JP4131127B2 - 自動開閉器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配電線を利用して遠隔監視制御される自動開閉器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動開閉器の制御装置を内蔵する自動開閉器２０１は、図６が示すように、配電線２００に接続され、固定接触子１２０及び可動接触子１１０を有してこの可動接触子１１０の相応する固定接触子１２０に対する投入・開放により投入・開放する開閉部２０２と、配電線２００に接続され、この配電線２００より電圧が印加される投入コイル（図示せず）により開閉部２０２を制御する制御回路２０４とを備える構成である。開閉部２０２は、遮断スプリング、ロッド、リンク（図示せず）からなる操作機構を有し、これら遮断スプリング等の一連の動作により、主軸１１１を回動させ、可動接触子１１０を固定接触１２０へ投入・開放する。
【０００３】
開閉部２０２が開放状態から投入状態に移行する場合に開放状態で、一の遮断スプリング等の均衡状態により可動接触子１１０が固定接触子１２０と開放状態にある。この開放状態から、遠隔地に設置されている親局（図示せず）より送信された制御信号を自動開閉器２０１の外部に配設される子局２０６が配電線２００を介して受信し、この制御信号に基づいて子局２０６が制御回路２０４のリレースイッチを切り替えて投入コイルに電圧を印加し、この投入コイルの働きにより一の遮断スプリング等の均衡状態から他の遮断スプリング等の均衡状態へ移行し、可動接触子１１０が固定接触子１２０に投入して開閉部２０２は投入状態となる。
【０００４】
次に、開閉部２０２が投入状態から開放状態に移行する場合は、投入状態で前記親局より送信された制御信号を前記子局２０６が配電線２００を介して受信し、この制御信号に基づいて子局２０６が制御回路２０４のリレースイッチを切り離して投入コイルの励磁が解除され、投入時に蓄えられた圧縮力に基づく復元力で可動接触子１１０が固定接触子１２０から開放して開閉部２０２は開放状態となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の自動開閉器は上記のように構成されていたが、親局からの制御信号の送受信を高速化する方法として、配電線搬送信号の搬送波を高い周波数にする方法がある。配電線２００を介して配電線に重畳される親局からの配電線搬送信号を従来と比べ高い周波数の搬送波により変調して送信し、この送信された配電線搬送信号を配電線２００を介して子局２０６が受信して自動開閉器２０１の制御回路２０４を用いて開閉部２０２を制御していた。開閉部２０２を制御した後、子局２０６は電源変圧器および配電線２００を介して配電線搬送信号を送信する。配電線搬送信号を送信するとき、電源変圧器の二次側には、商用周波に配電線搬送信号の搬送波である周波数の電圧が重量される。この電圧が制御回路２０４に印加され、制御回路２０４の素子の定格を超える電圧が印加されるため、制御回路２０４の素子が破壊される危険性があるという課題を有していた。そこで、制御回路２０４の素子を壊さないために、自動開閉器２０１の制御回路２０４と配電線２００との間に特定の周波数の電圧だけを通過させるフィルタ回路２０３を設けた。このフィルタ回路２０３により高い周波数成分が取り除かれた電圧が制御回路２０４に印加されるようになって、制御回路２０４の素子の保護は図られた。しかし一方で、このフィルタ回路２０３を設けたために、投入時においてより大きな電圧降下が生じて投入コイルに十分な電流が供給されずに、確実に投入状態にならないという課題を有する。
【０００６】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、フィルタ回路により制御回路の素子を保護すると共に、投入動作時に投入コイルに十分な電流を供給して確実に投入動作を制御する自動開閉器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る自動開閉器は、配電線を通信路として遠隔監視制御される制御回路が固定接触子に対して可動接触子の開放・投入を制御する自動開閉器において、特定の周波数の成分だけを通過させるインダクタ、コンデンサ、抵抗からなるフィルタ回路を有し、当該フィルタ回路を介して前記制御回路が配電線と接続され、前記自動開閉器の少なくとも、開放された状態の前記可動接触子が動作して固定接触子に投入されて当該投入が完了するまでの投入動作中、当該フィルタ回路のインダクタの両端に接続されたスイッチを投入状態とする制御機能を備えるものである。このように本発明においては、自動開閉器の少なくとも、開放された状態の前記可動接触子が動作して固定接触子に投入されて当該投入が完了するまでの投入動作を制御する間にフィルタ回路のインダクタの両端に接続されたスイッチを投入状態とすることによりフィルタ回路のインダクタの両端が短絡しているので、フィルタ回路による制御回路に印加される電圧の電圧降下を極力抑制できることとなり、制御回路における投入動作の制御を妨げることなく確実に投入動作を完了させることができる。
【０００８】
