JP2009261232A - 配電装置の位置を表示するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体内で電気的に接続された状態にラックされ、ラック機構を介して電気的に断路された状態にラックアウトされるように構成された、配電装置の位置を表示するシステムを提供する。
【解決手段】接続状態を示す第１の位置４８と断路状態を示す第２の位置５０とを有する表示器ドラム４２から成る回転式表示器を備え、表示器は接続状態と断路状態との間でのラック機構の移動に応動して表示器を回転させるようにラック機構に作動的に連結される。ラック機構が接続状態にある場合は表示器の回転を第１の位置に向かって付勢させ、ラック機構が断路状態にある場合は表示器の回転を第２の位置に向かって付勢させる付勢装置４６を備える。さらに、ラック機構が接続状態にある場合は表示器を第１の位置に保持する第１の機械的ストッパ７６と、ラック機構が断路状態にある場合は表示器を第２の位置に保持する第２の機械的ストッパとを備える。
【選択図】図９

Description

本明細書に開示する主題は、配電機器に関し、より具体的には配電装置用の表示器に関する。

従来の配電機器は一般に、１つまたは複数の回路遮断器を含み、またスイッチギヤハウジング内の引出し式ユニットに収容された複数の回路遮断器およびその他の電気機器を含むことが多い。回路遮断器引出しユニットは、関連するスイッチングデバイスの保守および／または交換を容易にするため、周期的に取り外す必要がある。回路遮断器の取り外し、または電気回路からの回路遮断器の断路を容易にするため、回路遮断器は「ラックアウト」される。すなわち、回路遮断器内の断路器が、接続位置から断路位置に移動する。

典型的な回路遮断器は３つの位置を有する。第１の位置は、回路遮断器の一次および二次断路器が回路に接続する「接続位置」である。第２の位置は、一次および二次断路器が断路する「断路位置」である。第３の位置は、一次断路器は断路するが、二次断路器は接続する「テスト位置」である。テスト位置によって、ユーザーは例えば二次電力、すなわち制御電力の機能をチェックすることができる。遮断器はこれら３つの位置の間でラックされ得る。ラックアウトされると、遮断器はテスト位置を経て接続位置から断路位置に移動する。

回路遮断器を接続位置に移動するために機構を回転させることができるラックシャフトなどのラック機構が、回路遮断器に含まれる。様々な位置の表示器がラック機構と共に備えられ、一般に、位置を表示するにはラック機構の回転に依存する。しかし、表示器とラック機構とが同期しないと、表示器は回路遮断器の位置を不正確に、または不完全にしか表示しないことがあり、ひいては回路遮断器が完全に接続されているか断路されているかの表示が不正確になることが実証されている。

筐体内で電気的に接続された状態にラックされ、ラック機構を介して電気的に断路された状態にラックアウトされるように構成された、本発明の例示的実施形態による配電装置の位置を表示するシステムは、第１の位置が接続状態を示し、第２の位置が断路状態を示す、少なくとも第１の位置と第２の位置とを有する回転式表示器を含み、表示器は、少なくとも接続状態と断路状態との間でのラック機構の移動に応動して表示器を回転させるようにラック機構に作動的に連結される。このシステムはまた、ラック機構が接続状態にある場合は表示器を付勢して第１の位置に向かって回転させ、ラック機構が断路状態にある場合は表示器を付勢して第２の位置に向かって回転させる付勢装置を含む。このシステムはさらに、ラック機構が接続状態にある場合は表示器を第１の位置に保持する第１の機械的ストッパと、ラック機構が断路状態にある場合は表示器を第２の位置に保持する第２の機械的ストッパとを含む。

本発明の別の例示的実施形態は、筐体内で電気的に接続した状態にラックされ、ラック機構を介して電気的に断路した状態にラックアウトされるように構成された、配電装置のラック位置を表示する方法を含む。この方法は、配電装置を少なくとも接続状態と断路状態との間で移動させ、ラック機構の並進運動を表示器の回転運動に転換するステップを含み、表示器は、第１の位置が接続状態を表示し、第２の位置が断路状態を表示する、少なくとも第１の位置と第２の位置とを有する。この方法はさらに、ラック機構が接続状態にある場合は表示器を付勢して第１の位置に向かって回転させ、ラック機構が断路状態にある場合は表示器を付勢して第２の位置に向かって回転させるステップを含む。この方法はさらに、ラック機構が接続状態にある場合は表示器を第１の位置に保持し、ラック機構が断路状態にある場合は表示器を第２の位置に保持するステップを含む。

