JP2018181502A - Gas-blast circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力系統の変電所または開閉所において短絡電流の遮断に用いるガス遮断器に関し、特に、電極を互いに反対方向に駆動する双方向駆動機構を有するガス遮断器に関する。 The present invention relates to a gas circuit breaker used to shut off a short circuit current in a substation or switching station of a power system, and more particularly to a gas circuit breaker having a bidirectional drive mechanism for driving electrodes in opposite directions.
ガス遮断器をはじめとする開閉装置は、電力系統に生じる事故電流や進み小電流を遮断し、電力送電網を保護するために利用され、特にガス遮断器は普及率が高い。ガス遮断器は、開極動作途中の消弧ガス圧力上昇を利用し、圧縮ガスを電極間に生じるアークに吹き付けることで電流を遮断するパッファ形と呼ばれるものが一般に用いられている。 Switching devices such as gas circuit breakers are used to cut off an accident current or a leading small current generated in the electric power system to protect the electric power transmission network, and in particular, the gas circuit breakers have a high penetration rate. As the gas circuit breaker, a so-called puffer type is generally used which shuts off the current by blowing a compressed gas to the arc generated between the electrodes by utilizing an arc-extinguishing gas pressure rise during the opening operation.
圧縮ガスは機械的圧縮と熱的圧縮により得られる。前者は、油圧やばね等を駆動源とする操作器のエネルギーにより電極と連結されたパッファシリンダーを駆動し、パッファピストンとの間の圧縮室の容積を小さくすることで消弧ガスを圧縮してアークに吹き付けるものである。後者はアークによる熱で消弧ガスの圧力を上昇させ、操作力の付与やアークへの消弧ガスの直接吹き付けを行うものである。 Compressed gas is obtained by mechanical compression and thermal compression. The former drives the puffer cylinder connected to the electrode by the energy of the operating device that uses hydraulic pressure and springs as the drive source, and compresses the arc-extinguishing gas by reducing the volume of the compression chamber between the puffer piston and It sprays on the arc. The latter is to increase the pressure of the arc-extinguishing gas by the heat from the arc, to apply an operating force and to directly spray the arc-extinguishing gas to the arc.
吹き付け圧力の形成にアーク熱を利用するものとして、容積固定の熱膨張室を設け、開極時に容積を縮小する機械的圧縮室と併用するパッファ形遮断器が知られている。 A puffer type circuit breaker is known which uses a fixed volume thermal expansion chamber and is used in combination with a mechanical compression chamber which reduces the volume at the time of opening as one utilizing arc heat for forming the spray pressure.
パッファ形ガス遮断器の遮断性能を向上させるためには開極速度を大きくすることが必要であるが、操作器の操作エネルギーを大きいものにする必要があり、装置が大型化してコスト増加の要因となる。 Although it is necessary to increase the opening speed in order to improve the interrupting performance of the puffer-type gas circuit breaker, it is necessary to increase the operation energy of the operating device, which causes a cost increase due to an increase in size of the device. It becomes.
そこで、従来固定されていた被駆動側のアーク電極を開極方向と反対方向に駆動させることにより、相対的に駆動側電極の駆動距離を低減させて操作エネルギーを低減可能な双方向駆動方式が提案されている。例えば、フォーク型レバーによる駆動方式も提案されている(特許文献1)。この方式は被駆動側の主接触子を固定してアーク接触子を駆動するもので、フォークの窪み部に駆動側電極の動きに連動したピンが接触することでフォーク型レバーが回動し、これを開閉方向の往復に変換することで、被駆動側のアーク電極を駆動側電極の駆動方向と反対方向に駆動するものである。 Therefore, by driving the arc electrode on the driven side, which has conventionally been fixed, in the direction opposite to the opening direction, the bi-directional drive system can reduce the operation energy by relatively reducing the drive distance of the drive side electrode. Proposed. For example, a driving method using a fork type lever has also been proposed (Patent Document 1). In this method, the main contact on the driven side is fixed to drive the arc contact, and a pin interlocked with the movement of the drive side electrode contacts the recessed portion of the fork, so that the fork type lever rotates. By converting this to reciprocation in the opening and closing direction, the arc electrode on the driven side is driven in the direction opposite to the driving direction of the driving side electrode.
別の駆動方式として、駆動側電極と被駆動側電極を回転レバーに設けた溝カムとリンク及びピンを介して接続し、駆動側電極の開閉遮断動作時のリンク動作をレバーの回動で方向変換し、被駆動側電極を駆動側電極と反対方向に動作させる方式も提案されている(特許文献2)。 As another drive method, a drive side electrode and a driven side electrode are connected via a groove cam and a link and a pin provided on a rotary lever, and the link operation at the time of opening and closing operation of the drive side electrode is made by turning the lever. There is also proposed a method of converting and operating the driven side electrode in the opposite direction to the driving side electrode (Patent Document 2).
特許文献1では、フォーク型レバーにピンが当たる際や被駆動側電極の動作停止時にピンに作用する慣性力に対して強度信頼性が課題となる。解決のためには、ピン径増加が必要であり、フォークレバーの大型化や双方向機構部全体の大型化が課題となる。
In
特許文献2では、開閉動作停止時にレバーを緩衝構造に当てて停めているため、遮断動作時の慣性力に起因した衝撃荷重の一部が緩衝構造により吸収され、ピンに発生する応力の低減が可能となる。しかし、本方式の緩衝構造は開閉方向に対して直交方向の断面形状が円形である。そのため、レバーと緩衝構造の接触面積が小さくなり、接触時の面圧が大きくなり、早期のレバーや緩衝構造のヘタリの防止が課題となる。また、緩衝構造を密封容器に取り付けている。密封容器への緩衝構造取り付けには、例えば、ボルトを用いた場合、開閉方向の直交方向、すなわち、緩衝構造の軸方向に対して締結することとなる。従って、ボルトはレバーを受け止めた際に伝達される衝撃荷重を強度が低いせん断方向で負担するため、ボルトの強度信頼性が課題となる。解決のためには、レバーや緩衝構造の大型化が必要となる場合がある。また。遮断器や双方向駆動機構のメンテナンス時には緩衝構造を取り外す必要があるため、メンテナンス性の低下も課題となる。
In
本発明は、以上の点に鑑み、動作時の構造高信頼性化と小型化を両立できる双方向駆動機構を搭載するガス遮断器を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a gas circuit breaker equipped with a bidirectional drive mechanism that can achieve both high structural reliability and small size in operation.
