JP3763095B2 - 電磁石制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁石制御装置に係り、特に、遮断器などの開閉器を駆動するための駆動源となる電磁石の駆動を制御するに好適な電磁石制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
遮断器などの開閉器を操作するに際して、電磁石から発生する電磁力を利用して操作することが行われている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２１７０２６号公報（第２頁〜第４頁、図１〜図３）
一方、電磁石を駆動するに際して、電磁石のコイルを励磁するための電力を蓄積するコンデンサと、開閉器に対する投入指令または開極指令に応答してコンデンサから電磁石コイルに供給する電流の通電方向を制御する制御基板を設け、電磁石を安定に動作させることが試みられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
制御基板を用いて電磁石を制御するに際しては、開極指令や投入指令に応じて電磁石コイルに対する通電方向を制御する必要があるとともに、制御基板を電磁操作装置に搭載するには、制御基板に実装する電子部品、機械部品などを小形化することが必要である。
【０００５】
本発明の課題は、開極指令や投入指令に応じて電磁石コイルに対する通電方向を制御するための制御手段を小型化することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、電源からの電力を蓄積するコンデンサの電力を電磁コイルに供給する通電回路として、開極指令発生時に可動鉄心と固定鉄心とを互いに離間させるための通電回路を形成する開極手段と、前記開極手段による通電回路とは前記電磁コイルに対する通電方向が逆となる通電回路として、投入指令発生時に前記可動鉄心と固定鉄心とを互いに接触させるための通電回路を形成する投入手段とを備え、前記開極手段は、前記開極指令に応答して前記可動鉄心と固定鉄心とを互いに離間させるための通電回路中に挿入される切替えリレーを含んで構成され、前記投入手段は、前記投入指令に応答して前記可動鉄心と固定鉄心とを互いに接触させるための通電回路中に挿入される切替えリレーを含んで構成されてなる電磁石制御装置を構成したものである。
【０００７】
前記電磁石制御装置を構成するに際しては、前記開極手段として、前記開極指令に応答して前記開極用通電中に挿入される一対の開極用切替えリレーと、前記投入指令が発生するまでは前記開極用通電回路に挿入される投入用切替えリレーとを含んで構成し、前記投入手段として、前記投入指令に応答して投入用通電回路中に挿入される投入用切替えリレーと、前記開極指令が発生するまでは前記投入用通電回路中に挿入される一対の開極用切替えリレーとを含んで構成することもできる。
【０００８】
前記各電磁石制御装置を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【０００９】
（１）前記各切替えリレーは、ｃ接点を共通として、ａ接点とｂ接点を有し、前記各切替えリレーのうちｂ接点は前記開極手段の通電回路中に挿入されてなる。
【００１０】
（２）前記投入手段による通電回路または前記開極手段による通電回路中に挿入されて、前記投入指令発生時に、前記投入手段による通電回路が形成されたことを条件として前記投入手段による通電回路を閉成し、それ以外のときには前記投入手段による通電回路を遮断し、前記開極指令発生時に前記開極手段による通電回路を閉成し、それ以外のときには前記開極手段による通電回路を遮断する主制御手段を備えてなる。
【００１１】
（３）前記切替えリレーは、機械式リレーを用いて構成され、前記主制御手段は、電界効果トランジスタを用いて構成されてなる。
【００１２】
（４）前記切替えリレーと前記主制御手段との間に、前記切替えリレーを介して前記電磁コイルの両端に接続されて前記電磁コイルのエネルギーを消費するエネルギー消費素子が挿入されてなる。
【００１３】
（５）前記エネルギー消費素子は、抵抗とダイオードが直列接続されて構成されてなる。
【００１４】
（６）前記コンデンサの両端に接続されて前記コンデンサの充電電圧を規定値に維持するツェナーダイオードと、前記電源と前記コンデンサとの間に直列に挿入にされて抵抗値が相異なる複数の充電抵抗と、前記コンデンサの充電電圧が前記電磁石を駆動するに十分な電圧となったときに充電完了信号を出力する充電完了検出回路と、前記充電完了信号が出力されるまでは前記複数の充電抵抗のうち抵抗値の小さい充電抵抗を前記電源と前記コンデンサとを結ぶ回路に挿入し、前記充電完了信号が出力されたときには前記複数の充電抵抗のうち抵抗値の大きい充電抵抗を前記電源と前記コンデンサとを結ぶ回路に挿入する充電抵抗切り替え手段とを備えてなる。
【００１５】
（７）前記充電完了信号が発生するまでは前記投入手段に対する投入指令の入力を禁止する投入指令制御手段を備えてなる。
【００１６】
（８）前記充電完了検出回路には、前記充電完了信号を出力する電圧の範囲として、ヒステリシス上限値とヒステリシス下限値が設定されており、前記充電完了検出回路は、前記コンデンサの充電電圧が前記ヒステリシス上限値に達した後は、前記コンデンサの受電電圧が前記ヒステリシス下限値以下になるまで前記充電完了信号を出力してなる。
【００１７】
（９）前記充電完了検出回路のヒステリシス下限値は、前記コンデンサの充電電圧が前記ヒステリシス上限値以上になった直後に、開極動作が行なわれても、前記コンデンサの残留電圧が前記充電完了信号を出力する条件となる電圧の下限値を下回らない値として設定されてなる。
【００１８】
（１０）前記コンデンサの充電電圧最大値は、前記電磁コイルの操作対象となる開閉器の規格で規定される制御電圧変動範囲における最小電圧の９０％以上に設定されてなる。
【００１９】
前記した手段によれば、切替リレーとして通電性能の満たすものを使用し、主制御手段として開閉容量の大きいものを使用することができ、低コスト化・小型化を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る電磁操作装置の正面図、図２は電磁操作装置と遮断器を含む電磁操作式開閉装置の側面図である。図１および図２において、電磁操作装置は、箱型形状に形成されたケース１０を備えており、ケース１０は正面側に開口１２を有し、ケース１０の正面側には正面カバー（図示省略）が着脱自在に固定されるようになっている。このケース１０内には、電磁石１４を中心としてコンデンサ１６と制御基板１８がそれぞれ別々に独立して配置されており、電磁石１４は、ケース底部側中央にボルト、ナットを用いて固定され、コンデンサ１６と制御基板１８は相対向するケース側面にそれぞれ別々に固定されている。すなわち、コンデンサ１６はケース１６の左側面にボルト、ナットを用いて固定され、制御基板１８は、ケース１０の右側面にスペーサ２０を介してボルト、ナットを用いて固定されている。
【００２１】
