(57)【要約】【課題】真空遮断とガス遮断とを組み合わせた高電圧または中電圧スイッチ装置を提供する。【解決手段】筐体１２、真空スイッチ１０、第２の接点に力をかけるようにされた手段、ガススイッチ１１、４０、および作動ロッド６を含む、高電圧または中電圧ハイブリッド遮断器装置であって、第２の接点とともに並進運動するように構成された、第２および第３の接点を電気的に連結する連結手段１３’と、第２および第４の接点を第１および第３の接点からそれぞれ分離するように、連結手段とロッド６に連結されてそれらを移動させる変位手段とをさらに含み、前記変位手段は、前記移動中に真空スイッチを閉じた状態に保持するように連結手段に動作するのと同時に、特定のデッドストローク（Ｄ）にわたってロッドを移動させた後、連結手段により同時に獲得される運動とは無関係な並進運動を獲得するように構成されたデッドストローク接続手段を含む。【選択図】　　　図１７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁ガスが充填され、長手方向の軸（Ａ）を有する筐体（１２）と、
固定された第１の接点（１）、および軸方向（Ａ）に並進運動可能な第２の接点（２）を含む第１の対のアーク接点を含む、前記筐体内に配置された真空スイッチ（１０）と、
前記真空スイッチが電流を流すことができるとき、前記第１および第２の接点の接触面間の相互圧力が特定の値より大きくなるような力を、前記第２の接点（２）にかけるように構成された手段と、
固定または準固定された第３の接点（３、３’）、および軸方向（Ａ）に並進運動可能な第４の接点（４）を含む第２の対のアーク接点を含む、前記筐体に配置されたガススイッチ（１１、４０）と、
第４の接点（４）に連結され、作動手段（８）により、不動にされるか、並進運動するように構成される作動ロッド（６）とを含む、高電圧または中電圧ハイブリッド遮断器装置であって、
第２の接点とともに軸方向（Ａ）に並進運動するように構成され、第２の接点（２）および第３の接点（３、３’）を電気的に連結する連結手段（１３’）と、
第２および第４の接点を第１および第３の接点からそれぞれ分離するように、前記連結手段および前記作動ロッドに連結されて前記連結手段および前記作動ロッドを移動させる変位手段とをさらに含み、前記変位手段は、前記連結手段（１３’）を前記ロッド（６）に連結するデッドストローク接続手段を含み、前記デッドストローク接続手段は、前記移動中に真空スイッチを閉じた状態に保持するように前記連結手段において動作するのと同時に、特定のデッドストローク（Ｄ）にわたって作動ロッドを移動させ、
前記作動ロッド（６）が前記デッドストローク（Ｄ）を完全に移動すると、前記デッドストローク接続手段は、前記連結手段（１３’）により同時に獲得される運動とは無関係な軸方向（Ａ）の並進運動を獲得するように構成される、高電圧または中電圧ハイブリッド遮断器装置。
【請求項２】
真空スイッチ（１０）とガススイッチ（１１、４０）のそれぞれの接点が、同時に分離するか、または短時間遅延して分離するように前記変位手段が構成された、高電圧網の回路遮断器として使用する、請求項１に記載の遮断器装置。
【請求項３】
前記デッドストローク接続手段が、真空スイッチを閉じた状態に保持するように前記連結手段（１３’）に作用するように構成された第１のばね手段と協働する運動伝達手段（１５）を含み、さらに、前記連結手段に力をかけるように前記第１のばね手段が支えられる第１の当接手段（１４’）を含み、前記第１の当接手段（１４’）は、前記デッドストローク（Ｄ）が完全に移動されるとすぐに、前記力をキャンセルするように構成される、請求項１または２に記載の遮断器装置。
【請求項４】
前記運動伝達手段（１５）が、互いに当接してともに移動するように構成され、かつ真空スイッチ（１０）が開き始めると切り離されるように構成される２つの部分（１６、１７）を含む、請求項３に記載の遮断器装置。
【請求項５】
前記第１の当接手段（１４’）が、前記運動伝達手段（１５）の第１の部分（１６）とともに移動するように拘束され、かつ一端にヘッド（１４’Ｂ）を有する少なくとも１つのデッドストロークロッド（１４’Ａ）を含み、さらに、取り囲む固定支持部材（５０）に沿って軸方向（Ａ）に移動するように構成された第１の管状ベアリング部材（１４’Ｃ）を含み、前記第１の管状部材が環状部分を備え、前記デッドストロークロッドが前記環状部分を通過し、前記デッドストローク（Ｄ）が完全に移動されたとき、前記ヘッドは前記環状部分に当接するように構成される、請求項３および４に記載の遮断器装置。
【請求項６】
前記変位手段が、第２のばね手段を含み、前記第２のばね手段は、作動ロッド（６）が前記デッドストローク（Ｄ）を完全に移動するとすぐに、真空スイッチ（１０）の接点（１、２）を分離するように構成され、かつ前記装置により電流が遮断されると、第１および第２の接点が完全に分離する距離に相当する特定の隔離移動距離（ｄ１）にわたって、第１の接点（１）に対して前記連結手段（１３’）および第２の接点（２）を移動するように構成された、請求項３から５のいずれか一項に記載の遮断器装置。
【請求項７】
前記第１のばね手段が、前記第１の管状ベアリング部材（１４’Ｃ）の環状部分と前記運動伝達手段（１５）の第１の部分（１６）との間で圧縮される第１のばね（２０）を含む、請求項５または６に記載の遮断器装置。
【請求項８】
前記第２のばね手段が、固定支持部材（５０）の第２の部分（５０Ｂ）と前記固定支持部材を囲む第２の管状ベアリング部材（１３’Ｃ）の環状部分との間に圧縮された第２のばね（２１）を含み、前記第２の管状ベアリング部材は、軸方向（Ａ）に前記第２の固定支持部材に沿って移動するように構成され、かつ連結手段（１３’）の主要な部分（１３’Ａ）に少なくとも１つのタイロッド（１３’Ｂ）により固定される、請求項６および７に記載の遮断器装置。
【請求項９】
前記第１および第２の管状ベアリング部材（１３’Ｃ、１４’Ｃ）が、装置により電流が遮断されている間、前記デッドストローク（Ｄ）が前記作動ロッド（６）により完全に移動されないかぎり、一方を他方に当接させて固定させる、請求項５から８のいずれか一項に記載の遮断器装置。
【請求項１０】
固定支持部材（５０）の前記第２の部分（５０Ｂ）に、前記連結手段（１３’）が前記隔離移動距離（ｄ１）を完全に移動すると、前記連結手段（１３’）の主要な部分（１３’Ａ）が当接する第２の当接手段（１９’）が設けられる、請求項８および９に記載の遮断器装置。
【請求項１１】
固定支持部材の前記第１の部分（５０Ａ）が、第３のアーク接点（３、３’）を支持し、装置の軸（Ａ）に沿って配置された固定手段（５１）により、前記固定支持部材の前記第２の部分（５０Ｂ）により支持され、前記第２の部分は、装置の一端に固定された絶縁性のタイロッド（３０’）により適所に固定された、請求項８から１０のいずれか一項に記載の遮断器装置。
【請求項１２】
前記運動伝達手段（１５）の第１の部分（１６）が、第２の接点（２）が完全に移動できるデッドストローク（Ｄ）と隔離移動距離（ｄ１）との合計より長い全移動距離にわたって移動するように構成された、請求項６から１１のいずれか一項に記載の遮断器装置。
【請求項１３】
前記運動伝達手段（１５）の第２の部分（１７）が、作動ロッド（６）とともに並進運動するように拘束された、請求項４から１２のいずれか一項に記載の遮断器装置。
【請求項１４】
熱吹付け容積（１１Ａ、４０Ａ）に隣接し、かつ熱吹付け容積と連通可能である補充空気吹付け容積（１１Ｃ、４０Ｃ）をさらに含み、前記空気吹付け容積は、遮断器装置により電流が遮断されている間、前記空気吹付け容積に含まれた絶縁ガスを圧縮するために、熱吹付け容積の方へ移動するように構成された固定または可動の底面により画定された、請求項１から１３のいずれか一項に記載のハイブリッド遮断器装置。
【請求項１５】
ガススイッチ（１１、４０）の接点（３、４）が、前記デッドストローク（Ｄ）より短いか、またはデッドストロークに等しい重複距離にわたって、一方を他方に嵌合させて閉じた構成にされる、請求項１から１４のいずれか一項に記載のハイブリッド遮断器装置。
【請求項１６】
ガススイッチ（１１）の接点（３、４）が、一方を他方に当接させて閉じた構成にされ、第４の接点（４）の運動開始を遅延するための手段（１８）が、前記接点と前記ロッド（６）との間の挿入される、請求項１から１４のいずれか一項に記載のハイブリッド遮断器装置。
【請求項１７】
ガススイッチのアーク接点（３’、４）が、一方を他方に当接させて閉じた構成にされ、接触圧力を維持するための手段（１８’）が、前記接点（３’、４）が分離するまで、一方のアーク接点（３’）が他方の接点（４）ととともに移動できるように構成され、前記分離が終了した後、固定された状態に保持される、請求項１から１４のいずれか一項に記載のハイブリッド遮断器装置。
【請求項１８】
真空スイッチが電流を遮断する前に、ガススイッチにより電流がゼロ点を通過するように、前記変位手段は、真空スイッチ（１０）の接点（１、２）が、ガススイッチ（１１、４０）のアーク接点（３、３’、４）の分離に対して著しく遅延して分離するように構成された、中電圧網の発電機の回路遮断器として使用される、請求項１または請求項３から１７のいずれか一項に記載の遮断器装置。
【請求項１９】
デッドストローク接続手段の第１の当接手段（１４’）は、前記デッドストローク（Ｄ）が、ガススイッチの可動接点の加速距離（Ｄｒ）の２倍より長くなるように構成される、請求項１８に記載の遮断器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高電圧または中電圧ハイブリッドスイッチ装置に関する。「ハイブリッド」という用語は、２つの異なる遮断技術が協働するようにされた混合タイプの遮断作用を意味する。特に、スイッチ装置が、第１の対のアーク接点を閉じる真空スイッチを含み、第２の対のアーク接点を含むガススイッチをさらに含む場合、このスイッチ装置をハイブリッド装置とする。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第３，０３８，９８０号明細書に、上述したタイプの装置が開示されている。この装置は、絶縁ガスを充填し長手方向の軸を有する筐体を備え、２つのスイッチが、筐体内に電気的に直列に接続されて配置され、装置の作動機構は筐体の外側に配置される。２つのスイッチの接点を作動するための機構は、ガススイッチの２つの接点の一方が、真空スイッチの隣接する可動接点に取り付けられているという点で比較的単純なものである。ガススイッチの他方の接点は、装置の作動機構に連結された作動ロッドに取り付けられる。当接部に結合されたばね機構が、真空スイッチの接点が特定の距離だけ分離されるまで、装置が開いている間、その移動距離の第１の部分にわたってガススイッチの接点を一緒に保持する。このような２つの対の接点を分離するシーケンスの目的は、第２の対の接点（ガススイッチの接点）の分離を、第１の対の接点（真空スイッチの接点）の分離に対して遅延させることができるようにすることである。
