JP5583350B2 - 共通の伝達部及び低減された長さを有して、平行に配置された複数のチャンバーを有する回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、（メタルクラッド（ｍｅｔａｌ−ｃｌａｄ）及びデッドタンク（ｄｅａｄ ｔａｎｋ）のタイプの）高電圧及び超高電圧用の回路遮断器であって、各フェーズのために、直列に電気的に接続され、且つ共通の伝達部を有する少なくとも２つの遮断チャンバーを備える高電圧及び超高電圧用の回路遮断器の分野に関する。

直列に回路遮断器を設置することは、故障電流（例えば、短絡電流）を遮断する場合に、前記チャンバー間の電圧を広げることを可能にし、それによって、アークの消滅を容易にする。

現在のところ、高電圧又は超高電圧用の回路遮断器は、互いに位置合わせされる、数個の遮断チャンバー、通常は３つの遮断チャンバーを有することができる。

第１のチャンバーの動きを第２のチャンバーに伝達するために、チャンバーの外側の絶縁ドローバーは、一度に、全ての移動可能な接触部を開口するために使用される。そのようなドローバーの使用は、カバーを使用するための必要性、及び長い絶縁距離、すなわち、線間電圧での前記ドローバーと金属タンクでのドローバーとの間の十分な距離のために配置されるための必要性を含む。

例えば、特許文献１は、互いに位置合わせされる４つの遮断チャンバーに共通し、且つ２つの外部ドローバー８０及び８２からなる伝達部を教示する。

特許文献１に記載の発明の改良である特許文献２は、また、互いに位置合わせされ、且つ２つ一組で、長手方向に対して平行にオフセットされる４つの遮断チャンバーに共通し、且つさらに外部ドローバーの形態とされる伝達部を教示する。

それ故に、それらの周知の構造は、非常に長い回路遮断器を付与する。さらに、伝達部のために使用された機械的な部分及びそれらの配置は、困難さを引き起こす。駆動された場合、機械的な部分は、変形され、たとえ回路遮断器が低速での操作において正しく調節される場合でも、これは、チャンバーの互いに対する同期性を失う。ドローバー伝達部はまた、実質的に超過した移動質量（ｍｏｖｉｎｇ ｍａｓｓ）を伴い、大きい構成要素及び高負荷に導く。さらに、構成要素の移動のための案内部を設ける一方、回転を妨げ、且つ遮断チャンバーのための支持部を構成する部分を通過するように設計された構成要素が回転を妨げることを確実にすることは、必要である。

それらの不利点を緩和するために、出願人は、特許文献３において、特に、遮断チャンバーが互いに位置合わせされた状態で、回路遮断器の全長が低減されることができ、且つ機械的な伝達手段及びそれらの配置を単純化する改良を提案した。

米国特許第３，８９５，２０２号明細書 米国特許第４，５６２，３１９号明細書 仏国特許第０，７５８，３２２号明細書 仏国特許第２，６８２，８０７号明細書

したがって、本発明の目的は、回路遮断器の全長が低減されることを可能にし、且つ全ての遮断チャンバーの動きの伝達における困難さを解決する、さらなる解決方法を提案することである。

この目的のために、第１の態様において、本発明は、各フェーズのための、互いに電気的に直列に接続された少なくとも２つの遮断チャンバーが取り付けられた金属タンクを備えている高電圧又は超高電圧用の回路遮断器であって、
各遮断チャンバーは、一対の主接触部と、一対のアーク接触部と、を含んでおり、アーク接触部のそれぞれは、主接触部のうち１つと一体である高電圧及び超高電圧用の回路遮断器において、
‐遮断チャンバーがタンク内に互いに平行に配置され、
‐遮断チャンバーの端部は、共通面に位置され、遮断チャンバーの端部を通じて、各遮断チャンバーの少なくとも一対の移動可能な接触部が駆動され、
‐移動の連続的な伝達に影響を与え、且つ少なくとも２つの遮断チャンバーのうち、移動可能な接触部の移動のために、同一の経路長さを決定する機械的伝達アセンブリであって、
前記機械的伝達アセンブリは、第１に、同一の長さの少なくとも２つのバーであって、遮断チャンバーのうちの１つの遮断チャンバーの一対の移動可能な接触部と結合される、少なくとも２つのバーと、第２に、バーに結合される駆動手段であって、金属タンクの外側の少なくとも１つの駆動ロッドに結合されるように適合され、又は前記タンクの壁を通じて延在している、駆動手段と、を備える、高電圧又は超高電圧用の回路遮断器を提供する。

