JP5036647B2

JP5036647B2 - 接点切替開閉器

Info

Publication number: JP5036647B2
Application number: JP2008178632A
Authority: JP
Inventors: 智徳本; 伯浩菅野; 尚明深津
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Toko Electric Corp
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Toko Electric Corp
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2028-07-09
Also published as: JP2010020947A

Description

本発明は、自動電圧調整器（ＳＶＲ）を配電線路に投入し、または配電線路から解列するために使用される接点切替開閉器に関するものである。

従来より、この種の接点切替開閉器は種々提供されている。
例えば、特許文献１に記載された開閉器は、高圧配電線の電源側と負荷側との間を開閉する第１開閉部、第１開閉部の電源側と電圧調整器の１次側端子との間を開閉する第２開閉部、及び、電圧調整器の２次側端子と第１開閉部の負荷側との間を開閉する第３開閉部を備え、第１開閉部を開路として第２開閉部及び第３開閉部を閉路とする電圧調整器への通電状態と、第１開閉部を閉路として第２開閉部及び第３開閉部を開路とする本線通電（短絡）状態と、第１開閉部及び第２開閉部を閉路として第３開閉部を開路とする電圧調整器課電並びに本線通電（短絡）状態との３態様の切替開閉操作を可能にしている。
また、第１〜第３開閉部を１つの操作軸により切替操作可能とし、開閉器の小型化を図っている。

更に、特許文献２に記載された開閉器は、第１開閉部、第２開閉部及び第３開閉部を本体ケース内に配設し、各開閉部の可動電極にそれぞれ設けた歯車を直接または間接に主歯車に噛合させ、この主歯車をハンドル操作により駆動して各歯車の回動時期を制御することにより第１〜第３開閉部の開閉動作を制御するものである。
また、特許文献３に記載された開閉器は、上記同様に第１〜第３開閉部を備えると共に、操作機構部に、蓄力用バネと、その蓄勢、開放を制御する第１ラッチ機構部と、各開閉部の開閉をロックする第２，第３ラッチ機構部と、主歯車と、第１開閉部及び第２開閉部の可動電極に連動する第１，第２歯車と、リンク機構とを備え、ハンドルと連動する駆動ベースにより蓄力用バネを蓄勢すると共に各ラッチ機構部を動作させ、蓄力用バネの蓄力により主歯車を介し第１，第２歯車を回転させて第１〜第３開閉部を開閉するものである。

特開平１１−５４０００号公報特開２００３−１６８８４号公報特開２００５−３２４９７号公報

特許文献１に係る従来技術では、操作ハンドルに連結された第１可動電極及び第２可動電極が複数の固定電極に接離して第１〜第３開閉部を開閉するように構成されており、複数の固定電極を円周状に配置する必要があるため設計上の制約があると共に、第１可動電極を最大限で４個の固定電極に接触させるために十分な大きさを持たせなくてはならず、これが開閉器の大型化を招いていた。
また、特許文献２，３に係る従来技術では、操作ハンドルの動作を第１〜第３開閉部に伝達するための複数の歯車やラッチ機構部からなる操作機構の構造が概して複雑であり、これらがコスト上昇の原因となっていた。

