(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路(２１０)に接続可能な回路ブレーカ(１００)であって、
前記回路ブレーカは、
第１の電流路セクション(１０２ａ)及び第２の電流路セクション(１０２ｂ)と、
ここで、前記第１及び第２の電流路セクションのうちの各々は、それぞれの第１の端部(１０３ａ、１０３ｂ)と、それぞれの第２の端部(１０４ａ、１０４ｂ)と、を備えており、前記第１及び第２の電流路セクションのうちの各々は、前記それぞれの第１の端部において前記電気回路に接続可能である、
回路ブレーカモジュール(１０５)であって、前記回路ブレーカモジュールを通る電流の流れを少なくとも瞬間的に制御可能に中断することによって、前記電気回路における電流の流れを少なくとも瞬間的に制御可能に中断するように構成されている、前記回路ブレーカモジュール(１０５)と、
ここで、前記第１及び第２の電流路セクションのうちの各々は、前記それぞれの第２の端部において前記回路ブレーカモジュールに接続可能である、
を具備しており、
前記第１及び第２の電流路セクションのうちの各々は、
第１の電流路セクション部材(１０６ａ、１０６ｂ)と、
少なくとも１つの第２の電流路セクション部材(１０７ａ、１０７ｂ)であって、前記第１の電流路セクション部材の表面(１０９ａ、１０９ｂ)に対して間隔を置いて配置されており、且つ前記第１の電流路セクション部材の前記表面の少なくとも第１の結合表面部分（１１０ａ、１１０ｂ）を介して、前記第１の電流路セクション部材と電気的に結合されている、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材(１０７ａ、１０７ｂ)と、
を具備している、回路ブレーカ(１００)。
【請求項２】
前記回路ブレーカモジュールは、軸方向に可動な中空の本体を具備しており、
前記軸方向に可動な中空の本体内において、前記第１及び第２の電流路セクションのうちの一方は、前記軸方向に可動な中空の本体に対して同軸に配置されており、
前記第１及び第２の電流路セクションのうちの前記一方は、
第１の電流路セクション部材と、
少なくとも１つの第２の電流路セクション部材であって、前記第１の電流路セクション部材の内側表面に対して間隔を置いて配置されており、且つ前記第１の電流路セクション部材の前記内側表面の少なくとも第１の結合表面を介して、前記第１の電流路セクション部材と電気的に結合されている、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、
を具備している、請求項１に記載の回路ブレーカ。
【請求項３】
前記第１及び第２の電流路セクションのうちの一方は、中空の本体を具備しており、
前記回路ブレーカモジュールは、前記第１及び第２の電流路セクションのうちの前記一方の前記中空の本体内に配置されている軸方向に可動な本体を具備しており、
前記軸方向に可動な本体は、前記第１及び第２の電流路セクションのうちの前記一方の前記中空の本体に対して同軸に配置されており、
前記第１及び第２の電流路セクションのうちの前記一方は、
第１の電流路セクション部材と、
少なくとも１つの第２の電流路セクション部材であって、前記第１の電流路セクション部材の外側表面に対して間隔を置いて配置されており、且つ前記第１の電流路セクション部材の前記外側表面の少なくとも第１の結合表面部分を介して、前記第１の電流路セクション部材と電気的に結合されている、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、
を具備している、請求項１に記載の回路ブレーカ。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、前記第１の電流路セクション部材の前記表面の少なくとも第２の結合表面部分（１１１ａ、１１１ｂ）を介して、前記第１の電流路セクション部材と更に電気的に結合されており、
前記第１の結合表面部分は、前記第１及び第２の電流路セクションのうちのそれぞれの一方の前記第１の端部に位置しており、且つ前記第２の結合表面部分は、前記第１及び第２の電流路セクションのうちのそれぞれの一方の前記第２の端部に位置しているか、
又は、その逆である、請求項１乃至３の何れか１項に記載の回路ブレーカ。
【請求項５】
前記第１の電流路セクション部材と、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、のうちの各々は、互いに同心円状に配置されている管状又はシリンダ状の中空の本体を具備している、請求項１乃至４の何れか１項に記載の回路ブレーカ。
【請求項６】
前記第１の電流路セクション部材と、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、のうちの少なくとも一方は、波形表面(１２４)と、複数のフィンと、複数の突出部(１２６)と、を具備している、請求項１乃至５の何れか１項に記載の回路ブレーカ。
【請求項７】
前記第１の電流路セクション部材と、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、のうちの各々は、長手方向に沿って延在しており、
前記第１の電流路セクション部材と、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、のうちの少なくとも一方は、前記長手方向に沿って延在している複数の細長い本体を具備している、請求項１乃至６の何れか１項に記載の回路ブレーカ。
【請求項８】
前記複数の細長い本体は、前記第１及び第２の電流路セクション部材のうちのそれぞれの一方の前記第２の端部の境界の周りに円周方向に間隔が置かれている、請求項７に記載の回路ブレーカ。
【請求項９】
前記第１の電流路セクション部材と、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、のうちの少なくとも一方は、複数の貫通孔(１２２)を具備している、請求項１乃至８の何れか１項に記載の回路ブレーカ。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の回路ブレーカ(１００)を具備しているスイッチギヤ(２２０)。