【０００３】
しかしながら、このようなシーケンスは、高電圧ハイブリッド遮断器装置が、７２．５ｋＶより高い標準的な高電圧用に構成されたガススイッチを、５２ｋＶより低い標準的な中電圧用に構成された真空スイッチと組み合わせる場合は、満足できるものではない。実際、装置が故障電流を遮断しているとき、ガススイッチの接点が分離していない限り、真空スイッチは、接点が分離する間、遮断器装置の端子で過渡回復電圧のすべてに耐える。ここで、真空スイッチは、中電圧の限界値内に留まる回復電圧に対してだけ耐えるように構成される。したがって、接点を分離するための上述したシーケンスを用いた高電圧ハイブリッド遮断器装置は、ガススイッチの２つの接点が分離した後にのみ、電流を遮断することができる。この動作は、アーク時間が比較的長くなることを意味し、真空スイッチは、これに耐え得るように構成されていない。米国特許第３，０３８，９８０号明細書に記載されている装置の一般構造では、接点を分離するシーケンスを変更することができない。特に、上記のような装置では、ガススイッチの接点の分離に対して真空スイッチの接点の分離を、同時にまたは遅延させて行うことができない。
【０００４】
欧州特許出願公開第１１０９１８７号明細書に、このタイプの他の装置が開示されており、この装置では、ガススイッチの接点の分離に対して真空スイッチの接点の分離を、同時にまたはわずかに遅延させて行うように、接点分離シーケンスを調節することができる。真空スイッチの可動接点はリンクに連結され、リンクのヘッドとしても知られる回転運動可能なリンクの一端は、ガススイッチの作動ロッドにより並進移動するように駆動された歯付きロッドに対して結合または切り離しができる、フライホイールのクランクに関着されている。
【０００５】
しかしながら、この装置には機械的な観点から見ていくつかの欠点がある。まず、電流が流れている間、電気力学的な力に対抗するために、真空スイッチの接点の接触表面間の相互圧力を所定の値より大きくするように、電流が流れることができる限り、真空スイッチの可動接点に十分な力をかける必要がある。したがって、この装置のフライホイールには、必要な力を真空スイッチの可動接点にかけるための戻りばねシステムを設けなければならない。一方で、真空スイッチの可動接点の並進運動軸に対して軸が傾いたリンクにより、ガススイッチの作動ロッドから真空スイッチへ運動が伝達される。これにより、真空スイッチにかかる横方向応力が大きなものになり、機械的耐久性が制限される可能性が生じる。
【０００６】
最後に、欧州特許出願公開第１１１７１１４号明細書には、上記装置より優れた利点、すなわち、真空スイッチの可動接点が、スイッチの長手軸方向にのみ向けられた力を常に受けるという利点を備えた、上記タイプの別の装置が記載されている。さらに、スイッチが閉じている間、真空スイッチの接点間の相互圧力を維持するために、ばね手段が設けられる。しかしながら、真空スイッチの接点の分離運動は、ガススイッチの作動ロッドにより駆動される結果、真空スイッチの接点は、ガススイッチの接点が完全に開くまで分離してはならない。上記装置は、真空スイッチが単独で電流を遮断する前に、電流がゼロ点を通過するように、接点の分離を遅らせるようなシーケンスを有すことが必要である。実際、この装置は、発電機の回路遮断器に限って使用され、したがって、ガススイッチは、電流の不均衡な部分を低減するためにのみ存在する。
【０００７】
上記装置では、ガススイッチの接点の分離に対して真空スイッチの接点の分離を、同時にまたはわずかに遅延させて行うことは明らかに不可能である。
【０００８】
【文献１】
米国特許第３，０３８，９８０号明細書
【文献２】
欧州特許出願公開第１１０９１８７号明細書
【文献３】
欧州特許出願公開第１１１７１１４号明細書
【文献４】
欧州特許出願公開第１２７１５９０号明細書
【文献５】
フランス特許第２７５１７８２号明細書
【文献６】
国際公開第９７／０８７２３号パンフレット
【文献７】
特開昭６１−１２１２２２号明細書
【文献８】
特開昭５９−２１４１１９号明細書
【考案の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、第一に、比較的小型で耐久性のある高電圧または中電圧ハイブリッド遮断器装置を提供することにより、従来技術の欠点や制限を改善することであり、このハイブリッド遮断器装置は、単一の作動部材、すなわち１つの作動ロッドだけに連結された作動機構で動作しながら、接点が分離するとすぐに各スイッチの接点間に生じる過渡回復電圧を、真空スイッチとガススイッチとの間に適切に分配するように、スイッチの接点分離シーケンスを調節できるようにする。本発明は、上記目的を達成するために、２００３年１月２日に公開された欧州特許出願公開第１２７１５９０号明細書に記載された、ハイブリッド遮断器装置の原理に基づいて動作する遮断器装置を提供する。本発明の目的は、真空スイッチにアークがさらに発生しないように、電流が装置により遮断されるとき、真空スイッチの可動接点のあらゆる跳ね返り運動を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明によれば、
絶縁ガスが充填され、長手方向の軸を有する筐体と、
固定された第１の接点、および筐体の長手方向に並進運動可能な第２の接点を含む第１の対のアーク接点を含む、筐体内に配置された真空スイッチと、
真空スイッチが電流を流すことができるとき、前記第１および第２の接点の接触面間の相互圧力が特定の値より大きくなるような力を、第２の接点にかけるように構成された手段と、
固定または準固定された第３の接点、および長手軸方向に並進運動可能な第４の接点を含む第２の対のアーク接点を含む、筐体に配置されたガススイッチと、
第４の接点に連結され、作動手段により、不動にされるか、並進運動するように構成される作動ロッドとを含む、高電圧または中電圧ハイブリッド遮断器装置であって、
第２の接点とともに長手軸方向に並進運動するように構成され、第２の接点および第３の接点を電気的に連結する連結手段と、
第２および第４の接点を第１および第３の接点からそれぞれ分離するように、前記連結手段および前記作動ロッドに連結されて、前記連結手段および前記作動ロッドを移動させる変位手段とをさらに含み、前記変位手段は、連結手段をロッドに連結するデッドストローク接続手段を含み、前記デッドストローク接続手段は、前記移動中に真空スイッチを閉じた状態に保持するように連結手段において動作するのと同時に、特定のデッドストロークにわたって作動ロッドを移動させ、
作動ロッドがデッドストロークを完全に移動すると、前記デッドストローク接続手段は、連結手段により同時に獲得される運動とは無関係な並進運動を獲得するように構成されることを特徴とする。
【００１１】
高電圧網における回路遮断器として本発明による装置を使用することを意図した用途の場合、変位手段は、真空スイッチとガススイッチのそれぞれの接点が、同時に分離するか、または短時間遅延して分離するように構成されることが有利である。
【００１２】
さらに、本発明の特定の実施形態の目的は、高電圧および超高電圧の用途に頻繁にあるように、ハイブリッドスイッチデバイスが、その端子で、非常に速い回復速度で過渡回復電圧に耐える場合、および特に、遮断される電流がハイブリッド装置の遮断能力の約３０％より小さい場合を含む、ガススイッチにおいて効率的なアークのブローアウトを達成することである。この実施形態において、上記に規定した本発明の特徴に加え、ハイブリッド遮断器装置は、熱吹付け容積に隣接し、熱吹付け容積と連通可能である補充空気吹付け容積をさらに含み、前記空気吹付け容積は、遮断器装置により電流が遮断されている間、空気吹付け容積に含まれた絶縁ガスを圧縮するために、熱吹付け容積の方へ移動するように構成された固定または可動の底面により画定される。補充空気吹付け容積は、遮断される電流が、熱手段により熱吹付け容積に必要な圧力上昇を発生するほど高くなければ、アークをブローアウトする。
【００１３】
本発明による遮断器装置の特定の実施形態は、以下の特徴の１つ以上を独立してまたはあらゆる技術的に可能な組み合わせで含む。すなわち、
デッドストローク接続手段が、真空スイッチを閉じた状態に保持するように連結手段に作用するように構成された第１のばね手段と協働する運動伝達手段を含み、さらに、連結手段に力をかけるように第１のばね手段が支えられる第１の当接手段を含み、第１の当接手段は、デッドストロークが完全に移動されるとすぐに、力をキャンセルするように構成され、
運動伝達手段が、互いに当接してともに移動するように構成され、かつ真空スイッチが開き始めると切り離されるように構成される２つの部分を含み、
第１の当接手段が、運動伝達手段の第１の部分とともに移動するように拘束され、かつ一端にヘッドを有する少なくとも１つのデッドストロークロッドを含み、さらに、取り囲む固定支持部材に沿って軸方向に移動するように構成された第１の管状ベアリング部材を含み、第１の管状部材が環状部分を備え、デッドストロークロッドが環状部分を通過し、デッドストロークが完全に移動されたとき、ヘッドは環状部分に当接するように構成され、
変位手段が、第２のばね手段を含み、第２のばね手段は、作動ロッドがデッドストロークを完全に移動するとすぐに、真空スイッチの接点を分離するように構成され、かつ装置により電流が遮断されると、第１および第２の接点が完全に分離する距離に相当する特定の隔離移動距離にわたって、第１の接点に対して連結手段および第２の接点を移動するように構成され、
第１のばね手段が、第１の管状ベアリング部材の環状部分と運動伝達手段の第１の部分との間で圧縮される第１のばねを含み、
