JP4021977B2 - 開閉器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧あるいは特別高圧配電線路で使用される各相独立して電路を入り又は切りさせる単相ないしは３相開閉器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高圧あるいは特別高圧配電線路では可動電極が各相ごとに独立駆動して電路を開閉（入り又は切り）する開閉器、例えば図８に示すように圧縮空気により各相それぞれの可動電極を独立して電路を開閉させる圧縮空気駆動型開閉器１００がある。
【０００３】
上記圧縮空気駆動型開閉器１００はケース１０１側面に電源側ブッシング１０２と負荷側ブッシング１０３を各相それぞれ対向させて貫挿固定し、一方の電源側ブッシング１０２には電源側固定電極１０４並びに電源側固定電極１０４に沿って往復運動するピストン状の可動電極１０５が設けられ、他方の負荷側ブッシング１０３には先端がスリ割り形状の接触部を備えた負荷側固定電極１０６が貫挿固定されており、上記各相の可動電極１０５に対し、開閉器ケース１０１内に設けられたタンク（圧縮空気貯め）１０７から圧縮空気ＡをＡ′とＡ″のようにを供給し、上記可動電極１０５を各相ごとに独立駆動させ、電路の開閉を行っている。
【０００４】
さらに固定された負荷側ブッシング１０３の固定電極１０６の接触部にはアークにより消弧性ガスを発生する部材で作られた栓状の消弧部材１０８が進退自在に設けられている。また、上記タンク１０７は開閉器ケース１０１外に設けられたコンプレッサー（図示されていない）によりタンク１０７内の圧力が低下すると、圧縮空気をタンク１０７に供給するようになっている。
【０００５】
また上記の圧縮空気駆動型開閉器１００は次のように動作する。上記コンプレッサーによりタンク１０７に圧縮空気Ａを供給し貯めておき、開放（切り）状態から投入（入り）状態にするときには、上記タンク１０７から圧縮空気Ａを各相の固定電極１０４の内側で、可動電極１０５の後側（負荷側の固定電極１０６と接触しない側）にＡ′のように供給する。これにより、各相の可動電極１０５は圧縮空気Ａ′により負荷側ブッシング１０３の方向に前進し、可動電極１０５が負荷側の固定電極１０６の接触部に接触し、配電線路は投入される。
【０００６】
また投入状態から開放状態にするときには、上記タンク１０７から圧縮空気Ａを各相の固定電極１０４の内側で、可動電極１０５の前側（負荷側の固定電極と接触する側）にＡ″のように供給する。これにより、各相の可動電極１０５は圧縮空気Ａ″により電源側ブッシング１０２の方向に後退し、可動電極１０５を負荷側の固定電極１０６の接触部から離し、配電線路は開放されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した開閉器は各相ごとに可動電極を駆動して電路を開閉するため、短絡点投入（短絡事故が起きている配電線路の開閉器を強制的に投入する）等を行った場合に、可動電極と固定電極との間で溶着等が起こり、１相（１線）あるいは２相（２線）、最悪の場合は３相（３線）とも開閉動作ができなくなり、欠相が生じたり、開閉動作ができなくなると言う問題があった。
【０００８】
また、上記圧縮空気により可動電極を駆動させ電路を開閉させる圧縮空気駆動型開閉器では、圧縮空気の圧力が低下していると充分な駆動源が確保できず、駆動源が低下した状態で開閉動作するため、可動電極の開閉動作ができなかったり、開閉動作が途中で止まったりする等の開閉動作不良をおこしてしまうと言う問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明は上記開閉動作にかかわる技術的課題を解決して、的確な開閉動作ないしは開閉停止動作が行えるようにした開閉器を提案するものであり、具体的には、各相ごとに、シリンダ状の固定電極と、該固定電極に沿って摺動可能なピストン状の可動電極を有し、前記可動電極が圧縮空気により開閉駆動して電路を入り又は切りさせるようにした単相ないしは３相開閉器において、
各々の相に入り切りを検知するセンサーを設け、入り又は切りの駆動指示どおりに作動しない相があった場合に、前記センサーによりこれを検知し、直ちに前記入り又は切りの駆動指示とは逆の切り又は入りの駆動指示を出力し、
更に、上記圧縮空気の圧力が開閉駆動に必要な所定圧力以下の状態にあるときには、所定圧力になるまで圧縮空気を補給すると共にまた圧縮空気の圧力が所定時間内に上昇しない場合には、開閉器の入り又は切りの動作を停止させるように開閉駆動源の圧縮空気の圧力を圧力センサーにより監視し、
更に、可動電極には、可動電極の切り時や入り時の前記固定電極との衝突時に衝突力を緩和するためのパッキンを設けたことを特徴とする開閉器を提供するものである。
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図７に基づき本願発明の実施の形態を圧縮空気により各相の可動電極を駆動し、電路を開閉させる３相３線式高圧配電線路用圧縮空気駆動型開閉器に用いた場合について説明する。
