JP4351009B2 - 電力遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の電力遮断器に関する。

高電圧系統で使用され得る電力遮断器が、ヨーロッパ特許出願公開第 0 836 209号明細書から公知である。この電力遮断器は、回転対称に形成された消弧室を有する。この消弧室は、電気絶縁性のガス、例えば消弧媒体と絶縁媒体としてのＳＦ₆ ガスで満たされている。投入状態では、操作ピンがこの遮断器のときに一定の間隔を有する消弧室の両主接触子を結合する。遮断時では、操作ピンが、一方の方向に軸線に沿って移動し、両主接触子が同時に逆方向に移動する。このとき、この操作ピンは、これらの両接触子間にアークを発生させる。このアークは、消滅まで主接触子間に位置しているアーク室内で発生する。

アーク室内で発生したイオン化された高温ガスが排出される。その一部が、蓄熱槽中に蓄熱され、後で公知の方式で消弧過程を支援するために使用される。残りの高温ガスは、管状に形成された接触子を通過して軸線に沿って両側に向かって排出槽内に排出される。一般に軸線に沿って管状のチャネルを流れるこれらのガス流は、導電性の開閉残留物を含んだ高温ガスの大部分をアーク室から排出させる。その結果、主接触子間のアークの再点弧を助長しうる放電キャリヤがアークの消滅後に存在しない。効果的な流れを保証するため、管状チャネルは、可能な限り流れに有利に形成されている。さらに、背圧が排出槽からアーク室内に逆に作用して消弧過程に悪影響を及ぼすことが回避される。この電力遮断器は、比較的高い遮断容量を呈する。

独立請求項中で特徴付けられているような本発明の課題は、安価に製造され得る遮断容量が非常に大きい電力遮断器を簡単な手段で提供することにある。

本発明の電力遮断器は、絶縁ガスで満たされ長手方向軸線に沿って延在し放射対称的に形成されアーク室を有する少なくとも１つの消弧室を備える。この消弧室は、少なくとも２つの電力接触部材を有する。これらの電力接触部材のうちの少なくとも１つの電力接触部材が、管状の中空接触子として形成されている。アーク室の反対側に面した中空接触子の側面に配置され中空接触子の少なくとも１つの第１開口部と連動する偏向部と共に、この管状の中空空間は、高温ガスをアーク室から排出槽内に逃がすために設けられている。この偏向部は、高温ガスを排出槽方向に半径方向に偏向させる。この排出槽は、少なくとも１つの第２開口部を介して消弧室槽に通じている。少なくとも１つの中間槽が、中空接触子と排出槽との間に設けられている。この少なくとも１つの第１中間槽は、第１隔壁によって排出槽に対して仕切られる。この場合、この第１隔壁は、半径方向に指向された少なくとも１つの第３開口部を有する。この第３開口部は、中間槽を排出槽につなげる。この第１隔壁は、良好な熱伝導材、特に金属から成る。しかしながらこの点に関しては、良好な熱伝導特性のほかに高温ガスの発生時に僅かに気化する特性を呈する合成樹脂が特に良好な結果をもたらす。これによって、熱エネルギーが、高温ガスから奪い取られる。もう１つの利点は、分解性のガス及び／又は電気絶縁性のガスが気化した合成樹脂中に含まれる点である。

以下の比が維持される場合、電力遮断器の特に大容量の実施の形態が得られる：
Ｖ₁ ／Ａ₁ ＝（0.1 〜0.5 ）ｍ，
Ｖ₂ ／Ａ₂ ＝（0.1 〜0.5 ）ｍ，
Ｖ₃ ／Ａ₃ ＝（1.0 〜2.5 ）ｍ.
この場合：Ｖ₁ は、中空接触子内部の容積である。Ａ₁ は、第１開口部の横断面である。Ｖ₂ は、第１中間槽の容積である。Ａ₂ は、第３開口部の横断面である。Ｖ₃ は、排出槽の容積である。Ａ₃ は、第２開口部の横断面である。

電力遮断器の第２の実施形は、追加槽と呼ばれる少なくとも１つの第２中間槽を第１中間槽と排出槽との間に有する。この少なくとも１つの追加槽は、第２隔壁によって排出槽に対して仕切られる。この場合、この第２隔壁は、半径方向に指向された少なくとも１つの第４開口部を有する。この第４開口部は、追加槽を排出槽につなぐ。第１隔壁に関連して説明したように、この第２隔壁は、良好な熱伝導材、特に金属又は合成樹脂から成る。

