JP2001006500A - 遮断器の操作機構の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、主電源の電力変動時や停電時で
も、操作電磁石から適正な投入・遮断に必要な略一定の
励磁駆動力を発生させることを目的とする。 【解決手段】 可動部材の移動位置を検出する位置検出
装置１ａを備え、投入動作又は遮断動作の開始後、投入
動作中においては可動部材が投入位置以前の予め設定し
た位置に到達した時、遮断動作中においては可動部材が
遮断位置以前の予め設定した他の位置に到達した時、位
置検出装置１ａの指令により操作電磁石１２への励磁電
力を遮断することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空バルブ等を用
いた遮断器の開閉動作を行う操作機構を制御する遮断器
の操作機構の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空バルブ等を用いた遮断器の開
閉動作を行う操作機構としては、機械式が多く用いられ
てきたが、近年、永久磁石と操作電磁石を組合わせた電
磁アクチュエータが構造の簡潔さ、部品点数の少なさ、
機械式でないため部品の摩耗が少ないなど多くの利点を
有することから次第に用いられるようになりつつある。
この種の電磁アクチュエータとしては多くの構成が提案
されており、その一例を略記すると、固定接触子に対し
接離可能に設けられた可動接触子に操作ロッドが連結さ
れ、この操作ロッドに可動部材が移動自在に取り付けら
れている。可動部材は筒状部とこの筒状部の上端に設け
られた円板部とからなり、筒状部の部分に操作ロッドが
挿通されている。操作ロッドには、可動部材を挟む上下
部分に上ストッパと下ストッパが固着され、可動部材
は、この上下のストッパで可動範囲が規制されている。
また、可動部材と下ストッパとの間には、操作ロッド及
び可動接触子を固定接触子側に付勢するためのワイプバ
ネが挿入されている。可動部材の筒状部には、この筒状
部を取り囲むように、円筒状の永久磁石がその上端面を
円板部に固定した状態で設けられている。そして永久磁
石の下端面に対向するように、操作電磁石が支持フレー
ムに固定されている。また、可動部材の円板部と支持フ
レームとの間には、可動部材を支持フレームに対して上
方向に付勢するための可動部材駆動バネが設けられてい
る。投入動作時には、操作電磁石を投入方向に励磁する
ことで永久磁石に対する吸引力を発生させ、可動部材を
投入方向に移動させてワイプバネを圧縮しつつ操作ロッ
ドを移動させて可動接触子を固定接触子に接触させる。
一方、遮断動作時には操作電磁石を遮断方向に励磁する
ことで永久磁石に対する反発力を発生させ、可動部材駆
動バネの弾発力も協働して可動部材及び操作ロッドを遮
断方向に移動させ、可動接触子を固定接触子から開離さ
せる（特開平１１−７２１７９号公報）。

【０００３】図６は、上述のような遮断器の操作機構を
制御する制御装置の例を示している。まず、主電源（外
部電力供給源）２５を変成器３２によって操作電磁石１
２を励磁するために適した電力に変成する。変成された
電源電圧は、整流器３３及び平滑器３４によって直流に
整流され、その後、ブリッジ状に配置した開閉器３５ａ
〜３５ｄを開閉操作することで、操作電磁石１２を投入
方向あるいは遮断方向に励磁する。ここで、操作電磁石
１２において、Ａ→Ｂ方向に電流が流れる場合を順方
向、その逆のＢ→Ａ方向の場合を逆方向とし、順方向通
電の場合は投入方向に励磁駆動力が発生して遮断器が投
入状態となり、逆方向通電の場合は遮断方向に励磁駆動
力が発生して遮断器が遮断状態となる。まず、遮断器を
投入する場合は、開閉器３５ａと３５ｂを閉路すること
で、図６の実線に示す回路が成立し、Ａ→Ｂ方向に通電
される。また、遮断器を遮断する場合は、開閉器３５ｃ
と３５ｄを閉路することで、点線に示す回路が成立し、
Ｂ→Ａ方向に通電される。なお、遮断又は投入方向に操
作電磁石を励磁するための通電時間及び電流値は、投入
点速度又は初開離速度等で表され、適正な速度を持つよ
うに、設計時に規定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の遮断器の操作機
構の制御装置において、制御面での課題としては、主電
源の電力が他の負荷状態によって変動した場合でも、遮
断器の特性を維持するために適正な遮断速度あるいは投
入速度を維持しなければならないという点である。例え
ば、主電源の電力が減少した場合では、遮断動作時には
永久磁石の吸引力を超える十分な反対方向の反発力が操
作電磁石から発生せず、遮断速度が適正速度以下になり
遮断不能になりうる。また、投入動作時には可動接触子
を駆動させ得るに必要な吸引力を付勢できず、投入不能
となりうる。一方、主電源の電力が増加した場合は、例
えば投入時には操作電磁石から発生する吸引力が過大に
なり、固定接触子に可動接触子が衝突して、接点の機械
的な損傷を起こしてしまう懸念がある。また、主電源が
停電や断線等又は供給電力不足等の異常によって利用で
きない場合では、設備主回路を投入又は遮断させること
が不可能である。また、省エネルギの手段として基本的
に事故時のみに駆動させる操作電磁石を駆動するための
電源を、それ単体で常時供給するのではなく、別のエネ
ルギ源から得る方法を見出だす必要がある。