【００１３】
１は本願発明の圧縮空気駆動型開閉器であり、配電線路Ｌを開閉する開閉部２と、該開閉部２を制御する制御部３とから構成されている。まず上記開閉部２について図１乃至図４により説明する。
【００１４】
４は金属製あるいは合成樹脂製のケースで、該ケース４の側面にそれぞれが対向して３相分６個をそのフランジ部４ａを介して押え金具５により貫装固定したエポキシ樹脂、普通磁器或いはアルミナ磁器等の有機又は無機系の絶縁部材からなる電源側ブッシング６と負荷側ブッシング７が設けられている。
【００１５】
８は上記電源側ブッシング６の貫通孔６ａに挿通され気密保持して固定されているシリンダー状の固定電極、９は該固定電極８に沿って摺動（往復運動）可能なピストン状の可動電極である。上記可動電極９は一方を集電子のバネ状接触子１０を介して固定電極８の内周面に電気的な接触状態を保持しながら摺動可能に挿着され、他方を後述の負荷側の固定電極１５に対し離間可能に挿入接触するようになっている。
【００１６】
１１はＯリングで固定電極８内に送り込まれた圧縮空気Ａ′及びＡ″が固定電極８外へ漏れないようにするためのものである。１２は可動電極９の切り（開放）時や入り（投入）時の固定電極８との衝突時の衝突力を緩衝するためのゴム、合成樹脂等からなるパッキンである。
【００１７】
１３は電源側ブッシング６のケース内面側端部に設けられたカバーであり、該カバー１３には電源側ブッシング６の内面に貫通している孔１３ａが形成され、後述のタンク１８内の圧縮空気Ａが、電磁弁１９ａ及びパイプ２０ａ及び孔１３ａを通じて可動電極９を投入するための圧縮空気Ａ′として供給されるようになっており、該圧縮空気Ａ′がカバー１３の孔１３ａから電源側ブッシング６の内面側と固定電極８の外面側で形成される通気部１４並びに固定金具８に設けられた投入用通気孔８ａを通じて固定電極８内の可動電極９の後ろ側にＡ′として供給されることにより、可動電極９を前（図中右方向）に摺動させるようになっている。
【００１８】
８ｂは固定電極８の先端部分に設けられた開放用の圧縮空気Ａ″を供給するための開放用通気孔で、後述のタンク１８内の圧縮空気Ａが電磁弁１９ｂ及びパイプ２０ｂ及び孔８ｂを通じて可動電極９を開放駆動させるための圧縮空気Ａ″として供給されるようになっており、該圧縮空気Ａ″が固定電極８における可動電極９の前側に供給されることにより、可動電極９を後ろ（図中左方向）に摺動させるようになっている。なお、開閉動作の完了後、シリンダー状の固定電極８内に残留した圧縮空気はカバー１３に設けられた孔１３ａ並びに開放用通気孔８ｂに接続する図示外の開放弁が作動して速やかにケース内に放出され、大気圧に減圧されるため、次回の開閉動作には何等の支障を来さない。
【００１９】
上記負荷側ブッシング７には電源側ブッシング６と同様に貫通孔が設けられ、該孔７ａには先端がスリ割り形状の接触部１５ａを備えた固定電極１５が貫装固定され、さらに固定した同電極１５の接触部１５ａの中空部１５ｂにはテフロン樹脂、ジュラコン樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等のアークにより消弧性ガスを発生する部材で作られた栓状の消弧部材１６が進退自在に設けられている。さらに上記固定電極１５の外周には上記消弧部材１６と同様の材料からなる消弧補助部材１７が設けられており、可動電極９が負荷側の固定電極１５から離れた時に生ずるアークを消弧部材１６の移動により消弧補助部材１７との間に形成される細隙部Ｇ（図４参照）に導き、さらにアークにより該消弧部材１６並びに消弧補助部材１７から発生する消弧性ガスによってアークは消失する。
【００２０】
１８は後述するコンプレッサー２６から送られる圧縮空気Ａを貯めておくタンクで、該タンク１８から電磁弁１９ａ，１９ｂを介して上記各相の固定電極８に対しパイプ２０ａ及び２０ｂにより圧縮空気Ａ′又はＡ″を供給している。なお、圧縮空気Ａ′又はＡ″は上記電磁弁１９ａ及び１９ｂにより開放用あるいは投入用に切り換えて供給している。また、タンク１８にはタンク１８内の圧力を検出する圧力センサー２１が取り付けられており、該センサー２１により圧縮空気Ａの圧力を監視している。
【００２１】
２２は上記各相の可動電極９の開閉動作を検出するセンサーで、該センサー２２は発光体（ＬＥＤ）２３と受光体（フォトカプラ）２４からなる光センサー方式で上記ＬＥＤ２３と受光体２４は各相の可動電極９を挟むようにして配置されており、制御部３からの信号により可動電極９が動作しないことを検出すると、制御部３に対し光ファイバー２５によって信号を出力する。なおこの実施の形態では、光センサー方式を用いているが、センサーには上記光センサー方式だけでなく、可動電極９が開閉動作すると、該動作によりマイクロスイッチが入り又は切りの状態に変化し、後述の制御装置２９に対し信号を出力する方式などの機械的に可動電極９の開閉動作を検出する方式を使用することもできる。
【００２２】
次に上記開閉部２を制御する制御部３について図１、図２及び図５により説明する。
