(57)【要約】      （修正有）【課題】スイッチング速度を増大させることおよび／または要求される駆動操作のエネルギーを減少させることを可能にする。【解決手段】サーキット・ブレーカは、パファー・ボリューム９、及びガスの膨張によりパファー・ボリューム９内へのガスの流れを可能にするように構成された少なくとも一つの充填バルブ１６を有している。閉鎖部材１８は、パファー・ボリューム９から出るガスの流れと反対の方向にバイアスされ、それにより、パファー・ボリューム９の中に蓄積された圧力が所定の閾値よりも低く留まっている間、前記充填バルブ１６が開いたまま留まることになる。これは、低電流スイッチング条件の下でパファー・ボリューム９の中の圧力を低く維持することを可能にし、それにより、絶縁ノズル内の超音速流れの傾向を減少させる。【選択図】図１
2008135392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーキット・ブレーカであって、
パファー・チャンバーと、第一コンタクト・アセンブリ（１）及び第二コンタクト・アセンブリ（２）と、サポート（３）と、を有し、
前記第二コンタクト・アセンブリ（２）は、前記サポート（３）に移動可能に接続され、
パファー・ボリューム（９）が、前記サポート（３）と前記可動コンタクト・アセンブリ（２）の間に形成され、
少なくとも一つの充填バルブ（１６）が、前記パファー・ボリューム（９）の膨張により、前記パファー・ボリューム（９）内へのガスの流れを可能にするように構成され、
前記充填バルブ（１６）は、少なくとも一つの閉鎖部材（１８）により閉鎖可能である、
サーキット・ブレーカにおいて、
前記閉鎖部材（１８）は、前記パファー・ボリューム（９）から出るガスの流れと反対の方向にバイアスされ、それによって、前記パファー・ボリューム（９）の中に蓄積された圧力が所定の閾値よりも低く留まっている間は、前記充填バルブ（１６）が開いたまま留まることを特徴とするサーキット・ブレーカ。
【請求項２】
下記特徴を有する請求項１に記載のサーキット・ブレーカ：
前記充填バルブ（１６）は、前記パファー・ボリューム（９）から出るガスの流れに抗して、前記閉鎖部材（１８）を開いた状態で維持する力を与える少なくとも一つのスプリング部材（２４）を有し、
前記スプリング部材（２４）は、もし蓄積された圧力が所与の閾値を超えた場合に前記閉鎖部材（１８）を閉じるように、寸法が定められている。
【請求項３】
下記特徴を有する請求項２に記載のサーキット・ブレーカ：
前記閉鎖部材（１８）は、前記充填バルブ（１６）が開かれた第一の位置から、前記充填バルブ（１６）が閉じられた第二の位置まで、移動可能なプレート（１８）であり、
前記スプリング部材（２４）は、前記プレート（１８）を前記第一の位置に押し込む。
【請求項４】
下記特徴を有する請求項３に記載のサーキット・ブレーカ：
前記プレート（１８）は、前記サポート（３）の中の少なくとも一つの開口（１７）の上方の、前記パファー・ボリューム（９）の中に配置されている。
【請求項５】
下記特徴を有する請求項４に記載のサーキット・ブレーカ：
前記プレート（１８）は、前記充填バルブ（１６）の開放圧力と閉鎖圧力の間でヒステリシスを実現するために、前記少なくとも一つの開口（１７）よりも大きい面積を有している。
【請求項６】
下記特徴を有する請求項３〜５に記載のサーキット・ブレーカ：
当該サーキット・ブレーカは、前記サポート（３）から離れた位置に保持部材（１９）を更に有し、
前記スプリング部材（２４）は、前記プレート（１８）を前記保持部材（１９）に対して押し付ける。
【請求項７】
下記特徴を有する請求項６に記載のサーキット・ブレーカ：
前記スプリング部材（２４）は、少なくとも一つの螺旋スプリング（２４）を有し、この螺旋スプリングは、前記サポート（３）のリセス（２１）から前記プレート（１８）まで伸び、前記プレート（１８）を前記サポート（３）から引き離して、前記保持部材（１９）に対して押す。
【請求項８】
下記特徴を有する請求項７に記載のサーキット・ブレーカ：
当該サーキット・ブレーカは、前記保持部材（１９）を前記サポート（３）に接続するロッド部材（２０）を有し、
前記ロッド部材（２０）は前記リセス（２１）の中へ伸び、前記螺旋スプリング（２４）は前記ロッド部材（２０）の周囲で伸びている。
【請求項９】
下記特徴を有する請求項２から８のいずれか１項に記載のサーキット・ブレーカ：
当該サーキット・ブレーカは、各充填バルブ（１６）のために、少なくとも二つのスプリング部材（２４）を有している。
【請求項１０】
下記特徴を有する請求項１から９のいずれか１項に記載のサーキット・ブレーカ：
