(57)【要約】  第１の電気機器としての、対応する第１のモータ作動式動作装置（２１；１２１）を有する回路遮断器（２、１０２）と、第２の電気機器としての、対応する第２の動作装置（３１、１３１）を有する接地スイッチ（３、１０３）と、第３の電気機構としての、対応する第３の動作装置（４１、１４１）を有する、前記回路遮断器（２、１０２）のためのブロック機構（４、１０４）とを含む、統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）である。統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）は、前記第１のモータ作動式動作装置（２１；１２１）が、前記第１のモータ作動式動作装置（２１；１２１）と、少なくとも前記第２の動作装置および第３の動作装置（３１、４１；１３１、１４１）のうちの１つとを制御するために適合された電気駆動制御システム（２０；１２０）に動作可能に接続されることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電気機器としての、対応する第１のモータ作動式動作装置（２１；１２１）を有する回路遮断器（２、１０２）と、
第２の電気機器としての、対応する第２の動作装置（３１、１３１）を有する接地スイッチ（３、１０３）と、
第３の電気機構としての、対応する第３の動作装置（４１、１４１）を有する、前記回路遮断器（２、１０２）のためのブロック機構（４、１０４）とを含む、統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）であって、
前記第１のモータ作動式動作装置（２１；１２１）は、前記第１のモータ作動式動作装置（２１；１２１）と、少なくとも前記第２の動作装置および第３の動作装置（３１、４１；１３１、１４１）のうちの１つとを制御するために適合された電気駆動制御システム（２０；１２０）に動作可能に接続されることを特徴とする、統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）。
【請求項２】
前記電気駆動制御システム（２０；１２０）は、前記接地スイッチ（３、１０３）、回路遮断器（２、１０２）、およびブロック機構（４、１０４）を制御し、前記接地スイッチ（３、１０３）と前記回路遮断器（２、１０２）との間のインターロック機能を調整するために適合されることを特徴とする、請求項１に記載の統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）。
【請求項３】
前記動作装置（２１、３１、４１；１２１、１３１、１４１）はそれぞれ、対応する前記回路遮断器（２、１０２）、接地スイッチ（３、１０３）、およびブロック機構（４、１０４）の動作部材（５、６、７）に動作可能に接続される（２１０、３１０、４１０）ことを特徴とする、請求項１または２に記載の統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）。
【請求項４】
前記電気駆動制御システム（２０；１２０）は、位置および制御信号（２０２、２０３、２０４）を、前記接地スイッチ（３、１０３）、回路遮断器（２、１０２）、およびブロック機構（４、１０４）に送信および／またはそれらから受信するように適合されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）。
【請求項５】
前記電気駆動制御システム（２０；１２０）は、制御信号（２０２、２０３、２０４）を前記第１のモータ作動式動作装置（２１；１２１）と、少なくとも前記第２の動作装置および前記第３の動作装置（３１、４１；１３１、１４１）のうちの１つとに送信し、それらから、前記第１のモータ作動式動作装置（２１；１２１）と前記第２の動作装置および／または前記第３の動作装置（３１、４１；１３１、１４１）との動作状態を示す信号（２０２、２０３、２０４）を受信するように適合されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）。
【請求項６】
前記電気機器および機構（２、３、４；１０２、１０３、１０４）のうちの１つ以上は、複数の前記電気機器および機構（２、３、４；１０２、１０３、１０４）のうちの前記１つ以上の動作状態を示す信号（２０２、２０３、２０４）を前記電気駆動制御システム（２０；１２０）に送信するように適合された１つ以上の補助装備を含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）。
