JP2003068172A

JP2003068172A - ガス絶縁開閉装置用操作器

Info

Publication number: JP2003068172A
Application number: JP2001253118A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ishiguro; 石黒　　哲; Hideo Kawamoto; 英雄河本; Makoto Hirose; 誠廣瀬; Hiroaki Hashimoto; 裕明橋本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2003-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス絶縁開閉装置用操作器に適用された電磁石
および保持用トリガ構造では、例えば遮断指令入力から
電磁石内プランジャーが動作し、或程度の空走距離を移
動し加速したあと保持用トリガに衝突しながら押圧し、
保持用トリガの係合を解除していたので、時間を要し高
速遮断に対応できない問題があった。【解決手段】電磁石内プランジャーの動作方向を保持用
トリガの支持軸と平行となるよう配置し、減力された遮
断ばね力を保持用トリガ端部側面とプランジャーにより
係合しバランスを保ち、電磁石に指令が入力されると、
端部側面からプランジャーを引き抜くだけで係合を解除
できる構造とし、従来と比較して短いプランジャー移動
距離で保持用トリガの係合を解除できる構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変電所や開閉所な
どの電気所に設置される、絶縁性ガスを封入した接地容
器内に設けられた、固定接触子と前記固定接触子と接離
可能な可動接触子を駆動するための操作器に備えられた
ガス絶縁開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力需要の増大のためガス絶縁開閉装置
には高速、小形軽量化のニーズが高まっており、メンテ
ナンス性、騒音・振動、安全性の面から動力源としてば
ねを用いた操作装置の需要が拡大している。

【０００３】従来のガス絶縁開閉装置用操作器における
投入動作は、投入指令が入ると投入用電磁石が励磁さ
れ、投入用電磁石内のプランジャーが動作し、投入ばね
の圧縮エネルギーを保持している投入用トリガに衝突し
係合を解除すると同時に投入ばねは放勢され放勢エネル
ギーを利用して可動接触子を駆動させ投入する。さらに
投入ばねの放勢エネルギーを利用して遮断ばねを圧縮
し、その圧縮エネルギーを遮断用トリガとの係合により
保持すると共に、投入動作が完了する。

【０００４】この状態で短絡電流を検出すると、遮断指
令により遮断用電磁石が励磁され、内部プランジャーが
動作し遮断用トリガに衝突しながら押圧して係合を外
し、遮断ばねを放勢し放勢エネルギーを利用し可動接触
子を駆動させ遮断する。尚、遮断器の操作装置の技術と
しては、例えば、特開平５−２８８８２号公報、特開平
９−８２１８１号公報、特開２０００−４８６８４号公
報等を挙げることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におけ
るガス絶縁開閉装置用操作器では、遮断指令が入ってか
ら、プランジャーが動作し始め、ある程度空走距離を移
動した後保持用トリガに衝突し係合を解除するので、空
走距離の移動分だけ時間を要し２サイクル開極仕様を達
成できない恐れがある。

【０００６】また、投入動作及び遮断動作の両場合で
も、電磁石内のプランジャーが動作し保持用トリガに衝
突し係合を解除するために、保持用トリガが保持してい
るモーメントに打ち勝つための大きな駆動力を必要と
し、電磁石が大形化する問題がある。また、プランジャ
ーの動作により係合が解除可能となるまで、遮断・投入
ばね力を数段のフック、レバーを用いて必要なモーメン
トに減力するため、部品点数が多くなると同時に、フッ
ク、レバー等の配置が制限され操作器の大型化に繋が
る。

【０００７】本発明の目的は、遮断用及び投入用電磁石
の配置及び保持用トリガの形状により保持用トリガの係
合を解除する時間を早くし、高速動作可能で且つ部品点
数削減により小形化、小スペース化を図ることが可能な
ガス絶縁開閉装置用操作器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、本発明では、電磁石を電磁石内プランジャーの動
作方向と保持用トリガの支持軸が平行となるよう配置
し、遮断ばね力及び投入ばね力の減力されたモーメント
を保持用トリガ側端部とプランジャーにより係合しバラ
ンスを保ち、電磁石に指令が入力されると、端部側面か
らプランジャーを引き抜くだけで係合を解除できる構造
とし、従来と比較して短いプランジャー移動距離で保持
用トリガの係合を解除できる構造とした。その結果、遮
断動作、投入動作の両場合においても高速動作可能なガ
ス絶縁開閉装置用操作器を容易な構造で提供することが
出来るようになった。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したガス絶縁
開閉装置用操作器としてばねを駆動源としたばね操作器
に適用した場合の実施例を図１、図２、図３、図４を用
いて説明する。

