(57)【要約】  本発明の電気開閉装置（１）は第１の開閉部（２）と第２の開閉部（３）とを有し、第１の開閉部（２）が排気された空間の内部にそして第２の開閉部（３）がその排気された空間の外部に配置されている。第１の開閉部（２）は第２の開閉部（３）により取り囲まれている。電気開閉装置（１）の投入過程では、第１の開閉部（２）が時間的に第２の開閉部（３）の前に投入され、遮断過程では第１の開閉部（２）が時間的に第２の開閉部（３）の後に遮断される。
2008545228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気された空間の内部に配置された第１の開閉部（２）と、その排気された空間の外部に配置された第２の開閉部（３）とを有する電気開閉装置（１）において、
第１の開閉部（２）が第２の開閉部（３）によって取り囲まれていることを特徴とする電気開閉装置。
【請求項２】
第１の開閉部（２）と第２の開閉部（３）とが互いに電気的に並列に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電気開閉装置。
【請求項３】
第１の開閉部（２）が互いに相対的に移動可能な第１および第２の接触子（２０、２１）を有し、第１および第２の接触子（２０、２１）が軸方向に対向配置されていて、第２の開閉部（３）が互いに相対的に移動可能に第１および第２の接触子（５、６）を有し、第１および第２の接触子（５、６）が回転対称に構成されていてかつ第１の開閉部（２）の接触子（２０、２１）に対して同軸に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電気開閉装置。
【請求項４】
透視的に見て、遮断された第２の開閉部（３）の遮断区間が、排気された空間を区切る容器（２３）によって覆われていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の電気開閉装置。
【請求項５】
電気開閉装置（１）が、第１のハウジング部分（７）および第２のハウジング部分（８）を備えた回転対称のハウジングを有し、間隙（９）が自由になるように両ハウジング部分が互い隔てられて配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の電気開閉装置。
【請求項６】
間隙（９）が、第１および第２のハウジング部分（７、８）を接続する少なくとも１つの電気絶縁性の保持要素（１０、１１）によって覆われていることを特徴とする請求項５記載の電気開閉装置。
【請求項７】
間隙（９）が環状間隙であることを特徴とする請求項５又は６記載の電気開閉装置。
【請求項８】
間隙（９）が第２の開閉部（３）の移動可能な接触子（６）により電気的に短絡可能であることを特徴とする請求項５乃至７の１つに記載の電気開閉装置。
【請求項９】
排気された空間が電気絶縁性の流体によって取り囲まれていることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の電気開閉装置。
【請求項１０】
ハウジング部分（７、８）が電気開閉装置（１）により遮断されるべき通電路の一部であることを特徴とする請求項５乃至９の１つに記載の電気開閉装置。
【請求項１１】
環状間隙（９）が排気された空間を取り囲むことを特徴とする請求項７乃至１０の１つに記載の電気開閉装置。
【請求項１２】
少なくとも１つのハウジング部分（８）が、開閉部（２、３）の移動可能な接触子（６、２１）を駆動する歯車装置（１２）を取り囲んでいることを特徴とする請求項５乃至１１の１つに記載の電気開閉装置。
【請求項１３】
排気された空間の内部に配置された第１の開閉部（２）と、その排気された空間の外部に配置された第２の開閉部（３）とを有する電気開閉装置（１）を動作させるための方法において、
投入過程では第１の開閉部（２）が時間的に第２の開閉部（３）の前に投入され、遮断過程では第１の開閉部（２）が時間的に第２の開閉部（３）の後に遮断されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気された空間の内部に配置された第１の開閉部とその排気された空間の外部に配置された第２の開閉部とを有する電気開閉装置ならびにこの種の電気開閉装置を動作させるための方法に関する。
