JP3861629B2 - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス絶縁開閉装置に係り、特に可動接触子の慣性質量の速度を制動する機能を備えたガス絶縁開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、ガス絶縁開閉装置は電流を通電，遮断する必要から電流通電のための主回路を接離する固定接触子と可動接触子を有している。主回路を遮断する際は可動接触子を駆動力する操作器に遮断信号を与える事により行われる。同様に主回路を電気的に接続するためには、操作器に投入信号を与えることで行われる。
【０００３】
図５に示すように、主回路を構成する可動接触子は、投入・遮断動作の際、可動接触子を含む可動部分は駆動力及び負荷力，摩擦力の関係で決まる加速度運動，等速度運動を行う。投入・遮断の各動作終盤では、機械的に機器が破損しないよう適切な制動を行う必要がある。このため従来の技術として例えば特開平１０−２２８８４７号（以下、従来例１と称す）では、適切な制動を行うために操作器の緩衝装置内にダッシュポットを配置し、投入・遮断の各動作の緩衝を行っていた。
【０００４】
また、特開平１１−２１３８２４号（以下、従来例２と称す）では、投入・遮断の各動作終盤で緩衝装置として２つのダンパーを用いて、このダンパーにレバーがあたることで投入・遮断の各動作の緩衝を図っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例１が示している装置を使用した場合、ガス絶縁開閉装置が投入・遮断動作を行う際、緩衝装置自体が常時負荷となることで操作器駆動エネルギーの一部を消費する。このため、操作器の駆動源が有するエネルギーの全てが可動接触子の加速度運動，等速度運動に変換されずエネルギーの効率が悪いと言う欠点があった。
【０００６】
また、従来例２が示している装置を使用した場合、エネルギー効率は向上するものの投入用・遮断用の緩衝装置を個別に取付ける必要があるため、操作器の外形寸法及び部品点数が増えると言う欠点があった。これらの理由から従来の緩衝装置を適用した操作器をガス絶縁開閉装置に採用した場合、結果として機器が大形化することで発・変電所が必要とするスペースが増え、また、操作器の駆動源のエネルギーロスが大きく経済性の向上と言った社会的ニーズに十分に対応できないという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス絶縁開閉装置は、上述した問題点を解決するために、絶縁性ガスが封入された接地容器内に設けられた固定接触子及び該固定接触子と接離可能な可動接触子からなる遮断器と、該遮断器の固定接触子と可動接触子との投入操作を行う投入操作部及び遮断操作を行う遮断操作部からなる操作器と、該操作器による投入及び遮断時における前記両接触子の衝撃を緩和する緩衝装置とを備え、前記操作器の遮断操作部は遮断ばねを有し、該遮断ばねに前記緩衝装置が設けられ、かつ、この緩衝装置は、ピストン，ロッドエンド、及び遮断ばねガイドから形成されると共に、前記遮断器の投入及び遮断の各動作終盤では、前記緩衝装置のロッドエンドが前記遮断ばねガイド内を移動する空走距離を移動した後に、前記操作器の操作力を前記ピストンに伝達することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のガス絶縁開閉装置の一実施例を以下図面を用いて説明する。
【００１２】
図６は本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置の概略構成を示すものであり、遮断器の遮断部を構成する固定電極６０２，可動電極６０３は、それぞれ固定側導体６０４，可動側導体６０５に接続されている。固定側導体６０４，可動側導体６０５はそれぞれ支持絶縁物６０６，６０７により支持され、消弧性ガスを封入した接地タンク６０８に収納されている。支持絶縁物６０７，可動側導体６０５，可動電極６０３は後述する操作機構が収められた操作機構箱６０９により支持されている。可動電極６０３は絶縁操作ロッド６１０を介して後述する操作機構の出力レバー２０３へ接続されている。可動電極６０３，絶縁操作ロッド６１０，操作機構部６１１の結合はそれぞれに設けられたピン穴によりピン６１２により結合されている。
【００１３】
そして、投入指令に基づいて、後述する操作機構が動作することにより出力レバー２０３が可動し、その力が絶縁操作ロッド６１０を動かして、回路投入時は可動電極６０３が固定電極６０２へ接合し投入されるようになる。また、回路開放時は出力レバー２０３が投入時とは逆の方向へ動いて、それに応じて操作ロッド６１０も逆方向へ動き可動電極６０３と固定電極６０２が分離し遮断されるようになる。
【００１４】