第２のばね手段が、第２の固定支持部材と第２の固定支持部材を囲む第２の管状ベアリング部材の環状部分との間に圧縮された第２のばねを含み、第２の管状ベアリング部材は、軸方向に第２の固定支持部材に沿って移動するように構成され、かつ連結手段の主要な部分に少なくとも１つのタイロッドにより固定され、
第１および第２の管状ベアリング部材が、装置により電流が遮断されている間、デッドストロークが作動ロッドにより完全に移動されないかぎり、一方を他方に当接させて固定させ、
第２の固定支持部材に、連結手段が隔離移動距離を完全に移動すると、連結手段の主要な部分が当接する第２の当接手段が設けられ、
第１の固定支持部材が、第３のアーク接点を支持し、装置の長手方向の軸に沿って配置された固定手段により、第２の固定支持部材により支持され、第１の支持部材は、装置の一端に固定された絶縁性のタイロッドにより適所に固定され、
運動伝達手段の第２の部分が、作動ロッドとともに並進運動するように拘束され、
遮断器装置の共通の筐体にバリスタが配置され、真空スイッチの接点と並列に電気的に接続されることにより、遮断器装置が開いているとき、真空スイッチとガススイッチに印加される電圧を適切に分配するために、前記スイッチに印加される電圧を制限することができ、
このように電圧を適切に分配できるように、コンデンサが、１つのスイッチと並列に、またはスイッチそれぞれと並列に接続される。
【００１４】
中電圧網において発電機の回路遮断器として本発明による装置を使用する用途の場合、真空スイッチが電流を遮断する前に、ガススイッチにより電流がゼロ点を通過するように、変位手段は、真空スイッチの接点の分離が、ガススイッチのアーク接点の分離に対して著しく遅延されるように構成されることが好ましい。
【００１５】
以下の図面を参照しながら、以下の記載において、本発明、その特徴、および利点について説明する。
【００１６】
図１から図１４ａおよび図１４ｂは、欧州特許出願公開第１２７１５９０号明細書に記載された遮断器装置の原理に基づいて動作する、ハイブリッド遮断器装置の実施形態に対応する。しかしながら、これらの実施形態は、真空スイッチの可動接点の跳ね返りの運動を防止することを目的とした、本発明によるどんな改良をも組み込んでいない。以下、図１５から図２０を参照しながら、このような改良を備えた実施形態について記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１に示すハイブリッド遮断器装置５は、全体的に軸Ａの周りで回転対称である。この装置は、第１の対のアーク接点１および２を含む真空スイッチ１０を含む。第１の接点１は、装置５のエンドブッシング７に固定され、永久的に接続される。第２の接点２は、軸方向Ａに可動である。また、装置は、真空スイッチと電気的に直列に接続されたガススイッチ１１を含む。ガススイッチは、第３の接点３および第４の接点４からなる第２の対のアーク接点を含む。第３の接点３は、図８および図９に示す保持手段により、筐体１２内に固定される。第４の接点４は、軸方向Ａに可動であり、装置５の作動機構８に接続された作動ロッド６に取り付けられる。２つのスイッチ１０および１１は、絶縁ガスを充填した共通の筐体１２に配置される。
【００１８】
図示した実施形態において、遮断器装置の閉じている場合、可動接点４は、特定の重複距離だけ固定接点３内に挿入される。この重複により、第３および第４の接点は、作動ロッド６が加速距離と呼ばれる特定の距離だけ移動した瞬間に分離する。すなわち、重複距離は、ロッド６が移動する加速距離に相当するということである。加速は、ガススイッチの可動接点４にかけられ、分離が始まるとすぐに、接点４が、比較的高速に固定接点３から分離する。前記分離から数ミリ秒で、速度は、スイッチの接点間に生じた電気アークを消失できる値に達し得る。これは、電気アークなしに、いわゆる容量性の電流を遮断するのに特に有用である。
【００１９】
接点２は、それを固定接点３に常に電気的に接続する可動連結手段１３と並進運動するように拘束される。実際のところ、第３の接点は遮断器装置に固定されているため、ガススイッチにある接点３および４の分離は、真空スイッチの第２の可動接点を保持するアセンブリの機械的動作に左右されない。
【００２０】
運動伝達手段１５が、２つの部分１６および１７に分離されることができる。これらの２つの部分は、それらの２つの対面端部に設けられた結合手段２２を介して、軸方向Ａに互いに当接する。第２の部分１７は、ロッド６と並進運動するように拘束されており、第１の部分１６は、連結手段１３に対して軸方向Ａに特定の移動距離Ｄだけ並進運動可能である。図示した実施形態において、この移動距離Ｄは、接点３および４の重複距離に等しく、すなわち、上記に規定した加速距離に等しいということになる。
【００２１】
また、伝達手段１５は、２つの部分を含む、図示しない入れ子式の結合により与えられてよく、この２つの部品は、互いに隣接しているとき不動にされ、軸方向に分離している間、一方を他方の中に滑動させるように入れ、この種の入れ子式結合は、図１に略図的に示した伝達手段１５と機能的に同等のものである。しかしながら、この種の装置は、可動質量の増加による欠点を被る可能性がある。
【００２２】
ロッド６が移動距離Ｄを完全に移動するまで特定のしきい値より高い状態に維持される第１の推力を、連結手段１３、したがって、接点２にかけることにより、真空スイッチを閉じた状態に保持するための第１のばね手段が設けられる。
【００２３】
図２に示す状態に相当するこの瞬間に、ガススイッチの接点が分離する。この瞬間に、第１の推力は、連結手段に対する作用を停止し、反対方向に第２の推力をかける第２のばね手段が、接点２に作用を及ぼすことができる。この第２の推力が接点２を移動させることにより、真空スイッチの接点が分離する。したがって、この分離は、特定のシーケンスで、ガススイッチの接点の分離と同時に、または分離に対して遅延して起こる。
【００２４】
上述した装置において、前記第１の推力をかけるための第１のばね手段は、第１のばね２０を含み、び第２の推力をかけるための第２のばね手段は、第２のばね２１を含み、それらはともに圧縮して装填され、第１の当接手段１４および第２の当接手段１９それぞれに結合される。第１のばね２０は、連結手段１３と第１の部分１６との間に取り付けられ、これらの部材にそれぞれ反対向きの推力
【数式１】
2004134358.tif 000003
と
【数式２】
2004134358.tif 000004
をかける。遮断器装置５が閉じた構成において、ロッド６は、作動機構８により不動にされるため、２つの部分１６および１７は、静止した状態で互いに押圧されて保持され、さらに、連結手段１３に結合された第１のばね２０により、接点１および２に特定の圧力が維持される。この接触圧力により、スイッチは故障電流を通過させることができ、この圧力は、スイッチが耐え得る故障電流の値に依存する。
【００２５】
遮断器装置５の作動機構８に、電流を遮断するための命令が送られれば、第１の部分１６が、第１のばね２０の伸張により連結手段１３に対して並進運動できるように、ロッド６が解放されなければならない。この相対運動は、第１の部分１６が移動距離Ｄを完全に移動するとすぐに、連結手段１３の一端をなす第１の当接手段１４により停止されるため、この部分１６は図２に示されるように、前記連結手段１３と並進運動するように拘束される。
【００２６】
伝達手段１５および第１のばね手段は、連結手段１３をロッド６に連結する連結システムを形成する。このシステムは、ロッドが特定の移動距離を完全に移動するまで、連結手段がロッドの運動に従わないようにするという意味で、デッドストローク連結手段をなすと見なしてよい。この移動距離Ｄの間、伝達手段１５がロッド６の運動を連結手段に伝達しないため、連結手段１３は静止したままである。これは、遮断器装置の開閉操作の両方に適用される。
【００２７】
真空スイッチ１０の接点１および２が分離するとき、接点２は、半可動の第２のばね２１により移動され、そのばねの一端は、接点２を保持するロッドが貫通する真空スイッチ面に対して常に当接されているため不動である。ばね２１の他端は、連結手段１３に対して常に当接して可動であり、第１のばね２０の推力よりはるかに小さい状態に維持された推力を連結手段１３にかける。
【００２８】
デッドストローク接続手段は、ロッド６および連結手段１３を移動させるように第２のばね手段と協働して、可動接点２および４を固定接点１および３からそれぞれ分離する。図示した実施形態において、これらは、変位手段の構成部品であり、真空スイッチのそれぞれの接点１および２と、ガススイッチのそれぞれの接点３および４とは、同時に、または短時間遅延して分離する。
【００２９】
図３に示すように、第２の当接手段１９は、連結手段が、特定の移動距離ｄ１を完全に移動したらすぐに、連結手段１３の並進移動を停止するように配置される。当接手段１９は、固定接点３に電気的および機械的に接続され、接点２と３との間の電気的接続に好適に寄与する。この例では、これらは、可動連結手段１３の中空管状部分内に挿入されて、軸方向Ａに滑動することが可能な、軸Ａと同心の円筒形スタッドを含む。これらはさらに、軸方向Ａに配置される吹付け室を囲み、かつ吹付け室を保持する、導電部材９に電気的および機械的に接続される。当該技術分野にて知られているように、この吹付け室は、熱吹付け容積１１Ａおよび吹付けノズル１１Ｂを含む。吹付けノズル１１Ｂは、吹付け容積１１Ａに含まれた絶縁ガスが熱膨張することにより、ガススイッチの接点間の電気アークをブローアウトするように構成される。
【００３０】
導電部材９は、遮断器装置５が閉じている時、永久電流を流す主要接点として作用する。導電部材９と電流端子３３との間の電気的接続は、結合手段２２の場所で伝達手段１５の第２の部分１７により支持される滑り接点１７Ａにより与えられる。第２の部分１７は導電性であり、ロッド６と並進運動するが、滑り接点２８を介して端子３３に接続された固定導電性管３１と電気的接触を維持する。伝達手段１５の第１の部分１６は、以下に述べる理由により電気的に絶縁されている。
【００３１】