【請求項７】
前記動作装置（２１、３１、４１；１２１、１３１、１４１）のうちの１つ以上は、前記動作装置（２１、３１、４１；１２１、１３１、１４１）のうちの前記１つ以上の動作状態を示すデジタル信号を前記電気駆動制御システム（２０；１２０）に送信するように適合されたデジタルインターフェイスを含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）。
【請求項８】
前記電気駆動制御システム（２０；１２０）は、前記接地スイッチ（３、１０３）、回路遮断器（２、１０２）、およびブロック機構（４、１０４）に電力（８２、８３、８４）を供給するように適合されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）。
【請求項９】
前記電気駆動制御システム（２０；１２０）は、前記接地スイッチ（３、１０３）、回路遮断器（２、１０２）、およびブロック機構（４、１０４）のうちの１つ以上のための制御論理をプログラムするように適合されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）。
【請求項１０】
前記モータ作動式動作装置（２１、３１、４１）のうちの１つ以上は、対応する電気機器（２、３、４）の動作状態を検出し、前記動作状態を示す信号を出力するように適合されたトランスデューサを含む電子ユニットを含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれか１項に記載の統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）。
【請求項１１】
前記デジタルインターフェイスは、トランスデューサ信号処理および位置制御のための電子基板を含むことを特徴とする、請求項７および１０に記載の統合高電圧切断回路遮断器（１、１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
説明
本発明は、高電圧切断回路遮断器に関し、特に、統合されたデジタル制御および通信機能性を有する高電圧切断回路遮断器に関する。本発明のために、「高電圧」という用語は、１０００ボルトＡＣを上回る動作電圧を示すために使用される。
【背景技術】
【０００２】
たとえば回路遮断器機能性、切断機能性、接地／高速接地機能性、および同様の機能性といった複数の機能性を組み合わせる統合スイッチギヤにおいて高電圧機器を関連付けることができることは、従来技術から公知である。多機能スイッチギヤの例は、ガス絶縁スイッチギヤ、ハイブリッドモジュール（たとえばＡＢＢ  ＰＡＳＳモジュール）、空気絶縁スイッチギヤ、接地スイッチと組み合わされた切断回路遮断器、および同様のスイッチギヤである。
【０００３】
切断回路遮断器の場合、回路遮断器機能性は、同じ一組の接触子内の切断機能性と組み合わされる。切断回路遮断器は次に、回路遮断器構造上にまたは自立ユニットとして位置付けられ得る、リモート操作される接地スイッチと組み合わされる。
【０００４】
動作中に回路遮断器が開かれると、開いた接触子同士は、断路器のための基準に従って絶縁を提供するように設計される。接触子同士は次に、接地スイッチの安全な閉鎖を提供するために、電気的にインターロックされ、機械的にブロックされる。接地スイッチが閉じられると、電気的インターロックは機械的ブロックシステムの取り外しを妨げる。
【０００５】
ブロック機構は、動作の制御のための対応する位置スイッチ、モータ保護回路、およびインターロックリレーが設けられたモータ動作式機械的アクチュエータから通常構成される別個の動作機構を用いて動作される。機械的動作機構は、所望のインターロック基準に従って、開位置にある回路遮断器をブロックするように適合される。適切な機能性を保証するために、比較的複雑な回路および関連する配線が通常必要である。
【０００６】
接地スイッチも、個別の動作機構によって動作される。この場合も、動作機構は、動作の制御のための対応する位置スイッチ、モータ保護回路、およびインターロックリレーが設けられたモータ動作式機械的アクチュエータを含む。この場合も、適切な機能性を保証するために、比較的複雑な回路および関連する配線が通常必要である。
