JP3150316U - ブレーカー自動操作機構 - Google Patents

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博 横川
博 横川
久晴 加藤
久晴 加藤
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Abstract

【課題】ソレノイドの負荷が小さく、ストロークが短く、設置スペースが小さく、遠隔あるいは内蔵プログラムにより自動的にスイッチ操作が行えるブレーカー自動操作機構を提供する。【解決手段】遮断器にサージ電流検出回路が搭載され、スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された遮断器の側方に第1ソレノイド10と第2ソレノイド20が配置され、第1プランジャ11と第2プランジャ21は、ソレノイド(10,20)を固定するフレーム6に軸支される軸部4に軸着された連結アーム38の軸支部を挟んでリンク部材(12,22)により連結アーム38と連結され、操作アームを有するレバー部37は、軸部4に軸着され、第1プランジャ11若しくは第2プランジャ21の動作が連結アーム38に伝動し、軸部4が回動し、それに連動してレバー部37が回動して操作アームが作動する。【選択図】図2−2

Description

本考案は、山中など遠隔地や夜間の無人工場や無人通信設備などで、落雷で漏電ブレーカーが落ちたときに、自動復旧操作など自動操作機構に関する技術である。
従来、落雷等に起因する過電流、漏電、又は電線等の短絡により発生するブレーカーが作動し電気を遮断した後の復旧作業は、昼夜を問わず緊急対処を求められており、作業者が復旧資材を調達すると同時に、町中や山中等の遠方な場所へ出向いて行き一次・二次側の電線部並びに配電用機器の状況を確認し、調達資材を使用する事無く、ブレーカースイッチの再投入のみで復旧が完了しているのが実態である。この結果、作業者が毎回現場に出向くのは非効率的で、労働力の効率的な運用と復旧対応の迅速化、省力化が強く求められている。
本考案者は、既にかかる状況に鑑みて、ブレーカー操作部を有する昇降部材と一体に結合されたカムに開放部が形成され、該カムに旋回ピンが噛み合うようになられ、該旋回ピンが非常時作動モーターにより駆動し得るブレーカー自動投入装置を考案した(特許文献1)。
また、この他、配線用遮断器をハンドルの操作方向を上下方向として垂直に配置し、その側方にプランジャの開口部を下向きにしたソレノイドを配置して、ハンドルを動かすための操作腕とプランジャとの間にリンク機構を設け、ソレノイドのストロークを拡大しながら操作腕を駆動する配線用遮断器の自動投入装置が知られている(特許文献2)。
実登3114651号公報 特開2000−268696号公報
しかしながら、上述の特許文献1のブレーカーの自動投入装置では、モーターを駆動し旋回ピンを回転させ、昇降部材を作動してスイッチレバーを自動投入しているため、スイッチを迅速にオン/オフすることが困難であった。
また、上述の特許文献2の配線用遮断器の自動投入装置では、ソレノイドを配線用遮断器の側方に設置し、リンク機構を介してハンドルの操作腕を駆動する構造であるため、ソレノイドのストロークは短くてよいものの、ストロークの制約から、ソレノイドに負荷がかかってしまうという問題があった。
かかる状況に鑑み、本考案は、ソレノイドの負荷を小さくでき、かつ、ソレノイドのストロークも短くでき、更に、ソレノイドの設置スペースを小さくすることができ、遠隔あるいは内蔵プログラムにより自動的にスイッチ操作が行えるブレーカー自動操作機構を提供することを目的とする。
本考案者らは、様々な試作品を作製し改良を重ねた結果、本考案を完成するに至ったものである。
上記目的を達成するため、本考案に係る第1の観点のブレーカー自動操作機構は、遮断器1にサージ電流検出手段が搭載され、スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された遮断器1の側方に第1ソレノイド10および第2ソレノイド20が配置され、第1ソレノイド10の第1プランジャ11と第2ソレノイド20の第2プランジャ21が、フレーム6に軸支された連結アーム38の軸支部4を挟んでリンク部材(12,22)により連結され、スイッチ2を操作する操作レバー部30と連結アーム38が連動して回動する構成とされる。
