JP4679252B2

JP4679252B2 - 電力用開閉装置

Info

Publication number: JP4679252B2
Application number: JP2005162212A
Authority: JP
Inventors: 達男澤田; 弘基伊藤; 治彦香山; 健次亀井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2025-06-02
Also published as: JP2006339023A

Description

この発明は、電力用開閉装置、特に、電力系統において系統切替や機器保守および事故電流遮断のために用いられる電力用開閉機器に関するものである。

軸方向に移動する操作部材により開極あるいは閉極動作を行なわせるパッファ形ガス遮断器の基本構成は、従来技術として広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１における図９はパッファ形ガス遮断器の投入状態での要部側断面図を示し、図１０はパッファ形ガス遮断器の開放状態での要部側断面図を示している。

これらの図において、タンクの内部には電気絶縁性が高いＳＦ_６ガスが充填されている。固定アークコンタクト１１、主固定コンタクト１およびピストン１５はタンク５内で固定されている。可動アークコンタクト９、主可動コンタクト２およびパッファシリンダ１０は操作部材としての操作ロッド１３に固着されている。

一方、操作装置（図示せず）に取り付けられた出力レバー６には絶縁ロッド７が連結されている。タンク５内で回動可能に枢支されたレバー８は、絶縁ロッド７に連結されると共に、リンクを介して操作ロッド１３に連結されている。

次に、開極動作について説明する。
図９は遮断器の閉極状態を示し、開極時には操作装置の出力レバー６が時計方向に回動され、絶縁ロッド７が図の下方向に運動し、レバー８が時計方向に回動して、操作ロッド１３が図の右方向に運動される。ここで、レバー８は絶縁ロッド７の上下方向の運動を操作ロッド１３の水平方向に変換し伝達される。

操作ロッド１３の運動により、これと一体に設けられている可動アークコンタクト９および主可動コンタクト２が一括して駆動される。このとき主固定コンタクト１と主可動コンタクト２が先に解離し、その後固定アークコンタクト１１と可動アークコンタクト９が開離し、パッファシリンダ１０内のＳＦ_６ガスがピストン１５により圧縮されて一対のアーコンタクト１１、９間に発生するアーク（図示省略）に吹き付けられて、アークは消弧され、遮断が完了する。この開極状態を図１０に示す。

閉極動作は次のように行う。図１０において操作装置（図示せず）によって出力レバー６が反時計方向に回動されると、これにリンクした絶縁ロッド７が図の上方向に運動し、レバー８が反時計方向に回動して、操作ロッド１３が図の左方向に運動される。操作ロッド１３の運動により、可動アークコンタクト９と固定アークコンタクト１１が当接し、次いで主可動コンタクト２と主固定コンタクト１が当接し、閉極が完了する。この閉極状態は図９のようになる。

特開２００３−２１７４０８号公報（第２−３頁、図９−１０）

従来のパッファ形ガス遮断器では、電流遮断は、油圧やばねあるいは電動モータなどの操作装置によって発生した回転操作力を出力レバー６、絶縁ロッド７、レバー８、操作ロッド１３を経て水平方向の運動に変換後伝達し、パッファシリンダ１０を直線駆動し、可動アークコンタクト９を固定アークコンタクト１１から開離させ、一対のアークコンタクト間に発生したアークに、ピストン１５によって圧縮されたパッファシリンダ１０内のＳＦ_６ガスを吹き付けて行っている。このため、可動コンタクト９とパッファシリンダ１０の直線動作は、回転操作力を多数の操作機構を介して直線駆動力に変換するため、操作力のロスが発生しかつ部品点数が増すので、機械的信頼性の高い、大出力の操作装置が必要であった。

また、アークの消弧に必要なＳＦ_６ガスの吹き付け圧力を得るためには、パッファシリンダ１０内のＳＦ_６ガスをピストン１５によって十分に圧縮するとともに、特に大電流遮断においては、アークエネルギーによってパッファシリンダ１０内のＳＦ_６ガスを膨張、圧縮させ、ＳＦ_６ガスの吹き付け力を向上させることが必要となる。このため、パッファシリンダ１０の移動に要する時間と、アークエネルギーの有効利用のためには、最低でも電流通電サイクル中の半サイクル以上のアークの継続時間（以下、アーク時間という）が必要となるため、アークによる可動アークコンタクト９、固定アークコンタクト１１の消耗による電気的耐久性の確保や、遮断に必要なアークエネルギーの有効利用のための、アーク時間幅選定の困難さが問題となる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、回転駆動により接触部における所定の接離動作を低出力で簡潔な構成によって実現できる電力用開閉機器装置を提供することを目的とする。