２６は上記タンク１８に対し開閉駆動源となる圧縮空気Ａを送るコンプレッサーで、上記圧力センサー２１からの信号で、圧縮空気Ａの圧力が予め設定した下限の設定値（例えば開閉駆動に必要な２Ｋｇ／ｃｍ2）より下がると上記コンプレッサー２６が動作し、パイプ２６ａを通じてタンク１８に圧縮空気Ａを供給し、また圧縮空気Ａの圧力が予め設定した上限の設定値（例えば５ｋｇ／ｃｍ2）を越えた場合や一定時間（例えば１５分）経過すると自動的に停止するものである。
【００２３】
２８はインターフェースであり、開閉部２の位置センサー２２並びに圧力センサー２１からの信号を受けとったり、コンプレッサー２６や上記電磁弁１９に対し後述の制御装置２９から出力される信号を各部に対し出力するものである。
【００２４】
２９はＣＰＵを用いた制御装置であり、上述の各種センサーからの信号に基づき開閉部２の開閉動作を制御すると共に圧縮空気Ａの圧力や電源の有無を監視している。３０は電源線（例えば低圧配電線）Ｐから上記各部に対し電源を供給する電源部である。
【００２５】
３１は表示部であり、制御装置２９の信号により開閉部２の状態を表示するもので、開閉部２が投入状態の場合は“入”を、開放状態の場合は“切”を、後述する異常状態の場合は“異常”を点灯させるものである。なお表示部３１には例えばＬＥＤの点灯により表示を行うものや、液晶で表示を行うもの、マグネットにより反転板を反転させるもの等、“入”、“切”、“異常”が表示されるものであればよい。
【００２６】
３２は開閉部２の動作モードの切換えを行うスイッチである。なお、開閉部２の動作モードには電源部３０に電源が供給されている場合は開閉部２を投入し、供給されていない場合には開閉部２を開放する自動モード及び手動により開閉部２を投入あるいは開放する手動モード、制御部３を動作不能する不動モードの３モードがある。
【００２７】
次に上記構成の圧縮空気駆動型開閉器１の動作について説明する。
上記構成の圧縮空気駆動型開閉器１は、通常、自動モードで制御部３に対し電源（ＡＣ１００Ｖ）が供給されるか、または手動モードで電源が有る場合にスイッチ３２を投入切り換えると、制御装置２９は電源部３０に電源が供給されたことを検知し、インターフェース２８を介して開閉部２に対し“入”の信号が出力され、電磁弁１９ａが“入り”方向に可動し、圧縮空気Ａはタンク１８から上記各相の電源側ブッシング６内の通気部１４並びに固定電極８の投入用通気孔８ａを通り可動電極９の後側（可動電極９が負荷側の固定電極と接触しない側）にＡ′として供給され、可動電極９を負荷側ブッシング７方向（図面右方向）に押し出す。上記可動電極９は負荷側ブッシング７に達すると、その先端で消弧部材１６を押しながら固定電極１５へ向かって進み、負荷側の固定電極１５の接触部１５ａに接触する。
【００２８】
上記制御装置２９は各相の可動電極９が投入されたことをセンサー２２の出力により確認し、表示部３１に対して“入”の表示を行う信号を出力し、表示部３１は“入”の表示を行い投入動作が完了し、図２の状態となる。
【００２９】
また、開放動作は次のようになる。自動モードで制御部３に対し電源が断たれるか、または手動モードで電源が有る場合にスイッチ３２を開放に切り換えると、制御装置２９は電源が断たれたこと或いはスイッチ３２が開放に切り換えられたことを検出し、一定時間（例えば２秒）が経過した後にインターフェース２８を介して開閉部２に対し“切”の信号が出力され、電磁弁１９ａが“切”方向に可動し、タンク１８内の圧縮空気Ａが電磁弁１９ｂを通じＡ″のように上記各相の電源側固定電極８の先端部分に形成された開放用通気孔８ｂから固定電極８の内側の可動電極９の前側（可動電極９が負荷側の固定電極１５と接触する側）に供給され、可動電極９を負荷側ブッシング７とは反対方向（図面左方向）に消弧部材１６と共に摺動する。そして可動電極９は負荷側ブッシング７の固定電極１５の接触部１５ａから離れ、電源側の固定電極８内に収まる。
【００３０】
上記制御装置２９は各相の可動電極９が開放されたことをセンサー２２の出力により確認し、表示部３１に対して“切”の表示を行う信号を出力し、表示部３１は“切”の表示を行い開放（切）動作が完了する。
【００３１】
なお、この時可動電極９と負荷側の固定電極１５の間ではアークが発生するが、該アークは可動電極９が移動（図中左方２）する際に上記消弧部材１６並びに消弧補助部材１７により形成される細隙部Ｇにアークが導かれ、さらに該アークにより消弧部材１６および消弧補助部材１７から発生する消弧性ガスによりアークは消弧される。
【００３２】
次に上記圧縮空気駆動型開閉器１に異常が発生した場合の動作について説明する。
まず、上記自動モードあるいは手動モードにて開閉部２を上述したように投入する際に、図６に示すように３相の可動電極９の内１相の可動電極９が溶着等により投入動作せず残りの２相が投入された状態（欠相状態）となると、可動電極９の動作を検出するセンサー２２により作動しない可動電極９を検知して制御装置２９に対し信号を出力する。該制御装置２９は上記信号を受けて開放信号を出力し、投入された２相を上述のごとく開放させ、制御装置２９は表示部３１に対して“異常”の表示を行う信号を出力し、表示部３１は“異常”の表示を行い開閉部２並びに制御部３に対し開閉動作等の全ての動作が行われないようにする。
