JPH04284320A - 回転式消弧スイッチ - Google Patents

回転式消弧スイッチ

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JPH04284320A
JPH04284320A JP3318525A JP31852591A JPH04284320A JP H04284320 A JPH04284320 A JP H04284320A JP 3318525 A JP3318525 A JP 3318525A JP 31852591 A JP31852591 A JP 31852591A JP H04284320 A JPH04284320 A JP H04284320A
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arc extinguishing
contacts
impeller
extinguishing switch
rotary arc
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JP3318525A
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John S Schaffer
ジョン・エス・シェーファー
Naresh J Malaviya
ナリッシュ・ジャグジバン・マラヴィヤ
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G&W Electric Co
G&W Electric Specialty Co
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G&W Electric Co
G&W Electric Specialty Co
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    • H01H21/00Switches operated by an operating part in the form of a pivotable member acted upon directly by a solid body, e.g. by a hand
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/022Details particular to three-phase circuit breakers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/70Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/88Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts
    • H01H33/886Switches with separate means for directing, obtaining, or increasing flow of arc-extinguishing fluid the flow of arc-extinguishing fluid being produced or increased by movement of pistons or other pressure-producing parts by movement of rotating pistons
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/02Bases, casings, or covers
    • H01H2009/0292Transparent window or opening, e.g. for allowing visual inspection of contact position or contact condition

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  • Circuit Breakers (AREA)
  • Manufacture Of Switches (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガス充填吹消(puff
er)スイッチに関し、特に動作特性を犠牲にしないで
低コストで容易に製造できる回転式吹消スイッチに関す
る。
【0002】
【従来の技術】ガス充填吹消スイッチの従来技術として
、米国特許第2,757,261号、第3,214,5
50号、第3,749,869号、第3,947,65
0号、第4,268,890号、第4,484,047
号、第4,490,594号、第4,523,253号
、第4,527,029号、第4,659,886号、
ヨーロッパ特許第0,171,352号、第0,214
,083号、西ドイツ特許第1,290,223号、第
2,333,895号、PCT出願89/11746号
、およびシーメンス  8DJ10  Ring  M
ain  Unitsがある。
【0003】一般に、吹き消しスイッチ((puffe
r  switch)は、開閉の時にアーク発生または
コロナ放電を生じ易い接点(contacts)をもつ
ガス充填機器(通常、高電圧)である。このアーク発生
は接点の浸食を生じ、そして大抵は年月とともに破損に
至る。雰囲気によっては、アークは爆発を起こさないと
も限らない。それ故、周知の方法は、アークを消失させ
る不活性な電気絶縁性のガスを機器に充填することであ
る。スイッチがアークの発生するような接点の動きをす
る際、ガスは圧縮される。接点の運動中適当な時期に、
圧縮ガスがアークの位置に向かってそれを消すような方
向へ吹き出すように、噴流(jet)あるいは吹出口(
nozzle)を位置させる。
【0004】一旦アークが形成されると、アーク電流が
実質的に減少するまではなかなか消えない。交流(AC
)系統では、線路電流は各ACサイクルの間に二回ゼロ
まで減少する。電流がゼロに近付くにつれ、絶縁ガスの
流れがアーク領域のガスを冷却し、脱イオン化(dei
onize)させ、そしておそらくイオン化経路を機械