この発明に係る電力用開閉装置では、消弧媒体を充填した円筒状絶縁性容器、前記円筒状絶縁性容器の内部において前記円筒状絶縁性容器の軸線と同一軸線上に設けられた回転軸からなる駆動手段により回転駆動され前記円筒状絶縁性容器の軸線を中心とする回転軌道を移動する接触部が設けられた第１の接触手段、前記第１の接触手段に設けられた接触部の回転軌道に対応して前記円筒状絶縁性容器の内面に配設される接触部が設けられた第２の接触手段、前記円筒状絶縁性容器の内面に前記第１の接触手段の接触部の回転軌道に対応し前記第１の接触手段の接触部の移動方向に延在して設けられた滑動用被膜を備え、前記駆動手段による前記第１の接触手段の回転駆動により前記第１の接触手段の接触部と前記第２の接触手段の接触部とを接離して開閉動作を行うとともに、前記第１の接触手段の接触部と前記第２の接触手段の接触部との接離動作を前記滑動用被膜により円滑に行わせるようにしたものである。

この発明によれば、回転駆動により接触部における所定の接離動作を低出力で簡潔な構成によって実現できる電力用開閉装置を提供することができる。

実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１および図２について説明する。図１は実施の形態１における構成を示すもので、閉路状態における構成を示す断面図である。図２は実施の形態１における遮断過程を説明するためのもので、図２（ａ）は実施の形態１における電動モータへの入力パルス波形を電流波形と対比して示す波形図である。図２（ｂ）は実施の形態１における遮断過程における構成を示す断面図である。

この発明による実施の形態１における回転式開閉機器装置の閉路状態における構成を示す図１において、操作機構部は、回転駆動軸２１に取り付けられたピストン２２と、このピストン２２と押圧用ばね２３を介して一体化して動作する可動コンタクト２４から構成される。
また、固定機構部はこの可動コンタクト２４の回転軌道と同心円状のシリンダ２５の外円周上の絶縁物外被２６と内円周上のテフロン（登録商標）として知られるポリテトラフルオロエチレンからなるフッ素樹脂で構成される滑動用被膜２７と固定コンタクト２９とから構成され、シリンダ２５とピストン２２間は、ＳＦ_６ガス２８が充填されており、固定コンタクト２９は接続用導体３０に接続される。

可動コンタクト２４には、接触部２４ａと、回転駆動軸２１を囲んでその外周面に固着された環状基部２４ｂと、環状基部２４ｂに一端を嵌合され自由端により接触部２４ａを外方へ向けて付勢する押圧ばね２３が設けられている。押圧ばね２３は接触部２４ａの固定コンタクト２９への接触時に所定の接触圧力で接触部２４ａを固定コンタクト２９へ圧接するとともに、可動コンタクト２４の回転駆動時に接触部２４ａを滑動用被膜２７へ適正な圧力で圧接し可動コンタクト２４の回転移動を円滑に行わせる。

この発明による実施の形態１における回転式開閉機器装置の遮断過程を説明するための図２において、パルス入力により駆動されるパルスモータからなる電動モータ（図示せず）によって発生した回転操作力が回転駆動軸２１に直接伝達され、回転駆動を行うことにより、回転駆動軸２１に取り付けられたピストン２２と一体化された可動コンタクト２４が回転駆動し、同心円状に配置された固定コンタクト２９から開離し、一対のコンタクト２４，２９間にアーク３１が発生する。このアーク３１に対して、可動コンタクト２４と一体となったピストン２２によってシリンダ２５の内部で流動されるＳＦ_６ガス２８を吹き付けて電流消弧を行う。

