JPH087721A - 電気スイッチ装置 - Google Patents

電気スイッチ装置

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JPH087721A
JPH087721A JP6297683A JP29768394A JPH087721A JP H087721 A JPH087721 A JP H087721A JP 6297683 A JP6297683 A JP 6297683A JP 29768394 A JP29768394 A JP 29768394A JP H087721 A JPH087721 A JP H087721A
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switch
switch device
linear resistor
conductor
resistor
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JP6297683A
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English (en)
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Pietro Dr Ciboldi
ピエトロ・チボルディ
Jaap Enno Daalder
ヤープ・エンノ・ダールダー
Edgar Dullni
エドガール・ドゥルニ
Gerhard Mauthe
ゲルハルト・マウテ
Lutz Dr Niemeyer
ルッツ・ニーマイアー
Stein Olaf Olsen
スティン・オーラフ・オールセン
Francesco Dr Perdoncin
フランセスコ・ペルドンチン
Ralf Struempler
ラルフ・シュトリュンプラー
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ABB Patent GmbH
Original Assignee
ABB Patent GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/16—Impedances connected with contacts
    • H01H33/161—Variable impedances
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/16—Impedances connected with contacts
    • H01H33/161—Variable impedances
    • H01H2033/163—Variable impedances using PTC elements

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Fuses (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】従来と同程度のスイッチ容量を備え、よりコス
ト面で効果的に製造できる電気スイッチ装置を提供す
る。 【構成】中電圧或いは高電圧主要部の少なくとも１つの
メインコンダクタに介挿されるスイッチ装置は、所定過
電流が生じた場合に少なくとも１つのメインコンダクタ
を遮断する。単純化のため、及びスイッチ装置のコスト
を減少させるために、非線形抵抗体は電気負荷断路器ス
イッチ１４に直列に接続される。非線形抵抗体は正温度
係数を有し、発生する過電流を負荷断路器によって切換
えられる電流レベルに制限する。負荷断路器スイッチ１
４を非線形抵抗体に設けることによって短絡電流は切換
えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気主要部の少なく
とも１つのメインコンダクタに介挿され、所定過電流が
生じた場合に少なくとも１つのメインコンダクタを遮断
し、それによって、その抵抗値が電流レベルの増加とと
もに非線形に増加する非線形抵抗体が電気スイッチに直
列に接続され、非線形抵抗体が好ましくは正温度係数を
有するような電気スイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特に中電圧、及び高電圧の範囲におい
て、過電流、例えば短絡電流を開放させるためのスイッ
チ装置は、電源回路のブレーカとして構成されている。
例えば、高電圧に対しては、ＳＦ6 電源回路ブレーカと
して、あるいは、中電圧に対しては、真空スイッチ又は
低含油量スイッチとして、あるいは、その他同様にＳＦ
