KR20170007855A - 특히 고전압에서 고전류를 차단하기 위한 전기 차단 스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 고전압에서 고전류를 차단하기 위한 전기 차단 스위치에 관한 것으로서, 상기 차단 스위치를 통한 전류 경로를 규정하는 접촉 유닛을 둘러싸는 케이스, 및 가스-생성 활성화가능한 재료를 포함하는 추진제(propellant agent)를 가지며, 상기 접촉 유닛은 제1 및 제2 연결 컨택트들, 업세팅 영역(upsetting region), 분리 영역, 및 사보우(sabot)를 가지며, 상기 추진제 및 접촉 유닛은, 차단될 전류가 상기 제1 연결 컨택트를 통해서 상기 접촉 유닛으로 제공되며 상기 제2 연결 컨택트를 통해서 상기 접촉 유닛으로부터 배출되며, 상기 추진제의 점화 시에, 상기 사보우는 상기 가스-생성 활성화가능한 재료에 의해서 생성된 가스 압력을 받으며, 이로써 상기 케이스 내의 사보우는 시작 위치에서 최종 위치로 이동 방향으로 이동하며, 상기 업세팅 영역은 소성변형되며, 상기 분리 영역은 완전하게 분리되며, 상기 사보우의 최종 위치에서, 상기 분리 영역의 분리된 단부들 간의 절연 거리가 달성되도록 구현된다. 본 발명에 따라서, 상기 사보우의 이동 및/또는 상기 업세팅 영역의 업세팅 동작으로 인해서, 소화제를 수용하는 공간의 체적이 감소하여서 상기 소화제가 적어도 하나의 배출 채널을 통해서 주입되어서 상기 분리 영역의 분리된 단부들 간의 전기 아크를 소화시키거나 전기 아크의 발생을 방지하도록 상기 소화제가 제공되며, 상기 적어도 하나의 배출 채널은 상기 소화제를 수용하는 공간을 상기 분리 영역이 위치한 챔버와 연통시킨다.

Description

특히 고전압에서 고전류를 차단하기 위한 전기 차단 스위치{ELECTRICAL INTERRUPTION SWITCH, IN PARTICULAR FOR INTERRUPTING HIGH CURRENTS AT HIGH VOLTAGES}

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른, 특히 고전압에서 고전류를 차단하기 위한 전기 차단 스위치에 관한 것이다.

이러한 스위치들은 예를 들어, 긴급 상황 시에 고전류 전기 회로의 규정된 신속한 분리를 위해서 전력 발전소 및 차량에서 사용된다. 그의 트리핑 및 차단 기능이 최대 20년 동안 유지보수 없이 신뢰할만하게 유지되어야 하는 이러한 종류의 스위치가 필요하다. 또한, 고온 가스, 입자, 돌출 편, 플라즈마, 또는 차단된 회로에서 유발되는 고전압으로부터의 어떠한 추가 잠재적 위험도 이러한 스위치에서 발생하지 말아야 한다.

차량 기술에서의 한 개의 가능한 응용 분야는, 예를 들어서, 케이블 절연부가 사고 동안에 차량 바디의 시트-금속 부분들의 침투에 의해서 벗겨지거나 또는 느스한 케이블 단부들이 서로에 대해서 또는 시트 금속 부분들에 대해서 가압되어서 벗겨지는 경우에 발생하는 스파크 및 플라즈마로부터 점화 소스를 보호하기 위해서, 사고 바로 이후에 차량 배터리 또는 주행 배터리로부터 보드상 배선을 규정된 방식으로 비가역적으로 분리하는 것이다. 가솔린이 사고 시에 누수되면, 이러한 점화 소스들은 예를 들어서, 엔진의 후드 아래에 누적된 공기 및 가솔린의 점화가능한 혼합물을 점화시킬 수 있다. 추가 응용 분야는 전기 차량 및 하이브리드 차량 및 비행기에서 오늘날 사용되고 있는 종류의 리튬 배터리의 긴급상황 차단, 개별 전기 히터 또는 전기 제동장치와 같은 구성요소 어셈블리 내의 단락 시에 온보드 전기 시스템으로부터 이러한 구성요소 어셈블리를 전기적으로 분리시키는 것이다. 이러한 배터리들은 작은 구조적 체적을 가지며 극히 낮은 내부 저항으로 1200 V까지의 높은 단자 전압을 갖는다. 이러한 요인들은 잠재적으로 소스 전압에서의 큰 강하 없이 5000 A까지의 단락 전류를 잠재적으로 초래할 수 있다. 개별 태양 전지 모듈들 또는 필요하다면 전체 대형 규모의 태양 전지 설치물들의 긴급상황 차단을 위해서, 본원에서 제공된 차단 스위치는 촉발가능하게 또는 원격 제어가능하게 실현될 수 있기 때문에 매우 적합하다. 또한, 추가적으로 또는 대신에, 본 차단 스위치는 통상적인 안전 퓨즈와 같이 수동으로 트리핑되도록 구현될 수 있다.

트리핑하기 위해서 능동적으로 촉발되는 불꽃점화식 퓨즈들은 종래 기술에서 알려져 있다. 예를 들어, DE 2 103 565는 서로 이격된 2 개의 단자 영역들에서 안전하게 될 도전체의 단부에 연결되는 금속 케이스를 포함하는 전류 차단기를 기술한다. 전류 경로는 케이스를 통해서 연장된다. 폭발 장약에 의해서 형성되는 불꽃점화식 요소가 케이스 내에 제공된다. 폭발 장약은 전기적 점화기에 의해서 활성화가능하며, 이 점화기는 공급 전류에 의해서 기화되는 점화 요소를 포함한다. 케이스에는 절연 유체가 채워진다. 축방향으로 길게 연장된 케이스는 폭발 장약이 점화되면 케이스가 그를 따라서 파열되는 둘러싸는 홈을 가지고 있다. 이어서, 케이스는 2 개의 부분들로 파괴 분리되고, 이 부분들은 서로 전기적으로 분리되며, 이로써 해당 전류가 차단된다. 매우 높은 전류 강도를 갖는 전류 회로의 전류가 차단될 때에 생성되는 플라즈마가 원자화된 절연 유체에 의해서 이러한 전류 차단기 내에서 소화된다. 트리핑은 예를 들어서, 충격 센서의 신호에 의해서 차량 내에서 실행될 수 있다.

전체 시스(sheath)가 트리핑 온도까지 가열되어야 할 것이며 기폭 타입 반응은 확실하게 달성되지는 않을 것이기 때문에, 체결될 도체에 과부하가 걸리면 전류 회로를 분리시키기 위한 자기-트리핑(self-tripping)은 이러한 알려진 장치에서는 제공되지 않는다. 이러한 바는 간단히 시스를 가열함으로써 폭발 장약을 점화시키는 것, 달리 말하면, 폭발 장약이 폭발하도록 반응시키는 것이 어렵기 때문이다. 그러나, 예를 들어서, DE 2 103 565에서 기술된 케이스 내에서는, 이러한 종류의 점화 또는 폭발이 필요할 것이다.

불꽃점화 기술에서, 용어 "기폭 반응"은 정의상 2000 m/s보다 높은 불꽃면 속도에 도달한 경우를 보편적으로 말한다.

이러한 알려진 장치의 다른 단점은 폭발물 또는 기폭제로 채워진 구성요소 어셈블리를 갖는 장치에 대한 허락을 획득하는 문제이다. 이러한 이유로, 이러한 장치는 아직까지 상업적으로 이용되지는 않고 있다. 이들은 특별한 실험을 위해서 연구 기관에서 매우 드물게 채용된다. 이러한 바는 또한 그들의 취급 안정성이 매우 낮으며 매우 위험하기 때문이며, 따라서 매우 어렵게 한도를 넘지 않게 유지될 수 있다.

수많은 경우에, 예를 들어서, 과부하 센서들에 대한 추가 비용 없이, 과부하로부터 케이블을 보호하거나 트리핑 센서 시스템 또는 트리핑 회로의 고장 시에 회로를 보호하기 위해서 이러한 스위치 또는 퓨즈 장치의 자기-트리핑 기능에 대한 필요가 존재한다. 이러한 스위치는 따라서 제어가능하게 트리핑될 수 있어야 할 뿐만 아니라, 통상적인 안전 퓨즈에서 그러한 바와 같이, 어느 누구도 안전하게 취급할 수 있는 안전 퓨즈의 형태로, 통상적인 고전류 안전 퓨즈의 기능을 또한 가져야 한다.

이러한 종류의 고전류 안전 퓨즈는 퓨즈의 정격 암페어에 도달한 후에 넓은 대역폭 내에서 변동되는 차단 시간의 단점을 갖는다. 이로써 보호된 케이블은 따라서 그의 전류 반송 능력의 오직 매우 작은 비율, 예를 들어, 30% 만큼만 감당해야 하며, 만일 그렇지 않다면 케이블이 과부하의 경우에 불이 날 수 있다.