【０００２】
この種の電気開閉装置は、例えば米国特許明細書第４５３８０３９号で公知である。この公知の装置においては、電気開閉装置の第１の開閉部が排気された空間の内部に配置されている。電気開閉装置の第２の開閉部はその排気された空間の外部に配置されている。開閉部は、所謂真空遮断器としてならびに圧縮ガス絶縁開閉部として構成されている。両開閉部は隣接して配置されていて、互いに独立に形成されている。それによって比較的多くの空間を必要とする装置が生じる。
【０００３】
従って、本発明の課題は、低減された占有スペースを有する冒頭に述べた如き電気開閉装置を提供することにある。
【０００４】
この課題は、本発明によれば、冒頭に述べた如き電気開閉装置において、第１の開閉部が第２の開閉部によって取り囲まれていることによって解決される。
【０００５】
従来の開閉部の使用ならびに第１の開閉部と第２の開閉部との空間的結合の違いによって、コンパクトな電気開閉装置を構成することができる。
【０００６】
更に、第２の開閉部による第１の開閉部の取り囲みによって、電気開閉装置にとって誘電的に有利な構成を発生させることができる。更に、第１の開閉部を外部の機械的作用から保護するように、第２の開閉部が第１の開閉部を取り囲むことができる。排気された空間の保護のための付加的な防壁が必要でない。
【０００７】
本発明の他の課題は、本発明による開閉装置を動作させる方法を提供することにある。
【０００８】
排気された空間の内部に配置された第１の開閉部と、その排気された空間の外部に配置された第２の開閉部とを有する電気開閉装置を動作させるための方法であって、投入過程では第１の開閉部が時間的に第２の開閉部の前に投入され、遮断過程では第１の開閉部が時間的に第２の開閉部の後に遮断される方法は、場合によっては生じる開閉アークが第１の開閉部において発生するという利点を有する。第２の開閉部は、第１の開閉部により接触部の強い消耗から保護される。排気された空間を区切るために適切な容器を設けることができる。この容器は真空の維持のために相応に気密に構成されている。例えば投入直前アーク又は遮断アークのような開閉アークが狙いどおりに容器内に留められるならば、アークが容器内から外へ出ることは殆どない。従って、第２の開閉部、駆動機構又はその他の部分のような隣接配置されている構成要素は、アークの熱作用から良好に保護されている。その結果、第２の開閉部のために開放された接触部を使用できる。なぜならば、アークが容器を貫通して第２の開閉部の接触部へ飛び移るのを防止できるからである。
【０００９】
更に有利な構成では、第１と第２の開閉部が互いに電気的に並列に接続されている。
【００１０】
両開閉部の電気的に並列な接続は、両開閉部の一方への遮断すべき電流の転流を狙いどおりにひき起こすことを可能にする。好ましくは、このために、遮断すべき電流の遮断過程の際に狙いどおりに第１の開閉部において消弧がもたらされるようにするとよい。これは、例えば両開閉部の開閉時点の時間的ずらしによって可能である。
【００１１】
他の有利な構成では、第１の開閉部が互いに相対的に移動可能に第１および第２の接触子を有し、第１および第２の接触子が軸方向に対向配置されていて、第２の開閉部が互いに相対的に移動可能に第１および第２の接触子を有し、第１および第２の接触子が回転対称に構成されていてかつ第１の開閉部の接触子に対して同軸に配置されている。
【００１２】
軸方向に対向している接触子は軸方向に相対的に互いに移動可能である。第１もしくは第２の開閉部の接触子の同軸配置および回転対称構成の場合には誘電的に有利な構成体が生じる。特に、中間電圧および高電圧の範囲における電気開閉装置の使用時には、高められた電界強さも統制することができる。両開閉部が各々円筒状の構造を有し、これらが互いに入れ子式に配置されているとよい。
【００１３】
他の有利な構成では、透視的に見て、遮断された第２の開閉部の遮断区間が、排気された空間を区切る容器によって覆われている。
【００１４】