さらにケース１０内には二次プラグ２２、ケーブル２４、２６、２８、３０が収納されているとともに、開閉器としての真空遮断器（真空バルブ）３２の状態を検出する状態検出機構としての補助接点３４、表示板３６、カウンタ３８が収納されている。二次プラグ２２はケース１０の上部側にボルト、ナットを用いて固定されており、二次プラグ２２には、電源用のケーブル、デジタル継電器またはアナログ継電器からの信号ケーブルなどが接続されるようになっている。ケーブル２４はコンデンサ１６のプラス端子とマイナス端子に接続されており、ケーブル２６は補助接点３４に接続され、ケーブル２８はコネクタ４０を介して制御基板１８に接続されている。ケーブル２８はリミットスイッチ４２に接続され、ケーブル３０は電磁石１４のコイル４８に接続されている。ケーブル２８とケーブル３０は、取り付け作業時に、ターミナル４３の部位で圧着されるようになっている。リミットスイッチ４２は、金具４４を介してケース１０の底部側に固定されている。このリミットスイッチ４２は、ケース１０に鉛直方向に沿って昇降自在に配置されたインターロックロッド４６の位置に応じて接点が開閉するようになっており、接点の開閉状態を示す信号が制御基板１８に供給されるようになっている。
【００２２】
制御基板１８は、二次プラグ２２から電力の供給を受けるとともに、デジタル継電器またはアナログ継電器などから投入指令または開極指令（遮断指令）による信号を受け、電磁石１４の駆動を制御するための論理演算を行う制御ロジック部、コンデンサ１６を充放電するための充放電回路、コイル（電磁石コイル）４８の通電方向を制御するためのリレーやリレー接点などが実装されている（図示省略）。さらに、制御基板１８には、コンデンサ１６の充電が完了したことを示す発光ダイオード５０が実装されているとともに、手動操作により、真空遮断器３２に対して投入を指令するための「入」用押しボタン（押しボタンスイッチ）５２、手動操作により、真空遮断器３２に対して開極指令（遮断指令）を出力するための「切」用押しボタン（押しボタンスイッチ）５４が実装されている。
【００２３】
補助接点３４、表示板３６、カウンタ３８は、真空遮断器３２の状態検出機構として、それぞれ電磁石１４の上部側に配置されてプレート５６に連結され、電磁石１４と一体となって構成されている。電磁石１４は、可動鉄心５８、固定鉄心６０、コイル４８、シャフト６２、２枚の可動平板６４、６６、永久磁石６８、筒状に形成された鉄製のカバー７０、７２、鉄製の支持板７４、７６、固定ロッド７８などを備えて構成されており、コイル（電磁コイル）４８は、支持板７４と支持板７６との間に配置されたコイルボビン４８ａ内に収納され、固定ロッド７８は、ケース１０底部側にボルト、ナットを用いて固定されているとともに、ベース８０に固定されている。
【００２４】
シャフト６２は、電磁石１４の中央部に配置されているとともに、鉛直方向に沿って配置されている。また、シャフト６２は、その上部側がプレート６６の貫通孔８２内に挿入され、下部側が支持板７６の貫通孔８４内に挿入され、昇降および摺動自在に構成されている。このシャフト６２の外周面には可動鉄心５８、可動平板６４、６６がナットを用いて固定され、シャフト６２の下部側にはピン８６を介してシャフト８８が連結されている。シャフト６２には、大小２つの可動平板（鋼鈑）６４、６６が取り付けられているが、これは、上部の可動平板６４と鉄製のカバー７０との対向距離を増加して、鉄製のカバー７０への漏れ磁束を低減するためである。さらにシャフト６２の下部側には支持板９０が連結されており、支持板９０とベース８０との間には、シャフト６２の軸心を中心とした円を描くリング状の遮断ばね９２が装着されている。この遮断ばね９２は、可動鉄心５８を固定鉄心６０から離間させるための弾性力を、支持板９０を介してシャフト６２に付与するようになっている。また可動鉄心５８の周囲には永久磁石６８が配置されており、永久磁石６８は、取付板７４に固定されている。固定鉄心６０は取付板７６にボルトを用いて固定されている。
【００２５】
またシャフト８８の下部側はピン９４を介して一対のレバー９６に連結されている。レバー９６は、電磁石１４から発生する電磁力に伴う駆動力の伝達方向を変換するリンク機構の一要素として構成されており、シャフト９８を介してレバー１００に連結されている。レバー１００は、ピン１０２を介して連結板１０４に連結されている。また、レバー９６の端部には、ストッパピン１０６が固定されており、このストッパピン１０６は、真空遮断器３２の遮断時において、ベース８０に固定されたストッパ用ボルト１０８に当接（接触）し、レバー９６のベース８０側への移動が阻止されるようになっている。
【００２６】
連結板１０４は、ベース８０に固定された絶縁架台１１０内に上下動（往復動）自在に挿入されており、連結板１０４の上部側には接圧ばね押え１１２が形成されている。接圧ばね押え１１２には貫通孔が形成されており、この貫通孔内には絶縁ロッド１１４の軸方向端部が挿入され、この端部にはワッシャ１１６を介してボルト１１８が固定されている。さらに接圧ばね押え１１２と絶縁ロッド１４の底部側との間には接圧ばね１２０が装着されている。絶縁ロッド１１４の上部側はフレキシブル導体１２１を介して可動フィーダ１２２に連結されているとともに、真空遮断器３２の可動導体１２４に連結されている。可動導体１２４は、可動接点（図示省略）に連結されており、可動接点に相対向して固定接点（図示省略）が配置されている。この固定接点は、固定導体１２６に連結され、可動接点とともに、絶縁筒１２８内に収納されている。この絶縁筒１２８内は真空に保たれている。固定導体１２６は、固定フィーダ１２９に連結されており、固定フィーダ１２９は、絶縁架台１１０に固定されている。固定フィーダ１２９には上コンタクタ１３０が連結され、可動フィーダ１２２には下コンタクタ１３２が連結され、各コンタクタ１３０、１３２には配電線などの電力ケーブルが接続されるようになっている。
【００２７】
ここで、制御基板１８に投入指令が入力されると、制御基板１８からの信号によって電磁石１４のコイル（電磁コイル）４８が通電され、コイル４８の周囲には、可動鉄心５８⇒固定鉄心６０⇒取付板７６⇒カバー７２⇒取付板７４⇒可動鉄心５８を結ぶ経路で磁界が形成され、可動鉄心５８の底部側端面には下向きの吸引力が働き、可動鉄心５８が固定鉄心６０側に移動し、可動鉄心５８が固定鉄心６０に吸着される。このとき永久磁石６８によって形成される磁界の向きもコイル４８の励磁に伴って発生する磁界の向きと同じになるため、吸引力が高められた状態で可動鉄心５８が固定鉄心６０側に移動する。
【００２８】
電磁石１４による投入動作（吸引動作）が行われると、シャフト６２が遮断ばね９２の弾性力に抗して下方に移動し、電磁石１４から発生する電磁力に伴う駆動力がレバー９６に伝達される。この駆動力はシャフト９８、レバー１００を介して連結板１０４に伝達され、可動導体１２４が上昇移動し、可動接点が固定接点と接触し、真空遮断器３２の投入動作が実行される。真空遮断器３２の投入動作において、接圧ばね１２０は、固定接点と可動接点が接触するまで圧縮されないが、固定接点と可動接点とが接触すると圧縮され、その後、投入動作が完了するまで圧縮し続ける。一方、遮断ばね９２は、真空遮断器３２の投入動作中、常に圧縮され続ける。