6電源回路ブレーカとして構成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のスイッ
チ装置は、スイッチ容量の増大と共に製造コストも増大
する。また、スイッチ装置の交換の際に手間取る不具合
も生じる。
【０００４】従って、この発明は、上述したような事情
に鑑み成されたものであって、その目的は、従来と同程
度のスイッチ容量を備え、よりコスト面で効果的に製造
できる先に述べたタイプのスイッチ装置を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、請求
項１に特徴付けられるこの発明によって達成される。即
ち、電気主要部の少なくとも１つのメインコンダクタに
介挿され、所定過電流が生じた場合に少なくとも１つの
メインコンダクタを遮断し、それによって、その抵抗値
が電流レベルの増加とともに非線形に増加する非線形抵
抗体が電気スイッチに直列に接続され、非線形抵抗体が
好ましくは正温度係数を有するような電気スイッチ装置
において、電気スイッチが電気断路器、或いは負荷断路
器であって、バリスタなどの線形、或いは非線形の電圧
依存性のインピーダンス素子が非線形抵抗体に並列に接
続されたことを特徴とする電気スイッチ装置。
【０００６】
【作用】この発明は、例えば特許出願 P 42 21 309号に
記載されているように、特殊な材料や特殊な材料の混合
物は、電流が増加するとその温度と共に抵抗も増大する
という事実が利用される。もしこのような非線形な抵抗
体がスイッチ装置に直列に接続されたとしても、短絡電
流、あるいは一般に過電流の発生によるこの電流は制限
され、そのため予想される短絡電流、あるいは過電流に
は達しない。これは以下のような重要性を有する。それ
は短絡開放のために特別に設計された電源回路ブレーカ
を使用する必要がなくなるが、断路器スイッチ、あるい
は負荷断路器スイッチは、所定の時間に残余電流、ある
いは定格電流を開放できる必要性が利用される。断路器
スイッチ、あるいは負荷断路器スイッチと共に非線形抵
抗体の利用は、短絡スイッチ装置に対してコスト面でか
なりの低減を導く。断路器スイッチ、あるいは負荷断路
器スイッチは、特殊な目的のために迅速に反応する断路
器スイッチとして設計される。非線形抵抗体が比較的長
時間にわたって電圧に耐えられるのであれば、安価とは
いえないが、開放位置において電圧に耐えられるコスト
面で効果的な遅い断路器スイッチを利用するという可能
性もまた存在する。
【０００７】インピーダンス素子は、非線形抵抗体に対
して並列に接続される。このインピーダンス素子は線
形、或いは非線形であり、言い換えれば電圧依存性であ
る。これは電圧スパイクを減少させるために帯電される
キャパシタとして構成される。抵抗体、好ましくはバリ
スタは、キャパシタの代わりに設けられる。インピーダ
ンス素子は、非線形抵抗体に一体化される、或いは分離
型であってもよい。しかし、特に、概してインダクタン
スが高い場合には、このインピーダンス素子は、非線形
抵抗体に対して並列に接続される。
【０００８】このような非線形抵抗体の利用による特に
有利な可能性は、請求項２によれば、メインコンダクタ
の電流が変化した場合に抵抗体の特性でその変化量を検
出する手段であって、所定過電流の発生に対する信号を
発生する手段を備え、この信号が断路器スイッチ或いは
負荷断路器スイッチに対する作動装置に供給されること
が利用される。
【０００９】この場合、この利用は、非線形抵抗体のあ
る特性が過電流の発生で変化するという事実からなる。
一方、非線形抵抗体がその抵抗値の増加のため、過電流
の発生で検出される電圧が変化する。この電圧値の変化
が検出され、処理される。
【００１０】一方、非線形抵抗体は、過電流の発生、及
び温度の上昇に伴ってその幾何学的大きさが変化する。
大きさの変化、特に体積変化、或いは長さの変化が開放
を引き起こすために利用される。
【００１１】さらに、温度測定要素もまた、抵抗体に取
付けられる。温度の上昇が関連する信号を発生させる。
【００１２】さらに、請求項６によれば、例えばピエゾ
要素のようなアクチュエータは、抵抗体に並列に接続さ
れる。抵抗体の増加された電圧降下の発生で、アクチュ
エータはそれに印加されるこの電圧を有し、その結果、
長さの変化或いは曲がりを受ける。この長さの変化或る
いは曲がりは、負荷断路器スイッチの開放のための作動
装置を作動させるために利用される。
【００１３】特に有利な精練されたこの発明は、請求項
７によれば、非線形抵抗体、或いは抵抗要素に設けられ
るラッチ・ポイントを有するスイッチ機構からなり、こ
のスイッチ機構がスイッチ装置を作動させる。この場
合、請求項８によれば、スライド要素はスイッチ機構に
設けられ、このスライド要素はピン或いはスリーブとし
