JP7242905B2

JP7242905B2 - バイパススイッチ

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Publication number: JP7242905B2
Application number: JP2021568639A
Authority: JP
Inventors: リー、ギョンホ
Original assignee: LS Electric Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2019-05-24
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2023-03-20
Anticipated expiration: 2040-04-24
Also published as: CN113874975A; EP3979286A1; JP2022533651A; WO2020242063A1; EP3979286A4; US20220246376A1

Description

本発明は、バイパススイッチに関し、より詳細には、超高圧直流送電のサブモジュールに用いられるバイパススイッチに関する。

一般に、高圧直流送電（High Voltage Direct Current, HVDC）とは、発電所で生産される交流電力を送電所で直流電力に変換して送電し、その後受電所で交流に再変換して電力を供給する送電方式を意味する。直流送電方式を用いると、交流送電より送電損失が大幅に減少するという利点がある。

高圧直流送電システムには、電気を交流から直流に変換したり、直流から交流に変換するためにコンバータが必要であり、このコンバータは、複数のサブモジュールで構成される。

一方、このような複数のサブモジュールの一部に故障が発生した場合、正常な送電のためには、故障したサブモジュールを送電系統から排除する構成又は装置が必要である。

このような用途に用いられる装置の１つがバイパススイッチである。バイパススイッチは、高圧直流送電（ＨＶＤＣ）用のコンバータに備えられるか、静止型同期補償装置（STATCOM/Static Synchronous Compensator）、静止型無効電力補償装置（Static Var Compensator, SVC）などに備えられ、一部部品の故障時に高速で短絡させる高速短絡バイパススイッチとして用いられる。

すなわち、バイパススイッチは、複数のサブモジュールの組み合わせからなるコンバータに備えられ、いずれかのサブモジュールの故障などの異常が検知されると、故障が発生したサブモジュールを短絡させ、隣接する他のサブモジュールに故障による影響が及ぶことを防止する装置である（超高圧直流送電におけるサブモジュール及びバイパススイッチの作用の概要は、本出願人により出願された韓国登録特許第１０－１６１３８１２号公報「超高圧直流送電のバイパススイッチ」に開示されている。）。

図１及び図２は従来技術によるバイパススイッチの構成及び作用を示す図である。図１は開放状態（open state）を示す図であり、図２は閉鎖状態（closed state）を示す図である（図１、図２は本出願人が出願した韓国特許出願第１０－２０１６－００１８０５１号「バイパススイッチ」を示す図である。）。

バイパススイッチは、離隔して設置される第１バスバー６及び第２バスバー７と、第１バスバー６と第２バスバー７間に備えられるケース１とから外形が構成される。ケース１内には、第１バスバー６に接続される固定接点（fixed contact）２２と、第２バスバー７に接続されて固定接点２２に接離する可動接点（moving contact）２１が設置される。ここで、固定接点２２と可動接点２１は、真空インタラプタ２の構成部品である。

可動接点２１に作用する駆動源としてアクチュエータ（インフレータ）５２が備えられる。アクチュエータ５２は、電気信号により爆発して可動接点２１を動作させる動力を供給する。アクチュエータ５２は、ピン３３、ラッチプレート３２及び可動部延長ロッド３１を介して可動接点２１に連結される。

前述したように、高速バイパススイッチは、複数のサブモジュールの直列の組み合わせからなる高圧直流送電システムにおいて、サブモジュールの内部の故障などの異常が検知されると、システムの持続的な正常動作のために、迅速に故障したサブモジュールを分離し、隣接する他のサブモジュールへの故障の伝播を防止することにより、システムを維持、保護することを目的とするものである。このような高速バイパススイッチは、正常時には開放状態を維持し、サブモジュールの事故時に迅速に投入（閉鎖）されて当該サブモジュールに迂回路を提供する。

高速バイパススイッチにおいて、開放状態の維持は、永久磁石４の磁力により行われる。アクチュエータ５２に隣接して設置される永久磁石４の磁力により、ラッチプレート３２が永久磁石４に吸引されるので、可動接点２１は、固定接点２２から分離された開放状態を維持する。ラッチプレート３２は可動部延長ロッド３１を介して可動接点２１に結合されているので、ラッチプレート３２が永久磁石４に吸引されると、可動接点２１も移動して固定接点２２から分離される。