【００２９】
次に、制御板１８に開極指令（遮断指令）が入力され、制御板１８からコイル４８に開極指令に伴う信号が出力されると、コイル１８には投入時とは逆方向の電流が流れ、コイル４８の周囲には投入動作時とは逆方向の磁界が形成される。この場合、コイル４８から発生する磁束と永久磁石６８から発生する磁束とが互いに打ち消し合い、可動鉄心５８の軸方向端面（下面）における吸引力は、遮断ばね９２および接圧ばね１２０から発生する弾性力よりも弱くなるため、可動鉄心５８が固定鉄心６０から離間して上方向に移動する。可動鉄心５８の移動に伴ってシャフト６２が上方に移動すると、レバー９６の上方移動に連動して、連結板１０４が下方に移動し、真空遮断器３２の可動接点が固定接点から離間し、固定接点と可動接点との接触が解かれ、真空遮断器３２の開極動作（遮断動作）が行われる。この場合、電磁石１４の投入状態の保持が解除されると、始めに、圧縮されていた接圧ばね１２０が伸長し、接圧ばね押え１１２がワッシャ１１６と接触したときに、真空遮断器３２の固定接点と可動接点との接触が解かれ、真空遮断器３２の遮断動作と電磁石１４の遮断（開放）動作が同時に行われることになる。
【００３０】
真空遮断器３２による投入動作または開極動作（遮断動作）が行われている過程では、真空遮断器３２の投入または遮断状態が補助接点３４、表示板３６、カウンタ３８で検出されるようになっている。
【００３１】
具体的には、図２に示すように、可動鉄心５８に連結されたシャフト６２の上部側にはロッド１３４が連結されている。このロッド１３４の上部側には貫通孔（図示省略）が形成されており、この貫通孔内にはピン１３６が挿入されている。ピン１３６は、レバー１３８、１４０の長穴内に挿入されており、ロッド１３４は、ピン１３６を介してレバー１３８とレバー１４０に連結されている。レバー１３８は、軸１４２を介して補助接点３４に接続されている。この補助接点３４は、ａ接点とｂ接点を備えており、各接点はシャフト６２の上下動に合わせて開閉するようになっている。すなわち、補助接点３４は、軸１４２が一方向に回転したときにａ接点が入り、逆方向に回転したときにはｂ接点が入る構造となっている。この場合、レバー１３８に長穴が形成され、この長孔内にピン１３６を挿入されているため、シャフト６２の上下動に合わせて軸１４２を回転させることができ、軸１４２の回転動作に合わせてａ接点とｂ接点の入り切りができるようになっている。
【００３２】
レバー１４０は、ピン１４４を介して固定板１４６に連結されており、固定板１４６はその底部側がプレート５６に固定されている。このレバー１４０は、シャフト６２の上下動に合わせて、ピン１４４を中心に回転可能に構成されている。また、レバー１４０の先端側には、表示板３６が一体となって形成されており、表示板３６の前面側のうち上部側には「切」の文字が付され、下部側には「入」の文字が付されている。「切」の文字は、表示板３６が図２に示す位置にあるときに、ケース１０の正面側から見えるようになっており、「入」の文字は、表示板３６が図２に示す位置から上方に移動したときに、ケース１０の正面側から見えるになっている。すなわち、シャフト６２の上下動に合わせてケース１０の正面側から、「切」または「入」の文字が見えるように構成されている。
【００３３】
また、表示板３６には、ばね１４８が配置されており、ばね１４８の一端側はレバー１４０の軸方向端部に連結され、他端側はカウンタ３８のカウンタレバー１５０に連結されている。ばね１４８は、レバー１４０の回転に応じて伸縮し、カウンタレバー１５０はピン１５２を中心として回転（約４５度の範囲で回転）するようになっており、カウンタレバー１５０が回転する毎に、真空遮断器３２の開閉動作回数が機械的にカウントされる。
【００３４】
次に、状態検出機構の具体的な動作について説明する。まず真空遮断器３２における投入動作が行われると、図３に示すように、シャフト６２が下方に移動し、シャフト６２の移動に合わせてレバー１３８が軸１４２を中心として時計周りに回転し、レバー１３８の回転により、補助接点３４のｂ接点が切となり、その後ａ接点が入となる。このとき表示板３６は、レバー１４０がピン１４４を中心に反時計周りに回転するため、図４に示すように、「入」の文字が正面側から見える位置に移動する。さらに、ばね１４８が縮み、カウンタレバー１５０がピン１５２を中心に約４５度回転する。これによりカウンタ３８は、真空遮断器３２が１回投入動作されたことをカウントする。
【００３５】
次に、真空遮断器３２の遮断動作が開始されると、図４に示す位置からシャフト６２が上方に移動する。このシャフト６２の上昇移動に連動して、レバー１３８が軸１４２を中心として反時計方向周りに回転し、補助接点３４の軸１４２が回転し、補助接点３４のａ接点が切となり、その後ｂ接点が入となる。さらにシャフト６２の上昇移動に連動して、レバー１４０がピン１４４を中心として時計周りに回転し、図４に示すように、表示板３６の「切」の文字が正面から見える位置に移動する。このとき、レバー１４０の回転に伴ってばね１４８が伸び、カウンタレバー１５０がピン１５２を中心として約４５度回転する。なお、ばね１４８は、表示板３６の「入」の文字が正面から見える状態で若干たわんだ状態で取り付けることが望ましい。
【００３６】
このように、真空遮断器３２による投入動作または開極動作（遮断動作）が行われる毎に、真空遮断器３２の投入または遮断状態を補助接点３４、表示板３６、カウンタ３８で検出することができる。
【００３７】
一方、ベース８０の両側には、４個の車輪１５４が取付台１５６上を走行可能に連結されている。すなわち、電磁石１４を収納したケース１０と、真空遮断器３２を収納した絶縁架台１１０を含む電磁操作式開閉装置は、ベース８０に固定された状態で車輪１５０の走行によってケース１０の正面側に搬出可能になっている。
【００３８】
ただし、本実施形態では、真空遮断器３２が切の位置で遮断状態にあり、インターロックロッド４６が持ち上げられることを条件として、真空遮断器３２の搬出（引出）を可能とするために、図５に示すように、取付台１５６には、運転位置１５８と断路位置１６０を規定するブラケット１６２が固定されているとともに、インターロックロッド４６の上部側にインターロックレバー１６４が固定され、インターロックレバー１６４は、ケース１０の底面に取り付けた取り付け部材１６５の操作用の穴１６８内に挿入されている。またインターロックロッド４６の底部側にはロックピン１７０が固定されており、インターロックロッド４６は、インターロックレバー１６４が下方にあるときには、底部側が運転位置１５８となる凹部内に挿入され、ブラケット１６２との接触により、真空遮断器３２の引出を不可能とする構造になっている。
【００３９】
すなわち、真空遮断器３２が切の位置で遮断状態にあるときに、インターロックロッド４６が持ち上げらないときには、真空遮断器３２の搬出（引出）が不可能となっている。
【００４０】
なお、このときインターロックスイッチとしてのリミットスイッチ４２はオンの状態にあり、制御基板１８に入力される投入指令としての信号がリミットスイッチ４２によって遮断されることはない状態にある。
