(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチギア組立体を構成するために、互いに電気的に直列接続されている少なくとも２つの部品を協働するように動作させるための制御デバイスであって、前記スイッチギア組立体内において、真空内において遮断するスイッチギア（１）の真空第１部品が、閉鎖位置から開放位置に切り替えるために分離可能な一組の接点（５，６）を含んでいる前記制御デバイスにおいて、
前記制御デバイスが、容積（Ｖ２）及び圧力（Ｐ２）を有している気相の絶縁流体（Ｇ２）内に浸されているスイッチギア（１０）の第２の部品を動作させるために、主駆動シャフト（２）を含んでおり、
前記制御デバイスが、前記主駆動シャフト（２）が移動した場合に前記スイッチギア（１）の前記真空第１部品の移動接点（５）が駆動可能となるように、結合手段（３）によって移動するように適合されている補助シャフト（４）を含んでおり、
前記移動接点（５）が、前記スイッチギアが閉鎖状態であるために必要な値より大きな接触圧力を発生させるために選定された力（ＦＣ）によって、前記スイッチギア（１）の前記真空第１部品の他方の接点（６）に押圧された状態で保持されており、
前記補助シャフト（４）が、より低い圧力（Ｐ１）で前記気相の絶縁流体（Ｇ２）の前記容積（Ｖ２）を流体（Ｇ１）の他方の容積（Ｖ１）から分離する壁（７Ａ，７’）を防漏状態で貫通しており、
２つの流体（Ｇ２，Ｇ１）の前記圧力（Ｐ２，Ｐ１）同士の差によって、前記補助シャフト（４）に作用すると共に前記接触圧力（ＦＣ）の一部を成す接触力（ＦＰ）が得られ、
前記主シャフト（２）が、前記補助シャフト（４）とともに運動するように拘束された回動要素（３１）をガイドするためのカム（３０）を形成するように構成された表面を備える１つの側面を有するセグメント（２Ａ）を有することを特徴とする制御デバイス。
【請求項２】
前記補助シャフト（４）の一部分が、前記壁（７Ａ）内の開口内に防漏な方式で装着された部分によって形成された孔（８）の内部で動かされるのに適したピストン（４Ａ）によって構成され、前記気相の絶縁流体（Ｇ２）に対して密封するための密封手段（１７）が前記ピストン（４Ａ）と前記孔（８）の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の制御デバイス。
【請求項３】
前記壁（７Ａ）および前記孔（８）が、スイッチギア（１０）の前記第２の部品の極に接続された導電性のアセンブリを構成し、前記ピストン（４Ａ）が、スイッチギア（１）の前記第１の部品の前記移動接点（５）に接続された少なくとも１つの導電性の部分（４Ａ２）を備え、滑動接点（９）が、前記孔（８）と前記ピストンの前記導電性の部分（４Ａ２）の間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の制御デバイス。
【請求項４】
前記壁（７Ａ）が、気相の絶縁流体（Ｇ２）の前記容積（Ｖ２）の少なくとも一部を包囲するケーシング（７）の１つの面によって構成され、その中に前記結合手段（３）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の制御デバイス。
【請求項５】
前記補助シャフト（４）が、前記壁（７Ａ）を構成している面に対向する前記ケーシング（７）の面（７Ｂ）に固定されたガイド要素（１３，１３’）内において並進運動するのに適した端部部分（４Ｂ）を有することを特徴とする請求項４に記載の制御デバイス。
【請求項６】
前記結合手段（３）が、前記２つの絶縁流体（Ｇ２，Ｇ１）のそれぞれの圧力（Ｐ２，Ｐ１）の差によって得られる力（Ｆｐ）に加えて、前記接触圧力（Ｆｃ）の一部を成すように、前記補助シャフト（４）に力を作用させるのに適した弾力性の機械的圧縮手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の制御デバイス。
【請求項７】
前記弾力性の機械的圧縮手段が、前記補助シャフト（４）上に装着された、フィンガ（３３）の動作の下で圧縮されるのに適したプッシャ要素（３４）に押圧される一方の端部を有するばね（３５）を備え、前記フィンガが、前記主シャフト（２）に固定され、スイッチギア（１０）の前記第２の部品が閉鎖位置にあるとき前記プッシャ要素（３４）を押圧するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の制御デバイス。
【請求項８】
前記弾力性の機械的圧縮手段が、少なくとも１つのばね（３６，３７）を備え、
前記弾力性の機械的圧縮手段によって前記補助シャフト（４）に及ぼされる機械力と空気力との合計に等しい合力（Ｆｒ）が、２つの流体（Ｇ２，Ｇ１）の圧力（Ｐ２，Ｐ１）同士の差によって生じる前記力（ＦＰ）よりも小さい状態を維持しつつ、前記補助シャフトが前記スイッチギア（１）の前記真空第１の部品を解放するために移動する場合に、前記補助シャフトが、前記補助シャフトが並進移動するための軸（Ｙ）に沿って方向転換するようになっていることを特徴とする請求項６に記載の制御デバイス。
【請求項９】
前記ばね（３６，３７）が、前記補助シャフト（４）上の転がり面を押圧するように構成されたホイール（４０，４１）を備える一方の端部を有する枢動自在に装着されたアーム（３８，３９）に作用する請求項８に記載の制御デバイス。
【請求項１０】
前記合力（Ｆｒ）が、前記主駆動シャフト（２）が並進運動するための軸（Ｘ）に沿ってスイッチギア（１０）の前記第２の部品に向かって連続的に方向付けられた成分（ＦｒＸ）を有する請求項８または請求項９に記載の制御デバイス。
【請求項１１】
前記孔（８）が、外部の空気を前記ピストン（４Ａ）と前記孔（８）の間の隙間と連絡させる半径方向オリフィス（２４）を有し、前記半径方向オリフィス（２４）が、前記密封手段（１７）を通る気体（Ｇ２）のいかなる漏出も外部の大気へ排出されるように、前記密封手段（１７）とスイッチギア（１）の前記第１の部品の間の前記隙間内に開いていることを特徴とする請求項２に記載の制御デバイス。
【請求項１２】
前記壁（７’）が、スイッチギア（１０）の前記第２の部品の極と電気的に接続された導電性のプレート（２０）と接合され、可撓性のゾーンを有しており、
前記可撓性のゾーンの中心には、前記補助シャフト（４）が防漏な方式で貫通する開口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の制御デバイス。
【請求項１３】
前記補助シャフト（４）が、前記導電性のプレート（２０）と電気的に接続された孔（８，８´）の内部で動かされるのに適したピストン（４Ａ，４Ａ’）を備え、滑動接点（９）が前記ピストンと前記孔の間に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の制御デバイス。
【請求項１４】
密封手段（２６）が、前記ピストン（４Ａ）と前記孔（８）の間に配置され、前記他の容積（Ｖ１）が、前記ピストン（４Ａ）と前記壁（７’）の間に設けられ、前記容積（Ｖ１）が、ほぼ大気圧の空気で満たされるように外部の空気と連絡されていることを特徴とする請求項１３に記載の制御デバイス。
【請求項１５】