【００３３】
また、上記自動モードあるいは手動モードにて開閉部２を上述したように開放する際に、図７に示すように３相の可動電極９の内１相の可動電極９が溶着等により開放動作せず残りの２相が開放された状態（欠相状態）となると、可動電極９の動作を検出するセンサー２２により作動しない可動電極９を検知して制御装置２９に対し信号を出力する。該制御装置２９は上記信号を受けて投入信号を出力し、開放された２相を上述のごとく投入させ、制御装置２９は表示部３１に対して“異常”の表示を行う信号を出力し、表示部３１は“異常”の表示を行い開閉部２並びに制御部３に対し開閉動作等の全ての動作が行われないようにする。
【００３４】
なお、上述した異常時の動作は投入時あるいは開放時に3相のうちの1相が異常状態（欠相状態）である場合について説明をしたが、動作しない相が2相あるいは3相であっても制御装置２９上記手順により異常時の処理を行っている。
【００３５】
次に圧縮空気Ａの監視について説明する。
投入動作あるいは開放動作によって使用されると、タンク１８内の圧縮空気Ａの圧力が低下する。通常は、上記圧力の低下を圧力センサー２１で検知し、コンプレッサー２６が動作すると共に、制御装置２９は一定時間（例えば１５分）をカウントし始める。上記圧力が設定値（例えば５ｋｇ／ｃｍ2）まで上昇するか、一定時間（例えば１５分）経過するとコンプレッサー２６は停止し、制御装置２９もカウントを終了する。
【００３６】
しかし、パイプ２０等が外れたり、傷ついたりすることで、タンク１８内の圧縮空気Ａの圧力が開閉動作に必要な圧力、つまり設定値（例えば２Ｋｇ／ｃｍ2）より低下すると、コンプレッサー２６が動作すると共に、制御装置２９が一定時間（例えば１５分）をカウントし始めるが、コンプレッサー２６が一定時間（例えば１５分）動作してもタンク内の圧縮空気Ａの圧力は上昇しないため、制御装置２９は圧力が低下していることと、一定時間が経過していることを確認してからコンプレッサー２６に対し停止指令を出力し、表示部３１に対して“異常”の表示を行う信号を出力し、表示部３１は“異常”の表示を行い開閉部２並びに制御部３に対し開閉動作等の全ての動作が行われないようにする。
【００３７】
なお、本発明は上記３相３線式に限らず単相ないしは３相開閉器に適用できるものである。
また、実施の形態として圧縮空気により各相の可動電極を独立駆動させて電路を開閉させる圧縮空気駆動型開閉器について述べてきたが、本願発明特に請求項１については開閉動作用駆動源が圧縮空気Ａでない場合にも応用可能である。つまり、モーターやマグネットコイルを用いて各相の可動電極を独立駆動させて電路を開閉させる開閉器についても応用できるものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本願発明の各相ごとに独立して電路を開閉する開閉器は制御装置の信号により可動電極を開閉動作させた時、短絡点投入などによりこじりや溶着等が発生し、可動電極が動作しなかった場合に、該可動電極が動作しないことセンサーにより検知して、制御装置は投入動作をしていた時には開放指令を出力して開閉部を開放させ、開放動作をしていた時には投入指令を出力して開閉部を投入させるようにして、可動電極を開閉動作させているため、欠相状態を継続することがなくなった。
【００３９】
また、上記各相ごとに独立して電路を開閉する開閉器であって、圧縮空気により可動電極を開閉動作させる圧縮空気駆動型開閉器は、圧縮空気の圧力を監視する圧力センサーを設けたため、圧縮空気の圧力不足により開閉動作が不完全であることがなくなり、正常な開閉動作ができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明を圧縮空気駆動型開閉器に用いた場合の全体図。
【図２】開閉部の断面図。
【図３】開閉部の１相分の入り状態の断面図。
【図４】開閉部の１相分の切り状態の断面図。
【図５】制御部のブロック図。
【図６】投入時に１相が欠相した場合の開閉部の断面図。
【図７】開放時に１相が欠相した場合の開閉部の断面図。
【図８】従来の圧縮空気駆動型開閉器の断面図。
【符号の説明】
１ 圧縮空気駆動型開閉器
２ 開閉部
３ 制御部
８ 固定電極
８ａ 投入用通気孔
８ｂ 開放用通気孔
９ 可動電極
１５ 固定電極
１８ タンク
１９ 電磁弁
２０ パイプ
２１ 圧力センサー
２２ センサー
２６ コンプレッサー
２９ 制御装置
Ａ，Ａ′，Ａ″ 圧縮空気
Ｇ 細隙部
Ｌ 配電線路
Ｐ 電源線
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧あるいは特別高圧配電線路で使用される各相独立して電路を入り又は切りさせる単相ないしは３相開閉器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高圧あるいは特別高圧配電線路では可動電極が各相ごとに独立駆動して電路を開閉（入り又は切り）する開閉器、例えば図８に示すように圧縮空気により各相それぞれの可動電極を独立して電路を開閉させる圧縮空気駆動型開閉器１００がある。
