(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸線（２）に沿って移動可能な少なくとも1 つの接点と、可動接点を受けるために設けられた少なくとも1 つの対抗接点（７）とを有する、耐焼失接点を備えた接点機構を有する電気的開閉装置にして、両接点の一方は、中心軸線（２）の方向に延びるラジアル方向のスリット（２６）を通って互いに間隔をおいた個々の弾性的コンタクトフィンガ（１３）を備えたフィンガケージ（２５）を有し、中心軸線（２）の方向へのコンタクトフィンガ（１３）の引き寄せの際にコンタクトフィンガ（１３）の側方フランク（２９）が、コンタクトフィンガ（１３）の前方部分において接触面（２７）の範囲に接触することを阻止する手段が設けられている前記電気的開閉装置において、
コンタクトフィンガ（１３）の元部から出発してスリット（２６）は、まず小さい幅（Ａ）を、そしてコンタクトフィンガ（１３）の尖端の領域で初めて大きな幅（Ｂ）を有することを特徴とする前記電気的開閉装置。
【請求項２】
コンタクトフィンガ（１３）の元部から出発するスリット（２６）の幅（Ａ）に対するフィンガケージ（２５）の平均直径が略１００対１であり、そしてコンタクトフィンガ（１３）の長さに対するフィンガケージ（２５）の平均直径が略１対３であることを特徴とする請求項１記載の電気的開閉装置。
【請求項３】
コンタクトフィンガ（１３）の長さに対するフィンガケージ（２５）の平均直径が最大略１対２. ８であることを特徴とする請求項２記載の電気的開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念による電気的開閉装置から出発する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧開閉装置で故障の際に生じ、開閉装置によって、特に迅速アースによっても制御されなければならない短絡電流は益々大きくなり、その結果この電気的開閉装置の接点機構の寿命に注意が注がれなければならない。フィンガケージを備えた接触機構は公知である。個々のコンタクトフィンガは高圧開閉装置の出力増大と共に益々大きくなる電流力を受ける。この電流力にアーク作用による追加の歪みが作用すると、フィンガケージの隣接したコンタクトフィンガの間の溶着が生じ得る。そのような溶着はフィンガケージへの対抗接点の進入を阻止し、即ち開閉装置の駆動装置はこの溶着の破断をあらわる事情の下で可能にする、かなりのパワーリザーブを備えなければならない。パワーリザーブを備えたそのような予備駆動装置は比較的高価である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特許請求の範囲第１項に特定された本発明は、フィンガケージに配設されたコンタクトフィンガの側方フランクが、電流力のためにアーク作用と関連して溶着されることがないような電気的開閉装置を提供することを課題とする。
そのように溶着しないように形成される接点機構は、開閉装置の駆動装置が弱くてよく、従って安価に製造されることができる結果となる。更に本発明による接点機構の寿命は有利に高められ、その結果長いメンテナンスインターバルが可能であり、このことは開閉装置の利用性を有利に高める。
【０００４】
本発明の好適な実施形態において、コンタクトフィンガの間にスリットが段状の幅を有する。コンタクトフィンガの元部から出発するスリットの幅に対するフィンガケージの平均直径は略１００対１である。その際コンタクトフィンガの長さに対するフィンガケージの平均直径は略１対３である。この構成は、コンタクトフィンガがその尖端の領域において金属的に接触することができず、その結果アーク作用の下でさえコンタクトフィンガの側方フランクの溶着は生じ得ないという利点を有する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は本発明によれば特許請求の範囲の特徴によって解決される。
本発明の実施例によって得られることができる利点を、次に可能な実施方法を示す図面に基づいて詳しく説明する。
【０００６】
【実施例】
