JP2014002879A - 操作装置または真空開閉器 - Google Patents

Abstract

【課題】操作装置全体の高さを低減し、設置の利便性を向上させることができる操作装置または真空開閉器を提供することを目的とする。
【解決手段】上記の課題を解決するために、本発明に係る操作装置は、筺体１０内に配置されて、筺体１０に固定部を介して固定される電磁石１４と、筺体１０内の端部に配置されるコンデンサ１６と、コンデンサ１６に対して電磁石１４を挟んで反対側に配置される制御基板１８と、コンデンサ１６の上部に配置される補助接点３４と、電磁石１４から生ずる磁力により可動する可動部と、可動部の動作と連動して動作する動力伝達部を備え、コンデンサ１６及び補助接点３４は、電磁石１４を固定する固定部の高さを超えない高さに配置されることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、受配電用開閉機器に用いられる操作装置または真空開閉器に関するものであり、特に、電磁石を用いて操作力を生じさせる操作装置、または該操作装置を搭載した真空開閉器に関する。

従来の真空開閉器の例について、例えば特許文献１に記載されたものがある。該特許文献１には、筺体の中央下部に電磁石を配置し、筺体内の電磁石の両側にそれぞれコンデンサと制御基板を配置し、電磁石の上部側には補助接点、表示板、カウンタを配置し、補助接点、表示板、カウンタをプレートに取り付けて電磁石と一体に構成する操作装置及び該操作装置を用いて投入遮断動作を行う真空開閉器が記載されている。

特開２００４−１５２６２５号公報

しかし、従来の真空開閉器では、電磁石の上部側に補助接点等を配置し、プレートに取り付けて電磁石と一体に構成するため、操作装置部の高さが高くなってしまう、という欠点があった。

そこで、本発明では操作装置全体の高さを低減し、設置の利便性を向上させることができる操作装置または真空開閉器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る操作装置は、筺体内に配置されて、前記筺体に固定部を介して固定される電磁石と、前記筺体内の端部に配置されるコンデンサと、前記コンデンサに対して前記電磁石を挟んで反対側に配置される制御基板と、前記コンデンサの上部に配置される補助接点と、前記電磁石から生ずる磁力により可動する可動部と、該可動部の動作と連動して動作する動力伝達部を備え、前記コンデンサ及び前記補助接点は、前記電磁石を固定する前記固定部の高さを超えない高さに配置されることを特徴とする。

また、本発明に係る真空開閉器は、上記操作装置と、前記可動部の動作を通じて操作される可動電極と、該可動電極と対向して配置される固定電極と、該可動電極及び固定電極を内部に有する真空容器と、前記可動電極または前記固定電極のいずれかに導体を介して接続される母線又はケーブルとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、操作装置全体の高さを低減し、設置の利便性を向上させることができる。

真空開閉器の実施例における正断面図である。 実施例における真空開閉器の下平面図である。 実施例における真空開閉器の右側面図である。 実施例における真空開閉器の左側面図である。

以下、本発明を実施する上で好適となる実施例について図面を用いて説明する。尚、下記はあくまでも実施の例に過ぎず、発明の態様を下記具体的態様に限定することを意図する趣旨ではない。発明は実施例に捉われず種々の態様に変形することが可能である。

〔実施例〕
実施例について図１ないし図４を用いて説明する。
図１に示す様に、本実施例に係る操作装置は箱型形状に形成された筺体１０を備えており、該筺体１０は正面側に開口１２を有し、筺体１０の正面側には正面カバー（図示省略）が着脱自在に固定されるようになっている。この筺体１０内には、筺体１０内の中央部に配置される電磁石１４を中心として、一端側にコンデンサ１６が配置され、コンデンサに対して電磁石１４を挟んで反対側には制御基板１８が配置されている。電磁石１４は、リブ１７２を介して筺体１０正面部にボルト１７３やナットを用いて固定されている。電磁石１４を筺体１０の側面に固定しているため、取り付けの作業性を高めることができる。そして、コンデンサ１６と制御基板１８は筺体１０の側面に互いに対向して固定されている。すなわち、筺体１０の図１内の左側面に、支持部材となるベルト１８１にコンデンサ１６の側面を固定し、コンデンサ１６を固定したベルト１８１自体をボルトやナット等の固定手段で筺体に対し固定することで、コンデンサ１６は固定される。制御基板１８は、筺体１０の図１内の右側面にスペーサ２０を介してボルト、ナット等の固定手段で筺体に対し固定されている。筺体１０の底部は、底板１８２で覆われている。

