JP6469226B2 - 高電圧回路遮断器、およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、鉄道、特に標準的な１５ｋＶおよび２５ｋＶのＡＣシステムなどの高電圧交流電化システムを使用する列車向けの回路遮断器および電気機器に関する。

多くの電圧システムが世界中で鉄道電化に使用されている。関連規格で指定される電圧が使用されることが最も多い。現在、交流の場合、１５ｋＶおよび２５ｋＶのシステムが広く普及している。また、世界中には、１０ｋＶより高いＡＣ電圧を使用する鉄道があり、２５ｋＶ高いより電圧を使用する線路もある。本明細書では、これらの電圧、または１０ｋＶより高い他の電圧を、「高い」と呼ぶ。また、本明細書では、「回路遮断器」という用語は、「高電圧回路遮断器」を意味するものとする。

典型的には、鉄道車両は、パンタグラフを介して送電線に接続し、この接続は、回路遮断器によって切換え可能である。配電の分野では、回路遮断器は、保守、短絡トリッピング、または別の異常の場合に電流をオフに切り換えるデバイスとして理解されることが多い。しかし、列車の電化の分野では、回路遮断器は、規則的に動作する制御可能なスイッチを意味する。

鉄道列車回路遮断器は、そのようなデバイスが、異常な状況でのみ時々動作するのではなく、毎日決まって動作するため、高い耐久性を有していなければならない。列車回路遮断器は、その有効寿命中に数１０万回の切換えサイクルを実行することが必要とされる可能性があり、これは何らかの他の分野で回路遮断器に必要とされる回数の数千倍を超える。

従来の高ＡＣ電圧の鉄道回路遮断器は、真空内に１対のコンタクトを含む。回路がオンに切り換えられると、これらのコンタクトは、機械的に接続される。真空は、高電圧アークの発生を制限して最小にする小さく耐久性のあるデバイス内での高電圧の切換えを可能にする。

典型的には、回路遮断器は、列車車両の屋根上に配置されており、列車の空気力学に悪影響を及ぼす。

低コストで維持することができる簡単な構造を有する小型の高電圧回路遮断器を提供することが望ましい。また、回路遮断器の耐久性を改善することが望ましい。また、列車車両の屋根上に取り付けられたとき、従来の回路遮断器を有する列車車両に比べて空気抵抗を減少させ、したがって列車車両の速度およびエネルギー効率を増大させる回路遮断器を提供することが望ましい。

本発明の一態様によれば、請求項１に記載の構成を採用する高電圧回路遮断器が提供される。

本発明によれば、回路遮断器のサイズを減少させ、同時にその耐久性を改善しながら、回路遮断器を簡単な構造で形成することが可能である。サイズが低減されるため、回路遮断器の質量が低減され、空力抵抗がより小さくなる。

本発明の別の態様によれば、請求項１４に記載の真空インタラプタモジュールが提供される。

本発明の別の態様によれば、請求項１５に記載の駆動モジュールが提供される。

本発明の別の態様によれば、駆動モジュールの駆動部材は、電気絶縁棒材とすることができる。

本発明の別の態様によれば、駆動モジュールハウジングは、誘電材料で充填することができ、または真空を閉じ込めることができ、その結果、駆動部材の少なくとも一部が、この誘電材料内に浸漬され、または真空によって取り囲まれる。これにより、回路遮断器をより小型で、耐久性があり、保守が少なくて済むものにすることができる。

本発明の別の態様によれば、駆動モジュールおよび真空インタラプタモジュールは、分離可能とすることができ、その結果、他方のモジュールを交換することなく、一方のモジュールを交換することができる。これにより、回路遮断器の好都合な保守が可能になる。

本発明の別の態様によれば、高電圧回路遮断器は、真空インタラプタモジュールおよび駆動モジュールに対する封入部をさらに含むことができ、封入部は、絶縁層と、導電層と、少なくとも２つの電気コンタクトへの外側からの電気接続を可能にする少なくとも２つの開口とを有する。これにより、アース構造に対する回路遮断器のより小型の位置決めが可能になる。

本発明の別の態様によれば、封入部は、駆動モジュールを少なくとも一部受け取る開口を有することができる。これにより、封入部を有する回路遮断器の好都合な保守が可能になる。

好ましい構成では、高電圧回路遮断器は、真空インタラプタハウジングと、真空インタラプタハウジング内の少なくとも２つの電気コンタクトとを含む真空インタラプタモジュールを含み、２つの電気コンタクトのうちの少なくとも１つは、他方に対して可動であり、２つの電気コンタクトが互いに係合および係合解除して高電圧接続を形成および遮断することを可能にし、真空インタラプタモジュールは、真空インタラプタモジュールに対する封入部をさらに含み、封入部は、絶縁層と、外側の導電性接地スクリーン層と、高電圧の分離可能な遮蔽コネクタへの接続を可能にする少なくとも２つの開口と、高電圧回路遮断器向けの駆動モジュールを少なくとも一部受け取る開口とを有する。

また、好ましい構成では、高電圧回路遮断器は、絶縁ハウジング内に電気絶縁駆動部材を含む駆動モジュールを含み、駆動部材は、確実な誘電性能を確実にするために周囲の空気または湿気と接触せず、電気絶縁駆動部材は、アクチュエータを真空インタラプタの可動コンタクトに機械的に連結させる。

高電圧回路遮断器は、好ましくは、アクチュエータを含む。しかし、アクチュエータは、好ましい構成または請求項１に記載の構成を採用する回路遮断器内の任意選択の部分である。

好ましくは、真空インタラプタモジュールに対する封入部は、駆動モジュールのすべてまたは一部にわたって延び、駆動モジュールのうち封入部によって覆われていない部分は、駆動モジュール自体の導電スクリーンによって覆われる。好ましくは、少なくとも２つの電気接続開口もまた、導電スクリーンで覆われる。好ましくは、複数の導電スクリーンが、連続するスクリーンをともに形成し、このスクリーンは接地させることができる。したがって、好ましくは、高電圧電界は、各開口に分離可能な遮蔽コネクタまたは遮蔽キャップが装着されたとき、完全に閉じ込められる（キャップは、終端プラグの上に配置することができる）。高電圧電界を完全に閉じ込めることで、回路遮断器および遮蔽コネクタのあらゆる部分を、アース構造に密接に位置決めすることが可能になる。

本発明の別の態様によれば、鉄道向けの高電圧回路遮断器システムが提供され、この高電圧回路遮断器システムは、本発明の１つまたは複数の態様による回路遮断器と、２つの電気コンタクトを係合または係合解除するようにアクチュエータに指示する制御ユニットとを備える。

本発明の別の態様によれば、制御ユニットおよび／または回路遮断器は、高電圧回路遮断器システム内で列車車両の屋根の下に配置される。これにより、回路遮断器システムの耐久性を増大させることが可能になる。

好ましい構成では、別個の制御ユニットが、電気ケーブルによって回路遮断器に連結される。また、好ましくは、制御ユニットは、列車車両内に配置される。

本発明の別の態様によれば、回路遮断器は、高電圧回路遮断器システム内で列車車両の屋根の上に水平に向けて配置することができる。これにより、屋根上回路遮断器を有する列車車両の空気抵抗を減少させることが可能になる。

本発明の別の態様によれば、回路遮断器は、列車車両の屋根上の空力カバーの下に配置することができる。同様に、これにより、屋根上回路遮断器を有する列車車両の空気抵抗を減少させることが可能になる。

好ましい構成では、回路遮断器は、列車車両本体の内側または外側で屋根レベルより下に位置する比較的小型の機器密閉容器またはケース内に、垂直または水平などの任意の向きで設置される。これにより、屋根上の設置と比較すると、列車車両の空気抵抗を減少させることが可能になり、列車車両の屋根空間のより効率的な使用が可能になり、列車または機器ケースの内側の環境条件はより穏やかであるため回路遮断器の耐久性を増大させることが可能になり、保守目的でのより容易なアクセスが可能になる。