互いに相対的に移動可能な接触子の使用時には、各々の接触子の遮断状態において関与する接触子間に遮断区間が生じ、この遮断区間が接触子間の電位絶縁に役立つ。排気された空間を区切る容器は、第１の開閉部の接触子を互いに絶縁して保持することができるように、少なくとも部分的に電気絶縁材料から成っていなければならない。それによって、開閉部の開閉能力に不都合な影響を及ぼし得る側路が回避されている。例えば、第１の開閉部接触子が配置されていてかつ例えば第２の開閉部の接触子も同時に配置されている軸に対し放射方向に透視した際、容器が第２開閉部の絶縁個所を覆うとよい。こうすれば、開いた第２の開閉部を通して容器の点検を行なうことが可能性となる。回転対称構造の場合に、このことが多くの位置から可能であるので、迅速な点検を行なえる。
【００１５】
更に、電気開閉装置が、第１のハウジング部分および第２のハウジング部分を備えたほとんど回転対称のハウジングを有し、間隙が自由になるように両ハウジング部分が互い隔てられて配置されていることが好ましい。
【００１６】
回転対象のハウジング部分の使用は電気開閉装置の誘電的な安定性を助長する。電気絶縁によって、短絡等を発生させることなく両ハウジング部分に異なる電位を作用させることもできる。
【００１７】
間隙が、第１および第２のハウジング部分を接続する少なくとも１つの電気絶縁性の保持要素によって覆われていることが好ましい。
【００１８】
両ハウジング部分の角の強固な接続のため、電気絶縁性の保持要素を使用するとよい。
【００１９】
保持要素は、例えば板状に形成されているとよい。多数のこれらの保持要素が両ハウジング部分に分布配置されているとよい。しかしながら、保持要素を例えば絶縁管から作り、この管をハウジング部分に全周にわたって接続することも可能である。それによって個々のハウジング部分の間の強固な接続が生じる。更に、板状の保持要素の使用が好まれる場合に、個々の保持要素の間の間隙を通して、排気された空間の容器の点検を行なうことができる。このことを管状の保持要素の使用時にも保証するために、保持要素が、例えば透明な材料から作られているとよい。
【００２０】
他の有利な構成では、間隙が環状間隙である。
【００２１】
環状の構成によって、鋭いエッジが回避されている。ハウジング部分は誘電的に有利に形成されている。更に、例えば開閉部の接触子を保持すべく、間隙を利用できる。
【００２２】
他の有利な構成では、間隙が第２の開閉部の移動可能な接触子により電気的に短絡可能である。
【００２３】
電気開閉部の遮断区間としての間隙の使用が、電気開閉装置において存在する構造空間の改善された利用を可能にする。
【００２４】
更に、有利な構成では、排気された空間が電気絶縁性の流体により取り囲まれている。
【００２５】
電気絶縁性の流体は、例えば六フッ化硫黄や窒素等の電気的に陰性のガス又はこの種のガスからなる混合ガスであるとよい。しかしながら、排気された空間を取り囲むために適切な絶縁油が使用されてもよい。簡単な場合には電気絶縁性の流体は、例えば空気であってよい。高められた圧力で作用させられる流体の使用は、電気開閉装置をコンパクトに構成することを可能にする。それによって、間隙および個々の開閉部の間の間隙又は間隔を減らすことができる。なぜならば、電気絶縁性の流体の圧縮によって絶縁破壊強度が高められるからである。
【００２６】
更に、ハウジング部分が電気開閉装置により遮断すべき通電路の一部であるとよい。
【００２７】
適切な電気絶縁保持により、ハウジング部分が開閉装置により開閉可能な通電路の一部であってよい。十分な機械的強度の得るべく、ハウジング部分は相応の壁厚を有する。アルミニウムや銅等の導電材料は、ハウジング部分を介しても電流を無損失で導くことを可能にする。
【００２８】
他の有利な構成においては、環状間隙が排気された空間を取り囲んでいる。
【００２９】
排気された空間の範囲における環状間隙の配置によって、電気開閉装置の殻構造がもたらされる。それによって軸方向において短縮された開閉装置が生じさせられ、この開閉装置の場合には個々の開閉部のずらしをなくすことができる。
【００３０】
他の構成では、少なくとも１つのハウジング部分が、開閉部の移動可能な接触子を駆動する歯車装置を取り囲んでいることが好ましい。