金属で密封されてガス絶縁された電気的開閉装置は一般にアースと称されるアーススイッチ及び又は迅速アースと称される迅速アーススイッチを備える。このアース又は迅速アースの使用は常に実証された。図１には図示しない駆動装置によって駆動される迅速アース１が表されている。迅速アース１はガス絶縁された切換え装置のアース接続された金属カプセル３と運転中高圧を付勢される切換え装置のアクチブ部分４との間に中心軸線２に沿って延びている。図１の左半分には迅速アース１が遮断された状態、そして右半分には接続された状態で表されている。迅速アース１は円筒状に形成され、カプセル３の外方に配設された図示しない駆動装置によって駆動される可動接触管５を有する。アクチブ部分４に面した接触管５の尖端６は焼失しない材料、例えばタングステン銅を備えることができる。接続の際に接触管５は中心軸線２に沿ってアクチブ部分４に剛固に挿入される対抗接点７上に移動する。対抗接点７は中心軸線２のまわりに円筒状に組立られている。
【０００７】
対抗接点７は、中心にコンタクトピン８を有し、コンタクトピンは可動接触管５に面した側に導電性の耐焼失性材料から成る円筒状のキャップを備えることができる。コンタクトピン８はリング状の隙間９を取り囲み、リング状の隙間９は可動接触管５を受けるために設けられている。リング状の隙間９は外方に対して導電性のコンタクトベース１０によって制限されている。コンタクトベース１０は中間部材１０ａによってアクチブ部分４と導電的に接続している。このコンタクトベース１０は可動接触管５に面した側で導電的な、耐焼失性材料から成る誘電的に好適に形成されたカバー１１を備える。コンタクトベース１０の接触管５に面した側には、コンタクトフィンガ１２として形成された弾性的な接点要素が挿入されている。
【０００８】
可動接触管５は接触管状に形成されており、その対抗接点７に面した尖端６は、可動接触管５の内方に弾性的に取りつけられたコンタクトフィンガ１３が誘電的に遮蔽されるように形成されている。接続の際にコンタクトフィンガ１２は接触管５上に乗り上げかつその外表面上を滑る。接触管５の内方には接続の際にコンタクトピン８を収容する空域が設けられている。コンタクトピン８は、迅速アースの接続後にコンタクトフィンガ１３が載るための表面を有する。コンタクトフィンガ１３はその元部で接触管５の内方に同心的に固定されたホルダ１４によって保持される。ホルダ１４とコンタクトフィンガ１３は一体に作られており、しかし例えば、個々のコンタクトフィンガ１３の端がホルダ１４内にはんだ付けされることも可能である。ホルダ１４は中心にホルダを貫通する孔１５を有し、孔は、接続アークの範囲に形成される一時的な圧力ピークを解消させるために役立つ。孔１５の内壁には工具の収容部が形成されており、この工具によってホルダ１４は接触管５に同心的にねじ込まれることができる。
【０００９】
接触管５はカプセル３のアース接続された側で金属スリット１６中に案内され、金属スリットには接触管５からこの金属スリット１６上への電流移送のために設けられたスパイラル接点１７が配設されている。スパイラル接点１７の機械的過負荷は絶縁材料から成る案内リング１８によって阻止される。金属スリット１６は金属フランジ１９と導電的に接続しており、金属フランジはアース接続されたカプセル３中に挿入された接続管２１のフランジ２０と圧力密にかつ導電的に接続している。迅速アース駆動装置は金属フランジ１９と圧力密にねじ止めされており、その結果接続管２１の開口は完全に閉鎖される。
【００１０】
金属スリット１６は対抗接点７に面した側で遮蔽部２２によって誘電的に有効に遮蔽されている。この遮蔽部２２は金属スリット１６と剛固に接続しており、その際この金属スリットは図示しない接続部を電気絶縁的に形成する。遮蔽部２２は運転中金属スリット１６のアース電位とは幾分異なる、自由電位を有する。この電位差は比較的僅かであり、その結果遮蔽部２２の誘電的有効性はそれにもかかわらず完全に保証されている。アース電位と偏倚したこの自由電位に基づいて、遮蔽部２２上に取りつけられた測定用センサ２３は高圧の下にある開閉装置に使用されることができる。センサ２３は一般に同軸的に形成された接続ケーブル２４を有し、接続ケーブルはカプセル３から圧力密に突出している。
【００１１】
センサ２３は例えば迅速アース１の接続前にアクチブ部分４の無応力を確保するために設置されることができ、しかしセンサは部分放電パルスの発生の確保のためにも使用されることができる。このことは、一般に、測定装置の精度には由来しない測定にも使用される。しかしこの測定結果は本発明による金属カプセル化されて絶縁された開閉装置の導電技術で、開閉装置の各運転状態に亘る課題に対して有利に処理されることができ、その結果簡単かつコストの安い方法で運転安全性の向上従って開閉装置の利用可能性の向上が達成される。