【００４１】
次に、遮断器３２が遮断状態にあるときに、インターロックレバー１６４が操作されて上方に移動すると、図６に示すように、インターロックレバー１６４の上昇移動に伴ってインターロックロッド４６が上方に移動し、真空遮断器３２の引出が可能になる。
【００４２】
すなわち、電磁操作式開閉装置を前面側に引き出して断路位置１６０まで移動させることができるようになっている。ただし、この場合、インターロックロッド４６の上昇移動に伴ってリミットスイッチ４２がオフとなり、制御基板１８に対する投入指令の入力が強制的に遮断され、真空遮断器３２に対する投入動作は不可能になっている。
【００４３】
一方、遮断器３２が入の位置にあって投入状態にあるときには、図７に示すように、ストッパピン１０６とロックピン１７０とが接触し、インターロックロッド４６の上昇移動が阻止されるようになっている。すなわち、インターロックレバー１６４を操作しても、ストッパピン１０６とロックピン１７０との接触により、インターロックロッド４６の上昇移動が阻止され、真空遮断器３２の引出が不可能になっている。
【００４４】
また、本実施形態においては、ケース１０に正面カバー１６６が付いた状態でも、手動操作により、真空遮断器３２に対する遮断動作ができるようにするために、図８に示すように、ベース８０のうち正面カバー１６６から外れた位置に、遮断用ハンドル１７２を挿入するための穴１７４が形成されている。ハンドル１７２を用いた遮断操作は動作速度が出るため、遮断動作が必要な全ての場合に適用できるようになっている。すなわち、ハンドル１７２は、正面カバー１６６の有無によらず常に穴１７４内に挿入可能になっており、真空遮断器３２が投入状態にあるときに、ハンドル１７２の先端側を穴１７４内に挿入し、ハンドル１７２の先端側をストッパピン１０６の下側に押し当て、穴１７４の底部側を支点としてハンドル１７２を下方に押し下げると、レバー９６がシャフト９８を中心として反時計方向周りに回転し、遮断器３２に対する遮断動作を行うことができる。この場合、永久磁石６８の保持力以上の力をハンドル１７２によって始めだけ与えれば、後は遮断ばね９２および接圧ばね１２０の弾性力によって遮断器３２を遮断動作させることができる。
【００４５】
一方、手動動作によって真空遮断器３２に対する投入動作を行わせるときには、正面カバー１６６を取り外したときにのみできるようにするために、本実施形態では、図９に示すように、ベース８０には、投入用ハンドル１７６の先端側が挿入可能な穴１７８が穴１７４に続いて形成されている。
【００４６】
投入用ハンドル１７６を用いた投入動作は、動作速度が出ないため、場内の組立て（解体）作業時、保守・点検（定期点検）時に遮断器３２を配電盤から外に出すときにのみ可能とするために、正面カバー１６６を取り外したときにのみ穴１７８が露出される構造となっている。ハンドル１７６を用いた手動操作によって真空遮断器３２を投入動作させるに際しては、正面カバー１６６を外した後、ベース８０の穴１７８内に投入用ハンドル１７６の先端側を挿入する。この場合、ハンドル１７６の先端側がストッパピン１０６の上部側に接触するように、ハンドル１７６を穴１７８内に挿入する。このあと、ハンドル１７６の先端側をレバー９６の外側に挿入して、ストッパピン１０６の上部側に接触させて状態で、穴１７８の上部側を支点としてハンドル１７６を上方に移動させると、レバー９６がシャフト９８を中心として時計方向に回転し、遮断器３２の投入動作が行われる。
【００４７】
本実施形態においては、手動操作による投入動作は、正面カバー１６６を外さなければできないようにするとともに、手動操作による開極動作は、正面カバー１６６を外さなくてもできるように、ベース８０のうち正面カバー１６６から外れた領域で且つストッパピン１０６を臨む領域に開極操作用ハンドル１７２が挿入可能な穴１７４が形成され、ベース８０のうち正面カバー１６６の装着領域内で且つストッパピン１０６を臨む領域に投入操作用ハンドル１７６が挿入可能な穴１７８が形成されている。
【００４８】
電磁操作装置の組み立てに際しては、ベース８０上のケース１０の正面側から電磁石１４、コンデンサ１６、制御基板１８、二次プラグ２２、ケーブル２４〜２８などをケース１０内に搬入し、電磁石１４をケース１０の略中央に固定し、コンデンサ１６と制御基板１８をそれぞれケース１０の側面に固定する。この場合、補助接点３４、表示板３６、カウンタ３８はプレート５６を介して電磁石１４と一体化されているので、電磁石１４が固定されたときに、電磁石１４の上部側に配置される。また、ケーブル２４〜２８は、二次プラグ２２、コネクタ４０、リミットスイッチ４２と一体になっているので、二次プラグ２２は、ケーブル２８などに接続された状態でケース１０の上部に固定される。そして、ケーブル２８の各部がケース１０に位置決めされると、ケーブル２４の先端側がコンデンサ１６に接続され、ケーブル２８の先端側に付けられたコネクタ４０が制御基板１８に接続される。そして、ケーブル３０とケーブル２８の一部が圧着される。このあと、シャフト８８がピン９４を介してレバー９６に連結されると、電磁石１４がリンク機構を介して真空遮断器３２に連結され、組み付け作業が終了する。
【００４９】
上述したように、電磁操作式開閉装置の一要素としての電磁操作装置を構成するに際して、電磁石１４をケース１０の略中央に配置し、電磁石１４を中心として、コンデンサ１６と制御基板１８をそれぞれ別々にケース１０の側面に固定するようにしたため、取付作業および保守・点検作業を容易に行うことができ、作業性の向上を図ることができるとともに、電磁石１４から発生する衝撃や振動がコンデンサ１６および制御板１８に伝達されるのを抑制することができる。
【００５０】
また、補助接点３４、表示板３６、カウンタ３８をプレート５６に連結して電磁石１４と一体化するようにしたため、構成の簡素化を図ることができる。
【００５１】
また、本実施形態においては、電磁石１４は、全て鉄製の部材で覆われているため、電磁石外部に磁界が漏洩することはなく、制御回路の誤動作を回避できる。 さらに、電磁石外部の磁性体、例えば、ケース１０の配置によって電磁石１４の特性が変化する問題も解決される。
【００５２】
また、本実施形態においては、構成部材のうち一方の部材と他方の部材が互いに摺動する摺動部、一方の部材が他方の部材を回転自在に支持する軸受部または回転部には、固体潤滑材が用いられている。
【００５３】
具体的には、プレート５６の貫通孔８２、取付板７６の貫通孔８４などにおける摺動部、ピン８６、９４、１０２、１４４、シャフト９８などにおける回転部または軸受部には、固体潤滑材としてのドライベアリングが用いられている。このため、シャフト６２の摺動（上下動）、レバー９６、１００、１４０などの回転動作、他の部材の支持などを円滑に行うことができるとともに、電磁石１４を密閉構造とすることができる。
【００５４】
また、ピン９４などには軸止めとしてＣリングを用いているので、割ピンを用いるときよりも作業性を高めることができる。
【００５５】
