JPH0268825A - 真空スイツチの切換え室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、真空スイッチの切換え室であって、少なくと
も１つの絶縁管を有するケーシングと、切換え室上支持
する接点ピンによって保持された定置の接点と、ｔａｒ
、ぼ真空スイッチ軸線方向に可動な、ベローズを介して
気密にケーシングに結合された接点とを備え、この接点
が接続位置で端面側で接点力ばねの作用を受けて定置の
接点に接触するよ、うになっていて、更に絶縁管をケー
シングの接点ピンに気密に結合する湾曲した閉鎖体が設
けられていて、この閉鎖体が真空スイッチを接続したば
あいに生ずる衝撃負荷をケーシングに伝達するようにな
っている形式のものに関する。

従来の技術 このような切換え室はＵＳ−Ｐｇ第３０８２３０７号明
細書から公知でアシ、このばめい特に第６図では切換え
室が図示されていて、この切換え室の定置の切換え接点
は環状の接点ピンに固定されていて、この接点ピンは両
側でそれぞれ１直情曲させられた中間部材を介して環状
の絶縁体に気密に結合されている。更に前記図面ではガ
ラス絶縁体が図示されていて、このガラス絶縁体内には
中間部材の外端が融着されているのに対して、内端はつ
ば状に接点ピンの外側に特にろう接によって結合されて
いる。中間部材の機械的な特性又は前記構成部材と関連
した問題設定に関しては上記明細書では何等述べられて
いない。

公知の切換え室は明らかに比較的低い運転電圧および検
査電圧を考慮して設けられている。

それというのも隔絶縁体は小さな寸法含有しているのに
対して、絶縁体の間には金属製のケーシングが配置され
ているからである。ケーシングおよびケーシングを閉鎖
する端板は比較的大きな寸法を有している。接点ピンと
絶縁体との間ノ小すな環状ギャップによって、弾性的な
中間部材はその湾曲形状にもかかわらず大きなはね定数
によって機械的な変形に対して反応するようになる。接
続過程時に定置の接点からケーシングに伝達される衝撃
過程は軸方向でケーシング内で機械的な振動過程を生ぜ
しめ、この振動過程は特に絶縁体内でかつ絶縁体におい
て特に中間部材の融着個所で著しく大きな負荷を生ぜし
める。

高圧スイッチの三相式の開閉器においては早期点火に基
づきすでに切換え接点の導電的な接触前に電流が生じ、
この電流は短絡のぼろいに側方で作用する大きな力を生
せしめる。この力は大きな短絡電流のはあい接点ピンの
側方変位および接点の偏心的な接触を生ぜしめ、これに
よって軸線に対してねじれ方向での刃金も生ぜしめる。

公知の切換え室はこのような負荷を考慮して設計されて
いない、それというのも湾曲した中間部材は両端で固定
された支持体のように作用、つまり固定モーメントが絶
縁体にも伝達されるからでらる。しかも前記負荷形式は
最終的に特別な危険をもたらす。それというのも動的な
負荷が製作過程によって生ぜしめられる収縮応力に加算
されるからでるる。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、切換え過程によ）運転上および故障時
に生ずるあらゆる負荷に対して真空スイッチの切換え寛
のケーシングの耐久強度金高めることにある。

問題点を解決する丸めの手段 前記課題は本発明によれば、閉鎖体が弾性変形可能な区
分を有していて、この区分の内端が接点ピンに結合され
ていてかつ外端に型性変形可能な区分が接続されていて
、この区分が高気密なセラミック管として構成された絶
縁管の端面に固定されていてかつセラミック管に対する
結合個所において製作プロセスに起因する収縮応力を消
滅させるようになっていることによって解決された。

本発明の有利な構成は請求項第２項以降に記載されてい
る。

本発明はまず１通常セラミック絶縁体管備えている１２
　ｋｖ以上の定格電圧用の最新の切換え呈を改良しなけ
ればならない。

このばめい本発明の思想によれば切換え室のケーシング
の重要な構成部材において、製作プロセスによって生ぜ
しめられる、熱に起因する収縮応力並びに切換え過程に
よっておよび短絡時に生じる電流の力によって生せしめ
られる負荷が頻繁に反復するばあいでも前記構成部材の
耐久強度以下に維持されねばならない。

