【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、絶縁開閉装置に関し、特に複数の可動接触子を有するガス絶縁開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
変電所の母線結線方式のうち、多く見られる１−１／２遮断器方式では、回路構成上、複数台の断路器や接地開閉器が隣接して配置される個所が発生するため、その複数の断路器等を同一の金属容器に収納し、１本の絶縁操作軸で複数の可動接触子を操作することが、機器をコンパクトにするために有利である。
【０００３】
特開平１１−３５５９２６号公報に記載されている、図１４に示す従来の絶縁開閉装置は、同一容器内に納められた接地開閉器と断路器の開閉を１本の絶縁操作軸で行っている。
断路器には、母線導体１に取り付けられた固定接触部２と、固定接触部２と対向し、可動接触部導体３に取り付けられた可動接触部４と、固定接触部２と可動接触部４とを開閉する可動接触子５とが設けられている。さらに断路器は、可動接触子５の一端にピン６で回転自在に連結されたリンク７と、リンク７の他端にピン６で一端が回転自在に連結されたゼネバ歯車機構の従動車８と、従動車８の他端に設けられた溝９と、溝９に挿脱自在に対応している断路器用ピン１０が一端に設けられた駆動車１１とからなる。駆動車１１は図示なしの操作装置から導入された図示なしの絶縁ロッドを介して回転される。
【０００４】
一方、接地開閉器は、容器フランジ１２内に取り付けられた固定接触部１３と、固定接触部１３に対向し、可動接触部導体３に取り付けられた可動接触部１４と、固定接触部１３と可動接触部１４とを開閉する可動接触子１５と、可動接触子１５の一端にピン６で回転自在に連結されたリンク１６と、リンク１６の他端にピン６で一端が回転自在に連結されたゼネバ歯車機構の従動車１７と、従動車１７の他端に設けられた溝１８と、溝１８に挿脱自在に対応している接地開閉器用ピン１９が一端に設けられた駆動車１１とからなる。
駆動車１１は２枚の一部膨らんだフランジ２０、２１が設けられ、フランジ２０、２１の膨らんだ箇所に断路器用ピン１０と接地開閉器用ピン１９が９０度点対称の位置に固着されている。フランジ２０、２１の外周と、従動車８、１７の外周が摺動するように配置されている。
【０００５】
次に絶縁開閉装置の動作について説明する。駆動車１１が反時計方向に回転されて断路器用ピン１０が従動車８の溝９に入り、従動車８が従動車軸２２を中心に時計方向に回転して、従動車８に連結された可動接触子５が図示の下方に動いて、断路器を開く。一方、フランジ２１の外周と従動車１７の外周が滑るので、従動車１７は停止している。さらに駆動車１１が回転して、最初の位置から９０度回転すると、断路器用ピン１０が従動車８の溝９から外れる。一方、接地開閉器用ピン１９が従動車１７の溝１８に入り、従動車１７が従動車軸２２を中心に時計方向に回転して、従動車１７に連結された可動接触子１５が図示の下方に動いて、固定接続部１３と可動接触子１５が接触して、接地開閉器ＥＳ１が閉じられる。
すなわち、駆動車１１を反時計方向に回転すると、断路器と接地開閉器の開閉状態が、閉と開から、開と開を経由して開と閉に変化する。
【０００６】
このように２組のゼネバ機構とリンクを用いることで、同一の容器に収納され、１個の駆動軸で開閉操作される断路器と接地開閉器からなるガス絶縁開閉装置が得られる。また、上述の説明のように断路器及び接地開閉器がともに閉じることは起こらないので、同時投入防止のインターロック機構の効果も見られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の従来の絶縁開閉装置では次のような問題があった。
ゼネバ機構とリンクを用いた可動接触子を駆動する機構では、断路器用ピン９と接地開閉器用ピン１９が従動車８、１７のカム溝９、１８に時計方向から挿入されて従動車８、１７を回転させたあとで、従動車８、１７を再度動かすためには、断路器用ピン９や接地開閉器用ピン１９を反時計方向からカム溝９、１８に入れなければならない。すなわち、駆動車１１の回転を正逆反転しても、断路器と接地開閉器の開閉の順序を逆にすることが出来ないという問題があった。また、２個の断路器が開閉操作される絶縁開閉装置では、２個の断路器がともに閉じることが必要であり、従来の絶縁開閉装置ではできないという問題があった。
【０００８】
また、断路器用ピン９と接地開閉器用ピン１９が円弧を画きながら回転して、従動車８、１７の溝９、１８の縁に当たるので断路器用ピン９と接地開閉器用ピン１９や従動車８、１７などの動作機構に掛かる衝撃が大きいという問題もあった。さらに従動車８、１７の角速度及び角加速度の変化はゼネバ機構ゆえに著しく大きく、開閉動作の始動時と停止時に急激な衝撃を伴うものである。
【０００９】
この発明の目的は、複数の断路器や接地開閉器の開閉の組み合わせや順序を少ない本数の駆動軸で操作できる絶縁開閉装置を得ることである。さらに、開閉速度変化が小さくて、動作機構への衝撃の少ない絶縁開閉装置を得ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、上述の課題を解決するための手段は次の通りである。
（１）絶縁開閉装置は絶縁性ガスを密封し、接地された容器と、容器に絶縁支持された可動接触子と、容器を貫通して、可動接触子に駆動力を伝達する絶縁操作軸とを備えた接触子駆動装置において、絶縁操作軸に固定されたカムと、可動接触子に接続された従動子とを備え、従動子がカムに案内される。
【００１１】
（２）可動接触子に連結された従動子が２個以上であり、少なくとも２個の従動子が１個のカムに案内されていてもよい。
【００１２】
（３）カムの案内部の形状が円弧を含んでいてもよい。