次に、制御基板１８を主構成要素とする電磁石制御装置の具体的構成を図１０にしたがって説明する。電磁石制御装置は、ＡＣ／ＤＣ変換器２００、充電回路２０２、制御ロジック部２０４、放電回路２０６を備えて構成されており、放電回路２０６にはコンデンサ１６と電磁コイル４８が接続されている。
【００５６】
ＡＣ／ＤＣ変換器２００は、二次プラグ２２から直流あるいは交流の制御電源Ｐ、Ｎを受け、直流の場合はそのまま、交流の場合は直流に変換し、充電回路２０２と制御ロジック部２０４に出力するようになっている。充電回路２０２は、コンデンサ１６を高速に充電したあと最大電圧までに徐々に充電するようになっており、コンデンサ１６に蓄積された電力によって電磁コイル４８の駆動が制御されるようになっている。
【００５７】
すなわち、放電回路２０６には、主制御手段としてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）２０８、一対のリレー接点２１０、２１２、ダイオードＤ１、抵抗ＲＬが設けられている。ＦＥＴ２０８は、コンデンサ１６からの電力（電流）を電磁コイル４８に供給する通電回路中に挿入され、制御ロジック部２０４からの制御信号にしたがってオン・オフ制御されるようになっている。一対の機械式切替リレーを構成するリレー接点２１０、２１２は、コンデンサ１６からの電力を電磁コイル４８に供給する通電回路中に挿入されており、リレー接点２１０、２１２はそれぞれｃ接点を共通として、ａ接点とｂ接点を備えて構成されている。リレー接点２１０は、ａ接点が電磁コイル４８の一端側に接続され、ｂ接点が電磁コイル４８の他端側に接続され、ｃ接点がコンデンサ１６のプラス側に接続されている。
【００５８】
一方、リレー接点２１２は、ｂ接点が電磁コイル４８の一端側に接続され、ａ接点が電磁コイル４８の他端側に接続され、ｃ接点がＦＥＴ２０８に接続されているとともに、抵抗ＲＬ、ダイオードＤ１を介してリレー接点２１０のｃ接点に接続されている。
【００５９】
切替リレーを構成するリレー接点２１０、２１２は、開極指令（遮断指令）発生時には、ｃ接点とｂ接点とが互いに接続され、コンデンサ１６からの電力を電磁コイル４８に供給する通電回路として、可動鉄心５８と固定鉄心６０を互いに離間させるための通電回路を形成する開極手段として構成されている。さらに、リレー接点２１０、２１２は、投入指令発生時には、接点が切り替わり、ｃ接点とａ接点とが接続され、コンデンサ１６から電磁コイル１６に供給する通電回路として、開極手段による通電回路とは電磁コイル４８に対する通電方向が逆となる通電回路であって、可動鉄心５８と固定鉄心６０を互いに接触させるための通電回路を形成し、開極指令発生時に形成された通電回路を遮断する投入手段として構成されている。そしてリレー接点２１０、２１２によって投入用の通電回路または開極（遮断）用の通電回路が形成された後、ＦＥＴ２０８がオンオフ動作して電磁コイル４８のコイル電流をオンオフするようになっている。
【００６０】
すなわち、切替リレーとしてのリレー接点２１０、２１２には通電性能のみを要求し、ＦＥＴ２０８は主スイッチとして開閉容量の大きいものを使用することで、低コスト化・小型化を図ることができるようになっている。
【００６１】
また、リレー接点２１０、２１２のｂ接点を開極手段として用いているため、リレー接点２１０、２１２が万一動作不良となっても、開極動作だけは確実にできるようになっている。
【００６２】
また、ＦＥＴ２０８で電磁コイル４８のコイル電流を遮断すると、電流変換率に比例した過電圧が発生し、電磁コイル４８が損傷する恐れがある。
【００６３】
しかし、本実施形態においては、電磁コイル４８と並列に、エネルギー消費素子としての抵抗ＲＬとダイオードＤ１が接続されているため、投入動作時および開極動作時に電磁コイル４８から過電圧が発生しても、この過電圧に伴うエネルギーを抵抗ＲＬで消費することができる。
【００６４】
充電回路２０２は、図１１に示すように、リレーコイル２１４、リレー接点２１６、ＦＥＴ２１８、充電完了検出回路２２０、複数の充電抵抗Ｒｂ、Ｒｓ、ダイオードＤ２、複数のツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤｎを備えて構成されており、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤｎは互いに直列に接続されてコンデンサ１６の両端に接続され、コンデンサ１６の充電電圧を規定値に維持するように構成されている。
【００６５】
充電抵抗Ｒｂ、Ｒｓは抵抗値が相異なり、充電抵抗Ｒｂ＞Ｒｓの関係に設定されている。各充電抵抗Ｒｂ、Ｒｓは、ＡＣ／ＤＣ変換器２００とコンデンサ１６とを結ぶ回路中にダイオードＤ２とともに直列に配置されている。そして充電開始時点では、充電完了検出回路２２０からハイレベルの信号が出力され、ＦＥＴ２１８がオンになるとともに、リレー２１４がオンとなり、リレー接点２１６がｂ接点からａ接点側に切り替わり、抵抗値の小さい充電抵抗Ｒｓが、コンデンサ１６を充電するための回路中に挿入され、コンデンサ１６が急速充電されるようになっている。
【００６６】
一方、コンデンサ１６の充電電圧が電磁石１４を駆動するに十分な電圧Ｖｔ１となったときには、充電完了検出回路２２０からロウレベルの充電完了信号が出力され、ＦＥＴ２１８がオフになるとともにリレー２１４がオフになり、リレー接点２１６がａ接点からｂ接点側に復帰し、抵抗値の大きい充電抵抗Ｒｂが充電回路中に挿入され、コンデンサ１６は徐々に充電され、最大充電電圧Ｖｍａｘとなる。
【００６７】
このように、コンデンサ１６の充電電圧がＶｔ１になったあとは充電抵抗を高抵抗側に切替るようにしているため、コンデンサ１６の充電電圧がＶｍａｘまで達したあと、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤｎに流れ込む電流を低減し、ツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤｎが熱破壊するのを回避することができる。なお、ＦＥＴ２１８、リレーコイル２１４、リレー接点２１６は充電抵抗切替手段を構成することになる。
【００６８】
また、充電完了検出回路２２０には、図１２に示すように、充電完了信号を出力する電圧の範囲として、ヒステリシス上限値Ｖｔ１とヒステリシス下限値Ｖｔ２が設定されており、この充電完了検出回路２２０は、コンデンサ１６の充電電圧がヒステリシス上限値Ｖｔ１に達したあとは、コンデンサ１６の充電電圧がヒステリシス下限値Ｖｔ２以下になるまで、充電完了信号としてローレベルの信号を出力するようになっている。ヒステリシス下限値Ｖｔ２は、コンデンサ１６の充電電圧がヒステリシス上限値Ｖｔ１以上になった直後に、開極動作が行なわれても、コンデンサ１６の残留電圧が充電完了信号を出力する条件となる電圧の下限値を下回らない値に設定されている。さらに、コンデンサ１６の充電電圧最大値Ｖｍａｘは、電磁コイル４８の操作対象となる真空遮断器３２の規格で規定される制御電圧変動範囲における最小電圧の９０％以上に設定されている。
【００６９】
すなわち、遮断器の動作責務には、以下の３種があり、充電抵抗Ｒｓおよび充電完了検出回路２２０のヒステリシス特性は下記の責務を満足する値に設定する必要がある。
