JP4184835B2

JP4184835B2 - Vacuum shut-off device

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Publication number: JP4184835B2
Application number: JP2003059395A
Authority: JP
Inventors: 邦夫横倉; 芳充丹羽; 泰弘松本; 和宏松尾
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: JP2003346617A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統の過電流保護に使用される真空遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統では、短絡事故などが発生すると主回路に過電流が流れ、事故点において過電流による熱的エネルギーで機器を破損させることがある。このため、電力系統には、過電流を短時間で遮断する遮断器が設置されている。
【０００３】
定格電圧３．３ｋＶ〜８４ｋＶクラスの電力系統では、遮断器に真空バルブを消弧室とした真空遮断装置が多く使用されている。
【０００４】
この真空バルブを示す図１９において、筒状の真空絶縁容器１は、その両端開口部が固定側端板２と可動側端板３でそれぞれ気密に封着されている。そして、この固定側端板２には、固定通電軸４が貫通されて気密に固着され、この固定通電軸４の容器内端部に固定電極５が固着されている。
【０００５】
一方、可動側端板３には、可動通電軸６が貫通され、ベローズ７により進退自在に、しかも気密に固定されている。この可動通電軸６の容器内端部に、固定電極５と対向配置された可動電極８が固着されている。また、真空絶縁容器１の内部には、両電極５、８を包囲するように筒状のアークシールド９が真空絶縁容器１の筒壁方向のほぼ中間部分に設けられた凸部１ａに固定されている。
【０００６】
図２０は、このような真空バルブ１０を組込んだこの種の真空遮断装置を示す断面図であり、３相分回路のうちの１相分の断面図である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
この真空遮断装置としては、仕切り板１１で背面の充電部分となる遮断部１２ａと、前面の接地電位部分となる操作部１２ｂとに仕切られている。そして、遮断部１２ａには、横断面逆コ字状の溝を有した絶縁バリア１３が縦配置され、この溝部分に真空バルブ１０が溝部分に沿って配設されている。この絶縁バリア１３は、逆コ字状の底部に突出した凸部１３ａ部分が仕切り板１１に絶縁支持され固定されている。
【０００８】
そして、上部のフランジ１３ｂには、このフランジ１３ｂと固定通電軸４の間に挟まれた固定側導体１４がボルト１５で締付け固定されている。また、下部フランジ１３ｃには、可動通電軸６に連結された外部可動通電軸１６が貫通され、この外部可動通電軸１６と摺動接触された可動側導体１７が固定されている。この可動側導体１７は、伸縮自在の可撓性導体１８で、外部可動通電軸１６を取り囲んで設けられた電極１９と相互接続されている。
【０００９】
一方、真空遮断装置の操作部１２ｂには、トリップキャッチ機構２０とこのトリップキャッチ機構２０に湾曲状リンク２１ａ、扇状リンク２１ｂ、直線状リンク２１ｃなどが連接されている。そして、遮断部１２ａと操作部１２ｂとの操作力の伝達は、連結バー２２と絶縁操作ロッド２３で行われている。なお、この絶縁操作ロッド２３は、操作力の伝達と共に、充電部分と接地電位部分との絶縁を兼ねており、表面に沿面距離を確保する複数枚のヒダが設けられている。
【００１０】
この真空遮断装置の開路時の動作では、トリップキャッチ機構２０のピン２０ａが上方に上がり湾曲状リンク２１ａが図２０に示した点線のように図示上方に上がると、それぞれのリンク２１ｂ、２１ｃを介して連結バー２２の操作部側２２ｂが上方に上がる。これにより、ピン２４を支点にして連結バー２２の遮断部側２２ａが図示下方に下がり、絶縁操作ロッド２３に連結されている可動通電軸６も下方に下がって、固定電極５と可動電極８が開離されるようになっている。
【００１１】
また、閉路時の動作では、図示していない投入バネで連結バー２２の操作部側２２ｂを図示下方に下げると、遮断部側２２ａが上方に上がり、絶縁操作ロッド２３に連結されている可動通電軸６も上方に上がって、固定電極５と可動電極８が接触されるようになっている。なお、図中の２５はワイプバネであり、両電極５、８が接触した状態において、接触加重を加えて通電を良好に行うものである。
【００１２】
このような真空遮断装置が設置された電力系統では、短絡事故が起きると図示していない変流器で系統の過電流を検出し、この変流器に接続されている継電器から遮断信号が発せられる。この信号が、トリップキャッチ機構２０に入力され開路動作が始まり、固定電極５と可動電極８で過電流が遮断されることになる。なお、閉路する場合には、外部の制御盤から投入信号が発せられ、投入バネが動作して、固定電極５と可動電極８が閉路して通電が行なわれる。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−７８７１１号公報（第２頁、図１）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の真空遮断装置において、以下のような問題がある。例えば、真空遮断装置は、充電部分の遮断部１２ａと接地電位部分の操作部１２ｂとに分かれているため、それぞれを背面と前面に配置して適切な絶縁距離を保たなければならなかった。しかも操作力を操作部１２ｂから遮断部１２ａに伝達させる構造にしなくてはならず、数多くのリンク２１ａ、２１ｂ、２１ｃや連結バー２２などが必要となっていた。従って、絶縁距離の確保や複雑な操作機構の構造から小型化には限界が生じていた。
【００１５】
また、過電流の遮断では、電力系統の過電流を検出する変流器や継電器などの付属装置が必要であるため、これらの設置スペースが必要となり、しかも互いを相互接続しなくてならず、電力系統の保護システムが複雑化していた。
【００１６】
これらは、最近の趨勢である電気機器の小型化や簡素化に逆行するものである。
【００１７】
従って、本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、簡易な遮断手段を用いて小型化を図った真空遮断装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本願発明の真空遮断装置は、一対の接離自在の接点と前記接点の一方に連結された固定通電軸および他方の前記接点に連結された可動通電軸とを有し、且つ前記固定通電軸が第１の外部導体に装着され、前記可動通電軸が第２の外部導体を貫通して摺動可能に装着された真空バルブを有する遮断部と、前記遮断部と直結して前記真空バルブの接離軸方向の延長線上に配置され、且つ前記第２の外部導体に連結された第３の外部導体とを有する操作部とを備え、前記操作部内に前記真空バルブの前記可動通電軸と連結された可動軸を配置し、前記可動軸の自由端部に前記第２の外部導体と離間して保持された可動プレートを配置し、前記可動プレートと前記前記第２の外部導体との間に弾性部材を配置し、前記可動プレートに接触し、その回動により可動プレートを移動させるためのカムを配置し、前記カムと一側部において接離可能に配置したラッチの前記一側部と前記第３の外部導体間に固着され、且つ前記第３の外部導体を流れる過電流による温度上昇にて変形して前記ラッチを前記カムから離すための熱変形手段を配置してなり、前記カムは、前記弾性部材を蓄勢するように前記可動プレートを前記真空バルブ方向に押圧して真空バルブを閉路状態にするための第１の部位と、前記弾性部材を放勢するように前記可動プレートの押圧を解除して真空バルブを開路状態にするための第２の部位とを有することを特徴としている。
【００２０】
本願発明の構成によれば、遮断部と操作部とが一体構造で同電位の充電部分となっているため、これらを分離絶縁する絶縁距離の確保が不要となる。しかも、遮断部と操作部とが直線配置されているため、これらを連結するリンク機構などが簡素化され、各部の摩擦部分も減少して操作力伝達のロスが減ることになる。
【００２１】
また、導体の内部抵抗による発熱で変形する熱変形手段で過電流を検出するため、従来のような変流器や継電器などの付属装置が不要となる。
【００２２】
従って、従来の真空遮断装置に比べて、遮断部と操作部との構造がそれぞれ簡素化されるので、装置全体を小型化することができる。更に、過電流を熱変形手段で検出するので、付属装置を設置するスペースの削減ができ、また、電力系統の保護システムを簡素化することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。
【００２４】
（第1の実施の形態）
先ず、本発明の第1の実施の形態に係る真空遮断装置を図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る真空遮断装置の閉路状態の断面図、図２は、本発明の第１の実施の形態に係る真空遮断装置の操作部の要部拡大断面図、図３は、本発明の第１の実施の形態に係る真空遮断装置の開路状態の断面図である。なお、これらの断面図は、３相分回路のうちの１相分の断面図である。
【００２５】
図１に示すように、本発明の真空遮断装置では、図示上方の遮断部３０ａと、この遮断部３０ａの図示下方に直結された操作部３０ｂとで構成されている。
【００２６】
遮断部３０ａには、筒状の真空バルブ１０が配設され、固定通電軸４が略正方形状の上部導体（第１の外部導体）３１のほぼ中央部にボルト３１ａで固定されている。また、外部可動通電軸６は、略正方形状の下部導体（第２の外部導体）３２のほぼ中央部を貫挿し、且つ摺動形接触子３３と摺動接触されている。この下部導体３２と上部導体３１とは、それぞれの四隅に配設した絶縁ロッド３４で固定されている。
【００２７】
そして、操作部３０ｂには、外部可動通電軸６と連接された可動軸３５が配設され、この可動軸３５を取り囲むように横断面台形の底部に鍔部３６ａを設けた円形状の可動プレート３６が配設され、可動軸３５が隙間を持って貫通され上下移動できるようになっている。また、可動軸３５の端部には、前記隙間の断面積より大きい断面積を有する６角形状のストッパー部３５ａを設け、可動プレート３６が脱落しないようになっている。
【００２８】
そして、この可動プレート３６の横断面台形の上面には、可動軸３５を取り囲んだ円形状のワイプバネ３７が、外部可動通電軸６側に設けた円形状のプレート３８との間に圧縮されて設けられている。また、鍔部３６ａと下部導体３２との間には、可動軸３５とワイプバネ３７とを取り囲んで円形状の弾性部材、例えば開路バネ３９が圧縮されて設けられている。
【００２９】
また、可動プレート３６の下方には、操作部３０ｂの側壁３０ｃに回転自在で支持されたピン４０を中心軸として、時計方向に回転するカム４１が設けられ、可動プレート３６を上下方向に移動し、可動可能ならしめるようになっている。即ち、このカム４１は、円周において半径方向の距離が異なるようなσ字形をしており、回転角度により可動プレート３６底面との距離が異なるようになっている。また、カム４１は、可動軸３５と接触しないようにピン４０に間隔を保って平行配置された２枚から構成され、鍔部３６ａの円周方向の２個所に接触するようになっている。
【００３０】
そして、図２に示すように、２枚の前記カム４１のいずれか一方のカム４１底部に切り欠き部４１ａを設け、この切り欠き部４１ａに、操作部３０ｂの側壁３０ｃに回転自在で支持されたピン４２を中心として回動するラッチ４３を接触させ、カム４１の時計方向の回転を押さえている。このラッチ４３の先端部４３ａには、２種類金属を貼り合わせて構成してなるバイメタル（熱変形手段）４４の一端が固定され、また、このバイメタル４４の他端は、下部導体３２に直角に配置されて固定された外部導体（第３の外部導体）４５の表面に沿って、外部導体４５方向に直角に曲げられて固定されている。
