JP4237371B2

JP4237371B2 - 遮断器及び遮断器用電磁操作器

Info

Publication number: JP4237371B2
Application number: JP2000032778A
Authority: JP
Inventors: 雅人藪; 徹谷水; 歩森田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2000-02-04
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2020-02-04
Also published as: JP2001216875A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は遮断器及び遮断器用電磁操作器に係わり、電磁石の吸引力を用いて一方側の電極を他方側の電極に移動して、投入及び遮断を操作する電磁操作器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術は、遮断器の操作を電磁力で行うことはよく知られている。特開平８−２８７７９０号公報には１組の永久磁石を用い、投入電磁石と引き外し電磁石を用いる電磁操作器が開示されている。特開平６−３４９３８３号公報には、投入用電磁石と遮断用電磁石を用いた操作器が開示されている。いずれの公知例においても、可動電極の投入操作時は電磁力を用いているが、遮断操作時は蓄勢されたバネの弾性力を利用して可動電極の引き離しを行うから、遮断用バネを強くする必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は電磁石の吸引力を利用して遮断器の投入および遮断を行うことによって、投入および遮断の操作力を小さくして、操作器を小型化することが本発明の課題である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、投入用電磁石および遮断用電磁石の両者が、可動電極を吸引することによって、遮断器の可動導体に第１のバネたとえばワイプバネを介して接続された操作ロッドを操作する。遮断器の投入時は操作ロッドに結合されたレバーを反時計方向に回転して操作ロッドを可動電極側に押し上げ、第１のバネを蓄勢するとともに可動電極を投入する。この際、レバーの一端に結合されたピンに係合したラッチを反時計方向に回転して係合をはずす。遮断操作においては、第２の電磁石（遮断用電磁石）にラッチに固定された可動鉄心を吸引して、ラッチを時計方向に回転し、ピンとラッチを係合させるとともに、第２のバネの蓄勢を解除し、小さい力で遮断操作を行う。
【０００５】
本発明の遮断器は、容器内に配置された可動電極から該容器外に延びた可動部材に操作力を与え該可動電極を駆動して該容器内に配置された固定電極に対し該可動電極を接離する遮断器において、該可動部材の一端が第１のバネ２Ｄを介して操作ロッドに接続され、上記操作ロッドの一端が第１の可動鉄心を備えたレバー６に接続され、該可動電極の投入時に該第１の可動鉄心を吸引して該レバーを反時計方向に回転し該操作ロッドを該可動電極の方向に移動させ第１のバネを蓄勢する第１の電磁石１３Ｂと、該レバーに固定され該レバーと該操作ロッドを回転可能に結合する第１のピン６Ａと、第２の可動鉄心を有し該レバーと対向し該第１のピンと係合する延長部１０Ｂを有するラッチ１０と、該可動電極の引き離し時に、該第２の可動鉄心を吸引して該ラッチを時計方向に回転して該第１のピン６Ａを係合し、第１のバネの蓄勢を解除して該遮断器を遮断するとともに、該第２のバネを蓄勢する第２の電磁石とを有し、該レバーが反時計方向に回転するときは該ラッチと該第２のピンの係合が外され、該レバーが時計方向に回転するときは該第２のバネの蓄勢を解除し該第１の電磁石と第１の可動鉄心が引き離されるように構成されたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の遮断器用電磁操作器は、容器内に配置された可動電極から該容器外に延びた可動導体に操作力を与え該可動電極を駆動して該真空容器内に配置された固定電極に対し該可動電極を接離する遮断器用電磁操作器において、該可動導体の一端が第１のバネ２Ｄを介して接続された操作ロッド２Ｆと、該操作ロッドに第１のピンを介して回転可能に結合され第１の可動鉄心を有するレバー６と、該可動電極の投入時に、該第１の可動鉄心を吸引して該レバーを反時計方向に回転し、該第１のバネを蓄勢する第１の電磁石１３Ｂと、該操作ロッドと該レバーに固定された第２のバネ１１と、該レバーの先端部に固定された第１のピン６Ａと、第２の可動鉄心を有し、該レバーと該第１のピン６Ａと係合する延長部１０Ｂを有するラッチ１０と、該可動電極の引き離し時に、該第２の可動鉄心を吸引して該ラッチを時計方向に回転して該第１のピン６Ａを係合し、該第１のバネ１１の蓄勢を解除して該遮断器を遮断する第２の電磁石とを有し、該第１の電磁石は該ラッチ１０を反時計方向に回転する時に該第２のバネ１１を圧縮して該遮断器を投入し、該第２の電磁石は該ラッチを時計方向に回転させる時に該第２のバネの蓄勢を解除するように構成されたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１ないし図４により説明する。図１及び図２は本発明の真空遮断器の電磁操作器の全体構造を示す図であり、電磁操作器の投入及び遮断動作を図５ないし図７の部分拡大図に示した。
【０００８】
真空バルブ１の内部に可動側電極１Ａと固定側電極１Ｂとが対応配置されている。可動側電極１Ａ及び固定側電極１Ｂには真空バルブ内から外部に可動側ロッド２Ａ及び固定側ロッド２Ｂが延びている。可動側ロッド２Ａと真空バルブ１の端板との間にベローズ３を取り付け、容器の真空を外気から完全に遮断する。可動側ロッド２Ａの端部に形成した長孔４Ａと絶縁操作ロッド２Ｃの孔とにロッドピン４Ｂを挿入し、可動側ロッド２Ａと絶縁操作ロッド２Ｃとをロッドピン４Ｂにより連結している。絶縁操作ロッド２Ｃ内にはワイプバネである第１のバネ２Ｄを収納し、第１のバネ２Ｄの押圧力により、ロッドピン４Ｂが長孔４Ａを移動し、適宜な位置で可動側電極１Ａが固定側電極１Ｂを押圧し、可動側電極１Ａと固定側電極１Ｂとが所定の接触圧を維持している。絶縁操作ロッド２Ｃの接続金具２Ｅに操作ロッド２Ｆを接続している。操作ロッド２Ｆの他端は電磁操作器５に連結している。
【０００９】
電磁操作器５により操作ロッド２Ｆを矢印方向のＹ１またはＹ２に移動して、可動側電極１Ａを固定側電極１Ｂに投入（図１）または遮断する（図２）。電磁操作器５は次のように構成されている。
【００１０】
即ち、操作ロッド２Ｆの端部の裏側で操作ロッド２Ｆの横方向にレバー６が延びている。操作ロッド２Ｆの端部とレバー６の中間とに形成した貫通孔に主ピン７を挿入し、操作ロッド２Ｆの端部とレバー６とを主ピン７で支持する。主ピン７は奥行方向つまり紙面の表面から裏面側に延びている。主ピン７は図３，図４，図５に示すように支持金具８の一端側に形成した長穴８Ａに挿入されている。長穴８Ａと反対側の支持金具８の他端側に長穴８Ａより縦寸法の狭い穴８Ｂを形成している。穴８Ｂに挿入した連結ピン９はラッチ１０に接続している。主ピン７と連結ピン９との間には第２のバネである遮断バネ１１を取り付けている。遮断バネ１１は当板８Ｃ間に配置されている。遮断バネ１１は主ピン７が長穴８Ａを外側から内側つまり投入方向に移動すると、遮断バネ１１を圧縮して圧縮エネルギーを蓄勢する。圧縮エネルギーの保持はラッチ１０にて行う。
