JPH061656B2 - アークから遮断エネルギをとる高電圧又は中電圧の圧縮ガス式遮断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、強電流を遮断する遮断エネルギとしてアーク
エネルギの一部分を使用する高電圧又は中電圧の圧縮ガ
ス式遮断器に係わる。

発明の背景 公知の遮断器には、アークへの吹付けを行うためのピス
トンを含み、このピストンの作動エネルギの少なくとも
一部分をアークによる温度上昇に起因して増圧するガス
から得るようなタイプのものがある。この主の遮断器は
仏国特許第7719086号に開示されている。

前記タイプの遮断器に１組の電極を具備して第１のアー
クと同時に発生する第２のアークを作りだすことによ
り、ピストンに作用する圧力を更に増大させることが提
案された。

この種の遮断器は例えば米国特許第３９８５９８８号に
開示されている。

しかしながら、この種の遮断器には欠点があることが判
明した。

即ち、アークゾーンの数を増やすと、遮断動作後の再点
弧の危険が増加するのである。特に、第２アークは弱い
電流、中でも弱い誘導電流の遮断には効果がない。

本発明の目的は、ピストンによってアークを吹き消すタ
イプの遮断器であって、前記ピストンに作用する力を増
大させるための第２アークが遮断すべき電流が強い時
(例えば短絡電流)にのみ発生し、遮断すべき電流が弱い
時(誘電電流、無負荷遮断)にはこの補足的アークが発生
しない遮断器を提供することにある。

発明の概要 本発明は、アークエネルギの一部分を遮断エネルギとし
て使用する高電圧又は中電圧の圧縮ガス式遮断器であっ
て、 − 主接触子とアーク接触子とを含む固定アセンブリ
と、 − 主接触子とアーク接触子とを含む可動アセンブリ
と、 − 接触子の離反時に移動して、圧縮ガスをアーク接触
子の離反時に主アークが発生する領域と連通した吹付け
ノズルを介して押し出すピストンが配置された吹付けス
ペースと、 − ピストンの後方に位置する前記スペース内で補足的
アークを発生させるべくアーク接触子と直列に配置され
た１組の補助接触子、 とを含み、更に − 前記吹付けゾーン内の圧力が所定の閾値に到達した
時にのみ前記補助接触子を離反させる手段をも含む遮断
器を提供する。

以下、添付図面に基づき非限定的具体例を挙げて本発明
をより詳細に説明する。

具体例 第１図に示した遮断器はセラミック材料製の外側カバー
１を含み、このカバーが数バールの圧力の六フッ化硫黄
のごとき誘電性ガスで満たされるスペース２を規定す
る。

前記カバーの一端は、電流端子４に接続された金属製先
端プレート３で閉鎖されている。

前記先端プレートは、前記カバーと同軸の第１円筒形部
分5aと、前記カバーの軸線６と直交する環状部分5bと、
前記部分5aより小さい直径をもつ第２円筒形部分5cとか
らなる金属部材に固定される。前記環状部分は複数の開
口5dを含み、これらの開口は好ましくは円形であって、
例えば３つの開口が該環状部分のエッジの近傍で互いに
120゜の角距離をおいて均等に分配される。

円筒形部分5cは厚みのより大きい端部5eを有し、この端
部には軸線６方向に収束する形状の開口5fが設けられて
いる。

前記端部には絶縁性ノズル７と金属部材８とが固定さ
れ、部材８の管状端部8aが当該遮断器の固定永久接触子
を構成する。部材８は送風通路を規定すべく開口5fと合
致する複数の開口8bを有する。開口5dには、円筒形部分
5a内を滑動し且つ前記先端プレートに当接するバネ11に
よって作動するリング10に第１先端が固定されたロッド
９が挿入される。これらロッド９の第２先端はピストン
12を支持する。このピストンからは、円筒形部分5aを包
囲する金属円筒体13と、先端に肉厚部分14aをもつ絶縁
性円筒体14とが延長部として互いに反対方向に延びてい
る。

