JP2014060018A - ガス遮断器 - Google Patents

Abstract

【課題】全高抑制による小型化、操作性の安定化、操作器メンテナンス作業性の向上を図ったガス遮断器を提供する。
【解決手段】固定接触子１１と、固定接触子１１に対して接触または開離する可動接触子１２と、固定接触子１１と可動接触子１２を内部に有し絶縁性ガスが封入されている密封タンク７と、可動接触子１２を駆動する操作器でガス遮断器を構成する。操作器は駆動源の弾性体と、弾性体を保持及び開放する制御機構と、弾性体の駆動力を可動接触子に伝えるリンク機構で構成する。弾性体は遮断ばね３６と投入ばね３７で構成する。遮断ばね３６は、リンク機構と制御機構の間に動作軸を横向きにして配置する。
【選択図】図１

Description

本発明はガス遮断器に関し、特に低層化し操作安定性を向上したことを特徴とするガス遮断器に関する。

ガス遮断器の操作器として、空気圧や油圧を利用した操作力を得る空気圧操作器や油圧操作器と、弾性体であるばねの圧縮力を解放することにより操作力を得るばね操作器が一般的に使用されている。

駆動源にばねを用いるガス遮断器の一例が特許文献１に記載されている。このガス遮断器は、遮断部タンクとリンク機構部と操作器とを横方向に隣接して設置し、遮断部タンクと操作器との間に遮断部タンクに連通するガスシール室を形成する構成としている。このような構成とすることで、高さ寸法を低減しつつ、遮断部タンク内の絶縁ガスの漏洩を効率よく低減できるガス遮断器を提供することを目的としている。

また、駆動源にばねを用いるガス遮断器の他の例として特許文献２に記載のガス遮断器がある。このガス遮断器は、ばね操作機構における補助制御装置等の取り付け箇所を遮断器の構成に応じ適宜変更することで操作器の操作性・保守点検性を向上しつつ、タンクの中心軸とばね操作器の中心をほぼ一致させることで、ガス遮断器全体としてバランスよく小型化を可能とすることを目的としている。

特開２０１１−２９００４号公報 特開２００７−２９４３６３号公報

しかし、特許文献１及び２に示す構成では、駆動源のばねと遮断部接点の動作方向が直交しているためリンク機構が複雑になり遮断部接点を駆動するエネルギー効率が低下するという問題があった。

また、ばね操作器が密封タンクに対して片持ち状に支持されるため、遮断器動作時のばね操作器の振動が大きくなり、遮断器の信頼性に悪影響を与えるおそれがあった。

さらに、特許文献１及び２に示すガス遮断器では、大容量化してより大きなばねを用いる場合には、遮断動作軸と直交方向にばねが長大化するため、ガス遮断器が大型化するおそれがあった。

本発明は上記課題を解決することを目的とするものであり。具体的には、全高抑制による小型化及び操作性の安定化を実現できるガス遮断器を提供することを目的とする。

本発明に係るガス遮断器は、固定接触子と、前記固定接触子に対して接触または開離する可動接触子と、前記固定接触子と前記可動接触子を内部に有し絶縁性ガスが封入されている密封タンクと、前記可動接触子を駆動する操作器で構成する。前記操作器は駆動源の弾性体と、前記弾性体を保持及び開放する制御機構と、前記弾性体の駆動力を前記可動接触子に伝えるリンク機構とで構成する。前記弾性体は遮断動作用弾性体と投入動作用弾性体で構成する。前記遮断動作用弾性体は、前記リンク機構と前記制御機構の間に動作軸を横向きにして配置する。

本発明によれば、駆動源の遮断ばねの動作方向を可動接触子の動作軸方向に概ね一致させたことにより、遮断ばねと可動接触子の間のリンク機構を簡略化することができるので可動接触子を駆動するエネルギー効率を向上させることができるのに加え、ガス遮断器およびガス絶縁開閉装置の全高を抑制することができる。

また、遮断ばねの可動端に変換レバーを揺動させる出力リンクを接続することにより、遮断ばねと可動接触子の間に設けられたリンクの長さを抑制することができ、可動接触子を駆動するエネルギー効率を向上させることができる。

また、ガス遮断器の共通架台に密封タンクとばね操作器とをそれぞれ架台に固定することで、ガス遮断器動作時の振動がばね操作器に伝わるのを抑制することができるので、ガス遮断器の操作安定性を向上することができる。

実施例１に係るガス遮断器で、遮断部が入状態を示す側面図である。操作器部分は断面図とし、ガス遮断器の固定側と可動側は点線で示している。以下、図２、３、５において同様。 実施例１に係るガス遮断器で、遮断部が切状態を示す側面図である。 実施例１に係るガス遮断器で、図２の状態から遮断部が入状態に移行した状態を示す側面図である。 遮断ばね近傍に設けられたダッシュポットとその出力伝達レバーを制御する手動ハンドルを示す詳細図である。 実施例２に係るガス遮断器で、遮断部が入状態を示す側面図である。

以下、本発明を実施する上で好適な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であって、発明の内容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。発明自体は、特許請求の範囲の記載を満たす範囲内で種々の態様に変形することが可能であることは言うまでもない。

実施例１について図面を参照して説明する。ガス遮断器４は、遮断部が収納された密封タンク７、ばね操作器２、ばね操作器２と密封タンク７とを接続する機構部１５で構成される。密封タンク７は脚部５ａ、５ｂにより共通架台１に接続されると共に、タンク内部には、絶縁性のガス、例えばＳＦ₆が規定の圧力で封入されている。

密封タンク７内では、図示を略した導体を介して可動接触子１２と固定接触子１１とで構成された遮断部接点に通電される。可動接触子１２には、固定接触子１１と接する反対側に絶縁性リンク１３が接続される。この絶縁性リンクに機構部１５を介してばね操作器２の駆動力が作用して遮断部接点の開閉を行う。

図１では、固定接触子１１に可動接触子１２が接している状態、言い換えれば遮断部接点の入状態である。これにより母線から送電線路側に通電される。通電状態において、落雷などで系統に異常な電流が流れるとガス遮断器４に遮断指令が入力され、固定接触子１１から可動接触子１２を引き離して電流を遮断する。

機構部１５は、絶縁性リンク１３の延長端側で密封タンク７のフランジに接続されている。そして、機構部１５の内部には回転軸２０と、この回転軸２０にガス中レバー２２、気中レバー２３が固定されている。

機構部１５には密封タンク７と連通する図示を略したガスシール室と大気室が設けられており、回転軸２０が両室を貫通して支持されると共に、図示を略したガスシール手段が設けられている。そして、回転軸２０のガスシール室側にガス中レバー２２が、大気室側に気中レバー２３が接続されている。ガス中レバーの一端には絶縁性リンク１３が接続されている。気中レバー２３の一端にはばね操作器２からの出力リンク３０がピン４６により回動自在に連結されている。

なお、気中レバー２２及びガス中レバー２３は機構部１５に配置することに限定されるものではなく、密封タンク７の内部に配置しても良い。また、上記構成では、ガスシール室と大気室とを回転軸２０において区分したが、これに限らず、出力リンク３０のような直動部分で区分しても良い。

次にばね操作器２の構成を説明する。ばね操作器２は固定板５ｃで機構部１５に接続されると共に共通架台１に接続されている。また、脚部５ｄ、５ｅも共通架台１に接続されている。

ばね操作器２では、操作箱３の内部で、円筒状の遮断ばねケース３４と投入ばねケース３５が筐体９に固定される。また、投入ばねケース３５は、筐体９と接続する反対端で固定板５ｃに固定される。二つのばねケース内には、夫々遮断ばね３６と投入ばね３７が収納されている。

図１では両方のばね共に圧縮状態である。遮断ばね３６は一端が筐体９に支持され、他端が遮断ばね受３８で支持されている。遮断ばね受３８の一端には遮断ばねリンク３９の一端が接続されている。遮断ばねリンク３９の他端は、主レバー３１の一端に連結されている。主レバー３１は、その中間部で筐体９に回動自在に支持された回転軸４１に固定されている。

また、遮断ばね受３８の他端には出力リンク３０の一端が接続されている。本実施例のこの構成を引用文献１に記載の構成と対比すると、引用文献１の構成では、操作器の主レバー３１から気中レバー２３に出力リンクを連結するので、出力リンク３０が長くなり、急峻な圧縮荷重が作用する場合の座屈を回避するために、出力リンクの断面二次モーメントを本実施例より大きくする必要があった。

本実施例では、遮断動作の際には、出力リンク３０に急峻に圧縮荷重が作用するとしても、図１に示すように出力リンク３０を引用文献１記載の構成と比較して短くすることができるので、出力リンク３０の座屈のおそれを低減することが可能となる。これにより、操作器の信頼性を向上させることができる。

なお、出力リンク３０は一つの部材で図示しているが、二つ以上の部材をターンバックルで締結した構造としても良く、これにより遮断部ワイプ量の調整が可能となる。

遮断ばね３６は、動作軸を横向きにして配置される。より好ましくは、遮断ばね３６の動作軸が可動接触子１２の動作軸と略平行に設けられる。

このような構成とすることで、特許文献１及び２に記載の構成のように遮断ばねの動作軸と可動接触子の動作軸が略直交したものと比べ操作器の駆動力を可動接触子に伝えるリンク機構を簡易なものとすることができるので、可動接触子１２に操作器２の駆動力を効率よく伝えることが可能となる。

