JP2019046701A - Vacuum switching device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は真空開閉装置に係り、特に、真空開閉器が高圧機器箱に収納され、鉄道車両等に搭載するものに好適な真空開閉装置に関するものである。 The present invention relates to a vacuum switching device, and more particularly to a vacuum switching device suitable for use in a railway vehicle or the like in which a vacuum switch is housed in a high pressure equipment box.
一般に、鉄道車両に搭載される真空開閉装置は、鉄道車両の屋根上若しくは床下に配置されている。特に、真空開閉器は、その周辺機器との絶縁性を考慮して設置されなければならず、例えば、鉄道車両に搭載される真空開閉器は、高圧機器箱と呼ばれる箱の中に収納され、その高圧機器箱を接地電位とすることで、真空開閉器を電気的に隔離し、その周辺機器との絶縁性を確保することが行われている。 Generally, a vacuum switching device mounted on a railway vehicle is disposed on the roof or floor of the railway vehicle. In particular, the vacuum switch must be installed in consideration of insulation with its peripheral equipment, for example, the vacuum switch mounted on a railway vehicle is housed in a box called a high pressure equipment box, By setting the high voltage equipment box to the ground potential, the vacuum switch is electrically isolated and insulation from the peripheral equipment is secured.
鉄道車両に搭載される真空開閉装置としては、例えば、特許文献1に記載されたものがある。
As a vacuum switching device mounted on a railway vehicle, for example, there is one described in
この特許文献1には、鉄道車両に搭載される真空開閉装置が、真空遮断器(真空開閉器)と、回転軸を中心に回転動作する接地装置と、真空遮断器の電極および接地装置を動作させる操作器箱とを備え、真空開閉装置のメンテナンス作業時には、接地装置を回転させることで真空遮断器から外部に露出している接点と接触させ、真空遮断器を接地電位とすることにより、安全に作業を行うことができることが記載されている。
In this
しかしながら、特許文献1に記載されている真空開閉装置は、真空遮断器の周辺を接地電位をもつ高圧機器箱で覆うことを想定した場合、真空遮断器の充電部である接点が左下方向に伸びている(特許文献1の図3参照)ために、真空遮断器の接点と高圧機器箱の上側内壁との絶縁距離は確保しやすいが、真空遮断器の接点と高圧機器箱の下側内壁との絶縁距離は確保しづらくなり、この絶縁距離を確保するためには高圧機器箱を大型化する必要があり、高圧機器箱を大型化すると鉄道車両の両内スペースが圧迫されるという課題があった。
However, in the case of the vacuum switchgear described in
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、高圧機器箱とその内部に納められた真空開閉器との絶縁を確保しつつ、高圧機器箱が大型化することのない真空開閉装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described point, and the object of the present invention is to increase the size of the high-pressure equipment box while securing the insulation between the high-pressure equipment box and the vacuum switch housed therein. Not to provide a vacuum switching device.
本発明に係る真空開閉器は、上記目的を達成するために、断面矩形状を成し、複数の内壁で構成されている高圧機器箱内に、外部回路と電気的に接続するための固定接点と可動接点を備えた真空開閉器及び前記真空開閉器の前記固定接点及び可動接点と入り切りされる接地装置が収納されている真空開閉装置であって、前記真空開閉器の固定接点と可動接点は、前記高圧機器箱の近接する二箇所の前記内壁から等しい距離に位置していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the vacuum switch according to the present invention is a fixed contact for electrically connecting with an external circuit in a high voltage equipment box which has a rectangular cross section and is formed of a plurality of inner walls. And a vacuum switch provided with a movable contact, and a grounding device accommodated in the vacuum switch and the fixed contact and the movable contact of the vacuum switch housed therein, wherein the fixed contact and the movable contact of the vacuum switch are The invention is characterized in that they are located at equal distances from the two adjacent inner walls of the high pressure equipment box.
本発明によれば、高圧機器箱とその内部に納められた真空開閉器との絶縁を確保しつつ、高圧機器箱が大型化することのない真空開閉装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a vacuum switching device which does not increase the size of the high-pressure equipment box while securing the insulation between the high-pressure equipment box and the vacuum switch housed therein.
以下、図示した実施例に基づいて本発明の真空開閉装置を説明する。なお、各図において、同一構成部品には同符号を使用する。 Hereinafter, the vacuum switching device of the present invention will be described based on the illustrated embodiment. In the drawings, the same reference numerals are used for the same components.