当該サーキット・ブレーカは、前記可動コンタクト・アセンブリ（２）を作動させるために、前記可動コンタクト・アセンブリ（２）に接続されたロッド（４）を有し、
前記ロッド（４）は、前記サポート（３）の中を通って伸びている。
【請求項１１】
下記特徴を有する請求項１から１０のいずれか１項に記載のサーキット・ブレーカ：
前記充填バルブ（１６）は、前記サポート（３）に設けられている。
【請求項１２】
サーキット・ブレーカの中のアークを吹き飛ばすための方法であって、
当該サーキット・ブレーカは、少なくとも一つの充填バルブ（１６）を備えたパファー・チャンバーを有しており、
当該方法は、下記工程により特徴付けられる：
サーキット・ブレーカが開かれている間、前記パファー・ボリューム（９）の中に蓄積された圧力が所定の閾値よりも低く留まっている間は、前記充填バルブ（１６）を開いた状態で維持し、前記パファー・ボリューム（９）の中に蓄積された圧力が前記所与の閾値を超えたときには、前記充填バルブ（１６）を閉じる。
【請求項１３】
下記特徴を有する請求項１２に記載の方法：
もし、蓄積された圧力が、充填バルブ（１６）が開いた状態のままでは最早消すことができないアークにより生成されることがあり得る最小圧力と同等またはそれを超える場合に、充填バルブ（１６）が閉じられるように、前記閾値を選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充填バルブを有するパファー・サーキット・ブレーカに係る。
【背景技術】
【０００２】
パファー・チャンバーを有するサーキット・ブレーカは、作動されたとき、それらのパファー・ボリュームの中に圧力が蓄積され、その圧力は、電流、動作の速度、パファー・ボリューム、及びコンタクト・システムの寸法に依存する。この蓄積された圧力は、高電流条件の下でアークを消滅させるために要求されるが、しかし、その圧力は、駆動機構に逆らうように作用し、到達可能な速度を減少させる。更に、その圧力は、絶縁ノズルの中に超音速の流れを作り出すことがあり、そのような流れは、特定の領域内でのより低いガス密度のために、コンタクトの間の絶縁能力を減少させることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
それ故に、本発明の目的は、この問題に対処するサーキット・ブレーカを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、請求項１のサーキット・ブレーカにより実現される。  
本発明のサーキット・ブレーカは、改良された充填バルブを使用する。この充填バルブは、このタイプの、且つパファー・ボリュームの膨張によりパファー・ボリューム内へのガスの流れを可能にするために従来から使用されているサーキット・ブレーカにおいて、いずれにせよ使用可能である。
【０００５】
本発明によれば、充填バルブの閉鎖部材は、パファー・ボリュームの中に蓄積された圧力が所定の閾値よりも低く留まっている間は、充填バルブが開いたまま留まるように、パファー・ボリュームから出るガスの流れと反対の方向にバイアスされている。もし、蓄積された圧力がこの閾値を超えた場合（これは、より高い電流を遮断する場合に発生する）には、高電力アークを消滅させるのに十分な圧力及びガス流量の発生を可能にするために、閉鎖部材が充填バルブを閉じる。
【０００６】
従って、本発明は、低い負荷条件の下でサーキット・ブレーカが開くとき、パファー・ボリュームの中の圧力を低く維持することを可能にし、それによって、ノズルの中の超音速流れの傾向を減らし、そして、スイッチング動作のために駆動機構により要求されるエネルギーを減らす。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の更なる実施形態、利点、及び適用は、従属請求項の中、並びに図面を参照してなされる以下の記載の中に、開示される。
【０００８】
図１及び２のサーキット・ブレーカは、例えば少なくとも７２．５ｋＶの電圧のためにデザインされた高電圧サーキット・ブレーカである。このサーキット・ブレーカは、第一コンタクト・アセンブリ１及び第二コンタクト・アセンブリ２を有し、それらの中の少なくとも一つは、可動である。ここに示された例においては、第一コンタクト・アセンブリ１が固定であるが、可動であっても良く、そして、第二コンタクト・アセンブリ２は可動である。可動コンタクト・アセンブリ２は、固定サポート３に移動可能に接続されている。ロッド４は、ベース部材４ａ及びチューブ４ｂを有し、可動コンタクト・アセンブリ２を変位の方向（一般的に、サーキット・ブレーカの長手方向の軸（５）に一致している）に沿って移動させるために、可動コンタクト・アセンブリ２に接続されている。
