特許 6573916 各極のブシュ上部を横切って接続された避雷器を備えるデッドタンク回路遮断器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6573916

(24)【登録日】2019年8月23日

(45)【発行日】2019年9月11日

(54)【発明の名称】各極のブシュ上部を横切って接続された避雷器を備えるデッドタンク回路遮断器

(51)【国際特許分類】

   H02B 13/035 20060101AFI20190902BHJP

【ＦＩ】

   H02B13/035 301A

   H02B13/035 301K

【請求項の数】11

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2016-572624(P2016-572624)

(86)(22)【出願日】2015年5月12日

(65)【公表番号】特表2017-518022(P2017-518022A)

(43)【公表日】2017年6月29日

(86)【国際出願番号】US2015030247

(87)【国際公開番号】WO2015191202

(87)【国際公開日】20151217

【審査請求日】2018年5月10日

(31)【優先権主張番号】14/302,455

(32)【優先日】2014年6月12日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】302041073

【氏名又は名称】エービービー シュヴァイツ アクチェンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】スシル エイ． シンデ

(72)【発明者】

【氏名】アーノルド ピー． ヴィトルス

(72)【発明者】

【氏名】ゲアリー ハマック

(72)【発明者】

【氏名】コーリー ジェイ． スタンコ

(72)【発明者】

【氏名】ウィリー フリーマン

【審査官】 内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１９７６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１１３４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２４１８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２７０４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５７−１１７５９４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ３３／７０ 〜 ３３／９９

Ｈ０２Ｂ １／００ 〜 １／３８

Ｈ０２Ｂ １／４６ 〜 ７／０８

Ｈ０２Ｂ １３／００ 〜 １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

デッドタンク回路遮断器用の避雷器構造であって、前記回路遮断器は、第１のブシュに支持された第１の電気端子と、第２のブシュに支持された第２の電気端子とを備える少なくとも１つの極アセンブリを有し、前記第１の電気端子は、前記極アセンブリ内に不動に固定された固定接点に電気的に接続されており、前記第２の電気端子は、前記極アセンブリ内で摺動可能な可動接点に電気的に接続されており、前記避雷器構造は、
第１の端部および反対側の第２の端部を有する避雷器と、
該避雷器の前記第１の端部を前記第１の電気端子の端部に電気的および機械的に接続するように構成および配置された第１の導体構造と、
前記避雷器の前記第２の端部を前記第２の電気端子の端部に電気的および機械的に接続するように構成および配置された第２の導体構造と、を有し、
前記避雷器は、前記固定接点および前記可動接点が開放しているときに前記固定接点および前記可動接点を横切って生じる過渡過電圧を前記避雷器が制限することができるように、前記固定接点および前記可動接点に対して並列に電気的に接続されており、
前記避雷器は、前記回路遮断器と組み合わされており、前記第１のブシュおよび前記第２のブシュはほぼ鉛直方向に延びており、前記避雷器は前記第１のブシュおよび前記第２のブシュの間にほぼ鉛直方向に延びていることを特徴とする、デッドタンク回路遮断器用の避雷器構造。

【請求項2】

前記避雷器に関連した避雷器カウンタをさらに有する、請求項１記載の避雷器構造。

【請求項3】

前記避雷器構造は、さらに、自立型ペデスタルと、該自立型ペデスタルに取り付けられたポスト絶縁体とを有し、前記避雷器は前記ポスト絶縁体に取り付けられている、請求項１記載の避雷器構造。

【請求項4】

各導体構造は、電気ワイヤを有する、請求項１記載の避雷器構造。

【請求項5】

前記避雷器の端部と前記導体構造との間の少なくとも１つの接続は、ブレークアウェイ接続である、請求項４記載の避雷器構造。

【請求項6】

デッドタンク回路遮断器において、
第１のブシュに支持された第１の電気端子と、第２のブシュに支持された第２の電気端子とを備える少なくとも１つの極アセンブリと、
前記第１の電気端子に電気的に接続された固定接点であって、前記極アセンブリ内で不動に固定された固定接点と、
前記第２の電気端子に電気的に接続された可動接点であって、前記極アセンブリ内で摺動可能な可動接点と、
第１の端部および反対側の第２の端部を有する避雷器と、
第１の導体構造および第２の導体構造と、を有し、前記第１の導体構造は、前記避雷器の前記第１の端部を前記第１の電気端子の端部に電気的および機械的に接続しており、前記第２の導体構造は、前記避雷器の前記第２の端部を前記第２の電気端子の端部に電気的および機械的に接続しており、これにより、前記固定接点および前記可動接点が開放しているときに前記固定接点および前記可動接点を横切って生じる過渡過電圧を前記避雷器が制限することができるように、前記避雷器を前記固定接点および前記可動接点に対して並列に電気的に接続しており、
前記第１のブシュおよび前記第２のブシュはほぼ鉛直方向に延びており、前記避雷器は前記第１のブシュおよび前記第２のブシュの間にほぼ鉛直方向に延びていることを特徴とする、デッドタンク回路遮断器。

