JP4358698B2

JP4358698B2 - 電磁操作装置

Info

Publication number: JP4358698B2
Application number: JP2004215789A
Authority: JP
Inventors: 友啓杉野; 歩森田; 賢治土屋; 将人小林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2024-07-23
Also published as: EP1619708A3; EP1619708A2; TWI282572B; TW200620359A; KR20060046578A; JP2006040615A; US20060028073A1; CN1725407A

Description

本発明は開閉装置に係り、特に遮断器などの開閉器を電磁力を利用して開閉する電磁操作装置に関する。

遮断器などの開閉器を操作するに際して、電磁石から発生する電磁力を利用して開閉する電磁操作器が用いられている（特許文献１参照）。

また、投入時に電磁石の電磁吸引力を用い、その保持に永久磁石を用いるハイブリット型もある（特許文献２参照）。

特開２００２−２１７０２６公報特開２００１−２１６８７５公報

上記電磁操作器を三相電力系統の真空バルブに適用する場合、電磁操作器と各相の真空バルブはメインシャフトにより１対１に対応されるが、各相間のばらつきにより電磁操作器の動作にずれを生じることがある。この結果、各相の真空バルブの遮断タイミングにばらつきが生じ、系統の安定な切離しが行われなくなる問題がある。

また、電磁石の大型化に伴い、電磁操作器とその制御器が大型化し、省スペースを困難にする問題もある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、各相間のばらつきを吸収できる電磁操作装置を提供することにある。かつ、その構造を効率よく収納する電磁操作装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、各相の真空バルブと一対に設けた電磁操作器を備える電磁操作装置において、前記電磁操作器は一相ごとに動作することのできるメインシャフトと、三相間のメインシャフトの同期をとる連結シャフトとを備えることを特徴とする。

各メインシャフトと連結シャフトは、互いに設けられたハネを連係するための連結部を有している。あるいは、メインシャフトと連結シャフトは、電磁操作器のロッドを介して連係される。

また、前記電磁操作器に対し、制御基板、コンデンサ、補助接点部を含む前記電磁操作器の制御器を別箱に収納したことを特徴とする。

また、三相の電磁操作器のうち、中央の電磁操作器にストッパーを設け、他の電磁操作器にショックアブソーバを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、各相の真空バルブと連結しているメインシャフトにばらつきがある場合、で早く動いたメインシャフトに追随して他の相のメインシャフトを動作可能にする三相連結シャフトを有しているので、各相間のばらつきを吸収し、安定に真空バルブを遮断できる効果がある。

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図を通して同一符合は同等の構成要素である。
（実施形態１）
図１は本発明に係る電磁操作装置の平面図、図２は電磁操作器と制御器を含む正面図、図３Ａ、Ｂはメインシャフトと３相連結シャフトを含む側面図である。

図１に示すように、各相の真空バルブ１はそれぞれメインシャフト３を介して電磁操作器４と連結されている。メインシャフト２は相毎に自由に動作を開始すると共に、後述するように３相連結シャフト３により連係され、メインシャフト間の同期がとられる。

図２に示すように、電磁操作装置は箱型形状の多段の筐体８に収納されており、上段８−１に制御基板８１やコンデンサ８２等の制御器、中断８−２に電磁操作器４を収納している。図示のように上段８−１は中央の電磁操作器の上に設けるのみならず、他の電磁操作器の上に設けられてもよい。

制御基板８１は投入指令（入）または遮断指令（切）による信号を受け、電磁操作器４の駆動を制御するための論理演算を行う制御ロジック部と、コンデンサ８２を充放電するための充放電回路、コイル４３の通電方向を制御するためのリレーや接点等を実装している。また、手動操作により、真空バルブ１に対して投入指令を与える「入」用押しボタン、遮断指令を与えるための「切」用押しボタンが実装されている。補助接点８３、表示板８４、カウンタ８５は真空遮断器の状態検出機構として、それぞれ電磁操作器４の上部側に配置されている。

このように、制御器の補助接点部(カウンタ、表示板、補助接点)は中央の電磁操作器の上部に設置され、電磁操作器と一体動作をするよう構成されている。また、制御基板、コンデンサ、補助接点部は電磁操作器とは別の箱に収納することで大きな衝撃を軽減することができる。また補助部の配線等の部分組みが可能になり、補助部品の交換も容易になる。

