JP5864973B2

JP5864973B2 - 回路保護装置に使用するための電極及びプラズマ銃配置構成

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Publication number: JP5864973B2
Application number: JP2011198924A
Authority: JP
Inventors: ジョージ・ウィリアム・ロスコー; ディーン・アーサー・ロバージ; ロバート・ジョセフ・キャジアーノ; セス・アダム・カトラー; タナガベル・アソカン; アドナン・クテュブッディン・ボホリ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2011-09-13
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2031-09-13
Also published as: KR20120029353A; EP2432088A2; EP2432088A3; CN102404929A; CN102404929B; US20120068602A1; JP2012064579A; EP2432088B1; KR101836494B1; US9036309B2

Description

本書に記述する発明の実施形態は、一般的に云えば、電力機器保護装置に関し、より具体的には、アーク・フラッシュ(arc flash) を無くすのに使用するための調節可能な電極組立体及び融蝕性プラズマ銃を含む装置に関するものである。

既知の電力回路及び開閉装置は、一般に、絶縁体（例えば、空気、或いは気体又は固体誘電体）によって分離された複数の導体を持っている。しかしながら、これらの導体が接近し過ぎて配置されている場合、或いは導体間の電圧が該導体間の絶縁体の絶縁特性を超えている場合、アークが生じる虞がある。導体間の絶縁体がイオン化されることがあり、これは絶縁体を導電性にして、アーク・フラッシュを形成する虞がある。

アーク・フラッシュは、２つの相導体の間、相導体と中性導体との間、又は相導体とアース点との間の障害に起因した、エネルギの急速な放出によって惹起される。アーク・フラッシュの温度は２００００℃又はそれ以上になることがあり、これにより導体及び隣接の機器を蒸発させることがある。その上、アーク・フラッシュは、導体及び隣接の機器を損傷するのに充分なエネルギを、熱、強力な光、圧力波及び／又は音波の形で放出することがある。しかしながら、アーク・フラッシュを発生させる障害の電流レベルは一般に短絡時の電流レベルよりも小さく、このため、回路遮断器がアーク障害状態を処理するように特別に設計されていない場合は、回路遮断器はトリップ（引外し）を行うことができないか又はトリップの遅れを生じることがある。個人用保護服及び保護具の使用を義務づけることによってアーク・フラッシュの問題を規制する政府機関及び基準が存在するが、アーク・フラッシュを無くす装置は何ら規則によって定められていない。

ヒューズ及び回路遮断器のような標準的な回路保護装置は、一般に、アーク・フラッシュを軽減するほど素早く反応しない。充分に急速な応答を行う既知の一つの回路保護装置は、電気的「クロウバー(crowbar) 」である。これは、機械的及び／又は電気機械的プロセスを利用することにより、意図的に電気的［短絡」を生成して、電気エネルギをアーク・フラッシュ点から逸らす。このような意図的な短絡障害は、ヒューズ又は回路遮断器をトリップすることによって取り除かれる。しかしながら、クロウバーを使用して生成される意図的な短絡障害は、かなりのレベルの電流を隣接した電気機器に流れさせることがあり、これによって依然として機器に損傷を生じさせる虞がある。

充分に急速な応答を行う既知の別の回路保護装置は、アーク封じ込め装置である。これは、封じ込めたアークを生成して、電気エネルギをアーク・フラッシュ点から逸らす。このような既知の装置は一般に、空気ギャップによって分離された２つ以上の主電極を含む。その上、各々の主電極は対応する電極保持器に直接ネジ止めされている。これらの電極は電極保持器との接触点に、すなわちネジの所に、電気エネルギを集中させ、これにより使用中に故障を引き起こす虞のある構造的に弱い点を生成する。更に、接触点におけるこのエネルギ集中は電極を電極保持器に溶接又は融着させる虞があり、このため電極及び電極保持器の両方を使用後に交換することが必要になる。また更に、このようなネジ止め電極の製造の際の許容差のため、一貫した結果が得られるようにこれらの電極を位置決めすることが困難なことがある。

動作時、ギャップを挟んだ主電極間にバイアス電圧が印加される。しかしながら、少なくとも幾種類かの既知のアーク装置では、所望の動作を得るために主電極を互いに接近させて配置することが必要である。これらの主電極間に、汚染物質により、或いはギャップ中の空気の自然インピーダンスによってさえ、望ましくない時点にアークが形成されることがあり、この結果、必要でないときに回路遮断器がトリップされることがある。従って、少なくとも幾種類かの既知のアーク装置では、このような偽陽性の結果を防止するために単純に主電極を更に離して配置している。しかしながら、これらの装置は、典型的には、プラズマ銃からのプラズマの広がりが余り有効でないので、信頼性が低くなっている。例えば、少なくとも幾種類かの既知のプラズマ銃は、それによるプラズマの広がりが、主電極間の空気ギャップにおける有効な絶縁破壊及びインピーダンスの低下を効果的に促進していない。従って、このようなプラズマ銃は信頼性のレベルが比較的低い。

米国特許第７２８１４７８号

一面において、回路保護装置が提供される。この回路保護装置は、所与の軸に沿って融蝕性プラズマを放出するように構成されたプラズマ銃と、複数の電極とを含む。各々の電極は回路のそれぞれ導体に電気結合され、また複数の電極は、各々の電極が前記軸からほぼ等距離に位置決めされるように前記軸に対してほぼ垂直な平面に沿って配列される。

別の面において、回路保護装置に使用するためのアーク開始システムが提供される。このアーク開始システムは、回路におけるアーク事象を検出し且つ回路保護装置内にアークを開始させるように構成されている制御装置と、前記制御装置に作動可能に結合されたプラズマ銃であって、所与の軸に沿って融蝕性プラズマを放出するように構成されたプラズマ銃と、複数の電極とを含む。各々の電極は前記回路のそれぞれ導体に電気結合され、また各々の電極は、それらの電極が互いからほぼ等距離になるように、前記軸に対してほぼ垂直な平面に沿って配列される。

更に別の面において、回路保護装置を組み立てる方法が提供される。この方法は、複数の電極の各々を電気回路の異なる部分に結合する段階と、所与の軸に沿って融蝕性プラズマを放出するように構成された融蝕性プラズマ銃を配置する段階と、前記複数の電極の各々が前記軸からほぼ等距離に位置決めされるように、前記軸に対してほぼ垂直な平面に沿った第１の方向及びその反対の第２の方向の内の一方の方向に前記複数の電極の各々の位置を調節する段階とを含む。