【００３１】
なお、ラッチ４３の最先端部には、カム４１の切り欠き部４１ａとの摩擦を低減させるため球状のローラ４６が設けられ、また、ピン４２には、位置合わせと回転動作の摩擦を低減させるため、ドーナツ状のスペーサ４２ａが設けられている。
【００３２】
そして、上部導体３１には、外部導体４７が直角に配置されて固定されている。また、これらの外部導体４５、４７には、それぞれ支持碍子４８が配設され絶縁支持されている。
【００３３】
ここで、電力系統で短絡事故が起きると過電流は、外部導体４７から上部導体３１、真空バルブ１０内、下部導体３２および外部導体４５へと流れる。これにより、各導体４５、３１、３２、４７は、内部抵抗によりそれぞれ温度上昇を起こすことになる。そして、外部導体４５では、この温度上昇が表面に沿って固定したバイメタル４４へ伝わり、図３に示すように、このバイメタル４４が図示下方へ変形する。これに伴い、ラッチ４３がピン４２を支点として図示下方へ回動して切り欠き部４１ａから外れ、カム４１がピン４０を中心として、図示した矢印方向に回転して、カム４１が半径方向の距離が最短になる角度で停止する。
【００３４】
これにより、ワイプバネ３７と開路バネ３９が放勢されると共に、可動プレート３６と可動軸３５とが下方に下がって、図１４に示す真空バルブ１０における可動通電軸６の端部に固着している可動電極８と固定電極５が開離し、過電流を遮断することができる。
【００３５】
なお、閉路にする場合には、バイメタル４４の冷却後、操作部３０ｂの外部から図示していない工具でピン４０を時計方向に回転させて行うことができる。即ち、ピン４０を回転させるとカム４１も同様に回転するが、このカム４１の半径方向の距離がだんだんと広くなるので、ワイプバネ３７と開路バネ３９が圧縮されていく。そして、切り欠き部４１ａにラッチ４３が接触するまで回転させると、回転が停止して可動通電軸６が最上方に上がり、可動通電軸６の端部に固着している可動電極８と固定電極５が接触して閉路状態になる。
【００３６】
上記第1の実施の形態の真空遮断装置によれば、遮断部３０ａと操作部３０ｂとが一体構造で、また可動電極８と操作部３０ｂとが同電位の充電部分となっているため、従来の真空遮断装置のような、これらを分離絶縁する絶縁距離の確保や絶縁操作ロッド２３などが不要となる。しかも、遮断部３０ａと操作部３０ｂとが図示上下に直線配置されているため、これらを連結するリンク機構などが簡素化され、各部の摩擦部分も減少して操作力伝達のロスが減ることになる。
【００３７】
また、外部導体４５の内部抵抗による発熱でバイメタル４４を変形させ、過電流を検出するため、従来の変流器や継電器などの過電流を検出するための付属装置が不要となる。
【００３８】
従って、従来の真空遮断装置に比べて、遮断部３０ａと操作部３０ｂとの構造がそれぞれ簡素化されるので、装置全体を小型化することができる。更に、過電流を外部導体４５の温度上昇による熱変形手段で検出するので、付属装置を設置するスペースの削減ができ、また、電力系統の保護システムを簡素化することができる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る真空遮断装置を図４を参照して説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る真空遮断装置の操作部の一部切り欠き断面図である。なお、この断面図は、３相分回路のうちの１相分の断面図である。また、図４において、第１の実施の形態と同一構成部分には、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００４０】
本実施の形態では、筒状の真空バルブ１０と上部導体３１と下部導体３２およびこれらの導体３１、３２を固定する絶縁ロッド３４からなる遮断部３０ａと、この遮断部３０ａの図示下方に配置され、且つ直結された操作部３０ｂとから構成されている。
【００４１】
この操作部３０ｂでは、可動プレート３６をカム４１の回転により直線方向に移動させると共に、図示していないワイプバネと開路バネの蓄勢と放勢とを行わせ、真空バルブ１０内部の図示していない可動電極と固定電極を接離させている。また、カム４１は、ラッチ４３により回転が止められている。そして、このラッチ４３が過電流による温度上昇によって変形する２種の金属からなるバイメタル４４によって回動し、カム４１が回転するようになっている。
【００４２】
更に、この実施の形態では、可動軸３５端部のストッパー部３５ａには、絶縁ロッド４９の一端が軸方向に直結され、他端が接地電位に設けたマイクロスイッチ５０に接触されている。そして、絶縁ロッド４９の移動位置によって、マイクロスイッチ５０のＯＮ−ＯＦＦ動作ができるようにされている。このマイクロスイッチ５０からは、図示していない制御線で開閉信号が制御監視室へ送られる。
【００４３】
このため、真空バルブ１０が開路状態になった場合、可動軸３５に直結されている絶縁ロッド４９が下方に下がり、マイクロスイッチ５０を動作させることができる。
【００４４】
なお、それぞれの外部導体４５、４７には、それぞれ支持碍子４８が配設され絶縁支持されている。
【００４５】
上記第２の実施の形態の真空遮断装置によれば、上記第１の実施の形態による効果の他に、真空バルブ１０の開閉状態をマイクロスイッチ５０で検出できるため、装置の開閉状態を前記制御監視室で監視することができる。
【００４６】
また、開閉状態を外部から監視することにより、運転状態の把握や保守点検の作業が容易となる。
【００４７】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る真空遮断装置を図５および図６を参照して説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態に係る真空遮断装置の構成を示す正面図、図６は、本発明の第３の実施の形態に係る真空遮断装置の操作部の要部拡大断面図である。なお、図５および図６において、第１の実施の形態と同一構成部分には、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００４８】
本実施の形態では、横一列配置された３相分の筒状の真空バルブ１０からなる遮断部３０ａと、遮断部３０ａの図示下方にそれぞれ配置され、且つ直結された操作部３０ｂから構成されている。また、操作部３０ｂの相間がそれぞれ絶縁ロッド５１で連結されている。この絶縁ロッド５１の各々は、操作部３０ｂの側壁３０ｃに貫通され、且つ回転自在に設けられているラッチ４３の支点となるピン４２に、側壁３０ｃ外においてボルト５２で固定されている。
【００４９】
また、ピン４２が貫通する側壁３０ｃの両側には、ピン４２の位置合わせと回転動作の摩擦を低減するため、ドーナツ状のスペーサ４２ａが設けられている。なお、ラッチ４３は、閉路状態において、ピン４０が貫通され、且つ平行に固定されている２枚のカム４１のいずれか一方のカム４１に設けた切り欠き部４１ａに接触されている。
【００５０】
このため、例えば、電力系統で１相地絡事故が起こった場合には、３相分の中でいずれか１相分のラッチ４３とピン４２が回動する。そして、ピン４２に連結されている絶縁ロッド５１も同時に回動するため、３相分の前記ラッチ４３が回動して３相同時遮断をすることができる。
【００５１】
上記第３の実施の形態の真空遮断装置によれば、上記第１の実施の形態による効果の他に、１相地絡事故の場合に３相同時遮断ができるため、１相遮断で２相通電時に起きるような、３相回路における対地静電容量の不平衡から生じる零相電流や零相電圧の発生を防ぐことができる。
【００５２】
また、電力系統に複数の回線が接続されている場合、当該回線以外の装置の誤動作を防ぐことができ、電力系統を安定に運用することができる。
【００５３】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態に係る真空遮断装置を図７を参照して説明する。図７は、本発明の第４の実施の形態に係る真空遮断装置の操作部の一部切り欠き断面図である。なお、この断面図は、３相分回路のうちの１相分の断面図である。また、図７において、第１の実施の形態と同一構成部分には、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００５４】
本実施の形態では、筒状の真空バルブ１０と上部導体３１と下部導体３２およびこれらの導体３１、３２を固定する絶縁ロッド３４からなる遮断部３０ａと、この遮断部３０ａの図示下方に配置され、且つ直結された操作部３０ｂとから構成されている。
【００５５】
この操作部３０ｂでは、カム４１の回転により図示していないワイプバネと開路バネの蓄勢と放勢とを行わせ、真空バルブ１０内部の図示していない可動電極と固定電極を接離させている。また、カム４１は、ラッチ４３により回転が止められている。そして、このラッチ４３が過電流による温度上昇によって変形する２種の金属からなるバイメタル４４によって回動し、カム４１が回転するようになっている。
【００５６】
更に、この実施の形態では、ラッチ４３の先端部４３ａに、絶縁ロッド５２の一端が連結されており、また、他端が電磁ソレノイド機構５３に接続されている。この電磁ソレノイド５３は、ドーナツ状のコイル５３ａとこのコイル５３ａの中心に貫通配置されている円筒状の可動磁性体５３ｂとから構成されている。この可動磁性体５３ｂは、コイル５３ａに図示していない制御線からの信号により、上下に移動できるようになっている。
【００５７】
このため、電磁ソレノイド機構５３を動作させて、絶縁ロッド５２を図示下方に移動させることにより、ラッチ４３をカム４１から外すことができる。
【００５８】
なお、それぞれの外部導体４５、４７には、それぞれ支持碍子４８が配設され絶縁支持されている。
【００５９】
上記第４の実施の形態の真空遮断装置によれば、上記第１の実施の形態による効果の他に、電磁ソレノイド機構５３の動作で遮断させることができるため、定格負荷電流の運転がされている場合にも当該回路を遮断して開路状態にすることができる。
【００６０】
従って、負荷側回路を容易に切り離すことができ、保守点検などの作業が容易となる。
【００６１】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態に係る真空遮断装置を図８を参照して説明する。図８は、本発明の第５の実施の形態に係る真空遮断装置に電磁接触器を組合せた結線図である。なお、図８において、第１の実施の形態と同一構成部分には、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００６２】
本実施の形態では、図８に示すように、横一列配置された３相分の遮断部３０ａと操作部３０ｂとを有した真空遮断装置に、電磁接触器５４を直列接続させたものである。また、この電磁接触器５４は、図示していない制御線で開閉動作が行われるものである。
【００６３】
これにより、回路の過電流遮断を真空遮断装置で自動的に行い、また、定格負荷電流を電磁接触器５４で制御して開閉することができる。
【００６４】
上記第５の実施の形態の真空遮断装置によれば、上記第１の実施の形態による効果の他に、定格負荷電流の開閉を電磁接触器５４で行うことができるため、当該回路の負荷側を容易に切り離すことができる。
【００６５】
従って、負荷側回路の保守点検などの作業が容易となる。
【００６６】
また、電磁接触器５４は、通常、多頻度開閉の責務を有しているので、例えば、モーター制御回路など多頻度開閉の回路に真空開閉装置を適用することができ、この装置の適用が拡大される。
【００６７】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態に係る真空遮断装置を図９を参照して説明する。図９は、本発明の第６の実施の形態に係る真空遮断装置の構成を示す構成図である。なお、この構成図は、３相分回路のうちの１相分の構成図である。また、図９において、第１の実施の形態と同一構成部分には、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００６８】