【０００５】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
主電源の電力変動時や停電時でも、操作電磁石から、適
正な投入・遮断に必要な略一定の励磁駆動力を発生させ
ることができ、また、主電源の電力が過大であった場合
でも、可動接触子の固定接触子への過大な衝突による機
械的な損傷を防止することができて、安定した投入・遮
断動作を行わせることができる遮断器の操作機構の制御
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、接離可能に設けられた可動
接触子と固定接触子における前記可動接触子に連結され
た操作ロッドに、規制された範囲で移動可能に設けら
れ、投入動作時又は遮断動作時にはバネ力を介して前記
操作ロッドと共に移動する可動部材と、この可動部材側
に固定された永久磁石と、投入動作時又は遮断動作時に
投入方向又は遮断方向に励磁することで前記永久磁石に
対する吸引力又は反発力を発生させ、前記可動部材及び
前記操作ロッドを介して前記可動接触子を前記固定接触
子に対し接触又は開離させる操作電磁石とを備えた遮断
器の操作機構を制御する制御装置において、前記可動部
材の移動位置を検出する位置検出装置を備え、投入動作
又は遮断動作の開始後、投入動作中においては前記可動
部材が投入位置以前の予め設定した位置に到達した時、
遮断動作中においては前記可動部材が遮断位置以前の予
め設定した他の位置に到達した時、前記位置検出装置の
指令により前記操作電磁石への励磁電力を遮断すること
を要旨とする。この構成により、投入・遮断動作中に可
動部材が予め設定した位置に到達した以降は、操作電磁
石を非励磁状態にしても、移動中の可動部材自身の運動
エネルギとバネ力で可動部材の移動が継続され、可動接
触子が固定接触子に対し接触又は開離して、投入・遮断
が行われる。

【０００７】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の遮断器の操作機構の制御装置において、前記操作電磁
石を励磁するための主電源となる外部電力供給源の電力
状態を、前記操作電磁石を適正に励磁するための基準電
力と比較する電力判定手段を有し、この電力判定手段の
判定結果に基づいて、前記投入動作又は遮断動作の開始
後、前記操作電磁石への励磁電力を遮断するタイミング
を制御することを要旨とする。この構成により、例え
ば、外部電力供給源の電力が、操作電磁石の動作に必要
な電力以下である場合は、その不足電力量分に比例した
時間だけ、操作電磁石の励磁遮断のタイミングが延長さ
れる。これにより、操作電磁石を励磁するための外部電
力供給源の電力に変動があっても、操作電磁石からは、
適正な投入・遮断に必要な略一定の励磁駆動力が発生す
る。

【０００８】請求項３記載の発明は、上記請求項１記載
の遮断器の操作機構の制御装置において、前記操作電磁
石を励磁するための主電源となる外部電力供給源の電力
状態を、前記操作電磁石を適正に励磁するための基準電
力と比較する電力判定手段を有し、この電力判定手段に
より前記外部電力供給源の電力が前記基準電力に対し過
大と判定された場合、前記位置検出装置の指令により、
前記操作電磁石の励磁方向を、前記可動部材の移動中の
励磁方向とは逆方向に、予め設定した時間だけ切換える
ことで、移動中の前記可動部材を減速させることを要旨
とする。この構成により、外部電力供給源の電力が、操
作電磁石の動作に必要な電力に対して過大であった場合
は、移動中の可動部材が制動されながら投入・遮断が行
われる。

【０００９】請求項４記載の発明は、上記請求項１記載
の遮断器の操作機構の制御装置において、前記遮断器に
接続された母線に設置され、その母線から発生する磁界
で電力が誘導される誘導コイルと、この誘導コイルで誘
導された電力を貯蔵する蓄電器とを備え、この蓄電器に
貯蔵された電力を前記操作電磁石を励磁するための電力
の少なくとも一部とすることを要旨とする。この構成に
より、誘導コイルで誘導された電力が蓄電器に貯蔵さ
れ、この貯蔵された電力の一部又は全部が、外部電力供
給源等の電力に加えて操作電磁石を励磁するための電力
として利用される。