前記他の容積（Ｖ１）の前記流体（Ｇ１）がガスであり、弁（２３）によってまたは破壊可能なディスク（４６）によって構成された安全デバイスが、前記ガスの圧力（Ｐ１）が臨界値を超えた場合、外部の大気に向かって前記ガス（Ｇ１）を排出することを可能にすることを特徴とする請求項１ないし請求項１０および請求項１２ないし請求項１４のいずれか一項に記載の制御デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空内で遮断を行うスイッチギアの真空第1部品が、閉鎖位置から開放位置へ切り替えるために分離されることができる1対の接点を備えるスイッチギアアセンブリを構成するために、部品が互いに直列に電気的に接続されている、スイッチギアの少なくとも2つの部品を調和された方式で駆動するための制御デバイスに関する。制御デバイスは、所定の圧力で、ある容積内に含まれている気相の絶縁流体内に浸漬されたスイッチギアの第2の部品を駆動するための主駆動シャフトを備え、制御デバイスは、前記主シャフトが動かされたとき、スイッチギアの第1の部品の移動接点が駆動されることを可能にするために結合手段によって運動されるのに適した補助シャフトをさらに備え、スイッチギアの前記第1の部品が閉鎖位置にあるとき、前記移動接点は、所定の値よりも高い接触圧力を発生させるように選択された力によって、スイッチギアの前記第1の部品の他方の接点に押圧されて保持される。短絡電流が断続器を通過する場合特に、電気的な反力の影響下で接点が離れるのを防止するために、真空断続器が閉鎖状態にあるとき、ある接触圧力が一般に必要であることは公知である。
【背景技術】
【０００２】
このタイプのデバイスは、特許文献WO 9708723により特に公知である。高電圧ハイブリッド断続器を駆動するためのこの制御デバイスは、六フッ化硫黄SF6などの誘電性の絶縁ガスを含むガス断続器を駆動するための主駆動シャフトを備える。このハイブリッド断続器は、ガス断続器の遮断チャンバが、その外部表面にフィンを有する絶縁シース内に入れられているため、空気的に絶縁されている。主駆動シャフトは、主シャフトが絶縁器の移動接点に接続されることを可能にするために、ガス断続器の絶縁シースによって画定された別の区画と連絡しているケーシングによって画定された区画内に入れられている。このケーシングは、その固定接点がその壁面の1つに接続されている真空断続器を中に入れるような寸法にされている。したがってケーシングは、高電圧ハイブリッド断続器の1つの極を構成する。
【０００３】
高電圧ハイブリッド断続器のこの極の接続端子は、断続器内の永久電流が、その機能が電流が遮断されたときの再構成過渡電圧に耐えることである真空断続器を介して通過しないように、2つの区画の間に挟置されることによってケーシングに固定されている。真空断続器の移動接点は、接続ブレードを介してガス断続器の移動接点と電気的に接続され、真空断続器が閉鎖状態にあるとき、十分な接触圧力を発生させるためのばね手段を備える補助シャフトによって駆動される。この補助シャフトは、主シャフトに対して垂直であり、ベルクランク形状のレバーを介してそれと結合され、ケーシングに対して固定された軸の周りを枢動し、それによって、運動がほぼ90°偏向されることを可能にする。
【０００４】
真空断続器は、2つの区画を充填する誘電性の絶縁ガスの圧力を受ける。ほぼゼロである圧力が、真空チャンバとも呼ばれる真空断続器の防漏なチャンバ内に行き渡るため、このチャンバは、特に真空チャンバの絶縁性の円筒形壁上および金属ベローズ上で、外部のガスからの圧縮力に耐えるように構成されなければならない。絶縁ガスの圧力が比較的高い(当技術分野で公知のようにその中での窒素の割合が80%よりも大きいガス混合物が使用されるとき、または純粋な窒素が使用されるとき、5バールよりも一般に大きい)必要がある場合、防漏チャンバの構造が前記圧力に耐えるように設計されている真空チャンバを使用することが可能であるが、このタイプの断続器はまだ普及しておらず、特にコストがかかる。数バールの圧力の純粋の窒素内に浸漬されるように設計された真空チャンバの周囲に樹脂をオーバーモールドすることを記載している日本国特許文献JP 2003 045300で公知のように、真空断続器の周囲の保護補強材を設けることも可能である。この解決法もまた、実施するためにコストがかかり、絶縁ガスの高すぎる圧力が、特にチャンバの金属ベローズに及ぼされることを防止することが困難なままであり、ベローズが変形または破壊される危険性を有する。
【０００５】
欧州特許出願EP 1 310 970もまた、真空断続器の移動接点が、主シャフトと結合された補助シャフトによって駆動されることを可能にするための異なる結合手段を使用するこのタイプの別のデバイスを開示している。また、スイッチギアの2つの部品(この特許文献では図示されない)は、結合手段を包囲し、ガス断続器の遮断チャンバと連絡しているケーシングを介して互いに直列に電気的に接続されている。結果として、ハイブリッド断続器内の永久電流が真空断続器を介して通過する。補助シャフトは、真空断続器が閉鎖状態にあるとき、十分な接触圧力を発生させるための、たとえばスプリングディスクすなわち皿ばねワッシャ装置などの弾力性の手段を備える。これらの弾力性の手段は、ほぼソケット型であり、その端部壁面が補助シャフトがそれを通過することができる通し穴を備える当接部材の内部で受けられている。この当接部材は、ケーシングに接続された、2つの部品を互いに直列に電気的に接続することに加わるフランジ内にしっかりと挿入される。真空断続器が開放されるとき、弾力性の手段が、ソケットの端部壁面と補助シャフトのロッドに固定されたカラーの間で保持されながら変形する。カラーとソケットのショルダの間の空距離は、断続器が完全に開くまでの真空断続器の移動接点のための残りのストロークを決定する。
【０００６】
真空断続器は、ケーシングによって画定された区画に隣接する区画内に配置されている。2つの隣接する区画は、上記に述べたばね装置を通る遮断ガスのための通路が比較的狭い場合でさえも、当接部材の内部の空間を介して互いに連絡している。結果として、ガス断続器の遮断チャンバ内の遮断ガスの圧力を比較的高くする必要がある場合、真空断続器の区画が、同一であるがまたは少し高い圧力を必然的に受ける。したがって、真空断続器の防漏チャンバのための圧力に対する抵抗の問題が、ハイブリッド遮断デバイスなどでも生じる。
【０００７】
また、圧力断続器内の接触圧力を発生させるためのワッシャなどの弾力性の手段は、断続器の移動接点のために長いストロークを得ることを可能にする。通常、弾力性のワッシャは、約1センチメートルの最大ストロークを可能にする。都合の悪いことに、高電圧ハイブリッド断続器は、かなり高い電圧の範囲の規格にされている。これは、かなり大きく、通常2センチメートルよりも大きい接触間隔を備える真空断続器を採用することを必要とする。この場合、断続器の接点間の最大間隔が、断続器の固有の特性とは別に接触圧力弾力性手段の特性によって制限されるため、スプリングディスクすなわちワッシャを使用し続けることが困難であるように見える。この点で、真空絶縁器の移動接点に対して本来許されている最大ストロークが、絶縁器の密封する金属ベローズの弾性限界に依存することが想起される。
【０００８】
従来型のつるまきばねの使用は、真空断続器の移動接点のための所望のストロークを得ることを可能にする。しかし、接触圧力が、従来通りに機械的ばねによって完全に提供されているということにより、接点圧縮ばねデバイスの寸法および運動質量は、絶縁器が規格されている最大短絡電流を増加させることで必然的に増加する。
【特許文献１】WO 9708723
【特許文献２】JP 2003 045300
【特許文献３】欧州特許出願EP 1 310 970
【特許文献４】WO 0074095 A1
【特許文献５】EP 0 132 083
【特許文献６】US 4 458 119 A
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、これらの欠点を改善することである。本発明の第1の目的は、これが、特に密封する金属ベローズでその防漏チャンバを包囲しているガスの圧力に対する真空断続器の保護を増加させることなく、スイッチギアアセンブリおよび特にハイブリッド遮断スイッチギアアセンブリ内のガス部品内の遮断ガス圧力を増加させることを可能にすることである。本発明の第2の目的は、断続器内に接触圧力を発生させるための機械的な弾力性の装置を省略することを任意選択で可能にするか、または、このような弾力性の装置が、断続器が短絡電流を通過させることを可能にするために接触圧力の大部分をそれ自体で発生させる必要なしで少なくとも可能にする真空断続器を備えるスイッチギアアセンブリ用の制御デバイスを提案することである。最後に、追加の目的は、真空断続器の移動接点が、断続器に対して本来許可された全ストロークにわたって駆動されることを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的のために、本発明は、補助シャフトが、気相の絶縁流体の前記容積をより低い圧力の流体の別の容積と分離する壁を防漏な方式で通過し、前記2つの流体の各圧力の間の差が、前記補助シャフトに加えられる、前記接触圧力に関与する、ある力を得ることを特徴とする制御デバイスを提供する。