【請求項１１】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の回路ブレーカ(１００)が接続されている電気回路(２１０)を具備している送電システム(２００)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的に、送電に使用される設備に関する。具体的には、本発明は、回路ブレーカ（circuit breaker）であって、特に高圧送電システムに適したものであり得る回路ブレーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気回路を遮断する回路ブレーカ、即ち、電気回路における電流の流れを中断する回路ブレーカが知られている。電気回路において生じた何等かの予め定められた事態に基づいて遮断されるように作られたそれぞれの電気回路の中に、このような回路ブレーカは配置されている。一般に、このような回路ブレーカの動作は、故障状態（fault condition）又は故障電流（fault current）の検出に応答する。このような故障状態又は故障電流の検出時に、メカニズムは、そこを通って流れている電流を遮断するように回路ブレーカを操作し、それによって、電気回路において流れている電流を遮断し得る。一般に、故障が検出されると、電気回路を遮断するために、回路ブレーカ内の接触子（contact）が分離する。接触子を分離するために、ばね構成、空気圧構成（pneumatic arrangement）、又は、蓄積されたエネルギを機械的に利用する他の何等かの手段が、しばしば用いられている。接触子を分離するために必要なエネルギのうちの幾らかは、故障電流自体から得ることができる。電気回路において流れている電流を遮断すると、一般にアークが発生する。アークは冷却されなければならず、アークが急冷（quench）又は消滅（extinguish）されると、その結果、接触子間のギャップは、電気回路における電圧に繰り返し耐えることができる。アークが中に生成される媒体として、真空、空気、オイル、又は絶縁ガスを使用することが知られている。絶縁ガスは、例えば、六フッ化硫黄（sulphur hexafluoride）、即ちＳＦ６ガスを含む。故障状態が緩和又は除去されると、接触子が閉じられ、それによって電気回路における電流の流れを再開させることができる。
【０００３】
回路ブレーカの接触子は、加熱し過ぎることなく、負荷電流を通すことができなければならない。更に、回路ブレーカの接触子は、電気回路が遮断されたときに生成されるアークの熱に耐えることができなければならない。接触子は、例えば、Ｃｕ、或いはＡｇ、或いはＣｕ及び／又はＡｇを含有する合金のような、金属又は金属合金である。アークの冷却及び／又は消滅は、パッファ型シリンダ（puffer-type cylinder）又はセルフブラストチャンバ（selfblast chamber）としばしば呼ばれる回路ブレーカのコンポーネントにおいて行われ得る。一般に、このようなパッファ型シリンダは、それぞれの電流路セクションを介して、２つの端部において電気回路に接続されている。電流路セクションは、上方及び下方の電流路又は電流路セクションとしばしば呼ばれる。一般に、回路ブレーカにおける電流通過部の材料の選択によって、回路ブレーカに対する最大可能連続定格電流（maximum possible continuous lower current path）が制限されている。
【０００４】
より高い最大連続定格電流を有する回路ブレーカに対する需要が、益々増加している。
【０００５】
回路ブレーカに対する最大可能定格連続電流を大きくするために、電流路セクションの抵抗を小さくするように、電流路セクションの断面を大きくすることが提案された。しかしながら、パッファ型シリンダに関連する電流路セクションの構成によって、このような解決策では、パッファ型シリンダの直径を大きくする必要があり得る。従って、このような解決策では、比較的に高いコストを必然的に伴い得る。
【０００６】
冷却をもたらすことができるより大きな表面を得るために、既存のパッファ型シリンダに平行して配置された追加のパッファ型シリンダを、回路ブレーカに備え付けることが提案された。
【０００７】
従って、提案された解決策では、既存の設備のかなりの変更を必然的に伴い得る。既存の設備に対して比較的に小さな変更のみを必要とする一方で、回路ブレーカに対する最大可能定格連続電流を大きくできることが、望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００８】
上述を考慮して、本発明の目的は、大きくされた最大可能定格連続電流に耐え得る回路ブレーカを提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、既存の設備の比較的に小さな変更のみを必要とする一方で、大きくされた最大可能定格連続電流に耐え得る回路ブレーカを提供することである。
【００１０】
これらの目的と他の目的とのうちの１つ以上に対処するために、独立請求項に従って回路ブレーカが提供される。好ましい実施形態は、従属請求項によって定義されている。
【００１１】
本発明の第１の態様によると、電気回路に接続可能な回路ブレーカが提供される。回路ブレーカは、第１の電流路セクションと、第２の電流路セクションと、を具備している。第１及び第２の電流路セクションのうちの各々は、それぞれの第１の端部と、それぞれの第２の端部と、を備えている。第１及び第２の電流路セクションのうちの各々は、それぞれの第１の端部において電気回路に接続可能である。
【００１２】
回路ブレーカは、回路ブレーカモジュールを具備しており、回路ブレーカモジュールは、回路ブレーカモジュールを通る電流の流れを少なくとも瞬間的に制御可能に中断することによって、電気回路における電流の流れを少なくとも瞬間的に制御可能に中断するように構成されている。
【００１３】
第１及び第２の電流路セクションのうちの各々は、それぞれの第２の端部において回路ブレーカモジュールに接続可能である。
【００１４】
第１及び第２の電流路セクションのうちの少なくとも一方は、第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、を具備している。少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、第１の電流路セクション部材の表面に対して間隔を置いて配置されている。少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、第１の電流路セクション部材の表面の少なくとも第１の結合表面部分を介して、第１の電流路セクション部材と電気的に結合されている。
【００１５】
本発明の１つの要点は、例えば、電流の遮断を実行する回路ブレーカモジュールと、回路ブレーカモジュールを電気回路に接続する単一部材を備えた電流路セクションと、を具備する回路ブレーカと比較して、電流路セクションを例えば対流によって冷却するために利用可能な大きくされた表面積と、小さくされた抵抗と、を有する電流路セクション構成を提供することである。
