JPH03179626A - 過電圧を制限する遮断器 - 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】 本発明は、過電圧を制限するための遮断器に係わる。

周知のように、遮断器の切断チャンバ（ｃｈａｍｂｒｅ
ｄｅ　ｃｏｕｐｕｒｅ）には、端子の電圧と共に変化す
る抵抗素子即ちバリスタが並列に取付けられる。このバ
リスタは通常酸化亜鉛をベースとし、遮断器の接触子上
での放電を防止してこれら接触子の早期摩耗を回避せし
める。遮断器を誘導回路、例えば真空変圧器、リアクタ
ンス又はモータと直列に接続した場合には、バリスタが
遮断器の開放操作時に発生し得る過電圧から前記回路を
保護する。

バリスタのこのような使用法は、例えばｌａ　ｃｏｌｌ
ｅｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｄｅ　ｌ’ｌｎ
ｇ６ｎｉｅｕｒ、ＴｏｎｅＥ　２１１０．Ｖａｒｉｓｔ
ａｎｃｅｓ、１３ページ及び米国特許第４８３１４８７
号に記述されている。

線路の保護に使用した場合の遮断器には、特に真空線路
切断時又は逆位相で大きくなり得る過電圧が作用する。

バリスタが殆ど恒常的に機能するのを回避するためには
、遮断器が「開路」位置にある時にこれを回路から切離
す開閉器（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｕｒ）をバリスタと直
列に配置しなければならない。従来型の装置は、このよ
うな措置を行うのに、場所をとる非経済的な補助装置の
形成を必要とする。

本発明の目的の１つは、バリスタの挿入が遮断器の開路
時に自動的に行われ且つ押入解除も自動的に行われるバ
リスタ式過電圧制限遮断器を低コスＩ・で製造すること
にある。

遮断器の切断チャンバに取付けられるバリスタは通常、
大気中で、その切断チャンバと平行に配置された陶器製
絶縁管の中に配置される。この管は汚染を免れがたい。

この陶器の１つ又は複数の地点が汚染されると電位分布
が変化し、その結果応力及び加熱ゾーンが発生し、バリ
スタの過熟及び破損が生じ得る。

本発明の別の目的は、バリスタが全く汚染されないバリ
スタ式過電圧制限遮断器を実現することにある。

本発明の更に別の目的は、バリスタの大きさが先行技術
のバリスタより小さいバリスタ式過電圧制限遮断器を実
現することにある。

これらの目的は総て下記の遮断器によって達成される。

この遮断器は、各位相毎に少なくとも１つの切断チャン
バを含み、この切断チャンバが誘電耐力の大きいガスで
満たされた密封絶縁容器からなり、その中に主接触子及
びアーク接触子が配置されている。この遮断器の特徴は
、前記容器がバリスタと挿入手段とを収容することにあ
る。前記挿入手段は、 遮断器の開路時には、主接触子の分離時点でバリスタを
接触子と平列に挿入し且つ可動アーク接触子の行程が終
了する前にバリスタを切断させ、遮断器の閉路時には、
アーク接触子が接触する前にバリスタを接触子と平列に
挿入し且つアーク接触子が接触した時にバリスタを短絡
させる。

以下、添付図面に基づき非限定的好適実施例を挙げて、
本発明をより詳細に説明する。

第１図の遮断器は、好ましくは陶器製の絶縁容器１を含
み、該容器の内部スペース２に絶縁耐力の大きいガス、
例えば六フフ化硫黄が数バールの加圧下で充填されてい
る。

この遮断器は、アーム４を介して該遮断器のプラグ５に
機械的且つ電気的に接続された管３からなる固定主接触
子を含む。この主接触子３は、やはり管状部材からなる
固定アーク接触子６に結合する。接触子６は主接触子３
に電気的に接続されている。

該遮断器の可動部は、グロー放電防止カバー１０で保護
されており且つ管３と協働する複数の接触フィンガ９で
構成された可動主接触子を含む。この可動部は更に、吹
１１け管１２と協働する複数のフイ二力１１で構成され
た可動アーク接触子も含む。吹付は手段は本発明の範囲
には含まれないため図示しなかった。この手段は当業者
に公知の方法で形成される。前記可動部は操作ロッド（
図示せず〉に接続されている。可動電気接触子は第２の
プラグ（図示せず〉に接続されている。

本発明の特徴の１つとして、切断チャンバの中にはバリ
スタ２０が配置される。このバリスタは好ましくは、酸
化亜鉛（ＺｎＯ）をベースとする金属酸化物のペレット
を積重したものからなる。この積重体は切断チャンバの
上部で、該チャンバを閉鎖しプラグ５に電気的に接続さ
れた金属キャップ２２にも当接するバネ２１によって圧
縮される。バリスタ２０とキャップ２２との間には、金
属製組紐１９によって電気的連続性が存在する。

