JP2012238505A - 電磁操作式真空遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸収できる運動エネルギーに個体差があるダンパを用いても、所定の遮断性能とチャタリングを抑制する性能とを両立できる電磁操作式真空遮断器を提供する。
【解決手段】 真空容器内に一対の接点を有する真空バルブ２と、駆動用コイル１０および可動子１１を有し、前記一対の接点の一方の接点を他方の接点へと駆動させて前記一対の接点を当接させる電磁操作装置１００と、前記接触の時の運動エネルギーを吸収するダンパ１３と、該ダンパ１３の吸収できる運動エネルギーの個体差に基づいて、前記駆動用コイル１０が発生する磁束密度を所定の値に調整する磁束密度調整部２００とを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、投入動作時のチャタリングを低減させるダンパを備えた電磁操作式真空遮断器に関する。

真空遮断器は、短絡事故などにより過電流が流れた場合、操作器により真空バルブの接点を開極して過電流を遮断する。この遮断性能に加え、真空遮断器には、サージの発生および接点の溶着を防ぐため、投入時のチャタリングを抑制する性能が求められる。チャタリングとは、投入動作時に可動接点が固定接点と接触する時に、可動接点がバウンスして両接点が離れてしまうことである。前記両接点の間に電圧が印加されていると、チャタリング時にアークが発生して接点が溶着する場合がある。そこで、従来の真空遮断器においては、一端に可動接点が固着された可動電極の投入終了直前に、油圧緩衝器（オイルダンパ）のピストンロッドが、内部に注入された油が細いオリフィスからレバーの押圧力によって流出するダッシュポット機構で駆動され、前記可動電極の投入終了時の加速度を低下させ、投入時に、一端に固定接点が固着された固定電極との間に発生するチャタリングを防いでいる。（例えば、特許文献１参照）。

また、遮断器の遮断または投入動作をするための操作器としての従来の電磁操作器においては、投入コイルを励磁することでプランジャ（可動子）が投入位置へと駆動される（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−２０３９９８ 特開２００８−５３３８７

ダンパが吸収できる運動エネルギーは、オリフィス径の精度などの様々な製造時の要因でばらつきが生じ、個体差を持っている。従来の電磁操作式真空遮断器では、この個体差により吸収できる運動エネルギーが高いダンパが用いられると、接点の投入速度が遅くなり、交流の真空遮断器に求められる遮断性能、特に、投入直後に開極して３サイクル以内に遮断を完了する性能（例えば、ＪＥＣ−２３００規格に定められた定格遮断時間）の達成が困難となることがあるという問題があった。

また、従来の電磁操作式真空遮断器では、逆に、前記個体差により吸収できる運動エネルギーが低いダンパが用いられると、接点の投入速度が速くなりチャタリングを抑制する性能を満たせなくなることがあるという問題があった。

この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、吸収できる運動エネルギーに個体差があるダンパを用いても、所定の遮断性能とチャタリングを抑制する性能とを両立できる電磁操作式真空遮断器を提供することを目的とする。

この発明に係る電磁操作式真空遮断器においては、真空容器内に一対の接点を有する真空バルブと、駆動用コイルおよび可動子を有し、前記一対の接点の一方の接点を他方の接点へと駆動させて前記一対の接点を当接させる電磁操作装置と、前記当接の時の運動エネルギーを吸収するダンパと、該ダンパの吸収できる運動エネルギーの個体差に基づいて、前記駆動用コイルが発生する磁束密度を所定の値に調整する磁束密度調整部とを備えたものである。

この発明は、吸収できる運動エネルギーに個体差があるダンパを用いても、所定の遮断性能とチャタリングを抑制する性能とを両立できる電磁操作式真空遮断器を提供することができる。