図１は、模範的な回路保護装置の斜視図である。図２は、図１に示された回路保護装置に使用することのできる電気的隔離構造の斜視図である。図３は、図２に示された電気的隔離構造の部分的分解斜視図である。図４は、図２及び図３に示された電気的隔離構造の上面図である。図５は、図１に示された回路保護装置に使用することのできる相電極組立体の斜視図である。図６は、図５に示された相電極組立体の別の斜視図である。図７は、図５及び図６に示された相電極組立体に使用することのできる模範的な電極組立体の斜視図である。図８は、図１に示された回路保護装置に使用することのできる模範的な融蝕性プラズマ銃の断面図である。図９は、図１に示された回路保護装置に使用することのできるプラズマ銃の別の実施形態の断面図である。図１０は、図１に示された回路保護装置に使用することのできるプラズマ銃の更に別の実施形態の断面図である。図１１は、図８に示されたプラズマ銃の斜視図である。図１２は、図１１に示されたプラズマ銃の分解図である。図１３は、図１に示された回路保護装置に使用することのできる模範的なプラズマ銃組立体の斜視図である。図１４は、図１３に示されたプラズマ銃組立体に使用することのできる模範的なプラズマ銃用開口の斜視図である。図１５は、図１４に示されたプラズマ銃組立体の分解図である。

これまで回路保護装置に使用するための装置及び組み立て方法の模範的な実施形態を説明した。これらの実施形態は、アーク封じ込め装置のような回路保護装置の中の電極間の距離すなわち空気ギャップを調節するのを容易にする。電極間の距離すなわち空気ギャップを調節することは、オペレータが、回路保護装置を使用しようとする環境に最も適した態様に、回路保護装置を設定することを可能にする。例えば、電極間の距離はシステム電圧に基づいて設定することができる。その上、本書で述べる実施形態は、回路保護システムの最も低コストの要素である電極を使用後に交換できるようにする。

また、これらの実施形態は、第１の直径によって規定される第１の容積をもつ第１の部分すなわち下側部分と、第１の直径よりも大きい第２の直径によって規定される第２の容積をもつ第２の部分すなわち上側部分とを有する室を含む融蝕性プラズマ銃を提供する。このプラズマ銃の設計は、信頼性の増大を容易にし、且つアーク除去システムの主電極間のプラズマ破壊及びアーク生成を改善する。例えば、本書で述べる実施形態は、主電極間にアークが生成された後のプラズマの広がりをより大きくし、これにより主電極間の主ギャップ内での絶縁破壊の改善を容易にする。この付加的なプラズマの広がり及び絶縁破壊により、アーク除去システムは、２００ボルト程度の低いバイアス電圧を含むより広範囲のバイアス電圧の下で、且つ主ギャップ内のより広範囲のインピーダンスで機能することができる。

図１は、複数の導体（図示せず）を含む回路（図示せず）の保護に使用するための模範的な回路保護装置１００の斜視図である。より具体的に述べると、回路保護装置１００は配電機器（図示せず）の保護のために使用することができる。図１の模範的な実施形態では、回路保護装置１００は、外殻１０４を持つ封じ込め部分１０２と、封じ込め部分１０２に結合された制御装置１０６とを含む。本書で用いられる用語「制御装置」は、一般的に、システム及びマイクロ制御装置、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能な論理回路（ＰＬＣ）、並びに本書に述べる機能を実行することのできる任意の他の回路又はプロセッサを含んでいる任意のプログラム可能なシステムを表す。上記の例は模範的なものに過ぎず、従って「制御装置」の定義及び／又は意味を何らかに限定しようとするものではない。

動作時、制御装置１０６は、機器筐体（図示せず）内のアーク・フラッシュを検出するのに使用するための１つ以上のセンサ（図示せず）からの信号を受け取る。これらのセンサ信号は、回路の１つ以上の導体を通る電流の測定値、回路の導体間の電圧の測定値、機器筐体の１つ以上の領域内での光の測定値、回路遮断器の設定値又は状態、感度設定値、及び／又は配電機器に関連する動作状態又は動作データを示す任意の他の適当なセンサ信号に対応させることができる。制御装置１０６は、センサ信号に基づいてアーク・フラッシュが生じているか又は生じそうであるかを決定する。アーク・フラッシュが生じているか又は生じそうである場合、制御装置１０６は封じ込め部分１０２内で封じ込まれたアーク・フラッシュを開始させて、例えば、アーク・フラッシュの危険性のある回路に電気結合された回路遮断器へ信号を送る。この信号に応答して、プラズマ銃（図示せず）が複数の電極（図１に示していない）の間にある軸に実質的に沿って融蝕性プラズマを放出して、封じ込まれたアークの生成を容易にする。封じ込まれたアークは回路から過剰なエネルギを取り除いて、該回路及び任意の配電機器を保護することができる。。

図２は、回路保護装置１００の電気的隔離構造２００の斜視図であり、また図３は、電気的隔離構造２００の部分的分解斜視図であり、また図４は、電気的隔離構造２００の上面図である。模範的な実施形態では、電気的隔離構造２００は、配電機器（図示せず）の機器筐体（図示せず）の中に回路保護装置１００を挿入できるようにする基板２０２を含む。更に、電気的隔離構造２００は、基板２０２に結合された導体支持体２０４を含む。導体支持体２０４は、第１の端部２０６と反対側の第２の端部２０８とを含む。導体支持体２０４はまた、頂面２１０と、基板２０２に接触して配置される底面２１２とを含む。側壁２１４が第１の端部２０６と反対側の第２の端部２０８との間に延在し、且つ頂面２１６を含む。更に、内部壁２１８が複数の電気的隔離領域２２０を画成し、その各々は、その中に相ストラップ（図２及び図３に示していない）を配置することができ且つ相ストラップと基板２０２との間を電気的に隔離する寸法を持つ。各々の隔離領域２２０は、それぞれにネジ又はボルトのような結合手段を受け入れる大きさを持つ１つ以上の中空支柱２２２を含む。更に、各々の隔離領域２２０は、相ストラップを導体支持体２０４に固定するための１つ以上の取り付け用支柱２２４を含む。取り付け用開口２２６が各々の取り付け用支柱２２４を貫通していて、ネジ又はボルトのような結合手段を受け入れる大きさを持つ。