図示した実施形態において、連結手段１３は、軸方向Ａで環状に対称な金属製ブッシュを含む。図２に、この部材のさまざまな構成部分の参照符号が示されている。ブッシュは、その開放端において、第１の当接手段１４を構成する第１の環状肩部を有する中空の管状部分１３Ａを有する。この中空管状部分１３Ａは、第２の当接手段１９を構成する円筒形スタッドに当接するように構成された底部１３Ｃを有する。また、ブッシュは、真空スイッチ１０に向かって開いて、第２のばね２１を収容するように構成された環状ハウジング１３Ｄが内部に形成された円筒部分１３Ｂも有する。このハウジング１３Ｄを囲う壁１３Ｅは、その端部において、第１のばね２０を当接するための第２の環状肩部１３Ｆを有する。ばね２０は、肩部１３Ｆと、第１の部分１６の一端をなす環状壁１６Ａとの間で常に圧縮される。環状壁１６Ａの内径は、ブッシュ１３の管状部分１３Ａの外径に実質的に等しいため、この部分１６は、軸方向Ａにブッシュに沿って滑動できる。
【００３２】
駆動ロッド６を解放した後、伝達手段１５の第１の部分１６は、図１に示す位置から図２に示す位置へ並進運動する。移動時には、第１の部分１６は第２の部分１７を押し、滑り接点１７Ａは、故障電流が、ガススイッチ１１のアーク接点３および４だけを経由して流れるように、導電部材９から分離するように構成される。前述したように、第１の部分１６は、電気絶縁性であるか、または少なくとも、連結手段１３と導電性の第２の部分１７とを互いに電気的に絶縁する。実際、この部分１６が完全に導電性であれば、滑り接点１７Ａが導電部材９から離れた後に、部分１６および１７の間で電気アークが点弧することになる。
【００３３】
伝達手段１５の並進運動は、ロッド６、したがって、ガススイッチの可動接点４に伝達される。第１のばね２０が伸張することにより与えられた推力で促進されて、作動機構８がロッドを作動することができる。
【００３４】
図２は、第１の部分１６の環状壁１６Ａが、距離Ｄを移動した後、第１の当接手段１４に当接するようになる瞬間の装置を示す。可動接点４は、ガススイッチ内を同じ距離Ｄだけ同時に移動しており、固定接点３から分離しようとするところである。この段階において、第１のばね２０の推力
【数式３】
2004134358.tif 000005
は、接点２の圧力を維持するように連結手段１３に対してもはや効果的に作用を及ぼすことはなく、第２のばね２１の推力は、前記手段１３を並進運動させるようにこの手段に作用しない。次に、真空スイッチ１０の可動接点２は、ガススイッチの接点３および４が分離するのと同時に、固定接点１から分離しようとする。
【００３５】
図２および図３に示す各位置の間で、図３に示すように、連結手段１３に常に推力
【数式４】
2004134358.tif 000006
を及ぼす第２のばね２１が伸張することにより、連結手段１３が移動する。このように移動することで、一方では、第２の接点２を移動させて真空スイッチ１０を開き、他方では、伝達手段１５が並進運動を続けるようにする。
【００３６】
図３において、接点２が接点１から完全に分離されるとすぐに、真空スイッチ１０における接点２の動きが停止される。可動接点２が、特定の真空隔離距離だけ、例えば、約１５ｍｍだけ固定接点１から分離されるときに完全な分離が得られる。この目的のために、連結手段１３の動きは、連結手段１３が完全に移動した移動距離ｄ１が、接点１および２の完全分離に相当する隔離距離に等しくなるように配置された、第２の当接手段１９により停止される。以下、この移動距離ｄ１を隔離距離とも呼ぶ。
【００３７】
第２のばね２１の推力
【数式５】
2004134358.tif 000007
は、まず、一緒に並進運動するように拘束されている接点２と部材１３および１６を動かし、その後、図３に示すように、接点１および２を開いた状態に維持するのに必要なエネルギーを供給するのに十分な大きさである。しかしながら、この推力の大きさは、通常、第１のばね２０の推力Ｆ２０より著しく低い状態に維持される。実際、図１および２に示すように、真空スイッチ１０が閉じた状態を維持するかぎり、接点１および２に維持されるべき圧力は比較的高く、たとえば、４０ｋＡの故障電流に対し約２０００Ｎになる。したがって、第１のばねの推力Ｆ２０および第２のばねの推力Ｆ２１は、特定のしきい値Ｓより常に大きい差ΔＦ＝Ｆ２０−Ｆ２１となるようにされる。Ｆ２０は、図１および２に対応する時点の間で減少するのに対して、Ｆ２１は、その最大値で安定しており、Ｆ２０は、条件Ｆ２０＞Ｆ２１＋Ｓを満たすことができる程度に大きな値に維持される。
【００３８】
スイッチを開くロッド６を作動するための機構８の一つの構成において、前記ロッドは、機構８により、第２のばね２１の伸張作用で連結手段１３に与えられる速度よりも高速に並進駆動される。図１から図４に示す装置は、この構成を用いて動作する。この場合、伝達手段１５の部分１６および１７は、連結手段１３がそれらの当接部に到達する前、すなわち、接点１および２が図３に相当する瞬間に完全に分離される前に分離するように構成される。例えば、部分１６および１７の分離は、接点１および２を分離した直後、すなわち、図２に相当する瞬間の直後に開始することができる。こうすることで、伝達手段１５により、接点２の並進運動の第１段階だけがロッド６に伝達される。したがって、期間が非常に短い可能性があるこの第１段階の後、ロッド６が並進運動するのを助けるために、伝達手段１５はロッド６にさらなる作用を何ら及ぼすことがなく、その後、この並進運動は、すべて作動機構８によりもたらされる。この動作モードにより、可動接点４の速度は、ガススイッチ１１内の接点３および４の間のアークをブローアウトする瞬間に増大する。
【００３９】
図４に示すように、ガススイッチ内の接点３および４が完全に開いて、可動接点４の移動距離の端において、これらの接点が特定の隔離距離ｄ２だけ分離されるまで、接点１および２は、真空スイッチ１０内で開いた状態に維持される。距離ｄ２は、大部分のガス吹付けスイッチに対して、一般に８０ｍｍから２００ｍｍの範囲にあり、言い換えれば、この距離ｄ２は、真空スイッチに対して前述した隔離距離ｄ１よりかなり大きいものである。
【００４０】
図５は、真空スイッチの接点が分離する少し前に、ガススイッチの接点が分離するように構成された点を除けば、図１に示す装置と同等の装置の理論図である。このようにガススイッチの接点を前もって分離するために必要なのは、遮断器装置が閉じているとき、これらの接点の重複距離を、前述した移動距離Ｄより少し短くするだけで十分ある。このようにして、重複距離、すなわち、ロッド６の加速距離は、Ｄ−εに等しくなり、式中、距離εは、このように前もって分離するために要求される時間遅延に応じる。
【００４１】
図６において、ロッド６が特定の移動距離Ｄを移動し終わった瞬間、ガススイッチの接点は分離した直後であり、それらの間の距離はεである。したがって、この距離εが、真空スイッチの接点が分離しようとする瞬間における、ガススイッチの接点の要求される距離として定義されることが分かる。
【００４２】
図７は、閉じられている状態の図９に示すハイブリッド遮断器装置を拡大して示した部分図である。同図は、遮断器装置の第２の実施形態を示し、この場合、ガススイッチ１１の接点３および４は、電流が流れているときに、電気力学的な力に対抗するようにばね手段により与えられた特定の接触圧力で押圧されている。
【００４３】
可動接点４の移動の開始を遅延するための手段１８が、この接点と装置の作動ロッド６との間に配置されるため、接点３および４は、ロッド６が前述した加速距離を移動した正にその瞬間に、接点４の前記移動により分離される。
【００４４】
ロッド６と接点３および４の形状は、軸方向Ａに管状であることが好ましく、各接点３および４の端部には、耐熱性の導電材料で作られたエンドピース３Ａおよび４Ａをそれぞれ設けることが有利である。アーク接点４には、アーク接点３および４により故障電流が遮断されている間、前記接点の管状構造内部の増大された圧力下の高温ガスを排出するオリフィスまたは開口部４Ｂも設けている。加圧ガスは、遅延手段１８と第２の部分１７との間にある空間に排出された後、第２の部分１７にこの目的のために設けられた開口部を通って、ロッド６と導電管３１との間にある空間内へ入る。最終的に、これらのガスは、導電管３１にこの目的のために形成された開口部を通って、筐体１２の内壁に隣接する容積内に入ることにより最終的に膨張される。加圧ガスを排出する開口部について他の構成が与えられてよいことは言うまでもない。
【００４５】
遅延手段１８は、
接点４と軸方向に整列され、かつ接点４に固定され、ロッド６が移動するときロッド６の内側を滑動できるようにされた第１の管状部材２５を含み、ロッド６の加速距離がこの滑動を見込んだ移動距離により規定され、遅延手段１８はさらに、
接点４との連結位置で、管状部材２５の一端に固定された第３の当接手段２３と、
伝達手段１５の第２の部分１７に一端で固定して取り付けられ、かつ直径が管状部材２５のものより大きい第２の管状部材２６とを含み、この第２の管状部材２６は、ロッド６が移動するとき、軸方向Ａに第３の当接手段２３に沿って滑動でき、当接手段２３に当接するように構成された環状キャップ２７を他端に有し、遅延手段１８はさらに、
軸方向Ａに配置され、かつ第１および第２の管状部材の間に挿入された第３のばね２４を含み、この第３のばね２４は、一端が第３の当接手段２３に当接し、他端が伝達手段１５の第２の部分１７に当接する。
【００４６】
図示した実施形態において、遅延手段１８は、２対の接点を同時に分離できるように、加速距離が連結手段１３に対して伝達手段１５の移動距離Ｄに等しくなるようなものである。
【００４７】
この装置により電流が遮断される場合、滑り接点１７Ａが導電部材９から離れ、かつ接点３および４が分離する前に、接点４、管状部材２５、滑り接点２９、伝達手段１５の第２の部分１７の一部分、および最後に滑り接点２８を経由して、固定接点３から導電管３１へ故障電流が流れる。
【００４８】
伝達手段１５の部分１６および１７がともに並進運動している間、可動接点４は、第３のばね２４が及ぼす推力により特定の接触圧力で、固定接点３に押圧される。ロッド６が加速距離を移動すると、環状キャップ２７は、当接手段２３に当接する。ばね２４は、接点４にもはや何の作用を及ぼさなくなり、この瞬間から、接点４はロッド６および第２の部分１７と並進運動される。したがって、可動接点４は、装置の作動時から始まる所与の時間からのみ、部分６および１７と並進運動するように拘束される。