【００１３】
（４）カムの等距離同心円とカムの回転の等分線との交点を円滑なる曲線を以て連結した案内部が設けられていてもよい。
【００１４】
（５）カムの案内部が溝からなっていてもよい。
【００１５】
（６）従動子が転子であってもよい。
【００１６】
（７）主回路と接地容器間を開閉する接地開閉器に用いてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１及至２はこの発明の実施の形態１の単相形のガスを封入した絶縁開閉装置の断面図である。このガス絶縁開閉装置は１−１／２遮断器方式であり、１本の主導体と２本の接続導体間を開閉するものである。
【００１８】
絶縁開閉装置は主胴３１ａと直角方向に分岐した岐管３１ｂとを有し、接地された円筒形の容器３１と、主胴３１ａに樹脂等からなる絶縁支持台（図示なし）に支持された第１の固定側シールド胴体３３ａと、岐管３１ｂに絶縁支持台３２ａ（図２）に支持された第２の固定側シールド胴体３３ｂと、絶縁支持台３２ｂ（図２）に支持された可動側シールド胴体３４とを備えている。第１の固定側シールド胴体３３ａには、主回路からの主導体３５が接続された接続体３６ａと、接続体３６ａを固定側シールド胴体３３ａに支持する支持導体３７ａと、支持導体３７ａに導電支持された固定側接触部３８ａとが設けられている。
第２の固定側シールド胴体３３ｂ内には、接続導体３９ａが接続された接続体３６ｂと、接続体３６ｂを固定側シールド胴体３３ｂに支持する支持導体３７ｂと、支持導体３７ｂに導電支持された固定側接触部３８ｂとが設けられている。
【００１９】
可動側シールド胴体３４には、可動側接触部４０ａ、４０ｂと、可動側接触部４０ａ、４０ｂ及び固定側接触部３８ａ、３８ｂとを貫通するように配置された可動接触子４１ａ、４１ｂが設けられている。可動接触子４１ａ、４１ｂは軸受４２ａ、４２ｂで１軸方向にだけ可動に拘束されている。
さらに、可動側シールド胴体３４に主胴３１ａに絶縁回転支持された絶縁操作軸４３（図２）と、絶縁操作軸４３の一端に固定され、主胴３１ａの外側に設けられたレバー４４（図２）と、絶縁操作軸４３の他端に固定された板カム４５が備えられている。
図３及至４は図１の可動接触子４１ａと板カム４５の関連を示す平面図と断面図である。可動接触子４１ｂと板カム４５の関連も同様である。可動接触子４１ａにリンク４６ａを介して連結された従動子４７ａとが設けられている。従動子４７ａが勘合して摺動し、従動子４７ａの直線運動を案内する閉じたカム溝４８が板カム４５に設けられている。従動子４７ａはリンク４６ａにピン４９で回転自在に連結されたローラ状の転子５０からなっている。
また、可動側シールド胴体３４に一体に形成された座５１が接続部５２と図示なしのねじを用いて接続されている。接続部５２に接続導体３９ｂが嵌合されて、外部に導出される。
【００２０】
第１の断路器ＤＳ１は固定側接触部３８ａと、可動側接触部４０ａと、これら接触部３８ａと４０ａを開閉する可動接触子４１ａと、可動接触子４１ａを駆動する板カム４５と従動子４７ａとを備えている。同様に、第２の断路器ＤＳ２は固定側接触部３８ｂと、可動側接触部４０ｂと、これら接触部３８ｂと４０ｂを断路する可動接触子４１ｂと、可動接触子４１ｂを駆動する板カム４５と従動子４７ｂとを備えている。
【００２１】
転子５０を備えた従動子４７ａ、４７ｂは、板カム４５のカム溝４８の側面を回転しながら転動する。転子５０がないと、カム溝４８の両側面と従動子４７ａ、４７ｂが摺動して反対方向の大きな摩擦力が働き、従動子４７ａ、４７ｂがカム溝４８の中をスムーズに移動してゆかない。転子５０が回転することによって、カム溝４８の側面との摩擦力が小さくなり、開閉時の大きな力が従動子４７ａ、４７ｂに加わっても従動子４７ａ、４７ｂの動きはスムーズのままである。
【００２２】
図５は図１の板カム４５のカム溝４８の平面図形を示す平面図である。図５の太線がカム溝４８の中心線の平面図形である。円周を４等分しており、領域１では板カム４５の回転中心からの径がＲ１と一定の円弧であり、領域３も回転中心からの径がＲ２と一定の円弧形状である。領域２と領域４では回転中心からの径が回転角に対して変化している弧形状であり、この領域で回転中心からの径がＲ１からＲ２と変化し、従動子４７ａ及び４７ｂの変位量（Ｒ１―Ｒ２）を確保している。各領域はなめらかに連続的につながっている。領域２と領域４の形状は、アルキメデス渦巻曲線の一部であり、回転中心から等距離同心円と回転角の等分線との交点を円滑な曲線で結んだ曲線である。
【００２３】
図６は図１の２個の断路器の動作を示す説明図である。図６（ａ）は断路器ＤＳ１とＤＳ２がともに閉じられている。従動子４７ａは領域１と２の境界にあり、従動子４７ｂは領域４と領域１の境界にある。板カム４５を絶縁操作軸４３の回りに時計方向に回転すると、従動子４７ａだけ図示の右方向に移動して、可動接触子４１ａと固定側接触部３８ａが離れて断路器ＤＳ１が開かれる。一方、従動子４７ｂは領域１を滑動しているので、従動子４７ｂは停止している。板カム４５が図６（ａ）の状態から９０度回転することで、断路器ＤＳ１が開らかれ、ＤＳ２は閉じたままである。さらに板カム４５を時計方向に回転すると、従動子４７ａは領域３を滑動しているので、休憩しているが、従動子４７ｂは領域２を滑動するので、図示の下方向に変位して、断路器ＤＳ２を開く。板カム４５が当初の図６（ａ）から図６（ｅ）に示すように１８０度時計方向に回転すると断路器ＤＳ１とＤＳ２はともに開いた状態になる。さらに、板カム４５を時計方向に回転すると、従動子４７ａが領域３を滑動して、図示の左方向に変位し、断路器ＤＳ１を閉じるように可動接触子４１ａが固定側接触部３８ａに接続する。上述のように２個の断路器ＤＳ１とＤＳ２の開閉が板カム４５の１周の回転で４種類の組み合わせで実現することができる。すなわち、図６（ａ）の断路器ＤＳ１とＤＳ２ともに閉じた状態、図６（ｃ）のような断路器ＤＳ１が開いて、断路器ＤＳ２が閉じた状態、図６（ｅ）に示すように断路器ＤＳ１とＤＳ２がともに開いた状態、最後に図６（ｇ）のような断路器ＤＳ１が閉じて、断路器ＤＳ２が開いた状態が得られる。