電気的隔離構造２００はまた、導体支持体２０４に結合された導体カバ−２２８を含む。具体的に述べると、導体カバ−２２８は、第１の端部２３０と、反対側の第２の端部２３２と、頂面２３４と、底面２３８を持つ側壁２３６とを含む。導体カバ−２２８は、ネジ又はボルト（図示せず）のような複数の結合手段により導体支持体２０４に結合され、これらの結合手段の各々は、それぞれ中空支柱２２２を通って延在して、導体カバ−２２８に固定される。導体カバ−２２８が導体支持体２０４に結合されたとき、底面２３８は頂面２１６にほぼぴったり接触する。更に、電気的隔離構造２００は、導体支持体２０４及び導体カバ−２２８に結合された垂直な障壁２４０を含む。具体的に述べると、垂直な障壁２４０は前面２４２及び反対側の後面２４４を含むと共に、頂面２４６及び反対側の底面２４８を含む。垂直な障壁２４０は、垂直な障壁の前面２４２の一部分が導体支持体の第２の端部２０８及び導体カバ−の第２の端部２３２と接触して配置されるように、導体支持体２０４及び導体カバ−２２８に結合される。垂直な障壁２４０はまた、後面２４４に形成された複数の凹部２５０を含む。各々の凹部２５０は、その中に垂直なライザー（図２及び図３に示していない）を配置し且つ垂直なライザー相互間を電気的に隔離することができる大きさを持つ。各々の凹部２５０は、開口２５４が貫通している舌状部２５２を含む。開口２５４は、それぞれの凹部２５０内に垂直なライザーを固定するためにその中に結合手段を通す大きさを持つ。

模範的な実施形態では、回路保護装置１００はまた、各々が電極２５８及び電極保持器２６０を持つ複数の電極組立体２５６を含む。導体カバ−２２８は複数の隔離チャンネル２６２を含み、それらの各々は、複数の電極組立体２５６の間を電気的に隔離するためにそれぞれの電極組立体２５６を収容する大きさを持つ。各々の隔離チャンネル２６２は複数の側壁２６４によって画成される。具体的に述べると、これらの隔離チャンネル２６２は複数の電極保持器２６０の間を電気的に隔離する。また、隔離チャンネル２６２は、導体カバ−２２８と導体支持体２０４との間に配置された相ストラップと、主電極２５８との間を電気的に隔離する。また更に、導体カバ−２２８は、円形の側壁２６８によって画成されたプラズマ銃用開口２６６を含む。プラズマ銃用開口２６６は、プラズマ銃（図示せず）が該プラズマ銃及びプラズマ銃用開口２６６の中心軸（図示せず）に沿って少なくとも部分的にその中を通って延在することのできる大きさを持つ。模範的な実施形態では、プラズマ銃は、ほぼプラズマ銃の中心軸のような軸に沿って融蝕性プラズマを放出する。図４に示されているように、複数の主電極２５８は、各々の主電極２５８が軸から対称的に等距離になるように且つ各々の主電極２５８が互いから等距離になるように配列される。例えば、第１の主電極と第２の主電極との間の第１の距離が第２の主電極と第３の主電極との間の第２の距離にほぼ等しい。第１の距離はまた、第１の主電極と第３の主電極との間の第３の距離にほぼ等しい。

図５は、回路保護装置１００（図１）に使用することのできる相電極組立体３００の斜視図であり、また図６は、相電極組立体３００の別の斜視図である。模範的な実施形態では、相電極組立体３００は複数の電極組立体２５６を含む。相電極組立体３００はまた複数の相ストラップ３０２を含む。模範的な実施形態では、各々の相ストラップ３０２は、銅のような導電性材料を有する。しかしながら、任意の適当な導電性材料を用いることができる。更に、各々の相ストラップ３０２は、第１の端部３０４、反対側の第２の端部３０６、頂面３０８、反対側の底面３１０、並びに第１の側面３１２及び第２の側面３１４を含む複数の側面を持つ。側面３１２及び３１４並びに第１の端部３０４は導体支持体２０４（図３）の内部壁２１８（図３）に接触又は隣接して配置されて、内部壁２１８が相ストラップ３０２相互の間を電気的に隔離するようにする。相ストラップ３０２はまた、導体支持体２０４に結合するための手段を含む。例えば、１つ以上の相ストラップ３０２は、頂面３０８と底面３１０との間に延在する中空支柱用開口３１６を含む。中空支柱用開口３１６は、相ストラップ３０２を間に配置して導体カバー２２８を導体支持体２０４に結合したとき、中空支柱２２２（図３）をその中に受け入れる大きさを持つ。更に、１つ以上の相ストラップ３０２は凹部３１８を含み、この凹部３１８は、相ストラップ３０２を間に配置して導体カバー２２８を導体支持体２０４に結合したとき、中空支柱２２２に接するように位置決めされる大きさを持つ。また更に、１つ以上の相ストラップ３０２は１つ以上の開口３２０を含み、これらの開口３２０は、相ストラップ３０２を導体支持体２０４のそれぞれの隔離領域２２０内に固定するためにその中に結合手段を受け入れる大きさを持つ。各々の電極組立体２５６は、相ストラップ３０２から電極組立体２５６への電気エネルギの伝達を容易にするために電極保持器２６０が相ストラップの第１の端部３０４で相ストラップの頂面３０８にほぼぴったり接触して配置されるように、それぞれの相ストラップ３０２に結合される。模範的な実施形態では、導体支持体２０４（図２及び図３）が相ストラップ３０２と基板２０２（図２）との間を電気的に隔離する。

各々の相ストラップ３０２は垂直なライザー３２２に結合される。模範的な実施形態では、各々の垂直なライザー３２２は銅のような導電性材料で構成される。しかしながら、任意の適当な導電性材料を用いることができる。更に、各々の垂直なライザー３２２は、前面３２４と、反対側の後面３２６と、頂面３３０を持つ上端部３２８と、底面３３４を持つ反対側の下端部３３２とを含む。垂直なライザー３２２は、直なライザー３２２から相ストラップ３０２への電気エネルギの伝達を容易にするために垂直なライザーの底面３３４が相ストラップの第２の端部３０６で相ストラップの頂面３０８にほぼぴったり接触して配置されるように、相ストラップ３０２に結合される。模範的な実施形態では、垂直なライザー３２２は、給電されている間に回路保護装置１００を母線（図示せず）に組み入れ、及び／又は給電されている間に回路保護装置１００を母線から取り外すことを容易にする。代替実施形態では、相電極組立体３００は垂直なライザー３２２を含んでいない。このような実施形態では、各々の相ストラップ３０２は母線に結合され、例えば、母線に接触して直接結合される。