本実施の形態における上部導体３１には、筒状の真空バルブ１０の半径方向に伸びた板状の上部接続導体５５が固定され、また、下部導体３２にも同様に筒状の真空バルブ１０の半径方向に伸びた板状の下部接続導体５６が固定されている。そして、これら上下部の接続導体５５、５６は、それぞれ支持碍子４８に支持固定されたフィンガー形接触子５７ａ、５７ｂに着脱自在に挟持されている。このフィンガー形接触子５７ａ、５７ｂには、それぞれ外部導体５８ａ、５８ｂが接続されている。
【００６９】
上記第６の実施の形態の真空遮断装置によれば、上記第１の実施の形態による効果の他に、上下部の接続導体５５、５６がフィンガー形接触子５７ａ、５７ｂに着脱自在に挟持されているため、装置点検時での真空遮断装置本体の取外し作業や交換作業が容易となる。
【００７０】
なお、上記の実施の形態では、フィンガー形接触子５７ａ、５７ｂをそれぞれ支持碍子４８に固定したが、上下部の接続導体５５、５６に固定してもよい。この場合には、外部導体５８ａ、５８ｂをそれぞれ支持碍子４８に固定し、この外部導体５８ａ、５８ｂをそれぞれ着脱自在に挟持するようにする。このようにしても、装置点検時での真空遮断装置本体の取外し作業や交換作業が容易となる。
【００７１】
（第７の実施の形態）
次に、本発明の第７の実施の形態に係る真空遮断装置を図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の第７の実施の形態に係る真空遮断装置に類似する構成を示す構成図である。なお、この構成図は、３相分回路のうちの１相分の構成図である。また、図１０において、第１の実施の形態と同一構成部分には、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００７２】
本実施の形態では、上部接続導体５５は、支持碍子４８に支持固定されたフィンガー形接触子５７ａで挟持されている。また、下部接続導体５６と支持碍子４８に固定された板状の接続導体５９とは、ピン６０により回動自在に支持されている。なお、下部接続導体５６と接続導体５９との接触面には、図示していない摺動形接触子を設け、接触抵抗の低減を図っている。
【００７３】
これにより、上部接続導体５５を図示矢印方向６１に引けば、ピン６０を支点として、上部接続導体５５とフィンガー形接触子５７ａが開離され、回路を断路することができる。
【００７４】
なお、フィンガー形接触子５７ａと接続導体５９には、それぞれ外部導体５８ａ、５８ｂが接続されている。
【００７５】
上記第７の実施の形態の真空遮断装置によれば、上記第１の実施の形態による効果の他に、絶縁物を介さないで回路を断路することができるため、負荷側の点検作業が容易となる。なお、断路で絶縁物を介した場合には、表面に微小な漏れ電流が流れることがあるので、絶縁物を介さない方が好ましい。
【００７６】
なお、上記の実施の形態では、フィンガー形接触子５７ａを支持碍子４８に固定し、また、下部接続導体５６と接続導体５９とをピン６０を貫通させて接触固定させていたが、上部接続導体５５側をピンで固定し、下部接続導体５６側をフィンガー形接触子で接続させるようにしてもよい。これにより、上部接続導体５５側のピンを支点として、下部接続導体５６側のフィンガー形接触子で開離させて、回路を断路させることができる。
【００７７】
（第８の実施の形態）
次に、本発明の第８の実施の形態に係る真空遮断装置を図１１および図１２を参照して説明する。図１１は、本発明の第８の実施の形態に係る真空遮断装置の構成を示す構成図、図１２は、本発明の第８の実施の形態に係る真空遮断装置の操作部の一部切り欠きＡ−Ａ断面図である。なお、図１１および図１２において、第１の実施の形態と遮断部と操作部との図示上下の位置関係が逆になっているが、同一構成部分には、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００７８】
なお、位置関係が逆であることから、この実施の形態においては、上部導体３１を第１導体と、下部導体３２を第２導体と呼ぶことにする。同様に上部接続導体５５を第１接続導体と、下部接続導体５６を第２接続導体と呼ぶことにする。
【００７９】
本実施の形態では、第１導体３１には、筒状の真空バルブ１０の半径方向に伸びた板状の第１接続導体５５が固定され、また、第２導体３２にも同様に筒状の真空バルブ１０の半径方向に伸びた板状の第２接続導体５６が固定されている。そして、この第２接続導体５６は、支持碍子４８に支持固定されたフィンガー形接触子５７ｂに着脱自在に挟持されている。
【００８０】
また、一端が支持碍子４８に固定され、他端が操作部３０ｂに伸びた板状のプレート６２がフィンガー形接触子５７ｂに平行して配設されている。このプレート６２の操作部３０ｂ側には、貫通穴６２ａが設けられており、側壁３０ｃを貫通したピン６３が嵌合されている。このピン６３は、カム４１が回転して可動プレート３６が開路バネ３９を蓄勢しているとき、カム４１の側面に押されて側壁３０ｃから突出されるようになっている。また、開路バネ３９が放勢されているときは、可動プレート３６が上方に移動してピン６３が板バネ６４により側壁３０ｃ内に後退するようになっている。
【００８１】
これにより、開路バネ３９が蓄勢され、真空バルブ１０が閉路状態になっている場合には、フィンガー形接触子５７ｂと第２接続導体５５とは、プレートの貫通穴６２ａとピン６３とが嵌合されているので開離させることができなくなる。
【００８２】
また、第１接続導体５５と支持碍子４８に固定された板状の接続導体５９とは、ピン６０により回動自在に支持されている。なお、第１接続導体５５と接続導体５９との接触面には、図示していない摺動形接触子を設け、接触抵抗の低減を図っている。
【００８３】
上記第８の実施の形態の真空遮断装置によれば、上記第１の実施の形態による効果の他に、真空バルブ１０の閉路状態においては、フィンガー形接触子５７ｂと第２接続導体５６とが開離できないようにしているため、通電中の断路はできず、従って、断路作業中にアークを発生させることがなくなり、作業が容易となる。
【００８４】
（第９の実施の形態）
次に、本発明の第９の実施の形態に係る真空遮断装置を図１３および図１４を参照して説明する。図１３は、本発明の第９の実施の形態に係る真空遮断装置と同様の構成を示す構成図、図１４は、本発明の第９の実施の形態に係る真空遮断装置の操作部の要部拡大構成図である。なお、図１３および図１４において、図１１に示した第８の実施の形態と同一構成部分には、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００８５】
本実施の形態では、操作部３０ｂの側壁には、ピン６５を支点として回動自在の板状のレバー６６が取付けられ、この端部には図示していないフック棒を係合させるリング６６ａが設けられている。このレバー６６のほぼ中間部には、レバー６６の回動距離に合わせた長円形穴６７が側壁に設けられ、また、この側壁に固定されたピン６８とレバー６６とは図示していないバネにより、レバー６６を長円形穴６７の上方に引張っている。
【００８６】
また、レバー６６の下方に設けられたピン６９は、前記側壁を貫通して操作部３０ｂ内部の板状のレバー７０の一端部に係合されている。このレバー７０の他端部には、ピン７１が取付けられており、ほぼ中間部に設けたピン７２を支点として回動されるようになっている。そして、ピン７１は、下部接続導体５６の表面に沿って設けられたバイメタル４４の一端が固定されたラッチ４３の側面部に接触されている。
【００８７】
これにより、レバー６６を矢印方向７３に回動すれば、レバー７０も矢印方向７４に回動して、ラッチ４３がカム４１から外れるようになっている。
【００８８】
上記第９の実施の形態の真空遮断装置によれば、上記第１の実施の形態による効果の他に、閉路状態で断路しようとすると、ラッチ４３がカム４１から外れ開路状態になるため、通電中での断路を行うことができなくなり、従って、断路作業中にアークを発生させることがなくなり、作業が容易となる。
【００８９】
（第1０の実施の形態）
次に、本発明の第1０の実施の形態に係る真空遮断装置を図１５および図１６を参照して説明する。図１５は、本発明の第１０の実施の形態に係る真空遮断装置の構成を示す断面図、図１６は、本発明の第１０の実施の形態に係る真空遮断装置の磁性体部を示す要部拡大断面図である。
【００９０】
図１５に示すように、本発明の真空遮断装置では、筒状の絶縁筒１００の長手方向中間部に設けた突出部１００ｃを境として、図示上方の遮断部１０１ａと、この遮断部１０１ａに直結された図示下方の操作部１０１ｂとで構成されている。
【００９１】
遮断部１０１ａには、前記真空バルブ１０が第１の絶縁筒１００ａ内に収納されている。そして、真空バルブ１０は、Ｌ字状の上部導体１０２の一側面の略中央部にボルト１０３で固定され、また、この一側面の第１の絶縁筒１００ａとの当接部は、第１の絶縁筒１００ａの端面に埋め込まれた埋め金１０４にボルト１０５で固定されている。上部導体１０２の端面は、絶縁筒１００の外方向に向かって略直角に折曲され、一方の電路となっている。
【００９２】
操作部１０１ｂには真空バルブ１０の可動軸１０６が突出部１００ｃに設けた摺動形接触子１０７を介して、突出部と一体でモールドされた環状の埋め込み導体１０８の略中心部を移動自在に貫挿している。また、可動軸１０６には、軸方向に伸びたスタッド１０９の一端が円板状のワイプ板１１０を挟持して締付け固定されている。
【００９３】
このスタッド１０９の他側には、断面Ｌ字状の環状のバネ受け板１１１がＬ字状の底辺面をスタッド１０９端部と対向するように配置され、軸方向に移動自在に貫通されている。また、スタッド１０９端部には、ストッパー板１１２がボルト１１３で固定され、バネ受け部材のバネ受け板１１１の脱落を防いでいる。
【００９４】
そして、バネ受け板１１１の内径側とワイプ板１１０間には、真空バルブ１０内の電極間に接触荷重を加える環状のワイプバネ１１４が圧縮して設けられている。また、バネ受け板１１１の外径側と埋め込み導体１０８間には、電極間を開離させる弾性部材、例えば開路ばね１１５が蓄勢されて設けられている。
【００９５】
また、バネ受け板１１１の一方端面部には、ラッチ板１１６の一方端の端面が係止されている。このラッチ板１１６は長手方向の中間部を第２の絶縁筒１００ｂ内壁に固定された固定ピン１１７で回動自在に支持されている。また、ラッチ板１１６の一方端と固定ピン１１７間には、バネ１１８の一端が取付けられ、バネ１１８の他端はラッチ板１１６の一方端側を第２の絶縁筒１００ｂ内の中心部方向に引張力が作用するように取付けてある。
【００９６】
ラッチ板１１６の他方端には、第１のリンク板１１９の一端がピン１２０で連結され、更に第１のリンク板１１９の他端には第２のリンク板１２１の一端がピン１２２で連結されている。これらラッチ板１１６およびリンク板１１９、１２１は、コ字状に配置されている。また、第２のリンク板１２１は、その長手方向の中間部を第２の絶縁筒１００ｂ内壁に固定された固定ピン１２３で回動自在に支持している。この第２のリンク板１２１の他端部には、後述するバイメタル（熱変形手段）４４に対向してトリップ棒１２４が固定されている。
【００９７】
一方、埋め込み導体１０８の一側面には、Ｌ字状の埋め込み導体１２５が接続される。この埋め込み導体１２５は、第２の絶縁筒１００ｂ内面に沿って第２の絶縁筒１００ｂと一体にモールドされている。そして、この埋め込み導体１２５の内側面には、外部導体１２６の一方端がボルト１２７で接続され、他方端が第２の絶縁筒１００ｂの開口端部に設けた下部導体１３１を貫通して外部まで伸びている。
【００９８】
ここで、外部導体１２６の長手方向の中間部表面には、前記バイメタル４４が配置され、バイメタル４４の一方端が外部導体１２６にボルト１２８で固定され、また、他方端が前記トリップ棒１２４と対向している。