図３Ａは真空バルブの切り状態を示す。電磁操作器４は可動鉄心４１、永久磁石４２、コイル４３を有している。制御器８の投入動作によりコイル４３に電流が流れると、可動鉄心４１がロッド４４と共に下方向に動く。ロッド４４の下端はメインシャフト２のハネ４５と支点４６で連係されているので、ロッド４４の動きがメインシャフト２に伝えられる。メインシャフト２はハネ４５と反対側のハネ４５’を介して真空バルブ１の操作ロッド１２と連係しているので、電磁操作器４の投入動作は真空バルブ１に伝わりバルブ接点１１がＯＮする。

図３Ｂは真空バルブの入り状態を示す。入り状態の保持は永久磁石４２の磁束が図示の太線のように流れ、永久磁石の保持力により入り状態を保つ。

一方、制御器８の遮断動作によりコイル４３に逆向きの電流が流れると、コイル４３から発生する磁束と永久磁石４２の磁束が逆向きになり、可動鉄心４１の吸引力は図示しないバネの弾性力よりも弱まるので、可動鉄心４１が上方に移動する。これにより、上述とは逆の動作で、真空バルブ１と電磁操作器４を１対１に連結するメインシャフト２を介してバルブ接点１１がＯＦＦする。

真空バルブ１に対して一対の電磁操作器４を使用する場合、電磁操作器４の動作のばらつきが各相の真空バルブ１の投入、遮断のタイミングにばらつきを生じる。そこで、各メインシャフトの下側に３相連結シャフト３を備え、各メインシャフト２を連結部７を介して３相連結シャフト３と連結している。

図４にメインシャフトと３相連結シャフトの配置及び連結構成の概念図を示す。（ａ）は正面から見た図である。筐体８の上側に丸棒９を介して、各メインシャフト２を回動可能に支持し、その下側に３相連結シャフト３を固体潤滑体３１により保持している。（ｂ）はメインシャフト２の異なる支持構成で、各相間に筐体８に設けた仕切り板８１を配置し、各メインシャフトをこの仕切り板８１により保持している。

（ｃ）は側面図で、メインシャフトと３相連結シャフトの連結構成を示している。この連結構成では、投入または遮断時のばらつきは、早く動作した相のメインシャフトの動きを連結シャフトに伝え、連結シャフトが遅い相のメインシャフトを引っ張るように動作する。逆からみれば、動きが遅れる相のメインシャフトは早く動く相のメインシャフトを抑制するように働く。

これによれば、各相の電磁操作器のばらつきによる真空バルブ接点１１のタッチの時間差を減少でき、各電磁操作器を連結した３相連結シャフトにより三相の同期が取れるので、電力系統の安定な遮断、投入が可能になる。また、各相ごとに自由に動作のできるメインシャフトを介することで、複数の電磁操作器を使用する時の動作のばらつきによるシャフトへ負荷の偏りを軽減できる。

真空バルブの切り動作時は、切り後にメインシャフトに係る衝撃力を吸収して速やかに停止させる必要がある。図１及び図３Ａに示すように、本実施例では三相の電磁操作器のうち、中央の電磁操作器にストッパー５を、両側の電磁操作器にショックアブソーバ６を設けている。

図１の構成の場合、中央のメインシャフトは両側のメインシャフトより撓みが大きくなるので、最初に中央で衝撃を受けると速やかな吸収ができない。そこで、両側のショックアブソーバ６でいち早く衝撃を吸収し、その後にリミット位置に配置された中央のストッパー５で停止させる。

これによれば、撓みのない両側のショックアブソーバ６で速やかに、かつバランスよく衝撃を吸収できるとともに、力を分散することで小型のショックアブソーバの使用が可能になる。
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態を説明する。図５、図６は３相連結シャフトを電磁操作器の上部に配置した実施例である。

３相連結シャフト３は電磁操作器４の上部側に配置され、メインシャフト２は電磁操作器４の下部側に配置されている。両シャフトの連結は電磁操作器４のロッド４４を介して行われる。すなわち、ロッド４４は支点４６を介してメインシャフト２のハネ４５と連結しているので、このロッド４４の動きを上側の３相連結シャフト３のハネ４７に伝える。これにより、３相連結シャフト３は各メインシャフト間の同期をとることができる。
（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態を説明する。図７は真空バルブ側に３相連結シャフトを配した実施例である。第１の実施形態との違いは、３相連結シャフト３をメインシャフト２の下部で真空バルブ側に配置している点である。連結部７はメインシャフト２の真空バルブ側のハネ４５’と３相連結シャフト３のハネ４７との間に設けられる。連係動作は第１の実施形態と同様である。