【００１０】請求項５記載の発明は、上記請求項４記載
の遮断器の操作機構の制御装置において、前記操作電磁
石を励磁するための主電源となる外部電力供給源の電力
状態が前記操作電磁石を適正に励磁するための電力範囲
を逸脱したことを検出する操作電力検出手段を有し、こ
の操作電力検出手段で前記外部電力供給源の電力不足が
検出されたとき、その不足分について前記蓄電器に貯蔵
された電力を前記外部電力供給源の電力に重畳させて補
うことを要旨とする。この構成により、操作電力検出手
段で、操作電磁石の動作に必要な電力に対し外部電力供
給源の電力不足が検出されたときは、その不足分が蓄電
器に貯蔵された電力から補われる。

【００１１】請求項６記載の発明は、上記請求項４記載
の遮断器の操作機構の制御装置において、前記操作電力
検出手段で前記外部電力供給源の電力過剰が検出された
ときは、その過剰分を前記蓄電器に回生させて再貯蔵す
ることを要旨とする。この構成により、操作電力検出手
段で、操作電磁石の動作に必要な電力に対し外部電力供
給源の電力過剰が検出されたときは、その過剰電力分が
蓄電器に貯蔵されて、操作電磁石を適正に励磁するため
の電力が安定して確保される。また、これとともに、外
部電力供給源の電力変動による操作電磁石の励磁電力の
変動が抑制される。

【００１２】請求項７記載の発明は、上記請求項４記載
の遮断器の操作機構の制御装置において、前記操作電磁
石を励磁するための電源には、正電位の正極、負電位の
負極及び当該正・負電位間の中間電位の中間電位点を備
えさせ、前記操作電磁石の励磁方向を切換える励磁方向
切換器は、第１の開閉器と第２の開閉器で構成し、この
第１の開閉器と第２の開閉器を前記正極と前記負極との
間に直列に接続し、この接続点と前記中間電位点との間
に前記操作電磁石を接続し、前記第１・第２の開閉器の
何れか一方のみを閉路することで前記操作電磁石の励磁
方向を切換えることを要旨とする。この構成により、何
れか１つの開閉器のみを閉路することで操作電磁石の励
磁方向が切換えられるので、投入・遮断動作に設計時等
には予期しなかった時間遅れが生じることがない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１４】図１は、本発明の第１の実施の形態を示す
図である。本実施の形態は、投入時に、操作電磁石を励
磁するための電力が、外部電力供給源の電力変動等によ
って過大であった場合でも、可動接触子の固定接触子へ
の過大な衝突による機械的な損傷を防止して、安定した
投入・遮断動作を行わせるようにしたものである。遮断
器の操作機構の制御装置には、図示しない外部電力供給
源と、図示しない操作電磁石励磁用電源が接続されてい
る。そして、制御装置を構成する回路には、遮断器の操
作機構の可動部材の位置を検出する位置検出器１ａ及び
その出力接点１ｂと、遮断器の投入指令を受けて閉路す
る投入指令接点２と、遮断器の遮断指令を受けて閉路す
る遮断指令接点３と、投入指令接点２の動作を記憶する
投入記憶リレー４ａ及びその出力接点４ｂと、投入にお
ける励磁時間を規定する投入制御タイマー５ａ及びその
出力接点５ｂと、遮断指令接点３の動作を記憶する遮断
記憶リレー６ａ及びその出力接点６ｂと、遮断における
励磁時間を規定する遮断制御タイマー７ａ及びその出力
接点７ｂと、投入タイマー５により制御され、操作電磁
石１２を投入方向に励磁する第１投入リレー８ａ、第２
投入リレー９ａ及びそれらの出力接点８ｂ，９ｂと、遮
断タイマー７により制御され、操作電磁石１２を遮断方
向に励磁する第１遮断リレー１０ａ、第２遮断リレー１
１ａ及びそれらの出力接点１０ｂ，１１ｂが備えられて
いる。

【００１５】次に、動作を説明する。まず、遮断器の操
作機構の可動部材の位置を検出する位置検出器１は、遮
断器の操作機構の可動部材が予め設定した位置に到達す
ると出力接点１ｂを開路する。

【００１６】遮断器の投入指令によって閉路した投入指
令接点２により投入記憶リレー４ａが動作し、その投入
記憶リレーの出力接点４ｂが閉路する。これにより遮断
器が投入する以前に遮断器の投入指令が解除され、投入
指令接点２が開路しても、投入記憶リレー４ａへの励磁
が継続される。次に、投入記憶リレー４ａの出力接点４
ｂの閉路により投入タイマー５が計時を開始する。次
に、投入記憶リレー４ａの出力接点４ｂが閉路し、且つ
投入タイマー５ａの出力接点５ｂが閉路している期間、
第１投入リレー８ａ及び第２投入リレー９ａが励磁さ
れ、これによって第１投入リレー出力接点８ｂ及び第２
投入リレー出力接点９ｂが閉路し、操作電磁石１２を投
入方向に励磁する。次に、投入タイマー５ａの計時が終
了して、その出力接点５ｂが開路するか、又は位置検出
器出力接点１ｂが開路し、投入タイマー５ａがリセット
されることにより、第１投入リレー８ａ及び第２投入リ
レー９ａへの励磁が遮断され、第１投入リレー出力接点
８ｂ及び第２投入リレー出力接点９ｂが開路し、操作電
磁石１２の励磁が遮断される。