【００１１】
ラッチ１０は連結ピン９により連結されていると共に、ラッチ１０はラッチ軸１０Ａに支持されている。ラッチ軸１０Ａは支持板１２に取り付けられている。ラッチ１０はラッチ軸１０Ａを支点として時計方向及び反時計方向に回転する。ラッチ１０の他端部１０ＢにＲ面の係合１０Ｃ及び突起部１０Ｄを形成している。
【００１２】
突起部１０Ｄにレバー６の一端側に取り付けた第１のピン６Ａが当接している。第１のピン６Ａと反対側のレバー６の他端側と投入用可動鉄心である第１の可動鉄心１３Ａとはメインシャフト１４により連結している。メインシャフト１４は支持板（図示せず）に取り付けられている。第１の可動鉄心１３Ａはメインシャフト１４を支点として時計方向及び反時計方向に回転する。第１の可動鉄心１３Ａに対応して投入用電磁石である第１の電磁石１３Ｂが支持板（図示せず）に取り付けられている。第１の電磁石１３Ｂの外側に投入用コイル１３Ｃを装着し、投入用コイル１３Ｃは接続線１５を介して制御部１６に接続している。
【００１３】
ラッチ１０には遮断用可動鉄心である弟２の可動鉄心１８Ａをピン１８Ｄにより一体に取り付けている。弟２の可動鉄心１８Ａを吸引する遮断用電磁石である弟２の電磁石１８Ｂを支持板に取り付けている。弟２の電磁石１８Ｂの外側に遮断用コイル１８Ｃを装着し、この遮断用コイル１８Ｃは制御部１６に接続している。
【００１４】
制御部１６は投入用スイッチ２０及び遮断用スイッチ２１を接続している。投入用コイル１３Ｃは図２の遮断位置でレバー６が投入用スイッチ２０を押してオン状態になり、この信号が制御部１６に入力し、制御部１６からの指令により投入用コイル１３Ｃは何時でも電流が流せる状態にある。このオン状態から図１の連絡ピン４Ａが係合面１０Ｃに係合する投入位置で、レバー６が投入用コイル１３Ｃから離れてオフ状態になり、投入用コイル１３Ｃの電流を切り、第１の電磁石１３Ｂの電磁吸引力を無励磁状態にする。
【００１５】
これとは逆に遮断用スイッチ２１は図１の投入位置で、レバー６が遮断用スイッチ２１を押してオン状態になり、この信号を制御部１６に入力し、制御部１６からの指令により遮断用コイル１８Ｃは何時でも電流が流せる状態にある。このオン状態から図２の連絡ピン４Ａが係合面１０Ｃから離れた遮断位置で、レバー６が遮断用スイッチ２１から離れてオフ状態になり、遮断用コイル１８Ｃの電流を切り、弟２の電磁石１８Ｂの電磁吸引力を無励磁状態にする。
【００１６】
また投入用スイッチ２０及び遮断用スイッチ２１は次のようにタイマーで行えば、必要でない。即ち、レバー６が遮断位置から投入位置に移動する時間Ｔ１（投入状態）と、レバー６が投入位置から遮断位置に移動する時間Ｔ２（遮断状態）とを制御部１６のタイマーに設定する。時間Ｔ１を経過したら制御部１６により投入用コイル１３Ｃへの電流を切り、第１の電磁石１３Ｂの電磁吸引力を無励磁にする。遮断用コイル１８Ｃには電流を流せるオン状態にある。また時間Ｔ２を経過したら遮断用コイル１８Ｃへの電流を切り、弟２の電磁石１８Ｂの電磁吸引力を無励磁にする。投入用コイル１３Ｃには電流を流せるオン状態にある。
【００１７】
次に電磁操作器５の動作について説明する。
【００１８】