この発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器の開極状態を示す部分断面図である。 この発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器の電磁操作装置および磁束密度調整部の構成を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器の投入が完了した状態を示す部分断面図である。 この発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器の投入動作時におけるダンパが動作を開始した時点の状態を示す部分断面図である。 この発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器の投入動作時における可動電極が固定電極に当接した瞬間の状態を示す部分断面図である。 この発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器の投入用コンデンサの充電電圧を調整するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る電磁操作式真空遮断器の電磁操作装置および磁束密度調整部の構成を示す構成図である。 この発明の実施の形態２に係る電磁操作式真空遮断器の調整用抵抗装置の抵抗値を調整するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態３に係る電磁操作式真空遮断器の電磁操作装置および磁束密度調整部の構成を示す構成図である。 この発明の実施の形態３に係る電磁操作式真空遮断器の容量調整用コンデンサの接続状態を変更するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態４に係る電磁操作式真空遮断器の電磁操作装置および磁束密度調整部の構成を示す構成図である。 この発明の実施の形態４に係る電磁操作式真空遮断器の複数の駆動用コイルの接続状態を変更するためのフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器１の開極状態を示す部分断面図である。電流を遮断する遮断部としての真空バルブ２は、真空容器中に、固定接点を有する固定電極３の端部と、該固定接点に接触、乖離する可動接点を有する可動電極４の端部とを収容している。可動電極４は、絶縁ロッド５、ばね受け６、接圧ばね７を介して電磁操作装置１００の連結棒８に連結されている。電磁操作装置１００は、連結棒８、駆動用コイル１０、可動子１１および固定子１２にて構成される。磁束密度調整部２００は、図２に示すように、操作基板９、投入用コンデンサ１７および開極用コンデンサ１８を有しており、投入指令もしくは開極指令に応じて電磁操作装置１００の駆動用コイル１０に電流を供給する。ダンパ１３は、電磁操作装置１００により、可動電極４が駆動されて固定電極３に衝突するときの衝撃を吸収する。このダンパ１３は、ダンパ固定板１４に固定されており、このダンパ固定板１４は、真空バルブ２を収納するタンク１５により保持されている。タンク１５には、絶縁媒体、例えばＳＦ６ガスまたは乾燥空気などが封入されており、気密を保った状態で投入動作および開極動作を行えるように、Ｏリング１６が設けられている。

なお、図１は単相分を示しているが、３相の電磁操作式真空遮断器の場合は、前記単相分を３組、所定の間隔を設けて並列に配列すればよい。また、1つの電磁操作装置１００で、３相分の真空バルブ２を駆動させる構成としてもよい。

投入動作および開極動作について、さらに詳細に説明する。電磁操作式真空遮断器１が開極状態にあるときに、磁束密度調整部２００内の操作基板９に投入指令が入ると、操作基板９から駆動用コイル１０に電流が供給され、駆動用コイル１０によって、可動子１１を固定子１２の方向へ磁気吸引する磁束が発生する。可動子１１は、この磁気吸引力により、軸方向(図１中、右方向)に力を受け、これに連結した連結棒８、接圧ばね７、ばね受け６、絶縁ロッド５および可動電極４が一体となって動き始め、可動電極４が固定電極３に当接する。この時点では、可動子１１が固定子１２に当接しないような構成となっている。さらに、投入動作が進んで、可動子１１が接圧ばね７を圧縮して可動子１１が固定子１２に当接し、図３に示すように全体が静止した状態、つまり投入が完了した状態に至る。

電磁操作装置１００には、投入が完了した状態を保持するための磁束を発生する永久磁石（図示せず）が配置されている。投入動作のときには、可動子１１と固定子１２とが当接するそれぞれの面の間では、前記永久磁石が発生する磁束と駆動用コイル１０が発生させる磁束とが同じ方向となるように、操作基板９から駆動用コイル１０へ電流が供給される。また、投入が完了した状態では、操作基板９から駆動用コイル１０へ電流を供給する必要はなく、前記永久磁石の磁束を用いて投入が完了した状態を保持する。

続いて、図３に示す投入が完了した状態において操作基板９に開極指令が入ると、操作基板９から駆動用コイル１０に電流が供給される。このとき、駆動用コイル１０への供給される電流の極性は、上述の投入動作の時と逆とし、可動子１１と固定子１２とが当接している面において、前記永久磁石が発生する磁束と逆方向に駆動用コイル１０による磁束を発生させる。これにより、前記永久磁石が可動子１１を投入が完了した状態で保持する力が小さくなり、接圧ばね７の力が前記保持する力より大きくなると、可動子１１がこれに連結した連結棒８とともに軸方向（図３中、左方向）に移動し、接圧ばね７が伸張を始める。接圧ばね７が、その構造上で規定された最大長(自由長ではない)まで伸張すると、可動電極４、絶縁ロッド５およびばね受け６が、可動子１１、連結棒８および接圧ばね７と一体となって移動する。その後、可動子１１が固定板（図示せず）に当接して静止することで、開極が完了した状態に至る。