【００１７】次に、遮断器の遮断指令によって閉路した
遮断指令接点３により、遮断記憶リレー６ａが動作し、
遮断記憶リレーの出力接点６ｂが閉路する。これにより
遮断器が遮断する以前に遮断器の遮断指令が解除され、
遮断指令接点３が開路しても、遮断記憶リレー６ａへの
励磁が継続される。次に、遮断記憶リレー６ａの出力接
点６ｂの閉路により遮断タイマー７ａが計時を開始す
る。次に、遮断記憶リレー６ａの出力接点６ｂが閉路
し、且つ遮断タイマー７ａの出力接点７ｂが閉路してい
る期間、第１遮断リレー１０ａ及び第２遮断リレー１１
ａが励磁され、これによって第１遮断リレー出力接点１
０ｂ及び第２遮断リレー出力接点１１ｂが閉路し、操作
電磁石１２を遮断方向に励磁する。次に、遮断タイマー
７ａの計時が終了して、その出力接点７ｂが開路する
か、又は位置検出器出力接点１ｂが開路し、遮断タイマ
ー７ａがリセットされることにより、第１遮断リレー１
０ａ及び第２遮断リレー１１ａへの励磁が遮断され、第
１遮断リレー出力接点１０ｂ及び第２遮断リレー出力接
点１１ｂが開路し、操作電磁石１２の励磁が遮断され
る。

【００１８】本実施の形態によれば、外部電力供給源の
電力変動により、電源電圧が上昇した場合、操作電磁石
１２に通電される電流が増加し、これにより、操作電磁
石１２の電磁力が増加し、操作機構の可動部材が投入又
は遮断位置に到達する以前に、操作電磁石１２への励磁
を遮断することが可能になり、可動側接触子と固定側接
触子や、その他機構部材の衝突による機械的破壊を防止
することができる。さらに、可動部材が遮断又は投入方
向に移動している状態では、永久磁石の吸引力と操作電
磁石１２の発生する電磁力それぞれが略釣り合った位置
以降の移動は操作電磁石１２の励磁を遮断しても、バネ
力によって移動を継続できるので、省エネルギ効果があ
る。

【００１９】なお、本実施の形態は、操作電磁石１２の
励磁に関する制御を、リレーによるシーケンス回路とし
て示したが、この他にもコンピュータの搭載や論理回路
による制御等でも操作電磁石１２の励磁という機能から
は同様とする。

【００２０】図２には、本発明の第２の実施の形態を示
す。本実施の形態は、外部電力供給源の電力変動等によ
り操作電磁石を励磁するための電力に変動があっても、
操作電磁石からは、適正な投入・遮断に必要な略一定の
励磁駆動力を発生させるようにしたものである。なお、
図２において前記図１における機器及び部品等と同一な
いし均等のものは、前記と同一符号を以って示し、重複
した説明を省略する。本実施の形態の遮断器の操作機構
の制御装置には、操作電磁石１２を励磁するのに適した
電力を規定するための比較基準電源１３と、図示しない
外部電力供給源の電力の状態と比較基準電源１３の電力
とを比較するための比較器１４とが備えられ、この比較
基準電源１３と比較器１４により、電力判定手段が構成
されている。

【００２１】次に、動作を説明する。まず、外部電力供
給源の状態が比較器１４によって比較基準電源１３と比
較される。ここで、比較基準電源１３は、外部電力供給
源の電力が操作電磁石１２を動作させるのに必要な予め
設定した電力量に対して比較を行い、その結果が、操
作電磁石１２の動作に必要な電力以上、もしくは適正電
力である場合は、位置検出器１の指令により、操作電磁
石１２への励磁を遮断する。また、操作電磁石１２の
動作に必要な電力以下である場合は、位置検出器１の指
令が入力されても、外部電力供給源の不足電力分に比例
した時間だけ、操作電磁石１２への励磁遮断のタイミン
グを延長する。

【００２２】本実施の形態によれば、前記第１の実施の
形態に示した可動側接触子と固定側接触子や、その他機
構部材の機械的破壊の防止に加え、外部電力供給源の電
力不足時には、位置検出器１からの励磁遮断指令があっ
ても、可動部材が遮断もしくは投入方向に十分移動でき
る時間だけ、励磁遮断指令の発行を延長するので、遮断
器の操作機構の略一定な動作が可能になる。