本発明の別の態様によれば、回路遮断器は、防振台によって、列車車両に取り付けることができる。これにより、回路遮断器の動作による車両内へのノイズおよび振動の伝達が低減される。

本発明の別の態様によれば、高電圧回路遮断器システムは、２つの電気コンタクトのいずれかを流れる電流を測定する電流プローブ、および／または２つの電気コンタクト間の電圧バイアスを測定する電圧プローブを含むことができ、制御ユニットは、測定結果を処理して、真空インタラプタハウジング内の真空損失および／またはトリッピング状態を検出するように適合される。

本発明の別の態様によれば、高電圧回路遮断器システムは、避雷器、電流変換器、電圧変換器、およびブッシングアセンブリという機器の１つまたは複数を含むことができる。そのような機器は、回路遮断器に直接装着することができる。１つまたは複数の遮蔽避雷器を含むことで、システムは、より安全でより耐久性のあるものになる。１つまたは複数の電流変換器は、過電流の検出、エネルギーの計測、および真空損失の検出を含む目的で使用することができる。電流変換器は、電気接続のいずれかまたは隣接する高電圧の遮蔽ケーブルアセンブリを流れる電流を測定するために使用することができる。１つまたは複数の電圧変換器は、列車の制御、エネルギーの計測、および真空損失の検出の目的で、線間電圧を検出／測定するために使用することができる。真空インタラプタハウジング内の真空損失および／またはトリッピング状態の検出は、測定結果を処理するように適合された制御ユニット内で実行することができる。少なくとも１つのブッシングアセンブリは、パンタグラフ、アーススイッチ、電圧変換器、高電圧バスバー、および車両間ジャンパケーブルなどの遮蔽されていない高電圧機器に回路遮断器を接続するために使用することができる。

添付の図面は、本発明の原理について説明する目的で、本明細書に組み込まれており、本明細書の一部を形成する。これらの図面は、本発明をどのように形成および使用することができるかに関する図示および記載の例のみに本発明を限定すると解釈されるべきではない。本発明による類似または対応する詳細には、同一の参照番号を提供する。本発明のさらなる可能な特徴および利点は、添付の図面を参照すれば、以下の説明から明らかになるであろう。

鉄道向けの高電圧回路遮断器の封入された真空インタラプタモジュールの上面図である。 鉄道向けの高電圧回路遮断器の封入された真空インタラプタモジュールの側面断面図である。 鉄道向けの高電圧回路遮断器の駆動モジュールの断面の側面図である。 前述の図の駆動モジュール内で使用される電気絶縁駆動部材の断面図である。 鉄道向けの高電圧回路遮断器の駆動モジュールの断面の側面図である。 開状態の高電圧回路遮断器の断面図である。 閉状態の高電圧回路遮断器の断面図である。 図３に示す絶縁駆動モジュールを含む別の高電圧回路遮断器の断面図である。 保護ケースが装着された回路遮断器の外部の上面図である。 保護ケースが装着された回路遮断器の外部の側面図である。 保護ケースが装着された回路遮断器の外部の正面図である。 列車車両に設置された高電圧回路遮断器システムの概略的な側面図である。 列車車両に設置された高電圧回路遮断器システムの概略的な上面図である。 列車車両に設置された別の高電圧回路遮断器システムの概略的な側面図である。 モジュール式の高電圧回路遮断器システムを構成するために使用することができる様々な構成要素を示す図である。 モジュール式の高電圧回路遮断器システムを構成するために使用することができる様々な構成要素を示す図である。 モジュール式の高電圧回路遮断器システムを構成するために使用することができる様々な構成要素を示す図である。 モジュール式の高電圧回路遮断器システムを構成するために使用することができる様々な構成要素を示す図である。 モジュール式の高電圧回路遮断器システムを構成するために使用することができる様々な構成要素を示す図である。 モジュール式の高電圧回路遮断器システムを構成するために使用することができる様々な構成要素を示す図である。 図７Ａおよび図７Ｂに示すモジュール式の高電圧回路遮断器システムの一部の上面図である。 図７Ａおよび図７Ｂに示すモジュール式の高電圧回路遮断器システムの一部の側面図である。

本発明の図示の実施形態について、図面を参照して説明する。これらの図面では、同様の要素および構造は、同様の参照番号で示されている。

図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、封入された真空インタラプタモジュール１０の断面の上面図および側面図の例がそれぞれ示されている。このモジュールは、鉄道向けの高電圧回路遮断器の一部として使用することができる。モジュール１０は、真空インタラプタハウジング１２を含み、ハウジング１２は、ハウジング１２内に面１４Ａおよび１４Ｂを有する２つの電気コンタクトを組み込む。本明細書では、「真空インタラプタハウジング」という表現は、「真空インタラプタボトル」という表現と交換可能であると理解される。面１４Ａを有するコンタクトは、面１４Ｂを有するコンタクトに対して可動であり、２つの電気コンタクトが係合および係合解除して高電圧接続を形成および遮断することを可能にする。図１Ａおよび図１Ｂでは、面１４Ａおよび１４Ｂを有するコンタクトは係合解除されている。

真空インタラプタモジュールの効率的な使用のために、真空インタラプタハウジング内のガスの圧力は通常、高真空範囲または超高真空範囲内である。図１Ａおよび図１Ｂでは、ボトル１２は、セラミック区間１２Ａと、真空ボトルの導電エンドキャップ１２Ｂおよび１２Ｃとを含むことから、従来のものである。また、ボトル１２は、面１４Ａを有する可動コンタクトに対する真空気密封止を提供するために、ベローズ１８を含む。ベローズは、ベローズフランジ１８Ａを含み、導電性材料から形成することができる。

本発明の真空インタラプタモジュールが、本発明の駆動モジュールなどの追加の部分と組み立てられて回路遮断器を形成するとき、可動コンタクトは、駆動部材と結合される。真空インタラプタモジュール１０内の可動コンタクトは、可動コンタクトステム１５Ａを有し、可動コンタクトステム１５Ａによって結合を形成することができる。したがって、電気コンタクト面１４Ａは、可動コンタクトの第１の端部に位置し、可動コンタクトステム１５Ａは、可動コンタクトの第２の端部へ突出する。可動コンタクトステム１５Ａは、真空ボトル１２から突出する。

さらに、真空インタラプタモジュール１０は、可動コンタクトステム１５Ａと駆動部材との機械的結合および接続ブロック１７Ａへの電気接続のために、摺動コンタクト部材１６を含み、コンタクト部材１６は、接続ブロック１７Ａに摺動可能に取り付けられる。可動コンタクトステム１５Ａは、ベローズ１８内へ挿入され、ベローズ１８を通って突出する。アセンブリとベローズとの間の接続は、真空気密である。また、摺動コンタクト部材１６は、ねじ山または他の適した手段によって、可動コンタクトステム１５Ａに堅く取り付けられる。摺動コンタクト部材１６は、金属から形成される。接続ブロック１７Ａは、典型的には、導電性材料の１つまたは複数の部分から形成することができる円筒形の構成要素であり、金属から形成することができる。接続ブロックとコンタクト部材との間の摺動可能な取付けは、リブおよびスロットによって実現することができる。

接続ブロック１７Ａは、駆動モジュールの駆動モジュールハウジング、たとえば図２Ａに示す駆動モジュール２６０の駆動モジュールハウジング２６２または図３に示す駆動モジュール３６０の駆動モジュールハウジング３６２と、機械的に係合するような形状である。たとえば、接続ブロックキャビティフランジ１７Ｆは、駆動モジュールハウジング２６２または３６２（図２Ａおよび図３参照）のおねじ２６３ＡＴまたは３６３ＡＴと係合するように設計されためねじ１７Ｔを有することができる。