本発明は、各チャンバー内の移動の開始地点と制御手段（すなわち、駆動ロッド又は複数の駆動ロッド）との間の距離を最小限に減少する。これは、タンクが少なくとも２つの遮断チャンバーを組み込むという事実にもかかわらず、全長を低減するだけではなく、回路遮断器の全長（すなわち、タンクの寸法を含む回路遮断器の長手方向の寸法）も減少する。作動手段がタンクの外側に少なくとも部分的に配置された構成において、考慮されるべき全長は、電流遮断操作において、極度の開口位置で作動手段の構成を含んでいる全長である。さらに、本発明の回路遮断器の移動及び設置の両方は、より容易にさせる。

最終的に、本発明は、遮断チャンバーとタンクとの間の寄生的な容量（ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｓ）が減少するので、少なくとも２つの遮断チャンバーに亘って、電圧の均等な分散を改善する。

本発明によるロッドによって達成された操作は、前記チャンバーの軸に沿う移動経路で、同一のチャンバー内に付与された一対の固定された接触部から移動可能な接触部をそれぞれ分離する、もっぱら並進運動である。

断続チャンバーは、主接触部及びアーク接触部が同軸に配置されるモジュールである。

有利な実施形態において、本発明の回路遮断器は、３つ又は４つの遮断チャンバーのどちらかを有する。

一の実施形態において、各対の接触部は、２つの移動可能な接触部からなり、電流遮断操作中に、各チャンバーが互いからその主接触部及びアーム接触部を分離するように、追加の伝達手段が設けられている。

提供する制御の２つの代替方法は、提供されることができる。バーに結合された駆動手段、及び駆動ロッドは、別個の制御機能を実施することができる。

代替方法として、前記バーに結合された駆動手段は、単一の駆動ロッドに結合されるように適合されたヨークを備える。

「ヨーク」との用語は、本明細書及び本発明の文脈において、バーのそれぞれが、バー自体を遮断チャンバーの一対の移動可能な接触部に結合されることが可能であり、各バーのために、駆動ロッドによって発生された引張力又は圧縮力の適正な分散とともに、バーに対して、それらの接触部の付随する動きの伝達を可能にする任意の機械的な装置を意味するものとして、理解されるべきである。３つの遮断チャンバーを有する有利な実施形態（好ましい実施形態）において、ヨークは、それらのチャンバーの全ての３つのバー（全て等しい長さ）に結合して、それら３つのバーに対して、付随する動きの伝達、及び、各バーのために、駆動ロッドによって発生された引張力又は圧縮力の３分の１の適正な分散を設ける。

一の変形実施形態において、ヨークは、タンクの外側に配置される。

他の変形実施形態において、ヨークは、タンクの内側に配置される。

ヨークは、電気的な絶縁材料からなり、電気的な導電材料からなる駆動ロッドに結合される。

代替方法として、ヨークは、電気的な導電材料からなり、電気的な絶縁材料からなるバーに結合される。

好ましくは、タンク内の遮断チャンバーの機械的な保持は、タンクの壁に固定されるスリーブの形態である絶縁要素によって、駆動ロッド又は複数の駆動ロッドに面する回路遮断器の側部のみに、影響を与えられる。