腺せられた課題の問題点は以下の熟考により得られる。

版１／１９７４、ドイツ工業規格（ＤＩＮ）＋０６８５
セラミツク材料のための規格によれば一次的な熱膨張係
数のために： は周知でおる・ 更ニベルリン在、クイルヘルム　エルンストクント　ゾ
ーン出版社の製鉄所（Ｈｕｔｔ・）理論原則によれば若
干の金属のために： が得られる。

つまりほぼ８ｏＯ℃のろう液温度のはあい冷却後Ｄ”’
１００ｍの直径のために次ぎの仮定の直径差ΔＤ： 材料対偶： 陶器−銅又は　　　　）ΔＤ＝０．８乃至陶！−／ロム
・ニッケル＠　）　　０．９６　ｍが生ずる。

更に、ろう接された材料が全温度範囲で弾性的に挙動す
ると仮定し九ばあい、ろう接結合部の従来通常の構成の
ためにろう接個所の付近でセラミック管内で収縮応力δ
　　が生じ、このｃｈｒ 収縮応力はほぼ になる。実際生ずる値は特に銅においては高温度のばら
い金属の層性形状変化に基づいて低くなる。

金属の著しく大きな熱膨張値に基づいて収縮過程はセラ
ミック管に関し内向きの圧縮負荷を生ぜしめる。上記の
計算された値は、４５０および５５ＯＮ／Ｍ２で提示さ
れる高出力陶器の圧縮強度に達する。

この考察に基づいて、セラミック管内の収縮応力を消滅
させることが本発明に課せられた課題を解決するのに極
めて重要であることが明らかとなった。

切換え過程および短絡電流力によって生ぜしせ められる損動負荷管減少さメる九めに本発明は、ケーシ
ング内部での接点ピンの運動自由度数を高めると同時に
閉鎖部材のはね定数を最小化することによって定置の接
点の接点ビンおよび真空スイッチ内での定置の接点の接
点ビンの懸架部からのケーシングの質量のほぼ完全な連
結解除を生せしめる。従って短絡発生時に接続されたば
あい接点接触の瞬間にすでにかなｐのカが両接点および
接点の接点ビンに作用する。これによって偏心的な第１
の接触個所が生じ、この接続個所を介して可動な接点の
全運動エネルギーが伝達される。定置の接点のこの偏心
的な負荷は付加的に側方に作用する力を生ぜしめ、この
力は危険なケーシング部分には伝達されてはならないか
又は著しく伝達されてはならない・このことは遮断時に
生ずる加速にも該当する。閉鎖体の小さなはね定数はカ
バーの湾曲又は波形形状によって又はベローズ状に成形
された部材上使用することによって得られる。このよう
な形状によって平らなグレート又は切頭円錐形の面に比
して軸方向でケーシングの調節力が著しく減少されるは
かりでなく、半径方向並びに接点ビンの軸線の傾き方向
である程度の運動性も付加的に得られる。

実施例 問題点を示すために第１図を参照する。従って接続過程
には可動な接点１の質量ａ、は速度νでほぼ同じ大きさ
の質量を有する定置の接点２に接触する。切換え室は定
置の接点ピン３によって真空スイッチの別の構成部材、
例えばがいしに横桁７ｔ−介して固定される。前記構成
部材の弾性は接点ピン３の弾性と協働してばね定数Ｃ１
を生ぜしめる。可動な接点１の運動エネルギーは接点接
触時に式 １ａ、２＝１・Ｏ８／２　　に従って接点ピン３の２１
　　　　２　　　　ｔｌ 弾性的な変位Ｓ１を生ぜしめる。接点の接触と同時に接
点力Ｆ１も作用するので、撮動負荷にはる。全変位ｓ、
＝ｓ１’＋ｓ、’はケーシングの質量ｍ。

をカバーのばね定数Ｃ２によって同様に弾性的に摂動せ
しめ、この振動の変位Ｓ２は大きな損動数 特に結合個所■、■、■で著しい６力を生ぜしめる。特
に下部合力状態では前記個所で裂断又は不気密性が生ず
る。厳密にはケーシングの質量は各セラミック管５用の
質量と金属製の外套管０用の質量とに分割される。前記
各構成部材はそれぞれ所属の結合部材、例えば７ランジ
１゜と協働してｆ２に対して比較大き力固有振動数を有
する振動可能力構造体を成す。横桁７に真空スイッチの
切換え室を懸架する他にブシュ８を介して支持部材９の
切欠き内で可動カ接点１の軸方向案内を打力うこともで
きる。