【００１１】
第1の有利な実施形態では、前記補助シャフトの一部分が、前記壁内の開口内に防漏な方式で装着された部分によって形成された孔の内部で動かされるのに適したピストンによって構成され、前記気相の絶縁流体に対して密封するための密封手段が前記ピストンと前記孔の間に配置されている。好ましくは、壁および孔が、スイッチギアの第2の部品の極に接続された導電性のアセンブリを構成し、ピストンが、スイッチギアの第1の部品の移動接点に接続された少なくとも1つの導電性部分を備え、滑動接点が、孔とピストンの導電性部分との間に配置されている。壁が、気相の絶縁流体の前記容積の少なくとも一部分を包囲する、ケーシングの一方の面によって構成され、その中に結合手段が配置されてもよい。
【００１２】
スイッチギアアセンブリが空気を絶縁するスイッチギアとして使用されている場合、ケーシングは、スイッチギアの第2の部品の2つの極の間で空気絶縁を提供する絶縁シースの一方の端部に防漏な方式で組み付けられた一方の側で好ましくは開いている。ケーシングは、空気中に直接配置され、スイッチギアの第2の部品の絶縁ガスと外部の空気の間の密封を提供する。
【００１３】
スイッチギアアセンブリが、金属被覆タイプのスイッチギアとして使用されるように設計されている場合、ケーシングは、スイッチギアの金属被覆が気相の絶縁流体の容積と外部の空気の間で必然的に防漏であるため、密封ではなく機械的な支持を提供する働きをする。
【００１４】
第2の実施形態では、壁が、スイッチギアの前記第2の部品の極と電気的に接続された導電性のプレートと接合され、前記補助シャフトが防漏な方式でそれを通過する開口がその中心に設けられている可撓性のゾーンを有する。そのとき、壁の可撓性のゾーンは、異なる圧力を発生させる機械的な機能を行う密封ベローズを構成する。好ましくは、補助シャフトは、導電性プレートと電気的に接続された孔の内部で電気的接点とともに動かされるのに適したガイドピストンを備える。
【００１５】
上に述べた実施形態の両方で、結合手段は、前記2つの絶縁流体のそれぞれの圧力の差によって得られる力に加えて前記接触圧力に関与するために、前記補助シャフト上に力を及ぼすのに適した弾力性の機械的圧縮手段を備えてもよい。
【００１６】
本発明、その特徴およびその利点は、限定されない例として本発明の一実施形態を示す添付の図面を参照にして示されている以下の説明からより明確になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図1に概略を示す本発明の制御デバイスは、特許文書WO 0074095 A1で特に知られているように、スイッチギアアセンブリに、より正確には遮断および断路アセンブリに適用されている。この文書は、スイッチギアの第1の部品が真空スイッチギアであり、スイッチギアの第2の部品が、電流がスイッチギアの第1の部品によって遮断された後に断路器機能を行うように、空気中に配置された枢動自在に装着されたスイッチブレードを有する断路器によって構成されている、互いに直列に電気的に接続されているスイッチギアの2つの部品を調和させて駆動するための駆動機構を記載している。真空断続器の移動接点を駆動するための駆動ロッドが、その端部でロッドと一体化または固定されたショルダを押圧するのに適した枢動自在に装着されたカムを用いて並進運動するように駆動される。接触圧力を提供するための機構は、この文献には記載されていないが、従来型のばね装填機構および/または電磁制御機構を使用することができる。枢動自在に装着されたブレードを駆動するための駆動リンクが、カムによる回転を拘束するレバーにヒンジ連結され、主駆動シャフトが、カムを回転方向に駆動するための別のレバーにヒンジ連結されている。
【００１８】
したがって、運動することによって、主駆動シャフトは、スイッチギアの2つの部品を調和させて駆動させることを可能にし、それによって、スイッチギアの前記部品を所定の時間シーケンスで運動させることを可能にする。この例でのカムの輪郭形状は、カムが断路器の固定接点から枢動自在に装着されたスイッチブレードを分離させるのに十分に回転する前に迅速に、真空断続器の接点を分離させることを可能にする。これは、このような遮断および断路アセンブリのための通常のシーケンスに対応する。
【００１９】
図1に示す遮断および断路アセンブリは、多くの点で特許WO 0074095 A1に記載されているアセンブリと同様である。この最新技術に対して本発明によって行われた第1の修正形態は、圧力P2下にある気相の絶縁流体G2で満たされ、その容積V2が断路器スイッチギア10および制御デバイスの大部分を含む、容器を提供することにある。容器は、断路器10の枢動自在に装着されたブレード15と電気的に接続された、絶縁シース18の一方の端部に防漏な方式で組み付けられるように断路器10の近傍で開いている金属製ケーシング7を備える。断路器が、周囲の空気の誘電絶縁特性よりも良好な誘電絶縁特性を有する圧力下の気相の媒体内に配置されているという事実は、断路器の絶縁耐力を増加させることを、あるいはその絶縁耐力を減少させることなしに断路器の寸法を減少させることを可能にする。
【００２０】
ケーシング7は、断路器の2つの極の1つを構成し、絶縁シース18が、ケーシングと断路器の固定接点16を支持している他方の極との間の空気内の絶縁を提供する。これは、空気中に直接配置されており、絶縁ガスG2と空気の間の密封を提供する。主駆動シャフト2は、並進運動されることができ、制御機構(図示せず)に接続されるように防漏な方式でケーシングを通過する部分を備える。WO 0074095のデバイス内の手段と同様に、結合手段3は、枢動自在に装着されたブレード15を駆動するための駆動リンク12とヒンジ連結されているレバーに固定された、枢動自在に装着されたカム14を備える。手段3は、主シャフト2の、および真空断続器1の移動接点5を駆動するための駆動ロッドとして働く補助シャフト4のそれぞれの運動を結合することを可能にする。接点5は、電流を通す閉鎖位置で示されており、必要な接触圧力を提供するために、真空断続器の固定接点6に押圧されている。
【００２１】
この例では、補助シャフト4は、防漏な方式でケーシング7の壁7Aを通過し、前記壁7Aを通る開口内に防漏な方式で装着された部分によって形成された孔8の内部で動かされるのに適したピストン4Aを備える。絶縁ガスG2に対して密封するための、Ｏリングシールによって形成された密封手段17が、ピストンと孔8の間に設けられている。ピストン4Aは、真空断続器の移動接点5と電気的に接触して組み立てられた少なくとも1つの導電性の部分4A2を備える。ピストン4Aが移動するとき、ピストンの部分4A2もまた、たとえば、それ自体公知であるばねＯリング接点である滑動接点を用いて孔8との電気的な接触を維持する。
【００２２】
孔8は、ケーシング内の気相の絶縁流体G2の圧力P2よりも低い圧力P1に維持された流体G1で満たされた容積V1内へケーシング7の外部で開いている。流体G1は、任意選択でG2と同じタイプの絶縁ガス、あるいは誘電性の液体またはゲル、あるいは少量の空気、または誘電特性のない圧力P1の他のガスであってもよく、断続器の2つの極の間に誘電性の絶縁を提供するために、真空断続器の防漏チャンバを包囲する誘電性のゲルまたは固体の容積に隣接して設けられている。図1では、図示した流体G1は、その孔8の周囲でケーシング7に対して防漏な方式で固定された剛性の絶縁シース11内に含まれる絶縁ガスである。