サブモジュールが故障した場合、アクチュエータ５２は、外部からの点呼信号（電気信号）を受信すると、マイクロガスジェネレータが作動して高圧のガスが放出され、その高圧のガスがアクチュエータの内部に装着されたピストン５１を押し出すことにより、永久磁石４を固定するマグネットホルダ４１からラッチプレート３２を分離させる。ここで、ラッチプレート３２に連結されている可動部延長ロッド３１及び真空インタラプタ２の可動接点２１が共に動作し、最終的に真空インタラプタ２の可動接点２１と固定接点２２が接触することにより電流が通電される。図２に電流ｉの通電経路を示す。

ここで、スプリング４８は、接点部２１、２２の閉鎖状態で可動接点２１を所定の力で押す役割を果たす。また、通電電流により発生する接点の反発力や外部の振動などにより真空インタラプタ２の接点部２１、２２が分離しないように、接圧力を加える役割を果たす。

ところが、従来技術の高速バイパススイッチにおいて、投入動作の動力源となるアクチュエータ５２は、高圧の電流が流れる第２バスバー７に隣接して装着されている。よって、アクチュエータ５２が設置された部分、及び点呼信号を送信する外部装置に対する絶縁設計がさらに必要であり、高圧の点呼信号によりノイズの発生が増加する。

また、ラッチプレート３２に接圧力を加えるためのスプリング４８は、ラッチプレート３２とマグネットホルダ４１間に挿入されている。よって、スプリング４８が設置される空間の制約により、十分な接圧力を発揮することは困難である。従って、必要とする接圧力を得るためには、ばね定数が大きいスプリングを用いなければならない。ばね定数（ｋ）が大きいスプリングは製作が困難なだけでなく、コストが大きくなる。また、ばね定数が大きいスプリングを用いると、小さい変形量（Δｘ）でも接点加圧力（Ｆ＝ｋ×Δｘ）の変化が大きくなるので、バイパススイッチの可動接点２１に対するストローク制御が困難になる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、アクチュエータとバスバー間の絶縁性能が向上したバイパススイッチを提供することを目的とする。

さらに、本発明は、可動部延長ロッドの内部にスプリング作動空間を形成することにより、スプリングの設計又は適用を容易にすることを目的とする。

本発明の一態様によるバイパススイッチは、内部に中空部が形成されるケースと、前記ケースの前端に結合される第１バスバーと、前記ケースの後端に結合される第２バスバーと、前記中空部に設置され、前記第１バスバーに接続される固定接点と、前記中空部に設置され、前記第２バスバーに接続されて前記固定接点に接離する可動接点と、前記第２バスバーの背面に結合され、内部に収容部を有する絶縁カバーと、前記収容部に設置され、前記可動接点に結合される可動部延長ロッドと、前記絶縁カバーの背後部に設置され、前記可動部延長ロッドを動作させる動力を供給するアクチュエータとを含む。

ここで、前記バイパススイッチは、前記第２バスバーには、貫通孔で形成されるコンタクタ接続部が設けられ、前記コンタクタ接続部に挿入され、管で形成され、前記可動部延長ロッドを覆って支持するように設置されるマルチコンタクタソケットをさらに含む。

さらに、前記バイパススイッチは、前記マルチコンタクタソケットと前記可動部延長ロッド間に密着して配置されるマルチコンタクタをさらに含む。

さらに、前記バイパススイッチは、前記絶縁カバーの背後部に結合され、前記アクチュエータが設置される凹状の装着部が形成されるエンドカバーをさらに含む。

さらに、前記絶縁カバーの前端部には、直径が拡張されるように段差が付けられた固定部が設けられ、前記固定部に締結される締結部材により、前記絶縁カバーが前記第２バスバー及びケースに一体に結合される。

さらに、前記バイパススイッチは、前記可動部延長ロッドと前記エンドカバー間に備えられ、前記可動接点に接圧力を加える接圧スプリングをさらに含む。

さらに、前記エンドカバーには、前記絶縁カバーのカバー貫通孔に挿入され、前記接圧スプリングを支持する中央管部が形成される。

さらに、前記バイパススイッチは、前記可動部延長ロッドには、後方に開放される凹状の作動部が形成され、前記作動部の前面に備えられ、前記接圧スプリングの力を受けるプッシュロッドをさらに含む。

さらに、前記バイパススイッチは、前記収容部の背面に結合される永久磁石と、前記可動部延長ロッドに結合され、正常状態で前記永久磁石に吸引されて前記可動接点を固定接点から分離させるラッチプレートとをさらに含む。