本発明によって奏される利点は、高温ガスの体積がこの高温ガスの特に良好に冷却によって次第に減少すること、これによって高温ガスをアーク室から最適に排出することが保証されている点にある。

本発明のその他の好適な構成は、従属請求項に記載されている。

以下に、本発明，本発明のその他の構成及びこれによって得られる利点を可能な実施の形態を１つだけ示す図面に基づいて詳しく説明する。

全ての図において、同一に作用する要素は、同じ符号で付記されている。本発明の直接的な理解に対して不要な全ての要素は、図示してないか又は説明してない。

電力遮断器は、絶縁ガスで満たされた１つの消弧室又は直列に接続された多数の消弧室を有し得る。これらの消弧室は、従来の開閉原理にしたがって、すなわち例えば自己吹き付け室として、少なくとも１つの追加の圧縮ピストン配置を有する自己吹き付け室として又は簡単な圧縮ピストン遮断器として作動する。電力遮断器は、ヨーロッパ特許出願公開第 0 836 209号明細書中に記すように、例えば電力接触子の配置を有し得る。しかしながら、一方の電力接触子又は両電力接触子が稼働に構成されていることも可能である。この電力遮断器は、例えば屋外遮断器として、金属でカプセルされた絶縁開閉設備の一部として又はデッド・タンク・ブレーカとして構成され得る。図１は、電力遮断器の第１の実施形の消弧室の排出領域の非常に簡略化しかつ図式的に示された部分を示す。

この消弧室の第１の実施形は、回転対称的に構成され、長手方向軸線１に沿って延在している。消弧室は、ここでは示さなかったアーク室を有する。このアーク室内では、アークが、遮断過程の間に２つの電力接触子間で発生する。公知のように、アーク室内の絶縁ガスを加熱する。この加圧された高温ガスの一部が、電力接触子のうちの管状の中空接触子として形成されている電力接触子を通じてアーク室から排出する。矢印３は、アーク室から排出領域内へのこの高温ガスの流れ方向を示す。中空接触子２は、その内側に槽Ｖ₁ を有する。矢印３によって示されたガス流は、矢印５が示すように円錐状に形成された偏向部４によって主に半径方向の方向に偏向される。このガス流は、中空接触子２の外壁に設けられている複数の開口部６を通じてここではこの中空接触子２に対して同心状に配置された中間槽７内に流入する。この中間槽７は、容積Ｖ₂ を有する。中空接触子の外壁のこれらの開口部６は、共通の横断面Ａ₁ を有する。このガスは、中間槽７内で渦を巻いて流れる。

この中間槽７は、隔壁８によって密閉されている。特にこの隔壁８は、例えば鋼や銅のような金属から製造されている。しかしながらこれらの中間層７は、比較的良好な熱伝導性の合成樹脂から製造してもよい。この点に関しては、良好な熱伝導特性のほかに高温ガスの発生時に僅かに気化する特性を呈する合成樹脂が特に良好な結果をもたらす。これによって、熱エネルギーが、高温ガスから奪い取られる。もう１つの利点は、分解性のガス及び／又は電気絶縁性のガスが気化した合成樹脂中に含まれる点である。隔壁８は、少なくとも１つの開口部９を有する。この開口部９は、渦を巻いて流れるガスが同心状に配置された排出槽１０内に半径方向に流出することを可能にする。隔壁８のこの少なくとも１つの開口部９は、横断面Ａ₂ を有する。一般にこれらの開口部６，９は、図３から分かるように互いにずれている。その結果、半径方向に渦を巻いて流れるガスが、直接開口部９を通じて排出槽１０内にさらに流れ得ない。しかしながら、これらの開口部９の全て又はその一部を開口部６の全て又は一部に完全に一致させて、開口部６から排出槽１０内への故意の直接的な部分貫流又は完全貫流を保証することも考えられる。開口部９の形状，大きさ，配置及び数は、最適に構成され、その都度の作動要件に合わせられる。