【００２３】
ケーシング7の内部のガスG2の圧力P2と、防漏シース11の内部のガスG1の圧力P1との間の差が、値P2-P1に孔8内のピストンの断面積を乗じた積である差圧Fpをピストン4Aに及ぼす。これらのパラメータの関数として、差圧力Fpは、短絡電流が断続器に流れる場合でさえも、互いに押圧された真空断続器1の接点5および6を保持するために必要な接触圧力を保証するように構成されることができる。ベローズが、断続器の防漏チャンバ内の真空と前記チャンバの周囲のガスG1の間で移動する隔壁を形成しているという事実のため、真空断続器1の移動接点5上に及ぼされる全差圧は、実際には、上記で定義した差圧Fpと、真空断続器の密封する金属ベローズ19に及ぼされるガスG1の圧力の総和であることにも留意すべきである。以下では、接触圧力FCは、特定の電流状態の下で断続器の接点を互いに押圧されて保持するために、断続器の密封ベローズに及ぼされるガスG1の圧力に加えて、真空断続器の移動接点5に及ぼされる力として定義される。
【００２４】
図2では、図1の制御デバイスが、電流がスイッチギアアセンブリによって遮断される開放位置で概略的に示されている。枢動自在に装着されたブレードを備える断路器の部分は図示されていないが、前記ブレードが開いている断路器の枢動自在に装着されたブレードを駆動するための駆動リンク12の位置によって理解することができる。制御デバイス(図示せず)によって駆動される、図の底部の方へ移動する主シャフト2が、枢動自在に装着されたカム14を回転させ、カムの輪郭形状が、回転の始めのように補助シャフト4のショルダ4Bを押圧するように構成される。カム14がショルダ4Bを押圧する力は、ピストン4Aの全ストロークにわたってほぼ一定のままである差圧Fpを超えるのに十分であるように構成される。図に示すように、ピストンがそのストロークの終わりに来たとき、真空断続器の接点5および6が、断続器の金属ベローズ19の弾性限界を超えないように構成された間隔で分離される。
【００２５】
図3では、本発明の制御デバイスが、「ハイブリッド遮断回路断続器」または「ハイブリッド回路断続器」と呼ばれるスイッチギアアセンブリのための適用例で概略的に示されている。これは、真空中で遮断を行うスイッチギアをガス内で遮断を行うスイッチギアと関連付けている。以下では、スイッチギアのこれら2つの部品をそれぞれ「真空断続器」および「ガス断続器」と呼ぶ。ガス断続器10(図の左側では図示せず)は通常、ハイブリッド回路断続器を駆動するために主シャフト2によって並進運動させられるのに適した移動アーク接点を備える移動接点装置を有する。主シャフトが、絶縁リンクを介して制御機構(図の右側では図示せず)に従来通りに接続されている。シャフト2の位置は、この図では、ハイブリッド回路断続器の閉鎖状態、すなわち永久電流が回路断続器を通過する状態に対応している。真空断続器1およびそれに沿って補助シャフト4が並進運動する軸は、それに沿って主シャフト2が並進運動する軸Xとほぼ垂直である同じ軸Yに沿って配置されているが、前記軸の間に90°以外の角度を設けることも可能である。
【００２６】
真空断続器1、孔部分8、ピストン4Aおよび密封手段17は、図1の対応する要素と同じタイプのものである。好ましくは、密封手段17を構成するＯリングシールは、ピストン4Aの導電性のソケット型部分4A2と接触せず、前記部分4A2上に防漏な方式で装着された環状の要素27に恒久的に押圧されるように、孔8を形成する部分のくぼみ内に配置されている。環状の要素27は、必ずしも導電性でなくてもよく、密封の品質に顕著な影響を与えることなく、Ｏリングシールを押圧しながら動かされるのに適するように構成されている。気相の絶縁流体G2の気相の絶縁流体G1の容積V1への漏出は、したがって、ハイブリッド断続器の動作の年間にわたって極めて低いレベルに維持することができる。
【００２７】
理論上、容積V1から絶縁シース11の外部へのガスG1の損失にほぼ等しい時間平均値が、容積V1に向かって漏出するガスG2の量に対して求められる。このようにして、ガスG1およびG2が同じタイプであるが、または類似の誘電特性を有する場合、シース11内のガスの圧力P1は、断続器の機械構造に対し臨界にある最大値を超えずに真空断続器1の2つの極の間の絶縁耐力を保存するために許容可能な極値[P1min，P1max]によって定義された範囲内に維持されることができる。安全のため、圧力測定デバイスP1が、前記圧力が下限P1minよりも高いままであることを特にチェックするため、およびP1が前記限界よりも低下した場合ハイブリッド回路断続器が分離されるのを防止するために設けられることができる。逆に、臨界最大値P1maxを超えた場合、たとえば与圧されたばねを有する弁23によって構成された安全デバイスを設けることが可能である。このような弁は、たとえば真空断続器1の固定接点6を担持し、シース11を閉鎖する金属ディスク22内の開口内に設置されることができ、このような弁は、その圧力が臨界最大値を超える少量のガスG1を大気に解放するためにわずかに開くように構成されている。当然、この解決法は、ガスG1が大気に対して危険性がないと仮定しており、このような解決法が実施されるときは純粋な窒素を使用することが有利である。
【００２８】
2つの気相の絶縁流体G2およびG2のそれぞれの圧力P2およびP1の間の差が、補助シャフト4に加えられ、この場合、図1のデバイスのように、それ自体全体接触圧力Fcを提供するある力Fpを得る。力Fpは、ピストンの直径Dの平方に比例する。
【００２９】
図1に示すスイッチギアアセンブリ内のケーシングと同様に、金属製ケーシング7が、ガス断続器の遮断チャンバを包囲する遮断シース(図示せず)の一方の端部に防漏な方式で組み付けられるように、ガス断続器10の近傍で開いている。ケーシング7は、前記断続器の移動接点装置(図示せず)と電気的に接続されることによってガス断続器10の2つの極のうちの1つを構成している。ピストン4Aの導電性の部分4A2は、滑動接点9を用いて孔8と電気的に接続したままである。このようにして構成されたハイブリッド回路断続器は、図1のデバイスのように空気を遮断されたタイプのものである。
【００３０】
主シャフト2と補助シャフト4を互いに結合するための結合手段3は、主シャフト2とともに並進運動するように拘束され、図に示されているように前記シャフト2のセグメント2Aによって形成されることができる、カム30を備える。カム30の表面は、補助シャフト4とともに運動するように拘束された回動要素またはホイール31をガイドするために適切であるように構成されている。前記ホイールの車軸は、補助シャフト4の一部分を構成するクレイドル4A3によって担持されたベアリング上に装着されている。このクレイドルは、ピストン4Aの導電性の部分4A2内に挿入されている部分4A1に固定されているが、孔8と断続器の移動接点5の間の導電性が部分4A2によって提供されるため、前記部分4A1は必ずしも導電性でなくてもよい。補助シャフト4のクレイドル4A3の端部部分4Bは、ケーシング7の1つの面7Bに固定されたガイド要素13内を並進方向に滑動するのに適しており、この面は、補助シャフトのピストン4Aがそれを通過する壁7Aを構成している面に対向している。
【００３１】
したがって、ハイブリッド回路断続器が電流を遮断するために分離されるとき、軸Xに沿って並進方向に駆動される主シャフト2が、所定量の空転の後、図4に示すように、真空断続器の接点5および6が完全に分離されるまで、軸Yに沿って並進方向に補助シャフト4を駆動することを可能にする。主シャフト2の空転は、カム30が回路断続器の閉鎖状態からホイール31と接触するために、シャフトによって移動される、したがってまたガス断続器の移動アーク接点によって移動される距離としてここで定義される。ガス断続器のアーク接点が、実質上真空断続器の接点が分離し始める瞬間に、ある相対速度で分離するように、ハイブリッド回路断続器でこのような空転が一般に必要であることは、公知である。空転はまた、ガス断続器のアーク接点を必要な相対速度まで持っていくための「助走」距離と呼ばれることもときどきあり、これは、「シンブル型」接点形状での2つの断続器のアーク接点の相互の重なりに通常対応している。