さらに、前記バイパススイッチは、前記永久磁石の両側面で前記永久磁石を支持する外側ホルダ及び内側ホルダをさらに含む。

さらに、前記外側ホルダ、前記内側ホルダ、前記絶縁カバー及び前記エンドカバーは、締結部材により一体に結合される。

さらに、前記装着部には、前記アクチュエータを固定するキャップが備えられる。

本発明の他の態様によるバイパススイッチは、内部に中空部が形成されるケースと、前記ケースの前端に結合される第１バスバーと、前記ケースの後端に結合される第２バスバーと、前記中空部に設置され、前記第１バスバーに接続される固定接点と、前記中空部に設置され、前記第２バスバーに接続されて前記固定接点に接離する可動接点と、前記第２バスバーに設置され、前記可動接点に結合され、後方に開放される凹状の作動部が形成される可動部延長ロッドと、前記可動部延長ロッドの背後部に設置され、前記可動部延長ロッドを動作させる動力を供給するアクチュエータと、前記作動部に設置され、前記可動接点に接圧力を加える接圧スプリングとを含む。

さらに、前記バイパススイッチは、前記第２バスバーの背面に結合され、前面が開放された収容部を有する絶縁カバーと、前記絶縁カバーの背後部に結合され、前記アクチュエータが設置される装着部が形成されるエンドカバーとをさらに含む。

さらに、前記バイパススイッチは、前記作動部の前端に備えられ、前記接圧スプリングにより力を受けるプッシュロッドをさらに含む。

さらに、前記バイパススイッチは、前記可動部延長ロッドを磁力により引き寄せる磁石ラッチをさらに含み、前記磁石ラッチは、前記収容部の背面に装着される永久磁石と、前記永久磁石を支持する外側ホルダ及び内側ホルダとを含む。

さらに、前記バイパススイッチは、前記作動部には、内径が拡張されるように段差が付けられたラッチ結合部が形成され、前記ラッチ結合部に結合され、前記永久磁石の磁力に吸引されるラッチプレートをさらに含む。

さらに、前記ラッチプレートには、前記ラッチ結合部に挿入されて結合される管状のロッド結合部が突設される。

さらに、前記バイパススイッチは、前記プッシュロッドの後端に結合され、前記ラッチプレートに貫設され、前記アクチュエータの力を受ける絶縁プッシュロッドをさらに含む。

さらに、前記プッシュロッドは、前記磁石ラッチと離隔して設置される。

さらに、前記プッシュロッドの後端部は、前記磁石ラッチの前端部より前方に配置される。

さらに、前記中央管部の前端部は、前記磁石ラッチの前端部より前方に突出するように配置される。

本発明の一実施形態によるバイパススイッチによれば、可動接点の投入動作の動力源となるアクチュエータと、高圧の電流が流れる第２バスバー間に絶縁カバーが適用されるので、絶縁性が確保される。すなわち、電源に接続される第１バスバーと負荷に接続される第２バスバーにつながる通電部とアクチュエータ部分が絶縁カバーにより区分されるように構成されて絶縁が行われる。

こうすることにより、アクチュエータに接続される外部点呼装置に対する絶縁設計が不要となり、アクチュエータが接地を基準とする点呼信号（電気信号）を受信し、点呼信号のノイズ発生確率が低下するので、バイパススイッチが正確かつ安定した動作をすることができる。

一方、可動部延長ロッドがシリンダ状に形成され、接圧スプリングの装着及び作動のための空間が設けられる。よって、ばね定数が大きい特殊スプリングを必要とせず、商用のスプリングを用いることができる。

よって、可動接点に対する接圧力が向上し、部品全体の重量が減少する。

また、バイパススイッチの速度が向上し、投入時間が短縮される。

さらに、可動接点に対するストローク制御が容易になる。

一方、ラッチプレートは、前記可動部延長ロッドに一部が挿入されるように設置されるので、揺れることなく、安定して稼働する。

従来技術による高圧送電モジュール用バイパススイッチの作用状態図であり、開放状態を示す図である。従来技術による高圧送電モジュール用バイパススイッチの作用状態図であり、投入状態を示す図である。本発明の一実施形態による高圧送電モジュール用バイパススイッチの斜視図である。図３の分解斜視図である。図４の絶縁カバーとエンドカバーの斜視図である。本発明の一実施形態による高圧送電モジュール用バイパススイッチの作用状態図であり、開放状態を示す図である。本発明の一実施形態による高圧送電モジュール用バイパススイッチの作用状態図であり、投入状態を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について説明するが、これらは本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるように詳細に説明するためのものであり、本発明の技術的思想及び範囲がこれらに限定されるものではない。