【００１６】
単一部材を備えた電流路セクションと対照的に、本発明に基づく電流路セクション構成は、全体的な電流路セクション構成の、冷却表面を大きくし、抵抗を小さくすることができるように、互いに関連して配置された２つ以上の電流路セクション部材を含んでいる。これは、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材を、第１の電流路セクション部材の表面に対して間隔を置いて配置することによって達成される。この少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、第１の電流路セクション部材の表面の少なくとも第１の結合表面部分を介して、第１の電流路セクション部材と電気的に結合されている。少なくとも１つの第２の電流路セクション部材を、第１の電流路セクション部材の表面に対して間隔を置いて配置することによって、全体的な電流路セクション構成の冷却に利用可能な表面が大きくされ得る。少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、第１の電流路セクション部材と、を電気的に接続することによって、全体的な電流路セクション構成の抵抗が小さくされ得る。その結果、例えば、電流の遮断を実行する回路ブレーカモジュールと、回路ブレーカモジュールを電気回路に接続する単一部材を備えた電流路セクションと、を具備する回路ブレーカと比較して、より高い最大可能定格連続電流を得ることができる。
【００１７】
少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、第１の電流路セクション部材の表面との間の間隔は、一般に数ミリメートル又はセンチメートルであり得る。この間隔は、第１の電流路部材と少なくとも１つの第２の電流路部材との間のギャップにおいて対流が起きることを可能にする又は容易にするようなものであることが好ましい。
【００１８】
回路ブレーカモジュールは、１つ以上のコンポーネントを含み得る。コンポーネントは、可動であるかもしれない、電気接触子と、いわゆるパッファ型シリンダと、いわゆるセルフブラストチャンバと、圧力収集空間（pressure collecting space）と、圧縮空間（compression space）、即ちパッファ体積（puffer volume）と、膨張空間（expansion space）と、を含むが、これらに制限されない。回路ブレーカモジュールは、このようなコンポーネントのうちの１つ以上によって電気回路の遮断を実行し、それによって、電気回路における電流の流れを中断し、及び／又は電気回路が遮断されたときに生成されたアークを消滅させ得る。
【００１９】
電気回路の遮断、及び／又は電気回路が遮断されたときに生成されたアークの消滅は、例えば、第ＷＯ９６／２１２３４Ａ１号に開示されているやり方と類似した又は同じやり方で実行され得る。
【００２０】
既に記載したように、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、第１の電流路セクション部材の表面の少なくとも第１の結合表面部分を介して、即ち、第１の電流路セクション部材の表面上の、少なくとも１つの結合表面部分又は結合点を介して、第１の電流路セクション部材と電気的に結合されている。従って、結合表面部分は、表面上の単一の点を含み得る。
【００２１】
しかしながら、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、第１の電流路セクション部材の表面の、複数の異なる結合表面部分又は点を介して、第１の電流路セクション部材と電気的に結合されてもよい。これは、全体的な電流路セクション構成の抵抗を更に大きくし得る。
【００２２】
例えば、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、第１の電流路セクション部材の表面の少なくとも第２の結合表面部分を介して、第１の電流路セクション部材と更に電気的に結合されてもよく、第１の結合表面部分は、第１及び第２の電流路セクションのうちのそれぞれの一方の電流路セクションの第１の端部に位置しており、且つ第２の結合表面部分は、第１及び第２の電流路セクションのうちのそれぞれの一方の電流路セクションの第２の端部に位置しているか、又は、その逆である。
【００２３】
第１の電流路セクションと第２の電流路セクションとの各々と、第１の電流路セクション部材と少なくとも１つの第２の電流路セクション部材との各々は、適切な導電性材料、例えば、Ｃｕ及び／又はＡｌのような金属、或いはＣｕ及び／又はＡｌを含む合金から作られ得る。このリストは、網羅的（exhaustive）ではない。
【００２４】
少なくとも第１の結合表面部分を介して、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、第１の電流路セクション部材とを電気的に結合することは、例えば、少なくとも第１の結合表面部分において、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材の一部分を第１の電流路セクション部材に、又は、その逆に溶接することによって実行され得る。しかしながら、当業者に知られている電気結合を実行する他の方法を使用してもよい。
【００２５】
第１の例によると、回路ブレーカモジュールは、軸方向（axially）に可動な中空の本体を具備しており、軸方向に可動な中空の本体内において、第１及び第２の電流路セクションのうちの一方は、中空の本体に対して同軸に配置されている。第１及び第２の電流路セクションのうちの上述の一方は、第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材であって、第１の電流路セクション部材の内側表面に対して間隔を置いて配置されており、且つ第１の電流路セクション部材の内側表面の少なくとも第１の結合表面部分を介して、第１の電流路セクション部材と電気的に結合されている、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、を具備し得る。
【００２６】
従って、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、第１の電流路セクション部材の内側表面に対して間隔を置いて配置され得る。少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、第１の電流路セクション部材の内側表面の少なくとも第１の結合表面部分を介して、第１の電流路セクション部材と電気的に結合され得る。