て好ましい方法で構成される。またスライド要素はスイ
ッチとして作動装置を駆動する、或いは直接スイッチを
作動させる。請求項９又は１０によれば、電磁石リリー
ス装置もまた非線形抵抗体に設けられ、この電磁石リリ
ース装置は、すなわちラッチを開放するようにスイッチ
機構を作動させる。
【００１４】この場合、電磁石リリース装置の一部であ
るコンダクタは、非線形抵抗体の電極に接続される。
【００１５】特に有利な方法では、請求項１２によれ
ば、非線形抵抗体は、スイッチ機構及び／又はリリース
装置及び／又はコンダクタ及び／又はロック機構ととも
に絶縁材からなる支持装置によって保持される。支持装
置は、請求項１３及び１４のいずれか一方によって構成
され、或いは請求項１５によれば、少なくとも非線形抵
抗体を包囲する絶縁材の包囲体からなる。これは、非線
形抵抗体が包囲体によって直接堅固に包囲されることを
可能とし、リリース装置及び／又はスイッチ機構が包囲
体内の空洞に備えられることを可能とする。
【００１６】請求項１７によれば、包囲体は管状、好ま
しくは円筒状の構造であり、給電線、或いは出力端子(o
utlet)に接続されるキャップで覆われる端部を有する。
【００１７】同時に、特に好ましい方法では、支持装
置、特に包囲体の絶縁材は、好ましくは電圧依存性の抵
抗値を有する材料、好ましくはバリスタセラミックから
なる。この結果、局部的な過電圧を打ち消すことが可能
となる。請求項１３或いは１４によって構成される支持
装置もまた同様の材料から製造される。
【００１８】請求項２０によれば、スライド要素は好ま
しくはピンとして構成され、ばね装置の圧力を受けて、
ラッチ・ポイントが開放されるとその位置が変化し、包
囲体の外部に飛び出す。
【００１９】請求項２２によれば、ピンを固定するばね
装置によるロック機構を伴うスイッチ機構を構成するこ
とが可能である。これは定格電流でばねの力によって作
用され、過電流の発生でそれを開放する。ばね装置は、
請求項２３によるバイメタル材、或いは形状記憶合金か
ら製造され、構成される。
【００２０】ヒューズワイヤもまたロック機構として利
用され、このヒューズワイヤはばねの力に反発するよう
にスライド要素を固定する。過電流が発生すると、ヒュ
ーズワイヤは溶融され、ばねの力を開放する。勿論、ス
ライド要素はその一端で圧縮ばね、及びヒューズワイヤ
が備えられたスリーブに固定されることも可能であり、
スリーブは他端に非線形抵抗体に電気的に接続される嵌
合接触に接触される接触突起を有する。ヒューズワイヤ
が溶融し、スライド要素が外部に飛び出して負荷断路器
スイッチのリリース装置が作動されると、スライド要
素、圧縮ばね、及びヒューズワイヤを伴った新しいスリ
ーブのみが挿入され、そのため交換が極めて容易であ
る。
【００２１】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の電気スイッ
チ装置の実施例について詳細に説明する。
【００２２】図１による中電圧メイン回路では、３つの
メインコンダクタＲ、Ｓ、Ｔは、高電圧メイン回路Ｒ
１、Ｓ１、Ｔ１からの高電圧が中電圧に変圧される変圧
器１０からの出力端子に設けられている。
【００２３】非線形抵抗体として用いられる正特性サー
ミスタ（positive temperature coefficient thermisto
r 、以下、ＰＴＣサーミスタと称する）１１、１２、及
び１３は、それぞれ３つのコンダクタＲ、Ｓ、Ｔに設け
られ、ＰＴＣサーミスタに対して非線形インピーダンス
素子１１ａ、１２ａ、１３ａが設けられている。同様
に、図中の破線で示される断路器スイッチ１４は、コン
ダクタＲ、Ｓ、Ｔに対して接触点１５、１６、及び１７
を有する。さらに、断路器スイッチ１４は、共通線２２
に接続される給電線１９、２０、２１を経由してリリー
ス要素２３、２４、及び２５に接続されるスイッチ作動
装置１８からなる。リリース要素２３、２４、及び２５
は、ＰＴＣサーミスタ１１、１２、及び１３に設けら
れ、ＰＴＣサーミスタ１１、１２、及び１３の特性で変
化量を検出し、検出された変化量に基づいてライン１
９、２０、２１、２２を経由して信号を発生する。この
信号によって、作動機構１８は駆動され、接触点１５、
１６、及び１７が開放される。ＰＴＣサーミスタ１１、
１２、及び１３は、自身の温度が変化し、その結果、電
気抵抗が変化する。このためコンダクタＲ、Ｓ、Ｔに流
れる電流レベルが増加した場合には、断路器スイッチ１
４の接触点１５、１６、及び１７を経由して流れる電流
は、制限される。極めて異なる方法としてはＰＴＣサー
ミスタ１１、１２、及び１３の特性で変化量を検出する
要素として用いられる。