また、本発明に係る自動開閉器は、配電線を通信路として遠隔監視制御される制御回路が固定接触子に対して可動接触子の開放・投入を制御する自動開閉器において、特定の周波数の成分だけを通過させるインダクタ、コンデンサ、抵抗からなるフィルタ回路を有し、当該フィルタ回路を介して前記制御回路が配電線と接続され、前記可動接触子の開放と連動して、当該フィルタ回路のインダクタの両端に接続されたスイッチを投入状態とし、可動接触子の投入と連動して、当該フィルタ回路のインダクタの両端に接続されたスイッチを開放状態とするものであ。このように本発明においては、可動接触子の開放・投入と連動してフィルタ回路のインダクタの両端に接続されたスイッチを開放・投入し、このスイッチの投入・開放により当該フィルタ回路の機能を無効・有効としているので、投入動作中にフィルタ回路を機能させず投入動作の制御を妨げず、可動接触子が投入完了後にフィルタ回路が有効となって特定の周波数の電圧だけを制御回路に通過させることとなり、制御回路の素子の保護されると共に、確実に投入動作を完了させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る自動開閉器は必要に応じて、前記フィルタ回路が少なくとも前記制御回路に直列に接続されるインダクタから構成され、当該インダクタの両端を短絡することで前記フィルタ回路を機能させないとするものである。このように本発明においては、フィルタ回路のうち最も電力消費が大きな前記制御回路に直列に接続されるインダクタを短絡状態にしてフィルタ回路を機能させないとしているので、フィルタ回路による制御回路に印加される電圧の電圧降下を極力抑制できることとなり、制御回路における投入動作の制御を妨げることなく確実に投入動作を完了させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（本発明の第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る自動開閉器の説明を、図１ないし図５に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る自動開閉器の全体ブロック図、図２は本実施形態に係る自動開閉器の部分模式図、図３は本実施形態に係る自動開閉器の開放状態における正面方向の断面図、図４は本実施形態に係る自動開閉器の投入状態における底面方向の断面図、図５は本実施形態に係る自動開閉器の投入状態における正面方向の断面図である。
【００１２】
前記各図において本実施形態に係る自動開閉器の制御装置は、配電線２００に接続され、固定接触子１２０及び可動接触子１１０を有して投入・開放する開閉部２を有する自動開閉器１を制御対象とし、配電線２００から印加される電圧に対して特定の周波数の電圧だけを通過させるフィルタ回路３と、このフィルタ回路３を介して配電線２００より電圧が印加される投入コイル１４ｃ、保持コイル１４ｄにより開閉部２を制御する制御回路４とを備える構成である。
【００１３】
前記開閉部２の操作機構は、図２に示すように、装置枠６０に回動自在に主軸１１１で軸支される主軸アーム１１と、この主軸アーム１１と同軸に主軸１１１で軸支される連結アーム１２と、この主軸アーム１１の一部に一端をピンａで軸着されるリンク１３と、このリンク１３の他端とピンｂで軸着される接続部１４ｂおよびこの接続部１４ｂと一体成形されて励磁により吸引される可動鉄心１４ａを有する投入コイル１４ｃおよびこの投入コイル１４ｃにより吸引された可動鉄心１４ａを保持する保持コイル１４ｄからなるコイル部１４と、連結アーム１２の一部と一端でピンｃにより軸着される連結ボルト１５と、この連結ボルト１５の他端と一端でピンｄにより軸着され、軸支点αで軸支される駆動アーム１６と、この駆動アーム１６の他端と一端でピンｅにより軸着されて他端を固定端βで固定され、内部に圧縮スプリング構造を有するスプリング部１７とを備える構成である。
【００１４】
前記スプリング部１７は、内部に圧縮スプリング構造を有するため、駆動アーム１６の反時計方向の回動により駆動アーム１６と軸着される一端が、固定端βで固定される他端へ接近し、この接近と共に圧縮スプリング構造が圧縮されて蓄勢される。圧縮しているスプリング部１７は、駆動アーム１６の反時計方向の回動力が圧縮スプリング構造に蓄勢された復元力を上回っている限り圧縮状態を保持する。他方、連結アーム１６の反時計方向の回動力が弱まって圧縮スプリング構造に蓄勢された復元力を下回った場合に、駆動アーム１６と軸着される一端を圧縮スプリング構造に蓄勢された復元力によって固定される他端から離間し、駆動アーム１６を時計方向に回動させる。
【００１５】
前記駆動アーム１６は、他端をピンｄで軸着される連結ボルト１５、又は、一端をピンｅで軸着されるスプリング部１７の復元により軸支点αを中心に回動されるが、規制溝１６ａを有するため、所定の回動のみ許容される。
前記可動接触子１１０は、連結アーム１２および主軸アーム１１を軸支する主軸１１１の回動に合わせて駆動し、固定接触子１２０と投入・開放状態になる。
前記フィルタ回路３は、インダクタ３１、コンデンサ３２及び抵抗３３からなり、インダクタ３１が直列に前記制御回路４と接続され、コンデンサ３２及び抵抗３３が並列に制御回路４と接続される構成で、インダクタ３１の両端にはスイッチ５内の常閉接点が接続されており、インダクタ３１の両端を常閉接点で短絡することで容易にフィルタの機能を禁止させることができる。
【００１６】
前記スイッチ５は、開閉部２の可動接触子１１０を駆動させる主軸１１１によって作動する作動レバー５ａと連動する内部の可動接点５ｃ及びフィルタ回路３のインダクタ３１の両端にある接点と接続する内部の固定接点５ｄとからなり、この作動レバー５ａが主軸１１１の回動と連動して可動接点５ｃと固定接点５ｄが投入・開放する。このスイッチ５の常閉接点は、主軸１１１が回動して可動接触子１１０を固定接触子１２０から開放させた場合に投入され、主軸１１１が前記回動とは逆回転に回動して可動接触子１１０を固定接触子１２０と投入させた場合に開放される。
【００１７】