排出槽１０の外側が、金属の隔壁１１によって仕切られている。この隔壁１１は、一方では中空接触子２に支えられていて、他方では消弧室の電気端子に接続されている金属製の接続部材１２に支えられている。偏向部４が、この接続端子１２の一部として形成されている。排出槽１０は、容積Ｖ₃ を有する。横断面Ａ₃ を有する少なくとも１つの開口部１３が、排出槽１０から冷却ガスで満たされた消弧室槽１４内に通じている。この少なくとも１つの開口部１３は、少なくとも１つの開口部９に対して軸線方向にずらして配置されている。消弧室が、例えば屋外に設置されている場合、消弧室槽１４の外側が、消弧チェンバー絶縁体１５によって気密に密閉される。

一般に中空接触子２は、電力遮断器の遮断時に矢印３の方向に接続部材１２と共に左側に移動する。中間槽７及び排出槽１０は、消弧チェンバー絶縁体１５の内側で固定して配設れている。図１中には、例えば中空接触子２の遮断状態が示されている。中間槽７が中空接触子２及び接続部材１２と共に１つの共通の構成要素を形成することが完全に可能である。その結果、中間槽７が、遮断時に固定して配置された排出槽１０内を中空接触子２と共に移動される。さらに、排出槽１０が中間槽７，中空接触子２及び接続部材１２と共に１つの共通の構成要素に統合されることが可能である。この構成要素は、遮断時に消弧室槽１４内を全体として左側に移動する。

消弧室のこの第１の実施形の場合、ガス流のエネルギーが、半径方向への偏向及び中間槽７内の渦流によって幾分か再充電される。このガス流のエネルギーは、偏向部４の前方では中空接触子２の長さに起因して幾分か減少している。図３中では、矢印１９が、ガス流及び中間槽７の隔壁８に対するこのガス流の衝突を示す。衝突地点から方向転換する２つの小さい矢印２０は、ガスの渦流を示す。この衝突及びこの衝突に続く渦流が、隔壁８への特に良好な熱伝達をもたらす。これによって、渦を巻いて流れるガスの体積が有益に減少する。一般に地絡遮断時に、0.4 〜１bar の範囲の圧力差が、中空接触子２の端部内の圧力と中間槽７内の圧力との間で生じる。この場合、中間槽７内の圧力がより大きい。まだ相当に熱いガスが、中間槽７内に比較的短時間滞留した後に少なくとも１つの開口部９を通じて排出槽１０内に流れる。

この流出は、半径方向に実施される。こうして発生したガス噴射が、ここでは金属隔壁１１として形成された排出槽１０の隔壁に向かって発生し、この隔壁によって強く渦を形成しつつ偏向される。図３中では、矢印２１が、ガス流及び排出槽１０の隔壁１１に対するこのガス流の衝突を示す。衝突地点から方向転換する２つの小さい矢印２２は、ガスの渦流を示す。この渦の形成が、隔壁１１への特に良好な熱伝達をもたらす。これによって、渦を巻いて流れるガスの体積が有益に減少する。相当に冷却されたガスが、軸線方向にずらした隔壁１１の開口部１３に向かって流れる。この流れは、長手方向軸線の周りを螺旋状に進行する。この場合、熱が、ガスからさらに奪い取られる。次いで、この冷却されたガスが、この開口部１３から消弧室槽１４内に流出する。次いで、さらなる開閉過程が任意に実施される。

以下の比が電力遮断器のこの第１の構成で維持される場合、流れる高温ガスが特に良好に冷却される：
Ｖ₁ ／Ａ₁ ＝（0.1 〜0.5 ）ｍ
Ｖ₂ ／Ａ₂ ＝（0.1 〜0.5 ）ｍ
Ｖ₃ ／Ａ₃ ＝（1.0 〜2.5 ）ｍ.
この場合、例えば容積Ｖ_1,2,3 は立方メートルで測定され、横断面Ａ_1,2,3 は平方メートルで測定される。

電力遮断器の第１の実施形の特に良好な電力上昇が、排出領域の以下の構成によって実現される：
中空接触子２内部の容積Ｖ₁ は、0.33リットルで構成される。第１開口部の横断面Ａ₁ は、1850平方ミリメートルで構成される。中間槽７の容積Ｖ₂ は、0.7 リットルで構成される。第３開口部９の横断面Ａ₂ は、3800平方ミリメートルで構成される。排出槽１０の容積Ｖ₃ は、８リットルで構成される。第２開口部１３の横断面Ａ₃ は、4000平方ミリメートルで構成される。