【００２４】図２のような設計の場合には、ＰＴＣサー
ミスタ間の電圧変化量を検出する装置３１は、ＰＴＣサ
ーミスタ３０に並列に接続され、装置３１から出力され
る信号は、ライン３２を経由してリリース機構或いは作
動機構１８に供給される。
【００２５】リリース装置２３、２４、２５が省略さ
れ、ＰＴＣサーミスタ１１、１２、１３が作動装置に備
えられることも可能である。図３による実施例の場合に
は、ＰＴＣ体３４は、包囲体３５の内部に設けられ、底
部は導電体からなるカバー３６によって覆われている。
空洞３８は、ＰＴＣ体３４の上端部から上部カバー３７
までの間に設けられる。この空洞は、ＰＴＣ体３４が過
電流の発生によって生じる温度上昇でその長さが変化す
るために備えられている。この長さの変化を検出するた
めに、導電体からなるプレート３９が上部、即ちＰＴＣ
体の自由端に設けられ、蝶番が取付けられたレバー装置
４０がプレート３９に接続され、機械的に作動装置１８
を駆動する。包囲体３５は、電気絶縁体からなり、フィ
ードコンダクタ、或いは出力端コンダクタ４２は、カバ
ー３６、或いはプレート３９に接続されている。コンダ
クタによって図３による装置は、例えばメインコンダク
タＲの間に介挿される。レバー機構４０は、好ましくは
絶縁体からなる。プレート３９に接続されるコンダクタ
４２は、開口４３を介して空洞３８の外部に引出されて
いる。レバーリンケイジ(lever linkage) ４０は、ホー
ル４４を経由してプレート３９に接続される。包囲体の
代わりに保持ロッドが用いられることがあるが、保持ロ
ッドはＰＴＣサーミスタの中央を貫通することが可能で
ある。包囲体、或いは保持ロッドの材料は、非線形で電
圧依存性の抵抗値を有する、たとえばバリスタセラミッ
クなどの絶縁材である。
【００２６】図３のような設計の場合には、例えばＰＴ
Ｃ体１１の特性の変化が検出される要素２３は、いわば
ＰＴＣサーミスタに一体化され、レバーリンケイジ４０
の作動方法は、ライン経路１９乃至２２に相当する。
【００２７】図４のような設計の場合、ＰＴＣサーミス
タ５０は、例えばメインラインＲ中に介挿される。電圧
測定装置５１はこれに対して並列に接続され、この装置
５１はライン５２を経由して、ピエゾ要素の形のアクチ
ュエータ５３に電圧信号を供給する。例えば、この電圧
はピエゾ要素５３の長さを変化させ、この長さの変化が
リンケイジ５４を経由して作動機構１８に伝導されて接
点１１が開放される。この長さ変化が利用されるピエゾ
要素の代わりに、ピエゾ要素はその曲がりが利用される
ように用いることもできる。適当なピエゾ要素は、例え
ばシーメンスドキュメント(Siemens Document)“Ｖｉｂ
ｒｉｔ”ピエゾセラミック、No. N-281/5053,190 163 P
A 2818に公開されている。
【００２８】図５は、他の実施例を示す図である。ＰＴ
Ｃサーミスタ６０は、コンダクタＲに介挿され、それに
並列にヒューズ６１が接続されている。このヒューズ６
１は、それ自体で知られているように、スリーブ(sleev
e)６２、その一端が閉ざされる接触キャップ６３、及び
その他端が閉ざされる接触キャップ６４を有する。ガイ
ドスタブ(guide stub)６５は、接触キャップ６４で包囲
され、ピン６６がガイドスタブ６５に誘導される。ヒュ
ーズワイヤ６７は、ピン６６と底部のキャップ６３との
間に設けられ、ピン６６は、図示しないスプリングによ
って矢印のＡの方向に作用される。キャップ６３及び６
４は、供給及び出力ライン６７及び６８を経由してメイ
ンコンダクタＲに接続される。こうしてヒューズ６１
は、ＰＴＣサーミスタに並列に接続される。ここで、過
電流が生じた場合、ＰＴＣ体の抵抗が大きく上昇し、本
質的に電流はヒューズを経由して流れる。その結果、ヒ
ューズワイヤ６７は溶融し、ピン６６は矢印のＡの方向
の破線で示した位置６６ａに移動する。ピン６６のこの
移動は、作動機構１８に伝導され、負荷断路器スイッチ
１４が開放される。
【００２９】比較的単純なヒューズがヒューズとして用
いられ、このヒューズは電圧に対してのみ耐えうる必要
があり、定格電流を通す必要はない。小さな定格電流に
対してのみ設計される必要がある。
【００３０】さらに、この発明の実施例が図６に図示さ
れている。ＰＴＣサーミスタ７１は、絶縁体からなる包
囲体７０の内部に設けられている。図６に示されるよう
に、包囲体７０は、底部が導電性キャップ７２で閉ざさ
れている。このキャップは、Ｌ字状の断面を有するフラ
ンジで囲まれたエッジ７３を伴ったおわん型の形状を有
する。また、このキャップは包囲体７０の底部を取囲
む。導電体、例えばコンダクタ４１はキャップ７２に接
続される。ＰＴＣ体の上端は、キャップ７２と同様に、
包囲体７０の上端からある程度の距離がおかれ、この包