【００４９】
この装置の動作は、図１に示す装置の動作に類似しており、真空スイッチの接点１および２を分離する同時に、ガススイッチの接点３および４を分離する。しかしながら、図５に示す構成に類似した方法で、加速距離が距離Ｄより短くなるように装置の構成部品を配設することにより、ガススイッチの接点を前もって分離することが可能である。
【００５０】
図８は、図１において簡易理論図を示したハイブリッド遮断器装置の一実施形態の略図である。図１に示すように、遮断器装置が閉じている場合、ガススイッチの接点は、特定の重複距離だけ一方が他方の中に嵌合されている。
【００５１】
２つのスイッチに共通する筐体の内壁に隣接する容積は、真空スイッチに印加される電圧を制限できるように、真空スイッチの接点と電気的に並列に接続されたバリスタ３２を収容するのに必要な大きさにされる。これにより、遮断器装置が開いているとき、真空スイッチとガススイッチに印加される電圧を適切に配分することができるようになる。この電圧の配分は、遮断器装置と並列に接続されるか、または２つのスイッチの一方と並列に接続される、少なくとも１つのコンデンサを使用することにより調整されてもよい。
【００５２】
垂直の絶縁筐体内に直列の遮断器装置を収容することができる、図示したような空気絶縁スイッチギヤにおいて、接地から最も離れた筐体の部分に、真空スイッチを配置することが有利な場合がある。これにより、真空スイッチに印加される電圧よりも高い電圧をガス遮断器装置に与える固有の電圧配分を得ることが可能になる。さらに、本願明細書に示すようなハイブリッド装置は比較的小型であるため、非ハイブリッド型のガススイッチ用に構成された既存の絶縁筐体を使用することができる。
【００５３】
バリスタ３２と真空スイッチの可動接点との間の電気的接続は、スイッチを密閉するメタルベローにより与えられる。連結手段１３と第２の当接手段１９を形成する導電スタッドとの間の電気的接続は、滑り接点により与えられる。図７の説明で記述したように、高温ガスを排出できるように、スタッドとガススイッチの吹付け室を囲む導電部材９との間の連結位置に、オリフィスまたは開口部が設けられる。このような開口部は、伝達手段１５の第１の部分１６および第２の部分１７、および前記第２の部分が中で滑動できる導電管にも設けられる。
【００５４】
電気絶縁性のタイロッド３０は、遮断器装置の筐体内のガススイッチを機械的に保持することに寄与する。これらのタイロッドは、一端が真空スイッチの面に固定され、この真空スイッチを貫いて可動接点を保持するロッドが通る。これらのタイロッドは、その他端が導電部材９に堅固に接続されるため、第３の接点をガススイッチの適所に維持する。
【００５５】
この装置の作動ロッド６は、可動接点４および伝達手段１５の第２の部分１７に堅固に接続される。したがって、３つの部材６、４、および１７は、この実施形態において常にともに並進移動するように拘束されている。
【００５６】
図９は、ガススイッチの接点の端と端が接するように配置された、閉じた状態を示すハイブリッド遮断器装置の別の実施形態の略図である。多数の構成部品は、図８に示す実施形態のものと同一である。しかしながら、ガススイッチの接点の構造が異なるために、このスイッチの可動接点は、これらの接点の一方を他方の中に嵌合させる実施形態のように直接的に駆動することができない。スイッチを開く望ましいシーケンスに従うために、前記可動接点の移動開始を遅延させるように、図７を詳細に示したような遅延手段１８が設けられる。これらの手段により、ロッド６がすでに説明したような加速距離を移動することが可能となることで、接点を嵌合させる実施形態のように、真空スイッチの接点の分離開始時に、ロッド６により可動接点４を高速に駆動することが可能となる。
【００５７】
図１０示すハイブリッド遮断器装置の構成部品は、バリスタを取り除き、それに応じて絶縁性の筐体の直径を小さくしたこと以外、図９に示すものと同一である。
【００５８】
図１１は、図２に示す段階に相当する時間にある図１０の装置を示す。
【００５９】
図１から図１１を参照して前述した装置は、常にあらゆる環境下においてガススイッチで効率的にアークをブローアウトしているわけではない。特に、遮断される電流が、熱吹付け容積に必要な圧力上昇を生じさせるのに十分な熱を発生できるほど大きくなければ、補充空気吹付け容積を追加することにより、効率的なアークのブローアウトに十分な圧力上昇が達成され、これは、従来の高電圧回路遮断器において当該技術分野にて知られているものである。ハイブリッド遮断器装置において、真空スイッチが回復電圧に耐えることに寄与するため、ブローアウト要件は標準的な遮断器装置より低い。
【００６０】
図１２は、静止状態の熱吹付け容積１１Ａを補完する補充空気吹付け容積１１Ｃを組み込んだ、ハイブリッド高電圧遮断器装置の実施形態を示す。装置の多数の部分は、図９に示す装置に共通したものであり、特に、ガススイッチの接点は、閉じられた構成において端と端が接するように配置されている。補充空気吹付け容積を追加するために図９の装置に加えた主な修正は、熱吹付け容積１１Ａの底部を形成する導電壁９’と、装置の運動伝達手段の第１の部分１６とに関係する。
【００６１】
以下の記載において、熱ブローアウトがこの補助容積においてガスを圧縮することにより促進されるため、補充空気吹付け容積を圧縮容積とも呼ぶ。
【００６２】
当該技術分野にて知られているように、熱吹付け容積および圧縮容積は、例えば、ボール弁などの弁を介して連通することができる。これにより、熱効果によりのみ発生する圧力上昇ではアークをブローアウトするのに不十分である場合、まず圧縮の第１段階の間、次に圧縮の最終段階の間で、圧縮容積から熱吹付け容積へガスが通過することができる。この不十分な状態は、熱吹付け容積に補充される圧縮ガスにより補償される。逆に、容積１１Ａにおいて熱効果のみにより発生する圧力上昇が十分なものであり、容積１１Ｃにおける空気圧縮により得られる圧力上昇より大きい場合、熱ブローアウトの効果を低減させないように、容積１１Ａから容積１１Ｃへガスを漏出させないことが有利である。さらに、図１２に示すハイブリッド遮断器装置の実施形態において、遮断する電流が大きい場合、真空スイッチの接点を開くための第２のばね２１の作用を低速化または妨害することがある過度の値に、圧縮容積１１Ｃの圧力上昇が到達しないように防止することが必要である。このため、遮断すべき小電流または大電流のそれぞれに応じて、一方向のガスの流れや２つの吹付け容積の隔離の要求された機能を与えるために、容積１１Ａの壁９’に弁３５が設けられる。
【００６３】
一方で、再度装置が開かれれば、ガスを適正に圧縮できるようにするために、ハイブリッド遮断器装置を閉じる最後で、空気吹付け容積１１Ｃに圧力降下を生じさせないようにすることが必要である。このために、装置の運動伝達手段の第１の部分１６の一端をなす環状壁１６Ａにより形成される圧縮容積の底部に、少なくとも１つの弁３６、例えば、ボール弁を設けることが有利であり、
最後に、圧縮容積１１Ｃは、圧縮中に装置の筐体にあるガスに対して密閉されなければならないため、加圧絶縁ガスは、ブロー作用によりガススイッチの接点の方へのみ流される。この容積を密閉するために、環状壁９’と伝達手段の第１の部分１６の円筒形の内壁との間に気密性の接触領域３７を与えるために、装置の図９の実施形態と比較して、図１１Ａの環状壁９’の径を大きくすることが可能である。
【００６４】
圧縮容積１１Ｃは、２つの隣接する部分容積Ｖｃ１およびＶｃ２の組み合わせと見なすことができる。容積Ｖｃ１の長手方向の長さは、図１の理論図に示す移動距離Ｄに相当し、伝達手段の第１の部分１６が、ガススイッチの接点の分離開始に相当する時間でこの移動距離Ｄを完全に移動したならば、圧縮容積１１Ｃは容積Ｖｃ２まで減少されることを意味する。その後、伝達手段の第１の部分１６が、真空スイッチの可動接点とともに移動するように拘束され、環状壁９’の方向に移動し続けるため、容積１１Ｃは、第２のばね２１により真空スイッチの接点を開く間、圧縮され続ける。
【００６５】
遮断器装置の熱吹付け容積が変化しない前の実施形態において、空気吹付け容積の圧縮移動距離は、上記に規定された距離Ｄおよびｄ１の合計にほぼ等しい。したがって、圧縮容積は、必然的に長手方向に制限される。高い補充空気ブロー作用を得るために、圧縮容積の径寸法を増大させ、特に、この容積を画定する環状壁９’および１６Ａの径を増大させることが必要である。これにより、遮断器装置の全体的な径方向サイズが増大する。
【００６６】
中電圧用途（７２．５ｋＶより低い電圧）の場合、特に、遮断器室と外部の環境との間の絶縁が金属製の筐体により与えられる用途の場合、一般的に、装置に要求される全体的な径方向サイズを収容することが可能である。他方で、この全体的な径方向サイズは、遮断器室が磁器製の筐体により絶縁される用途で、問題が生じる場合がある。
【００６７】
図１３ａは、ハイブリッド空気吹付け遮断器装置の一つの特定の実施形態の略図である。この実施形態は、特に、ガススイッチ４０の熱吹付け容積４０Ａおよび空気吹付け容積４０Ｃが、装置の作動ロッド６とともに移動する点で、前述した実施形態と異なる。
【００６８】
ハイブリッド遮断器装置は、閉じた状態で示されている。真空スイッチ１０の接点はともに押圧され、ガススイッチの接点の一方が他方に嵌合されている。この装置は、図８に示す装置と多数の類似点がある。特に、両方の実施形態において、真空スイッチ１０、連結手段１３、および第１および第２のばね手段は、同一のものであってよい。
【００６９】
図１３ｂは、ガススイッチ４０を中心にして図１９の装置の一部分を拡大した図を示す。図８の装置のように、運動伝達手段１５は、一方を他方に押圧するときにともに移動するように構成され、かつ真空スイッチが開き始めると離されるように構成される、２つの部分１６および１７を含む。２つの吹付け容積４０Ａおよび４０Ｃの間を分離し、かつ装置の筐体に含まれるガスを与えるほぼ円筒形の管状壁４０Ｄの周辺に、第２の部分１７が固定されているため、この部分１７は、作動ロッド６と並進運動するように拘束される。壁４０Ｄは、実際、２つの吹付け容積を分離する環状壁３９により作動ロッドに固定して接続される。
【００７０】
