JP2013258060A - 注意喚起機能付き手動式開閉器 - Google Patents

Abstract

【課題】操作部を外部からの付勢力により変位させて電路を開閉動作させる手動式開閉器において、操作部を操作するために付勢力を加え始めた場合に、電路が充電中であれば、電路の停電操作（開操作）を不用意に行わないように注意喚起する。
【解決手段】手動式開閉器（ナイフスイッチ５）は、操作部１６の付勢力が作用する表面部分に設けられて操作部１６への付勢力を検知する感圧素子２１と、操作部１６の内部に設けられて電路の通電時に発光する発光素子２２と、操作部１６の内部に設けられて発光素子２２から発光する光を検知する受光素子２３と、操作部１６の表面又は内部に設けられ、受光素子２３により発光素子２２からの光を検知し、且つ、感圧素子２１を介して付勢力が検知された場合に警報を発する警報手段２４とを具備する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電路を開閉する開閉器に関し、特に、ナイフスイッチやブレーカ等のように操作部を手動で操作して開閉動作させる手動式開閉器の通電時における停電操作を不用意に行わないように注意喚起する機能を備えた手動式開閉器に関する。

線路用ＰＤ（Potential Device）や母線用ＰＤなどの点検時には、ナイフスイッチ（ＫＳ）をＯＦＦにして電路と対地間の絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定等を実施する場合がある。しかし、このような測定作業を行うために、主回路が停電していない状態でＫＳをＯＦＦにすると、回路に接続されている保護継電装置のリレー不良が発生する等の種々の不都合が想定されるため、このようなＫＳの通電時における停電操作を未然に防ぐことが要請される。

このような要請に対して、ＡＣ入力電源から一定の電流を検出する電流検知コイルと、電源供給検出回路と、電源供給中の信号を表示するランプと、メイン接点を制御する接点制御回路を設け、接点制御回路は、電源供給検出回路からの信号を受けて通電中に操作レバーをロック爪で接続状態にロックし、また、その状態でオペレータが電源を切断しようと操作レバーを切断方向（ＯＦＦ方向）に操作した場合に、操作レバーが切断方向に動いたことをセンサ発光素子と受光素子で検出し、ブザーを鳴動させてオペレータに警告するようにした構成が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０００−３３１５８９号公報

しかしながら、上述の構成においては、オペレータ等が誤って操作レバーを切断方向に移動させた場合に、センサ発光素子と受光素子が操作レバーの移動を検知し、ブザーが鳴動する構成であるため、既に操作レバーによる操作がなされたことを警告するものであり、このような誤操作にも拘らず、電源が切断されてしまうことを防ぐためにロック手段を備えているもので、操作レバーを通電状態にロックしておくための可動機構が必要となる構成である。すなわち、操作レバーを切断方向に移動させた場合に初めてブザーが鳴動する構成であるため、ロック手段がなければ、保護継電装置のリレー不良の発生を未然に回避することはできない構成となっている。

また、上述した構成においては、所定以上の電流が流れていないと電源供給中であることを判別することができないため、小電流が流れる負荷（計器用変圧器など）では電流検知コイルの性能に依存することになるため、電流供給中であることを認識することができない場合がある。さらに、上述の構成においては、電源が交流電源の場合にのみ活用できる構成であり、直流電源に対して同様の構成を採用し得ない不都合もある。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、操作部を操作するために付勢力を加え始めた場合に、電路が充電中であれば、充電中の電路の停電操作（開操作）が不用意に行われないように注意喚起することが可能な注意喚起機能付き手動式開閉器を提供することを主たる課題としている。