さらに絶縁操作軸４３を反時計方向に回転すると、断路器ＤＳ１、ＤＳ２の開閉の順序が反対になる。
板カム４５の回転中心から等距離同心円と回転角の等分線との交点を円滑な曲線で結んだ曲線であるので、領域２と領域４で絶縁操作軸４３の回転速度を定速にすると、従動子４７ａ、４７ｂの移動の速度が一定になる。
【００２４】
このような絶縁開閉装置では絶縁操作軸４３の回転角を制御することで、可動接触子４１ａ、４１ｂが間歇直線運動することができる。
さらに、絶縁操作軸４３が一本で２個の断路器ＤＳ１とＤＳ２の開閉を行うことができるので、絶縁操作軸やその駆動機構などを削減して、絶縁開閉装置を小形化することができる。
さらに、従動子４７ａ、４７ｂの移動が一定速度であり、断路器ＤＳ１、ＤＳ２の開閉がスムーズに行われ、リンクやピンなどへの負荷が少ない。
さらに、板カム４５のカム溝４８の形状を変化することで、可動接触子４１ａ、４１ｂの開閉動作に適当な動きを与えられる。
【００２５】
尚、この実施の形態１では板カム４５のカム溝４８の形状では円周を４等分にしているが、それぞれの断路器に適切なタイミングで開閉動作を行えるように円周を分割してもよい。
さらに、この実施の形態１では領域２と４の全域に渡って径の変化分と角度の変化分との比を一定にしているが、領域の全部ではなく、動きだしや停止前でこの比を小さくすることで、慣性力を小さくしてもよい。すなわち、等加速度運動になるように、板カム４５の半回転を２ｎ等分し、従動子４７ａ、４７ｂの上下運動の半分をｎ分し、各端より各分点までの距離を１、２の２乗、３の２乗、・・・、ｎの２乗にとり、この点を通る同心円と角度の２ｎ等分線との交点を求め、各交点を円滑なる曲線で連結して得られる。また、単一弦運動になり、動作の始めと終わりで速度が小さくなる曲線でもよい。
さらに、板カム４５の案内部としてはカム溝４８で説明したが、板カム４５の外縁を案内部として従動子４７ａ、４７ｂにばねを付けて押しつけても同様な効果が得られる。
さらに、従動子４７ａ、４７ｂがピン４９で回転支持したローラ状の転子５０であるが、板カム４５の外縁に当接して転動する場合では、ボール状の転子であっても同様な効果が得られる。
さらに、カムとして板カム４５を用いているが、絶縁操作軸方向に複数の縁を形成した円筒カムや円錐カムを用いても同様な効果が得られる。
【００２６】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２の単相形のガス絶縁開閉装置の断面図であり、実施の形態１と異なるのは、第２の断路器ＤＳ２が第１の断路器ＤＳ１と直列に配置され、板カムの両面に設けられた溝がそれぞれの従動子を案内することであり、その他は実施の形態１と同じである。
図８は図７の断路器ＤＳ１の従動子の周辺の断面図である。可動接触子４１ａはリンク４６ｃとピンで固定され、リンク４６ｃの他端にはピン４９で回転自在に支持された転子５０が板カム５３のカム溝５４、５５に勘合して摺動する。板カム５３を狭持するようにボール軸受５６がリンク４６ｃに設けられている。
【００２７】
図９は図７の板カム５３のカム溝５４、５５の平面図形を示す平面図である。図９の実線は板カム５３の片面に掘られたカム溝５４の中心線の平面図形を示している。点線は板カム５３の反対の面に掘られたカム溝５５の中心線の平面図形である。実線と点線の図形は、板カム５３の軸を中心にして約９０度点対称になっている。それぞれの平面図形は実施の形態１と同様である。
【００２８】
絶縁操作軸４３を回転することで、第１の断路器ＤＳ１と第２の断路器ＤＳ１の開閉が板カム５３の１周の回転で４種類の開閉状態ができる。すなわち、第１の断路器ＤＳ１と第２の断路器ＤＳ２がともに閉じる状態と開く状態、また第１の断路器と第２の断路器の一方が開いて、片方が閉じた状態が得られる。
【００２９】
このようなガス絶縁開閉装置では、２台の断路器が直列に配置された場合でも、板カムの両面を有効に使用することで、一つの絶縁操作軸で操作できる。
【００３０】
実施の形態３．
図１０及至１１はこの発明の実施の形態３の単相形のガス絶縁開閉装置の断面図であり、実施の形態１と異なるのは、第２の断路器ＤＳ２を接地開閉器ＥＳ１としたことであり、その他は実施の形態１と同じである。
【００３１】
接地開閉器ＥＳ１は岐胴３１ｃを導電封口する封口板５７と、岐胴３１ｃに絶縁支持された固定側シールド胴体３３ｃと、封口板５７に接続された固定側接続部３８ｃと、実施の形態１と同様に可動側接続部４０ｂと、可動接触子４１ｂと、可動接触子４１ｂにリンク４６ｂを介して連結した従動子４７ｂからなる。従動子４７ｂは板カム５８に設けられたカム溝５９を滑動することは実施の形態１と同様である。
【００３２】
図１２は図１０の板カム５８のカム溝５９の平面図形を示す平面図である。図１２の太線がカム溝５９の中心線の平面図形である。円周を８等分しており、領域１ではカムの回転中心からの径がＲ１と一定の円弧であり、領域３から領域７まではカムの回転中心からの径がＲ２と一定の円弧形状である。領域２と領域７ではカムの回転中心からの径が回転角に対して変化している弧形状であり、この領域で回転中心からの径がＲ１からＲ２と変化させ、従動子４７ａ及び４７ｂの変位量（Ｒ１―Ｒ２）を確保している。各領域はなめらかに連続的につながっている。領域２と領域７の形状は、アルキメデス渦巻曲線の一部であり、板カム５８の回転中心からの等距離同心円と板カム５８の回転の等分線との交点を円滑なる曲線を以て連結した曲線である。