更に、図６に示されているように、クラスター支持体３３６が各々の垂直なライザー３２２の後面３２６に結合される。具体的に述べると、クラスター支持体３３６は、後面３２６に形成されたそれぞれの凹部３３８内で垂直なライザー３２２に結合される。模範的な実施形態では、各々のクラスター支持体３３６は銅のような導電性材料で構成される。しかしながら、任意の適当な導電性材料を用いることができる。更に、バネ・クラスター３４０が、各々のクラスター支持体３３６に結合され、例えば、取外し可能に結合される。バネ・クラスター３４０は回路の導体（図示せず）相互間を電気接続する。例えば、第１の電極へ電気エネルギを供給するための相導体を第１のバネ・クラスターに結合することができ、また第２の電極をアース点にするためのアース導体を第２のバネ・クラスターに結合することができ、また中性導体を第３のバネ・クラスターに結合することができる。ここで、複数の相導体をそれぞれのバネ・クラスターに結合して、異なる相の電気エネルギを異なる電極へ供給することができることを理解されたい。

相電極組立体３００は、電流路を介して導体からそれぞれの主電極２５８へ電気エネルギを伝達することを可能にする。模範的な実施形態では、電流路は、バネ・クラスター３４０、クラスター支持体３３６、垂直なライザー３２２、相ストラップ３０２、電極保持器２６０及び主電極２５８を含む。代替実施形態では、相電極組立体３００は、垂直なライザー３２２、クラスター支持体３３６、及び／又はバネ・クラスター３４０を含まない。このような実施形態では、電流路は、相ストラップ３０２、電極保持器２６０及び電極２５８を含む。

図７は、（図５及び図６に示された）相電極組立体３００に使用することのできる模範的な調節可能な電極組立体２５６の斜視図である。模範的な実施形態では、電極組立体２５６は、細長の形状を持つ主電極２５８を含む。更に、主電極２５８は第１の端部４０２及び反対側の第２の端部４０４を持ち、これらの端部は両者間に電極の長さを規定する。第２の端部４０４はほぼ半球形状を持つ。主電極２５８は外面４０６の周りに第１の円周を持ち、この第１の円周は電極の長さ全体にわたってほぼ同じである。模範的な実施形態では、主電極２５８は、タングステン及び鋼の合金のような消耗材料で構成される。しかしながら、この代わりに、主電極２５８は、主電極２５８相互の間のギャップ内にアーク・フラッシュを生じさせるために使用することのできる任意の単一の材料又は任意の複数の材料より成る合金で構成することができる。更に、この代わりに、主電極２５８は、主電極２５８相互の間の主ギャップ内にアーク・フラッシュを生じさせるために再使用することのできる非消耗材料で構成することができる。

模範的な実施形態では、電極組立体２５６はまた、銅のような導電性材料で構成された電極保持器２６０を含む。しかしながら、電極保持器２６０は、主電極２５８と電極保持器２６０との間のような２つの異なる材料の間の熱的問題をも防止する任意の他の導電性材料で構成することができる。電極保持器２６０は頂面４０８及び反対側の底面４１０を含む。電極保持器２６０はまた、第１の側面４１２、反対側の第２の側面４１４、第１の端面４１６、及び反対側の第２の端面４１８を含む複数の側面を持つ。複数の取り付け用開口４２０が、頂面４０８から底面４１０へ電極保持器２６０を通り抜けるように形成される。対応する取り付け用開口４２０に挿入される大きさを持っているネジ又はボルト（図示せず）のような結合手段が、電極保持器２６０を相ストラップの頂面３０８（図５）に取り付けるために使用される。具体的に述べると、電極保持器２６０は、相ストラップ３０２から電極保持器２３８への電気エネルギの伝達を容易にするために電極保持器の底面４１０が相ストラップの第１の端部３０４（図５）で相ストラップの頂面３０８にほぼぴったり接触して配置されるように、相ストラップ３０２（図５）に結合される。

更に、各々の電極保持器２６０は、それぞれの主電極２５８を支持するように構成されている。例えば、各々の電極保持器２６０は、それぞれの主電極２５８を固定するクランプ部分４２４を含む。より具体的に述べると、クランプ部分４２４は、例えば、図４に示されているような主電極２５８相互の間の主ギャップをより大きくするために主電極２５８の位置を第１の方向４２６に調節することを可能にする。クランプ部分４２４はまた、主電極２５８相互の間の主ギャップをより小さくするために主電極２５８の位置を第２の方向４２８に調節することも可能にする。また更に、クランプ部分４２４は、修理及び／又は交換のために主電極２５８を相電極組立体３００から取り外すことを可能にする。模範的な実施形態では、クランプ部分４２４は、ギャップ４３４よって分離された第１の部分４３０及び第２の部分４３２を含む。クランプ部分４２４はまた、主電極２５８を受け入れる大きさを持つ開口４３６を含む。開口４３６は、主電極２５８の第１の円周よりも僅かに大きい第２の円周を持ち、これにより主電極２５８の位置を調節することを可能にし、及び／又は主電極２５８を電極組立体２５６からとり外すことを可能にする。クランプ部分４２４はまた、主電極２５８を開口４３６内に固定する締め付け手段４３８を含む。具体的に述べると、締め付け手段４３８は、電極保持器２６０から主電極２５８への電気エネルギの伝達を容易にするために電極の外面４０６が開口４３６の内面（図示せず）にほぼぴったり接触するように、主電極２５８を固定する。模範的な実施形態では、締め付け手段４３８は、第１の部分４３０を通って第２の部分４３２の中まで延在するネジ又はボルト（図示せず）である。ネジ又はボルトを締め付けたとき、第１の部分４３０は強制的に第２の部分４３２へ一層接近して、ギャップ４３４がより小さくなり且つ開口４３６の第２の円周がより小さくなるようにし、もって主電極２５８を開口４３６内に固定する。代替実施形態では、締め付け手段４３８は、クランプ部分４２４を通って、例えば第１の部分４３０を通って、開口４３６の中まで延在する止めネジ（図示せず）である。このような実施形態では、止めネジは、主電極２５８を開口４３６内に固定するために電極の外面４０６の外面に対して直接締め付けられる。実施形態によっては、電極２５８は、開口４３６内の特定の位置で溶接すること等により、開口４３６内に固着される。このような一実施形態では、電極保持器２６０は、電極２５８を他の電極２５８に対して且つプラズマ銃用開口２６６（図３）に対して所望の位置に位置決めするように調節することができる。