ここで、電動モータの駆動は、電流位相波形３２に対し、開極位相制御を行うことにより、電流零点付近の小さな電流位相から駆動を開始し、電動モータパルスステップ３３に示すような最大出力を瞬時に発生させ、ピストン２２と可動コンタクト２４を高速回転させ、アーク発生後の電流零点通過時に可動コンタクト２４は絶縁物外被２７部分を通過し、最適アーク時間で、電流遮断を行う。

電動モータによって駆動される回転駆動軸２１による可動コンタクト２４の回転駆動により可動コンタクト２４の接触部２４ａと固定コンタクト２９の接触部２９ａとを開離するタイミングを電流零点近傍の微小電流期間とすれば、可動コンタクト２４の接触部２４ａと固定コンタクト２９の接触部２９ａとの間の絶縁特性を導電体としての特性から抵抗体としての特性へ変化させることにより発生する逆起電力によりアークを発生せずに電流を遮断することができる。

対をなす接続用導体３０に接続された固定コンタクト２９により形成される回路を再投入する場合には、可動コンタクト２４は接触部２４ａが固定コンタクト２９に接触し環状基部２４ｂを介して対をなす接続用導体３０が橋絡される位置まで回転駆動される。
再投入しない場合は、可動コンタクト２４は接触部２４ａが固定コンタクト２９の設けられていない中間部で停止される。

この発明による実施の形態１によれば、ＳＦ_６などの消弧媒体を充填した絶縁物外被２６を有するシリンダ２５からなる円筒状絶縁性容器、前記シリンダ２５からなる円筒状絶縁性容器の内部において前記シリンダ２５からなる円筒状絶縁性容器の軸線と同一軸線上に設けられた電動モータ（図示せず）により回転駆動される回転駆動軸２１からなる駆動手段により回転駆動され前記シリンダ２５からなる円筒状絶縁性容器の軸線を中心とする回転軌道を移動する接触部２４ａが設けられた可動コンタクト２４からなる第１の接触手段、前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段に設けられた接触部２４ａの回転軌道に対応して前記シリンダ２５からなる円筒状絶縁性容器の内面に配設される接触部２９ａが設けられた固定コンタクト２９からなる第２の接触手段、前記シリンダ２５からなる円筒状絶縁性容器の内面に前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の接触部２４ａの回転軌道に対応し前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の接触部２４ａの移動方向に延在して設けられたポリテトラフルオロエチレンからなるフッ素樹脂で構成される滑動用被膜２７を備え、前記回転駆動軸２１からなる駆動手段による前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の回転駆動により前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の接触部２４ａと前記固定コンタクト２９からなる第２の接触手段の接触部２９ａとを接離して開閉動作を行うとともに、前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の接触部２４ａと前記固定コンタクト２９からなる第２の接触手段の接触部２９ａとの接離動作を前記ポリテトラフルオロエチレンからなるフッ素樹脂で構成される滑動用被膜２７により円滑に行わせるようにしたので、回転駆動により接触部における所定の接離動作を低出力で簡潔な構成によって実現できるとともに、開閉動作を円滑に行える電力用開閉機器装置を提供することができる。

また、この発明による実施の形態１によれば、前項の構成において、前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段を回転駆動する回転駆動軸２１からなる駆動手段を備え、前記回転駆動軸２１に直結するパルスモータからなる電動モータ（図示せず）を設けたので、回転軸に直結された電動モータによる回転駆動により接触部における所定の接離動作を低出力で簡潔な構成によって実現できる電力用開閉機器装置を提供することができる。

さらに、この発明による実施の形態１によれば、前項の構成において、前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段を回転駆動する回転駆動軸２１に直結される前記電動モータを位相制御するようにしたので、回転軸に直結された電動モータの位相制御による回転駆動により接触部における所定の接離動作を低出力で簡潔な構成によって実現できる電力用開閉機器装置を提供することができる。

そして、この発明による実施の形態１によれば、前項の構成において、前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の回転駆動により前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の接触部２４ａと前記固定コンタクト２９からなる第２の接触手段の接触部２９ａとを開離するタイミングを電流零点近傍の微小電流期間とし、前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の接触部２４ａと前記固定コンタクト２９からなる第２の接触手段の接触部２９ａとの間の絶縁特性を導電体としての特性から抵抗体としての特性へ変化させることにより発生する逆起電力によりアークを発生せずに電流を遮断するようにしたので、回転駆動により接触部における所定の接離動作を低出力で簡潔な構成によってアークを発生せずに実現できる電力用開閉機器装置を提供することができる。

