中で第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点に面するレイヤ表面を有するガス放出レイヤを含んでいて、ここで、前記少なくとも一つのレイヤ表面は、第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点に対して間隔を開けて配置され、それによって、その定格電流でのサーキット・ブレーカの切断動作の際に、第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間のアークが、ガス放出レイヤの一部を気化させるようになり；
スイッチ・ユニットに、実質的に平行の複数の金属プレートを有するアーク・シュートを接続し、それによって第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間で作り出されるアークが、アーク・シュートの中にガイドされるようにする。

図１は、スイッチ接点が開かれた状態でのサーキット・ブレーカの実施形態の側面図を概略的に示している。 図２は、スイッチ・ユニットの一部分の側面図を概略的に示している。 図３は、上面図の中で、サーキット・ブレーカの断面図を概略的に示している。 図４は、金属プレートのグループを概略的に示している。 図５は、スタックの金属プレートを概略的に示している。 図６は、支持デバイスの側面図を概略的に示している。 図７は、一つの実施形態に基づくアーク・シュートの斜視図を概略的に示している。 図８は、サーキット・ブレーカの実施形態の幾つかの要素の側面図を概略的に示している。 図９は、サーキット・ブレーカの実施形態の幾つかの要素の側面図を概略的に示している。 図１０は、上面図の中で、アーク・シュートの断面図を概略的に示している。 図１１は、一つの実施形態に基づくサーキット・ブレーカの斜視図を概略的に示している。

以上において記載された本発明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議論される。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する。それらの実施形態の一つまたはそれ以上の例が、図面の中に示されている。それぞれの例は、説明のために提供されたものであって、本発明の限定することを意図していない。これらの図面についての以下の説明の中で、同一の参照符号は、同一のコンポーネントを表している。一般的に、個々の実施形態に対する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している。サーキット・ブレーカは、典型的に、気中サーキット・ブレーカであって、典型的に、４００Ｖと３，６００Ｖとの間の、中電圧で動作する。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１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｎの第一のスタック１０２を含んでいて、また、この中で開示された他の実施形態と結合されても良い一つの実施形態において、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、第一のスタック１０２及び第二のスタック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との間に配置される。典型的に、サーキット・ブレーカが開かれたとき、アークがアーク・スペース１０９の中で上昇する。

典型的に、アーク・シュートは、アーク・スペース１０９を横切る軸に対して平行であり、この軸は、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のトップ・レベルの金属プレート１０４ｎは、接続バー１１０を用いて、第二のスタック１０６のトップ・レベルの金属プレート１０８ｎに対して電気的に接続される。このようにして、第一のスタックのトップ・レベルの金属プレート１０４ｎは、第二のスタック１０６のトップ・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、最も下側の金属プレート即ちレベル・ゼロの金属プレート１０４ａ、及び、第二のスタック１０６の、最も下側の金属プレート即ちレベル・ゼロの金属プレート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の最も近い金属プレートである。それ故に、最も下側の金属プレート１０４ａ，１０８ａ及び最も上側のプレート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、反対側に配置されている。

典型的な実施形態において、それぞれのスタック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、約３６枚を超える金属プレートを含んでいても良い。金属プレートの数は、典型的に、アーク電圧と、サーキット・ブレーカにより入り切りされる公称電流に依存する。

典型的な実施形態において、アーク・シュート１００は、少なくとも一つの側壁１１２を有するケーシングの中に配置されている。典型的な実施形態において、アーク・シュート１００は、そのケーシングとともに、スイッチ・ユニット２００から容易に分離されることがある。このようにして、メンテナンス時間が減少されることがある。

スイッチ・ユニット２００は、第一のスイッチ接点２０２ａを含んでいて、この第一のスイッチ接点は、第一のスイッチ接点端子２０４ａにより、送電網または負荷に対して電気的に接続されても良い。典型的に、第一のスイッチ接点は、第一のスイッチ接点バーまたはバスバー２０３により、第一のスイッチ接点端子２０４ａに接続され、ここで、特に、第一のスイッチ接点バー２０３は、第一のスイッチ接点端子２０４ａを含んでいる。典型的に、第一のスイッチ接点２０２ａは、第一のスイッチ接点バー２０３の第一の端部に固定され、第一のスイッチ接点端子２０４は、第一の端部と反対側の、第一のスイッチ接点バー２０３の第二の端部に配置されている。