囲体７０はキャップ７４によって閉ざされている。ＰＴ
Ｃ体の上端には導電体層７５が位置し、この導電体には
電磁石装置７７を通して導電ロッド７６が接続されてい
る。導電ロッド７６の上端は、電気的にキャップ７４に
接続されている。カバー７５とキャップ７４との間の空
洞内には、リリースレバー７９を有するスイッチ機構７
８が設けられている。このリリースレバーは、ピン８１
のラッチ突起(latching projection) ８０と相互作用す
る。電磁石装置が磁石アーマチャー(magnet armature)
８２によって反応すると、リリースレバー７９は、スイ
ッチ機構７８内を軸を中心に右回りの方向に回動する。
次いで、図示しないばねの圧力を受けて、いったんラッ
チ８０が開放されると、ピン８１は矢印のＡの方向に移
動する。そして、作動機構１８は、スイッチを開放する
ために、図５の場合のように作動される。作動機構は、
必ずしもラッチ機構のように設計される必要はない。
【００３１】図７のような設計は同様な形状を示してい
る。ＰＴＣ体８８は、包囲体８５の内部に設けられてい
る。この包囲体は、電気絶縁体からなり、底部及び上部
はキャップ８６及び８７で閉ざされている。ＰＴＣ体
は、コンダクタ要素９０を囲む中心アパーチャ８９を有
する。コンダクタ要素は、わずかにその一端、即ち図中
の上部でＰＴＣサーミスタ８８の上に突き出している。
他方の底端部では、プレート８９ａがコンダクタ要素９
０に堅固にねじ留めされ、ＰＴＣ体８８に対して導電可
能なように接続されている。接触ピン９２が係合したＵ
字状の接触要素９１は、コンダクタ要素９０の自由端
（図の上部）に設けられている。
【００３２】図８は、この領域を拡大した拡大図を示
す。
【００３３】接触要素９１は、ピン９２が係合する２つ
の接触リム(limb)９３及び９４を有する。ピン９２は、
絶縁材からなるスリーブ９６の内部に適合される回転部
９５と一体形成される。その一端はコンダクタ要素９０
に面し、丸められている。ピン９２は開口９７を通して
スリーブ９６に突出している。スリーブ９６の上端は、
フランジエッジ９１ａによってキャップ８７のポットベ
ース９９の縁９８に固定されている。金属製の内部スリ
ーブ１００は、望遠鏡のようにスリーブ９６の内部に係
合し、スリーブ９６の底部に対しては開口され、キャッ
プ８７のポットベース９９の部分に対しては閉ざされて
いる。それは、回転部９５に対して電気的に接続されな
いように、回転部からある程度の距離がおかれている。
絶縁材からなる外部スリーブ９６は、フランジエッジ９
１ａの部分に図示しない側面の開口を有する。この開口
を通して、内部スリーブに一体形成された図示しない接
触ばねがポットベース９９の縁９８に対して外側に係合
している。内部スリーブ１００はスライド要素であり、
圧縮ばね１０１を包囲する。ばね１０１の一端は回転部
９５に支持され、他端は内部スリーブ１００の上部閉端
に支持されている。圧縮ばね１０１は絶縁体によって包
囲されるため、圧縮ばね１０１を通る電流の流れは遮断
される。ヒューズワイヤ１０３は、内部スリーブの上端
部及び／又はそこに配設された接触プレート１０２と回
転部９５との間に備えられる。そのため、接触要素９１
から部分９２乃至９５、及びそこに固定されたヒューズ
ワイヤ１０３の一端まで導通可能に接続されている。そ
の他端は接触プレート１０２、内部スリーブ１００、及
び外部スリーブを通して外部に放射状に突出した接触ば
ねを経由して縁９８に接触している。ヒューズワイヤ１
０３が過電流のために溶融すると、内部スリーブ１００
は、図５のピン８１と同様に、ばね１０１の圧力を受け
て矢印のＡの方向に外側に移動される。ヒューズワイヤ
１０３が溶融した場合、スリーブ９６のみが除去され、
スリーブ９６及び内部スリーブ１００を備えた新しいス
リーブ装置に交換される。より簡単に回収、交換できる
ように、スリーブ９６には取っ手が取付けられても良
い。
【００３４】図９及び１０のような設計の場合にはヒュ
ーズワイヤを不要とする。絶縁材からなり、ＰＴＣサー
ミスタ８８の上端から突き出したガイド軸１１１は、Ｐ
ＴＣ体８８にねじ留めされたコンダクタ要素１１０に堅
固にねじ留めされている。ガイド軸１１１は、外部スリ
ーブ１１３の底部が加圧されるガイドベース１１２を伴
って上部キャップ８７の部分に備えられる。外部スリー
ブ１１３は、ガイドベース１１２の内部に設けられる内
部端１１４のフランジを有する。このフランジ１１４に
は圧縮ばね１１５が支持され、ばねの他端は、内側にフ
ランジ形成された内部スリーブ１１７の上端１１６に支
持されている。内部スリーブはこのフランジ１１６によ
ってロッド１１８に堅固に接続されている。このロッド