そこで、本発明の解決課題は、操作機構の構造の簡略化、装置全体の小型化、低コスト化を可能にした接点切替開閉器を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、系統側配電線路と負荷側配電線路との間に配置されてこれらの配電線路間を開閉する幹線用接点と、
この幹線用接点の系統側及び負荷側にそれぞれ配置され、かつ、前記系統側配電線路と前記負荷側配電線路との間において自動電圧調整器を投入または解列するために開閉されるＳＶＲ用第１接点及びＳＶＲ用第２接点と、を備え、
前記幹線用接点を閉成し、かつ前記ＳＶＲ用第１接点及びＳＶＲ用第２接点を開放するＳＶＲ開放状態と、前記幹線用接点を開放し、かつ前記ＳＶＲ用第１接点及びＳＶＲ用第２接点を閉成するＳＶＲ投入状態とを、前記負荷側配電線路への電力供給を継続しながら切替可能とした接点切替開閉器において、
ＳＶＲ用ハンドルの操作により回動するＳＶＲ用ハンドル側レバーと、
前記ＳＶＲ用ハンドル側レバーに連結され、かつ、前記ＳＶＲ用ハンドル側レバーが所定角度回動してから回動を開始する第１駆動カムと、
前記第１駆動カムと同軸上に配置されて前記第１駆動カムに連動する第２駆動カムと、
前記第２駆動カムに連動して回動するＳＶＲ用接点第１駆動レバー及びＳＶＲ用接点第３駆動レバーと、
前記ＳＶＲ用接点第１駆動レバーに連動して回動するＳＶＲ用接点第２駆動レバーと、
前記ＳＶＲ用接点第３駆動レバーに連動して回動するＳＶＲ用接点第４駆動レバーと、
前記ＳＶＲ用接点第２駆動レバー及び前記ＳＶＲ用接点第４駆動レバーが停止した後に前記第２駆動カムに連動して回動する幹線用接点第１駆動レバーと、
前記幹線用接点第１駆動レバーに連動して回動する幹線用接点第２駆動レバーと、
を備え、
前記ＳＶＲ用接点第２駆動レバーを、リンクを介して前記ＳＶＲ用第１接点の可動接触子に連結し、かつ、前記ＳＶＲ用接点第４駆動レバーを、リンクを介して前記ＳＶＲ用第２接点の可動接触子に連結すると共に、前記幹線用接点第２駆動レバーを、リンクを介して前記幹線用接点の可動接触子に連結したものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載した接点切替開閉器において、
幹線用ハンドルの操作により回動する幹線用ハンドル側レバーを更に備え、
前記幹線用ハンドル側レバーを、リンクを介して前記幹線用接点第２駆動レバーに連結したものである。

本発明によれば、ＳＶＲ用ハンドルに連動するＳＶＲ用ハンドル側レバーや第１駆動カム、第２駆動カム、ＳＶＲ用接点及び幹線用接点の可動接触子を駆動するための複数の駆動レバー、リンク等からなる操作機構により、負荷側への電力供給を継続しながら、ＳＶＲ解放状態、全投入状態、ＳＶＲ投入状態の相互間の移行を確実に実現することができる。
また、可動接触子としては一般的なブレード状のものを使用可能であり、特許文献１のように部品の配置上の制約や装置全体の大型化を招くおそれもなく、上記操作機構を比較的簡単な構成により低コストにて実現することができる。

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、図１は本実施形態に係る接点切替開閉器の概略的な動作説明図である。図１において、１００は接点切替開閉器（以下、単に開閉器ともいう）、３１０，３２０は配電線路（３１０を系統側、３２０を負荷側とする）、１１０は配電線路３１０，３２０を開閉するための幹線用接点、２００は自動電圧調整器（ＳＶＲ）、１２０，１３０は配電線路３１０，３２０間にＳＶＲ２００を投入または解列するためのＳＶＲ用第１接点，同第２接点である。なお、図では単相分の回路が示されているが、実際の開閉器には三相分の回路が設けられる。

この実施形態では、図１（ａ）に示すように全ての接点１１０，１２０，１３０を開放した全開放状態と、図１（ｂ）に示すように幹線用接点１１０を閉成してＳＶＲ用接点１２０，１３０を開放し、ＳＶＲ２００を配電線路３１０，３２０から解列するＳＶＲ開放状態と、図１（ｃ）に示すように幹線用接点１１０を開放してＳＶＲ用接点１２０，１３０を閉成し、ＳＶＲ２００を配電線路３１０，３２０に投入するＳＶＲ投入状態とを順次切り替えて実現可能である。また、後述するが、ＳＶＲ開放状態とＳＶＲ投入状態との間で、全ての接点１１０，１２０，１３０を投入する全投入状態を実現することもできる。
ここで、全開放状態は、開閉器の新設、取替工事等を行うためのものである。また、ＳＶＲ開放状態及びＳＶＲ投入状態は、通常の運用時において、負荷側への電力供給を継続したままの状態で幹線用接点１１０またはＳＶＲ用接点１２０，１３０を閉成するものである。