【００３１】
歯車装置は、例えば、駆動運動を移動可能な接触子へ割り当てかつ両開閉部の接触子の移動の間に時間的ずれを強制するために使用される。少なくとも１つのハウジング部分の内部における配置によって、歯車装置を、ハウジング部分自体によって外側から作用する機械的な力から保護することができる。更に、ハウジング部分が歯車装置を磁界のない空間内に収容することができる。それによって、歯車装置において並列電流路の形成が防止され、それによって、例えば、発生する放電もより小さくなる。
【００３２】
以下図示の実施例に基づいて本発明を概略的に示し、それに続いて詳細に説明する。
【００３３】
図１に基づいて以下に本発明による電気開閉装置１の構成を説明する。電気開閉装置１は第１の開閉部２および第２の開閉部３を有する。第１の開閉部２は、内部に排気された空間を有する真空遮断器として構成されている。第１の開閉部２の構造は図３に示され、付属の説明部分において更に詳細に説明する。
【００３４】
第１の開閉部２は回転対称構造を有し、第１の軸４に沿ってこの軸に対して同軸に配置されている。第２の開閉部３は回転対称に構成されていて、第１の軸４に対して同軸に配置されている。第２の開閉部３は第１の接触子５および第２の接触子６を有する。第２の接触子６は駆動装置により第１の軸４に沿って移動可能である。第２の開閉部３の第１の接触子５は位置固定されて支持されている。第２の開閉部３の接触子５、６は中空円筒状に構成されていて、各々第１の軸４に対して同軸に配置されている。第１の接触子５は内側に多数の可動接触エレメントを有する。これらの可動接触エレメントの中へ第２の接触子６の外側面が嵌り込み可能であるので、第２の開閉部３の第１の接触子５と第２の接触子６との間で電気的接触が行なわれ得る。
【００３５】
第１の接触子５は第１のハウジング部分７に支持されている。第２の接触子６は第２のハウジング部分８に支持されている。ハウジング部分７、８は、各々回転対称に構成されていて、第１の軸４に対して同軸に配置されている。両ハウジング部分７、８の同軸にて対向する端部は環状間隙９をなしている。環状間隙９は第２の開閉部３のために遮断区間として役立つ。安定化のために両ハウジング部分７、８は多数の電気絶縁性の保持要素１０、１１により互いに結合されている。保持要素１０、１１は両ハウジング部分７、８の周囲に一様に分布させられて配置されている。第２の開閉部３の開路状態では、第１の軸４に対し垂直な透視において、環状区間９が第１の開閉部２の排気された空間の境界をなす容器２３によって覆われている。個々の保持要素１０、１１間の空けられた領域によって、第１の開閉部２の容器２３の外壁の観察が可能である。両開閉部２、３は互いに電気的に並列接続されている。
【００３６】
第２のハウジング部分８の内部には歯車装置１２が配置されている。歯車装置１２は、駆動移動の伝達のための駆動レバー１３を有し、駆動レバー１３を介して投入移動又は遮断移動が始まる。駆動側には第１および第２の開閉部２、３の移動可能な接触子６、２１のための駆動レバーが設けられている。歯車装置１２は、移動可能な接触子６、２１の移動の投入および停止の間に時間的ずれが生じるように構成されている。例えば投入過程では、先ず第１の開閉部２の移動可能な接触子２１が移動され、次に続いて第２の開閉部３の移動可能な接触子６が移動されるように構成されている。これに対応して、遮断過程では、先ず第２の開閉部３の移動可能な接触子６が移動し、そして時間的に後に続いて第１の開閉部２の移動可能な接触子２１の移動が起こるように構成するとよい。
【００３７】
回転対称のハウジング部分７、８の互いに反対に向いた端部の側に、給電線の接続に役立つ端子１４、１５が配置されている。端子１４、１５を介してハウジング部分７、８が電力伝送システム内の開閉すべき電路の一部として使用可能である。第２の開閉部３の第１の接触子５は、剛体的接続を介して第１のハウジング部分７に導電接続されている。第２の開閉部３の第２の接触子６は、相応の滑動接触装置を介して第２のハウジング部分８に導電接続されている。このために、第２の開閉部３の第２の接触子６は、第２のハウジング部分８の円筒状部分の内部において望遠鏡のように移動可能である。第２の開閉部３の第２の接触子６と第２のハウジング部分８との間の境界面には、例えば弾力性接触片、螺旋ばね等が接触要素として配置されているとよい。
