JP5059930B2 - 回路遮断器のロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、回路遮断器に関し、特に、管理者の意志に関係なく主回路が不意に再投入又はトリップされることを防止することのできる、回路遮断器のロック装置に関する。

一般に、回路遮断器は、発電所や変電所から需要家の電気設備に至るまで電気回路に短絡が発生するなどの異常状態による事故電流から負荷機器及び線路を保護することを目的として電気回路を開閉する装置であり、線路への適用によっては交流遮断器と直流遮断器に分類され、消弧媒体によっては真空遮断器、ガス遮断器などに分類される。

前記回路遮断器は、回路遮断器のオフ状態で回路遮断器を機構的にロックするロック装置を備えて、鍵を有する管理者がロックを解除しない限り、回路遮断器のオン動作とオフ動作を行えないようにすることにより、不特定の作業者により回路遮断器が動作することを未然に防止する。よって、前記回路遮断器のロック装置は、回路遮断器を機構的にロックする構造を有し、このような構造は信頼性と安定性が高くなければならない。

図１０〜図１３は従来の回路遮断器のロック装置の一例を示す図である。

同図に示すように、従来の回路遮断器は、可動接点部が固定接点部に接触する投入位置と前記可動接点部が前記固定接点部から分離される遮断位置間を回動可能に配置される開閉レバー１１と、開閉レバー１１の一側に延びるように形成されるトリップアーム１２と、トリップアーム１２の一側に接離可能に配置され、トリップアーム１２の回動を許容又は抑制するトリップラッチ１３と、開閉レバー１１の一側に伸縮可能に連結され、開閉レバー１１が遮断位置に回動するように付勢する遮断スプリング（図示せず）と、開閉レバー１１の回動軸と平行に配置された回動軸を中心に回動可能に設けられる駆動カム１４と、駆動カム１４と連動して回動可能であるとともに、一端が開閉レバー１１と複数のリンク（符号なし）で連結される駆動アーム１５と、駆動アーム１５の他端に伸縮可能に連結され、駆動アーム１５が投入位置に回動するように付勢する投入スプリング（図示せず）と、駆動カム１４の一側に接離可能に配置され、駆動カム１４の回動を許容又は抑制する投入レバー１６とを含む。

また、投入レバー１６の端部には、駆動カム１４と転がり接触可能にローラ１６ａが結合されており、投入レバー１６の一側には、投入レバー１６を回動駆動するための投入ソレノイド１７が配設されている。

さらに、トリップラッチ１３の一側には、トリップラッチ１３を作動させるトリップレバー１８が回動可能に設けられており、トリップレバー１８の一側には、トリップレバー１８を回動駆動するためのトリップソレノイド１９が配設されている。

そして、投入レバー１６とトリップレバー１８とは、図の上下方向に所定距離離隔して配置され、投入レバー１６とトリップレバー１８との間には、投入レバー１６の動作を制限するためのロックユニット２０が設けられている。

ロックユニット２０は、図１１に示すように、開閉レバー１１の回動軸と平行に配置され、ロック位置又は解除位置に作動する錠部２１と、錠部２１に回動可能に結合され、錠部２１の回動方向に従って回動して投入レバー１６の動作を制限するロックレバー２２とからなる。

なお、符号２３は鍵、２４はロックピンである。

以下、このような従来の回路遮断器を開閉する過程を説明する。

まず、作業者が線路のメンテナンス作業を実施する場合は、前記回路遮断器の固定接点部と可動接点部とが分離されるように、トリップソレノイド１９に電源を印加する。そして、トリップソレノイド１９に電源が印加されると、トラップラッチ１３はトリップアーム１２の端部から離隔するように回動軸を中心に回動し、前記遮断スプリングの引張力が作用している開閉レバー１１は回動軸を中心に回動することにより、前記可動接点部が前記固定接点部から分離される。

この状態で、図１２に示すように、作業者が錠部２１に鍵２３を挿入してロック位置に回動させると、ロックレバー２２は投入レバー１６の回動を抑制する方向に回動する。このとき、ロックレバー２２はトリップラッチ１３の端部がトリップアーム１２から離隔した状態を維持するようにし、作業者は他人により主回路部が投入されることを防止するために錠部２１から鍵２３を抜いて保管する。