その他の特徴および利点は、本発明の例示的実施形態の技術によって実現される。本発明の別の実施形態および態様は、本明細書に詳細に記載され、請求項に記載の発明の一部であると見なされる。本発明をその利点および特徴と共により明確に理解するため、明細書および図面を参照されたい。

本発明の例示的実施形態による回路遮断器を示す配電装置アセンブリの右斜視図である。 図１の回路遮断器の側面図である。 図１の接続状態にある回路遮断器の一次断路器の側面図である。 図１の断路状態にある回路遮断器の一次断路器の側面図である。 本発明の例示的実施形態による、図１の配電装置アセンブリの表示器ドラムアセンブリの右斜視図である。 回路遮断器カセットの部分正面図である。 ラック機構と図５の表示器アセンブリとを含む回路遮断器カセットの一部の斜視図である。 断路位置にある図５の表示器ドラムアセンブリの側面図である。 断路位置にある図５の表示器ドラムアセンブリを示す回路遮断器カセットの部分側面図である。 接続位置にある図５の表示器ドラムアセンブリの側面図である。 接続位置にある図５の表示器ドラムアセンブリを示す回路遮断器カセットの部分側面図である。 配電装置のラック位置を示す例示的方法を示すフローチャートである。

回路遮断器などの配電装置のラック状態または位置を表示するシステムおよび方法が提供される。このシステムは、表示器に接続されたオーバーセンターばねなどの付勢装置を使用することによって、回路遮断器の断路および接続状態を確実に示す、回転する機械的ラック表示器を含む。例示的実施形態では、カムプロファイルを有し、ラック機構と相互作用する表示器レバーなどの変換機構によりラック位置を追跡する。これらの位置は、表示器上のラベルなどの表示手段に表示される。表示器上の位置を定め、レバーの変動に関係なく断路および接続状態を明確に示すために付勢装置と連動する、機械的ストッパを含む。本明細書で用いられる、回路遮断器またはその他の配電装置の「状態」とは、本明細書に記載の接続、断路、およびテスト状態などの様々な接続状態を生ずる装置および／または、装置内の様々な断路器の位置を意味する。

先ず図１では、本発明の例示的実施形態により構成された配電装置アセンブリ全体を１０で示す。配電装置アセンブリ１０は、ハウジングまたは引出し部分構造１２を含む。配電装置アセンブリ１０はさらに、引出し部分構造１２内に位置する回路遮断器１４の形態で示す配電装置を含む。一実施形態では、回路遮断器１４はカセット１５内に収容される。回路遮断器１４は、回路遮断器１４の一次および二次断路器に嵌合するように、引出し部分構造１２に容易に取り付けることができる。

図２を参照すると、回路遮断器１４は、回路遮断器１４の動作用に内部に実装された接触アームアセンブリ１６を含む。接触アームアセンブリ１６は、一次断路器１８および２０と、一端に可動接点２４が実装されたアーム２２とを含む。アーム２２は、例えば反対端に取り付けた撚り線銅ケーブルからなる可撓性の導電性ストラップ２６を有する。固定接点２８は、一次接点２０の一端に実装される。ストラップ２６は、接触アーム２２を一次接点２０に電気的に結合し、回路遮断器１４に電流が流れることを可能にする。

図３〜４では、回路遮断器１４が接続状態と断路状態にある場合の回路遮断器１４の一次断路器１８、２０を示す。図３に示す接続状態では、一次断路器１８、２０がコネクタ３０を介して回路２８に電気的に接続される。一実施形態では、コネクタ３０は当該分野で周知のように、一次断路フィンガである。引き込み母線３２と負荷母線３４とを含む回路２８の一部を示す。