熱吹付け容積４０Ａは、一端が壁４０Ｄの一端に固定された吹付けノズル４０Ｂにより画定されるため、ノズルは、作動ロッド６と並進運動するように拘束される。永久電流接点４４が、壁４０Ｄの端部を囲み、ノズルを壁に対して長手方向に保持するのに寄与し、したがって、この接点は、ロッドおよびノズルとともに移動する。壁４０Ｄは、導電性であり、接点４４から、遮断器装置の電流端子３３に電気的に接続された固定管状導電部材４５へ永久電流を流し、壁４０Ｄは、管状導電部材４５に沿って密閉状態で滑動し、管状部材との電気的接触を維持する。永久電流可動接点４４は、連結手段１３に電気的に接続された管状の永久電流固定接点４３の中に挿入される管状部分を有する。永久電流接点４３および４４の重複距離は、図１４ａに示すように、これらの永久電流接点が分離した後に、アーク接点が分離して電流を遮断できるようにするために、ガススイッチ４０のアーク接点３および４の重複距離Ｄより短いものであることは言うまでもない。
【００７１】
固定導電部材４５は、圧縮容積４０Ｃに対する固定ピストン機能を備えた密閉部材４１を保持し、ロッド６および管状部材４５により画定された隣接する容積４２から圧縮容積を隔離するように構成される。この場合、密閉部材４１には、ハイブリッド遮断器装置を閉じる間、絶縁ガスを容積４２から圧縮容積４０Ｃへ流し、この容積の圧力低下の発生を防止するための弁４１Ａが設けられる。
【００７２】
２つの吹付け容積４０Ａおよび４０Ｃを分離する環状壁３９は、圧縮容積４０Ｃから熱吹付け容積４０Ａに圧縮ガスを流すことができる開口部３８を有する。図示した実施形態において、これらの開口３８は、弁を備えていない単純な通路であり、これは、多数の用途において十分なものであることが実証されている。例えば、この実施形態は、短いアーク時間で小電流を遮断するために行われる空気圧縮吹付けで、大電流を遮断するために比較的小さな熱吹付けの補充しか必要でない場合に効果的である。
【００７３】
図に示していない変形例において、当該技術分野にて知られているように、特に、フランス特許第２７５１７８２号明細書に開示されているように、開口部３８は、弁を含んでもよい。さらに、密閉部材４１に、容積４２へ加圧ガスが流れるようにすることで、圧縮容積の圧力上昇を制限するための弁が設けられてよい。
【００７４】
図１４ａは、開く過程の中間段階にある図１３ａおよび図１３ｂのハイブリッド遮断器装置を示し、この段階は、ガススイッチの接点３および４が分離するとき、すなわち、作動ロッドとともに移動するように拘束された可動接点４が、重複距離Ｄを移動し終わったときにほぼ相当する。この瞬間、２つの吹付け容積を分離する環状壁３９は、圧縮容積４０Ｃの固定ピストンの方へ同じ距離Ｄだけ移動し、図の矢印で示されているように、圧縮絶縁ガスを熱吹付け容積に入れることができる。
【００７５】
したがって、ガススイッチのアーク接点が分離した後、アークは、空気圧縮により部分的にブローアウトされる。この圧縮は、装置内で熱吹付け容積が変化しない前述した実施形態と異なり、作動ロッドの移動距離にわたって行われることを留意されたい。したがって、可動熱吹付け容積を含むハイブリッド遮断器装置は、図１２に示すように、原則的に、固定熱容積を備えた装置の場合より長いアーク時間で、電流を遮断することができるという利点を備える。さらに、圧縮容積４０Ｃの長手方向の寸法は、前述したように、デッドストロークＤにより制限されないため、径方向の寸法を増大させることなく十分な圧縮容積を与える。したがって、可動熱容積装置は、磁器製の筐体により遮断器室を絶縁する用途に特に適しており、一般的に、約１００ｋＶより大きな電圧を用いる高電圧用途に適している。
【００７６】
図１４ｂは、図１４ａに示したハイブリッド遮断器装置に類似しているが、それよりも若干複雑なハイブリッド遮断器装置の実施形態を示す。この装置の構成部品のほとんどは前述した装置に共通したものであるが、一部修正が加えられており、さらなる構成部品が追加されている。特に、第１のばね手段は、第１のばね２０に加えて、別のばね４２を含み、これらの２つのばねは、方向変更手段１５’の両側にそれぞれ配置されている。ばね４２は、方向変更手段１５’の第２の部分１７’と圧縮容積４０Ｃの管状筐体との間に挿入される。２つのばね２０および４２は、作動ロッド６が、真空スイッチの各接点の間に一定の圧力を維持しながら、デッドストロークＤを移動できるように協働する。しかしながら、ばね４２により加えられる力Ｆ４２が、第１のばね２０により加えられる力Ｆ２０に付加されないようにするために、エンドストップが取り付けられた固定タイロッド４６が、第２の部分１７’の並進運動を不動にするため、第１のばね２０のみがこの圧力を維持する機能を備える。
【００７７】
第１のばね２０が、方向変更手段１５’の第１の部分１６を移動させる移動距離Ｄ１は、前述した実施形態と比較した場合、著しく短い。したがって、このばねにより加えられる力Ｆ２０は、ハイブリッド遮断器装置を開閉する動作の間の変化が少ないため、接点を開閉する間に真空スイッチに加えられる力が制限される。第１のばね手段は、デッドストロークＤにわたって作動ロッド６を変位させるためのものであるため、第１のばね２０が、方向変更手段１５’を経由して移動距離Ｄ１にわたってロッドを運ぶ前に、ばね４２が、図に示す移動距離Ｄ２より短いか、またはそれに等しい移動距離にわたってロッドを運ぶことが可能である必要がある。ガススイッチおよび真空スイッチの接点が同時に分離することが要求されれば、２つの移動距離Ｄ１およびＤ２の合計は、デッドストロークＤに等しいものでなければならない。さらに、方向変更手段１５’の第２の部分１７’が、作動ロッドとともに移動するように拘束された後にのみ、方向変更手段１５’の第１の部分１６が移動距離Ｄ１を移動できるようにするために、少なくとも図示した閉じた位置において、力Ｆ４２は、力Ｆ２０より大きいものである必要がある。図１４ｂに示す装置が、距離Ｄ２と比較して比較的短い距離Ｄ１をもつようにして、方向変更手段１５’の第１の部分１６の移動距離を制限することが可能である。これにより、部分１６が、連結手段１３に取り付けられた肩部１４に当接するときの部分１６の跳ね返りが比較的制限されるため、真空スイッチにおけるさらなるアークの危険性が制限される。しかしながら、この解決方法でも、部分１６の跳ね返りを完全に防ぐことは難しく、図１７および図１８を参照して記載する本発明による改良を装置に施して修正することが有利な場合がある。特に、第１の部分１６と図１４ｂの左側に位置する部分を、図１７の装置の部分と取り替えることが可能である。図１７において、部分１６の左側に配置された装置の部分は、部分１６がデッドストロークＤを完全に移動したとき、真空スイッチの可動接点の跳ね返り移動を防止するように構成される。
【００７８】
図１５は、本発明によるハイブリッド遮断器装置の一実施形態の略図である。この実施形態は、熱放射容積１１Ａと空気放射容積１１Ｃが固定されているため、図１２に示す装置と機能的に同等である。これらの特徴は、このスイッチにおいてさらなるアークが発生しないように、真空スイッチの可動接点の跳ね返り移動を防止する改良を図１２の装置に加えていることである。
【００７９】
図１２に示す装置にあるように、デッドストローク接続手段は、ガススイッチの可動接点４を保持するロッド６を移動させるように構成され、真空スイッチは、この移動中、すなわち、デッドストロークＤに相当する距離を移動する間、閉じた状態にされる。これらの手段は、真空スイッチを閉じた状態にするために、連結手段に作用を及ぼすように構成された第１のばね２０と協働する運動伝達手段１５をさらに含む。しかしながら、図１２の装置と異なり、この場合、デッドストローク接続手段は、連結手段１３’により同時に得られる運動とは無関係な並進運動を得るように構成される。
【００８０】
実際、図８から図１４ａおよび図１４ｂに示すハイブリッド遮断器装置の実施形態において、運動伝達手段の第１の部分１６は、部分１６がデッドストロークＤまたはＤ１を完全に移動するとすぐに、連結手段１３とともに移動するように拘束される。これらの実施形態は、デッドストロークの終点で、連結手段１３に固定された第１の当接手段１４に部分１６が跳ね返り、部分１３の跳ね返りを発生する可能性があるため、完全に満足できるものではない。連結手段１３は、真空スイッチの可動接点とともに移動するように常に拘束されているため、部分１３が跳ね返るということは、可動接点が固定接点に対して同様に跳ね返ることを意味する。これは、真空スイッチの各接点の間の距離が、接点分離過程の開始時に相当する段階で著しく短くなり、スイッチにさらなるアークを発生させる可能性があるため、許容可能なものではない。
【００８１】
図１５に示すように、デッドストローク接続手段は、連結手段１３’に力をかけるように第１のばね２０を装填した第１の当接手段１４’を含む。第１の当接手段１４’は、運動伝達手段１５の第１の部分１６とともに移動するように拘束され、かつヘッド１４’Ｂを一端に有する、少なくとも１つのロッド１４’Ａを含む。明確にするために、図には１つのロッド１４’Ａのみしか示されていないが、複数の同様のロッドが、第１の部分１６に固定されてよく、例えば、装置の長手方向の軸Ａに中心がある円の周りに等間隔に配置されてよい。各ロッドは、図示した単一のロッドと同じ長さであり、一端に、同様のヘッド１４’Ｂを有する。同等の実施形態において、ロッド１４’Ａは、軸が装置の軸Ａと一致する管状部材の角部分からなるものであってよく、ヘッド１４’Ｂは、軸Ａに中心がある環状部材の角部分をなすものであってよい。
【００８２】
第１の当接手段１４’は、周りを囲む固定支持部材５０に沿って長手軸方向Ａに移動するように構成された、第１の管状ベアリング部材１４’Ｃをさらに含む。図に示す実施形態において、固定支持部材５０は、ガススイッチの固定アーク接点３を保持する第１の部分５０Ａと、装置の一端に固定された絶縁性のタイロッド３０’により適所に固定された第２の部分５０Ｂとを含む。第２の部分５０Ｂは、装置の軸Ａに沿って配置された固定手段５１により第１の部分５０Ａを適所に保持し、したがって、第１の部分と電気的に接触状態にある。
【００８３】
第１の管状ベアリング部材１４’Ｃは、１つ以上のロッド１４’Ａが貫通する環状部分を有するため、各ロッド１４’Ａは、部材１４’Ｃを通って滑動することができる。ロッドの各ヘッド１４’Ｂは、第１の部分１６に固定された各ロッドが、デッドストロークＤを完全に移動するとすぐに、この環状部分に当接するように構成される。