制御部１６より投入用コイル１３Ｃに電流を流し、第１の電磁石１３Ｂに発生した電磁吸引力で第１の可動鉄心１３Ａを吸引する。第１の可動鉄心１３Ａはメインシャフト１４を支点として反時計方向に回転する。それに応じてレバー６も反時計方向に回転する。この回転により主ピン９が操作ロッド２Ｆを投入方向Ｙ１に移動して図１及び図５のように可動側電極１Ａを固定側電極１Ｂに投入すると共に、主ピン９が長穴８Ａを外側から内側に移動し、遮断バネ１１を圧縮して遮断バネ１１の圧縮エネルギーを蓄勢する。蓄勢された圧縮エネルギーの保持は第１のピン６Ａが突起部１０Ｄから係合面１０Ｃに移動し、連絡ピン４Ａが係合面１０Ｃに係合し、投入状態を維持すると共に、遮断バネ１１の圧縮エネルギーを保持する。
【００１９】
連絡ピン４Ａが係合面１０Ｃに係合する投入位置で、レバー６が投入用スイッチ２０から離れてオフ状態にあり、投入用コイル１３Ｃに電流は流れず、第１の電磁石１３Ｂの電磁吸引力は無励磁状態になる。図１の投入位置で、レバー６が遮断用スイッチ２１を押して遮断用スイッチ２１がオン状態になり、この信号を制御部１６に入力し、制御部１６からの指令により遮断用コイル１８Ｃは何時でも電流が流せる状態にある。
【００２０】
投入状態（図１）から遮断状態（図２）にするには、遮断用コイル１８Ｃに電流を流し、弟２の電磁石１８Ｂを励磁し、その電磁吸引力により弟２の可動鉄心１８Ａを吸引する。この吸引力によりラッチ１０がラッチ軸１０Ａを支点として反時計方向に回転する。第１のピン６Ａが図６及び図７のように移動し、第１のピン６Ａが突起部３Ｄに移動し、第１のピン６Ａと係合面１０Ｃとの係合が外れ、遮断バネ１１の圧縮エネルギーが釈放される。この釈放力により、主ピン７が操作ロッド２Ｆを遮断方向Ｙ２に移動し、図１の投入状態から図２の遮断状態に移動すると共に、弟２の電磁石１８Ｂの電磁吸引力により、更にラッチ１０の連結ピン９が支持金具８を介して主ピン７を遮断方向Ｙ２に押圧し、更に可動側電極１Ａが固定側電極１Ｂから離れて遮断する働きをする。
【００２１】
遮断位置で遮断用スイッチ２１は電流を流せないオフ状態になる。これとは逆に投入用スイッチ２０は投入位置で制御部１６からの指令により、投入用コイル１３Ｃに電流が流れオン状態にある。
【００２２】
このように本発明では、遮断動作の初期には、遮断バネ１１の釈放力が、後期には弟２の電磁石１８Ｂの電磁吸引力で遮断できるから、遮断バネ１１は遮断用電磁石を使用した分だけ遮断バネ１１の弾性力は小さくてよい。このため、第１の電磁石１３Ｂは弱い弾性力の遮断バネ１１を押圧する電磁吸引力でよいから、第１の電磁石１３Ｂを小型化できるので、電磁操作器５を小型化できる。
【００２３】
また、図５の投入状態でレバー６の両端のメインシャフト１４及び第１のピン６Ａと、レバー６及び操作ロッド２Ｆの端部と直交する主ピン７のレバー６と反対側の端部を支持金具８の長孔８Ａに挿入し、主ピン７及び長孔８Ａに基準線Ｌを引き、主ピン７が基準線Ｌの内側又は外側にあるかにより、遮断バネ１１の劣化を判断する。例えば主ピン７の基準線Ｌが長孔８Ａの基準線Ｌの外側にあれば、遮断バネ１１のバネ圧が弱まり、遮断バネ１１の交換時期が分かり、保守点検作業が容易になり、保守点検作業の能率を向上することができる。基準線Ｌは実際に主ピン７及び長孔８Ａとに印を付ける。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、遮断器の可動電極の投入及び遮断に際し、それぞれ電磁石の吸引力を利用して可動電極を操作し、遮断バネ及び投入バネの弾性力を小さくして、操作器を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である遮断器の電磁操作器の投入時を示す概略断面図。
【図２】図１の遮断時を示すの概略断面図。
【図３】図１及び図２に使用した操作ロッドの裏側の構造を示す概略断面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図。