なお、接圧ばね７および電磁操作装置１００の開極のための駆動エネルギーだけでは真空遮断器に求められる開極速度を満たせない場合は、例えば、図３中、可動子１１の左側に、別途、開放ばね（引きばね）を配置してもよい。

図２に示すように、磁束密度調整部２００は、駆動用コイル１０に通電するための電荷を蓄積するコンデンサとしての投入用コンデンサ１７および開極用コンデンサ１８を有している。投入用コンデンサ１７および開極用コンデンサ１８は、操作基板９内に設けた充電電圧制御回路９ａによって一定の電圧に充電されるようになっている。この充電電圧制御回路９ａは、外部電源によって動作する。また、操作基板９が外部から投入指令を受けると、投入用コンデンサ１７から駆動用コイル１０へと電流が供給され、操作基板９が外部から開極指令を受けると、開極用コンデンサ１８から駆動用コイル１０へと電流が供給される。投入用コンデンサ１７または開極用コンデンサ１８から供給された電流値とコイル巻数との積が起磁力となり、起磁力の大小で、投入または開極動作時の可動子１１の運動エネルギーが変化する。

図４は、投入動作時において、可動電極４が固定電極３に当接する直前のダンパ１３がショックアブソーバーとしての作用を開始する時点の状態を示す図である。図５は、投入動作時において、可動電極４が固定電極３に当接した瞬間の状態を示す図であり、可動電極４と固定電極３とが電気的に直接接触する瞬間を示している。この実施の形態では、図４から図５の状態にかけて、つまり可動電極４が固定電極３に当接する直前の所定の期間、言い換えれば、所定の位置範囲だけ、ダンパ１３を作用させて可動電極４の運動エネルギーを吸収させ、その後、可動電極４と固定電極３とが当接するように構成している。

仮にダンパ１３が配置されていないとすると、可動電極４と固定電極３が当接した後に可動電極４が跳ね返り、可動電極４と固定電極３とが乖離するので、所望のチャタリングを防止する性能が得られなくなることがある。チャタリング発生時に可動電極４と固定電極３との間に電圧が印加されていると、この両電極の当接面となる可動接点と固定接点の間にアークが発生し、電圧の位相によっては接点が溶着することがある。このような不具合が発生しないようにダンパ１３が吸収すべき運動エネルギーは、真空遮断器などの定格によって様々であるが、ダンパ１３の個数、作用させる距離およびダンパ１３内のオリフィスの形状などを適切に設定することで、所望の性能を実現できる。

電磁操作式真空遮断器１では、駆動用コイル１０に通電する電流値によって駆動用コイル１０が発生する磁束密度を変化させ、投入速度を変えることができる。これを利用すれば、ダンパ１３の個体差により、適用したダンパ１３の吸収できる運動エネルギーが設計値から外れていても、可動電極４の可動電極４と固定電極５とが接触する直前の運動エネルギーを一定にすることができる。

電磁操作式真空遮断器１を生産するときには、設計中心値から所定の許容範囲の運動エネルギー吸収特性を持つダンパ１３を想定して、遮断性能およびチャタリング性能などの真空遮断器に要求される性能を満たせるように生産する。然しながら、例えば、実際に適用したダンパ１３が吸収できる運動エネルギーが、ダンパ１３の個体差により前記許容範囲より小さいと、可動電極４が固定電極３に当接する瞬間の運動エネルギーが前記許容範囲内のダンパ１３に比べ大きくなり、チャタリング時間が長くなり真空遮断器として求められる耐久性、耐溶着性などの性能を満たせなくなる。

逆に、個体差により吸収できる運動エネルギーが前記許容範囲より大きいダンパが適用されると、固定電極３に当接する瞬間の運動エネルギーが前記許容範囲内のダンパ１３に比べ小さくなり、所望のチャタリングに関連した性能は満たせるが、可動電極４と固定電極５とが当接する直前の速度が低くなる。このように、可動電極４と固定接点電極３とが当接する直前の速度が低くなると、可動電極３と固定電極４とが当接するまでに時間がかかり過ぎてしまうため、投入直後に開極して３サイクル以内に遮断を完了する性能（例えば、ＪＥＣ−２３００規格に定められた定格遮断時間）の達成が困難となることがある。

