JPH03192622A - ハイブリッド中電圧遮断器 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、六ふっ化硫黄で満たした密閉されたエンクロ
ージャと、このエンクロージャ中に配置された一対の主
接点と、このエンクロージャ中に配置され整列された一
対のアーク接点を含み、この主接点に平行に電気的に接
続された真空カートリッジと、主接点以後にアーク接点
を開き主接点以前にアーク接点を閉じるこれらの接点の
動作機構とを有する中電圧遮断器に関する。

［従来の技術および問題点］ 中電圧電流を遮断する２つの技法が通常用いられている
が、それは真空遮断および六ふっ化硫黄中における遮断
であるが、双方共長所と短所を持っている。真空エンベ
ロープは多く連続して製造Ｉ″１１能であるが、その遮
断容量は限られたものであり、複雑な人工的な手段によ
ってのみ改良され得る。六ふっ化硫黄中における遮断は
よりＢ　ｒａｔであるが、標準化が困難である。気体絶
縁装置および金属製エンクロージャを備えた中電圧設置
物内においては、真空エンベロープが、六ふっ化硫黄で
満たされ、さらに密閉されたエンクロージャ中にすでに
位置付けされていて、真空エンベロープは電流の割込み
を実行し、六ふっ化硫黄は設置物部品を絶縁する。

この従来の技術による並列配置によっては、これら２つ
の技法の最大の長所が得られない。

従来技術による別の遮断器は、真空カートリッジ内に収
容されたアーク接点および、アーク接点と平行に接続さ
れ六ふっ化硫黄で満たされたエンクロージャ内に収容さ
れた主接点を有する。主接点はアーク接点の後に開き、
このようにしてアーク（電弧）の作用から防護され、大
電流を流すことが可能である。真空カートリッジの動作
及びその構造物は標準的なものである。

［発明の構成および作用］ 本発明の目的は、これら双方の技法の長所を真空中およ
び六ふり化硫黄中において組合せることである。この目
的は、真空カートリッジの絶縁エンクロージャが、同軸
的にアーク接点を取り囲み、その軸方向の長さが沿面距
離を確定し、六ふっ化硫黄内におけるエンクロージャの
絶縁耐力に対応する円筒形の表面を有することミさらに
その手段が、アークの形成ゾーン内に軸方向の磁場を生
成し、アーク接点が互いに分離するときにカートリッジ
内に引き込まれ、このカートリッジと関連し、またディ
スク形状のアーク接点が耐火性の素材でできていること
を特徴とする遮断器を製造することによって達成される
。

電流遮断は真空カートリッジ内で実行され、このカート
リッジ内に収容されたアーク接点は、アークを形成する
ことなく開閉し、主接点を保護するという自身の通常の
役割を果たす。真空カートリッジは、それ以外の機能を
持たず、その寸法は、その軸方向の長さにおいて著しい
が、六ふっ化硫黄内におけるエンクロージャの絶縁耐圧
を保証する値にまで減少し、空気中における真空カート
リッジにとワて必要な値より明白に低い。カートリッジ
の遮断容量は、アークを拡散させ特定の点におけるエネ
ルギーの集中を防止するアーク・ゾーンにおいて軸方向
の磁場を発生することによって増大する。この軸方向の
磁場は単一のコイルによって発生させることができるが
、その理由は、接点中に誘起された電流による漂遊磁場
が大幅に減衰、または、例えば耐火性の素材によってで
きている接点の高い抵抗性によって無視されるほどに減
少するからである。このような材料を用いることによっ
て、アークの作用に対する耐性が増加し、遮断に有利と
なる。軸方向のアークの拡散磁場の耐火性の接点と、六
ふっ化硫黄で１シたされたエンクロージャ内に収容され
たカートリッジとを組み合わせて用いることによって、
小さい単純な真空カートリッジでも高い遮断容量が確保
され、中電圧遮断器または主接点および気体絶縁装置を
備えた設置物が達成＝＝Ｊ能である。たった一つの真空
カートリッジで総ての範囲にわたる遮断器をカバーする
ことができ、従って製造法の合理化が可能となる。