【０００７】
回路遮断器動作機構は、油圧、ばね、またはサーボモータタイプのものであってもよく、回路遮断器接触子を動作させるために力を制御して供給する。切断回路遮断器動作装置はまた、回路遮断器、ブロック機構、および接地スイッチのためのローカル動作スイッチを含む。動作装置にはまた、所望のインターロック機能性を提供するための配線が設けられる。
【０００８】
特に、インターロックシステムには、回路遮断器が閉じられた場合または回路遮断器が開いていてブロックされない場合に接地スイッチ動作をブロックし、接地スイッチが閉じられた場合または機械的ブロックが行なわれている場合に回路遮断器動作をインターロックさせるための回路および配線が設けられる。
【０００９】
実際には、従来の切断回路遮断器は、所望のインターロック機能性を達成するために、回路遮断器動作装置において、ならびに、ブロック機構動作装置および接地スイッチ動作装置において、複雑な回路および配線を通常必要とする。また、従来の切断回路遮断器では、必要とされるさまざまな装備を収容するために、複数のキュービクル（例えば、中央制御キュービクルおよび１つ以上の駆動キュービクル）が通常必要とされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の考慮事項に基づいて、上述された制限および問題が克服されることを可能にする高電圧切断回路遮断器のための利用可能な技術的方策を有する必要がある。
【００１１】
よって、本開示は、上述の欠点のうちの少なくともいくつかを克服することを可能にする、制御機能性を有する、特にデジタル制御機能性を有する高電圧切断回路遮断器を提供することを目的とする。
【００１２】
特に、本開示は、従来の高電圧スイッチギヤと比較して回路および配線が減少され単純化された統合高電圧切断回路遮断器を提供することを目的とする。
【００１３】
さらに、本開示は、所望の機能性を達成するための動作機構が単純化された統合高電圧切断回路遮断器を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本開示は、従来の高電圧スイッチギヤと比較してアナログ部品の数が減少され、同時に機能性が増加されるかまたは少なくとも維持された統合高電圧切断回路遮断器を提供することを目的とする。
【００１５】
さらに、本開示は、必要とされるキュービクルの数とキュービクル内部の部品が占める体積との双方の観点から見てよりシンプルでコンパクトな構造を有する統合高電圧切断回路遮断器を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本開示は、部品の数が減少したコンパクトな構造を有し、信頼性があり、競争力の高いコストで比較的容易に生産される統合高電圧切断回路遮断器を提供することを目的とする。
【００１７】
このため、本開示は、第１の電気機器としての、対応する第１のモータ作動式動作装置を有する回路遮断器と、第２の電気機器としての、対応する第２の動作装置を有する接地スイッチと、第３の電気機構としての、対応する第３の動作装置を有する、前記回路遮断器のためのブロック機構とを含む、統合高電圧切断回路遮断器に関する。本発明の統合高電圧切断回路遮断器は、前記第１のモータ作動式動作装置が、前記第１のモータ作動式動作装置と、少なくとも前記第２の動作装置および第３の動作装置のうちの１つとを制御するために適合された電気駆動制御システムに動作可能に接続されることを特徴とする。
【００１８】
以下の説明においてより良好に説明されるように、複数の機能性が電気的／デジタル動作機構において統合されている、本発明の統合高電圧切断回路遮断器の制御システムの革新的な構造のおかげで、上述の問題を回避するかまたは少なくとも大幅に軽減することができる。
【００１９】
実際には、本開示の統合高電圧切断回路遮断器では、たとえば前記接地スイッチと前記回路遮断器との間のインターロック機能性といった、複数の異なる電気機器および機構に関連する複数の機能性を、全く同一の電気駆動制御システムにおいて統合することができ、それにより、さまざまな動作装置を中央制御キュービクルに機能的に接続するための複雑な配線および回路を不要にする。
【００２０】