本発明の解決手段によると、ガス遮断器であって、駆動側主電極と駆動側アーク電極を有し、操作器に接続され、密封タンク内に設けられた駆動側電極と、被駆動側主電極と被駆動側アーク電極を有し、密封タンク内に前記駆動側電極と対向して設けられた被駆動側電極と、双方向駆動機構部と、を備え、前記双方向駆動機構部は、前記駆動側電極からの駆動力を受ける駆動側連結ロッドと、前記被駆動側アーク電極5に接続された被駆動側連結ロッドと、前記駆動側連結ロッドと前記被駆動側連結ロッドが内部を並進自在に移動するよう保持するガイドと、前記ガイドの両外側に一体成型により互いに配置された円柱突起と、互いに前記円柱突起により回動自在に固定され、前記被駆動側連結ロッドと前記駆動側連結ロッドを連結し、前記駆動側連結ロッドの動作に対して前記被駆動側連結ロッドを反対方向に動作させるための2つのレバーを有する、ガス遮断器が提供される。
According to the solution means of the present invention, there is provided a gas circuit breaker comprising a drive-side main electrode and a drive-side arc electrode, connected to a manipulator, and provided in a sealed tank, The device includes: a driven side electrode having an electrode and a driven side arc electrode and provided in the sealed tank so as to face the drive side electrode; and a bidirectional drive mechanism portion, wherein the bidirectional drive mechanism portion A drive-side connection rod receiving a drive force from the drive-side electrode, a driven-side connection rod connected to the driven-
本発明によると、動作時の構造の高信頼性化と小型化を両立できる双方向駆動機構を搭載するガス遮断器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gas circuit breaker which mounts the bidirectional | two-way drive mechanism which can make high reliability and the miniaturization of the structure at the time of operation compatible can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施例を、ガス遮断器を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using a gas circuit breaker with reference to the drawings.
図4に、実施例1に係るガス遮断器の投入状態を示す。 FIG. 4 shows the closing state of the gas circuit breaker according to the first embodiment.
密封容器100内に駆動電極と被駆動電極が同軸上に対向して設けられる。駆動側電極は駆動側主電極2と駆動側アーク電極4を有し、被駆動電極は被駆動側主電極3と被駆動側アーク電極5を有する。
The drive electrode and the driven electrode are coaxially opposed to each other in the sealed
密封容器100に隣接して操作器1が設けられる。操作器1にはシャフト6の一端が連結され、シャフト6の他端には駆動側アーク電極4に連結される。シャフト6と駆動側アーク電極4は機械的圧縮室7及び熱膨張室9内を貫通して連結される。
The
熱膨張室9の遮断部側には駆動側主電極2及びノズル8が設けられる。駆動側アーク電極4に対向して同軸上に被駆動側アーク電極5が設けられる。被駆動側アーク電極5の一端とノズル8の先端部は締結リング22を介して双方向駆動機構部10に連結される。
The drive-side
図4に示したように、ガス遮断器は、投入状態では操作器1の油圧やばねによる駆動源により、駆動側主電極2と被駆動側主電極3を導通させる位置に設定され、通常時の電力系統の回路を構成する。
As shown in FIG. 4, in the closed state, the gas circuit breaker is set at a position where the drive side
落雷などによる短絡電流を遮断する際には、操作器1を開極方向に駆動し、シャフト6を介し駆動側主電極2と被駆動側主電極3を引き離す。その際、駆動側アーク電極4と被駆動側アーク電極5の間にアークが生成する。生成されたアークは機械的圧縮室7による機械的な消弧ガス吹きつけと、熱膨張室9によるアーク熱を利用した消弧ガス吹きつけにより消弧することで、電流を遮断する。
When blocking a short circuit current due to lightning strike or the like, the
このパッファ形ガス遮断器の操作エネルギーを低減するため、従来固定されていた被駆動側アーク電極5を駆動側電極の駆動方向と反対方向に駆動する双方向駆動機構部10を設ける。
In order to reduce the operation energy of the puffer type gas circuit breaker, a
以下に、図1と図2に基づいて本実施例における双方向駆動方式について説明する。図1は、本実施例に係るガス遮断器の双方向駆動機構部側面の詳細図である。図2は、本実施例に係るガス遮断器の双方向駆動機構部の分解斜視図である。 The bi-directional driving method in the present embodiment will be described below based on FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a detailed view of the side surface of the bidirectional drive mechanism portion of the gas circuit breaker according to the present embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the bidirectional drive mechanism portion of the gas circuit breaker according to the present embodiment.