次に本実施形態に係る自動開閉器の動作について、開放状態から投入状態へ移行する投入動作、投入状態から開放状態へ移行する開放動作に分けて説明する。まず、投入動作について説明する。自動開閉器１の開放状態では、スプリング部１７の付勢力で駆動アーム１６が反時計方向に回動することができずに、連結ボルト１５、連結アーム１２、主軸１１１を介して固定接触子１２０と可動接触子１１０とが開放状態にあり、この主軸１１１の状態により突起部１１２がスイッチ５の作動レバー５ａより離れているため、前記スイッチ５の可動接点５ｃと固定接点５ｄは投入状態にある（図３参照）。
【００１８】
この自動開閉器１が開放状態で、遠隔地に設置されている親局（図示をせず）より送信された制御信号を自動開閉器１の外部に配設される子局６が配電線２００を介して受信し、この制御信号に基づいて子局６が制御回路４のリレースイッチを切り替えて入り制御する。さらに、制御信号を含む電圧が配電線２００を介してフィルタ回路３に印加される。フィルタ回路３に電圧が印加されているものの、インダクタ３１がスイッチ５の常閉接点により短絡されているためインダクタ３１での電圧降下を生じることなく、投入コイル１４ｃに印加される。
【００１９】
電圧が印加された投入コイル１４ｃは可動鉄心１４ａを吸引して接続部１４ｂを介してリンク１３を引下げ、このリンク１３とピンａで軸着されている主軸アーム１１を主軸１１１を支点として反時計方向に回動すると共に、主軸アーム１１と一体成形されている主軸１１１も回動し、この主軸１１１の回動と合わせて可動接触子１１０が固定接触子１２０へ接近する。可動接触子１１０が固定接触子１２０と完全に投入状態になる時点（投入状態）で、突起部１１２がスイッチ５の作動レバー５ａを押し、可動接点５ｃと固定接点５ｄが開放してフィルタ回路３が形成される（図４及び図５参照）。この一連の動作で、主軸１１１の回動に合わせて連結アーム１２が反時計方向に回動し、連結アーム１２とピンｃで軸着する連結ボルト１５を引き下げ、連結ボルト１５とピンｄで軸着する駆動アーム１６も規制溝１６ａに従って反時計方向に回動し、駆動アーム１６とピンｅで軸着されるスプリング部１７の一端が固定端βで固定される他端へ接近し、この接近と共に圧縮スプリング構造が圧縮されて蓄勢される。ここで、投入コイル１４ｃへの電圧の印加終了後は、圧縮スプリング構造に蓄勢された復元力に対して保持コイル１４ｄに電圧を印加することで可動鉄心１４ａの吸引状態を保持している。ここで、投入状態に移行するための投入コイル１４ｃに供給する投入電流と比べて投入状態を保持するために保持コイル１４ｄに供給する投入電流とでは、投入状態へ移行するには圧縮スプリング構造を高速に圧縮する必要があるため、投入コイル１４ｃに供給する投入電流の方が大きい。
【００２０】
次に、開放動作について説明する。自動開閉器１が投入状態において、親局より送信された制御信号を自動開閉器１の外部に配設される子局６が配電線２００を介して受信し、この制御信号に基づいて子局６が制御回路４のリレースイッチを切り替え制御のための配電線搬送信号を送信する。配電線搬送信号を送信するとき、電源変圧器の二次側には、商用周波に配電線搬送信号の搬送波である高周波の電圧が重量される。さらに、その電圧はフィルタ回路３に印加される。この状態では、スイッチ５の可動接点５ｃと固定接点５ｄは開放状態にあり、インダクタ３１には電圧が印加されてフィルタ回路３がフィルタとして機能し、特定の周波数の電圧だけを制御回路４に印加している。
【００２１】
子局６による制御回路４のリレースイッチを切り制御することにより電圧が制御回路４の保持コイル１４ｄに印加されなくなる。この制御回路４が制御信号に基づいて保持コイル１４ｄに電圧を印加しないため、可動鉄心１４ａが吸引状態を解かれ、リンク１３、主軸アーム１１、主軸１１１、連結アーム１２、連結ボルト１５、駆動アーム１６を介して圧縮状態を保持していた圧縮スプリング構造が伸長し、スプリング部１７の一端が固定端βで固定される他端と離間し、スプリング部１７の一端とピンｅで軸着する駆動アーム１６が軸支点αを中心に時計方向に回動し、この駆動アーム１６の回動に合わせて駆動アーム１６とピンｄで軸着される連結ボルト１５が押し上げられ、連結ボルト１５とピンｃで軸着される連結アーム１２が時計方向に回動し、この連結アーム１２の回動により連結アーム１２と一体生成されている主軸１１１も時計方向に回動し、この主軸１１１の回動に合わせて主軸１１１と一体成形されている主軸アーム１１が時計方向に回動し、主軸アーム１１とピンａで軸着されるリンク１３が押し上げられ、リンク１３とピンｂで軸着する接続部１４ｂを介して可動鉄心１４ａがコイル部１４より表出状態となる。この主軸１１１の動作に伴って、突起部１１２がスイッチ５の作動レバー５ａから離れ可動接点５ｃと固定接点５ｄが投入状態になる。
【００２２】
このように本実施形態に係る自動開閉器によれば、自動開閉器１の可動接触子１１０の固定接触子１２０に対する投入・開放に伴って、可動接触子１１０と係合する主軸１１１が回動し、この主軸１１１の回動に伴って可動接点５ｃと固定接点５ｄが開放・投入するので、開閉器の開放状態から投入状態への投入動作中はフィルタ回路３のスイッチ５の可動接点５ｃと固定接点５ｄが投入状態にあってフィルタ回路３が機能せず、フィルタ回路３のインダクタ３１での電圧降下が生じることなく投入コイル１４ｃに十分な電流を供給することができ、開閉器の投入状態ではフィルタ回路３のスイッチ５の可動接点５ｃと固定接点５ｄが開放されてフィルタ回路３が有効となり、フィルタ回路３で印加される電圧の内特定（配電線搬送信号）の周波数の電圧を取り除いて制御回路４の素子を保護することができ、自動開閉器１の確実な開閉動作の制御を行うことができる。
また、フィルタ回路３を自動開閉器１の外あるいは子局６に内蔵することも考えられるが、この場合は、フィルタのリアクタンス回路を短絡するために、自動開閉器１の動作に応じた制御線が別途必要となる。
【００２３】
（本発明のその他の実施形態）