１１８は、ガイド領域１１２を通して、ばね要素１１９
が備えられたコンダクタ要素１１０の自由端近傍に係合
される。ばね要素１１９は、２つのリム１２０及び１２
１を伴ったＵ字状の形状を有する。このリムは、その自
由端でほぼＶ字状に内側に曲げられ、締付け部１２２を
形成している。ロッド１１８のマッシュルーム型の内部
端１２３は、この締付け部１２２に係合され、ばね要素
１１９によってばね１１５の復元力に反発するように堅
固に保持される。電流の流れが増加され、温度が上昇す
ると、ばね要素１１９は変形し、ばね要素１１９の２つ
のリム１２０及び１２１が広がる。すると、ロッド１１
８が移動可能なように開放されるため、ロッドは、ばね
１１５の圧力を受けて矢印のＡの方向に外側に移動す
る。矢印のＡの方向への移動は、スイッチの作動機構１
８を作動される。ばね要素１１９が構成される材料は、
バイメタル材、或いは形状記憶合金である。
【００３５】図６乃至１０による設計で、包囲体７０ま
たは８５は、絶縁材で製造される。この絶縁材は、特に
好ましくはバリスタセラミックである。バリスタセラミ
ックを用いる理由は、上述したドイツ国特許出願に開示
されている。
【００３６】図７乃至１０による装置の場合、電気的な
接続が底部キャップ８６からＰＴＣ体８８まで編組線１
３０を経由して与えられる。さらに、編組線１３１がＰ
ＴＣ体の上端からキャップ８７まで与えられている。あ
る割合の電流が、コンダクタ要素９０及びヒューズワイ
ヤ１０３、及び／又はコンダクタ要素１１０及びスリー
ブ要素１１１、及び／又はばね要素１１９及びロッド１
１８を経由してカバーキャップ８７まで流れる。その結
果、ＰＴＣ体８８及びヒューズワイヤ１０３、及び／又
は、ばね要素１１９の並列回路が達成される。
【００３７】図７及び８、及び／又は９及び１０による
装置の場合、ヒューズワイヤ及びコンダクタ１１８を伴
ったＵ字状ばね要素１１９は、一部の電流のみ通す必要
がある。図９及び１０による設計の場合、コンダクタ１
１８のみが、手動、或いは遠隔制御などで再び押し込ま
れる必要がある。図７及び８による設計の場合には、ヒ
ューズ要素のみが、スリーブ９６、内部スリーブ１０
０、ヒューズワイヤ１０３、及び圧縮ばね１０１を伴っ
て交換される必要がある。これらの要素はわずかな割合
の電流のみ通す必要があり、ほとんどの電流はＰＴＣサ
ーミスタ及び編組線１３０、１３１を経由して通される
ため、このヒューズ要素は、かなりコスト面で効果的に
構成される。図７及び８のような装置が反応した場合、
ヒューズ要素のみが新しいものに交換される必要があ
る。
【００３８】内部スリーブは、スイッチ装置を作動され
るための、或いはラッチ機構として構成される作動装置
を開放するためのスライド要素として構成される。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の電気ス
イッチ装置によれば、従来と同程度のスイッチ容量を備
え、よりコスト面で効果的に製造できる電気スイッチ装
置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、介挿された非線形抵抗体を有するメイ
ンの回路を示す回路図である。
【図２】図２は、１つのメインコンダクタの回路を示す
回路図である。
【図３】図３は、非線形抵抗体の装置を示す図である。
【図４】図４は、図２と同様に、非線形抵抗体を有する
回路を示す回路図である。
【図５】図５は、非線形抵抗体、及びヒューズを有する
回路図である。
【図６】図６は、一体化された非線形抵抗体を有するリ
リース装置を作動される装置を示す図である。
【図７】図７は、図６と同様の別の実施例を示す図であ
る。
【図８】図８は、図７の一部を拡大した拡大図である。
【図９】図９は、非線形抵抗体を有するこの発明の別の
実施例を示す図である。
【図１０】図１０は、図９による装置の一部を拡大した
拡大図である。
【符号の説明】
１０…変圧器 １１、１２、１３
…ＰＴＣサーミスタ １４…断路器スイッチ １５、１６、１７
…接触点 １８…スイッチ作動装置 ２３、２４、２５
…リリース要素 ３０…ＰＴＣサーミスタ ３４
…ＰＴＣ体 ３５…包囲体 ３９
…プレート ４０…レバー機構 ５０
…ＰＴＣサーミスタ ５３…アクチュエータ ６０
…ＰＴＣサーミスタ ６１…ヒューズ ６２
…スリーブ ６６…ピン ７０
…包囲体 ７１…ＰＴＣサーミスタ ８１
…ピン ８８…ＰＴＣサーミスタ ９１
…接触要素 ９２…接触ピン １０３
…ヒューズワイヤ １１８…ロッド １１
９…ばね要素