DE 197 49 133 A1로부터, 자기-트리핑 및 촉발가능한 트리핑 양자를 가능하게 하는 전기적 회로를 위한 긴급 차단 스위치가 공지되어 있다. 이를 위해서, 불꽃점화식 코어를 갖는 전기적 도체가 사용된다. 이러한 코어는 예를 들어, 추진제 분말의 장약을 포함한다. 한편으로, 불꽃점화식 코어는 허용가능한 전류 강도(정격 전류 강도)를 초과하면 전기적 도체의 가열에 의해서 점화될 수 있다. 다른 편에서는, 불꽃점화식 코어가 예를 들어 글로우 와이어 형태로 된 촉발가능한 점화 장치에 의해서 점화되도록 수단이 제공된다. 그러나, DE 197 49 133 A1은 단지 이러한 장치의 원리만을 기술하지, 유리하게는 구현가능하게 구성될 수 있는 가능한 실시형태들에 대한 어떠한 힌트도 주지 않는다. 이러한 바는 이러한 종류의 불꽃점화식 코어를 갖는 도체를 생성하는 것은 상당한 노력 및 비용을 수반하기 때문이다. 또한, 이러한 종류의 긴급 차단 스위치에서, 도체의 확실하고 신속한 분리는 오직 기폭 물질이 채용된 경움에만 보장될 수 있다. 폭연 물질, 즉, 폭발하도록 반응할 수 없는 물질, 예를 들어, 테르밋 또는 니트로셀루로즈 분말에서, 발생하는 것은 도체가 파괴되고 나머지 가스는 도체가 완전하게 분리되지 않은 채 누수되는 것이다. 이어서, 완벽한 분리는 퓨즈를 통해서 흐르는 전류에 의해서 도체의 완전한 용융에 의해서 기껏해야 달성된다. 그러나, 고전압에서, 특히, 단지 100 V보다 큰 스위칭 전압에서, 이러한 바는 반드시 이온 생성으로 이어지고 이로써 퓨즈 내의 플라즈마 형성으로 이어지고 이로써 회로의 차단을 방해할 가능성이 매우 높을 것이다.

본 출원자의 DE 100 28 168 A1로부터, 능동적으로, 즉 촉발가능한 점화 장치에 의해서 그리고 수동적으로, 즉 스위칭 오프될 전류의 암페어를 통해서 구현될 수 있는, 특히 고전류를 스위칭하기 위한 전기적 스위치가 공지되어 있다. 스위치는 접촉 유닛을 포함하는 케이스를 가지며; 접촉 유닛은 스위칭될 전류를 공급 및 반송하기 위해서 케이스에 정지된 방식으로 연결되거나 케이스와 단일 편으로 구현되는 2 개의 연결 컨택트들을 가지며, 2 개의 연결 컨택트들은 스위치의 시작 상태에서 케이스 내측에서 전기 도통하게 접속된다. 케이스 내에, 활성화가능한 재료가 제공되며, 이후에, 활성화가 접촉 유닛 상에 가해지는 가스 압력을 생성하고, 전기 도전성 접속은 가스 압력에 노출됨으로써 분리된다. 접촉 유닛은 생성된 가스 압력을 받음으로써 정지된 연결 컨택트들에 대해서 이동가능하며 생성된 가스 압력을 받음으로써 접촉 유닛의 축 방향으로 그의 시작 위치에서 그의 최종 위치로 이동하는 접촉 요소를 포함하며, 이러한 이동 시에 전기적 접속이 접촉 유닛을 통해서 차단된다.

이러한 스위치는 어떠한 부분들의 외측으로의 이동이 존재하지 않도록 설계된다. 또한, 활성화 시에, 어떠한 위험한 가스 또는 파편들도 외측으로 누수되지 않는다.

그러나, 이러한 스위치 유닛은 상대적으로 높은 전압을 스위칭 오프하는데에만 제한되게 적합한데, 그 이유는 전기 아크가 분리 영역의 파열된 단부들의 외측으로의 이동의 결과로 인해서 분리 영역의 차단에 의해서 생성되기 때문이다. 활성화 이전의 시작 상태에서 분리 영역을 둘러싸는 소화제를 사용하는 실험은 목표된 성공이 이로써 달성되지 않았다고 나타내었다; 즉, 전기 아크 발생이 피해질 수 없거나, 이미 존재하는 전기 아크가 신뢰할만하게 소화되지 않는다.

이러한 종래 기술에 기초하여서, 본 발명의 목적은 특히, 고전압에서 고전류를 차단하기 위한 불꽃점화식 차단 스위치를 제공하는 것이며, 이러한 스위치에서는 고전압에서 고전류의 차단은 또한 전기 아크에 의해서 유지되는 전류를 억제함으로써 확실하게 보장된다. 또한, 안전성의 차원에서 완전하게 허용가능하며 간단하면서 경제적으로 생산될 수 있는 스위치가 생성될 것이다.

본 발명은 청구항 제 1 항의 특징들로 이러한 목적을 달성한다.

본 발명의 전기 차단 스위치에서는, 본 출원인의 DE 100 28 168 A1의 스위치에서와 같이, 스위칭 동작을 수행하기 위해서, 활성화가능한 재료가 사용되어서, 기폭 반응에서와 같이 폭발 충격파를 생성하기 위한 요건 없이 충분하게 높은 가스 압력만을 생성할 수 있으며, 상기 폭발 충격파는 안전성의 이유로 인해서 스위치의 생산 및 취급에 있어서 허용되지 않는다.

본 발명의 전기 차단 스위치는 차단 스위치를 통한 전류 경로를 규정하는 접촉 유닛을 둘러싸는 케이스를 갖는다. 가스-생성 활성화가능한 재료를 포함하는 추진제가 제공된다. 접촉 유닛은 제1 및 제2 연결 컨택트, 업세팅 영역, 분리 영역, 및 사보우를 갖는다. 추진제 및 접촉 유닛은 차단될 전류가 상기 제1 연결 컨택트를 통해서 상기 접촉 유닛으로 제공되며 상기 제2 연결 컨택트를 통해서 상기 접촉 유닛으로부터 배출되며, 상기 추진제의 점화 시에, 상기 사보우는 상기 가스-생성 활성화가능한 재료에 의해서 생성된 가스 압력을 받으며, 이로써 상기 케이스 내의 사보우는 시작 위치에서 최종 위치로 이동 방향으로 이동하며, 동작 시에, 상기 업세팅 영역은 소성변형되며, 상기 분리 영역은 완전하게 분리되며, 상기 사보우의 최종 위치에서, 상기 분리 영역의 분리된 단부들 간의 절연 거리가 달성되도록 구현된다. 상기 절연 거리는 스위칭될 각 전압에 대해서 충분하게 되도록 선택된다.

본 발명에 따라서, 상기 사보우의 이동 및/또는 상기 업세팅 영역의 업세팅 동작으로 인해서, 소화제를 수용하는 공간의 체적이 감소하여서 상기 소화제가 적어도 하나의 배출 채널을 통해서 주입되어서 상기 분리 영역의 분리된 단부들 간의 전기 아크를 소화시키거나 전기 아크의 발생을 방지하도록 상기 소화제가 제공되며, 상기 적어도 하나의 배출 채널은 상기 소화제를 수용하는 공간을 상기 분리 영역이 위치한 챔버와 연통시킨다.

본 발명의 설계 시에, 상기 소화제를 수용하는 공간은 상기 업세팅 영역 내측에 제공될 수 있다. 상기 소화제를 수용하는 공간은 업세팅 동작에 의해서 체적이 감소하며, 소화제가 적어도 하나의 배출 채널을 통해서 접촉 유닛의 분리 영역의 분리된 단부들 간의 챔버 내로 주입된다. 이로써, 전기 아크가 소화될 수 있거나, 먼저 발생하지 않게 될 수 있다.

본 발명의 실시형태에서, 상기 업세팅 영역은 상기 업세팅 영역의 벽이 상기 업세팅 모션(upsetting motion)의 결과로서 바람직하게는 곡류 방식으로(in meandering fashion) 폴딩되게(folded) 그 재료 및 기하구조가 설계될 수 있다.

이를 위해서, 업세팅 영역은 단면이 중공-원통형으로, 그리고 바람직하게는 환형으로 구현될 수 있다. 이로써, 소화제는 중공형 실린더의 내부로 도입될 수 있다. 환형 단면은 업세팅 동작 동안에 중공형 실린더 벽의 외연에 걸친 균일한 폴딩을 촉진한다. 소화제는 배출 경로로 들어간 벽의 편들에 의해서 방해받지 않으면서 수용 공간으로부터 배출될 수 있다.

상기 소화제는 상기 업세팅 영역 내측의 적어도 하나의 폐쇄된, 바람직하게는 유연성 쉘 내에 제공되고, 상기 쉘은 업세팅 동작에 의해서 파괴가능하다. 적어도 하나의 배출 채널이 오직 스위칭 동작 시에만 폐쇄 및 다시 개방되는 것은 절대적인 필수사항은 아니다. 또한, 소화제는 수용 공간 내로 매우 용이하게 도입될 수 있다. 수많은 파열가능한 쉘들을 마이크로비드의 형태로 사용하는 것도 또한 가능하며, 이러한 쉘은 체적 감소에 의해서 생성되는 압력 하에서(그리고 활성화가능한 재료에 의해서 생성된 가스의 압력을 가할 수 있으면) 파괴되며, 이로써 소화제가 방출된다.

또한, 강성 용기, 예를 들어, 유리 또는 플라스틱 용기를 사용하는 것도 가능하며, 이러한 용기는 유리 또는 플라스틱 세관으로서, 파괴가능한 쉘로서 구현될 수 있으며, 유리 용기의 특정 영역에는 바람직하게는 의도적 파괴점이 제공되며, 이러한 파괴점은 배출 채널의 근방에 제공될 수 있다.

상기 적어도 하나의 배출 채널은 적어도 배출 개구의 상류 영역에서 노즐형 방식으로 구현될 수 있다. 이로써, 배출될 소화제의 방향, 단면 및 속도의 측면에서 소화 동작에 유리한 배출이 달성될 수 있다. 특히, 배출 채널은 소화제의 스트림이 분리 영역의 정지된 분리된 단부를 향하게 설계될 수 있다.

그러나, 사보우의 이동에 의해서 소화제를 사보우 내의 적어도 하나의 채널들을 통해서 연소 챔버 내로 주입하기 위해서 업세팅 영역 외측의 수용 공간 내로 소화제를 도입하는 것이 동일하게 가능하다. 이어서, 채널 또는 채널들은 소화제용 적어도 하나의 유입 개구를 가지며, 이 개구를 통해서 소화제가 수용 공간으로부터 벗어나서 채널 또는 채널들 내로 들어갈 수 있으며, 채널 또는 채널들은 적어도 하나의 배출 개구를 가지며, 이 배출 개구로부터 소화제가 배출된다. 목표된 파라미터들, 예를 들어서, 배출 속도, 직경, 방향, 등을 갖는 소화제용 배출 스트림이 생성되도록, 적어도 하나의 배출 개구가 위치하고, 물론 해당 채널도 그렇게 하도록 배출 개구의 상류의 충분하게 긴 영역 내에서 구성될 수 있다.