【００９９】
更に、図１６に示すように、例えばケイ素鋼板を積層したコ字状の第１の磁性体１２９が、外部導体１２６を取り囲むように、第２のリンク板１２１と対向する一辺を開放させて設けられている。この第１の磁性体１２９は、第２の絶縁筒１００ｂ内面に例えば接着剤で接着固定されている。また、第２のリンク板１２１には、例えばケイ素鋼板を積層した板状の第２の磁性体１３０が、第１の磁性体１２９の開放された一辺を覆うようにギャップを介して固定されている。
【０１００】
このように、第１の磁性体１２９および第２の磁性体１３０は、外部導体１２６を取り囲む磁気閉回路を形成し、外部導体１２６に過電流が流れた場合、回動自在の第２のリンク板１２１に固定された第２の磁性体１３０を吸引する磁気吸引手段を構成している。この磁気吸引手段でバネ１１５を放勢させる放勢手段が構成される。
【０１０１】
一方、再び図１５に示すように、外部導体１２６の他方端は、Ｌ字状の下部導体１３１の一側面を貫通し、Ｌ字状の接続金具１３２で両導体１２６、１３１が接続されている。また、下部導体１３１の外周部は、第２の絶縁筒１００ｂの端面に埋め込まれた埋め金１０４にボルト１０５で固定されている。更に、下部導体１３１は、絶縁筒１００の外方向に向かって略直角に折曲され、他方の電路を形成している。
【０１０２】
なお、上部導体１０２と下部導体１３１には、夫々支持碍子１３３が配設され絶縁支持されている。
【０１０３】
ここで、電力系統に定格電流値を僅かに超えるような過負荷による過電流が流れた場合、過電流は、上部導体１０２から真空バルブ１０内、埋め込み導体１２５、外部導体１２６および下部導体１３１へと流れる。これにより、各導体１０２、１２５、１２６、１３１は、それぞれ内部抵抗により温度上昇し、外部導体１２６では、この温度上昇が表面に沿って配置されたバイメタル４４へ伝わり、図１５に点線で示すように、このバイメタル４４がトリップ棒１２４側ヘ変形する。これに伴い、トリップ棒１２４が押圧され第２のリンク板１２１が固定ピン１２３を支点として時計方向へ回動するとともに、第１のリンク板１１９に連結されたラッチ板１１６が固定ピン１１７を支点として時計方向へ回動する。
【０１０４】
この回動により、ラッチ板１１６の一方端面部がバネ受け板１１１から外れ、ワイプバネ１１４と開路バネ１１５が放勢され、可動軸１０６が急速に図示下方に移動して、真空バルブ１０の可動電極と固定電極間が開離し、過電流を遮断することができる。
【０１０５】
一方、電力系統に短絡電流のような急激に上昇する過電流が流れた場合、外部導体１２６の電流値に比例した磁束が第１の磁性体１２９内に発生する。この磁束は、ギャップを介して第２の磁性体１３０との磁気閉回路を形成して、互いの磁性体１２９、１３０には吸引力が発生する。
【０１０６】
これにより、第２の磁性体１３０が第１の磁性体１２９側に移動するとともに、第２の磁性体１３０が固定されている第２のリンク板１２１が固定ピン１２３を支点として、時計方向に回動する。そして、前述のように、可動電極８と固定電極５が開離し、過電流を遮断することができる。
【０１０７】
なお、閉路にする場合には、バイメタル４４の冷却後、操作部１０１ｂの外部から図示していない工具でバネ受け板１１１を図示上方へ移動させ、ラッチ板１１６の一方端の端面にバネ受け板１１１の一方端面部を係止すれば、可動電極と固定電極が接触して閉路状態になる。
【０１０８】
上記第1０の実施の形態の真空遮断装置によれば、上記第１の実施の形態による効果の他に、過大な過電流に対して、磁気吸引手段により過電流に即応した遮断を行うことができる。このため、電力系統の過電流耐量を低減させることができる。
【０１０９】
（第１１の実施の形態）
次に、本発明の第１１の実施の形態に係る真空遮断装置を図１７を参照して説明する。図１７は、本発明の第１１の実施の形態に係る真空遮断装置の磁気吸引手段を示す要部拡大断面図である。なお、第１０の実施の形態と同一構成部分には、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１１０】
本実施の形態では、図１７に示すように、第１０の実施の形態における第１および第２の磁性体の外周に、それぞれ薄鋼鈑からなる短絡環１３６、１３７を設けて第３の磁性体１３４および第４の磁性体１３５としたものである。この短絡環１３６、１３７で覆われた第３の磁性体１３４と第４の磁性体１３５とで、外部導体１２６を取り囲む磁気閉回路を形成し、通電時に回動自在の第２のリンク板１２１に固定された第４の磁性体１３５を吸引する磁気吸引手段を形成している。
【０１１１】
上記第1１の実施の形態の真空遮断装置によれば、上記第１の実施の形態による効果の他に、過大な過電流に対して、磁気抵抗の低い短絡環１３６、１３７に磁束が収束されるので、磁気吸引手段が過敏に反応するようになり、過電流に即応する遮断を行うことができる。
【０１１２】
（第１２の実施の形態）
次に、本発明の第１２の実施の形態に係る真空遮断装置を図１８を参照して説明する。図１８は、本発明の第１２の実施の形態に係る真空遮断装置の外部導体部を示す要部拡大断面図である。なお、第１０の実施の形態と同一構成部分には、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【０１１３】
本実施の形態では、図１８に示すように、第３の磁性体１３４と第４の磁性体１３５に取り囲まれている第１の外部導体１３８に、例えば薄銅板を積層した可撓性を有する第２の外部導体１３９が並列接続されている。また、第２の外部導体１３９には、第４の磁性体１３５を係止するＺ字状のラッチ１４０が固定されている。
【０１１４】
これにより、第１の外部導体１３８および第２の外部導体１３９には、過電流が分流して同一方向となるので、互いの外部導体１３８、１３９間に発生する吸引力のため、第２の外部導体１３９およびラッチ１４０は、第１の外部導体１３８方向へ吸引される。同時に、ラッチ１４０に係止されている第４の磁性体１３５が第３の磁性体１３４方向へ移動し、第２のリンク板１２１が時計方向へ回動する。
【０１１５】
上記第1２の実施の形態の真空遮断装置によれば、上記第１の実施の形態による効果の他に、同一方向に流れる過電流の吸引力により第２のリンク板１２１を回動させているので、より確実に遮断を行うことができる。
【０１１６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、真空バルブを用いた遮断部に操作部を直結させ、一体構造の同電位としているため、これらを分離絶縁する絶縁距離の確保などが不要となり、しかも、遮断部と操作部とが直線配置されているため、これらを連結するリンク機構などが簡素化され、装置全体を小型化させることができる。
【０１１７】
また、本発明によれば、過電流による発熱で熱変形手段で変形させて遮断を行うため、過電流を検出する付属装置を設置するスペースの削減ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る真空遮断装置の閉路状態の断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る真空遮断装置の操作部の要部拡大断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る真空遮断装置の開路状態の断面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る真空遮断装置の操作部の一部切り欠き断面図。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る真空遮断装置の構成を示す正面図。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る真空遮断装置の操作部の要部拡大断面図。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る真空遮断装置の操作部の一部切り欠き断面図。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る真空遮断装置に電磁接触器を組合せた結線図。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係る真空遮断装置の構成を示す構成図。
【図１０】本発明の第７の実施の形態に係る真空遮断装置の構成を示す構成図。
【図１１】本発明の第８の実施の形態に係る真空遮断装置の構成を示す構成図。
【図１２】本発明の第８の実施の形態に係る真空遮断装置の操作部の一部切り欠きＡ−Ａ断面図。
【図１３】本発明の第９の実施の形態に係る真空遮断装置の構成を示す構成図。
【図１４】本発明の第９の実施の形態に係る真空遮断装置の操作部の要部拡大構成図。
【図１５】本発明の第１０の実施の形態に係る真空遮断装置の構成を示す断面図。
【図１６】本発明の第１０の実施の形態に係る真空遮断装置の磁性体部を示す要部拡大断面図。
【図１７】本発明の第１１の実施の形態に係る真空遮断装置の磁気吸引手段を示す要部拡大断面図。
【図１８】本発明の第１２の実施の形態に係る真空遮断装置の外部導体部を示す要部拡大断面図。
【図１９】真空バルブの断面図。
【図２０】従来の真空遮断装置の断面図。
【符号の説明】
１真空絶縁容器
１ａ凸部
２固定側端板
３可動側端板
４固定通電軸
５固定電極
６可動通電軸
７ベローズ
８可動電極
９アークシールド
１０真空バルブ
１１仕切り板
１２ａ、３０ａ遮断部
１２ｂ、３０ｂ操作部
１３絶縁バリア
１３ａ凸部
１３ｂ、１３ｃフランジ
１４固定側導体
１５、３１ａ、５２ボルト
１６外部可動通電軸
１７可動側導体
１８可撓導体
１９電極
２０トリップキャッチ機構
２０ａ、２４、４０、４２、６０、６３、６５、６８、６９、７１、７２ピン２１ａ湾曲状リンク
２１ｂ扇状リンク
２１ｃ直線状リンク
２２連結バー
２２ａ遮断部側連結バー
２２ｂ操作部側連結バー
２３絶縁操作ロッド
２５、３７ワイプバネ
３０ｃ操作部の側壁
３１上部導体（第１の外部導体）
３２下部導体（第２の外部導体）
３３摺動形接触子
３４、４９、５１、５２絶縁ロッド
３５可動軸
３５ａストッパー部
３６可動プレート
３６ａ可動プレートの鍔部
３８、６２プレート
３９開路バネ（弾性部材）
４１カム
４１ａカムの切り欠き部
４２ａスペーサ
４３ラッチ
４３ａラッチ先端部
４４バイメタル（熱変形手段）
４５外部導体（第３の外部導体）
４６ローラ
４７、５８ａ、５８ｂ外部導体
４８支持碍子
５０マイクロスイッチ
５３電磁ソレノイド機構
５３ａコイル
５３ｂ可動磁性体
５４電磁接触器
５５上部接続導体
５６下部接続導体
５７ａ、５７ｂフィンガー形接触子
５９接続導体
６１、７３、７４回動方向
６２ａ貫通穴
６４板バネ
６６、７０レバー
６６ａリング
６７長円形穴
１００絶縁筒
１００ａ第１の絶縁筒
１００ｂ第２の絶縁筒
１００ｃ突出部
１０１ａ遮断部
１０１ｂ操作部
１０２上部導体
１０３、１０５、１１３、１２７、１２８ボルト
１０４埋め金
１０６可動軸
１０７摺動形接触子
１０８、１２５埋め込み導体
１０９スタッド
１１０ワイプ板
１１１バネ受け板
１１２ストッパー板
１１４ワイプバネ
１１５開路バネ
１１６ラッチ板
１１７、１２３固定ピン
１１８バネ
１１９第１のリンク板
１２０、１２２ピン
１２１第２のリンク板
１２４トリップ棒
１２６外部導体
１２９第１の磁性体
１３０第２の磁性体
１３１下部導体
１３２接続金具
１３３支持碍子
１３４第３の磁性体
１３５第４の磁性体
１３６、１３７短絡環
１３８第１の外部導体
１３９第２の外部導体
１４０ラッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum interrupter used for overcurrent protection of a power system.