双方向駆動機構部10は、図1、図2に示すように、駆動側連結ロッド11と被駆動側連結ロッド13をガイド14で駆動動作方向となるY軸方向に移動自在となるように保持しつつ、それぞれのガイド14に両外側に一体成型された円柱突起15を介して回動自在に設けられたレバー12により連結して構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
駆動側連結ロッド11には第一溝カム16が切り込まれており、第一溝カム16は、操作器1側から見て、第一直線部16A、連結部16B、第二直線部16Cを含む。第一直線部16Aと第二直線部16Cは互いにY軸方向の異なる軸線上に設けられ、その間に連結部16Bが設けられる。第一溝カム16のZ軸方向の変位幅は、第二溝カム17のZ軸方向の変位幅内及び第三溝カム19のZ軸方向の変位幅内に収まるように構成する。なお、連結部16Bの形状は、遮断部の動作特性に応じて任意に設計することが可能であり、例えば、スプラインのような曲線や直線とすることが考えられる。第一直線部16Aと連結部16B、及び第二直線部16Cの長さについても、遮断部の動作特性に応じて任意に設計することが可能である。
A first
駆動側連結ロッド11はガイド14に設けられた上溝14Aと下溝14Bにより上下方向の変位を制限され、遮断部の駆動軸となるY軸方向と直行するX軸方向へのみ移動可能となる。
The drive-
ガイド14には、図1に示すように、第一溝カム16の上下方向幅に等しく、例えば曲線で構成される第二溝カム17が切り込まれている。なお、第二溝カム17の形状は曲線に限定されるものではなく、遮断動作特性に応じて適宜変更可能である。図1に示したように、第一溝カム16と第二溝カム17はX軸方向への積層構造を成し、両溝カムの重なり部分に駆動側可動ピン18が連通され、可動自在に連結される。
In the
さらに、レバー12に切り込まれた第三溝カム19に駆動側可動ピン18が通され、ガイド14のX軸方向の両外側に第二溝カム17のY軸方向の長さ内に設けられた円柱突起15を回転軸として、レバー12に設けられた円柱突起嵌め合い穴12Aで嵌め合いレバー12が回転する。このとき、駆動側可動ピン18は、第一溝カムの連結部16B上を移動するときに、第二溝カム17を一方向に転がりながら移動する。この駆動側可動ピン18の一方向の移動により、第三溝カム19の内壁の片側に力が働き、レバー12の回転方向が規定される。なお、第三溝カム19の形状は特に限定されず、遮断動作特性に応じて適宜変更可能である。この回転運動によりレバー12に切り込まれたレバー被駆動側ガイド穴21が被駆動側連結ロッド13に取り付けられた被駆動側可動ピン20に力を伝達することで、被駆動側アーク電極5と連結する被駆動側連結ロッド13を駆動側連結ロッド11とは反対方向に駆動する。
Furthermore, the drive-side
双方向駆動機構部10と駆動側電極との連結は、例えば、ノズル8に締結リング22を取り付け、締結リング22に駆動側連結ロッド11の先端部が貫通する穴を設け、駆動側締結ボルト23をナットで締め付ける構造とする。
For example, the coupling between the
図2に、示した本実施例における双方向駆動機構部10の分解斜視図のように、レバー12はガイド14の外側に同一形状で2つ取り付ける。本実施例の双方向駆動機構部10の動作においては、レバー12に働く荷重は大きく、スペースに制約のないガイド14の外側にレバー12を設置することで、レバー12と円柱突起15の肉厚と幅を大きくすることが可能となり、レバー12と円柱突起15の応力や円柱突起嵌め合い部表面15Aの面圧を緩和することができ、双方向駆動機構部10全体としては小形化が可能となる。
As shown in the exploded perspective view of the
駆動側可動ピン18は、ガイド14内の第二溝カム17と、駆動側連結ロッド11内の第一溝カム16と、レバー12内の第三溝カム19を貫通する。駆動側可動ピン18は、どの部位にも固定されておらず、各溝内を自由に移動することができる。
The drive-side
被駆動側可動ピン20は、レバー12内のレバー被駆動側ガイド穴21と被駆動側連結ロッド13内の被駆動側連結ロッドガイド溝30を貫通する。この際、ガイド14には被駆動側可動ピン20が移動するための穴25を設ける。
The driven side
駆動側可動ピン18、被駆動側可動ピン20は、ガイド14から外れないよう、両端に切り込んだ駆動側可動ピン締結ボルト26、被駆動側可動ピン締結ボルト28を駆動側可動ピン固定ナット27、被駆動側可動ピン固定ナット29でそれぞれ締め付ける。ボルト締結部をアクセスし易いガイド14の外側に配置することにより、メンテナンス性の向上が可能となる。
Drive side
被駆動側可動ピン20は、レバー被駆動側ガイド穴21と被駆動側連結ロッドガイド溝30を貫通するが、レバー12に長穴、被駆動側連結ロッド13に丸穴とする構成でも良い。
The driven side
以下、図3から図10を用いて、ガス遮断器の投入状態から開極となる遮断動作途中の被駆動側電極の駆動停止時にレバー12に作用するモーメントと駆動側可動ピン18と被駆動側可動ピン20に作用する衝撃荷重、円柱突起15に発生する曲げ応力の低減について説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 3 to FIG. 10, the moment acting on the
図3は、横軸に時間をとり、縦軸に駆動側電極ストロークと被駆動側電極ストロークをとった実施例1に係るガス遮断器のストローク特性図である。ガス遮断器の各動作状態について、時刻aは、図4に示したように、遮断動作の開始時刻である。また、以下に詳述するように、時刻bは図5に、時刻cは図6に、時刻dは図7に、時刻eは図8にそれぞれ示す。 FIG. 3 is a stroke characteristic diagram of the gas circuit breaker according to the first embodiment in which time is taken on the horizontal axis and drive side electrode stroke and driven side electrode stroke are taken on the vertical axis. For each operation state of the gas circuit breaker, time a is the start time of the shutoff operation as shown in FIG. Also, as described in detail below, time b is shown in FIG. 5, time c is shown in FIG. 6, time d is shown in FIG. 7, and time e is shown in FIG.
