JP2022012663A - Ground switch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、短絡電流を投入する機能を備えた接地開閉器に関する。 The present invention relates to a grounding switch having a function of inputting a short-circuit current.
従来、配電盤等においては、接離可能な固定子及び可動子を備えて主回路を接地する接地開閉器が利用されている(特許文献1参照)。接地開閉器においては、固定子が接続されている回路等が課電状態にて可動子を動作させて閉路する短絡投入が実施される場合がある。特許文献1では、可動子が回転可能な一対のブレードによって形成される一方、固定子がブレードの先端側に挟まれた状態で接触する接触子を備えている。各ブレードにはボルトが貫設され、このボルトにおけるブレードの外側位置に圧縮コイルばねが遊嵌されてブレードの先端を接触子に押し付けている。 Conventionally, in switchboards and the like, a grounding switch having a stator and a mover that can be connected and detached to ground the main circuit has been used (see Patent Document 1). In a grounded switch, a short-circuit input may be performed in which a circuit or the like to which a stator is connected operates a mover in a charged state to close the circuit. In Patent Document 1, the mover is formed by a pair of rotatable blades, while the stator is provided with a contactor that comes into contact with the stator while being sandwiched between the tips of the blades. A bolt is pierced in each blade, and a compression coil spring is loosely fitted in the outer position of the blade in this bolt to press the tip of the blade against the contact.
特許文献1にあっては、短絡投入を実施する際に、可動子と固定子とが接触する瞬間に生じる大電流によって、可動子と固定子とが反発して離れてしまう、という問題がある。このため、接地開閉器において、接地不能となったりアークが進展したりする投入不良が発生する、という問題がある。 Patent Document 1 has a problem that the mover and the stator repel each other due to a large current generated at the moment when the mover and the stator come into contact with each other when short-circuiting is performed. .. Therefore, in the grounding switch, there is a problem that the grounding failure occurs such that the grounding becomes impossible or the arc progresses.
ここで、かかる問題を解消するため、上述した圧縮コイルばねにて付勢力を強くすることが考えられるが、この場合、正常運転時(母線が非課電状態)にて可動子の投入動作等の操作負荷が高くなる。このため、短絡投入時の投入時間が長くなり、通電不安定な接地状態となる時間が長くなる、という問題がある。 Here, in order to solve this problem, it is conceivable to increase the urging force with the compression coil spring described above, but in this case, the mover is inserted during normal operation (when the bus is not charged). The operation load of is high. For this reason, there is a problem that the closing time at the time of short-circuit closing becomes long, and the time for the grounding state where the energization is unstable becomes long.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、投入不良の発生を防止でき、短絡投入時の投入時間を短くすることができる接地開閉器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a grounding switch capable of preventing the occurrence of charging failure and shortening the charging time at the time of short-circuit charging.
本発明の接地開閉器は、接離可能に設けられて接触状態で通電し、離間状態で通電を遮断する固定子及び可動子を備えた接地開閉器であって、前記可動子は、前記固定子に対して接離する方向に移動する可動子本体と、前記可動子本体に固定されて前記固定子に接触可能な複数の導電部材とを備え、前記導電部材は、基部が前記可動子本体に接続され、前記固定子との接触にて変形可能な可撓性を有していることを特徴とする。 The grounding switch of the present invention is a grounding switch provided with a stator and a mover which are provided so as to be connectable and detachable and which energize in a contact state and cut off the energization in a separated state. A movable element main body that moves in a direction of contacting and separating from a child, and a plurality of conductive members that are fixed to the movable element body and can come into contact with the stator are provided, and the base of the conductive member is the movable element main body. It is characterized in that it is connected to the stator and has flexibility that can be deformed by contact with the stator.