[0002]
[Prior art]
In a power system, when a short circuit accident or the like occurs, an overcurrent flows through the main circuit, and the device may be damaged by thermal energy due to the overcurrent at the point of the accident. For this reason, the circuit breaker which interrupts | blocks an overcurrent in a short time is installed in the electric power grid | system.
[0003]
In an electric power system with a rated voltage of 3.3 kV to 84 kV class, a vacuum interrupter having a vacuum valve as an arc extinguishing chamber is often used as a circuit breaker.
[0004]
In FIG. 19 showing this vacuum valve, the cylindrical vacuum insulation container 1 is hermetically sealed with a fixed side end plate 2 and a movable side end plate 3 at both ends. A fixed energization shaft 4 is passed through the fixed end plate 2 and is airtightly fixed, and a fixed electrode 5 is fixed to an inner end of the container of the fixed energization shaft 4.
[0005]
On the other hand, a movable energizing shaft 6 passes through the movable side end plate 3 and is fixed in an airtight manner by a bellows 7 so as to be movable forward and backward. A movable electrode 8 disposed opposite to the fixed electrode 5 is fixed to the inner end of the movable energizing shaft 6. In addition, a cylindrical arc shield 9 is fixed inside the vacuum insulating container 1 to a convex portion 1 a provided at a substantially intermediate portion in the cylindrical wall direction of the vacuum insulating container 1 so as to surround both the electrodes 5 and 8. ing.
[0006]
FIG. 20 is a cross-sectional view showing this type of vacuum interrupter incorporating such a vacuum valve 10, and is a cross-sectional view of one phase of a three-phase branch circuit (see, for example, Patent Document 1). ).
[0007]
The vacuum shut-off device is partitioned by a partition plate 11 into a shut-off portion 12a that is a charging portion on the back surface and an operation portion 12b that is a ground potential portion on the front surface. An insulating barrier 13 having a groove having an inverted U-shaped cross section is vertically disposed in the blocking portion 12a, and the vacuum valve 10 is disposed along the groove portion in the groove portion. The insulating barrier 13 has a protruding portion 13 a protruding from the bottom of the inverted U shape and is fixed to the partition plate 11 so as to be insulated.
[0008]
A fixed conductor 14 sandwiched between the flange 13b and the fixed energizing shaft 4 is fastened and fixed to the upper flange 13b with bolts 15. Further, an external movable energizing shaft 16 connected to the movable energizing shaft 6 passes through the lower flange 13c, and a movable side conductor 17 that is in sliding contact with the external movable energizing shaft 16 is fixed. The movable conductor 17 is a flexible conductor 18 that can be expanded and contracted, and is interconnected with an electrode 19 that surrounds the external movable energizing shaft 16.
[0009]
Meanwhile, a trip catch mechanism 20 and a curved link 21a, a fan-shaped link 21b, a linear link 21c, and the like are connected to the operation section 12b of the vacuum interrupter. The transmission of the operating force between the blocking portion 12a and the operating portion 12b is performed by the connecting bar 22 and the insulating operating rod 23. The insulating operation rod 23 serves as an insulation between the charging portion and the ground potential portion as well as the transmission of the operating force, and a plurality of pleats for ensuring a creepage distance are provided on the surface.
[0010]
In the operation of the vacuum breaker when the circuit is opened, when the pin 20a of the trip catch mechanism 20 rises upward and the curved link 21a rises upward as shown by the dotted line shown in FIG. 20, the link 21b and 21c are connected to each other. As a result, the operation portion side 22b of the connecting bar 22 rises upward. As a result, with the pin 24 as a fulcrum, the blocking portion side 22a of the connecting bar 22 is lowered in the figure, the movable energizing shaft 6 connected to the insulating operation rod 23 is also lowered, and the fixed electrode 5 and the movable electrode 8 are moved downward. It is to be separated.
[0011]
Further, in the operation at the time of closing, when the operating portion side 22b of the connecting bar 22 is lowered downward in the drawing by a closing spring (not shown), the blocking portion side 22a rises upward and the movable energization connected to the insulating operating rod 23 is performed. The shaft 6 is also moved upward so that the fixed electrode 5 and the movable electrode 8 are brought into contact with each other. Incidentally, reference numeral 25 in the figure denotes a wipe spring which applies a contact load to satisfactorily energize the electrodes 5 and 8 in contact with each other.
[0012]
In a power system with such a vacuum circuit breaker installed, if a short-circuit accident occurs, a current transformer (not shown) detects an overcurrent in the system, and a circuit breaker signal is generated from the relay connected to this current transformer. It is done. This signal is input to the trip catch mechanism 20 to start the opening operation, and the overcurrent is interrupted by the fixed electrode 5 and the movable electrode 8. When the circuit is closed, a closing signal is issued from an external control panel, a closing spring is operated, and the fixed electrode 5 and the movable electrode 8 are closed to energize.
[0013]
[Patent Document 1]
JP 2000-78711 A (2nd page, FIG. 1)
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional vacuum shut-off device has the following problems. For example, the vacuum shut-off device is divided into a charge-part shut-off unit 12a and a ground potential-part operation unit 12b. Therefore, it is necessary to arrange each of them on the back and front to maintain an appropriate insulation distance. In addition, a structure for transmitting the operation force from the operation unit 12b to the blocking unit 12a has to be provided, and a large number of links 21a, 21b, 21c, connection bars 22, and the like are required. Therefore, there has been a limit to miniaturization because of the insulation distance and the complicated structure of the operation mechanism.
[0015]
Also, in order to cut off the overcurrent, an auxiliary device such as a current transformer or a relay that detects the overcurrent of the power system is required, so these installation spaces are required, and they must be interconnected. The power system protection system was complicated.
[0016]
These go against the recent trend of downsizing and simplification of electrical equipment.
[0017]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vacuum shut-off device that is reduced in size by using a simple shut-off means.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above objective, The vacuum interrupter of the present invention has a pair of contactable and separable contacts, a fixed energizing shaft connected to one of the contacts, and a movable energizing shaft connected to the other contact, and the fixed energizing shaft is A shut-off portion having a vacuum valve attached to the first outer conductor and having the movable energizing shaft slidably attached through the second outer conductor; and a direct connection to the shut-off portion to connect the vacuum valve. And an operating part having a third outer conductor connected to the second outer conductor, the operating part being connected to the movable energizing shaft of the vacuum valve in the operating part. A movable plate disposed at a free end of the movable shaft and spaced apart from the second outer conductor, and elastic between the movable plate and the second outer conductor. Place the member, contact the movable plate, and rotate A cam for moving the movable plate is arranged, and is fixed between the one side part of the latch and the third outer conductor arranged so as to be able to contact and separate on the one side part with the cam, and the third outer part. Thermal deformation means is disposed to deform the temperature rise due to an overcurrent flowing through the conductor to separate the latch from the cam, and the cam is configured to vacuum the movable plate so as to store the elastic member. A first part for pressing in the valve direction to close the vacuum valve; and a second part for releasing the pressing of the movable plate to release the elastic member to open the vacuum valve. And having It is characterized by that.
[0020]
Invention of the present application According to this configuration, since the blocking portion and the operation portion are an integral structure and are charged portions having the same potential, it is not necessary to secure an insulation distance for separating and insulating them. In addition, since the blocking portion and the operation portion are arranged in a straight line, the link mechanism that connects them is simplified, and the frictional portion of each portion is reduced to reduce the loss of operation force transmission.
[0021]
Further, since the overcurrent is detected by the thermal deformation means that is deformed by the heat generated by the internal resistance of the conductor, conventional accessory devices such as a current transformer and a relay are not required.
[0022]
Therefore, as compared with the conventional vacuum shut-off device, the structure of the shut-off portion and the operation portion is simplified, so that the entire device can be downsized. Furthermore, since the overcurrent is detected by the thermal deformation means, the space for installing the accessory device can be reduced, and the protection system for the power system can be simplified.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol was attached | subjected about the component similar to the past.
[0024]
(First embodiment)
First, a vacuum interrupter according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of a vacuum circuit breaker according to a first embodiment of the present invention in a closed state, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of an operation unit of the vacuum circuit breaker according to the first embodiment of the present invention. Sectional drawing and FIG. 3 are sectional drawings of the open circuit state of the vacuum circuit breaker concerning the 1st Embodiment of this invention. These cross-sectional views are cross-sectional views for one phase of a three-phase circuit.
[0025]
As shown in FIG. 1, the vacuum shut-off device of the present invention includes a shut-off portion 30a in the upper part of the figure and an operating part 30b directly connected to the lower part of the shut-off part 30a in the figure.
[0026]
A cylindrical vacuum valve 10 is disposed in the blocking portion 30a, and the fixed energizing shaft 4 is fixed to a substantially central portion of a substantially square upper conductor (first outer conductor) 31 with a bolt 31a. The external movable energizing shaft 6 is inserted through substantially the center of the substantially square lower conductor (second outer conductor) 32 and is in sliding contact with the sliding contact 33. The lower conductor 32 and the upper conductor 31 are fixed by insulating rods 34 disposed at the respective four corners.
[0027]
The operating portion 30b is provided with a movable shaft 35 connected to the external movable energizing shaft 6, and a circular movable plate provided with a flange 36a at the bottom of a trapezoidal cross section so as to surround the movable shaft 35. 36 is provided, and the movable shaft 35 is penetrated with a gap and can move up and down. Further, a hexagonal stopper portion 35a having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the gap is provided at the end of the movable shaft 35 so that the movable plate 36 does not fall off.
[0028]
On the upper surface of the trapezoidal cross section of the movable plate 36, a circular wipe spring 37 surrounding the movable shaft 35 is compressed between a circular plate 38 provided on the external movable energizing shaft 6 side. It has been. Further, a circular elastic member, for example, an open spring 39 is provided between the flange 36 a and the lower conductor 32 so as to surround the movable shaft 35 and the wipe spring 37.
[0029]
A cam 41 that rotates clockwise about a pin 40 that is rotatably supported on the side wall 30c of the operation unit 30b is provided below the movable plate 36, and moves the movable plate 36 in the vertical direction. It is designed to be movable. That is, the cam 41 has a sigmoid shape such that the distance in the radial direction is different along the circumference, and the distance from the bottom surface of the movable plate 36 varies depending on the rotation angle. Further, the cam 41 is composed of two pieces arranged parallel to the pin 40 so as not to come into contact with the movable shaft 35, and comes into contact with two places in the circumferential direction of the flange portion 36a.
[0030]
As shown in FIG. 2, a notch 41a is provided at the bottom of one of the two cams 41, and the notch 41a is rotatably supported on the side wall 30c of the operation unit 30b. A latch 43 that rotates about the pin 42 is brought into contact with the pin 42 to suppress the clockwise rotation of the cam 41. One end of a bimetal (thermal deformation means) 44 formed by bonding two kinds of metals is fixed to the tip 43a of the latch 43, and the other end of the bimetal 44 is perpendicular to the lower conductor 32. Along the surface of the arranged and fixed outer conductor (third outer conductor) 45, the outer conductor 45 is bent and fixed at right angles to the direction of the outer conductor 45.
[0031]
A spherical roller 46 is provided at the foremost portion of the latch 43 in order to reduce friction with the notch 41a of the cam 41, and the pin 42 reduces friction between alignment and rotational operation. Therefore, a donut-shaped spacer 42a is provided.
[0032]
An outer conductor 47 is disposed at a right angle and fixed to the upper conductor 31. In addition, a support insulator 48 is disposed on each of the outer conductors 45 and 47 and is insulated and supported.