【図５】図１の投入時の構造を示す拡大断面図。
【図６】図５の投入状態から図２の遮断状態に移行する過程を示す拡大断面図。
【図７】図５の投入状態から図２の遮断状態に移行した拡大断面図。
【符号の説明】
１…真空バルブ、１Ａ…可動側電極、１Ｂ…固定側電極、２Ｆ…操作ロッド、５…電磁操作器、６…レバー、６Ａ…連絡ピン、７…主ピン、８…支持金具、８Ａ…長孔、８Ｂ…孔、１０…ラッチ、１０Ａ…ラッチ軸、１０Ｂ…延長部、１１…遮断バネ、１３Ａ…第１の可動鉄心、１３Ｂ…第１の電磁石、１３Ｃ…投入用コイル、１４…メインシャフト、１８Ａ…第２の可動鉄心、１８Ｂ…第２の電磁石、１８Ｃ…遮断用コイル。

Claims

容器内に配置された可動電極から容器外に延びた可動部材に操作力を与え前記可動電極を駆動して容器内に配置された固定電極に対し前記可動電極を接離する遮断器において、
前記可動部材の一端が第１のバネを介して接続される操作ロッドと、該操作ロッドの一端に第１のピンを介して回転可能に結合され第１の可動鉄心を有するレバーと、
前記可動電極の投入時に該第１の可動鉄心を吸引して前記レバーを反時計方向に回転し前記操作ロッドを前記可動電極の方向に移動させ前記第１のバネを蓄勢する第１の電磁石と、
第２の可動鉄心を有し前記レバーと対向し前記第１のピンと係合する延長部を有するラッチと、前記操作ロッドと前記レバーに結合され、前記第１のピンが前記延長部に係合し、係合が外れる直前に最も蓄勢される第２のバネと、前記第２の可動鉄心を吸引する第２の電磁石と、
前記可動電極の引き離し時にその動作の初期には、前記第２の電磁石により前記第２の可動鉄心を吸引し、前記ラッチを反時計方向に回転して前記第１のピンと前記ラッチとの係合を外して前記第２のバネを釈放し、その動作の後期には、前記第２の電磁石の吸引力により前記ラッチの回動を続けて前記可動電極の遮断を行うように構成されたことを特徴とする遮断器。
前記レバーと前記操作ロッドの結合点が前記操作ロッドの長手方向に移動可能に構成されている請求項１記載の遮断器。
前記操作ロッドと前記可動部材は絶縁物を介して結合されている請求項１記載の遮断器。
容器内に配置された可動電極から容器外に延びた可動導体に操作力を与え前記可動電極を駆動して容器内に配置された固定電極に対し前記可動電極を接離する遮断器用電磁操作器において、
前記可動導体の一端が第１のバネ２Ｄを介して接続される操作ロッド２Ｆと、第１の可動鉄心を有し前記操作ロッドの一端に第１のピン６Ａを介して回転可能に結合されるレバーと、前記操作ロッドの移動方向に応じて前記第１のピンの結合点を移動させる支持機構８Ａを有し、
前記可動電極の投入時に前記第１の可動鉄心を吸引して前記レバーを反時計方向に回転し、前記操作ロッドを前記可動電極の方向に移動させ前記第１のバネを蓄勢する第１の電磁石１３Ｂと、
第２の可動鉄心を有し、前記レバーと対向し前記第１のピンと係合する延長部１０Ｂを有するラッチ１０と、前記操作ロッドと前記レバーに結合され、前記第１のピンが前記延長部に係合し、係合が外れる直前に最も蓄勢される第２のバネと、前記第２の可動鉄心を吸引する第２の電磁石と、
前記可動電極の引き離し時に、前記第２の電磁石が励磁して前記第２の可動鉄心を吸引し、前記ラッチを反時計方向に回転して前記第１のピンと前記ラッチの結合が外れる直前に、前記第１のピンの結合点が最も前記可動電極側に移動して前記第２のバネが最大に蓄勢され、前記第１のピンが前記ラッチの延長部から外れると前記第１のバネと前記第２のバネが釈放されて前記第１のピンの結合点が前記可動電極と反対側に移動し、継続した前記第２の電磁石の励磁により前記ラッチが反時計方向への回転を続けて、前記可動電極の遮断を行うように構成されたことを特徴とする遮断器。