次に、図２（ａ）は本実施形態の外観を示す正面図、図２（ｂ）は同じく右側面図である。これらの図において、２１０，２２０はＳＶＲ２００に接続されたケーブル、４１０は幹線用接点１１０を開閉操作するための幹線用ハンドル（全開放用ハンドル）、４２０はＳＶＲ用第１接点，第２接点（両者を単にＳＶＲ用接点ともいう）１２０，１３０を開閉操作するためのＳＶＲ用ハンドルであり、これらのハンドル４１０，４２０は何れも手動にて操作可能となっている。また、これらのハンドルは、取付け位置が図示の如く限定されず、開閉器の構成に応じて適宜位置に配置してもよい。
なお、必要に応じて各ハンドルによる手動操作を制御器（図示せず）による自動操作に置き換えても良い。

次いで、幹線用接点１１０及びＳＶＲ用接点１２０，１３０の操作機構を説明する。
まず、図３（ａ），（ｂ）は幹線用接点１１０の操作機構の説明図であり、図３（ａ）は全開放状態、図３（ｂ）はＳＶＲ開放状態（幹線用接点投入状態）を示している。
これらの図において、１１１は幹線用接点１１０の可動接触子、１１２は同じく固定接触子、１２１，１３１はそれぞれＳＶＲ用接点１２０，１３０の可動接触子、１２２，１３２は同じく固定接触子である。

図３（ａ）（図１（ａ）と同様）の全開放状態において、図示されていない幹線用ハンドル４１０は図２（ａ）のような位置にあり、この状態で幹線用ハンドル４１０を時計回りに回動させると、図３（ａ）の幹線用ハンドル側レバー１４１が時計回りに回動し、リンク１４２，１４２Ｌ，１４２Ｒを介して、幹線用接点第２駆動レバー１４３を軸１４４を中心として反時計回りに回動させる。なお、３個のリンク１４２，１４２Ｌ，１４２Ｒは、固定中心軸を持たずにフリーな状態で移動可能である。
この時、幹線用接点第１駆動レバー１７８は、後述する第２駆動カム１７１に設けられた長孔１７１ｂ（図４（ｂ）参照）によって回動しないように抑制されており、リンク１４２Ｌの左端が回動中心となるため、幹線用接点第２駆動レバー１４３のみが回動する。
これにより、幹線用接点第２駆動レバー１４３の端部に一端が連結されたリンク１４５が引き下げられるので、このリンク１４５の他端に連結された幹線用接点１１０の可動接触子１１１が反時計回りに回動し、図３（ｂ）に示す如く固定接触子１１２に接触する。
従って、図１（ｂ）に示したように幹線用接点１１０が閉成され、ＳＶＲ用接点１２０，１３０が開放された状態となる。

次に、ＳＶＲ用接点１２０，１３０の操作機構を図４〜図８を参照しつつ説明する。
まず、図４（ａ）は、前述した図３（ｂ）のＳＶＲ開放状態（幹線用接点投入状態）である。開閉器１００の内部には、図４（ｂ）に示す第２駆動カム１７１と、図４（ｃ）に示す第１駆動カム１５３及びＳＶＲ用ハンドル側レバー１５１とが収納されている。ここで、第１駆動カム１５３と第２駆動カム１７１とは共通軸１５３ａによって同軸上に連結されており、両カム１５３，１７１は一体的に０度〜９０度の範囲で回動可能である。
また、ＳＶＲ用ハンドル側レバー１５１は、図２のＳＶＲ用ハンドル４２０に連動し、図４（ｃ）に示す軸１５１ｃを中心として回動可能となっている。