言い換えれば、ここに開示される統合高電圧切断回路遮断器における、先行技術の切断回路遮断器のアナログ部品に基づいた従来の中央制御キュービクルによって管理されるインターロック機能性は、スイッチギヤに存在する電気駆動制御システムによって管理される。このように、先行技術のシステムにおいて現在使用されている電気機械部品のうちのいくつかは、よりシンプルで安価のセンサによって置き換えられ得る。
【００２１】
このため、以下の説明においてより良好に説明されるように、本開示に従った統合高電圧切断回路遮断器の典型的な一実施形態では、前記電気駆動制御システムは、制御信号を前記第１のモータ作動式動作装置と、少なくとも前記第２および第３の動作装置のうちの１つとに送信し、それらから、前記第１のモータ作動式動作装置と第２および／または第３の動作装置との動作状態を示す信号を受信するように適合され、それにより、複数の動作装置に対して位置感知および制御機能性を実行する。
【００２２】
特に、本開示に従った統合高電圧切断回路遮断器の一実施形態では、複数の前記電気機器および機構のうちの１つ以上は、電気機器および機構のうちの１つ以上の動作状態を示す信号を前記電気駆動制御システムに送信するように適合された１つ以上の補助装備を含む。たとえば、前記１つ以上の電気機器の動作状態を示す前記信号は、接地スイッチの開または閉状態を示す信号、またはインターロックシステムにおけるブロック機構の位置を示す信号、または同様の信号であり得る。
【００２３】
統合高電圧切断回路遮断器の特定の一実施形態では、前記動作装置のうちの１つ以上は、前記１つ以上の動作装置の動作状態を示すデジタル信号を前記電気駆動制御システムに送信するように適合されたデジタルインターフェイスを含む。
【００２４】
このように、電気駆動制御システムは、ある数の動作装置（たとえば電気機械的駆動装置）を単一の基板を用いてＡ／Ｄ変換なしで管理することができ、空間、コストを節約し、変動性を強力に減少させる。
【００２５】
ここに開示される統合高電圧切断回路遮断器の好ましい一実施形態では、前記電気駆動制御システムはまた、前記電気機器および機構のうちの１つ以上に電力供給を提供するように適合される。
【００２６】
統合高電圧切断回路遮断器の非常に好ましい一実施形態では、電気駆動制御システムはまた、前記電気機器および機構のうちの１つ以上のための制御論理をプログラムするように適合される。実際には、この実施形態によれば、１つ以上の動作装置のための機能性の修正、たとえば、接地スイッチおよびブロック機構のためのインターロック機能性の修正が必要とされる場合、そのような修正は、電気駆動制御システムの論理機能の再プログラミングによって、物理的変化なく容易に実行され得る。
【００２７】
本開示に従った統合高電圧切断回路遮断器の例示的な一実施形態では、電気駆動制御システムは、前記接地スイッチ、回路遮断器、およびブロック機構を制御し、前記接地スイッチと前記回路遮断器との間のインターロック機能性を調整する。
【００２８】
また、このように考案された切断回路遮断器では、電気駆動制御システムは、位置および制御信号を、前記接地スイッチ、回路遮断器、およびブロック機構に送信および／またはそれらから受信し、それによって回路遮断器、接地スイッチ、およびブロックシステムの監視機能も実行するとともに、問題が検出された場合には対応する警報を送信するように適合される。
【００２９】
好ましくは、そのような切断回路遮断器の電気駆動制御システムは、前記接地スイッチ、回路遮断器、およびブロック機構に電力を供給するとともに、前記接地スイッチのための、および／または前記回路遮断器のための、および／または前記ブロック機構のための制御論理をプログラムするように有利に適合され得る。
【００３０】
さらに別の例示的な実施形態では、前記接地スイッチおよび／またはブロック機構には、前記電気駆動制御システムとデジタル通信している対応するモータ作動式動作装置（駆動装置）が都合よく設けられ得る。
【００３１】
この目的のために、前記モータ作動式動作装置のうちの１つ以上は、前記モータ作動式動作装置のうちの前記１つ以上の動作状態を示すデジタル信号を前記電気駆動制御システムに送信するように適合されたデジタルインターフェイスを都合よく含む。
【００３２】
このように、電気駆動制御システム（ローカル制御キュービクル）は、ある数のモータ作動式動作装置を単一の基板を用いてＡ／Ｄ変換なしで都合よく管理することができ、空間およびコストを節約し、変動性を強力に減少させる。