図２は、電力遮断器の第１の実施形の消弧室の排出領域の非常に簡略化しかつ図式的に示された部分を示す。消弧室のこの第２の実施形は、同様に一般に回転対称に形成され、第１の実施形にほぼ一致する。しかしながらここでは、第２の追加槽１６が設けられる。この追加槽１６は、容積Ｖ₄ を有する。この追加槽１６は、隔壁１７によって仕切られる。この追加槽１６は、中間槽７を同心状に包囲する。中間槽７の隔壁８の開口部９は、この追加槽１６内に通じる。特にこの隔壁１７は、例えば鋼や銅のような金属から製造されている。しかしながらこの隔壁１７は、既に上述したように良好な熱伝導性の合成樹脂から成る。隔壁１７は、少なくとも１つの開口部１８を有する。この開口部１８は、渦を巻いて流れるガスが同心状に配置された排出槽１０内に半径方向に流れることを可能にする。隔壁１７の少なくとも１つの開口部１８は、横断面Ａ₄ を有する。この開口部１８は、開口部９に関連して説明したように同様にシャッター状のカバーを有する。一般に、開口部９，１８は、図２，４から分かるように軸線方向に互いにずれている。その結果、渦を巻いて半径方向に流れるガスが、直接開口部１８を通じて排出槽１０内にさらに流れ得ない。しかしながら、開口部９，１８の少なくとも一部が重なることも考えられる。

図２中では、追加槽１６が図の上半分だけで示されている。この追加槽１６は、図２中に示したように中間槽７の長さの一部の周りだけに延在してもよいし、又は図４中に示したように中間槽７全体を同心状に包囲してもよい。

一般に、この実施形でも、中空接触子２が、接続部材１２と共に電力遮断器の遮断時に矢印３の方向に左側に移動する。中間槽７，追加槽１６及び排出槽１０は、消弧室絶縁体１５の内側に固定して配置されている。図２中には、例えば中空接触子２の遮断状態が示されている。中間槽７及び追加槽１６が中空接触子２及び接続部材１２と共に１つの共通の構成要素を形成することが完全に可能である。その結果、中間槽７及び追加槽１６が、遮断時に固定して配置された排出槽１０の中を中空接触子２と共に移動される。さらに、排出槽１０は、中間槽７，追加槽１６，中空接触子２及び接続部材１２と共に１つの共通の構成要素に統合されることが可能である。この構成要素は、遮断時に消弧室槽１４の中を全体として左側に移動する。

図４中では、矢印２３が、中間槽７からのガス流及び中間槽１６の隔壁１７へのこのガス流の衝突を示す。衝突地点から方向転換する２つの小さい矢印２４は、ガスの渦流を示す。この激しい渦の形成が、隔壁１７への特に良好な熱伝達をもたらす。これによって、渦を巻いて流れるガスの体積が有益に減少する。次いで、渦を巻いて流れるガスは、矢印２１が示すように開口部１８を通じて追加槽１６から排出槽１０内に流れる。ここでも既に説明したように、ガス噴射が、激しい渦流と共に再度衝突する。電力遮断器のこの第２の実施の形態の場合、ガスが追加の隔壁１７にさらに衝突し、これに関連して冷却作用が第１の実施の形態のときよりもさらに良好であるので、高温ガスが特に良好に冷却される。

この第２の実施形の作用は、第１の実施形の作用にほぼ一致する。この場合、しかしながらここでは、中間槽７から追加槽１６の隔壁１７に向かって半径方向に流出するガス噴射が、発生し、この隔壁１７によって激しい渦形成と共に偏向される。この渦形成は、隔壁１７に対して特に良好に熱を伝達する。これによって、渦を巻いて流れるガスの体積が再度有益に減少する。ガスは、追加槽１６内に比較的短期間滞留した後に少なくとも１つの開口部１８を通じて排出槽１０内に流れる。この流出は、半径方向に実施される。こうして発生したガス噴射が、排出槽１０の隔壁１１に衝突し、この隔壁１１によって激しい渦を形成しつつ偏向される。既に説明したように、この渦形成は、隔壁１１に対して熱を特に良好に伝達する。これによって、渦を巻いて流れるガスの体積が、再度有益に減少する。冷却されたガスが、軸線方向にずらした隔壁１１の開口部１３に向かって流れる。この流れは、排出槽１０内で長手方向軸線１の周りを螺旋状に進行する。この場合、熱が、ガスからさらに奪い取られる。この冷却されたガスは、この開口部１３から消弧室槽１４内に流出する。次いで、さらなる開閉過程が任意に実施される。