また、本発明の接地開閉器は、接離可能に設けられて接触状態で通電し、離間状態で通電を遮断する固定子及び可動子を備えた接地開閉器であって、前記固定子は、固定子本体と、前記固定子本体に固定されて前記可動子に接触可能な複数の導電部材とを備え、前記導電部材は、基部が前記固定子本体に接続され、前記可動子との接触にて変形可能な可撓性を有していることを特徴とする。 Further, the grounding switch of the present invention is a grounding switch provided with a stator and a mover which are provided so as to be detachable and energize in a contact state and cut off the energization in a separated state. A stator body and a plurality of conductive members fixed to the stator body and capable of contacting the mover are provided. The conductive member has a base connected to the stator body and is in contact with the mover. It is characterized by having flexibility that can be deformed.
本発明によれば、短絡投入の実施にて、可撓性のある導電部材が固定子や可動子と擦れて相対的に摺動するので、それらを多箇所で接触させることができる。このとき、複数の導電部材が摺動対象となる固定子や可動子と全て乖離せずに少なくとも一部が接触するようになり、それらの通電状態を安定して確保できる。これにより、接地不能となったりアークが進展したりすることで投入不良が発生することを防止することができる。また、導電部材による接触が多箇所となるので、1箇所での接触となる従来構造に比べて固定子及び可動子の接触圧を小さくしても、それらの接触を維持し易くなる。これにより、短絡投入時の投入時間を短くすることができ、通電安定性の高い接地状態に短時間で移行することができる。 According to the present invention, the flexible conductive member rubs against the stator and the mover and slides relatively when the short-circuit is turned on, so that they can be brought into contact with each other at multiple points. At this time, the plurality of conductive members come into contact with at least a part of the stator and the movable element to be slid without being separated from each other, and the energized state thereof can be stably secured. As a result, it is possible to prevent the occurrence of input failure due to the inability to touch the ground or the progress of the arc. Further, since the contact by the conductive member is performed at many points, it is easy to maintain the contact even if the contact pressure of the stator and the mover is reduced as compared with the conventional structure in which the contact is performed at one place. As a result, it is possible to shorten the charging time at the time of short-circuit charging, and it is possible to shift to a grounded state with high energization stability in a short time.
[第1の実施の形態]
以下、添付図面を参照して、第1の実施の形態に係る接地開閉器について説明する。図1は、第1の実施の形態に係る接地開閉器における可動子が移動過程となる状態の概略斜視図である。図2は、第1の実施の形態に係る接地開閉器の閉路状態の概略斜視図である。なお、接地開閉器は、図1及び図2に示す構成に限定されない。図1及び図2に示す接地開閉器は一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
[First Embodiment]
Hereinafter, the grounding switch according to the first embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view of a state in which a mover in the grounding switch according to the first embodiment is in a moving process. FIG. 2 is a schematic perspective view of a closed state of the grounding switch according to the first embodiment. The grounding switch is not limited to the configuration shown in FIGS. 1 and 2. The grounding switch shown in FIGS. 1 and 2 is only an example and can be changed as appropriate.
