JP4956141B2 - 真空遮断器 - Google Patents

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Description

本発明は、操作機構に電磁アクチュエータを用いた真空遮断器に係り、特に制御回路の
電源喪失時に開路操作を行うことのできる真空遮断器に関する。
従来のこの種の電磁アクチュエータを用いた真空遮断器は、ソレノイドコイルを励磁し
て開路操作と閉路操作とを行い、閉路完了時には、ソレノイドコイルを非励磁とし、永久
磁石の保持力で閉路状態が保持されるようになっている。このため、制御回路が停電など
で電源が喪失されると、ソレノイドコイルを励磁して永久磁石の保持力を低減させること
ができず、開路操作を行うことができなかった。
この対応策として、電源喪失時には、可搬式の操作電源装置を制御回路に接続してソレ
ノイドコイルを励磁し、強制的に開路操作を行うものが知られている(例えば、特許文献
1参照)。
特開2006−86092号公報 (第4〜5ページ、図1)
上記の従来の真空遮断器においては、次のような問題がある。
可搬式の操作電源装置では、この操作電源装置のコイルの断線や制御回路の故障などか
ら発電を行うことができず、ソレノイドコイルを励磁することができない可能性がある。
また、操作電源装置自体が部品点数の増加であり、保管するためのスペースが必要となっ
ている。
このため、停電時などにおいて、発電を行ってソレノイドコイルを励磁する電気的操作
に替わり、機械的操作により永久磁石の磁力による保持力を引き外し、容易に開路操作を
行うことができるものが望まれていた。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、機械的操作により永久磁石による
保持力を引き外し、開路操作することのできる真空遮断器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の真空遮断器は、真空バルブの可動軸に連結された操作ロッドと、前記操作ロッドが移動自在に貫通する磁路を形成するためのヨークと、前記ヨーク内の前記操作ロッドに固定されたアーマチュアと、前記アーマチュアを開路方向および閉路方向に移動させるソレノイドコイルと、前記アーマチュアを吸引して閉路保持する永久磁石と、前記ヨーク外の前記操作ロッドに固定された回転自在の第1のローラと、前記第1のローラに当接する回転自在の第2のローラと、前記第2のローラが固定されるとともに、前記操作ロッドを開路方向に移動させるための所定の開路操作力を伝達する複数のリンクと、前記複数のリンクを駆動させる開路操作ロッドとを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、電磁アクチュエータからなる操作機構に、複数のリンクを連結して永
久磁石の磁力に勝る操作力が得られる機械的操作のリンク機構を設けているので、制御回
路の電源喪失時に、容易に真空遮断器を開路状態にさせることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
先ず、本発明の実施例1に係る真空遮断器を図1および図2を参照して説明する。図1
は、本発明の実施例1に係る真空遮断器の構成を示す閉路状態の断面図、図2は、本発明
の実施例1に係る真空遮断器の構成を示す開路状態の断面図である。
図1に示すように、真空遮断器は、図示中央部を境として、図示右側の開閉部1aと、
図示左側の操作機構部1bとに分かれて構成されている。
開閉部1aには、コ字状の絶縁バリア2が設けられ、図示上方に上部導体3がボルト4
で固定されている。図示下方には、下部導体5がボルト4で固定されている。上部導体3
と下部導体5との先端には、他の電気機器の主回路と接続するための接触子6がそれぞれ
設けられている。
上部導体3と下部導体5間には、接離自在の一対の接点7を有する真空バルブ8が固定
されている。真空バルブ8の可動軸9は下部導体5を移動自在に摺動接触して貫通し、そ
の端部には絶縁操作ロッド10の一方端が連結されている。他方端には、板状の連結リン
ク11の一方端が可動ピン12で連結されている。連結リンク11は、架台13に固定さ
れた固定ピン14を支点として回動自在となっている。
操作機構部1bには、連結リンク11の他方端に、第1の操作ロッド15が可動ピン1
6で連結されている。第1の操作ロッド15には、接点7が閉路したときに接触荷重を加
えるワイプバネ17が設けられている。また、第1の操作ロッド15端には、非磁性体か
らなる第2の操作ロッド18が軸方向の直線上に固定されるとともに、軸方向と直交する
方向に回転自在の第1のローラ19が固定されている。
第2の操作ロッド18にはアーマチュア20が固定され、その周りには、ソレノイドコ