점화기에 의해서 반응 또는 연소될 수 있는 폭발 물질, 특히, 니트로셀루로즈가 연소 챔버 내의 물질로서 적합하다. 그러나, 액체, 고체 또는 가스성 산화제들과 함께 연소가능한 가스, 특히 액체 가스 또는 다른 연료들이 또한 사용될 수 있으며, 이들은 점화기, 전기적 방전기, 고온 와이어, 또는 폭발 와이어에 의해서 반응하게 된다.

일반적으로, 본 명세서의 견지에서 용어 추진제는, 활성화 이후에 어떠한 방식으로든 사보우에 목표 압력을 가하는 가스 또는 증기를 생성하는 모든 물질들 또는 물질들의 혼합물을 포함하는 것으로 이해된다.

적용가능한 압력으로 수용 공간으로부터 적절하게 배출될 수 있는 임의의 매체가 소화제로서 적합하다. 특히, 소화제는 소화 유체로서, 가스 상태, 겔 형태, 기포 형태 또는 다상 매체의 형태로 구현될 수 있다.

상기 적어도 하나의 배출 채널은, 바람직하게는 적어도 하나의 배출 개구 근방이 멤브레인에 의해서 폐쇄되며, 상기 멤브레인은 상기 차단 스위치의 트리핑 동작 동안에 파열가능하다. 이러한 바는 적어도 소화제가 스위치의 초기 상태에서 수용 공간으로부터 이미 배출될 수 있는 성질을 가질때마다 필요하다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배출 채널들의 적어도 하나의 배출 개구들이 적어도 분리되지 않은 상태에서 상기 사보우와 인접하는 상기 분리 영역의 단면 근방에서 구현되도록 상기 적어도 하나의 배출 채널들이 상기 사보우 내에 제공된다. 이로써, 소화제는 트리핑 동작 동안에 이동하는 접촉 유닛의 부분으로부터 전기 아크가 발생할 수 있는 단면 내측으로 배출되며, 이로써 전기 아크는 신뢰할만하게 소멸되거나 먼저 발생하지 않게 될 수 있다.

상기 접촉 유닛은 직선의 길이방향 축을 가지며, 상기 길이방향 축을 따라서 상기 사보우가 변위가능하다. 상기 분리 영역은 상기 사보우에 인접하며 상기 길이방향 축에 위치하며; 배출 개구가 상기 길이방향 축에 위치할 수 있다. 이로써 소화제의 소화 스트림이 생성되고 전기 아크가 발생할 가능성이 가장 높은 곳에서 정확하게 축 방향으로 위치한다.

그러나, 접촉 유닛의 사보우가 다소 만곡진 케이스 내에서 이동할 수 있는 스위치들이 또한 고려가능하며, 이로써 1° 내지 360°, 바람직하게는, 45°, 90° 또는 180°의 각도로 전류 접속부들이 존재하는 스위치들이이 제조될 수 있다. 이로써, 180°만큼 만곡진 케이스가 주어지면, 트리핑 이후에 그리고 스트러트 영역(strut region)의 파괴 개방 후에, 사보우는 케이스 내에서 반원으로 이동할 것이며, 이로써 전류 접속부들이 동일한 측 상에 안착되게 된다.

일 실시형태에서, 상기 사보우는 2 개의 부분들로 구현되며, 제2 사보우 부분은 절연 재료를 포함하며 제1 사보우 부분을 둘러싸며, 상기 제1 사보우 부분은 상기 접촉 유닛에 견고하게 연결되거나 상기 접촉 유닛과 단일 편으로 구현되며, 상기 제2 사보우 부분은 바람직하게는 상기 제1 사보우 부분 및 상기 케이스로부터 밀폐된다. 이러한 변형예는 적어도 케이스의 내측 벽용으로 도전성 재료, 특히 금속을 사용하는 것을 가능하게 하며, 이로써 금속의 강도로 인해서, 스위치의 구조적으로 소형 구현이 가능하다.

상기 분리 영역 및 추진제는, 상기 분리 영역이, 상기 추진제의 점화 시에, 파열되거나 적어도 부분적으로 파열되고 상기 사보우의 변위 운동에 의해서 완전하게 분리되게 구현된다. 예를 들어, 추진제는 적어도 부분적으로 분리 영역 내측에 위치할 수 있다. 상기 추진제의 점화 시에, 분리 영역은 외연에 걸쳐서 전체적으로 또는 적어도 부분적으로 파열된다. 부분적으로 파열되면, 분리 이후에도 여전히 연결된 분리 영역의 부분과 사보우의 변위 운동으로 인해서 완전한 분리가 발생하며, 이로써 업세팅 영역은 업세팅된다.

그러나, 상기 분리 영역은, 상기 추진제의 점화 시에, 상기 분리 영역의 2 개의 파열불능의 분리가능한 부분들이 상기 사보우의 변위 운동에 의해서 분리되게 밀어지도록 또한 설계될 수 있다.

직렬의 다수의 차단들을 구현하는 차단 스위치를 생성하기 위해서, 상기 접촉 유닛은 적어도 2 개의 부분적 접촉 유닛들을 가지며, 상기 적어도 2 개의 부분적 접촉 유닛들 각각은 업세팅 영역, 분리 영역, 및 사보우를 갖는다. 상기 부분적 접촉 유닛들 각각은, 상기 추진제의 점화 시에, 각 사보우가 상기 가스-생성 활성화가능한 재료에 의해서 생성된 가스 압력을 받으며, 이로써 상기 케이스 내의 해당 사보우는 시작 위치에서 최종 위치로 이동 방향으로 이동하며, 동작 시에, 해당 업세팅 영역은 소성변형되며, 해당 분리 영역은 완전하게 분리되며, 해당 분리 영역의 최종 위치에서, 해당 분리 영역의 분리된 단부들 간의 절연 이격거리가 달성되도록 구현될 수 있다. 하나 이상의 사보우 또는 모든 사보우들의 이동 및/또는 하나 이상의 업세팅 영역 또는 모든 업세팅 영역들의 업세팅 동작으로 인해서, 상기 소화제를 수용하는 공간의 체적이 감소하여서 상기 소화제가 각 케이스 내에서 적어도 하나의 배출 채널을 통해서 주입되어서 해당 분리 영역의 분리된 단부들 간의 전기 아크를 소화시키거나 전기 아크의 발생을 방지하도록 상기 소화제가 제공되며, 상기 적어도 하나의 배출 채널은 상기 소화제를 수용하는 공간을 상기 분리 영역이 위치한 챔버와 연통시킬 수 있다.

이러한 종류의 직렬 다중 차단은 동시적으로 발생하는 차단 동작 동안에, 각각의 경우에, 오직 부분 전압만이 분리 영역들의, 분리될, 단부들 간에 인가되며, 이로써 전기 아크 위험이 줄어든다는 이점을 갖는다.

바람직한 실시형태에서, 2 개의 부분적 접촉 유닛들이 제공되며, 상기 부분적 접촉 유닛들 및 케이스는 중앙 면을 중심으로 거울 대칭 방식으로(mirror-symmetrically) 구현되며, 상기 분리 영역들 및 사보우들은 바람직하게는 이들 간에 위치한 업세팅 영역들 외측에 제공된다. 또한, 직렬 분리에 더하여서, 이러한 구성은 기계적 운동이 반대 방향들로 연장하며 이로써 외측으로 서로에 대해서 적어도 대체적으로 보상한다는 이점을 갖는다.

업세팅 영역들 중 이러한 영역과 연관된 업세팅 동작 및 사보우의 이동은 소화제용 단일 공통 수용 공간에 대해서 작용하지만, 그러나, 배출 채널들은 부분적 접촉 유닛들 각각에 대해서 제공된다. 상기 소화제를 수용하는 공통 공간은 부분적 접촉 유닛들의, 서로를 대면하는, 업세팅 영역들 내측에 내측에 제공될 수 있다.

본 발명의 설계에서, 상기 부분적 접촉 유닛 각각에는 개별 부분적 추진제가 할당되며; 촉발가능한 장치가 개별 부분적 추진제의 능동적이면서 반드시 동시적인 점화를 위해서 제공될 수 있다.

이로써, 직렬로 위치한 분리 영역들의 이점, 즉, 차단 동작 동안에 분리 영역들의 단부들 각각에서의 오직 전압의 절반만이 발생하는 이점이 또한 사용될 수 있는 것이 간단한 방식으로 보장될 수 있다.

외부적으로, 본 발명의 차단 스위치는 반동이 존재하지 않는다. 배기 가스, 광 및 플라즈마가 배출되지 않는다; 트리핑 잡음은 오직 소프트 클릭으로서 인식되며, 차단 스위치의 2 개의 전기적 접속부들은 고정되게 체결될 수 있는데, 그 이유는 하나 또는 다른 접속부의 움직임이 스위치의 기능을 위해서 필요하지 않기 때문이다.

케이스 자체는 양 측이 나사 결합되거나 크림핑된(cripmed) 리드들(lids)을 갖는 튜브로서 제공될 수 있으며, 상기 튜브는 바람직하게는 포트 형상(potlike) 부분을 포함하며, 상기 포트 형상의 부분 내로 리드가 전체 접촉 유닛과 함께 나사결합된다. 케이스는 또한 자신을 포함하는 재료가 예를 들어서, 크림핑 또는 벤딩에 의해서 용이하게 변형가능하면 단일 편으로 구현될 수 있다. 케이스는 또한 예를 들어서, 개별 부분들의 접착제 본딩 또는 용접에 의해서 단일 편 케이스를 형성하도록 다수의 부분들로 이루어질 수 있다. 오버라이딩 누적 케이스(overriding cumulative case) 또는 오버라이딩 유틸리티 구성요소 어셈블리(overriding utility component assembly) 내의 적어도 하나의 접촉 유닛들의 일체적 배열이 또한 가능하다.