【００１２】
図２は、接触管５の対抗接点７に面した側の部分断面図を示す。ホルダ１４及びこれに形成された弾性的なコンタクトフィンガ１３は、ここでは一体的に表されており、これらは相異なる部分から組合されることもできる。迅速アース１の可動接点機構のこの実施形態では、コンタクトフィンガ１３は円筒状に形成されたフィンガケージ２５の形に配設されている。このフィンガケージ２５は接触管５の内方に中心軸線２に対して同心的に固定されている。フィンガケージ２５はコンタクトフィンガ１３の直線部分の範囲に外径及び内径を有し、これらの直径の間に平均直径がある。個々のコンタクトフィンガ１３の間に中心軸線２に関してラジアル方向に向いたスリット２６が形成されており、スリットはコンタクトフィンガ１３が個々にかつ互いに無関係に弾性的に作用することを可能にする。ホルダ１４から出発して、コンタクトフィンガ１３の元部に、これらのスリット２６は先ず比較的小さい幅Ａを有する。球状に厚くされかつ中心軸線２に向けられた接触面２７を有する、コンタクトフィンガ１３の尖端の範囲において、スリット２６は幅Ｂを有する。幅Ｂは明らかに幅Ａよりも大きい。比較的非常に小さい幅Ａを備えたスリット２６は、有利にレーザ切断方法によって加工される、そのわけは従来の決断方法は大きな幅にしか加工できないからである。幅Ａのスリット２６は側方フランク２８を有する。スリット２６の幅Ａから大きな幅Ｂへの移行は使用される切断方法に依存して鋭い縁で又は徐々に行われることができる。幅Ｂを備えたスリット２６は側方のフランク２９を有する。
【００１３】
フィンガケージ２５の平均直径はここでは略コンタクトフィンガ１３の元部から出発するスリット２６の幅Ａよりも略１００倍大きく選択されているが、小さいスリット幅も可能である。従ってフィンガケージ２５の平均直径はコンタクトフィンガ１３の元部から出発しているスリット２６の幅Ａに対して略１００対１である。コンタクトフィンガ２５の平均直径はコンタクトフィンガ１３の長さに対して略１対３であり、その際１対２. ８の値を越えてるべきではない。
【００１４】
図２にはコンタクトフィンガ１３が機械的予圧なしに表されている。その際接触面２７は円筒面に位置し、その直径はこれと協働するコンタクトピン８の外径よりも小さい。従ってコンタクトピン１３の乗り上げの際に行われるコンタクトフィンガ１３の開脚はコンタクトフィンガ１３の必要な乗り上げ力を発生させる。前記円筒面の直径が小さくなればなる程、コンタクトフィンガ１３の乗り上げ力は大きくなる。従ってこの接触力の最適化は非常に簡単に可能である。
【００１５】
図３は、接触管５の対抗接点７に面した側の部分断面図である。ホルダ１４及びこれに形成された弾性的なコンタクトフィンガ１３はここでは一体的に表され、ホルダは相異なる部分から組合わされることもできる。迅速アース１の可動接点機構のこれらの他の実施変形では、円筒状に形成されたフィンガケージ２５の形のコンタクトフィンガ１３が配設されている。フィンガケージ２５は中心軸線２に対して同心的に固定されている。個々のコンタクトフィンガ１３の間に、中心軸線２に関してラジアル方向に向いたスリット２６が加工されており、スリットはコンタクトフィンガ１３が個々にかつ互いに無関係に弾性的に作用することを可能にする。これらのスリット２６はその全長に渡って同一の幅Ｂを有する。スリット２６は側方のフランク２９を有する。フィンガケージ２５には円筒状に形成された金属支持スリーブ３０が同心的に挿入されかつホルダ１４とねじ止めされている。コンタクトフィンガ１３の内側は支持スリーブ３０上に位置する。耐熱鋼から成る支持スリーブ３０とコンタクトフィンガ１３の内側との間の特定されない電流移送の阻止のために、温度安定性絶縁フィルムが設けられることができる。しかし支持スリーブ３０を温度安定性合成樹脂から製造することが可能であり、その結果この追加の絶縁フィルムは省略されることができる。
【００１６】
図３にはコンタクトフィンガ１３が機械的予圧なしに表されている。その際接触面２７は、その直径がこれと協働するコンタクトピン８の外径よりも小さい円筒面上に位置する。従ってコンタクトピン８上のコンタクトフィンガ１３の乗り上げの際に行われるコンタクトフィンガ１３の開脚は、コンタクトフィンガ１３の必要な乗り上げ力を発生させる。前記円筒面の直径が小さければ小さい程、コンタクトフィンガ１３の乗り上げ力は大きくなる。従ってこの接触力の最適化は非常に簡単に可能である。