図３は本発明の一実施形態による高圧送電モジュール用バイパススイッチの斜視図であり、図４は図３の分解斜視図である。同図を参照して、本発明の各実施形態によるバイパススイッチについて詳細に説明する。

本発明の説明において、ケース１２０の長手方向を基準に、第１バスバー１１０が配置される側を前面（前方）とし、第２バスバー１４０が配置される側を背面（後方）とする。

本発明の一実施形態によるバイパススイッチは、内部に中空部１２８が形成されるケース１２０と、ケース１２０の前端に結合され、電源に接続される第１バスバー１１０と、ケース１２０の後端に結合され、負荷に接続される第２バスバー１４０と、中空部１２８に設置され、第１バスバー１１０に接続される固定接点１３２、及び第２バスバー１４０に接続された状態で固定接点１３２に接離する可動接点１３４を含む真空インタラプタ１３０と、第２バスバー１４０の背面に結合され、内部に収容部２０１を有する絶縁カバー２００と、絶縁カバー２００の収容部２０１に設置され、可動接点１３４に結合される可動部延長ロッド１６０と、絶縁カバー２００の背後部に設置され、可動部延長ロッド１６０を動作させる動力を供給するアクチュエータ２２０とを含む。

ケース１２０は、バイパススイッチ１００の外観を形成する。また、ケース１２０は、円管型部材で形成される。さらに、ケース１２０は、絶縁材で構成される。

ケース１２０は、内部に他の部品を収容する中空部１２８が形成される。中空部１２８には、真空インタラプタ１３０と、可動部延長ロッド１６０が設置される。

ケース１２０には、外周面に沿って複数の通気孔１２１が形成される。

ケース１２０には、内周面に沿って複数の固定部１２３、１２４が設けられる。固定部１２３、１２４は、両端部にそれぞれ設けられる。固定部１２３、１２４には、ネジ孔１２５がそれぞれ形成される。

また、第１バスバー１１０が設けられる。第１バスバー１１０は、平板で形成される。第１バスバー１１０は、ケース１２０の前端に結合される。

第１バスバー１１０には、ケース１２０の固定部１２３に対応する位置に、第１結合孔１１１が複数形成される。

第１バスバー１１０には、固定接点１３２を締結するための固定接点孔１１２が第１結合孔１１１の中央部に形成される。

第１バスバー１１０には、他の構成部品に固定して連結するための第１装着孔１１３が形成される。

第１バスバー１１０は、電源に接続され、電流が流れる通電路となる。

第１バスバー１１０は、第１締結部材１１５によりケース１２０に結合される。第１締結部材１１５は、第１バスバー１１０の第１結合孔１１１とケース１２０の固定部１２３に締結される。

さらに、第２バスバー１４０が設けられる。第２バスバー１４０は、平板で形成される。また、第２バスバー１４０は、ケース１２０の後端に結合される。

第２バスバー１４０には、ケース１２０の固定部１２３に対応する位置に、第２結合孔１４１が複数形成される。

第２バスバー１４０には、他の構成部品に固定して連結するための第２装着孔１４３が形成される。

第２バスバー１４０は、負荷に接続され、電流が流れる通電路となる。

第２バスバー１４０には、貫通孔で形成されるコンタクタ接続部１４５が設けられる。コンタクタ接続部１４５には、マルチコンタクタ１５５及びマルチコンタクタソケット１５０が挿設される。

真空インタラプタ１３０は、一端に配置される固定接点１３２と、他端に配置されて固定接点１３２に接離する可動接点１３４とを含む。

真空インタラプタ１３０は、ケース１２０の内部に設置される。真空インタラプタ１３０は、ケース１２０の中空部１２８に配置され、ケース１２０により保護及び支持される。真空インタラプタ１３０は、固定接点１３２と可動接点１３４が設置された両端面を除いて、外周面がケース１２０と所定の間隔をおくように配置される。すなわち、ケース１２０の内径は、真空インタラプタ１３０の外径より大きく形成される。よって、真空インタラプタ１３０は、ケース１２０の通気孔１２１から入る空気により冷却される。

固定接点１３２は、固定接点締結部材１１６により第１バスバー１１０に固定される。

可動接点１３４は、可動部延長ロッド１６０に結合される。可動接点１３４の後端部には、挿入凹部１３５が形成される。

さらに、マルチコンタクタソケット１５０が設けられる。マルチコンタクタソケット１５０は、コンタクタ接続部１４５に挿設される。また、マルチコンタクタソケット１５０は、円管状に形成される。マルチコンタクタソケット１５０の後端部には、直径が大きくなるように段差が付けられ、第２バスバー１４０の背面に接触して設置される支持部１５１が形成される。マルチコンタクタソケット１５０は、可動部延長ロッド１６０が挿入される空間を形成し、可動部延長ロッド１６０及び可動接点１３４を支持する。