第２図では短絡条件下での接続過程を図示しの ている。接点接触の瞬間にすでにかカシＸｔ流１、が流
れ、この電流は弾性変形性を利用して可動が接点１の傾
斜位置を生ぜしめる（傾斜位置は甲し分力く理解するた
めに誇張して図示している）。これによって生ぜしめら
れる偏心釣力接触個所１１は接点衝突時に定置の接点２
の変位Ｓ、ばか夛で力く、ねじれαを生せしめ、このね
じれはカバー蚤に関し付加的々湾曲をかつケーシングに
関しケーシングの危険個所で、特に■で、重畳された負
荷ヲ虫せしめる。これによって比較的剛性的かカバーの
ばあい個々の個所でセラミック管Φ内でもしくはカバー
壬とセラミック管ごとの間のろう接結合部内で高い機械
的力厄カピークを生せしめる。

第１図のグレート状の剛性的カカパー壬の代わシに本発
明の思想によれば農作グロセスに起因する収縮応力を減
少させるために塑性変形可能力区分と関連して極めて低
いばね定数を有する弾性区分を備えた閉鎖体が設けられ
ている。

このばあい弾性区分の波形構成が提供される〇従って第
３図ではカバー１４はベローズ状に構成された。つまシ
波形状の外套を備えた円筒体２１を介してセラさツク管
と接点ピンとの間の結合部を成している。このばあいカ
バー１４は低い弾性係数および大きな塑性範囲を有する
材料から、例えばガスを含ま彦い銅から形成されている
。ベローズ状の円筒体は有利にはわずか力壁厚さのクロ
ム・ニッケル鋼から農作てれる。

カバー１４は従来の形式で硬ろう接によってセラミック
管５と結合されるけれども、材料選択によっておよび円
筒体２１０間挿によってセラミツク層の材料内での危険
彦収縮応力の発生並びにセラミック管６に対する軸向き
の力および側方に向いた力の伝達が申し分力く回避され
る。

閉鎖体の特に効果釣力構成は第４図に図示されている。

このばあい接点ビン３に弾性材料から成る波形状の部分
２４が結合され工いるのに対して、セラミック管６の端
面１３には可塑釣力金属から農作された肉薄彦リング２
５が外側の脚部１２ｍによって端面側でろう接されてい
る。リング２５は例えば横断面’（ｉ−Ｕ字形又は５字
形に構成できる。リング２５はカバー２４に同様につば
２７のところで気密力結合によって結合されている。第
冬図で図示された解決策によって肉薄ｈｖソング５の材
料選択および形状付与によシ収縮厄力を特に申し分力く
減少させることができる。

例えばベローズ状の円筒体全使用した閉鎖体の構成によ
ってケーシングの極めて大＠力調節性を可能にする切換
え案のために本発明の有利力実施例である第５図によれ
ば、付加約４支持体２６ａもしくは２６ｂが上側で運動
性全所定の値に制限することができる。このばあい支持
体２６ｍは専ら軸線方向で制限体としてかつ支持体２６
ｂは本発明による閉鎖カバーが許容するすべての自由度
の方向で制限体として作用する。このばおい前記支持体
は外部から真空スイッチに振動が作用したばあい支持部
材９から切換え室のケーシングが脱落するのｔ−阻止す
る。