なお、前記第１の実施形態に係る自動開閉器１において、開閉部２の操作機構を前記構成で前記動作を行ったが、これに限定されるものではない。
【００２４】
また、前記第１の実施形態に係る自動開閉器１において、フィルタ回路３のインダクタ３１の両端を短絡するスイッチ５は、主軸１１１の駆動に伴って機械的に投入・開放を行ったが、主軸１１１の一部でスイッチ５を構成することなくフィルタ回路３にスイッチ５を備え、このスイッチ５に主軸１１１の駆動に伴って制御信号を送り投入・開放を行うこともできる。
【００２５】
また、前記第１の本実施形態に係る自動開閉器１において、フィルタ回路３のインダクタ３１の両端を短絡するスイッチ５は、主軸１１１の駆動に伴って投入・開放を行ったが、主軸１１１の駆動に伴わなくとも可動接触子１１０及びその他開閉部２の操作機構を構成するものの駆動に伴って投入・開放をすることもできる。
【００２６】
また、前記第１の本実施形態に係る自動開閉器１において、フィルタ回路３のインダクタ３１の両端を短絡するスイッチ５は、主軸１１１の駆動に伴って投入・開放を行ったが、少なくとも開閉部２の投入動作中のみにスイッチ５を投入することもでき、投入コイル１４ｃに十分な電流を供給する必要がある場合のみにスイッチ５を投入してフィルタ回路３を機能させず、それ以外の場合にスイッチ５を開放してフィルタ回路３を機能させて制御回路４の素子の保護を厚くすることもできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、自動開閉器の少なくとも投入動作を制御する間にフィルタ回路を機能させないとしているので、フィルタ回路による制御装置に印加される電圧の電圧降下を極力抑制できることとなり、制御装置における投入動作の制御を妨げることなく確実に投入動作を完了させることができるという効果を奏する。
【００２８】
また、本発明においては、可動接触子の開放・投入と連動して当該フィルタ回路の機能を無効・有効としているので、投入動作中にフィルタ回路を機能させず投入動作の制御を妨げず、可動接触子が投入完了後にフィルタ回路が有効となって特定の周波数の電圧だけを制御装置に通過させることとなり、制御回路の素子の保護されると共に、確実に投入動作を完了させることができるという効果を有する。
【００２９】
また、本発明においては、主軸の回動によりフィルタ回路用のスイッチを投入・開放しているので、制御装置の制御により主軸が回動して可動接触子が固定接触子から投入・開放し、同じく主軸が回動してフィルタ回路の機能が有効・無効となり、つまり、主軸を介して可動接触子の動きとスイッチの動きとが単純な機構で連動しており、一層確実に投入動作を完了させることができると共に、フィルタ回路も適宜機能できるという効果を有する。
【００３０】
また、本発明においては、フィルタ回路のうち最も電力消費が大きなインダクタを短絡状態にしてフィルタ回路を機能させないとしているので、フィルタ回路による制御装置に印加される電圧の電圧降下を極力抑制できることとなり、制御装置における投入動作の制御を妨げることなく確実に投入動作を完了させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る自動開閉器の全体ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る自動開閉器の部分模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る自動開閉器の開放状態における正面方向の断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る自動開閉器の投入状態における底面方向の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る自動開閉器の投入状態における正面方向の断面図である。
【図６】従来の自動開閉器の全体ブロック図である。
【符号の説明】
１ 自動開閉器
２ 開閉部
３ フィルタ回路
４ 制御回路
５ スイッチ
５ａ 作動レバー
５ｂ スイッチ本体
５ｃ 可動接点
５ｄ 固定接点
６ 子局
１１ 主軸アーム
１２ 連結アーム
１３ リンク
１４ コイル部
１４ａ 可動鉄心
１４ｂ 接続部
１４ｃ 投入コイル
１４ｄ 保持コイル
１５ 連結ボルト
１５ａ 規制溝
１６ 駆動アーム
１７ スプリング
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ ピン
６０ 装置枠
１１０ 可動接触子
１１１ 主軸
１１２ 突起部
１２０ 固定接触子
２００ 配電線
２０１ 自動開閉器
２０２ 開閉部
２０３ フィルタ回路
２０４ 制御回路
２０６ 子局
α 軸支点
β 固定端
【発明の属する技術分野】
本発明は、配電線を利用して遠隔監視制御される自動開閉器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動開閉器の制御装置を内蔵する自動開閉器２０１は、図６が示すように、配電線２００に接続され、固定接触子１２０及び可動接触子１１０を有してこの可動接触子１１０の相応する固定接触子１２０に対する投入・開放により投入・開放する開閉部２０２と、配電線２００に接続され、この配電線２００より電圧が印加される投入コイル（図示せず）により開閉部２０２を制御する制御回路２０４とを備える構成である。開閉部２０２は、遮断スプリング、ロッド、リンク（図示せず）からなる操作機構を有し、これら遮断スプリング等の一連の動作により、主軸１１１を回動させ、可動接触子１１０を固定接触１２０へ投入・開放する。
【０００３】