【００１７】
迅速アースの接続の際に対抗接点７上に可動な接触管５が移動され、即ちできる限り大きな速度で移動される。予備点火距離の達成の際に先ず可動接触管５との間の放電が行われかつアークが形成される。アークが大きな電流であると、アーク元部は、コンタクトフィンガ１３の少なくとも一部分の尖端が付勢される。その際比較的大きな電流が流れるコンタクトフィンガ１３はその際生じる電流力によって引き寄せられる。
【００１８】
しかし図２による実施変形ではコンタクトフィンガ１３は、スリーブ２６の狭い側Ａの側方フランク２８が互いに接触するまでの間のみ引き寄せられる。これらのスリーブ２６の前方の幅の広い範囲Ｂの側方フランク２９は接触せずかつ従ってアークの影響の下に溶着されることができない。図３による実施変形では、これに対して金属支持スリーブ３０はコンタクトフィンガ１３の更なる引き寄せを阻止し、その結果ここではその側方のフランク２９は接触せずかつ従って互いに溶着されることはできない。両実施変形では、従って大きな安全性をもってフィンガケージ２５の完全な機能性が得られることができる。
【００１９】
可動接触管５のコンタクトフィンガ１３の尖端がコンタクトピン８に接触するや否や、予備点火アークが消える。電流は今や完全にコンタクトフィンガ１３を通って流れ、コンタクトケージ２５は機械的駆動装置の力によってコンタクトピン８上に被嵌される。安全にコンタクトフィンガ１３の間の溶着の破壊のための力は使用されてはならないので、駆動装置は比較的小さい力従って特別に経済的に実施されることができる。
【００２０】
電流路は可動接触管５のコンタクトフィンガ１３の傍らを通ってコンタクトピン８を介して更に対抗接点７を通ってアクチブ部分４に通じる。しかし可動接触管５は、対抗接点７のコンタクトフィンガ１２が可動接触管５の外表面上に確実に載せられるまでの間接続方向に移行する。迅速アース１を流れる電流は多面的に可動接触管５からコンタクトフィンガ１２を介して更にアクチブ部分４に流れる。迅速アース１の接続はそれによって完全に終了する。
【００２１】
記載の接点機構は、相応して変形されて、他に比較的高い接続電流を印加される開閉装置、特にサーキッドブレーカ、負荷開閉器等にも使用されることができる。本発明による接点機構はその使用可能性において金属カプセル化されて、ガス絶縁された開閉装置に限定されるものではない。また、可動接点の代わりに固定接点にもコンタクトケージ２５を組み込むことができる。開閉装置の両接点が可動接点として形成される場合でも、記載の接点機構は有利に使用されることができる。更に遮断アークによって付勢されるコンタクトケージを有する接点機構をここに記載されたコンタクトケージ２５に相応して形成することも可能であり、その結果そこでも遮断アークの熱的作用と関連した電流力によってコンタクトフィンガの側方フランクの間の溶着が生じ得ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による電気的開閉装置の第１実施例の部分断面図である。
【図２】図２は電気的開閉装置の接点機構の第１の実施変形の部分断面図である。
【図３】図３は電気的開閉装置の接点機構の第２の実施変形の部分断面図である。
【符合の説明】
１    迅速アース
２    中心軸線
３    カプセル
４    アクチブ部分
５    接触管
６    尖端
７    対抗接点
８    コンタクトピン
９    間隙
１０    コンタクトベース
１０ａ    中間部材
１１    カバー
１２    コンタクトフィンガ
１３    コンタクトフィンガ
１４    ホルダ
１５    孔
１６    金属スリーブ
１７    スパイラルコンタクト
１８    案内リング
１９    金属フランジ
２０    フランジ
２１    接続管
２２    遮蔽部
２３    センサ
２４    接続ケーブル
２５    コンタクトケージ
２６    スリット
２７    接触面
２８    フランク
２９    フランク
３０    支持スリーブ
Ａ    幅
Ｂ    幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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