マルチコンタクタソケット１５０には、内周面にマルチコンタクタ１５５が一部挿入されるコンタクタ挿入溝１５２が形成される。コンタクタ挿入溝１５２は、リング溝状に形成される。

さらに、マルチコンタクタ１５５が設けられる。マルチコンタクタ１５５は、複数備えられる。マルチコンタクタ１５５は、マルチコンタクタソケット１５０に挿設される。また、マルチコンタクタ１５５は、マルチコンタクタソケット１５０のコンタクタ挿入溝１５２に挿設される。さらに、マルチコンタクタ１５５は、マルチコンタクタソケット１５０と可動部延長ロッド１６０間の通電性能を向上させるために設けられる。さらに、マルチコンタクタ１５５は、可動部延長ロッド１６０を密着支持する。マルチコンタクタ１５５は、可動部延長ロッド１６０が移動してもマルチコンタクタソケット１５０との電気的結合を安定して維持するために、付勢力を有する導体で構成される。さらに、マルチコンタクタ１５５は、それぞれが（詳細には図示していないが）環状をなすように配置される複数の板ばね群からなる。

可動部延長ロッド１６０は、マルチコンタクタソケット１５０に貫設され、可動接点１３４に結合される。可動部延長ロッド１６０は、可動接点１３４を押して固定接点１３２に接触させる。

可動部延長ロッド１６０の前端には延長ロッド突出部１６１が突設され、可動接点１３４に形成された挿入凹部１３５に挿入されて結合される。よって、可動部延長ロッド１６０と可動接点１３４は、一体的に動作する。

可動部延長ロッド１６０には、後方に開放される凹部で形成され、部品が収容される作動部１６２が形成される。すなわち、可動部延長ロッド１６０は、シリンダ状に形成される。作動部１６２には、プッシュロッド１７０、接圧スプリング１７５及びラッチプレート１８０が挿設される。作動部１６２は、接圧スプリング１７５などが作動する空間を形成する。

作動部１６２の前端には、プッシュロッド固定凹部１６３が形成され、プッシュロッド１７０の結合突起１７１が挿入されて結合される。

作動部１６２の後端には、内径が広くなるように段差が付けられたラッチ結合部１６４が形成される。ラッチ結合部１６４には、ラッチプレート１８０が結合される。

さらに、プッシュロッド１７０が設けられる。プッシュロッド１７０は、アクチュエータ２２０から発生した動力により動作し、可動部延長ロッド１６０を介して可動接点１３４を動作させる。

プッシュロッド１７０の前端部には、作動部１６２の前面に接触して力を伝達する加圧板１７２、及びプッシュロッド固定凹部１６３に挿入されて結合される結合突起１７１が突設される。

プッシュロッド１７０の後端部には、絶縁プッシュロッド１８５が挿入される結合凹部１７３が形成される。

プッシュロッド１７０は、磁石ラッチ１９０と離隔して設置される。すなわち、プッシュロッド１７０の後端部は、磁石ラッチ１９０の前端部より前方に配置される。よって、プッシュロッド１７０と磁石ラッチ１９０の引力による干渉を回避することができる。

さらに、接圧スプリング１７５が設けられる。接圧スプリング１７５は、プッシュロッド１７０に圧力を作用させるために設けられる。接圧スプリング１７５がプッシュロッド１７０に加える圧力は、可動部延長ロッド１６０を介して可動接点１３４を加圧する接圧力として作用する。この接圧力により、閉鎖状態では接点部１３２、１３４に外力が発生しても接点部１３２、１３４が分離されなくなる。

接圧スプリング１７５は、前端がプッシュロッド１７０の加圧板１７２に接し、後端がエンドカバー２１０の中央管部２１１に接する。エンドカバー２１０は絶縁カバー２００に固設されるので、接圧スプリング１７５はプッシュロッド１７０を加圧する方向に力が作用する。

さらに、ラッチプレート１８０が設けられる。ラッチプレート１８０は、可動部延長ロッド１６０に固定されて永久磁石１９５に吸引され、可動接点１３４が固定接点１３２から分離された開放状態を維持する。ラッチプレート１８０は、磁性体で形成されることが好ましい。