さらに好ましくは、回路遮断器は、電流出力として役立つ遮断チャンバーとの間の電気的な接続要素を含み、前記電気的な接続要素の少なくとも１部は、遮断チャンバーの端部に位置される共通面に平行に配置され、各遮断チャンバーの一対の移動可能な接触部が、遮断チャンバーの端部を通じて駆動される。

さらなる変形実施形態において、
２つの遮断チャンバーのみが金属タンクの内側に配置され、電気的な接続要素は、さらにチャンバーに平行に、タンク内に配置される金属バーを備え、バーは、前記チャンバーの端部の平面に平行に配置された電気的な接続要素の一部に接続され、互いのチャンバーの一対の移動可能な接触部は、前記チャンバーの端部を通じて、駆動される。

遮断チャンバーは、真空チャンバーを形成する。

本発明の回路遮断器は、デッドタンクの一部として水平方向以外の方向に配置される場合がある。

本発明はまた、メタルクラッド開閉装置ユニット（ｍｅｔａｌｃｌａｄ ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ ｕｎｉｔ）（ＧＩＳ）の一部として、上記の種類の回路遮断器の使用を提供する。

最終的に、本発明は、上記の種類の回路遮断器を取り付ける方法であって、２つの遮断チャンバーと、バーに結合されるための駆動手段であって、タンクのカバー部材に組み立てられる駆動手段と、から少なくともなる半組立状態を形成するステップと、半組立状態とともにタンクの本体を閉鎖することによって、タンク内に少なくとも２つの前記遮断チャンバーを装着するステップと、を含んでいる回路遮断器を取り付ける方法を提供する。

本発明のさらなる利点及び特徴は、添付された図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことで、より明白になるであろう。

本発明の一の実施形態における超高電圧用の回路遮断器の断面図である。 図１におけるラインＡ−Ａに沿う断面図であり、その開口位置で、すなわち電流を遮断した後で回路遮断器を図示する図である。 その開口位置で示された本発明の他の実施形態において、タンクの対称軸を含有し、超高電圧用の回路遮断器の２つの遮断チャンバーを有する、１２０°離れた２つの平面断面図である。

図示された高電圧又は超高電圧用の回路遮断器Ｄは、各フェーズにおいて、３つの遮断チャンバーＣａ，Ｃｂ，及びＣｃを含み、これらの３つの遮断チャンバーは、金属タンク１内に配置されたモジュールからなる。

各チャンバーＣａ，Ｃｂ，Ｃｃは、一対の主接触部２ａ及び３ａ、２ｂ及び３ｂと、一対のアーク接触部４ａ及び５ａ、４ｂ及び５ｂと、をそれぞれ含み、
アーク接触部のそれぞれは、相関的な雄部分及び雌部分の接合関係で主接触部のうちの一の主接触部に固定される。各対の接触部は、単一の移動可能な主接触部２ａ又は２ｂ、又は単一の移動可能なアーク接触部４ａ又は４ｂを含む（図１Ａ及び図２に示される）。第３のチャンバーの接触部は、明白にするために削除されている。

図示された実施形態において、３つのチャンバーＣａ，Ｃｂ，及びＣｃは、互いに同一である。

本発明の実施形態において、遮断チャンバーＣａ，Ｃｂ，及びＣｃは、第１に、タンク１内で互いに平行に配置される（図１Ａ及び図２に見られる）。示された変形実施形態において、遮断チャンバーＣａ，Ｃｂ，及びＣｃは、互いの間で１２０°の角度θを形成するように配置される（図１Ａに見られる）。

同様に、本発明の実施形態において、チャンバーＣａ，Ｃｂ，及びＣｃのそれぞれの端部６ａ，６ｂ，及び６ｃは、共通面Ｘに載置され、各チャンバーの一対の移動可能な接触部２ａ及び４ａ又は２ｂ及び４ｂは、その端部６ａ，６ｂ，及び６ｃを通じて駆動される。