部材12、14、5c及び８はスペースV1を規定する。

円筒形部分5aの先には、円筒体13に沿って滑動する固定
ピストンを構成する環状部分16を備えた金属部材15が続
いている。部材16、13、12、5c及び5bはスペースV2を規
定する。

ピストン12及び16には夫々開口12a及び16aが形成されて
おり、これらの開口は可動逆止め弁12b及び16bに夫々対
応する。

環状部分5bは先端に管状ショルダー18aを含む金属管18
に固定される。

前記ショルダーには、金属製第１円筒体19と、その先に
続く絶縁性第２円筒体20と、更にその先に続く金属製第
３円筒体21とからなる円筒体アセンブリが固定される。
前記第３円筒体は、耐アーク摩耗性を有し且つ主アーク
接触子の１つを構成する金属又は合金の端部21aを有す
る。

円筒体21の端部21aと反対側の端部には、円筒体20の外
側に位置する円筒形部分が続き、この部分は補助アーク
接触子の一方を構成する部分21cを先端に含む。

もう一方の補助アーク接触子は、ショルダ18aに当接す
るバネ23によって押し動かされ且つ耐アーク性端部22a
を含む金属部材22で構成される。

円筒形部分5cは補助アーク接触子と同じレベルに大きな
開口18bを有する。

接触子23には絶縁性円筒体24が固定される。この円筒体
は、接触子21c及び22aを含むゾーンを開口18bを介して
スペースV2と連通させる開口24aを有する。

円筒体24は、円筒体22上を滑動してスペースV2を閉鎖す
る滑動接触子を備えた環状部分24bを有する。

円筒体24の端部は円筒体21及び5c間の環状スペースを閉
鎖し且つピストンを構成する肉厚部分24cを含む。

前記スペースの断面S2は円筒体21と部材5cの先端との間
の断面S1より大きい。

該遮断器の可動アセンブリは、耐アーク性端部25aをも
ち可動主アーク接触子を構成する管25と、バネ27に対応
し且つ被覆28で保護された固定主接触子構成フィンガ26
とを含む。

可動接触子25及び26通常通り第２電流端子（図示せず）
に接続される。

これらの接触子は操作ロッド（図示せず）により単一ユ
ニットとして移動し得る。

閉鎖位置では被覆28が部材14に当接してこれを押し動か
し、その結果バネ11が圧縮される。この状態で、主接触
子26及び8aにより端子４、先端プレート３、円筒形部分
5a、5b、5c、5e、接触子8a及び接触子26に永久電流が通
電する。

主アーク接触子25a-21a及び補助アーク接触子22a-21cは
互いに接触し、バネ23は弛緩もしくは緊張状態を有し得
る。

この遮断器は下記のように作動する。

ａ）強電流(短絡電流)の遮断 前記操作ロッドによって前記可動アセンブリを図面の下
方に移動させる。

その結果、主接触子26及び8aが離反し、次いで主アーク
接触子25a及び21aも離反するため一次アーク30が生じる
（第２図）。

被覆28が移動すると部材14がバネ11の作用で移動する。
その結果ピストン12が移動してスペースV1を圧縮し、ア
ーク30に吹き付けるためのガスを通路8b-5fを介して押
し出す。

一次アーク30に隣接するゾーンで圧力が増加するため部
材24がバネ23の作用に逆らって移動する(図面の上方
に)。この圧力は断面S1に作用し、部材24が移動すると
断面S2にも作用する。

前記部材24の移動によって補助アーク接触子22a及び21c
が離反すると二次アーク31が生じる。その結果電流が部
材４、３、5a，5b、18、18a、19、22、アーク31、部材2
1c、21、21a、アーク30、部材25a及び25に流れる。

アーク31はスペースV2内の圧力を著しく増加させ、その
結果ピストン12に作用する圧力が増加する。このピスト
ンは大きな面積S4に作用するため、スペースV1内のガス
による一次アーク30の吹き消し作用が増大する。

