JP2019067547A

JP2019067547A - 断路器

Info

Publication number: JP2019067547A
Application number: JP2017189409A
Authority: JP
Inventors: 博文大賀; Hirobumi Oga; 琢正村岡; Takumasa Muraoka
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2037-09-29
Also published as: JP6877310B2

Abstract

【課題】通電時に作用する電磁力により、可動ブレード４の固定電極３への接触不良となることを防ぐ断路器を提供すること。【解決手段】２枚の可動ブレード４を締付し、かつばねに反発力を生じさせるボルト５の首部を段付とすることにより、可動ブレード４に取付けられたアダプタ１０との干渉を発生させ、固定電極３との接触を維持させる構造をもつ断路器。【選択図】図１

Description

本発明は、主回路の開閉を行う断路器に関する。

ガス絶縁開閉装置において、可動ブレードをばね力により固定側端子に押圧する構成をもつ断路器が特許文献１に記載されている。この特許文献１には、ばね押さえの接触ばねと接する面に凸部を設け、この凸部を前記接触ばねの中空部に嵌め込んだ断路器の接触ばね保持装置が記載されている。

特開平６−２２３６８３

特許文献１には、ばねが可動ブレードの摺動抵抗により外れることなく、固定側電極に接触圧力を得ることができる構造が記載されている。しかし、特許文献１に記載された断路器の可動ブレード構造は、通電電流による電磁力がブレードに作用した場合、ばね縮みにより可動ブレードの間隔が広がり接触不良が発生しうる。そのため、可動ブレードと固定側電極との間にアークが発生し溶損に至る可能性を有している。

本発明の目的は、電磁力による接触不良を防ぐことができる断路器を提供することにある。

上記目的は、通電導体と、固定電極と、前記通電導体に接続され、第一部材と第二部材とから構成される可動ブレードとを備え、前記第一部材と前記第二部材との間で、前記第一部材及び前記第二部材を前記固定電極と接触又は非接触させる断路器において、前記接触又は非接触させる部分の近傍に、前記第一部材と前記第二部材との間隔の広がりを制限する広がり制限手段を設けたことにより達成される。

本発明によれば、電磁力による接触不良を防ぐことができる断路器を提供することができる。

第一の実施形態に係る断路器ブレード部構成を示す図。電磁力作用時の形態を示す図。断路器の全様を示す図。第二の実施形態に係る断路器ブレード部構成を示す図。電磁力作用時の形態を示す図。図３をＡ−Ａ断面から見た図。可動ブレードに流れる電流の向きを示す図。段付きボルトの詳細を示す図。溝付きボルトの詳細を示す図。

以下実施例を、図面を用いて説明する。

以下本発明の第一実施例を図１、図２、図３に沿って説明する。

図１及び図２は、第一実施例である断路器の一部を示す側面図である。図３は、断路器の全体を示す全体図である。

図３の断路器は、金属容器１内に対向配置する一対の通電導体２，２ａを有し、一方の前記通電導体２に取り付ける固定側電極３と、他方の前記通電導体２ａに回転可能に取り付けて前記固定側電極３の電接面と接離する可動ブレード４を備えたブレード形断路器である。

図３をＡ−Ａ断面から見た図を図６に示す。３相一括である本断路器は、金属容器１内の水平方向に配置されたシャフト１１に接続したロッド１２を介して、可動ブレード４が３組並んでいる。シャフト１１にはモータが接続され、モータによる回転をシャフト１１とロッド１２から伝達された可動ブレード４が図３中「矢印１３」の方向に回転することにより、導体２，２ａで構成される充電路を「入」「切」している。このときの充電路とは遮断器によって負荷電流を遮断した後の電気的に充電された状態の回路を指す（断路器の「切」により、充電路を区間的に独立させたのちに接地開閉器を「入」にして当該区間を接地させ点検等を実施することとなる）。

図１は２枚の部材から構成される可動ブレード４が固定電極３と接している状態を上面から示した図である。図に示される上下の可動ブレード４は、ロッド１２とワッシャ１４を間に挟んで、ピン６とピン６の両端に設けられたＣリング１５とによって連結される。ロッド１２とワッシャ１４を間に挟むことにより上下の可動ブレード４の間隔は一定以上に保持される。通電時には、１組の可動ブレード４の間に固定電極３が摺動して挿入され、コンタクト８等を介して通電導体２と通電導体２ａとが電気的に接続される。