図1及び図2に示すように、接地開閉器10は、接離可能に設けられた可動子12及び固定子14を備えている。可動子12及び固定子14は、三相分として3組設けられており、本実施の形態では、3組の可動子12及び固定子14は、概略同一構造が採用される。可動子12及び固定子14は、接触状態(図2参照)で通電(閉路)し、離間した状態で通電を遮断(開路)するものである。ここで、本実施の形態では、接地開閉器10は空気中(大気中)で電流を遮断する気中開閉器とされ、配電盤の内部等に設置される。また、本実施の形態は、高電圧、高電流での課電状態で開路状態から閉路状態として接地短絡投入可能とされる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
接地開閉器10は、3組の可動子12及び固定子14に対応する位置に設けられた3体のがいし16と、3体のがいし16が立設されるベース部材17とを備えている。更に、接地開閉器10は、3体のがいし16の上端側に設けられたブラケット状の支持部材18と、ベース部材17上に設けられて可動子12を回動可能に支持する回動支持部19とを備えている。支持部材18は、固定子14の基端側を支持する支持壁18aを備えて形成される。
The
ベース部材17は、がいし16の設置部分が高くなるように隆起部17aを備えて形成されている。また、隆起部17aの手前側となるベース部材17の上面側に、回動支持部19を形成する3体の起立壁19aが連なって形成されている。回動支持部19は、それぞれの起立壁19aに回転可能に連結された3体の回転壁19bを備え、回転壁19bに可動子12の基端側が支持されている。
The
可動子12は、銅等の導電体によって形成される一対のブレード部材12aを備え、かかる一対のブレード部材12aによって可動子本体が構成される。一対のブレード部材12aは、先端側の離間幅が基端側の離間幅より大きくなるように概略クランク状に屈曲形成されている
The
可動子12において、一対のブレード部材12aは、連結板12gによって基端側においても連結されて一体化されている。可動子12は、一対のブレード部材12aのうちの一方が回転壁19bに連結され、固定子14に対して接離する方向に移動(回動)可能となっている。具体的には、可動子12は、横方向に倒伏した状態から回動することで、該回転の軌跡に沿って先端側が上昇して図1に示すように固定子14の先端側から可動子12の先端側に接近する。そして、更に回動が進行し、可動子12の先端側が固定子14の先端側を通過した後、可動子12が図2に示す縦方向に起立した状態となって固定子14の基部側に接触する。この状態で、一対のブレード部材12aが固定子14を挟み込むように配置される。
In the
3体の可動子12は、その基端側において接続軸部21を介して接続され、同じタイミングで同じ回転角度で回動するようになっている。また、接続軸部21は銅等の導電体によって形成され、3体の可動子12に対して電気的に導通している。接続軸部21は、不図示の配線等を介して接地されており、可動子12が接地電位に設定される。
The three
固定子14は、平板状の接続部14aと、接続部14aの下面に連なって形成されて可動子12が接触する摺接部14bとを備えている。接続部14aは、先端側が摺接部14bより突出しており、この突出した部分にて不図示の回路や母線等が接続される。
The
摺接部14bは、可動子12先端の回動方向に沿う方向であって直線方向に延びる形状を備えている。また、摺接部14bは、可動子12の接触する部分が概略半円柱状に膨らむ形状を備えている。固定子14の摺接部14bは、先端側を形成する第1領域14Aと、第1領域14A以外となる基端側からの所定領域を形成する第2領域14Bとを備えて形成されている。
The
図3は、図1の部分拡大図である。図3に示すように、第1領域14Aは、固定子14から離間した可動子12が固定子14に接近して接触する接触方向に移動(回動)したときに、最初に接触する領域とされる。第2領域14Bは、第1領域14Aに対して接触方向に隣接しており、可動子12の接触方向への移動で第1領域14Aとの接触後に接触する領域であって、該移動完了時に可動子12が接触する領域とされる。第2領域14Bは、通常の閉路状態において、可動子12と固定子14とが通電する領域となる。
FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. As shown in FIG. 3, the
固定子14の摺接部14bにて、第1領域14A及び第2領域14Bの両方とも、概略半円柱状に膨らむ形状に形成されるが、大きさ(形成領域)が異なっている。具体的には、第1領域14Aに比べて第2領域14Bの方が、上下方向と、横方向(一対のブレード部材12aによって固定子14を挟む方向)との両方向において小さく形成される。
At the sliding
可動子12における一対のブレード部材12aの先端側は、相互に接近する方向に膨らんだ形状をなし、かかる膨らんだ部分が固定子14に接触する可動接触部12bとされる。可動接触部12bは、一対のブレード部材12aの先端側における可動子12先端の回動方向の中央位置に形成される。
The tip end side of the pair of
可動子12は、圧縮コイルばねによって構成される接圧ばね(弾性部材)12cを備えている。接圧ばね12cは、一対のブレード部材12aに相互に接近する方向の弾性力を加えており、一対のブレード部材12aの離れる方向への変位に対して制動している。
The
具体的には、接圧ばね12cは、一対のブレード部材12aのうちの一方の外面側に設けられ、一対のブレード部材12aを貫通するボルト12dに挿入されている。ボルト12dの先端側には、ナット12e(図4参照、図3では不図示)が螺合されており、ボルト12dの頭部とブレード部材12a外面との間に接圧ばね12cが圧縮された状態で配設されている。また、一対のブレード部材12aの先端側の内面間には連結筒12fが介在され、かかる連結筒12fの内部にボルト12dが挿通される。なお、ボルト12dの頭部とナット12eの位置関係は逆にしてもよい。