フロントページの続き (72)発明者 ヤープ・エンノ・ダールダー スウエーデン国、エスイー − ゴートメ ルンブルク、ウトラントアガタン ６ベー (72)発明者 エドガール・ドゥルニ ドイツ連邦共和国、デー − 40880 ラ ーティンゲン、ホルンダーベーク 27 (72)発明者 ゲルハルト・マウテ スイス国、ツェーハー − 5400 バーデ ン、ミュールベルクベーク 25 (72)発明者 ルッツ・ニーマイアー スイス国、ツェーハー − 5242 ビル、 フンネンベーク 454 (72)発明者 スティン・オーラフ・オールセン ノルウェー国、エヌ − 3716 スキーエ ン、ノルドレ・リシングフェイ ７ (72)発明者 フランセスコ・ペルドンチン イタリア国、アイ − 24020 ビッラ・ ディエ・セリオ、ビア・モンテ・グラッパ 14 (72)発明者 ラルフ・シュトリュンプラー スイス国、ツェーハー − 5400 バーデ ン、パルクシュトラーセ 29

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電気主要部の少なくとも１つのメインコン
    ダクタに介挿され、所定の過電流が生じた場合に少なく
    とも１つのメインコンダクタを遮断し、それによって、
    その抵抗値が電流レベルの増加とともに非線形に増加す
    る非線形抵抗体が電気スイッチに直列に接続され、非線
    形抵抗体が好ましくは正温度係数を有するような電気ス
    イッチ装置において、電気スイッチが電気断路器(elect
    rical disconnector)、或いは負荷断路器であって、バ
    リスタなどの線形、或いは非線形の電圧依存性のインピ
    ーダンス素子が非線形抵抗体に並列に接続されたことを
    特徴とする電気スイッチ装置。
  2. 【請求項２】メインコンダクタの電流が変化した場合
    に、非線形抵抗体の特性でその変化量を検出する手段で
    あって、所定の過電流の発生に対する信号を発生する手
    段を備え、この信号がスイッチ装置に対する作動装置に
    供給され、その作動装置が信号の発生でスイッチ装置を
    作動させることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ
    装置。
  3. 【請求項３】非線形抵抗体の電圧変化を検出する手段を
    備えたことを特徴とする請求項２に記載のスイッチ装
    置。
  4. 【請求項４】非線形抵抗体の幾何学的な大きさの変化を
    検出する手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載
    のスイッチ装置。
  5. 【請求項５】非線形抵抗体の温度変化を検出する手段を
    備えたことを特徴とする請求項２に記載のスイッチ装
    置。
  6. 【請求項６】非線形抵抗体の電圧変化を検出するための
    手段が前記非線形抵抗体に並列に接続されるアクチュエ
    ータ(actuator)、好ましくはピエゾ要素(piezo-elemen
    t) によって形成され、その幾何構造の変化がスイッチ
    装置の作動装置を作動させることを特徴とする請求項１
    乃至５のいずれか１つに記載のスイッチ装置。
  7. 【請求項７】ラッチ・ポイントを有するスイッチ機構が
    非線形抵抗体に設けられ、このスイッチ機構によって断
    路器スイッチ、或いは負荷断路器スイッチが過電流の発
    生によって作動され、ラッチ・ポイントが開放されるこ
    とを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の
    スイッチ装置。
  8. 【請求項８】スライド要素(sliding element) がスイッ
    チ機構に設けられ、スイッチ機構のラッチ・ポイントが
    開放されるとスライド要素が断路器スイッチ或いは負荷
    断路器スイッチの作動装置を作動させることを特徴とす
    る請求項７に記載のスイッチ装置。
  9. 【請求項９】リリース装置(release device)が非線形抵
    抗体に設けられ、このリリース装置がスイッチ機構を作
    動させることを特徴とする請求項７又は８に記載のスイ
    ッチ装置。
  10. 【請求項１０】リリース装置がスイッチ機構のラッチ・
    ポイントを開放するアーマチャーを有する電磁石リリー
    ス装置であることを特徴とする請求項９に記載のスイッ
    チ装置。
  11. 【請求項１１】コンダクタが非線形抵抗体の１つの電極
    に接続され、このコンダクタは電磁石リリース装置の一
    部であることを特徴とする請求項９及び１０にいずれか
    一方に記載のスイッチ装置。
  12. 【請求項１２】非線形抵抗体がスイッチ機構及び／又は