真空インタラプタモジュール１０内には、電気コンタクト面１４Ａと接続ブロック１７Ａとの間に少なくとも１つの電気経路が位置する。これは、概して、摺動部材１６およびアセンブリ１５Ａおよび摺動部材１６を介する。別の例では、電気経路は、アセンブリ１５Ａの一部およびベローズ１８の一部を含むことができる。この経路の抵抗は、電流によってベローズを損傷しないように選択されるべきである。したがって、好ましい構成では、電流のほとんどまたはすべて、たとえば８０％を超える電流が、摺動部材を通過する。

この例によれば、真空インタラプタモジュール１０は、それぞれ接続ブロック１７Ａ内へねじ込まれてナット２２Ａおよび２２Ｅによって定位置に保持される頭なし導電ねじ２１Ａおよび２１Ｅをさらに含み、またはそうでなければ、ねじ山に沿って適した位置に六角フラットを組み込む一体の構成要素から構成することができる。ねじ２１Ａおよび２１Ｅは、それぞれ突出部分２３Ａおよび２３Ｅを有し、接続スタッドを呈する。したがって、面１４Ａを有する電気コンタクトに、外部デバイスを電気的に結合することができる。

面１４Ｂを有する静止した電気コンタクトは、真空ボトル１２によって定位置に保持される固定コンタクトステム１５Ｂを有する。固定コンタクトステム１５Ｂと真空ボトル１２との接続は、真空気密である。面１４Ｂを有する電気コンタクトは、遮蔽ケーブルなどの外側コネクタへの接続を容易にするために、真空ハウジング１２の外側のコンタクト、この例では頭なし導電ねじ２１Ｃに電気的に結合される。

ねじ２１Ｃは、導電ブロック１７Ｂを通ってねじ込まれて、このブロック内でナット２２Ｃによって固定される。このブロックは、それぞれナット２２Ｂおよび２２Ｄによって定位置に保持されたさらに２つの導電ねじ２１Ｂおよび２１Ｄを収容する。しかし、コンタクト面１４Ａおよび１４Ｂは、係合されていないとき、真空によって互いに絶縁され、また真空ボトルまたは真空インタラプタハウジングの他の部分に対する材料の選択によって互いに絶縁される。

真空インタラプタモジュール１０は、構造絶縁円筒２４をさらに含む。円筒２４は、ＧＲＰ（ガラス繊維強化ポリマー）から形成することができる。円筒２４と、真空インタラプタハウジング１２と、コンタクトブロック１７Ａおよび１７Ｂとの間の空間は、誘電フィラー２５で充填されており、好ましくは誘電フィラー２５には空隙がない。

さらに、図１Ａおよび図１Ｂの真空インタラプタモジュール１０は、封入部２０を含む。封入部は、絶縁層２８と、導電層２９と、面１４Ａおよび１４Ｂを有するコンタクトへの電気接続を可能にする少なくとも２つの開口またはポートとを有し、５つの開口２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、および２６Ｅが示されている。また、封入部２０は、回路遮断器の駆動モジュールを少なくとも一部受け取る開口２２を有する。この例では、開口は、構造絶縁円筒２４およびコンタクトブロック１７Ａから突出する封入区分２０Ａによって形成される。導電層２９は、絶縁層２８に対して外側の層である。さらに、封入部は、任意選択の部分として、応力制御層２７Ａおよび２７Ｂを含む。封入部は、主としてゴムから形成することができる。

封入部により、真空インタラプタモジュール１０は、真空インタラプタモジュールおよび回路遮断器の外面を高電圧電界から遮蔽（すなわち、シールド）することに寄与することができる。また、駆動モジュールなどの回路遮断器の他の部分も、遮蔽に寄与することができる。遮蔽は、完全なものとすることができ、この場合、回路遮断器のあらゆる高電圧導電部分から回路遮断器の外側へのあらゆる経路が、絶縁区分および遮蔽区分を含む。

真空インタラプタモジュールは、異なる数の開口を含むことができる。特に、この数は、２以上とすることができる。開口は、たとえば、「Ｔ」字状またはまっすぐな形状の高電圧ブッシングおよび／または分離可能な遮蔽コネクタを受け取ることができる。開口は、好都合には、接続ブロックに対応する位置に形成することができる。開口は、回路遮断器の特有の位置決めを容易にするために、真空インタラプタモジュールの周りに分散させることができる。たとえば、真空インタラプタモジュール１０内で、開口２６Ｃは軸方向に位置する。そのような開口は、好都合には、回路遮断器が水平に位置決めされる場合に使用することができる。また、真空インタラプタモジュールは、回路遮断器を取り付けるために使用することができるモジュールの細長い側面上に、たとえば防振台上に水平に、開口なしで形成することができる。未使用の開口は、終端プラグ内のねじによって閉じることができ、終端プラグには、開口の空隙を充填し、電気絶縁性を提供し、導電性を有しまたは導電スクリーンを有するカバーが装着される。そのようなカバーは、未使用の開口上の回路遮断器スクリーンの連続性を確実にする。

封入部の絶縁層は、たとえば、シリコーンゴムから形成することができる。導電層は、たとえば、シリコーン導電コーティング、または絶縁層への永続的な接合を形成する他の導電ポリマーもしくは物質とすることができる。前述したように、封入部は、電気応力制御のために１つまたは複数の導電または半導電層を内側に有する区分を含むことができる。たとえば、図１Ａで、封入部２０の区分２０Ａは、その一部に応力制御層２７Ａを含む。そのような層は、たとえば、誘電率の高い材料または非直線性の酸化亜鉛で被覆された層を有する応力制御材から形成することができる。封入部は、構造絶縁円筒２４など、真空インタラプタモジュールの内側部分に接合されたオーバーモールドとすることができる。封入部は、単体として形成することができ、またはいくつかの部品から構成することができる。図１Ａでは、封入部は、２つの部品から構成され、封入部の部品２０Ａおよび２０Ｂ間に境界面２０Ｃが位置する。そのような境界面は、使用される場合、誘電グリスを含むことができる。

図２Ａを参照すると、駆動モジュールハウジング２６２および駆動部材２６４を含む駆動モジュール２６０の断面の側面図の一例が示されている。図２Ｂは、この駆動部材を別個に示す。駆動部材２６４の部分２６４Ｂは、駆動部材のうち駆動部材部分２６４Ｂの端部に隣接する部分を互いに電気的に絶縁する。駆動部材ハウジングは、駆動部材の一部、たとえば駆動部材のうちその端部を除く部分を、周囲の空気から絶縁する。図２Ａでは、周囲の空気から絶縁された駆動部材部分は、電気絶縁部分全体、すなわち部分２６４Ｂを含み、そのような構成は好ましいが、必要とされるわけではない。駆動部材は、棒材とすることができ、円形または矩形などの様々な断面を有することができる。電気絶縁駆動部材部分は、たとえば、ＧＲＰまたはガラス繊維入りナイロンから形成することができる。

駆動モジュール２６０は、少なくとも駆動部材２６４が面１４Ａを有する電気コンタクトと機械的に結合可能であるという意味で、図１Ａおよび図１Ｂに示す真空インタラプタモジュール１０に整合する。この例では、結合は、可動コンタクトステム１５Ａを含む。また、この例では、駆動モジュール２６０の駆動部材２６４と面１４Ａを有する電気コンタクトとの間の結合は、真空インタラプタモジュールの摺動コンタクト部材１６を含む。駆動部材２６４は、端部部分２６４Ａを含み、端部部分２６４Ａは、この例では、円筒形の突起２６４Ｐを含む。この端部部分は、摺動コンタクト部材１６と係合する。駆動部材は、ねじ山を使用して摺動コンタクト部材に取り付けることができる。この例では、駆動部材の円筒形の突起２６４Ｐは、ねじ山２６４Ｔを有し、ねじ山２６４Ｔは、摺動コンタクト部材１６内のねじ山に整合する。駆動部材の端部部分および摺動コンタクト部材は、異なる整合形状を有することができ、たとえば、摺動コンタクト部材は、駆動部材との境界面に、円筒形のキャビティの代わりに突起を有することができ、駆動部材は、この突起に取付け可能なキャビティを有することができる。また、多層技法を使用することもできる。