[0033]
Here, when a short circuit accident occurs in the power system, overcurrent flows from the outer conductor 47 to the upper conductor 31, the vacuum valve 10, the lower conductor 32, and the outer conductor 45. As a result, each of the conductors 45, 31, 32, and 47 causes a temperature increase due to the internal resistance. In the outer conductor 45, the temperature rise is transmitted to the bimetal 44 fixed along the surface, and the bimetal 44 is deformed downward in the drawing as shown in FIG. Along with this, the latch 43 rotates downward in the figure with the pin 42 as a fulcrum and is disengaged from the notch 41a, the cam 41 rotates about the pin 40 in the illustrated arrow direction, and the cam 41 is in the radial direction. Stop at the angle that gives the shortest distance.
[0034]
As a result, the wipe spring 37 and the open spring 39 are released, and the movable plate 36 and the movable shaft 35 are lowered, and are fixed to the end of the movable energizing shaft 6 in the vacuum valve 10 shown in FIG. The movable electrode 8 and the fixed electrode 5 are separated, and the overcurrent can be interrupted.
[0035]
In addition, when making a circuit closed, after cooling the bimetal 44, the pin 40 can be rotated clockwise with the tool which is not illustrated from the exterior of the operation part 30b. That is, when the pin 40 is rotated, the cam 41 rotates in the same manner. However, since the radial distance of the cam 41 gradually increases, the wipe spring 37 and the open spring 39 are compressed. And if it rotates until the latch 43 contacts the notch part 41a, rotation will stop and the movable electricity supply shaft 6 will go up to the uppermost, and the movable electrode 8 and the fixed electrode which are adhering to the edge part of the movable electricity supply shaft 6 5 comes into contact and enters a closed state.
[0036]
According to the vacuum shut-off device of the first embodiment, since the shut-off unit 30a and the operation unit 30b are an integral structure, and the movable electrode 8 and the operation unit 30b are charged portions of the same potential, Thus, it is not necessary to secure an insulation distance for separating and isolating them, such as the vacuum shut-off device of FIG. In addition, since the blocking portion 30a and the operation portion 30b are linearly arranged in the upper and lower directions in the figure, the link mechanism for connecting them is simplified, and the frictional portion of each portion is reduced to reduce the loss of operation force transmission. Become.
[0037]
Further, since the bimetal 44 is deformed by heat generated by the internal resistance of the external conductor 45 and an overcurrent is detected, a conventional accessory device for detecting the overcurrent such as a current transformer or a relay becomes unnecessary.
[0038]
Therefore, as compared with the conventional vacuum shut-off device, the structure of the shut-off unit 30a and the operation unit 30b is simplified, so that the entire device can be downsized. Furthermore, since the overcurrent is detected by the thermal deformation means due to the temperature rise of the external conductor 45, the space for installing the accessory device can be reduced, and the power system protection system can be simplified.
[0039]
(Second Embodiment)
Next, a vacuum interrupter according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a partially cutaway cross-sectional view of the operation unit of the vacuum interrupter according to the second embodiment of the present invention. This cross-sectional view is a cross-sectional view of one phase of a three-phase circuit. In FIG. 4, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0040]
In the present embodiment, a cylindrical vacuum valve 10, an upper conductor 31, a lower conductor 32, a blocking portion 30a composed of an insulating rod 34 for fixing these conductors 31, 32, and the blocking portion 30a are disposed below the drawing. And an operation unit 30b directly connected.
[0041]
In the operation unit 30b, the movable plate 36 is moved in the linear direction by the rotation of the cam 41, and the wiping spring and the open spring (not shown) are stored and released, and the inside of the vacuum valve 10 is not shown. The movable electrode and the fixed electrode are separated from each other. The cam 41 is stopped from rotating by a latch 43. The latch 43 is rotated by a bimetal 44 made of two kinds of metal that is deformed by a temperature rise due to an overcurrent, so that the cam 41 is rotated.
[0042]
Further, in this embodiment, one end of the insulating rod 49 is directly connected to the stopper portion 35a at the end of the movable shaft 35 in the axial direction, and the other end is in contact with the microswitch 50 provided at the ground potential. The micro switch 50 can be turned on and off depending on the movement position of the insulating rod 49. An opening / closing signal is sent from the micro switch 50 to the control monitoring room through a control line (not shown).
[0043]
For this reason, when the vacuum valve 10 is in the open circuit state, the insulating rod 49 directly connected to the movable shaft 35 is lowered and the micro switch 50 can be operated.
[0044]
A support insulator 48 is disposed on each of the outer conductors 45 and 47, and is insulated and supported.
[0045]
According to the vacuum shut-off device of the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the open / close state of the vacuum valve 10 can be detected by the microswitch 50. It can be monitored in the monitoring room.
[0046]
Further, by monitoring the open / closed state from the outside, it becomes easy to grasp the operation state and perform maintenance and inspection.
[0047]
(Third embodiment)
Next, a vacuum interrupter according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a front view showing the configuration of the vacuum interrupter according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an enlarged view of the main part of the operation unit of the vacuum interrupter according to the third embodiment of the present invention. It is sectional drawing. 5 and 6, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0048]
In the present embodiment, it is composed of a blocking portion 30a composed of a cylindrical vacuum valve 10 for three phases arranged in a horizontal row, and an operation portion 30b that is disposed below the blocking portion 30a and directly connected thereto. Yes. Further, the phases of the operation unit 30 b are connected by an insulating rod 51. Each of the insulating rods 51 is fixed to a pin 42 that penetrates the side wall 30c of the operation portion 30b and serves as a fulcrum of a latch 43 that is rotatably provided by a bolt 52 outside the side wall 30c.
[0049]
Also, doughnut-shaped spacers 42a are provided on both sides of the side wall 30c through which the pin 42 penetrates in order to reduce the friction of the alignment and rotation of the pin 42. In the closed state, the latch 43 is in contact with a notch 41a provided in one of the two cams 41 through which the pin 40 passes and is fixed in parallel.
[0050]
For this reason, for example, when a one-phase ground fault occurs in the power system, the latch 43 and the pin 42 for any one of the three phases rotate. Since the insulating rod 51 connected to the pin 42 also rotates at the same time, the latch 43 for three phases can rotate to simultaneously block three phases.
[0051]
According to the vacuum shut-off device of the third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, since three-phase simultaneous shut-off can be performed in the case of a one-phase ground fault, two-phase with one-phase shut-off It is possible to prevent the generation of zero-phase current and zero-phase voltage caused by the unbalanced ground capacitance in the three-phase circuit, which occurs during energization.
[0052]
In addition, when a plurality of lines are connected to the power system, it is possible to prevent malfunctions of devices other than the line and to operate the power system stably.
[0053]
(Fourth embodiment)
Next, a vacuum interrupter according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a partially cutaway cross-sectional view of an operation unit of a vacuum interrupter according to a fourth embodiment of the present invention. This cross-sectional view is a cross-sectional view of one phase of a three-phase circuit. In FIG. 7, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0054]
In the present embodiment, a cylindrical vacuum valve 10, an upper conductor 31, a lower conductor 32, a blocking portion 30a composed of an insulating rod 34 for fixing these conductors 31, 32, and the blocking portion 30a are disposed below the drawing. And an operation unit 30b directly connected.
[0055]
In the operation portion 30b, the rotation of the cam 41 causes the wipe spring and the open spring spring (not shown) to accumulate and release, and the movable electrode (not shown) inside the vacuum valve 10 and the fixed electrode are brought into contact with and separated from each other. . The cam 41 is stopped from rotating by a latch 43. The latch 43 is rotated by a bimetal 44 made of two kinds of metal that is deformed by a temperature rise due to an overcurrent, so that the cam 41 is rotated.
[0056]
Further, in this embodiment, one end of the insulating rod 52 is connected to the tip 43 a of the latch 43, and the other end is connected to the electromagnetic solenoid mechanism 53. The electromagnetic solenoid 53 is composed of a donut-shaped coil 53a and a cylindrical movable magnetic body 53b that is disposed through the center of the coil 53a. The movable magnetic body 53b can move up and down by a signal from a control line (not shown) in the coil 53a.
[0057]
Therefore, the latch 43 can be removed from the cam 41 by operating the electromagnetic solenoid mechanism 53 and moving the insulating rod 52 downward in the figure.
[0058]
A support insulator 48 is disposed on each of the outer conductors 45 and 47, and is insulated and supported.
[0059]
According to the vacuum interrupter of the fourth embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the electromagnetic solenoid mechanism 53 can be operated to shut off the rated load current. Even when the circuit is open, the circuit can be cut off and the circuit can be opened.
[0060]
Therefore, it is possible to easily disconnect the load side circuit, and work such as maintenance and inspection becomes easy.
[0061]
(Fifth embodiment)
Next, a vacuum interrupter according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a connection diagram in which an electromagnetic contactor is combined with the vacuum interrupter according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0062]
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, an electromagnetic contactor 54 is connected in series to a vacuum interrupter having a three-phase blocking unit 30a and an operation unit 30b arranged in a horizontal row. . The electromagnetic contactor 54 is opened and closed by a control line (not shown).
[0063]
Thereby, the overcurrent interruption of the circuit is automatically performed by the vacuum interruption device, and the rated load current can be controlled by the electromagnetic contactor 54 to be opened and closed.
[0064]
According to the vacuum interrupter of the fifth embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the rated load current can be opened and closed by the electromagnetic contactor 54, so that the load side of the circuit Can be easily separated.
[0065]
Therefore, work such as maintenance and inspection of the load side circuit is facilitated.
[0066]
Further, since the electromagnetic contactor 54 is usually responsible for frequent switching, for example, a vacuum switching device can be applied to a frequent switching circuit such as a motor control circuit, and the application of this device is expanded. Is done.
[0067]
(Sixth embodiment)
Next, a vacuum interrupter according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a configuration diagram showing the configuration of the vacuum interrupter according to the sixth embodiment of the present invention. This configuration diagram is a configuration diagram for one phase of a three-phase circuit. In FIG. 9, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0068]
A plate-like upper connecting conductor 55 extending in the radial direction of the cylindrical vacuum valve 10 is fixed to the upper conductor 31 in the present embodiment, and the cylindrical vacuum valve 10 is similarly attached to the lower conductor 32. A plate-like lower connecting conductor 56 extending in the radial direction is fixed. The upper and lower connecting conductors 55 and 56 are detachably sandwiched between finger-shaped contacts 57a and 57b supported and fixed to the support lever 48, respectively. External conductors 58a and 58b are connected to the finger contacts 57a and 57b, respectively.
[0069]
According to the vacuum interrupter of the sixth embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the upper and lower connecting conductors 55 and 56 are detachably held between the finger-shaped contacts 57a and 57b. Therefore, it is easy to remove and replace the vacuum shut-off device main body at the time of device inspection.
[0070]
In the above-described embodiment, the finger contacts 57a and 57b are fixed to the support insulator 48, respectively, but may be fixed to the upper and lower connection conductors 55 and 56. In this case, the outer conductors 58a and 58b are respectively fixed to the support insulator 48, and the outer conductors 58a and 58b are detachably sandwiched. This also facilitates the work of removing or replacing the vacuum shut-off device main body at the time of device inspection.