図４に示す断路位置では、一次断路器１８、２０が移動してコネクタ３０を離脱させ、それにより一次断路器１８、２０を回路２８から断路する。本明細書に記載の遮断器および接続機構は例示であるに過ぎず、いかなる適当な形態および構成のものでよい。

図５では、本発明の例示的実施形態により構成された表示器アセンブリ全体を４０で示す。表示器アセンブリ４０は、ブラケット４４上に実装された表示器ドラム４２を含む。表示器ドラム４２は中心軸を支点に回転可能である。この例示的実施形態では、表示器ドラム４２は円筒形ドラムであるが、表示器ドラム４２は、回路遮断器１４および／またはラック機構の位置の変化に応動して回転可能であればいかなる形態でもよい。オーバーセンターばね４６は、一端で表示器ドラム４２に接続され、他端で固定ブラケット４４に接続される。

表示器ドラム４２は、表示器ドラム４２の表面上に配置された複数の表示器を含む。表示器は、表示器ドラム４２の回転で表示器が軸を支点に移動するように表示器ドラム４２の表面上に位置する。例示的実施形態では、表示器は、回路遮断器の一次断路器１８、２０と二次断路器とが完全に嵌合する接続状態に回路遮断器１４があることを示すため、接続位置表示器４８を含む。表示器はさらに、一次断路器１８、２０と二次断路器とが離脱する断路状態に回路遮断器１４があることを示すため、断路位置表示器５０を含む。例示的実施形態では、表示器は、一次断路器１８、２０は断路するが二次断路器は接続するテスト状態に回路遮断器１４があることを示すため、テスト位置表示器５２も含む。回路遮断器１４がラックインまたはラックアウトすると、表示器ドラム４２がそれに従って回転する。

例えば、表示器ドラム４２は第１の位置、すなわち回路遮断器１４が接続状態にあることを示す位置にある。回路遮断器１４が断路状態にラックアウトすると、表示器ドラム４２は第２の状態、すなわち断路状態に向かって回転する。さらに、表示器ドラム４２が接続位置と断路位置との間で回転すると、表示器ドラムは、回路遮断器がテスト位置にあることを示すテスト位置など、さらに別の位置でも回転する。

本明細書に記載の例示的実施形態では、配電装置は回路遮断器である。別の例示的実施形態では、配電装置は気中遮断器（ＡＣＢ）などの低圧回路遮断器である。

例示的実施形態では、回路遮断器１４は、任意の数の一次および二次断路器、遮断器ロック機構およびトリップユニットなどの様々な部品を含む。

別の例示的実施形態では、回路遮断器１４をカセット１５またはその他のアセンブリに組み込んでもよい。カセット１５および／または回路遮断器１４を適当な電気機器に含めてもよく、かつ／またはカセット１５と、様々なスイッチおよび追加の回路遮断器などその他の適当な電気装置を収容するスイッチギヤハウジングに組み込んでもよい。例示的実施形態では、カセット１５は引出しユニットに組み込まれ、それにより、例えばスイッチング装置の保守または交換を容易にするために、回路遮断器１４またはその他のスイッチング装置を必要に応じて取り外すことが可能になる。

図６を参照すると、表示器ドラムアセンブリ４０は、例示的実施形態において、カセット１５またはその他のハウジング内に配置される。カセット１５は、表示用開口部５６を含むフロントパネル５４を含む。表示用開口部５６は、表示器ドラム４２の位置に応じて表示器の１つを露出する。図５〜７に示す例示的実施形態では、表示器ドラム４２は断路位置にあり、従って断路位置表示器５０が表示用開口部５６を通して露出する。

図５を再び参照すると、オーバーセンターばね４６は、一端で表示器ドラム４２に接続され、他端で固定ブラケット４４に接続される。

図７では、表示器アセンブリ４０と、表示器アセンブリ４０と作動的に連結されたラック機構と、表示器アセンブリ４０とラック機構とが載置されるベースアセンブリ５８とを収容するカセット１５の一部を示す。