最終的に、本発明に関して、第１のチャンバーＣａの移動可能な接触部２ａと接触部４ａとの間で、第２のチャンバーＣｂの移動可能な接触部２ｂと接触部４ｂとの間で、及び第３のチャンバーＣｃの接触部と接触部との間で、同時の移動を伝達する機械的な伝達部は、等しい長さの３つのバー７ａ，７ｂ，及び７ｃを備え、バー７ａ，７ｂ，及び７ｃのそれぞれは、チャンバーの移動可能な接触部２ａ及び３ａ、又は２ｂ及び４ｂのそれぞれに結合される。伝達部はまた、３つのバー７ａ，７ｂ，及び７ｃに結合され、且つタンク１の外側に単一の駆動ロッド９に結合されるように適合されたヨーク８を含む。

図１及び図１Ａに示された変形実施形態において、ヨーク８は、絶縁材料からなり、タンク１の外側にある。同一の方法において、バー７ａ，７ｂ，及び７ｃはまた、絶縁材料からなる一方、単一の駆動ロッド９は、金属からなる。ヨーク８が金属タンク１の内側に配置される構成において、ヨーク８は、絶縁材料からなることができ、それによって、その結果、３つのバー７ａ，７ｂ，７ｃのうち１つのバーだけは、絶縁材料からなることを必要とする。

バー７ａ，７ｂ，及び７ｃは、絶縁材料からなることができ、ヨークは、導電材料（金属）からなることができる。ヨーク８はまた、（この目的のために提供された密封システムとともに、）タンクの壁を貫通することができる。図１Ａに示されるように、ヨーク８は、絶縁性のバー７ａ，７ｂ，及び７ｃの（金属の）延在部として、３つの密封システム（図示せず）とともに、タンク１の外側に存在することができる。他の実施形態において、ヨーク８は、絶縁材料からなることができる。

図１及び図１Ａに図示される変形実施形態において、遮断チャンバーＣａ，Ｃｂ，及びＣｃは、スリーブ１１を構成する絶縁チューブによって、駆動ロッド９に面する回路遮断器Ｄの一の側部１０に適所で保持され、スリーブ１１はタンク１に固定される。より正確に、ヨーク８と、遮断チャンバーＣａ，Ｃｂ，及びＣｃと、スリーブ１１ａ，１１ｂ，及び１１ｃとは、回路遮断器Ｄが組み立てられる前に、端部カバー部材１０に装着される。この半組立状態（ｓｕｂ−ａｓｓｅｍｂｌｙ）のチャンバーＣａ，Ｃｂ，及びＣｃは、チャンバーが電流の入力及び出力バスバー１４の従来のセットに接続されるような方法で、チャンバーを位置付けることによって、タンクの本体１２内に挿入される。次いで、カバー部材１０は、タンク本体１２に適所で装着される。

示された回路遮断器は、電流のための出力手段を提供するように、３つの遮断チャンバーＣａ，Ｃｂ，及びＣｃの間で接続のための電気的接続要素１５を含む。前記要素１５は、遮断チャンバー６ａ，６ｂ及び６ｃの端部が載置する平面Ｘに平行に配置されている。

図示された実施形態において、移動可能なアーク接触部は、冠状（ｔｕｌｉｐｓ）４ａ及び４ｂの形態であり、固定された接触部は、ロッド５ａ及び５ｂの形態であり、接触部のそれぞれは、トライポッド（ｔｒｉｐｏｄ）によって長手方向に延在される。

本発明の装置の構造は、図２に示されるように、抵抗性を有する挿入部（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｉｎｓｅｒｔ）１６の容易な装着に導き、本発明の利点によって、タンクの長手方向の寸法（すなわち、対称軸）に沿って、抵抗性を有する挿入部１６の容易な装着に導く。図示された実施形態は、超高電圧、８００キロボルト（ｋＶ）以上の用途で、特に有利である。