イルの閉路コイル21と開路コイル22、および永久磁石23が設けられている。また、
これらを囲むように磁路を形成するためのヨーク24が設けられている。即ち、ヨーク2
4内にアーマチュア20やソレノイドコイルなどが収納され、第2の操作ロッド18がヨ
ーク24の一側面を移動自在に貫通し、電磁アクチュエータが構成される。なお、第1の
ローラ19は、ヨーク24外の第2の操作ロッド18に固定されている。
一方、第1のローラ19には、三角形状の第1のリンク25の所定の頂点に固定された
回転自在の第2のローラ26が当接するようになっている。第1のリンク25は、第2の
ローラ26と異なる頂点に固定された固定ピン27を支点として回動自在となっている。
そして、第2のローラ26、固定ピン27と異なる残りの頂点には、板状の第2のリンク
28の一方端が可動ピン29で連結されている。第2のリンク28は、その中間部に固定
された固定ピン30を支点として回動自在となっている。
第2のリンク28の他方端には、正面側の正面パネル31から伸びた開路操作ロッド3
2の先端が当接するようになっている。開路操作ロッド32には、この開路操作ロッド3
2を正面側に戻すように付勢された復帰バネ33が設けられている。
次に、真空遮断器の開閉動作を説明する。
図示しない制御回路から閉路信号が発せられると、閉路コイル21が励磁され、アーマ
チュア20が図示下方の閉路方向に移動する。アーマチュア20が移動すると、連結リン
ク11が固定ピン14を支点として反時計方向に回動するので、可動軸9が図示上方に移
動し、接点7間が接触する。閉路が完了すると、閉路コイル21を非励磁とし、永久磁石
23の磁力で閉路状態を保持する。
また、図示しない制御回路から開路信号が発せられると、開路コイル22が励磁され、
永久磁石23の磁力に反する磁束を発生する。そして、永久磁石23の磁力に勝る磁力に
なると、アーマチュア20が図示しない開路バネのバネ力によって図示上方の開路方向に
移動する。これにより、接点7間が開離する。開路が完了すると、開路コイル22を非励
磁とし、前記開路バネのバネ力で開路状態を保持する。
ここで、制御回路が停電などで電源が喪失されると、開路コイル22を励磁することが
できない。停電などの非常時には、主回路を開路することが安全サイドの考え方であり、
この真空遮断器においても開路させる必要がある。このような場合の開路手段を図2を参
照して説明する。
開路操作ロッド32を正面パネル31側から押して、図示右方向に移動させる。すると
、開路操作ロッド32先端は第2のリンク28端に当接し、更に押し続けると、第2のリ
ンク28が固定ピン30を支点として時計方向に回動する。これにより、第1のリンク2
5も固定ピン27を支点として時計方向に回動する。この回動によって、第2のローラ2
6が円弧状で図示上方に移動しながら、第1のローラ19に当接し、第1のローラ19を
図示上方に押し上げる。各ローラ19、26は回転しながら上述の動作を行うので、摩擦
抵抗が小さく、第1のローラ19に連結されている第2の操作ロッド18を軸方向に直線
的に移動させることができる。
なお、第1のローラ19のように回転するものに限らず、摩擦抵抗を考慮しなくてもよ
いものでは、円柱状のピンのような突起部でもよい。第1のリンク25の端部が当接し、
第1のリンク25の回動によって、第2の操作ロッド18を移動させることができればよ
い。これらの突起部は、開路方向に移動させるためものであり、第2の操作ロッド18に
固定された開路部材と定義する。
第2の操作ロッド18が移動すると、アーマチュア20が永久磁石23から開離するの
で、永久磁石23による磁力は急激に弱まり、前記開路バネのバネ力により、開路が始ま
る。同時に、可動軸9が図示下方の開路方向に移動し、接点7間が開離し、開路状態とす
ることができる。
ここで、開路操作ロッド32が当接する第2のリンク28と固定ピン30との距離(L
1)と、固定ピン30と可動ピン29との距離(L2)をL1>L2とし、また、第2の
ローラ26と固定ピン27との距離(L3)と、固定ピン27と可動ピン29との距離(
L4)をL3<L4とすると、小さな操作力で容易に第2の操作ロッド18を移動させる
ことができる。即ち、開路操作ロッド32からの操作力が小さくても、第2のローラ26
では大きな操作力となり、真空遮断器を容易に開路させることができる。
例えば、永久磁石23の磁力が百数〜数百kgであっても、前述の各距離(L1、L2
、L3、L4)の比を所定の値にすれば、開路操作ロッド32の操作力を数kgにするこ
とができる。また、開路操作ロッド32の操作は、真空遮断器の正面側に位置しているの
で、作業スペースを確保することができる。これらにより、操作員が容易に開路操作を行
うことができる。