真空カートリッジは、セラミック素材またはガラスから
できた円筒形のエンクロージャを有し、長所を持った２
つの金属の板によって密閉される。

このカートリッジの軸方向の長さは、必要電圧および／
またはエンクロージャ内の六ふっ化硫黄の圧力によって
確定され、通常は１５ｃｙ未満であり、この長さは標準
の真空エンクロージャの長さに比べて著しく短い。

ディスク形状のアーク接点はタングステン、クローム又
はこれらの金属の合金からなっているが、他の耐火性素
材を用いることも可能である。アーク接点は、円筒形の
カートリッジ内に軸方向に沿って配置され、これら接点
のうち１つは摺動口Ｊ能なように取り付けられ、従来技
術による方法におけるように、主接点より以前にアーク
接点を分離したり再度閉じたりする機構に接続されてい
る。

遮断ゾーン内における軸方向の磁場は、静止アーク接点
側に位置付けされた、カートリッジのそこ板に堅固に一
体化されたコイルを流れる電流によって生成される。カ
ートリッジと同軸であり平板化された形状のこのコイル
は、上記の底板に固定された導体によって形成すること
も、また肉厚部、すなわちカートリッジの内面上の底板
の厚さ内から切り取られた螺旋状の溝によって確定する
ことも可能である。このコイルは、アーク回路中のアー
ク接点に直列に接続され、主接点によって閉回路位置中
に分路される。電流は、主接点が分離するときにコイル
中でスイッチングされ、遮断を有利にする軸方向のアー
ク拡散磁場を発生させる。

本発明による遮断器は気体絶縁中電圧設置物に特に適し
ており、３個の極ユニットを、アースをとった単一の金
属エンクロージャ内に収容できる。

大気圧または圧縮気圧にある六ふっ化硫黄によって絶縁
されるが、この気体は遮断アークによっては汚染されな
い傾向を持っている。遮断部品は小さい寸法のカートリ
ッジ中に収納され、これによって設置物全体の構造およ
び設計が単純化される。

他の長所および特徴は、非限定的な例のみとして与えら
れ添付図面中に表示されている、本発明の口承された実
施例に対する以下の説明を読めばより一層明かになるだ
ろう。

［実施例］ 全図面において、中電圧遮断器は、密閉されたエンクロ
ージャ１０内に収容されており、このエンクロージャの
金属製または絶縁物の隔壁１２は気体絶縁設置物もしく
はサブステーションの隔壁又は１個の極ユニットもしく
は３個の極ユニットの遮断器の隔壁であってもよい。第
１図に表示された極ユニットは、電流人力Ｉ８および電
流出力２０の導体の２つの密閉ブッシング１４．１６を
Ｈし、これらは、固定スピンドル３２上の軸旋回的に取
り付けられたナイフ刃形態で、それぞれエンクロージャ
ｌＯの外部においては接続パッド２２によって、エンク
ロージャ内部においては静止主接点２６の支持体１０お
よび可動主接点３０の指示物２８によって終端している
。閉じた位置においては可動主接点３０は整列され、主
回路を閉じるために静止主接点２６と接触しているとき
には、人力導体１８、支持体２４、静止主接点２Ｇおよ
び可動主接点３０、支持体２８ならびに出力導体２０に
よって形成される。支持体２４および２８は、自由端部
が真空カートリッジ３８の両側に位置しており、かつ横
方向に伸張しているアーム３４および３８によって伸張
されている。カートリッジ３８の円筒形のハウジング４
０は、その両端部において、各々が関連アーム３４およ
び３６の自由端部に機械的かつ電気的に接続されている
金属製の底板４２および４４によって密閉されている。

カートリッジの軸は、閉じた位置で整列されている主接
点２Ｇおよび３０に対してかなり平行であり、延長され
た一対のアーク接点４６および４８は、カートリッジ３
８内で同軸的に配置されている。アーク接点は、その１
つである４６が静１１二し、底板４２と堅固に一体化さ
れており、もう一方４８は可動であり、これら個々がデ
ィスク形状の接点部分５０を持っている。可動アーク接
点４８は、自身が電気的に接続されている底板４４を、
挿入されている密閉ジヨイントによって通過している。