図２Ａの例では、駆動モジュールハウジング２６２は、電気絶縁材料を駆動モジュールハウジング内へ導入して押し出す封止可能なグランド２６８を含む。駆動モジュールは、均一の圧力および軽微な浸出補充を維持するために、外部のリザーバまたは圧力容器に接続することができる。別法として、駆動モジュールハウジングは、そのようなチャネルを含まなくてもよい。いずれにせよ、駆動部材部分２６４Ｂは、回路遮断器が使用されるとき、誘電体の液体またはゲルなどの絶縁流体２６６内へ浸漬することができる。たとえば、駆動部材部分２６４Ｂは、シリコーン油内へ浸漬することができる。駆動部材は、ハウジングからの絶縁材料の漏れまたは外側からのその汚染を防止するために、駆動モジュールハウジングに封止可能に取り付けることができる。図２Ａおよび図２Ｂの例では、駆動部材２６４は、ピストン封止材２７１Ａおよび２７１Ｂを含む。そのような封止材は、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成することができる。

駆動モジュールハウジングは、真空インタラプタモジュール、特に可動の電気コンタクトとは異なる部分に係合しまたは取り付けられるような形状とすることができる。図２Ａでは、駆動モジュールハウジング２６２は、接続ブロック１７Ａ（図１Ａ参照）と係合するために、フランジ２６３ＡＦを含む。取付けは、たとえば、ねじ山を使用することができる。フランジ２６３ＡＦは、前述したように、ねじ山２６３ＡＴを有する。また、駆動モジュールハウジングは、封入部がそのモジュール内へ含まれる場合、真空インタラプタモジュールの封入部に嵌合する形状をとることができる。

図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、および図２Ｂの例と同様にねじ山を使用することで、駆動モジュールハウジング２６２を真空インタラプタモジュール１０内の開口２２内へ挿入し、ねじ山２６３ＡＴがねじ山１７Ｔ内へ係合するように回転させることができる。駆動部材２６４は、ねじ山２６４Ｔが摺動コンタクト部材１６内のねじ山内へ係合するように、独立して回転させることができる。そのような構成では、十分な強度の機械的結合および正しい調整を得ることが可能である。

駆動モジュールハウジングは、いくつかの部分からなる構成とすることができる。たとえば、駆動モジュールハウジング２６２は、ハウジング本体２２４と、フランジ２６３ＡＦを有する第１の端部金具２６３Ａと、第２の端部金具２６３Ｂと、導電層２６７とを含む。ハウジング本体は、ハウジングの端部を互いに電気的に絶縁する。また、ハウジング本体は、駆動部材の端部を互いに電気的に絶縁することができる。ハウジング本体は、たとえば、エルタライトなどのプラスチックから形成することができる。別法として、ハウジング本体は、別の剛性の絶縁材料から形成することができる。端部金具は、導電性材料、たとえば金属から形成される。金具のそのような構成は、回路遮断器の高電圧部分の周りに遮蔽を構築するのに役立つことができる。端部金具は、たとえば、ハウジング本体２２４に接合、圧着、またはねじ締めすることができる。また、導電層２６７は、回路遮断器の高電圧部分の周りの遮蔽に寄与する。

駆動部材内では、電気絶縁部分に隣接する部分はまた、導電性を有することができる。そのような構成は、回路遮断器の高電圧部分の周りに遮蔽を構築するのに役立つことができる。図２Ａおよび図２Ｂでは、駆動部材２６４は、前述したような端部部分２６４Ａと、端部部分２６４Ｃとを有する。また、駆動部材２６４は、ピストン封止材２７１Ａおよび２７１Ｂを有する。端部部分２６４Ａおよび２５４Ｃはまた、駆動部材の端部金具と呼ぶことができる。端部部分２６４Ａおよび２５４Ｃは、円形とすることができ、金属から形成することができる。

駆動部材は、アクチュエータに結合される。端部金具２６４Ｃは、そのような結合に対する形状とすることができ、たとえば、特に円筒形の形状の突起またはキャビティと、ねじ山とを有することができる。

図２Ａでは、電気絶縁駆動部材は、駆動モジュールハウジングに対してその最も右の位置にある。駆動部材２６４がそのような位置にあり、駆動モジュール２６０および真空インタラプタモジュール１０がつなぎ合わされて高電圧回路遮断器を形成するとき、電気コンタクト面１４Ａは、電気コンタクト面１４Ｂと係合される（図４Ｂも参照されたい）。駆動部材６４は、最も左の位置へ動かすことができ、この場合、端部金具２６４Ｃは、破線２６５Ｂに到達する。当然ながら、駆動部材の他の部分も動く。駆動部材の金具２６４Ａの左側の縁部および絶縁部分２６４Ｂの右側の縁部は、破線２６５Ａに到達する。駆動部材２６４がそのような位置を得たとき、電気コンタクト面１４Ａおよび１４Ｂは係合解除される（図４Ａも参照されたい）。

駆動モジュール２６０および真空インタラプタモジュールがつなぎ合わされて回路遮断器を形成し、真空インタラプタモジュールが封入部を有するとき、封入部は、駆動モジュールのさらなる端部、たとえば図２Ａの端部金具２６３Ｂなどの遮蔽金具まで延びなくてよい。これにより、導電層２６７が遮蔽になす寄与が増大されるはずである。導電層は、半導電性の「アーススクリーン」塗料層とすることができる。駆動モジュールハウジングと封入部との間の境界面には、耐トラッキング性の電気封止を提供するために、グリスを塗ることができる。

絶縁駆動モジュールは、保守なしで２５０，０００サイクルを超えて動作するように設計することができる。これは、２５ｋＶのレールの高電圧絶縁要件に合うように、２００ｋＶ以上の基礎絶縁レベル（ＢＩＬ）定格を有することができる。これは、真空インタラプタモジュールおよびアクチュエータとの機械的接続が選択されるため、交換可能とすることができる。

図３を参照すると、高電圧回路遮断器に対する別の駆動モジュール３６０の断面の一例が示されている。駆動モジュール３６０はまた、真空インタラプタモジュール１０と結合可能である。駆動モジュール３６０は、駆動モジュールハウジング３６２および電気絶縁駆動部材３６４を含む。駆動モジュールハウジング３６２は、図２Ａのフランジ２６３ＡＦに類似しているフランジ３６３ＡＦを含む。また、駆動モジュールハウジング３６２は、図２Ａの突起２６４Ｐに類似している突起３６４Ｐを含む。さらに、ねじ山３６３ＡＴおよび３６４Ｔは、それぞれ図２Ａのねじ山２６３ＡＴおよび２６４Ｔに類似している。したがって、駆動モジュール３６０は、真空インタラプタモジュール１０と結合することができる。

駆動部材３６４は、部分３６４Ａ、３６４Ｂ、および３６４Ｃを含むと見なすことができる。駆動部材部分３６４Ｂは、部分３６４Ａおよび３６４Ｃを互いに電気的に絶縁する。また、駆動部材の一部、特に絶縁部分３６４Ｂから構成される部分、端部部分３６４Ａの区間３６４ＡＦ、および端部部分３６４Ｃの区間３６４ＣＦは、周囲の空気から絶縁される。この目的で、駆動モジュールハウジング３６２は、区間３６４ＡＦおよび３６４ＣＦにしっかりと取り付けられたベローズ３７１Ａおよび３７１Ｂを含む。ベローズは、ステンレス鋼から形成することができる。駆動部材３６４は、その最も左の位置へ動くとき、図５にあるように、その部分３６４Ａの厚い区間によって破線３６５Ａに到達し、その部分３６４Ｃによって破線３６５Ｂに到達する。絶縁部分３６４Ｂならびに区間３６４ＡＦおよび３６４ＣＦは、破線３６５Ｂの方向に同じ距離だけ動く。