次に、本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置における操作機構を説明する。
【００１５】
図１は本発明のガス絶縁開閉装置のばね操作部分を示したものであり（遮断状態を示す）、以下その構成，動作を説明する。
【００１６】
ばね操作器は、投入用及び遮断用ばねを利用してガス絶縁開閉装置の可動接点を固定接点に対し接離させるための操作装置であり、この操作装置は、大別して投入操作部１００，遮断操作部２００，投入ばね蓄勢機構部３００を備え、更に本実施例では緩衝装置３６０を備えている。
【００１７】
通常機器運転状態では、投入ばね１０１は常に蓄勢された状態を保持しており、投入操作部保持用トリガフック１０９が係合状態にあり、投入ばね１０１の圧縮エネルギーを保持する構造となっている。投入動作により投入ばね１０１は一度放勢状態となるが、蓄勢機構３００により再び蓄勢状態となる。この蓄勢機構３００は、投入ばね蓄勢用電動機３１２の回転によりラチェット歯車の爪が１枚ずつ送られて徐々に投入ばね１０１が蓄勢され、これらにより投入ラッチがかかって蓄勢が完了して投入待ち状態となるものである。遮断ばね２０１も投入ばね１０１と同様、機器の運転中は蓄勢状態にあるが、一度遮断動作を行う事でばねは放勢され、再度投入動作を行うことで圧縮され、遮断用トリガフック２０９を係合させることで遮断ばね２０１の圧縮エネルギーを保持する構造となっている。又、緩衝装置３６０は主にピストン，ロッドエンド及び遮断ばねガイドから構成されている。
【００１８】
次に、遮断状態から投入状態に移行する動作を説明する。投入ばね１０１は蓄勢機構３００により蓄勢状態にあり、遮断ばね２０１は放勢状態、遮断器４００の電気的な可動接点４０１は固定接点４０２より離れた遮断位置にある。投入ばね１０１のばね力は投入操作部連結軸１０４を介してカム１０５に伝達しこのカム１０５が反時計方向に回転しようとするモーメントを投入用キャッチレバー１０８で保持している。また投入用キャッチレバー１０８がカム１０５のモーメントにより反時計方向に回転するモーメントを投入用トリガフック１０９で保持し力のバランスが保たれている。この状態で、遮断器４００の投入指令に基づいて、投入用ソレノイド１１０が励磁されると、投入用プランジャー１１１が投入用トリガフック１０９を反時計方向に回転させ投入用トリガフック１０９と投入用キャッチレバー１０８の係合を解除すると同時に、投入用キャッチレバー108とカム１０５の係合が解除され、投入ばね力が投入ばねリンク１０２を介して伝達されたギア１０３が反時計方向に回転し投入ばね１０１は右方向に移動する。ギア１０３の回転と連動してカム１０５も反時計方向に回転する。これにより、カム１０５の外周面に接触している主変換レバー２０５に取付けられた主変換レバーローラ２０６によって主変換レバー２０５は時計方向に回転する。これに連動し、遮断操作部連結軸２０４を介して出力レバー２０３が時計方向に回転し、この出力レバー２０３の力が繋がっている遮断ばねリンク３０２を介して放勢状態の遮断ばね２０１を圧縮すると同時に、遮断操作部連結軸２０４を介して連結された主変換レバー２０５は遮断用キャッチレバー２０７と係合し、遮断用キャッチレバー２０７は遮断用中間レバー２０８と係合し、遮断用中間レバー２０８は最終的に遮断用トリガフック２０９と係合される事で遮断ばね２０１を蓄勢した状態である投入状態を保持する。
【００１９】
また、本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置における操作機構では、投入・遮断の両動作時に用いられる緩衝装置３６０を出力レバー２０３が回転して移動する方向に対し、リンク機構を介して一方向の場所に配置している。
【００２０】
前記投入動作の終盤においては、設計寸法Ｌ３２０の空走距離を移動した後、遮断ばねガイド２０２と緩衝装置３６０のロッドエンド５０９が衝突し可動部品の速度を制動し図２に示すように可動接点４０１が固定接点４０２に接触して投入状態になる。投入動作終了後、再度投入ばね蓄勢機構３００により投入ばね１０１が蓄勢され、ばね力は投入ばねリンク１０２を介してギア１０３に伝達し、投入操作部連結軸１０４を介してカム１０５に伝達しこのモーメントを投入用キャチレバー１０８，投入用トリガフック１０９で保持し力のバランスが保たれる。
【００２１】
図２は本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置の操作装置の機構概念図であり、投入状態から遮断状態に移行する場合を示すものである。遮断ばね２０１は図１で説明した動作により蓄勢状態にあり、遮断器４００の電気的な可動接点４０１は固定接点４０２と接触した投入位置にある。遮断ばね２０１のばね力は出力レバー２０３から遮断操作部連結軸２０４を介して主変換レバー２０５に伝達しこの主変換レバー２０５が反時計方向に回転しようとするモーメントを遮断用キャッチレバー２０７で保持している。また遮断用キャッチレバー２０７が主変換レバー２０５のモーメントにより反時計方向に回転するモーメントを遮断用中間レバー２０８で保持し、遮断用中間レバー２０８の反時計方向のモーメントを遮断用トリガフック２０９との係合によりバランスを保っている。