【００１０】図１はばね操作器の斜めから見た構造概念
図であり、図３は投入状態を示し、投入動作により遮断
ばねが蓄勢され遮断動作の準備が整った状態を示すもの
である。図４は遮断状態を示し、投入ばねが電動機１１
により蓄勢され、投入動作の準備が整った状態をある。
前記操作器は、大別して投入操作部１００と遮断操作部
２００、投入ばね蓄勢機構３００を備えている。図２は
本発明で用いる電磁石の断面図である。

【００１１】通常機器運転状態では、投入ばね１３は常
に蓄勢された状態を保持しており、投入操作部保持用ト
リガ２８が係合状態にあり投入ばね１３の圧縮エネルギ
ーを保持する構造となっている。投入動作により投入ば
ね１３は一度放勢状態となるが、蓄勢機構３００により
再び蓄勢状態となる。遮断ばね１９も投入ばね１３と同
様、機器の運転中は蓄勢状態にあるが、一度遮断動作を
行うことでばねは放勢され、再度投入動作を行うことで
圧縮され、遮断トリガ３１を係合させることで遮断ばね
１９の圧縮エネルギーを保持する構造となっている。

【００１２】以下、本発明の具体的な実施例を図３、図
４に基づいて説明する。

【００１３】図３は電流遮断装置の操作装置であるガス
絶縁開閉装置用操作器の構造概念図であり、投入状態か
ら遮断状態に移行する場合を示すものである。遮断ばね
１９は後で説明する投入動作により蓄勢状態にあり、遮
断器４００の電気的な可動接点３Ａは固定接点３Ｂと接
触した投入位置にある。遮断ばね１９のばね力は遮断用
リンク１８を介して主レバー１４に伝達しこの主レバー
１４が時計方向に回転しようとするモーメントを遮断用
キャッチレバー３３で保持している。また遮断用キャッ
チレバー３３が主レバー１４のモーメントにより時計方
向に回転するモーメントを遮断用中間レバー３２で保持
し、遮断用中間レバー３２の時計方向のモーメントを遮
断用トリガ３１が保持し、遮断用トリガ３１の時計方向
のモーメントを遮断用電磁石３０内部のプランジャー４
０との係合によりバランスを保っている。遮断用電磁石
３０は、内部プランジャー４０の移動方向が遮断用トリ
ガ３１のモーメントと直交するように配置されており、
遮断用トリガの３１Ｂにて係合している。

【００１４】この状態で、遮断器４００の遮断指令に基
づいて、遮断用電磁石３０が励磁されると、遮断用プラ
ンジャー４０が内部ばね４１を圧縮しながら矢印方向に
移動し、遮断用プランジャー４０は遮断用トリガ３１と
の係合を解除する。また、遮断用トリガ３１は時計方向
に回転し遮断用中間レバー３２との係合を解除すると同
時に、遮断用キャッチレバー３３と主レバー１４の係合
が解除され、遮断ばね力が遮断ばねリンク１８を介して
伝達され、同時に遮断ばね用リンク１８に接続された遮
断器４００の可動接点３Ａを駆動させ遮断動作を完了す
る。図４に示すように可動接点３Ａが固定接点３Ｂから
開離して遮断状態になる。