なお、投入ばね３７を設ける位置は特に限定されず、遮断ばね３６の上側に設けても下側に設けてもよく、また側面に設けてもよいが、遮断器の低重心化・耐震化のためには投入ばね３７を遮断ばね３６の下方、より好ましくは鉛直下方に配置する構成が好ましい。

また、図１に示すように、ばね操作器２の投入ばね３７は、一端が筐体９に支持され、他端が投入ばね受４２で支持されている。投入ばね受４２には投入ばねリンク４３の一端が接続されている。投入ばねリンク４３の他端には投入カム３２が回動自在に連結されている。投入カム３２は、筐体９に回動自在に支持された回転軸４４に固定されている。

ばね操作器２には、接点の投入動作で投入ばね３７が解放された後で、再圧縮するために図示を略した歯車列と電動機が筐体９に設けられている。さらに、圧縮された投入ばねおよび遮断ばねの駆動力を保持、解放するために制御機構が筐体９に設けられている。

遮断ばね３６は、主レバー３１、回転軸４１、ダッシュポット出力レバー５２を介してダッシュポット５１に連結されている（図４）。ダッシュポットの出力レバー５２を筐体９の主レバー３１とは反対側に隣接して配置し、ダッシュポットの出力レバー部５２に、筐体９を貫通して筐体９外に至る手動ハンドル６０を設ける。

遮断部のワイプ量を確認するため手動で遮断部接点を投入したいような場合、手動ハンドル６０を回転させダッシュポットの出力レバー５２を動作させると主レバー３１を介し遮断ばね３６が蓄勢されると同時に遮断部接点を投入状態とすることができる。なお、手動で操作するとき以外は、手動ハンドル６０は取り外しておくのが好ましい。

このような構成により、操作箱３を取り外すことで容易に遮断部のワイプ量を確認する等が可能となるので作業性が向上する。

次に図１〜図３を用いてガス遮断器４の動作を説明する。初めに、図１に示す遮断部接点の入状態から切状態に移行する動作について述べる。図１において、ガス遮断器４に遮断指令が入力されると、接点の切動作が開始される。

すなわち、図１において、遮断ばねの制御機構を作動させて、圧縮状態にある遮断ばね３６の規制を解き、遮断ばね３６を放勢させる。これにより、遮断ばねリンク３９を介して出力リンク３０に遮断ばね３６の駆動力が伝達され、出力リンク３０が紙面右方向に移動する。

そして、機構部１５の気中レバー２３が時計回りに回動する。回転軸２０も時計回りに回動し、これに固定されたガス中レバー２２も時計回りに回動する。これにより、絶縁性リンク１３が図１の紙面左方向に駆動され、遮断部接点の可動接触子１２を紙面左方向に移動させて固定接触子１１から開離させる。遮断ばね３６の放勢が完了すると接点の切動作が終了し、図２に示すようにばね操作器２において、主レバー３１の一端が投入カム３２の外周面にほぼ当接して止まる。

次に、図２に示す遮断部接点の切状態から図３に示す接点の入状態に移行する動作を以下に説明する。図２の状態において、ガス遮断器４に投入指令が入力されると、図示を略した投入ばねの制御機構が作動して、圧縮状態にある投入ばね３７の規制を解き、投入ばね３７を放勢させる。

これにより投入ばねリンク４３を介して投入カム３２、回転軸４４が時計回りに回動する。カム３２の回動に伴い、カム３２の外周面が主レバー３１の外周面を押圧して主レバー３１を反時計回りに回動させる。これにより遮断ばねリンク３９、遮断ばね受３８を介して遮断ばね３６を圧縮する。

同時に、出力リンク３０が紙面左方向に移動する。これにより機構部１５の気中レバー２３およびガス中レバー２２が時計回りに回動し、絶縁性リンク１３を紙面右方向に移動させる。そして、絶縁性リンク１３に連結された可動接触子１２が紙面右方向に移動して固定接触子１１に接し、遮断部接点が入状態になる。投入ばね３７の放勢が完了すると図３に示す接点入動作の終了状態となる。

接点の入動作が完了した図３の状態から、図示を略した電動機と歯車列により、放勢した投入ばね３７を圧縮させて、制御機構により投入ばね３７の駆動力を保持して、図１に示す状態に移行する。