図3に示した駆動側電極ストロークは投入状態から遮断状態まで、すなわち、時刻aから時刻eまで常時変動する。一方、被駆動側ストロークは時刻bから時刻eの時間のみ変動する。つまり、駆動側アーク電極4が駆動している時間の内、被駆動側アーク電極5は駆動側可動ピン18が第一溝カムの連結部16Bを抜ける時間のみ動作している。この状態を間欠駆動という。
The drive side electrode stroke shown in FIG. 3 constantly varies from the on state to the off state, that is, from time a to time e. On the other hand, the driven side stroke fluctuates only from time b to time e. That is, of the time during which the drive
(時刻a)
図4は、実施例1に係る投入状態を示す図である。駆動側アーク電極4と被駆動側アーク電極5は静止している。
(Time a)
FIG. 4 is a view showing the insertion state according to the first embodiment. The driving
(時刻b)
図5は、被駆動側アーク電極5の動作直前の状態を示す図である。駆動側アーク電極4は駆動しているが、駆動側可動ピン18は第一溝カムの第一直線部16Aの範囲に位置しているため、被駆動側アーク電極5は静止している。
(Time b)
FIG. 5 is a view showing a state immediately before the operation of the driven
(時刻c)
図6は、駆動側可動ピン18が第一溝カムの連結部16Bに差し掛かり、被駆動側アーク電極5の動作開始直後、すなわち駆動側アーク電極4と被駆動側アーク電極5が開極した状態を示す図である。このとき、駆動側可動ピン18は第一溝カム16の連結部16Bに差し掛かると同時に、第二溝カム17と第三溝カム19内を一方向に運動する。
(Time c)
In FIG. 6, the drive-side
(時刻d)
図7は、被駆動側アーク電極5の動作終了の状態を示す図である。このとき、駆動側可動ピン18は第一溝カムの連結部16Bを抜けた直後で、第二直線部16Cに差し掛かると同時に、第二溝カム17と第三溝カム19内を移動する。
(Time d)
FIG. 7 is a view showing the state of the operation end of the driven
(時刻e)
図8は、開極状態(遮断状態)を示す図である。駆動側アーク電極4の動作が完了し遮断状態に至り、駆動側アーク電極4と被駆動側アーク電極5は静止している。
(Time e)
FIG. 8 is a diagram showing an open state (cut-off state). The operation of the drive-
図4から図8における駆動側可動ピン18とレバー12の動作を説明すると、図4の時刻aである遮断動作開始後から図5の状態に至るまでは駆動側可動ピン18が第一直線部16Aを移動し、レバー12は静止している。図6の状態では、駆動側可動ピン18は連結部16Bを移動し、レバー12が円柱突起15を支点に回転する。図7から図8に至る状態では、駆動側可動ピン18は第二直線部16Cを移動し、レバー12は静止している。
The operation of the drive-side
図6に示すように、駆動側可動ピン18が連結部16B上を移動するときは、駆動側可動ピン18が第二溝カム17及び第三溝カム19それぞれを一方向に移動しつつ、レバー12を、円柱突起15を支点として回転させる。
As shown in FIG. 6, when the drive side
図4から図8の順番で推移する遮断動作では、駆動側可動ピン18は第一直線部16A、連結部16B、第二直線部16Cを一方向に移動する。一方、図8から図4の順番で推移する投入動作では、駆動側可動ピン18は第二直線部16C、連結部16B、第一直線部16Aを一方向に移動する。
In the blocking operation which changes in the order of FIGS. 4 to 8, the drive-side
以上のように、第一溝カムの連結部16Bで駆動側可動ピン18が第二溝カム17によりレバー12の位置保持をすることで、レバー12を一方向に回転させ被駆動側アーク電極5が駆動側アーク電極4と反対方向に駆動され、第一溝カム16の第二直線部16Cで駆動側可動ピン18が第二溝カム17及び第三溝カム19により動作を制限されることで、レバー12の回動を停止する。これにより、被駆動側アーク電極5が静止する間欠駆動状態を実現する。
As described above, when the drive-side
つぎに、図9を用いて、レバー12に作用するモーメントとそれに起因して駆動側可動ピン18と被駆動側可動ピン20に作用する衝撃荷重、及び円柱突起15に発生する曲げ応力について説明する。
Next, with reference to FIG. 9, the moment acting on the
本実施例は図1に示したように、駆動側可動ピン18と被駆動側可動ピン20はどの部位にも固定されないことから、遮断動作時の被駆動側電極の駆動停止時刻d及び投入動作時の時刻bを除き、動作する時刻aから時刻eの全域で駆動側可動ピン18と被駆動側可動ピン20に働く過度の力を緩和できるため、信頼性の高い双方向駆動機構を実現できる。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, since the drive-side
図9は、本実施例に係るガス遮断器の被駆動側電極の駆動停止時にレバー12に作用するモーメントとそれに起因して駆動側可動ピン18と被駆動側可動ピン20に作用する衝撃荷重、及び円柱突起15に発生する曲げ応力を示す模式図である。
FIG. 9 shows a moment acting on the
遮断動作時における時刻dでは被駆動側アーク電極5の動作停止に伴い、図9に示す通りレバー12の回動が停止し、レバー12、駆動側可動ピン18、及び被駆動側可動ピン20にそれぞれ作用する慣性力により、駆動側可動ピン18の駆動側可動ピン衝突地点18Bと第三溝カム19の第三溝カム衝突地点19Bが衝突し、衝撃荷重F1と反力R1が発生する。同様に、被駆動側可動ピン20の被駆動側可動ピン衝突地点20Bとレバー被駆動側ガイド穴21のレバー被駆動側ガイド穴衝突地点21Bの間に衝撃荷重F2と反力R2が発生する。
At time d when the shutoff operation is performed, the rotation of the