【００３３】
絶縁操作軸４３を回転することで、断路器ＤＳ１と接地開閉器ＥＳ１の開閉が板カム５８の１周の回転で３種類の組み合わせで実現することができる。すなわち、断路器ＤＳ１が開いて、接地開閉器ＥＳ１が閉じた状態、断路器ＤＳ１と接地開閉器ＥＳ１がともに開いた状態、最後に断路器ＤＳ１が閉じて、接地開閉器ＥＳ１が開いた状態が得られる。
【００３４】
このようなガス絶縁開閉装置では、接地開閉器ＥＳ１を断路器の容器内に複合化することができるので、ガス絶縁開閉装置の縮小化ができる。
また、断路器ＤＳ１と接地開閉器ＥＳ１を同時に閉じる状態は起こらないので、同時投入防止のインターロック機構とすることができる。
さらに、断路器だけもしくは接地開閉器だけでガス絶縁開閉装置が構成しても、可動接触子を駆動する機構は同一であり、最重要部品である板カム５８自体の設計変更が必要ないので、標準部品として製作することができる。
【００３５】
実施の形態４．
図１３はこの発明の実施の形態４の全三相一括型ガス絶縁開閉装置の斜視図であり、実施の形態１の絶縁開閉装置を三相を一括して金属容器３１内に収納したものである。各相の機器は実施の形態１と等しく、金属容器３１の形状が三相を一括して収納できるように変更してある。金属容器３１内は高絶縁性ガスである六フッ化硫黄ガスを充填してあり、絶縁操作軸４３は三相連結されていて、三相が同時に開閉される。
【００３６】
このガス絶縁開閉装置では、三相を一括して金属容器３１に収納しているので、全体寸法の縮小化、簡素化及び製作、試験時間の短縮ないし現地据え付け工事の簡略化ができる。また、ガスシール箇所が減るので、ガスリーク量が減少する。
【００３７】
【発明の効果】
以上の如くこの発明の絶縁開閉装置による効果は次の通りである。
（１）絶縁開閉装置は、絶縁性ガスを密閉し、接地された容器と、容器に絶縁支持された可動接触子と、容器を貫通して、可動接触子に駆動力を伝達する絶縁操作軸とを備えた接触子駆動装置において、絶縁操作軸に固定されたカムと、可動接触子に接続された従動子とを備え、従動子がカムに案内されるので、絶縁操作軸の回転角を制御することで、カムの連続回転運動に対して可動接触子の直線運動を間歇的にすることができる。さらにカムの案内部の形状を変化することで、可動接触子の開閉動作に適当な動きを与えられる。さらに、カムの案内部の形状だけを替えるだけで、いろいろな断路器の組み合わせが可能である。
【００３８】
（２）可動接触子に連結された従動子が２個以上であり、少なくとも２個の従動子が１個のカムの案内部を摺動するので、可動接触子よりも少ない絶縁操作軸で可動接触子を駆動するので、小形化し、部品点数を削減できる。
【００３９】
（３）カムの案内部の形状が円弧を含んでいるので、円弧部分では従動子が移動しないので、複数の可動接触子を選択的に駆動できる。
【００４０】
（４）カムの等距離同心円とカムの回転の等分線との交点を円滑なる曲線を以て連結した案内部が設けられているので、従動子の移動が一定速度であり、可動接触子の開閉がスムーズに行われ、リンクやピンなどへの負荷が少ない。
【００４１】
（５）カムの案内部が溝を有しているので、同一平面上に複数の溝を設けることで、従動子の独立な動作が可能になる。
【００４２】
（６）従動子が転子を有しているので、従動子が転子を介してカムの案内部に当接して、摩擦力を減少するので、開閉時に加わる大きな力のもとでも安定な駆動ができる。
【００４３】
（７）主回路と接地容器間を開閉する接地開閉器に用いられているので、断路器と接地開閉器を同時投入できない部位に絶縁操作軸を操作することで、同時投入防止のインターロック機構とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の絶縁開閉装置の断面図である。
【図２】図１の直角方向からの断面図である。
【図３】図１の可動接触子と板カムの関連を示す平面図である。
【図４】図３の断面図である。
【図５】図１のカム溝の平面図形を示す平面図である。
【図６】図１の板カムの回転に対する絶縁開閉装置の説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２の絶縁開閉装置の断面図である。
【図８】図７の可動接触子と板カムの関連を示す断面図である。
【図９】図７の板カム溝の平面図形を示す平面図である。
【図１０】この発明の実施の形態３の絶縁開閉装置の断面図である。
【図１１】図１０の直角方向からの断面図である。
【図１２】図１０の板カム溝の平面図形を示す平面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４の絶縁開閉装置の斜視図である。
【図１４】従来の絶縁開閉装置の構成図である。
【符号の説明】
３１ 容器、３１ａ 主胴、３１ｂ、３１ｃ 岐胴、３２ａ、３２ｂ 絶縁支持台、３３ａ、３３ｂ 固定側シールド胴体、３４ 可動側シールド胴体、３５ａ 主導体、３６ａ、３６ｂ、５２ 接続体、３７ａ、３７ｂ 支持導体、３８ａ、３８ｂ 固定側接触部、３９ａ、３９ｂ 接続導体、４０ａ、４０ｂ 可動側接触部、４１ａ、４１ｂ 可動接触子、４２ 絶縁軸受、４３ 絶縁操作軸、４４ レバー、４５、５３、５８ 板カム、４６ａ、４６ｂ リンク、４７ａ、４７ｂ 従動子、４８、５４、５５、５９ カム溝、４９ ピン、５０ 転子、５１ 座、５６ ローラ軸受、５７ 封口板。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an insulated switchgear, and more particularly, to a gas-insulated switchgear having a plurality of movable contacts.