図1に、本発明の真空開閉装置の実施例1における真空開閉器を示す。 EXAMPLE 1 The vacuum switch in Example 1 of the vacuum switch of this invention is shown in FIG.
図1に示すように、真空開閉器1は、固定電極4と、この固定電極4に対して接触または開離する可動電極5と、固定電極4及び可動電極5の周囲を覆うアークシールド6と、アークシールド6を支持する外側容器の一部を構成する円筒形状のセラミック絶縁筒7と、ベローズ8等から構成される真空バルブ2を備えている。
As shown in FIG. 1, the
真空バルブ2の外側容器は、セラミック絶縁筒7の両端を端板で覆って構成され、内部を真空状態に維持している。固定電極4は固定導体10に接続されており、固定導体10は真空バルブ2の外に引き出され、外部電気回路と接続される固定接点13を備えている。可動電極5は可動導体11に接続されており、可動導体11は真空バルブ2の外に引き出され、集電子22を介して可動側引出導体12A及び12Bと電気的に接続されており、可動側引出導体12A及び12Bの先端には外部電気回路と接続される可動接点14A及び14Bを備えている。
The outer container of the
また、真空バルブ2、固定導体10、可動導体11、可動側引出導体12A及び12Bは、エポキシ樹脂やゴム樹脂などの固体絶縁物からなる絶縁ケース3で覆われている。真空バルブ2の可動側では、可動導体11と可動側の端板の間にベローズ8が配置され、真空バルブ2の真空状態を維持したまま可動導体11が可動できるようになっている。
The
また、真空バルブ2の可動側には、気中絶縁操作ロッド15が接続されている。この気中絶縁操作ロッド15の先端にはリンク機構16の一端が接続され、リンク機構16の他端には操作器17が接続されており、操作器17で発生する力をリンク機構16を介して気中絶縁操作ロッド15に伝達している。上述した操作器17の駆動力は、ばねを用いたばね操作器や永久磁石とコイルを用いた電磁操作器から発生させるが、その操作器の詳述は省略する。
Further, an air
次に、図2、図3及び図4を用いて、上述した真空開閉器1が高圧機器箱31内に納められた本発明の真空開閉装置100の構成を説明する。
Next, the configuration of the
図2は、真空開閉器1が高圧機器箱31内に納められた状態の真空開閉装置100の機器配置を示す縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the device arrangement of the
図2に示すように、本実施例の真空開閉装置100は、高圧機器箱31が断面矩形状を成し、高圧機器箱上側内壁51、高圧機器箱下側内壁52、高圧機器箱左側内壁53、高圧機器箱右側内壁54及び後述する高圧機器箱手前側内壁55、高圧機器箱奥側内壁56から構成されており、この高圧機器箱31内に、高圧機器箱下側内壁52に設置された操作器箱18上に真空開閉器1が設置されている。
As shown in FIG. 2, in the vacuum opening and
上述した高圧機器箱31内の電気回路は、高圧機器箱上側内壁51に固定されているケーブルヘッド32Aが、同じく高圧機器箱上側内壁51に固定されている計器用変圧器35を介して真空開閉器1の固定導体10に接続され、固定導体10は真空開閉器1の可動導体11(図1参照)を介して可動接点14A及び14Bに接続されている。可動接点14Bには、高圧機器箱下側内壁52に固定されているケーブルヘッド32Bが接続され、このケーブルヘッド32Bから高圧機器箱31の外部回路へ電気を供給することができる。
The electric circuit in the high
更に、可動接点14Bは、高圧機器箱下側内壁52に固定されている断路器33を介して高圧機器箱上側内壁51に固定されているケーブルヘッド32Cへ接続され、このケーブルヘッド32Cから高圧機器箱31の外部回路へ電気を供給することができるようになっている。
Furthermore, the
また、ケーブルヘッド32Cには、高圧機器箱上側内壁51に固定されている避雷器34が接続されており、この避雷器34は、雷サージから電気回路を保護する役割をもっている。
Moreover, the
更に、真空開閉器1の横の高圧機器箱下側内壁52に設置された操作器箱18上には、接地装置19が真空開閉器1と高圧機器箱31の長手方向に隣接して設置されている。この接地装置19は、操作器箱18内で上述したリンク機構16の他端が接続されている操作器17に接続されたカム機構23を介して回転軸21に接続されている。
Further, a
そして、作業員がメンテナンス作業を行う際などには、操作器17から伝わる動力の運動方向をカム機構23で変換して回転軸21を軸に接地装置19を回転させ、固定接点13と接地装置19の先端に設けられている第1のクリップ20Aを、可動接点14Aと接地装置19の中間に設けられている第2のクリップ20Bをそれぞれ接触されることで、高圧機器箱31内の電気回路を接地電位とし、安全に作業が行えるようにしている。
Then, when a worker performs maintenance work, etc., the moving direction of the power transmitted from the