【００３２】
主シャフト2と補助シャフト4の間でこの例で使用されているカムおよびホイール結合部は、運動偏向伝達機構の分野で公知である原理を実施している。このような結合部は、真空断続器を備える複数の電気スイッチギア部品を調和された方式で制御するための制御システムでも長く使用されている。特に、特許文献EP 0 132 083は、単一の制御機構によって並進運動させられる断路器の移動接点を駆動するための駆動シャフトから真空断続器および断路器を駆動することを可能にするデバイスを示している。前記シャフトとともに並進運動するように拘束されたカムが、シャフトに対して垂直に配置された真空断続器とともに並進運動するように拘束されたホイールと結合されている。接触圧力ばねが、真空断続器の移動接点に対して推力を恒久的に加え、断続器が閉鎖位置にあるとき断続器内で必要な接触圧力を得ることを可能にする。
【００３３】
したがって、本制御デバイスで使用されている結合手段3は、EP 0 132 083に記載されているものと類似である。本発明は、従来型の制御デバイスで不可欠である接触圧力ばねを省略すること、またはいずれにしても、図8および図9の説明で以下に示すような機械的ばねデバイスによって及ぼされる力を減少させることを有利には可能にすることを強調できる。好ましくは、本発明の本制御デバイスでは、ホイール31および主シャフト2は、図3に示すように、ハイブリッド回路断続器が閉鎖状態にあるとき、および、主シャフトが回路断続器の分離中に空転で移動している間、少量の隙間がこれら2つの要素の間に存在するように構成されている。ハイブリッド回路断続器の耐用年数にわたって、真空断続器の接点が、分離している間に当たる電気アークの作用の下で腐食することがあり、時間が経つと、このような腐食は、断続器が閉鎖状態にあるとき、移動接点が固定接点に近くなることに至ることがある。上記で述べた少量の隙間は、このようにしてわずかに近くなる移動接点に対処するために設けられており、したがって、補助シャフト4上の接点圧力によって生じるいかなる応力も、ハイブリッド回路断続器が閉鎖状態にあるとき、主シャフト2上に加えられることを防止することを可能にする。
【００３４】
補助シャフト4がそれに沿って並進運動する軸Yに沿ったカム30の高さが、図4に示すように、真空断続器の接点5および6のために望まれる間隔eの関数として選択される。
【００３５】
図4では、スイッチギアが開放位置にあるときの図3の制御デバイスが概略的に示されている。簡略化の理由のため、真空断続器1内の遮断シース内の過度のガス圧力を解放するためのオプションの安全デバイスは、この図には示されていない。図3に示すハイブリッド回路断続器の閉鎖状態から始めて、回路断続器は、ガス断続器10のアーク接点を分離させるために図の右側に向かって軸Xに沿って並進運動する主シャフト2によって分離される。いったん主シャフト2が空転で移動した後、カム30の「開口」スロープに対応する主用部分30Aが、図の底部に向かって軸Yに沿って並進方向に補助シャフト4を駆動するためにローラ31と接触する。したがって、真空断続器の移動接点5は、主要部分30Aの形状を用いて所定の運動プロファイルを採用している。ホイール31がカムの主要部分30Aを離れるとき、すなわち、ホイールが押圧しているカムの表面が軸Xと再び平行になるとき、補助シャフト4は並進方向の運動を終了する。したがって、真空断続器1の接点5および6が所望の間隔eで完全に離れた後、図4に示した回路断続器機能の終了まで、ガス断続器のアーク接点を動かし続けることが可能である。真空断続器1が開かれている間、密封手段17を構成するＯリングシールが、ピストン4Aに気密性を及ぼす環状の要素27を連続的に押圧し続けることがわかる。
【００３６】
図4に示す回路断続器機能終了位置では、ホイール31が、ピストン4Aの両側の2つのガスのそれぞれの圧力間の差によって得られる力Fpと等しい力でカム30を押圧する。したがって、主シャフト2およびそのカム30が、真空断続器の移動接点5をその開放位置にロックする。
【００３７】
図5は、図3の制御デバイスと類似の制御デバイスを概略的に示しており、ここで、真空断続器は、ガス断続器によって行われた回路断続器機能の終了後再び閉鎖されている。回路断続器機能の終了後主シャフト2によって移動される追加のストロークは、ガス断続器のアーク接点が、断続器の気相の絶縁流体G2の断路距離を保証するのに十分遠く離れていることにより、スイッチギアアセンブリが回路断続器機能に加えて断路器機能を行うことを可能にする。カム30がその上に形成されている主シャフト2のセグメント2Aは、「再閉鎖」スロープを有する第2の部分30Bをカム上に設けることを可能にするために、図3および図4のデバイスのカムの図に示すよりも長い。再閉鎖スロープは、カムの主要部分30Aの開放スロープとは別の方式で傾斜している。
【００３８】
主シャフト2が追加のストロークにわたって移動している間、第2の部分30Bのスロープ形状が、ホイール31およびしたがって補助シャフト4が、衝撃の瞬間にほぼゼロである瞬時の速度で移動接点が固定接点を押圧するように、真空断続器の固定接点のより近くに移動することを可能にする。ハイブリッド回路断続器の閉鎖状態に対応する接触圧力と同じ接触圧力が、真空断続器が再閉鎖した後、真空断続器の移動接点に及ぼされる。再閉鎖は、スイッチギアアセンブリによって断路されたラインがある形状にあるときこのような浮遊電位が真空断続器に損傷を与えることがあるため、真空断続器の移動接点が、ハイブリッド断路回路断続器が断路位置にあるとき浮遊電位にあることを防止することを可能にする。
【００３９】
図6は、金属被覆スイッチギアアセンブリのための適用例での、図5の制御デバイスと類似の制御デバイスを概略的に示している。このタイプの適用例では、使用中、高電圧の電位にあるケーシング7が、スイッチギアアセンブリの金属被覆を構成する気密性の金属被覆42から電気的に絶縁されなければならないことが強調できる。気密性の被覆が、ガス回路断続器の気相の絶縁流体G2をある圧力P2で包囲するため、たとえば、ケーシング内のガス圧力がケーシングと被覆の間の残存する空間よりも高いという仮定がされていなければ、ケーシング7も気密であることは重要ではない。本適用例では、ケーシング7は開いており、空気的に絶縁されたスイッチギアアセンブリに対する本発明の上で述べた制御デバイスと同じ導電体および機械的支持機能を行う。
【００４０】
主シャフト2およびそのカム30は、スイッチギアアセンブリがその回路断続器に加えて断路器機能を行うことを可能にするように構成されている。任意選択で、主シャフト2の導電性の部分は、滑動接点を介してケーシング7と電気的に接続され、ケーシングの外側のその端部に、シャフト2の部分2Cを形成し、制御機構(図示せず)に接続されるように金属被覆のアセンブリの被覆42を防漏な方式で通過する、絶縁リンクがそれにヒンジ連結されているブロック2bを備える。ブロック2Bは、断路器機能の終了後追加のストロークを移動するシャフト2を用いて、被覆42に固定された、シャフト2の絶縁リンク2Cがそれを通過する端子43と電気的に接触するように構成されている。したがって、ケーシング7は、主シャフト2の導電性の部分を介して被覆42の接地電位に接続されている。このことは、真空断続器が、回路断続器機能の終わりで再閉鎖されるため、およびしたがって、その固定接点がケーシング7と電気的に接続される、真空断続器の固定接点に接続された金属被覆ラインを接地することを可能にする。金属被覆ラインの中央導電体50は、この例では、真空断続器の防漏チャンバを包囲している、その圧力P1がガス断続器を包囲しているガスG2の圧力P2よりも小さいガスG1内に浸漬されている。結果として得られるスイッチギアアセンブリは、ラインの一方の側で接地する追加の機能を行うこともできる金属被覆ハイブリッド断路器回路断続器である。