【０００３】
上記圧縮空気駆動型開閉器１００はケース１０１側面に電源側ブッシング１０２と負荷側ブッシング１０３を各相それぞれ対向させて貫挿固定し、一方の電源側ブッシング１０２には電源側固定電極１０４並びに電源側固定電極１０４に沿って往復運動するピストン状の可動電極１０５が設けられ、他方の負荷側ブッシング１０３には先端がスリ割り形状の接触部を備えた負荷側固定電極１０６が貫挿固定されており、上記各相の可動電極１０５に対し、開閉器ケース１０１内に設けられたタンク（圧縮空気貯め）１０７から圧縮空気ＡをＡ′とＡ″のようにを供給し、上記可動電極１０５を各相ごとに独立駆動させ、電路の開閉を行っている。
【０００４】
さらに固定された負荷側ブッシング１０３の固定電極１０６の接触部にはアークにより消弧性ガスを発生する部材で作られた栓状の消弧部材１０８が進退自在に設けられている。また、上記タンク１０７は開閉器ケース１０１外に設けられたコンプレッサー（図示されていない）によりタンク１０７内の圧力が低下すると、圧縮空気をタンク１０７に供給するようになっている。
【０００５】
また上記の圧縮空気駆動型開閉器１００は次のように動作する。上記コンプレッサーによりタンク１０７に圧縮空気Ａを供給し貯めておき、開放（切り）状態から投入（入り）状態にするときには、上記タンク１０７から圧縮空気Ａを各相の固定電極１０４の内側で、可動電極１０５の後側（負荷側の固定電極１０６と接触しない側）にＡ′のように供給する。これにより、各相の可動電極１０５は圧縮空気Ａ′により負荷側ブッシング１０３の方向に前進し、可動電極１０５が負荷側の固定電極１０６の接触部に接触し、配電線路は投入される。
【０００６】
また投入状態から開放状態にするときには、上記タンク１０７から圧縮空気Ａを各相の固定電極１０４の内側で、可動電極１０５の前側（負荷側の固定電極と接触する側）にＡ″のように供給する。これにより、各相の可動電極１０５は圧縮空気Ａ″により電源側ブッシング１０２の方向に後退し、可動電極１０５を負荷側の固定電極１０６の接触部から離し、配電線路は開放されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した開閉器は各相ごとに可動電極を駆動して電路を開閉するため、短絡点投入（短絡事故が起きている配電線路の開閉器を強制的に投入する）等を行った場合に、可動電極と固定電極との間で溶着等が起こり、１相（１線）あるいは２相（２線）、最悪の場合は３相（３線）とも開閉動作ができなくなり、欠相が生じたり、開閉動作ができなくなると言う問題があった。
【０００８】
また、上記圧縮空気により可動電極を駆動させ電路を開閉させる圧縮空気駆動型開閉器では、圧縮空気の圧力が低下していると充分な駆動源が確保できず、駆動源が低下した状態で開閉動作するため、可動電極の開閉動作ができなかったり、開閉動作が途中で止まったりする等の開閉動作不良をおこしてしまうと言う問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明は上記開閉動作にかかわる技術的課題を解決して、的確な開閉動作ないしは開閉停止動作が行えるようにした開閉器を提案するものであり、具体的には、各相ごとに、シリンダ状の固定電極と、該固定電極に沿って摺動可能なピストン状の可動電極を有し、前記可動電極が圧縮空気により開閉駆動して電路を入り又は切りさせるようにした単相ないしは３相開閉器において、
各々の相に入り切りを検知するセンサーを設け、入り又は切りの駆動指示どおりに作動しない相があった場合に、前記センサーによりこれを検知し、直ちに前記入り又は切りの駆動指示とは逆の切り又は入りの駆動指示を出力し、
更に、上記圧縮空気の圧力が開閉駆動に必要な所定圧力以下の状態にあるときには、所定圧力になるまで圧縮空気を補給すると共にまた圧縮空気の圧力が所定時間内に上昇しない場合には、開閉器の入り又は切りの動作を停止させるように開閉駆動源の圧縮空気の圧力を圧力センサーにより監視し、
更に、可動電極には、可動電極の切り時や入り時の前記固定電極との衝突時に衝突力を緩和するためのパッキンを設けたことを特徴とする開閉器を提供するものである。
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図７に基づき本願発明の実施の形態を圧縮空気により各相の可動電極を駆動し、電路を開閉させる３相３線式高圧配電線路用圧縮空気駆動型開閉器に用いた場合について説明する。
【００１３】
１は本願発明の圧縮空気駆動型開閉器であり、配電線路Ｌを開閉する開閉部２と、該開閉部２を制御する制御部３とから構成されている。まず上記開閉部２について図１乃至図４により説明する。
【００１４】
４は金属製あるいは合成樹脂製のケースで、該ケース４の側面にそれぞれが対向して３相分６個をそのフランジ部４ａを介して押え金具５により貫装固定したエポキシ樹脂、普通磁器或いはアルミナ磁器等の有機又は無機系の絶縁部材からなる電源側ブッシング６と負荷側ブッシング７が設けられている。