【０００９】
固定コンタクト・アセンブリ１は、一連の第一コンタクト（固定コンタクト６）を有し、それらは、可動コンタクト・アセンブリ２の対応する第二コンタクト７と接触するように構成されている。サーキット・ブレーカが作動されたとき、第二コンタクト７が第一コンタクト６から離れ、アークがアーク・ボリュームの中に形成される。アーク・ボリュームの中で発生した圧力は、可動コンタクト・アセンブリ２とサポート３の間に形成されたパファー・ボリューム９（“バッファ（buffer）ボリューム”とも呼ばれる）の中に部分的に戻る。パファー・ボリューム９は、サポート３のフロント・プレート１１と、可動コンタクト・アセンブリ２の円筒形ハウジング１２との間に形成されている。フロント・プレート１１は、円筒形ハウジング１２の中に摺動可能に配置されている。
【００１０】
サポート３は、好ましくは、鋳造金属の単一部品から作られた一体型の管状ボディ１０を有している。ボディ１０は、管状であり、ほぼ円筒形の形状であり、ロッド４の周囲で伸びている。このボディは、一方の端部でフロント・プレート１１を形成し、反対側の端部で円筒形のベース部１３ａを形成し、バルブ部１３ｂが、フロント・プレート１１とベース部１３ａの間に位置している。ロッド４は、ボディ１０の軸方向のキャビティ１４の中に配置され、その中で摩擦ベアリング１５によりガイドされている。
【００１１】
充填バルブ１６は、ボディ１０のバルブ部１３ｂの中に取り付けられている。この実施形態において、そのような充填バルブが全部で二つ設けられており、その一つが図１の中に見えている。これらのバルブの主要なそして従来からの目的は、サーキット・ブレーカが閉じられている間、ガスが膨張したときに、パファー・ボリューム９の中へガスが入ることを可能にすることである。
【００１２】
各充填バルブ１６は、サポート３の側方から、フロント・プレート１１を貫通して伸びる開口１７を有している。充填バルブ１６の開口１７は、バルブ・プレート１８により閉じられることが可能である。バルブ・プレート１８は、少なくとも一つの開口１７の上方で、パファー・ボリューム９の中に配置されている。
【００１３】
バルブ・プレート１８を挟む圧力差が低いとき、あるいは、開口１７の中の圧力がバッファ・ボリューム９の中よりより高いとき、バルブ・プレート１８は、これらの図面に示されているその“第一の”位置にあり、そこで、バルブ・プレートは、サポート３のフロント・プレート１１から距離を開けて配置されている四つの保持部材１９に対して押し付けられている。各保持部材１９は、それをサポート３に接続するロッド部材２０に取り付けられている。各ロッド部材２０は、サポート３のバルブ部１３ｂの中のリセス２１の中に伸びていて、リセス２１の底部でボア２２の中にネジで結合されている。四つのスプリング部材２４は、好ましくは螺旋スプリング２４で形成され、ロッド部材２０の周囲で、各リセス２１の底部からバルブ・プレート１８へ伸びている。これらのスプリング部材は、バルブ・プレート１８をサポート３から引き離して、保持部材１９に対して押し付ける。
【００１４】
サーキット・ブレーカが低い負荷の下で開かれたとき、アークにより蓄積された圧力が、充填バルブ１６を介して部分的に解放される。その理由は、バルブ・プレート１８を挟む圧力低下が、充填バルブ１６を閉じるためには十分ではないからである。これは、パファー・ボリューム９の中の圧力をかなり低く（例えは４バール（４，０００ｈＰａ））維持することを可能にし、それによって、サーキット・ブレーカのノズル領域２６の中に、望ましくない超音速の流れが発生することを防止し、且つ、駆動機構から要求される力を減らす。
【００１５】
しかしながら、もし、アークにより蓄積された圧力が所与の閾値を超えた場合には、充填バルブ１６を通るガス流れが、スプリング２４の力に打ち克つために十分な圧力低下をバルブ・プレート１８を挟んで生じさせ、そして、バルブ・プレート１８は、その“第二の”位置に移動され、この位置でバルブ・プレートが開口１７に対して押し付けられ、それにより、充填バルブ１６を閉じる。
【００１６】
それに続いてパファー・ボリューム９の中で更に蓄積された圧力は、バルブ・プレート１８がサポート３のフロント・プレート１１に対して押される力を更に増大させ、それにより、充填バルブ１６を安全に閉じられた状態で維持する、これは、強力なアークを消滅させるために十分な圧力を実現することを可能にする。
【００１７】