【００２３】図３には、本発明の第３の実施の形態を示
す。本実施の形態は、外部電力供給源の電力が、操作電
磁石の動作に必要な電力に対して過大であった場合で
も、可動接触子の固定接触子への過大な衝突による機械
的な損傷を防止して、安定した投入・遮断動作を行わせ
るようにしたものである。なお、図３において前記図１
及び図２における機器及び部品等と同一ないし均等のも
のは、前記と同一符号を以って示し、重複した説明を省
略する。本実施の形態の遮断器の操作機構の制御装置に
は、比較基準電源１３及び比較器１４によって制御され
る投入側逆励磁接点１５と、遮断側逆励磁接点１６とが
備えられている。

【００２４】次に、動作を説明する。比較基準電源１３
及び比較器１４によって、外部電力供給源の状態が操作
電磁石１２の動作に必要な電力以上であると比較判定さ
れると、可動部材が投入方向に移動中であれば、位置検
出器１の出力接点１ｂを開路し、投入タイマー５ａの計
時を停止させる。これにより、投入タイマー５ａの出力
接点５ｂが開路し、第１投入リレー８ａと第２投入リレ
ー９ａへの励磁が遮断され、したがって操作電磁石１２
への投入方向の励磁が遮断される。次に、比較基準電源
１３及び比較器１４によって制御される投入側逆励磁接
点１５が閉路することで、第１遮断リレー１０ａ及び第
２遮断リレー１１ａが励磁され、これによって操作電磁
石１２が遮断側に励磁され、したがって、投入方向に移
動中であった可動部材が減速する。なお、投入側逆励磁
接点１５は予め設定された時間により開路する。次に、
可動部材が遮断方向に移動中であれば、位置検出器１の
出力接点１ｂを開路し、遮断タイマー７ａの計時を停止
させる。これにより、遮断タイマー７ａの出力接点７ｂ
が開路し、第１遮断リレー１０ａと第２遮断リレー１１
ａへの励磁が遮断され、したがって操作電磁石１２への
遮断方向の励磁が遮断される。次に、比較基準電源１３
及び比較器１４によって制御される遮断側逆励磁接点１
６が閉路することで、第１投入リレー８ａ及び第２投入
リレー９ａが励磁され、これによって操作電磁石１２が
投入側に励磁され、したがって、遮断方向に移動中であ
った可動部材が減速する。なお、遮断側逆励磁接点１６
は予め設定された時間により開路する。

【００２５】本実施の形態によれば、可動部材が投入も
しくは遮断位置に到達する以前に減速させることによ
り、機構的な衝突による破壊を防止することが可能とな
る。

【００２６】図４には、本発明の第４の実施の形態を示
す。本実施の形態は、蓄電器に貯蔵した電力の一部又は
全部を、外部電力供給源の電力に加えて操作電磁石を励
磁するための電力として利用することで、外部電力供給
源の電力変動や事故による停電等の供給電力異常が発生
した場合でも、操作電磁石から、適正な投入・遮断に必
要な略一定の励磁駆動力を発生させるようにしたもので
ある。本実施の形態の遮断器の操作機構の制御装置に
は、主回路母線１７への通電により発生する磁界から起
電力を得る誘導コイル１８と、その起電力を直流電力に
変換する第１の整流器１９及び第１の平滑器２０と、そ
の直流電力を貯蔵する蓄電器２２と、制御装置の主電源
である外部電力供給源２５と、それを直流に変換する第
２の整流器２６及び第２の平滑器２７と、外部電力供給
源２５の電力の状態を比較判定する操作電力検出手段と
なる比較基準電源２３及び比較器２４と、外部電力供給
源２５を直流に変換した電力を分流するための分流器２
８と、操作電磁石１２の励磁方向を切換える励磁方向切
換器２９と、比較器２４による比較判定結果より遮断器
の操作機構の制御装置内部の接続を切換える切換器３１
と、外部電力供給源２５からの電力と誘導コイル１８か
らの電力を合成する第１の合成器２１と、外部電力供給
源２５からの電力と蓄電器２２に貯蔵された電力を合成
する第２の合成器３０とが備えられている。

【００２７】次に、動作を説明する。主回路母線１７に
は、通電により磁界が発生する。この磁界を誘導コイル
１８にて起電力を得て、第１の整流器１９及び第１の平
滑器２０により直流電力に変換し、蓄電器２２に充電す
る。また、外部電力供給源２５の交流電力を第２の整流
器２６及び第２の平滑器２７により直流電力に変換す
る。次に、直流に変換された電力について、操作電磁石
１２を駆動するために必要な適正電力に対して、適正
電力より多いか、適正電力か、適正電力より少ない
か、の判定を、予めその適正電力に見合った電力に設定
した比較基準電源２３と比較器２４にて比較判定する。
この比較判定結果より、外部電力供給源２５の電力が
の適正電力より多い場合は、比較器２４の指令により、
切換器３１ａを閉路、切換器３１ｂ、切換器３１ｃを開
路として、分流器２８に注入し、励磁方向切換器２９に
よって指定された方向で、操作電磁石１２を励磁する。
また、分流器２８によって分流された操作電磁石１２を
励磁するのに必要分以上の電力は、第１の合成器２１に
よって誘導コイル１８からの電力と合成され、蓄電器２
２に充電される。の適正電力であった場合は、切換器
３１ａ、切換器３１ｃを開路、切換器３１ｂを閉路とし
て、外部電力供給源２５の電力によって励磁方向切換器
２９によって指定された方向で、操作電磁石１２を励磁
する。の適正電力以下であった場合は、切換器３１
ａ、切換器３１ｂを開路、切換器３１ｃを閉路として、
蓄電器２２に充電された電力によって励磁方向切換器２
９によって指定された方向で、操作電磁石１２を励磁す
る。