かかる構成によれば、プランジャ(11,21)の動作に伴う連結アーム38の回動により、それに連動して操作レバー部30が回動し、スイッチ2を自動的に操作できる。
また、本考案に係る第2の観点のブレーカー自動操作機構は、遮断器1にサージ電流検出手段が搭載され、スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された遮断器1の側方に第1ソレノイド10および第2ソレノイド20が配置され、第1ソレノイド10の第1プランジャ11と第2ソレノイド20の第2プランジャ21が、フレーム6に軸支された連結アーム部(38,40)の軸支部4を挟んでリンク部材(12,22)により連結され、フレーム6に軸支(60)された操作レバー部30と連結アーム部(38,,40)が第3のリンク部材50により連結され、スイッチ2を操作する操作レバー部30と連結アーム部(38,,40)が連動して回動する構成とされる。
かかる構成によれば、(11,21)の動作に伴う連結アーム部(38,40)の回動により、第3のリンク部材50を介して、連結アーム部(38,40)に連動して操作レバー部30が回動し、スイッチ2を自動的に操作できる。
ここで、第3のリンク部材50を介して、連結アーム部(38,40)に連動して操作レバー部30を回動させる場合に、操作レバー部30を連結アーム部(38,40)よりも更にソレノイド(10,20)側に近づける配置とすることで、ソレノイド(10,20)の設置スペースを更に小さくすることができる。
また、本考案に係る第3の観点のブレーカー自動操作機構は、遮断器1にサージ電流検出回路1aが搭載され、スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された遮断器1の側方に第1ソレノイド10が配置され、第1ソレノイド10の第1プランジャ11は、第1ソレノイド10を固定するフレーム6に軸支される軸部4に軸着された連結アーム38とリンク部材12により連結され、操作アーム35を有するレバー部37は、軸部4に軸着される構成とされ、第1プランジャ11の動作が連結アーム38に伝動し、軸部4が回動し、それに連動してレバー部37が回動して操作アーム35が作動するものである。
かかる構成によれば、ソレノイドの負荷を小さく、ソレノイドのストロークを短く、ソレノイドの設置スペースを小さくでき、遠隔あるいは内蔵プログラムにより自動的にスイッチのオン/オフ操作が行える。
また、上記第1の観点および第2の観点のブレーカー自動操作機構において、第1ソレノイド10と第2ソレノイド20は、スイッチ2の操作時以外は無通電状態とされ、かつ、操作アーム35はスイッチ2のオフ位置側またはオン位置側にあることを特徴とするのが好ましい態様である。
本考案に係るブレーカー自動操作機構は、上述の通り構成されているので、ソレノイドの負荷を小さくでき、かつ、ソレノイドのストロークも短くでき、更に、ソレノイドの設置スペースを小さくすることができるといった効果を有する。
また、本考案に係るブレーカー自動操作機構は、遠隔あるいは内蔵プログラムにより自動的にスイッチのオン/オフ操作が行えるといった効果を有する。
実施例1のブレーカー自動操作機構の構成図(1)である。 実施例1のブレーカー自動操作機構の構成図(2)である。 実施例1のブレーカー自動操作機構の構成図(3)である。 実施例2のブレーカー自動操作機構の構成図(1)である。 実施例2のブレーカー自動操作機構の構成図(2)である。 実施例2のブレーカー自動操作機構の構成図(3)である。 実施例3のブレーカー自動操作機構の構成図(1)である。 実施例3のブレーカー自動操作機構の構成図(2)である。 実施例3のブレーカー自動操作機構の構成図(3)である。
以下、本考案を実施するための実施形態を図面に基づいて説明する。
図1−1〜図1−3は、実施例1のブレーカー自動操作機構の構成図を示しており、図1−1は遮断器を下にしてソレノイドを上にして上方から眺めた図であり、図1−2は遮断器の手前から側面を眺めた図であり、図1−3はソレノイドのプランジャ側から眺めた図である。