図3は、接地装置19が切位置(固定接点13と第1のクリップ20A、可動接点14Aと第2のクリップ20Bが接触していない状態)のときの真空開閉装置100の横断面図、また、図4は接地装置19が入位置(固定接点13と第1のクリップ20A、可動接点14Aと第2のクリップ20Bが接触している状態)のときの真空開閉装置100の横断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
図3及び図4に示すように、充電部となる固定接点13及び可動接点14A、14Bは、円筒形状の真空開閉器1の中心を通り、高圧機器箱31の長手方向(図中左右方向)に平行なX軸上に配置され、接地装置19の回転軸21は、X軸より下方の高圧機器箱31の長手方向(図中左右方向)に平行なX´軸上に配置され、真空開閉器1、接地装置19、操作器箱18の周囲は接地電位である高圧機器箱31で覆われている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
このとき、本実施例では、固定接点13及び可動接点14A、14Bと、高圧機器箱手前側内壁55及び高圧機器箱奥側内壁56との間の絶縁性を保障する距離である固定接点13及び可動接点14A、14Bと高圧機器箱奥側内壁56との間の距離をL1、固定接点13及び可動接点14A、14Bと高圧機器箱手前側内壁55との間の距離をL2としたとき、L1=L2となるように真空開閉器1と高圧機器箱31の位置を決めている。
At this time, in the present embodiment, the
このようにして真空開閉器1と高圧機器箱31の位置を決めることで、高圧機器箱手前側内壁55から高圧機器箱奥側内壁56までの距離L=L1+L2を最小とすることが可能で、高圧機器箱31と、その内部に納められた真空開閉器1との絶縁を確保しつつ、高圧機器箱寸法を低減すること、つまり、高圧機器箱31が大型化することを防ぐことができる。
By thus determining the positions of the
即ち、上述した距離がL1≠L2の場合(ただし、Lの距離は一定)、L1及びL2が、それぞれ絶縁性が確保することができる距離であれば問題とならない。 That is, in the case where the above-mentioned distance is L1 (L2 (however, the distance of L is constant), there is no problem as long as L1 and L2 can ensure insulation.
しかし、仮にL1>L2として、L2の絶縁性が確保することができないとするならば、追加の絶縁距離αが必要となり、高圧機器箱手前側内壁55から高圧機器箱奥側内壁56までの距離はL1+L2+α=L+αとなり、αの分だけ高圧機器箱31の寸法は大きくなる(大型化する)ので好ましくない。よって、図3及び図4に示す高圧機器箱31と真空開閉器1の配置が好適である。
However, assuming that L1> L2, if the insulation of L2 can not be ensured, an additional insulation distance α is required, and the distance from the high pressure equipment box front side
図3において、接地装置19が切位置(固定接点13と第1のクリップ20A、可動接点14Aと第2のクリップ20Bが接触していない状態)のとき、充電部となる固定接点13及び可動接点14Aと、接地電位となる接地装置19の第1及び第2のクリップ20A及び20Bの間は絶縁性が確保されなければならない。
In FIG. 3, when the
また、図3及び図4において、高圧機器箱31の寸法を小さくするという観点から、切位置での接地装置19は、操作器箱18の上部の範囲に納まるよう配置する。具体的には、操作器箱18の上部において、真空開閉器1の固定接点13及び可動接点14Aから最も距離のある位置は、操作器箱18の角部であるA点であるから、接地装置19が切位置のときに、その先端をA点である操作器箱18の角部の近くにくるように配置することが、絶縁距離確保のために好適である。
Further, in FIG. 3 and FIG. 4, the
ただし、接地装置19の先端(第1及び第2のクリップ20A及び20B)が厳密にA点にある必要はなく、固定接点13及び可動接点14Aの先端のB点を中心に、X軸と操作器箱18の端部の交点であるC点が描く円周の外部で、かつ、操作器箱18の上部の範囲に接地装置19の先端を配置することで、操作器箱18の上部で、真空開閉器1の固定接点13及び可動接点14Aと、接地装置19との距離を確保することが容易となる。
However, the tip of the grounding device 19 (the first and
更には、接地装置19が回転軸21を中心に切位置から入位置(固定接点13と第1のクリップ20A、可動接点14Aと第2のクリップ20Bが接触している状態)、若しくは入位置から切位置に移動する際の第1及び第2のクリップ20A及び20Bの軌道が、操作器箱18の上部に納まるように接地装置19を配置することが好ましい。
Furthermore, the
このような本実施例の構成とすることにより、接地装置19とその第1及び第2のクリップ20A及び20Bと、固定接点13及び可動接点14Aの間で必要な絶縁距離を確保しつつ、接地装置19がその切位置にあるとき、または切位置と入位置の間で動作するときに、接地装置19が高圧機器箱内壁に干渉しないようにすることができ、高圧機器箱31の大型化を防ぐことが可能となる。