【００２２】
この状態で、遮断器４００の遮断指令に基づいて、遮断用ソレノイド２１０が励磁されると、遮断用プランジャー２１１が遮断用トリガフック２０９を反時計方向に回転させ遮断用トリガフック２０９と遮断用中間レバー２０８の係合を解除すると同時に、遮断用キャッチレバー２０７と主変換レバー２０５の係合が解除され遮断ばね力が遮断ばねガイド２０２を介して伝達された出力レバー２０３が反時計方向に回転し遮断ばね２０１は右方向に移動する。
【００２３】
前記遮断動作の終盤においては、設計寸法Ｌ３２０の空走距離を移動した後、遮断ばねガイド２０２と緩衝装置のロッドエンド５０９が衝突し可動部品の速度を制動し図１に示すように可動接点４０１が固定接点４０２から開離して遮断状態になる。
【００２４】
このように、本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置の操作装置を従来技術の装置と比較すると、従来は投入用・遮断用の緩衝装置を個別に取付ける必要があったが、本発明によれば、同一の緩衝装置を用いて投入用・遮断用の緩衝動作を行うことを実現しており、操作器が必要とするスペースを小型にすることが出来る。
【００２５】
また、緩衝動作以外においては負荷動作を発生させないので操作器駆動エネルギーを消費することなくエネルギーの効率を高められる。
【００２６】
そして、従来の装置では投入・遮断用に別々の緩衝装置を備え、そして、これらの緩衝装置を出力レバーの回転移動方向に対して、時計方向，反時計方向に配置する構成が一般的であったが、本発明によれば投入・遮断用の緩衝装置を出力レバーの回転移動方向に対して、一方の回転方向の場所に配置する構成で投入・遮断の両方の緩衝動作を行うことを実現し、従来の装置と比較して機器が必要とするスペースを減らすことを可能にしている。
【００２７】
図３に本発明の一実施例であるガス絶縁開閉装置に用いられる緩衝装置３６０の詳細構造及び動作を示す。この一実施例の緩衝装置３６０は、アウターチューブ５０１とインナーチューブ５０２，ピストン５０３，ピストンガイド５０４，逆止弁５０５，調整用絞り５０６,高圧用パッキング５０７,ダストシール５０８，ロッドエンド５０９，ロックナット５１０，ピストン回転防止ガイド５１１より構成されている。
【００２８】
図３の本発明の一実施例は緩衝装置を遮断ばね用ガイド２０２の内部に設置した場合の適用例を示しており、緩衝装置を出力レバー２０３の回転移動方向に対して対向する位置にある遮断ばね２０１の内側に配置したことにより、緩衝装置が必要とする空間を使わないので操作器のコンパクト化を実現している。
【００２９】
速断動作時は、遮断ばねガイド２０２は右方向に移動する。この時、図３に示したように動作初期から設計寸法Ｌ３２０の間は、緩衝装置のロッドエンド509と遮断ばねガイド２０２は接触しておらず空走する事により、緩衝装置を駆動するためのエネルギーの損失は発生しない。両者が衝突した後は、ピストン５０３も右側に移動する事で遮断用液室５１２に充填されている作動油がインナーチューブ５０２に加工された穴５１３及び調整絞り５０６を通過して押出される際の圧力上昇によって反力を発生させ可動部速度を制動する。遮断用液室５１２から押出された作動油は投入用液室側逆止弁５０５を押し開け投入用液室５１４に移動する。ピストンの移動距離が設計寸法に達すると、インナーチューブ５０２に加工された穴はなくなり作動油の流れる箇所は調整絞り５０６のみからとなる。これにより、制動特性の調整を絞り５０６を外部から閉じるか開くことで容易に液室内の圧力上昇特性を調整する事が可能となった。投入動作時も遮断動作と同様、図１に示すように設計寸法である空走距離Ｌ３２０だけ移動した後、ロッドエンド５０９と遮断ばねガイド２０２が衝突することで制動を行う。
【００３０】
図４は本発明の一実施例の緩衝装置３６０のロッドエンド５０９と遮断ばねガイド２０２に加工された長穴２１２の関係を示しており、その図４（ａ）は緩衝装置の正規取付状態、そして、図４（ｂ）は緩衝装置取付時を示している。
【００３１】
衝突部分のロッドエンド５０９と遮断ばねガイド２０２の関係は、図４（ａ）に示すようにロッドエンド５０９の長手方向と遮断ばねガイド２０２に加工された長穴２１２の位置関係を９０度回転させている。緩衝装置を取付ける時は図４（ｂ）に示すようにロッドエンドの長手方向を遮断ばねガイド２０２に加工された長穴２１２に一致させて挿入した後、９０度回転させた状態で固定する事で、投入動作時に遮断ばねガイド２０２が左方向に移動する際もロッドエンド５０９と遮断ばねガイド２０２が衝突し制動を行う事が可能となる。