開閉部２０２が開放状態から投入状態に移行する場合に開放状態で、一の遮断スプリング等の均衡状態により可動接触子１１０が固定接触子１２０と開放状態にある。この開放状態から、遠隔地に設置されている親局（図示せず）より送信された制御信号を自動開閉器２０１の外部に配設される子局２０６が配電線２００を介して受信し、この制御信号に基づいて子局２０６が制御回路２０４のリレースイッチを切り替えて投入コイルに電圧を印加し、この投入コイルの働きにより一の遮断スプリング等の均衡状態から他の遮断スプリング等の均衡状態へ移行し、可動接触子１１０が固定接触子１２０に投入して開閉部２０２は投入状態となる。
【０００４】
次に、開閉部２０２が投入状態から開放状態に移行する場合は、投入状態で前記親局より送信された制御信号を前記子局２０６が配電線２００を介して受信し、この制御信号に基づいて子局２０６が制御回路２０４のリレースイッチを切り離して投入コイルの励磁が解除され、投入時に蓄えられた圧縮力に基づく復元力で可動接触子１１０が固定接触子１２０から開放して開閉部２０２は開放状態となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の自動開閉器は上記のように構成されていたが、親局からの制御信号の送受信を高速化する方法として、配電線搬送信号の搬送波を高い周波数にする方法がある。配電線２００を介して配電線に重畳される親局からの配電線搬送信号を従来と比べ高い周波数の搬送波により変調して送信し、この送信された配電線搬送信号を配電線２００を介して子局２０６が受信して自動開閉器２０１の制御回路２０４を用いて開閉部２０２を制御していた。開閉部２０２を制御した後、子局２０６は電源変圧器および配電線２００を介して配電線搬送信号を送信する。配電線搬送信号を送信するとき、電源変圧器の二次側には、商用周波に配電線搬送信号の搬送波である周波数の電圧が重量される。この電圧が制御回路２０４に印加され、制御回路２０４の素子の定格を超える電圧が印加されるため、制御回路２０４の素子が破壊される危険性があるという課題を有していた。そこで、制御回路２０４の素子を壊さないために、自動開閉器２０１の制御回路２０４と配電線２００との間に特定の周波数の電圧だけを通過させるフィルタ回路２０３を設けた。このフィルタ回路２０３により高い周波数成分が取り除かれた電圧が制御回路２０４に印加されるようになって、制御回路２０４の素子の保護は図られた。しかし一方で、このフィルタ回路２０３を設けたために、投入時においてより大きな電圧降下が生じて投入コイルに十分な電流が供給されずに、確実に投入状態にならないという課題を有する。
【０００６】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、フィルタ回路により制御回路の素子を保護すると共に、投入動作時に投入コイルに十分な電流を供給して確実に投入動作を制御する自動開閉器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る自動開閉器は、配電線を通信路として遠隔監視制御される制御回路が固定接触子に対して可動接触子の開放・投入を制御する自動開閉器において、特定の周波数の成分だけを通過させるインダクタ、コンデンサ、抵抗からなるフィルタ回路を有し、当該フィルタ回路を介して前記制御回路が配電線と接続され、前記自動開閉器の少なくとも、開放された状態の前記可動接触子が動作して固定接触子に投入されて当該投入が完了するまでの投入動作中、当該フィルタ回路のインダクタの両端に接続されたスイッチを投入状態とする制御機能を備えるものである。このように本発明においては、自動開閉器の少なくとも、開放された状態の前記可動接触子が動作して固定接触子に投入されて当該投入が完了するまでの投入動作を制御する間にフィルタ回路のインダクタの両端に接続されたスイッチを投入状態とすることによりフィルタ回路のインダクタの両端が短絡しているので、フィルタ回路による制御回路に印加される電圧の電圧降下を極力抑制できることとなり、制御回路における投入動作の制御を妨げることなく確実に投入動作を完了させることができる。
【０００８】
また、本発明に係る自動開閉器は、配電線を通信路として遠隔監視制御される制御回路が固定接触子に対して可動接触子の開放・投入を制御する自動開閉器において、特定の周波数の成分だけを通過させるインダクタ、コンデンサ、抵抗からなるフィルタ回路を有し、当該フィルタ回路を介して前記制御回路が配電線と接続され、前記可動接触子の開放と連動して、当該フィルタ回路のインダクタの両端に接続されたスイッチを投入状態とし、可動接触子の投入と連動して、当該フィルタ回路のインダクタの両端に接続されたスイッチを開放状態とするものであ。このように本発明においては、可動接触子の開放・投入と連動してフィルタ回路のインダクタの両端に接続されたスイッチを開放・投入し、このスイッチの投入・開放により当該フィルタ回路の機能を無効・有効としているので、投入動作中にフィルタ回路を機能させず投入動作の制御を妨げず、可動接触子が投入完了後にフィルタ回路が有効となって特定の周波数の電圧だけを制御回路に通過させることとなり、制御回路の素子の保護されると共に、確実に投入動作を完了させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る自動開閉器は必要に応じて、前記フィルタ回路が少なくとも前記制御回路に直列に接続されるインダクタから構成され、当該インダクタの両端を短絡することで前記フィルタ回路を機能させないとするものである。このように本発明においては、フィルタ回路のうち最も電力消費が大きな前記制御回路に直列に接続されるインダクタを短絡状態にしてフィルタ回路を機能させないとしているので、フィルタ回路による制御回路に印加される電圧の電圧降下を極力抑制できることとなり、制御回路における投入動作の制御を妨げることなく確実に投入動作を完了させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（本発明の第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る自動開閉器の説明を、図１ないし図５に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る自動開閉器の全体ブロック図、図２は本実施形態に係る自動開閉器の部分模式図、図３は本実施形態に係る自動開閉器の開放状態における正面方向の断面図、図４は本実施形態に係る自動開閉器の投入状態における底面方向の断面図、図５は本実施形態に係る自動開閉器の投入状態における正面方向の断面図である。