본 발명의 다른 특징들이 종속항들에서 명백해질 것이다.

본 발명은 도면들에서 도시된 실시형태들의 측면에서 이하에서 보다 세부적으로 기술될 것이다.
도 1은 초기 상태에서 본 발명의 차단 스위치의 제1 실시형태의 길이방향 단면도이다.
도 2는 트리핑된 상태에서 도 1의 차단 스위치의 제1 실시형태의 길이방향 단면도이다.
도 3은 초기 상태에서 본 발명의 차단 스위치의 제2 실시형태의 길이방향 단면도이다.
도 4는 트리핑된 상태에서 도 2의 차단 스위치의 제2 실시형태의 길이방향 단면도이다.
도 5는 초기 상태에서 다중 차단 스위치의 형태로 된, 본 발명의 차단 스위치의 제3 실시형태의 길이방향 단면도이다.
도 6은 트리핑된 상태에서 도 5의 차단 스위치의 제3 실시형태의 길이방향 단면도이다.
도 7은 초기 상태에서 다중 차단 스위치의 형태로 된, 본 발명의 차단 스위치의 다른 실시형태의 길이방향 단면도이다.
도 8은 트리핑된 상태에서 도 6의 차단 스위치의 다른 실시형태의 길이방향 단면도이다.

도 1에 도시된 차단 스위치(1)의 제1 실시형태는 케이스(3)를 포함하며, 케이스 내에 접촉 유닛(5)이 위치한다. 케이스(3)는 손상 또는 파열의 위험 없이, 그 내에서 생성된 압력을 견디도록 내장되며, 이러한 압력은 차단 스위치(1)의 불꽃점화식 트리핑 시에 발생한다. 특히, 케이스는 적합한 금속으로 구성될 수 있다. 이러한 경우에, 절연 층(7)이 케이스의 내측 벽 상에 제공될 수 있으며, 절연 층은 플라스틱과 같은 적합한 절연 재료로 구성될 수 있다. 이로서, 고전압에서, 도전성 금속, 예를 들어, 구리로 구성되는 것으로 이해되는 접촉 유닛(5)과 케이스(3) 간의 플래시오버(flashover) 또는 전기적 접촉이, 특히 차단 스위치(1)의 트리핑 동안에 그리고 그 후에 억제될 수 있다. 보다 높은 전압의 경우에, 예를 들어서, 2000 V보다 높은 전압의 경우에, 케이스는 전체가 절연 재료, 특히 적합한 플라스틱으로 구성될 수 있다. 이러한 경우에, 케이스(3)의 벽 두께는 통상적으로 저전압에서의 금속 케이스의 경우보다 두꺼울 것이다.

도시된 예시적인 실시형태에서, 접촉 유닛(5)은 연속형 스위칭 튜브(9)로서 실현된다. 도시된 예시적인 실시형태에서 스위칭 튜브(9)는 보다 큰 직경을 갖는 제1 연결 컨택트(11) 및 보다 작은 직경을 갖는 제2 연결 컨택트(13)를 갖는다. 제1 연결 컨택트(11)는 반경방향으로 외측으로 연장하는 플랜지(15)와 인접하여 있고, 상기 플랜지는 환형 절연체 요소(17) 상에서 지지되며, 상기 절연체 요소는 절연 재료, 예를 들어, 플라스틱을 포함하며, 이로써 스위칭 튜브(9)는 케이스(3)바깥으로 축방향으로 이동할 수 없다. 이를 위해서 절연체 요소(17)는 환형 쇼울더를 가지며, 이 쇼율더 상에 스위칭 튜브(9)의 플랜지(15)가 지지된다. 또한, 절연체 요소(17)는 케이스를 스위칭 튜브(9)로부터 절연시킨다. 환형 절연체 요소(17)는 축방향 외측 영역에서, 제1 연결 컨택트(11) 근처의 스위칭 튜브(9)의 외경에 본질적으로 균등한 내경을 갖는다. 이로써, 밀폐 동작이 달성되며, 이러한 동작은 추가, 환형 밀폐 요소(19), 예를 들어, O-링에 의해서 강화된다. 절연체 요소(17)는 또한 스위칭 튜브(9)에 억지 끼움을 통해서 연결되거나, 그 상으로 인젝션 몰딩될 수 있다. 절연체 요소(17) 및 이로써 스위칭 튜브(9) 또는 접촉 유닛(5)은 록킹 넛(21)에 의해서 차단 스위치(1)의 댈 수 있는 면 단부 상에서 케이스(3) 내에서 유지되거나, 이러한 방식으로 케이스(3) 내에 고정된다. 록킹 넛(21)은 금속을 포함할 수 있다. 이로써, 차단 스위치(1)의 플라스틱 부분들이 태워지거나 연질화된 경우에, 스위칭 튜브가, 차단 스위치(1)가 이러한 상태에서 여전히 트리핑되고 있는 중에도 케이스부터 이탈되지 않는 것이 보장된다. 이는 플랜지(15)의 외경이 록킹 넛(21)의 내경보다 크게 되도록 선택되기 때문이다.

그러나, 케이스의 반경방향으로 내측으로 연장하는 부분이 절연체 요소(17)를 고정시키도록 케이스(3)는 또한 차단 스위치(1)의 조립 동안에 도 1의 좌측에서 도시된 면 단부 상에서 리모델링될 수 있다. 케이스가 플라스틱으로 구성되면, 절연체 요소(17)는 또한 필요없을 수 있다.

스위칭 튜브(9)는 스위칭 튜브(9)의 축에서 플랜지(15)와 인접하는 업세팅 영역(upsetting region)(23)을 갖는다. 스위칭 튜브(9)의 벽 두께는 사전결정된 축방향 크기를 갖도록 업세팅 영역(23)에서 선택되며, 업세팅 영역(23)에서의 스위칭 튜브(9)의 소성 변형의 결과로서 차단 스위치(1)의 트리핑 시에, 사전결정된 길이만큼 축방향으로 업세팅 영역이 짧아지도록 되는 재료로 구성된다.

업세팅 영역(23)은 사보우(sabot)(25)에 의해서 스위칭 튜브(9)의 축방향으로 인접하며, 사보우는 도시된 예시적인 실시형태에서 2 개의 부분들로 실현된다. 제1 사보우 부분(25a)은 스위칭 튜브(9)과 일체적으로 구현되며, 거의 케이스 2의 내측 벽만큼 멀리 반경방향으로 외측으로 연장된다. 제2 사보우 부분(25b)은 도시된 예시적인 실시형태에서, 절연 재료, 예를 들어, 적합한 플라스틱을 포함하며, 제2 사보우 부분(25b)의 절연 영역이 제1 사보우 부분(25a)의 외연과 케이스(3)의 내측 벽 간에 개재되도록 스위칭 튜브를 제1 사보우 부분(25a)과 함께 둘러싼다. 또한, 사보우 부분들(25a, 25b)은 제2 사보우 부분이 업세팅 영역(23)으로부터 떨어져서 대면하는 측으로부터 압력 또는 힘이 가해지는 때에, 제1 사보우 부분(25a)에 축방향으로 인가가능한 힘을 전달하도록 구현된다. 이러한 힘은 차단 스위치(1)의 트리핑 동작 동안에, 업세팅 영역의 업세팅이 발생하고, 이로써 사보우(25)가 그의 시작 위치(차단 스위치(1)를 트리핑하기 이전의 상태)로부터 종료 위치(스위칭 동작의 종료 이후의 위치)로 이동하도록 선택된다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 제2 사보우 부분은 그의 외경이 케이스(3)의 내경과 본질적으로 균등하고, 이로써 스위칭 동작 동안에 제2 사보우 부분(25b)의 축방향 가이드 및 이로써 또한 축방향으로 가이드되는 업세팅 모션이 달성되도록 선택될 수 있다.

제2 사보우 부분(25b)은 또한 업세팅 영역(23) 내측까지 축방향으로 연장하는 환형 영역을 가질 수 있으며, 이 환형 영역은 또한 업세팅 영역(23) 내로 축방향으로 연장되는 절연체 요소(17)의 대응하는 환형 영역과 협동한다. 절연체 요소(17)의 환형 영역은 케이스(3)의 축방향 내측 벽과 그의 축방향 외측 벽 간에 환형 갭을 구획할 수 있으며, 이 갭 내로, 제2 사보우 부분(25b)의, 케이스(3)의 내측 벽 상에 놓인 환형 영역이 축방향으로 이동한다. 절연체 요소(17)의 환형 영역을 구획하는 환형 갭이 제2 사보우 부분(25b)의 환형 영역의 벽의 두께보다 약간 덜 두껍게 선택되면, 트리핑된 상태에서, 즉, 사보우 부분(25b)의 종료 위치에서의 결과는 사보우(25)의 견고한 고정이다.

스위칭 튜브(9) 또는 접촉 유닛(5)의 사보우(25)가 분리 영역(27)에 인접하며, 분리 영역은 스위칭 튜브(9)의 플랜지(29)에 축방향으로 인접한다. 이어서, 플랜지(29)는 스위칭 튜브(9)의 제2 연결 컨택트(13)에 인접한다. 이어서, 플랜지(29)는 스위칭 튜브(9) 또는 접촉 유닛(5)을 케이스(3) 내에서 축방향으로 견고하게 고정시키는 역할을 한다. 이러한 목적은 케이스(3)의 반경방향으로 내측으로 연장하는 환형 영역(3a) 및 절연체 요소(31)에 의해서 달성되며, 상기 절연체 요소(31)는 플랜지(29)의 대응하는 걸림 면(stop face), 케이스(3)의 자유 단부 환형 영역(3a)의 내측 벽, 및 케이스(3)의 축방향 내측 벽 간에 제공되며 스위칭 튜브(9)의 제2 연결 컨택트를 환형으로 둘러싼다.