【００３２】
このような緩衝装置を操作器に用いたことにより、機器の小形化による機器据え付け面積の低減と部品点数の低減による信頼性の向上を同時に満足し且つ、投入・遮断動作の特性を容易に外部から調整することを実現している。
【００３３】
以上、説明したように本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置によれば、操作機構をコンパクトに構成することが可能になるので、操作機構箱６０９の全体構成を従来と比較して小型にすることを可能にしている。
【００３４】
更に、本発明のガス絶縁開閉装置では開閉装置全体をコンパクトにすることが可能になるので、必要とする発電・変電所の敷地面積を縮小することを実現している。
【００３５】
また、上述した実施例では横型のガス絶縁開閉装置の実施例を示したが、縦型のガス絶縁開閉装置などの種々の機器に適用できる。
【００３６】
このように、本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置によれば、可動部に加速度運動及び等速運動を行わせるために必要なエネルギーが低減可能となることで、ガス絶縁開閉装置に用いられる操作器自身のエネルギー源となるばね，空気圧シリンダ，油圧シリンダ等の諸元を低減することが可能となる。その結果、ガス絶縁開閉装置を駆動するための操作器自体およびガス絶縁開閉装置全体の外形寸法が短縮される。同時に従来の方法において常時負荷とならない機構では投入用・遮断用の緩衝装置を各々１つ、合計２個の緩衝装置を取付ける必要があったが、必要となる緩衝装置を上述した実施例のように１つのユニットで構成することにより、更に操作器をコンパクト化することが可能となる。その結果、発・変電所スペースの有効活用や経済性の向上と言った社会的ニーズに十分に対応したガス絶縁開閉装置を提供することが実現できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明による緩衝装置を適用することで、機器全体のエネルギー効率が向上する結果、電気的には同一諸元のガス絶縁開閉装置に対して、駆動エネルギーが更に低減された操作器を適用することが可能となり、機器の小型化と同時に部品点数低減による信頼性向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を採用したばね操作器を用いたガス絶縁開閉装置の投入動作説明図。
【図２】本発明を採用したばね操作器を用いたガス絶縁開閉装置の遮断動作説明図。
【図３】本発明の実施例によるガス絶縁開閉装置用操作器緩衝装置の詳細図。
【図４】図３のＡ−Ａ視図。
【図５】ガス絶縁開閉装置の投入・遮断動作特性。
【図６】本発明の一実施例によるガス絶縁開閉装置の説明図。
【符号の説明】
１００…投入操作部、１０１…投入ばね、１０２…投入ばねリンク、１０３…ギア、１０４…投入操作部連結軸、１０５…カム、１０７…カム部ローラ、108…投入用キャッチレバー、１０９…投入用トリガフック、１１０…投入用ソレノイド、１１１…投入用プランジャー、２００…遮断操作部、２０１…遮断ばね、２０２…遮断ばねガイド、２０３…出力レバー、２０４…遮断操作部連結軸、
２０５…主変換レバー、２０６…主変換レバーローラ、２０７…遮断用キャッチレバー、２０８…遮断用中間レバー、２０９…遮断用トリガフック、２１０…遮断用ソレノイド、２１１…遮断用プランジャー、２１２…遮断ばねガイドに加工された長穴、３００…投入ばね蓄勢機構、４００…遮断器、４０１…可動接点、４０２…固定接点、５００…緩衝装置、５０１…アウターチューブ、５０２…インナーチューブ、５０３…ピストン、５０４…ピストンガイド、５０５…逆止弁、５０６…調整絞り、５０７…高圧用パッキング、５０８…ダストシール、509…ロッドエンド、５１０…ロックナット、５１１…ピストン回転防止ガイド、
５１２…遮断用液室、５１３…インナーチューブ穴、５１４…投入用液室。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス絶縁開閉装置に係り、特に可動接触子の慣性質量の速度を制動する機能を備えたガス絶縁開閉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、ガス絶縁開閉装置は電流を通電，遮断する必要から電流通電のための主回路を接離する固定接触子と可動接触子を有している。主回路を遮断する際は可動接触子を駆動力する操作器に遮断信号を与える事により行われる。同様に主回路を電気的に接続するためには、操作器に投入信号を与えることで行われる。
【０００３】