【００１２】
前記各図において本実施形態に係る自動開閉器の制御装置は、配電線２００に接続され、固定接触子１２０及び可動接触子１１０を有して投入・開放する開閉部２を有する自動開閉器１を制御対象とし、配電線２００から印加される電圧に対して特定の周波数の電圧だけを通過させるフィルタ回路３と、このフィルタ回路３を介して配電線２００より電圧が印加される投入コイル１４ｃ、保持コイル１４ｄにより開閉部２を制御する制御回路４とを備える構成である。
【００１３】
前記開閉部２の操作機構は、図２に示すように、装置枠６０に回動自在に主軸１１１で軸支される主軸アーム１１と、この主軸アーム１１と同軸に主軸１１１で軸支される連結アーム１２と、この主軸アーム１１の一部に一端をピンａで軸着されるリンク１３と、このリンク１３の他端とピンｂで軸着される接続部１４ｂおよびこの接続部１４ｂと一体成形されて励磁により吸引される可動鉄心１４ａを有する投入コイル１４ｃおよびこの投入コイル１４ｃにより吸引された可動鉄心１４ａを保持する保持コイル１４ｄからなるコイル部１４と、連結アーム１２の一部と一端でピンｃにより軸着される連結ボルト１５と、この連結ボルト１５の他端と一端でピンｄにより軸着され、軸支点αで軸支される駆動アーム１６と、この駆動アーム１６の他端と一端でピンｅにより軸着されて他端を固定端βで固定され、内部に圧縮スプリング構造を有するスプリング部１７とを備える構成である。
【００１４】
前記スプリング部１７は、内部に圧縮スプリング構造を有するため、駆動アーム１６の反時計方向の回動により駆動アーム１６と軸着される一端が、固定端βで固定される他端へ接近し、この接近と共に圧縮スプリング構造が圧縮されて蓄勢される。圧縮しているスプリング部１７は、駆動アーム１６の反時計方向の回動力が圧縮スプリング構造に蓄勢された復元力を上回っている限り圧縮状態を保持する。他方、連結アーム１６の反時計方向の回動力が弱まって圧縮スプリング構造に蓄勢された復元力を下回った場合に、駆動アーム１６と軸着される一端を圧縮スプリング構造に蓄勢された復元力によって固定される他端から離間し、駆動アーム１６を時計方向に回動させる。
【００１５】
前記駆動アーム１６は、他端をピンｄで軸着される連結ボルト１５、又は、一端をピンｅで軸着されるスプリング部１７の復元により軸支点αを中心に回動されるが、規制溝１６ａを有するため、所定の回動のみ許容される。
前記可動接触子１１０は、連結アーム１２および主軸アーム１１を軸支する主軸１１１の回動に合わせて駆動し、固定接触子１２０と投入・開放状態になる。
前記フィルタ回路３は、インダクタ３１、コンデンサ３２及び抵抗３３からなり、インダクタ３１が直列に前記制御回路４と接続され、コンデンサ３２及び抵抗３３が並列に制御回路４と接続される構成で、インダクタ３１の両端にはスイッチ５内の常閉接点が接続されており、インダクタ３１の両端を常閉接点で短絡することで容易にフィルタの機能を禁止させることができる。
【００１６】
前記スイッチ５は、開閉部２の可動接触子１１０を駆動させる主軸１１１によって作動する作動レバー５ａと連動する内部の可動接点５ｃ及びフィルタ回路３のインダクタ３１の両端にある接点と接続する内部の固定接点５ｄとからなり、この作動レバー５ａが主軸１１１の回動と連動して可動接点５ｃと固定接点５ｄが投入・開放する。このスイッチ５の常閉接点は、主軸１１１が回動して可動接触子１１０を固定接触子１２０から開放させた場合に投入され、主軸１１１が前記回動とは逆回転に回動して可動接触子１１０を固定接触子１２０と投入させた場合に開放される。
【００１７】
次に本実施形態に係る自動開閉器の動作について、開放状態から投入状態へ移行する投入動作、投入状態から開放状態へ移行する開放動作に分けて説明する。まず、投入動作について説明する。自動開閉器１の開放状態では、スプリング部１７の付勢力で駆動アーム１６が反時計方向に回動することができずに、連結ボルト１５、連結アーム１２、主軸１１１を介して固定接触子１２０と可動接触子１１０とが開放状態にあり、この主軸１１１の状態により突起部１１２がスイッチ５の作動レバー５ａより離れているため、前記スイッチ５の可動接点５ｃと固定接点５ｄは投入状態にある（図３参照）。
【００１８】
この自動開閉器１が開放状態で、遠隔地に設置されている親局（図示をせず）より送信された制御信号を自動開閉器１の外部に配設される子局６が配電線２００を介して受信し、この制御信号に基づいて子局６が制御回路４のリレースイッチを切り替えて入り制御する。さらに、制御信号を含む電圧が配電線２００を介してフィルタ回路３に印加される。フィルタ回路３に電圧が印加されているものの、インダクタ３１がスイッチ５の常閉接点により短絡されているためインダクタ３１での電圧降下を生じることなく、投入コイル１４ｃに印加される。
【００１９】