以下の比がこの第２の構成で維持される場合、流れる高温ガスの特に良好な冷却が実現される：
Ｖ₁ ／Ａ₁ ＝（0.1 〜0.5 ）ｍ
Ｖ₂ ／Ａ₂ ＝（0.1 〜0.5 ）ｍ
Ｖ₃ ／Ａ₃ ＝（1.0 〜2.5 ）ｍ，
Ｖ₃ ／Ａ₃ ≧Ｖ₄ ／Ａ₄ ≧Ｖ₂ ／Ａ₂ ．
この場合、例えば容積Ｖ_1,2,3,4 は立方メートルで測定され、横断面Ａ_1,2,3,4 は平方メートルで測定される。

図５は、電力遮断器の第３の実施形の消弧室の排出領域の非常に簡略化しかつ概略的に示された部分を示す。消弧室のこの第３の実施形は、同様に長手方向軸線に対して回転対称的に形成され、第１の実施形にほぼ一致する。破線２５は、中空接触子２の外部輪郭を示す。この場合、中空接触子２の内側と中間槽７との間の開口部は示されていない。この第３の実施形は、開口部９の構成によって第１の実施形と区別が付く。ここでは例えば、半径方向に指向された多数のガス噴射を実現するため、これらの開口部９をシャッター状に形成された多数の開口部９ａ，９ｂを有するブラインドによって閉ざすことが提唱されている。このとき、これらのガス噴射は、隔壁１１に衝突し、多数の衝突地点で渦を巻いて流れる。その結果、高温ガスが特に激しく冷却され、これに関連してガスの体積が特に有効に減少する。

第１の実施形の開口部９の横断面Ａ₂ は、ここでは多数の円い孔９ａ，９ｂ等に分散されている。当然に、シャッター状のブラインドの開口部のその他の構成も考えられる。孔９ａ，９ｂ等は、図５，６から分かるようにここでは一様な直径Ｄを有する。しかしながら、異なる直径Ｄを個々の孔９ａ，９ｂ等に対して設けることも可能である。これらの孔９ａ，９ｂ等は、ここでは軸線方向に例えば中心間隔Ｓを有する。しかしながら、異なる中心間隔Ｓを設けることも可能である。孔９ａ，９ｂ等は、一般にシリンダ状に形成されていて、シリンダ状の側壁２６を有する。間隔Ｈが、中間槽７の隔壁８の外側と排出槽１０の対向する隔壁１１の内側との間に存在する。比Ｈ／Ｄが、孔９ａ，９ｂ等を貫流する高温ガスの冷却効率に対して重要である。このような電力遮断器の場合、Ｈ／Ｄの値は通常、５〜約1.5 の範囲しなければならない。Ｈ／Ｄ＝２の値が特に好ましいことが分かっている。

一様な直径Ｄを有する孔９ａ，９ｂ等間の軸線方向の中心間隔Ｓの寸法を決めるためには、以下の関係が特に好ましいことが分かっている：
Ｓ＝1.4 ＊Ｈ
それぞれ対向する隔壁上の孔を貫流するガス噴射の衝突地点が、該当する配置に対して最適な間隔Ｓの距離をおいて存在するように、孔９ａと孔９ｂ等との間の中心間隔及びその円周に対してシフトしている別の列の孔と孔との間の中心間隔が決定される。この間隔Ｓを下回らないならば、衝突地点で生じる渦流が互いに否定的に影響しないことを保証する。その結果、ガスの有効な冷却が、全ての場合で保証される。

電力遮断器の遮断容量をさらに大きくしなくてはならない場合、孔９ａ，９ｂ等の形状，大きさ，配置及び数を最適に構成し、その都度の作動要件に合わせてもよい。図５中に孔９ｃで示されているように、側壁２７が斜めにして形成される場合、特に良好な冷却効率が得られる。この場合、孔９ｃは、高温ガスの流れ方向に沿って拡大する。傾きが、この場合、それぞれの孔の中心軸線に対して45°傾いていることが特に有効であることが分かっている。