ラッチプレート１８０の中央部には、第１貫通孔１８１が形成される。

ラッチプレート１８０には、第１貫通孔１８１の周辺に管状のロッド結合部１８４が形成される。ロッド結合部１８４は、ラッチプレート１８０の一面（前面）から突設される。

ラッチプレート１８０のロッド結合部１８４は、可動部延長ロッド１６０のラッチ結合部１６４に挿入されて結合される。

ラッチプレート１８０のロッド結合部１８４の内部、すなわち第１貫通孔１８１には、プッシュロッド１７０の後端部の一部、及び接圧スプリング１７５の後端部の一部が挿入される。

さらに、絶縁プッシュロッド１８５が設けられる。絶縁プッシュロッド１８５は、プッシュロッド１７０の結合凹部１７３に結合され、アクチュエータ２２０の爆発力によりプッシュロッド１７０を移動させる。また、絶縁プッシュロッド１８５は、絶縁材料で形成され、プッシュロッド１７０と磁石ラッチ１９０間の絶縁性能を向上させる。

さらに、磁石ラッチ１９０が設けられる。磁石ラッチは、外側ホルダ１９１と、内側ホルダ１９７と、永久磁石１９５とから構成される。また、磁石ラッチは、ラッチプレート１８０を吸引する役割を果たす。外側ホルダ１９１と内側ホルダ１９７は、磁性体で形成されることが好ましい。

外側ホルダ１９１と内側ホルダ１９７は、絶縁カバー２００の収容部２０１の背面に結合される。

外側ホルダ１９１は、円形に形成され、中央部に四角形の第２貫通孔１９２が形成される。

内側ホルダ１９７は、四角形に形成され、中央部に円形の第３貫通孔１９８が形成される。

永久磁石１９５は、外側ホルダ１９１と内側ホルダ１９７間に固定される。また、永久磁石１９５は、平板型磁石で構成される。さらに、永久磁石１９５は、複数、例えば４個備えられる。さらに、永久磁石１９５は、一面が外側ホルダ１９１の第２貫通孔１９２の一面に接し、他面が内側ホルダ１９７の外面に接するように設置され、外側ホルダ１９１と内側ホルダ１９７に支持される。

永久磁石１９５は、正常状態でラッチプレート１８０を吸引し、可動接点１３４が固定接点１３２から分離された開放状態を維持する。

図５は絶縁カバーとエンドカバーの他の方向からの斜視図である。以下、同図も参照する。

バスバー１１０、１４０を含む通電部とアクチュエータ２２０間の絶縁性を向上させるために、絶縁カバー２００が設けられる。絶縁カバー２００は、特にアクチュエータ２２０と第２バスバー１４０間の電気的絶縁のために設けられる。よって、外部点呼装置に対する絶縁設計が不要となり、接地を基準とする点呼信号を受信し、点呼信号にノイズが発生する確率が低下するので、バイパススイッチが正確かつ安定した動作をすることができる。

絶縁カバー２００は、第２バスバー１４０の後方に配置される。よって、電源から第１バスバー１１０を介して流れ込んだ電流を第２バスバー１４０を介して負荷に流し出す通電部がアクチュエータ２２０と区分されるように構成されるので、通電部とアクチュエータ部分間の絶縁が十分に確保される。

絶縁カバー２００は、前面が開放された円筒状に形成される。絶縁カバー２００の収容部２０１には、可動接点１３４を除く可動部、すなわち可動部延長ロッド１６０、プッシュロッド１７０、接圧スプリング１７５、ラッチプレート１８０、絶縁プッシュロッド１８５が収容される。

絶縁カバー２００の前端部２０２は、直径が拡張されるように段差が付けられる。これは、絶縁カバー２００を第２バスバー１４０に組み付けることを容易にするためである。

絶縁カバー２００の前端部２０２には、第２バスバー１４０に固定される固定部２０３が形成される。固定部２０３に締結される第２締結部材１４８により、絶縁カバー２００が第２バスバー１４０に固定結合される。

絶縁カバー２００の背面２０５には、エンドカバー２１０と外側ホルダ１９１が固定される。絶縁カバー２００の背面２０５の中央部には、カバー貫通孔２０６が形成される。絶縁カバー２００の背面２０５には、エンドカバー２１０及びホルダ１９１、１９７を固定するための固定孔２０７が形成される。エンドカバー２１０とホルダ１９１、１９７は、第３締結部材２１８により絶縁カバー２００の背面２０５に固定結合される。

絶縁カバー２００の背後部に、エンドカバー２１０が結合される。エンドカバー２１０は、絶縁材料で形成される。また、エンドカバー２１０は、接圧スプリング１７５とアクチュエータ２２０間を絶縁する役割を果たす。

