JP4492127B2 - 電磁操作式開閉装置用の携帯投入電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、開閉器と電磁操作器とを備えた電磁操作式開閉装置用の携帯投入電源装置に関する。

電力系統のうち配電系統には受配電設備の一要素として開閉器（スイッチギヤ）が設けられている。従来、この種の開閉器としては、絶縁媒体として、ＳＦ_６ガスを用いたガス絶縁方式のものや、絶縁媒体として真空絶縁を用いた真空絶縁方式のものが用いられている。

遮断器などの開閉器を投入・開放動作させるに際して、ばね力の他に電磁力を用いた電磁操作式操作器が提案されている。この電磁操作式操作器は、開閉器の投入時には電磁石による電磁力を用いて開閉器を投入操作し、開閉器の開放時には主に遮断ばね（引き外しばね）のばね力を利用して開放操作する構成が採用されている。

また、この電磁操作式操作器と開閉器とを組み合わせた電磁操作式開閉装置においては、電磁石を駆動するためのエネルギーをコンデンサに蓄積し、コンデンサに蓄積されたエネルギーにしたがって電磁石から電磁力を発生させ、この電磁力に伴う駆動力をリンク機構を介して遮断器に伝達して開閉器を投入動作させる構成が採用されている。さらに、投入時に遮断ばねを圧縮して遮断ばねにエネルギーを蓄積し、開放時には、電磁石のコイルに投入時とは逆方向の電流を流して電磁石から逆方向の電磁力を発生させ、この電磁力と遮断ばねに蓄積されたばね力を投入時とは逆方向の駆動力としてリンク機構に与えて開閉器を開放操作する構成が採用されている。

電磁操作式開閉装置においては、コンデンサに直流電力によるエネルギーを蓄積し、蓄積されたエネルギーにしたがって電磁石を駆動し、電磁石から発生する電磁力に伴う駆動力によって開閉器を投入操作する構成を採用しているので、投入時にばね力に伴う駆動力のみを発生させる方式のものよりも、大きな駆動力を発生させることができるとともに、装置を小型化することができる。

コンデンサに蓄積されたエネルギーにしたがって電磁石を駆動するタイプの電磁操作式開閉装置は、コンデンサに蓄積されたエネルギーに基づいて開閉器を投入操作することができるようになっているため、コンデンサに直流電力によるエネルギーを蓄積できないとき、例えば、電磁操作式開閉装置を電源の無い場所に設置したり、あるいは電源のある所でも、事故などによって電源が供給されなくなったりしたときには、開閉器を投入操作することができなくなる。

本発明の課題は、コンデンサに蓄積された直流電力により操作する電磁操作式開閉装置のコンデンサが放電状態にあるときには、コンデンサに直流電力を充電して開閉器を手動操作可能にする携帯投入電源装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明は、電源端子から電力の供給を受けて直流電力を蓄積するコンデンサと、コイルの通電状態に応じて可動鉄心と固定鉄心とを互いに接触または離間させる電磁石と、前記コンデンサと前記電磁石のコイルとを結ぶ通電回路を投入ボタンの投入動作に応答して閉成する制御基板と、前記可動鉄心に連結されて前記電磁石から発生した電磁力に伴う駆動力をリンク機構に伝達するシャフトと、前記リンク機構の駆動力に応じて可動接点と固定接点とを互いに接触または離間させる開閉器とを備えてなる電磁操作式開閉装置に用いられ、前記電源端子から電力の供給がない場合に前記コンデンサを充電する携帯投入電源装置であって、乾電池と、該乾電池の出力を交流に変換するＤＣ／ＡＣコンバータと、該ＤＣ／ＡＣコンバータの出力を整流する整流器と、該整流器により整流された直流を抵抗とコンデンサとからなるフィルタで平滑する平滑回路と、該平滑回路の出力端子に一端が接続され、他端に前記電源端子に装着可能なプラグが接続されたケーブルを備えてなり、該ケーブルのプラグを前記電源端子に装着して前記コンデンサを充電することを特徴とする。