【００２８】本実施の形態によれば、外部電力供給源２
５の電力の停電状態から電力過大に至る電力変動による
操作電磁石１２の駆動電力の変動を抑制することが可能
となり、略一定な動作を行わせることができる。さら
に、外部電力供給源２５が停電又は供給電力が低下して
いる場合でも、蓄電器２２に充電された電力により、操
作電磁石１２を駆動することが可能であるため、遮断器
の装置全体としての信頼性及び安全性が向上する。さら
に、主回路母線１７の磁界を操作電磁石１２の駆動エネ
ルギとして利用するため、外部電力供給源２５に対する
消費電力が低減され、省エネルギ効果がある。

【００２９】図５には、本発明の第５の実施の形態を示
す。本実施の形態は、投入・遮断動作に、設計時等には
予期しなかった時間遅れを生じさせることがなく、安定
した投入・遮断動作が行われるようにしたものである。
本実施の形態の遮断器の操作機構の制御装置には、外部
電力供給源２５と、変成器３２と、整流器２６と、平滑
器２７（２７ａ，２７ｂ）と、励磁方向切換器となる第
１の開閉器２９ａ及び第２の開閉器２９ｂと、操作電磁
石１２とが備えられている。

【００３０】次に、動作を説明する。まず、Ｅsin ωｔ
の振幅を持った外部電力供給源２５を、変成器３２に
て、操作電磁石１２を励磁するのに適したＥ_coilsin ω
ｔの振幅を持った電力に変換する。次に、その電力をブ
リッジ状に配置したダイオードによる整流器２６の正側
中立点と、負側中立点との間に印加し、整流する。次
に、これらの電力を整流器２６の負側中立点を中間電位
点として、直列に接続された平滑器２７ａと２７ｂにて
平滑することで、整流器２６の負側中立点の中間電位点
をゼロ（Ｖ）とした√２Ｅ_coil（Ｖ）及び−√２Ｅ_coil
（Ｖ）の電位差が発生する。なお、平滑器２７（２７
ａ，２７ｂ）は、操作電磁石１２を励磁するためのエネ
ルギを貯蔵する役割を持つ。

【００３１】ここで、図５中の操作電磁石１２のＡ→Ｂ
方向に向けて通電励磁する場合を順方向とし、この順方
向励磁により、遮断器の操作機構が投入方向に移動し、
同様に、操作電磁石１２のＢ→Ａ方向に向けて通電励磁
する場合を逆方向とし、この逆方向励磁により、遮断器
の操作機構が遮断方向に移動するものと規定する。次
に、第１の開閉器２９ａを閉路、第２の開閉器２９ｂを
開路とすることで、操作電磁石１２は順方向励磁され、
同様に、第１の開閉器２９ａを開路、第２の開閉器２９
ｂを閉路とすることで、操作電磁石１２は逆方向励磁さ
れる。

【００３２】従来の技術で示した操作電磁石の切換え方
法は、ブリッジ状に配置した４つの開閉器を、それぞれ
２つずつ対で開閉させることによって励磁方向を切換え
ているが、２つの開閉器間の開極又は閉極動作時間の微
妙な差異により、遮断器の操作機構の遮断又は投入動作
に、設計時には予期しない時間遅れが発生するととも
に、遮断又は投入動作に複数の開閉器を用いるため、励
磁方向切換器としての信頼性が半分以下に低下する。

【００３３】これに対し、本実施の形態によれば、それ
ぞれ１つの開閉器２９ａ又は２９ｂで、操作電磁石１２
の励磁方向を切換えることにより、遮断器の操作機構の
遮断又は投入動作に設計時に予期しない時間遅れが発生
することがない。さらに、１つの開閉器によって遮断器
の操作機構の遮断又は投入動作を行わせるため、励磁方
向切換器としての信頼性が向上する。さらに、例えば、
投入時は遮断操作用のエネルギ貯蔵を兼ねた平滑器２７
ｂは、負荷である操作電磁石１２により遮断されている
ので、投入期間中でも遮断に必要なエネルギを蓄えら
れ、次の遮断動作を略即時行わせることが可能になる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、可動部材の移動位置を検出する位置検出装
置を備え、投入動作又は遮断動作の開始後、投入動作中
においては前記可動部材が投入位置以前の予め設定した
位置に到達した時、遮断動作中においては前記可動部材
が遮断位置以前の予め設定した他の位置に到達した時、
前記位置検出装置の指令により操作電磁石への励磁電力
を遮断するようにしたため、投入・遮断動作中に可動部
材が予め設定した位置に到達した以降は、操作電磁石を
非励磁状態にしても、移動中の可動部材自身の運動エネ
ルギとバネ力で可動部材の移動が継続して、投入・遮断
を行わせることができるので、例えば、投入時に、操作
電磁石を励磁するための電力が、外部電力供給源の電力
変動等によって過大であった場合でも、可動接触子の固
定接触子への過大な衝突による機械的な損傷を防止する
ことができて、安定した投入・遮断動作を継続して行わ
せることができる。