도시된 예시적인 실시형태에서, 제2 사보우 부분(25b)은 차단 스위치가 조립되면, 연결 컨택트(13)측으로부터 스위칭 튜브(9) 상으로 밀쳐지고 이로써 그의 내경이 플랜지(29)의 외경과 같거나 크게 되도록 크기가 조절되어야 한다. 환형 제2 사보우 부분(25b)은 임의적으로 얇어질 수 없고, 케이스(3)의 벽(3a)의 환형 영역의 축방향 내측 벽 근처의 절연체 요소(31)도 또한 사전결정된 최소 두께를 가져야 하기 때문에, 이러한 예시적인 실시형태에서, 금속 디스크(32)가 플랜지(29)만큼 멀리스위칭 튜브(9) 상으로 밀쳐지고, 이 플랜지는 케이스(3)의 환형 영역(3a)의 내경보다 큰 외경을 갖는다. 금속 디스크는 예를 들어서, 티타늄을 포함할 수 있으며, 발화의 경우에, 즉, 절연체 요소(31)의 연질화 또는 파괴 시에, 금속 디스크는 차단 스위치(1)가 이러한 상태에서 트리되는 경우에도, 스위칭 튜브(9)가 케이스(3)로부터 벗어나는 것을 방지한다.

업세팅 영역(23)으로부터 떨어져서 대면하는 제2 사보우 부분(25b)의 면 단부와 업세팅 영역(23)을 향하는 대면하는 절연체 요소(31)의 단부 벽 간의 케이스의 내부에, 환형 필러 편(annular filler piece)(33)이 제공되며, 이 환형 필러 편은 케이스(3)의 내경과 본질적으로 균등한 외경 및 플랜지(29)의 외경과 본질적으로 균등한 내경을 갖는다. 상기 필러 편(33)은 사보우(25)의 업세팅 영역(23)으로부터 떨어져서 대면하는 단부 면과, 케이스 2의 내측 벽, 절연체 요소(31), 및 분리 영역(27)의 외측 벽 간의 내부 체적을 줄이는 역할을 하며, 이로써 압력이 보다 신속하게 커지게 할 수 있다.

점화 장치(35)가 제2 연결 컨택트(13)의 근방에서 접촉 튜브(9)의 축방향 단부 내에 제공된다. 점화 장치(35)의 외연은 밀폐 요소(37), 예를 들어, O-링에 의해서, 스위칭 튜브(9) 또는 제2 연결 컨택트(13)의 내측 벽으로부터 밀폐된다. 점화 장치(35)의 축방향 고정을 위해서, 소형 쇼울더가 스위칭 튜브(9) 또는 제2 연결 컨택트(13)의 내측 벽 내에 제공될 수 있으며, 차단 스위치(1)의 조립 시에, 점화 장치는 쇼울더만큼 멀리 스위칭 튜브(9) 내로 내측으로 밀린다. 점화 장치(35)의 축방향 고정을 위해서, 록킹 요소(39)가 제2 연결 컨택트(13)에 나사결합된다. 환형 록킹 요소(33) 내의 개구를 통해서, 점화 장치들(35)의 전기적 연결선들이 외측으로 연장될 수 있다. 완벽한 밀폐 및 고정을 위해서, 록킹 요소(39)의 내부는 특히 적합한 에폭시 수지로 포팅(potted)될 수 있다. 이어서, 에폭시 수지는 동시에 연결선들(41) 상의 압박을 경감시키는 역할을 한다.

사보우(25) 및 점화 장치(35) 간의, 분리 영역(27) 근방의 스위칭 튜브(9)의 내부는 예를 들어서, 분말 형태의 추진제로 채워진다. 추진제는 점화 장치(35)에 의해서 활성화가능하며, 활성화 시에, 분리 영역(27) 내측 내부를 채우는 가스를 생성한다.

분리 영역은 생성된 가스 압력의 결과로서, 적어도 부분적으로 파열 개방되어서 가스가 주변 환형 챔버 내로 그리고 사보우(25) 및 필러 편(33) 간의 갭 내부로 침투하도록 되는 크기를 갖는다. 보다 용이한 파열을 위해서, 분리 영역(27) 내에서의 스위칭 튜브(9)의 벽은 또한 하나 이상의 개구들을 가질 수 있다. 또한, 추진제 재료는 또한 분리 영역(27)을 둘러싸는 환형 챔버 내에 제공될 수 있다.

점화 장치는 간단하고, 급하게 가열가능한 글로우 와이어(glow wire)를 포함할 수 있다. 점화 장치(35) 바로 근방에 또는 점화 장치(35)에 도포되게, 점화 혼합물 또는 일부 대응하는 재료가 또한 제공될 수 있다.

점화 장치의 활성화는 적합한 전기적 촉발에 의해서 이루어질 수 있다.

그러나, 점화 장치(35)는, 또한 추진제의 활성화를 초래하는 임의의 다른 방식으로 실현될 수 있다는 것이 이해된다.

추가적으로 또는 대신에, 차단 스위치(1)의 수동적 활성화가 제공될 수 있다. 이를 위해서, 분리 영역(27) 내에서 스위칭 튜브(9)의 재료의 온도 증가가 사용된다. 이러한 경우에, 가장 직접적인 가능한 접촉이 분리 영역(27) 내에서의 스위칭 튜브(9)의 내측 벽 및/또는 외측 벽과 추진제 간에 존재하여야 한다. 또한, 보다 용이하게 활성화가능한 재료, 특히 점화 혼합물이 분리 영역의 내측 벽 및/또는 외측 벽 바로 근방에 제공되거나 분리 영역의 내측 벽 및/또는 외측 벽에 도포되게 제공될 수 있다.

도 1은 이러한 하나의 점화 혼합물(43) 층을 도시하며, 이러한 층은 분리 영역의 외측 벽에 페이스트(paste) 형태로 도포된다. 이러한 경우에, 추진제는, 가능하다면 점화 혼합물(43)과 직접 접촉 시에, 분리 영역(27)을 둘러싸는 환형 챔버 내에 또한 제공되어어야 한다.

분리 영역의 전기적 저항 및 이로써 또한 열적 성능(thermal performance)은 분리 영역(27)의 벽 내에 개구들을 제공함으로써 변할 수 있다(이러한 바는 분리 영역의 천이부들에서의 반경의 크기 및 분리 영역의 벽 두께와 관련되며, 이러한 치수들은 분리 영역으로부터의 열 유출량 및 그의 파열 거동을 본질적으로 결정한다는 것이 이해된다). 이로써, 차단 스위치(1)가 수동으로 트리핑되는 정격 전류가 규정될 수 있다. 관성이 또한 이러한 종류의 치수화(dimensioning)에 의해서 규정될 수 있다.

점화 장치(35)에 의해서 또는 수동 활성화에 의해서 차단 스위치(1)가 활성화되면, 가스 압력이 이로써 업세팅 영역(23)으로부터 떨어져서 대면하는 사보우(25)측에서 생성되며, 이의 결과로서, 사보우가 대응하는 축방향 힘을 받는다. 이러한 힘은, 스위칭 튜브(9)가 업세팅 영역(23) 내에서 소성 방식으로 변형되고, 이에 따라서, 사보우가 제1 연결 컨택트(11)의 방향으로 움직이도록, 추진제의 규모를 적합하게 조절함으로써 선택된다. 사보우(25)의 도 2에 도시된 종료 위치로의 이동이 발생하도록 추진제의 규모가 정해진다.

추진제의 활성화 바로 이후에, 이에 따라서 분리 영역(27)이 적어도 부분적으로 파열된다. 이러한 파열이 분리 영역(27)의 전체 외연에 걸쳐서 사보우(25)의 축방향 이동의 개시(onset) 전에 이미 발생하지 않았다면, 여전히 전기적 접촉을 일으키고 있는 분리 영역의 나머지 부분이 사보우(25)의 축방향 이동에 의해서 완전하게 파열된다.

분리 영역 및 추진제의 크기를 조절함으로써, 분리 영역이 활성화 이후에 초기에는 파열되지 않지만, 대신에 가스 압력이 오직 분리 영역의 벽 내의 대응하는 개구들을 통해서 분리 영역(27)을 둘러싸는 환형 영역 내에서 또한 생성되는 것이 또한 고려가능하다. 이어서, 분리 영역(27)의 파열 개방이 오직 사보우(25)에 작용하는 축방향 힘에 의해서만 반드시 발생할 수 있으며, 상기 축방향 힘은 또한 사보우의 축방향 이동으로 이어진다.

추진제 및 선택사양적으로 추진제에 의해서 포함되는 점화 혼합물을 적합하게 선택함으로써, 파열 거동이 또한 더 제어될 수 있다. 이로써, 대략 1000°C의 연소 온도를 생성하는 니트로셀루로즈 분말(nitrocellulose powder)이 오직 분리 영역만을 파열시켜 개방시키고, 예를 들어서, 3400°C까지의 연소 온도에 있는 테르밋(thermite)은 분리 영역을 포함하는 재료를 추가적으로 녹일 것이며 이 재료를 가스화할 것이다.