[0002]
[Prior art]
Of the substation bus connection methods, the 1-1 / 2 circuit breaker method, which is often seen, involves a plurality of disconnectors and ground switches that are adjacent to each other due to the circuit configuration. It is advantageous to house the disconnector and the like in the same metal container and operate a plurality of movable contacts with one insulating operation shaft in order to make the equipment compact.
[0003]
The conventional insulated switchgear shown in FIG. 14 described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-355926 uses a single insulated operation shaft to open and close a grounding switch and a disconnector housed in the same container. .
The disconnecting switch includes a fixed contact portion 2 attached to the bus conductor 1, a movable contact portion 4 opposed to the fixed contact portion 2 and attached to the movable contact portion conductor 3, a fixed contact portion 2 and a movable contact portion 4. And a movable contact 5 for opening and closing the contact. The disconnector further includes a link 7 rotatably connected to one end of the movable contact 5 by a pin 6, and a driven wheel 8 of a Geneva gear mechanism having one end rotatably connected to the other end of the link 7 by a pin 6. A groove 9 provided at the other end of the driven wheel 8 and a drive wheel 11 provided at one end with a disconnector pin 10 which is removably fitted in the groove 9. The driving wheel 11 is rotated via an insulating rod (not shown) introduced from an operating device (not shown).
[0004]
On the other hand, the grounding switch includes a fixed contact portion 13 mounted in the container flange 12, a movable contact portion 14 opposed to the fixed contact portion 13 and mounted on the movable contact portion conductor 3, and a movable contact portion 13. A movable contact 15 for opening and closing the contact portion 14, a link 16 rotatably connected to one end of the movable contact 15 by a pin 6, and one end rotatably connected to the other end of the link 16 by a pin 6. A driven wheel 17 having a Geneva gear mechanism, a groove 18 provided at the other end of the driven wheel 17, and a driving wheel 11 provided at one end with a grounding switch pin 19 which is removably inserted into and removed from the groove 18. Become.
The driving wheel 11 is provided with two partially expanded flanges 20 and 21, and the disconnector pin 10 and the grounding switch pin 19 are fixed at 90-degree point symmetric positions at the expanded portions of the flanges 20 and 21. . The outer circumferences of the flanges 20 and 21 and the outer circumferences of the driven wheels 8 and 17 are arranged so as to slide.
[0005]
Next, the operation of the insulated switchgear will be described. The driving wheel 11 is rotated in the counterclockwise direction, the disconnector pin 10 enters the groove 9 of the driven wheel 8, and the driven wheel 8 rotates clockwise about the driven axle 22 to be movable connected to the driven wheel 8. The contact 5 moves downward as shown to open the disconnector. On the other hand, since the outer circumference of the flange 21 and the outer circumference of the driven wheel 17 slide, the driven wheel 17 is stopped. When the driving wheel 11 further rotates and rotates 90 degrees from the initial position, the disconnector pin 10 comes off the groove 9 of the driven wheel 8. On the other hand, the grounding switch pin 19 enters the groove 18 of the driven wheel 17, and the driven wheel 17 rotates clockwise about the driven axle 22, and the movable contact 15 connected to the driven wheel 17 moves downward in the drawing. Moving, the fixed connection part 13 and the movable contact 15 come into contact, and the grounding switch ES1 is closed.
That is, when the driving wheel 11 is rotated in the counterclockwise direction, the open / close state of the disconnector and the grounding switch changes from closed and open to open and closed via open and open.
[0006]
By using two sets of Geneva mechanisms and links in this manner, a gas insulated switchgear that is housed in the same container and includes a disconnector and a grounding switch that is opened and closed by one drive shaft is obtained. Further, since the disconnecting switch and the grounding switch do not both close as described above, the effect of the interlock mechanism for preventing simultaneous closing can be seen.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned conventional insulated switchgear has the following problems.
In the mechanism for driving the movable contact using the Geneva mechanism and the link, the disconnector pin 9 and the grounding switch pin 19 are inserted into the cam grooves 9, 18 of the driven wheels 8, 17 from the clockwise direction so that the driven wheels 8, 17 are driven. In order to move the driven wheels 8 and 17 again after rotating, the disconnector pin 9 and the grounding switch pin 19 must be inserted into the cam grooves 9 and 18 from the counterclockwise direction. That is, even if the rotation of the driving vehicle 11 is reversed, there is a problem that the opening and closing order of the disconnecting switch and the grounding switch cannot be reversed. Further, in an insulated switchgear in which two disconnectors are opened and closed, both disconnectors need to be closed, and there is a problem that the conventional insulated switchgear cannot do so.
[0008]
Further, the disconnector pin 9 and the grounding switch pin 19 rotate while forming an arc and hit the edges of the grooves 9 and 18 of the driven wheels 8 and 17, so that the disconnector pin 9 and the grounding switch pin 19 and the driven vehicle 8, There is also a problem that the impact applied to the operating mechanism such as No. 17 is large. Further, the changes in the angular velocity and the angular acceleration of the driven vehicles 8, 17 are extremely large due to the Geneva mechanism, and a sharp impact is caused when the opening and closing operation is started and stopped.
[0009]
An object of the present invention is to provide an insulated switchgear that can be operated with a small number of drive shafts in a combination and order of opening and closing a plurality of disconnectors and grounding switches. It is another object of the present invention to provide an insulated switchgear having a small change in the switching speed and a small impact on the operation mechanism.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the means for solving the above problems are as follows.
(1) The insulated switchgear seals an insulating gas and has a grounded container, a movable contact insulated and supported by the container, and an insulating operation shaft that penetrates the container and transmits a driving force to the movable contact. Is provided with a cam fixed to the insulating operation shaft and a follower connected to the movable contact, and the follower is guided by the cam.
[0011]
(2) The number of followers connected to the movable contact may be two or more, and at least two followers may be guided by one cam.