上記実施例1の真空遮断器によれば、開路操作ロッド32を正面側から押すことで、第
2のリンク28と第1のリンク25とを回動させ、大きな操作力として第2の操作ロッド
18を開路方向に移動させているので、制御回路の電源喪失時に永久磁石23の磁力に勝
る操作力を機械的操作で得ることができ、容易に真空遮断器を開路状態にすることができ
る。
上記実施例1では、開路操作を第1のリンク25と第2のリンク28とを回動させて説
明したが、三つ以上の複数のリンクを用いて、開路操作ロッド32から伝達される操作力
が大きくなるように複数のリンクを駆動させ、第2のローラ26を移動させるようにして
もよい。このように複数のリンクによって操作力を大きくし、開路操作が行える操作力を
所定の開路操作力と定義する。なお、上記実施例1で説明した第1のリンク25と第2の
リンク28とで開路操作を行うものが、部品点数が少なく、各リンク25、28の回動範
囲を含めたスペースを小さくすることができるので好ましい。
次に、本発明の実施例2に係る真空遮断器を図3を参照して説明する。図3は、本発明
の実施例2に係る真空遮断器の構成を示す要部拡大断面図である。なお、この実施例2が
実施例1と異なる点は、第2のリンクに凹部を設けたことである。図3において、実施例
1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図3に示すように、開路操作ロッド32先端が当接する第2のリンク28には、開路操
作ロッド32の外径よりも大きい内径を有する凹部34を設けている。これにより、開路
操作ロッド32の先端を確実に第2のリンクに当接させることができる。
上記実施例2では、実施例1による効果のほかに、第2のリンク28を確実に回動させ
ることができる。
次に、本発明の実施例3に係る真空遮断器を図4を参照して説明する。図4は、本発明
の実施例3に係る真空遮断器の構成を示す要部拡大正面図である。なお、この実施例3が
実施例1と異なる点は、開路操作ロッド端面に表示を設けたことである。図4において、
実施例1と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図4に示すように、開路操作ロッド32の正面側の端面には、停電時に強制的に開路操
作が行えることを示す表示部35を設けている。この例では、停電時開路用ボタンと表記
している。なお、赤色など着色をし、非常用であることを示して操作員が容易に目視でき
るようにしてもよい。
上記実施例3では、実施例1による効果のほかに、操作員が容易に開路操作を行うこと
ができる。
本発明の実施例1に係る真空遮断器の構成を示す閉路状態の断面図。 本発明の実施例1に係る真空遮断器の構成を示す開路状態の断面図。 本発明の実施例2に係る真空遮断器の構成を示す要部拡大断面図。 本発明の実施例3に係る真空遮断器の構成を示す要部拡大正面図。
符号の説明
1a 開閉部
1b 操作機構部
2 絶縁バリア
3 上部導体
4 ボルト
5 下部導体
6 接触子
7 接点
8 真空バルブ
9 可動軸
10 絶縁操作ロッド
11 連結リンク
12、16、29 可動ピン
13 架台
14、27、30 固定ピン
15 第1の操作ロッド
17 ワイプバネ
18 第2の操作ロッド
19 第1のローラ
20 アーマチュア
21 閉路コイル
22 開路コイル
23 永久磁石
24 ヨーク
25 第1のリンク
26 第2のローラ
28 第2のリンク
31 正面パネル
32 開路操作ロッド
33 復帰バネ
34 凹部
35 表示部

Claims (3)

  1. 真空バルブの可動軸に連結された操作ロッドと、
    前記操作ロッドが移動自在に貫通する磁路を形成するためのヨークと、
    前記ヨーク内の前記操作ロッドに固定されたアーマチュアと、
    前記アーマチュアを開路方向および閉路方向に移動させるソレノイドコイルと、
    前記アーマチュアを吸引して閉路保持する永久磁石と、
    前記ヨーク外の前記操作ロッドに固定された回転自在の第1のローラと、
    前記第1のローラに当接する回転自在の第2のローラと、
    前記第2のローラが固定されるとともに、前記操作ロッドを開路方向に移動させるための所定の開路操作力を伝達する複数のリンクと、
    前記複数のリンクを駆動させる開路操作ロッドとを備えたことを特徴とする真空遮断器。
  2. 前記開路操作ロッドが当接する前記リンクの部分に凹部を設けたことを特徴とする請求項1に記載の真空遮断器。
  3. 前記開路操作ロッドの正面側端面に強制的に開路操作が行えることを示す表示部を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の真空遮断器。
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