アーム３４および３６、底板４２および４４並びに突接
接点部分５０を持ったアーク接点４６および４８は、主
接点２６および３０に平行に接続されている。

回転動作シャフト５２は、璧１２を通過し、その内部の
端に、一方を副連接棒５６によって主ナイフの刃３０に
接続され他方を小さい棒５８および開口部６０によって
可動接点４８に接続されているクランク５４を持ってい
る。開口部６０中には、小棒５８内に、クランク５４に
よって支持されたクランク・ビン６２が摺動的に取り付
けられており、これによってスプリング８４によって伸
張されている不感走行リンクを形成している。この機構
は、遮断器が開く動作をするに従ってシャフト５２の時
計回り方向の回転によって指令され、主可動接点３０が
最初に開き、アーク接点４６および４８は、不感走行８
０．８２　（第２図）によって最初は閉じられたままで
ある。主接点２Ｂおよび３０を通して流れた電流が、主
接点２６および３０にアークを発生させることなくアー
ク回路中においてスイッチングされる。シャフト５２が
継続して回転することによって、アーク接点４６および
４８が開き、最後に遮断器が開く。シャフト５２の反転
によって指令されて閉じる動作は最初にア−り接点４６
および４８を閉じ、次に主接点２Ｂおよび８０を閉じる
。

真空カートリッジ３８の円筒形のハウジング４０は、滑
らかな外部表面を持ったセラミックまたはガラスからで
きており、その軸方向の長さによってカートリッジ３８
の臨界沿面距離が確定される。この軸方向の長さは電圧
で測定され、充分な絶縁耐圧を保証するが、この長さは
空気中に置かれたカートリッジの絶縁耐圧より著しく低
い。中電圧においては、この長さは１５ｃｍの近傍また
は以下であり、真空カートリッジ３８の寸法が小さいの
でそれを収容することは容易である。

アーク接点４６および４８の接点部品５０は、タングス
テン、クローム又はこれら金属の合金からできていて、
アーク耐圧を高くしている。これらの素Ｈの高い抵抗率
は短所とはならないが、その理由は永久電流は主接点２
６および３０によって賄われるからである。かえって、
この高い抵抗率は、接点部品５０中に誘導される電流を
軽減することによって著しい長所をなしている。

第３図および第４図をより特定的に参照すると、静止ア
ーク接点４６側に配置されている底板４２は、カートリ
ッジ３８に対する自身の内面６６上に、螺旋溝６８の底
部からほんの少し離れている溝６８の形状で深い海渠を
提示していることがわかる。溝６Ｂは平坦コイル７０を
収納しているが、このコイルの内部巻線７２はアーク接
点４６に接続され、その外部末期線７４はアーム３４に
接続されている。アーム３４から入力された電流はその
ほとんどがコイル７０を流れ、底板４２を流れる電流は
極わずかであり、これによって、これらの接点部品５０
が分離するときにアークが誘起される接点部品５０のゾ
ーンに軸方向の磁場が発生する。この軸方向の磁場によ
ってアークが確実に拡散され、これによって高い遮断容
量を得ることができる。接点部品５０中に誘導された電
流による漂遊磁場は大幅に減衰するが、その理由は、耐
火性の素材でできている接点部品５０の高い抵抗値によ
ってこれら誘導電流の強度自体が制限されるからである
。高い遮断容量を持った小型の真空カートリッジはこの
ようにして、非常に単純な手段で達成することが可能で
ある。轟空カートリッジ３８は当然、ハウジング４０の
保護シールド（提示されていない）を有することが可能
であるが、静止アーク接点４６側にあるシールドはコイ
ル７０の外部巻線７４によって置き換えた方が有利であ
る。コイル７０は、必ずしも底板４２の肉厚部から形成
されることはなく、適当な手段を用いることによって、
底板４２に固定された螺旋状の導体によって形成しても
よい。この実施例は、カートリッジ３８の底板４２およ
び４４が絶縁性のものである限りは必須である。