【００３５】請求項２記載の発明によれば、前記操作電
磁石を励磁するための主電源となる外部電力供給源の電
力状態を、前記操作電磁石を適正に励磁するための基準
電力と比較する電力判定手段を有し、この電力判定手段
の判定結果に基づいて、前記投入動作又は遮断動作の開
始後、前記操作電磁石への励磁電力を遮断するタイミン
グを制御するようにしたため、外部電力供給源の電力変
動等により操作電磁石を励磁するための電力に変動があ
っても、操作電磁石からは、適正な投入・遮断に必要な
略一定の励磁駆動力を発生させることができる。

【００３６】請求項３記載の発明によれば、前記操作電
磁石を励磁するための主電源となる外部電力供給源の電
力状態を、前記操作電磁石を適正に励磁するための基準
電力と比較する電力判定手段を有し、この電力判定手段
により前記外部電力供給源の電力が前記基準電力に対し
過大と判定された場合、前記位置検出装置の指令によ
り、前記操作電磁石の励磁方向を、前記可動部材の移動
中の励磁方向とは逆方向に、予め設定した時間だけ切換
えることで、移動中の前記可動部材を減速させるように
したため、外部電力供給源の電力が、操作電磁石の動作
に必要な電力に対して過大であった場合でも、可動接触
子の固定接触子への過大な衝突による機械的な損傷を防
止することができて、安定した投入・遮断動作を継続し
て行わせることができる。

【００３７】請求項４記載の発明によれば、前記遮断器
に接続された母線に設置され、その母線から発生する磁
界で電力が誘導される誘導コイルと、この誘導コイルで
誘導された電力を貯蔵する蓄電器とを備え、この蓄電器
に貯蔵された電力を前記操作電磁石を励磁するための電
力の少なくとも一部とするようにしたため、蓄電器に貯
蔵した電力の一部又は全部を、外部電力供給源の電力に
加えて操作電磁石を励磁するための電力として利用する
ことで、外部電力供給源の電力変動や事故による停電等
の供給電力異常が発生した場合でも、操作電磁石から
は、適正な投入・遮断に必要な略一定の励磁駆動力を発
生させることができる。

【００３８】請求項５記載の発明によれば、前記操作電
磁石を励磁するための主電源となる外部電力供給源の電
力状態が前記操作電磁石を適正に励磁するための電力範
囲を逸脱したことを検出する操作電力検出手段を有し、
この操作電力検出手段で前記外部電力供給源の電力不足
が検出されたとき、その不足分について前記蓄電器に貯
蔵された電力を前記外部電力供給源の電力に重畳させて
補うようにしたため、操作電磁石の動作に必要な電力に
対し外部電力供給源の電力が不足のときでも、操作電磁
石から、適正な投入・遮断に必要な略一定の励磁駆動力
を発生させることができる。

【００３９】請求項６記載の発明によれば、前記操作電
力検出手段で前記外部電力供給源の電力過剰が検出され
たときは、その過剰分を前記蓄電器に回生させて再貯蔵
するようにしたため、操作電磁石を適正に励磁するため
の電力を安定して確保することができて、操作電磁石か
ら、適正な投入・遮断に必要な略一定の励磁駆動力を、
常時発生させることができる。

【００４０】請求項７記載の発明によれば、前記操作電
磁石を励磁するための電源には、正電位の正極、負電位
の負極及び当該正・負電位間の中間電位の中間電位点を
備えさせ、前記操作電磁石の励磁方向を切換える励磁方
向切換器は、第１の開閉器と第２の開閉器で構成し、こ
の第１の開閉器と第２の開閉器を前記正極と前記負極と
の間に直列に接続し、この接続点と前記中間電位点との
間に前記操作電磁石を接続し、前記第１・第２の開閉器
の何れか一方のみを閉路することで前記操作電磁石の励
磁方向を切換えるようにしたため、投入・遮断動作に設
計時等には予期しなかった時間遅れが生じることがな
く、安定した投入・遮断動作を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である遮断器の操作
機構の制御装置の回路図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態の回路図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態の回路図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態の回路図である。