【請求項7】

前記避雷器に関連した避雷器カウンタをさらに有する、請求項６記載の回路遮断器。

【請求項8】

自立型ペデスタルと、該自立型ペデスタルに取り付けられたポスト絶縁体とをさらに有し、前記避雷器は前記ポスト絶縁体に取り付けられている、請求項６記載の回路遮断器。

【請求項9】

各導体構造は、電気ワイヤを有する、請求項６記載の回路遮断器。

【請求項10】

前記避雷器の端部と前記導体構造との間の少なくとも１つの接続は、ブレークアウェイ接続である、請求項９記載の回路遮断器。

【請求項11】

第１の接点および第２の接点が開放しているときに回路遮断器の前記第１の接点および前記第２の接点を横切って生じる過渡過電圧を制限する方法において、該方法は、
第１のブシュに支持された第１の電気端子と、第２のブシュに支持された第２の電気端子とを備える少なくとも１つの極アセンブリを有し、前記第１の電気端子は前記第１の接点に電気的に接続されており、前記第２の電気端子は前記第２の接点に電気的に接続されている、回路遮断器を提供するステップと、
避雷器の第１の端部を前記第１の電気端子の端部に電気的および機械的に接続するステップと、
前記避雷器の第２の端部を前記第２の電気端子の端部に電気的および機械的に接続して、前記第１の接点および前記第２の接点が開放しているときに前記第１の接点および前記第２の接点を横切って生じる過渡過電圧を前記避雷器が制限することができるように、前記避雷器を前記第１の接点および前記第２の接点に対して並列に電気的に接続するステップと、を含むことを特徴とする、前記第１の接点および前記第２の接点が開放しているときに回路遮断器の第１の接点および第２の接点を横切って生じ、
前記第１のブシュおよび第２のブシュは、ほぼ鉛直方向に延びるように設けられており、前記避雷器は前記第１のブシュおよび前記第２のブシュの間にほぼ鉛直方向に延びている過渡過電圧を制限する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

分野
本発明は、高圧デッドタンク回路遮断器、特に、水平方向または鉛直方向の構成で各極の上部を横切って接続された避雷器に関する。

【0002】

背景
回路遮断器は、一般的に変電所において見られ、電気接続を選択的に開閉するために動作可能である。典型的なデッドタンク回路遮断器は、関連するブシュにおける第１および第２の導電体を有する極アセンブリを有する。従来公知のように、電力ラインは第１および第２の導電体に接続されており、回路遮断器は、それらの間の電気接続を選択的に開閉する。

【0003】

避雷器は、通常、雷インパルス保護のために産業において典型的に利用されており、避雷器は、別個のペデスタルにおいて保護される機器のより近くに接地接続されている。避雷器の適用は、避雷のために架空線路から地面へ接続された電送線路保護として極めて一般的である。

【0004】

リアクタ遮断は、あらゆる高圧回路遮断器のための苛酷なスイッチングデューティである。リアクタは、補償目的のために使用され、ほとんど毎日切り替えられる。リアクタ遮断は、過電圧および再発弧、ひいてはインタラプタの熱的／誘電的故障を生じる可能性がある。再発弧は、電流が再び流れ始めると、遮断器にとって破壊的となる可能性を有する。

【0005】

リアクタスイッチング用途などの特別なスイッチング用途における過電圧保護のために回路遮断器接点を横切って電気的および物理的に接続された避雷器構造を提供することが必要とされている。

【0006】

概要
本発明の課題は、上述の必要性を満たすことである。実施の形態の原理によれば、この課題は、デッドタンク回路遮断器用の避雷器構造を提供することによって解決される。回路遮断器は、第１のブシュに支持された第１の電気端子と、第２のブシュに支持された第２の電気端子とを備える極アセンブリを有する。第１の電気端子は、極アセンブリ内に不動に固定された固定接点に電気的に接続されており、第２の電気端子は、極アセンブリ内で摺動可能な可動接点に電気的に接続されている。避雷器構造は、第１および第２の反対側の端部を有する避雷器を含む。第１の導体構造は、避雷器の第１の端部を第１の電気端子の端部に電気的および機械的に接続するように構成および配置されている。第２の導体構造は、避雷器の第２の端部を第２の電気端子の端部に電気的および機械的に接続するように構成および配置されている。避雷器は、固定接点および可動接点に対して並列に電気的に接続されており、これにより、避雷器は、接点が開放しているときに接点を横切って生じる過渡過電圧を制限することができる。