この説明した第３の実施形によるこの構成は、電力遮断器の第２の実施形を変更するためにも使用され得る。つまり、この構成の場合、隔壁８と隔壁１７の双方が、孔を有する構造条件で第３の実施形にしたがって構成され得る。しかし、両隔壁８，１７のうちの一方の隔壁だけを第３の実施形に応じて構成してもよい。

ここまで説明した実施の形態は、基本的には回転対称に構成されている。任意に使用可能な空間が必要である場合、回転対称的な構造を容易に変更できる。例えば第１の実施の形態の場合、中間槽７は、全体又は一部が回転対称から外れて配置されている独立した構成要素として形成され得る。電力遮断器の第２の実施の形態の場合、例えば追加槽１６は、全体又は一部が回転対称の外側にある独立した構成要素として形成され得る。この第２の実施の形態の場合、中間槽７と追加槽１６の双方が回転対称から外れている独立した構成要素として形成されることも可能である。確かにこれらの全ての実施の形態では、上述した個々の容積Ｖ_1,2,3,4 と開口部６，９，１８の横断面Ａ_1,2,3,4 との間の比が適切な大きさの間に維持される点を考慮する必要がある。

対応する容積間の開口部６，９，１８の横断面は、多様に構成され得る。ここでは、若干の実施の形態だけが示されている。同様に、これらの開口部の配置は、多数の変形を可能にする。例えば消弧室が水平にして作動される場合、固体の開閉残留物をそれぞれの槽の害にならない下部内に堆積させるため、これらの開口部は、排出領域の主に上部内に配置される。

既に説明した電力遮断器の実施の形態はそれぞれ、１つの消弧室当たり１つの電力接触部材を有する。この電力接触部材は、管状の中空接触子２として形成されている。電力遮断器の出力をさらに大きくしなければならない場合、既に説明した構成のように、第１中空接触子２に対向する第２電力接触部材の排出領域の幾何学的な構造も同様に形成される。その結果、同様に作用する半径方向の偏向部及び少なくとも１つの本発明の中間槽が、第２電力接触部材側の消弧室から排出槽１０方向に排出される高温ガスの経路上にも配置され得る。上述した幾何学的な比がこの側でも考慮される場合、ここでも高温ガスが同様に冷却され、これに関連してガスの体積が有益にさらに減少する。消弧室の両側が高温ガスの良好な送りと冷却を呈する電力遮断器は、同じ寸法の従来の電力遮断器よりも明らかに大きい遮断容量を有する。

従来の電力遮断器が開閉設備で既に使用されている場合、幾何学的構造がリーズナブルな経費で点検可能であるこの点検時に、高温ガスを排出槽内に排出する排出領域内に追加の中間槽を後付けすることが可能である。したがって、遮断容量を比較的僅かな経費で大きくすることができる。新規の電力遮断器に対する投資が省略されるので、こうして変更された電力遮断器の向上した電力遮断性能は、存在する高電圧網の伝達出力を上昇させることを好ましくは僅かな経費で可能にする。既存のほとんどの消弧室は放射対称的に形成されているので、このようなシステムアップ又は電力遮断器のこのような後の増強は、簡単にかつ適正な経費で有益に可能である。

電力遮断器の第１の実施形の消弧室の排出領域の非常に簡略化しかつ図式的に示された部分を示す。 電力遮断器の第２の実施形の消弧室の排出領域の非常に簡略化しかつ図式的に示された部分を示す。 図１の電力遮断器の第１の実施形の長手方向軸線に対して垂直にある断面Ｂ−Ｂを示す。 図１の電力遮断器の第１の実施形の長手方向軸線に対して垂直にある断面Ｃ−Ｃを示す。 電力遮断器の第３の実施形の消弧室の排出領域の非常に簡略化しかつ概略的に示された部分を示す。 電力遮断器の第３の実施形の図式的に示された細部を示す。

１ 長手方向軸線
２ 中空接触子
３ 矢印
４ 偏向部
５ 矢印
６ 開口部
７ 中間槽
８ 隔壁
９ 開口部
９ａ，９ｂ等 孔
１０ 排出槽
１１ 隔壁
１２ 接続部材
１３ 開口部
１４ 消弧室槽
１５ 消弧チェンバー絶縁体
１６ 追加槽
１７ 隔壁
１８ 開口部
１９−２４ 矢印
２５ 破線
２６，２７ 側壁
Ｖ_1,2,3,4 槽
Ａ_1,2,3,4 横断面
Ｈ 間隔
Ｓ 中心間隔
Ｄ 直径