そこで、駆動用コイル１０に流れる電流を、適用するダンパ１３に合わせて設定することで、投入動作において可動電極４が固定電極３に当接する直前の可動電極４の運動エネルギーが、個々のダンパの特性バラツキによって変わらないようにすることができる。なお、個々のダンパ１３の吸収できる運動エネルギーを、電磁操作式真空遮断器１に組み込む前または製造工程での最終調整前に事前測定して把握しておくと、調整が容易となる。また、事前に個々のダンパ１３の特性を測定せずとも、ダンパ１３の製造公差の最大および最小値を把握することで、その特性の範囲を推定しておいてもよい。

次に、この実施の形態において、駆動用コイル１０に通電する電流値によって所望の可動電極４が固定電極３に当接する直前の可動電極４の運動エネルギー、言い換えれば、所望の投入速度を得るための方法について説明する。

駆動用コイル１０に通電する電流値を調整するには、投入用コンデンサ１７の充電電圧を調整すればよい。図６に、充電電圧を調整するためのフローチャートを示す。まず、ステップＳ００１において、ダンパ１３が吸収できる運動エネルギーに関するデータ、例えば、採用したダンパ１３のカタログ値、事前に測定した特性および実際に電磁操作式真空遮断器に組み込んで得られたチャタリングに関する測定データなどから、適用しようとしているダンパ１３の吸収できる運動エネルギーを推定し、この推定した値が、設計で想定した許容範囲に対して大きい場合はステップＳ００２へ、前記許容範囲内の場合はステップＳ００３へ、前記許容範囲より小さい場合はステップＳ００４へ、それぞれ進む。この推定は、電磁操作式真空遮断器１の試験、評価装置に組み込まれたコンピュータを用いておこなってもよい。

ステップＳ００２〜Ｓ００４では、操作基板９の充電電圧制御回路９ａの充電電圧設定値を変更して投入用コンデンサ１７を充電する。具体的には、それぞれ、ステップＳ００２では前記充電電圧設定値を上げ、ステップＳ００３では前記充電電圧設定値を維持し、ステップＳ００４では前記充電電圧設定値を下げる。ステップＳ００２およびＳ００４での前記充電電圧設定値の変更幅は、前記許容範囲からの差分の値に基づいて推測した値であっても、固定値であってもよい。また、予め、ダンパ１３の個体差に応じた適切な前記充電電圧設定値を求めておけば、投入用コンデンサ１７の充電電圧設定値の変更のための時間を短縮することができる。

投入用コンデンサ１７の充電が完了したら、ステップＳ００５に進み、操作基板９に投入指令をあたえ、操作基板９内の投入用コンデンサ１７の放電スイッチ（図示せず）に放電指令を出し、電磁操作式真空遮断器１に投入動作を実行させる。

次に、ステップＳ００６で、この投入動作時のチャタリングの発生状況を測定し、ステップＳ００７で、この測定結果を評価し、許容範囲の場合は、充電電圧設定を操作基板９内の記憶装置（図示せず）に保存して終了する。また、前記許容範囲外である場合は、前記測定結果を、ステップＳ００１へもどし、適用しようとしているダンパ１３の吸収できる運動エネルギーの推定を再度行う。

このように、磁束密度調整部２００によって駆動用コイル１０に通電する電流値を調整して駆動用コイル１０が発生する磁束密度を調整すれば、適用したダンパ１３の特性に合った適切な投入速度とすることができる。つまり、投入動作時に、可動電極４と固定電極５とが当接する直前にダンパ１３によって減速された可動電極４の運動エネルギー（投入速度）を、所定の範囲とすることができる。

また、投入用コンデンサ１７の充電電圧設定値の変更のみで前記磁束密度の調整ができるので、生産時のみならず、製品出荷後に、電磁操作装置１００およびダンパ１３に経年劣化や接点消耗に伴う特性の変動が生じても、同様の方法で調整することができる。

また、可動子１１の運動エネルギーは、駆動用コイル１０の電流ピーク値に大きく依存しているため、この電流ピーク値との関連が大きな投入用コンデンサ１７の充電電圧値を用いて調整することで、調整可能範囲を広くすることでできる。

また、従来の電磁操作式真空遮断器でも設けられている、操作基板９および投入用コンデンサ１７を、流用、必要に応じて改良して調整を行うことができるため、新たに部材を追加する必要がなく、ダンパ１３の個体差に応じた調整を低コストで実現できる。