【００１５】図４はガス絶縁開閉装置用操作器の構造概
念図を示すものであり、遮断状態から投入状態に移行す
る場合を示す。投入ばね１３は投入ばね蓄勢機構３００
により蓄勢状態にあり、遮断ばね１９は放勢状態、遮断
器４００の電気的な可動接点３Ａは固定接点３Ｂより離
れた遮断位置にある。投入ばね１３のばね力は投入ばね
用リンク１２を介してカム６に伝達しこのカム６が時計
方向に回転しようとするモーメントを投入用キャッチレ
バー２９で保持している。また投入用キャッチレバー２
９がカム６のモーメントにより時計方向に回転するモー
メントを投入用トリガ２８で保持している。さらに、投
入用トリガ２８が投入用キャッチレバー２９のモーメン
トにより時計方向に回転するモーメントを投入用電磁石
２７のプランジャー５０にて保持しバランスを保ってい
る。この状態で遮断器４００の投入指令に基づいて、投
入用電磁石２７が励磁されると、投入用プランジャー５
０が矢印方向に吸引され投入用トリガ２８との係合を解
除する。係合が解除されたならば、投入用トリガ２８は
時計方向に回転し投入用トリガ２８と投入用キャッチレ
バー２９との係合を解除すると同時に、投入用キャッチ
レバー２９とカム６との係合が解除され、投入ばね力が
投入ばねリンク１２を介して伝達された主ギヤ７を時計
方向に回転させ投入ばね１３は右方向に放勢する。主ギ
ヤ７の回転と連動してカム６も時計方向に回転する。こ
れにより、カム６の外周面に接触している主レバー１４
に取付けられた主レバーローラ１４Ｂによって主レバー
は反時計方向に回転する。これに連動し、主レバー１４
は遮断用リンク１８を介して遮断ばね１９を圧縮すると
同時に、主レバー１４は遮断用キャッチレバー３３と係
合し、遮断用キャッチレバー３３は遮断用中間レバー３
２と係合し、遮断用中間レバー３２は遮断用トリガ３１
と係合し、遮断用トリガ３１は最終的に遮断用プランジ
ャー４０と係合保持することで遮断ばね１９を蓄勢した
状態となり、図３に示すように可動接点３Ａが固定接点
３Ｂに接触して投入状態になる。

【００１６】図５、図６，図７により一連の遮断動作に
おける遮断用トリガ３１と遮断用電磁石３０の位置関係
及び動作の説明をする。投入側も同様な構造となるた
め、ここでは省略する。

【００１７】図３の遮断用電磁石３０は図５において、
内部プランジャー４０の動作方向が遮断用トリガ３１の
固定軸３１Ａと平行になる位置に配置され係合位置Ｋに
て、遮断用トリガ３１の外周端部側面３１Ｂにて係合し
ている。この状態において遮断用電磁石３０を励磁し、
プランジャー４０を吸引し、端部側面３１Ｂよりプラン
ジャー４０を引外すと、前記一連の遮断動作が開始され
る。遮断用トリガ３１は時計方向の回転モーメントが与
えられているので、図６のように釈放位置Ｆに回転移動
する。釈放位置Ｆにおいて、遮断用電磁石３０は励磁さ
れておらず、プランジャー４０は遮断用電磁石３０内部
のばね４１によりプランジャー４０と対向する遮断フッ
ク３１の対向面３１Ｃを押圧している。

【００１８】前記投入動作により遮断用トリガ３１は釈
放位置Ｆから係合位置Ｋに回転移動し、同時に遮断用電
磁石３０内部のばね４１に押されている遮断用プランジ
ャー４０は図５において紙面手前方向に移動し、再び遮
断用トリガ３１の時計方向の回転モーメントを保持係合
する。

【００１９】これに対して、従来では図７に示すように
遮断用電磁石３０は励磁されると、プランジャー４０は
鎖線の空走距離４２を加速しながら遮断用トリガ３１に
衝突した後、更に遮断用トリガ３１を押圧し、係合を解
除する。従って、本発明では従来技術に比べて、空走距
離４２を必要としない分だけ遮断用プランジャーの移動
距離を短くすることができ、結果的に遮断動作が完了す
るまでの時間が短縮でき高速遮断動作が可能となる。ま
た、従来技術においてプランジャー４０を加速させて保
持トリガに衝突しながら押圧し、係合を解除するのに大
きな駆動力を必要としたので、電磁石が大型化する。本
発明では端部側面２８Ｂ及び３１Ｂからプランジャー４
０を引き抜けば良いから、従来技術のように大きな衝突
力を必要としない分だけ、電磁石を小型化することがで
きる。

【００２０】電磁石の必要な駆動力概算は同じ回転モー
メントによるフックロードとした場合以下となる。フッ
クロードとは、係合位置において遮断トリガ３１が遮断
用中間レバー３２のモーメントにより押圧されている荷
重のことを言う。

【００２１】本発明の場合：駆動力＝フックロード（モーメント）×
摩擦係数従来の衝突式：駆動力＝フックロード（モーメント）すなわち、本発明の方が摩擦係数の項があるため駆動力
は低減できる。通常材質により異なるが摩擦係数は１以
下となる。