【００８４】
第１のばね２０は、第１の管状部材１４’Ｃの環状部分と、運動伝達手段１５の第１の部分１６との間で圧縮される。ばね２０が伸張することで、デッドストロークＤを移動する間、第１の管状部材１４’Ｃは、真空スイッチの可動接点とともに移動するように拘束された連結手段１３’に当接し続け、真空スイッチを閉じた状態に保持する。運動伝達手段１５と１つ以上のロッド１４’ＡがデッドストロークＤを完全に移動するとすぐに、ロッドの各ヘッド１４’Ｂが第１の管状ベアリング部材１４’Ｃと当接し、以下、第１の隣接手段１４’の当接移行状態と呼ぶ状態になるため、ばね２０の伸張が突然中断される。その後、第１の管状ベアリング部材１４’Ｃは、運動伝達手段１５の第１の部分１６とともに移動するように拘束され、これにより、第１の当接手段１４’は、連結手段１３’にまったく力をかけなくなるため、第２のばね２１が真空スイッチの可動接点を移動させることができるようになる。第１の部分１６とともに第１の当接手段１４’により得られる運動は、結果的に、連結手段１３’の運動とは無関係であり、これは、第１の部分１６の質量や速度に関係なく、第２のばねの特徴のみを変更することにより、真空スイッチの可動接点にかける運動速度を調節できるという点で、前述した実施形態より有利である。
【００８５】
固定支持部材５０に沿って第１の管状ベアリング部材１４’Ｃを移動させるための認められた距離ｄ１＋ｇは、非結束間隙と呼ぶ特定の間隙ｇだけ真空スイッチの各接点の間の距離ｄ１を上回ることが有利である。この距離ｄ１は、連結手段１３’を移動させるための認められた距離であり、非結束間隙ｇは、図１６に示すように、結果的に、真空スイッチを開く最後の位置にある第１の管状ベアリング部材１４’Ｃと連結手段１３’との間の距離に相当することを留意されたい。第１の部材１４’Ｃの運動を停止するように、したがって、第１の当接手段１４’の当接移行状態の直後に、第１の当接手段１４’の運動と運動伝達手段１５の第１の部分１６の運動を停止するように、移動当接手段の固定端を形成するために、固定支持部材５０の第１の部分５０Ａに、環状肩部５２が形成される。
【００８６】
連結手段１３’は、真空スイッチの可動接点に固定された主要部分１３’Ａを有し、この部分は、装置の軸Ａと同心の円筒形スタッドを備え、真空スイッチに面する環状肩部が一端に設けられている。この円筒形スタッドの他端は、固定支持部材５０の第２の部分５０Ｂに形成された同径の円筒形キャビティ内に滑動でき、真空スイッチの可動接点と、固定支持部材５０の第１の部分５０Ａにより保持されたガススイッチの固定接点３との間に電気的接続を与える。この第２の部分５０Ｂは、連結手段１３’が真空スイッチの可動接点とともに隔離移動距離ｄ１を完全に移動したとき、連結手段１３’の主要部分１３’Ａの環状肩部が当接する第２の当接手段１９’を有する。
【００８７】
主要部分１３’Ａのこの環状肩部には、連結手段１３’の第２の部分を構成する第２の管状ベアリング部材１３’Ｃに、この部分１３’Ａを付けるタイロッド１３’Ｂが固定される。この第２の管状部材１３’Ｃは、固定支持部材５０を囲み、この部材に沿って軸方向Ａに移動するように構成される。その第１の機能は、第１のばね２０により加えられる力を連結手段１３’に伝達して、特定の接触圧力で真空スイッチの接点を閉じた状態に保つことである。この状況下において、第２の管状部材１３’Ｃは、第１の当接手段１４’の第１の管状ベアリング部材１４’Ｃに当接する。一方で、これは、固定支持部材５０の第２の部分５０Ｂの内側円筒面と外側円筒面との間に第２のばね２１を収容し、第１の当接手段１４’に面する端部で、第２のばね２１を圧縮した状態に維持するための環状肩部を有する。したがって、伸張時に第２のばね２１によりこの環状肩部にかけられる推力により、連結手段１３’全体が移動する。
【００８８】
図１２に示すハイブリッド高電圧遮断器装置に示すように、図１５の装置は、変化しない状態にある、熱吹付け容積１１Ａを補完する補充空気吹付け容積１１Ｃを組み込んでいる。
【００８９】
図１６は、電流を遮断する最終段階にある図１５の装置を示す。ガススイッチの作動ロッドが解放されて遮断が開始されて、特に、作動ロッドとともに移動するように第２の部分１７が拘束された運動伝達手段１５に、第１のばね２０によりかけられる推力により、ガススイッチの可動接点が加速できるようになる。第１のばねのこの推力は、運動伝達手段１５の第１の部分１６とともに、第１の当接手段１４’の各ロッド１４’ＡがデッドストロークＤのすべてを完全に移動する間かけられる。デッドストロークＤを完全に移動するとすぐに、第１のばね２０の伸張は、第１の当接手段１４’の当接移行状態により中断され、第２の部分１７の運動は、運動伝達手段１５の第１の部分１６の運動とは無関係なものになる。
【００９０】
その後、第１の部分１６は、主に、この可動アセンブリによりそれまで獲得された運動エネルギーにより、第１の当接手段１４’とともに付加的な距離ｄ１＋ｇを自由に移動する。このアセンブリの付加的な移動は、補充空気吹付け容器１１Ｃがその最小サイズまで小さくなる長手方向の位置で、前述したように、環状肩部５２により形成された固定当接部により中断される。図１２に示す実施形態の場合にように、空気吹付け容積のピストンは、運動伝達手段１５の第１の部分１６の環状壁により形成される。容積１１Ｃにおける圧縮は、第１の隣接手段１４’の可動アセンブリを低速化した後、環状肩部５２が形成する固定当接部より停止されることに留意されたい。
【００９１】
このような固定当接部５２は必要不可欠のものではなく、該当する可動アセンブリの付加的な移動距離ｄ１＋ｇが完全に移動されると、２つの吹付け容積１１Ａおよび１１Ｃを分離する壁に、第１の部分１６の環状壁により形成されるピストンが当接するようになる、わずかに異なる実施形態が考えられる。
【００９２】
図１６は、ハイブリッド遮断器装置を開く最終段階を表し、第１の当接手段１４’の移動が中断される上述したステップの後の時間に相当する。このステップの後、作動ロッド６と運動伝達手段１５の第２の部分１７とともに、ガススイッチの可動接点の運動は、ガススイッチのアーク接点に対して、これらの接点の間のアークがブローアウトされた後、十分な隔離距離が得られるまで続く。
【００９３】
真空スイッチの可動接点は、連結手段１３’とともに、分離距離ｄ１を移動し終わり、連結手段１３’は、圧縮された第２のばね２１により加えられる力により、固定支持部材５０と当接するように押圧される。
【００９４】
デッドストローク接続手段に、連結手段の並進運動とは無関係な並進運動が与えられてよい本発明による改良が、例えば、図８および図９に示す装置のように、補充空気吹付け容積を備えていないハイブリッド遮断器装置に使用されてもよいことを理解されたい。
【００９５】
図１７は、図１３ａに示す装置と機能的に同等のものであり、かつ真空スイッチの可動接点の跳ね返りを防止するための本発明による改良を取り入れた、ハイブリッド遮断器装置の実施形態を略図的に示す。
【００９６】
図１３ａの装置の場合のように、ガススイッチ４０は、装置の作動ロッド６とともに移動する、熱吹付け容積４０Ａおよび空気吹付け容積４０Ｃを含む。空気吹付け容積４０Ｃの固定ピストンは図示されていないが、図１３ａの装置の密閉部材４１のようなピストンが、この目的に十分に適したものになる場合がある。作動ロッドともに移動するように拘束された部分とは別に、図１７および図１８に示すハイブリッド遮断器装置のほとんどの構成部品は、図１５および図１６の装置の構成部品と同一のものである。したがって、図１５および図１６に関する説明部分を、この装置の動作の説明とする。
【００９７】
第１の当接手段１４’と運動伝達手段の第１の部分１６とを含む可動アセンブリの追加的な移動距離ｄ１＋ｇは、この実施形態において、環状肩部５２ではなく、固定支持部材５０の端部で固定当接部をなす別の環状肩部５３により中断され、この点で図１５の実施形態と異なる。この固定当接部５３は、可動アセンブリの付加的な移動距離の最終段階で、第１の部分１６の並進運動を停止させる大きさであり、この実施形態において、この運動が、空気吹付け容積における圧縮により制止されないためである。
【００９８】
図１８は、ガススイッチの接点を開く最終段階にある図１７の装置を示す。図１６に関する説明部分を、連結手段１３’および装置の作動ロッド６に連結された変位手段の動作の段階の説明とする。
【００９９】
この実施形態において、付加的な移動距離ｄ１＋ｇが第１の当接手段１４’により完全に移動されると、第１の管状ベアリング部材１４’Ｃに対して、管状肩部５２が非常に小さな間隙だけ離れて、部材１４’Ｃが、運動エネルギーにより第１のばね２０を圧縮することにより並進運動続けないようにすることが有利であることに留意されたい。
【０１００】
非結束間隙ｇは、可動アセンブリの付加的な距離ｄ１＋ｇの最終段階で、第１の部分１６とともに、第１の当接手段１４’のわずかな跳ね返りに対応する。間隙ｇより短い距離の跳ね返りは、連結手段１３’の当接を保持することに影響を及ぼさないため、真空スイッチの各接点間の距離を短くする危険性はない。
【０１０１】
図１９は、本発明によるハイブリッド遮断器装置の別の実施形態の略図的な部分図である。装置は、全体として、図１７に示す機能的に同等の装置を基礎としたものであってよく、これらの実施形態それぞれにおいて、ブローノズル４０Ｂは、装置の作動ロッドとともに移動する。構造的な相違点は、ガススイッチのアーク接点３’および４の実装に関し、この場合、端と端が接するように配置される。特に、電流が流れているときの電気力学的な力に対抗するために、ガススイッチの各アーク接点間に圧力を維持するための手段１８’の構造に関する、接点を互いに当接させる構成の説明に関しては、図９および図７を参照した記載を参照されたい。図１９の可動接点の運動の開始を遅延するための手段１８’の構造は、図７の手段１８の構造に類似している。
【０１０２】
この場合、可動接点４は、作動ロッド６に直接固定されるため、ロッドとともに並進運動するように常に拘束される。端と端が接するように接点を配置したこの実施形態により、全体的な径方向サイズが制限された装置に対して比較的大きな熱吹付け容積１１Ａが得られるが、これは、図１３ａに示すような嵌合式の接点の場合と比べ、実装が著しく複雑なものになる。
