JP7330991B2 - ボルト締めされた電気接続部の修理を容易にするよう適合された接触装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気接続部、及びこれらの接続を介して導電率を改善することを可能にする装置の技術分野に関してであって、特に、ボルト締めされた電気接続部の修理を容易にするよう適合された接触装置に関する。

電力工学の分野では、電気接続部は高電流と高温の影響を受ける。浸食や酸化により接触面が劣化すると、電気接触が加熱され、時間の経過とともに電気損失が増加する。その修復は不可欠となる。原則として、大電流が流れる接続部だけでなく、金属部品が接触する全ての電気接続部の保守も必要である。国際特許出願第ＷＯ２００４／０４９５１５号及び国際特許出願第ＷＯ２０１２／００７７０１号に記載されている接触装置は、電気接続部の電気伝導を改善し、接触面の劣化を遅らせることを可能とする。できるだけ効率的にするために、接触装置の接触面は、電気接続部の接触面と同じ大きさでなければならない。ボルト締めされた電気接続部の場合、接触装置は、ボルトを通過させるための円形開口部を有する。したがって、接触装置の取り付けには、ボルト締めされた接続部を完全に分解することが必要となる。同様に、接触面の再加工などの従来の定例の保守作業の場合、接触部を完全に分解することが必要となる。

変圧器のコンセントやアクセスが難しい位置のような、これらの接続部を高い位置に配置した場合、ナット、ワッシャー、ボルトを紛失するリスクが高まる。さらに、手袋やハーネスなどの必須の安全装備を着用によって、オペレータの手動能力を制限する。クランプ要素の落下による危険性で影響を受ける配置の割合は１０～２０％と推定されている。さらに、電気系統にクランプ要素を落とすと短絡を起こす可能性があり、取り付けを停止して、探して取り出す必要がある。時間の損失と、結果的に製造停止となるので、非常に重大かつコストがかかる可能性がある。また、非磁性のアルミニウム又はステンレス鋼のボルトを多用して、交流電流用途における加熱を制限しているが、磁石を使ってアクセス不可能な場所からボルトを取り出すことを妨げ、さらに、取り出し作業を複雑化している。この落下のリスクが非常に大きいため、１００°Ｃ以上加熱する電気接続部のために、定例の保守作業が行われ、他については、保守作業は延期される。その結果、回路の平均温度が高くなり、銅又はアルミニウムの抵抗が１００°Ｃで４０％増加するため、電気効率が低下する。回路の高温は、電気接触の劣化の一因となり、安全性を大幅に低下させ、システムの自己劣化の原因となる。

さらに、電気接続部が不良な２つの接触面の間に金属発泡板の導電要素を配置する場合、オペレータは、また、ボルトを緩めて外す必要があり、接触素子を紛失する恐れがある。また、接続部によって運ばれるケーブルとバーは重くなって、完全に切られている間それらを保持するには、しばしばアクセスしにくい場所では、多大な労力と、かさばる処理装置とが必要となり得る。

このように、本発明の目的が、ボルト締めされた電気接続部を改善し、の電気接続部の温度を下げるための接触装置を提供することである理由であり、その取り付けは、接触の完全な分解を必要としない。

したがって、本発明の目的は、少なくとも１つのボルトを備えた電気接続部の２つの導体の、２つの接触面の間に挿入されるように適合された接触装置であって、電気接続部の電気抵抗を低減するために、高い多孔性と変形性を備えた金属発泡体板によって、装置は構成されている。本発明の一般的な特徴によれば、
－金属発泡体板の表面積は、前記２つの導体の接触表面積に少なくとも等しく、
－金属発泡体板は、ボルトを含むように意図された少なくとも１つの円形開口部と、開口部と接触装置の外縁部との間に位置する少なくとも１つの第１プレカットと、を備え、プレカットは、プレカットに沿って発泡体板を弱め、簡単に壊れやすくするように、発泡体板を、その厚みの一部にわたって切ることで作成され、プレカットにより、２つの導体の２つの接触面の間への、接触装置の取り付け中にボルトを通過させられることが可能となる。

本発明の目的、対象及び特性は、添付図面との関連で解釈したとき、以下の記述からさらに明らかになるであろう。

第１の好ましい実施形態に記載の本発明にかかる装置を示す。 第２実施形態に記載の本発明にかかる装置を示す。 ボルト締めされた電気接続部における、第２実施形態に記載の本発明にかかる装置の取り付けを示す。 第２実施形態に記載の本発明にかかる装置を備えたボルト締めされた電気接続部を示す。 第１実施形態の変形例に記載の本発明にかかる装置を示す。 第２実施形態の変形例に記載の本発明にかかる装置を示す。 第１実施形態に記載の３つのボルトが設けられた電気接続部における本発明にかかる装置の取り付けを示す。 第３の実施形態に記載の本発明にかかる装置を示す。 ボルト締めされた電気接続部における、第３の実施形態に記載の本発明にかかる装置の取り付けを示す。