図８は、回路保護装置１００（図１）に使用するための模範的な融蝕性プラズマ銃５００の断面図である。プラズマ銃５００は、その中に室５０４を形成するカップ５０２を含む。カップ５０２は、第１の部分５０６と、室５０４を画成するために第１の部分５０６に対して配置された第２の部分５０８とを含む。例えば、模範的な実施形態では、第２の部分５０８は第１の部分５０６の上方に配置される。更に、第１の部分５０６は、第１の容積を画成する第１の直径５１０を持つ。模範的な実施形態では、第１の直径５１０は約０．１３８インチである。また、第２の部分５０８は、第１の直径５１０よりも大きい第２の直径５１２を持ち、この場合、第２の直径５１２は、第１の容積よりも大きい第２の容積を画成する。模範的な実施形態では、第２の直径５１２は約０．２２１インチである。ここで、第１の直径５１０及び／又は第２の直径５１２について、プラズマ銃５００を本書で述べるように機能させることのできる任意の適当な寸法を用いることができることに留意されたい。更に、模範的な実施形態では、第１の部分５０６及び第２の部分５０８は一体に形成され、室５０４がその中に画成される。代替実施形態では、第１の部分５０６及び第２の部分５０８は別々に形成され、次いで室５０４を形成するように一緒に結合される。模範的な実施形態では、カップ５０２は、融蝕性材料、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオキシメチレン・ポリアミド、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、他の融蝕性ポリマー、又はこれらの材料の様々な混合物から形成される。

更に、プラズマ銃５００はカバ−５１４及び基部５１６を含む。模範的な実施形態では、カバ−５１４は基部５１６上に取り付けられると共に、カップ５０２を取り囲む大きさを持つ。具体的に述べると、カップ５０２は基部５１６とカバ−５１４との間に配置される。更に、ノズル５１８がカバ−５１４内に形成される。ノズル５１８はカップ５０２の開口５２０の上方に配置される。模範的な実施形態では、カバ−５１４及び／又は基部５１６はカップ５０２と同じ融蝕性材料から形成される。この代わりに、カバ−５１４及び／又は基部５１６は、カップ５０２とは異なる１つ以上の融蝕性材料、例えば、耐火材料又はセラミック材料から形成される。

また更に、模範的な実施形態では、プラズマ銃５００は、第１の銃電極５２２及び第２の銃電極５２４を含む複数の銃電極を有する。第１の銃電極５２２は室５０４の中まで延在する第１の端部５２６を持ち、また第２の銃電極５２４は室５０４の中まで延在する第２の端部５２８を持つ。例えば、第１の端部５２６及び第２の端部５２８は、室５０４の中心軸（図示せず）を中心にして室５０４の半径方向反対側から室５０４の中へ入る。更に、第１の端部５２６及び第２の端部５２８は室５０４の中で斜めに向かい合って、アーク５３０を形成するためのギャップを画成する。電極５２２及び５２４、或いは少なくとも第１の端部５２６及び第２の端部５２８は、例えば、タングステン鋼、タングステン、他の高温耐火金属又は合金、炭素又はグラファイト、或いはアーク５３０の形成を可能にする任意の他の適当な材料から形成することができる。電極５２２及び５２４の間に印加された電圧パルスによりアーク５３０が生成され、該アークはカップ５０２の融蝕性材料の一部分を加熱し融除して、高い圧力の高導電性プラズマ５３２を生成する。プラズマ５３２は、ノズル５１８から超音速の拡散パターンで出て行く。速度、イオン濃度及び拡散面積のようなプラズマ５３２の特性は、電極５２２及び５２４の寸法によって並びに／又は第１の端部５２６と第２の端部５２８との間の離間距離によって制御することができる。プラズマ５３２の特性はまた、室５０４の内部寸法、カップ５０２を形成するために使用された融蝕性材料の種類、トリガ・パルスの形状、及び／又はノズル５１８の形状によっても制御することができる。

動作時、プラズマ銃５００及び主電極２５８（図２）が制御装置１０６（図１）に結合されて、アーク開始システムを形成する。模範的な実施形態では、制御装置１０６が、機器筐体（図示せず）内でのアーク・フラッシュの検出に使用するための１つ以上のセンサ（図示せず）からの信号を受け取る。センサ信号は、回路の１つ以上の導体を通る電流測定値、回路の導体間の電圧測定値、機器筐体の１つ以上の領域における光測定値、回路遮断器の設定値又は状態、感度設定値、及び／又は配電機器に関する動作状態又は動作データを示す任意の他の適当なセンサ信号に対応するものであってよい。制御装置１０６は、センサ信号に基づいてアーク・フラッシュが生じているか又は生じそうであるかを決定する。アーク・フラッシュが生じているか又は生じそうである場合、制御装置１０６は封じ込め部分１０２（図１）内で封じ込まれたアーク・フラッシュを開始させて、例えば、アーク・フラッシュの危険性のある回路に電気結合された回路遮断器へ信号を送る。この信号に応答して、プラズマ銃５００が複数の主電極２５８の間にある軸に実質的に沿って融蝕性プラズマを放出して、封じ込まれたアークの生成を容易にする。プラズマ５３２は複数の主電極２５８の間の主ギャップ内の空気の絶縁耐力を破壊して、アーク・フラッシュの電流のための低インピーダンス経路を提供する。

複数の主電極２５８は、プラズマ銃５００によって融蝕性プラズマが放出される軸を中心として対称的に且つ半径方向に配置される。更に、複数の主電極２５８は、プラズマ銃５００の頂面又はリムから軸方向に等距離に配置される。具体的に述べると、模範的な実施形態では、複数の主電極２５８は、プラズマ銃５００の頂面から上方に約０．１インチの所に配置される。しかしながら、複数の主電極２５８はプラズマ銃５００の頂面から上方に約０．１インチよりも僅かに遠くに配置することができること、或いはプラズマ銃５００の頂面から上方に約０．１インチよりも僅かに近づけて配置することができることを理解されたい。更に、複数の主電極２５８は、各々の主電極２５８の中心をほぼ通過する軸に対して垂直な平面を画成するように配向される。各々の主電極２５８の第２の端部４０４（図７）は、該平面に沿って該軸からほぼ等距離に位置決めされる。また更に、各々の主電極２５８の第２の端部４０４は、残りの主電極２５８の第２の端部４０４からほぼ等距離に位置決めされる。模範的な実施形態では、各々の主電極２５８の第２の端部４０４は、残りの主電極２５８の第２の端部４０４から約０．２５インチの距離に位置決めされる。代替実施形態では、各々の主電極２５８の第２の端部４０４は、残りの主電極２５８の第２の端部４０４から約０．２５インチよりも長い距離に位置決めされる。別の代替実施形態では、各々の主電極２５８の第２の端部４０４は、残りの主電極２５８の第２の端部４０４から約０．２５インチよりも短い距離に位置決めされる。代替実施形態では、プラズマ銃５００は調節可能である。例えば、プラズマ銃５００の高さを、複数の主電極２５８によって画成された平面に対して調節することができる。別の例では、プラズマ銃５００が配向される角度を、複数の主電極２５８によって画成された平面がプラズマ銃５００の中心軸に対して垂直にならないように調節することができる。