図５に示すように、主回路を構成する可動接触子は、投入・遮断動作の際、可動接触子を含む可動部分は駆動力及び負荷力，摩擦力の関係で決まる加速度運動，等速度運動を行う。投入・遮断の各動作終盤では、機械的に機器が破損しないよう適切な制動を行う必要がある。このため従来の技術として例えば特開平１０−２２８８４７号（以下、従来例１と称す）では、適切な制動を行うために操作器の緩衝装置内にダッシュポットを配置し、投入・遮断の各動作の緩衝を行っていた。
【０００４】
また、特開平１１−２１３８２４号（以下、従来例２と称す）では、投入・遮断の各動作終盤で緩衝装置として２つのダンパーを用いて、このダンパーにレバーがあたることで投入・遮断の各動作の緩衝を図っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例１が示している装置を使用した場合、ガス絶縁開閉装置が投入・遮断動作を行う際、緩衝装置自体が常時負荷となることで操作器駆動エネルギーの一部を消費する。このため、操作器の駆動源が有するエネルギーの全てが可動接触子の加速度運動，等速度運動に変換されずエネルギーの効率が悪いと言う欠点があった。
【０００６】
また、従来例２が示している装置を使用した場合、エネルギー効率は向上するものの投入用・遮断用の緩衝装置を個別に取付ける必要があるため、操作器の外形寸法及び部品点数が増えると言う欠点があった。これらの理由から従来の緩衝装置を適用した操作器をガス絶縁開閉装置に採用した場合、結果として機器が大形化することで発・変電所が必要とするスペースが増え、また、操作器の駆動源のエネルギーロスが大きく経済性の向上と言った社会的ニーズに十分に対応できないという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス絶縁開閉装置は、上述した問題点を解決するために、絶縁性ガスが封入された接地容器内に設けられた固定接触子及び該固定接触子と接離可能な可動接触子からなる遮断器と、該遮断器の固定接触子と可動接触子との投入操作を行う投入操作部及び遮断操作を行う遮断操作部からなる操作器と、該操作器による投入及び遮断時における前記両接触子の衝撃を緩和する緩衝装置とを備え、前記操作器の遮断操作部は遮断ばねを有し、該遮断ばねに前記緩衝装置が設けられ、かつ、この緩衝装置は、ピストン，ロッドエンド、及び遮断ばねガイドから形成されると共に、前記遮断器の投入及び遮断の各動作終盤では、前記緩衝装置のロッドエンドが前記遮断ばねガイド内を移動する空走距離を移動した後に、前記操作器の操作力を前記ピストンに伝達することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のガス絶縁開閉装置の一実施例を以下図面を用いて説明する。
【００１２】
図６は本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置の概略構成を示すものであり、遮断器の遮断部を構成する固定電極６０２，可動電極６０３は、それぞれ固定側導体６０４，可動側導体６０５に接続されている。固定側導体６０４，可動側導体６０５はそれぞれ支持絶縁物６０６，６０７により支持され、消弧性ガスを封入した接地タンク６０８に収納されている。支持絶縁物６０７，可動側導体６０５，可動電極６０３は後述する操作機構が収められた操作機構箱６０９により支持されている。可動電極６０３は絶縁操作ロッド６１０を介して後述する操作機構の出力レバー２０３へ接続されている。可動電極６０３，絶縁操作ロッド６１０，操作機構部６１１の結合はそれぞれに設けられたピン穴によりピン６１２により結合されている。
【００１３】
そして、投入指令に基づいて、後述する操作機構が動作することにより出力レバー２０３が可動し、その力が絶縁操作ロッド６１０を動かして、回路投入時は可動電極６０３が固定電極６０２へ接合し投入されるようになる。また、回路開放時は出力レバー２０３が投入時とは逆の方向へ動いて、それに応じて操作ロッド６１０も逆方向へ動き可動電極６０３と固定電極６０２が分離し遮断されるようになる。
【００１４】
次に、本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置における操作機構を説明する。
【００１５】
図１は本発明のガス絶縁開閉装置のばね操作部分を示したものであり（遮断状態を示す）、以下その構成，動作を説明する。
【００１６】
ばね操作器は、投入用及び遮断用ばねを利用してガス絶縁開閉装置の可動接点を固定接点に対し接離させるための操作装置であり、この操作装置は、大別して投入操作部１００，遮断操作部２００，投入ばね蓄勢機構部３００を備え、更に本実施例では緩衝装置３６０を備えている。
【００１７】