本発明によれば、コンデンサが放電状態にあるときでも、コンデンサに直流電力を供給することで、開閉器を投入動作させることが可能になる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る電磁操作式開閉装置に投入用電源を接続したときの斜視図である。図１において、電磁操作式開閉装置１０は、三相各相に対応した開閉器としての真空遮断器１２、１４、１６、電磁操作式操作器１８を備えており、各真空遮断器１２、１４、１６、電磁操作式操作器１８はベース２０上に固定されている。電磁操作式操作器１８のケース２２の上部側には、ケース２２に配設された電源端子（図示せず）などに装着された二次プラグ２４が配置され、ケース２２の下部側には、投入ボタン２６、開放ボタン２８が固定されている。ケース２２の内部には、二次プラグ２４から電力の供給を受けて直流電力によるエネルギーを蓄積するコンデンサ３０、電磁石３２、制御基板３４が配置されている。

電磁石３２は、シャフト（図示せず）の周囲に固定された可動鉄心と、可動鉄心に相対向して配置された固定鉄心と、可動鉄心および固定鉄心の周囲に配置されたコイルなどを備えて構成されており、可動鉄心が固定されたシャフトは固定鉄心の中央部に形成された貫通孔内を挿通した状態でリンク機構（図示せず）を介して各真空遮断器１２、１４、１６に連結されている。この電磁石３２は、コンデンサ３０に蓄積された直流電力によってコイルが通電されたときに、可動鉄心を固定鉄心側に移動させるための電磁力を発生するようになっている。この電磁力に伴う駆動力がシャフトを介してリンク機構に伝達されると、各真空遮断器１２、１４、１６が投入動作するようになっている。

制御基板３４は、コンデンサ３０と電磁石３２のコイルとを結ぶ通電回路を投入ボタン２６の投入動作に応答して閉成し、コンデンサ３０と電磁石３２のコイルとを結ぶ通電回路を開放ボタン２８の投入動作に応答して遮断（開放）するように構成されている。すなわち、制御基板３４は、投入操作により、投入ボタン２６が投入動作されたときに、この投入動作に応答してコンデンサ３０と電磁石３２のコイルとを結ぶ通電回路を閉成し、コンデンサ３０に蓄積されたエネルギーを電磁石３２のコイルに供給するようになっている。また制御基板３４には、コンデンサ３０の充電回路、放電回路、電磁石３２のコイルに対する通電を制御するための制御ロジック部が実装されている。制御ロジック部は、二次プラグ２４の代わりに、配電盤に接続された二次プラグが電源端子などに装着されたときに、この二次プラグに入力された投入指令または開放指令に応答してコンデンサ３０と電磁石３２のコイルとを結ぶ通電回路を開閉するための制御を行うように構成されている。

各真空遮断器１２、１４、１６は、可動接点と固定接点とを備え、リンク機構に作用する相異なる方向の駆動力に応答して可動接点と固定接点とを互いに接触または離間させるように構成されている。

一方、ケース２２の電源端子などに装着される二次プラグ２４にはケーブル３６を介して投入用電源３８が接続されている。この投入用電源３８は、図２に示すように、箱型のケース４０を備えており、ケース４０の表面には電源用発光ダイオード４２、電源入切ボタン４４が配置されている。ケース４０の内部には、図３に示すように、乾電池４６、ＤＣ／ＡＣコンバータ４８、整流器５０、抵抗５２、コンデンサ５４が収納されている。

乾電池４６は、１２Ｖ〜２４Ｖの直流電圧を発生する電池としてケース４０内に着脱自在に配置されており、電池４６の出力は電源入切ボタン４４を介してＤＣ／ＡＣコンバータ４８に接続されている。ＤＣ／ＡＣコンバータ４８は、乾電池４６の出力による直流電力を交流電力に変換する電力変換器として構成されており、ＤＣ／ＡＣコンバータ４８の出力は整流器５０に供給されている。整流器５０は、ＤＣ／ＡＣコンバータ４８の出力信号を整流し、整流された信号を出力するようになっている。整流器５０で整流された信号は、抵抗５２とコンデンサ５４とからなるフィルタで平滑化され、平滑化された信号は出力端子５６、５８、ケーブル３６を介して二次プラグ２４の電源端子に供給されるようになっている。出力端子５６、５８からは、例えば、ＤＣ１００Ｖ、１Ａの信号が出力されるようになっている。