図１を参照すると、本発明にかかる装置は、形状が円形のＥＣＯＣＯＮＴＡＣＴ（登録商標）という名称で知られている金属発泡体板１１からなる接触装置１０である。金属発泡体板１１は、開口部１２と、少なくとも１つの第１プレカット１８とを備える。プレカット１８は、開口部１２の縁部に位置する第１端部と、発泡体板１１の下部外縁部に位置する第２端部とからなる、直線セグメントを形成する。円形表面の外側で、及び発泡体板１１の外縁部に沿って位置する把持手段２１により、要素１０を手に取ることが可能となる。

図２は、本発明にかかる装置の第２実施形態を示している。本発明にかかる装置は、長方形状の金属発泡体板１１からなる接触装置２０である。金属発泡体板１１は、円形開口部１２、第１プレカット２８、及び第２プレカット２９を含む。２つのプレカット２８及び２９は、２つのセグメントと、開口部１２の縁部に位置する第１端部と、発泡体板１１の下部外縁部に位置する第２端部と、を形成する。さらに、プレカット２８及び２９は平行であって、好ましくは開口部１２の直径と等しい距離で離間されている。長方形の表面の外側、発泡体板１１の上縁部に沿って位置する把持手段２１は、要素２０を手に取ることが可能となる。

上述の２つの実施形態及び以下の説明では、プレカットを作成することは、プレカットに沿って発泡体板を弱め、簡単に壊れやすくするように、発泡体板を、その厚みの一部にわたって切ることからなる。プレカットは、レーザー、プレス、パンチング、又はその他の方法で行われる。

第２実施形態では、２つのプレカット２８及び２９によって、開口部１２の縁部の一部によって、及び発泡体板の下縁部の一部によって、規定された発泡体板の一部は、取り外し可能な一片の発泡体２３を形成する。

図３で見られるように、接触装置２０は、開口部１２を介して、発泡体板１１だけでなく２つの導体を通過する締め付けボルト３７などの締め付け手段によって密着させることで、電気的に接続された、２つの導体３２と３４との間に挿入されるように設計されている。発泡体板の形状は、２つの導体の接触面の形状に対応している。したがって、ボルト締めされたそれぞれの電気接続部にとって、発泡体板の大きさと形状とが、電気接続部の接触面に適合する。把持手段２１は、接触装置が電気接続部の接触面の間に挿入されるときに、電気接続部から突出するのであれば、任意の形状となる。よって、記載されたすべての実施形態において、把持手段は、電気接続部の２つの導体の接触面と接触するように意図された発泡体板１１の表面の外側に配置される。

２つの導体３２と３４の間に接触装置２０を挿入するには、ボルトを緩めておき、発泡体の厚みと少なくとも等しい距離だけ導体を動かして離して、取り外し可能な一片の発泡体２３を発泡体板１１から取り外す。２つの導体の間に接触装置２０を取り付けるために、オペレータは、把持装置２１によってそれを保持し、ボルトが開口部１２に配置されるまで、ボルト３７を跨ぐように接触装置２０を挿入する。オペレータはまた、プレカット２８と２９の間の空いたスペースに一片の発泡体２３を挿入し、ボルト３７を締めてもよい。これらの作業が実行されると、図４に見られるように、接触装置２０の把持装置２１のみが電気接続部から突出する。

図５は、いくつかのボルトとの電気接続部の接触面を目的とした、第１実施形態の代替実施形態を示す。示されている実施例において、本発明にかかる装置は、長方形状の金属発泡体板１１からなる接触装置３０である。金属発泡体板１１は、３つの開口部１２と、開口部ごとに少なくとも１つの第１プレカット１８と、とを備える。各プレカット１８は、開口部１２の１つの縁部に位置する第１端部と、発泡体板１１の外縁部に位置する第２端部の直線セグメントである。プレカット１８は各開口部に接続されている。発泡体板１１の長方形の表面の外側に位置する把持手段２１により、要素３０を手に取ることが可能となる。図５に示すように、プレカット１８に沿って、かつその第２端部側において、発泡体板は、２つの湾曲角度を有してもよい。