更に、スイッチ・ユニット２００は、第二のスイッチ接点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、第二のスイッチ接点２０２ｂを、第一のスイッチ接点２０２ａが第二のスイッチ接点２０２ｂと物理的に接触する状態にある第一の位置と、第一のスイッチ接点２０２ａが第二のスイッチ接点２０２ｂから分離される第二の位置との間で、移動する。第二の位置は、図１の中に示されている。第二のスイッチ接点２０２ｂは、第二のスイッチ接点端子２０４ｂを介して、送電網または負荷に接続されても良い。第二のスイッチ接点２０２ｂは、フレキシブルな導体２０８ａ及び第二のスイッチ接点バー２０８ｂにより、第二のスイッチ接点端子２０４ｂに対して電気的に接続されている。ここで、フレキシブルな導体２０８ａは、第二のスイッチ接点バー２０８ｂの第一の端部に接続される。典型的に、第二のスイッチ接点端子２０４ｂは、第二のスイッチ接点バー２０８ｂの第二の端部に配置され、ここで、第二の端部は、第二のスイッチ接点バー２０８ｂの第一の端部と反対側にある。

典型的に、サーキット・ブレーカが閉じられた状態にあるとき、即ち、第一のスイッチ接点２０２ａが第二のスイッチ接点２０２ｂに接触しているとき、アーク・スペース１０９は、サーキット・ブレーカの動作状態にある第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点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、アーク変位方向Ａに対して実質的に平行であり、アーク変位方向は、移動方向に対して実質的に直交する。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している。典型的に、金属プレート１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｎ，１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｎ、及び接続バー１１０枚は、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、第一の接点２０２ａに固定され、アークの脚を、アーク・シュート１００の第一のスタック１０２の金属プレート１０４ａ，１０４ｂ，... ，１０４ｎに、特に、最も下側の金属プレート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、第二のスイッチ接点２０２ｂに脚を有するアークが、ホーン２１０ｂに飛び移り、そして、第二のスタック１０６の金属プレート１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｎに移動するように、特に、最も下側の金属プレート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の最も下側の金属プレート１０４ａ、及び、第二のスタック１０６の最も下側の金属プレート１０８ａは、それぞれ、第一のスイッチ接点２０２ａ及び第二のスイッチ接点２０２ｂに対して電気的に接続されている。このようにして、電流を妨げることによって作り出されるアークのアークの脚は、典型的に、第一のホーン２１０ａ及び第二のホーン２１０ｂの上に残らず、最も下側の金属プレート１０４ａ，１０８ａに飛び移る。一旦、それぞれのアークの脚が最も下側の金属プレートに飛び移った後、電流は、それぞれの等電位接続の中を通って流れる。典型的に、ホーンは、アークにより加熱されることがなく、従って、気化することがない。更に、ホーンの磨耗が減少され、それによって、ホーン、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・ブレーカの寿命に耐えることがあるようになる。典型的に、一旦、アーク、最も下側の金属プレートに飛び移った後に、熱の放散が増大される。更に、少量のガスが、スイッチ接点の近くで生成される。典型的に、スイッチ接点の近くでの熱の集中が減少され、それによって、プラズマの発生及び再点火現象の危険が減少されるようになる。

図１は、開放状態での、サーキット・ブレーカの側面図を示していて、ここで、第一のスイッチ接点２０２ａは、第二のスイッチ接点２０２ｂから分離されている。更に、図１は、アーク・シュート２００の中でのアークの伸張を概略的に示していて、特に、第二のスイッチ接点２０２ｂを第一のスイッチ接点２０２ａから遠ざけるように移動することによって、スイッチを開放した後での、異なる瞬間でのアークを概略的に示している。

第一のスイッチ接点２０２ａ及び第二のスイッチ接点２０２ｂ接点の分離の後、第一の時間“ｔ０”で、アークが開始する。

次いで、“ｔ１”で、アーク、即ちアークの１本の脚が、第一の接点２０２ａまたは第二のスイッチ接点２０２ｂの内の一つから離れて、それぞれのスイッチ接点２０２ａ，２０２ｂのホーン２１０ａ、２１０ｂに飛び移る。これは、最初に、固定接点、即ち第一のスイッチ接点２０２ａで生じても良く、あるいは、可動接点、即ち第二のスイッチ接点２０２ｂで起こっても良い。“ｔ２”で、アークが、第二のスイッチ接点から離れる。次いで、アークの脚は、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、アークの脚は、それぞれのレベル・ゼロ、即ち最も下側の金属プレート１０４ａ，１０８ａに飛び移り、そして、アークは、アーク・シュートの中で上昇し続ける。典型的に、この段階で、幾つかの小さなアークが、第一のスタック１０２と第二のスタック１０４のそれぞれの隣接する金属プレートの間で、生成される。