以上に説明した３つの実施形態は、電磁操作装置の配置に応じて適宜選択されるべきものであるが、第１及び第３の実施形態はメインシャフトと３相連結シャフトが同じ筐体領域に配置されるので組立てや調整が容易である。一方、第２の実施形態はハネ同士を連係する連結部の構成が不要であり、電磁操作器の上部に空間がある場合に有利である。

本発明の第１の実施例による電磁操作装置と真空バルブの平面図。第１の実施例による電磁操作装置の正面図。第１の実施例における切り状態の配置を示す側面図。第１の実施例における入り状態の配置を示す側面図。メインシャフトと３相連結シャフトの配置及び連係を示す概略図。第２の実施例による電磁操作装置の正面図。第２の実施例による電磁操作装置の側面図。第３の実施例による電磁操作装置の側面図。

符号の説明

１…真空バルブ、２…メインシャフト、３…３相連結シャフト、４…電磁操作器、５…ストッパー、６…ショックアブソーバ、７…連結部、８…筐体、８−１…上段、９…丸棒、１１…バルブ接点、３１…固体潤滑体、４１…可動鉄心、４２…永久磁石、４３…コイル、４４…ロッド、４５，４５’…メインシャフトのハネ、４６，４６’…支点、４７…連結シャフトのハネ。

Claims

３相の各相の真空バルブと一対に設けた電磁操作器を備える電磁操作装置において、
一相ごと動作することのできるメインシャフトと、各メインシャフトの動きに応じて３相間のメインシャフトの同期をとる３相連結シャフトを設け、
前記電磁操作器の各々の下方に各メインシャフト、前記電磁操作器の上方に前記３相連結シャフトを設け、任意のメインシャフトの動作が前記３相連結シャフトを介して他のメインシャフトに伝達されるように構成し、前記各メインシャフトは前記電磁操作器のロッドを介して前記３相連結シャフトと連係されていることを特徴とする電磁操作装置。
３相の各相の真空バルブと一対に設けた電磁操作器を備える電磁操作装置において、
一相ごと動作することのできるメインシャフトと、各メインシャフトの動きに応じて３相間のメインシャフトの同期をとる３相連結シャフトを設け、
前記電磁操作器の各々の下方に各メインシャフト、該各メインシャフトの下方に前記３相連結シャフトを設け、任意のメインシャフトの動作が前記３相連結シャフトを介して他のメインシャフトに伝達されるように構成し、前記各メインシャフトは前記電磁操作器のロッドを介して前記３相連結シャフトと連係されていることを特徴とする電磁操作装置。
請求項１または２において、
前記電磁操作器の各々の下方に各メインシャフト、前記真空バルブの下方に前記３相連結シャフトを設け、任意のメインシャフトの動作が前記３相連結シャフトを介して他のメインシャフトに伝達されるように構成されていることを特徴とする電磁操作装置。
３相の各相の真空バルブと一対に設けた電磁操作器を備える電磁操作装置において、
一相ごと動作することのできるメインシャフトと、各メインシャフトの動きに応じて３相間のメインシャフトの同期をとる３相連結シャフトを設け、
前記電磁操作器の各々の下方に各メインシャフト、前記真空バルブの下方に前記３相連結シャフトを設け、任意のメインシャフトの動作が前記３相連結シャフトを介して他のメインシャフトに伝達されるように構成し、
前記各メインシャフトは自己の真空バルブ側のハネを介して前記３相連結シャフトと連係されていることを特徴とする電磁操作装置。
３相の各相の真空バルブと一対に設けた電磁操作器を備える電磁操作装置において、
一相ごと動作することのできるメインシャフトと、各メインシャフトの動きに応じて３相間のメインシャフトの同期をとる３相連結シャフトを設け、
三相の電磁操作器のうち、中央の電磁操作器にストッパーを設け、他の電磁操作器にショックアブソーバを設けたことを特徴とする電磁操作装置。
請求項１−５のいずれか１項において、
前記電磁操作器に対し、制御基板、コンデンサ、補助接点部を含む前記電磁操作器の制御器を別箱に収納することを特徴とする電磁操作装置。
請求項６において、
前記別箱は前記電磁操作器に対して交換可能に構成されていることを特徴とする電磁操作装置。