Specifically, the
可動子12は、可動接触部12bの近傍位置に複数の導電部材20を備えている。具体的には、導電部材20は、一対のブレード部材12aの先端内面側であって、可動子12の回動方向にて可動接触部12bを挟む両側に隣り合う位置に設けられる。
The
導電部材20は、銅線等の線状体によって構成され、固定子14との接触にて変形可能な可撓性を有している。導電部材20の基部は、ブレード部材12aに固定され且つ電気的に接続される。よって、導電部材20が固定子14の摺接部14bに接触すると、摺接部14bから導電部材20を経てブレード部材12aに電流が流れるようになる。
The
導電部材20は、複数本が狭い間隔で密集した状態に設けられ、ブラシ状を呈するように設けられている。導電部材20は、一対のブレード部材12aが固定子14を挟む方向に直線的に延出した状態において、可動接触部12bの突出量より長く形成されている。
A plurality of
ここで、可動接触部12b、導電部材20及び固定子14の摺接部14bの位置関係について説明する。図4は、可動子が移動過程となる状態の可動子及び固定子の部分正面断面図である。図4に示すように、可動子12が摺接部14bの第1領域14Aに対向した状態で、図4中上下方向中央部の導電部材20が摺接部14bに当接し、摺接部14bに押されて倒れたり撓ったりするように変形する。よって、第1領域14Aにおける外面に導電部材20が添接するようになり、それらの接触状態が保たれて電気的に導通した状態となる。この状態において、可動接触部12bは、第1領域14Aと離れて非接触となり、それらの間では通電されない。
Here, the positional relationship between the
図5は、閉路状態の可動子及び固定子の部分正面断面図である。可動子12を更に回動し、可動子12が摺接部14bの第2領域14Bに対向した状態では、図5に示すように、可動接触部12bが第2領域14Bと接触する。このとき、導電部材20が摺接部14bに更に押されて変形し、第2領域14Bの外面に導電部材20が添接する。よって、摺接部14bに対し、可動接触部12bと導電部材20との両方の接触状態が保たれて電気的に導通した状態となる。
FIG. 5 is a partial front sectional view of a mover and a stator in a closed circuit state. When the
このように、可動接触部12bは第1領域14Aと接触せずに第2領域14Bと接触するのに対し、導電部材20は第1領域14A及び第2領域14Bの両方に接触可能に設けられている。
As described above, the
続いて、上記接地開閉器10の短絡投入動作について説明する。開路した状態にて、接地開閉器10が設置される配電盤のメンテナンス等を行う場合、不図示の駆動機構等を介して可動子12が固定子14に接触する接触方向に移動される。このとき、可動子12が固定子14から離間した状態となって通電を遮断していた状態から、図1に示すように、可動子12の先端側が固定子14における摺接部14bの第1領域14Aにまず接触する。かかる接触の直前に摺接部14bの第1領域14Aと可動子12とで逆電流が発生し、この逆電流の発生によって、固定子14から可動子12が離れる方向の反発力が発生する。
Subsequently, the short-circuit closing operation of the
本実施の形態では、摺接部14bの第1領域14Aと可動子12との接触の初期段階において、可撓性を有する複数本の導電部材20が第1領域14Aに擦れて摺動され、それらを多箇所で接触させることができる。このような多箇所での接触により、複数本の導電部材20の一部が第1領域14Aから乖離しても他の導電部材20にて接触状態を維持して導電部材20と摺接部14bとの通電を確保できる。これにより、接地できなくなったり、固定子14及び可動子12間での発弧が生じたりすることを防止でき、投入不良の発生を回避することができる。
In the present embodiment, in the initial stage of contact between the
また、導電部材20は線状体となるので、固定子14に接触する部分の径寸法を十分に小さくでき、ひいては、逆電流の発生により導電部材20に作用する電磁反発力を小さくすることができる。従って、これによっても、導電部材20と摺接部14bの第1領域14Aとの接触維持に寄与でき、投入不良の発生をより良く回避することができる。
Further, since the
ここで、固定子14及び可動子12間での発弧を防止するため、従来構造として、本実施の形態の導電部材20を用いずに接圧ばね12cの弾性力を強め、可動子と固定子との接圧を高める構成が採用されていた。ところが、かかる従来構造では、可動子が固定子と摺動する際の摩擦が大きくなるので、投入時間を短縮すべく可動子の投入力を高める必要があった。そのため、投入機構が大型化、高コスト化する上、可動子が固定子に最初に接触した際の衝撃によって可動子が跳ねて発弧する、という問題があった。
Here, in order to prevent arcing between the
この点、本実施の形態では、可動子12が複数の導電部材20を備えて固定子14との接触が多箇所となる。これにより、従来構造に比べて接圧ばね12cの弾性力を強めることなく固定子14及び可動子12の接触圧を小さくしても、それらの接触を維持し易くして発弧を防止することができる。これにより、投入機構等の小型化、低コスト化を図りつつ、短絡投入時の投入時間を短くすることができ、通電安定性の高い接地状態に短時間で移行することができる。