駆動部材３６４のうち周囲の空気から絶縁された部分は、ガスなどの絶縁材料３６６内へ浸漬することができ、または真空インタラプタモジュール内の真空とは異なる真空によって取り囲むことができる。ガスは、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）とすることができる。ガスは、大気圧を超える圧力下に置くことができる。駆動モジュールハウジング内の真空は、真空インタラプタモジュール内の真空より高い圧力のガスを有することができる（すなわち、駆動モジュール内の真空レベルは、真空インタラプタモジュール内の真空レベルより高くすることができる）。

さらに、駆動モジュールハウジング３６２は、絶縁体３２４を含み、絶縁体３２４は、セラミックとすることができる。また、駆動モジュールハウジング３６２は、キャップ３２２Ａおよび３２２Ｂを含み、キャップ３２２Ａおよび３２２Ｂは、導電性を有することができ、たとえば金属から形成することができる。駆動モジュールハウジング３６２は、好ましくは空隙のない絶縁性または誘電フィラー３２５と、電気絶縁管材３３４と、棒材、すなわち駆動部材３６４に対する案内カラー３６８および３６９とをさらに含む。端部金具３６３Ａおよび３６３Ｂは、端部金具２６３Ａおよび２６３Ｂとは形状が異なるが、同様に導電性を有することができ、たとえば金属から形成することができる。層２６７に類似している導電層を、端部金具３６３Ｂ付近で管材３３４に追加することができる。

図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、鉄道向けの高電圧回路遮断器４００の側面図が示されている。回路遮断器４００は、駆動モジュール２６０と係合された真空インタラプタモジュール１０と、電気コンタクト１４Ａおよび１４Ｂを係合または係合解除するように駆動モジュールの駆動部材と結合されたアクチュエータ４９０とを含む。図４Ａでは、コンタクトは係合解除されている。図４Ｂでは、これらのコンタクトは係合されている。

この例では、アクチュエータは、ケーシング４９４内に保持されるコンタクト圧力ばね４９２を介して駆動部材と結合される。アクチュエータは、本体４９９およびシャフト４８９を有する。本体は、駆動モジュールのハウジングに対して固定の位置にある。この位置は、ねじまたはボルト４９７Ａおよび４９７Ｂによって駆動モジュールハウジングに取り付けられた保持ブラケット４９６によって維持される。アクチュエータは、シャフトの位置を決定する位置センサを含むことができる。アクチュエータは、制御信号を受け取るソケットを含むことができる。

回路遮断器は、ベースプレート４９８などのベースプレート上に取り付けることができる。回路遮断器は、防振台によって列車車両に取り付けることができる。

図５を参照すると、駆動モジュール３６０と係合された真空インタラプタモジュール１０を含む高電圧回路遮断器５００が示されている。電気コンタクト１４Ａおよび１４Ｂは、同様に係合されている。

図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃを参照すると、保護ケースが装着された回路遮断器の回路遮断器６００の外部の上面図、側面図、および正面図が示されている。回路遮断器６００は、列車車両の屋根上に、または屋根から離して、または空力カバーの下に、水平に取り付けることができる。好ましくは、回路遮断器の高さは、１９０ｍｍ以下とし、開口のない区域内の幅は１８５ｍｍ以下とし、開口のある区域内の幅は２６０ｍｍ以下とすることができる。さらに、回路遮断器の長さは、好ましくは、９８０ｍｍ以下とすることができる。回路遮断器内の遮蔽は、アースまたは接地され、回路遮断器は、アース構造に接触することができる。

真空インタラプタモジュール、駆動モジュール、およびアクチュエータなどの回路遮断器部分は機械的に結合され、回路遮断器は、ワイアおよび／または無線で制御ユニットに接続することができる。ワイア接続が使用される場合、回路遮断器は、アクチュエータを制御ユニットに接続するためのコネクタとのソケットまたはワイアを含む。制御ユニットは、可動コンタクトを係合または係合解除するようにアクチュエータに指示する。したがって、この技法は、たとえば上記の構成の１つの回路遮断器と制御ユニットとを含む高電圧回路遮断器システムを提供する。制御ユニットは、列車からの信号を、可動コンタクトを係合または係合解除するようにアクチュエータを制御する信号に適合させる。

図７Ａを参照すると、回路遮断器システム７５０Ａが概略的に示されており、回路遮断器システム７５０Ａは、回路遮断器７００と、真空インタラプタモジュール内の電気コンタクトを係合または係合解除するように回路遮断器のアクチュエータに指示する制御ユニット７１０とを含む。

また、図７Ａは、列車車両の屋根７９０上に回路遮断器を配置することができ、列車車両の屋根の下に制御ユニット７１０を配置することができることを示す。この例では、制御ユニットは、回路遮断器制御接続７１２を介して回路遮断器へ制御信号を送る。制御ユニット７１０は、列車制御接続７１４を介して列車からの信号を受け取る。さらに、図７Ａは、回路遮断器が屋根上に位置決めされたとき、回路遮断器を水平に向けることができることを示す。

さらに、図７Ａは、この例ではアーススイッチ７４０を介して、回路遮断器がパンタグラフ７３０に接続されることを概略的に示す。アーススイッチおよびパンタグラフは、回路遮断器システムの一部と見なすことができる。

回路遮断器からの高電圧は、遮蔽高電圧ケーブル７８４を通って床下主変圧器７６０へ伝送することができる。また、この高電圧は、車両間ジャンパ７７０を介して別の車両へ伝送することができる。

パンタグラフおよびアーススイッチからの保護されていない接続が終わる高さが、高さＨとして示されている。この高さは、隙間によって可能になるアース構造の最小距離より小さくすることはできない。回路遮断器７００は、ケーブル終端ブッシング７０６を含むブッシングアセンブリ７０１を介して、アーススイッチ７４０に接続される。ブッシングアセンブリは、好ましくは、剛性の終端ブッシングアセンブリである。

選択肢として、回路遮断器は、破線７８０により概略的に示されているカバーによって保護することができる。カバーは、回路遮断器システムの空気抵抗を減少させる空力カバーとすることができる。追加または別法として、カバーは、機械的保護として働くことができる。たとえば、カバーは、遮蔽ケーブル７８４のうち列車車両の屋根上に配置される部分を保護することができる。追加または別法として、カバーは、汚染、日光、または雨などによって引き起こされる環境の影響から回路遮断器を保護することができる。

図７Ｂを参照すると、回路遮断器システム７５０Ａの上面図が示されている（しかし、上述したすべての部分が見えるわけではなく、たとえば制御ユニット７１０は図７Ｂに図示されていない）。図７Ｂでは、システム７５０Ａが、電流変換器８９３Ａ、８９３Ｂ、および８９３Ｃ、遮蔽避雷器８９０Ａおよび８９０Ｂ、ならびに遮蔽電圧変換器またはプローブ８９５Ａおよび８９５Ｂをさらに含むことが分かる。電流変換器８９３Ａは、回路遮断器７００を通る全電流を測定するのに有用である。電流変換器８９３Ｂおよび８９３Ｃは、異なる回路分岐内へ流れる電流を測定するのに有用である。特に、電流変換器８９３Ｂは、車両間ジャンパ７７０を流れる電流を測定するのに有用であり、電流変換器８９３Ｃは、床下主変圧器７６０へ流れる電流を測定するのに有用である。そのような分岐は、２段重ねのケーブル終端８０３によって配置される（当然ながら、回路遮断器内の異なる開口で他の分岐が始まることもできる）。２段重ねのケーブル終端は、２つの分離可能なケーブル遮蔽コネクタから構成することができる。回路遮断器システム内で使用することができるこれらの要素のさらなる拡大図は、図８Ａ〜８Ｅに示されている。