電圧が印加された投入コイル１４ｃは可動鉄心１４ａを吸引して接続部１４ｂを介してリンク１３を引下げ、このリンク１３とピンａで軸着されている主軸アーム１１を主軸１１１を支点として反時計方向に回動すると共に、主軸アーム１１と一体成形されている主軸１１１も回動し、この主軸１１１の回動と合わせて可動接触子１１０が固定接触子１２０へ接近する。可動接触子１１０が固定接触子１２０と完全に投入状態になる時点（投入状態）で、突起部１１２がスイッチ５の作動レバー５ａを押し、可動接点５ｃと固定接点５ｄが開放してフィルタ回路３が形成される（図４及び図５参照）。この一連の動作で、主軸１１１の回動に合わせて連結アーム１２が反時計方向に回動し、連結アーム１２とピンｃで軸着する連結ボルト１５を引き下げ、連結ボルト１５とピンｄで軸着する駆動アーム１６も規制溝１６ａに従って反時計方向に回動し、駆動アーム１６とピンｅで軸着されるスプリング部１７の一端が固定端βで固定される他端へ接近し、この接近と共に圧縮スプリング構造が圧縮されて蓄勢される。ここで、投入コイル１４ｃへの電圧の印加終了後は、圧縮スプリング構造に蓄勢された復元力に対して保持コイル１４ｄに電圧を印加することで可動鉄心１４ａの吸引状態を保持している。ここで、投入状態に移行するための投入コイル１４ｃに供給する投入電流と比べて投入状態を保持するために保持コイル１４ｄに供給する投入電流とでは、投入状態へ移行するには圧縮スプリング構造を高速に圧縮する必要があるため、投入コイル１４ｃに供給する投入電流の方が大きい。
【００２０】
次に、開放動作について説明する。自動開閉器１が投入状態において、親局より送信された制御信号を自動開閉器１の外部に配設される子局６が配電線２００を介して受信し、この制御信号に基づいて子局６が制御回路４のリレースイッチを切り替え制御のための配電線搬送信号を送信する。配電線搬送信号を送信するとき、電源変圧器の二次側には、商用周波に配電線搬送信号の搬送波である高周波の電圧が重量される。さらに、その電圧はフィルタ回路３に印加される。この状態では、スイッチ５の可動接点５ｃと固定接点５ｄは開放状態にあり、インダクタ３１には電圧が印加されてフィルタ回路３がフィルタとして機能し、特定の周波数の電圧だけを制御回路４に印加している。
【００２１】
子局６による制御回路４のリレースイッチを切り制御することにより電圧が制御回路４の保持コイル１４ｄに印加されなくなる。この制御回路４が制御信号に基づいて保持コイル１４ｄに電圧を印加しないため、可動鉄心１４ａが吸引状態を解かれ、リンク１３、主軸アーム１１、主軸１１１、連結アーム１２、連結ボルト１５、駆動アーム１６を介して圧縮状態を保持していた圧縮スプリング構造が伸長し、スプリング部１７の一端が固定端βで固定される他端と離間し、スプリング部１７の一端とピンｅで軸着する駆動アーム１６が軸支点αを中心に時計方向に回動し、この駆動アーム１６の回動に合わせて駆動アーム１６とピンｄで軸着される連結ボルト１５が押し上げられ、連結ボルト１５とピンｃで軸着される連結アーム１２が時計方向に回動し、この連結アーム１２の回動により連結アーム１２と一体生成されている主軸１１１も時計方向に回動し、この主軸１１１の回動に合わせて主軸１１１と一体成形されている主軸アーム１１が時計方向に回動し、主軸アーム１１とピンａで軸着されるリンク１３が押し上げられ、リンク１３とピンｂで軸着する接続部１４ｂを介して可動鉄心１４ａがコイル部１４より表出状態となる。この主軸１１１の動作に伴って、突起部１１２がスイッチ５の作動レバー５ａから離れ可動接点５ｃと固定接点５ｄが投入状態になる。
【００２２】
このように本実施形態に係る自動開閉器によれば、自動開閉器１の可動接触子１１０の固定接触子１２０に対する投入・開放に伴って、可動接触子１１０と係合する主軸１１１が回動し、この主軸１１１の回動に伴って可動接点５ｃと固定接点５ｄが開放・投入するので、開閉器の開放状態から投入状態への投入動作中はフィルタ回路３のスイッチ５の可動接点５ｃと固定接点５ｄが投入状態にあってフィルタ回路３が機能せず、フィルタ回路３のインダクタ３１での電圧降下が生じることなく投入コイル１４ｃに十分な電流を供給することができ、開閉器の投入状態ではフィルタ回路３のスイッチ５の可動接点５ｃと固定接点５ｄが開放されてフィルタ回路３が有効となり、フィルタ回路３で印加される電圧の内特定（配電線搬送信号）の周波数の電圧を取り除いて制御回路４の素子を保護することができ、自動開閉器１の確実な開閉動作の制御を行うことができる。
また、フィルタ回路３を自動開閉器１の外あるいは子局６に内蔵することも考えられるが、この場合は、フィルタのリアクタンス回路を短絡するために、自動開閉器１の動作に応じた制御線が別途必要となる。
【００２３】
（本発明のその他の実施形態）
なお、前記第１の実施形態に係る自動開閉器１において、開閉部２の操作機構を前記構成で前記動作を行ったが、これに限定されるものではない。
【００２４】
また、前記第１の実施形態に係る自動開閉器１において、フィルタ回路３のインダクタ３１の両端を短絡するスイッチ５は、主軸１１１の駆動に伴って機械的に投入・開放を行ったが、主軸１１１の一部でスイッチ５を構成することなくフィルタ回路３にスイッチ５を備え、このスイッチ５に主軸１１１の駆動に伴って制御信号を送り投入・開放を行うこともできる。
【００２５】
また、前記第１の本実施形態に係る自動開閉器１において、フィルタ回路３のインダクタ３１の両端を短絡するスイッチ５は、主軸１１１の駆動に伴って投入・開放を行ったが、主軸１１１の駆動に伴わなくとも可動接触子１１０及びその他開閉部２の操作機構を構成するものの駆動に伴って投入・開放をすることもできる。
【００２６】