【００１５】
８は上記電源側ブッシング６の貫通孔６ａに挿通され気密保持して固定されているシリンダー状の固定電極、９は該固定電極８に沿って摺動（往復運動）可能なピストン状の可動電極である。上記可動電極９は一方を集電子のバネ状接触子１０を介して固定電極８の内周面に電気的な接触状態を保持しながら摺動可能に挿着され、他方を後述の負荷側の固定電極１５に対し離間可能に挿入接触するようになっている。
【００１６】
１１はＯリングで固定電極８内に送り込まれた圧縮空気Ａ′及びＡ″が固定電極８外へ漏れないようにするためのものである。１２は可動電極９の切り（開放）時や入り（投入）時の固定電極８との衝突時の衝突力を緩衝するためのゴム、合成樹脂等からなるパッキンである。
【００１７】
１３は電源側ブッシング６のケース内面側端部に設けられたカバーであり、該カバー１３には電源側ブッシング６の内面に貫通している孔１３ａが形成され、後述のタンク１８内の圧縮空気Ａが、電磁弁１９ａ及びパイプ２０ａ及び孔１３ａを通じて可動電極９を投入するための圧縮空気Ａ′として供給されるようになっており、該圧縮空気Ａ′がカバー１３の孔１３ａから電源側ブッシング６の内面側と固定電極８の外面側で形成される通気部１４並びに固定金具８に設けられた投入用通気孔８ａを通じて固定電極８内の可動電極９の後ろ側にＡ′として供給されることにより、可動電極９を前（図中右方向）に摺動させるようになっている。
【００１８】
８ｂは固定電極８の先端部分に設けられた開放用の圧縮空気Ａ″を供給するための開放用通気孔で、後述のタンク１８内の圧縮空気Ａが電磁弁１９ｂ及びパイプ２０ｂ及び孔８ｂを通じて可動電極９を開放駆動させるための圧縮空気Ａ″として供給されるようになっており、該圧縮空気Ａ″が固定電極８における可動電極９の前側に供給されることにより、可動電極９を後ろ（図中左方向）に摺動させるようになっている。なお、開閉動作の完了後、シリンダー状の固定電極８内に残留した圧縮空気はカバー１３に設けられた孔１３ａ並びに開放用通気孔８ｂに接続する図示外の開放弁が作動して速やかにケース内に放出され、大気圧に減圧されるため、次回の開閉動作には何等の支障を来さない。
【００１９】
上記負荷側ブッシング７には電源側ブッシング６と同様に貫通孔が設けられ、該孔７ａには先端がスリ割り形状の接触部１５ａを備えた固定電極１５が貫装固定され、さらに固定した同電極１５の接触部１５ａの中空部１５ｂにはテフロン樹脂、ジュラコン樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等のアークにより消弧性ガスを発生する部材で作られた栓状の消弧部材１６が進退自在に設けられている。さらに上記固定電極１５の外周には上記消弧部材１６と同様の材料からなる消弧補助部材１７が設けられており、可動電極９が負荷側の固定電極１５から離れた時に生ずるアークを消弧部材１６の移動により消弧補助部材１７との間に形成される細隙部Ｇ（図４参照）に導き、さらにアークにより該消弧部材１６並びに消弧補助部材１７から発生する消弧性ガスによってアークは消失する。
【００２０】
１８は後述するコンプレッサー２６から送られる圧縮空気Ａを貯めておくタンクで、該タンク１８から電磁弁１９ａ，１９ｂを介して上記各相の固定電極８に対しパイプ２０ａ及び２０ｂにより圧縮空気Ａ′又はＡ″を供給している。なお、圧縮空気Ａ′又はＡ″は上記電磁弁１９ａ及び１９ｂにより開放用あるいは投入用に切り換えて供給している。また、タンク１８にはタンク１８内の圧力を検出する圧力センサー２１が取り付けられており、該センサー２１により圧縮空気Ａの圧力を監視している。
【００２１】
２２は上記各相の可動電極９の開閉動作を検出するセンサーで、該センサー２２は発光体（ＬＥＤ）２３と受光体（フォトカプラ）２４からなる光センサー方式で上記ＬＥＤ２３と受光体２４は各相の可動電極９を挟むようにして配置されており、制御部３からの信号により可動電極９が動作しないことを検出すると、制御部３に対し光ファイバー２５によって信号を出力する。なおこの実施の形態では、光センサー方式を用いているが、センサーには上記光センサー方式だけでなく、可動電極９が開閉動作すると、該動作によりマイクロスイッチが入り又は切りの状態に変化し、後述の制御装置２９に対し信号を出力する方式などの機械的に可動電極９の開閉動作を検出する方式を使用することもできる。
【００２２】
次に上記開閉部２を制御する制御部３について図１、図２及び図５により説明する。
２６は上記タンク１８に対し開閉駆動源となる圧縮空気Ａを送るコンプレッサーで、上記圧力センサー２１からの信号で、圧縮空気Ａの圧力が予め設定した下限の設定値（例えば開閉駆動に必要な２Ｋｇ／ｃｍ2）より下がると上記コンプレッサー２６が動作し、パイプ２６ａを通じてタンク１８に圧縮空気Ａを供給し、また圧縮空気Ａの圧力が予め設定した上限の設定値（例えば５ｋｇ／ｃｍ2）を越えた場合や一定時間（例えば１５分）経過すると自動的に停止するものである。
【００２３】
２８はインターフェースであり、開閉部２の位置センサー２２並びに圧力センサー２１からの信号を受けとったり、コンプレッサー２６や上記電磁弁１９に対し後述の制御装置２９から出力される信号を各部に対し出力するものである。