例示的実施形態では、ラック機構はラックシャフト６０とねじブロック６２とを含む。ラックシャフト６０は、送りねじ（図示せず）を含むねじブロック６２に連結される。ラックシャフト６０は、送りねじに回転可能に連結される。例えば、ラックシャフト６０は雄ねじを含み、送りねじは雌ねじを含む。ラックシャフト６０のねじ山は、ねじブロック６２の送りねじの対応するねじ山に螺合するので、ラックシャフト６０が回転すると、ねじブロック６２に直線運動を与える。一方、ねじブロック６２の直線運動は回路遮断器１４の一次断路器１８、２０および二次断路器に運動を与えて、回路遮断器１４を接続状態と断路状態との間で移動させる。

例示的実施形態では、カセット１５は、ねじブロック６２の直線運動を表示器ドラム４２の回転運動に転換するためにレバーコネクタなどの転換機構を含む。レバーコネクタは、これに取り付けられ、ピボットピン６６を支点に回転可能なレバー６４を含む。レバー６４は、レバー６４の回転運動を引き起こすに十分なカムプロファイルを有するカム溝６８を含む。カムピン７０はねじブロック６２から延び、ねじブロック６２と共に直線移動する。カム溝６８に沿ったカムピン７０の移動により、レバー６４はピボットピン６６を支点に回転する。

レバー６４の他端にはスロット７２があり、適当なピン７４（図９に示す）またはその他の突出部を介して表示器ドラム４２に連結される。一方、レバー６４の回転により、表示器ドラム４２はドラムの軸を支点に回転する。

回路遮断器の断路器を接続状態と断路状態との間で移動させるいかなる機構を使用してもよいので、これらの実施形態は例示であるに過ぎない。さらに、表示器ドラム４２に回転運動を与えるために適当ないかなる構成を使用してもよいので、本明細書に記載のレバー６４は例示であるに過ぎない。

図８〜１１を参照すると、例示的実施形態では、ブラケット４４はさらに、おオーバーセンターばね４６と連動して表示器ドラム４２を断路位置と接続位置とにそれぞれ付勢させる位置にある、機械的ストッパ７６および７８を含む。機械的ストッパ７６、７８は、ドラム４２を選択された位置で回転停止させるのに適当ないかなる形でもよい。例えば、機械的ストッパ７６、７８は、ブラケット４４から延び、表示器ドラム４２の対応する凹部または溝と連係する剛性または弾性の突起部を含んでもよい。本明細書に記載の例示的実施形態では、機械的ストッパ７６、７８はブラケット４４上に配置される。しかし、ストッパは表示器ドラム４２上に配置されてもよい。

図８および９を参照すると、断路位置にある表示器ドラム４２が示されており、
オーバーセンターばね４６は断路位置の方向（例えば図８に関しては逆時計回り方向、図９に関しては時計回り方向）に引っ張り力を加え、機械的ストッパ７６は表示器ドラム４２のそれ以上の回転を阻止し、ひいては表示器ドラム４２を断路された表示位置で保持する。回路遮断器１４が断路状態から接続状態の方に移動すると、レバー６４はばね４６の引っ張り力に抗して、表示器ドラム４２を接続位置の方向に回転させる。ドラム４２が回転するとオーバーセンターばね４６の力は、センターばね４６がオーバーセンター状態または中央にある状態へと応力が加えられるまで増大し、その後、オーバーセンターばね４６はドラム４２を接続された表示位置の方向に回転する力をドラム４２に加える。レバー６４が接続位置へと移動すると、オーバーセンターばね４６はドラム４２に力を加えてドラム４２を機械的ストッパ７８の方向に付勢させ、それによりドラム４２を接続された表示位置で保持する。

図１０および１１を参照すると、表示器ドラム４２が接続位置で示され、ドラム４２はオーバーセンターばね４６によって付勢され、機械的ストッパ７８によって位置が保たれる。