“ｔ４”で、アークが、それぞれ、第一のスタック１０２及び第二のスタック１０６の最も下側の金属プレート１０４ａ，１０８ａの上で、大きく成長して、アーク・シュートの中で、特にアーク・スペース１０９の中で、上昇し続ける。最後に、“ｔ５”で、アークが完全に伸ばされて、アーク・シュートのトップに到達し、それによって、最大の電圧が形成される。アークによる電圧の増大は、“ｔ０”で開始し、ｔ１からｔ４まで増大し、“ｔ５”で、そのほぼ最大値に到達する。典型的に、このシーケンスは、例えば、電流により生成される磁場により（例えば、１００Ａと比べて大きい電流に対して）、高温ガスに起因して煙突効果により（例えば、１００Ａと比べて小さい電流に対して）、および／または、サーキット・ブレーカの幾何的な挙動（例えば、第二のスイッチ接点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残っていて、その後、アークは自然に消える。典型的に、アーク発生期間は、想定される短絡電流に、回路、開くときの電流レベル、接触速度を切断するために形成されるべき要求される電圧（例えば、第二のスイッチ接点の）、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、使用される材料（アーク・シュートまたはサーキット・ブレーカの中で作り出されるガスに影響を及ぼす）の時間定数で、比例する。

図２は、スイッチ・ユニット２００の一部分の斜視図を概略的に示し、図３は、スイッチ・ユニット２００、及び、アーク・シュート１００第一のスタック１０２及び第二のスタック１０６のそれぞれの最も下側の金属プレート１０４ａ，１０８ａの、上面図を示している。スイッチ・ユニット２００の中で、第一のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）プレート２２０ａ、及び、第二のＰＴＦＥプレート２２０ｂは、移動方向または第二のスイッチ接点２０２ｂのスイッチング軸Ｓに対して平行に配置され、および／または、積層方向またはアーク変位方向Ａに対して平行に配置される。他の材料もまた、ＰＴＦＥの代わりにまたはそれに加えて、使用されても良いが、しかしながら、その材料は、典型的に、ガス発生させまたは気化しても良く、それによって、サーキット・ブレーカの中の雰囲気を変えて、アークの逆再点火を減少させ、および／または、特に、アーク・シュートの中で、および／または、スイッチ・ユニット２００のスイッチング・スペース２２６の中で、空気の抵抗を増加させる。

典型的な実施形態において、ＰＴＦＥプレートは、実質的にＴ字形である。しかしながら、他の形状を備えたプレートもまた、設けられても良く、それは、例えば、Ｖ字形状のまたは矩形形状のＰＴＦＥ−プレートなどである。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、第一のＰＴＦＥプレート２２０ａ及び第二のＰＴＦＥプレート２２０ｂは、移動の方向Ｓでの第一のホーン２１０ａの大半の部分が、特に少なくとも２５％が、及び第二のホーン２１０ｂが、それらの間にそれぞれ配置されるように配置されている。典型的に、ＰＴＦＥプレート２２０ａ，２２０ｂがＴ字形の場合、それらは、ベース２２４及び二本のアーム２２４ａ，２２４ｂを含んでいて、ここで、アーム２２４ａ，２２４ｂは、スイッチング・スペース２２６から伸び、このスイッチング・スペースの中に、第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点が、サーキット・ブレーカの開いた状態及び閉じた状態で、スイッチ・ユニット２００のフレーム（図に示されていない（典型的に、アーム２２４ａ，２２４ｂを支え、従って、ＰＴＦＥプレート２２０ａ，２２０ｂを支える）と、第一のスタック１０２及び第二のスタック１０６のそれぞれの最も下側の金属プレート１０４ａ，１０８ａとの間に、恒久的に配置されている（例えば、第二のスイッチ接点が第一の位置に及び第二の位置にあるとき）。例えば、アーク・シュートがスイッチ・ユニット２００から取り除かれたの場合、ＰＴＦＥプレートは、アーク・シュートの方向に容易に取り外されて交換されても良い。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、第一のスイッチ接点２０２ａおよび／または第二のスイッチ接点２０２ｂは、サーキット・ブレーカの開放状態及び閉じた状態で、二枚のＰＴＦＥプレート２２０ａ，２２０ｂの間に、近接して配置される。典型的に、ＰＴＦＥプレートは、スイッチング・スペース２２６の中で、積層方向またはアーク変位方向Ａ及びスイッチング軸または移動方向Ｓに対して直交する方向に、作り出されるアークのための限界を形成する。

典型的な実施形態において、少なくとも一つのガス放出要素（２２０ａ，２２０ｂ）は、例えば、ＰＴＦＥプレートは、特に、ＰＴＦＥプレートのベース２２４及びアーム２２４ａ，２２４ｂは、アーク・シュートの方向に、実質的に、第一のスタック１０２及び第二のスタック１０６の最も下側の金属プレート１０４ａ，１０８ａの平面まで、特に、最も下側の金属プレート１０４ａ，１０８ａの丁度下側まで伸びる。このようにして、動作の間、即ち、アーク・シュート１００がスイッチ・ユニット２００の上に取り付けられるとき、ＰＴＦＥプレート２２０ａ，２２０ｂは、積層方向Ａの方向に移動しない。更に、一つの実施形態において、ＰＴＦＥプレート２２０ａ，２２０ｂは、それらが移動の方向Ｓに移動することがないように配置される。