この対称的な間隔により、アーク・フラッシュから主電極２５８に伝達される電流の逆相成分が低減される。更に、本書で述べた構造では、各々の主電極２５８がほぼ同じ大きさの電流を通すことができる。ここで、各々の主電極２５８が同じ電流を通し且つ他の主電極２５８から及びプラズマ銃５００から同じ距離に配置されているので、各々の主電極２５８の先端とプラズマ銃５００の中心軸との間のインピーダンスもまた実質的に同じであることを理解されたい。アーク５３０は封じ込め部分１０２内に封じ込められ、これにより回路から過剰なエネルギを取り除いて、回路及び任意の配電機器を保護することができる。

また更に、各々の主電極２５８の第２の端部４０４の半球形状は、主電極２５８の自己絶縁破壊を防止するのに役立つ。従って、複数の主電極２５８は、１つ以上の国内及び国際基準と比較して各々の主電極２５８の水平方向及び／又は垂直方向の位置を計測することによって配置することができる。例えば、複数の主電極２５８は、各々の主電極２５８がプラズマ銃４００の中心軸から等距離にあるように、且つ回路保護装置１００によって監視されている電気回路内の複数の導体の間の電圧に基づいて該複数の主電極２５８が互いから等距離にあるように、配置することができる。更に、複数の主電極２５８は、各々の主電極２５８の第２の端部４０４がプラズマ銃４００によって放出される融蝕性プラズマで囲まれるように、配置される。

図９は、融蝕性プラズマ銃６００の別の実施形態の断面図である。図９に示されているように、プラズマ銃６００は単一の融蝕性材料から一体に形成される。プラズマ銃６００は、第１の部分６０４及び第２の部分６０６によって画成された室６０２を含む。第２の部分６０６は第１の部分６０４の上方に配置されて、第１の部分６０４と一体に形成される。更に、第１の部分６０４は第１の直径６０８を持ち、また第２の部分６０６は第２の直径６１０を持つ。図９の模範的な実施形態では、第２の直径６１０は第１の直径６０８よりも大きい。更に、図９に示されているように、室６０２は、第２の部分６０６を部分的に横切って延在して、ノズル６１４を形成する開口６１２を含む。

図１０は、融蝕性プラズマ銃７００の更に別の実施形態の断面図である。図１０に示されているように、プラズマ銃７００は、その中に形成されたカップ７０４を持つ基部７０２を含む。カバ−７０６が基部７０２に結合されて、室７０８を画成する。カバ−７０６は第１の部分７１０及び第２の部分７１２を含む。第１の部分７１０は基部７０２の第１の側面７１４に結合され且つ基部７０２の上端縁７１６に沿って延在する。同様に、第２の部分７１２は基部７０２の第２の側面７１８に結合され且つ上端縁７１６に沿って延在する。ギャップが第１の部分７１０及び第２の部分７１２のそれぞれの内端縁７２０及び７２２の間に形成されて、ノズル７２４を形成する。

図１１はプラズマ銃５００の斜視図であり、また図１２はプラズマ銃５００の分解図である。模範的な実施形態では、プラズマ銃５００は本体部分５３４、第１の中空脚部５３６及び第２の中空脚部５３８を含む。本体部分５３４の少なくとも一部分にわたってリム５４０が設けられる。ノズル５１８がリム５４０を貫通して室５０４（図８）の中へ延在する。更に、本体部分５３４は、プラズマ銃用開口２６６内にプラズマ銃５００を固定するのを容易にする少なくとも１つの取り付け用開口５４２を含む。

銃電極用開口５４４が本体部分５３４を通って延在し、且つその中に銃電極体を受け入れる大きさを持つ。具体的に述べると、第１の銃電極体５４６の第１の端部５２６が、少なくとも部分的に室５０４の中へ延在するように、第１の方向に銃電極用開口５４４に挿入される。同様に、第２の銃電極体５４８の第２の端部５２８が、室５０４の第１の端部５２６とは反対側で少なくとも部分的に室５０４の中へ延在するように、第２の方向に銃電極用開口５４４に挿入される。各々の銃電極体５４６及び５４８は、それを貫通する支柱用開口５５０を含む。

第１の中空脚部５３６及び第２の中空脚部５３８が本体部分５３４に結合され、且つそれらの各々はその中にワイヤ電極を受け入れる大きさを持つ。例えば、第１の中空脚部５３６は第１のワイヤ電極５２２を受け入れる大きさを持ち、また第２の中空脚部５３８はその中に第２のワイヤ電極５２４を受け入れる大きさを持つ。各々のワイヤ電極５２２及び５２４は、上端部５５２及びその反対側の下端部５５４、並びにそれらの間に延在する本体５５６を含む。上端部５５２は、それぞれの銃電極体５４６及び５４８の支柱用開口５５０に挿入される大きさを持つ支柱５５８を画成する。下端部５５４は、電気コネクタ（図１１及び１２に示していない）に挿入するためにほぼ半球形状を持つ。

図１３はプラズマ銃組立体８００の斜視図であり、図１４は導体カバ−２２８のプラズマ銃用開口２６６の斜視図であり、また図１５はプラズマ銃組立体８００の分解図である。プラズマ銃組立体８００には、プラズマ銃５００、６００及び７００のいずれをも用いることができることに留意されたい。模範的な実施形態では、プラズマ銃５００がプラズマ銃用開口２６６の中に少なくとも部分的に延在する。プラズマ銃用開口２６６は第１の開口８０２及び第２の開口８０４を含む。プラズマ銃用開口２６６はまた、ギャップによって隔てられた内壁８０６及び外壁８０８を含む。