【００４１】
図7は、スイッチギアアセンブリが閉鎖状態にあるときを示す、本発明の別の制御デバイスを概略的に示している。補助シャフト4は、図3の制御デバイスの補助シャフトと同一である。そのシャフトと同様に、シャフトは、カムによって動かされるように構成され、ケーシング7に固定されたガイド要素13内を並進方向に滑動するのに適しているホイール31を担持している。この例では、主シャフト2と補助シャフト4の間の結合手段は、ホイール31に作用するためのロータリーカム14'を使用している。カム14'のロータリーシャフト48は、ケーシング7に固定されたベアリング上に装着され、主シャフト2によって担持されたラック21と噛合する円形の1組の歯を備える大きい方のホイール32とともに回転するように拘束されている。したがって、並進運動する主シャフトがカム14'を回転させ、カムの輪郭形状は、いったん主シャフトが、ある量の空転で移動した後、ガス断続器の接点の分離と調和するような方式で、ホイール31に作用するように構成されている。
【００４２】
真空断続器の防漏チャンバの周囲の誘電性の媒体は、この例では、前記チャンバの周囲にオーバーモールドされ、絶縁シース11内に入れられている誘電性材料28によって構成されている。公知のように、前記材料が十分な機械的剛性を有する場合、およびそれが要素に抵抗する場合、絶縁シース11もまた、オーバーモールドされた誘電性材料28で作製されてもよい。気相の流体G1の小さな容積V1のみが、断続器の移動接点がそれを通過するチャンバの端部プレートと補助シャフト4のピストン4Aがその中を滑動することができる孔部分8との間で、真空断続器の防漏チャンバに隣接している。ガスは、真空断続器の極の間で誘電絶縁を提供しなくてもよいため、ガスG1は必ずしも絶縁性のガスでなくてもよい。また、漏出が、極の間の誘電絶縁に影響を有さないため、前記ガスの圧力を監視する必要はない。
【００４３】
密封手段26が、容積V1と外部大気の間の連絡を防止するためにこの例では設けられており、ガスG1は、容積V1からの漏出が一方向のみに、すなわち外部大気に向かって生じるように、周囲大気よりも高い圧力で供給される。この提供の目的は、特に外部大気の湿気および塵のない容積V1を保存することである。好ましくは、ガスG1は、使用される目的のための現場で最終的に充填される前に、スイッチギアアセンブリの組み立て中、スイッチギアアセンブリの安全な輸送のために、ケーシング7内のガスG2の仮の充填圧力に対応する、たとえば大気圧の約2倍の圧力で、工場内で供給される。したがって、スイッチギアアセンブリが工場を離れた後に容積V1を充填するまたはチェックする必要はなく、このことはオペレータにとって有利である。密封手段26は、真空断続器の移動接点がそれを通る端部プレートがこのような形状で動作するように構成されている場合、外部の大気と連絡している空気を充填される容積V1を受け入れることができるため、重要でないことに留意すべきである。
【００４４】
孔部分8は、密封手段17を通るケーシング7の容積V2からのガスG2のいかなる漏出も外部大気へ排出されるように、外部大気をピストン4Aと孔8の間の隙間と連絡させる、密封手段17と真空断続器の間の前記隙間内に開いている半径方向オリフィス24を備える。したがって、いかなるこのようなガスG2の漏出も、容積V1内のガス圧力の増加を生じさせず、したがって、前記容積と外部大気の間に、図3のデバイスの弁23などの過剰な圧力を排出するための弁などの安全デバイスを設置することは不必要である。半径方向オリフィス24は、密封手段17を通るガスG2の漏出の場合、安全排出口をそれ自体構成する。
【００４５】
図7aおよび図7bは、それによって真空断続器の移動接点が、ロータリーカム14'を用いて駆動される原理を示す概略図である。図7aは、真空断続器1の接点が閉鎖されている図7の構成を再現している。実際には、ホイール31の回転する表面と、空転に対応するカム14'の円弧状の部分の表面の間に少量の隙間が必要であることが強調できる。
【００４６】
図7bは、ハイブリッド回路断続器が分離された後、真空断続器の接点が、所望の間隔eで完全に離されたときの図7の構成に対応している。このとき、カムは、約180°回転され、間隔eが維持されながら回転し続けることができる。カムのプロファイルが、主シャフト2が追加のストロークを移動することによって、およびラック21が十分な長さであると本来仮定するならば、真空断続器が再閉鎖することを可能にするであろうということが強調できる。
【００４７】
ロータリーカムを介した結合は、図3の制御デバイスのように並進運動するカムを使用する結合によって得られる結果と類似の結果を得ることを可能にする。図7の制御デバイスは、第1に、空転の終わりでカム14'とホイール31の各表面の間の衝突の相対速度を減少させることを可能にするという利点、および第2に、主シャフト2に及ぼされる横方向力をかなり減少させることを可能にし、それによってシャフトの長手方向ガイド要素への摩耗を特に制限することを可能にするという利点を提供することができる。しかし、このような結合は、並進運動するカムを使用する結合よりも実施するためにコストがかかる。
【００４８】
図8に概略的に示す制御デバイスは、図3の制御デバイスの改良形態を構成している。弾力性の機械的圧縮手段が、スイッチギアアセンブリが電流を通過する閉鎖位置での接触圧力を補強するために追加される。弾力性の圧縮手段は、シャフトの軸Yに沿って補助シャフト4上に圧縮応力を加えるようにして装着されたばね35を備える。ばね35は、シャフト4のクレイドル4A3に固定された当接部材34'内で受けられるプッシャ要素34を支持する端部を有し、シャフトのピストン4Aを支持する別の端部を有する。プッシャ要素34は、ばね35が、主シャフト2に固定され、この例では、プッシャ要素34に当接して滑動するのに適するように構成されたフィンガ33の作用下で小さな振幅で圧縮されるとき、部材34'によって保持された当接位置から離れるように上昇させることによって、ばね35の他方の端部の近くに持っていかれるのに適している。
【００４９】
ばね35のこのような圧縮は、2つの気相の絶縁流体の各圧力の間の差によって得られた差圧力Fpに加えて力を補助シャフト4に加えること、およびスイッチギアアセンブリが閉鎖位置にあるとき、すなわちガススイッチギアが閉鎖位置にあるとき、接触圧力Fcを補強することを可能にする。このような構成は、短絡電流が流れるとき、真空断続器の接点を離れるように動かす傾向がある電気力に耐える必要がある接触圧力Fcを提供するのに力Fpそれ自体では不十分である場合に有利である。この構成は、主なガス漏出がガス断続器の容積を形成する場合でさえも、最小の接触圧力を維持することを可能にするため、差圧力を増加させるためにピストン4Aの直径を増加させることから成る代替形態よりも好ましい。機械ばねによって保証されたこのような最小接触圧力の値は、ガス断続器の容積が、極めて大きなガス漏出のために周囲圧力にされるという起りそうにない場合でさえも、公称電流を通すために、スイッチギアアセンブリを動作中その閉鎖位置に保持することを可能にする。したがって、真空断続器の接点は、無効にされず(分離され)、前記最小接触圧力の値が、特定の公称電流のために必要な最小値を超えている限り、アークは接点の間に当たらない。
【００５０】
したがって、本発明の制御デバイス内の接点圧力を補強するために機械的なばねシステムを追加することは、制御デバイスを備えるスイッチギアアセンブリの信頼性のおよび動作連続性の点で有利である安全性を構成する。このような追加の機械的なばねシステムについての図8のデバイスの構成以外の構成を想像することができ、ばねの機械エネルギーを、以下で説明するように、真空断続器の接点を完全に分離する作業に貢献するために使用することができる。
【００５１】