的に遮断するのであろう。アークが一先ず消されてしま
えば、ガス流の冷却および脱イオン化効果がアーク領域
の誘電強度を急速に増大させ、それによってアークの再
点火を防止する。
【0005】六弗化硫黄(SF6 )は上述のガス充填
スイッチにしばしば用いられるガスである。六弗化硫黄
(SF6 )は化学的および生理的に不活性な、不燃性
ガスで、アーク消去能力を有している。アークが生じて
いる区域にSF6 (六弗化硫黄)の気流が吹き出すと
、低速であっても、アーク消去能力は静止状態での同じ
ガスの有効性に比べると格段に強められている。また、
ガスの遮断能力は、スイッチ箱内のガス圧の増加、従っ
てガス流の速度の増加により向上する。
【0006】従来の吹消スイッチは大部分が、押出棒(
plunger)が長さ方向に動いて、静止側接点の組
と接触したり離れたりする、簡単な装置であった。この
形式の構造は、開閉できる接点のサイズ、数、組合せ、
配列について、工夫や費用をかけない限り、本来的に制
約されている。回転式吹消スイッチは、スイッチに組み
込める開閉の数、組合せ、配列が多い故に、比較的制約
が少ない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の回転式
吹き消しスイッチは、複雑で、製作に費用がかかり、組
立が難しい。これらの公知のガス充填回転式スイッチに
係わる一つの問題は、非常に複雑な成形および加工部品
を必要とする点である。また、ガス圧縮およびアーク区
域へのガス流の指向のためのメカニズムが、可能な筈の
効果的な気流を必ずしも生ずるとは限らなかった。
【0008】それ故、本発明の目的は新規な改良された
回転式吹消スイッチを提供することにある。ここで、一
つの目的は、比較的安価な部品の簡易化された組合せを
、安価な工具を用いて実現することにある。これに関連
して、一つの目的は、与えられた作業に対し必要な材料
的特性によって熱可塑性または熱硬化性樹脂材料のいず
れか安い方を用いた、設計を実現することである。
【0009】本発明の他の目的は、極めて複雑な成形部
品を必要としない、簡単な嵌め合わせで主に組み合わさ
れる、回転式吹き消しスイッチを提供することである。 本発明の他の目的は、また、複雑な製作器具を必要とす
る極めて複雑な成形部品を排除することである。
【0010】本発明のさらに他の目的は、スイッチ接点
の回転動作に応じてスイッチ内に不活性、絶縁性ガスを
圧入する、新規な改良された方法を提供することである
。特に、アークの延びた長さにわたって圧縮ガスを指向
させ、それにより消弧性を改良するための、ノズルを提
供することである。
【0010】本発明のなお別な目的は、様々のスイッチ
機能を果たすための多様な構造を実現するため、いろい
ろな接点の組合せが組み込まれた、汎用回転式スイッチ
を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の観点に沿って、
これらの、そして他の目的は、殻の中に挿入されてもよ
い回転枠体を形成するように、互いに嵌まり込む(sn
ap  together)嵌め合わせ(interl
ocking)部品の差込み組立体(slip−in 
 assembly)により達成される。差込み枠体は
安価な部品で作られてもよく、それは種々の随意の構造
をとるように組み合わされてもよい。自己嵌め合いの特
徴のために、他の装置に見られる金属締結具の使用が回
避される。これらの金属締結具は、コロナ放電を不規則
な位置で生じさせ、結果として絶縁故障(dielec
tric  failure)を招くことにもなり兼ね
ない。
【0012】枠組は、接点開閉の衝撃力を吸収する機械
的弾力性をも与える。種々の部分の間の規制された小さ
い間隙は、これまで吹消室中にガスを封入するために、
あるいは異なる電気的位相に対応する接点組立体の間に
必要とされた、封止(sealing)を大部分省略さ
せる。厳重な封止の必要の排除は、操作のエネルギーの
損失を減らし、そしてそれ以外で必要な作動エネルギー
の量を減らす。さらに、本発明の回転式ガススイッチの
設計は、単一の操作の間に作動されるべき、接触解放点
の多様なそして多重の構成を可能にする。例えば、典型
的な吹消スイッチでは位相当たり唯一つの解放点を与え
るのに対し、本発明の好ましい実施態様では、各回転接
点は二つの固定接点から同時に切り離され、それ故に位
相当たり二つの解放点を与える。これにより、電流ゼロ
点の後の再点弧電圧が高くなり、ただ一組の切断接点が
あるときの遮断特性に比べて改良された遮断特性を与え
る。別の形として、スイッチの作動途中に回転の種々の
点で閉または開となるように接点を配置してもよい。
【0013】本発明では接点を支持するために熱硬化性
材料を用いてもよく、それと言うのも、特に予熱段階で
故障電流(fault  current)により接点
が熱せられるのに伴う高温のために、この材料が変形し
てはならないからである。しかし、より安価な熱可塑性
材料を殻体、枠体および高温を受けないその他の部分に
用いてもよい。従って、本発明による枠体の構成は、全
般的なコスト低下のために、高い限界温度を必要としな
い安価な熱可塑性樹脂部品と、高価な熱硬化性接点支持
材料とを、一体化させる手段を与える。
【0014】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明のより具体的説
明とする。図1および図2に本発明による吹き消しスイ
ッチ30の全体構造を示す。図1および図2には、位相
仕切支持体32、平行に隔てられた複数の位相仕切分離
板34、位相仕切板34の各対の間の、ノズルの付いた
インペラー羽根36、殻体38、回転子組立体40、一
組の移動接点42、それに附属する各位相用の固定接点
44、一対の固定接点支持体46,50が示されている
【0015】固定子支持体32(図3,4,16)は、
一対の長く延びた固定子支持板48,50から成り、そ
れぞれは所定の位置に複数のノッチ52が設けられてい
る。ノッチ52は、位相仕切板を構成する4枚のノッチ
入り円板34(図5,6)上の、補助ノッチ56を受け
止める。円板34は、図2に特に例示するように、電力
線に送られる高圧電気の三相に対応する三つの位相区域
φ1 , φ2 ,φ3 に回転子を分割している。各
円板34は中央の孔55を有し、それらは、ディスク3