さらにまた、この発明による実施の形態１によれば、前項の構成において、前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の回転駆動に応じて回転駆動され絶縁物外被２６を備えた円筒状のシリンダ２５からなる絶縁性容器で構成された前記容器に充填されたＳＦ_６などの消弧媒体を流動して消弧作用を行わせる前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段と一体化されたピストン２２からなる消弧媒体流動手段を設けたので、回転駆動により接触部における所定の接離動作を低出力で簡潔な構成によって実現できるとともに、消弧動作を確実に遂行できる電力用開閉機器装置を提供することができる。

実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図３について説明する。図３は実施の形態２における構成を示す断面図である。図３（ａ）は閉路状態を示している。図３（ｂ）は開路または接地状態を示している。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

この発明による実施の形態２における回転式開閉機器装置の閉路状態と開路または接地状態を説明するための図３において、図３（ａ）は閉路状態を示す。
絶縁物外被２６で構成され内周面に滑動用被膜２７を設けたシリンダ２５には、その内周面に固定コンタクト２９Ｒ，２９Ｓ，２９Ｔが設けられている。
回転駆動軸２１を囲んで回転駆動軸２１の外周面に取り付けられた可動コンタクト２４には、接触部２４Ｒ，２４Ｓが設けられている。

ここで、接続用導体３０と接続された固定コンタクトは下部２箇所の固定コンタクト２９Ｒ，２９Ｓであり、可動コンタクト２４には一対となる同下部２箇所にのみ接触部２４Ｒ，２４Ｓが取り付けてあり、図３（ａ）に示すように、シリンダ２５内の電路および接続用導体３０を介して閉路状態を形成する。この閉路状態では、可動コンタクト２４の接触部２４Ｒが固定コンタクト２９Ｒと接触するとともに、可動コンタクト２４の接触部２４Ｓが固定コンタクト２９Ｓと接触し、対をなす接続用導体３０は可動コンタクト２４によって橋絡接続されている。

次に、実施の形態１において図２に示したと同様の遮断過程を経て、図３（ｂ）に示す開路または接地状態に至る。この開路または接地状態では、可動コンタクト２４の接触部２４Ｒが固定コンタクト２９Ｓと接触するとともに、可動コンタクト２４の接触部２４Ｓが固定コンタクト２９Ｔと接触し、対をなす接続用導体３０のうちの一方の接続用導体３０が、無接続状態とされているか、あるいは、接地部位に接続されている固定コンタクト２９Ｔに、可動コンタクト２４によって橋絡接続されている。

この発明による実施の形態２によれば、ＳＦ_６などの消弧媒体を充填した絶縁物外被２６を有するシリンダ２５からなる円筒状絶縁性容器、前記シリンダ２５からなる円筒状絶縁性容器の内部において前記シリンダ２５からなる円筒状絶縁性容器の軸線と同一軸線上に設けられた電動モータ（図示せず）により回転駆動される回転駆動軸２１からなる駆動手段により回転駆動され前記シリンダ２５からなる円筒状絶縁性容器の軸線を中心とする回転軌道を移動する接触部２４Ｒ，２４Ｓが設けられた可動コンタクト２４からなる第１の接触手段、前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段に設けられた接触部２４Ｒ，２４Ｓの回転軌道に対応して前記シリンダ２５からなる円筒状絶縁性容器の内面に配設される接触部２９ａが設けられた固定コンタクト２９Ｒ，２９Ｓ，２９Ｔからなる第２の接触手段、前記シリンダ２５からなる円筒状絶縁性容器の内面に前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の接触部２４Ｒ，２４Ｓの回転軌道に対応し前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の接触部２４Ｒ，２４Ｓの移動方向に延在して設けられたポリテトラフルオロエチレンからなるフッ素樹脂で構成される滑動用被膜２７を備え、前記回転駆動軸２１からなる駆動手段による前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の回転駆動により、前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の接触部２４Ｒ，２４Ｓと前記固定コンタクト２９からなる第２の接触手段の接触部２９Ｒ，２９Ｓとの接合による閉路状態から、前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の接触部２４Ｒ，２４Ｓと前記固定コンタクト２９からなる第２の接触手段の接触部２９Ｓ，２９Ｔとの接合による開路または接地状態へ移行する開閉動作を行うとともに、前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の接触部２４Ｒ，２４Ｓと前記固定コンタクト２９からなる第２の接触手段の接触部２９Ｒ，２９Ｓ，２９Ｔとの接離動作を前記ポリテトラフルオロエチレンからなるフッ素樹脂で構成される滑動用被膜２７により円滑に行わせるようにしたので、回転駆動により接触部における閉路状態と開路または接地状態との移行を行う所定の接離動作を低出力で簡潔な構成によって実現できる電力用開閉機器装置を提供することができる。