スイッチ接点の開放の場合において、アークが第一のスイッチ接点２０２ａと第二のスイッチ接点２０２ｂとの間で作り出されるとき、ＰＴＦＥプレート２２０ａ，２２０ｂは、アークをそれらの間にガイドする。典型的に、アークの高温に起因して、何らかのガスがＰＴＦＥのガイド表面から気化され、それによって、そのガスが、アークを、第一のスイッチ接点２０２ａと第二のスイッチ接点２０２ｂとの間の領域から押し出すようになる。典型的に、アークは、迅速にアーク・シュート１００の中にガイドされる。更に、そのガスは、アーク・シュートの中の雰囲気の組成を変えるために使用され、特に、隣接する金属プレート１０４ａ，１０４ｂ，... ，１０４ｎ，１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｎの間の抵抗を増大させるために使用される。

ＰＴＦＥプレート２２０ａ，２２０ｂまたはＰＴＦＥのゲートにより、アークの逆再点火が遅延される。その理由は、ＰＴＦＥは、非常に迅速に気化して、過剰な圧力を発生させるからである。このようにして、過剰な圧力は、アーク・シュートの中へアークを押し込むために役立つ。更に、ＰＴＦＥのお陰で、化学的なガス組成が、第一のスイッチ接点２０２ａと第二のスイッチ接点２０２ｂとの間の領域の中で変えられ、プラズマの発生が遅延される。このようにして、接点の間のアークの逆再点火が依然として生じることはあるが、しかし、ＰＴＦＥプレート２２０ａ，２２０ｂが無い場合と比べて、遥かに高い電流で生じる。このようにして、ブレーカの切断能力が増大される。

図４は、第一のスタック１０２のための、または、第二のスタック１０６のための、金属プレート１０４，１０８のグループ１２８を示している。典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、金属プレート１２８のグループは、複数の櫛状の支持デバイス１３０により、接続されまたはグループにまとめられる。例えば、アーク・シュートのための金属プレート１２８のグループは、５枚から２０枚までの金属プレートを、特に１０枚の金属プレートを、含んでいても良い。

図５の中に、単一の金属プレート１０４，１０６の典型的な実施形態の概略的な上面図が示されている。それぞれの金属プレート１０４，１０６は、支持デバイス１３０のための、複数の切欠部１３２を、図５の中に示されているように、例えば６個の切欠部を含んでいる。典型的に、切欠部１３２は、深さ１３２ｄを有している。また、切欠部の他の数が、金属プレートの中に設けられても良く、それは、例えば、四つの切欠部である。これらの切欠部１３２は、櫛状の支持デバイス１３０に対して適合される。典型的な実施形態において、切欠部１３２は、支持デバイスが切欠部１３２の中に僅かに導入されるように、実質的に矩形である。

典型的に、金属プレートは、約０．５ｍｍから約２ｍｍまでの厚さ、特に、０．５と約１．５ｍｍとの間の厚さ、例えば、約１ｍｍの厚さを有している。典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、金属プレート１０４，１０８は、約３，０００ｍｍ２から１２，０００ｍｍ２までの、特に、約５，０００ｍｍ^２と約８，０００ｍｍ^２との間の、表面積を有していても良い。典型的な実施形態において、金属プレートの容積は、約３，０００ｍｍ^３と約２０，０００ｍｍ^３との間であり、特に、約５，０００ｍｍ^３と約１０，０００ｍｍ^３との間である。例えば、単一の金属プレートまたは鋼製プレートは、３０ｇと１ＯＯｇとの間の重量、例えば、約５０ｇの重量を有していても良い。

典型的な実施形態において、金属プレートは、四つの縁の内の一つに、特に、アーク・スペース１０９に隣接して配置された縁に、Ｖ字形状の切欠部を有する、実質的に矩形である。典型的に、この切欠部は、切欠部を有する縁の５０％を超える部分に対応している。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、金属プレートの間の距離は、約２ｍｍから約４ｍｍまでであり、特に、２．５ｍｍである。

図６は、支持デバイス１３０の実施形態の概略的な側面図を示している。櫛状の支持デバイス１３０は、典型的に、規則的に間隔を隔てて並べられた、複数の支持切欠部１３４を有している。支持切欠部１３４は、金属プレート１０４，１０８の切欠部１３２の中に最初に導入される側に設けられる。典型的な実施形態において、支持切欠部１３４は、金属プレート１０４，１０８の厚さに対応する高さ１３４ｈを有していても良い。このようにして、複数の櫛状の支持デバイス１３０を用いて、複数の金属プレート１０４，１０８がグループにまとめられても良い。典型的に、この支持デバイスは、プラスチック材料から製造されても良い。