好ましくは、バルブ・プレート１８の領域は、開口１７の領域（ここでは、バナナホール（bananaholes）１７の形状である）よりも大きくなるようにデザインされる。これは、（単数または複数の）充填バルブ１６を閉じる圧力と比べて遥かに低い圧力で、再開放が行われるように、開放圧力と閉鎖圧力の間の特定のヒステリシスを実現するためである。
【００１８】
図１及び２の実施形態において、全ての充填バルブ１６の開口１７は、同一のバルブ・プレート１８で閉じられることが可能であり、これは、全てのバルブ１６が同時に閉じられることを確保する。しかしながら、各充填バルブ１６に対して個々のバルブ・プレートを使用することもまた可能である。
【００１９】
これまでに示された実施形態のバルブ・プレート１８及びスプリング２４は、他のタイプの閉鎖部材１８及びスプリング部材２４により置き換えることも可能である。例えば、各開口１７で、スプリング・プレートが、その第一の端部でフロント・プレート１１に取り付けられても良い。もし、スプリング・プートを挟む圧力低下が小さい場合には、スプリング・プレートの第二の端部は、開口１７の上方に、フロント・プレート１１から距離を開けて配置される。アークにより大きな圧力が蓄積された場合において、第二の端部がフロント・プレート１１に押し付けられ、それによって、開口１７を閉じる。
【００２０】
本発明のスプリング部材は、閉鎖部材が、パファー・ボリューム９から出るガスの流れに抗して移動される方向にバイアスされるように、デザインされなければならない。それによって、パファー・ボリューム９の中に蓄積された圧力が所定の閾値よりも低く留まっている間、充填バルブ１６が開いたまま留まる。閾値は、もし、蓄積された圧力が、充填バルブ１６が開いたままでは消滅させることができないアークにより生成される圧力に相当する場合に、充填バルブ１６を閉じるように選択されるべきである。閾値の正確なレベルは、サーキット・ブレーカのデザインに依存し、経験的にあるいは数値的なシミュレイションにより見出すことが可能である。
【００２１】
ここに示された充填バルブ１６のデザインは、シンプル且つコンパクトで、従来の充填バルブに似ている。このバルブは、サポート３の一体的な部分であるので、その組み立てのためのコストが低い。
【００２２】
ここに記載された改良された充填バルブ１６の使用は、サーキット・ブレーカの平均速度を増大させる。アーキング・ゾーンの中のより高い密度とともに、それは、重要な容量性の耐電圧能力を増大させる。これは、より低い駆動エネルギーで駆動機構を使用することの可能性、および／または、従来の駆動機構でスイッチング能力を、より高い定格まで増大させる可能性をもたらす。
【００２３】
更なるアスペクトにおいて、本発明は、サーキット・ブレーカの中のアークを吹き飛ばすための方法に係る。  
サーキット・ブレーカは、少なくとも一つの充填バルブ１６を備えたパファー・チャンバーを有し、
この方法は、下記工程により特徴付けられる：
サーキット・ブレーカが開かれている間、前記パファー・ボリューム９の中に蓄積された圧力が所与の圧力閾値より下に留まっている間は、充填バルブ１６を開いた状態で維持し、前記パファー・ボリューム９の中に蓄積された圧力が前記所与の圧力閾値を超えたときには、充填バルブ１６を閉じる。
【００２４】
特に、圧力閾値は、もし、蓄積された圧力が、充填バルブ１６が開いた状態では最早消滅させることができないアークにより生成されることが可能な最小圧力と同等またはそれを超える場合に、充填バルブ１６が閉じられるように選択されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、図２の線Ａ−Ａに沿う、サーキット・ブレーカの断面図である。
【図２】図２は、バルブ・プレートが取り付けられたサーキット・ブレーカのサポートの図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…固定コンタクト・アセンブリ、２…可動コンタクト・アセンブリ、３…サポート、４…ロッド、４ａ…ベース部材、４ｂ…チューブ、５…長手方向の軸、６…第一コンタクト、７…第二コンタクト、９…パファー・ボリューム、１０…ボディ、１１…フロント・プレート、１２…円筒形ハウジング、１３ａ…ベース部、１３ｂ…バルブ部、１４…軸方向のキャビティ、１５…摩擦ベアリング、１６…充填バルブ、１７…開口、１８…バルブ・プレート、１９…保持部材、２０…ロッド部材、２１…リセス、２２…ボア、２４…スプリング、２６…ノズル領域。
【図１】
2008135392.tif 000003
【図２】
2008135392.tif 000004
【外国語明細書】
2008135392000001.pdf