実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図４および図５について説明する。図４は実施の形態３における構成を示すもので、閉路状態における構成を示す断面図である。図５は実施の形態３における遮断過程を説明するためのもので、図５（ａ）は実施の形態３における遮断過程を説明するための波形図であり、図５（ｂ）は実施の形態３における遮断過程における構成を示す断面図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

この発明による実施の形態３における回転式開閉機器装置の特に遮断器を説明するための図４において、操作機構部は、回転駆動軸２１とその周りを遊星運動するピストン２２と、このピストン２２と押圧用ばね２３を介して一体化して動作する可動コンタクト２４から構成される。
また、固定機構部はこの可動コンタクト２４の回転軌道と同軌道上のシリンダ２５を形成する絶縁物２６と固定コンタクト２９とから構成され、シリンダ２５とピストン２２間は、ＳＦ_６ガス２８が充填されており、固定コンタクト２９は接続用導体３０に接続される。

この発明による実施の形態３における回転式開閉機器装置の遮断過程を説明するための図５において、電動モータによって発生した回転操作力が直接回転駆動軸２１に伝達され、回転駆動を行うことにより、回転駆動軸２１に取り付けられ遊星運動をするピストン２２と一体化された可動コンタクト２４が回転駆動し、同軌道上に配置された固定コンタクト２９から開離し、一対のコンタクト２４，２９間にアーク３１が発生する。このアーク３１に対して、可動コンタクト２４と一体となったピストン２２とシリンダ２５によって圧縮されたＳＦ_６ガス２８を吹き付けて電流消弧を行う。

この実施の形態３における構成においては、パルス入力により駆動されるパルスモータからなる電動モータ（図示せず）に直結され電動モータによって回転駆動される回転駆動軸２１を囲んで配設される環状基部２４ｂを有する可動コンタクト２４の接触部２４ａが絶縁物外被２６で構成される断面楕円形の筒状シリンダ２５の内周面に圧接して設けられる。
回転駆動軸２１の回転駆動により回転駆動軸２１の外周面に圧接される可動コンタクト２４の環状基部２４ｂの内周面を介して可動コンタクト２４の接触部２４ａが筒状シリンダ２５の内周面に沿い遊星運動によ軌道を描くように移動し、可動コンタクト２４の接触部２４ａと固定コンタクト２９の接触部との接離動作を行うものである。

ここで、電動モータの駆動は、電流位相波形３２に対し、位相制御を行うことにより、電流零点付近の位相から駆動を開始し、電動モータパルスステップ３３を瞬時に最大出力へ到達させ、最適アーク時間で、電流遮断を行う。

電動モータによって駆動される回転駆動軸２１による可動コンタクト２４の回転駆動により可動コンタクト２４の接触部２４ａと固定コンタクト２９の接触部とを開離するタイミングを電流零点近傍の微小電流期間とすれば、可動コンタクト２４の接触部２４ａと固定コンタクト２９の接触部との間の絶縁特性を導電体としての特性から抵抗体としての特性へ変化させることにより発生する逆起電力によりアークを発生せずに電流を遮断することができる。