前記ペレットは、下部が金属製先端部材２４で閉鎖され
た絶縁性の管２３を案内管としてその中に保持される。

ここで、バリスタの挿入及び挿入解除メカニズムを説明
する。このメカニズムは部材２４に固定された軸線方向
案内ロッド２５を含む。このロッドの他端には、例えば
エラストマプレートのようなダンパ２７を備えた支承部
材２６が取付けられている。

このロッドは、好ましくは銅製の接触リング３２を支持
する複数〈好ましくは２つ）のアーム３１を備えたスラ
イダ３０ｆ！：含む半可動部の案内手段として機能する
。リング３２にはペレット状磁石３３が挿入されている
。スライダ３０は先端部材２４に当接するバネ３５によ
って第１図の下方に押し動かされる。先端部材２４は金
属ロッド３７を介して支承部材２６に接続されている。

スライダ３０はこのロッドを横切って延び、滑動接触子
３８を担持している。これらの接触子は、バリスタ２０
とアーム３１との間の霊気接続を行う。

この遮断器は更に、ベレット状磁石４３を備えたリング
４２も含む。このリングは、可動接触子と電気的に接続
された金属アーム４４に担持されている。

アーム３１及び４４は、遮断器が切離し位置く第２図）
に・ある時に、リング３２とリング４２との間の距離Ｂ
がアーク接触子６とアーク接触子１１との間の距離Ｃよ
り小さくなるような長さに形成される。

この遮断器は下記のように作動する。

ｌ／（艷毘α匪龜 閉路時には、第２図の状態で、可動部が図面の上方に押
し動かされる。

その結果、リング３２及び４２、アーク接触子６及び１
１．並びに主接触子３及び９が順次接触し合う。

この閉路行程の間にバネ３５が漸次圧縮される。リング
３２及び４２が接触するとバリスタが電気回路内に挿入
され、リング４２、リング３２、アーム３１．滑動接触
子３８、ロッド３７、先端部材２４、バリスタ２０、組
紐１９、キャップ２２及びプラグ５に電流が流れる。

アーク接触子６及び１１が接触するとバリスタが短絡さ
れる。

２／違逝１！υむ連 遮断器の開路時には、可動部が図面の下方に引つ５長ら
れる。

バネ３５の戻り力と磁石３３及び３４の誘引力とによっ
て、アーム３１は可動接触子の動きに追従する。

磁石の誘引力によって、第１図の休止位置を過ぎると、
スライダ３０がバネ３５を引張りながら支承部材２６の
ダンパ２７に到達する。この遮断器は、開路行程が終了
する約２ミリ秒前にスライダ３０及びダンパ２７が接触
するように調整されている。可動部が移動し続けるとリ
ング３２及び４２が分離され、スライダ３０が休止位置
（バネ３５の作用で第２図の位置）に戻る。

Ｔ；、液切断時にはアーク接触子上でアークが消滅し、
その結果回復電圧がバリスタ２０に印加される。

この電圧がバリスタ２０の公称作動電圧を超えると、す
〉り３２及び４２間に電流が発生する。逆にこの電圧が
バリスタ２０の公称電圧より小さくなると、バノスタは
導電性を失って再び絶縁性になる。

スライダ３０が休止位置く第２図〉に到達すると、リン
グ３２及び４２間の距離が、バリスタを作動させないで
印加電圧を保持するのに十分な長さを有するようになる
。

磁石３３及び４３は、第３図に示すように、リング３２
及び４２が接触し合った時にこれらの磁石の間に僅かな
間隙４９が残るように前記リング内に配置される。この
ようにすると、アークがリングの胴部分に優先的に発生
する。

切断区間Ｂの絶縁耐性を改善するためには、前記リング
の間のスペースに過剰圧力を発生させ得る。そのために
は、第４図に示すように、リング４２を円筒体５０に固
定して該円筒体が可動部と共に動くようにする。遮断器
の固定部材に接続されたピストン５１は、リング４３に
設けられた孔５２を介して圧縮ガスジェットを注入する
のに使用される。