In this respect, in the present embodiment, the
また、図2に示す接地通電中は、摺接部14bの第2領域14Bと可動子12の可動接触部12bが接触して通電するので、それらにおける熱容量を大きくでき、短絡時における大電流での数秒間の通電が生じても接点溶融による溶着を回避できる。また、この場合も、第2領域14Bから複数の導電部材20に分流し、主接点となる第2領域14B及び可動接触部12b間の電流を低減して発熱を抑制することができる。
Further, during the grounding energization shown in FIG. 2, the
更に、図2に示す接地通電中において、複数の導電部材20が摺接部14bの第2領域14Bを覆うように収縮方向に電磁吸引力が作用し、集中電流による電磁反発力以上に電磁吸引力が発生することを期待でき、それらの密着性改善を図ることができる。
Further, during the grounding energization shown in FIG. 2, an electromagnetic attraction force acts in the contraction direction so that the plurality of
また、複数の導電部材20をブラシ状としたので、摺接部14bの第1領域14Aや第2領域14Bとの接触領域を広範囲に亘って確保することができる。
Further, since the plurality of
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について図6を参照して説明する。なお、以下の説明において、第1の実施の形態と同一若しくは同等の構成部分については同一符号を用いる場合があり、説明を省略若しくは簡略にする場合がある。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the same reference numerals may be used for the same or equivalent components as those in the first embodiment, and the description may be omitted or simplified.
図6は、第2の実施の形態に係る接地開閉器の図1と同様の概略斜視図である。図6に示すように、第2の実施の形態では、複数の導電部材30が固定子14の摺接部14bに設けられている。ここにおいて、摺接部14bが固定子本体とされる。
FIG. 6 is a schematic perspective view similar to FIG. 1 of the grounding switch according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, in the second embodiment, a plurality of
導電部材30は、第1の実施の形態の導電部材20と同様に、銅線等の線状体によって構成され、可動子12との接触にて変形可能な可撓性を有している。導電部材20の基部は、摺接部14bに固定され且つ電気的に接続される。可動子12におけるブレード部材12aの先端側に導電部材30が接触すると、それらの間で電流が流れるようになる。
Like the
導電部材30は、摺接部14bの第1領域14A及び第2領域14Bに亘って連続して形成される。導電部材30は、ブラシ状を呈するように設けられ、一対のブレード部材12aが固定子14を挟む方向と平行に直線的に突出するように形成されている。
The
なお、摺接部14bは、第1の実施の形態と同様に第1領域14A及び第2領域14Bにて異なる大きさに形成されている。従って、各導電部材30の先端位置は、略同一の鉛直面内に位置するものの、各導電部材30の長さは、摺接部14bの概略半円柱状に膨らむ形状に応じて異なっている。
The sliding
第2の実施の形態においては、短絡投入の初期段階で、固定子14の導電部材30と可動子12とを多箇所で接触させることができる。これにより、固定子14及び可動子12間での発弧を防止でき、投入不良の発生を回避できる等、第1の実施の形態と同様の作用、効果を得ることができる。
In the second embodiment, the
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、向きなどについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 The present invention is not limited to each of the above embodiments, and can be modified in various ways. In the above embodiment, the size, shape, orientation, etc. shown in the attached drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within the range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, it can be appropriately modified and implemented as long as it does not deviate from the scope of the object of the present invention.