実施例1のブレーカー自動操作機構は、遮断器1にサージ電流検出回路1aが搭載され、スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された遮断器1の側方に第1ソレノイド10が配置され、第1ソレノイド10の第1プランジャ11は、第1ソレノイド10を固定するフレーム6に軸支される軸部4に軸着された連結アーム38とリンク部材12により連結され、操作アーム35を有するレバー部37は、軸部4に軸着される構成を有している。
遮断器1のスイッチ2を操作する操作アーム35は、レバー部37と繋ぎ部材36により一体となっている。ここで、繋ぎ部材36は、軸部4の回転軸の位置と操作アーム35の動作位置を調整するための部材であり、軸部4の正逆方向に回転すると、軸部4を中心としてレバー部37が回動し、レバー部37と一体となっている繋ぎ部材36が連動し、さらに繋ぎ部材36と一体となっている操作アーム35が作動する。軸部4が正逆方向に回転するため、操作アーム35は、遮断器1のスイッチ2をオフ(OFF)からオン(ON)の操作が可能となる。
次に、実施例1のブレーカー自動操作機構の動作について以下に説明する。
(1)先ず、サージ電流検出回路1aから第1ソレノイド10に電気信号が出力される。
(2)その電気信号により、第1プランジャ11が第1ソレノイド10により電動させられる。
(3)第1プランジャ11の動作がリンク部材12を介して連結アーム38に伝動する。
(4)フレーム6に軸支された軸部4が回動する。
(5)軸部4に軸着されたレバー部37が、軸部4に連動して回動する。
(6)そして、レバー部37と繋ぎ部材36により一体となっている操作アーム35が作動して、遮断器1のスイッチ2を操作する。
ここで、サージ電流検出回路1aについて説明する。
サージ電流検出回路1aは、雷サージの一過性の電流と判断した場合、ブレーカーのスイッチを復旧すべく、第1ソレノイド10に電気信号が出力し、スイッチ2を復旧(オフからオン)するものである。
本考案におけるサージ電流検出回路1aは、電力ケーブルから特定波長の周波数パターンの信号を検知した場合に、第1ソレノイド10に電気信号が出力し、スイッチ2を自動で操作(オンからオフ、または、オフからオン)することも可能である。また、サージ電流検出回路1aは、無線ネットワークを受信できる場合は、無線信号を受信して、第1ソレノイド10に電気信号が出力し、スイッチ2を自動で操作(オンからオフ、または、オフからオン)することも可能である。
サージ電流検出回路1aについて説明する。サージ電流検出回路は、電力ケーブルを囲むロゴスキーコイルと、ロゴスキーコイルに両端の信号検出端子に接続され、信号検出端子の出力を積分する積分回路と、積分回路の出力をアナログ−ディジタル変換するA/Dコンバータと、A/Dコンバータの出力から雷サージを判別するCPU部とから構成される。ロゴスキーコイルは、内側にある電力ケーブルを流れるサージ電流の大きさに応じた誘起電圧を発生し、それを積分回路へ出力する。積分回路は、オペアンプとコンデンサから構成されている。
なお、遮断器1は、電力ケーブルを接続する端子(7a,7b)が設けられており、フレーム6は、ハウジング(図示せず)などに固定するために、4箇所に螺子止め用の孔(6a〜6d)が設けられている。
図2−1〜図2−3は、実施例2のブレーカー自動操作機構の構成図を示しており、図2−1は遮断器を下にしてソレノイドを上にして上方から眺めた図であり、図2−2は遮断器の手前から側面を眺めた図であり、図2−3はソレノイドのプランジャ側から眺めた図である。
実施例2のブレーカー自動操作機構は、遮断器1にサージ電流検出手段が搭載され、スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された遮断器1の側方に第1ソレノイド10および第2ソレノイド20が配置され、第1ソレノイド10の第1プランジャ11と第2ソレノイド20の第2プランジャ21が、フレーム6に軸支された連結アーム38の軸支部4を挟んでリンク部材(12,22)により連結される構成を有している。かかる構成によれば、スイッチ2を操作する操作アーム部30と連結アーム38が連動して回動する。