更に、一つの実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、支持デバイスの、支持切欠部１３４のボトム１３５と、支持切欠部１３４と反対側の支持デバイス１３０の後側の縁１３６との間に、残る厚さ１３０ｄは、金属プレートの中の切欠部の深さ１３２に実質的に対応する。このようにして、櫛状の支持デバイス１３０が、金属プレートの切欠部１３２の中に挿入されたとき、支持切欠部１３４と反対側の後側の縁１３６は、金属プレート１０４，１０８の周囲から突出することがない。それ故に、ハウジングの側壁は、アーク・シュートの金属プレートに接触しても良い。

典型的に、スタックの金属プレートの表面の７０％を超える部分が、特に９０％を超える部分が、隣接する金属プレートの表面に面している。それが意味するところは、隣接する金属プレートの間のスペースが、実質的に自由であり、特に、それぞれの隣接する金属プレートの間でのアークの発生を妨げることがあるプラスチック・フレームまたは他の材料から、実質的に自由であると言うことである。典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、スタックの金属プレートの表面の９５％を超える部分が、隣接する金属プレートの表面に面している。典型的に、スタック１０２，１０６の隣接する金属プレートの間のアークは、金属プレートの表面上で同一の場所にとどまらなくても良い。それらは、スペースの全体を使用して、アーク・シュートの金属プレートの表面の上で動き回って良い。このようにして、金属プレートの磨耗は、より均一であって、それにより、距離及びプレートの厚さが減少されても良いようになる。更に、金属プレートの冷却もまた改善される。

図７は、一つの実施形態に基づくアーク・シュートの斜視図を概略的に示し、図８は、実施形態のサーキット・ブレーカ側面図を概略的に示している。アーク・シュート１００は、スイッチ・ユニット２００の上に取り付けられたアーク・シュート・ベース１４０を有している。このベース１４０は、スイッチ・ユニット２００のホーンのための開口１４２を有している。このようにして、開口１４２は、典型的に、第一のスイッチ接点２０２ａ及び第二のスイッチ接点２０２ｂの上方に配置される。典型的に、この開口は、アーク・シュート１００を、特に、アーク・シュート１００のアーク・スペース１０９を、スイッチング・スペース２２６に接続する。アークが、第一のスイッチ接点２０２ａと第二のスイッチ接点２０２ｂとの間に作り出され、開口１４２の中を通ってアーク・シュート１００の中に入る。更に、アーク・シュート１００は、側壁１１２を有するハウジング１１１を含んでいる。典型的な実施形態において、側壁１１２は、プラスチック・プレートから製造される。例えば、側壁は、実質的に閉じられている。側壁１１２は、典型的に、移動方向Ｓ及び積層方向Ａに広がる平面に対して平行な平面の中に配置される。一つの実施形態において、内側のストッパー・ウォール１４６は、アーク・スペース１０９の中で側壁１１２に、特に、各側壁１１２に、固定され、ベース開口１４２の上方のアーク・スペース１０９の方向で、金属プレート１０４，１０８の動きを制限し、それによって、第一のスタック１０２と第二のスタック１０６との間のアーク・シュート１００の中で、アークが上昇することが可能であるようになる。更なる実施形態において、ストッパー・プレートが、側壁１１２に固定された二つの平行なレールにより交換されされても良い。典型的な実施形態において、金属プレートのブロック１２８は、上方からアーク・シュート１００の中へ挿入される。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、アーク・シュートは、側壁１１２の中のそれぞれの溝１４４の中に挿入された、複数の実質的に平行のディフレクター１４８を含んでいても良い。典型的に、これらの溝１４４は、プレート１０４ａ，１０４ｂ，... ，１０４ｎ，１０８ａ，１０８ｂ，... ，１０８ｎに対して実質的に平行である。典型的に、ディフレクター・プレート１４８は、アーク・シュートの中で作り出されるガスを、アーク・シュートから、金属プレートに対して平行にガイドする。

典型的に、アーク・シュートは、図９の中に示されたカバー１５０により覆われ、このカバーは、側壁１１２に固定される。それ故に、組み立てるべき部品の数が実質的に減少される。

このようにして、例えば、もし、サーキット・ブレーカが電気車両（例えば列車）の上に取り付けられた場合に、アーク・シュート１００が、他のコンポーネントの金属製の壁面までのクリアランス距離の減少のために、軽く且つ小さくなる。更に、アーク・シュートの金属プレートは、磨耗がほとんど無い。更に、実質的に、金属プレートの間の短絡の危険が無い。このようにして、サーキット・ブレーカのメンテナンス、特に、アーク・シュートのメンテナンスの計画を立てることが容易になる。更に、一つの実施形態に基づくアーク・シュートは、迅速に組み立てられることが可能であり、容易に拡大・縮小されても良く、それは、特に、プラスチック型が必要とされないからである。更に、コストが減少される。