図９および１１を参照すると、一実施形態では、スロット７２は第１の幅８０を画定し、ピン７４は第１の幅８０より狭い第２の幅８２を画定し、ひいては、表示器ドラム４２が接続位置か断路位置のいずれかにある場合のスロット７２とピン７４との間隙を画定する。一実施形態では、第２の幅はピン７４の直径によって画定される。間隙の大きさは、第１の幅８０と第２の幅８２との差によって画定され、差は適当ないかなる差でもよい。この差によって、オーバーセンターばね４６と機械的ストッパ７６、７８は、間隙範囲内でのレバー６４の変動に関係なく、表示器ドラム４２を接続位置または断路位置のいずれかに正確に保持することが可能である。回路遮断器１４が接続状態と断路状態の間で移動すると、レバー６４は本明細書に記載の間隙を越えて移動する。従って、レバー６４はピン７４に嵌合し、表示器ドラム４２を回転させる。従って、回路遮断器１４が接続状態または断路状態にある場合は、ドラム４２は（レバー６４の変動に関係なく）それぞれの位置に正確に保持され、回路遮断器１４が接続状態と断路状態との間を移動すると、ドラム４２はレバー６４によって移動する。一実施形態では、第２の幅８２は第１の幅８０よりも実質的に狭い。すなわち、第２の幅８２と第１の幅８０との差は、例えばバインディングを防止するために設けられる通常の製造公差から生ずるいかなる差よりも大きい。

従って、接続位置または断路位置のどちらでも、ドラム４２はばね４６および機械的ストッパ７６または７８の力によって、またドラム４２の位置の変化を引き起こし、その結果表示器の明瞭さに影響を及ぼすことがあるレバーの変動に関係なく、それぞれの表示位置に保持される。従って、接続／断路位置の明確な表示が保証され、レバーとドラムとの食い違いによる不明瞭な表示が解消される。

図１２は、回路遮断器などの配電装置のラック位置を表示する例示的な方法１２０を示す。方法１２０は、１つまたは複数の段階１２１、１２２、１２３および１２４を含む。例示的実施形態では、方法は全ての段階１２１、１２２、１２３および１２４の記載順での実行を含む。しかし、ある段階を省いたり、段階を追加したり、段階の順序を変更してもよい。

第１の段階１２１で、ラック機構が作動して、回路遮断器１４が接続状態と断路状態との間で移動する。これは例えば、ラックシャフト６０を回転させ、ひいてはねじブロック６２の直線運動を引き起こすことによって達成される。

第２の段階１２２では、ラック機構の運動が表示器ドラム４２の回転運動に転換され、表示器ドラムはラック機構に応動して、少なくとも接続位置と断路位置との間で回転する。一実施例では、ねじブロック６２に応動してレバー６４を回転させ、ひいてはスロット７２を介して表示器ドラム４２を回転させることによって運動が転換される。

第３の段階１２３では、ラック機構が接続状態または断路状態にある場合は、表示器ドラム４２は接続位置または断路位置に向かってそれぞれ付勢される。これは例えば、オーバーセンターばね４６を表示器ドラム４２に連結し、それが表示器ドラム４２に接続位置または断路位置のいずれかに向かって付勢力を加えることによって達成される。

第４の段階１２４では、ラック機構が接続状態または断路状態にそれぞれある場合、表示器ドラム４２は接続位置または断路位置に保持される。一実施例では、機械的ストッパ７６または７８は、オーバーセンターばね４６の付勢力に抗して表示器ドラム４２の位置を保持する。このようにして、オーバーセンターばね４６と機械的ストッパ７６または７８とが連係して、レバー６４に関係なく表示器ドラム４２を接続位置または断路位置のいずれかに保持する。

本明細書に記載のシステムおよび方法は、先行技術のシステムと比較して多くの利点をもたらす。表示器は接続または断路された表示位置のいずれかに向かって付勢されるので、表示器は位置を確実に表示することが保証される。これは、例えばレバーの回転にのみ依存し、従って表示器を完全に回転させず、位置を明確に表示しないことがある先行技術のシステムとは対照的である。本明細書に記載のシステムおよび方法は、所定位置に実際に達した場合にのみ位置を表示するように設計可能な機械的ストッパによって位置が決定されるので、製造上の変動の影響も受けない。

本明細書では、最良の形態を含め、様々な例を用いて本発明を説明した。また、これにより、本発明が包含するあらゆるデバイスまたはシステムを作製および利用することまたはそのような方法を実施することを含め、当業者が本発明を実施することができる。本発明の特許可能な範囲は、添付の特許請求の範囲において定義されるとともに、当業者が想到できるその他の例も包含する。かかるその他の例は、特許請求の範囲に記載の文言と相違ない構成要素を有する、または特許請求の範囲に記載の文言と本質的に同等な構成要素を有する限り、本発明の範疇にあるものとみなされる。