By adopting the configuration of the present embodiment as described above, while securing the necessary insulation distance between the grounding
なお、上記した実施例は本発明を分かり易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 above embodiments 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…真空開閉器、2…真空バルブ、3…絶縁ケース、4…固定電極、5…可動電極、6…アークシールド、7…セラミック絶縁筒、8…ベローズ、10…固定導体、11…可動導体、12A、12B…可動側引出導体、13…固定接点、14A、14B…可動接点、15…気中絶縁操作ロッド、16…リンク機構、17…操作器、18…操作器箱、19…接地装置、20A…第1のクリップ、20B…第2のクリップ、21…回転軸、22…集電子、23…カム機構、31…高圧機器箱、32A、32B、32C…ケーブルヘッド、33…断路器、34…避雷器、35…計器用変圧器、51…高圧機器箱上側内壁、52…高圧機器箱下側内壁、53…高圧機器箱左側内壁、54…高圧機器箱右側内壁、55…高圧機器箱手前側内壁、56…高圧機器箱奥側内壁、100…真空開閉装置。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記真空開閉器の固定接点と可動接点は、前記高圧機器箱の近接する二箇所の前記内壁から等しい距離に位置していることを特徴とする真空開閉装置。 A vacuum switch comprising a fixed contact and a movable contact for electrically connecting to an external circuit in a high voltage equipment box having a rectangular cross section and being constituted by a plurality of inner walls, and the fixing of the vacuum switch What is claimed is: 1. A vacuum switching device containing a grounding device which is turned on and off with a contact and a movable contact, comprising:
The vacuum switchgear according to claim 1, wherein the fixed contact and the movable contact of the vacuum switch are located at equal distances from the two adjacent inner walls of the high-pressure equipment box.
前記真空開閉器の固定接点と可動接点は、円筒形状の前記真空開閉器の中心を通り、前記高圧機器箱の長手方向と平行なX軸上に配置されていることを特徴とする真空開閉装置。 The vacuum switching device according to claim 1, wherein
The vacuum switching device is characterized in that the fixed contact and the movable contact of the vacuum switch are disposed on an X axis parallel to the longitudinal direction of the high-pressure equipment box, passing through the center of the cylindrical vacuum switch. .
前記真空開閉装置は、高圧機器箱上側内壁、高圧機器箱下側内壁、高圧機器箱左側内壁、高圧機器箱右側内壁、高圧機器箱手前側内壁及び高圧機器箱奥側内壁から構成され、
前記固定接点及び前記可動接点と前記高圧機器箱奥側内壁との間の距離をL1、前記固定接点及び前記可動接点と前記高圧機器箱手前側内壁との間の距離をL2としたとき、L1=L2となるように前記真空開閉器と前記高圧機器箱が位置決めされていることを特徴とする真空開閉装置。 The vacuum switching device according to claim 1 or 2, wherein
The vacuum switching device comprises a high pressure equipment box upper inner wall, a high pressure equipment box lower inner wall, a high pressure equipment box left inner wall, a high pressure equipment box right inner wall, a high pressure equipment box front side inner wall, and a high pressure equipment box inner wall.