특히, 번오프(burnoff)에 의해서 생성된 가스 압력은 추진제를 포함하거나 그 내로 생성된 고온 가스가 침투하는 챔버 내로 쉽게 가스화될 수 있는 액체 또는 고체를 도입함으로써 양호하게 제어될 수 있다. 예를 들어, 수분, 특히, 예를 들어, 니트로셀로루즈 내에 결속되거나 또는 마이크로캡슐, 겔 등의 형태로 존재하는 수분이 가스 압력을 상당하게 증가시킨다. 이로써 유발된 가스 압력 증가는 연소 챔버 내로 도입된 수분이 과열되면(superheated), 특히, 높게 가열된 수분은 분리 영역이 파열 개방되는 때에, 폭발적인 감압(explosive decompression)을 경험한다는 사실로 인해서, 보다 극도로 될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 업세팅 영역(23)의 내부 및 선택사양적으로 사보우(25) 근방의 스위칭 튜브(9)의 내부의 채널형 영역의 내부는 소화제(extinguishing agent)(45)로 채워질 수 있다. 가용한 체적의 오직 일부만이 소화제(45)로 채워지는 것도 또한 가능하다는 것이 이해된다. 소화제는 액체 또는 가스상태, 겔-형태 또는 기포형태 또는 또한 다상(multiphase) 소화제로서 구현될 수 있다. 다상 소화제는 예를 들어, 어느 정도의 비율로 가스는 갖는 액체이거나, 또는 어느 정도의 비율로 고체, 예를 들어서, 모래를 갖는 액체일 수 있다. 어느 경우이든, 소화제는 업세팅 동작의 결과로서 이루어지는, 접촉 유닛 내측의 수용 공간(47)의 체적 감소 시에, 분리 영역(27)의 분리된 단부들 간의 분리 영역 내로의 배출 개구로부터 배출될 수 있는 성질을 가져야 한다.

도 1에 도시된 실시형태에서, 소화제는 업세팅 영역(23) 내측의 대응하는 챔버를 에워싸는 수용 공간(47) 내로 그리고 사보우(25) 내의 중앙에 그리고 축방향으로 제공된 배출 채널(49) 내로 직접적으로 도입된다.

배출 채널(49)은 업세팅 영역(23)으로부터 떨어져서 대면하는 측이 파열가능한 멤브레인(51)에 의해서, 폐쇄된다. 제1 연결 컨택트(11)를 향해서 대면하는 축방향 측에서, 수용 공간(47)은 원통형 부분으로서 실현되는 필러 편(53)에 의해서 폐쇄된다. 원통형 필러 편(53)은 중공-원통형 제1 연결 컨택트(11) 내로 억지끼움된다. 필러 편는 마찬가지로 금속, 예를 들어, 구리를 포함할 수 있다. 또한, 다른 밀폐 요소(55)가 또한 제1 연결 컨택트(11)의 내측 벽과 필러 편(53)의 축방향 외측 벽 간의 밀폐를 실현할 수 있다.

이로써, 차단 스위치(1)의 트리핑 동작 시에, 스위칭 튜브(9) 또는 접촉 유닛(5)의 분리 영역(27)의 전기적 분리가 실행될 뿐만 아니라, 분리 영역(27)에서의 스위칭 튜브(9)의 업세팅 동작으로 인해서, 소화제(45)용 수용 공간(47)의 체적이 감소하며, 이로써 소화제가 분리 영역(27)의 정지된 분리 단부 방향으로 사보우(25) 내의 배출 채널(49)을 통해서 배출된다. 배출은 고압으로 발생하며, 이로써 소화제(45)의 강제된 스트림이 분리 영역(27)의 정지된 분리 단부 방향으로 분사된다.

스위칭 튜브(9) 또는 접촉 유닛(5)의 축에서의 소화제의 중앙 배출로 인해서, 소화제는 트리핑 동작의 개시 시에 바로(또는 사보우(25)의 축방향 이동의 개시 시에) 정확하게는 전기적 아크(arc)가 형성될 수 있는 특정 영역 또는 공간 내로 배출된다. 이로써, 전기적 아크는 신뢰할만하게 소화되거나, 또는 우선 발생하지 않게 된다.

수용 공간(47)이 소화제(45)로 적어도 부분적으로 채워지는 대신에, 소화제가 수용 공간(47) 내의 용기(미도시) 내로 도입되는 것도 또한 가능하다. 용기는 단단하게 실현될 수 있으며 필러 편(53)이 제1 연결 컨택트(11) 내로 도입되기 이전에, 차단 스위치(1)의 조립 시에 수용 공간 내로 밀어질 수 있다. 이러한 소화제(45)용 강성 용기는 예를 들어, 수용 공간(47)으로 적합한 형상을 갖는 유리 세관(glass tubule)으로서 실현될 수 있다. 상기 용기는 또한 배출 채널(49) 내에 추가적으로 체결되며 그의 면 단부가 배출 채널(49)의 배출 개구와 정렬될 수 있다. 용기의 면 단부는 차단 스위치(1)의 트리핑 시에 생성된 가스의 압력에 의해서 파괴되도록 설계될 수 있다. 그러나, 이러한 파괴는 또한 실제 업세팅 동작까지 발생하지 않을 수도 있다. 적어도 면 단부의 영역에서 쉘의 파괴로 인해서, 소화제(45)가 업세팅 동작 동안에 배출 채널(49)을 통해서 강제로 배출되는 것이 보장된다.

소화제가 강성 쉘 내에 제공되는 대신에, 소화제(45)는 또한 유연성 쉘 내에 제공될 수 있으며, 이러한 유연성 쉘은 차단 스위치(1)의 조립 시에 수용 공간(47) 내로 도입된다. 이 쉘도 마찬가지로 가스 압력에 의해서 및/또는 실제 업세팅 동작에 의해서(즉, 기계적 힘에 의해서) 파괴되며 이로써 소화제가 배출되게 구현된다.

유연성 쉘이든 강성 쉘이든 단일 쉘 내에 소화제가 배치되는 대신에, 소화제(45)는 또한 수용 공간(47) 내의 복수의 폐쇄된 쉘 내로 도입되는 것도 이해된다. 마이크로비드의 사용도 또한 가능하다; 각 마이크로비드는 강성 또는 유연성 쉘, 예를 들어, 플라스틱 쉘을 포함하며, 이 내에 대응하는 양의 소화제(45)가 제공된다.

가능한 한 많이 소화제(45)를 배출하기 위해서 전체 업세팅 동작을 활용할 수 있도록, 전체 수용 공간(47)(선택사양적으로, 배출 채널(49)의 공간까지도) 또는 대응하는 쉘들 또는 용기들이 가능한 한 많이 소화제로 채워진다.

파괴될 필요가 없이 배출 채널(49)을 통해서 더 이상 피팅되지 않도록 충분하게 큰 용기들이 사용되는 경우에, 배출 채널(49) 또는 배출 채널(49)의 배출 개구를 밀폐하기 위한 멤브레인(51)이 필요 없을 수 있다.

차단 스위치(1)의 트리핑 이후에 접촉 유닛(5)의 최종 상태를 도시하는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 접촉 유닛(5)의 업세팅 영역(23)은 바람직하게는, 접촉 튜브(9)의 벽이 업세팅 영역(23) 내에서 곡류 방식으로(in meandering fashion)으로 폴딩되게(folded) 구현된다. 이러한 곡류 방식 폴딩은 바람직하게는, 배출 공간 외측에서 주로 발생하여서, 폴딩된 영역이 배출 채널(49)의 유입 개구 전방에 위치하는 것을 방지하며 소화제(45)의 배출을 방지하고자 한다. 그러나, 수용 공간 외측 영역에서의 폴딩은 스위칭 튜브(9)의 업세팅을 낳는 소화제(45)의 내부 압력으로 인해서, 이를 위한 추가 제공수단들, 예를 들어서, 의도적 킨킹 포인트들(intentional kinking points), 등이 필요하지 않다는 점에서 어느 경우이든 바람직하다. 그러나, 목표된 폴딩 특성들이 이러한 추가 제공수단들에 의해서 생성되거나 최적화되는 것도 고려된다. 특히, 의도적 벤딩 포인트들(intentional bending points)이 업세팅 영역의 적합한 구조적 특징부들에 의해서 외측 및/또는 내측 벽 상에 생성될 수 있다. 최종 상태에서 서로 맞물리는 절연체 요소(17) 및 제2 사보우 부분(25b)의 축방향 돌출부들이 구현되되, 그들의 축방향 길이는 업세팅 동작 동안에 그리고 최종 상태에서, 케이스(3)의 내측 벽이 스위칭 튜브(9)의 벽의 폴딩된 영역의 반경방향으로 외측 부분들을 터치하는 것을 방지하도록 된다. 이러한 터칭은 절연 층(7)이 케이스(3)의 내측 벽 상에 제공되는 경우에 이러한 절연 층(7)손상과 관련된다.

이러한 종류의 절연 층(7)이 없는 변형예에서, 이러한 바는 금속 케이스(3)가 제1 연결 컨택트와 동일한 전기적 전위에 있는 것을 방지한다.

도 3에 도시된 차단 스위치(100)의 다른 실시형태는, 2편 스위칭 튜브(109)가 1편 스위칭 튜브(9) 대신에 사용되는 점에서 도 1 및 도 2의 실시형태와 구별된다. 스위칭 튜브(109)의 제1 부분(109a)은, 제1 연결 컨택트(11), 플랜지(15), 업세팅 영역(23), 및 사보우(25)를 포함하는 스위칭 튜브(9)의 대응하는 부분과 동일하다. 스위칭 튜브(109)의 제2 부분(109b)은 분리 영역(27)을 포함하며, 이 분리 영역은 사보우(25)를 향하여 대면하는 단부가 업세팅 영역으로부터 멀어지게 대면하는 사보우(25)의 면 단부 내의 수용 리세스 (160) 내에 수용된다. 스위칭 튜브(109)의 제2 부분(109b)은 또한 플랜지(29) 및 제2 연결 컨택트(13)를 포함한다.

스위칭 튜브(109)의 2 파트(part) 실시형태를 제외하고, 도 3에 도시된 실시형태는 도 1 및 도 2에 도시된 실시형태와 실제로 동일하다. 따라서, 균등한 부분들, 영역들 및 구성요소들에는 동일한 참조 부호들이 제공된다.

원칙적으로 스위칭 튜브(109)의 부분들(109a) 및(109b) 간에 요구되는 전기적 접촉은 또한 분리 영역(27)의 단부 영역을 간단히 사보우(25)의 수용 리세스(116) 내로 삽입하거나 억지끼움함으로써 확립될 수 있다. 그러나, 부식, 기계적 진동 또는 다른 인자들로 인해서, 필요한 품질을 갖는 영구 전기적 접촉이 확립 또는 유지되지 않을 수도 있다는 위험이 존재한다.