【００３８】
電気開閉装置１の絶縁支持のために、柱状の絶縁支持体１６、１７、１８、１９が使用されている。電気開閉装置１は、電気絶縁流体、例えば絶縁液体又は絶縁ガスによって取り囲まれているとよい。これは、例えば残りの周囲よりも高められた圧力のもとで行なわれるとよい。相応の開口を介して絶縁媒体が電気開閉装置の内部にも流入して、そこで第１の開閉部分２を取り囲むとよい。
【００３９】
図２は、投入位置における第１の開閉部２の第２の接触子６の状態を示す。環状間隙９は、もはや中空円筒状に構成されている第２の接触子６により橋絡されている。両ハウジング部分７、８は互いに電気的に接触している。今や、ハウジング部分７、８はつながれた通電路の一部である。第２の開閉部３の第１および第２の接触子５、６間において電気的な接触が存在するのと同様に、第１の開閉部２の容器２３の内部において、そこの接触子間でも電気的な接続が形成されている。上述の時間的に相次ぐ第１もしくは第２の開閉部２、３の開閉に基づいて、第１の開閉部２は電力遮断部として働き、第２の開閉部３は普通の場合に無電流で開閉されることから断路部として働く。
【００４０】
次に第１の開閉部２の構造を図３に示す断面図にて更に詳細に説明する。第１の開閉部２は第１の接触子２０および第２の接触子２１を有する。第１の接触子２０は位置固定にて支持されている。第２の接触子２１は移動可能に支持され、歯車装置１２を介して駆動可能である。第１の開閉部２の接触子２０、２１は、軸方向に対向して配置されていて、第１の軸４に沿って互いに相対的に移動可能である。第１の開閉部２の第１の接触子２０は、第１のハウジング部分７における支持部を介して、第２の開閉部３の第１の接触子５と電気的に接続されている。更に、第１の開閉部２の第２の接触子２１は、支持部材２２（図１、図２参照）および第２のハウジング部分８を介して、第２の開閉部３の第２の接触子６と電気的に接続されている。それによって、第１の接触子５、２０ならびに第２の接触子６、２１は、各々同じ電位を有する。
【００４１】
第１の開閉部２の接触子２０、２１は容器２３により取り囲まれている。容器２３は内部に排気された空間を有する。この空間を真空とも呼ぶ。容器２３は第１および第２の管状絶縁部材２４、２５を有し、管状絶縁部材２４、２５は台の軸４に対して同軸に配置されている。両管状絶縁部材２４、２５は、互いに向かい合った側の端部において金属製の中央部材２６により、互いに結合されている。中央部材２６の領域には第１の開閉部２の遮断区間が配置されている。燃焼生成物を捕らえるために中央部材２６の範囲内には電極２７が容器２３の内部に配置されている。管状絶縁部材２４、２５の互いに反対に向けられた側の端部において、第１の開閉部２の接触子２０および２１が壁部分を気密に貫通している。衝撃の保護のために容器２３は衝撃吸収性の被覆で取り囲まれているとよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】遮断状態にある電気開閉装置の部分的に断面を有する斜視図
【図２】投入状態にある電気開閉装置の部分的に断面を有する斜視図
【図３】図２は第１の開閉部の容器の断面図
【符号の説明】
【００４３】
１  電気開閉装置、２、３  開閉部、４  軸、５、６、２０、２１  接触子、７、８  ハウジング部分、９  環状区間、１０、１１  保持要素、１２  歯車装置、１３  駆動レバー、１４、１５  端子、１６〜１９  絶縁支持体、２２  支持部材、２３  容器、２４、２５  管状絶縁部材、２６  中央部材、２７  電極
【図１】
2008545228.tif 000003
【図２】
2008545228.tif 000004
【図３】
2008545228.tif 000005
【国際調査報告】
2008545228.tif 000006
2008545228.tif 000007
2008545228.tif 000008
2008545228.tif 000009