【００７０】
Ａ種 “Ｏ”−１ｍｉｎ−“ＣＯ”−３ｍｉｎ−“ＣＯ”
Ｂ種 “ＣＯ”−１５ｓ−“ＣＯ”
Ｒ種 “Ｏ”−０．３５ｓ−“ＣＯ”−３ｍｉｎ−“ＣＯ”
なお、Ｏは開極動作（Ｏｐｅｎ）を示し、Ｃは投入動作（Ｃｌｏｓｅ）を示す。
【００７１】
上記の動作責務は、ＪＥＣ−２３００−１９９８で規定されるものである。具体的には、各動作時間の時間間隔が短いＢ種、Ｒ種を基準に設定する。
【００７２】
例えば、図１３に示すように、“ＣＯ”動作後のコンデンサ残留電圧からＶｔ１に達するまでの時間が１５ｓ以下となるように、充電抵抗Ｒｓの抵抗値を決定し、動作責務Ｂ種を満足させる。また、図１４に示すように、一旦“Ｏ”動作した場合でも、充電完了検出回路２２０の出力がローレベルを維持するように、ヒステリシス下限値Ｖｔ２を定め、動作責務Ｒ種を可能にする。
【００７３】
またツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤｎで決定されるコンデンサ１６の充電電圧の最大値Ｖｍａｘは、遮断器の規格で規定される制御電圧変動範囲における最小値（最小電圧）以下としなければならない。しかも、図１５に示すように、コンデンサ１６の充電エネルギーは、充電電圧の二乗に比例するため、最小値に対して、９０％以上の電圧に設定することが望ましい。
【００７４】
例えば、ＪＥＣ−２３００−１９９８では、定格制御電圧に対して、７５％〜１２５％の変動分を規定しており、定格制御電圧がＤＣ１００Ｖの場合は、７５Ｖ×０．９＝６７．５Ｖ以上にＶｍａｘを設定すればよい。
【００７５】
一方、制御ロジック部２０４には、図１６に示すように、投入指令が、インターロックとしてのリミットスイッチ４２、リレー２１４に連動するリレー接点２２２を介して入力されているとともに、開極指令が入力されている。さらに制御ロジック部２０４には、真空遮断器３２の状態に応じて接点が開閉する補助接点４８ａ、４８ｂが接続されている。制御ロジック部２０４は、投入指令、開極指令、真空遮断器３２の状態を基に論理演算を行って、ＦＥＴ２０８、リレー２１４、切替リレーとしてのリレー接点２１０、２１２などを制御するための制御信号を出力するようになっている。リレー接点２２２は、充電完了検出回路２２０から充電完了信号が発生するまでは投入指令の入力を禁止する投入指令制御手段として構成されている。
【００７６】
次に、制御ロジック部２０４の動作を図１７にしたがって説明する。制御ロジック部２０４によって生成される制御信号にしたがって投入動作を行うに際して、本実施形態では、インターロックのオン、コンデンサの充電完了の２つの条件を満足したときにのみ投入指令を受け付けて制御信号を生成するようになっている。
【００７７】
すなわち、投入指令が発生したときに、インターロックがオンになるとともに、リレー接点２２２がオフになったことを条件として、切替リレーとしてのリレー接点２１０、２１２がａ接点側に切り替わり、電磁コイル４８に対する通電回路として、投入動作を行うための回路が形成され、その後、ＦＥＴ２０８がオンとなり、電磁コイル４８が励磁される。これにより可動鉄心５８と固定鉄心６０が互いに接触し、遮断器３２の投入動作が行われる。この過程では、遮断器３２の遮断状態を示す補助接点４８ｂがオンからオフに切り替わり、その後、遮断器３２の可動接点と固定接点が接触したあと、遮断器３２の投入状態を示す補助接点４８ａがオンになる。
【００７８】
遮断器３２の投入動作が完了したあとは、適当なタイミングでＦＥＴ２０８をオフにする。ＦＥＴ２０８がオフになったあとは、電磁コイル４８に蓄積されたエネルギーは抵抗ＲＬで消費されるが、コイル電流が十分減衰するのを待って切替リレーとしてのリレー接点２１０、２１２をオフとして投入動作を完了する。
【００７９】
一方、開極動作を行うときには、特に制限を設けることなく、図１８に示すように、開極指令が発生したあとＦＥＴ２０８をオンにすると、リレー接点２１０、２１２は、それぞれｂ接点側にあるため、コイル４８は、投入動作時とは逆方向の電流によって励磁され、可動鉄心５８が固定鉄心６０から離れ、遮断器３２の遮断動作が行われる。この遮断動作が行われる過程では、遮断器３２の投入状態を示す補助接点４８ａがオンからオフに移行したあと、遮断器３２の遮断状態を示す補助接点４８ｂがオフからオンに移行する。
【００８０】
本実施形態によれば、通電回路の切替えをリレー接点２１０、２１２で行ない、通電回路のオン・オフをＦＥＴ２０８で行なうようにしたので、リレー接点２１０、２１２を小容量のもので構成し、ＦＥＴ２０８を大容量のもので構成することができ、低コスト化・小型化を図ることができる。
【００８１】
また、制御ロジック部２０４に規定されたシーケンス動作を実行することで、開路優先機能、ポンピング阻止機能を実現することができる。
【００８２】
次に、他の実施形態を図１９にしたがって説明する。本実施形態は、切替リレーとしてのリレー接点２１０、２１２の代わりに、制御ロジック部２０４からの制御信号にしたがって動作する切替リレーとしてのリレー接点２２４〜２３０を設けたものであり、他の構成は図１０のものと同様である。
【００８３】
リレー接点２２４は、通常時（オフ時）には、接点が開放状態にあってコンデンサ１６のプラス側に接続され、投入指令にのみ応答してオンになって接点を閉じて、リレー接点２２８を介してコイル４８の一端側に接続されるように構成されている。リレー接点２２６は、オフ時には、接点が閉じた状態にあってコンデンサ１６のプラス側に接続され、投入指令にのみ応答してオンになって接点を開放するように構成されている。リレー接点２２８、２３０は、開極指令のみ応答してオンになるように構成されており、リレー接点２２８は、オフ時にはコイル４８の一端側に接続され、オン時には、コイル４８の一端側とＦＥＴ２０８に接続され、開極動作を行なうための開極用通電回路を形成するようになっている。リレー接点は、オフ時にはコイル４８の他端側と抵抗ＲＬに接続され、オン時にはコイル４８の他端側とコンデンサ１６のプラス側に接続されて開極動作を行なうための開極用通電回路を形成するようになっている。
【００８４】
すなわち、投入指令発生時には、リレー接点２２８、２３０がオフの状態で、リレー接点２２４、２２６がオンとなり、リレー接点２２４、２２８、２３０により、電磁コイル４８に対する通電回路として、投入動作を行うための投入用通電回路を形成する投入手段を構成するようになっている。一方、開極指令発生時には、リレー接点２２４、２２６がオフになるとともに、リレー接点２２８、２３０がオンとなり、リレー接点２２６、２２８、２３０が開極動作を行うための開極用通電回路中に挿入され、遮断器３２を開極動作するための開極手段を構成するようになっている。
【００８５】
本実施形態によれば、通電回路の切替えをリレー接点２２４〜２３０で行ない、通電回路のオン・オフをＦＥＴ２０８で行なうようにしたので、リレー接点２２４〜２３０を小容量のもので構成し、ＦＥＴ２０８を大容量のもので構成することができ、低コスト化・小型化を図ることができる。
【００８６】