いま、図４（ｃ）におけるインターロックソレノイド１５７を動作させてＳＶＲ用ハンドル側レバー１５１の段部１５１ｂ（図５（ｃ）参照）の係止を解除し、この状態からＳＶＲ用ハンドル４２０を時計回りに回動させると、ＳＶＲ用ハンドル側レバー１５１が時計回りに回動しながら投入バネ１５２を蓄勢し、図５（ｃ）のような状態となる。このとき、第１駆動カム１５３及び第２駆動カム１７１は、投入ラッチ１５４が第１駆動カム１５３の段部１５３ｂ（図６（ｃ）参照）に係止しているため、回動することはない。
また、図５（ｃ）の状態では、開放ラッチ１５６がＳＶＲ用ハンドル側レバー１５１の段部１５１ａ（図４（ｃ）参照）に係止している。

次に、投入ラッチ１５４が段部１５３ｂから外れて第１駆動カム１５３が回動を開始する動作を、図８を参照しつつ以下に説明する。なお、図８（ａ）は図４（ｃ）と同じ状態、図８（ｂ）は、図５（ｃ）の状態からＳＶＲ用ハンドル側レバー１５１が若干、時計回りに回動した状態である。
図８（ａ），（ｂ）に示すように、ＳＶＲ用ハンドル側レバー１５１と投入ラッチ１５４とはリンク２００によって連結されている。なお、図８（ａ），（ｂ）では、ガイドリンク１５９の図示を省略してある。
ＳＶＲ用ハンドル側レバー１５１の回動当初は、リンク２００に設けられた長孔２００ａにより投入ラッチ１５４は回動しないが、ＳＶＲ用ハンドル側レバー１５１が初期位置から時計回りに９０度回動すると、図８（ｂ）のようにピン１５１ｄが長孔２００ａの右端部に当接することにより、リンク２００を介して投入ラッチ１５４が反時計回りに回動し、第１駆動カム１５３の段部１５３ｂが投入ラッチ１５４から外れる。このため、それ以後、第１駆動カム１５３は時計回りに回動可能になると共に第２駆動カム１７１も時計回りに回動するので、図６（ｂ），（ｃ）のような状態となる。
第１駆動カム１５３及び第２駆動カム１７１が５０％（初期位置から４５度）回動すると、第２駆動カム１７１に設けられたＳＶＲ用接点第１駆動レバー１７５及びＳＶＲ用接点第３駆動レバー１７４も時計回りに回動し、これらのレバー１７５，１７４に連動するリンク１７６，１７２を介して、ＳＶＲ用接点第２駆動レバー１７７が反時計回りに、ＳＶＲ用接点第４駆動レバー１７３が時計回りにそれぞれ回動する。

これにより、図６（ａ）に示す如く、ＳＶＲ用接点第２駆動レバー１７７にリンク１４６を介して連結された可動接触子１２１が反時計回りに回動して固定接触子１２２に接触し、ＳＶＲ用接点第４駆動レバー１７３にリンク１４７を介して連結された可動接触子１３１が時計回りに回動して固定接触子１３２に接触するので、ＳＶＲ用接点１２０，１３０は閉成状態となる。
この時、第２駆動カム１７１に設けられた長孔１７１ｂが回動することにより、幹線用接点第１駆動レバー１７８は回動することなく静止しているため、図６（ａ）に示すように幹線用接点１１０の可動接触子１１１は回動せずに固定接触子１１２に接触したままの状態を保つ。
すなわち、全ての接点１１０，１２０，１３０が閉成している全投入状態となる。