4が固定子支持体48,50に嵌め込まれる(snap
ped)とき整合する。従って、4枚の円板34上のノ
ッチ56が支持体48,50のノッチ52に固定される
と、円筒状の殻体38(図1,7,8,16)に軸に沿
って辷り込むような、差込み組立体(図2)がある。デ
ィスク34は位相仕切板であり、固定子支持板48,5
0、回転子チューブ40および殻体38とともに圧縮室
、つまりガスが捕捉される空間を、形成する。
【0016】殻体38(図7〜9)は、活動状態のスイ
ッチを操作する人が、窓を嵌め込んだスイッチタンク中
の接点開放状態を視覚的に確認できるように透明なプラ
スチック材料で作ることが好ましい。また、それにより
組立作業者が、正しく製作されているか確かめることも
できる。殻体38には静止接点44を受け止めるべき一
連の水平方向の孔54がある(図1)。各固定接点44
のための固定接点支持体46はそれぞれ、孔54中へも
一部延びた位置決め突起110(図21〜23)を有す
る。位置決め突起110は、支持体46を受け入れるよ
うに孔54に対応する形を有し、接点44がスイッチの
他の部分に対し精確に位置するようになっている。殻体
38はまた、一連の縦穴58を有し、それらは事実上、
スイッチに封入された絶縁性ガスが圧縮室、すなわち位
相仕切板および関連部分により形成される空間へ、通じ
る取入れおよび排出口となる。一つまたは複数の孔59
およびスロット61を殻体38の一端に設けて、スプリ
ング装備回転駆動装置(図示せず)のような、回転子組
立体40を回転させるための何らかの適当な駆動装置に
、結合するようにしてもよい。
【0017】透明な殻体38は、固定子支持体48,5
0により然るべく保持された複数の位相仕切板34から
成る差込みユニット63(図16)を収容する。殻体3
8には長さ方向のスロット65(図7.9,16)があ
ってもよく、それによって殻体が、差込みユニット63
を収容するように、僅かに拡張するようにできる。しか
し、スロット65が要らないように、殻体38を必要な
寸法に作ることが好ましい。場合によっては、差込みユ
ニット63が装着された後、隙間を封じてもよい。また
場合によって、ディスク34および支持体48,50に
嵌まるように、殻体38を加熱および収縮させてもよい
。あるいは、幾らか小さめの市販の管から、それを加熱
し、必要なサイズに拡張して、殻体38を作ってもよい
【0018】殻体38は一対の固定接点支持体46.4
6(図1,図16〜20)の間に固定される。固定接点
44は非常に高温になる可能性があるので、これらの支
持体46は熱硬化性樹脂(thermosetting
  plastic)で作るのが好ましい。それ以外の
部品の大部分は、それ程熱くならないので、より安価な
熱可塑性材料で作ってもよい。
【0019】図21〜23に最もはっきり示されている
ように、固定接点支持板46は、複数の固定接点取付け
突起112と、それに対応した、固定接点44を収容す
る孔114を有する。支持板46は殻体38の外面に取
付けられる。固定接点44をスイッチの他の部分に対し
て正しく位置させることが確実にできるように、複数の
盛り上がった突起110が支持板の内面上に設けられて
いる。盛り上がった突起110は殻体38の孔54に向
かって少しの距離だけ延びている。突起110に対して
突き当たる面を当てるように、各孔54の中に浮き出し
た縁120を設けてもよい。固定接点支持板46,50
は、好ましくは適当な取付け手段を用いて殻体38に取
付けられる。例えば、接着剤116で支持板を殻体38
に固定して、支持板の殻体に対するずれを防いでもよい
。力学的留め具(図示せず)を用いることもできよう。
【0020】孔114および取付突起112は、耐熱仕
切スリーブ118を被せて、支持体46が接点44によ
って与えられる高温に曝されないようにしてもよい。こ
れにより、支持板46を安価な熱可塑性材料で作ること
が可能にまる。また、殻体38と支持板46を一つの部
分に一体化することができる。スリーブ118は適当な
熱硬化性材料またはその他の熱による破壊に耐える材料
で作ることができる。スリーブ118はここでは孔11
4と取付突起112の被覆として述べたが、スリーブ1
18は接点44と機械的に結合されて、接点に対する外
部的保護を形成してもよい。
【0021】回転子組立体40(図2,10〜13,1
6〜20)は、複数の孔62,64が形成され、回転で
きるように取り付けられた、筒状の軸60(図10)を
備える。水平方向の孔62はそれぞれ可動接点42を受
け止め、支持し、後者は組立後回転筒60に固定されて
、それと一緒に回転する。接点42は適当な銅の棒また
は他の適当な導体の棒である。
【0022】スリーブ118と同様の耐熱仕切スリーブ
または被覆材170(図10)が、可動接点42を支持
するための回転筒60の孔62にも適用できる。その買
われに、スリーブ120を、可動接点42が孔62を通
過する位置およびその辺りで接点42と機械的に結合し
、接点の外部保護としてもよい。このようなスリーブ1
70は、回転筒を安価な熱可塑性材料で作ることを可能
にする。
【0023】図10に示すように、全ての接点が同時に
開または閉となるように、全てのスロットは水平方向に
整列している。例えば、もし水平スロット62a(図1
0)がここで示した位置の右側に位置するとすれば、そ
のスロット62a内の接点は、他のスロット62中の接
点が閉じる前に、閉じる。接触開放点が再配置される態
様では、アークが生じ易い区域に絶縁ガスの流れを供給
するように、ノズルおよびインペラー羽根の同様な再配
置が望ましい。縦の孔64はそれぞれインペラー羽根ま
たは板68上のアーム66を収容し、支持する(図10
〜13)。詳しくは、図16に最もよく示されるように
、アーム66a,66a,66b,66bは孔64a,
64bを通過し、そして半径方向で相対する他の組の孔
64c,64d(図10)を回転軸60の反対側で通過
する。回転軸60自身は、インペラー羽根上の空間70
,72(図12)を占める。反対側のインペラー羽根6
8a,68bのアーム66a,66a,66b,66b
(図15)は面接触して、リベットその他適当な絶縁性
締結具74,76で互いに固定される。
【0024】図10および図14に最もよく示されよう
に、回転軸60の孔64はインペラーアーム66を収容