より具体的には、図2−1〜図2−3に示されるように、遮断器1にサージ電流検出回路1aが搭載され、スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された遮断器1の側方に第1ソレノイド10および第2ソレノイド20が配置され、第1ソレノイド10の第1プランジャ11および第2ソレノイド20の第2プランジャ21は、第1ソレノイド10および第2ソレノイド20を固定するフレーム6に軸支される軸部4に軸着された連結アーム(38a,38b)の軸支部を挟んでリンク部材(12,22)により連結アーム(38a,38b)と連結され、操作アーム35を有するレバー部37は、軸部4に軸着される構成を有している。
かかる構成によれば、第1プランジャ11若しくは第2プランジャ21の動作が連結アーム(38a,38b)に伝動し、軸部4が回動し、それに連動してレバー部37が回動して操作アーム35が作動する。
実施例2のブレーカー自動操作機構の遮断器1のスイッチ2を操作する操作アーム35は、レバー部37と繋ぎ部材36により一体となっている。ここで、繋ぎ部材36は、軸部4の回転軸の位置と操作アーム35の動作位置を調整するための部材であり、軸部4の正逆方向に回転すると、軸部4を中心としてレバー部37が回動し、レバー部37と一体となっている繋ぎ部材36が連動し、さらに繋ぎ部材36と一体となっている操作アーム35が作動する。軸部4が正逆方向に回転するため、操作アーム35は、遮断器1のスイッチ2をオン(ON)からオフ(OFF)、オフ(OFF)からオン(ON)の操作が可能となる。
実施例2のブレーカー自動操作機構の遮断器1に内蔵されているサージ電流検出回路1a(図示せず)については、実施例1のブレーカー自動操作機構のサージ電流検出回路と同様であるので、説明は省略する。
次に、実施例2のブレーカー自動操作機構の動作について以下に説明する。
(1)先ず、サージ電流検出回路1aから第1ソレノイド10及び/又は第2ソレノイド20に電気信号が出力される。
(2)その電気信号により、第1プランジャ11が第1ソレノイド10により、及び/又は、第2プランジャ12が第2ソレノイド20により、電動させられる。
(3)第1プランジャ11の動作がリンク部材12を介して連結アーム38aに伝動する。
(4)第2プランジャ12の動作がリンク部材22を介して連結アーム38bに伝動する。
(5)フレーム6に軸支された軸部4が回動する。
(6)軸部4に軸着されたレバー部37が、軸部4に連動して回動する。
(7)そして、レバー部37と繋ぎ部材36により一体となっている操作アーム35が作動して、遮断器1のスイッチ2を操作する。
また、実施例1と同様に、実施例2のブレーカー自動操作機構の遮断器1には、電力ケーブルを接続する端子(7a,7b)が設けられており、フレーム6には、4箇所に螺子止め用の孔(6a〜6d)が設けられている。
図3−1〜図3−3は、実施例3のブレーカー自動操作機構の構成図を示しており、図3−1は遮断器を下にしてソレノイドを上にして上方から眺めた図であり、図3−2は遮断器の手前から側面を眺めた図であり、図3−3はソレノイドのプランジャ側から眺めた図である。
実施例3のブレーカー自動操作機構は、遮断器1にサージ電流検出手段が搭載され、スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された遮断器1の側方に第1ソレノイド10および第2ソレノイド20が配置され、第1ソレノイド10の第1プランジャ11と第2ソレノイド20の第2プランジャ21が、フレーム6に軸支された連結アーム部(38,,40)の軸支部4を挟んでリンク部材(12,22)により連結され、フレーム6に軸支(60)された操作レバー部30と連結アーム部(38,,40)が第3のリンク部材50により連結される構成を有している。かかる構成によれば、スイッチ2を操作する操作レバー部30と連結アーム部(38,,40)が連動して回動する。
より具体的には、図3−1〜図3−3に示されるように、遮断器1にサージ電流検出回路1aが搭載され、スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された遮断器1の側方に第1ソレノイド10および第2ソレノイド20が配置され、第1ソレノイド10の第1プランジャ11および第2ソレノイド20の第2プランジャ21は、第1ソレノイド10および第2ソレノイド20を固定するフレーム6に軸支される軸部4に軸着された連結アーム(38a,38b)の軸支部を挟んでリンク部材(12,22)により連結アーム(38a,38b)と連結され、操作アーム35を有するレバー部37は、フレーム6に軸支される第2の軸部60に軸着され、繋ぎ部材36と軸部4に軸着された第2の繋ぎ部材40とが第3のリンク部材50により連結される構成を有している。