その後、第１駆動カム１５３及び第２駆動カム１７１が更に回動して１００％（初期位置から９０度）に達すると、図７（ｂ）に示すように前記長孔１７１ｂの終端部に係止している幹線用接点第１駆動レバー１７８が時計回りに回動する。これにより、図７（ａ）に示す如く、幹線用接点第１駆動レバー１７８に３個のリンク１４２Ｌ，１４２Ｒ，１４２を介して連結されている幹線用接点第２駆動レバー１４３も時計回りに回動し、リンク１４５により幹線用接点１１０の可動接触子１１１を押し上げて固定接触子１１２から開離させる。このため、幹線用接点１１０は開放状態となる。

図６（ｂ）から図７（ｂ）に至る間、第２駆動カム１７１に設けられた長孔１７１ｃ，１７１ａはＳＶＲ用接点第１駆動レバー１７５の端部及びＳＶＲ用接点第３駆動レバー１７４の端部を受容しつつ回動する。従って、ＳＶＲ用接点第１駆動レバー１７５、リンク１７６及びＳＶＲ用接点第２駆動レバー１７７には第２駆動カム１７１からの駆動力が伝達されないため回動せず、同時に、ＳＶＲ用接点第３駆動レバー１７４、リンク１７２及びＳＶＲ用接点第４駆動レバー１７３にも第２駆動カム１７１からの駆動力が伝達されないため回動しない。
つまり、駆動レバー１７７，１７３は静止したままであり、図７（ａ）に示すように、ＳＶＲ用接点１２０，１３０の可動接触子１２１，１３１は回動せずに固定接触子１２２，１３２にそれぞれ接触したままの状態（図６（ａ）の状態）を保つ。

なお、ＳＶＲ投入状態（図７）から全投入状態（図６）を経てＳＶＲ開放状態（図４）に移行する場合は、まず、ＳＶＲ用ハンドル４２０の操作または制御器（図示せず）からのトリップ出力によって開放ソレノイド１５５が動作することにより開放ラッチ１５６がＳＶＲ用ハンドル側レバー１５１の段部１５１ａから外れ、開放バネ１５８の復元力によってＳＶＲ用ハンドル側レバー１５１が反時計回りに回動する。これに伴い、ＳＶＲ用ハンドル側レバー１５１とガイドリンク１５９にて連結された第１駆動カム１５３が反時計回りに回動し、同時に第２駆動カム１７１も反時計回りに回動する。
以後は、前述したＳＶＲ開放状態からＳＶＲ投入状態に移行する場合と逆の動作により、最終的にＳＶＲ用接点１２０，１３０が開放されて図４の状態になるものである。

以上のようにこの実施形態によれば、ＳＶＲ解放状態、全投入状態、ＳＶＲ投入状態の相互間における移行を、ＳＶＲ用ハンドル４２０に連動するＳＶＲ用ハンドル側レバー１５１、第１駆動カム１５３、第２駆動カム１７１、ＳＶＲ用接点第１〜第４駆動レバー、及び複数のリンク等の動作によって実現することができ、この間、負荷側が無電圧状態になるのを防止して給電を継続することが可能である。

実施形態の概略的な動作説明図である。実施形態の外観図である。実施形態における幹線用接点の操作機構の動作説明図である。実施形態におけるＳＶＲ用接点の操作機構の動作説明図である。実施形態におけるＳＶＲ用接点の操作機構の動作説明図である。実施形態におけるＳＶＲ用接点の操作機構の動作説明図である。実施形態におけるＳＶＲ用接点の操作機構の動作説明図である。実施形態において、投入ラッチが外れて第１駆動カムが回動を開始するまでの動作説明図である。