[0012]
(3) The shape of the guide portion of the cam may include an arc.
[0013]
(4) A guide portion may be provided in which the intersections of the equidistant concentric circles of the cam and the equal lines of rotation of the cam are connected with a smooth curve.
[0014]
(5) The guide portion of the cam may be formed of a groove.
[0015]
(6) The follower may be a trochanter.
[0016]
(7) It may be used for a grounding switch that opens and closes between the main circuit and the grounding container.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
1 and 2 are sectional views of an insulated switchgear in which a single-phase gas is sealed according to Embodiment 1 of the present invention. This gas insulated switchgear is of the 1-1 / 2 circuit breaker type, and opens and closes between one main conductor and two connection conductors.
[0018]
The insulated switchgear has a main body 31a and a branch 31b branched in a direction perpendicular to the main body 31a, and is supported by a grounded cylindrical container 31 and an insulating support (not shown) made of resin or the like on the main body 31a. A first fixed-side shield body 33a, a second fixed-side shield body 33b supported by the branch 31b on the insulating support 32a (FIG. 2), and a movable side supported by the insulating support 32b (FIG. 2). And a shield body 34. The first fixed-side shield body 33a has a connection body 36a to which the main conductor 35 from the main circuit is connected, a support conductor 37a for supporting the connection body 36a on the fixed-side shield body 33a, and conductive support on the support conductor 37a. Fixed side contact portion 38a is provided.
In the second fixed-side shield body 33b, a connection body 36b to which the connection conductor 39a is connected, a support conductor 37b that supports the connection body 36b on the fixed-side shield body 33b, and a fixed body that is conductively supported by the support conductor 37b A side contact portion 38b is provided.
[0019]
The movable-side shield body 34 is provided with movable-side contact portions 40a, 40b, and movable contacts 41a, 41b arranged to penetrate the movable-side contact portions 40a, 40b and the fixed-side contact portions 38a, 38b. ing. The movable contacts 41a and 41b are movably restrained only in one axial direction by bearings 42a and 42b.
Further, an insulating operation shaft 43 (FIG. 2) which is rotatably supported by the main body 31a on the movable shield body 34, and a lever 44 (see FIG. 2) fixed to one end of the insulating operation shaft 43 and provided outside the main body 31a. 2) and a plate cam 45 fixed to the other end of the insulating operation shaft 43.
3 to 4 are a plan view and a sectional view showing the relation between the movable contact 41a and the plate cam 45 in FIG. The same applies to the relationship between the movable contact 41b and the plate cam 45. A follower 47a connected to the movable contact 41a via a link 46a is provided. A closed cam groove 48 is provided on the plate cam 45 for guiding the follower 47a to slide linearly. The follower 47a includes a roller-shaped rotator 50 rotatably connected to a link 46a by a pin 49.
In addition, a seat 51 integrally formed with the movable-side shield body 34 is connected to the connection portion 52 using a screw (not shown). The connecting conductor 39b is fitted into the connecting portion 52 and is led out.
[0020]
The first disconnector DS1 includes a fixed contact portion 38a, a movable contact portion 40a, a movable contact 41a for opening and closing the contact portions 38a and 40a, a plate cam 45 for driving the movable contact 41a, and a follower 47a. And Similarly, the second disconnector DS2 includes a fixed-side contact portion 38b, a movable-side contact portion 40b, a movable contact 41b for disconnecting the contact portions 38b and 40b, and a plate cam 45 for driving the movable contact 41b. And a follower 47b.
[0021]
The followers 47a and 47b having the rotator 50 roll while rotating on the side surface of the cam groove 48 of the plate cam 45. If there is no trochanter 50, both sides of the cam groove 48 and the followers 47a and 47b slide to generate a large frictional force in the opposite direction, and the followers 47a and 47b move smoothly in the cam groove 48. It does not go. The rotation of the trochanter 50 reduces the frictional force with the side surface of the cam groove 48, and the movement of the followers 47a, 47b remains smooth even when a large force is applied to the followers 47a, 47b during opening and closing. .
[0022]
FIG. 5 is a plan view showing a plan view of the cam groove 48 of the plate cam 45 of FIG. The bold line in FIG. 5 is a plan view of the center line of the cam groove 48. The circumference is divided into four equal parts. In the area 1, the diameter from the rotation center of the plate cam 45 is a constant arc of R1, and the area 3 is also in the shape of a circular arc whose diameter from the rotation center is R2. Regions 2 and 4 have arc shapes in which the diameter from the rotation center changes with respect to the rotation angle. In this region, the diameter from the rotation center changes from R1 to R2, and the displacement amounts of the followers 47a and 47b. (R1-R2) is secured. Each area is smoothly and continuously connected. The shape of the region 2 and the region 4 is a part of the Archimedes spiral curve, and is a curve connecting the intersections of the concentric circles equidistant from the center of rotation and the bisectors of the rotation angle with a smooth curve.
[0023]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operation of the two disconnectors of FIG. FIG. 6A shows that the disconnectors DS1 and DS2 are both closed. The follower 47a is at the boundary between the regions 1 and 2, and the follower 47b is at the boundary between the regions 4 and 1. When the plate cam 45 is rotated clockwise around the insulating operation shaft 43, only the follower 47a moves rightward in the figure, and the movable contact 41a and the fixed contact 38a are separated to open the disconnector DS1. On the other hand, since the follower 47b is sliding in the area 1, the follower 47b is stopped. When the plate cam 45 rotates 90 degrees from the state of FIG. 6A, the disconnector DS1 is opened, and the disconnector DS2 remains closed. When the plate cam 45 is further rotated in the clockwise direction, the follower 47a is resting because it slides in the area 3, but the follower 47b slides in the area 2, so that the follower 47b is displaced downward in the drawing. Open disconnector DS2. When the plate cam 45 rotates clockwise by 180 degrees as shown in FIGS. 6A to 6E, both the disconnectors DS1 and DS2 are opened. Further, when the plate cam 45 is rotated clockwise, the follower 47a slides in the area 3 and is displaced to the left as shown, and the movable contact 41a is connected to the fixed contact 38a so as to close the disconnector DS1. I do. As described above, the opening and closing of the two disconnectors DS1 and DS2 can be realized by four types of combinations by one rotation of the plate cam 45. That is, as shown in FIG. 6 (a), the disconnectors DS1 and DS2 are both closed, the disconnector DS1 is open and the disconnector DS2 is closed as shown in FIG. 6 (c), and as shown in FIG. 6 (e). A state where both the disconnectors DS1 and DS2 are open, and finally a state where the disconnector DS1 is closed and the disconnector DS2 is open as shown in FIG. 6 (g) are obtained.