遮断器開放ステップの間は、逆止め弁12bが閉鎖された
ままである。というのも、この弁はスペースV1に隣接す
る面積がスペースV2に隣接する面積より大きいからであ
る。弁16bは二次アークの発生時に開放されてスペースV
2内の圧力低下を阻止し、この圧力が過剰になると閉鎖
される。

電流がゼロを通過すると、アークが消滅しバネ23が接触
子22aを元の位置に戻して接触子21cと接触させる。スペ
ースV2内の圧力は、較正した穴(図示せず)を介して、遮
断動作終了後に低下する。

ｂ）弱電流の遮断(公称電流の遮断、誘導電流の遮断） アーク30のエネルギは、バネの作用に逆らって部材24を
移動させるに十分な圧力増加を生起させるには小さ過ぎ
る。従って、二次アークが生じないため、電圧サージを
カスケード状に発生させ得る再点弧の危険は全くない。

バネ11に含まれているエネルギは、ピストン12に対する
このバネの作用によってアーク30を適確に吹き消すほど
十分に大きい。

ｃ）閉鎖 前記可動アセンブリを図面の下方へ移動させることによ
って遮断器を閉鎖させると、被覆28がバネ11の作用に逆
らって部材14を押し動かす。その結果弁12bが開放され
且つ弁16bが閉鎖されるため、スペースV2がスペースV1
内に広がる。

部材21及び18に設けられた膨張用の孔21b及び18bは諸圧
力を平等にし、遮断器の閉鎖に必要なエネルギを節減さ
せる。

前述の具体例では、それを越えると二次アークが発生す
ることになる遮断電流閾値がバネ23の力によって調整さ
れる。

従ってこの遮断器は高電圧又は中電圧で使用することが
でき、書房の操作閾値の調整も簡単に実施できる 第１図及び第２図に示した具体例では、吹付け用ピスト
ン及び補助アーク接触子が当該遮断器の固定部分に属す
る。

第３図は、吹付け用ピストン及び補助アーク接触子が可
動アセンブリに属する遮断器を示している。

第１図及び第３図に共通の同一機能を果たす部材は同一
の符号で示した。

第３図の上方の接触子25-25a及び26-27-28は固定部材で
ある。この図の残りの部分は可動アセンブリに属する。

この具体例ではバネ11が、固定管33内を移動する部材5a
-5b-5c内の溝5gに当接する。

吹付け用ピストン12は可動接触子に接続されない。

この具体例の遮断器も第１図及び第２図の遮断器と同様
に作動する。弱電流によって発生するアークを吹き消す
ためのエネルギはやはりバネ11によって得られる。

この遮断器の可動アセンブリの質量は第１図の遮断器の
可動アセンブリより大きいため、通常は第３図より第１
図の遮断器を使用する方が好ましい。

前述したタイプの遮断器では、公称電圧が大きいと、遮
断器の閉鎖ステップ中に事前点弧が発生し得る。

この事前点弧は二次アーク接触子を開放させるため、ア
ークが発生してスペースV2内の圧力を増加させることに
なる。従って前記スペースからスペース２４にガスを排
出させる手段を講じなければならない。さもないと、遮
断器が閉鎖しなくなる。

第４図は本発明の遮断器を部分的に示している。この図
面でも第１図と共通の部材は同じ符号で示した。

この具体例ではピストン12を作動させるバネ11aが部材5
aの環状ショルダー5hに当接する。

閉鎖時にガスがスペースV2から排出されるようにするた
めには、遮断器が下記の特徴を有していなければならな
い。即ち、円筒体14が部材13のレッジ13aに当接するバ
ネ40の作用によって円筒体13に対し相対的に移動できる
ことが必要である。円筒体13は複数の開口13bを放射状
に有する。部材14も同様に複数の開口14bを放射状に有
する。これらの開口は、部材13及び14の相対滑動によっ
て前記開口13bがこれら開口14bと合致するように配置さ
れる。