可動子12及び固定子14の構造や向きについては、上記と同様の機能を有する限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、可動子12を直線方向に動作して固定子14と切離可能にする等、接地開閉器10の設置スペースや通電容量等に応じたものとすることができる。
Various changes can be made to the structure and orientation of the
また、上記接地開閉器10を気中開閉器とした場合を説明したが、絶縁性ガス(消弧性ガス)や真空の環境下で可動子12及び固定子14が開閉する開閉器とすることを妨げるものでない。
Further, although the case where the
また、導電部材20、30は、線状体とする他、可動子12の移動によって弾性変形可能な可撓性を有する片状体としてもよい。この場合、片状体の先端形状を先細形状に形成することで、導電部材20、30の接触径を十分小さくして電磁反発力を抑制できる点で有利となる。
Further, the
10 接地開閉器
12 可動子
12a ブレード部材(可動子本体)
12b 可動接触部
14 固定子
14A 第1領域
14B 第2領域
14b 摺動部(固定子本体)
20 導電部材
30 導電部材
10
12b
20
Claims (6)
前記可動子は、前記固定子に対して接離する方向に移動する可動子本体と、前記可動子本体に固定されて前記固定子に接触可能な複数の導電部材とを備え、
前記導電部材は、基部が前記可動子本体に接続され、前記固定子との接触にて変形可能な可撓性を有していることを特徴とする接地開閉器。 It is a grounding switch equipped with a stator and a mover that are provided so as to be connectable and detachable, and energize in a contact state and shut off the energization in a separated state.
The mover includes a mover body that moves in a direction of contacting and separating from the stator, and a plurality of conductive members that are fixed to the mover body and can come into contact with the stator.
The conductive member is a grounding switch having a base connected to the movable element main body and having flexibility that can be deformed by contact with the stator.
前記可動子は、前記第1領域に対向した状態で該第1領域に非接触となり、前記第2領域に対向した状態で該第2領域に接触する可動接触部を備えていることを特徴とする請求項1に記載の接地開閉器。 The stator includes a first region in which the separated mover moves in the contact direction and first contacts the stator, and a second region in which the mover moves in the contact direction and comes into contact with the stator.
The mover is characterized by having a movable contact portion that is non-contact with the first region while facing the first region and is in contact with the second region while facing the second region. The grounding switch according to claim 1.
前記固定子は、固定子本体と、前記固定子本体に固定されて前記可動子に接触可能な複数の導電部材とを備え、
前記導電部材は、基部が前記固定子本体に接続され、前記可動子との接触にて変形可能な可撓性を有していることを特徴とする接地開閉器。 It is a grounding switch equipped with a stator and a mover that are provided so as to be connectable and detachable, and energize in a contact state and shut off the energization in a separated state.
The stator includes a stator body and a plurality of conductive members fixed to the stator body and capable of contacting the mover.
The conductive member is a grounding switch having a base connected to the stator body and having flexibility that can be deformed by contact with the mover.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020114663A JP2022012663A (en) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Ground switch |
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2020
- 2020-07-02 JP JP2020114663A patent/JP2022012663A/en active Pending
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