Claims (10)

1. 筐体内で電気的に接続された状態にラックされ、ラック機構を介して電気的に断路された状態にラックアウトされるように構成された、配電装置の位置を表示するシステムであって、
   第１の位置（４８）が接続状態を示し、第２の位置（５０）が断路状態を示す、少なくとも第１の位置と第２の位置とを有する回転式表示器（４０）であって、前記表示器は、少なくとも前記接続状態と前記断路状態との間での前記ラック機構の移動に応動して表示器を回転させるようにラック機構に作動的に連結される回転式表示器と、
   前記ラック機構が前記接続状態にある場合は前記表示器の回転を第１の位置に向かって付勢させ、前記ラック機構が前記断路状態にある場合は前記表示器の回転を第２の位置に向かって付勢させる付勢装置（４６）と、
   前記ラック機構が前記接続状態にある場合は前記表示器を前記第１の位置に保持する第１の機械的ストッパ（７６）と、前記ラック機構が前記断路状態にある場合は前記表示器を前記第２の位置に保持する第２の機械的ストッパ(７８)と、を備えるシステム。
2. 前記ラック機構の運動を前記表示器（４０）の回転運動に転換する転換機構をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記付勢装置は、前記転換機構に関係なく、前記第１の機械的ストッパ（７６）と連係して前記表示器（４０）を前記第１の位置（４８）に保持し、前記第２の機械的ストッパ（７８）と連係して前記表示器を前記第２の位置（５０）に保持する、請求項２に記載のシステム。
4. 前記転換機構は、前記ラック機構に作動的に連結するカムピン（７０）と、前記カムピンおよび前記表示器（４０）に作動的に連結するレバー（６４）とを含む、請求項２に記載のシステム。
5. 前記表示器（４０）は、前記第１の位置（４８）と前記第２の位置（５０）との間に１つまたは複数の位置を有し、前記表示器の前記１つまたは複数の位置への移動は前記変換機構の運動に依存する、請求項２に記載のシステム。
6. 前記ラック機構は、送りねじに連結された回転ラックシャフト（６０）を含み、前記送りねじは、少なくとも前記接続状態と前記断路状態との間の直線運動を引き起こす、請求項１に記載のシステム。
7. 筐体内で電気的に接続された状態にラックされ、ラック機構を介して電気的に断路された状態にラックアウトされるように構成された、配電装置（１２０）の位置を表示する方法であって、
   前記ラック機構を移動して、前記配電装置を少なくとも接続状態と断路状態との間で移動させるステップと、
   前記ラック機構の並進運動を前記表示器（４０）の回転運動に転換するステップであって、前記表示器は、第１の位置が接続状態を表示し、第２の位置が断路状態を表示する、少なくとも第１の位置（４８）と第２の位置（５０）とを有するステップと、
   前記ラック機構が前記接続状態にある場合は前記表示器を付勢して前記第１の位置に向かって回転させ、前記ラック機構が前記断路状態にある場合は前記表示器を付勢して第２の位置に向かって回転させるステップと、
   前記ラック機構が前記接続状態にある場合は前記表示器を前記第１の位置に保持し、前記ラック機構が前記断路状態にある場合は前記表示器を前記第２の位置に保持するステップと、を含む方法。
8. 前記表示器（４０）は、前記変換に関係なく、前記ラック機構が前記接続状態にある場合は前記第１の位置（４８）に保持され、前記ラック機構が前記断路状態にある場合は前記第２の位置（５０）に保持される、請求項７に記載の方法。
9. 前記変換は、前記ラック機構の運動に応動してレバー（６４）を回転させるステップを含み、前記レバーはカムピン（７０）と前記表示器（４０）とに作動的に連結され、前記カムピンは前記ラック機構に連結する、請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記表示器（４０）は、前記第１の位置（４８）と前記第２の位置（５０）との間に１つまたは複数の位置を有し、前記表示器の前記１つまたは複数の位置への移動は前記変換に依存する、請求項７又は９に記載の方法。