【図５】本発明の第５の実施の形態の回路図である。

【図６】従来の遮断器の操作機構の制御装置の回路図で
ある。

【符号の説明】

１ａ 位置検出装置 １２ 操作電磁石 １３，２３ 比較基準電源 １４ 比較基準電源１３とともに電力判定手段を構成す
る比較器 １５ 投入側逆励磁接点 １６ 遮断側逆励磁接点 １７ 主回路母線 １８ 誘導コイル ２２ 蓄電器 ２４ 比較基準電源２３とともに操作電力検出手段を構
成する比較器 ２５ 外部電力供給源 ２９ａ，２９ｂ 第１、第２の開閉器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 利春 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 Ｆターム(参考） 5G028 AA05 DB02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接離可能に設けられた可動接触子と固定
   接触子における前記可動接触子に連結された操作ロッド
   に、規制された範囲で移動可能に設けられ、投入動作時
   又は遮断動作時にはバネ力を介して前記操作ロッドと共
   に移動する可動部材と、この可動部材側に固定された永
   久磁石と、投入動作時又は遮断動作時に投入方向又は遮
   断方向に励磁することで前記永久磁石に対する吸引力又
   は反発力を発生させ、前記可動部材及び前記操作ロッド
   を介して前記可動接触子を前記固定接触子に対し接触又
   は開離させる操作電磁石とを備えた遮断器の操作機構を
   制御する制御装置において、前記可動部材の移動位置を
   検出する位置検出装置を備え、投入動作又は遮断動作の
   開始後、投入動作中においては前記可動部材が投入位置
   以前の予め設定した位置に到達した時、遮断動作中にお
   いては前記可動部材が遮断位置以前の予め設定した他の
   位置に到達した時、前記位置検出装置の指令により前記
   操作電磁石への励磁電力を遮断することを特徴とする遮
   断器の操作機構の制御装置。
2. 【請求項２】 前記操作電磁石を励磁するための主電源
   となる外部電力供給源の電力状態を、前記操作電磁石を
   適正に励磁するための基準電力と比較する電力判定手段
   を有し、この電力判定手段の判定結果に基づいて、前記
   投入動作又は遮断動作の開始後、前記操作電磁石への励
   磁電力を遮断するタイミングを制御することを特徴とす
   る請求項１記載の遮断器の操作機構の制御装置。
3. 【請求項３】 前記操作電磁石を励磁するための主電源
   となる外部電力供給源の電力状態を、前記操作電磁石を
   適正に励磁するための基準電力と比較する電力判定手段
   を有し、この電力判定手段により前記外部電力供給源の
   電力が前記基準電力に対し過大と判定された場合、前記
   位置検出装置の指令により、前記操作電磁石の励磁方向
   を、前記可動部材の移動中の励磁方向とは逆方向に、予
   め設定した時間だけ切換えることで、移動中の前記可動
   部材を減速させることを特徴とする請求項１記載の遮断
   器の操作機構の制御装置。
4. 【請求項４】 前記遮断器に接続された母線に設置さ
   れ、その母線から発生する磁界で電力が誘導される誘導
   コイルと、この誘導コイルで誘導された電力を貯蔵する
   蓄電器とを備え、この蓄電器に貯蔵された電力を前記操
   作電磁石を励磁するための電力の少なくとも一部とする
   ことを特徴とする請求項１記載の遮断器の操作機構の制
   御装置。
5. 【請求項５】 前記操作電磁石を励磁するための主電源
   となる外部電力供給源の電力状態が前記操作電磁石を適
   正に励磁するための電力範囲を逸脱したことを検出する
   操作電力検出手段を有し、この操作電力検出手段で前記
   外部電力供給源の電力不足が検出されたとき、その不足
   分について前記蓄電器に貯蔵された電力を前記外部電力
   供給源の電力に重畳させて補うことを特徴とする請求項
   ４記載の遮断器の操作機構の制御装置。
6. 【請求項６】 前記操作電力検出手段で前記外部電力供
   給源の電力過剰が検出されたときは、その過剰分を前記
   蓄電器に回生させて再貯蔵することを特徴とする請求項
   ４記載の遮断器の操作機構の制御装置。
7. 【請求項７】 前記操作電磁石を励磁するための電源に
   は、正電位の正極、負電位の負極及び当該正・負電位間
   の中間電位の中間電位点を備えさせ、前記操作電磁石の
   励磁方向を切換える励磁方向切換器は、第１の開閉器と
   第２の開閉器で構成し、この第１の開閉器と第２の開閉
   器を前記正極と前記負極との間に直列に接続し、この接
   続点と前記中間電位点との間に前記操作電磁石を接続
   し、前記第１・第２の開閉器の何れか一方のみを閉路す
   ることで前記操作電磁石の励磁方向を切換えることを特
   徴とする請求項４記載の遮断器の操作機構の制御装置。