典型的に、この開示の実施形態に基づくアーク・シュートによれば、アークが、いつも同一の場所で燃えることがなく、このようにして、磨耗が、金属プレート１０４ａ，１０４ｂ，... ，１０４ｎ，１０８ａ，１０８ｂ，... ，１０８ｎの周りで、より均一に分布され、それによって、プレートの距離は減少されても良いようになり、そしてまた、プレートの厚さが減少されることが可能であるようになる。

図１０は、アーク・シュート１００の一つの実施形態の水平方向の断面図の上面図を示している。図１０の中に示されているように、第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点の切り離しの間に作り出される高温ガスが、二つの方向１５２ａ，１５２ｂのみに、特に、第二のスイッチ接点の移動方向Ｓの方向に対して平行に、実質的に排出されても良い。典型的に、アーク・シュートのハウジングは、移動方向Ｓに、即ち、アーク・シュートの二つのスタック及びアーク・スペース１０９を横切る軸の方向に、開口１５４ａ，１５４ｂを有している。典型的な実施形態において、開口１５４ａ，１５４ｂは、アーク変位方向Ａ方向に、即ち、金属プレートの第一のスタック１０２または第二のスタックの、少なくとも９０％、特に９５％の、積層方向Ａに。寸法を有している。更に、開口１５４ａ，１５４ｂは、アーク変位方向Ａ及び移動方向Ｓに対して直交する方向に、金属プレートの寸法に実質的に対応する寸法を、金属プレートの幅の、例えば、少なくとも９０％、特に少なくとも９５％寸法を有している。典型的に、金属プレートの幅は、アーク変位方向Ａに対して直交し且つ移動方向Ｓに対して直交する第三の軸に沿って測定される。

ハウジングの側壁１１２は、典型的に、第一のスタック１０２及び第二のスタックの金属プレートに対して接触または隣接する。例えば、ハウジングと金属プレートの側壁１１２との間の距離は、５ｍｍ未満、特に２ｍｍ未満である。それ故に、そのようなサーキット・ブレーカが配置されても良い車両の更なる機器は、サーキット・ブレーカと反対に、サーキット・ブレーカの近くに置かれても良く、その中で、ガスが金属プレート１０４，１０８全てのサイドに排出される。このようにして、ガスは、矢印１５２ａ及び１５２ｂで示されている、移動方向Ｓに対して平行な方向のみに排出される。

図１１は、アーク・シュート１００及びスイッチ・ユニット２００を含むサーキット・ブレーカの実施形態の斜視図を示している。図１０の中に示されているように、アーク・シュート１００は、側壁１１２によりサイドから覆われ、そして、そのトップでカバー・プレート１５０により覆われている。

このようにして、典型的な実施形態において、アーク・シュートは、容易に組み立てられることが可能である。その理由は、側壁１１２及びカバー・プレート１５０が、プレート状で、且つプラスチックで作られているからである。それ故に、アーク・シュートは、可変であって、それによって、アーク・シュートは、入り切りされる電流または電圧に容易に適合され、例えば、アーク・シュートの中に挿入される金属プレートの数は、金属プレート１２８の多少のグループを導入することにより、容易に調整されることが可能になる。更に、側壁１１２及びトップ・ウォール１５０は、容易に適合されることが可能であり、その理由は、それらが単なるプレートであって、より大きいプレートを、製造されるアーク・シュートにより使用されるフォーマットに切断することにより製造されることが可能であるからである。

典型的な実施形態において、この実施形態はこの中で開示された他の実施形態と結合されても良いが、スイッチ・ユニットは、プラスチック・プレートから製造されるスイッチ・ユニット側壁２５０により覆われる。このようにして、また、スイッチ・ユニット２００が、容易に製造されることがある。

典型的に、中電圧ＤＣサーキット・ブレーカに対して、トータルのアーク発生期間は、ＡＣサーキット・ブレーカに対する場合と比べて遥かに長い。このようにして、より高い温度が作り出され、プラズマが、第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間で、且つアーク・シュートの中で、生成されても良い。

以上に記載された説明は、本発明を開示するために例（ベストモードを含む）を使用していて、、当業者が本発明を製造し且つ使用することをも可能にする。以上において本発明が様々な特定の実施形態について説明されたが、当業者は、本発明を、請求項の精神及び範囲の中で変形を加えて実施することが可能であることが分かるであろう。特に、以上で説明された実施形態の非限定的な特徴は、互いに結合されても良い。本発明の特許性のある範囲は、請求項より規定され、且つ、当業者が思い付く他の例を含んでいても良い。そのような他の例は、請求項の範囲の中に含まれている。

Claims (23)