図７Ｃを参照すると、回路遮断器システムの複数の部分を列車車両内にどのように分散させることができるかに関するさらに２つの例が概略的に示されている。システム７５０Ｂは、それぞれ遮蔽ケーブル７８４Ａおよび７８４Ｂを介して床下主変圧器７６０に接続された２つの回路遮断器７００Ａおよび７００Ｂを含む。

図７Ｃの回路遮断器７００Ａおよび制御ユニット７１０Ａの位置から、回路遮断器およびそれに関連する制御ユニットはどちらも、列車車両の屋根上に配置することができることが分かる。選択肢として、これらは、カバー７８２の下に配置することができ、または屋根が湾曲している場合は屋根の外殻線の下に配置することができる。

また、回路遮断器７００Ｂおよび制御ユニット７１０Ｂの位置から、回路遮断器およびそれに関連する制御ユニットはどちらも、列車車両の屋根の下に配置することができることが分かる。回路遮断器および制御ユニットは、部屋７２２などの同じ部屋内に配置することができる。回路遮断器は、屋根ブッシング７１６および遮蔽ケーブル７８４Ｃを介してパンタグラフに接続することができる。パンタグラフへの回路遮断器の接続は、アーススイッチを含まなくてよい。回路遮断器は、垂直に向けることができる。部屋は、回路遮断器を電磁遮蔽する必要はなく、すなわち誘電体の壁を有することができる。回路遮断器からそのような壁までの距離は、高さＨより小さくすることができ、さらにはゼロにすることができる。

図６Ａ〜６Ｃを参照して上記で論じた回路遮断器の幾何学的パラメータに基づいて、回路遮断器を配置することができる部屋の最も大きい寸法Ｄ１は、１２０センチメートル未満とすることができることを推定することができる。第２の最も大きい寸法は、１００、５０、またはさらに３５センチメートル未満とすることができる。第３の最も大きい寸法Ｄ３は、８０、４０、またはさらに２０センチメートル未満とすることができる。最も小さい寸法は、組み合わせて実現することができる。

また、回路遮断器システムは、たとえば本明細書に記載の高電圧回路遮断器と、たとえば安全アーススイッチへの接続のためのアースデバイス、避雷器、変流器、電流変換器、電圧変換器、ブッシングアセンブリの少なくとも１つとから形成することができる。

図８Ａ〜８Ｆを参照すると、システム７５０Ａまたは７５０Ｂなどの回路遮断器システム内で使用することができるいくつかのデバイスおよび構成要素が示されている。

図８Ａには、高電圧ケーブル終端８０２が示されている。この終端はまた、分離可能なケーブル遮蔽コネクタと呼ぶことができる。この終端の端部８０２Ａは、回路遮断器の１つまたは複数の開口に整合する。この電圧ケーブル終端は、ＲＳＴＩ−ＣＣ−６８モデルとすることができる。

図８Ｂには、２段重ねの高電圧ケーブル終端８０３が示されている。この電圧ケーブル終端は、ＲＳＴＩ−ＣＣ−６８モデルとすることができる。

図８Ｃには、遮蔽避雷器８９０が示されている。避雷器のアースリード８９２は接地される。避雷器８９０は、避雷器８９０Ａおよび８９０Ｂと同様に引き込まれており（図７Ｂ参照）、これらの避雷器は、同じモデルであっても、異なるモデルであってもよい。たとえば、これらの避雷器は、ＲＳＴＩ−ＳＡ−１０モデルとすることができる。

図８Ｄには、剛性の終端ブッシングアセンブリ８０１が示されている。このアセンブリは、ＲＳＴＩ−ＣＣ−６８モデルとすることができる。

図８Ｅには、電流変換器８９３の側面図および上面図が示されている。電流変換器８９３は、電流変換器８９３Ａ、８９３Ｂ、および８９３Ｃと同様に引き込まれているが（図７Ｂ参照）、これらの電流変換器は、異なる電流を測定するために使用することができるため、異なるものとすることができる。

図８Ｆでは、遮蔽電圧変換器またはプローブ８９５が示されている。電圧変換器８９５は、遮蔽電圧プローブ８９５Ａおよび８９５Ｂと同様に引き込まれているが、これらの電圧プローブ（図７Ｂ参照）は、異なる電圧を測定するために使用されるため、異なるものとすることができる。

図９Ａおよび図９Ｂを参照すると、図７Ａおよび図７Ｂに示す回路遮断器システム７５０Ａの一部の上面図および側面図が示されている（図９Ａおよび図９Ｂは、たとえば制御ユニット７１０を図示しない）。回路遮断器７００は、５つの開口をその側面に有する。回路遮断器７００は、その頂部の細長い部分および底部の細長い部分には開口を有していない。回路遮断器７００は、堅いシェル７１１内に包装される（そのような要素は「保護ケース」とも呼ばれる。回路遮断器６００および図６を参照されたい）。

さらに、以下は、上述した部分に関するものと留意されたい。制御ユニットは、制御ユニットを列車の電源に接続するソケットを含むことができる。追加または別法として、制御ユニットは、それ自体の電源、たとえば電池および／または太陽電池発電器に接続することができる。

制御ユニットを有する回路遮断器システムでは、２つ以上の電気コンタクトのいずれかを流れる電流を測定する電流変換器（もしくはプローブ）、および／または２つ以上の電気コンタクト間の電圧バイアスを測定する電圧変換器（もしくはプローブ）を、有益に使用することができる。たとえば、制御ユニットは、測定結果を処理して、真空インタラプタハウジング内の真空損失および／またはトリッピング状態を検出することができる。回路遮断器システムは、高電圧プローブを制御する電子ユニットを含むことができる。

場合によって、電圧および／または電流プローブは、制御ユニットに接続する必要はない。たとえば、これらのデバイスは、エネルギーの計測に使用することができ、エネルギーの計測は、制御ユニットによって行われるだけでなく、エネルギー計測器によっても同様に行うことができる。また、測定の結果は、ログ記録することができる。そのようなデータは、サービス履歴、状態の監視、および障害の分析に使用することができる。

また、電圧プローブは、列車システムの制御（安全インターロック）、および／または障害のある回路遮断器の検出、および／または電圧サイクルに対する回路遮断器動作の精密な時間調整、および／または新しい列車試験中の高調波電圧の監視のための信号を提供するために使用することができる。電圧プローブ信号は、回路遮断器制御ユニットに送られたとき、たとえば、電力損失または制御車両障害に反応して、真空インタラプタモジュール内の可動コンタクトを係合解除するために使用することができる。

上述した回路遮断器、真空インタラプタモジュール、および駆動モジュールは、以下の理由のために有利になることができる。従来の高ＡＣ電圧の鉄道回路遮断器は、真空内のコンタクトを動かすための駆動棒材を有するが、そのような棒材の長さは、たとえば空気中の表面移動経路長さ要件のために大きい。しかし、そのような長さを有していても、従来の棒材は、空気湿度からの表面結露のため、電気フラッシュオーバーを受けやすい。さらに、本発明によれば、従来の棒材にはそのような電気フラッシュオーバーのリスクが存在するが、周囲の空気への棒材の露出をなくすことによって、デバイスの耐久性の増大が実質的に可能になる。また、従来の棒材の長さは比較的大きいが、棒材をより短くすることによって、回路遮断器のサイズを減少させることが可能になる。電気絶縁駆動部材は、それ自体のハウジング内に配置されるが、そのようなハウジングは、ある程度の空間を要し、概して回路遮断器のサイズを増大させるはずである。しかし、本技法によれば、ハウジングの追加のためのデバイスのサイズの増大は、棒材、すなわち駆動部材のサイズの低減によって十分に補償することができる。したがって、駆動部材は、３０センチメートルより短くすることができる。たとえば、駆動部材は、２０センチメートルより短くすることができる。