追加の機械的ばねシステムが、図9に概略的に示されており、図3に示すような真空断続器の移動接点を駆動するための駆動機構を改良することを可能にする。この追加のシステムは、それぞれが枢動自在に装着されたアームに作用する2つのばね36および37を備える弾力性の機械的圧縮手段を有し、アームの一方の端部は、ケーシングに固定されたガイド要素13'内を並進方向に滑動することができるシャフト4の端部4Bの近傍に補助シャフト4のクレイドル4A3上の特殊輪郭形状の回転表面を押圧するように構成されたホイールを備える。
【００５２】
この追加のばねシステムが、図9aに拡大されて示されている。2つの枢動自在に装着されたアーム38および39が、各ホイール40,41を担持している。クレイドル4A3上の2つの特殊輪郭形状の回転表面は、この例では対称的であり、ばね36および37および枢動自在に装着されたアームは、対称的に配置されている。スイッチギアアセンブリが閉鎖位置にあるとき、ばねシステムによって及ぼされる合成力Frは、システムが軸Yの周りに対称的に配置されているため、補助シャフト4の軸Yに沿って方向付けられる。クレイドル4A3上の回転表面のそれぞれの輪郭形状は、合成力Frが差圧力Fpと同じ方向に方向付けられる、したがって、合計Fp+Frと等しい接触圧力Fcに加わるように構成されている。輪郭形状はまた、力Frが、主シャフト2がスイッチギアアセンブリを開放または閉鎖するために駆動される結果として補助シャフト4が移動するとき、軸Yに沿って方向を変更するように構成されている。
【００５３】
力Frの方向の変更は、スイッチギアアセンブリが回路断続器機能の終わりで開放位置にあるときの駆動機構を示す図9bで見ることができる。各回転表面は、ホイール40または41と回転表面の間の接触点が側部突起の頂点を通過するとき、ばね36および37によって補助シャフト4に及ぼされる力のy軸成分がゼロに減少され、方向を変更するように構成された、側部突起を有する輪郭形状を有する。このような突起の頂点は、軸Yから最も離れた突起のゾーンとして画定される。したがって、スイッチギアアセンブリが開いているまたは閉じているとき、補助シャフト4によって担持されているホイール31が、シャフトを運動させながらカム30の主表面30Aの上を移動するとき、力Frは、定数項をゼロに減少させ、方向を変更する。
【００５４】
スイッチギアアセンブリが開いている間、力Frは、差圧力Fpに逆らって仕事をするように方向を変更する。このような方向の変更は、完全な開放を達成するために主シャフト2の制御機構によって及ぼされる仕事をある量減少させることが可能であることを強調できる。ばねのエネルギーおよび側部突起の輪郭形状は、断続器の接点が閉鎖される(または再閉鎖される)ことを可能にするために、補助シャフト4が、真空断続器に向かって方向付けられた機械力および空気力の合計に等しい合力を常に受けるように、力Frが定数項でもFpより小さいままであるように構成されることが理解される。
【００５５】
図9cは、真空スイッチギアの移動接点を駆動するための別の改良型の駆動機構を概略的に示している。結果は、図9の駆動機構によって得られる結果と同様であり、制御デバイスに必要な駆動エネルギーを増加させることなく前記スイッチギアの接触圧力を、より低い程度で増加させることを可能にする。軸Yの周りに対称的に配置された2つの同一のばね36および37のそれぞれは、固定支持部に枢動自在にヒンジ連結された第1の端部と、補助シャフトに枢動自在にヒンジ連結された第2の端部とを有する。2つのばねが、補助シャフトの軸Yと垂直な同じ軸に沿って同時に位置合わせされるとき、力Frの方向の変更が生じる。これは、いったんシャフトが真空断続器の接点間の所望の間隔に対してストロークeの大部分を移動した後、実際に行われる。
【００５６】
図9dは、その機構が2つの前の解決法を有利には結合している、真空スイッチギアの移動接点を駆動するための別の改良型の駆動機構を概略で示している。補助シャフト4のクレイドル4A3は、枢動自在に装着されたアームの一方の端部に装着されたホイールがそれを押圧する単一の特殊輪郭形状の回転表面を有する。図9、図9a、図9bを参照して説明した解決法と同様に、ばね37の一方の端部が前記枢動自在に装着されたアームに作用し、回転表面の輪郭形状は、ばね37によって補助シャフト4に及ぼされる力のy軸成分がゼロに減少され、方向を変更することができるように構成された側部突起を有する。クレイドル4A3もまた、図9cを参照にして説明した解決法のように、別のばね36の一方の端部に取り付けられた枢動自在に装着されたヒンジを有する。ばね36は、ばね37のエネルギーよりも低いエネルギーを有し、2つのばねによってシャフト4に及ぼされる合力Frは、主シャフト2がそれに沿って並進運動する軸Xに沿ってガス断続器に向かって方向付けられている成分FrXを有する。
【００５７】
成分FrXのこの方向付けは、シャフト4の端部4Bとケーシング7に固定されたガイド要素13'の間の接触表面13'Aでの瞬間力を減少させることを可能にする。これらの瞬間力は、特にカム30の主要部分30Aの開いているスロープが比較的急であるため、主シャフト2の並進運動に対して毎秒数メートルの瞬間速度のため、スイッチギアアセンブリが開かれている間に、カム30がホイール31と接触するときに比較的大きい。枢動自在に装着されたばね36の存在は重要ではなく、必要に応じて、成分FrXを減少させながら軸Yに沿った合力Frの成分FrYを、主に補強する働きをしていることが強調できる。
【００５８】
図10は、その流体の圧力P2が本発明の制御デバイスを動作させるために使用される、ガス断続器の気相の絶縁流体G2に対して密封するための密封手段の代替実施形態を概略的に示している。ピストン4A'と滑動接点9を担持している孔部分8'の間の隙間49内に設けられている、ガスに対して密封するための密封手段はない。ピストンは本質的に、補助シャフト4をガイドするための機械的なガイドとして、および真空断続器の移動接点と、ガス断続器の極と電気的に接続された導電プレート20の間で電気を伝導するための導電体として働き、前記プレート20が、前の実施形態で7の符号を付けられたケーシングなどの金属製ケーシングの1つの面を構成することが可能である。真空断続器は、ほぼ同じ圧力P1でピストン4A'の両側に分散されたガスG1で包囲されている。ピストン4A'は、小さなチャネル25によって形成された通路を備えることができるが、ピストンの2つの側面の間のガスG1の圧力の平衡化、さらに比較的ゆっくりとした平衡化が、気密ではない隙間49を介して行われるため、このようなチャネルは通常必要ない。好ましくは、圧力P1を測定するためのデバイス45が、特に前記圧力が下限P1minよりも高いままであることをチェックするために設けられている。
【００５９】
2つの気相の絶縁流体G1およびG2を分離する壁7'が、導電性のプレート20と気密な方式で接合され、その中心に、補助シャフト4がそれを防漏な方式で通過する開口が設けられている可撓性のゾーンを有する。壁7'は、密封ベローズの形態であり、十分な可撓性および強度を得るように選択された金属で作製されてもよい。これは、好ましくは、シャフト4を通過させるためにその中心に開口を備えるディスクの形態である。その直径は、ピストン4A'の直径よりもかなり大きくすることができ、滑動接点9を介した導電性のセクションが、スイッチギアアセンブリによって通過される電流を通過させるのに適切に維持される限り、ピストンの直径が減少されることが可能である。壁7'の直径を増加させることによって、たとえば図3に示すような気密ピストンを有する制御デバイスによって得られる差圧力よりも高い差圧力Fpを得ることが可能である。この比較は、2つの制御デバイスの間でほぼ等しい移動質量にも適用可能である。また、密封ベローズタイプの解決法では、密封ガスケットに対して移動する表面はないため、補助シャフト4によるこの例で構成されたとき、ベローズと移動アセンブリの間の防漏接続部で極めて良好な防漏性を得ることが可能である。