1. 牽引車両のＤＣサーキット・ブレーカのための、または変電所のＤＣサーキット・ブレーカのためのスイッチ・ユニットであって：
   第一のスイッチ接点（２０２ａ）を有し；
   第二のスイッチ接点（２０２ｂ）を有し、この第二のスイッチ接点は、第一のスイッチ接点が第二のスイッチ接点に接触する第一の位置と、第二のスイッチ接点が第一のスイッチ接点から分離される第二の位置との間で移動可能であり；
   スイッチ・ユニット（２００）上でのアーク・シュート（１００）の位置を調整するための位置調整要素を有し、ここで、このアーク・シュート（１００）は、複数の実質的に平行の金属プレート（１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｎ，１０８，１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｎ）を有していて、この位置調整要素は、第一のスイッチ接点（２０２ａ）と第二のスイッチ接点（２０２ｂ）との間で作り出されるアークが消されるために、アーク変位方向（Ａ）にアーク・シュートの中へガイドされるように配置され；
   少なくとも一つのガス放出要素（２２０ａ，２２０ｂ）を有し、このガス放出要素は、第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点に面するレイヤ表面（２２１ａ，２２１ｂ）を有するガス放出レイヤを有し、ここで、このガス放出要素は、第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点から間隔を開けて配置され、それによって、その公称電流でのサーキット・ブレーカの切断動作の際に、アークが、第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間で、ガス放出レイヤの一部を気化させるようになっていて；
   第一のスイッチ接点に対して電気的に接続された第一のホーン（２１０ａ）を、更に有し、ここで、この第一のホーンは、アークの第一の脚をアーク・シュートの第一のスタック（１０２）へガイドするように配置され；また、
   第二のスイッチ接点に対して電気的に接続された第二のホーン（２１０ｂ）を、更に有し、ここで、この第二のホーンは、アークの第二の脚をアーク・シュートの第二のスタック（１０６）へガイドするように配置され；
   ここで、前記レイヤ表面（２２１ａ，２２１ｂ）は、前記第一のホーン及び前記第二のホーンの少なくとも一部が、前記第二のスイッチ接点の移動方向の方向で、前記レイヤ表面に対して平行に配置されるようなサイズを有していて、ここで、前記ホーンの２５％より大きい部分が、前記移動方向で、前記レイヤ表面に対して平行に配置されるようなサイズを有していること、
   を特徴とするスイッチ・ユニット。
2. 前記移動方向で、前記レイヤ表面に対して平行に配置されるようなサイズを有しているのは、前記ホーンの範囲の約５０％より大きい部分である、請求項１に記載のスイッチ・ユニット。
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、
   第二のスイッチ接点（２０２ｂ）は、実質的に移動方向に沿って移動可能であり、ここで、前記レイヤ表面（２２１ａ，２２１ｂ）は、移動方向及びアーク変位方向（Ａ）より規定される平面に対して実質的に平行に配置されている。
4. 下記特徴を有する請求項１から３の何れか１項に記載のスイッチ・ユニット、
   前記少なくとも一つのガス放出要素（２２０ａ，２２０ｂ）は、気化されたガス放出レイヤが、アークをアーク・シュートの中に押し込むように、および／または、第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間の空気の抵抗を増大させるように、配置されている。
5. 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、
   少なくとも二つのガス放出要素（２２０ａ，２２０ｂ）が、第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点に面するレイヤ表面（２２１ａ，２２１ｂ）を有していて、前記少なくとも二枚のプレートのレイヤ表面は、互いに向かい合っている。
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、
   前記少なくとも二枚のプレート（２２０ａ，２２０ｂ）のレイヤ表面（２２１ａ，２２１ｂ）は、実質的に平行に配置されている。
7. 下記特徴を有する請求項１から６の何れか１項に記載のスイッチ・ユニット、
   第一のスイッチ接点（２０２ａ）および／または第二のスイッチ接点（２０２ｂ）までの、前記レイヤ表面（２２１ａ，２２１ｂ）の距離は、第二のスイッチ接点の第一の位置及び第二の位置において、約１５ｍｍと約４０ｍｍとの間である。
8. 前記距離は、約２５ｍｍと約３０ｍｍとの間である請求項７に記載のスイッチ・ユニット。
9. 下記特徴を有する請求項１から８の何れか１項に記載のスイッチ・ユニット、
   前記ガス放出レイヤは、フルオロポリマーのタイプから製造され、ここで、このガス放出レイヤは、約２ｍｍから約８ｍｍまでの厚さを有している。
10. 前記フルオロポリマーは、ＰＴＦＥである、請求項９に記載のスイッチ・ユニット。
11. 前記厚さは、約３ｍｍから約５ｍｍまでである、請求項９または１０に記載のスイッチ・ユニット。
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、
    少なくとも一つのガス放出要素（２２０ａ，２２０ｂ）は、アーク・シュートの方向に伸び、実質的に、第一のスタック（１０２）及び第二のスタック（１０６）の最も下側の金属プレート（１０４ａ，１０８ａ）の平面まで、特に、最も下側の金属プレート（１０４ａ，１０８ａ）の丁度下側まで、伸びている。