耐久性が改善され、回路遮断器の保守がより簡単になることで、鉄道の開発における傾向のため、実質的な利点が得られる。新しい線路および分岐の構造、高ＡＣ電圧のより広範な使用、ならびに概して列車の高速化およびより頻繁な使用などの要因は、回路遮断器が機能しなければならないサイクルの数に対して新しい要求を課す。

また、封入部は、真空インタラプタモジュールに接合することができ、駆動モジュールに接合されなくてもよく、または少なくとも駆動モジュールの一部に成形されなくてもよいため、棒材がより短く形成されたときに機械的障害のリスクを減少させることができる。実際には、棒材がより短く形成されたが、周囲の空気からの保護が実現されない場合、回路遮断器の部品は、低減された耐電圧能力を一部補償するために、より高い剛性を有する必要があるはずである。しかし、これにより、特にゴム部分が存在する場合、疲労または切断／剥離障害のリスクが増大するはずである。また、そのような障害のリスクは、車両機器、特に高速列車の場合により高くなる。

しかし、オーバーモールドプロセス前に電気絶縁駆動部材を有する駆動モジュールが真空インタラプタモジュールに取り付けられる構成も可能である。この場合、封入部は、駆動モジュールに恒久的に接合され、駆動モジュールは交換可能でないが、従来の棒材アセンブリに比べてそれほど空間を要しない。

いずれにせよ、封入部により、アース構造から回路遮断器までの最小の距離を減少させることが可能になる。言い換えれば、列車の屋根またはキャビネットの壁もしくはドアなどのアース構造、あるいは空力カバーに対する電気空間距離要件を引き上げることができる。回路遮断器を屋根から離して配置することで、機械的および環境的な外部の影響からのデバイスの保護が改善されるため、デバイスの耐久性をさらに増大させるのに役立つ。

回路遮断器をより小さくし、電気空間距離要件を引き上げることで、回路遮断器の配置に必要とされる空間の寸法、特に高さを減少させることが可能になる。この達成可能な低減は、鉄道開発における特定の傾向のため、特に著しい利点をもたらす。たとえば、この達成可能な低減により、回路遮断器を列車車両の内側、特に現況技術の高速列車車両のさらに小さい部屋内、または列車屋根上で回路遮断器に装着された空力カバーの下および／もしくは水平に、配置することが可能になる。

したがって、この達成可能な低減により、高温、寒い気候、高い湿度、または高い空気汚染区域を通る列車経路上で使用するために列車車両を構築または適合することが可能になる。さらに、そのような列車車両は、より隙間の狭いトンネルを通って、またはより隙間の狭いブリッジの下に、経路指定することができる。また、２階建ての列車の構築は、回路遮断器を配置するために必要とされる空間がより小さくなるときに容易になる。

したがって、言い換えれば、本発明は、小型の回路遮断器および関連する接続システムを提供し、すべての高電圧構成要素は、絶縁内に完全に封入され、接地することができるスクリーンによって密閉される。これは、露出された高電圧表面または外部の電界が存在せず、それにより、従来の列車の回路遮断器が必要とする大きい電気空間距離を必要とすることなく、列車車両構造の中または下での安全な設置が可能になり、したがってあらゆる密閉キャビネット、ケース、またはカバーのサイズおよび重量の相当な低減が実現されることを意味する。

また、本発明は、電気絶縁特性が汚染、降水、または空気圧力によって影響されず、したがって保守を必要とすることなく極限状態で動作することができる、完全に封入されたシステムを提供する。

本明細書に記載の技法による回路遮断器システムを含む列車車両（広い意味で、たとえば機関車を含む）はまた、本発明によって可能になると見なされることに留意されたい。特に、列車車両は、屋根から離れた位置にある回路遮断器を含むことができ、もしくはカバーで保護することができ、かつ／または水平に取り付けられる。列車車両は、回路遮断器システムに接続されたパンタグラフを含むことができる。

また、回路遮断器を含み、回路遮断器とアースされた構成要素との間の最小の距離が現在の空間距離より小さい列車車両も、本技法に関係すると見なされる。

本発明について、本発明によって構築される物理的な実施形態に対して説明したが、上記の教示に照らして、添付の特許請求の範囲の範囲で、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の様々な修正、変形、および改善を加えることができることが、当業者には明らかであろう。

さらに、当業者には知られていると考えられるこれらの領域については、本明細書に記載する本発明を必ずしも曖昧にしないように、本明細書に記載していない。したがって、本発明は、特有の図示の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によっても限定されることを理解されたい。

１０ 封入された真空インタラプタモジュール
１２ 真空インタラプタハウジング（真空インタラプタボトル）
１２Ａ 真空インタラプタハウジングのセラミック区間
１２Ｂおよび１２Ｃ 真空ボトルの導電エンドキャップ
１４Ａ 可動の電気コンタクトの面
１４Ｂ 静止した電気コンタクトの面
１５Ａ 可動コンタクトステム
１５Ｂ 固定コンタクトステム
１６ 摺動コンタクト部材
１７Ａおよび１７Ｂ 接続ブロック
１７Ｆ 接続ブロック１７Ａのフランジ
１７Ｔ フランジねじ山
１８ ベローズ
１８Ａ ベローズフランジ
２０ 封入部
２０ 封入区分（または部品）
２０Ｃ 封入区分間の境界面
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、および２１Ｅ 頭なし導電ねじ
２２ 駆動モジュール開口
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、および２２Ｅ ナット（または六角フラット）
２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ、および２３Ｅ 突出スタッド
２４ 構造絶縁円筒
２５ 誘電フィラー
２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ 遮蔽高電圧コネクタに対する開口またはポート
２７Ａおよび２７Ｂ 電気応力制御層
２８ 絶縁層
２９ 導電層
２２４ ハウジング本体
２６０ 駆動モジュール
２６２ 駆動モジュールハウジング
２６３Ａ 駆動モジュールハウジングの第１の端部金具
２６３Ｂ 駆動モジュールハウジングの第２の端部金具
２６３ＡＦ 駆動モジュールハウジングの第１の端部金具のフランジ
２６３ＡＴ 駆動モジュールハウジングの第１の端部金具のフランジ上のねじ山
２６４ 駆動部材
２６４Ａ 駆動部材の第１の端部（または第１の駆動部材の端部金具）
２６４Ｂ 駆動部材の絶縁部分
２６４Ｃ 駆動部材端部の第２の端部（または第２の駆動部材端部金具）
２６４Ｐ 第１の駆動部材端部金具上の突起
２６４Ｔ 第１の駆動部材端部金具の突起上のねじ山
２６５Ａおよび２６５Ｂ 駆動部材の「開」位置を示す破線
２６６ 絶縁材料
２６７ 導電層
２６８ 封止可能なグランド
２７１Ａおよび２７１Ｂ ピストン封止材
３２２Ａおよび３２２Ｂ 駆動モジュールハウジングのキャップ
３２４ 駆動モジュールハウジングの絶縁部分
３２５ 誘電フィラー
３３４ 電気絶縁管材
３６０ 駆動モジュール
３６２ 駆動モジュールハウジング
３６３Ａ 第１のハウジング端部金具
３６３ＡＴ ねじ山
３６３ＡＦ フランジ
３６３Ｂ 第２のハウジング端部金具
３６４Ａ、３６４Ｂ、３６４Ｃ 駆動部材部分
３６４ 駆動部材
３６４Ａ 第１の駆動部材端部金具
３６４Ｐ 突起
３６４Ｔ ねじ山
３６４Ｂ 駆動部材の絶縁部分
３６４Ｃ 第２の駆動部材端部金具
３６４ＡＦ 第１の駆動部材端部金具の区間
３６４ＣＦ 第２の駆動部材端部金具の区間
３６５Ａおよび３６５Ｂ 駆動部材の「開」位置を示す破線
３６８および３６９ 案内カラー
３７１Ａ、３７１Ｂ ベローズ
４００ 高電圧回路遮断器
４８９ アクチュエータシャフト
４９０ アクチュエータ
４９２ コンタクト圧力ばね
４９４ ばねケーシング
４９６ 保持ブラケット
４９７Ａおよび４９７Ｂ ねじまたはボルト
４９８ ベースプレート
４９９ アクチュエータ本体
５００ 高電圧回路遮断器
６００ 高電圧回路遮断器（保護シェルまたは容器内）
７００ 高電圧回路遮断器（保護シェルまたは容器内）
７００Ａおよび７００Ｂ 回路遮断器
７０１、８０１ ブッシングアセンブリ
７０６、８０６ ケーブル終端ブッシング
７１０、７１０Ａ、および７１０Ｂ 制御ユニット
７１１ 高電圧回路遮断器の保護シェル
７１２ 回路遮断器制御接続
７１４ 列車制御接続
７１６ 屋根ブッシング（または高電圧ダウンリード）
７２２ 部屋
７３０ パンタグラフ
７４０ アーススイッチ
７５０Ａ 回路遮断器システム
７５０Ｂ 回路遮断器システム
７６０ 床下主変圧器
７７０ 車両間ジャンパ
７８０ カバー
７８２ カバー
７８４ 遮蔽高電圧ケーブル
７９０ 屋根線
８０２ 高電圧ケーブル終端
８０２Ａ 高電圧ケーブル終端の端部
８０３ ２段重ねのケーブル終端
８９０、８９０Ａ、および８９０Ｂ 遮蔽避雷器
８９２ 避雷器のアースリード
８９３、８９３Ａ、８９３Ｂ、８９３Ｃ 電流変換器
８９５、８９５Ａ、および８９５Ｂ 遮蔽電圧変換器