【００２２】このため、摩擦係数の項がある分フックロ
ードが大きな場合でも、係合を解除できる。すなわち、
遮断用保持トリガ３１を省略して遮断用中間レバー３２
と遮断用キャッチレバー３３よりなる２段により構成す
ることができる。このように、２段構成することによ
り、遮断動作にかかる遮断時間を短縮すると同時に、部
品点数を低減しコストを低減できるほか、ガス絶縁開閉
装置用操作器の小型化、小スペース化が可能となる。

【００２３】更に図８、図９に示すようにプランジャー
４０と対向する対向面３１Ｃに傾斜面３１Ｄを形成す
る。遮断フック３１はプランジャー４０により対向面３
１Ｃを押圧されながら、釈放位置Ｆから係合位置Ｋに移
動する。移動する傾斜面３１Ｄによりプランジャー４０
は回転力を与えられるから、係合位置Ｋで外周側の端部
側面３１Ｂに接触するプランジャー４０の接触位置は分
散され、１箇所で接触しているのに比べて、磨耗、変形
等を少なくすることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明による、電磁石及び保持トリガ構
造を適用することでガス絶縁開閉装置の高速遮断及び投
入が可能となり性能が向上する。また電磁石の低駆動
力、小形化及び、フック、レバー等の部品点数の削減が
可能なことにより、操作器自体の小形化、小スペース化
が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例として示したガス絶縁開閉装置
用操作器の構造概要図（斜視）。

【図２】図１、図３，図４において使用した電磁石の断
面図。

【図３】本発明の実施例として示したガス絶縁開閉装置
用操作器の構造概要図（投入時）。

【図４】本発明の実施例として示したガス絶縁開閉装置
用操作器の構造概要図（遮断時）。

【図５】図１、図３、図４において使用した遮断トリガ
付近の概要図（係合時）。

【図６】図１、図３、図４において使用した遮断トリガ
付近の概要図（釈放時）。

【図７】従来の遮断トリガ付近の概要図。

【図８】本発明の他の実施例として示した遮断フック付
近の断面図。

【図９】図８の遮断フック付近の断面図。

【符号の説明】

３Ａ…可動接点、３Ｂ…固定接点、６…カム、７…主ギ
ア、１１…電動機、１２…投入ばね用リンク、１３…投
入ばね、１４…主レバー、１８…遮断ばね用リンク、１
９…遮断ばね、２７…投入用電磁石、２８…投入用トリ
ガ、２８Ｂ…投入用トリガ端部、２９…投入用キャッチ
レバー、３０…遮断用電磁石、３１…遮断用トリガ、３
１Ｄ…傾斜面、３２…遮断用中間レバー、３３…遮断用
キャッチレバー、４０…遮断用プランジャー、４１…ば
ね、５０…投入用プランジャー、１００…投入操作部、
２００…遮断操作部、３００…投入ばね蓄勢機構、４０
０…遮断器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者廣瀬誠茨城県日立市国分町一丁目１番１号株式会社日立製作所電機システム事業部内 (72)発明者橋本裕明茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性ガスを封入した接地容器内に設け
られた、固定接触子と前記固定接触子と接離可能な可動
接触子から構成される電流遮断装置を備えたガス絶縁開
閉装置において、遮断ばね及び投入ばねの圧縮エネルギ
ーを保持するため、電磁石のプランジャーを保持用トリ
ガの回動の端部側面に出入させるように係合させて設け
ることを特徴とするガス絶縁開閉装置用操作器。
【請求項２】絶縁性ガスを封入した接地容器内に設け
られた、固定接触子と前記固定接触子と接離可能な可動
接触子から構成される電流遮断装置を備えたガス絶縁開
閉装置において、釈放位置においてプランジャーを前記
プランジャーと対向する保持用トリガの対向面を押圧
し、係合位置において前記プランジャーを前記保持用ト
リガの外周側の端部側面に自動的に突出するようにした
ことを特徴とするガス絶縁開閉装置用操作器。
【請求項３】絶縁性ガスを封入した接地容器内に設け
られた、固定接触子と前記固定接触子と接離可能な可動
接触子から構成される電流遮断装置を備えたガス絶縁開
閉装置において、プランジャーと対向する保持用トリガ
の対向面にプランジャーに回転力を与える傾斜面を形成
することを特徴とするガス絶縁開閉装置用操作器。
【請求項４】遮断器の操作装置に適用することを特徴
とする請求項１から３のいずれか１項に記載のガス絶縁
開閉装置。