なお、以上の例では、投入用コンデンサ１７を充電電圧設定値に充電する機能を操作基板９にもたせているが、操作基板９以外に同様な機能を持たせてもよい。

以上より、この発明に係る電磁操作式真空遮断器１においては、真空容器内に一対の接点を有する真空バルブ２と、駆動用コイル１０および可動子１１を有し、前記一対の接点の一方の接点が固着された可動電極４を他方の接点が固着された固定電極３へと駆動させて前記一対の接点を当接させる電磁操作装置１００と、前記当接の時の運動エネルギーを吸収するダンパ１３と、該ダンパ１３の吸収できる運動エネルギーの個体差に基づいて、前記駆動用コイル１０が発生する磁束密度を所定の値に調整する磁束密度調整部２００とを備えたので、吸収できる運動エネルギーに個体差があるダンパ１３を用いても、所定の遮断性能とチャタリングを抑制する性能とを両立できる電磁操作式真空遮断器１を提供することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、投入用コンデンサ１７の充電電圧を変更することで駆動用コイル１０に供給する電流を調整する構成および方法を示したが、この実施の形態２では、調整用抵抗装置１９を用いて前記電流を調整する。

図７に示すように、この実施の形態の磁束密度調整部２００は、操作基板９と駆動用コイル１０との間に直列接続された調整用抵抗装置１９を有している。この調整用抵抗装置１９は、可変抵抗、取替え可能な抵抗が装着された抵抗用のフォルダ、または複数の抵抗体の接続を切り替える装置などであってもよい。これ以外の構成は、実施の形態１と同様なので説明を省略する。

図８に、調整用抵抗装置１９を用いて前記電流を調整するためのフローチャートを示す。まず、ステップＳ００１において、ダンパ１３が吸収できる運動エネルギーに関するデータ、例えば、採用したダンパ１３のカタログ値、事前に測定した特性および実際に電磁操作式真空遮断器に組み込んで得られたチャタリングに関する測定データなどから、適用しようとしているダンパ１３の吸収できる運動エネルギーを推定し、この推定した値が、設計で想定した許容範囲に対して大きい場合はステップＳ１０２へ、前記許容範囲内の場合はステップＳ１０３へ、前記許容範囲より小さい場合はステップＳ１０４へ、それぞれ進む。

ステップＳ１０２〜Ｓ１０４では、操作基板９の充電電圧制御回路９ａ（図示せず）を用いて投入用コンデンサ１７を充電すると共に、調整用抵抗装置１９の抵抗値を適切な値に変更する。具体的には、それぞれ、ステップＳ１０２では前記抵抗値を下げ、ステップＳ１０３では前記抵抗値を維持し、ステップＳ１０４では前記抵抗値を上げる。ステップＳ１０２およびＳ１０４での前記抵抗値の変更幅は、前記許容範囲からの差分の値に基づいて推測した値であっても、固定値であってもよい。また、予め、ダンパ１３の個体差に応じた適切な抵抗値を求めておけば、調整用抵抗装置１９の抵抗値の変更のための時間を短縮することができる。なお、ステップＳ００５以降は、実施の形態１と同様なので説明を省略する。

このように、調整用抵抗装置１９を用いて、その抵抗値によって投入速度を容易に調整することができるので、生産時のみならず、製品出荷後に、電磁操作装置１００およびダンパ１３の経年劣化や接点消耗に伴う特性の変動が生じても、同様の方法で調整することができる。

また、可動子１１の運動エネルギーは、駆動用コイル１０の電流ピーク値に大きく依存しているため、この電流ピーク値との関連が大きな調整用抵抗装置１９の抵抗値を用いて調整することで、調整可能範囲を広くすることでできる。

また、単に、操作基板９と駆動用コイル１０の間に調整用抵抗装置１９を接続するだけでよいので、簡素な構成となり、ダンパ１３の個体差に応じた調整を低コストで実現できる。

なお、以上では、調整用抵抗装置１９の抵抗値を変更することで投入速度を調整したが、投入用コンデンサ１７の充電電圧と調整用抵抗装置１９の抵抗値の両方の値を変更して調整してもよい。

実施の形態３．
実施の形態１では、投入用コンデンサ１７の充電電圧を変更することで駆動用コイル１０に供給する電流を調整する構成および方法を示したが、この実施の形態３では、容量調整用コンデンサ２０を用いて前記電流を調整する。