するためのもので、半円の端69を持つスロットとして
形成されている(図10)。インペラーアーム66はそ
れぞれ、孔64の一つを縦に切った半分に対応する断面
を有する。従って、アーム66は上面に四分円の隅67
aを有し(図14)、下面には直角の隅67bを有する
。二つの対向するインペラー羽根68が適切に組み合わ
されると、各アームの直角の隅67bは隣合い、四分円
の隅67aのみが外に現れる。従って、四分円の隅67
aは組み合わさって、孔64の半円の断面69と見合う
断面を形成する。そして、各インペラー羽根は孔の中に
うまく挿入されることになる。もし二つのインペラー羽
根の組合せが不適切だと、少なくとも二つの鋭い直角の
隅67bが露出し、組み合わさった断面は孔64のそれ
と対応せず、羽根は孔の中に挿入されないことになる。
【0025】絶縁ガスノズル82〜86は図1,2,1
2,13,15〜17に見られる。各相φ1 〜φ3 
のための圧縮室または空間(図1)は、例えば78,8
0(図1,図2)において上部および下部位相仕切分離
板34によって囲まれた、隔離されたガス充填区域であ
る。固定子支持板48,50は位相仕切板34、回転軸
60および殻体38と協同して、絶縁ガスが圧入される
室または空間を形成する。仕切板78,80の間のφ1
 の空間を通って旋回するように、インペラー羽根また
は板68a,68bが回転可能に取り付けられている。
【0026】上部および下部バッフル板82,84とベ
ース板100がインペラー羽根68a(図12〜17)
の上に取り付けられて一緒に動き、そしてそれらの間に
ガス通路即ちノズル86が、形成される。ベース板10
0は好ましくはフランジ101により支持される。可動
接点42および固定接点44は、接点が開くと生ずる可
能性のあるアークがノズル86(図19に最もよく示さ
れる)と一致した位置をとるような幾何学的関係を有す
る。すなわち、アークが生ずるかもしれないとき、アー
クの上方に上部バッフル板82が、下方に下部バッフル
板84がある。また、別の言い方をすると、インペラー
板の動きによってガスが圧縮されるのに伴い、ノズル8
6により形成された通路を通って排出されるガス流の中
心にアークが位置する。
【0027】図14〜15で最もよくわかるように、ノ
ズル36はインペラーの板部68の上と下に非対称に広
がる方がよい。アーク消去に適した位置に絶縁ガスを向
けることと共に、非対称のノズル配置も、対応する一対
のインペラー板68の組立が不適切であるとき、回転筒
60上への可動接点42の取り付けを阻む。回転筒60
の中のインペラー68と可動接点42のための孔62,
64は、厳密に言うと、インペラーと可動接点を予定さ
れた互いの角度関係に位置させる。インペラー68の、
ある一対を180°反転させる(すなわち上下逆に取り
付ける)と、両ノズルの長い部分はそのインペラー板の
同じ側に延びることになる。取り付け方の正しくないイ
ンペラーのベース板100および支持フランジ101は
、可動接点42のための予定された区域にはみ出し、挿
入しようとすると接点42とぶつかり合う。
【0028】固定接点44の構造は図24に最もよく見
える。各固定接点はスペーサ158で分離された、上部
のほぼ平らな部分140と下部のほぼ平らな部分142
とを具えるのが、好ましい。スペーサ158は可動接点
42を受け止める小さな間隙148を与える。この間隙
は、可動接点がそれらの間に挿入されたとき、固定接触
部140,142によってしっかり掴まれるように、可
動接点42の厚さより幾分狭い方がよい。従って、固定
接点の上部140および下部142は、可動接点42が
挿入される際、弾性的に少し変形する。接触部140,
142はそれぞれ間隙148から外に曲がった部分14
6を有する。この曲がった部分146は可動接点42を
受け止めるための角度のついたシュート149を形成す
る。このシュートは、可動接点42が固定接点44の上
下部分140,142の間の間隙148と若干ずれてい
ても、可動接点42が間隙148に入るのを可能にする
【0029】上部および下部接触部140,142は、
複数の導電性金属積層板で構成されることが好ましい。 図24に示すように、上側部分140は第一の板150
と第二の板152で構成される。下側部分142は第一
の板154と第二の板156で構成される。上部および
下部接触部140,142は、ここにはそれぞれ二層と
して示されているが、必要な電流通過および熱除去能力
を得るために必要な適宜の数の重層を有するように構成
することもできる。そうではなく、接触部140,14
2をそれぞれ導電性材料の一片で構成することもできる
【0030】図24で最もよくわかるように、固定接点
44の撓みを調整するために、二つのクランプ板170
,172が、可動接点と係合する先端から所定の距離の
ところに固定接点に隣接して取り付けられる。これらの
クランプ板170,172には、固定接点44と同じ取
付具を用いる。一方のクランプ板170は、固定接点支
持板46中のノッチ122と係合する係留フック174
を有する。この係留フック174は、固定接点44が最
初に正しく位置し、その後固定接点支持板46に対して
適切な位置に常に保たれることを、確実にする。
【0031】図17で最もよくわかるように、固定接点
44は固定接点支持板46中のアパーチャ114を通り
、さらに外箱(殻体)38中のアパーチャ54を通って
、筒状の外箱38中に延びている。ナットとボルトの組
み合わせのような適当な締結具176が、固定接点保持
板中のスロット178(図23)を通り、接点44およ
びクランプ板171,172中のアパーチャ(図示せず
)を通って、下方へ延びる。スイッチの作動中には接点
44に、正常位置から変位させるように大きな力がかか
る。締結具176が接点44とクランプ板170,.1
72を互いに固定するが、スロット178は開放端をも
つので、これらの部品を固定接点支持板46に固定する
のに固定具176だけでは効果が完全ではない。それ故
、クランプ板170は、固定接点支持板46の内面の小
さい棚状部122(図17,21,22)中に上向きに
差し出た係留フック174を具える。係留フック174
は、支持板46とぶつかるため、固定接点44が正常位
置からずれることを防ぐ。
【0032】図25,26,26Aで最もよくわかるよ