【００２７】
中空の本体は、例えば、中空のシリンダ、例として、パッファ型シリンダを含み得る。
【００２８】
第２の例によると、第１及び第２の電流路セクションのうちの一方は、中空の本体を具備しており、回路ブレーカモジュールは、中空の本体と、第１及び第２の電流路セクションのうちの上述の一方の電流路セクションの中空の本体内に配置された軸方向に可動な本体と、を具備しており、軸方向に可動な本体は、第１及び第２の電流路セクションのうちの上述の一方の電流路セクションの中空の本体に対して同軸に配置されている。第１及び第２の電流路セクションのうちの上述の一方は、第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材であって、第１の電流路セクション部材の外側表面に対して間隔を置いて配置されており、且つ第１の電流路セクション部材の外側表面の少なくとも第１の結合表面部分を介して、第１の電流路セクション部材と電気的に結合されている、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、を具備し得る。
【００２９】
従って、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、第１の電流路セクション部材の外側表面に対して間隔を置いて配置され得る。少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、第１の電流路セクション部材の外側表面の少なくとも第１の結合表面部分を介して、第１の電流路セクション部材と電気的に結合され得る。
【００３０】
軸方向に可動な本体は、例えば、軸方向に可動なシリンダ、例として、パッファ型シリンダを具備し得る。
【００３１】
従って、回路ブレーカモジュールは、例えばパッファ型シリンダを具備し得る。上述の第１の例に従って、第１及び第２の電流路セクションのうちの一方の電流路セクションが、パッファ型シリンダ内に配置されるか、又は、上述の第２の例に従って、パッファ型シリンダが、第１及び第２の電流路セクションのうちの一方の電流路セクション内に配置される。
【００３２】
上述の第１及び第２の例の両者に基づく構造では、回路ブレーカモジュールを実質的に変更することなく、本発明に基づく電流路セクション構成が提供され得る。例えば、本発明に基づく電流路セクション構成の追加の電流路セクションを収容するパッファ型シリンダの直径を大きくする必要が軽減され得る、又は回避されることさえあり得る。
【００３３】
第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路部材と、のうちの各々は、互いに同心円状に配置されている管状又はシリンダ状の中空の本体を具備し得る。
【００３４】
例えば、第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路部材と、のうちの各々は、金属管を具備し得る。金属管は、異なる直径を有し、互いに同心円状に配置されている。金属管は、電気的に接続されるように、例えば溶接することによって、それぞれの端部の両者において共に接合され得る。
【００３５】
このような金属管の厚さは、一般に数ミリメートル又はセンチメートルであり得るが、より小さな又はより大きな厚さが可能である。
【００３６】
第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路部材と、のうちの少なくとも一方は、波形表面（undulating surface）と、複数のフィンと、複数の突出部と、のうちの少なくとも１つを具備し得る。
【００３７】
このような構造の各々は、例えば自然又は強制対流によって、冷却するのに利用可能な表面積を更に一層大きくし得る。その結果として、最大可能定格連続電流が、更に一層大きくされ得る。
【００３８】
本出願の文脈では、波形表面によって、波状（wavy）の構造及び／又は外観を有する表面を意味する。
【００３９】
本出願の文脈では、フィンによって、要素上の突出したリブ又は同様のもの、或いは要素から延在している表面を意味し、これは要素の表面積を大きくする。
【００４０】
第１の電流路セクションと、少なくとも１つの第２の電流路セクションと、のうちの各々は、長手方向に沿って延在し得る。第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路セクションと、のうちの少なくとも一方は、長手方向に沿って延在している複数の細長い本体を具備し得る。
【００４１】
細長い本体は、例えば、ストリップ及び／又はロッド、或いは同様の要素を含み得る。
【００４２】
複数の細長い本体は、第１及び第２の電流路セクションのうちのそれぞれの一方の電流路セクションの第２の端部の境界の周りに円周方向に間隔が置かれ得る。
【００４３】
第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路部材と、のうちの少なくとも一方は、複数の貫通孔を具備し得る。
【００４４】
貫通孔は、例えば、孔、即ち、それぞれの電流路セクション部材の、シリンダ状であるかもしれない中空部分、を具備し得る。
【００４５】
貫通孔は、第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路部材と、のうちのそれぞれの少なくとも一方に実質的に均等に、又は他の何等かの適切な分布に従って分布するように、貫通孔は、第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路部材と、のうちのそれぞれの少なくとも一方に配置され得る。
【００４６】
従って、第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路部材と、のうちの少なくとも一方は、通気孔（venting hole）を備え得る。通気孔は、自然又は強制対流を促すか、或いは自然又は強制対流ができるようにさえし、それによって、それぞれの電流路セクション部材で発生した熱が、それぞれの電流路セクション部材から、その周囲へ、例えば回路ブレーカの周囲へ送られることを可能にする又は送られることができるようにする。その結果として、これは、それぞれの電流路セクション部材の冷却を向上でき、それによって、回路ブレーカの最大可能定格連続電流を大きくできるかもしれない。
【００４７】