    リリース装置及び／又はコンダクタとともに絶縁材から
    なる支持装置によって保持されることを特徴とする請求
    項７乃至１１のいずれか１つに記載のスイッチ装置。
  13. 【請求項１３】支持装置が絶縁材からなる少なくとも１
    つの保持ロッドを有し、非線形抵抗体がスイッチ機構及
    び／又はリリース装置及び／又はコンダクタとともにユ
    ニット化されていることを特徴とする請求項１２に記載
    のスイッチ装置。
  14. 【請求項１４】保持ロッドが非線形抵抗体の中心を貫通
    することを特徴とする請求項１３に記載のスイッチ装
    置。
  15. 【請求項１５】支持装置が収納体、或いは少なくとも非
    線形抵抗体を包囲する包囲体として構成されることを特
    徴とする請求項１２に記載のスイッチ装置。
  16. 【請求項１６】リリース装置及び／又はスイッチ機構が
    包囲体の内部の空洞に配設されることを特徴とする請求
    項１５に記載のスイッチ装置。
  17. 【請求項１７】包囲体が管状、好ましくは円筒状であ
    り、給電線、或いは出力端子(outlet)に接続されるキャ
    ップで覆われる端部を有し、非線形抵抗体が導通可能な
    ようにキャップに接続されることを特徴とする請求項１
    ６に記載のスイッチ装置。
  18. 【請求項１８】抵抗値が過電圧の発生で低下するように
    絶縁材が非線形な抵抗値を有することを特徴とする請求
    項１２乃至１７のいずれか１つに記載のスイッチ装置。
  19. 【請求項１９】絶縁材がバリスタセラミックであること
    を特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１つに記載
    のスイッチ装置。
  20. 【請求項２０】スライド要素がピンとして構成され、ば
    ね装置の圧力を受けて支持装置、好ましくは包囲体から
    外に飛出すことを特徴とする請求項８乃至１９のいずれ
    か１つに記載のスイッチ装置。
  21. 【請求項２１】非線形抵抗体のみが部分的に包囲体を満
    たし、スイッチ機構及び／又はコンダクタ及び／又はア
    ーマチャーを有する電磁石装置が非線形抵抗体と近接す
    る導電性の自由端との間に設置されることを特徴とする
    請求項１５乃至２０のいずれか１つに記載のスイッチ装
    置。
  22. 【請求項２２】ばね装置の圧力を受け、好ましくはピン
    として構成されるスライド要素を固定するラッチばね要
    素によってロック機構と共にスイッチ機構が形成され、
    過電流の発生によってそれが開放されることを特徴とす
    る前記請求項のいずれか１つに記載のスイッチ装置。
  23. 【請求項２３】ラッチばね要素がテーパ状リム(limb)を
    備えたＵ字状の形状を有し、このリムは温度によってそ
    の形状が変化する材料（バイメタル材、或いは形状記憶
    合金）からなり、テーパ状リムがピンの内部端にマッシ
    ュルーム状の拡張部の背後で係合され、前記ピンに固定
    されることを特徴とする請求項１７に記載のスイッチ装
    置。
  24. 【請求項２４】ヒューズワイヤがロック機構として備え
    られ、このヒューズワイヤはばねの圧力に反発するよう
    にスライド要素に固定され、過電流の発生でヒューズワ
    イヤが溶融するとばねがスライド要素を外部に押し出す
    ことを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１つに記
    載のスイッチ装置。
  25. 【請求項２５】スライド要素が圧縮ばね及びスリーブ(s
    leeve)内のヒューズワイヤに配設され、このスリーブ
    は、その内部端に非線形抵抗体が電気的に接続される嵌
    合接触部(mating contact)に接触される接触突起を有す
    ることを特徴とする請求項２４に記載のスイッチ装置。
  26. 【請求項２６】スライド要素が内部スリーブに形成さ
    れ、この内部スリーブは外側は閉ざされ、内側は開口さ
    れ、スリーブにガイドされ、ヒューズワイヤ及び圧縮ば
    ねで包囲されることを特徴とする請求項２４、２５に記
    載のスイッチ装置。
  27. 【請求項２７】非線形抵抗体がメイン電流経路に位置
    し、ヒューズワイヤ或いはＵ字状ばねがそれに対して並
    列に接続された電流経路に位置することを特徴とする前
    記請求項のいずれか１つに記載のスイッチ装置。
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