かかる構成によれば、第1プランジャ11若しくは第2プランジャ21の動作が連結アーム(38a,38b)に伝動して軸部4が回動し、軸部4に軸着された第2の繋ぎ部材40が軸部4を支点として揺動し、それに連動して繋ぎ部材36が第2の軸部60を支点として揺動し、更にそれに連動してレバー部37が回動して操作アーム35が作動する。
実施例3のブレーカー自動操作機構の遮断器1のスイッチ2を操作する操作アーム35は、レバー部37と繋ぎ部材36により一体となっている。ここで、繋ぎ部材36は、第2の軸部60の回転軸の位置と操作アーム35の動作位置を調整するための部材であり、第2の軸部60の正逆方向に回転すると、第2の軸部60を中心としてレバー部37が回動し、レバー部37と一体となっている繋ぎ部材36が連動し、さらに繋ぎ部材36と一体となっている操作アーム35が作動する。第2の軸部60が正逆方向に回転するため、操作アーム35は、遮断器1のスイッチ2をオン(ON)からオフ(OFF)、オフ(OFF)からオン(ON)の操作が可能となる。
実施例3のブレーカー自動操作機構の遮断器1に内蔵されているサージ電流検出回路1a(図示せず)については、実施例1のブレーカー自動操作機構のサージ電流検出回路と同様であるので、説明は省略する。
次に、実施例3のブレーカー自動操作機構の動作について以下に説明する。
(1)先ず、サージ電流検出回路1aから第1ソレノイド10及び/又は第2ソレノイド20に電気信号が出力される。
(2)その電気信号により、第1プランジャ11が第1ソレノイド10により、及び/又は、第2プランジャ12が第2ソレノイド20により、電動させられる。
(3)第1プランジャ11の動作がリンク部材12を介して連結アーム38aに伝動する。
(4)第2プランジャ12の動作がリンク部材22を介して連結アーム38bに伝動する。
(5)連結アーム(38a,38b)は、フレーム6に軸支された軸部4を回転軸として回動する。
(6)軸部4に軸着された第2の繋ぎ部材40が軸部4を支点として揺動する。
(7)第2の繋ぎ部材40と、第3のリンク部材50により連結されている繋ぎ部材36が、第2の繋ぎ部材40の揺動に連動して、第2の軸部60を支点として揺動する。
(8)第2の軸部60に軸着されたレバー部37が、第2の軸部60に連動して回動する。
(9)そして、レバー部37と繋ぎ部材36により一体となっている操作アーム35が作動して、遮断器1のスイッチ2を操作する。
また、実施例1と同様に、実施例3のブレーカー自動操作機構の遮断器1には、電力ケーブルを接続する端子(7a,7b)が設けられており、フレーム6には、4箇所に螺子止め用の孔(6a〜6d)が設けられている。
本考案に係るブレーカー自動操作機構は、落雷等に起因する過電流又は漏電、並びに電線等の短絡により発生するブレーカーが作動し電気を遮断した後の自動復旧機構として有用である。
1 遮断器
2 スイッチ
4 軸部
6 フレーム
10 第1ソレノイド
11 第1プランジャ
12 第1リンク部材
20 第2ソレノイド
21 第2プランジャ
22 第2リンク部材
35 操作アーム
36 繋ぎ部材
37 レバー部
38,38a,38b 連結アーム
40 第2の繋ぎ部材
50 第3のリンク部材
60 第2の軸部

Claims (6)

  1. 遮断器1にサージ電流検出手段が搭載され、スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された遮断器1の側方に第1ソレノイド10および第2ソレノイド20が配置され、第1ソレノイド10の第1プランジャ11と第2ソレノイド20の第2プランジャ21が、フレーム6に軸支された連結アーム38の軸支部4を挟んでリンク部材(12,22)により連結され、スイッチ2を操作する操作レバー部30と連結アーム38が連動して回動することを特徴とするブレーカー自動操作機構。