同様に、図６は、いくつかのボルトを有する電気接続部の接触面を意図した第２実施形態の代替実施形態を示す。本発明にかかる装置は、長方形状の金属発泡体板１１からなる接触装置４０である。金属発泡体板１１は、３つの円形開口部１２と、開口部１２ごとに、少なくとも１つの第１プレカット２８と、第２プレカット２９と、とを備える。各開口部１２にとって、２つのプレカット２８及び２９は、開口部１２の縁部に位置する第１端部と、発泡体板１１の下縁部に位置する第２端部とからなる、直線セグメントである。プレカット２８及び２９は平行であり、好ましくは開口部１２の直径と等しい距離で離間されている。接触装置４０はまた、把持要素２１を含む。

図７は、図５に示す第１実施形態による３つのボルトを備えた電気接続部における、本発明にかかる装置の取り付けを示す。図７によれば、接触装置３０は、２つの導体３２と３４の間に挿入される。このため、ボルト３７、３８、３９を緩め、少なくとも発泡体の厚みに等しい距離だけ導体を移動するようにし、発泡体板を各プレカット１８に沿ってその厚み全体を切った。２つの導体の間に接触装置３０を取り付けるために、オペレータは、ボルトがそれらの間を通過できるよう、それらの縁部を移動して離すために、それぞれの先のプレカット１８のいずれかの側で、２片の発泡体を移動して離し、わずかに曲げる。オペレータは、接触装置３０を把持装置２１によって保持し、それを２つの導電要素３２と３４の間に挿入し、各開口部１２はボルト３７、３８及び３９を跨ぐことになる。接触装置は、各ボルトが開口部１２に配置されるときに取り付けられる。次に、オペレータはボルトを締め、導体３２と３４の２つの接触面が近づくと、発泡体板１１が平らになり、各先のプレカット１８のいずれかの側面部でわずかに曲がった端部も平らになり、接続部の接触面全体を覆う。これらの作業が実行されると、接触装置３０の把持装置２１のみが、電気接続部から突出する。

本発明の第３の実施形態を示す図８によれば、接触装置５０は、形状が長方形状の金属発泡体板１１からなる。金属発泡体板１１は、開口部１２と、第１プレカット１８と、少なくとも第２プレカット１９と、とを備える。プレカット１８は、開口部１２の縁部に位置する第１端部と、発泡体板１１の下部外縁部に位置する第２端部とからなる、直線セグメントである。プレカット１９はプレカット１８の延長に位置している。プレカット１９は、開口部１２の縁部に位置する第１端部と、発泡体板１１の下部外縁部に位置する第２端部とからなる、直線セグメントである。発泡体板１１の長方形の表面の外側に位置する把持手段３１により、要素５０を手に取ることを可能にする。さらに、把持手段３１は、接触装置５０の上部外縁部に配置され、発泡体板がプレカット１８及び１９の全長にわたって切るときでさえも、発泡体板を保持する。発泡体板はまた、把持手段３１を支持する縁部に平行で、及びその後者に近い追加のプレカット１６を含む。このプレカット１６は、プレカット１９に対して垂直であることが好ましい。

図９を参照すると、接触装置５０は、２つの導体３２と３４の間に挿入される。このため、ボルト３７を緩めておき、発泡体の厚みと少なくとも等しい距離だけ導体を動かして離す。発泡体板１１は、プレカット１８及び１９に沿ってその全体の厚みにわたって切っており、把持手段３１によってくっつけられた発泡体１１１及び１１２の２片を含む。把持手段３１はまた、発泡体板１１１及び１１２の２片を互いに対して関節屈曲させ、それらを互いに移動して離して、それらをボルト３７に跨る導体間に挿入するための手段でもある。この実施形態は、電気接続部の２つの表面間の間隔を、ナットを紛失する恐れなく、発泡体の厚みよりも大きくすることができない場合に、特に適切かつ有効である。把持手段は、ヒンジの役割を果たし、ゴムなどの弾性があって、好ましくは非導電性の材料で作られている。必要に応じて、発泡体シートは、２つの導体の２つの接触面の間に発泡体板をさらに挿入しやすくするために、追加のプレカット１６に沿って切ることもできる。

本発明の実施形態が何であれ、接触装置が電気接続部の接触面の間に挿入されるとき、把持手段２１及び３１は電気接続部から突出する。したがって、把持手段２１及び３１は、金属体を備えた電気接続部を視覚的に識別するための手段である。さらに、把持手段２１及び３１は、ロット番号、日付、又は別の基準への参照を入力することで、参照手段として使用することができる。把持手段２１、３１はまた、電気接続部で到達した温度、とりわけ、電気接続部で最大許容温度に達した場合について、表示を提供する温度インジケータを備える。温度インジケータは、温度に応じて色が変化する細長片にすることができる。