通電に必要なコンタクト８への押圧力は、段付ボルト５の締付力から発生するばね７の反発力より得ている。ここで、コンタクト８と固側電極３との間の押圧力を、適度なばね力を持ったばね７により与えていることで、可動ブレード４と固定側電極３の嵌め合い寸法に尤度を持たせ、可動ブレード４と前記固定電極３の損傷を防ぐができる。

ここで、コンタクト８は通電させる接触子（材質Ｃｕ）と弾性を有するスプリング部（材質ＢｅＣｕ）から成る。通電性を確保できるスプリング部の変位量が決まっていて、この変位量内で固定電極３の幅に対して可動ブレード４の間隔幅を設定・組立てることとなる。例えば、変位量が０．５ｍｍとすると、固定電極幅２２ｍｍに対してブレード間隔は２２ｍ〜２２．５ｍｍ（可動ブレード間隔が最大時、固定電極が可動ブレード間の片方に寄った状態において、可動ブレードと固定電極の隙間がコンタクトの変位量以下で未接触にならないようにする）の範囲となるように組立てられる。

また、この損傷は、ブレードに取付けられたコンタクトの先端（接触子）が固定電極に摺動することによる損傷を指している。例えば、ブレード間隔が２２．５ｍｍで組み立てられた状態で、断路器を「切」⇒「入」にする場合を考えると、ブレードにつけられたコンタクト接触子の先端間隔は２１．５ｍｍとなっていることから、可動ブレードは両側合わせて０．５ｍｍ分コンタクトスプリング部を圧縮しながら固定電極と摺動することになる。このときに通電時の電磁力に抗おうと、ばね７のばね力を強靭なものとしてしまうとこの摺動抵抗が増すため、損傷しやすくなる。

次に、通電時の可動ブレード４に働く力を、図２、図６及び図７に示す。この例では通電時には、可動ブレード４にはＸ方向に電磁力が作用する。瞬間的にＡ相、Ｂ相、Ｃ相に図７に示すように電流が流れ、Ｘ方向にで電磁力を生じる。この電磁力により可動ブレード４の間隔が広がろうとしたときに、段付ボルト５の段付面が可動ブレード４に取付けられたアダプタ１０に接触して、可動ブレード４の間隔が広がる範囲を制限する。更に。コンタクト８は、その弾性により、間隔の広がりを吸収して、可動ブレード４と固定電極３との電気的接触を維持・確保する。

ここで、図８に段付ボルト５の詳細を示す。図８の段付面Ａは、図１では始めアダプタ１０とは接触していないが、通電開始時や遮断開始時には瞬間的に電磁力の影響で上下の可動ブレード４の間隔が広がり、ばね７が縮む。ばね７の縮みが大きくなると、図２に示すように段付面Ａがアダプタ１０と接触する。接触すると、段付ボルト５の段付面Ａと段付ボルト５の先端部に締められたナットとが、電磁力による上下の可動ブレード４の間隔がこれ以上広がらないように制限する。この例では、アダプタ１０はＳＳ４００材からなり、可動ブレード４を深座ぐりして設置されている。これは可動ブレード４と段付ボルト５の頭部間にバネ７を直接挟むには可動ブレード４が薄すぎるため、アダプタ１０を適用することでばねを挿入できる空間を確保している。

図２は電磁力により可動ブレード４の間隔が最大（前記ボルト５の段付面と前記アダプタ１０の座面が干渉している）となった状態を示す。ここでも、前記コンタクト８自身がもつ弾性により、前記固定電極３とのギャップを吸収し、可動ブレード４の間隔がこの状態まで広がろうとも前記固定電極３に十分に接触した状態が維持される。

中央付近に設置されたピン６とその両端に取り付けられたＣリング１５とにより上下の可動ブレード４を留めているが、組立尤度をとるため当然に”ガタ”がある。この“ガタ”の分、上下の可動ブレード４の間が広がり得る。かつ、Ｃリング１５だけでは電磁力作用時に可動ブレード４の間隔の広がりを留めておく力はない。図２は極端に可動ブレード４の間隔が開いた状態を描いている。段付きボルト５は固定電極２の近傍（例えばピン６よりも固定電極２側）に設けることにより、電磁力による可動ブレード４の間隔の広がりをより効果的に制限することができる。

