(57)【要約】電気接続ユニットの第１導電性部品（３１）と第２導電性部品（３２）とが互いに離間したときに電気アークによって発生する粒子に対して防御する防御装置であって、粒子に対するシールドを形成するために、第１部品（３１）と第２部品（３２）とが離間する箇所の近傍に配置された少なくとも一つの防御要素（４３，４４，４５）を備える防御装置。
2015505143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気接続ユニットの第１導電性部品（３１）と第２導電性部品（３２）とが互いに離間したときに電気アークによって発生する粒子に対して防御する防御装置であって、
前記第１導電性部品及び前記第２導電性部品の各々は、円筒形状の接触面を有し、
前記第１導電性部品と前記第２導電性部品との離間は、前記接触面の一方が他方の接触面上を相対的に摺動することで行われ、
前記防御装置は、前記粒子に対するシールドを形成するために前記第１部品（３１）と前記第２部品（３２）とが離間する箇所の近傍に配置され、前記接触面の一方と対向配置される防御要素（４３）を備え、
前記防御要素（４３）は、前記第１部品及び前記第２部品の円筒形状の外側に位置する円筒状の防御要素（４３）であって、
前記防御装置は、前記第１部品及び前記第２部品の前記円筒形状の内側に位置する他の円筒状の防御要素（４４）を備えることを特徴とする防御装置。
【請求項２】
前記防御要素（４３）と前記他の防御要素（４４）とは、金属または金属メッキからなる請求項１に記載の防御装置。
【請求項３】
前記防御要素（４３）と前記他の防御要素（４４）とは、電気的絶縁材料からなる請求項１に記載の防御装置。
【請求項４】
前記第１部品及び前記第２部品の前記円筒形状の内側であって、前記接触面の互いに相対的な摺動方向に対して略垂直に、且つ、互いに相対的に摺動する前記接触面によって被覆されない接触面に対向するように設置される、リング状又はリング扇形の補助防御要素（４５）を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の防御装置。
【請求項５】
前記補助防御要素（４５）は、電気的絶縁材料からなる請求項４に記載の防御装置。
【請求項６】
回路遮断器が閉位置のときに電流を通すための主電気回路と、
前記回路遮断器を開位置にするために電流を遮る二次電気回路と、を備え、
前記主電気回路は、電気アークにより発生する粒子に対して防御する請求項１乃至５のいずれか一つに記載の防御装置が取り付けられた電気接続ユニットを備える回路遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング電気アークにより発生する粒子に対して防御する装置に関する。このような装置は特に、高電圧（ＨＶ）および中電圧（ＭＶ）スイッチギヤ、具体的には高電圧回路遮断器、中電圧回路遮断器、および発電機回路遮断器に適している。
【背景技術】
【０００２】
大部分の回路遮断器では、回路遮断器が閉位置にある時に電流を通すために設けられる主電気回路と、回路遮断器を開位置に置くことが望ましい時に電流を遮るために設けられる二次電気回路とが設けられる。
【０００３】
図１は、特許文献１に開示されている回路遮断器の長手方向断面図であり、主電気回路と二次電気回路とを示している。この図は、金属上部３と、金属底部４と、金蔵上部３及び金属底部４を接続する電気的絶縁材料からなる中央部５とから構成される長手軸２を持つ回路遮断器のケーシング１を示している。
【０００４】
主電気回路は、金属上部３と、金属底部４と、中間金属要素、つまり金属上部３に締結されたコンタクト６と、金属底部４に締結されたコンタクト７と、（軸２の左側の図部分に示されているように）連続フィンガにより構成されて固定コンタクト６，７の間の接続を確保するように、または（軸２の右側の図部分に示されているように）固定コンタクト６，７の間の接続を確保しないように移動されうる可動コンタクト８と、を含む。
【０００５】
二次電気回路は、高位置（図の左部分を参照）から低位置（図の右側を参照）まで制御部材によって移動可能な接触ピン１４を含む。接触ピン１４は、摺動路１３により案内されて長手軸２に沿って摺動する。高位置では、チューリップ型コンタクト１１がその中央に取り付けられた金属上部３の水平仕切り９によって、接触ピン１４はケーシングの金属上部３に電気的に接続されている。低位置では、接触ピン１４は、ケーシング１の金属上部３にもはや電気接続されない。
【０００６】
図１はまた、仕切り９と、チューリップコンタクト１１と、電気的絶縁材料からなる円形壁部２０と、金属底部４に固定されノズル１２がその中央に取り付けられた仕切り１５とにより画定される空間１８のスイッチングアーク用の構成１０を示している。
【０００７】
さらに、図１は、アークチャンバ−１６と電気アーク１７と円形ブラストスロット１９とブラストシリンダ２１とブラストピストン２２とブラスト通路２３とチェックバルブ２４とを示している。
【０００８】
回路遮断器の開動作の間、主コンタクト（可動コンタクト８と固定コンタクト６，７）が最初に分離し、これらのコンタクトを流れていた電流が二次回路へスイッチする。このスイッチングは、固定コンタクトと可動コンタクトとの間に電気アークを引き起こす。このアークは、スイッチギヤの誘電強度を阻害するスパークを生成する。この欠点を克服するため、特許文献１は、電蝕に対する耐性を有する材料の使用を推奨している。しかし、放出されるスパークの量はこうして低くなるが、それでもスイッチギヤの誘電強度については無視できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許第０９８２７４８号明細書（米国特許第６２１１４７８号明細書に対応）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、過渡条件と連続条件の両方において、安全装置を備えるスイッチギヤの入力／出力誘電強度を上昇させることで電気アーク発生現象の影響を制限できる防御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１に本発明は、電気接続ユニットの第１導電性部品と第２導電性部品とが互いに離間したときに電気アークによって発生する粒子に対して防御する防御装置であって、前記第１導電性部品及び前記第２導電性部品の各々は、円筒形状の接触面を有し、前記第１導電性部品と前記第２導電性部品との離間は、前記接触面の一方が他方の接触面上を相対的に摺動することで行われ、前記防御装置は、前記粒子に対するシールドを形成するために前記第１部品と前記第２部品とが離間する箇所の近傍に配置され、前記接触面の一方と対向配置される防御要素を備え、前記防御要素は、前記第１部品及び前記第２部品の円筒形状の外側に位置する円筒状の防御要素であって、前記防御装置は、前記第１部品及び前記第２部品の前記円筒形状の内側に位置する他の円筒状の防御要素を備えることを特徴とする防御装置を提供する。