エンドカバー２１０には、中央管部２１１が突設される。中央管部２１１は、絶縁カバー２００のカバー貫通孔２０６に挿設され、接圧スプリング１７５を支持する。ここで、中央管部２１１の前端部は、磁石ラッチ１９０の前端部より前方に突出する。よって、プッシュロッド１７０及び接圧スプリング１７５と磁石ラッチ１９０間の磁力による干渉を回避することができる。

エンドカバー２１０の背面には、凹状の装着部２１５が形成される。アクチュエータ２２０は、エンドカバー２１０の背面から装着部２１５に設置され、一部は中央管部２１１に挿入される。

アクチュエータ２２０は、爆発型動力源である。また、アクチュエータ２２０は、事故電流発生時に外部の点呼信号により爆発し、絶縁プッシュロッド１８５を押し出して可動接点１３４を動作させる動力を発生する。さらに、アクチュエータ２２０は、ガス圧により動力を発生するので、インフレータともいう。

アクチュエータ２２０にはピストン２２１が備えられ、爆発時にガス圧により前方に移動し、絶縁プッシュロッド１８５を押し出す。

アクチュエータ２２０の背後部には、キャップ２３０が結合される。キャップ２３０は、アクチュエータ装着部２１５に挿入されて結合され、アクチュエータ２２０を支持する。

以下、本発明の一実施形態によるバイパススイッチの作用について説明する。主に、図６及び図７を参照する。図６は開放状態を示す図であり、図７は投入状態を示す図である。

各サブモジュールが正常に作動する正常状態において、ラッチプレート１８０は、磁石ラッチ１９０の磁力により吸引され、ホルダ１９１、１９７に接触した状態になる。よって、ラッチプレート１８０に連結された可動部延長ロッド１６０、及び可動部延長ロッド１６０に連結された可動接点１３４も後方に移動し、接点部１３２、１３４が開放状態を維持する。

よって、バイパススイッチには電流が流れない。

いずれかのサブモジュールに故障が発生した場合、その故障が検知されて外部から電気信号が入力されると、アクチュエータ２２０にガスジェネレータが作動してガス圧が発生する。ピストン２２１がガス圧により前方に移動すると共に、絶縁プッシュロッド１８５を押し出す。プッシュロッド１７０、可動部延長ロッド１６０、可動接点１３４は、それに連動してラッチプレート１８０と永久磁石１９５間の引力に打ち勝ち、前方に移動する。よって、可動接点１３４が固定接点１３２に接触し、通電が行われる。

すなわち、バイパススイッチには電流が流れ、当該サブモジュールを排除する電流迂回路を形成する。

一方、接圧スプリング１７５は、可動部延長ロッド１６０の作動部１６２内で伸張し、接点部１３２、１３４に接圧力を加える。

さらに、可動接点に対するストローク制御が容易になる。

前述した実施形態は本発明を実現する例であり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な変更及び変形が可能であろう。よって、本発明に開示された実施形態は本発明を説明するためのものであり、それらが本発明の技術思想を限定するものではない。すなわち、本発明の保護範囲は請求の範囲により解釈すべきであり、それと均等の範囲内にあるあらゆる技術思想が本発明の権利範囲に含まれるものと解釈すべきである。