Claims (20)

1. 絶縁ガスで満たされ長手方向軸線（１）に沿って延在しほぼ放射対称的に形成されアーク室を有する少なくとも１つの消弧室を備え、この消弧室は、少なくとも２つの電力接触部材を有し、この場合、これらの電力接触部材のうちの少なくとも１つの電力接触部材が、管状の移動可能な又は固定されている中空接触子（２）として形成されていて、アーク室の反対側に面した中空接触子（２）の側面に配置され中空接触子（２）の少なくとも１つの第１開口部（６）と連動しかつ接続部材（１２）に結合されている偏向部（４）と共に、この管状の中空空間は、高温ガスをアーク室から排出槽（１０）内に逃がすために設けられていて、この偏向部は、高温ガスを排出槽（１０）方向に半径方向に偏向させ、この排出槽は、少なくとも１つの第２開口部（１３）を介して消弧室槽（１４）に結合されていて、この場合、少なくとも１つの第１中間槽（７）が、中空接触子（２）と排出槽（１０）との間に設けられている電力遮断器において、
   以下の比が維持される：
   Ｖ₁ ／Ａ₁ ＝（0.1 〜0.5 ）ｍ，
   Ｖ₂ ／Ａ₂ ＝（0.1 〜0.5 ）ｍ，
   Ｖ₃ ／Ａ₃ ＝（1.0 〜2.5 ）ｍ.
   この場合：Ｖ₁ は、中空接触子（２）内部の容積であり、Ａ₁ は、第１開口部（６）の横断面であり、Ｖ₂ は、第１中間槽（７）の容積であり、Ａ₂ は、第３開口部（９）の横断面であり、Ｖ₃ は、排出槽（１０）の容積であり、Ａ₃ は、第２開口部（１３）の横断面であることを特徴とする電力遮断器。
2. −少なくとも１つの第１中間槽（７）は、排出槽（１０）内に固定して配置されていて、かつ、この第１中間槽（７）は、消弧室槽（１４）を仕切る消弧室絶縁体（１５）の内部に固定して配置されていて、この場合、中空接触子（２）が、接続部材（１２）と共にこれらの第１中間槽（７），排出槽（１０）及び消弧室絶縁体（１５）に対して移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の電力遮断器。
3. −少なくとも１つの第１中間槽（７）は、中空接触子（２）と接続部材（１２）とに固定して結合されていて、この中空接触子（２）とこの接続部材（１２）と共に固定して配置された排出槽（１０）内をこの排出槽（１０）に対して移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の電力遮断器。
4. −少なくとも１つの第１中間槽（７）は、中空接触子（２）と接続部材（１２）と排出槽（１０）とに固定して結合されていて、この中空接触子（２）とこの接続部材（１２）とこの排出槽（１０）と共に消弧室槽（１４）内をこの消弧室槽（１４）に対して移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の電力遮断器。
5. −少なくとも１つの第１中間槽（７）は、偏向部（４）に対して同心状に配置されていること、
   −少なくとも第１中間槽（７）は、第１隔壁（８）によって排出槽（１０）に対して仕切られること、
   −第１隔壁（８）は、半径方向に配置された少なくとも１つの第３開口部（９）を有し、この第３開口部（９）は、中間槽（７）を排出槽（１０）につなげること、
   −第１隔壁（８）は、良好な熱伝導性の材料、特に金属又は気化可能な合成樹脂から成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力遮断器。
6. −追加槽（１６）として示された少なくとも１つの第２中間槽は、第１中間槽 （７）と排出槽（１０）との間に設けられていること、
   −この中間槽（１６）は、特に同心状に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力遮断器。
7. −少なくとも１つの追加槽（１６）は、第１隔壁（８）によって中間槽（７）に対して仕切られ、かつ第２隔壁（１７）によって排出槽（１０）に対して仕切られること、
   −第２隔壁（１７）は、半径方向に配置された少なくとも１つの第４開口部（１６）を有し、この第４開口部（１８）は、追加槽（１６）を排出槽（１０）につなげること、
   −第２隔壁（１７）は、良好な熱伝導性の材料、特に金属又は気化可能な合成樹脂から成ることを特徴とする請求項６に記載の電力遮断器。
8. 以下の比が維持されること：
   Ｖ₁ ／Ａ₁ ＝（0.1 〜0.5 ）ｍ，