また、被駆動側アーク電極5の動作停止に伴い、レバー12は円柱突起15と円柱突起嵌め合い穴12Aの嵌め合い公差に起因して幾何学的に遮断動作軸となるY軸方向周り姿勢変化する。したがって、レバー12には被駆動側アーク電極5の動作停止に伴い、遮断動作軸となるY軸方向周りのモーメントMyが発生する。レバーのY軸方向周りの姿勢変化に起因して、衝撃荷重F1及び反力R1、衝撃荷重F2及び反力R2は値が増加し、X軸方向の分布にも偏りが生じさせる。衝撃荷重F1及び反力R1、衝撃荷重F2及び反力R2の増加と偏りにより、駆動側可動ピン衝突地点18B、第三溝カム衝突地点19B、被駆動側可動ピン衝突地点20B、レバー被駆動側ガイド穴衝突地点21Bは、局所的に衝撃荷重とそれに伴う反力が過大となり、接触面圧増加による面粗れやかじりを発生させ動作不良の原因となる。円柱突起15は衝撃荷重F1及び反力R1、衝撃荷重F2及び反力R2のモーメントMyにより増加した衝撃荷重とX軸方向の荷重偏りに対して支持部となり、ガイド14と境目の根元には曲げ応力σMが発生する。
衝撃荷重F1及び反力R1、衝撃荷重F2及び反力R2、及びモーメントMyと力σMは、
両端のレバー12それぞれで発生する。
Further, with the operation stop of the driven
The impact load F1 and the reaction force R1, the impact load F2 and the reaction force R2, and the moment My and the force σ M are
It occurs at each of the
図10は、本発明の実施形態に係るガス遮断器の被駆動側電極の駆動停止時にレバー12に作用するモーメントとそれに起因して駆動側可動ピン18と被駆動側可動ピン20に作用する衝撃荷重、及び円柱突起15に発生する曲げ応力の低減について示す模式図である。
FIG. 10 shows the moment acting on the
本発明の実施形態の構成で、レバー12に仮想レバー軸12Bを設けた場合、駆動側可動ピン衝突地点18B、第三溝カム衝突地点19B、被駆動側可動ピン衝突地点20B、レバー被駆動側ガイド穴衝突地点21B、円柱突起嵌め合い部表面15A、円柱突起嵌め合い穴12Aが仮想レバー軸12B上に位置する。レバー姿勢変化の原因となる円柱突起嵌め合い部表面15Aと円柱突起嵌め合い穴12Aを、駆動側可動ピン衝突地点18B、第三溝カム衝突地点19B、被駆動側可動ピン衝突地点20B、レバー被駆動側ガイド穴衝突地点21Bと同軸上に配置することにより、モーメントMyに起因した、衝撃荷重F1及び反力R1、衝撃荷重F2及び反力R2の増加とX軸方向の分布偏りを最小化でき、接触面圧の増加及び偏りによる面粗れやかじりによる動作不良を防止できる。また、円柱突起15のガイド14と境目の根元に発生する曲げ応力σMを低減できる。双方向駆動機構部10の信頼性確保に必要な構造信頼性を確保しつつ、板厚を削減でき、双方向駆動機構部10を小形化できる。
In the configuration of the embodiment of the present invention, when the
双方向駆動機構部10を構成する材料としては、いかなる材料、例えば鉄鋼材やステンレス鋼材などの金属材料やアルミ材などの非鉄金属材、若しくは炭素系や硝子系の複合でも良い。なお、双方向駆動機構部10を構成し、且つ、接触する部品については、ビッカーズなどの硬度指標で異なる値を有する材料で構成するほうが好ましい。ビッカーズなどの硬度指標で同等値を有する材料で構成する場合は、接触部表面がビッカーズなどの硬度指標で異なる値を有するように焼入れなどの熱処理、窒化処理やメッキなどの表面処理を設けるほうが好ましい。また、ビッカーズなどの硬度指標で異なる値を有する材料で構成し、熱処理、窒化処理やメッキなどの表面処理を設けても良い。
The material constituting the bidirectional
双方向駆動機構部10は密封容器100内で消弧性ガスや、遮断動作後に消弧性ガスである六フッ化硫黄ガスが分解されて発生した硫化物などが混在した腐食性ガス環境にさらされる。加えて、遮断動作中はアーク光、高熱にさらされる。このような環境下において、耐熱性や耐腐食性を有する材料で双方向駆動機構部10を構成する方が好ましい。
The
図10に、ガス遮断器の被駆動側電極の駆動停止時にレバーに作用するモーメントと、それに起因して駆動側可動ピンと被駆動側可動ピンに作用する衝撃荷重、及び円柱突起に発生する曲げ応力の低減について示す模式図を示す。レバー12は図10に示した通り、円柱突起15と円柱突起嵌め合い穴12Aの嵌め合いに関して、ブッシュ40を円柱突起嵌め合い部表面15Aと円柱突起嵌め合い部表面15A間に設けても良い。ブッシュ40はレバー12の円柱突起嵌め合い穴12Aに圧入、焼き嵌め、冷し嵌め、接着などの方法で固定される。ブッシュ40はいかなる材料、例えば鉄鋼材やステンレス鋼材などの金属材料やアルミ材などの非鉄金属材、若しくは炭素系や硝子系の複合でも良い。なお、ブッシュ40は接触する円柱突起15とレバー12の構成材料に対してビッカーズなどの硬度指標で異なる値を有する材料で構成するほうが好ましい。ビッカーズなどの硬度指標で同等値を有する材料で構成する場合は、接触部表面がビッカーズなどの硬度指標で異なる値を有するように焼入れなどの熱処理、窒化処理やメッキなどの表面処理を設けるほうが好ましい。また、ビッカーズなどの硬度指標で異なる値を有する材料で構成し、熱処理、窒化処理やメッキなどの表面処理を設けても良い。
In FIG. 10, the moment acting on the lever when the driven side electrode of the gas circuit breaker is stopped, the impact load acting on the driving side movable pin and the driven side movable pin due to it, and the bending stress generated on the cylindrical projection Is a schematic view showing reduction of As shown in FIG. 10, the
レバー12は図11、図12に示した通り、円柱突起15と円柱突起嵌め合い穴12Aの嵌め合いに関して、軸受け50を円柱突起嵌め合い部表面15Aと円柱突起嵌め合い部表面15A間に設けても良い。軸受け50はレバー12の円柱突起嵌め合い穴12Aに圧入、焼き嵌め、冷し嵌め、接着などの方法で固定される。軸受け50はころ軸受や玉軸受などいかなる方式で軸受けでも良い。軸受け50は荷重の作用方向とメンテナンス性を考慮して、ラジアル軸受け、且つ、無給油軸受けが好ましい。軸受け50はいかなる材料、例えば鉄鋼材やステンレス鋼材などの金属材料やアルミ材などの非鉄金属材、若しくは炭素系や硝子系の複合でも良い。なお、軸受け50は接触する円柱突起15とレバー12の構成材料に対してビッカーズなどの硬度指標で異なる値を有する材料で構成するほうが好ましい。ビッカーズなどの硬度指標で同等値を有する材料で構成する場合は、接触部表面がビッカーズなどの硬度指標で異なる値を有するように焼入れなどの熱処理、窒化処理やメッキなどの表面処理を設けるほうが好ましい。また、ビッカーズなどの硬度指標で異なる値を有する材料で構成し、熱処理、窒化処理やメッキなどの表面処理を設けても良い。