符号の説明

１００：接点切替開閉器
１１０：幹線用接点
１１１，１２１，１３１：可動接触子
１１２，１２２，１３２：固定接触子
１２０：ＳＶＲ用第１接点
１３０：ＳＶＲ用第２接点
１４１：幹線用ハンドル側レバー
１４２，１４２Ｌ，１４２Ｒ，１４５，１４６，１４７，１７２，１７６，２００：リンク
１４３：幹線用接点第２駆動レバー
１４４：軸
１５１：ＳＶＲ用ハンドル側レバー
１５１ａ，１５１ｂ，１５３ｂ，１５３ｃ：段部
１５１ｃ：軸
１５１ｄ：ピン
１５２：投入バネ
１５３：第１駆動カム
１５３ａ：共通軸
１５４：投入ラッチ
１５５：開放ソレノイド
１５６：開放ラッチ
１５７：インターロックソレノイド
１５８：開放バネ
１５９：ガイドリンク
１５９ａ，１７１ａ，１７１ｂ，１７１ｃ，２００ａ：長孔
１７１：第２駆動カム
１７３：ＳＶＲ用接点第４駆動レバー
１７４：ＳＶＲ用接点第３駆動レバー
１７５：ＳＶＲ用接点第１駆動レバー
１７７：ＳＶＲ用接点第２駆動レバー
１７８：幹線用接点第１駆動レバー
２００：自動電圧調整器（ＳＶＲ）
２１０，２２０：ケーブル
３１０，３２０：配電線路
４１０：幹線用ハンドル
４２０：ＳＶＲ用ハンドル

Claims

系統側配電線路と負荷側配電線路との間に配置されてこれらの配電線路間を開閉する幹線用接点と、
この幹線用接点の系統側及び負荷側にそれぞれ配置され、かつ、前記系統側配電線路と前記負荷側配電線路との間において自動電圧調整器を投入または解列するために開閉されるＳＶＲ用第１接点及びＳＶＲ用第２接点と、を備え、
前記幹線用接点を閉成し、かつ前記ＳＶＲ用第１接点及びＳＶＲ用第２接点を開放するＳＶＲ開放状態と、前記幹線用接点を開放し、かつ前記ＳＶＲ用第１接点及びＳＶＲ用第２接点を閉成するＳＶＲ投入状態とを、前記負荷側配電線路への電力供給を継続しながら切替可能とした接点切替開閉器において、
ＳＶＲ用ハンドルの操作により回動するＳＶＲ用ハンドル側レバーと、
前記ＳＶＲ用ハンドル側レバーに連結され、かつ、前記ＳＶＲ用ハンドル側レバーが所定角度回動してから回動を開始する第１駆動カムと、
前記第１駆動カムと同軸上に配置されて前記第１駆動カムに連動する第２駆動カムと、
前記第２駆動カムに連動して回動するＳＶＲ用接点第１駆動レバー及びＳＶＲ用接点第３駆動レバーと、
前記ＳＶＲ用接点第１駆動レバーに連動して回動するＳＶＲ用接点第２駆動レバーと、
前記ＳＶＲ用接点第３駆動レバーに連動して回動するＳＶＲ用接点第４駆動レバーと、
前記ＳＶＲ用接点第２駆動レバー及び前記ＳＶＲ用接点第４駆動レバーが停止した後に前記第２駆動カムに連動して回動する幹線用接点第１駆動レバーと、
前記幹線用接点第１駆動レバーに連動して回動する幹線用接点第２駆動レバーと、
を備え、
前記ＳＶＲ用接点第２駆動レバーを、リンクを介して前記ＳＶＲ用第１接点の可動接触子に連結し、かつ、前記ＳＶＲ用接点第４駆動レバーを、リンクを介して前記ＳＶＲ用第２接点の可動接触子に連結すると共に、前記幹線用接点第２駆動レバーを、リンクを介して前記幹線用接点の可動接触子に連結したことを特徴とする接点切替開閉器。
請求項１に記載した接点切替開閉器において、
幹線用ハンドルの操作により回動する幹線用ハンドル側レバーを更に備え、
前記幹線用ハンドル側レバーを、リンクを介して前記幹線用接点第２駆動レバーに連結したことを特徴とする接点切替開閉器。