【0007】

開示された実施の形態の別の態様によれば、方法は、接点が開放しているときに回路遮断器の第１および第２の接点を横切って生じる過渡過電圧を制限する。この方法は、第１のブシュに支持された第１の電気端子と、第２のブシュに支持された第２の電気端子とを備える少なくとも１つの極アセンブリを有する回路遮断器を提供する。第１の電気端子は第１の接点に電気的に接続されており、第２の電気端子は第２の接点に電気的に接続されている。避雷器の第１の端部は、第１の電気端子の端部に電気的および機械的に接続されている。避雷器の第２の端部は、第２の電気端子の端部に電気的および機械的に接続されており、したがって、避雷器を接点に関して並列に電気的に接続しており、これにより、避雷器は、接点が開放しているときに接点を横切って生じる過渡過電圧を制限することができる。

【0008】

本発明のその他の課題、特徴および特質、ならびに作動方法および構造の関連したエレメントの機能、部材の組合せおよび製造の経済性は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明および添付の請求項を考慮することにより、さらに明らかとなるであろう。全ての図面は本明細書の一部を構成している。

【0009】

図面の簡単な説明
本発明は、添付の図面に関連した、本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な説明からさらによく理解されるであろう。図面中、同じ参照符号は同じ部材を指している。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】避雷器構造が取り付けられずに示された、１つの実施の形態により提供された高圧デッドタンク回路遮断器の図である。

【図2】電気接点が開放している、図１の回路遮断器の遮断器極の内部の概略図である。

【図3】１つの実施の形態による図１の回路遮断器の極のブシュ上部を横切って、水平方向の構成で接続された避雷器構造の側面図である。

【図4】図３の避雷器構造の端面図である。

【図5】別の実施の形態によるデッドタンク回路遮断器の極のブシュ上部を横切って、鉛直方向の構成で接続された避雷器構造を有する高圧デッドタンク回路遮断器の側面図である。

【0011】

典型的な実施の形態の詳細な説明
図１を参照すると、概して符号１０で示された高圧デッドタンク回路遮断器が示されている。回路遮断器１０は、好適には三相回路遮断器であり、したがって、３つの極アセンブリ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有している。各極アセンブリ１２は、第１のブシュ１６に支持された第１の電気端子１４と、第２のブシュ２０に支持された第２の電気端子１８とを有する。ブシュ１６および２０は、ほぼ鉛直方向に延びている。電力ラインは第１および第２の電気端子１４および１８に接続されており、回路遮断器１０は、それらの間の電気接続を選択的に開閉する。極アセンブリ１２の数は、所望の用途のために選択することができ、３つに限定される必要はないことを認めることができる。

【0012】

図２を参照すると、極アセンブリ１２の内部の単純化された図が示されており、第１の電気端子１４は、極アセンブリ１２内に不動に固定された固定接点２２に電気的に接続されている。第２の電気端子１８は、極アセンブリ１２内での長手方向移動を許容する形式で極アセンブリ１２内に支持された可動接点２４に電気的に接続されている。これにより、第１の位置において、可動接点２４は、第１の電気端子１４と第２の電気端子１８との間の電気接続を遮断するように位置決めされてもよい。第２の位置において、可動接点２４は、第１の電気端子１４と第２の電気端子１８とを電気的に接続するように固定接点２２と接触させられてもよい。極アセンブリ１２の内部空間は、封止されており、概して、固定接点２２と可動接点２４との間のアーク発生を最小限に減じるように適応されている。極アセンブリ１２の内部体積には、好適には、ＳＦ６、乾燥空気、乾燥窒素、ＣＯ₂またはオイルを含む、誘電材料が充填されていてもよい。択一的に、真空式インタラプタを、前記誘電材料によって包囲されたタンク体積内で使用することができる。

【0013】

図３および図４を参照すると、それぞれのブシュ１６および２０の端子１４および１８の上部の間にほぼ水平方向に取り付けられた、１つの実施の形態による、概して符号２６で示された、避雷器構造が示されている。つまり、避雷器構造２６は、回路遮断器接点２２および２４を横切って電気的および機械的に接続されている。避雷器構造２６は、１つの極１２ａのためだけに示されているが、避雷器構造２６は、図３に示されたものと同様の形式で、回路遮断器１０の各極１２ａ，１２ｂ，１２ｃのために設けることができることを認めることができる。

【0014】

避雷器構造２６は、それぞれ第１および第２の反対側の端部３０および３２を有する、シリコーンハウジングに収容された避雷器２８を有する。第１の端部３０は、概して符号３４で示された第１の導体構造を介して端子１４に電気的および機械的に接続されており、第２の端部３２は、概して符号３６で示された第２の導体構造を介して端子１８に電気的および機械的に接続されている。各導体構造３４および３６は、ほぼ水平方向に配置されたライン端子３７を有しており、それぞれ避雷器２８の端部３０，３２と端子１４，１８との間の電気的および機械的接続を提供するために、ライン端子３７は、ほぼ鉛直方向に配置されたライン端子３８と接続されている。これにより、避雷器２８は、ブシュ１６および２０の間にほぼ水平方向に取り付けられている。