第１の開口８０２は、第１の中空脚部５３６が第１のプラズマ銃コネクタ８１０に接続するために導体カバ−２２８を通り抜けることのできる大きさを持つ。同様に、第２の開口８０４は、第２の中空脚部５３８が第２のプラズマ銃コネクタ８１２に接続するために導体カバ−２２８を通り抜けることのできる大きさを持つ。具体的に述べると、ワイヤ電極の第２の端部５５４（図１２）が第１のプラズマ銃コネクタ８１０及び第２のプラズマ銃コネクタ８１２にそれぞれ挿入される。プラズマ銃コネクタ８１０及び８１２はワイヤ電極５２２及び５２４と点弧回路（図示せず）との間の電気接続部を提供する。更に、プラズマ銃コネクタ８１０及び８１２は、プラズマ銃５００をプラズマ銃組立体８００から取り外すのを可能にする。プラズマ銃コネクタ８１０及び８１２は、プラズマ銃本体部分５３４の取り付け用開口５４２の真下に位置決めされる少なくとも１つの取り付け用開口８１４を含む。

プラズマ銃組立体８００はまた、プラズマ銃５００を覆う大きさ持つプラズマ銃カバ−８１６を含む。カバ−８１６は上側部分８１８及び下側部分８２０を含む。上側部分８１８は実質的にプラズマ銃本体部分５３４と同じ形状である。更に、上側部分８１８は中央開口８２２を含み、中央開口８２２はそれを少なくとも部分的にリム５４０が通り抜けることができる大きさを持つ。模範的な実施形態では、下側部分８２０は上側部分８１８と一体に形成される。更に、下側部分８２０は、内壁８０６と外壁８０８との間のギャップの幅とほぼ同じである厚さを持つ。また、下側部分８２０の直径が、内壁８０６の直径と外壁８０８の直径との間にある。更に、下側部分８２０は、プラズマ銃本体部分５３４の取り付け用開口５４２に重ねるよう位置決めされる取り付け用開口８２４を含む。ピン又は締結手段が取り付け用開口８１４、５４２及び８２４を通り抜けて、内壁８０６に設けられた取り付け用開口８２６内に固定されて、カバ−８１６及びプラズマ銃５００を固定するのを容易にする。

以上、配電機器の保護装置に使用するための装置の模範的な実施形態を詳しく説明した。該装置は本書で述べた特定の実施形態に制限されず、むしろ方法の動作並びに／又はシステム及び／又は装置の構成要素を本書で述べた他の動作及び／又は構成要素とは独立に且つ別々に利用することができる。更に、記載した動作及び／又は構成要素はまた、他のシステム、方法、及び／又は装置において規定し、又はそれらのと組み合わせて用いることができ、また本書で述べたようなシステム、方法及び記憶媒体のみによって実施することに制限されない。

本発明を模範的な配電環境に関連して説明したが、本発明の実施形態は多数の他の汎用又は専用の配電環境又は構成に利用し得る。配電環境は、本発明の任意の面の使用又は機能の範囲について制限を示唆しようとするものではない。更に、配電環境は、模範的な動作環境において例示された複数の構成要素の内の任意の１つ又はそれらの組合せに関して何らかの従属性又は要件を持つものとして解釈すべきではない。

本書に記載した本発明の実施形態における動作の実行又は遂行の順序は、特に指定されていない限り、必須のものではない。すなわち、動作は、特に指定されていない限り、任意の順序で遂行することができ、本発明の実施形態は、本書に開示したものよりも多数の又は少数の動作を含むことができる。例えば、特定の動作を、別の動作の前に、又はそれと同時に、又はその後に実行又は遂行することは、本発明の様々な面の範囲内にあると考えられる。

本発明の様々な面又はその実施形態の様々な要素を導入するとき、数を明記していない表現は、１つ以上の要素があることを意味するものとする。更に、用語「有する」、「含む」及び「持つ」は、排他的なものではなく、列挙した要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味するものとする。

本明細書は、最良の実施形態を含めて、本発明を開示するために、また当業者が任意の装置又はシステムを作成し使用し、任意の採用した方法を遂行すること含めて、本発明を実施することができるようにするために、様々な例を使用した。本発明の特許可能な範囲は「特許請求の範囲」の記載に定めており、また当業者に考えられる他の例を含み得る。このような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの記載から実質的に差異のない構造的要素を持つ場合、或いはそれらが「特許請求の範囲」の文字通りの記載から実質的に差異のない等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。

１００回路保護装置
１０２封じ込め部分
１０４外殻
１０６制御装置
２００電気的隔離構造
２０２基板
２０４導体支持体
２０６第１の端部
２０８第２の端部
２１０頂面
２１２底面
２１４側壁
２１６頂面
２１８内部壁
２２０電気的隔離領域
２２２中空支柱
２２４取り付け用支柱
２２６取り付け用開口
２２８導体カバ−
２３０第１の端部
２３２第２の端部
２３４頂面
２３６側壁
２３８底面
２４０垂直な障壁
２４２前面
２４４後面
２４６頂面
２４８底面
２５０凹部
２５２舌状部
２５４開口
２５６電極組立体
２５８電極
２６０電極保持器
２６２隔離チャンネル
２６４側壁
２６６プラズマ銃用開口
２６８円形の側壁
３００相電極組立体
３０２相ストラップ
３０４第１の端部
３０６第２の端部
３０８頂面
３１０底面
３１２第１の側面
３１４第２の側面
３１６中空支柱用開口
３１８凹部
３２０開口
３２２垂直なライザー
３２４前面
３２６後面
３２８上端部
３３０頂面
３３２下端部
３３４底面
３３６クラスター支持体
３３８凹部
３４０バネ・クラスター
４０２第１の端部
４０４第２の端部
４０６外面
４０８頂面
４１０底面
４１２第１の側面
４１４第２の側面
４１６第１の端面
４１８第２の端面
４２０取り付け用開口
４２２取り付け用開口
４２４クランプ部分
４２６第１の方向
４２８第２の方向
４３０第１の部分
４３２第２の部分
４３４ギャップ
４３６開口
４３８締め付け手段
５００融蝕性プラズマ銃
５０２カップ
５０４室
５０６第１の部分
５０８第２の部分
５１０第１の直径
５１２第２の直径
５１４カバ−
５１６基部
５１８ノズル
５２０開口
５２２第１の銃電極
５２４第２の銃電極
５２６第１の端部
５２８第２の端部
５３０アーク
５３２プラズマ
５３４本体部分
５３６第１の中空脚部
５３８第２の中空脚部
５４０リム
５４２取り付け用開口
５４４銃電極用開口
５４６第１の銃電極体
５４８第２の銃電極体
５５０支柱用開口
５５２ワイヤ電極の上端部
５５４ワイヤ電極の下端部
５５６ワイヤ電極の本体
５５８支柱
６００融蝕性プラズマ銃
６０２室
６０４第１の部分
６０６第２の部分
６０８第１の直径
６１０第２の直径
６１２開口
６１４ノズル
７００融蝕性プラズマ銃
７０２基部
７０４カップ
７０６カバ−
７０８室
７１０第１の部分
７１２第２の部分
７１４第１の側面
７１６上端縁
７１８第２の側面
７２０内端縁
７２２内端縁
７２４ノズル
８００プラズマ銃組立体
８０２第１の開口
８０４第２の開口
８０６内壁
８０８外壁
８１０第１のプラズマ銃コネクタ
８１２第２のプラズマ銃コネクタ
８１４取り付け用開口
８１６プラズマ銃カバ−
８１８上側部分
８２０下側部分
８２２中央開口
８２４取り付け用開口
８２６取り付け用開口