うに、可動接点42は銅のような電導性材料の、全体と
して板状の構造に形成される。係合されたときに可動接
点と固定接点の間の抵抗を減らすため、可動接点42は
銀のごとき電導性のすぐれた適当な材料で被覆またはメ
ッキされてもよい。可動接点42の中心にはほぼ平らな
部分164がある。可動接点42は、固定接点44と係
合するため、接点の各端で幾分傾いた係合部162を有
する方がよい。この傾斜により、固定接点の上部140
および下部142は、それらの間に可動接点が挿入され
る際の弾性的変形が可能になる。
【0033】傾斜した係合部162は、その長さ全体に
可動接点上に課せられる力学的負荷がほぼ均等に分布す
るように、その形状を選ぶのが好ましい。均等に分布し
た力学的負荷は、好都合なことに、固定接点と可動接点
の間に比較的大きな接触面を生じ、従って、電流負荷能
力を減少させるとか、接点の望ましくない加熱、その他
の望ましくない挙動の原因となる局部的接触を減らす。 ここに述べた可動接点44のタイプとして、直線的なテ
ーパは差し支えないものである。図26で最もよくわか
るように、可動接点42の厚さは、公称厚さから、傾斜
つき係合部162の始まりからの距離に比例して減少す
る。厚さの最大の減少は、距離166として示されるが
、接点42の最先端に現れ、中心部164で約0.2イ
ンチの公称厚さを持つ可動接点に対して0.005イン
チないし0.100インチの範囲が好ましい。
【0034】可動接点42も、傾斜つき係合部162の
各々の前縁(すなわち、挿入時に固定接点に最初に出会
う可動接点の縁)に楔部160を有するのが、好ましい
。可動接点が固定接点に向かって容易に辷るように、楔
部160は、固定接点に向かって傷を着け易い鋭い角を
表さないで、若干面取りされた前縁をもつ。楔部160
は、また、可動接点42と固定接点44の間に生ずる狂
いに対する許容性も改善する。
【0035】固定接点44と可動接点42は特定の構造
を持つものとして述べてきたが、これらの接点の形と寸
法はスイッチの用途の要求に応じて変えてもよい。特に
接点のサイズは、電流負荷容量を増すために大きくして
もよい。固定接点の上部140と下部142の間のスペ
ーサ158の寸法は、必要な大きさの可動接点を収容で
きるように変えてもよい。
【0036】本発明の吹き消しスイッチの動作(接点開
放)は、図18〜20に最もよく描かれている。開閉す
べき電力回路の三相φ1 〜φ3 (図1,2)の各々
に対し各一組の可動接点42が、回転子組立体40の回
転軸60の上に取り付けられ、一緒に回転する。すなわ
ち、三相区域φ1 , φ2 ,φ3 (図1,2)の
それぞれの中に可動接点42が位置している。回転子が
一つの回転位置(図18)に回されると、可動接点42
は固定接点44と係合し、それにより制御される回路が
閉じる。回転子組立体40が他の位置に回されると(図
20)、可動接点42は固定接点44から離れた位置に
なり、制御される回路は開く。
【0037】可動接点が固定接点44と係合した接点閉
位置でのインペラー羽根または板68a,68bを図1
8に詳しく示す。未圧縮絶縁ガスが位相板78,80(
図1)、固定子支持板50、回転筒60およびインペラ
ー板68aにより囲まれる圧縮室または空間V1(図1
8)を満たしている。同様に、ガスはスイッチの反対側
の同様の空間V2を満たしている。
【0038】図19は、完全に接点開放、すなわち可動
接点42が固定接点44から遠くにある位置を目指して
A方向に回転または旋回の過程にあるインペラー羽根ま
たは板68を示している。インペラー羽根68が矢印の
方向に動くにつれ(図19)、回路は開き、アークが区
域90に生ずるようになる。ガスが空間V1 , V2
 から空間V4 , V3 へと圧縮されるにつれ、ガ
スが圧縮室または空間から逃げる主要な道筋はノズル8
6経由である。それ故、インペラー羽根68の回転運動
の間、空間V1 , V2 はV3 , V4 に減少
し、圧縮された前記ガスは、区域90のアークを消すよ
うに、方向Bにノズル86を通して押し出される。イン
ペラー羽根68の方向Aへの連続運動と共にガスは、イ
ンペラー羽根68と、固定子支持体48,50および上
部、下部各位相仕切板78,80が形成するガスバリア
(図1)との間にさらに圧縮され、アークを消すように
ノズル86を通って流れ続ける。スイッチはシールを有
しないが、かわりに規制された空隙を利用しており、そ
れで限定された量の加圧ガスが逃げる第二の道筋は、圧
縮室を形成する面の組み合わせの間の隙間(clear
ance  area)である。
【0039】アークに供給されるガスの量は、圧縮室へ
向けての最初の充分な量と最後の少量、そしてガス流を
アークに向けるノズル86の方向とサイズに支配される
。上部および下部バッフル板82,84ならびにベース
板100は、圧縮ガスの流れを、一点ではなくて、アー
クの柱のほぼ全長にわたって直接に当たるように導くか
ら、本発明のスイッチは、インペラー羽根自身の厚さ程
度の短いノズルで得られるよりも確実にすぐれた遮断作
用を示す。
【0040】図20は、可動接点42が固定接点44か
ら完全に外れ、空間V3 , V4 がV5 , V6
 に近付いて、空間または圧縮室中でのガス圧縮が完了
する、ストロークの終わりを示す。
【0041】殻体38中にあけられた孔58は、本発明
のスイッチが入っているガス容器(図示せず)と圧縮室
との間でのガス交換を可能にしている。
【0042】本発明の設計によると、位相仕切分離板3
4あるいは殻体38の壁のいずれに対してもインペラー
羽根68を厳重にシールする必要はない。それ故、本発
明の吹消スイッチは、その作動に際し、程よく接近した
物理的関係に基づき、接点が開くとき生ずるアークを消
し、また接点が閉じたときアークが維持される距離と時
間を減少させるに充分な絶縁ガスの流れを、接点を囲む
区域を越えて吹き出させる。
【0043】当業者は本発明をどのように変形するかに
ついて容易に考慮できるであろう。それ故、別項の特許
請求の範囲は、発明の真の思想と精神に一致する同格の
構造の全てを包含するものと解するべきである。
【0044】
【発明の効果】本発明によると、比較的安価な部品の簡
易化された組合せで、安価な工具を用いて、回転式吹消
スイッチを実現することができる。また、本発明による