電流の入力バスバー１３及び出力バスバー１４は、（図２に示される）タンク１の内側に向けて収束するＶ字の形態で配置されるので、図２の実施形態は、図１及び図１Ａの回路遮断器よりコンパクトな回路遮断器を付与する。

図示されていない実施形態、例えば、２つのチャンバーＣａ及びＣｂなどの２つの遮断チャンバーがタンク内に配置される実施形態において、電気的な接続のための金属バーは、第３の遮断チャンバーＣｃの場所に装着される。そのような構成において、バー７ｃと同じ種類のバーは、省略される。すなわち、接続バーは、固定され、駆動手段との機械的な接続を有することはない。２つの遮断チャンバー間の電気的な接続のための金属バーの使用は、所定の距離が回路遮断器における電流入力バスバー１３と電流出力バスバー１４との間で必要とされる、それらの用途で有利である。この点で描写される一の用途は、ライブタンク型の回路遮断器である。

本発明は、簡単に作れ、使用されるべき、少なくとも２つの標準的な遮断チャンバー、通常は３つの標準的な遮断チャンバーを可能にし、その形状及び寸法は、必ずしも本発明に特有でない。

本発明の装置の利点は多く、例えば以下に示す。
‐タンクの長さを低減する。
‐一の遮断チャンバーから他の遮断チャンバーへの移動を伝達する必要性の削除。
‐本発明の回路遮断器の輸送の容易さ。
‐各挿入部がタンクの軸に装着されることができる。
‐駆動手段の絶縁構成要素上の機械的応力は、減少される。
‐少なくとも２つの遮断チャンバー及び従来は３つの遮断チャンバーの操作の同期化。

１ 金属タンク
２ａ 主接触部
２ｂ 主接触部
３ａ 主接触部
３ｂ 主接触部
４ａ アーク接触部
４ｂ アーク接触部
５ａ アーク接触部
５ｂ アーク接触部
６ａ 端部
６ｂ 端部
６ｃ 端部
７ａ バー
７ｂ バー
７ｃ バー
８ ヨーク
９ 駆動ロッド
１０ 一の側部
１１ スリーブ
１２ 本体
１３ 入力バスバー
１４ バスバー
１５ 電気的接続要素
１６ 抵抗性を有する挿入部
Ｃａ 遮断チャンバー
Ｃｂ 遮断チャンバー
Ｃｃ 遮断チャンバー
Ｄ 回路遮断器
θ 角度

Claims (14)