通常機器運転状態では、投入ばね１０１は常に蓄勢された状態を保持しており、投入操作部保持用トリガフック１０９が係合状態にあり、投入ばね１０１の圧縮エネルギーを保持する構造となっている。投入動作により投入ばね１０１は一度放勢状態となるが、蓄勢機構３００により再び蓄勢状態となる。この蓄勢機構３００は、投入ばね蓄勢用電動機３１２の回転によりラチェット歯車の爪が１枚ずつ送られて徐々に投入ばね１０１が蓄勢され、これらにより投入ラッチがかかって蓄勢が完了して投入待ち状態となるものである。遮断ばね２０１も投入ばね１０１と同様、機器の運転中は蓄勢状態にあるが、一度遮断動作を行う事でばねは放勢され、再度投入動作を行うことで圧縮され、遮断用トリガフック２０９を係合させることで遮断ばね２０１の圧縮エネルギーを保持する構造となっている。又、緩衝装置３６０は主にピストン，ロッドエンド及び遮断ばねガイドから構成されている。
【００１８】
次に、遮断状態から投入状態に移行する動作を説明する。投入ばね１０１は蓄勢機構３００により蓄勢状態にあり、遮断ばね２０１は放勢状態、遮断器４００の電気的な可動接点４０１は固定接点４０２より離れた遮断位置にある。投入ばね１０１のばね力は投入操作部連結軸１０４を介してカム１０５に伝達しこのカム１０５が反時計方向に回転しようとするモーメントを投入用キャッチレバー１０８で保持している。また投入用キャッチレバー１０８がカム１０５のモーメントにより反時計方向に回転するモーメントを投入用トリガフック１０９で保持し力のバランスが保たれている。この状態で、遮断器４００の投入指令に基づいて、投入用ソレノイド１１０が励磁されると、投入用プランジャー１１１が投入用トリガフック１０９を反時計方向に回転させ投入用トリガフック１０９と投入用キャッチレバー１０８の係合を解除すると同時に、投入用キャッチレバー108とカム１０５の係合が解除され、投入ばね力が投入ばねリンク１０２を介して伝達されたギア１０３が反時計方向に回転し投入ばね１０１は右方向に移動する。ギア１０３の回転と連動してカム１０５も反時計方向に回転する。これにより、カム１０５の外周面に接触している主変換レバー２０５に取付けられた主変換レバーローラ２０６によって主変換レバー２０５は時計方向に回転する。これに連動し、遮断操作部連結軸２０４を介して出力レバー２０３が時計方向に回転し、この出力レバー２０３の力が繋がっている遮断ばねリンク３０２を介して放勢状態の遮断ばね２０１を圧縮すると同時に、遮断操作部連結軸２０４を介して連結された主変換レバー２０５は遮断用キャッチレバー２０７と係合し、遮断用キャッチレバー２０７は遮断用中間レバー２０８と係合し、遮断用中間レバー２０８は最終的に遮断用トリガフック２０９と係合される事で遮断ばね２０１を蓄勢した状態である投入状態を保持する。
【００１９】
また、本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置における操作機構では、投入・遮断の両動作時に用いられる緩衝装置３６０を出力レバー２０３が回転して移動する方向に対し、リンク機構を介して一方向の場所に配置している。
【００２０】
前記投入動作の終盤においては、設計寸法Ｌ３２０の空走距離を移動した後、遮断ばねガイド２０２と緩衝装置３６０のロッドエンド５０９が衝突し可動部品の速度を制動し図２に示すように可動接点４０１が固定接点４０２に接触して投入状態になる。投入動作終了後、再度投入ばね蓄勢機構３００により投入ばね１０１が蓄勢され、ばね力は投入ばねリンク１０２を介してギア１０３に伝達し、投入操作部連結軸１０４を介してカム１０５に伝達しこのモーメントを投入用キャチレバー１０８，投入用トリガフック１０９で保持し力のバランスが保たれる。
【００２１】
図２は本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置の操作装置の機構概念図であり、投入状態から遮断状態に移行する場合を示すものである。遮断ばね２０１は図１で説明した動作により蓄勢状態にあり、遮断器４００の電気的な可動接点４０１は固定接点４０２と接触した投入位置にある。遮断ばね２０１のばね力は出力レバー２０３から遮断操作部連結軸２０４を介して主変換レバー２０５に伝達しこの主変換レバー２０５が反時計方向に回転しようとするモーメントを遮断用キャッチレバー２０７で保持している。また遮断用キャッチレバー２０７が主変換レバー２０５のモーメントにより反時計方向に回転するモーメントを遮断用中間レバー２０８で保持し、遮断用中間レバー２０８の反時計方向のモーメントを遮断用トリガフック２０９との係合によりバランスを保っている。
【００２２】
この状態で、遮断器４００の遮断指令に基づいて、遮断用ソレノイド２１０が励磁されると、遮断用プランジャー２１１が遮断用トリガフック２０９を反時計方向に回転させ遮断用トリガフック２０９と遮断用中間レバー２０８の係合を解除すると同時に、遮断用キャッチレバー２０７と主変換レバー２０５の係合が解除され遮断ばね力が遮断ばねガイド２０２を介して伝達された出力レバー２０３が反時計方向に回転し遮断ばね２０１は右方向に移動する。
【００２３】