と、極めて複雑な成形部品を必要とせず、主に簡単な嵌
め込みで組み合わされる、回転式吹き消しスイッチを実
現することができる。
【0044】また、本発明の回転式吹消スイッチでは、
スイッチ接点の回転動作に応じてスイッチ内に不活性、
絶縁性ガスを圧入することができ、特に、アークの延び
た長さにわたって圧縮ガスを指向させ、それにより消弧
性を改良することができる。
【0045】さらに本発明によると、様々のスイッチ機
能を果たすための多様な構造を実現するため、いろいろ
な接点の組合せが組み込まれた、汎用回転式スイッチが
提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】接点開放の位置にある完全に組み立てた回転式
吹消スイッチの斜視図。
【図2】差込み回転子ユニットの斜視図。
【図3】位相仕切支持部の立面図。
【図4】線4─4に沿った図3の末端。
【図5】位相仕切隔離板の平面図。
【図6】図5の線6─6に沿った断面図。
【図7】本発明のスイッチで差込みユニットを受け止め
るための殻体の側面図。
【図8】本発明のスイッチで差込みユニットを受け止め
るための殻体の側面図(図7から90度回転)。
【図9】図7および図8の殻体の上面図。
【図10】回転子軸の側面図。
【図11】図10の線11─11に沿った断面図。
【図12】インペラー板の側面図。
【図13】図12の線13─13に沿った端面。
【図14】図12の線14─14に沿った反対側端面。
【図15】一括したインペラー板のうちの2枚の上面図
。1枚のインペラーは図12の線15─15に沿って示
した。
【図16】本発明のスイッチの組立状況を示す分解図。
【図17】1組の接点がノズル内にある組立済スイッチ
を示す、一部断面を示す側面図。
【図18】本発明のスイッチの動作を示す、図1の線1
8─18に沿った静止図。
【図19】本発明のスイッチの動作を示す、図1の線1
8─18に沿った静止図。
【図20】本発明のスイッチの動作を示す、図1の線1
8─18に沿った静止図。
【図21】固定接点支持板の背面図。
【図22】図21の固定接点支持板の、一部断面を示す
側面図。
【図23】殻体の一部を含む図21〜22の固定接点支
持板の断面図。
【図24】固定接点の拡大側面図。
【図25】移動接点の上面図。
【図26】図26は図25の移動接点の側面図。図26
Aは図25,図26の移動接点の楔領域の拡大側面図。

Claims (47)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  アーク発生のおそれのある可動接点お
    よび固定接点を有する少なくとも一組の接点を具え、電
    気絶縁性ガスを入れた殻体と、前記殻体と協同して、前
    記接点の組のうち少なくとも一組に附属する個別の空間
    を形成する、複数の隔てられた平行な仕切板と、前記接
    点の組を開または閉にするように前記可動接点を支持お
    よび回転する回転部と、前記接点とともに回転し、前記
    接点の組に付随する前記空間を横断し、前記空間内でそ
    の前面に前記ガスが圧縮されるインペラー部と、アーク
    が発生可能な前記接点の組の間の距離にわたり前記圧縮
    ガスを差し向ける、前記インペラーに附属するノズル部
    とから成ることを特徴とする、回転式消弧スイッチ。
  2. 【請求項2】  少なくとも3枚の前記仕切板を具え、
    それらの間に少なくとも2つの前記空間を形成し、前記
    接点の少なくとも2組を具え、その各組は前記空間の対
    応する一つに個別に付随し、さらに、前記仕切板を前記
    平行に隔てた関係に支持する手段を具える、請求項1の
    回転式消弧スイッチ。
  3. 【請求項3】  少なくとも4枚の前記仕切板を具え、
    それらの間に少なくとも3つの前記空間を形成し、前記
    接点の少なくとも3組を具え、その各組は前記空間の対
    応する一つに個別に付随し、前記仕切板を前記平行に隔
    てた関係に支持する固定子部を具え、前記平行な仕切板
    と前記支持する固定子部は、前記殻体に適合する差込み
    ユニットを形成し、それにより前記3組の接点が電力回
    路の3相の各々を開閉するようにした、請求項1の回転
    式消弧スイッチ。
  4. 【請求項4】  前記ノズル部は前記インペラーの羽根
    にそれと直角に、前記仕切板には平行に、取り付けられ
    た、一対の平行に隔てられたバッフル板を具え、このバ
    ッフル板は、その間に前記ノズルを形成し、前記ノズル
    は、前記インペラー羽根が前記空間を横断するとき、少
    なくとも固定接点の前記他の組に向かって横断するよう
    に、配置されている、請求項1の回転式消弧スイッチ。
  5. 【請求項5】  少なくとも4枚の前記仕切板を具え、
    それらの間に少なくとも3つの前記空間を形成するよう
    にし、前記接点の少なくとも3組を具え、その各組は前
    記空間の対応する一つに個別に付随し、さらに、前記仕
    切板を前記平行に隔てた関係に支持する手段を具え、前
    記平行な仕切板と前記支持手段は、前記殻体に適合する
    差込みユニットを形成し、それにより前記3組の接点が
    電力回路の3相の各々を開閉するようにした、請求項4
    の回転式消弧スイッチ。
  6. 【請求項6】  接点が閉の位置にあるとき前記空間に
    ガスを迎え入れる開口を前記殻体に形成する開口形成手
    段を具え、この開口は、前記インペラー羽根が前記空間
    を横断するとき、前記インペラー羽根により閉じられ、
    その前面で前記ガスが圧縮され、前記圧縮ガスが前記ノ
    ズルを通るように強制される、請求項5の回転式消弧ス
    イッチ。
  7. 【請求項7】  接点が閉の位置にあるとき前記空間に
    ガスを迎え入れる開口を前記殻体に形成する開口形成手
    段を具え、この開口は、前記インペラー羽根が前記空間
    を横断するとき、前記インペラー羽根により閉じられ、
    その前面で前記ガスが圧縮され、前記圧縮ガスが前記ノ
    ズルを通るように強制される、請求項1の回転式消弧ス
    イッチ。
  8. 【請求項8】  電気絶縁性ガスを収容する少なくとも