第５図は、別の連結装置を接触子が係合している時の状
態で示している。

アーム４４には、ピボット７２を担持するグロー放電防
止カバー７３が固定されており、前記ピボットには先端
に端子７６を含む連結フィンガ７０が枢着されている。

前記端子はバネ７１によってリング３２に押し付けられ
、その結果連結が行われる。リング７４は端子７６の支
承手段として機能する。

開路行程が終了する前に、フィンガ７０に絶縁ロド７５
が当接して端子７６をリング３２から引き離し、その結
果アーム３１が解放されて休止位置に戻る。

ここで留意すべきこととして、回復電圧が１ｐ、ｕ。

以下の受動回路、例えばコンデンサ、リアクタンス、真
空変圧器等の切断では、切断及び絶縁スペースＢは必要
ない。リング３２及び４２は１つにまとめて単一の管に
し得る。バネ３５及びダンパ２７も必要ない。

先端部材２４は、グロー放電防止部材１０を包囲する管
を先端に備えた２つのアーム３１からなる部材によって
、可動接触子側のプラグに直接電気接続してもよい。

・本発明ではバリスタを金属製容器内で加圧誘電ガス中
に配置するため、バリスタの大きさを縮小することがで
き、且つ大気汚染を防止することができる。

以下は本発明の利点である。

１／弘阪４： 切断時には、遮断器の端子に発生する電圧を所定値、例
えば１．６　ｐ、ｕ、、即ち１．６　Ｕｎ　２／３に制
限する。Ｕｎは回路網の公称電圧である。

Ｃｏｎｆｊ＋ｒｅｎｃｅ　ＩｎＬｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
ｅ　ｄｅｓ　Ｃｒａｎｄｓ　Ｒ６５ｅａｕｘ　ＥＩｅｃ
Ｌｒｉｑｕｅｓ（ＣＩＧＲＥ）、１９５８年セツション
の報告書Ｎｏ、１４６には、開放抵抗素子を備えた遮Ｕ
ｒ器を用いて過電圧を１．９　ｐ、ｕ、に制限すること
が提案されている。

周知のように、三相故障切断（ｃｏｕｐｕｒｅ　ｄｅｄ
６ｆａｕｔ　ｔｒｉｐｈａｓ６）では、切断を行う第１
のボールが１．５ｘ１．５　ｐ、ｕ、に達し得る再起電
圧を有することになる。この場合はバリスタが、１．６
　ｐ、ｕ、を超える総ての過電圧を制限する。

逆位相又は真空線路切断では、遮断器の端子の回復電圧
が２　ｐ、ｕ、又はそれ以上に達し得る。

リアクタンス切断では、過電圧が２　ｐ、ｕ、を超え得
る。

いずれの場合も、バリスタの作用で、端子の電圧が１．
６　ｐ、ｕ、を超えることはなく、アーク接触子上で直
接放電が起こることもない。これらの現象は、回路にお
ける摩耗及び急勾配前縁過電圧の原因となる。

バリスタを存在させることによって得られる別の利点と
して、線路をＯＯ，３ｓ　Ｆ　Ｏサイクルて切断する場
合には、最初の開路時点で、バリスタの作用により、線
が１　ｐ、ｕ、ではなく約０．５　ｐ、ｕ、という小さ
い値に充電された状態を維持する。

その結果、０．３抄紙に発生する閉路時の「下流」過電
圧がより小さくなる。従って条件によっては、電圧の極
めて高い回路網で通常使用される閉路抵抗を使用せずに
済むか又は同期閉路を回避することができる。

電圧が極めて高い場合には、遮断器は総て直列マルチチ
ャンバ型である。バリスタを機能させれば、真空線路再
開路時の過電圧を更に低下させることができる。

そのためには、位相点たりのチャンバ数に応じ１つ又は
２つのチャンバの閉路を１〜２ミリ秒遅らせて、！＆後
に挿入される（１つ又は複数の）バリスタにその公称作
動電圧を超える高電圧が印加されるようにする。

従って、回路に抵抗を挿入すれば過電圧は低下する。

閉路時のバリスタ挿入時間は、距ｉ１Ｂと距離Ｃと差及
び可動接触子の咬合い速度に依存する。

２／　　　が　　されている　ム 公称値を超える過電圧の場合には切断区間Ｂの雷光衝撃
又は操作衝撃に対する耐性がアーク接触子の耐性より小
さいため、バリスタが存在するとエネルギの吸収によっ
て過電圧が制限される。