  2. 遮断器1にサージ電流検出手段が搭載され、スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された遮断器1の側方に第1ソレノイド10および第2ソレノイド20が配置され、第1ソレノイド10の第1プランジャ11と第2ソレノイド20の第2プランジャ21が、フレーム6に軸支された連結アーム部(38,40)の軸支部4を挟んでリンク部材(12,22)により連結され、フレーム6に軸支(60)された操作レバー部30と連結アーム部(38,,40)が第3のリンク部材50により連結され、スイッチ2を操作する操作レバー部30と連結アーム部(38,,40)が連動して回動することを特徴とするブレーカー自動操作機構。
  3. 遮断器1にサージ電流検出回路1aが搭載され、
    スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された遮断器1の側方に第1ソレノイド10および第2ソレノイド20が配置され、
    第1ソレノイド10の第1プランジャ11および第2ソレノイド20の第2プランジャ21は、第1ソレノイド10および第2ソレノイド20を固定するフレーム6に軸支される軸部4に軸着された連結アーム(38a,38b)の軸支部を挟んでリンク部材(12,22)により連結アーム(38a,38b)と連結され、
    操作アーム35を有するレバー部37は、軸部4に軸着され、
    第1プランジャ11若しくは第2プランジャ21の動作が連結アーム(38a,38b)に伝動し、軸部4が回動し、それに連動してレバー部37が回動して操作アーム35が作動する、
    ことを特徴とするブレーカー自動操作機構。
  4. 遮断器1にサージ電流検出回路1aが搭載され、
    スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された遮断器1の側方に第1ソレノイド10および第2ソレノイド20が配置され、
    第1ソレノイド10の第1プランジャ11および第2ソレノイド20の第2プランジャ21は、第1ソレノイド10および第2ソレノイド20を固定するフレーム6に軸支される軸部4に軸着された連結アーム(38a,38b)の軸支部を挟んでリンク部材(12,22)により連結アーム(38a,38b)と連結され、
    操作アーム35を有するレバー部37は、フレーム6に軸支される第2の軸部60に軸着され、
    繋ぎ部材36と軸部4に軸着された第2の繋ぎ部材40とが第3のリンク部材50により連結され、
    第1プランジャ11若しくは第2プランジャ21の動作が連結アーム(38a,38b)に伝動して軸部4が回動し、軸部4に軸着された第2の繋ぎ部材40が軸部4を支点として揺動し、それに連動して繋ぎ部材36が第2の軸部60を支点として揺動し、それに連動してレバー部37が回動して操作アーム35が作動する、
    ことを特徴とするブレーカー自動操作機構。
  5. 前記第1ソレノイド10と前記第2ソレノイド20は、前記スイッチ2の操作時以外は無通電状態とされ、操作アーム35は前記スイッチ2のオフ位置側またはオン位置側にあることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のブレーカー自動操作機構。
  6. 遮断器1にサージ電流検出回路1aが搭載され、スイッチ2の操作方向を上下方向として垂直に配置された前記遮断器1の側方に第1ソレノイド10が配置され、
    第1ソレノイド10の第1プランジャ11は、第1ソレノイド10を固定するフレーム6に軸支される軸部4に軸着された連結アーム38とリンク部材12により連結され、
    操作アーム35を有するレバー部37は、軸部4に軸着され、
    第1プランジャ11の動作が連結アーム38に伝動し、軸部4が回動し、それに連動してレバー部37が回動して操作アーム35が作動する、
    ことを特徴とするブレーカー自動操作機構。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103681135A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 德力西电气有限公司 断路器重合闸机构
JP2017503328A (ja) * 2014-01-16 2017-01-26 メティス カンパニー、リミテッド 自動制御パッドロック装置

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