例えば、第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路部材と、のうちの少なくとも一方が、複数の貫通孔を具備している場合に、第１の電流路部材と少なくとも１つの第２の電流路部材との間の間隔において、自然又は強制対流が起こり得る。
【００４８】
このような貫通孔は、約１０−１５ｍｍの直径を一般に有し得るが、より小さな又は大きな直径が可能である。
【００４９】
第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路部材と、のうちのそれぞれの少なくとも一方における、例えば、貫通孔の数、それぞれの貫通孔の直径、及び／又は貫通孔の分布は、望ましい冷却条件、例えば、回路ブレーカの望ましい最大可能定格連続電流に基づいて設定された冷却条件を、部分的に又は一層完全に満たすようなものであり得る。
【００５０】
本発明の第２の態様によると、本発明に基づく回路ブレーカを具備しているスイッチギヤが提供される。
【００５１】
本発明の第３の態様によると、本発明に基づく回路ブレーカが接続されている電気回路を具備している送電システムが提供される。
【００５２】
送電システムは、高圧送電システムであり得る。従って、本発明に基づく回路ブレーカは、高圧電気回路において動作するように構成され得る。
【００５３】
本出願の文脈では、特に送電の応用に関して、「高圧」によって、通常は、３５ｋＶを超える電圧を意味する。しかしながら、本発明に基づく回路ブレーカは、電圧が３５ｋＶ以下である電気回路において動作するように構成され得る。
【００５４】
本発明に基づく回路ブレーカは、電圧が１０ｋＶより大きい、又は１５ｋＶより大きい電気回路において動作するように構成され得る。
【００５５】
第１及び第２の電流路セクションのうちのそれぞれの一方は、少なくとも１つの第３の電流路セクション部材であって、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材の表面に対して間隔を置いて配置されおり、且つ少なくとも１つの第２の電流路セクション部材の表面の少なくとも第１の結合表面部分を介して、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と電気的に結合されている、少なくとも１つの第３の電流路セクション部材、を更に具備し得る。
【００５６】
このような構造によって、例えば対流手段によって冷却する利用可能な表面と、全体的な電流路セクション構成の抵抗が、それぞれ、更に大きく及び小さくされ得る。
【００５７】
本出願の文脈では、接続又は結合される、或いは電気的に接続又は結合されるという用語は、直接に接続される又は直接に電気的に接続されることであると解釈するように制限されているのではなく、中間のコンポーネントを有する機能的な接続も包含している。例えば、一方では、第１のコンポーネントの出力が第２のコンポーネントの入力に接続される場合に、これは直接的な接続を成す。他方では、導体が、実質的に変化していない第１のコンポーネントの出力から、第２のコンポーネントの入力へ、選択的に１つ以上の追加のコンポーネントを介して、電気信号を直接に供給する場合に、第１及び第２のコンポーネントも接続される。しかしながら、第１のコンポーネントの出力からの電気信号が次第に又は突然に変化すると、第２のコンポーネントへ入力される信号に、対応する又は変更された変化をもたらすという意味で、この接続は機能的である。
【００５８】
本発明の更なる目的と利点は、例示的な実施形態によって後述される。
【００５９】
本発明は、請求項に記載されている特徴の全ての可能な組み合わせに関することに留意すべきである。本発明の更なる特徴と利点は、請求項と以下の記載とを検討すると、より明らかになるであろう。本発明の異なる特徴を組み合わせて、以下に記載されている実施形態以外の実施形態を作成できることが、当業者に分かるであろう。
【００６０】
添付の図面を参照して、本発明の例示的な実施形態について以下に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の例示的な実施形態に基づく送電システムの概略的ブロック図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態に基づく回路ブレーカの概略的断面図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態に基づく回路ブレーカの概略的断面図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態に基づくスイッチギヤの概略的ブロック図である。
【図５】本発明の例示的な実施形態に基づく電流路セクションの概略的断面図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態に基づく電流路セクションの概略的断面図である。
【図７】本発明の例示的な実施形態に基づく電流路セクションの概略的断面図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態に基づく電流路セクションの概略的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
ここで、本発明の例示的な実施形態が示されている添付の図面を参照して、本発明についてより十分に以下に記載する。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具現することができ、ここに説明されている実施形態に制限されるものと解釈すべきではない。むしろ、この開示により本発明の範囲が当業者に伝わるように、これらの実施形態は例示的に提供されている。更に、全体を通じて、同様の参照番号は、同様又は類似の要素又はコンポーネントを指している。
【００６３】
ここで、図１を参照すると、本発明の例示的な実施形態に基づく送電システム２００の概略的ブロック図が示されている。送電システム２００は、電気回路２１０を具備している。本発明の実施形態に基づく回路ブレーカ１００は、電気回路２１０に接続されている。
【００６４】
ここで、図２を参照すると、本発明の例示的な実施形態に基づく回路ブレーカ１００の概略的断面図が示されている。図２は、回路ブレーカ１００の軸又は長手方向１０１に垂直な方向に沿って、回路ブレーカ１００の断面図を示している。
【００６５】
回路ブレーカ１００は、第１の電流路セクション１０２ａと、第２の電流路セクション１０２ｂと、を具備している。
【００６６】
第１の電流路セクション１０２ａは、第１の端部１０３ａと、第２の端部１０４ａと、を具備している。第１の電流路セクション１０２ａの第１の端部１０３ａは、第１の接続フランジ１０８ａを介して、電気回路(図２に示されていない。図１を参照。)に接続されている。