図９に示すように、この実施の形態の磁束密度調整部２００は、図２に示した磁束密度調整部２００に加えて、容量調整用コンデンサ２０とコンデンサ接続切り替え部２１とを有している。コンデンサ接続切り替え部２１は、操作基板９と投入用コンデンサ１７および容量調整用コンデンサ２０との間に接続され、操作基板９と投入用コンデンサ１７および容量調整用コンデンサ２０の接続状態を切り替える。これ以外の構成は、実施の形態１と同様なので説明を省略する。

図１０に、容量調整用コンデンサ２０とコンデンサ接続切り替え部２１とを用いて前記電流を調整するためのフローチャートを示す。まず、ステップＳ００１において、ダンパ１３が吸収できる運動エネルギーに関するデータ、例えば、採用したダンパ１３のカタログ値、事前に測定した特性および実際に電磁操作式真空遮断器に組み込んで得られたチャタリングに関する測定データなどから、適用しようとしているダンパ１３の吸収できる運動エネルギーを推定し、この推定した値が、設計で想定した許容範囲に対して大きい場合はステップＳ２０２へ、前記許容範囲内の場合はステップＳ２０３へ、前記許容範囲より小さい場合はステップＳ２０４へ、それぞれ進む。

ステップＳ２０２〜Ｓ２０４では、操作基板９の充電電圧制御回路９ａ（図示せず）を用いて投入用コンデンサ１７および容量調整用コンデンサ２０を充電すると共に、コンデンサ接続切り替え部２１を用いて投入用コンデンサ１７と容量調整用コンデンサ２０との接続状態を変更する。具体的には、それぞれ、ステップＳ２０２では投入用コンデンサ１７と容量調整用コンデンサ２０とを直列接続し、ステップＳ２０３では容量調整用コンデンサ２０を接続せず、ステップＳ２０４では投入用コンデンサ１７と容量調整用コンデンサ２０とを並列接続する。なお、ステップＳ００５、Ｓ００６は、実施の形態１と同様なので説明を省略する。

ステップＳ００７では、ステップＳ００６で得た測定結果を評価し、許容範囲の場合は、充電電圧設定を操作基板９内の記憶装置（図示せず）に保存して終了する。また、前記許容範囲外である場合は、ステップＳ２０８に進み、前記測定の結果および前記評価の結果に基づいて、既存の容量調整用コンデンサ２０と静電容量の異なる新たな容量調整用コンデンサ２０を選定して、前記既存の容量調整用コンデンサ２０と取り替える。この取替え作業は自動または手動のいずれでもよい。続いて、前記新たな容量調整用コンデンサ２０を用いて、再度、ステップＳ００１から調整を行う。

このように、容量調整用コンデンサ２０を用いて、その静電容量によって投入速度を容易に調整することができるので、生産時のみならず、製品出荷後に、電磁操作装置１００およびダンパ１３の経年劣化や接点消耗に伴う特性の変動が生じても、同様の方法で調整することができる。

なお、上述の調整作業の前に、予め、ダンパ１３の個体差に応じた投入動作に用いる適切なコンデンサ容量を調査しておき、前記適切なコンデンサ容量を、投入用コンデンサ１７との組み合わせで実現できる容量調整用コンデンサ２０を用意しておくことで、前記調整を短縮することができる。

また、上述のように、吸収できる運動エネルギーが大きいダンパ１３を用いると投入速度が低くなり、投入直後に開極して３サイクル以内に遮断を完了するという遮断性能の達成が難しくなるが、この実施の形態のように、投入動作に用いるコンデンサの静電容量を増加させる方法を用いることで、投入用コンデンサ１７および容量調整用コンデンサ２０から駆動コイル１０に供給される電流の波形が幅広になり、ダンパ１３が作用する可動電極４が固定電極３に当接する直前での電磁力が増加するので、前記遮断性能を達成しやすくなる。

また、コンデンサは温度により静電容量などの特性が変動するので、温度センサを用いて投入用コンデンサ１７の温度を測定し、この温度に基づいて接続する容量調整用コンデンサ２０を選択することで、周囲温度などにより動作特性変化が生じない電磁操作式真空遮断器１を得ることもできる。

なお、以上の説明では、容量調整用コンデンサ２０を異なる静電容量のものに取り替える方法を示したが、同じ静電容量の容量調整用コンデンサ２０を追加接続することで、投入速度を調整してもよい。