図３に示す様に、電磁石１４は、支持板１７４と支持板７６の中心を上下に貫通するシャフト６２と、支持板１７４と支持板７６の上に支持されると共にシャフト６２の周りに配置される固定鉄心６０と、該固定鉄心６０の上でシャフト６２と接続される可動鉄心５８と、可動鉄心５８及び固定鉄心６０の外周側に配置されるコイル４８と、可動鉄心５８の上側に配置され、可動鉄心５８に固定される２枚の可動平板６４、６６と、可動鉄心５８の外周側で、コイル４８の上部に配置される支持板７４と、支持板７４及び可動平板６６の間に配置される永久磁石６８と、支持板７４に接続されて電磁石１４上方の外側を覆うカバー７０と、カバー７０に接続されて電磁石１４の上部の蓋となるプレート５６と、を有している。コイル４８は、支持板７４と支持板７６との間に配置されたコイルボビン４８ａ内に収納されている。シャフト６２は、支持板１７４より下部でピン８６を介してシャフト８８と接続される。シャフト６２は、電磁石１４の中央部に配置されているとともに、鉛直方向に沿って配置されている。また、シャフト６２は、その上部側が可動平板６６の貫通孔８２内に挿入され、下部側が支持板７６の貫通孔８４内に挿入され、昇降および摺動自在に構成されている。このシャフト６２の外周面には可動鉄心５８、可動平板６４、６６がナットを用いて固定され、シャフト６２の下部側にはピン８６を介してシャフト８８が連結されている。シャフト６２には、大小二つの可動平板６４、６６が取り付けられているが、これは、上部の可動平板６４と鉄製のカバー７０との対向距離を増加して、鉄製のカバー７０への漏れ磁束を低減するためである。さらにシャフト６２の下部側には支持板９０が連結されており、支持板９０とベース８０との間には、シャフト６２の軸心を中心とした円を描くリング状の遮断ばね９２が装着されている。この遮断ばね９２は、可動鉄心５８を固定鉄心６０から離間させるための弾性力を、支持板９０を介してシャフト６２に付与するようになっている。また可動鉄心５８の周囲には永久磁石６８が配置されており、永久磁石６８は、取付板７４に固定されている。支持板９０は、遮断ばね９２の一端に接続され、遮断ばね９２の他端は、ベース８０に接続される。支持板９０はシャフトと共に動作し、これにより遮断ばね９２が伸縮し、弾性力を蓄勢または開放する。またシャフト８８の下部側はピン９４を介して一対のレバー９６に連結されている。レバー９６は、電磁石１４から発生する電磁力に伴う駆動力を可動電極に伝達する役割を果たす動力伝達部の一要素として構成されており、シャフト９８を介してレバー１００に連結されている。レバー１００は、ピン１０２を介して絶縁ロッド１１４に連結されている。

絶縁ロッド１１４の内部には接圧を付与するワイプ機構が組み込まれており、絶縁ロッド１１４の上部側はフレキシブル導体１２１を介して可動フィーダ１２２に連結されているとともに、真空遮断部３２の可動導体１２４に連結されている。可動導体１２４は、可動電極に連結されており、可動電極に対向して固定電極が配置されている。この固定電極は、固定導体に連結されている。これらは可動電極とともに、真空遮断部３２を構成する絶縁筒内に収納されている。この絶縁筒内は真空に保たれている。固定導体は、固定フィーダ１２９に連結されており、固定フィーダ１２９には上コンタクタ１３０が連結され、可動フィーダ１２２には下コンタクタ１３２が連結され、各コンタクタ１３０、１３２には配電線などの電力ケーブルや母線が接続されるようになっている。

図１及び図３に示す様に、筺体１０の上部には、二次プラグ２２がボルト、ナットを用いて固定されており、二次プラグ２２には、電源用のケーブル、デジタル継電器またはアナログ継電器からの信号ケーブルなどのケーブル２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃが接続されるようになっている。ケーブル２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃは補助接点３４や制御基板１８に接続されている。具体的にはケーブル２８Ａは補助接点３４、表示板３６、カウンタ３８を回避して回り込む様に補助接点３４に接続される。ケーブル２８Ｂは、ケーブル２８Ａと接続されてコンデンサ１６に接続される。ケーブル２８Ｃは、ケーブル２８Ａ、２８Ｂと接続されて制御基板１８に接続される。

制御基板１８は、二次プラグ２２から電力の供給を受けるとともに、デジタル継電器またはアナログ継電器などから投入指令または開極指令（遮断指令）を受け、電磁石１４の駆動を制御するための論理演算を行う制御ロジック部、コンデンサ１６を充放電するための充放電回路、コイル４８の通電方向を制御するためのリレーやリレー接点などが実装されている。さらに、制御基板１８には、コンデンサ１６の充電が完了したことを示す発光ダイオード５０が実装されているとともに、手動操作により、真空遮断部３２に対して投入を指令するための「入」用押しボタンスイッチ５２、手動操作により、真空遮断部３２に対して開極指令（遮断指令）を出力するための「切」用押しボタンスイッチ５４が実装されている。