이에 따라서, 도 3은 스위칭 튜브(109)의 두 부분들(109a 및 190b) 간의 장기적인 안정되고 확실한 전기적 접촉을 생성하기 위한 특별한 수단을 도시한다. 이러한 수단은 접촉 스프링 인서트(contact spring insert)를 수반하며, 이러한 인서트는 수용 리세스(116)의 축방향 내측 벽 상에 제공된다. 접촉 스프링 인서트는 축방향 홈들을 가질 수 있으며, 예를 들어, 각 홈 내에 접촉 스프링이 수용되며, 접촉 스프링은 수용 리세스(116) 또는 접촉 스프링 인서트(162)의 축방향 내측 벽을 통해서 반경방향으로 내측으로 융기된다. 접촉 스프링들은 분리 영역(27)의 전방 영역이 수용 리세스(116) 내로 삽입되는 때에 탄성적으로 반경방향으로 외측으로 압축된다. 수많은 전기 도전성 탄성 요소들로 인해서, 장기적으로 안정하고 확실한 전기적 접촉이 확립되며, 이러한 전기적 접촉으로 인해서 매우 높은 전류가 반송될 수 있다.

도 3의 차단 스위치(100)의 기본 동작 모드는 도 1 및 도 2의 실시형태의 상술한 기능과 대체적으로 유사하다. 그러나, 분리 영역(27)이 더 이상 파괴되지 않고; 그의 전방 단부만이, 즉, 사보우(25)를 향하여 대면하는 분리 영역(27)의 단부만이 사보우(25)의 수용 리세스(116)로부터 인출된다는 점에서 차이가 있다.

트리핑이 일단 발생한, 차단 스위치(100)의 최종 상태가 도 4에 도시된다. 추진제의 가스 생성 재료의 활성화 이후에 압력이 사보우(25)의 전체 단부 표면 상에 즉시 가해지도록 하기 위해서, 도 3 및 도 4의 실시형태에서는, 분리 영역은 스위칭 튜브(109)의 제2 부분(109b) 또는 스위칭 튜브(109)의 벽 내에 개구들을 가져야 한다.

역시 이러한 변형예에서도, 소화제(45)용 배출 채널(49)은 소화제(45)의 스트림이 스위칭 튜브(109)의 제2 부분(109b)의 정지된 단부를 향하도록 설계될 필요가 있다. 전기 아크가 분리 영역(27)의 정지된 부분의 환형 벽 또는 환형 벽의 면 단부와 스위칭 튜브(109)의 제1 부분(109a)의 단부 면의 반대편 부분 간에서 발생할 것이기 때문에, 소화제(45)의 스트림은 분리 영역(27)의 벽의 단부 면을 향하도록 설계된다.

상술한 바와 같이, 소화제(45)의 스트림의 형상은 배출 채널(49)을 적합하게 설계함으로써, 바람직하게는 적합한 노즐형 설계에 의해서 달성될 수 있으며, 이로써 소화제의 스트림의 직경은 배출 개구로부터의 거리에 따라서 변할 수 있다.

도 5는 다른 실시형태의 차단 스위치(200)를 도시하며, 이 스위치는 2 개의 직렬 차단 지점들에서의 전류 경로의 본질적으로 동시적인 이중 분리가 가능하게 하는 스위칭 튜브(209) 또는 접촉 유닛(205)을 갖는다.

차단 스위치(200)는 케이스 203를 가지며, 이 케이스는 각기 도 1 및 2 및 도 3 및 4의 실시형태들의 2 개의 케이스들(3)로 구성될 수 있다. 2 개의 케이스 부분들(3)은 도 1 및 2의 변형예에서 록킹 넛(21)이 나사결합되는 면 단부들이 서로 대면하도록 서로에 대해서 축방향으로 대향하게 배향된다. 록킹 넛(21) 대신에, 연결 요소(221)가 여기에서 나사결합되거나, 케이스 부분들(3)이 연결 요소(221) 상에 나사결합될 수 있다.

단일 분리 영역을 갖는 스위칭 튜브 대신에, 도 5의 변형예에서, 스위칭 튜브(209)는 2 개의 분리 영역들(27)을 갖는다. 스위칭 튜브(209)는 단축된 제1 연결 컨택트(11)에 의해서 서로 하나의 편으로 접합되는, 도 1의 2 개의 스위칭 튜브들(9)과 본질적으로 균등하다. 도 5의 실시형태에서 사용되는 바와 같은, 단일 편으로 구현되는 접촉 튜브(209) 대신에, 도 1의 2 개의 접촉 튜브들(9)로부터 생성되는 2파트 접촉 튜브가 또한 사용되는 것도 또한 고려된다. 이를 위해서, 너무 길게 구현될 수 있는 제1 연결 컨택트(11)가 단축, 예를 들어, 톱으로 절단될 수 있다. 2 개의 접촉 튜브들을 연결하기 위해서, 각각의 스위칭 튜브(9)의 각각의(단축된)제1 연결 컨택트(11) 내로 각기 일 단부가 억지끼움되거나 나사결합되기에 충분하게 길게 구현되는 필러 편(53)이 사용될 수 있다.

도 5의 차단 스위치(200)에서, 소화제(45)용 수용 공간(247)이 제공되는데, 이러한 수용 공간은 전체 제1 및 제2 업세팅 영역들(23) 내에 그리고 스위칭 튜브(209)의, 이러한 영역들 간에 위치한, 내부 부분 내에, 달리 말하면, 연결 요소(221) 및 대응하는 절연체 요소들(217)에 의해서 둘러싸인, 스위칭 튜브(209)의 부분적 근방 부분 내에서 실현된다.

외측에 위치한 차단 스위치(200)의 영역들은 그들의 구성요소 및 기능의 측면에서 그리고 구조의 측면에서 스위치(1)의 도 1의 우측 상에 도시된 부분적 영역들에 각기 일치한다. 이로써, 도 1 및 도 2에서 상술한 대응하는 설명 부분들이 참조될 수 있다.

양 측 각각에서, 스위치 (200)는 각각의 연결 컨택트(211 및 213)를 가지며, 점화 장치(35)가 이러한 컨택트들 내에 제공된다.

분리 영역들(27)을 가열함으로써 수동 활성화가 도 5에 도시된 실시형태에서 제공될지라도, 특별한 추가 제공수단들이 제공되지 않는다면, 추진제들의 본질적으로 동시적인 점화가 모든 경우에서 보장되지 않는다. 그러나, 이러한 종류의 동시적 활성화는 2 개의 직렬 연결된 지점들에서 전류 경로의 목표된 동시적 분리를 달성하기 위해서 필요하다. 동시적 차단에 의해서, 차단 동작 동안에, 분리될 또는 이미 분리된 각 길이를 통해서, 오직 전압의 절반만이 전압 강하로서 도달되며, 이러한 전압의 절반이 연결 컨택트들(211, 213)에 인가된다. 전기적으로 촉발가능한 활성화는 이러한 종류의 동시적 차단을 용이하게 한다.

이와 달리, 도 5의 실시형태의 트리핑 동작은 도 1의 실시형태와 본질적으로 균등하다. 도 6에 도시된 바와 같이, 점화 장치들(35)의 활성화 시에, 각각의 사보우(25)는 압력을 받아서 중앙 면 E의 방향으로 이동한다(상기 중앙 면은 차단 스위치(200)의 대칭면이며, 상기 면은 길이방향 축에 대해수 수직으로 위치함). 이로써, 2 개의 업세팅 영역들(23)이 펌프같이 동작하며, 이로써 소화제(45)가 2 개의 배출 채널들(49)을 통해서 배출되며 분리 영역(27)의 2 개의 분리된 단부들 간의 챔버를 채운다.

도 7에 도시된 변형예의 차단 스위치(300)도 또한 이러한 기능에 대해서 최대로 적합하다. 도 7의 차단 스위치(300) 및 도 5의 차단 스위치(200) 간의 본질적인 차이점은 차단 스위치(300)가 단일 편으로 구현된 케이스(303)를 갖는다는 것이다. 연결 컨택트들(311, 313)을 규정하는 스위칭 튜브(309)는 마찬가지로 단일 편으로 구현된다; 도 5의 실시형태의 연결 요소(221) 및 절연체 요소들(217) 대신에, 안정화 요소(317)가 제공된다. 안정화 요소(317)도 마찬가지로 절연 재료를 포함하며, 본질적으로는 케이스 내에서 스위칭 튜브를 반경방향으로 그리고 축방향으로 고정시키는 역할을 한다. 여기에서 스위칭 튜브(309)의 다소 상이하게 설계된 플랜지들(29)이 외연 홈(circumferential groove)을 구획하며, 이 외연 홈은 환형 안정화 요소(317)의 반경방향으로 내측 영역에 체결된다.

각각이 업세팅 영역들(23)의 방향으로 외측으로 연장하며 사보우들 25의 돌출부들과 협동하는 축방향 돌출부들이 도 7에 도시된 실시형태에서는 필요없다.

또한, 도 7의 실시형태에서, 소화제(45)용 수용 공간은 2 개의 배출 채널들(49)의 배출 개구들 간의 스위칭 튜브(309)의 전체 내부 내에서 연장된다. 여기에서도 다시, 단일 수용 공간(47) 대신에, 제1 수용 공간이 좌측 업세팅 영역(23) 내에 제공되고, 제2 수용 공간이 우측 업세팅 영역(23) 내에 제공되는 것도 또한 가능하다.

도 1 및 2의 실시형태를 참조하여서 상술한 바와 같이, 소화제가 그렇게 또는 에워싸이게 수용 공간 내로 도입될 수 있다.