この発明による実施の形態３によれば、ＳＦ_６などの消弧媒体を充填した絶縁物外被２６で構成される断面楕円形のシリンダ２５からなる筒状絶縁性容器、前記シリンダ２５からなる筒状絶縁性容器の内部において前記シリンダ２５からなる筒状絶縁性容器の軸線と平行する軸線上に設けられた回転駆動軸２１からなる駆動手段により回転駆動され前記シリンダ２５からなる円筒状絶縁性容器の軸線を周回する遊星運動による回転軌道を移動する接触部２４ａが設けられた可動コンタクト２４からなる第１の接触手段、前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段に設けられた接触部２４ａの回転軌道に対応して前記シリンダ２５からなる筒状絶縁性容器の内面に配設される接触部が設けられた固定コンタクト２９からなる第２の接触手段を備え、前記回転駆動軸２１からなる駆動手段による前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の回転駆動により前記可動コンタクト２４からなる第１の接触手段の接触部２４ａと前記固定コンタクト２９からなる第２の接触手段の接触部とを接離して開閉動作を行わせるようにしたので、遊星運動を伴う回転駆動により接触部における所定の接離動作を低出力で簡潔な構成によって実現でき、さらに、ピストン２２とシリンダ２５の圧縮作用をより大きくし、ＳＦ_６ガスをより高速にアークに作用させることができるので、より遮断特性のすぐれた電力用開閉機器装置を提供することができる。

この発明による実施の形態１から実施の形態３まででは、次の（１）〜（６）項に記載する構成が提案されている。
（１）電力系統に用いられる遮断器、断路器、接地開閉器などの開閉極部において、可動コンタクト２４とピストン２２を回転駆動方式とし、固定コンタクト２９と絶縁物を可動コンタクト２４の回転軌道と同心上に設けることにより、可動コンタクト２４の回転駆動により固定コンタクト２９との開離を行う機能を備えた回転式開閉機器装置。

（２）前記（１）項の回転式開閉機器装置において、コンタクト２４，２９間の開離を行なう駆動方式は、電動モータを用いて直接駆動させることにより、従来の複雑なリンク機能などを介した直接駆動への変換が不要となる簡素で効率的な動作機能を備えた回転式開閉機器装置。

（３）前記（１）項の回転式開閉機器装置において、コンタクト２４，２９間の開離を行なう駆動方式は、電動モータを用いて直接駆動させることにより、電極の開閉極位相制御を精密に行い、サージを抑制する電圧位相タイミングでの電極の投入や、最適アーク時間で電流を遮断する機能を備えた回転式開閉機器装置。

（４）前記（１）項の回転式開閉機器装置において、電流遮断後の電極間に発生する回復電圧に耐えうる電極間距離に瞬時に移動可能な機能を備えた回転式開閉機器装置。

（５）前記（１）項の回転式開閉機器装置において、ピストン２２を回転駆動させることにより、可動コンタクト２４と固定コンタクト２９および絶縁物間の消弧媒体を圧縮、膨張させ、可動コンタクト２４の回転によって移動するアークに作用させることにより、アークを急速に冷却し消弧する機能を備えた回転式開閉機器装置。

（６）前記（１）項の回転式開閉機器装置において、可動コンタクト２４の回転駆動により固定コンタクト２９との開離を行なうタイミングを電流零点近傍の微小電流期間とし、コンタクト２４，２９間の絶縁物を導電性から抵抗体に変化させることにより発生する逆起電力によりアークを発生せずに電流を遮断する機能を備えた回転式開閉機器装置。

この発明に係る電力用開閉機器装置では、回転駆動を行うピストン２２と、このピストン２２と一体化して動作する可動コンタクト２４と、この可動コンタクト２４の周囲に絶縁部分と断続的に配置された固定コンタクト２９とを備え、電流遮断を行う場合に、上記ピストン２２が、電動モータによって発生した回転操作力が直接伝達され、回転駆動を行うことにより、可動コンタクト２４の周囲に配置された固定コンタクト２９から開離し、一対のコンタクト２４，２９間に発生したアークに、可動コンタクト２４と一体となったピストン２２によって圧縮されたＳＦ_６ガスを吹き付けて電流消弧を行う手段を含むことを特徴とする回転式開閉機器装置を提供するものである。