更に支持部＃９内では弾性的カディスク２８がばね弾性
的に戻されるケーシングの機械釣力衝撃を吸収する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来構造の真空スイッチの切換え室を概略的に
示した図、第２図は短絡条件下の接続時の第１図の切換
え室を示した図、第３図はベローズ状の円筒体を有する
閉鎖カバーを示した図、第壬図は組合わされた閉鎖カバ
ーを示し死因、第５図は付加的力支持体を有する切換え
室上示した図である。 １．２・・・接点、５・・・接点ピン、４．１４゜２４
・・・カバー　５・・・セラミック管、６・・・金属管
、７・・・横桁、８・・・案内ブシュ、９・・・支持部
材、１０・・・７ランジ、１１・・・接点接触個所、１
２ａ。 １２ｂ・・・脚部、１３・・・端面、１４・・・カバー
２１・・・円筒体、２２・・・薄板部材、２３・・・閉
鎖カバー　２５・・・リング、２６ａ、２６ｂ・・・支
持体、２７・・・つば、２８・・・ディスク 第２図 第１図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空スイッチの切換え室であって、少なくとも１つ
   の絶縁管を有するケーシングと、切換え室を支持する接
   点ピンによって保持された定置の接点と、ほぼ真空スイ
   ッチ軸線方向に可動な、ベローズを介して気密にケーシ
   ングに結合された接点とを備え、この接点が接続位置で
   端面側で接点力ばねの作用を受けて定置の接点に接触す
   るようになつていて、更に絶縁管をケーシングの接点ピ
   ンに気密に結合する湾曲した閉鎖体が設けられていて、
   この閉鎖体が真空スイッチを接続したばあいに生ずる衝
   撃負荷をケーシングに伝達する形式のものにおいて、閉
   鎖体が弾性変形可能な区分を有していて、この区分の内
   端が接点ピンに結合されていてかつ外端に塑性変形可能
   な区分が接続されていて、この区分が高気密なセラミッ
   ク管として構成された絶縁管の端面に固定されていてか
   つセラミック管に対する結合個所において製作プロセス
   に起因する収縮応力を消滅させるようになっていること
   を特徴とする、真空スイッチの切換え室。 ２、弾性変形可能な区分が波形状のカバー（２４）とし
   て真空スイッチ軸線に対してほぼ垂直方向で拡張する、
   請求項１記載の切換え室。 ３、弾性変形可能な区分がベローズに類似した壁構造を
   有する円筒体（２１）を有している、請求項１記載の切
   換え室。 ４、弾性変形可能な区分（２１、２４）がセラミック管
   （６）内部で接点ピン（３）に複数の自由度の運動性を
   可能にしている、請求項１から３までのいずれか１記載
   の切換え室。 ５、閉鎖体の弾性変形可能な区分が軸方向および半径方
   向での接点ピン（３）のトランスバースな運動性並びに
   切換え室の軸線に対する接点ピン（３）の回動運動性を
   可能にしている、請求項１から４までのいずれか１記載
   の切換え室。 ６、セラミック管（５）が塑性変形可能な材料から成る
   平らな又は湾曲したカバー（１４）に結合されていて、
   このカバーに、切換え室内部に膨張するベローズに類似
   した円筒体 （２１）が接続されている、請求項５記載の切換え室。 ７、弾性的な波形状のカバー（２４）が塑性変形可能な
   材料から成る肉薄なリング（２５）に結合されている、
   請求項５記載の切換え室。 ８、肉薄なリング（２５）がＵ字形に構成されかつ一方
   の脚部（１２ａ）でセラミック管 （５）の端面（１３）に結合されているのに対して、他
   方の脚部（１２ｂ）が波形状のカバー（２４）の円筒状
   のつば（２７）に固定されている、請求項７記載の切換
   え室。 ９、接点ピン（３）もしくは脚部（１２ｂ）との波形状
   のカバー（２４）の固定面が切換え室の排気可能な構成
   部分の外部に配置されている、請求項８記載の切換え室
   。 １０、肉薄なリング（２５）もしくはカバー（１４）が
   ガスを含まない銅から製作されている、請求項６から８
   までのいずれか１記載の切換え室。 １１、波形状又はベローズ状に構成された構成部分（２
   １、２４）が壁厚さ最大１ｍｍのクロム・ニッケル鋼か
   ら形成されている、請求項６又は７記載の切換え室。 １２、切換え室が可動な接点（１）の側で支持部材（９
   ）内に弾性的なディスク（２８）を介して支持されてい
   てかつ可動な接点（１）が案内ブシュ（８）を介して軸
   方向で案内されている、請求項１から１１までのいずれ
   か１記載の切換え室。 １３、ケーシングが接点（１、２）が接触したばあいセ
   ラミック管（６）の端面範囲で支持体（２６ａ）に接触
   するかもしくは支持体（２６ｂ）によってあらゆる側で
   案内されている、請求項１から１２までのいずれか１記
   載の切換え室。 １４、支持体（２６ａ、２６ｂ）が支持部材（９）から
   のケーシングの滑落を阻止している、請求項１３記載の
   切換え室。 １５、支持体（２６ａ、２６ｂ）の大部分が切換え室の
   運動を緩衝するように構成されていてかつ少なくとも部
   分的に積層された薄板又はプラスチックリングから形成
   されている、請求項１３又は１４記載の切換え室。 １６、閉鎖体（４、２１、２４、２５）の構成部材と閉
   鎖体に固定された構成部材との間の結合部がろう接結合
   部として構成されている、請求項１から１５までのいず
   れか１記載の切換え室。 １７、閉鎖カバー（４、２１、２４、２５）の構成部材
   と閉鎖カバーに固定された構成部材との間の結合部が溶
   接結合部として構成されている、請求項１から１６まで
   のいずれか１記載の切換え室。