遮断器の全範囲にわたって使用可能な真空カートリッジ
を達成することは利点であるが、その理由は、カートリ
ッジの特徴が遮断器の特徴に適合するように完全に適用
されれば、寸法および費用の増加は制限されるからであ
る。遮断とアークをそれぞれ分離した密閉エンクロージ
ャの中に配置するようにすれば、いかなるアークの伝播
も絶縁気体の汚染もこれによって避けることができるの
で、金属被覆のサブステーション又は他の気体絶縁設置
物にとって特に望ましいものとなる。アーク接点４６お
よび４８並びに主接点２６および３ｏを平行に、より特
定的には上述したように配列すれば、窩速電流スイッチ
ングにとって有利であるが、他の配列も用いることが可
能であり、遮断器のアーキテクチャも異なったものにな
り得る。密閉されたエンクロージヤＩＯ中に収容されて
いて、遮断器が開いた後で動作シャフト５２によって起
動されるアース装置を統合することが可能である。主接
点２６および３０並びに動作機構は当然、本発明の範囲
から逸脱することなく、別様に達成可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による閉じた位置における、軸方向の略
断面図、第２図は遮断器の開かれるところを示した、第
１図に対する類似図、第３図は第１図の詳細を高い倍率
で示した、第４図における線ＩＩＩ−ＩＩ＋で示した断
面図、第４図は第３図に示す底板の底面図である。 １０・・・エンクロージャ、＋２・・・絶縁壁、１４・
・・ブッシング、１６・・・ブッシング、２２・・・接
続パッド、２４・・・支持体、３２・・・固定スピンド
ル、４４・・・底板、５０・・・接触部品、５４・・・
クランク、６０・・・開口部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、六ふっ化硫黄で満たした密閉エンクロージャ（１０
   ）と、前記エンクロージャ（１０）中に配置された一対
   の主接点（２６、３０）と、前記エンクロージャ（１０
   ）内に配置され、整列された一対のアーク接点（４６、
   ４８）を持ち、前記主接点（２６、３０）に平行に電気
   的に接続された真空カートリッジ（３８）と、主接点（
   ２６、３０）より後でアーク接点（４６、４８）を開き
   、主接点（２６、３０）より前にそれらを閉じる前記接
   点（２６、３０；４６、４８）の操作機構（５４）とを
   有する中電圧回路遮断器において、真空カートリッジ（
   ３８）の絶縁エンクロージャ（４０）が、同軸的にアー
   ク接点（４６、４８）を取り囲み、その軸方向の長さが
   沿面距離を確定すると共に六ふっ化硫黄内のエンクロー
   ジャ（４０）の絶縁耐圧に対応する円筒形の表面を有し
   、アークの形成ゾーン中に軸方向の磁場を発生するその
   手段（７０）が、アーク接点（４６、４８）が分離する
   ときにカートリッジ（３８）内部に引き込まれ、前記カ
   ートリッジ（３８）と関連し、またディスク形状のアー
   ク接点（４６、４８）が耐火性の材料でできていること
   を特徴とする遮断器。 ２、請求項１記載の遮断器において、エンクロージャの
   前記円筒形の表面が滑らかであり、セラミック材料また
   はガラスより成り、その両端が金属製の底板（４２、４
   ４）によって密閉されることを特徴とする遮断器。 ３、請求項１または２記載の遮断器において、アーク接
   点（４６、４８）を構成する耐火性の材料がタングステ
   ン、クローム又はこれら２つの金属系の合金であること
   を特徴とする遮断器。 ４、請求項１ないし３のいずれかに記載の遮断器におい
   て、カートリッジ（３８）の長さが１５ｃｍ未満である
   ことを特徴とする遮断器。 ５、上記の請求項１ないし４のいずれかに記載の遮断器
   において、前記カートリッジ（３８）内に軸方向のすべ
   り接触によって取り付けられた可動アーク接点（４８）
   および静止アーク接点を有し、静止接点（４６）側に位
   置されたカートリッジ（３８）の底板（４２）が、エン
   クロージャ（４０）と同軸であり前記アーク接点（４６
   、４８）と直列に接続されているコイルとして配列され
   ているか、又はカートリッジに対して内部にあるその表
   面上にこのコイルを持っていることを特徴とする遮断器
   。 ６、請求項５記載の遮断器において、前記コイルの巻線
   （７０）が、前記底板（４２）の厚さ内に切られた螺旋
   状の溝の中に収納されていることを特徴とする遮断器。 ７、請求項５記載の遮断器において、前記コイルの巻線
   （７０）が、前記底板の内部表面に固定されている螺旋
   状の導体によって形成されることを特徴とする遮断器。 ８、請求項１ないし７のいずれかに記載の遮断器におい
   て、前記エンクロージャ（１０）が、金属製の壁（１２
   ）を持った気体絶縁式の中電圧据付け物に属し、また遮
   断器の３個の極ユニットを収容することを特徴とする遮
   断器。