３／乱４ 先行技術のバリスタに使用されている陶器の汚染によっ
て発生ずる被害が回避される。

【図面の簡単な説明】

第１図は咬合い位置にある本発明の遮断器の軸線方向断
面図、第２図は切離し位置にある前記遮断器の軸線方向
断面図、第３図はバリスタ挿入アー１８の端部を示す部
分断面図、第４図はバリスタ押入アームの一変形例を示
す第３図と同様の部分断面図、第５図は別の変形例によ
るバリスタ押入アームの連結装置を示す簡単な説ｎＪ１
図である。 ３．９・・・・・・主接触子、６，１１・・・・・・ア
ーク接触子、２０・・・・・・バリスタ、３２．４２・
・・・・接触リング。 ル、 ２０ ６９００８・リヨン、 リュ・シャルメル・ラフ− ６９１００・ビルールバンヌ、 リュ・ジュル・バ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）各位相毎に少なくとも１つの切断チャンバを含み
   、この切断チャンバが誘電耐力の大きいガスで満たされ
   た密封絶縁容器からなり、その中に固定主接触子及び可
   動主接触子と、固定アーク接触子及び可動アーク接触子
   と、可動接触子駆動手段とが配置されており、前記容器
   がバリスタを収容すると共に、 −遮断器の開路時には、主接触子の分離時点でバリスタ
   を接触子と平列に挿入し且つ可動アーク接触子の行程が
   終了する前にバリスタを切断させ、−遮断器の閉路時に
   は、アーク接触子が接触する前にバリスタを接触子と平
   列に挿入し且つアーク接触子が接触した時点でバリスタ
   を短絡させる挿入手段も収容していることを特徴とする
   過電圧制限遮断器。
2. （２）バリスタが容器と同軸的に配置されていることを
   特徴とする請求項１に記載の遮断器。
3. （３）バリスタが容器のキャップと遮断器の固定接触子
   との間に配置されていることを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の遮断器。
4. （４）バリスタが、複数のペレットを積重して絶縁管の
   中に封入したものからなることを特徴とする請求項１か
   ら３のいずれか一項に記載の遮断器。
5. （５）ペレット積重体が、遮断器のプラグに電気的に接
   続された金属製キャップに当接するバネの圧力を受ける
   ようになっている請求項４に記載の遮断器。
6. （６）絶縁管の一端が金属製先端部材によって閉鎖され
   ていることを特徴とする請求項４又は５に記載の遮断器
   。
7. （７）挿入手段が、可動接触子に機械的に固定されてい
   ると共にこれらの接触子に電気的に接続されている第１
   接触部材と、固定接触子に対して半可動性であり且つこ
   れらの固定接触子に電気的に接続されている第２接触部
   材とを含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか
   一項に記載の遮断器。
8. （８）遮断器が開路位置にある時は第２接触部材が休止
   位置におかれ、この位置では第１接触部材と第２接触部
   材との間の距離がアーク接触子の相互間隔より小さいこ
   とを特徴とする請求項７に記載の遮断器。
9. （９）第２接触部材が、絶縁管先端部材に容器と同軸的
   に固定された案内ロッドに沿って滑動するスライダに担
   持されており、このスライダと前記先端部材との間にバ
   ネが挿入されていることを特徴とする請求項７又は８に
   記載の遮断器。
10. （１０）案内ロッドの先端に、ダンパを備えた支承部材
    が取付けられていることを特徴とする請求項９に記載の
    遮断器。
11. （１１）スライダが滑動接触子を担持しており、これら
    の滑動接触子が、支承部材と先端部材との間でスライダ
    を横切って延在するロッドと協働するようになっている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の遮断器。
12. （１２）第１及び第２接触部材が磁石を担持したリング
    であることを特徴とする請求項７から１１のいずれか一
    項に記載の遮断器。
13. （１３）第１及び第２接触部材が接触し合った時に、磁
    石の間に間隙が残るようになっていることを特徴とする
    請求項１２に記載の遮断器。
14. （１４）遮断器の開路操作時に、第１接触部材と第２接
    触部材との間のスペースに圧縮ガスを注入するための注
    入手段を含むことを特徴とする請求項７から１３のいず
    れか一項に記載の遮断器。
15. （１５）圧縮ガス注入手段が第１接触部材に固定された
    円筒体を含み、この円筒体が可動接触子に接続されてい
    て固定ピストンと協働するようになっていることを特徴
    とする請求項１４に記載の遮断器。
16. （１６）位相の少なくとも１つのチャンバの閉鎖時点が
    その他のチャンバの閉路時点より遅れるようになってい
    ることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に
    記載の遮断器。
17. （１７）挿入手段が、バリスタの先端部材を可動接触子
    側の下方プラグに直接電気接続する２つの一体的固定部
    材を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一
    項に記載の遮断器。
18. （１８）可動第１接触部材が少なくとも１つの回動フィ
    ンガを含み、このフィンガがバネによって押し動かされ
    、このフィンガの先端に半可動リング即ち第２接触部材
    との連結を行う当接部が具備されており、このフィンガ
    と協働する固定ロッドによって前記半可動リングの切離
    しが行われるようになっていることを特徴とする請求項
    ７から１１のいずれか一項に記載の遮断器。