[0071]
(Seventh embodiment)
Next, a vacuum interrupter according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10: is a block diagram which shows the structure similar to the vacuum interrupter concerning the 7th Embodiment of this invention. This configuration diagram is a configuration diagram for one phase of a three-phase circuit. In FIG. 10, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0072]
In the present embodiment, the upper connection conductor 55 is sandwiched between finger-shaped contacts 57 a that are supported and fixed to the support insulator 48. The lower connection conductor 56 and the plate-like connection conductor 59 fixed to the support insulator 48 are rotatably supported by pins 60. Note that a sliding contact (not shown) is provided on the contact surface between the lower connecting conductor 56 and the connecting conductor 59 to reduce the contact resistance.
[0073]
Accordingly, when the upper connection conductor 55 is pulled in the direction indicated by the arrow 61, the upper connection conductor 55 and the finger contact 57a are separated from each other with the pin 60 as a fulcrum, and the circuit can be disconnected.
[0074]
Note that external conductors 58a and 58b are connected to the finger-shaped contact 57a and the connection conductor 59, respectively.
[0075]
According to the vacuum interrupter of the seventh embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the circuit can be disconnected without using an insulator, so that the load side inspection work is easy. It becomes. In addition, when an insulator is interposed in the disconnection, a minute leakage current may flow on the surface, so it is preferable not to intervene the insulator.
[0076]
In the above embodiment, the finger contact 57a is fixed to the support insulator 48, and the lower connection conductor 56 and the connection conductor 59 are contacted and fixed through the pin 60. The 55 side may be fixed with a pin, and the lower connecting conductor 56 side may be connected with a finger-type contact. Accordingly, the circuit can be disconnected by using the pin on the upper connection conductor 55 side as a fulcrum and opening the finger connection on the lower connection conductor 56 side.
[0077]
(Eighth embodiment)
Next, a vacuum interrupter according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the vacuum interrupter according to the eighth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a partial cut-off of the operation part of the vacuum interrupter according to the eighth embodiment of the present invention. It is a notch AA sectional view. 11 and 12, the upper and lower positional relationships between the first embodiment, the blocking unit, and the operation unit are reversed, but the same components are denoted by the same reference numerals for detailed description. Is omitted.
[0078]
Since the positional relationship is reversed, in this embodiment, the upper conductor 31 is called a first conductor and the lower conductor 32 is called a second conductor. Similarly, the upper connection conductor 55 is called a first connection conductor, and the lower connection conductor 56 is called a second connection conductor.
[0079]
In the present embodiment, a plate-like first connection conductor 55 extending in the radial direction of the cylindrical vacuum valve 10 is fixed to the first conductor 31, and the second conductor 32 is similarly cylindrical. A plate-like second connection conductor 56 extending in the radial direction of the vacuum valve 10 is fixed. The second connection conductor 56 is detachably sandwiched between finger-shaped contacts 57b supported and fixed to the support insulator 48.
[0080]
Further, a plate-like plate 62 having one end fixed to the support insulator 48 and the other end extending to the operation portion 30b is arranged in parallel with the finger-shaped contact 57b. A through hole 62a is provided on the operation portion 30b side of the plate 62, and a pin 63 penetrating the side wall 30c is fitted therein. The pin 63 is pushed by the side surface of the cam 41 and protrudes from the side wall 30c when the cam 41 rotates and the movable plate 36 stores the open spring 39. Further, when the open spring 39 is released, the movable plate 36 moves upward and the pin 63 is retracted into the side wall 30c by the plate spring 64.
[0081]
Thereby, when the open spring 39 is stored and the vacuum valve 10 is in the closed state, the finger contact 57b and the second connection conductor 55 are fitted with the through hole 62a and the pin 63 of the plate. Since they are combined, they cannot be separated.
[0082]
The first connection conductor 55 and the plate-like connection conductor 59 fixed to the support insulator 48 are rotatably supported by the pins 60. Note that a sliding contact (not shown) is provided on the contact surface between the first connection conductor 55 and the connection conductor 59 to reduce the contact resistance.
[0083]
According to the vacuum interrupter of the eighth embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, in the closed state of the vacuum valve 10, the finger contact 57b and the second connection conductor 56 are Since disconnection cannot be performed, disconnection during energization cannot be performed. Therefore, an arc is not generated during disconnection work, and the work is facilitated.
[0084]
(Ninth embodiment)
Next, a vacuum interrupter according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a block diagram showing the same configuration as that of the vacuum circuit breaker according to the ninth embodiment of the present invention, and FIG. FIG. In FIG. 13 and FIG. 14, the same components as those in the eighth embodiment shown in FIG.
[0085]
In the present embodiment, a plate-like lever 66 that is rotatable about a pin 65 is attached to the side wall of the operation unit 30b, and a ring 66a that engages a hook bar (not shown) is attached to this end. Is provided. An oblong hole 67 is formed in the side wall at a substantially intermediate portion of the lever 66, and the pin 68 and the lever 66 fixed to the side wall are provided by a spring (not shown). The lever 66 is pulled above the oval hole 67.
[0086]
A pin 69 provided below the lever 66 penetrates the side wall and is engaged with one end of a plate-like lever 70 inside the operation portion 30b. A pin 71 is attached to the other end portion of the lever 70, and the lever 71 is rotated about a pin 72 provided at a substantially intermediate portion. The pin 71 is in contact with the side surface portion of the latch 43 to which one end of the bimetal 44 provided along the surface of the lower connection conductor 56 is fixed.
[0087]
Accordingly, when the lever 66 is rotated in the arrow direction 73, the lever 70 is also rotated in the arrow direction 74 so that the latch 43 is detached from the cam 41.
[0088]
According to the vacuum circuit breaker of the ninth embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, if the disconnection is attempted in a closed state, the latch 43 is released from the cam 41 and the open circuit is opened. It becomes impossible to perform disconnection in the inside, so that no arc is generated during disconnection work, and the work becomes easy.
[0089]
(Tenth embodiment)
Next, a vacuum interrupter according to a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a cross-sectional view showing the configuration of the vacuum interrupter according to the tenth embodiment of the present invention, and FIG. FIG.
[0090]
As shown in FIG. 15, in the vacuum shut-off device of the present invention, the shut-off portion 101a in the upper part of the figure is directly connected to the shut-off portion 101a with a protrusion 100c provided in the middle portion in the longitudinal direction of the cylindrical insulating tube 100 as a boundary. It is comprised with the operation part 101b of the illustration lower part shown.
[0091]
The vacuum valve 10 is housed in the first insulating cylinder 100a in the blocking part 101a. The vacuum valve 10 is fixed to a substantially central portion of one side surface of the L-shaped upper conductor 102 with a bolt 103, and a contact portion with the first insulating tube 100a on the one side surface is a first portion. It is fixed with a bolt 105 to a metal pad 104 embedded in the end face of the insulating cylinder 100a. The end surface of the upper conductor 102 is bent at a substantially right angle toward the outer side of the insulating cylinder 100 to form one electric circuit.
[0092]
A movable shaft 106 of the vacuum valve 10 is movably moved at a substantially central portion of the annular embedded conductor 108 molded integrally with the projecting portion through a sliding contact 107 provided on the projecting portion 100c. It is inserted. In addition, one end of a stud 109 extending in the axial direction is clamped and fixed to the movable shaft 106 with a disc-shaped wipe plate 110 interposed therebetween.
[0093]
On the other side of the stud 109, an annular spring receiving plate 111 having an L-shaped cross section is disposed so that the L-shaped bottom surface faces the end of the stud 109, and is penetrated so as to be movable in the axial direction. . A stopper plate 112 is fixed to the end of the stud 109 with a bolt 113 to prevent the spring receiving plate 111 of the spring receiving member from falling off.
[0094]
Between the inner diameter side of the spring receiving plate 111 and the wipe plate 110, an annular wipe spring 114 that compresses a contact load between the electrodes in the vacuum valve 10 is compressed. In addition, an elastic member, for example, an open circuit spring 115 is provided between the outer diameter side of the spring receiving plate 111 and the embedded conductor 108 so as to separate the electrodes.
[0095]
Further, one end surface of the latch plate 116 is engaged with one end surface portion of the spring receiving plate 111. The latch plate 116 is rotatably supported by a fixing pin 117 whose intermediate portion in the longitudinal direction is fixed to the inner wall of the second insulating cylinder 100b. One end of a spring 118 is attached between one end of the latch plate 116 and the fixing pin 117, and the other end of the spring 118 is connected to one end side of the latch plate 116 in the direction of the central portion in the second insulating cylinder 100 b. It is installed so that a tensile force acts.
[0096]
One end of the first link plate 119 is connected to the other end of the latch plate 116 by a pin 120, and one end of the second link plate 121 is connected to the other end of the first link plate 119 by a pin 122. ing. The latch plate 116 and the link plates 119 and 121 are arranged in a U shape. Further, the second link plate 121 is rotatably supported by a fixing pin 123 fixed to the inner wall of the second insulating cylinder 100b at the intermediate portion in the longitudinal direction. A trip bar 124 is fixed to the other end portion of the second link plate 121 so as to face a bimetal (thermal deformation means) 44 described later.
[0097]
On the other hand, an L-shaped embedded conductor 125 is connected to one side surface of the embedded conductor 108. The embedded conductor 125 is molded integrally with the second insulating cylinder 100b along the inner surface of the second insulating cylinder 100b. Then, one end of the external conductor 126 is connected to the inner side surface of the embedded conductor 125 with a bolt 127, and the other end passes through the lower conductor 131 provided at the opening end of the second insulating cylinder 100b to the outside. It is growing.
[0098]
Here, the bimetal 44 is disposed on the surface of the intermediate portion in the longitudinal direction of the outer conductor 126, one end of the bimetal 44 is fixed to the outer conductor 126 with a bolt 128, and the other end faces the trip bar 124. is doing.
[0099]
Further, as shown in FIG. 16, for example, a U-shaped first magnetic body 129 formed by laminating silicon steel plates is provided with one side facing the second link plate 121 open so as to surround the outer conductor 126. It has been. The first magnetic body 129 is bonded and fixed to the inner surface of the second insulating cylinder 100b with, for example, an adhesive. In addition, a plate-like second magnetic body 130 in which, for example, silicon steel plates are laminated is fixed to the second link plate 121 through a gap so as to cover one open side of the first magnetic body 129. Yes.
[0100]
Thus, the first magnetic body 129 and the second magnetic body 130 form a magnetic closed circuit that surrounds the outer conductor 126, and when an overcurrent flows through the outer conductor 126, the second link that is rotatable. Magnetic attraction means for attracting the second magnetic body 130 fixed to the plate 121 is configured. The magnetic attraction means constitutes a releasing means for releasing the spring 115.
[0101]
On the other hand, as shown in FIG. 15 again, the other end of the outer conductor 126 passes through one side surface of the L-shaped lower conductor 131, and both conductors 126, 131 are connected by an L-shaped connection fitting 132. . In addition, the outer peripheral portion of the lower conductor 131 is fixed to the padding 104 embedded in the end surface of the second insulating cylinder 100b with a bolt 105. Further, the lower conductor 131 is bent at a substantially right angle toward the outer side of the insulating cylinder 100 to form the other electric circuit.
[0102]
A support insulator 133 is disposed on the upper conductor 102 and the lower conductor 131, and is insulated and supported.