上記課題を達成するために、本発明に係る注意喚起機能付き手動式開閉器は、操作部を外部からの付勢力により所定方向に変位させることで電路を開閉動作させる手動式開閉器であって、前記操作部の前記付勢力が作用する表面部分に設けられ、前記操作部への付勢力を検知する感圧素子と、前記操作部の内部に設けられ、前記電路の通電時に発光する発光素子と、前記操作部の内部に設けられ、前記発光素子から発光する光を検知する受光素子と、前記操作部の表面又は内部に設けられ、前記受光素子により前記発光素子からの光を検知し、且つ、前記感圧素子を介して前記付勢力が検知された場合に警報を発する警報手段と、を具備することを特徴としている。

したがって、作業者が操作部を握って開閉器を操作しようと所定方向に付勢力を加えると、感圧素子により付勢力が加えられたことが検知され、受光素子により発光素子からの光を検知している状態、即ち、電路が通電している状態であれば、警報手段により警報が発せられる。このため、充電路を停止操作（開操作）するよう開閉器の操作部に付勢力をかけた瞬間に（例えば、手で握った瞬間に）警報が発せられることになるので、通電中の電路の停電操作（開操作）が行われようとしていることを作業者に注意喚起することが可能となり、これを受けて作業者は、通電中の電路の停電操作（開操作）を即座に中止することが可能となる。

ここで、前記感圧素子は、圧電素子で構成され、前記受光素子、前記圧電素子、及び前記警報手段は、前記操作部の内部で直列に接続されるようにしてもよい。
このような構成においては、感圧素子に警報手段を作動させる電力を供給する機能を持たせることが可能となるので、格別な電源を確保する必要がなくなり、構成の簡素化を図ることが可能となる。

また、感圧素子は、圧力スイッチで構成され、前記受光素子、前記圧力スイッチ、及び前記警報手段は、外部電源と共に直列に接続するようにしてもよい。
このような構成においては、警報手段を作動させる電力を圧電素子では賄うことができないような場合（電力を十分に確保する必要がある場合）に、感圧素子を圧力スイッチとした上で外部電源を利用することで対応することが可能となる。

さらに、感圧素子を圧電素子及び圧力スイッチで構成し、また、前記圧力スイッチからの出力を外部に発信する発信部を更に備え、前記受光素子、前記圧電素子、及び前記警報手段を、前記操作部の内部で直列に接続し、前記受光素子、前記圧力スイッチ、及び前記発信部を、外部電源と共に直列に接続するようにしてもよい。
このような構成においては、作業者への注意喚起のみならず、遠隔の監視者に対しても充電路が停止操作されようとしていることを認識させることが可能となり、注意喚起機能を強化することが可能となる。

なお、前記発光素子は、電路の電流によって発光する発光ダイオード等を用いてもよいが、電流の大きさに拘らずに充電状態を認識できるようにするために、電路の電圧によって発光する発光ダイオードを用いるようにすることが好ましい。

以上述べたように、本発明に係る注意喚起機能付き手動式開閉器によれば、充電中に発光する発光素子からの光を受光素子で検知している状態において、作業者が停電操作をしようと開閉器の操作部に所定方向の付勢力を加えた瞬間に、警報手段により警報が発せられるので、充電路を停電操作しようとしていることを作業者に注意喚起することが可能となる。このため、充電中の電路の停電操作（開操作）を不用意に行わないようにすることが可能となり、電路を停電に伴う保護継電装置のリレー不良などの発生を回避することが可能となる。

図１は、本発明に係る注意喚起機能付き手動式開閉器の第１の構成例を説明する回路図である。 図２は、図１に係る手動式開閉器を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその正面図である。 図３は、本発明に係る注意喚起機能付き手動式開閉器の変形例を説明する回路図である。 図４は、本発明に係る注意喚起機能付き手動式開閉器の第２の構成例を説明する回路図である。 図５は、図４に係る手動式開閉器を示す正面図である。 図６は、本発明に係る注意喚起機能付き手動式開閉器の第３の構成例を説明する回路図である。 図７は、図６に係る手動式開閉器を示す正面図である。