本実施例に示したガス絶縁開閉装置内に封入する絶縁性のガスはＳＦ₆に限定されることはなく、例えばＳＦ₆とＮ₂、ＣＦ₄との混合ガスやＣＯ₂ガスなどのＳＦ₆代替ガスを用いても良い。

また、本実施例に示したガス遮断器のばね操作器では遮断ばね、投入ばね共に圧縮コイルばねを用いているが、これに限定されることはなく、皿ばねなど直動する弾性体要素であれば、容易に置換が可能である。また、主たる駆動源に圧縮コイルばねを用い、副次的な駆動源にトーションバーばねを適用しても本実施例と同様の効果が得られる。

本発明は上記のとおり、ばね操作器の遮断ばねの動作軸を可動接触子の動作軸と略平行にすることで、単純なリンク機構を用いてばね操作器の駆動力を可動接触子に伝えることができるので、ばね操作器の遮断ばねの動作軸と可動接触子の動作軸が略直交する等により複雑なリンク機構を用いる必要がある構成と比べ、効率よくばね操作器の駆動力を遮断部に伝えることが可能となる。これによりガス遮断器の信頼性を向上することが可能となる。

また、駆動源のばねの動作軸を可動接触子の動作軸と平行に設けた上で、ばねの紙面右側端部に変換レバーを揺動させるリンクを接続することにより、リンク長を抑制しつつ、簡易なリンク機構によりばねの駆動力を可動接触子に伝達することができるので、可動接触子を駆動するエネルギー効率を向上させることができる。

また、ばね操作器と密封タンクそれぞれを架台の上に固定することで、従来構成に多く採用されている操作器を密封タンクに片持ち支持して架台から浮いた構成とした遮断器と比較して、遮断動作時に生じる振動がばね操作器に悪影響を及ぼすことを低減し、操作安定性を向上することが可能となる。

図５に、本発明の第２の実施例を示す。なお、実施例１と同様の部分については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。

実施例１では気中レバー２３及びガス中レバー２２から成るレバーを介してばね操作器２と可動接触子につながる絶縁性リンク１３とを接続しているが、実施例２では、これら２つのレバーを省略し、出力リンク３０を直接絶縁性リンク１３に接続する。このような構成をとるためには、遮断ばね３６の動作軸と絶縁性リンク１３の動作軸をほぼ同一直線状に設ける。

このような構成を採ることで、実施例１に比べ、遮断ばねのばね力を直線的により効率よく可動接触子に伝えることができるので、ガス遮断器の遮断性能が向上するのに加え、動作が複雑なリンク機構部を省略することができるのでガス遮断器の信頼性も向上する。

なお、投入ばね３７を設ける位置は特に限定されず、遮断ばね３６の上側に設けても下側に設けてもよく、また側面に設けてもよい。投入ばね３７を遮断ばね３６の下方に配置した場合には、実施例１の構成に比べガス遮断器の全高を更に抑制することができるので、上記の効果に加え、より一層の低重心化、耐震化が可能となる。

１ 共通架台
２ バネ操作器
３ 操作箱
４ ガス遮断器
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ 脚部
７ 密封タンク
１１ 固定接触子
１２ 可動接触子
１３ 絶縁性リンク
１５ 機構部
２２ ガス中レバー
２３ 気中レバー
３０ 出力リンク
３１ 主レバー
３２ 投入カム
３６ 遮断ばね
３７ 投入ばね
５１ ダッシュポット
６０ 手動ハンドル

Claims (4)

1. 固定接触子と、前記固定接触子に対して接触または開離する可動接触子と、前記固定接触子と前記可動接触子を内部に有し絶縁性ガスが封入されている密封タンクと、前記可動接触子を駆動する操作器で構成されるガス遮断器であって、
   前記操作器は駆動源の弾性体と、前記弾性体を保持及び開放する制御機構と、前記弾性体の駆動力を前記可動接触子に伝えるリンク機構を有し、
   前記弾性体は遮断動作用弾性体と投入動作用弾性体で構成され、
   前記遮断動作用弾性体は、前記リンク機構と前記制御機構の間に動作軸を横向きにして配置される、ガス遮断器。
2. 前記遮断動作用弾性体の動作軸は前記可動接触子の動作軸と略平行に設けられた、
   請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
3. 前記遮断動作用弾性体の動作軸と前記可動接触子の動作軸は同一直線上に設けられた、
   請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
4. 前記制御機構は遮断動作用弾性体からの駆動力を受ける主レバーの回転軸上に、前記駆動力を緩和する緩衝装置へ前記駆動力を伝達する出力伝達レバーを有し、
   前記出力伝達レバーは前記制御機構の端部に前記出力伝達レバーの位置を制御する手動ハンドルを有する、
   請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。