[0103]
Here, when an overcurrent caused by an overload that slightly exceeds the rated current value flows in the power system, the overcurrent flows from the upper conductor 102 to the vacuum valve 10, the embedded conductor 125, the outer conductor 126, and the lower conductor 131. And flow. As a result, each conductor 102, 125, 126, 131 rises in temperature due to the internal resistance, and in the outer conductor 126, this temperature rise is transmitted to the bimetal 44 disposed along the surface, as shown by a dotted line in FIG. In addition, the bimetal 44 is deformed to the trip bar 124 side. Along with this, the trip bar 124 is pressed and the second link plate 121 rotates clockwise with the fixed pin 123 as a fulcrum, and the latch plate 116 connected to the first link plate 119 supports the fixed pin 117 as a fulcrum. As shown in FIG.
[0104]
By this rotation, one end surface portion of the latch plate 116 is detached from the spring receiving plate 111, the wipe spring 114 and the open spring 115 are released, and the movable shaft 106 rapidly moves downward in the drawing, so that the movable electrode of the vacuum valve 10 is moved. And the fixed electrode are separated, and the overcurrent can be cut off.
[0105]
On the other hand, when an excessive current such as a short-circuit current flows in the power system, a magnetic flux proportional to the current value of the outer conductor 126 is generated in the first magnetic body 129. This magnetic flux forms a magnetic closed circuit with the second magnetic body 130 through the gap, and an attractive force is generated in the mutual magnetic bodies 129 and 130.
[0106]
As a result, the second magnetic body 130 moves to the first magnetic body 129 side, and the second link plate 121 to which the second magnetic body 130 is fixed is clockwise with the fixing pin 123 as a fulcrum. Rotate. As described above, the movable electrode 8 and the fixed electrode 5 are separated, and the overcurrent can be interrupted.
[0107]
When the circuit is closed, after the bimetal 44 is cooled, the spring receiving plate 111 is moved upward in the drawing with a tool (not shown) from the outside of the operation unit 101b, and the spring receiving plate is placed on one end face of the latch plate 116. If one end surface portion of 111 is locked, the movable electrode and the fixed electrode are brought into contact with each other to be in a closed state.
[0108]
According to the vacuum interrupter of the tenth embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the magnetic attraction means can immediately shut off the excessive overcurrent by the magnetic attraction means. it can. For this reason, the overcurrent tolerance of an electric power system can be reduced.
[0109]
(Eleventh embodiment)
Next, a vacuum interrupter according to an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the magnetic attraction means of the vacuum interrupter according to the eleventh embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the tenth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0110]
In the present embodiment, as shown in FIG. 17, short-circuit rings 136 and 137 each made of a thin steel plate are provided on the outer circumferences of the first and second magnetic bodies in the tenth embodiment to provide a third magnetic material. The body 134 and the fourth magnetic body 135 are used. The third magnetic body 134 and the fourth magnetic body 135 covered with the short-circuit rings 136 and 137 form a magnetic closed circuit surrounding the outer conductor 126, and the second link plate 121 that is rotatable when energized. Magnetic attraction means for attracting the fourth magnetic body 135 fixed to the magnetic field is formed.
[0111]
According to the vacuum interrupter of the first embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the magnetic flux is converged on the short-circuit rings 136 and 137 having a low magnetic resistance against an excessive overcurrent. As a result, the magnetic attraction means reacts sensitively and can be interrupted in response to overcurrent.
[0112]
(Twelfth embodiment)
Next, a vacuum interrupter according to a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is an essential part enlarged cross-sectional view showing an outer conductor part of a vacuum circuit breaker according to a twelfth embodiment of the present invention. Note that the same components as those in the tenth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0113]
In the present embodiment, as shown in FIG. 18, the first outer conductor 138 surrounded by the third magnetic body 134 and the fourth magnetic body 135 is flexible, for example, by laminating a thin copper plate. A second outer conductor 139 is connected in parallel. Further, a Z-shaped latch 140 that locks the fourth magnetic body 135 is fixed to the second outer conductor 139.
[0114]
As a result, overcurrent is shunted to the same direction in the first outer conductor 138 and the second outer conductor 139, and therefore, the second outer conductor 138 and 139 are attracted to each other by the attractive force generated between the outer conductors 138 and 139. The outer conductor 139 and the latch 140 are attracted toward the first outer conductor 138. Simultaneously, the 4th magnetic body 135 latched by the latch 140 moves to the 3rd magnetic body 134 direction, and the 2nd link board 121 rotates clockwise.
[0115]
According to the vacuum interrupter of the first embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, the second link plate 121 is rotated by the attraction force of the overcurrent flowing in the same direction. Therefore, it can cut off more reliably.
[0116]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the operating portion is directly connected to the shut-off portion using the vacuum valve to have the same potential of the integral structure, it is not necessary to secure an insulation distance for separating and insulating them. Since the blocking portion and the operation portion are arranged in a straight line, the link mechanism for connecting them is simplified, and the entire apparatus can be reduced in size.
[0117]
In addition, according to the present invention, since heat is generated by overcurrent and is deformed by the heat deformation means to be cut off, it is possible to reduce the space for installing the auxiliary device for detecting overcurrent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a closed state of a vacuum circuit breaker according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an operation unit of the vacuum interrupter according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of the vacuum circuit breaker according to the first embodiment of the present invention in an open circuit state.
FIG. 4 is a partially cutaway cross-sectional view of an operation unit of a vacuum interrupter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a front view showing a configuration of a vacuum interrupter according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an operation unit of a vacuum interrupter according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a partially cutaway cross-sectional view of an operation unit of a vacuum interrupter according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a connection diagram in which an electromagnetic contactor is combined with a vacuum interrupter according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of a vacuum interrupter according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration of a vacuum interrupter according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a configuration diagram showing a configuration of a vacuum interrupter according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a partially cutaway AA sectional view of an operation part of a vacuum interrupter according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a configuration diagram showing a configuration of a vacuum interrupter according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an enlarged configuration diagram of a main part of an operation unit of a vacuum interrupter according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a sectional view showing a configuration of a vacuum interrupter according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a magnetic part of a vacuum interrupter according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing magnetic attraction means of a vacuum interrupter according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an outer conductor part of a vacuum circuit breaker according to a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a sectional view of a vacuum valve.
FIG. 20 is a cross-sectional view of a conventional vacuum shut-off device.
[Explanation of symbols]
1 Vacuum insulation container
1a Convex
2 Fixed end plate
3 Movable end plate
4 Fixed conducting shaft
5 Fixed electrodes
6 Movable conducting shaft
7 Bellows
8 Movable electrode
9 Arc shield
10 Vacuum valve
11 Partition plate
12a, 30a Blocking part
12b, 30b Operation unit
13 Insulation barrier
13a Convex part
13b, 13c flange
14 Fixed conductor
15, 31a, 52 bolt
16 External movable energizing shaft
17 Movable conductor
18 Flexible conductor
19 electrodes
20 Trip catch mechanism
20a, 24, 40, 42, 60, 63, 65, 68, 69, 71, 72 Pin 21a Curved link
21b Fan-shaped link
21c Straight link
22 Connecting bar
22a Blocking side connection bar
22b Operation unit side connection bar
23 Insulation operation rod
25, 37 Wipe spring
30c Operation unit side wall
31 Upper conductor (first outer conductor)
32 Lower conductor (second outer conductor)
33 Sliding contact
34, 49, 51, 52 Insulating rod
35 Movable axis
35a Stopper part
36 Movable plate
36a Hip part of movable plate
38, 62 plates
39 Opening spring (elastic member)
41 cam
41a Cam notch
42a Spacer
43 Latch
43a Latch tip
44 Bimetal (thermal deformation means)
45 Outer conductor (third outer conductor)
46 Laura
47, 58a, 58b Outer conductor
48 Supporting Lion
50 micro switch
53 Electromagnetic solenoid mechanism
53a coil
53b Movable magnetic material
54 Magnetic contactor
55 Upper connection conductor
56 Lower connection conductor
57a, 57b Finger contact
59 Connection conductor
61, 73, 74 Rotation direction
62a Through hole
64 leaf spring
66, 70 lever
66a ring
67 oval hole
100 Insulation tube
100a First insulating cylinder
100b Second insulating cylinder
100c protrusion
101a Blocking part
101b Operation unit
102 Upper conductor
103, 105, 113, 127, 128 volts
104 Deposit
106 Moving shaft
107 Sliding contact
108, 125 buried conductor
109 Stud
110 Wipe board
111 Spring backing plate
112 Stopper plate
114 Wipe spring
115 Opening spring
116 Latch plate
117, 123 Fixing pin
118 Spring
119 First link plate
120, 122 pins
121 Second link plate
124 Trip stick
126 External conductor
129 first magnetic body
130 Second magnetic body
131 Lower conductor
132 Connection fitting
133 Support insulator
134 Third magnetic body
135 Fourth magnetic body
136, 137 Short ring
138 First outer conductor
139 Second outer conductor
140 Latch

Claims

And a fixed energizing shaft connected to one of the contacts, and a movable energizing shaft connected to the other contact, and the fixed energizing shaft is attached to the first outer conductor. A shut-off portion having a vacuum valve in which the movable energizing shaft is slidably mounted through the second outer conductor;
An operating portion directly connected to the blocking portion and disposed on an extension line in the contact / separation axis direction of the vacuum valve, and having a third outer conductor connected to the second outer conductor;
A movable shaft connected to the movable current-carrying shaft of the vacuum valve is disposed in the operation portion, and a movable plate held away from the second outer conductor is disposed at a free end of the movable shaft;
An elastic member is disposed between the movable plate and the second outer conductor;
A cam for moving the movable plate by rotating the movable plate is disposed,
It is fixed between the one side portion of the latch arranged so as to be able to come in contact with and separate from the cam on one side portion and the third outer conductor, and is deformed by a temperature rise due to an overcurrent flowing through the third outer conductor. A heat deformation means for separating the latch from the cam;
The cam presses the movable plate toward the vacuum valve so as to store the elastic member, and a first portion for closing the vacuum valve, and the cam so as to release the elastic member. And a second part for releasing the pressing of the movable plate to open the vacuum valve .

The vacuum interrupter according to claim 1, further comprising an insulating rod connected to one end of the latch and connected to the electromagnetic solenoid mechanism at the other end.

A shut-off portion comprising a vacuum valve having a pair of contactable contacts;
It consists of an operating part that is directly connected to the blocking part and is arranged on an extension line in the contact / separation axis direction of the vacuum valve, and has the same potential as the blocking part,
The operation unit has a movable shaft in which one contact of the vacuum valve is connected,
An elastic member connected to the movable shaft;
A spring receiving member for holding energy stored in the elastic member;
A U-shaped first magnetic body which is disposed so as to lock the spring receiving member and surround the main circuit conductor provided in the operation portion and which is open on one side, and the opening of the first magnetic body The elastic member is released by releasing the locking by rotating the releasing means by a magnetic attraction means comprising a second magnetic body arranged with a gap so as to cover the one side, A latch plate that opens the pair of contacts
A vacuum shut-off device characterized by comprising.

A flexible conductor disposed so as to be surrounded by the first magnetic body is connected in parallel to the main circuit conductor, and a latch for locking the second magnetic body is fixed to the flexible conductor. 4. The vacuum shut-off device according to claim 3, wherein the latch plate and the spring receiving member are unlocked by the movement of.

The vacuum circuit breaker according to claim 3 or 4, wherein outer circumferences of the first magnetic body and the second magnetic body are covered with a short-circuit ring.