   Ｖ₂ ／Ａ₂ ＝（0.1 〜0.5 ）ｍ，
   Ｖ₃ ／Ａ₃ ＝（1.0 〜2.5 ）ｍ，
   Ｖ₃ ／Ａ₃ ≧Ｖ₄ ／Ａ₄ ≧Ｖ₂ ／Ａ₂ ，
   この場合、Ｖ₁ は、中空接触子（２）内部の容積である。Ａ₁ は、第１開口部（６）の横断面であり、Ｖ₂ は、第１中間槽（７）の容積であり、Ａ₂ は、第３開口部（９）の横断面であり、Ｖ₃ は、排出槽（１０）の容積であり、Ａ₃ は、第２開口部（１３）の横断面であり、Ｖ₄ は、追加槽（１６）の体積であり、Ａ₄ は、第４開口部（１８）の横断面であることを特徴とする請求項７に記載の電力遮断器。
9. −高温ガスが半径方向に指向して中間槽（７）を直線状に貫流不可能であるように、少なくとも１つの第１開口部（６）が、周囲の少なくとも１つの第３開口部 （９）に対してずれていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の電力遮断器。
10. −高温ガスの少なくとも一部が、中間槽（７）を半径方向に指向して直線状に貫流するように、少なくとも１つの第１開口部（６）が、周囲の少なくとも１つの第３開口部（９）に対して配置されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の電力遮断器。
11. −高温ガスが半径方向に指向して追加槽（１６）を直線状に貫流不可能であるように、少なくとも１つの第４開口部（１８）が、周囲の及び／又は軸線方向の少なくとも１つの第３開口部（９）に対してずれていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の電力遮断器。
12. −高温ガスの少なくとも一部が、追加槽（１６）を半径方向に指向して直線状に貫流するように、少なくとも１つの第４開口部（１８）が、少なくとも１つの第３開口部（９）に対して配置されていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の電力遮断器。
13. −中空接触子（２）内部の容積Ｖ₁ は、0.33リットルであり、第１開口部（６）の横断面Ａ₁ は、1850平方ミリメートルであること、
    −中間槽（７）の容積Ｖ₂ は、0.7 リットルであり、第３開口部（９）の横断面Ａ₂ は、3800平方ミリメートルであること、
    −排出槽（１０）の容積Ｖ₃ は、８リットルであり、第２開口部（１３）の横断面Ａ₃ は、4000平方ミリメートルであることを特徴とする請求項１に記載の電力遮断器。
14. −開口部（９）は、多数の孔（９ａ，９ｂ，等）を有するブラインドで密閉されていることを特徴とする請求項８に記載の電力遮断器。
15. −垂直な間隔Ｈが、隔壁（８）の外側とこの隔壁（８）に対向する隔壁（１１）の内側との間に設けられていること、
    −孔（９ａ，９ｂ，等）はそれぞれ、直径Ｄを有すること、
    −比Ｈ／Ｄは、５〜1.5 の範囲内にあることを特徴とする請求項１４に記載の電力遮断器。
16. −軸線方向の中心間隔Ｓが、孔（９ａ，９ｂ，等）の間に設けられていて、この中心間隔Ｓは、以下の関係：
    Ｓ＝1.4*Ｈ
    にしたがって決定されることを特徴とする請求項１５に記載の電力遮断器。
17. −孔（９ａ，９ｂ，等）は、傾斜した側壁（２７）を有し、その結果、これらの孔（９ａ，９ｂ，等）は、高温ガスの流れ方向に拡大することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の電力遮断器。
18. −拡大する孔（９ａ，９ｂ，等）の側壁（２７）は、孔（９ａ，９ｂ，等）の長手方向軸線に対して 35 °〜 50 °の範囲の角度、特に 45 °の角度をなすことを特徴とする請求項１７に記載の電力遮断器。
19. −孔を貫流して対向する隔壁に衝突するガス噴射の全ての地点が間隔Ｓをなすように、周囲の孔（９ａ，９ｂ，等）に対してシフトしているその他の孔が配置されていることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の電力遮断器。
20. −少なくとも１つの中間槽（７）が既に稼働中にある電力遮断器内に後付け可能であるように、少なくとも１つの中間槽（７）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力遮断器。

Images