    一つの空間を形成するための複数の仕切板を具え、前記
    空間内に少なくとも一組の接点があって、それが開くと
    きアーク発生のおそれがあり、接点の前記組は少なくと
    も可動接点および固定接点を有し、前記組の接点を開ま
    たは閉にするように前記可動接点を支持し回転する回転
    子部を具え、それがアーク発生の可能性がある条件をも
    たらし、前記接点とともに回転し、前記接点が開または
    閉になるとき前記空間を横断し、前記空間内でその前面
    に前記ガスを圧縮する、前記接点の組に付随するインペ
    ラー部と、アークが発生可能な前記接点の組の間の距離
    にわたり前記圧縮ガスを差し向けるように、前記インペ
    ラーに取り付けたノズル部とを具え、前記ノズルは、前
    記インペラー羽根に取り付けられた、前記羽根に垂直で
    かつ前記仕切板には平行なノズル通路を形成する、隔て
    られた複数のバッフルから成り、前記ノズルは、前記イ
    ンペラー羽根が前記空間を横断するとき、前記ノズル通
    路が前記固定接点を通過するように、配置されている、
    回転式消弧スイッチ。
  9. 【請求項9】  前記仕切板のうち4枚を平行に隔てて
    支持し、それらの間に3つの前記空間を形成する固定子
    板部を具え、前記接点の1組と1枚のインペラー羽根と
    は、個別に前記空間のそれぞれ対応する一つに付随しか
    つその中に封入され、前記各空間は前記平行な仕切板の
    1対、前記インペラー羽根の1つ、および固定子板部に
    より形成され、それにより3組の接点が電力回路の3相
    の各々を個別に開閉するようにした、請求項8の回転式
    消弧スイッチ。
  10. 【請求項10】  前記可動接点および前記インペラー
    羽根を支持して、前記固定接点に向かってまたはそれか
    ら遠くへ横断する回転子軸部と、この回転子軸部に付随
    して、前記接点と前記インペラー羽根の各々を、スイッ
    チ接触動作が望みの組み合わせおよび順序となるよう相
    互に位置させる手段を具えた、請求項9の回転式消弧ス
    イッチ。
  11. 【請求項11】  前記固定接点に付随し、かつそれを
    支持する、熱硬化性材料で成る部材と、前記固定接点以
    外の部分に付随し、かつそれを支持する、熱可塑性材料
    で成る部材を具えた、請求項9の回転式消弧スイッチ。
  12. 【請求項12】  作動中に熱くなる部分に付随し、か
    つそれを支持する、熱硬化性材料で成る部材と、作動中
    に熱くなる前記部分以外の部分に付随し、かつそれを支
    持する、熱可塑性材料で成る部材を具えた、請求項9の
    回転式消弧スイッチ。
  13. 【請求項13】  下記工程から成る、スイッチ製造方
    法。(a) 一対の固定子支持板および平行に隔てられ
    た位相区分隔離板を組み立て、電気絶縁性ガスを受容す
    るための複数の空間を囲う差し込みユニットを形成し、
    前記位相区分隔離板は各々中央に開口を有し、開口の全
    ては前記差し込みユニットと軸方向で整合しており、(
    b) 段階(a) の組み立て体に、前記位相区分隔離
    板の整合した中央部開口を通して延びる回転子軸を取り
    付け、(c) 前記回転子軸上へ、可動接点と、ノズル
    を有するインペラー羽根とを、接触動作の組合せと順序
    を決めるような配置で取り付け、前記位相区分隔離板の
    各対の間に少なくとも一つの接点と、一つのインペラー
    羽根とがあるようにし、また前記ノズルは前記接点に向
    かうようにし、(d) 前記段階(a) ないし(c)
     の組立体を筒状殻体へ差し込み、この部分は、前記回
    転軸の動作が絶縁ガスを前記インペラー羽根の前面で圧
    縮して、そこからガスが逃げるような寸法であり、そし
    て(e) 前記殻体を通して、前記可動接点の通り道の
    中の一点に複数の固定接点を取り付け、前記一点は、前
    記ノズルから放出される前記圧縮ガスを受容するような
    位置にあり、前記放出ガスは、前記接点が開くときアー
    クが発生するかもしれない広がった区域に当たるように
    される。
  14. 【請求項14】  作動中に熱くなる部品を熱硬化性材
    料で製作し、作動中に熱くならない部品を熱可塑性材料
    で製作する、請求項13のスイッチ製造方法。
  15. 【請求項15】  前記部品のうち少なくとも幾つかを
    ノッチを付けた樹脂で製作し、前記部品の一つのノッチ
    を他の前記部品のノッチに差し込むことにより、少なく
    とも段階(a) の組み立て体が完成されるようにした
    、請求項13のスイッチ製造方法。
  16. 【請求項16】  前記インペラー羽根により、それが
    前記空間を横断する際圧力差を形成する手段を具え、こ
    れにより前記ガスを前記板の前面で圧縮し、前記圧縮ガ
    スが強制的に前記ノズルを通される、請求項5の回転式
    消弧スイッチ。
  17. 【請求項17】  前記インペラー羽根により、前記イ
    ンペラー部が前記空間を横断する際圧力差を形成する手
    段を具え、これにより前記ガスを前記羽根の前面で圧縮
    し、前記圧縮ガスが強制的に前記ノズルを通される、請
    求項1の回転式消弧スイッチ。
  18. 【請求項18】  前記インペラー部が、前記殻体と前
    記平行な区分隔離板との間に実質的に広がっている羽根
    から成る、請求項1の回転式消弧スイッチ。
  19. 【請求項19】  前記平行な隔離板および支持部が、
    前記殻体に適合する差し込みユニットを形成する、請求
    項1の回転式消弧スイッチ。
  20. 【請求項20】  前記差し込みユニットがさらに前記
    回転子部と前記インペラー部を含む、請求項19の回転
    式消弧スイッチ。
  21. 【請求項21】  前記平行な隔離板と支持部が、互い
    と係合するよにノッチがつけられている、請求項19の
    回転式消弧スイッチ。
  22. 【請求項22】  前記差し込みユニットが、さらに前
    記回転子部と前記インペラー部を含み、前記回転子部は