Claims

所与の軸に沿って融蝕性プラズマ（５３２）を放出するように構成されたプラズマ銃（５００）であって、共同して該プラズマ銃（５００）の室（５０４）を規定する第１及び第２の部分（５０６、５０８）を備える、前記プラズマ銃（５００）と、
複数の電極（２５８）とを有する回路保護装置（１００）であって、
前記第１の部分（５０６）が第１の容積を規定し、前記第２の部分（５０８）が前記第１の部分よりも大きい第２の容積を規定し、
前記複数の電極（２５８）の各々の電極（２５８）が回路のそれぞれの導体に電気結合されており、また前記複数の電極（２５８）は、各々の電極（２５８）が前記軸からほぼ等距離に位置決めされるように前記軸に対してほぼ垂直な平面に沿って配列されていること、を特徴とする回路保護装置（１００）。
前記プラズマ銃（５００）は、第１の銃電極（５２２）及び第２の銃電極（５２４）を含み、
前記第１の銃電極（５２２）は前記室（５０４）の中まで延在する第１の端部（５２６）を持ち、また前記第２の銃電極（５２４）は前記室（５０４）の中まで延在する第２の端部（５２８）を持ち、
前記第１及び第２の銃電極（５２２、５２４）の間に印加された電圧パルスによりアーク（５３０）が生成され、該アークは前記第１の部分（５０６）の融蝕性材料の一部分を加熱し融除して、高導電性プラズマ（５３２）を生成する、請求項１記載の回路保護装置（１００）。
前記回路保護装置（１００）は更に複数の電極保持器（２６０）を有し、前記複数の電極保持器（２６０）の各々の電極保持器（２６０）は、前記複数の電極（２５８）のそれぞれの電極（２５８）の位置を前記軸に対して半径方向に調節できるように前記複数の電極（２５８）のそれぞれの電極（２５８）を支持するように構成されている、請求項１または２に記載の回路保護装置（１００）。
前記室（５０４）は、前記第２の部分（５０８）を部分的に横切って延在して、ノズル
（５１８）を画成する開口（５２０）を含んでおり、また前記複数の電極（２５８）の各々が前記ノズル（５１８）から軸方向にほぼ等距離に位置決めされている、請求項１乃至３のいずれかに記載の回路保護装置（１００）。
前記プラズマ銃（５００）は基部（５１６）及び該基部（５１６）に結合されたカバ−（５１４）を含み、前記カバ−（５１４）はノズル（５１８）を画成し、また前記複数の電極（２５８）の各々は前記ノズル（５１８）から軸方向にほぼ等距離に位置決めされている、請求項１乃至４のいずれかに記載の回路保護装置（１００）。
前記複数の電極（２５８）の各々は、それらの間に本体を画成している第１の端部（４０２）及び第２の端部（４０４）を有しており、また前記第２の端部（４０４）が半球形状である、請求項１乃至５のいずれかに記載の回路保護装置（１００）。
前記複数の電極（２５８）は前記平面に沿って互いからほぼ等距離にあり、
前記プラズマ銃（５００）の位置は、前記複数の電極（２５８）によって画成される平面が前記軸に対して垂直にならないように調節可能である、請求項１乃至６のいずれかに記載の回路保護装置（１００）。
回路保護装置（１００）に使用するためのアーク開始システムであって、
回路におけるアーク事象を検出し且つ回路保護装置（１００）内にアークを開始させるように構成されている制御装置（１０６）と、
前記制御装置（１０６）に作動可能に結合されたプラズマ銃（５００）であって、所与の軸に沿って融蝕性プラズマ（５３２）を放出するように構成されたプラズマ銃（５００）であって、共同して該プラズマ銃（５００）の室（５０４）を規定する第１及び第２の部分（５０６、５０８）を備える、前記プラズマ銃（５００）と、
複数の電極（２５８）であって、当該複数の電極（２５８）の各々の電極（２５８）が前記回路のそれぞれの導体に電気結合されており、また当該複数の電極（２５８）は、それらの電極（２５８）が互いからほぼ等距離になるように前記軸に対してほぼ垂直な平面に沿って配列されている、複数の電極（２５８）と、
を有し、
前記第１の部分（５０６）が第１の容積を規定し、前記第２の部分（５０８）が前記第１の部分よりも大きい第２の容積を規定するアーク開始システム。
前記複数の電極（２５８）の各々の間のそれぞれの距離が、前記プラズマ銃（５００）からの融蝕性プラズマ（５３２）を受ける大きさを持つギャップを画成しており、
前記複数の電極（２５８）の各々が、ほぼ等しい大きさの電流を通すように構成されている、請求項８記載のアーク開始システム。
前記プラズマ銃（５００）は、第１の銃電極（５２２）、第２の銃電極（５２４）、基部（５１６）及び該基部（５１６）に結合されたカバ−（５１４）を含み、
前記カバ−（５１４）はノズル（５１８）を画成し、
前記第１の銃電極（５２２）は前記室（５０４）の中まで延在する第１の端部（５２６）を持ち、また前記第２の銃電極（５２４）は前記室（５０４）の中まで延在する第２の端部（５２８）を持ち、
前記第１及び第２の銃電極（５２２、５２４）の間に印加された電圧パルスによりアーク（５３０）が生成され、該アークは前記第１の部分（５０６）の融蝕性材料の一部分を加熱し融除して、高導電性プラズマ（５３２）を生成する、請求項８または９に記載のアーク開始システム。