When the insulating operation shaft 43 is further rotated counterclockwise, the opening and closing order of the disconnectors DS1 and DS2 is reversed.
Since the intersection of an equidistant concentric circle from the center of rotation of the plate cam 45 and an equidistant line of the rotation angle is connected by a smooth curve, if the rotation speed of the insulating operation shaft 43 is constant in the regions 2 and 4, , The speed of movement of the followers 47a and 47b becomes constant.
[0024]
By controlling the rotation angle of the insulating operation shaft 43 in such an insulated switchgear, the movable contacts 41a and 41b can perform intermittent linear motion.
Furthermore, since the single disconnection operation shaft 43 can open and close the two disconnectors DS1 and DS2, the isolation operation shaft and its driving mechanism can be reduced, and the insulation switchgear can be downsized. .
Furthermore, the followers 47a and 47b move at a constant speed, the disconnectors DS1 and DS2 open and close smoothly, and the load on the links and pins is small.
Further, by changing the shape of the cam groove 48 of the plate cam 45, an appropriate movement can be given to the opening and closing operation of the movable contacts 41a and 41b.
[0025]
In the first embodiment, in the shape of the cam groove 48 of the plate cam 45, the circumference is divided into four equal parts. However, the circumference is divided so that each disconnector can be opened and closed at an appropriate timing. Is also good.
Further, in the first embodiment, the ratio between the change in the diameter and the change in the angle is made constant over the entire area of the areas 2 and 4. However, this ratio is not used for the entire area but for the start of movement or before stopping. By making it smaller, the inertial force may be made smaller. That is, the half rotation of the plate cam 45 is equally divided into 2n so that the motion is equal to the acceleration, and the half of the vertical movement of the followers 47a and 47b is divided by n, and the distance from each end to each minute point is 1, 2 , The square of 3,..., N, the intersection of the concentric circle passing through this point and the 2n bisector of the angle is determined, and the intersections are obtained by connecting the intersections with a smooth curve. Further, the curve may be a single string motion, in which the speed decreases at the beginning and end of the operation.
Further, although the guide portion of the plate cam 45 has been described as the cam groove 48, a similar effect can be obtained by applying a spring to the followers 47a and 47b with the outer edge of the plate cam 45 as the guide portion.
Further, the followers 47a and 47b are roller-shaped rotators 50 rotatably supported by the pins 49. However, in the case where the followers 47a and 47b abut on the outer edge of the plate cam 45 and roll, the same applies to ball-shaped rotators. The effect is obtained.
Further, although the plate cam 45 is used as the cam, a similar effect can be obtained by using a cylindrical cam or a conical cam having a plurality of edges formed in the insulating operation axis direction.
[0026]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 7 is a sectional view of a single-phase gas-insulated switchgear according to Embodiment 2 of the present invention. The difference from Embodiment 1 is that a second disconnector DS2 is arranged in series with a first disconnector DS1. A groove provided on both sides of the plate cam guides each follower, and the other is the same as the first embodiment.
FIG. 8 is a sectional view of the periphery of the follower of the disconnector DS1 of FIG. The movable contact 41a is fixed to the link 46c by a pin, and a rotator 50 rotatably supported by a pin 49 at the other end of the link 46c engages with the cam grooves 54 and 55 of the plate cam 53 and slides. A ball bearing 56 is provided on the link 46c so as to sandwich the plate cam 53.
[0027]
FIG. 9 is a plan view showing a plan view of the cam grooves 54 and 55 of the plate cam 53 of FIG. The solid line in FIG. 9 shows a plane figure of the center line of the cam groove 54 dug on one side of the plate cam 53. The dotted line is a plane figure of the center line of the cam groove 55 dug on the opposite surface of the plate cam 53. The solid and dotted figures are point-symmetric about 90 degrees about the axis of the plate cam 53. Each plane figure is the same as in the first embodiment.
[0028]
By rotating the insulating operation shaft 43, the opening and closing of the first disconnector DS1 and the second disconnector DS1 can be opened and closed in four types by one rotation of the plate cam 53. That is, a state where both the first disconnector DS1 and the second disconnector DS2 are closed and open, and a state where one of the first disconnector and the second disconnector is open and one is closed are obtained.
[0029]
In such a gas insulated switchgear, even when two disconnectors are arranged in series, it can be operated with one insulating operation shaft by effectively using both sides of the plate cam.
[0030]
Embodiment 3 FIG.
10 to 11 are cross-sectional views of a single-phase gas-insulated switchgear according to Embodiment 3 of the present invention. The difference from Embodiment 1 is that the second disconnector DS2 is replaced with a ground switch ES1. Yes, and the rest is the same as the first embodiment.
[0031]
The earthing switch ES1 includes a sealing plate 57 for electrically sealing the main body 31c, a fixed-side shield body 33c insulated and supported by the main body 31c, a fixed-side connection part 38c connected to the sealing plate 57, and a first embodiment. Similarly to the above, the movable contact 40b, the movable contact 41b, and the follower 47b connected to the movable contact 41b via a link 46b. The follower 47b slides in the cam groove 59 provided in the plate cam 58 as in the first embodiment.