【０１０３】
接触圧力を維持するための手段１８’は、固定支持部材５０の第１の部分５０Ａ上に設けられ、前述した実施形態と異なり、この場合は完全に固定されていない第３のアーク接点３’を一端で支持する。手段１８’は、第３のアーク接点３’が第４のアーク接点４とともに、これらの接点が分離するまで移動した後、この分離後、当接関係にある静止した状態になるように構成されるのに対して、第４の接点は、装置により電流が中断されると、作動ロッドとともに移動を継続する。
【０１０４】
この実施形態において、第３のアーク接点３’は、可動アーク接点４の全移動距離の比較的わずかな部分の間のみ可動であるため、準固定と呼ばれる。したがって、第３のアーク接点は、第４のアーク接点に対して準固定状態になるように構成される。接触圧力を維持するための手段１８の類似した従来技術の実施形態において、準固定されたアーク接点を半固定接点と呼ぶことがあることに留意されたい。
【０１０５】
本発明によるハイブリッド遮断器装置の場合、ガススイッチのアーク接点の実装は、一般的に、本願明細書に記載した２つの技術のうちの一方または他方、すなわち、特定の重複距離を有する嵌合式接点技術か、接触圧力を維持するための手段を備えた端部と端部が接するように配置された接点を使用する技術を用いる。
【０１０６】
図２０は、中電圧網において発電機の回路遮断器として使用することを意図した、本発明によるハイブリッド遮断器装置の別の実施形態を示す。この場合、連結手段１３’と装置の作動ロッド６とに連結された変位手段は、真空スイッチの接点が、ガススイッチのアーク接点の分離に対して著しく遅延させて分離するようにされる。
【０１０７】
実際、この場合、ガススイッチの接点３および４の重複距離Ｄｒは、第１の当接手段１４’のデッドストロークＤの半分より短い。特に、ガススイッチの接点を端と端が接するように配置する同等の実施形態において、この重複距離を加速距離とも呼ぶことに留意されたい。一般的に、発電機の回路遮断器として装置を使用する用途の場合、ガススイッチの可動接点の加速距離の２倍より長いデッドストロークＤを選ぶことが好ましい。
【０１０８】
このことは、デッドストロークＤを完全に移動する前、すなわち、真空スイッチの接点が分離する前に、特定の距離だけすでに分離したガススイッチの各接点間で、電気アークが点孤されることを意味する。したがって、ガススイッチは、真空スイッチが電流を遮断する前に電流がゼロ点を通過する位置にあり、これは、発電機の回路遮断器として使用する場合に利点である。
【０１０９】
このタイプの装置は、ゼロ点を通る電流の通過を遅延させることになる、非常に不均衡な短絡電流を遮断可能でなければならないことを強調する必要がある。図示したハイブリッド遮断器装置により、電流の不均衡が低減され、真空スイッチの動作に対応する時間の早い段階で、電流がゼロ点を通過して流れることができる。
【０１１０】
装置の構成部品の大部分は、図１５および図１６の装置の構成部品に類似しているが、顕著な違いを挙げると、熱吹付け容積１１Ａが、補充空気吹付け容積により補強されていない。実際、前述した装置と異なり、この場合、ガススイッチは小電流を遮断するように要求されず、これは、中電圧網において、この役割が回復電圧に耐え得る真空スイッチにより与えられるためである。
【０１１１】
したがって、熱吹付け容積１１Ａの底面を形成する壁には、開口部がない。さらに、運動伝達手段の第１の部分１６は、図１７および図１８に示す装置のように、部分１６の内側の容積と変位手段の外側の容積との間のガス圧力の均衡を保つための少なくとも１つの開口部を組み込む。
【０１１２】
第１の当接手段１４’の滑りロッドの長さは、デッドストロークＤを増大させるために、図１５の装置と比較して増大されなければならず、第１のばねの特徴は、このばねが、真空スイッチの接点が分離する直前に、距離Ｄに近い距離にわたって伸張したときでも、これらの真空スイッチの接点に常に十分な圧力をかけることができるものである。
【０１１３】
本発明によるハイブリッド遮断器装置において、装置の真空スイッチにより、電流を遮断する熱段階、すなわち、電圧が回復し始める数マイクロ秒の期間の大部分を、確実にする。ガススイッチは、本質的に、真空スイッチと比較して、このタイプのスイッチギヤに固有の比較的長い接点分離距離により、電圧のピーク値に耐えることに寄与する。特に、このことは、ガススイッチ内のＳＦ６以外の吹付けガスを使用できる可能性をもたらす。遮断の熱段階時の高電圧回復速度に耐える能力があることから、ＳＦ６が一般に選択される。本発明によるハイブリッド遮断器装置において、熱段階中に過渡回復電圧に耐える能力が、真空スイッチにより与えられるため、十分な絶縁特性を備える他のガスまたはガス混合物が、装置のガススイッチに使用されてよい。高電圧下の窒素は、高電圧に対して必要な絶縁特性を備える。このガスは、環境に対して何ら危害を及ぼさないので、ＳＦ６以外のガスを使用するためのより好ましい解決方法になる。この代わりとして、８０％を超える窒素とＳＦ６などのガスからなる混合物は、純ＳＦ６を使用する場合と比較して、環境に対する危害を大幅に低減する利点を少なくとも有する。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】閉じた位置にある高電圧または中電圧ハイブリッド遮断器装置の一つの特定の実施形態の主要な構成部品を示す簡易理論図である。
【図２】図１に示すハイブリッド遮断器装置が開く際の連続的なステップの一つを示す図である。
【図３】図１に示すハイブリッド遮断器装置が開く際の連続的なステップの一つを示す図である。
【図４】図１に示すハイブリッド遮断器装置が開く際の連続的なステップの一つを示す図である。
【図５】真空スイッチの接点が分離する少し前に、ガススイッチの接点が分離するように構成された点を除けば、図１に示すものと同一のハイブリッド遮断器装置の理論図である。
【図６】図５に示すハイブリッド遮断器装置が開く際の中間ステップを示す図である。
【図７】図９に示すハイブリッド遮断器装置の一部分の拡大図である。
【図８】簡易理論図が図１に示されたハイブリッド遮断器装置の一実施形態の略図である。
【図９】ハイブリッド遮断器装置のガススイッチの端部と端部が接するように配置された、ハイブリッド遮断器装置の別の実施形態の略図である。
【図１０】図９に示すハイブリッド遮断器装置からバリスタを取り除いた装置の部分図である。
【図１１】図１０に示すハイブリッド遮断器装置が開く際の次のステップを示す図である。
【図１２】熱吹付け容積を補完する補充空気吹付け容積を組み込み、吹付け容積が固定されたハイブリッド遮断器装置の一実施形態を示す部分略図である。
【図１３ａ】吹付け容積が装置の作動ロッドとともに移動する実施形態における、ハイブリッド遮断器装置の実施形態を示す略図である。
【図１３ｂ】図１３ａに示すハイブリッド遮断器装置の一部分の拡大図である。
【図１４ａ】ガススイッチの接点が分離する瞬間にほぼ相当する、図１３ａに示すハイブリッド遮断器装置が開く中間ステップを示す図である。
【図１４ｂ】ばね手段が、方向変更手段の両側に一つずつ配置された２つのばねを含む、ハイブリッド遮断器装置の一実施形態を示す略図である。
【図１５】図１２に示す装置と機能的に同等のものであり、かつ真空スイッチの可動接点の跳ね返りを防止するための改良を取り入れた、本発明によるハイブリッド遮断器装置の一実施形態を示す略図である。
【図１６】ガススイッチの接点が開く最終段階にある図１５と同一のハイブリッド遮断器装置を示す図である。
【図１７】図１３ａに示す装置と機能的に同等のものであり、かつ真空スイッチの可動接点の跳ね返りを防止するための改良を取り入れた、本発明によるハイブリッド遮断器装置の一実施形態を示す略図である。
【図１８】ガススイッチの接点が開く最終段階にある図１７と同一のハイブリッド遮断器装置を示す図である。
【図１９】ガススイッチの接点の端部と端部が接するように配置された、本発明によるハイブリッド遮断器装置の別の実施形態を示す略図である。
【図２０】発電機の回路遮断器として装置を使用することを目的とした、本発明によるハイブリッド遮断器装置の別の実施形態を示す略図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１　第１の接点
２　第２の接点
３、３’　第３の接点
３Ａ、４Ａ　エンドピース
４　第４の接点
５　ハイブリッド遮断器装置
６　作動ロッド
８　作動手段
７　エンドブッシング
９　導電部材
１０　真空スイッチ
１１、４０　ガススイッチ
１１Ａ、４０Ａ　熱吹付け容積
１１Ｂ、４０Ｂ　吹付けノズル
１１Ｃ、４０Ｃ　補充空気吹付け容積
１２　筐体
１３、１３’　連結手段
１３Ａ　管状部分
１３Ｂ　円筒部分
１３Ｃ　底部
１３Ｄ　環状ハウジング
１３Ｅ　壁
１３’Ａ　連結手段の主要部分
１３’Ｂ　タイロッド
１３’Ｃ　第２の管状ベアリング部材
１４、１４’　第１の当接手段
１４’Ａ　デッドストロークロッド
１４’Ｂ　ヘッド
１４’Ｃ　第１の管状ベアリング部材
１５　運動伝達手段
１５’　方向変更手段
１６　運動伝達手段の第１の部分
１６Ａ　環状壁
１７　運動伝達手段の第２の部分
１７Ａ　滑り接点
１９　第２の当接手段
１８　遅延手段
２０、２１、２４、４２　ばね
２０Ｄ　壁
２２　結合手段
２３　当接手段
２５、２６　管状部材
２７　環状キャップ
２８、２９　滑り接点
３０　タイロッド
３０’　絶縁性のタイロッド
３１　固定導電性管
３２　バリスタ
３３　電流端子
３５、３６、４１Ａ　弁
３７　接触領域
３８　開口部
３９　環状壁
４０　ガススイッチ
４０Ａ　熱吹付け容積
４０Ｂ　吹付けノズル
４０Ｃ　圧縮容積
４０Ｄ　管状壁
４１　密閉部材
４３、４４　永久電流固定接点
４５　固導電部材
４６　固定タイロッド
５０　固定支持部材
５０Ａ　固定支持部材の第１の部分
５０Ｂ　固定支持部材の第２の部分
５１　固定手段
Ａ　軸
Ｄ　デッドストローク
ｄ　移動距離
Ｆ　推力
Ｖｃ１、Ｖｃ２　部分容積
【図１】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【外国語明細書】
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