本実施形態においては、投入指令発生時に、リレー接点２２４、２２６がオンになったことを条件に、ＦＥＴ２０８をオンにして電磁コイル４８を励磁して遮断器３２の投入動作を行わせ、開極指令発生時には、リレー接点２２８〜２３０がオンになったことを条件に、ＦＥＴ２０８をオンにして電磁コイル４８を励磁して、遮断器３２の遮断動作を行なわせるようにしているため、リレー接点２２４〜２３０がオフにあるときに、電圧駆動型のＦＥＴ２０８がサージノイズなどで誤動作した場合でも、真空遮断器３２が誤動作するのを防止することができる。
【００８７】
前記実施形態における電磁操作装置と磁気ラッチ式の電磁操作型真空遮断器３２とを組合わせて電磁操作式開閉装置を構成した場合、制御ロジック部２０４をマイコン、ロジックＩＣ（ＣＰＬＤ／ＦＰＧＡ）あるいいはメカニカルリレーなどを用いて構成することができ、投入指令・開極指令に要求される電流は数１０ｍＡ程度であり、小エネルギー開閉装置を構成することができる。
【００８８】
すなわち、遮断器に開極指令を与える継電器としては、近年デジタル型継電器が主流になっており、小電流で動作できる遮断器を操作対象としたときには都合がよい。しかし、遮断器に開極指令を与える継電器として、従来型のアナログ継電器も数多く存在しており、アナログ継電器を搭載した配電盤に、本発明に係る電磁操作式開閉装置を適用した場合、開極指令の電流値の点でアンマッチングが生じる。
【００８９】
例えば、図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、遮断器３００（遮断器３２に相当する遮断器）の電流を検出する変流器３０２に規定値以上の電流が流れると、円板３０４に連結された主接点３０６が投入され、補助接触器３０８が動作する。このとき補助接触器３０８から遮断器３００に対して開極指令（トリップ指令）が出力されると同時に、表示器３１０が動作する。すなわち、開極指令には、遮断器３００を動作させるだけでなく、表示器３１０が動作できる電流が要求され、その値は２〜５Ａである。このため、電磁操作式開閉装置を構成するに際しては、アナログ継電器・遮断器３００をともに正常に動作させることが必要である。
【００９０】
そこで、本実施形態においては、電磁操作式開閉装置を構成するに際しては、図２１に示すように、開極指令の一部を抵抗３１２を介して、電源となるＡＣ／ＤＣ変換器２００のマイナス（グランド）側（制御電源Ｎ）にバイパスするバイパス回路を構成し、このバイパス回路中に、真空遮断器３２の遮断動作に応答してバイパス回路を遮断する補助接点３１４と、操作に応答して接点を開閉するジャンパスイッチ３１３を挿入し、抵抗３１２を制御基板１８に実装するようにしたものである。
【００９１】
上記構成を採用すると、制御ロジック部２０４の入力インピーダンスが高く、制御ロジック部２０４には数１０ｍＡ程度の電流が流れる構成であるときに、継電器としてアナログ継電器が用いられた場合には、ジャンパスイッチ３１３をオンにしてバイパス回路を閉成し、アナログ継電器から出力される数アンペア程度の開極指令を、抵抗３１２、補助接点３１４を介してバイパスさせることができる。
【００９２】
抵抗３１２は、定格制御電圧に応じて設定することはでき、例えば、ＤＣ１００Ｖ入力では３０オーム程度とすることができる。この場合、アナログ継電器から伝送される開極指令の電流は３Ａ程度となり、表示器３１０と遮断器３００をともに動作させることができるとともに、遮断器３００に同期して補助接点３１０を遮断させることもでき、従来の継電器を用いた場合でも互換性を確保することができる。
【００９３】
本実施形態によれば、継電器として、デジタル継電器やアナログ継電器が用いられても、継電器と遮断器をともに安定した状態で動作させることができる。
【００９４】
前記実施形態においては、抵抗３１２を制御基板１８に実装するものについて述べたが、抵抗３１２は必ずしも制御基板１８に実装する必要はなく、例えば、図２２および図２３に示すように、アナログ継電器を用いるときにのみ、正面カバー（正面パネル）１６６に、二次プラグ２２からの信号を中継して制御基板１８などに伝送する中継ボックス３１６に取り付け、この中継ボックス３１６内に抵抗３１２を収納する構成を採用することもできる。
【００９５】
上記構成を採用すると、電磁操作式開閉装置としては、継電器がデジタル継電器のときにはそのまま用いることができ、アナログ継電器のときには中継ボックス３１６を取り付けことで対応することができ、デジタル継電器とアナログ継電器のいずれの継電器に対しても共用することができる。
【００９６】
なお、中継ボックス３１６としては、開閉装置に直接取り付ける必要はなく、アナログ継電器と開閉装置との間にあればどこでもよいことになる。
【００９７】
前記実施形態においては、遮断器３２を１相分設けたものについて述べたが、遮断器３２としては３相分設けることができ、各相の遮断器をシャフト９８を介して連結することで、単一の電磁石１４を用いて各相の遮断器を遮断・投入動作させることができる。
【００９８】
また、複数の電磁石１４をシャフト９８を介して連結し、各電磁石１４のコイル４８を直列に接続して、遮断器３２を動作させてもよい。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、低コスト化・小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁操作装置の正面図である。
【図２】電磁操作式開閉装置の側面図である。
【図３】状態検出機構の投入時の動作を説明するための図である。
【図４】状態検出機構の遮断時の動作を説明するための図である。
【図５】（ａ）は、インターロックロッド持ち上げ前の状態を説明するための側面図、（ｂ）は、要部正面図である。
【図６】（ａ）は、インターロックロッド持ち上げ後の状態を説明するための側面図、（ｂ）は、要部正面図である。
【図７】（ａ）は、インターロックロッド持ち上げが不可能となるときの状態を説明するための側面図、（ｂ）は要部正面図である。
【図８】（ａ）は、正面カバーが付いたときの手動切替操作を説明するための側面図、（ｂ）は、要部正面図である。
【図９】（ａ）は、正面カバーが外されたときの手動入操作を説明するための側面図、（ｂ）は、要部正面図、（ｃ）は、手動入操作に用いられるハンドルの上面図である。
【図１０】電磁石制御装置の回路構成を説明するためのブロック構成図である。
【図１１】充電回路の回路構成図である。
【図１２】充電完了検出回路のヒステリシス特性を説明するための図である。
【図１３】遮断器のＣＯ動作を説明するための特性図である。
【図１４】遮断器のＯ動作とＣＯ動作を説明するための図である。
【図１５】コンデンサ充電電圧とコンデンサ充電エネルギーとの関係を説明するための特性図である。
【図１６】制御ロジック部の回路構成を説明するためのブロック図である。
【図１７】投入動作時における制御ロジック部の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１８】遮断動作時における制御ロジック部の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１９】電磁石制御装置の他の実施形態を示すブロック構成図である。