図４に示す様に、シャフト９８にはレバー１８０が接続されており、該レバー１８０はピン２０１を介してロッド１７０に接続される。ロッド１７０はピン１３６を介して表示板３６及びレバー１３８と接続される。表示板はピン１３６を介してロッド１７０の動作に対応して表示が切り替わり、可動電極の固定電極に対する閉極または開極の状態を表示する。表示板３６は、カウンタ３８と連結されており、カウンタ３８は表示板３６の動作回数をカウントする。表示板３６の動作回数はシャフト９８の動作回数と一致しており、シャフト９８の動作回数は可動電極の動作回数と一致するため、表示板３６の動作回数をカウントすることで可動電極の固定電極に対する閉極／開極の回数、即ち投入／遮断の回数を把握でき、メンテナンス・交換の必要性等を把握できる。レバー１３８は、軸１４２により、補助接点３４と接続されている。補助接点３４は、真空遮断部３２の開閉状態（真空遮断部３２内の可動電極が固定電極に対して開極した状態、または閉極した状態）を外部に送出する。これら、補助接点３４、表示板３６、カウンタ３８は、真空遮断部３２の開閉状態・開閉回数の検出部としての役割を果たし、コンデンサ１６の上部に配置されて支持板となるプレート１７１の上で支持されている。コンデンサ１６とプレート１７１の間には、底板１８２からベルト１８１の上端までの距離以上の長さを有する空間が形成されており、ベルト１８１を緩めるだけで手前のコンデンサ１６を取り外したり取り付けることができるため、作業性を向上することができる。尚、本実施例ではコンデンサ１６とプレート１７１の間には、底板１８２からベルト１８１の最も高い位置までの距離以上の長さを有する空間を形成しているが、コンデンサ１６とプレート１７１の間は、コンデンサ１６の高さ以上の空間を形成しても良い。この様にすることで、手前のコンデンサ１６を外さずに奥まったコンデンサ１６を取り外すことが可能になる。

加えて、コンデンサ１６を底板１８２の上に設置せず、筺体側面に固定することで、筺体底面に直接作用する電磁石動作時の衝撃が、コンデンサ１６に伝わらず、衝撃からコンデンサが保護される。

図２は、本実施例に係る真空開閉器を底部側から（レバー９６側から）見た図であるが、該図に示す様にコンデンサ１６は３個であり、いずれのコンデンサ１６も水平方向に並べて配置される。３個の同一半径を有する断面円形状のコンデンサ１６を互いに隣接させ、正三角形形状にしている。本実施例では、コンデンサ１６は３台を組み合わせて所定の静電容量を確保しているが、このように構成された本実施例ではコンデンサ１台で所定の静電容量を確保する場合に比較して、占有面積が大きくなるものの、コンデンサ１６の高さが低減できるため、コンデンサ１６上部の空間を広く確保することができ、作業性や下述する様な信頼性を向上できる。

本実施例では、図１に示す様に、プレート１７１により、補助接点３４、表示板３６及びカウンタ３８と、コンデンサ１６との間は仕切られている。この様に仕切ることで、コンデンサ１６に不具合が発生し、万が一コンデンサの電解液が噴出した場合であっても、プレート１７１により電解液が遮蔽されて補助接点３４を汚染することがなく、補助接点３４の信頼性を維持できる。

また、本実施例では、図４に示す様に、補助接点３４のレバー１３８、ピン１４４を中心として回動する表示板３６のレバー部はピン１３６で操作ロッド１７０に係合され、操作ロッド１７０はレバー１８０にピン２０１で係合されている。即ち本実施例によれば、真空遮断部３２と補助接点３４の間が、レバー１００、シャフト９８、レバー１８０、操作ロッド１７０の四つの部材を介して接続されることになり、例えば特許文献１に記載されている真空遮断器の様に、真空遮断部３２と補助接点３４の間が更に多くのレバーやシャフトから接続される場合と比較して、より少ない部材点数で接続でき、信頼性が増す。

更に、仮に電磁石１４からシャフト９８に至るまでの動力伝達部において係合が外れた場合において、電磁石１４の動作に対応して表示板や補助接点の表示が切り替わる様にしていた場合、実際の電極の状態と異なる状態を外部に表示してしまい、作業者に危険が及ぶ可能性もある。これに対し、本実施例によれば電磁石１４の操作力がシャフト９８を回転させたことに対応して状態表示できるため、より信頼性を増すことができる。