接触装置１０、２０、３０、４０、５０の金属発泡体は、スズ、インジウム、又はそれらの合金のコーティングのような、少なくとも金属コーティングで直接コーティングされた、鉄、コバルト、ニッケル、及びそれらの合金の集団から選択された発泡体骨格で構成される、オープンセル発泡体である。発泡体は、国際特許出願第ＷＯ２０１２／００７７０１号に記載されている製造方法に従って得られる。このようにして得られた発泡体板１０の構造は、多孔性であり、その物理的特性は主に、高い多孔性と変形性であって、接続部の電気抵抗を低減する効果だけでなく、４００ｇ／ｍ^２程度の低密度を有している。本発明にかかる装置の金属発泡体の厚みは、１から２ｍｍ程度である。

本発明にかかる装置の利点の１つは、電気接続部の温度を耐久的に低下させることである。その結果、電気効率が改善し、電気回路の劣化が遅くなり、安全性が向上する。

さらに、本発明にかかる接触装置は、使用の選択をユーザに提供するという利点を有している。実際、本発明にかかる接触装置は、ユーザが３つの選択肢のいずれかを選択できるので、３つの機能を１つで有している発泡体板からなる。
－プレカットに沿って発泡体板を切って、ボルト締めされた接続部を完全に外さずに装置を導入できるように、適切に切られた発泡体板を得る。
－発泡体板をいくつかのプレカットに沿って切って、ボルト締めされた接続部を完全に外さずに装置を導入できるように、適切に切られた発泡体板を得る。
－プレカットに沿って発泡体板を切らずに、切ることによって導電性が妨げられていない発泡体板の恩恵を受けつつ、発泡体板全体を使用する。

プレカットの代わりに単に切っただけでは、これらの代替案にはなり得ない。さらに、図２、３、５、及び６の実施形態のプレカットが切り欠きで置き換えられた場合には、結果として、もはや一体物の接触装置ではなく、いくつかのパートで作られた接触装置となり、紛失の恐れや、接続部の全体表面を覆わない不完全な接触装置といった、結果的に不利益を生じることになる。

Claims (7)

1. 少なくとも１つのボルト（３７、３８、３９）を備えた電気接続部の２つの導体（３２、３４）の２つの接触面の間に挿入されるように適合された接触装置（５０）であって、前記接続部の電気抵抗を低減するために、高い多孔性と変形性を備えた金属発泡体板（１１）で構成され、
   前記金属発泡体板は、ボルトを含むように意図された少なくとも１つの円形開口部（１２）と、前記開口部と前記接触装置の外縁部との間に位置する第１プレカット（１８）と、を備え、前記プレカットは、前記プレカットに沿って前記発泡体板を弱め、簡単に壊れやすくするように、前記発泡体板を、その厚みの一部にわたって切ることで作成され、前記プレカットにより、前記２つの導体の前記２つの接触面の間への、前記接触装置の取り付け中に、前記ボルトが前記プレカットを通過させられることが可能となり、
   さらに、前記第１プレカット（１８）の延長に位置する第２プレカット（１９）を備え、前記第２プレカット（１９）は、前記第２プレカット（１９）の第１端部が前記開口部（１２）の縁部に位置し、前記第２プレカット（１９）の第２端部が前記発泡体板（１１）の上部外縁部に位置する直線セグメントであり、前記第２プレカット（１９）は、前記第２プレカット（１９）に沿って前記発泡体板を弱め、簡単に壊れやすくするように、前記発泡体板を、その厚みの一部にわたって切ることで作成されることを特徴とする、接触装置。
2. 前記２つの導体の接触面と接触するように意図された前記発泡体板（１１）の表面の外側に位置する把持手段（３１）を備える、請求項１に記載の接触装置（５０）。
3. 前記発泡体板（１１）が前記第１プレカット（１８）及び前記第２プレカット（１９）に沿って切られた後、前記把持手段（３１）によってくっつけられた２つの発泡板（１１１及び１１２）を備える、請求項２に記載の接触装置（５０）。
4. 前記把持手段（３１）が、弾性かつ非導電性の材料で作られている、請求項３に記載の接触装置（５０）。
5. 前記発泡体板が、前記２つの導体の前記２つの接触面の間への、前記発泡体板への挿入をさらに容易にするように、前記把持手段（３１）を支持する縁部に平行で、及びそれに近い追加のプレカット（１６）を備える、請求項２～４のいずれか１項に記載の接触装置（５０）。
6. 前記把持手段（３１）は、前記接触装置を備えた電気接続部に関する情報を与えるための手段である、請求項２～５のいずれか１項に記載の接触装置（５０）。
7. 前記把持手段（３１）が、前記電気接続部で到達した温度の表示を提供するように、温度インジケータを備える、請求項６に記載の接触装置（５０）。

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