    前記インペラー部を受け止めるノッチを有している、請
    求項21の回転式消弧スイッチ。
  23. 【請求項23】  前記ノズル部は、前記インペラー部
    にほぼ直角に形成されたチャンネルから成る、請求項1
    の回転式消弧スイッチ。
  24. 【請求項24】  前記チャンネルが、前記インペラー
    部に、それと一緒に回るように機能的に結合された、請
    求項23の回転式消弧スイッチ。
  25. 【請求項25】  前記固定接点を支持する手段を具え
    、前記殻体がさらに前記固定接点を収容する手段を具え
    る、請求項1の回転式消弧スイッチ。
  26. 【請求項26】  前記固定接点支持手段が、前記殻体
    の前記固定接点収容手段と係合する手段を具える、請求
    項25の回転式消弧スイッチ。
  27. 【請求項27】  前記固定接点支持手段を前記殻体に
    結合する接着手段を具える、請求項26の回転式消弧ス
    イッチ。
  28. 【請求項28】  前記殻体の有する前記固定接点収容
    手段を熱的に保護する手段をも具える、請求項25の回
    転式消弧スイッチ。
  29. 【請求項29】  前記固定接点支持手段の少なくとも
    一部を熱的に保護する手段をも具える、請求項25の回
    転式消弧スイッチ。
  30. 【請求項30】  前記固定接点収容手段と前記固定接
    点支持手段の少なくとも一部とを熱的に保護するための
    、固定接点に取り付けられた手段を有する、請求項25
    の回転式消弧スイッチ。
  31. 【請求項31】  前記可動接点を収容する手段と、こ
    の可動接点収容手段を熱的に保護する手段を具える、請
    求項1の回転式消弧スイッチ。
  32. 【請求項32】  前記可動接点に取り付けられ、前記
    回転子部を熱的に保護する手段をさらに具える、請求項
    1の回転式消弧スイッチ。
  33. 【請求項33】  前記熱的保護手段が熱硬化性材料で
    構成される、請求項28ないし31のいずれかの回転式
    消弧スイッチ。
  34. 【請求項34】  前記可動接点が、前記固定接点を係
    合するための区域を有し、かつこの区域内で傾斜した輪
    郭をもつ、請求項1の回転式消弧スイッチ。
  35. 【請求項35】  前記可動接点が、前記固定接点を係
    合するための区域を有し、この区域内で一定でない厚さ
    を有する、請求項1の回転式消弧スイッチ。
  36. 【請求項36】  前記一定でない厚さが、前記区域の
    内側の部分付近で最も厚く、輪郭付近で最も薄い、請求
    項35の回転式消弧スイッチ。
  37. 【請求項37】  前記区域が第一および第二の境界を
    有し、この第一の境界と第二の境界の間で前記厚さがほ
    ぼ直線的に変化する、請求項35の回転式消弧スイッチ
  38. 【請求項38】  前記可動接点と前記固定接点が、互
    に接して接触領域を形成し、この接触領域において力を
    及ぼし合い、前記スイッチはさらにこの力を前記接触領
    域全体にほぼ均等に分布させる手段を具える、請求項1
    の回転式消弧スイッチ。
  39. 【請求項39】  少なくとも二つの前記インペラー部
    が、向い合う対となって前記回転子部に取り付けられて
    いる、請求項1の回転式消弧スイッチ。
  40. 【請求項40】  前記インペラー部が、前記絶縁性ガ
    スを圧縮するためのブレード、およびこのブレードを前
    記回転子部に取り付けるアーム部を有する、請求項1の
    回転式消弧スイッチ。
  41. 【請求項41】  前記回転子部がさらに、前記インペ
    ラー部の前記アーム部を受け止める手段を有する、請求
    項40の回転式消弧スイッチ。
  42. 【請求項42】  少なくとも二つの前記インペラー部
    が、向い合う対となって前記回転子部に取り付けられて
    おり、前記アーム部は第一と第二の面を有し、前記向い
    合うインペラー部の各々の前記第一の面は、当たり合う
    ように配置され、前記アーム部は、前記回転子部の有す
    る前記アーム受け止め手段を通って延びている、請求項
    41の回転式消弧スイッチ。
  43. 【請求項43】  少なくとも二つの前記インペラー部
    が、向い合う対として前記回転子部に所定の関係に取り
    付けられ、前記回転子部の有する前記アーム受け止め手
    段が所定の形状をしており、かつ前記インペラー部の向
    い合う対の前記アーム部は、前記所定の関係に置かれた
    ときのみ、協同して前記アーム受け止め手段の前記形状
    に見合う外形をとる、請求項41の回転式消弧スイッチ
  44. 【請求項44】  少なくとも二つの前記インペラー部
    が、対になって前記回転子部に所定の関係に取り付けら
    れてもよく、前記回転子部の前記アーム受け止め手段が
    所定の形状をしており、前記インペラー部の向い合う対
    の前記アーム部は、前記所定の関係以外の関係に置かれ
    るときは常に、前記アーム受け止め手段の前記形状とは
    異なる外形をとり、この異なる外形のために前記インペ
    ラー部の対が前記回転子部に取り付けられないようにさ
    れている、請求項41の回転式消弧スイッチ。
  45. 【請求項45】  前記固定接点を特定の位置に保つ手
    段を有し、この手段は、前記固定接点支持手段の一部と
    係合する部材をもつ少なくとも一つの保持板と、この保
    持板を前記固定接点に固定する締結手段を有する、請求
    項25の回転式消弧スイッチ。
  46. 【請求項46】  前記固定接点にこの接点の少なくと
    も一部に沿って取り付けられた、前記固定接点の湾曲を
    制限する手段をさらに具える、請求項1の回転式消弧ス
    イッチ。
  47. 【請求項47】  前記湾曲制限手段は、前記接点に隣
    接して配された、前記接点の少なくとも一部に湾曲抵抗
    力を加える、少なくとも一枚の剛性の板部材から成る請
    求項46の回転式消弧スイッチ。
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