次に図４、図５に沿って、第二の実施例を説明する。尚、図４及び図５において、図１〜３と同一符号は同一部品を示すので、再度の説明は省略する。第一の実施例では、可動ブレード４の間隔が電磁力により広がるのを一定範囲内に抑制するために、段付ボルト５を用いたが、第二の実施例では図４に示すようにばね用溝付ボルト９を用いる。前記ボルト９の頭側面を軸方向に長くし、ネジ径との間に設けた溝にばねを設置する構造とした。

図５は実施例１と同様に、電磁力作用時に可動ブレード４に取付けられたアダプタ１０と溝付ボルト９の溝口面とが干渉し、可動ブレード４の間隔が広がる範囲を制限する。更に。弾性をもつコンタクト８により、可動ブレード４と固定電極３との電気的接触が維持・確保される。

溝付ボルト９の詳細を図９に示す。溝の中にバネが収納される。このバネが電磁力に抗しきれなくなったときに、溝口面がアダプタと接触する。この接触により、、溝口面と段付ボルト５の先端部に締められたナットとにより、電磁力による上下の可動ブレード４の間隔が広がるのを制限する。

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る。例えば、上記した実施例は本発明をわ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。

１…金属容器
２，２ａ…通電導体
３…固定電極
４…可動ブレード
５…段付ボルト
６…ピン
７…ばね
８…コンタクト
９…ばね用溝付ボルト
１０…アダプタ
１１…シャフト
１２…ロッド
１４…ワッシャ
１５…Ｃリング

Claims

通電導体と、
固定電極と、
前記通電導体に接続され、第一部材と第二部材とから構成される可動ブレードとを備え、
前記第一部材と前記第二部材との間で、前記第一部材及び前記第二部材を前記固定電極と接触又は非接触させる断路器において、
前記接触又は非接触させる部分の近傍に、前記第一部材と前記第二部材との間隔の広がりを制限する広がり制限手段を設けたことを特徴とする断路器。
請求項１において、
前記第一部材と前記第二部材とを前記固定電極に押し圧する押圧手段と、
前記第一部材と前記第二部材との間隔を保持する間隔保持手段とを備えたことを特徴とする断路器。
請求項２において、
導電性及び弾性を有する第一のコンタクト材を備え、
前記第一のコンタクト材を介して前記第一部材と前記固定電極とが接触することを特徴とする断路器。
請求項３において、
導電性及び弾性力を有する第二のコンタクト材を備え、
前記第二のコンタクト材を介して前記第二部材と前記固定導体とが接触することを特徴とする断路器。
請求項４において、
複数個の前記押圧手段を備え、
複数個の前記押圧手段の間に、前記間隔保持手段を配設したことを特徴とする断路器。
請求項５において、
前記広がり制限手段は、
前記第一部材と前記第二部材とを貫通して設けられたボルトと、前記ボルトの先端部に固定されたナットとを備えて構成され、
前記ボルトの頭部が、前記第一部材に接触することによって、広がりを制限することを特徴とする断路器。
請求項６において、
前記ボルトの頭部と前記第一部材との間にアダプタを備え、
前記ボルトは、頭部に段が形成された段付きボルト、又は、頭部に溝が形成された溝付きボルトであって、
前記広がり制限手段は、前記段付きボルトの段付面、又は、前記溝付きボルトの溝口面が、前前記アダプタを介して前記第一部材に接触することによって、広がりを制限することを特徴とする断路器。
請求項７において、
前記押圧手段は、前記ボルトの軸が貫通するバネであり、前記バネは縮められた状態で前記ボルトの頭部と前記第一部材との間に配設され、
前記間隔保持手段は、前記第一部材と前記第二部材とを貫通する棒材と、前記第一部材と前記第二部材とを挟んで前記棒材の両端に設けられた止め材と、前記棒材が貫通し前記第一部材と前記第二部材との間に設けられた間隔材とで構成されたことを特徴とする断路器。
請求項７において、
前記間隔材はモーターの力によって駆動され、前記第一部材及び前記第二部材を前記固定電極と接触又は非接触させることを特徴とする断路器。
請求項１において、
相の異なる前記通電導体と前記可動ブレードとを複数組備え、
前記複数組が同時に、前記接触又は非接触されることを特徴とする断路器