また、以上では、投入に用いるコンデンサの静電容量を変更することで投入速度を調整したが、投入用コンデンサ１７および容量調整用コンデンサ２０の充電電圧の変更と、容量調整用コンデンサ２０の接続状態の変更との両方で調整してもよい。

実施の形態４．
実施の形態１では、投入用コンデンサ１７の充電電圧を変更することで駆動用コイル１０に供給する電流を調整する構成および方法を示したが、この実施の形態４では、投入に用いる駆動用コイル１０の巻き数を変更して、可動子１１を投入方向へ駆動させる磁束密度を調整する。

図１１に示すように、この実施の形態の磁束密度調整部２００は、図２に示した磁束密度調整部２００に加えて、同軸の複数の投入用コイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、および、これらと操作基板９との接続を切り替える駆動用コイル接続切り替え部２２とを有している。これ以外の構成は、実施の形態１と同様なので説明を省略する。

図１２に、複数の投入用コイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび駆動用コイル接続切り替え部２２を用いて前記磁束密度を調整するためのフローチャートを示す。まず、ステップＳ００１において、ダンパ１３が吸収できる運動エネルギーに関するデータ、例えば、採用したダンパ１３のカタログ値、事前に測定した特性および実際に電磁操作式真空遮断器に組み込んで得られたチャタリングに関する測定データなどから、適用しようとしているダンパ１３の吸収できる運動エネルギーを推定し、この推定した値が、設計で想定した許容範囲に対して大きい場合はステップＳ３０２へ、前記許容範囲内の場合はステップＳ３０３へ、前記許容範囲より小さい場合はステップＳ３０４へ、それぞれ進む。

ステップＳ３０２〜Ｓ３０４では、操作基板９の充電電圧制御回路９ａ（図示せず）を用いて投入用コンデンサ１７を充電すると共に、複数の駆動用コイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃの内、適切な駆動用コイルを駆動用コイル接続切り替え部２２により操作基板９に接続することで、駆動用コイルが発生する磁束の密度を調整する。具体的には、それぞれ、ステップＳ３０２では駆動用コイル１０ａ、１０ｂおよび１０ｃの全てを直列に操作基板９に接続し、ステップＳ３０３では駆動用コイル１０ａおよび１０ｂを直列に操作基板９に接続し、ステップＳ３０４では駆動用コイル１０ｂを操作基板９に接続する。なお、駆動用コイル１０ａおよび１０ｂを直列に接続した場合の合計のコイル巻き数は、設計中心値に対応したコイル巻き数となるように構成している。また、ステップＳ００５およびＳ００６は、実施の形態１と同様なので説明を省略する。

ステップＳ００７では、ステップＳ００６で得た測定結果を評価し、許容範囲の場合は、充電電圧設定を操作基板９内の記憶装置（図示せず）に保存して終了する。また、前記許容範囲外である場合は、ステップＳ３０８に進み、前記測定の結果および前記評価の結果に基づいて巻き数の異なる同軸の新たな駆動用コイル１０を選定して、既存の駆動用コイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃのいずれかと取り替え、新たに取り付けられた駆動用コイル１０に関して、再度、ステップＳ００１から調整を行う。

このように、複数の投入用コイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび駆動用コイル接続切り替え部２２を用いて、ダンパ１３の個体差により吸収できる運動エネルギーが小さい場合は駆動用コイル１０の巻き数を少なくして可動子１１の運動エネルギーを小さくし、また、ダンパ１３の個体差により吸収できる運動エネルギーが大きい場合は駆動用コイル１０の巻き数を多くして可動子１１の運動エネルギーを大きくすることができる。このように、接続する駆動用コイル１０ａ、１０ｂ、１０ｃの切り替によって投入速度を容易に調整することができるので、生産時のみならず、製品出荷後に、電磁操作装置１００およびダンパ１３の経年劣化や接点消耗に伴う特性の変動が生じても、同様の方法で調整することができる。

なお、上述の調整作業の前に、予め、ダンパ１３の個体差に応じた適切な駆動用コイル１０の巻き数を調査しておき、巻き数の異なる駆動用コイル１０を複数用意しておくことで、前記調整を短縮することができる。