以下、この発明の短絡用治具の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。

図１において、母線１に対して遮断器２を介して配電線３が接続され、この配電線３に、計器用変圧器（ＰＤ：Potential Device）４を介してナイフスイッチ５からなる開閉器を設けた例が示されている。

このナイフスイッチ５は、既存の構成要素を備えているもので、図２に示されるように、基台１１とこれに装着するカバー１２とを備え、基台１１には、ヒンジクリップ１３を介して開閉操作可能な接続側の電極端子を構成する一対のブレード１４と、このブレード１４によって拡開される被接続側の電極端子を構成する一対のクリップ１５とが、それぞれボルト等によって固定されている。

ブレード１４とクリップ１５とはともに導電性金属材料から構成されており、ブレード１４には、ヒンジクリップ１３が連結されている端部と反対側の端部に、合成樹脂製の操作部１６が設けられている。

この操作部１６は、両ブレード１４が挿入固定されて両ブレード１４間をわたすように設けられたクロスバー１６ａと、このクロスバー１６ａと一体に形成され、ブレード１４の挿入側とは反対側へ延設された取手部１６ｂとから構成されている。
したがって、操作部１６の取手部１６ｂを手で掴み、カバー１２の前面にブレード１４を起こすように回動させると、ブレード１４は、クリップ１５から外れてナイフスイッチ５の開状態が構成され、この開状態から操作部１６を手で掴んでカバー１２の上方へ回動させて基台側へ近づけると、ブレード１４がクリップ１５に接触圧入され、ナイフスイッチ５の閉状態が構成されるようになっている。

このようなナイフスイッチ５において、操作部１６には、通電中の電路を停電操作（開操作）する場合に注意喚起する機構が設けられている。この注意喚起機構は、操作部１６の表面に設けられた感圧素子２１と、操作部１６の内部に設けられ、電路の通電時に発光する発光素子２２と、操作部１６の内部に設けられ、発光素子２２から発光する光を検知する受光素子２３と、操作部１６の表面に設けられた警報手段２４とから構成されている。

感圧素子２１は、圧電素子や圧力スイッチで構成され、ブレード１４がクリップ１５に圧入されている状態において操作部１６を手で操作する場合に付勢力が作用する箇所（手の指で押圧される箇所）に設けられている。この例では、例えば、操作部１６の背面となる部分（ブレード１４がクリップ１５に圧入された状態で操作部１６のカバー１２と対峙する表面、特にこの例では、操作部１６を手で掴んだ際に指先が当たる取手部１６ｂの表面）に設けられた圧電素子によって構成され、操作部１６を起こすように取手部１６ｂに付勢力を加えた場合に感圧素子２１に圧力がかかり、電圧が発生するようになっている。

発光素子２２は、操作部１６のクロスバー１６ａの内部においてブレード間に架設された例えば電圧型のＬＥＤによって構成されており、配電線の通電時にはブレード１４を介して電圧が印加されるので、常時発光するようになっている。

受光素子２３は、操作部１６の内部に設けられ、発光素子２２から発光される光を受光すると、導通状態となるフォトダイオード（photodiode）やフォトトランジスタ等によって構成され、操作部１６の内部において、発光素子２２の近傍で対峙するように設けられている。

警報手段２４は、五感によって認識できるような形態で警報情報を発するもので、例えば、警報音を発するスピーカによって構成され、この例では、感圧素子２１が設けられた側と反対側の表面に設けられている。

そして、操作部１６の表面に設けられた感圧素子（圧電素子）２１と、操作部１６の内部に設けられた受光素子２３と、操作部の表面に設けられた警報手段（スピーカ）２４は、操作部１６の内部において直列的に接続されて閉回路を構成し、警報手段（スピーカ）２４は、感圧素子（圧電素子）２１を付勢することにより得られる電圧によって動作するようになっている。したがって、受光素子２３により発光素子２２からの光を検知している状態で、且つ、感圧素子２１を介して付勢力を検知した場合に警報手段（スピーカ）２４から警報音が発せられるようになっている。