【００２４】
２９はＣＰＵを用いた制御装置であり、上述の各種センサーからの信号に基づき開閉部２の開閉動作を制御すると共に圧縮空気Ａの圧力や電源の有無を監視している。３０は電源線（例えば低圧配電線）Ｐから上記各部に対し電源を供給する電源部である。
【００２５】
３１は表示部であり、制御装置２９の信号により開閉部２の状態を表示するもので、開閉部２が投入状態の場合は“入”を、開放状態の場合は“切”を、後述する異常状態の場合は“異常”を点灯させるものである。なお表示部３１には例えばＬＥＤの点灯により表示を行うものや、液晶で表示を行うもの、マグネットにより反転板を反転させるもの等、“入”、“切”、“異常”が表示されるものであればよい。
【００２６】
３２は開閉部２の動作モードの切換えを行うスイッチである。なお、開閉部２の動作モードには電源部３０に電源が供給されている場合は開閉部２を投入し、供給されていない場合には開閉部２を開放する自動モード及び手動により開閉部２を投入あるいは開放する手動モード、制御部３を動作不能する不動モードの３モードがある。
【００２７】
次に上記構成の圧縮空気駆動型開閉器１の動作について説明する。
上記構成の圧縮空気駆動型開閉器１は、通常、自動モードで制御部３に対し電源（ＡＣ１００Ｖ）が供給されるか、または手動モードで電源が有る場合にスイッチ３２を投入切り換えると、制御装置２９は電源部３０に電源が供給されたことを検知し、インターフェース２８を介して開閉部２に対し“入”の信号が出力され、電磁弁１９ａが“入り”方向に可動し、圧縮空気Ａはタンク１８から上記各相の電源側ブッシング６内の通気部１４並びに固定電極８の投入用通気孔８ａを通り可動電極９の後側（可動電極９が負荷側の固定電極と接触しない側）にＡ′として供給され、可動電極９を負荷側ブッシング７方向（図面右方向）に押し出す。上記可動電極９は負荷側ブッシング７に達すると、その先端で消弧部材１６を押しながら固定電極１５へ向かって進み、負荷側の固定電極１５の接触部１５ａに接触する。
【００２８】
上記制御装置２９は各相の可動電極９が投入されたことをセンサー２２の出力により確認し、表示部３１に対して“入”の表示を行う信号を出力し、表示部３１は“入”の表示を行い投入動作が完了し、図２の状態となる。
【００２９】
また、開放動作は次のようになる。自動モードで制御部３に対し電源が断たれるか、または手動モードで電源が有る場合にスイッチ３２を開放に切り換えると、制御装置２９は電源が断たれたこと或いはスイッチ３２が開放に切り換えられたことを検出し、一定時間（例えば２秒）が経過した後にインターフェース２８を介して開閉部２に対し“切”の信号が出力され、電磁弁１９ａが“切”方向に可動し、タンク１８内の圧縮空気Ａが電磁弁１９ｂを通じＡ″のように上記各相の電源側固定電極８の先端部分に形成された開放用通気孔８ｂから固定電極８の内側の可動電極９の前側（可動電極９が負荷側の固定電極１５と接触する側）に供給され、可動電極９を負荷側ブッシング７とは反対方向（図面左方向）に消弧部材１６と共に摺動する。そして可動電極９は負荷側ブッシング７の固定電極１５の接触部１５ａから離れ、電源側の固定電極８内に収まる。
【００３０】
上記制御装置２９は各相の可動電極９が開放されたことをセンサー２２の出力により確認し、表示部３１に対して“切”の表示を行う信号を出力し、表示部３１は“切”の表示を行い開放（切）動作が完了する。
【００３１】
なお、この時可動電極９と負荷側の固定電極１５の間ではアークが発生するが、該アークは可動電極９が移動（図中左方２）する際に上記消弧部材１６並びに消弧補助部材１７により形成される細隙部Ｇにアークが導かれ、さらに該アークにより消弧部材１６および消弧補助部材１７から発生する消弧性ガスによりアークは消弧される。
【００３２】
次に上記圧縮空気駆動型開閉器１に異常が発生した場合の動作について説明する。
まず、上記自動モードあるいは手動モードにて開閉部２を上述したように投入する際に、図６に示すように３相の可動電極９の内１相の可動電極９が溶着等により投入動作せず残りの２相が投入された状態（欠相状態）となると、可動電極９の動作を検出するセンサー２２により作動しない可動電極９を検知して制御装置２９に対し信号を出力する。該制御装置２９は上記信号を受けて開放信号を出力し、投入された２相を上述のごとく開放させ、制御装置２９は表示部３１に対して“異常”の表示を行う信号を出力し、表示部３１は“異常”の表示を行い開閉部２並びに制御部３に対し開閉動作等の全ての動作が行われないようにする。
【００３３】
また、上記自動モードあるいは手動モードにて開閉部２を上述したように開放する際に、図７に示すように３相の可動電極９の内１相の可動電極９が溶着等により開放動作せず残りの２相が開放された状態（欠相状態）となると、可動電極９の動作を検出するセンサー２２により作動しない可動電極９を検知して制御装置２９に対し信号を出力する。該制御装置２９は上記信号を受けて投入信号を出力し、開放された２相を上述のごとく投入させ、制御装置２９は表示部３１に対して“異常”の表示を行う信号を出力し、表示部３１は“異常”の表示を行い開閉部２並びに制御部３に対し開閉動作等の全ての動作が行われないようにする。