また、上述のように、吸収できる運動エネルギーが大きいダンパ１３を用いると投入速度が低くなり、投入直後に開極して３サイクル以内に遮断を完了するという遮断性能の達成が難しくなるが、この実施の形態のように、駆動用コイル１０の巻き数を増加させることで、駆動用コイル１０のインダクタンスが増加して、投入用コンデンサから放電されて駆動コイル１０に供給される電流の波形が幅広になり、ダンパ１３が作用する可動電極４が固定電極３に当接する直前での電磁力が増加するので、前記遮断性能を達成しやすくなる。

なお、以上の説明では、複数の駆動用コイル１０が３個の場合を示したが、3つ以上であってもよい。

また、以上では、投入動作に用いる駆動用コイル１０の巻き数を変更することで投入速度を調整したが、投入用コンデンサ１７の充電電圧の変更と、駆動用コイル１０の巻き数の変更との両方で調整してもよい。

さらに、これらに加えて、投入に用いるコンデンサ容量の変更、および調整用抵抗装置１９の併用など、適切に上述の調整手段を組み合わせて調整を行ってもよい。

１ 電磁操作式真空遮断器、２ 真空バルブ、３ 固定電極、４ 可動電極、５ 絶縁ロッド、６ ばね受け、７ 接圧ばね、８ 連結棒、９ 操作基板、９ａ 充電電圧制御回路、１０、１０ａ、１０、１０ｂ、１０ｃ 駆動用コイル、１１ 可動子、１２ 固定子、１３ ダンパ、１４ ダンパ固定板、１５ タンク、１６ Ｏリング、１７ 投入用コンデンサ、１８ 開極用コンデンサ、１９ 調整用抵抗装置、２０ 容量調整用コンデンサ、２１ コンデンサ接続切り替え部、２２ 駆動用コイル接続切り替え部、１００ 電磁操作装置、２００ 磁束密度調整部。

Claims (6)

1. 真空容器内に一対の接点を有する真空バルブと、
   駆動用コイルおよび可動子を有し、前記一対の接点の一方の接点を他方の接点へと駆動させて前記一対の接点を当接させる電磁操作装置と、
   前記当接の時の運動エネルギーを吸収するダンパと、
   該ダンパの吸収できる運動エネルギーの個体差に基づいて、前記駆動用コイルが発生する磁束密度を所定の値に調整する磁束密度調整部と
   を備えた電磁操作式真空遮断器。
2. 請求項１記載の電磁操作式真空遮断器であって、
   前記一方の接点は、可動電極の一端に固着されており、
   前記可動電極の他端は、絶縁ロッドおよび接圧ばねを介して前記可動子に接続されており、
   前記磁束密度調整部は、前記駆動用コイルに通電する電流を調整して前記磁束密度を所定の値に調整する
   電磁操作式真空遮断器。
3. 請求項１または２記載の電磁操作式真空遮断器であって、
   前記磁束密度調整部は、前記駆動用コイルに電流を供給する投入用コンデンサと、前記ダンパの吸収できる運動エネルギーの個体差に基づいて、前記投入用コンデンサの充電電圧を調整する充電電圧制御回路とを有する
   電磁操作式真空遮断器。
4. 請求項１または２記載の電磁操作装置であって、
   前記磁束密度調整部は、前記駆動用コイルに電流を供給する投入用コンデンサと、該投入用コンデンサと前記駆動用コイルとの間に接続可能な抵抗値が可変な調整用抵抗装置とを有し、
   該調整用抵抗装置の抵抗値は、前記ダンパの吸収できる運動エネルギーの個体差に基づいて調整できる
   電磁操作式真空遮断器。
5. 請求項１または２記載の電磁操作装置であって、
   前記磁束密度調整部は、前記駆動用コイルに電流を供給する投入用コンデンサと、該投入用コンデンサに直列または並列接続可能な容量調整用コンデンサと、前記ダンパの吸収できる運動エネルギーの個体差に基づいて、前記容量調整用コンデンサを前記投入用コンデンサに接続するか接続しないかを切り替えることができる投入用コンデンサ接続切り替え部とを有する
   電磁操作式真空遮断器。
6. 請求項１または２記載の電磁操作装置であって、
   前記磁束密度調整部は、前記ダンパの吸収できる運動エネルギーの個体差に基づいて、前記駆動用コイルの通電される巻数を変化させて、前記駆動用コイルが発生する磁束の磁束密度を調整する駆動用コイル接続切り替え部を有する
   電磁操作式真空遮断器。

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