以上の構成において、ナイフスイッチ５が閉状態（ブレード１４がクリップ１５に接触圧入されている状態）にあり、電路が通電している状態においては、ブレード１４に架設された発光素子２２は発光している状態にある。この状態において、作業者が停電操作を行うために（操作部１６の取手部１６ｂを手で握ってブレード１４を起こすように回動させるために）、操作部１６の背面に設けられた感圧素子２１が指で押圧された瞬間に、操作部１６の内部の閉回路は通電状態となり、警報手段（スピーカ）２４から警報音が発せられ、不用意な停電操作が注意喚起される。

このため、作業者は、停電操作しようとしている（遮断しようとしている）ナイフスイッチ５が設けられた電路が通電している状態であることを即座に認識することが可能となり、操作部１６を手前に回動させる操作を中断させて充電路の停電操作を回避することが可能となる。

なお、上述の構成においては、電路の通電状態の有無を電路の電圧に応じて発光する発光素子２２の発光の有無によって検知するようにしたが、電路に流れる電流が十分である場合には、図３に示されるように、電路に流れる電流によって発光する発光素子２２’を設け、電路に流れる電流の有無を検知することによって充電状態の有無を検知するようにしてもよい。

また、上述の構成においては、感圧素子２１として圧電素子を用い、この感圧素子２１を押圧することによって発生する電圧で警報手段（スピーカ）２４を作動させるようにしたが、圧電素子で得られる電圧が十分でない場合には、感圧素子２１を付勢力の有無のみを検知する圧力スイッチで構成し、スピーカの作動電力を、外部の電源から供給するようにしてもよい。

このような構成例が図４及び図５に示され、この構成例においては、例えば、ナイフスイッチ５のブレード１４を２重構造とし、ナイフスイッチ５の閉状態において、クリップ１５に接触圧入される第１の対をなすブレード１４ａと、このブレードとは絶縁された状態で並設された第２の対をなすブレード１４ｂとを設け、第１の対をなすブレード１４ａには前記構成例と同様に発光素子２２が架設され、第２の対をなすブレード１４ｂには、外部電源２０が接続されている。そして、前記受光素子２３、感圧素子（圧力スイッチ）２１、警報手段（スピーカ）２４は、第２の対をなすブレード１４ｂを介して外部電源２０と共に直列的に接続して閉回路を構成し、警報手段２４の電源を外部電源で賄うようにしている。
なお、他の構成は、前記構成例と同様であるので、同一箇所に同一符号を付して説明を省略する。

このような構成においては、感圧素子２１は、指を押し付けることにより通電されるスイッチとして機能し、電路が充電状態にある場合に（発光素子２２が発光している状態を受光素子２３で検知している場合に）、操作部１６を手で握って感圧部（圧力スイッチ）２１が押圧されると、その瞬間に警報手段（スピーカ）には外部電源２０からの電力が供給され、警報手段（スピーカ）２４から警報音が発せられる。このため、通電中の電路の不用意な停電操作が注意喚起され、作業者は、操作しようとしているナイフスイッチが設けられている電路が通電状態にあることを即座に認識することが可能となり、操作部１６の操作を中断させて充電路の遮断を回避することが可能となる。

以上の構成は、ナイフスイッチ５の不用意な操作を作業者のみに認識させる構成であったが、遠隔地の監視者に対して不用意な操作が行われようとしていることを通知するようにしてもよい。

このような構成例が図６及び図７に示され、この例においては、操作部１６の表面に設けられた感圧素子２１が圧電素子２１ａと圧力スイッチ２１ｂとを組み合わせて構成され、また、圧力スイッチ２１ｂからの出力を外部に発信する発信部２８を更に備えている。そして、圧電素子２１ａは、操作部１６の内部に設けられた受光素子２３と、警報手段２４を構成するスピーカとを直列的に接続して第１の閉回路を構成し、また、圧力スイッチ２１ｂは、発信部２８、外部電源２０、及び、受光素子２３とを直列的に接続して第２の閉回路を構成するようにしている。