As shown in FIG. 11 and FIG. 12, the
実施例2に関して図13を用いて説明する。双方向駆動機構は図13に示した双方向駆動機構部10−2のように、ベルクランク形状のレバー12−2を用いた形態としても良い。双方向駆動機構部10−2では、双方向駆動機構部10−2における第三溝カム19が、レバー駆動側ガイド穴19−2に変更される。双方向駆動機構部10では、駆動側可動ピン18と第三溝カム19は固定されていなかったが、双方向駆動機構部10−2では、駆動側可動ピン18とレバー駆動側ガイド穴19−2は嵌め合いとなり、駆動側可動ピン18の動作を制限される。ただし、動作原理は双方向駆動機構部10の形態を用いて説明した通りである。本発明の実施形態の効果についても、双方向駆動機構部10の形態と同等である。
The second embodiment will be described with reference to FIG. The bidirectional drive mechanism may be configured to use a bell crank shaped lever 12-2 as in the bidirectional drive mechanism portion 10-2 shown in FIG. In the bidirectional drive mechanism portion 10-2, the
また、レバー12−2と円柱突起15−2は図11及び図12に示した通り、ブッシュ40や軸受け50を介して嵌め合っても良い。
Further, as shown in FIGS. 11 and 12, the lever 12-2 and the cylindrical projection 15-2 may be fitted through the
本実施例では、例えば、密封容器100内に駆動側電極と被駆動側電極を対向して設け、前記駆動側電極は駆動側主電極2と駆動側アーク電極4を有し、前記被駆動側電極は被駆動側主電極3と被駆動側アーク電極5を有し、前記駆動側アーク電極4は操作器1に接続され、前記被駆動側アーク電極5は双方向駆動機構部10−2に連結され、前記双方向駆動機構部10−2は、前記駆動側電極からの駆動力を受ける駆動側連結ロッド11−2と、前記被駆動側アーク電極5に接続した被駆動側連結ロッド13−2と、前記駆動側連結ロッド11−2の動作に対して前記被駆動側連結ロッド13−2を反対方向に動作させるレバー12−2と、レバー12−2の回転を規定する回転中心となる円柱突起15−2をガイド14−2に一体成型し、レバー12−2とガイド14−2を嵌め合い、前記駆動側連結ロッド11−2と前記被駆動側連結ロッド13−2の動作を規定するガイド14−2と、前記駆動側連結ロッド11−2が有する第一溝カム16−2と、前記レバー12−2が有する第二溝カム17−2それぞれに、駆動側可動ピン18を連通させ、前記駆動側連結ロッド11−2の動作により前記駆動側可動ピン18が前記それぞれの第一溝カム16−2と被駆動側連結ロッドガイド溝30−2内を運動することで、前記レバー12−2を回動させ、被駆動側可動ピン20で前記レバー12−2と連通された前記被駆動側連結ロッド13−2が前記駆動側連結ロッド11−2と反対方向に駆動され、前記被駆動側連結ロッド13−2に接続する前記被駆動側アーク電極5が前記駆動側連結ロッド11−2に接続する前記駆動側電極の前記駆動側アーク電極4と反対方向に駆動させることを特徴のひとつとすることができる。
In the present embodiment, for example, the drive side electrode and the driven side electrode are provided opposite to each other in the sealed
駆動側連結ロッド11−2はガイド14−2に設けられた上溝14A−2と下溝14B−2により上下方向の変位を制限され、遮断部の駆動軸となるY軸方向と直行するX軸方向へのみ移動可能となる。
The drive-side connecting rod 11-2 is limited in displacement in the vertical direction by the
駆動側可動ピン18は、ガイド14−2内の第二溝カム17−2と、駆動側連結ロッド11−2内の第一溝カム16−2と、レバー12−2内のレバー駆動側ガイド穴19−2を貫通する。被駆動側可動ピン20は、レバー12−2内のレバー被駆動側ガイド穴21−2と被駆動側連結ロッド13−2内の被駆動側連結ロッドガイド溝30−2を貫通する。この際、ガイド14−2には被駆動側可動ピン20が移動するための穴25−2を設ける。
The drive-side
駆動側可動ピン18、被駆動側可動ピン20は、ガイド14から外れないよう、両端に切り込んだ駆動側可動ピン締結ボルト26、被駆動側可動ピン締結ボルト28を駆動側可動ピン固定ナット27、被駆動側可動ピン固定ナット29でそれぞれ締め付ける。ボルト締結部をアクセスし易いガイド14の外側に配置することにより、メンテナンス性の向上が可能となる。
Drive side
本実施例によれば、遮断動作時における時刻dでの被駆動側アーク電極5の動作停止に伴い、モーメントMyを発生させてレバー12−2の姿勢変化の原因となる、円柱突起嵌め合い部表面15A−2と円柱突起嵌め合い穴12A−2を、駆動側可動ピン衝突地点18B、第三溝カム衝突地点19B、被駆動側可動ピン衝突地点20B、レバー被駆動側ガイド穴衝突地点21Bと同軸上に配置することにより、モーメントMyに起因した、衝撃荷重F1及び反力R1、衝撃荷重F2及び反力R2の増加とX軸方向の分布偏りを最小化して接触面圧の増加及び偏りによる面粗れやかじりによる動作不良を防止、及び円柱突起15−2のガイド14−2と境目の根元に発生する曲げ応力σMを低減でき、双方向駆動機構部10−2の信頼性確保に必要な構造信頼性を確保しつつ、双方向駆動機構部10−2を小形化することができる。
According to this embodiment, the cylindrical projection fitting portion which generates moment My and causes posture change of lever 12-2 with the stop of the operation of driven
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれている。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various modifications. For example, the embodiments described above are described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. In addition, with respect to a part of the configuration of each embodiment, it is possible to add, delete, and replace other configurations.