Claims

内部に中空部が形成されるケースと、
前記ケースの前端に結合される第１バスバーと、
前記ケースの後端に結合される第２バスバーと、
前記中空部に設置され、前記第１バスバーに接続される固定接点と、
前記中空部に設置され、前記第２バスバーに接続されて前記固定接点に接離する可動接点と、
前記第２バスバーの背面に結合され、内部に収容部を有する絶縁カバーと、
前記収容部に設置され、前記可動接点に結合される可動部延長ロッドと、
前記絶縁カバーの背後部に設置され、前記可動部延長ロッドを動作させる動力を供給するアクチュエータとを含むバイパススイッチ。
前記第２バスバーには、貫通孔で形成されるコンタクタ接続部が設けられ、
前記コンタクタ接続部に挿入され、管で形成され、前記可動部延長ロッドを覆って支持するように設置されるマルチコンタクタソケットをさらに含む、請求項１に記載のバイパススイッチ。
前記マルチコンタクタソケットと前記可動部延長ロッド間に密着して配置されるマルチコンタクタをさらに含む、請求項２に記載のバイパススイッチ。
前記絶縁カバーの背後部に結合され、前記アクチュエータが設置される凹状の装着部が形成されるエンドカバーをさらに含む、請求項１に記載のバイパススイッチ。
前記絶縁カバーの前端部には、直径が拡張されるように段差が付けられた固定部が設けられ、
前記固定部に締結される締結部材により、前記絶縁カバーが前記第２バスバー及びケースに一体に結合される、請求項１に記載のバイパススイッチ。
前記可動部延長ロッドと前記エンドカバー間に備えられ、前記可動接点に接圧力を加える接圧スプリングをさらに含む、請求項４に記載のバイパススイッチ。
前記エンドカバーには、前記絶縁カバーのカバー貫通孔に挿入され、前記接圧スプリングを支持する中央管部が形成される、請求項６に記載のバイパススイッチ。
前記可動部延長ロッドには、後方に開放される凹状の作動部が形成され、
前記作動部の前面に備えられ、前記接圧スプリングの力を受けるプッシュロッドをさらに含む、請求項７に記載のバイパススイッチ。
前記収容部の背面に結合される永久磁石と、
前記可動部延長ロッドに結合され、正常状態で前記永久磁石に吸引されて前記可動接点を固定接点から分離させるラッチプレートとをさらに含む、請求項１に記載のバイパススイッチ。
前記永久磁石の両側面で前記永久磁石を支持する外側ホルダ及び内側ホルダをさらに含む、請求項９に記載のバイパススイッチ。
内部に中空部が形成されるケースと、
前記ケースの前端に結合される第１バスバーと、
前記ケースの後端に結合される第２バスバーと、
前記中空部に設置され、前記第１バスバーに接続される固定接点と、
前記中空部に設置され、前記第２バスバーに接続されて前記固定接点に接離する可動接点と、
前記第２バスバーに設置され、前記可動接点に結合され、後方に開放される凹状の作動部が形成される可動部延長ロッドと、
前記可動部延長ロッドの背後部に設置され、前記可動部延長ロッドを動作させる動力を供給するアクチュエータと、
前記作動部に設置され、前記可動接点に接圧力を加える接圧スプリングとを含むバイパススイッチ。
前記第２バスバーには、貫通孔で形成されるコンタクタ接続部が設けられ、
前記コンタクタ接続部に挿入され、管で形成され、前記可動部延長ロッドを覆って支持するように設置されるマルチコンタクタソケットをさらに含む、請求項１１に記載のバイパススイッチ。
前記マルチコンタクタソケットと前記可動部延長ロッド間に密着して配置されるマルチコンタクタをさらに含む、請求項１２に記載のバイパススイッチ。
前記第２バスバーの背面に結合され、前面が開放された収容部を有する絶縁カバーと、前記絶縁カバーの背後部に結合され、前記アクチュエータが設置される装着部が形成されるエンドカバーとをさらに含む、請求項１１に記載のバイパススイッチ。
前記作動部の前端に備えられ、前記接圧スプリングにより力を受けるプッシュロッドをさらに含む、請求項１４に記載のバイパススイッチ。
前記可動部延長ロッドを磁力により引き寄せる磁石ラッチをさらに含み、
前記磁石ラッチは、
前記収容部の背面に装着される永久磁石と、
前記永久磁石を支持する外側ホルダ及び内側ホルダとを含む、請求項１５に記載のバイパススイッチ。
前記作動部には、内径が拡張されるように段差が付けられたラッチ結合部が形成され、前記ラッチ結合部に結合され、前記永久磁石の磁力に吸引されるラッチプレートをさらに含む、請求項１６に記載のバイパススイッチ。
前記ラッチプレートには、前記ラッチ結合部に挿入されて結合される管状のロッド結合部が突設される、請求項１７に記載のバイパススイッチ。
前記プッシュロッドの後端に結合され、前記ラッチプレートに貫設され、前記アクチュエータの力を受ける絶縁プッシュロッドをさらに含む、請求項１７に記載のバイパススイッチ。
前記接圧スプリングにより力を受ける前記プッシュロッドは、前記磁石ラッチと離隔して設置される、請求項１９に記載のバイパススイッチ。
前記プッシュロッドの後端部は、前記磁石ラッチの前端部より前方に配置される、請求項２０に記載のバイパススイッチ。
前記エンドカバーには、前記絶縁カバーのカバー貫通孔に挿入され、前記接圧スプリングを支持する中央管部が形成される、請求項１６に記載のバイパススイッチ。
前記中央管部の前端部は、前記磁石ラッチの前端部より前方に突出するように配置される、請求項２２に記載のバイパススイッチ。
前記装着部には、前記アクチュエータを固定するキャップが備えられる、請求項１４に記載のバイパススイッチ。