この発明による実施の形態１から実施の形態３までによれば、電動モータにより可動コンタクト２４を回転駆動することにより、可動コンタクト２４の周囲に配置された固定コンタクト２９から開離し、一対のコンタクト２４，２９間に発生したアークに、可動コンタクト２４と一体となったピストン２２によって圧縮されたＳＦ_６ガスを吹き付ける手段を備えたことにより、電動モータの回転操作力を直線駆動変換することなく、直接ピストンとこれに一体化された可動コンタクトを回転駆動できることから、駆動力の損失が少なく、低操作力の簡単な機構で一対のコンタクトを開離できる。また、ピストンによって圧縮されたＳＦ_６ガスを瞬時にアークに作用させることができるので、アークによるコンタクトの消耗が少なくできる。また、電動モータにより直接一対のコンタクトを開離するため、精密な動作開始時間を制御できるため、最適なアーク時間による電流遮断が可能となる。

この発明による実施の形態１における閉路状態での構成を示す断面図である。この発明による実施の形態１における遮断過程を説明するための波形図および断面図である。この発明による実施の形態２における閉路状態と開路または接地状態を説明するための断面図である。この発明による実施の形態３における構成を示す断面図である。この発明による実施の形態３における遮断過程を説明するための波形図および断面図である。

符号の説明

２１回転駆動軸、２２ピストン、２３押圧用ばね、２４可動コンタクト、２５シリンダ、２６絶縁物外被、２７滑動用被膜、２８ＳＦ_６ガス、２９固定コンタクト、３０接続用導体、３１アーク、３２電流位相波形、３３電動モータパルスステップ。

Claims

消弧媒体を充填した円筒状絶縁性容器、前記円筒状絶縁性容器の内部において前記円筒状絶縁性容器の軸線と同一軸線上に設けられた回転軸からなる駆動手段により回転駆動され前記円筒状絶縁性容器の軸線を中心とする回転軌道を移動する接触部が設けられた第１の接触手段、前記第１の接触手段に設けられた接触部の回転軌道に対応して前記円筒状絶縁性容器の内面に配設される接触部が設けられた第２の接触手段、前記円筒状絶縁性容器の内面に前記第１の接触手段の接触部の回転軌道に対応し前記第１の接触手段の接触部の移動方向に延在して設けられた滑動用被膜を備え、前記駆動手段による前記第１の接触手段の回転駆動により前記第１の接触手段の接触部と前記第２の接触手段の接触部とを接離して開閉動作を行うとともに、前記第１の接触手段の接触部と前記第２の接触手段の接触部との接離動作を前記滑動用被膜により円滑に行わせるようにしたことを特徴とする電力用開閉装置。
消弧媒体を充填した容器、前記容器の内部において駆動手段により回転駆動され遊星運動による回転軌道を移動する接触部が設けられた第１の接触手段、前記第１の接触手段に設けられた接触部の回転軌道に対応して配設される接触部が設けられた第２の接触手段を備え、前記駆動手段による前記第１の接触手段の回転駆動により前記第１の接触手段の接触部と前記第２の接触手段の接触部とを接離して開閉動作を行わせることを特徴とする電力用開閉装置。
消弧媒体を充填した円筒状絶縁性容器、前記円筒状絶縁性容器の内部において前記円筒状絶縁性容器の軸線と平行する軸線上に設けられた回転軸からなる駆動手段により回転駆動され前記円筒状絶縁性容器の軸線を周回する遊星運動による回転軌道を移動する接触部が設けられた第１の接触手段、前記第１の接触手段に設けられた接触部の回転軌道に対応して前記円筒状絶縁性容器の内面に配設される接触部が設けられた第２の接触手段を備え、前記駆動手段による前記第１の接触手段の回転駆動により前記第１の接触手段の接触部と前記第２の接触手段の接触部とを接離して開閉動作を行わせるようにしたことを特徴とする電力用開閉装置。
前記第１の接触手段を回転駆動する回転軸からなる駆動手段を備え、前記回転軸に直結する電動モータを設けたことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の電力用開閉装置。
前記第１の接触手段を回転駆動する回転軸に直結される前記電動モータを位相制御することを特徴とする請求項４に記載の電力用開閉装置。
前記第１の接触手段の回転駆動により前記第１の接触手段の接触部と前記第２の接触手段の接触部とを開離するタイミングを電流零点近傍の微小電流期間としたことを特徴とする請求項５に記載の電力用開閉装置。
前記第１の接触手段の回転駆動に応じて回転駆動され前記容器に充填された消弧媒体を流動して消弧作用を行わせる消弧媒体流動手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の電力用開閉装置。