[0032]
FIG. 12 is a plan view showing a plan view of the cam groove 59 of the plate cam 58 of FIG. The bold line in FIG. 12 is a plan view of the center line of the cam groove 59. The circumference is divided into eight equal parts. In region 1, the radius from the rotation center of the cam is a constant arc of R1. From region 3 to region 7, the radius from the rotation center of the cam is R2 and the constant arc shape. It is. Regions 2 and 7 have an arc shape in which the diameter from the rotation center of the cam changes with respect to the rotation angle. In this region, the diameter from the rotation center changes from R1 to R2, and the followers 47a and 47b The displacement amount (R1-R2) is secured. Each area is smoothly and continuously connected. The shape of the region 2 and the region 7 is a part of the Archimedes spiral curve, and is a curve obtained by connecting intersections of concentric circles equidistant from the center of rotation of the plate cam 58 and equal lines of rotation of the plate cam 58 with a smooth curve. It is.
[0033]
By rotating the insulating operation shaft 43, opening and closing of the disconnecting switch DS1 and the grounding switch ES1 can be realized in three types of combinations by one rotation of the plate cam 58. That is, a state in which the disconnector DS1 is open and the ground switch ES1 is closed, a state in which both the disconnector DS1 and the ground switch ES1 are open, and a state in which the disconnector DS1 is closed and the ground switch ES1 is open last. can get.
[0034]
In such a gas insulated switchgear, since the grounding switch ES1 can be combined in the container of the disconnector, the size of the gas insulated switchgear can be reduced.
Further, since the disconnecting switch DS1 and the grounding switch ES1 do not simultaneously close, an interlock mechanism for preventing simultaneous closing can be provided.
Furthermore, even if the gas insulated switchgear is configured with only the disconnector or the grounding switch, the mechanism for driving the movable contact is the same, and the design of the plate cam 58 itself, which is the most important component, does not need to be changed. Can be manufactured as standard parts.
[0035]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 13 is a perspective view of an all three-phase collective gas insulated switchgear according to a fourth embodiment of the present invention, in which the three-phase insulated switchgear according to the first embodiment is housed in a metal container 31 in three phases. is there. The equipment of each phase is the same as that of the first embodiment, and the shape of the metal container 31 is changed so that three phases can be collectively stored. The interior of the metal container 31 is filled with sulfur hexafluoride gas, which is a highly insulating gas, and the insulating operation shaft 43 is connected in three phases so that the three phases are simultaneously opened and closed.
[0036]
In this gas insulated switchgear, the three phases are collectively stored in the metal container 31, so that the overall dimensions can be reduced, simplified and manufactured, the test time can be shortened, or the on-site installation work can be simplified. In addition, since the number of gas seal locations is reduced, the amount of gas leakage is reduced.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, the effects of the insulated switchgear of the present invention are as follows.
(1) An insulated switchgear seals an insulating gas, a grounded container, a movable contact insulated and supported by the container, and an insulating operation shaft that penetrates the container and transmits a driving force to the movable contact. And a follower connected to the movable contact, and the follower is guided by the cam, so that the rotation angle of the insulated operation shaft is reduced. By controlling, the linear motion of the movable contact can be intermittent with respect to the continuous rotational motion of the cam. Further, by changing the shape of the guide portion of the cam, an appropriate movement can be given to the opening and closing operation of the movable contact. Furthermore, various combinations of disconnectors are possible only by changing the shape of the guide portion of the cam.
[0038]
(2) Since there are two or more followers connected to the movable contact, and at least two followers slide on the guide portion of one cam, the movable contact can be moved with less insulating operation shafts than the movable contact. Since the contacts are driven, the size can be reduced and the number of parts can be reduced.
[0039]
(3) Since the shape of the guide portion of the cam includes an arc, the follower does not move in the arc portion, so that a plurality of movable contacts can be selectively driven.
[0040]
(4) Since the guide section is provided, which connects the intersections of the equidistant concentric circles of the cam and the equal lines of rotation of the cam with a smooth curve, the follower moves at a constant speed, and the movable contact opens and closes. Is performed smoothly, and the load on links and pins is small.
[0041]
(5) Since the guide portion of the cam has a groove, providing a plurality of grooves on the same plane enables independent operation of the follower.
[0042]
(6) Since the follower has a trochanter, the follower abuts on the guide portion of the cam via the trochanter to reduce the frictional force, so that it is stable even under a large force applied during opening and closing. Can be driven.
[0043]
(7) Since it is used for a grounding switch that opens and closes between the main circuit and the grounding container, an interlock mechanism that prevents simultaneous closing by operating the insulating operation shaft at a location where the disconnecting switch and the grounding switch cannot be simultaneously turned on. It can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an insulated switchgear according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along a direction perpendicular to FIG.
FIG. 3 is a plan view showing a relation between a movable contact and a plate cam shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a sectional view of FIG. 3;
FIG. 5 is a plan view showing a plan view of the cam groove of FIG. 1;
FIG. 6 is an explanatory diagram of an insulating switchgear with respect to rotation of the plate cam of FIG. 1;
FIG. 7 is a sectional view of an insulated switchgear according to Embodiment 2 of the present invention;
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the relation between the movable contact and the plate cam of FIG. 7;
FIG. 9 is a plan view showing a plan view of the plate cam groove of FIG. 7;
FIG. 10 is a sectional view of an insulated switchgear according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 11 is a sectional view taken along a direction perpendicular to FIG.
FIG. 12 is a plan view showing a plan view of the plate cam groove of FIG. 10;
FIG. 13 is a perspective view of an insulated switchgear according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 14 is a configuration diagram of a conventional insulated switchgear.
[Explanation of symbols]
31 container, 31a main body, 31b, 31c fork body, 32a, 32b insulating support base, 33a, 33b fixed-side shield body, 34 movable-side shield body, 35a main conductor, 36a, 36b, 52 connector, 37a, 37b support Conductor, 38a, 38b Fixed contact portion, 39a, 39b Connection conductor, 40a, 40b Movable contact portion, 41a, 41b Movable contact, 42 Insulated bearing, 43 Insulated operating shaft, 44 Lever, 45, 53, 58 Plate cam , 46a, 46b link, 47a, 47b follower, 48, 54, 55, 59 cam groove, 49 pin, 50 rotator, 51 seat, 56 roller bearing, 57 sealing plate.