【００３４】
なお、上述した異常時の動作は投入時あるいは開放時に3相のうちの1相が異常状態（欠相状態）である場合について説明をしたが、動作しない相が2相あるいは3相であっても制御装置２９上記手順により異常時の処理を行っている。
【００３５】
次に圧縮空気Ａの監視について説明する。
投入動作あるいは開放動作によって使用されると、タンク１８内の圧縮空気Ａの圧力が低下する。通常は、上記圧力の低下を圧力センサー２１で検知し、コンプレッサー２６が動作すると共に、制御装置２９は一定時間（例えば１５分）をカウントし始める。上記圧力が設定値（例えば５ｋｇ／ｃｍ2）まで上昇するか、一定時間（例えば１５分）経過するとコンプレッサー２６は停止し、制御装置２９もカウントを終了する。
【００３６】
しかし、パイプ２０等が外れたり、傷ついたりすることで、タンク１８内の圧縮空気Ａの圧力が開閉動作に必要な圧力、つまり設定値（例えば２Ｋｇ／ｃｍ2）より低下すると、コンプレッサー２６が動作すると共に、制御装置２９が一定時間（例えば１５分）をカウントし始めるが、コンプレッサー２６が一定時間（例えば１５分）動作してもタンク内の圧縮空気Ａの圧力は上昇しないため、制御装置２９は圧力が低下していることと、一定時間が経過していることを確認してからコンプレッサー２６に対し停止指令を出力し、表示部３１に対して“異常”の表示を行う信号を出力し、表示部３１は“異常”の表示を行い開閉部２並びに制御部３に対し開閉動作等の全ての動作が行われないようにする。
【００３７】
なお、本発明は上記３相３線式に限らず単相ないしは３相開閉器に適用できるものである。
また、実施の形態として圧縮空気により各相の可動電極を独立駆動させて電路を開閉させる圧縮空気駆動型開閉器について述べてきたが、本願発明特に請求項１については開閉動作用駆動源が圧縮空気Ａでない場合にも応用可能である。つまり、モーターやマグネットコイルを用いて各相の可動電極を独立駆動させて電路を開閉させる開閉器についても応用できるものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本願発明の各相ごとに独立して電路を開閉する開閉器は制御装置の信号により可動電極を開閉動作させた時、短絡点投入などによりこじりや溶着等が発生し、可動電極が動作しなかった場合に、該可動電極が動作しないことセンサーにより検知して、制御装置は投入動作をしていた時には開放指令を出力して開閉部を開放させ、開放動作をしていた時には投入指令を出力して開閉部を投入させるようにして、可動電極を開閉動作させているため、欠相状態を継続することがなくなった。
【００３９】
また、上記各相ごとに独立して電路を開閉する開閉器であって、圧縮空気により可動電極を開閉動作させる圧縮空気駆動型開閉器は、圧縮空気の圧力を監視する圧力センサーを設けたため、圧縮空気の圧力不足により開閉動作が不完全であることがなくなり、正常な開閉動作ができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明を圧縮空気駆動型開閉器に用いた場合の全体図。
【図２】開閉部の断面図。
【図３】開閉部の１相分の入り状態の断面図。
【図４】開閉部の１相分の切り状態の断面図。
【図５】制御部のブロック図。
【図６】投入時に１相が欠相した場合の開閉部の断面図。
【図７】開放時に１相が欠相した場合の開閉部の断面図。
【図８】従来の圧縮空気駆動型開閉器の断面図。
【符号の説明】
１ 圧縮空気駆動型開閉器
２ 開閉部
３ 制御部
８ 固定電極
８ａ 投入用通気孔
８ｂ 開放用通気孔
９ 可動電極
１５ 固定電極
１８ タンク
１９ 電磁弁
２０ パイプ
２１ 圧力センサー
２２ センサー
２６ コンプレッサー
２９ 制御装置
Ａ，Ａ′，Ａ″ 圧縮空気
Ｇ 細隙部
Ｌ 配電線路
Ｐ 電源線
Claims (1)
- 各相ごとに、シリンダ状の固定電極と、該固定電極に沿って摺動可能なピストン状の可動電極を有し、前記可動電極が圧縮空気により開閉駆動して電路を入り又は切りさせるようにした単相ないしは３相開閉器において、
各々の相に入り切りを検知するセンサーを設け、入り又は切りの駆動指示どおりに作動しない相があった場合に、前記センサーによりこれを検知し、直ちに前記入り又は切りの駆動指示とは逆の切り又は入りの駆動指示を出力し、
更に、上記圧縮空気の圧力が開閉駆動に必要な所定圧力以下の状態にあるときには、所定圧力になるまで圧縮空気を補給すると共にまた圧縮空気の圧力が所定時間内に上昇しない場合には、開閉器の入り又は切りの動作を停止させるように開閉駆動源の圧縮空気の圧力を圧力センサーにより監視し、
更に、可動電極には、可動電極の切り時や入り時の前記固定電極との衝突時に衝突力を緩和するためのパッキンを設けたことを特徴とする開閉器。
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