도 7의 실시형태의 동작 모드는 도 5의 실시형태의 동작 모드로 실제로 동일하다. 스위칭 동작의 종결 이후의 적용가능한 최종 상태가 도 8에 도시된다. 각기 도 5 및 6 및 도 7 및 8의 이중 차단 스위치들(200 및 300)에서, 도 3 및 4의 실시형태의 원칙의 다중파트 스위칭 튜브가 또한 채용될 수 있다. 이를 위해서, 한편으로는 도 5 및 6에서 외측에 도시된 스위칭 튜브(209 및 309)의 영역 및 다른 편에서는 도 7 및 8에서 외측에 도시된 각각의 사보우 및 각각의 분리 영역이 도 3 및 4의 실시형태를 참조하여서 상술한 바와 같이 구현되기만 하면 된다. 이어서, 각각의 분리 영역의 단부 영역이 사보우의 각각의 수용 리세스 내에 체결되고, 각기 스위칭 튜브(209 및 309)의 부분들 간의 전기적 접촉을 확립한다. 이러한 기능 및 차단 동작에 대해서, 도 3 및 4의 실시형태를 참조하여서 상술한 설명들이 참조될 수 있다.

본 발명의 모든 변형예들에서, 스위칭 동작 시에 이동하는 사보우로 인해서, 이 사보우와 인접하는 접촉 유닛(5)의 업세팅 영역이, 소화제를 위해서 그 내에 위치한 수용 공간이 크기가 줄어들고 이로써 소화제가 적어도 하나의 배출 개구를 통해서 분리 영역의 분리된 부분들 간의 챔버 내로 들어가며 이러한 2 개의 단부들 간에서의 전기 아크의 발생을 방지하거나 이미 발생한 전기 아크를 소화시키도록 변형된다.

1 차단 스위치
3 케이스
5 접촉 유닛
7 절연 층
9 스위칭 튜브
11 제1 연결 컨택트
13 제2 연결 컨택트
15 플랜지
17 절연체 요소
19 밀폐 요소 (O-링)
21 록킹 넛
23 업세팅 영역
25 사보우
25a 제1 사보우
25b 제2 사보우
27 분리 영역
29 플랜지
31 절연체 요소
33 필러 편
35 점화 장치
37 밀폐 요소
39 록킹 요소
41 전기 연결선들
43 점화 혼합물
45 소화제
47 수용 공간
49 배출 채널
51 멤브레인
53 필러 편
55 밀폐 요소
100 차단 스위치
109 스위칭 튜브
109a 스위칭 튜브(109)의 제1 부분
109b 스위칭 튜브(109)의 제2 부분
160 수용 리세스
162 접촉 스프링 인서트
200 차단 스위치
203 케이스
205 접촉 유닛
209 스위칭 튜브
211 연결 컨택트
213 연결 컨택트
217 절연 층
221 연결 요소
247 수용 공간
300 차단 스위치
303 케이스
309 스위치
311 연결 컨택트
313 연결 컨택트
317 안정화 요소

Claims (15)

1. 특히 고전압에서 고전류를 차단하기 위한, 전기 차단 스위치로서,
   (a) 상기 차단 스위치를 통한 전류 경로를 한정하는 접촉 유닛을 둘러싸는 케이스, 및
   (b) 가스-생성 활성화가능한 재료를 포함하는 추진제(propellant agent)를 가지며,
   (c) 상기 접촉 유닛은 제1 및 제2 연결 컨택트들, 업세팅 영역(upsetting region), 분리 영역, 및 사보우(sabot)를 가지고,
   (d) 상기 추진제 및 접촉 유닛은,
   i. 차단될 전류가 상기 제1 연결 컨택트를 통해서 상기 접촉 유닛으로 제공되며 상기 제2 연결 컨택트를 통해서 상기 접촉 유닛으로부터 배출되며,
   ⅱ. 상기 추진제의 점화 시에, 상기 사보우는 상기 가스-생성 활성화가능한 재료에 의해서 생성된 가스 압력을 받아, 상기 케이스 내의 사보우는 시작 위치에서 최종 위치로 이동 방향으로 이동하고, 동작 시에, 상기 업세팅 영역은 소성변형되며, 상기 분리 영역은 완전하게 분리되고, 상기 사보우의 최종 위치에서, 상기 분리 영역의 분리된 단부들 간의 절연 거리가 달성되도록 형성되는, 전기 차단 스위치에 있어서,
   (e) 상기 분리 영역의 분리된 단부들 간의 전기 아크를 소화시키거나 전기 아크의 발생을 방지하기 위하여, 상기 사보우의 이동 및/또는 상기 업세팅 영역의 업세팅 동작으로 인해 소화제를 수용하는 공간의 체적이 감소하여 소화제가 적어도 하나의 배출 채널을 통하여 주입되도록, 소화제가 제공되며, 상기 적어도 하나의 배출 채널은 상기 소화제를 수용하는 공간을 상기 분리 영역이 위치한 챔버와 연통시키는 것을 특징으로 하는, 전기 차단 스위치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 소화제를 수용하는 공간은 상기 업세팅 영역 내측에 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 차단 스위치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 업세팅 영역은, 상기 업세팅 영역의 벽이 업세팅 모션(upsetting motion)의 결과로서, 바람직하게는 곡류 방식으로(in meandering fashion), 폴딩되도록 재료 및 기하구조가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 차단 스위치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 업세팅 영역은 중공-원통형으로, 및 바람직하게는 단면이 환형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 차단 스위치.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 소화제는 상기 업세팅 영역 내측의 적어도 하나의 폐쇄된, 바람직하게는 유연성 쉘 내에 제공되고, 상기 쉘은 업세팅 동작에 의해 파괴가능한 것을 특징으로 하는 전기 차단 스위치.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 배출 채널은 노즐형 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 전기 차단 스위치.
7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 배출 채널은, 바람직하게는 적어도 하나의 배출 개구 근처에서 멤브레인에 의해서 폐쇄되며, 상기 멤브레인은 상기 차단 스위치의 트리핑 동작 동안에 파열가능한 것을 특징으로 하는 전기 차단 스위치.
8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   배출 채널들의 적어도 하나의 배출 개구들이 적어도 분리되지 않은 상태에서 상기 사보우와 인접하는 분리 영역의 단면 근처에 형성되도록, 적어도 하나의 배출 채널들이 상기 사보우 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 차단 스위치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 접촉 유닛은 직선의 길이방향 축을 가지고, 상기 길이방향 축을 따라서 상기 사보우가 변위가능하며; 상기 분리 영역은 상기 사보우에 인접하고 상기 길이방향 축에 위치하며; 상기 길이방향 축에 배출 개구가 위치되는 것을 특징으로 하는 전기 차단 스위치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사보우는 2개의 부분들로 형성되며, 제2 사보우 부분은 절연 재료를 포함하고 제1 사보우 부분을 둘러싸며, 상기 제1 사보우 부분은 상기 접촉 유닛에 견고하게 연결되거나 상기 접촉 유닛과 단일 편으로 형성되며, 상기 제2 사보우 부분은 바람직하게는 상기 제1 사보우 부분 및 상기 케이스로부터 밀폐되는 것을 특징으로 하는 전기 차단 스위치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리 영역 및 추진제는,
    (a) 상기 분리 영역이, 상기 추진제의 점화 시에, 파열되거나 적어도 부분적으로 파열되고, 상기 사보우의 변위 운동에 의해서 완전하게 분리되거나, 또는
    (b) 상기 추진제의 점화 시에, 상기 분리 영역의 2 개의 파열불능의 분리가능한 부분들이 상기 사보우의 변위 운동에 의해서 분리되게 푸쉬되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 차단 스위치.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉 유닛은 적어도 2 개의 부분적 접촉 유닛들을 가지며, 각각의 부분적 접촉 유닛은 업세팅 영역, 분리 영역, 및 사보우를 가지며,
    (a) 각각의 부분적 접촉 유닛은,
    i. 상기 추진제의 점화 시에, 각 사보우가 상기 가스-생성 활성화가능한 재료에 의해서 생성된 가스 압력을 받아, 케이스 내의 해당 사보우가 시작 위치에서 최종 위치로 이동 방향으로 이동하고, 동작 시에, 해당 업세팅 영역은 소성변형되며, 해당 분리 영역은 완전하게 분리되고, 해당 분리 영역의 최종 위치에서, 해당 분리 영역의 분리된 단부들 간의 절연 이격거리가 달성되도록 형성되고;
    ⅱ. 해당 분리 영역의 분리된 단부들 간의 전기 아크를 소화시키거나 전기 아크의 발생을 방지하기 위하여, 하나 이상의 사보우 또는 모든 사보우들의 이동 및/또는 하나 이상의 업세팅 영역 또는 모든 업세팅 영역들의 업세팅 동작으로 인해 소화제를 수용하는 공간의 체적이 감소하여 소화제가 각 케이스 내에서 적어도 하나의 배출 채널을 통해서 주입되도록, 소화제가 제공되며, 상기 적어도 하나의 배출 채널은 상기 소화제를 수용하는 공간을 상기 분리 영역이 위치한 챔버와 연통시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 차단 스위치.
13. 제 12 항에 있어서,
    2개의 부분적 접촉 유닛들이 제공되고, 상기 부분적 접촉 유닛들 및 케이스는 중앙 면을 중심으로 거울 대칭 방식으로(mirror-symmetrically) 형성되며, 상기 분리 영역들 및 사보우들은 바람직하게는 사이에 위치한 업세팅 영역들 외측에 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 차단 스위치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 부분적 접촉 유닛들은 상기 2개의 업세팅 영역들이 서로를 향하도록 배향되도록 형성되고, 상기 업세팅 영역 내측에 상기 소화제를 수용하기 위한 공통 공간이 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 차단 스위치.
15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 부분적 접촉 유닛에는 개별 부분 추진제가 할당되며; 개별 부분적 추진제들의 능동적이고 동시적인 점화를 위해 촉발가능한 장치(triggerable device)가 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 차단 스위치.

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