上記構成による電磁操作式開閉装置１０を電源のない場所に設置したとき、あるいは電源のある場所に電磁操作式開閉装置１０を設置した後、事故などに伴って開閉装置１０に電源が供給されなくなったときなど、配電盤（制御盤）に接続された二次プラグに系統からの電力が供給されなくなったときには、コンデンサ３０は放電状態になる。このような場合、配電盤を介して系統に接続されていた二次プラグの代わりに、投入用電源３８に接続されている二次プラグ２４をケース２２の電源端子などに装着し、その後、電源入切ボタン４４を入り側に操作すると、乾電池４６から発生する直流電力がＤＣ／ＡＣコンバータ４８でＡＣ１００Ｖの交流電力に変換される。この交流電力は整流器５０で整流されたあと抵抗５２、コンデンサ５４で平滑化され、ＤＣ１００Ｖ１Ａの直流電力として出力端子５６、５８、ケーブル３６、ケース２２の電源端子を介してコンデンサ３０に供給される。これによりコンデンサ３０には直流電力によるエネルギーが蓄積される。このあとケース２２の投入ボタン２６を投入操作すると、投入ボタン２６の投入動作に応答して制御基板３４上の通電回路が閉成され、コンデンサ３０に蓄積されたエネルギーが電磁石３２のコイルに供給され、このコイルが通電状態になる。コイルが通電されると、電磁石３２から電磁力が発生し、この電磁力に伴う駆動力がリンク機構を介して各真空遮断器１２、１４、１６に伝達され、各真空遮断器１２、１４、１６による投入動作が実行される。

本実施例によれば、緊急時や事故時など、コンデンサ３０が放電状態になったときでも、ケース２２の電源端子に二次プラグ２４、ケーブル３６を介して投入用電源３８を接続したあと、投入ボタン２６を投入操作することで、各真空遮断器１２、１４、１６を投入動作させることができる。

この場合、乾電池４６として、複数台の電磁操作式開閉装置１０の真空遮断器も投入動作させることが可能な容量のものを用いているため、電磁操作式開閉装置１０が複数台設置されていても、各電磁操作式開閉装置１０にそれぞれ投入用電源３８を順次接続し、接続したあと投入ボタン２６を投入操作することで、複数台の電磁操作式開閉装置をそれぞれ投入動作させることができる。

また、投入用電源３８は携帯用に構成されているため、複数台の電磁操作式開閉装置１０を投入動作させる場合でも投入動作を円滑に行うことができる。

また、図４に示すように、ケース２２に、制御盤とコンデンサ３０に接続された二次プラグ６０の他に、二次プラグ６０が装着された電源端子と並列に接続される補助電源端子（図示せず）を配置し、この補助電源端子にプラグ６２を装着し、このプラグ６２をケーブル３６を介して投入用電源３８に接続する構成を採用することもできる。この場合、二次プラグ６０を電源端子に装着した状態のままでも、緊急時、事故時などには、投入用電源３８をケーブル３６、プラグ６２を介して補助電源端子に接続することで、コンデンサ３０に直流電力を供給することができる。

本発明の一実施例を示す電磁操作式開閉装置と投入用電源との関係を示す斜視図である。 投入用電源の斜視図である。 投入用電源の回路構成図である。 本発明の他の実施例を示す電磁操作式開閉装置と投入用電源との関係を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 電磁操作式開閉装置
１２、１４、１６ 真空遮断器
２６ 投入ボタン
３０ コンデンサ
３２ 電磁石
３４ 制御基板
３６ ケーブル
３８ 投入用電源

Claims (1)

1. 電源端子から直流電力の供給を受けて直流電力を蓄積するコンデンサと、コイルの通電状態に応じて可動鉄心と固定鉄心とを互いに接触または離間させる電磁石と、前記コンデンサと前記電磁石のコイルとを結ぶ通電回路を投入ボタンの投入動作に応答して閉成する制御基板と、前記可動鉄心に連結されて前記電磁石から発生した電磁力に伴う駆動力をリンク機構に伝達するシャフトと、前記リンク機構の駆動力に応じて可動接点と固定接点とを互いに接触または離間させる開閉器とを備えてなる電磁操作式開閉装置に用いられ、前記電源端子から直流電力の供給がない場合に前記コンデンサを充電する携帯投入電源装置であって、
   乾電池と、該乾電池の出力を交流に変換するＤＣ／ＡＣコンバータと、該ＤＣ／ＡＣコンバータの出力を整流する整流器と、該整流器により整流された直流を抵抗とコンデンサとからなるフィルタで平滑する平滑回路と、該平滑回路の出力端子に一端が接続され、他端に前記電源端子に装着可能なプラグが接続されたケーブルを備えてなり、該ケーブルのプラグを前記電源端子に装着して前記コンデンサを充電することを特徴とする携帯投入電源装置。

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