また、開口13b及び14bの相対位置は、当該遮断器が開放
位置にある時又は開放過程にある時(第４図)にはこれら
の開口が互いに合致せず、従ってスペースV2が閉鎖状態
を維持するように考慮して決定される。

遮断器が閉鎖過程にある時(第５図)には被覆28がバネ40
の作用に逆らって部材14を押し動かす。

その結果開口13b及び14bが合致するため、二次アーク31
に起因する過剰圧力が存在する場合にはその圧力がこれ
ら開口を介して低下する。

勿論、バネ40の力はバネ11aの力より遥かに小さい。

部材14のストロークは、円筒体13に固定され且つ部材14
のスロット14cと協働するペグ13cによって限定され得
る。

第６図は本発明の遮断器の一変形例を軸線方向1/2断面
図で部分的に示している。

第１図、第４図及び第６図に共通の部材は同じ符号で示
した。

この変形例では、補助接触子22及び部材24が固定部材で
あり、部材5aに固定されている。

第２の補助接触子45は、溝を介して主アークゾーンに連
通する面46aをもつピストン46の作用で部材24内のハウ
ジング24c内を滑動する。この接触子45はバネ47によっ
て戻される。接触子45には滑動接触子45aが具備されて
おり、これを介して接触子45及び主アーク接触子の間に
電流が流れる。主アークが発生するとピストンが移動し
てバネ47を圧縮し、その結果補助アーク接触子が離反し
合う。

本発明は以上説明してきた諸具体例には限定されない。

本発明は例えば1986年３月26日付仏国特許出願第８６０
４３９３号に記載のような遮断器に適用し得る。その適
用方法は当業者には容易に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は閉鎖位置にある本発明の遮断器の第１具体例を
示す軸線方向1/2断面図、第２図は開放位置にある第１
図の遮断器を示す軸線方向1/2断面図、第３図は開放動
作中の第２具体例の遮断器を示す軸線方向1/2断面図、
第４図は開放位置にある第１図の遮断器と類似の遮断器
の部分的軸線方向断面図、第５図は閉鎖動作中の第４図
の遮断器を示す部分断面図、第６図は本発明の遮断器の
第３具体例を示す軸線方向部分断面図である。 8a,26……主接触子、21a,25……アーク接触子、12……
ピストン、22a,21c……補助接触子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−16514（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アークから遮断エネルギをとる高電圧又は
   中電圧の圧縮ガス式遮断器であって、 − 主接触子とアーク接触子とを含む固定アセンブリ
   と、 − 主接触子とアーク接触子とを含む可動アセンブリ
   と、 − 接触子の離反時に移動して、アーク接触子の離反時
   に主アークが発生する領域と連通した吹付けノズルを介
   して圧縮ガスを押し出すピストンが配置された吹付けス
   ペースと、 − ピストンの後方に位置する前記スペース内で補足的
   アークを発生させるべくアーク接触子と直列に配置され
   た１組の補助接触子、 とを含むタイプであり、更に − 前記吹付けゾーン内の圧力が所定の閾値に到達した
   時にのみ前記補助接触子を離反させる手段をも含む遮断
   器。
2. 【請求項２】前記手段が、前記補助接触子の１つに固定
   され且つ主アークゾーン内の圧力の作用を受けるピスト
   ンと、前記補助接触子を戻す戻しバネとを含む請求項１
   に記載の遮断器。
3. 【請求項３】前記補助接触子が固定アセンブリに属する
   請求項１に記載の遮断器。
4. 【請求項４】前記補助接触子が可動アセンブリに属する
   請求項１に記載の遮断器。
5. 【請求項５】前記ピストンの後方に位置するスペーサが
   少なくとも１つの開口を有し、この開口が遮断器の開放
   動作時に該開口を閉鎖する手段と協働する請求項１に記
   載の遮断器。
6. 【請求項６】前記閉鎖手段が、開口を備え且つバネによ
   って可動アセンブリに接続される円筒体からなる請求項
   ５に記載の遮断器。