13. 下記特徴を有する請求項１から１２の何れか１項に記載のスイッチ・ユニット、
    前記少なくとも一つのガス放出要素は、プレート状であって、特に、ベース部分（２２２）及び二本のアーム（２２４ａ，２２４ｂ）を有する実質的にＴ字形のプレート（２２０ａ，２２０ｂ）であって、
    当該スイッチ・ユニットは、第一の位置及び第二の位置にある第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点が恒久的に配置されるスイッチング・スペース（２２６）を有していて、このスイッチング・スペースの中に、前記少なくとも一つのガス放出要素（２２０ａ，２２０ｂ）のベース部分（２２２）が配置され、特に、前記アームは、第一のホーン（２１０ａ）および／または第二のホーン（２１０ｂ）に対して平行に伸びている。
14. 下記特徴を有する請求項１から１３の何れか１項に記載のスイッチ・ユニット、
    前記少なくとも一つのガス放出レイヤは、アーク・シュートの中でアークを分割するために、実質的に最も近い金属プレート平面まで、アーク変位方向（Ａ）に伸びている。
15. 中電圧回路サーキット・ブレーカのための中電圧回路であって、
    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（２００）と、
    アーク・シュート（１００）と、を有し、
    このアーク・シュートは、実質的に平行の金属プレート（１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｎ，１０８，１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｎ）の少なくとも一つのスタックを含んでいて、ここで、スタックの金属プレートの表面の７０％を超える部分は、隣接する金属プレートの表面に面していること、
    を特徴とする中電圧回路。
16. 隣接する金属プレートの表面に面しているのが、前記金属プレートの表面の９０％を超える部分である、請求項１５に記載の中電圧回路。
17. 下記特徴を有する請求項１５または１６に記載の中電圧回路、
    前記アーク・シュートの金属プレート（１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｎ，１０８，１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｎ）は、約３，０００ｍｍ^２から約１２，０００ｍｍ^２までの表面積を有している。
18. 前記表面積は、約５，０００ｍｍ ^２ と約８，０００ｍｍ ^２ との間である、請求項１７に記載の中電圧回路。
19. 下記特徴を有する請求項１７または１８に記載の中電圧回路、
    前記サーキット・ブレーカの切断動作が、５，０００アンペアを超える公称電流で行われることが可能である。
20. 下記特徴を有する請求項１５から１８の何れか１項に記載の中電圧回路、
    サーキット・ブレーカは、気中サーキット・ブレーカである。
21. 下記特徴を有する請求項１５から２０の何れか１項に記載の中電圧回路、
    前記牽引車両用のＤＣサーキット・ブレーカは、鉄道車両、路面電車、またはトロリーバス用の、サーキット・ブレーカである。
22. 牽引車両用のＤＣサーキット・ブレーカまたは変電所ＤＣサーキット・ブレーカを組み立てるための方法であって、
    第一のスイッチ接点（２０２ａ）及び第二のスイッチ接点（２０２ｂ）含むスイッチ・ユニット（２００）を用意し、ここで、第二のスイッチ接点は、第一のスイッチ接点が第二のスイッチ接点に接触する第一の位置と、第二のスイッチ接点が第一のスイッチ接点から分離される第二の位置との間で移動可能であり、
    第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点に面するガス放出レイヤを有する少なくとも一つのガス放出要素（２２０ａ，２２０ｂ）を、スイッチ・ユニット（２００）の中に配置し、ここで、前記少なくとも一つのレイヤ表面は、その定格電流でのサーキット・ブレーカの切断動作の際に、アークが、第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間でガス放出レイヤの一部を気化させるように、第一のスイッチ接点及び第二のスイッチ接点に対して間隔を開けて配置され、
    複数の実質的に平行の金属プレート（１０４，１０４ａ，１０４ｂ，... ，１０４ｎ，１０８，１０８ａ，１０８ｂ，... ，１０８ｎ）を有するアーク・シュート（１００）を、第一のスイッチ接点と第二のスイッチ接点との間で作り出されるアークがアーク・シュートの中にガイドされるように、スイッチ・ユニット（２００）に接続し、
    第一のスイッチ接点に対して電気的に接続された第一のホーン（２１０ａ）を、アークの第一の脚を第一のスイッチ接点へガイドするように配置し、
    第二のスイッチ接点に対して電気的に接続された第二のホーン（２１０ａ）を、アークの第二の脚を第二のスイッチ接点へガイドするように配置し、
    第一のホーン及び第二のホーンの少なくとも一部が、第二のスイッチ接点の移動方向の方向で、レイヤ表面に対して平行に配置されるように、レイヤ表面（２２１ａ，２２１ｂ）を配置し、ここで、上記一部は、移動方向での、ホーンの範囲の２５％と比べて大きいこと、
    を特徴とする方法。
23. 上記一部は、移動方向での、ホーンの範囲の約５０％と比べて大きいことを特徴とする請求項２２に記載の方法。

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