ここで、発信部２８から発信された信号は、遠隔地に設置された警報装置３０の受信部３１で受信し、ナイフスイッチ５の現在の状態が表示部３２に表示されるようになっている。なお、他の構成は、前記構成例と同様であるので、同一箇所に同一符号を付して説明を省略する。

このような構成においては、ナイフスイッチ５が閉状態（第１の対をなすブレード１４ａがクリップ１５に嵌合している状態）にあり、電路が充電している状態において、作業者が操作部１６の取手部１６ｂを手で握ってブレード１４を回動させようとすると、操作部１６の背面に設けられた感圧素子２１（圧電素子２１ａおよび圧力スイッチ２１ｂ）が押圧されるので、操作部１６の内部の第１及び第２閉回路は通電した状態となり、警報手段（スピーカ）２４から警報音が発せられると共に発信部２８から充電中に停電操作が行われようとしていることを示す警報信号が発信され、作業者に対して不用意な停電操作が注意喚起されると共に、監視者に対してもその状態が通知される。

このため、作業者は、停電操作しようとしているナイフスイッチ５が設けられている電路が通電状態にあることを即座に認識することが可能となり、操作部１６を回動させる操作を中断させて充電路の遮断を回避することが可能となり、また、監視者においても不用意な作業を認識してすぐに必要な対応を採ることが可能となる。

なお、上述の実施例においては、手動式開閉器としてナイフスイッチを用いた例を示したが、ブレーカの操作部を指でつまんで操作する場合に同様の構成を採用してもよい。
また、上記構成においては、警報手段２４として警報音を発するスピーカを用いた例を示したが、作業者が五感で即座に感知し得る他の手段で代用してもよい。さらに、警報手段は、操作部１６の表面に設けるようにしたが、操作部の内部に設けるようにしてもよい。

５ ナイフスイッチ
１６ 操作部
２１ 感圧素子
２１ａ 圧電素子
２１ｂ 圧力スイッチ
２２ 発光素子
２３ 受光素子
２４ 警報手段
２８ 発信部

Claims (5)

1. 操作部を外部からの付勢力により所定方向に変位させることで電路を開閉動作させる手動式開閉器であって、
   前記操作部の前記付勢力が作用する表面部分に設けられ、前記操作部への付勢力を検知する感圧素子と、
   前記操作部の内部に設けられ、前記電路の通電時に発光する発光素子と、
   前記操作部の内部に設けられ、前記発光素子から発光する光を検知する受光素子と、
   前記操作部の表面又は内部に設けられ、前記受光素子により前記発光素子からの光を検知し、且つ、前記感圧素子を介して前記付勢力が検知された場合に警報を発する警報手段と、
   を具備することを特徴とする注意喚起機能付き手動式開閉器。
2. 前記感圧素子は、圧電素子で構成され、前記受光素子、前記圧電素子、及び前記警報手段は、前記操作部の内部で直列に接続されていることを特徴とする請求項１記載の注意喚起機能付き手動式開閉器。
3. 前記感圧素子は、圧力スイッチで構成され、前記受光素子、前記圧力スイッチ、及び前記警報手段は、外部電源と共に直列に接続されていることを特徴とする請求項１記載の注意喚起機能付き手動式開閉器。
4. 前記感圧素子は、圧電素子及び圧力スイッチで構成され、また、前記圧力スイッチからの出力を外部に発信する発信部を更に備え、前記受光素子、前記圧電素子、及び前記警報手段は、前記操作部の内部で直列に接続され、前記受光素子、前記圧力スイッチ、及び前記発信部は、外部電源と共に直列に接続されていることを特徴とする請求項１記載の注意喚起機能付き手動式開閉器。
5. 前記発光素子は、電路の電圧によって発光する発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の注意喚起機能付き手動式開閉器

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