【００６７】
第２の電流路セクション１０２ｂは、第１の端部１０３ｂと、第２の端部１０４ｂと、を具備している。第１の電流路セクション１０２ｂの第１の端部１０３ｂは、第２の接続フランジ１０８ｂを介して、電気回路に接続されている。
【００６８】
回路ブレーカ１００は、回路ブレーカモジュール１０５を具備しており、回路ブレーカモジュール１０５は、回路ブレーカモジュール１０５を通る電流の流れを少なくとも瞬間的に制御可能に中断することによって、電気回路における電流の流れを少なくとも瞬間的に制御可能に中断するように構成されている。これについては、更に詳しく以下で記載する。
【００６９】
第１及び第２の電流路セクション１０２ａ、１０２ｂの各々は、それぞれの第２の端部１０４ａ、１０４ｂにおいてブレーカモジュール１０５に接続可能である。
【００７０】
示されている実施形態によると、第１の電流路セクション１０２ａは、第１の電流路セクション部材１０６ａと、第２の電流路セクション部材１０７ａと、を具備している。第２の電流路セクション部材１０７ａは、第１の電流路セクション部材１０６ａの表面１０９ａに対して間隔を置いて配置され、且つ分離して、表面１０９ａの第１の結合表面部分１１０ａと第２の結合表面１１１ａとを介して、第１の電流路セクション部材１０６ａと電気的に結合されている。
【００７１】
示されている実施形態によると、第２の電流路セクション１０２ｂは、第１の電流路セクション部材１０６ｂと、第２の電流路セクション部材１０７ｂと、を具備している。第２の電流路セクション部材１０７ｂは、第１の電流路セクション部材１０６ｂの表面１０９ｂに対して間隔を置いて配置され、且つ分離して、表面１０９ｂの第１の結合表面部分１１０ｂと第２の結合表面１１１ｂとを介して、第１の電流路セクション部材１０６ｂと電気的に結合されている。
【００７２】
図２に示されている実施形態によると、第２の電流路セクション部材１０７ａ、１０７ｂの各々は、２つの異なる結合表面１１０ａ、１１０ｂ、１１１ａ、１１１ｂを介して、それぞれの第1の電流路セクション部材１０６ａ、１０６ｂと電気的に結合されている。第２の電流路セクション部材１０７ａ、１０７ｂの各々は、１つの結合表面１１０ａ、１１０ｂのみを介して、それぞれの第1の電流路セクション部材１０６ａ、１０６ｂと電気的に結合されていてもよい。このような構成の例は、図３に示されている。
【００７３】
図２と３に示されているように、図２と３は、特に、第１の電流路セクション１０２ａの第１の電流路セクション部材１０６ａと、第２の電流路セクション１０２ｂの第１の電流路セクション部材１０６ｂと、の軸方向の断面（axial section）を示している。
【００７４】
図２と３に示されているように、第１の電流路セクション部材１０６ａ、１０６ｂの厚さは、第２の電流路セクション部材１０７ａ、１０７ｂの厚さよりも大きくてもよい。しかしながら、他の例によると、第１の電流路セクション部材１０６ａ、１０６ｂの厚さは、第２の電流路セクション部材１０７ａ、１０７ｂの厚さと同じ又はより小さくてもよい。
【００７５】
ここで、図２と３を更に参照して、回路ブレーカ１００の動作について記載する。回路ブレーカ１００の動作は、第ＷＯ９６／２１２３４Ａ１号に開示されている回路ブレーカの動作に似ているかもしれない。
【００７６】
回路ブレーカ１００は、第１及び第２の接続フランジ１０８ａ、１０８ｂ間に配置された、図２と３にそれぞれ示されているコンポーネントを収容する絶縁材料から作られた、細長いケーシング（casing）（図２と３に示されていない）を含んでいる。ケーシングは、第１及び第２の接続フランジ１０８ａ、１０８ｂを含んでいる。ケーシング内には、絶縁ガス、例えばＳＦ６が存在する。
【００７７】
示されている実施形態によると、回路ブレーカモジュール１０５は、パッファ型シリンダを具備している。パッファ型シリンダは、回路ブレーカ１００の軸の方向（axial direction）１０１に沿って軸方向に可動である。
【００７８】
回路ブレーカモジュール１０５は、アーク接触子１１２と、主接触子１１５と、を具備している。
【００７９】
第２の電流路セクション１０２ｂは、アーク接触子１１３を具備している。アーク接触子１１３は、回路ブレーカモジュール１０５のアーク接触子１１２と協働する。
【００８０】
第２の電流路セクション１０２ｂの第２の端部１０４ｂは、回路ブレーカ１００の固定された主接触子１１４を成す複数の接触子フィンガ（contact finger）を形成するように構成された部分を具備している。例えば、示されている実施形態に従って、第２の電流路セクションが管又は同様のものを具備している場合に、管の一方の端部は、複数の接触子フィンガを形成するように、圧縮成型されてスロットをつけられ得る。主接触子１１４の他の構成が可能である。
【００８１】
第１の電流路セクション１０２ａは、摺動接触手段１１６（sliding contact means）を具備している。摺動接触子手段１１６は、例えば、渦巻ばね又は同様のものを具備しており、回路ブレーカモジュール１０５及び第１の電流路セクション１０２ａを電気的に接続する。
【００８２】
その代わりに又はオプションで、摺動接触子手段１１６は、第１の電流路セクション１０２ａから分離したエンティティであってもよい。
【００８３】
回路ブレーカモジュール１０５は、動作ロッド１１８を介して、動作デバイス(図２と３に示されていない)に接続されている。動作デバイスは、動作ロッド１１８によって、回路ブレーカモジュール１０５を、電気回路が閉じている閉位置と、電気回路が遮断されている開位置との間において、軸方向に移動させる（displace）ように構成されている。図２と３には、開位置が示されている。動作デバイスは、電気回路における故障状態又は故障電流の検出に応答して、回路ブレーカモジュール１０５を、閉位置から開位置に軸方向に移動させるように構成され得る。
【００８４】
回路ブレーカ１００の動作中に、回路ブレーカモジュール１０５を、動作ロッド１１８によって、第２の電流路セクション１０２ｂから離れるように軸の方向１０１に沿って軸方向に移動させ、それによって、主接触子１１４と１１５は分離するようになる。その結果、アーク接触子１１２と１１３上で電流が通る又は整流する。アーク接触子１１２と１１３が分離するようになると、それらの間にアークが発生する。
【００８５】