When the distance between the fixed contact and the movable contact and the inner wall of the high voltage apparatus box is L1, and the distance between the fixed contact and the movable contact and the inner wall of the high voltage apparatus box is L2, L1 The vacuum switchgear characterized in that the vacuum switch and the high-pressure equipment box are positioned so that L2 = L2.
前記高圧機器箱内には、前記真空開閉器及び前記接地装置を操作する操作器が操作器箱に収納されて設置されていることを特徴とする真空開閉装置。 The vacuum switching device according to claim 3, wherein
In the high-voltage equipment box, a controller for operating the vacuum switch and the grounding device is housed and installed in the controller box.
前記真空開閉器と前記接地装置は、前記操作器箱上で、かつ、前記高圧機器箱の長手方向に隣接して設置されていることを特徴とする真空開閉装置。 The vacuum switching device according to claim 4, wherein
The vacuum switchgear according to claim 1, wherein the vacuum switch and the grounding device are disposed on the controller box and adjacent to each other in the longitudinal direction of the high-pressure equipment box.
前記操作器は、前記真空開閉器の可動側に接続されている絶縁操作ロッドに一端が接続されたリンク機構の他端に接続されていると共に、前記接地装置は、前記リンク機構の他端が接続されている前記操作器に接続されたカム機構を介して回転軸に回転可能に接続されていることを特徴とする真空開閉装置。 The vacuum switching device according to claim 4 or 5, wherein
The operating device is connected to the other end of the link mechanism whose one end is connected to the insulated operating rod connected to the movable side of the vacuum switch, and the other end of the link mechanism is connected to the grounding device A vacuum switching device characterized in that it is rotatably connected to a rotating shaft via a cam mechanism connected to the connected operating device.
前記操作器から伝わる動力の運動方向を前記カム機構で変換して前記回転軸を軸に前記接地装置を回転させ、前記固定接点と前記接地装置の先端に設けられている第1のクリップを、前記可動接点と前記接地装置の中間に設けられている第2のクリップをそれぞれ接触させることで、前記高圧機器箱内の電気回路を接地電位とすることを特徴とする真空開閉装置。 The vacuum switching device according to claim 6, wherein
The movement direction of the power transmitted from the operation device is converted by the cam mechanism, the grounding device is rotated about the rotating shaft, and the first contact provided at the fixed contact and the tip of the grounding device is A vacuum switching device characterized in that the electric circuit in the high voltage equipment box is set to the ground potential by bringing the second contact provided between the movable contact and the grounding device into contact with each other.
切位置での前記接地装置は、前記操作器箱の上部の範囲に納まるように配置されていることを特徴とする真空開閉装置。 The vacuum switching device according to claim 7, wherein
The vacuum switchgear according to claim 1, wherein the grounding device in the off position is arranged to fit within the upper area of the controller box.
切位置での前記接地装置は、該接地装置の先端が前記操作器箱の角部にくるように配置されていることを特徴とする真空開閉装置。 The vacuum switching device according to claim 7, wherein
The vacuum switchgear according to claim 1, wherein the grounding device in the cutting position is arranged such that a tip of the grounding device is at a corner of the controller box.
前記真空開閉器の固定接点及び可動接点の先端のB点を中心に、前記X軸と前記操作器箱の端部の交点であるC点が描く円周の外部で、かつ、前記操作器箱の上部の範囲に前記接地装置の先端が配置されていることを特徴とする真空開閉装置。 The vacuum switching device according to claim 8, wherein
The controller box outside the circumference described by the point C which is the intersection of the X axis and the end of the controller box around the center point B of the fixed contact of the vacuum switch and the tip of the movable contact The tip of the grounding device is disposed in the upper area of the vacuum switch.
前記接地装置は、該接地装置が前記回転軸を中心に切位置から入位置、若しくは入位置から切位置に移動する際の前記第1及び第2のクリップの軌道が、前記操作器箱の上部に納まるように配置されていることを特徴とする真空開閉装置。 The vacuum switching device according to claim 7, wherein
In the grounding device, the track of the first and second clips when the grounding device moves from the cutting position to the on position or from the entering position to the cutting position around the rotation axis is the upper portion of the operator box A vacuum switching device characterized in that it is arranged to fit within.
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