【００６０】
圧力P2のガスG2の、圧力P1のガスG1の容積V1に向かう漏出は、通常無視することができ、容積V1内に流入するガスG2の量は、前記容積から絶縁シース11の外部へ漏出することができるガスG1の量よりも普通は常に小さい。したがって、理論上、圧力P1が、真空断続器の機械構造にとって臨界である最大値P1maxを超えて増加する危険性はなく、推測的に、過剰な圧力のガスG1を排出するための弁などの安全デバイスを提供する必要はない。しかし、絶対的な安全性のために、容積V1と外部の大気の間に、ディスクの2つの側面の間のガス圧力の差が所定の破壊値を超えたときに破壊するように構成された、破壊可能または「破裂可能な」ディスク46によって構成された高価でないガス排出デバイスを設けることが可能である。この例では、破壊可能なディスク46が、孔部分8'を導電性のプレート20と電気的に接続し、容積V1と外部の大気の間の密封も助ける、金属製の環状部分44の上に装着されている。
【００６１】
図10の前の制御デバイスの変形実施形態が、図11に概略的に示されている。この変形形態は、図7の制御デバイスで使用された安全原理で動作する、大気圧での安全空間を備える。ガス断続器のガスG2に対して密封するための密封ベローズとして特に働く壁7'が、完全に防漏でない場合、前記ベローズを通るガスG2のいかなる漏出も、チャネル24を介して外部の大気へ排出される。壁7'および補助シャフトのピストン4A内にある容積V1は、チャネル24を介して外部の大気と連絡しており、前記容積V1内に含まれるガスG1は、したがってこの例では大気中の空気である。
【００６２】
図7のスイッチギアアセンブリでのように、誘電性材料28が、真空断続器の防漏チャンバの周囲にオーバーモールドされている。材料28とピストン4Aの間にある容積V0のガスG0は、図7のデバイスのために使用されたガスG1と同様であり、このガスに関して上記で述べたことは、本構成にもそのまま適用可能である。この例では、ピストン4Aは、真空断続器で必要な接触圧力を発生させる働きをしない。逆に、ガスG0が、好ましくは大気圧よりも高い圧力にあるため、ピストンの2つの側の間の差圧力が、可撓性のピストン7'上でガスG2によって発生させられた差圧力に逆らって(かなり低く維持しながら)仕事をする傾向がある力を発生させる。好ましくは、ピストン4Aの直径もまた、滑動接点9を介した導電性のセクションが十分であり続けるならば、できる限り小さいように選択される。密封手段26および密封環状要素27は、必ずしも重要ではないこと、および、そのときガスG0は、図7のデバイスを参照して上記で説明したように、大気中の空気であってもよいことが強調できる。
【００６３】
上記で説明された制御デバイスは、そのそれぞれがガス断続器を伴う真空断続器を備えるスイッチギアアセンブリの適用例で示されている。しかし、本発明の制御デバイスは、スイッチギアの第1および/または第2の部品が、電気的に直列または並列に配置された複数の断続器で構成されたスイッチギアアセンブリに適用されることができることを理解されたい。たとえば、スイッチギアアセンブリが、並進運動するのに適した共通の補助シャフトに接続されることによって互いに運動するように拘束されたそれらの移動接点を備える互いに並列に接続された複数の真空断続器で構成されたスイッチギアの真空部品を備えることができることが知られている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】電流通過すなわち閉鎖位置で示された、それ自体公知である遮断および断路アセンブリに適用されるような、本発明の制御デバイスの概略図である。
【図２】スイッチギアアセンブリが電流を遮蔽する電流遮蔽開放位置で示された、図1の制御デバイスの概略図である。
【図３】真空スイッチギアがガススイッチギアの主軸に対してほぼ垂直に配置されている、ハイブリッド遮蔽スイッチギアアセンブリに適用されるような、本発明の制御デバイスの概略図である。
【図４】スイッチギアアセンブリが開いている位置を示す、図3の制御デバイスの概略図である。
【図５】ガススイッチギアによって行われる回路断続器機能の終了後、真空スイッチギアが再閉鎖されることが可能であるという仮定がされている、図3の制御デバイスと類似の制御デバイスの概略図である。
【図６】金属被覆スイッチギアアセンブリのための適用例での、図5の制御デバイスと類似の制御デバイスの概略図である。
【図７】主シャフトと補助シャフトを互いに結合するための結合手段が、図3の制御デバイスによって得られる結果と類似の結果を達成することを可能にし、気相の絶縁流体に対して密封を提供する密封手段で生じるいかなる漏出に対しても安全な排出が提供される、本発明の別の制御デバイスの概略図である。
【図７ａ】それによって真空スイッチギアの移動接点が、図7に示す結合手段のロータリーカムを用いて駆動される原理を示す高度概略図である。
【図７ｂ】それによって真空スイッチギアの移動接点が、図7に示す結合手段のロータリーカムを用いて駆動される原理を示す高度概略図である。
【図８】弾力性の手段が、電流がスイッチギアアセンブリを通過する電流通過閉鎖位置での接触圧力を補強するために付加されている図3の制御デバイスの概略図である。
【図９】本発明の制御デバイスに必要な駆動エネルギーを増加させることなく、スイッチギア内の接触圧力を増加させることを可能にする、図3に示すような真空スイッチギアの移動接点を駆動するための駆動機構に対して行われた改良を示す概略図である。
【図９ａ】スイッチギアアセンブリが閉鎖位置にある位置での図9に示されている改良型の駆動機構の拡大図である。
【図９ｂ】スイッチギアアセンブリが開放位置にある位置での図9aの駆動機構の概略図である。
【図９ｃ】図9の駆動機構によって得られる結果と類似である結果を達成することを可能にする真空スイッチギアの移動接点を駆動するための別の改良型の駆動機構の概略図である。
【図９ｄ】真空スイッチギアの移動接点を駆動するための別の改良型の駆動機構の概略図である。
【図１０】その圧力が本発明の制御デバイスを動作させるために使用される気相の絶縁流体に対する密封を提供するための密封手段の代替実施形態の概略図である。
【図１１】空気圧での安全空間を備え、図7の制御デバイスで使用された安全原理で動作する、図10に示した制御デバイスの変形実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６５】
1  真空断続器
2  主駆動シャフト
2A  セグメント
2B  ブロック
2C  部分
3  結合手段
4  補助シャフト
4A  ピストン
4A1  部分
4A2  導電性の部分
4A3  クレイドル
4B  端部部分
5  移動接点
6  固定接点
7  金属製ケーシング
7'  壁
7A  ケーシングの壁
7B  面
8,8'  孔
9  滑動接点
10  断路器
11  絶縁シース
12  駆動リンク
13,13'  ガイド要素
13'A  接触表面
14  カム
14'  ロータリーカム
15  ブレード
16  固定接点
17  密封手段
18  絶縁シース
19  金属ベローズ
20  導電性のプレート
21  ラック
23  弁
24  半径方向オリフィス
26  密封手段
27  環状の要素
28  誘電性材料
30  カム
30A  主要部分
30B  第2の部分
31,32  ホイール
33  フィンガ
34  プッシャ要素
34'  当接部材
35,36,37  ばね
40,41  ホイール
42  金属被覆
43  端子
44  環状部分
46  ディスク
48  ロータリーシャフト
49  隙間
50  中央導電体
X,Y  軸
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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