1:操作器
2:駆動側主電極
3:被駆動側主電極
4:駆動側アーク電極
5:被駆動側アーク電極
6:シャフト
7:機械的圧縮室
8:ノズル
9:熱膨張室
10:双方向駆動機構部
11:駆動側連結ロッド
12:レバー
12A:円柱突起嵌め合い穴
12B:仮想レバー軸
13:被駆動側連結ロッド
14:ガイド
14A:上溝
14B:下溝
15:円柱突起
15A:円柱突起嵌め合い部表面
16:第一溝カム
16A:第一直線部
16B:連結部
16C:第二直線部
17:第二溝カム
18:駆動側可動ピン
18B:駆動側可動ピン衝突地点
19:第三溝カム
19B:第三溝カム衝突地点
20:被駆動側可動ピン
20B:被駆動側可動ピン衝突地点
21:レバー被駆動側ガイド穴
21B:レバー被駆動側ガイド穴衝突地点
22:締結リング
23:駆動側締結ボルト
25:穴
26:駆動側可動ピン締結ボルト
27:駆動側可動ピン固定ナット
28:被駆動側可動ピン締結ボルト
29:被駆動側可動ピン固定ナット
30:被駆動側連結ロッドガイド溝
40:ブッシュ
50:軸受け
100:密封容器、
10−2:双方向駆動機構部
11−2:駆動側連結ロッド
12−2:レバー
12A−2:円柱突起嵌め合い穴
13−2:被駆動側連結ロッド
14−2:ガイド
14A−2:上溝
14B−2:下溝
15−2:円柱突起
15A−2:円柱突起嵌め合い部表面
16−2:第一溝カム
17−2:第二溝カム
19−2:レバー駆動側ガイド穴
21−2:レバー被駆動側ガイド穴
25−2:穴
30−2:被駆動側連結ロッドガイド溝
1: Controller 2: Drive-side main electrode 3: Drive-side main electrode 4: Drive-side arc electrode 5: Drive-side arc electrode 6: Shaft 7: Mechanical compression chamber 8: Nozzle 9: Thermal expansion chamber 10: Both Directional drive mechanism 11: drive side connecting rod 12: lever 12A: cylindrical projection
10-2: Bidirectional drive mechanism part 11-2: Drive side connecting rod 12-2:
Claims (13)
駆動側主電極と駆動側アーク電極を有し、操作器に接続され、密封タンク内に設けられた駆動側電極と、
被駆動側主電極と被駆動側アーク電極を有し、密封タンク内に前記駆動側電極と対向して設けられた被駆動側電極と、
双方向駆動機構部と、
を備え、
前記双方向駆動機構は、
前記駆動側電極からの駆動力を受ける駆動側連結ロッドと、
前記被駆動側アーク電極に接続された被駆動側連結ロッドと、
前記駆動側連結ロッドと前記被駆動側連結ロッドが内部を並進自在に移動するよう保持するガイドと、
前記ガイドの両外側に配置され、互いに前記ガイドに一体成型された円柱突起に嵌め合うことにより回動自在に固定され、前記被駆動側連結ロッドと前記駆動側連結ロッドを連結し、前記駆動側連結ロッドの動作に対して前記被駆動側連結ロッドを反対方向に動作させるための2つのレバーを有することを特徴とするガス遮断器。 A gas circuit breaker,
A drive side electrode having a drive side main electrode and a drive side arc electrode, connected to the controller, and provided in the sealed tank;
A driven side electrode which has a driven side main electrode and a driven side arc electrode, and is provided in the sealed tank so as to face the drive side electrode;
A bidirectional drive mechanism unit,
Equipped with
The bidirectional drive mechanism is
A drive side connecting rod which receives a driving force from the drive side electrode;
A driven connection rod connected to the driven arc electrode;
A guide for holding the drive side connecting rod and the driven side connecting rod so as to translate the inside;
The guide is disposed on the outer sides of the guide and rotatably fixed to each other by fitting to a cylindrical projection integrally formed with the guide, whereby the driven connection rod and the drive connection rod are connected, and the drive side is connected. A gas circuit breaker comprising two levers for operating the driven connection rod in opposite directions with respect to the movement of the connection rod.