図２と３に示されているように、第２の電流路セクション１０２ｂから離れる軸の方向１０１に沿った回路ブレーカモジュール１０５の軸方向の移動中に、最初に、主接触子１１４と１１５が分離し、次に、第２の電流路セクション１０２ｂから離れる軸の方向１０１に沿った回路ブレーカモジュール１０５の軸方向の更なる移動後に、アーク接触子１１２と１１３が分離されるようになる。このように、主接触子１１４と１１５は、アーク接触子１１２と１１３よりも前に開き、主接触子１１４と１１５は、分離されたときに、アークによって影響されない。
【００８６】
回路ブレーカモジュール１０５が、第２の電流路セクション１０２ｂから離れるように軸の方向１０１に沿って軸方向に移動させられると、パッファ型シリンダの中に入れられた絶縁ガスは、圧縮され、アーク接触子１１２を通って、ノズル１２０から抜けるように押しやられる。アーク接触子１１２と１１３が分離されるようになるときに、それらの間にアークが発生する。
【００８７】
アーク電流は一般に電力周波数正弦曲線に従い、電流の値がゼロ交差に近付くときに、絶縁ガスが、ノズル１２０を通ってパッファ型シリンダの外へ流れ始める。絶縁ガスの流れによって、アークは冷却される。その後で、電流の値が次のゼロ交差に近付くときに、アークは消滅する。それによって、電気回路を通る電流は、遮断されるようになる。
【００８８】
続いて、例えば、電気回路における故障状態又は故障電流が取り除かれると、回路ブレーカモジュール１０５は、動作ロッド１１８によって、第２の電流路セクション１０２ｂに向かって軸の方向１０１に沿って軸方向に移動させられ、それによって、最初にアーク接触子１１２、１１３が係合し、次に主接触子１１４、１１５が係合する。これは、電気回路における電流の流れを再開させる。
【００８９】
続いて、パッファ型シリンダは、絶縁ガスで再び満たされ得る。例えば、絶縁ガスは、ケーシング容器に供給され得る。
【００９０】
図２と３は、回路ブレーカモジュール１０５がパッファ型シリンダを具備している実施形態に関する。即ち、図２と３は、パッファ型又はセルフブラスト型の回路ブレーカを参照している。しかしながら、電気回路における電流が遮断されたときに発生するアークを消滅させるために、ＳＦ６ガスのような絶縁ガスを利用する全てのタイプの回路ブレーカに、本発明が適用可能であり得ることが分かる。例えば、本発明は、例えばサーマルブラストチャンバ型（thermal blast chamber type）の回路ブレーカに適用可能であると解される。
【００９１】
ここで、図４を参照すると、本発明の実施形態に基づく回路ブレーカ１００を具備しているスイッチギヤ２２０の概略的ブロック図が示されている。
【００９２】
ここで、図５−８を参照すると、本発明のそれぞれの例示的な実施形態に基づく回路ブレーカにおける電流路セクション１０２ａの概略的断面図が示されている。電流路セクション１０２ａ以外の、回路ブレーカのコンポーネントは、図５−８に示されていない。図５−８の各々は、回路ブレーカの軸又は長手方向１０１に垂直な方向に沿って、電流路セクション１０２ａの断面図を示している。
【００９３】
ここで、図５を参照すると、電流路セクション１０２ａは、第１の電流路セクション部材１０６ａと、第２の電流路セクション部材１０７ａと、を具備しており、第２の電流路セクション部材１０７ａは、第１の電流路セクション部材１０６ａの表面の１０９ａに対して間隔を置いて配置されており、且つ表面１０９ａの２つの異なる結合表面部分を介して、第１の電流路セクション部材１０６ａと電気的に結合されている。示されている実施形態によると、第１の電流路セクション部材１０６ａと、第２の電流路セクション部材１０７ａと、のうちの各々は、互いに同心円状に配置されているシリンダ状の中空の本体を具備している。
【００９４】
ここで図６を参照すると、第１の電流路セクション部材１０６ａは、複数の貫通孔１２２を具備している。
【００９５】
その代わりに又はオプションで、第２の電流路セクション部材１０７ａが、複数の貫通孔(図６に示されていない)を具備していてもよい。
【００９６】
ここで図７を参照すると、第２の電流路セクション部材１０７ａは、波形表面１２４を具備している。
【００９７】
ここで図８を参照すると、第２の電流路セクション部材１０７ａは、複数の突出部１２６を具備している。図８では、突出部１２６のうちの幾つかのみが参照番号によって示されている。
【００９８】
結論として、第１の電流路セクションと第２の電流路セクションとを具備している回路ブレーカが開示されている。第１及び第２の電流路セクションのうちの少なくとも一方は、第１の電流路セクション部材と、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、を具備している。少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、第１の電流路セクション部材の表面に対して間隔を置いて配置されている。少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、第１の電流路セクション部材の表面の少なくとも第１の結合表面部分を介して、第１の電流路セクション部材と電気的に結合されている。
【００９９】
本発明は、添付の図面と上述の記載に詳しく図示され記載されているが、このような図示と記載は、例証又は例示であって、制限するものではないと解釈すべきである。本発明は、開示されている実施形態に制限されない。図面と、開示と、請求項とを検討することによって、請求項に係る発明を実行する際に、当業者には、開示されている実施形態に対する他のバリエーションが分かり、且つそれを実行することができる。ある特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているということのみでは、これらの手段の組み合わせを役立つように使用できないことを示していることにならない。請求項中の参照符号は、範囲を制限するものとして解釈すべきではない。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１]電気回路(２１０)に接続可能な回路ブレーカ(１００)であって、
前記回路ブレーカは、
第１の電流路セクション(１０２ａ)及び第２の電流路セクション(１０２ｂ)と、
ここで、前記第１及び第２の電流路セクションのうちの各々は、それぞれの第１の端部(１０３ａ、１０３ｂ)と、それぞれの第２の端部(１０４ａ、１０４ｂ)と、を備えており、前記第１及び第２の電流路セクションのうちの各々は、前記それぞれの第１の端部において前記電気回路に接続可能である、
回路ブレーカモジュール(１０５)であって、前記回路ブレーカモジュールを通る電流の流れを少なくとも瞬間的に制御可能に中断することによって、前記電気回路における電流の流れを少なくとも瞬間的に制御可能に中断するように構成されている、前記回路ブレーカモジュール(１０５)と、