前記遮断動作の終盤においては、設計寸法Ｌ３２０の空走距離を移動した後、遮断ばねガイド２０２と緩衝装置のロッドエンド５０９が衝突し可動部品の速度を制動し図１に示すように可動接点４０１が固定接点４０２から開離して遮断状態になる。
【００２４】
このように、本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置の操作装置を従来技術の装置と比較すると、従来は投入用・遮断用の緩衝装置を個別に取付ける必要があったが、本発明によれば、同一の緩衝装置を用いて投入用・遮断用の緩衝動作を行うことを実現しており、操作器が必要とするスペースを小型にすることが出来る。
【００２５】
また、緩衝動作以外においては負荷動作を発生させないので操作器駆動エネルギーを消費することなくエネルギーの効率を高められる。
【００２６】
そして、従来の装置では投入・遮断用に別々の緩衝装置を備え、そして、これらの緩衝装置を出力レバーの回転移動方向に対して、時計方向，反時計方向に配置する構成が一般的であったが、本発明によれば投入・遮断用の緩衝装置を出力レバーの回転移動方向に対して、一方の回転方向の場所に配置する構成で投入・遮断の両方の緩衝動作を行うことを実現し、従来の装置と比較して機器が必要とするスペースを減らすことを可能にしている。
【００２７】
図３に本発明の一実施例であるガス絶縁開閉装置に用いられる緩衝装置３６０の詳細構造及び動作を示す。この一実施例の緩衝装置３６０は、アウターチューブ５０１とインナーチューブ５０２，ピストン５０３，ピストンガイド５０４，逆止弁５０５，調整用絞り５０６,高圧用パッキング５０７,ダストシール５０８，ロッドエンド５０９，ロックナット５１０，ピストン回転防止ガイド５１１より構成されている。
【００２８】
図３の本発明の一実施例は緩衝装置を遮断ばね用ガイド２０２の内部に設置した場合の適用例を示しており、緩衝装置を出力レバー２０３の回転移動方向に対して対向する位置にある遮断ばね２０１の内側に配置したことにより、緩衝装置が必要とする空間を使わないので操作器のコンパクト化を実現している。
【００２９】
速断動作時は、遮断ばねガイド２０２は右方向に移動する。この時、図３に示したように動作初期から設計寸法Ｌ３２０の間は、緩衝装置のロッドエンド509と遮断ばねガイド２０２は接触しておらず空走する事により、緩衝装置を駆動するためのエネルギーの損失は発生しない。両者が衝突した後は、ピストン５０３も右側に移動する事で遮断用液室５１２に充填されている作動油がインナーチューブ５０２に加工された穴５１３及び調整絞り５０６を通過して押出される際の圧力上昇によって反力を発生させ可動部速度を制動する。遮断用液室５１２から押出された作動油は投入用液室側逆止弁５０５を押し開け投入用液室５１４に移動する。ピストンの移動距離が設計寸法に達すると、インナーチューブ５０２に加工された穴はなくなり作動油の流れる箇所は調整絞り５０６のみからとなる。これにより、制動特性の調整を絞り５０６を外部から閉じるか開くことで容易に液室内の圧力上昇特性を調整する事が可能となった。投入動作時も遮断動作と同様、図１に示すように設計寸法である空走距離Ｌ３２０だけ移動した後、ロッドエンド５０９と遮断ばねガイド２０２が衝突することで制動を行う。
【００３０】
図４は本発明の一実施例の緩衝装置３６０のロッドエンド５０９と遮断ばねガイド２０２に加工された長穴２１２の関係を示しており、その図４（ａ）は緩衝装置の正規取付状態、そして、図４（ｂ）は緩衝装置取付時を示している。
【００３１】
衝突部分のロッドエンド５０９と遮断ばねガイド２０２の関係は、図４（ａ）に示すようにロッドエンド５０９の長手方向と遮断ばねガイド２０２に加工された長穴２１２の位置関係を９０度回転させている。緩衝装置を取付ける時は図４（ｂ）に示すようにロッドエンドの長手方向を遮断ばねガイド２０２に加工された長穴２１２に一致させて挿入した後、９０度回転させた状態で固定する事で、投入動作時に遮断ばねガイド２０２が左方向に移動する際もロッドエンド５０９と遮断ばねガイド２０２が衝突し制動を行う事が可能となる。
【００３２】
このような緩衝装置を操作器に用いたことにより、機器の小形化による機器据え付け面積の低減と部品点数の低減による信頼性の向上を同時に満足し且つ、投入・遮断動作の特性を容易に外部から調整することを実現している。
【００３３】
以上、説明したように本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置によれば、操作機構をコンパクトに構成することが可能になるので、操作機構箱６０９の全体構成を従来と比較して小型にすることを可能にしている。
【００３４】
更に、本発明のガス絶縁開閉装置では開閉装置全体をコンパクトにすることが可能になるので、必要とする発電・変電所の敷地面積を縮小することを実現している。
【００３５】