【図２０】（ａ）、（ｂ）は、過電流継電器の動作原理を説明するための回路構成図である。
【図２１】電磁操作式開閉装置にバイパス用の抵抗を配置したときの実施形態を示すブロック構成図である。
【図２２】電磁操作式開閉装置に中継ボックスを設けたときの斜視図である。
【図２３】電磁操作式開閉装置に中継ボックスを接続したときの回路構成図である。
【符号の説明】
１０ ケース
１４ 電磁石
１６ コンデンサ
１８ 制御基板
３２ 真空遮断器
３４ 補助接点
３６ 表示板
３８ カウンタ
４８ コイル
５８ 可動鉄心
６０ 固定鉄心
６２ シャフト
２００ ＡＣ／ＤＣ変換器
２０２ 充電回路
２０４ 制御ロジック部
２０６ 放電回路
２０８ ＦＥＴ
２１０、２１２ リレー接点
２１８ ＦＥＴ
２２０ 充電完了検出回路
２２４〜２３０ リレー接点
３００ 遮断器
３０２ 変流器
３０６ 主接点
３０８ 補助接触器
３１０ 表示器
３１２ 抵抗
３１４ 補助接点
３１６ 中継ボックス

Claims (12)

1. 電源からの電力を蓄積するコンデンサの電力を電磁コイルに供給する通電回路として、開極指令発生時に可動鉄心と固定鉄心とを互いに離間させるための通電回路を形成する開極手段と、前記開極手段による通電回路とは前記電磁コイルに対する通電方向が逆となる通電回路として、投入指令発生時に前記可動鉄心と固定鉄心とを互いに接触させるための通電回路を形成する投入手段とを備え、前記開極手段は、前記開極指令に応答して前記可動鉄心と固定鉄心とを互いに離間させるための通電回路中に挿入される切替えリレー接点を含んで構成され、前記投入手段は、前記投入指令に応答して前記可動鉄心と固定鉄心とを互いに接触させるための通電回路中に挿入される切替えリレー接点を含んで構成され、前記各切替えリレー接点は、ｃ接点を共通として、ａ接点とｂ接点を有し、前記各切替えリレーのうちｂ接点は前記開極手段の通電回路中に挿入されてなる電磁石制御装置。
2. 請求項１に記載の電磁石制御装置において、前記投入手段による通電回路又は前記開極手段による通電回路中に挿入されて、前記投入指令発生時に、前記投入手段による通電回路が形成されたことを条件として前記投入手段による通電回路を閉成し、それ以外のときには前記投入手段による通電回路を遮断し、前記開極指令発生時に前記開極手段による通電回路を閉成し、それ以外のときには前記開極手段による通電回路を遮断する主制御手段を備えてなることを特徴とする電磁石制御装置。
3. 電源からの電力を蓄積するコンデンサの電力を電磁コイルに供給する通電回路として、開極指令発生時に可動鉄心と固定鉄心とを互いに離間させるための開極用通電回路を形成する開極手段と、前記開極手段による通電回路とは前記電磁コイルに対する通電方向が逆となる通電回路として、投入指令発生時に前記可動鉄心と固定鉄心とを互いに接触させるための投入用通電回路を形成する投入手段とを備え、前記開極手段は、前記開極指令に応答して前記開極用通電中に挿入される一対の開極用切替えリレー接点と、前記投入指令が発生するまでは前記開極用通電回路に挿入される投入用切替えリレー接点とを含んで構成され、前記投入手段は、前記投入指令に応答して投入用通電回路中に挿入される投入用切替えリレー接点と、前記開極指令が発生するまでは前記投入用通電回路中に挿入される一対の開極用切替えリレー接点とを含んで構成されてなる電磁石制御装置。
4. 請求項３に記載の電磁石制御装置において、前記投入手段による通電回路または前記開極手段による通電回路中に挿入されて、前記投入指令発生時に、前記投入用通電回路が形成されたことを条件として前記投入用通電回路を閉成し、それ以外のときには前記投入用通電回路を遮断し、前記開極指令発生時には、前記開極用通電回路が形成されたことを条件として前記開極用通電回路を閉成し、それ以外のときには前記開極用通電回路を遮断する主制御手段を備えてなることを特徴とする電磁石制御装置。
5. 請求項２又は４に記載の電磁石制御装置において、前記切替えリレー接点は、機械式リレーを用いて構成され、前記主制御手段は、電界効果トランジスタを用いて構成されてなることを特徴とする電磁石制御装置。
6. 請求項２、４又は５のうちいずれか１項に記載の電磁石制御装置において、前記切替えリレー接点と前記主制御手段との間に、前記切替えリレー接点を介して前記電磁コイルの両端に接続されて前記電磁コイルのエネルギーを消費するエネルギー消費素子が挿入されてなることを特徴とする電磁石制御装置。
7. 請求項６に記載の電磁石制御装置において、前記エネルギー消費素子は、抵抗とダイオードが直列接続されて構成されてなることを特徴とする電磁石制御装置。
8. 請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の電磁石制御装置において、前記コンデンサの両端に接続されて前記コンデンサの充電電圧を規定値に維持するツェナーダイオードと、前記電源と前記コンデンサとの間に直列に挿入にされて抵抗値が相異なる複数の充電抵抗と、前記コンデンサの充電電圧が前記電磁石を駆動するに十分な電圧となったときに充電完了信号を出力する充電完了検出回路と、前記充電完了信号が出力されるまでは前記複数の充電抵抗のうち抵抗値の小さい充電抵抗を前記電源と前記コンデンサとを結ぶ回路に挿入し、前記充電完了信号が出力されたときには前記複数の充電抵抗のうち抵抗値の大きい充電抵抗を前記電源と前記コンデンサとを結ぶ回路に挿入する充電抵抗切り替え手段とを備えてなることを特徴とする電磁石制御装置。
9. 請求項８に記載の電磁石制御装置において、前記充電完了信号が発生するまでは前記投入手段に対する投入指令の入力を禁止する投入指令制御手段を備えてなることを特徴とする電磁石制御装置。
10. 請求項８に記載の電磁石制御装置において、前記充電完了検出回路には、前記充電完了信号を出力する電圧の範囲として、ヒステリシス上限値とヒステリシス下限値が設定されており、前記充電完了検出回路は、前記コンデンサの充電電圧が前記ヒステリシス上限値に達した後は、前記コンデンサの受電電圧が前記ヒステリシス下限値以下になるまで前記充電完了信号を出力してなることを特徴とする電磁石制御装置。
11. 請求項１０に記載の電磁石制御装置において、前記充電完了検出回路のヒステリシス下限値は、前記コンデンサの充電電圧が前記ヒステリシス上限値以上になった直後に、開極動作が行なわれても、前記コンデンサの残留電圧が前記充電完了信号を出力する条件となる電圧の下限値を下回らない値として設定されてなることを特徴とする電磁石制御装置。
12. 請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の電磁石制御装置において、前記コンデンサの充電電圧最大値は、前記電磁コイルの操作対象となる開閉器の規格で規定される制御電圧変動範囲における最小電圧の９０％以上に設定されてなることを特徴とする電磁石制御装置。

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