前記駆動側連結ロッドが有する第一溝カムと、前記ガイドが有する第二溝カムと、前記レバーが有する第三溝カムとのそれぞれに、駆動側可動ピンを連通させ、前記円柱突起を
前記第二溝カムの長手方向幅内に配置し、前記円柱突起を挟んで前記駆動側可動ピンと反対側の位置に前記被駆動側連結ロッドを移動させる被駆動側可動ピンを連通させる構造としたことを特徴とするガス遮断器。 In the gas circuit breaker according to claim 1,
A driving side movable pin is communicated with each of the first groove cam of the drive side connecting rod, the second groove cam of the guide, and the third groove cam of the lever, and the cylindrical protrusion is The movable groove is disposed within the longitudinal width of the two groove cam, and a driven movable pin for moving the driven connecting rod is communicated with a position opposite to the driving movable pin with the cylindrical protrusion interposed therebetween. Characteristic gas circuit breaker.
前記レバーと前記円柱突起についてブッシュを介して嵌め合うことを特徴とするガス遮断器。 In the gas circuit breaker according to claim 1,
A gas circuit breaker characterized in that the lever and the cylindrical projection are fitted through a bush.
前記レバーと前記円柱突起について軸受けを介して嵌め合うことを特徴とするガス遮断器。 In the gas circuit breaker according to claim 1,
A gas circuit breaker characterized in that the lever and the cylindrical projection are fitted through a bearing.
前記レバーと前記円柱突起について前記ブッシュを介して嵌め合うことを特徴とするガス遮断器。 In the gas circuit breaker according to claim 2,
A gas circuit breaker characterized in that the lever and the cylindrical projection are fitted through the bush.
前記レバーと前記円柱突起について前記軸受けを介して嵌め合うことを特徴とするガス遮断器。 In the gas circuit breaker according to claim 2,
A gas circuit breaker characterized in that the lever and the cylindrical projection are fitted through the bearing.
前記駆動側連結ロッドが有する第一溝カムと、前記ガイドが有する第二溝カムと、前記レバーが有すると嵌め合い穴それぞれに、駆動側可動ピンを連通させ、前記円柱突起を前記第二溝カムの長手方向幅内に配置し、前記レバーをベルクランク形状とし、前記円柱突起を挟んで前記駆動側可動ピンと反対側の位置に前記被駆動側連結ロッドを移動させる被駆動側可動ピンを連通させる構造としたことを特徴とするガス遮断器。 In the gas circuit breaker according to claim 1,
The drive-side movable pin is communicated with the first groove cam of the drive-side connecting rod, the second groove cam of the guide, and the fitting hole of the lever, and the cylindrical protrusion is formed into the second groove A driven side movable pin is disposed which is disposed within the longitudinal width of the cam, the lever has a bell crank shape, and moves the driven connection rod to a position opposite to the drive side movable pin across the cylindrical projection. A gas circuit breaker characterized in that
前記レバーと前記円柱突起について前記ブッシュを介して嵌め合うことを特徴とするガス遮断器。 In the gas circuit breaker according to claim 7,
A gas circuit breaker characterized in that the lever and the cylindrical projection are fitted through the bush.
前記レバーと前記円柱突起について前記軸受けを介して嵌め合うことを特徴とするガス遮断器。 In the gas circuit breaker according to claim 7,
A gas circuit breaker characterized in that the lever and the cylindrical projection are fitted through the bearing.
前記駆動側連結ロッドは、
第二直線部、連結部、第一直線部を含む第一溝カムを有し、
第一直線部と第二直線部は駆動方向に対し互いに異なる軸線上に設けられ、その間に連結部が設けられたことを特徴とするガス遮断器。 In the gas circuit breaker according to claim 2,
The drive side connecting rod is
A first grooved cam including a second straight portion, a connecting portion, and a first straight portion;
A gas circuit breaker characterized in that the first straight portion and the second straight portion are provided on mutually different axes with respect to the driving direction, and a connecting portion is provided therebetween.
前記駆動側連結ロッドは、
第二直線部、連結部、第一直線部を含む第一溝カムを有し、
第一直線部と第二直線部は駆動方向に対し互いに異なる軸線上に設けられ、その間に連結部が設けられたことを特徴とするガス遮断器。 In the gas circuit breaker according to claim 7,
The drive side connecting rod is
A first grooved cam including a second straight portion, a connecting portion, and a first straight portion;
A gas circuit breaker characterized in that the first straight portion and the second straight portion are provided on mutually different axes with respect to the driving direction, and a connecting portion is provided therebetween.
前記ガイドは、
前記駆動側連結ロッドの第一溝カムの溝幅に等しい第二溝カムが切り込まれて、
前記駆動側連結ロッドの第一溝カムと前記ガイドの第二溝カムは積層構造を成し、両溝カムの重なり部分に可動ピンが配され互いに可動自在に連結されることを特徴とするガス遮断器。 The gas circuit breaker according to claim 10,
The guide is
A second groove cam equal to the groove width of the first groove cam of the drive side connecting rod is cut,
The gas is characterized in that the first grooved cam of the drive side connecting rod and the second grooved cam of the guide form a laminated structure, and a movable pin is disposed at an overlapping portion of both grooved cams and is movably connected to each other. Circuit breaker.
前記レバーに丸穴、前記被駆動側連結ロッドに長穴が設けられ、又は、前記レバーに長穴、前記被駆動側連結ロッドに丸穴が設けられ、
被駆動側可動ピンが、前記レバーの穴と前記被駆動側連結ロッドの穴を貫通することを特徴とするガス遮断器。 In the gas circuit breaker according to claim 1,
A round hole is provided in the lever, an elongated hole is provided in the driven connection rod, or an elongated hole is provided in the lever, and a circular hole is provided in the driven connection rod.
A gas circuit breaker characterized in that a driven side movable pin passes through a hole of the lever and a hole of the driven connection rod.
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