また、上述した実施例では横型のガス絶縁開閉装置の実施例を示したが、縦型のガス絶縁開閉装置などの種々の機器に適用できる。
【００３６】
このように、本発明の一実施例のガス絶縁開閉装置によれば、可動部に加速度運動及び等速運動を行わせるために必要なエネルギーが低減可能となることで、ガス絶縁開閉装置に用いられる操作器自身のエネルギー源となるばね，空気圧シリンダ，油圧シリンダ等の諸元を低減することが可能となる。その結果、ガス絶縁開閉装置を駆動するための操作器自体およびガス絶縁開閉装置全体の外形寸法が短縮される。同時に従来の方法において常時負荷とならない機構では投入用・遮断用の緩衝装置を各々１つ、合計２個の緩衝装置を取付ける必要があったが、必要となる緩衝装置を上述した実施例のように１つのユニットで構成することにより、更に操作器をコンパクト化することが可能となる。その結果、発・変電所スペースの有効活用や経済性の向上と言った社会的ニーズに十分に対応したガス絶縁開閉装置を提供することが実現できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明による緩衝装置を適用することで、機器全体のエネルギー効率が向上する結果、電気的には同一諸元のガス絶縁開閉装置に対して、駆動エネルギーが更に低減された操作器を適用することが可能となり、機器の小型化と同時に部品点数低減による信頼性向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を採用したばね操作器を用いたガス絶縁開閉装置の投入動作説明図。
【図２】本発明を採用したばね操作器を用いたガス絶縁開閉装置の遮断動作説明図。
【図３】本発明の実施例によるガス絶縁開閉装置用操作器緩衝装置の詳細図。
【図４】図３のＡ−Ａ視図。
【図５】ガス絶縁開閉装置の投入・遮断動作特性。
【図６】本発明の一実施例によるガス絶縁開閉装置の説明図。
【符号の説明】
１００…投入操作部、１０１…投入ばね、１０２…投入ばねリンク、１０３…ギア、１０４…投入操作部連結軸、１０５…カム、１０７…カム部ローラ、108…投入用キャッチレバー、１０９…投入用トリガフック、１１０…投入用ソレノイド、１１１…投入用プランジャー、２００…遮断操作部、２０１…遮断ばね、２０２…遮断ばねガイド、２０３…出力レバー、２０４…遮断操作部連結軸、
２０５…主変換レバー、２０６…主変換レバーローラ、２０７…遮断用キャッチレバー、２０８…遮断用中間レバー、２０９…遮断用トリガフック、２１０…遮断用ソレノイド、２１１…遮断用プランジャー、２１２…遮断ばねガイドに加工された長穴、３００…投入ばね蓄勢機構、４００…遮断器、４０１…可動接点、４０２…固定接点、５００…緩衝装置、５０１…アウターチューブ、５０２…インナーチューブ、５０３…ピストン、５０４…ピストンガイド、５０５…逆止弁、５０６…調整絞り、５０７…高圧用パッキング、５０８…ダストシール、509…ロッドエンド、５１０…ロックナット、５１１…ピストン回転防止ガイド、
５１２…遮断用液室、５１３…インナーチューブ穴、５１４…投入用液室。
Claims (4)
- 絶縁性ガスが封入された接地容器内に設けられた固定接触子及び該固定接触子と接離可能な可動接触子からなる遮断器と、該遮断器の固定接触子と可動接触子との投入操作を行う投入操作部及び遮断操作を行う遮断操作部からなる操作器と、該操作器による投入及び遮断時における前記両接触子の衝撃を緩和する緩衝装置とを備え、
前記操作器の遮断操作部は遮断ばねを有し、該遮断ばねに前記緩衝装置が設けられ、かつ、この緩衝装置は、ピストン，ロッドエンド、及び遮断ばねガイドから形成されると共に、前記遮断器の投入及び遮断の各動作終盤では、前記緩衝装置のロッドエンドが前記遮断ばねガイド内を移動する空走距離を移動した後に、前記操作器の操作力を前記ピストンに伝達することを特徴とするガス絶縁開閉装置。 - 請求項１に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記緩衝装置を形成するピストン，ロッドエンド、及び遮断ばねガイドは、前記遮断操作部の遮断ばね内に配置されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。 - 請求項１に記載のガス絶縁開閉装置において、
前記操作器は、操作ロッドを介して前記両接触子の投入及び遮断を行うものであり、前記操作ロッドの操作方向と前記緩衝装置の動作方向が同一であることをガス絶縁開閉装置。 - 請求項１，２、又は３のいずれかに記載のガス絶縁開閉装置において、
前記緩衝装置は、前記操作器による投入及び遮断時における前記両接触子の衝撃を油圧によって緩和すると共に、その油圧を調整することにより投入及び遮断時の衝撃を調整することを特徴とするガス絶縁開閉装置。
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