【００１２】
前記防御要素と前記他の防御要素とは、金属または金属メッキからなってもよい。
【００１３】
前記防御要素と前記他の防御要素とは、電気的絶縁材料からなってもよい。
【００１４】
前記第１部品及び前記第２部品の前記円筒形状の内側であって、前記接触面の互いに相対的な摺動方向に対して略垂直に、且つ、互いに相対的に摺動する前記接触面によって被覆されない接触面に対向するように設置される、リング状又はリング扇形の補助防御要素を備えてもよい。この補助防御要素は、電気的絶縁材料で製作されうる。
【００１５】
第２に本発明は、回路遮断器が閉位置のときに電流を通すための主電気回路と、前記回路遮断器を開位置にするために電流を遮る二次電気回路とを備え、前記主電気回路は、電気アークによって発生する粒子に対して防御する前記防御装置が取り付けられた電気接続ユニットを備える回路遮断器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】先行技術の回路遮断器の長手方向断面図である。
【図２】スイッチングアークにより発生する粒子に対して防御する本発明に係る装置の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
添付図を伴う非限定的な例として挙げられた以下の説明を読むことで、本発明はより良く理解され、他の利点および特性が明らかになる。
本発明は、直流を通すための主回路と、電流を遮るための二次回路とを有する回路遮断器の分野に特に有利な用途が見られる。遮断時に、本発明は、主回路と二次回路との間でのスイッチングの問題に対処することが可能である。
【００１８】
図２は、スイッチングアークにより発生する粒子に対して防御する本発明の装置の動作を説明するための図である。
【００１９】
この図は、電気接続ユニットに属する二つの個別部品、つまり、第１導電性部品３１（概して接触フィンガである）と第２導電性部品３２とを示している。当該部品３１，３２は、電蝕に対して特に良好な耐性を備える材料により完全または部分的に作られていてもよいし、あるいは当該材料により全く作られていなくてもよい。図２では、接触するように設けられた当該部品３１，３２の端部３３，３４は、耐電蝕性が特に優れた材料を備えている。
【００２０】
主電気回路と二次電気回路が示される回路遮断器については、部品３２の相対移動によって主回路が開放される。部品３１，３２の分離中には、図２に示されているようにスイッチングアークが出現し、この分離は図の右側に設けられた矢印によって描かれている。
【００２１】
図２はまた、部品３１，３２の端部の間に形成される電気アークにより発生する粒子に対して防御する装置を示している。この実施形態において、防御装置は、三つの防御要素、つまり要素４３，４４，４５を含む。
【００２２】
図２の曲線矢印で示されているように、スイッチングアークにより放出される粒子を捕捉するようにして、要素４３，４４，４５が配置されている。
【００２３】
要素４４は必ずしも不可欠ではない。回路遮断器の構成から可能であれば、この要素は省略されうる。
【００２４】
要素４３は、スパークシールド、つまり発生された粒子を保持するシールドである。この要素は、耐コロナ性キャップの機能も実施でき、回路遮断器の内側に存在する電界の分布を改善可能にする。耐コロナ性キャップとして使用するため、要素４３は金属又は金属メッキによって作られなければならない。
【００２５】
要素４４，４５は、互いに相対的に移動する部品３１，３２に非常に近接しており、この理由から電気的絶縁材料で製作される。
【００２６】
要素４３，４５は、絶縁材料からなる単一の部品で製作してもよい。この部品は、図２に十字記号で記された側に金属メッキが施され、金属メッキは部品３１の電位に設定されうる。
【００２７】
本発明の防御装置は、電気アークにより発生する粒子が、高レベルの電気応力を受けるゾーンであるＡゾーンへ進入するのを防止することを可能にする。
【００２８】
スイッチングアークが消滅するまで、導電性部品３２（つまりこの例では可動部品である導電性部品）または少なくともその端部３４が要素４５の下にとどまる場合に、本発明の防御装置により得られる効果が最適となる。
【００２９】
例を挙げると、当業者に利用可能な手段によって要素４３，４４，４５が回路遮断器の固定部分に締結される。図１に一部が示されたタイプの回路遮断器については、固定コンタクト６と可動コンタクト８との分離中に電気アークにより発生する粒子に対して防御するため、防御装置の要素４３，４４，４５はケーシング１の上部３に締結されてもよい。
【００３０】
もし、図１の回路遮断器において、円筒形状第１部品３１及び第２部品３２の接触面が円筒形状である場合には、要素４３，４４も円筒形状であり、要素４３，４４は固定コンタクト６又は可動コンタクト８のいずれかの側に設置される。このように、要素４５はリング形状である。
【符号の説明】
【００３１】
３１  第１導電性部品
３２  第２導電性部品
３３  端部
３４  端部
４３，４４，４５  防御要素
Ａ  ゾーン
【図１】
2015505143.tif 000003
【図２】
2015505143.tif 000004
【国際調査報告】
2015505143.tif 000005
2015505143.tif 000006
2015505143.tif 000007
2015505143.tif 000008