1. 各フェーズのための、互いに電気的に直列に接続された少なくとも２つの遮断チャンバー（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）が取り付けられた金属タンク（１）を備えている高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）であって、
   前記金属タンク（１）は、タンク本体（１２）とカバー部材（１０）とを備え、
   各前記遮断チャンバーは、一対の主接触部（２ａ，３ａ，２ｂ，３ｂ）と、一対のアーク接触部（４ａ，５ａ，４ｂ，５ｂ）と、を含んでおり、前記アーク接触部のそれぞれは、前記主接触部のうちの１つの前記主接触部と一体である高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）において、
   ‐前記遮断チャンバー（Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃ）は、前記金属タンク（１）内で互いに平行に配置されており、
   ‐前記遮断チャンバーの端部（６ａ，６ｂ，６ｃ）は、共通面（Ｘ）に位置され、前記チャンバーの前記端部を通じて、少なくとも一対の移動可能な接触部が駆動され、
   ‐移動の連続的な伝達に影響を与え、且つ少なくとも２つの前記チャンバー（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）のうち、前記移動可能な接触部の移動のために、同一の経路長さを決定する機械的伝達アセンブリであって、
   前記機械的伝達アセンブリは、第１に、同一の長さの少なくとも２つのバー（７ａ，７ｂ，７ｃ）であって、それぞれが前記チャンバーのうちの１つの前記チャンバーの一対の移動可能な接触部（２ａ，４ａ；ａｂ，４ｂ）と結合される、少なくとも２つのバー（７ａ，７ｂ，７ｃ）と、第２に、前記バーに結合される駆動手段であって、前記金属タンク（１）の外側の少なくとも１つの駆動ロッド（９）に結合されるように適合され、又は前記金属タンクの前記カバー部材（１０）を通じて延在している、駆動手段と、を備え、
   前記タンク内の前記遮断チャンバーの機械的な保持は、前記タンク（１）の前記カバー部材（１０）に固定されるスリーブ（１１，１１ｂ，１１ｃ）の形態である絶縁構成要素によって、前記駆動ロッド又は複数の前記駆動ロッドに面する前記回路遮断器の前記カバー部材（１０）のみに影響を与えられることを特徴とする高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）。
2. 各対の接触部は、２つの移動可能な接触部からなり、電流遮断操作中に、各前記遮断チャンバーが互いからその前記主接触部及び前記アーク接触部を分離するように、追加の伝達手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）。
3. 別個の制御機能を実施するために、前記バーに結合された駆動手段と、駆動ロッドと、を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）。
4. 前記バーに結合された前記駆動手段は、単一の駆動ロッド（９）に結合されるように適合されたヨーク（８）を備えることを特徴とする請求項１に記載の高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）。
5. 前記ヨーク（８）は、前記金属タンク（１）の外側に配置されることを特徴とする請求項４に記載の高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）。
6. 前記ヨークは、前記金属タンクの内側に配置されることを特徴とする請求項４に記載の高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）。
7. 前記ヨーク（８）は、電気的な絶縁材料からなり、且つ電気的な導電材料からなる前記駆動ロッド（９）に結合されることを特徴とする請求項４に記載の高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）。
8. 前記ヨークは、電気的な導電材料からなり、且つ電気的な絶縁材料からなる前記駆動ロッド（９）に結合されることを特徴とする請求項４に記載の高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）。
9. 電流出力のために役立つ前記遮断チャンバー（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）の間の電気的な接続要素（１５）を含み、
   前記電気的な接続要素の少なくとも１部は、前記遮断チャンバーの前記端部に位置される前記共通面に平行に配置され、
   各前記遮断チャンバーの前記一対の移動可能な接触部が、前記遮断チャンバーの前記端部を通じて駆動されることを特徴とする請求項１に記載の高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）。
10. ２つの遮断チャンバーを有し、且つ２つ遮断チャンバーのみを有し、
    前記電気的な接続要素は、前記遮断チャンバーに平行に、前記タンクの内側に配置された金属バーを備え、
    前記金属バーは、前記遮断チャンバーの前記端部の前記共通面に平行に配置される前記電気的な接続要素の１部に接続され、
    各前記遮断チャンバーの前記一対の移動可能な接触部が、前記遮断チャンバーの前記端部の前記共通面を通じて駆動されることを特徴とする請求項９に記載の高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）。
11. 前記遮断チャンバー（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）は、真空チャンバーとされることを特徴とする請求項１に記載の高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）。
12. デッドタンクの一部として、水平方向の以外の方向に配置されることを特徴とする請求項１に記載の高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）。
13. メタルクラッド開閉装置ユニットの一部として、請求項１に記載の高電圧又は超高電圧用の回路遮断器（Ｄ）の使用。
14. 請求項１に記載の回路遮断器（Ｄ）を取り付ける方法であって、
    ２つの遮断チャンバー（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）と、前記バー（７ａ，７ｂ，７ｃ）に結合されるための駆動手段（８）であって、前記タンク（１）の前記カバー部材（１０）上に組み立てられる駆動手段（８）と、から少なくともなる半組立状態を形成するステップ、及び 次いで、半組立状態（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ、８，１０）を有する前記タンクの前記タンク本体（１２）を閉鎖することによって、前記少なくとも２つの遮断チャンバー（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）を装着するステップ、
    からなることを特徴とする回路遮断器（Ｄ）を取り付ける方法。

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