Claims (10)

1. 高電圧回路遮断器（４００、５００、６００、７００、７００Ａ、７００Ｂ）であって、
   真空インタラプタハウジング（１２）と、前記真空インタラプタハウジング（１２）内の少なくとも２つの電気コンタクト（１４Ａ、１４Ｂ）とを備える真空インタラプタモジュール（１０）であって、前記２つの電気コンタクト（１４Ａ、１４Ｂ）のうちの少なくとも１つ（１４Ａ）が、前記２つの電気コンタクト（１４Ａ、１４Ｂ）のそれぞれのコンタクトステムが延びる軸方向に、他方に対して可動であり、前記２つの電気コンタクト（１４Ａ、１４Ｂ）が互いに係合および係合解除して高電圧をオンおよびオフに切り換えることを可能にする真空インタラプタモジュール（１０）と、
   駆動モジュールハウジング（２６２、３６２）および電気絶縁駆動部材（２６４、３６４）を備える駆動モジュール（２６０、３６０）であって、前記電気絶縁駆動部材（２６４、３６４）の少なくとも一部分（２６４Ｂ、３６４Ｂ）が、前記一部分（２６４Ｂ、３６４Ｂ）を周囲の空気から絶縁する前記駆動モジュールハウジング（２６２、３６２）内に閉じ込められ、前記電気絶縁駆動部材（２６４、３６４）が、前記少なくとも１つの可動コンタクト（１４Ａ）と結合される、駆動モジュール（２６０、３６０）と、
   少なくとも前記２つの電気コンタクト（１４Ａ、１４Ｂ）の相対運動を提供するように前記電気絶縁駆動部材（２６４、３６４）に結合されたアクチュエータ（４９０）とを備え、
   前記電気絶縁駆動部材は、電気絶縁棒材であり、
   前記駆動モジュールハウジング（２６２、３６２）は、誘電材料（２６６、３６６）で充填され、または真空を閉じ込め、その結果、前記電気絶縁駆動部材の少なくとも一部分（２６４Ｂ、３６４Ｂ）は、前記誘電材料（２６６、３６６）内へ浸漬され、または前記真空によって取り囲まれ、
   １つの前記真空インタラプタモジュール（１０）および、その前記真空インタラプタモジュール（１０）につなぎ合わされる前記駆動モジュール（２６０、３６０）のための封入部（２０）をさらに備え、前記封入部は、絶縁層と、導電層と、少なくとも前記２つの電気コンタクト（１４Ａ、１４Ｂ）への外側からの電気接続を可能にし、前記真空インタラプタモジュールの周りに分散された少なくとも２つの開口（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｅ、２６Ｄ）とを有し、
   前記少なくとも２つの開口は、前記軸方向に位置する開口（２６ｃ）を含む、
   高電圧回路遮断器。
2. 前記駆動モジュール（２６０、３６０）および前記真空インタラプタモジュール（１０）は分離可能であり、その結果、１つのモジュールは、他方を交換することなく交換することができる、請求項１に記載の高電圧回路遮断器（４００、５００、６００、７００、７００Ａ、７００Ｂ）。
3. 前記封入部（２０）は、前記駆動モジュール（２６０、３６０）を少なくとも一部受け取る開口（２２）を有する、請求項１に記載の高電圧回路遮断器（４００、５００、６００、７００、７００Ａ、７００Ｂ）。
4. 鉄道向けの高電圧回路遮断器システム（７５０Ａ、７５０Ｂ）であって、請求項１から３のいずれか一項に記載の回路遮断器（７００、７００Ａ、７００Ｂ、４００、５００、６００）と、前記２つの電気コンタクトを係合または係合解除するように前記アクチュエータに指示する制御ユニット（７１０、７１０Ａ、７１０Ｂ）とを備える、高電圧回路遮断器システム（７５０Ａ、７５０Ｂ）。
5. 前記制御ユニット（７１０、７１０Ｂ）および／または前記回路遮断器（７００Ｂ、４００、５００、６００）は、列車車両の屋根（７９０）の下に配置される、請求項４に記載の高電圧回路遮断器システム（７５０Ａ、７５０Ｂ）。
6. 前記回路遮断器（７００、７００Ａ、７００Ｂ、４００、５００、６００）は、ケーブル終端ブッシング（７０６、８０６）もしくは屋根絶縁用ブッシング（７１６）および／またはアーススイッチ（７４０）を介して、列車車両のパンタグラフ（７３０）に接続される、請求項４または５に記載の高電圧回路遮断器システム（７５０Ａ、７５０Ｂ）。
7. 前記回路遮断器（７００、７００Ａ、４００、５００、６００）は、列車車両の屋根（７９０）上に水平に向けて配置される、請求項４に記載の高電圧回路遮断器システム（７５０Ａ、７５０Ｂ）。
8. 前記回路遮断器（７００、７００Ａ、４００、５００、６００）は、前記列車車両の前記屋根上の空力カバー（７８０、７８２）の下に配置される、請求項７に記載の高電圧回路遮断器システム（７５０Ａ、７５０Ｂ）。
9. 前記２つの電気コンタクト（１４Ａ、１４Ｂ）のいずれかを流れる電流を測定する電流プローブ、および／または前記２つの電気コンタクト（１４Ａ、１４Ｂ）間の電圧バイアスを測定する電圧プローブ（８９５）をさらに備え、前記制御ユニットは、前記測定の結果を処理して、前記真空インタラプタハウジング（１２）内の真空損失および／またはトリッピング状態を検出するように適合される、請求項４から８のいずれか一項に記載の高電圧回路遮断器システム（７５０Ａ、７５０Ｂ）。
10. アーススイッチ（７４０）、避雷器（８９０、８９０Ａ、８９０Ｂ）、電流を測定するための電流変換器（８９３、８９３Ａ、８９３Ｂ、８９３Ｃ）、ケーブル終端ブッシングを含むブッシングアセンブリ（７０１、８０１）の１つまたは複数をさらに含む、請求項４から９のいずれか一項に記載の高電圧回路遮断器システム。
    
    
    

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