【００３３】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付図面に例として示された、本発明の多機能統合高電圧スイッチギヤの好ましいものの排他的ではない実施形態の説明からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明に従った統合高電圧切断回路遮断器の一般的な一実施形態の概略ブロック図である。
【図２】この発明に従った統合高電圧切断回路遮断器のさらに別の一般的な実施形態の概略ブロック図である。
【図３】この発明に従った統合高電圧切断回路遮断器の第１の例示的な実施形態の概略ブロック図である。
【図４】この発明に従った統合高電圧切断回路遮断器の第１の例示的な実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
添付図面を参照して、そのより一般的な定義において参照番号１、１０によって表わされた、本開示の統合高電圧切断回路遮断器は、対応する動作装置２１、３１、４１；１２１、１３１、１４１を有する複数の電気機器および機構２、３、４；１０２、１０３、１０４を含む。
【００３６】
前記電気機器および機構２、３、４；１０２、１０３、１０４は、回路遮断器２、１０２、接地スイッチ３、１０３、およびブロック機構４、１０４である。
【００３７】
動作装置２１、３１、４１；１２１、１３１、１４１は、動作部材５、６、７；１０５、１０６、１０７に動作可能に接続される（２１０、３１０、４１０）。動作部材はそれぞれ、回路遮断器２、１０２の可動接触子アセンブリ５、１０５、接地スイッチ３、１０３の接地ブレード７、１０７、ブロック機構４、１０４のブロック部材６、１０６である。
【００３８】
本開示の統合高電圧切断回路遮断器１、１０の際立った特徴のうちの１つは、少なくとも回路遮断器２、１０２の動作装置が、電気駆動制御システム２０；１２０に動作可能に接続されたモータ作動式動作装置２１；１２１であるという事実によって与えられる。
【００３９】
本開示の統合高電圧切断回路遮断器１、１０のさらに別の際立った特徴は、電気駆動制御システム２０；１２０が、前記回路遮断器の前記モータ作動式動作装置２１；１２１だけでなく、前記第２の動作装置および第３の動作装置３１、４１；１３１、１４１のうちの少なくとも１つも制御するために適合されるという事実によって与えられる。電気駆動制御システム２０；１２０にはまた、顧客インターフェイスのためのデジタル通信手段２００および／またはアナログ通信手段８５と電力供給手段８とが都合よく設けられる。
【００４０】
このように、図１を参照して、異なる電気機器および機構２、３、４に関連する複数の機能性を、全く同一の電気駆動制御システム２０において統合することができ、必要とされる部品の数を減少させ、システムの回路および配線を単純化する。
【００４１】
電気駆動制御システム２０は、制御信号２０２、２０３、２０４を、回路遮断器２の前記第１のモータ作動式動作装置２１と、接地スイッチ３およびブロック機構４の動作装置３１、４１とに送信するように都合よく適合される。さらに、電気駆動制御システム２０はまた、機器および機構２、３、４から、対応する動作装置２１、３１、４１の動作状態を示す信号２０２、２０３、２０４を受信するように都合よく適合され、それにより、さまざまな機器および機構２、３、４のフル制御および監視を実行する。
【００４２】
この目的のために、前記電気機器および機構２、３、４のうちの１つ以上は、前記電気機器および機構２、３、４の動作状態を示す信号２０２、２０３、２０４を電気駆動制御システム２０に送信するように適合された１つ以上の補助装備を都合よく含む。
【００４３】
たとえば、前記補助装備は、補助接触子、位置スイッチ、位置表示器、接触器、動作装置保護リレー、インターロックリレーのうちの１つ以上であり得る。
【００４４】
好ましくは、図２〜４に示すように、電気駆動制御システム２０はまた、前記電気機器および機構２、３、４のうちの１つ以上に電力供給８２、８３、８４を提供するように適合される。
【００４５】
図３および図４を参照して、ここに開示される多機能統合高電圧スイッチギヤの第１の例示的な実施形態は、切断回路遮断器１０である。
【００４６】