本実施例では、電磁石１４を筺体１０の略中央に配置し、電磁石１４を中心として、コンデンサ１６と制御基板１８をそれぞれ別々に筺体１０の側面に固定するようにしたため、取付作業および保守・点検作業を容易に行うことができ、作業性の向上を図ることができるとともに、電磁石１４から発生する衝撃や振動がコンデンサ１６および制御基板１８に伝達されるのを抑制することができる。

また、コンデンサ１６を複数個に分割し、いずれもを水平方向に並べて配置し、高さを低減すると共に、補助接点３４等を、当該高さが低減されることでスペースが生じたコンデンサ１６上部に配置したため、効率的な空間配置を実現でき、筺体１０の高さを低減できる。尚、コンデンサ１６は分割せずとも、高さ方向を低減する様なコンデンサであれば、一つであることも排除しない。コンデンサ１６及び補助接点３４が、電磁石１４を固定する固定部の高さを超えない高さに配置されれば、操作装置としての高さを低減することが可能になる。

１０ 筺体
１２ 開口
１４ 電磁石
１６ コンデンサ
１８ 制御基板
２０ スペーサ
２２ 二次プラグ
２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ ケーブル
３２ 真空遮断部
３４ 補助接点
３６ 表示板
３８ カウンタ
４８ コイル
４８ａ コイルボビン
５０ 発光ダイオード
５２ 「入」用押しボタンスイッチ
５４ 「切」用押しボタンスイッチ
５６ プレート
５８ 可動鉄心
６０ 固定鉄心
６２、８８、９８ シャフト
６４、６６ 可動平板
６８ 永久磁石
７０、７２ カバー
７６、９０、１７４ 支持板
８０ ベース
８２、８４ 貫通孔
８６、９４、１３６、１４４、２０１ ピン
９２ 遮断ばね
９６、１００、１３８、１８０ レバー
１１４ 絶縁ロッド
１２２ 可動フィーダ
１２４ 可動導体
１２９ 固定フィーダ
１３０ 上コンタクタ
１３２ 下コンタクタ
１４２ 軸
１４６ 固定板
１７０ ロッド
１７１ プレート
１７２ リブ
１７３ ボルト
１８１ ベルト
１８２ 底板

Claims (8)

1. 筺体内に配置されて、前記筺体に固定部を介して固定される電磁石と、前記筺体内の端部に配置されるコンデンサと、前記コンデンサに対して前記電磁石を挟んで反対側に配置される制御基板と、前記コンデンサの上部に配置される補助接点と、前記電磁石から生ずる磁力により可動する可動部と、該可動部の動作と連動して動作する動力伝達部を備え、
   前記コンデンサ及び前記補助接点は、前記電磁石を固定する前記固定部の高さを超えない高さに配置されることを特徴とする操作装置。
2. 請求項１に記載の操作装置であって、
   前記コンデンサは複数個からなり、いずれの該コンデンサも水平方向に並べて配置され、前記可動部の動作を通じて、可動電極を操作し、固定電極との閉極または開極を切り替えることを特徴とする操作装置。
3. 請求項２に記載の操作装置であって、
   前記コンデンサは３個であることを特徴とする操作装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一つに記載の操作装置であって、
   前記動力伝達部には前記可動部の動作を通じて動作するシャフトが含まれており、該シャフトの動作に対応して前記可動電極は動作し、
   前記シャフトには他の動力伝達部が接続され、
   更に該他の動力伝達部にはロッドが接続されており、該ロッドは該他の動力伝達部を介して前記シャフトの動作に対応して動作し、
   更に該ロッドの動作に対応して表示が切り替わる表示板を備え、該表示板は前記可動電極の前記固定電極に対する閉極または開極の状態を表示することを特徴とする操作装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか一つに記載の操作装置であって、
   前記補助接点は支持板で支持されており、
   前記コンデンサと前記補助接点の間は該支持板で仕切られていることを特徴とする操作装置。
6. 請求項５に記載の操作装置であって、
   前記コンデンサの側面は、支持部材に固定され、かつ該支持部材自体は前記筺体に支持されており、
   前記筺体の底面には底板が設けられ、
   前記コンデンサと前記支持板の間には、前記底板から前記支持部材の上端までの距離以上の空間が形成されることを特徴とする操作装置。
7. 請求項５に記載の操作装置であって、
   前記コンデンサの側面は、支持部材に固定され、かつ該支持部材自体は前記筺体に支持されており、
   前記コンデンサの上端と前記支持板の間は、前記コンデンサの高さ以上の空間が形成されることを特徴とする操作装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか一つに記載の操作装置と、前記可動部の動作を通じて操作される可動電極と、該可動電極と対向して配置される固定電極と、該可動電極及び固定電極を内部に有する真空容器と、前記可動電極または前記固定電極のいずれかに導体を介して接続される母線又はケーブルとを備えることを特徴とする真空開閉器。