【0015】

避雷器２８は、避雷器２８に収容された慣用的な金属酸化物ディスク（図示せず）を有しており、この金属酸化物ディスクは、高エネルギ能力、優れた低レベル保護特性および長寿命を有すると認められている。慣用のシールドリング４０が、避雷器２８の各端部３０，３２に接続されている。

【0016】

上述のように、避雷器構造２６は、回路遮断器接点２２および２４を横切って電気的に接続されている。避雷器構造２６は、回路遮断器１０が閉鎖されているときはバイパスされる。迅速作用避雷器構造２６は、回路遮断器１０を横切って現れる、保護レベルを超える過電圧をクランプすることによって、開放動作または遮断の間に回路遮断器１０を保護する。したがって、避雷器構造２６は、許容できない過電圧サージのひずみに対して高電圧装置の内部誘電体を保護する保護装置である。これにより、避雷器構造２６は、リアクタスイッチング用途などのスイッチング動作により生じるサージから保護する。

【0017】

図５を参照すると、好適には３４５ｋＶよりも高い用途で使用するための、概して符号２６’で示された避雷器構造の別の実施の形態が示されている。この実施の形態では、避雷器構造２６’は、ブシュ１６および２０の間にほぼ鉛直方向に取り付けられている。避雷器構造２６’は、それぞれ第１および第２の反対側の端部４２および４４を有する、シリコーンハウジングに収容された避雷器２８’を有する。第１の端部４２は、導体構造４６を介して端子１８の上部または端部に電気的に接続されている。第２の端部４４は、好適には可溶性ブレークアウェイ接続によって、導体構造４８を介して端子１４の上部または端部に電気的に接続されている。導体構造４６，４８は、電気ワイヤであることができる。避雷器２８’は、ステーションポスト絶縁体５０および自立型ペデスタル５２に鉛直方向に取り付けられており、これらもまた好適には鉛直方向に取り付けられている。図３の避雷器構造２６と同様に、避雷器構造２６’は、回路遮断器接点２２および２４を横切って電気的に接続されており、これにより、上述のものと同様の形式で機能する。

【0018】

ＡＢＢのEXCOUNTなどの選択的な避雷器カウンタ５４が避雷器２８’に取り付けられており、放電の回数を数える。カウンタ５４は、サージの日時とともにサージの振幅をも記録し、避雷器２８’を通る合計漏れ電流および（選択的に）抵抗電流を測定する。測定はEXCOUNTセンサに記憶され、便利な場合には手持ち式のコードレストランシーバ（図示せず）を用いて制御することができる。

【0019】

従来の避雷器は、リアクタスイッチング用途などの特別なスイッチング用途における過電圧保護のために回路遮断器を横切って電気的／物理的に接続されていない。従来の避雷器は、通常、雷インパルス保護のために産業において典型的に利用されており、避雷器は、別個のペデスタルにおいて保護される機器のより近くに接地接続されている。本明細書に開示された実施の形態は、リアクタが遮断されるなどの苛酷なスイッチングデューティによって生ぜしめられる回路遮断器の開放した接点を横切って出現する過渡過電圧を制限するために使用される。避雷器構造２６，２６’は、ブシュ上部端子１４，１８において、並列に、かつ回路遮断器の外側に接続されている。避雷器構造２６を回路遮断器接点に対して並列に電気的に接続することにより、回路遮断器開放接点２２および２４を横切って出現する電圧は、クランプされる。電圧クランピングは、避雷器構造２６，２６’の保護レベルによって決定される。

【0020】

避雷器構造２６，２６’は、遮断器の誘電定格を妥協することなく既存の回路遮断器の外部に取り付けることができる。回路遮断器ブシュ上部端子１４，１８に直接に接続された避雷器構造２６は、避雷器取付けのための別個の基礎を必要としない。回路遮断器接点の極めて近くに取り付けられた避雷器構造２６，２６’は、急速に上昇する過渡過電圧のために極めて有効である。

【0021】

避雷器構造２６，２６’は、インタラプタ開放接点を横切る過電圧を防止し、これにより、リアクタが遮断された後の内部フラッシュオーバの可能性を減じる。内部グレーディングキャパシタにおける電圧ストレスレベルもまた、マルチブレークインタラプタチャンバの場合に避雷器構造２６，２６’の並列な接続により減じられる。

【0022】

前記の好適な実施の形態は、本発明の構造的および機能的原理を例示し、かつ好適な実施の形態を適用した方法を例示するために、示されかつ説明されており、このような原理から逸脱することなく変更がなされてよい。したがって、本発明は、以下の請求項の思想に当てはまる全ての変更を含む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】