切断回路遮断器１０は、開位置にある断路器のための基準に従って絶縁を提供する接触子システム１０５を有する回路遮断器１０２を含む。回路遮断器１０２の動作は、第１のモータ作動式動作装置１２１によって作動される。切断回路遮断器１０は次に、回路遮断器構造上にまたは自立ユニットとして位置付けられ得る、接触子ブレード１０７を有する接地スイッチ１０３を含む。接地スイッチ１０３の動作は、第２のモータ作動式動作装置１３１によって作動される。最後に、切断回路遮断器１０はまた、前記回路遮断器１０２のためのブロック機構１０４を含み、それには、回路遮断器１０２と接地スイッチ１０３との間のインターロック機能性４５、４６を実行するために第３のモータ作動式動作装置１４１によって作動される機械的ブロック１０６が設けられる。
【００４７】
図３および図４に示すように、電気駆動制御システム１２０は、接地スイッチ１０３、回路遮断器１０２、およびブロック機構１０４に動作可能に接続されており、位置および制御信号２０２、２０３、２０４を、前記接地スイッチ１０３、回路遮断器１０２、およびブロック機構１０４に／から送信／受信するように適合されており、それにより、前記接地スイッチ１０３、回路遮断器１０２、およびブロック機構１０４のフル制御、ならびに、前記接地スイッチ１０３と前記回路遮断器１０２との間のインターロック機能性の調整を実現する。
【００４８】
電気駆動制御システム１２０は、さまざまな機器および機構の機能性が適切に実行されることを保証するように、切断回路遮断器全体の動作を制御して監視する。
【００４９】
通常動作では、回路遮断器１０２は閉じられ、接地スイッチ１０３は開かれ、ブロック機構１０４はブロックされない。回路遮断器１０２のスイッチング故障の場合、前記回路遮断器１０２は故障電流を消去するために開き、接地スイッチ１０３は開かれ、ブロック機構１０４はブロックされない。
【００５０】
線の保守の場合、切断回路遮断器１０の開放および線の接地が必要である。
したがって、電気駆動制御システム１２０の制御の下で、以下の作業順序が実行される：
１．回路遮断器１０２の開放（開放信号を第１のモータ作動式動作装置１２１に送信）
２．開位置にある回路遮断器１０２のリモートブロッキング
完全に開かれた位置で、回路遮断器１０２は開位置を示す。リモートコマンドは、モータ作動式動作装置１４１によって作動されたブロック機構１０４の機械的ブロック１０６によって、開位置にある回路遮断器１０２を機械的にブロッキングする。次に、論理インターロックが、作動されたブロッキングを通知して、ローカルまたはリモートコマンドからの回路遮断器１０２の閉鎖動作を禁止する
３．  接地スイッチの閉鎖
ブロック機構１０４は、ブロック状態を合図する。これは、リモートコマンドが接地スイッチ１０３を閉じることを可能にする。接地スイッチ１０３のモータ作動式動作装置１３１は次に、接地ブレード１０７の閉位置を合図する。回路遮断器１０２およびブロック機構１０４の動作はここで、接地スイッチ１０３の閉状態の信号による動作からインターロックされる。
【００５１】
以下の表は、ブロックおよび接地スイッチを有する切断回路遮断器の異なる動作モードを説明し、動作のための必要な信号および状態を示す。
【００５２】
【表１】
2021527383.tif 000003
【００５３】
インターロック基準は、前記接地スイッチ１０３、回路遮断器１０２、およびブロック機構１０４のための制御論理をプログラムするように適合された電気駆動制御システム１２０によって制御される。インターロックの構成はしたがって、論理ブロックで作られており、任意の特定の用途が修正された機能性を必要とする場合には容易に再構成可能であり、それにより、電気部品および配線がより少ない、よりシンプルな動作機構を、従来の切断回路遮断器のインターロックのための複雑な配線と置き換えるために提供する。
【００５４】
このように考案された統合高電圧切断回路遮断器にいくつかの変更を加えることが可能であり、それらはすべて、添付された請求項の範囲内に含まれる。実際には、使用される材料、ならびに、付随する寸法および形状は、要件および従来技術に従ったあらゆるものであり得る。
【図１】
2021527383.tif 000004
【図２】
2021527383.tif 000005
【図３】
2021527383.tif 000006
【図４】
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【国際調査報告】
2021527383.tif 000008
2021527383.tif 000009