ここで、前記第１及び第２の電流路セクションのうちの各々は、前記それぞれの第２の端部において前記回路ブレーカモジュールに接続可能である、
を具備しており、
前記第１及び第２の電流路セクションのうちの少なくとも一方は、
第１の電流路セクション部材(１０６ａ、１０６ｂ)と、
少なくとも１つの第２の電流路セクション部材(１０７ａ、１０７ｂ)であって、前記第１の電流路セクション部材の表面(１０９ａ、１０９ｂ)に対して間隔を置いて配置されており、且つ前記第１の電流路セクション部材の前記表面の少なくとも第１の結合表面部分（１１０ａ、１１０ｂ）を介して、前記第１の電流路セクション部材と電気的に結合されている、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材(１０７ａ、１０７ｂ)と、
を具備している、回路ブレーカ(１００)。
[２]前記回路ブレーカモジュールは、軸方向に可動な中空の本体を具備しており、
前記軸方向に可動な中空の本体内において、前記第１及び第２の電流路セクションのうちの一方は、前記軸方向に可動な中空の本体に対して同軸に配置されており、
前記第１及び第２の電流路セクションのうちの前記一方は、
第１の電流路セクション部材と、
少なくとも１つの第２の電流路セクション部材であって、前記第１の電流路セクション部材の内側表面に対して間隔を置いて配置されており、且つ前記第１の電流路セクション部材の前記内側表面の少なくとも第１の結合表面を介して、前記第１の電流路セクション部材と電気的に結合されている、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、
を具備している、前記[１]に記載の回路ブレーカ。
[３]前記第１及び第２の電流路セクションのうちの一方は、中空の本体を具備しており、
前記回路ブレーカモジュールは、前記第１及び第２の電流路セクションのうちの前記一方の前記中空の本体内に配置されている軸方向に可動な本体を具備しており、
前記軸方向に可動な本体は、前記第１及び第２の電流路セクションのうちの前記一方の前記中空の本体に対して同軸に配置されており、
前記第１及び第２の電流路セクションのうちの前記一方は、
第１の電流路セクション部材と、
少なくとも１つの第２の電流路セクション部材であって、前記第１の電流路セクション部材の外側表面に対して間隔を置いて配置されており、且つ前記第１の電流路セクション部材の前記外側表面の少なくとも第１の結合表面部分を介して、前記第１の電流路セクション部材と電気的に結合されている、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、
を具備している、前記[１]に記載の回路ブレーカ。
[４]前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材は、前記第１の電流路セクション部材の前記表面の少なくとも第２の結合表面部分（１１１ａ、１１１ｂ）を介して、前記第１の電流路セクション部材と更に電気的に結合されており、
前記第１の結合表面部分は、前記第１及び第２の電流路セクションのうちのそれぞれの一方の前記第１の端部に位置しており、且つ前記第２の結合表面部分は、前記第１及び第２の電流路セクションのうちのそれぞれの一方の前記第２の端部に位置しているか、又はその逆である、前記[１]乃至[３]の何れか１つに記載の回路ブレーカ。
[５]前記第１の電流路セクション部材と、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、のうちの各々は、互いに同心円状に配置されている管状又はシリンダ状の中空の本体を具備している、前記[１]乃至[４]の何れか１つに記載の回路ブレーカ。
[６]前記第１の電流路セクション部材と、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、のうちの少なくとも一方は、波形表面(１２４)と、複数のフィンと、複数の突出部(１２６)と、を具備している、前記[１]乃至[５]の何れか１つに記載の回路ブレーカ。
[７]前記第１の電流路セクション部材と、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、のうちの各々は、長手方向に沿って延在しており、
前記第１の電流路セクション部材と、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、のうちの少なくとも一方は、前記長手方向に沿って延在している複数の細長い本体を具備している、前記[１]乃至[６]の何れか１つに記載の回路ブレーカ。
[８]前記複数の細長い本体は、前記第１及び第２の電流路セクション部材のうちのそれぞれの一方の前記第２の端部の境界の周りに円周方向に間隔が置かれている、前記[７]に記載の回路ブレーカ。
[９]前記第１の電流路セクション部材と、前記少なくとも１つの第２の電流路セクション部材と、のうちの少なくとも一方は、複数の貫通孔(１２２)を具備している、前記[１]乃至[８]の何れか１つに記載の回路ブレーカ。
[１０]前記[１]乃至[９]の何れか１つに記載の回路ブレーカ(１００)を具備しているスイッチギヤ(２２０)。
[１１]前記[１]乃至[９]の何れか１つに記載の回路ブレーカ(１００)が接続されている電気回路(２１０)を具備している送電システム(２００)。
【要約】  回路ブレーカ(１００)が開示されている。回路ブレーカ(１００)は、第１の電流路セクション(１０２ａ)と、第２の電流路セクション(１０２ｂ)と、を具備している。第１及び第２の電流路セクション(１０２ａ、１０２ｂ)のうちの少なくとも一方は、第１の電流路セクション部材(１０６ａ、１０６ｂ)と、少なくとも１つの第２の電流路セクション部材(１０７ａ、１０７ｂ)と、を具備している。少なくとも１つの第２の電流路セクション部材(１０７ａ、１０７ｂ)は、第１の電流路セクション部材(１０６ａ、１０６ｂ)の表面(１０９ａ、１０９ｂ)に対して間隔を置いて配置されている。少なくとも１つの第２の電流路セクション部材(１０７ａ、１０７ｂ)は、第１の電流路セクション部材(１０６ａ、１０６ｂ)の表面(１０９ａ、１０９ｂ)の少なくとも第１の結合表面部分(１１０ａ、１１０ｂ)を介して、第１の電流路セクション部材(１０６ａ、１０６ｂ)と電気的に結合されている。
【選択図】    図２【図１】
0005596246.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005596246.tif 000009