また、前記第１の本実施形態に係る自動開閉器１において、フィルタ回路３のインダクタ３１の両端を短絡するスイッチ５は、主軸１１１の駆動に伴って投入・開放を行ったが、少なくとも開閉部２の投入動作中のみにスイッチ５を投入することもでき、投入コイル１４ｃに十分な電流を供給する必要がある場合のみにスイッチ５を投入してフィルタ回路３を機能させず、それ以外の場合にスイッチ５を開放してフィルタ回路３を機能させて制御回路４の素子の保護を厚くすることもできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、自動開閉器の少なくとも投入動作を制御する間にフィルタ回路を機能させないとしているので、フィルタ回路による制御装置に印加される電圧の電圧降下を極力抑制できることとなり、制御装置における投入動作の制御を妨げることなく確実に投入動作を完了させることができるという効果を奏する。
【００２８】
また、本発明においては、可動接触子の開放・投入と連動して当該フィルタ回路の機能を無効・有効としているので、投入動作中にフィルタ回路を機能させず投入動作の制御を妨げず、可動接触子が投入完了後にフィルタ回路が有効となって特定の周波数の電圧だけを制御装置に通過させることとなり、制御回路の素子の保護されると共に、確実に投入動作を完了させることができるという効果を有する。
【００２９】
また、本発明においては、主軸の回動によりフィルタ回路用のスイッチを投入・開放しているので、制御装置の制御により主軸が回動して可動接触子が固定接触子から投入・開放し、同じく主軸が回動してフィルタ回路の機能が有効・無効となり、つまり、主軸を介して可動接触子の動きとスイッチの動きとが単純な機構で連動しており、一層確実に投入動作を完了させることができると共に、フィルタ回路も適宜機能できるという効果を有する。
【００３０】
また、本発明においては、フィルタ回路のうち最も電力消費が大きなインダクタを短絡状態にしてフィルタ回路を機能させないとしているので、フィルタ回路による制御装置に印加される電圧の電圧降下を極力抑制できることとなり、制御装置における投入動作の制御を妨げることなく確実に投入動作を完了させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る自動開閉器の全体ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る自動開閉器の部分模式図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る自動開閉器の開放状態における正面方向の断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る自動開閉器の投入状態における底面方向の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る自動開閉器の投入状態における正面方向の断面図である。
【図６】従来の自動開閉器の全体ブロック図である。
【符号の説明】
１ 自動開閉器
２ 開閉部
３ フィルタ回路
４ 制御回路
５ スイッチ
５ａ 作動レバー
５ｂ スイッチ本体
５ｃ 可動接点
５ｄ 固定接点
６ 子局
１１ 主軸アーム
１２ 連結アーム
１３ リンク
１４ コイル部
１４ａ 可動鉄心
１４ｂ 接続部
１４ｃ 投入コイル
１４ｄ 保持コイル
１５ 連結ボルト
１５ａ 規制溝
１６ 駆動アーム
１７ スプリング
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ ピン
６０ 装置枠
１１０ 可動接触子
１１１ 主軸
１１２ 突起部
１２０ 固定接触子
２００ 配電線
２０１ 自動開閉器
２０２ 開閉部
２０３ フィルタ回路
２０４ 制御回路
２０６ 子局
α 軸支点
β 固定端
Claims (3)
- 配電線を通信路として遠隔監視制御される制御回路が固定接触子に対して可動接触子の開放・投入を制御する自動開閉器において、
特定の周波数の成分だけを通過させるインダクタ、コンデンサ、抵抗からなるフィルタ回路を有し、当該フィルタ回路を介して前記制御回路が配電線と接続され、
前記自動開閉器の少なくとも、開放された状態の前記可動接触子が動作して固定接触子に投入されて当該投入が完了するまでの投入動作中、当該フィルタ回路のインダクタの両端に接続されたスイッチを投入状態とする制御機能を備えたことを
特徴とする自動開閉器。 - 配電線を通信路として遠隔監視制御される制御回路が固定接触子に対して可動接触子の開放・投入を制御する自動開閉器において、
特定の周波数の成分だけを通過させるインダクタ、コンデンサ、抵抗からなるフィルタ回路を有し、当該フィルタ回路を介して前記制御回路が配電線と接続され、
前記可動接触子の開放と連動して、当該フィルタ回路のインダクタの両端に接続されたスイッチを投入状態とし、
可動接触子の投入と連動して、当該フィルタ回路のインダクタの両端に接続されたスイッチを開放状態とすることを
特徴とする自動開閉器。 - 請求項１または２に記載の自動開閉器において、
前記フィルタ回路が少なくとも前記制御回路に直列に接続されるインダクタから構成され、
当該インダクタの両端を短絡することで前記フィルタ回路を機能させないとすることを
特徴とする自動開閉器。
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|---|---|---|---|---|
| JPH0965529A (ja) * | 1995-08-23 | 1997-03-07 | Meishin Denki Kk | 引下線用端末キャップ |
-
2002
- 2002-05-24 JP JP2002150841A patent/JP4131127B2/ja not_active Expired - Fee Related
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