一方、線路のメンテナンス作業が完了した場合は、図１３に示すように、作業者が錠部２１に鍵２３を挿入して解除位置に回動させると、ロックレバー２２はトリップラッチスプリング（図示せず）の弾性力により初期位置に復帰する。この状態で、投入ソレノイド１７に電源を印加すると、投入レバー１６は駆動カム１４から離隔するように回動し、開閉レバー１１は前記投入スプリングの弾性力により回動することにより、前記可動接点部が前記固定接点部に接触し、当該メカニズムはオン状態となる。

しかしながら、このような従来の回路遮断器においては、回路遮断器のメカニズムがオン状態のときにロックユニットを解除状態からロック状態にすると、メカニズムがオフ状態に切り替えられて、作業者の意図に反して、回路遮断器の主回路が遮断されるという問題があった。つまり、不特定の動作による事故を防止するためには、作業者が回路遮断器をオフにしてロックユニットをロック状態に切り替えた後に鍵を抜かなければならないが、従来の回路遮断器のロック装置は、回路遮断器をオフにしなくてもロックユニットをロック状態に切り替えることができ、この場合、回路遮断器がオフになり、作業者が希望しない主回路の遮断が不意に行われて、事故の原因となることがある。

そこで、本発明は、作業者が実際のメカニズムをトリップさせない状態ではロックユニットの操作によりメカニズムがオフにならないようにする、回路遮断器のロック装置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、本発明は、可動接点部が固定接点部に接触する投入位置と前記可動接点部が前記固定接点部から分離される遮断位置間を回動可能に配置されるようにベースプレートに備えられる開閉レバーと、前記開閉レバーに機構的に連結されて前記開閉レバーが投入方向に回動するように前記ベースプレートに回動可能に備えられる投入レバーと、前記開閉レバーと前記投入レバーとの間に設けられて前記開閉レバー又は前記投入レバーの回動を選択的に制限するように前記ベースプレートに備えられ、メカニズムがオン状態の場合はロック状態に切り替えできないようにし、前記メカニズムがオフ状態の場合はロック状態と解除状態とを切り替えできるようにするロックユニットとを含む、回路遮断器のロック装置を提供する。

本発明による回路遮断器のロック装置においては、回路遮断器のメカニズムをオフ状態に切り替えない限り、ロック装置をロック状態に切り替えできないようにして、作業者が希望しないメカニズムのオフ動作により事故が発生することを未然に防止することができる。

本発明によるロック装置を有する回路遮断器を示す斜視図である。 図１のロック装置の斜視図である。 図２のロック装置の分解斜視図である。 本発明によるロック装置のロック状態でのメカニズムのオフ状態を示す斜視図である。 図４のロック装置の斜視図である。 本発明によるロック装置の解除状態でのメカニズムのオン状態を示す斜視図である。 図６のロック装置の斜視図である。 本発明によるロック装置の解除状態でのメカニズムのオフ状態を示す斜視図である。 図８のロック装置の斜視図である。 従来のロック装置を有する回路遮断器を示す平面図である。 図１０のロック装置の斜視図である。 図１０のロック装置の動作を示す斜視図である。 図１０のロック装置の動作を示す斜視図である。

以下、本発明による回路遮断器のロック装置を添付図面に示す一実施形態に基づいて詳細に説明する。ここで、前述又は図示した構成と同一又は類似の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１は本発明によるロック装置を有する回路遮断器を示す斜視図であり、図２は図１のロック装置の斜視図であり、図３は図２のロック装置の分解斜視図であり、図４〜図９は本発明によるロック装置の動作を示す斜視図である。

図１に示すように、本発明による回路遮断器は、開閉レバー１１と、トリップアーム１２と、トリップラッチ１３と、遮断スプリング（図示せず）と、駆動カム１４と、駆動アーム１５と、投入スプリング（図示せず）と、投入レバー１６と、投入ソレノイド１７と、トリップレバー１８と、トリップソレノイド１９とを含む。さらに、投入レバー１６とトリップレバー１８との間には、遮断器の投入動作とトリップ動作を制限するためのロックユニット１００が設けられる。

ここで、開閉レバー１１、トリップアーム１２、トリップラッチ１３、遮断スプリング、駆動カム１４、駆動アーム１５、投入スプリング、投入レバー１６、投入ソレノイド１７、トリップレバー１８、トリップソレノイド１９などは、従来技術と同一又は類似であるので、詳細な説明は省略する。ただし、投入レバー１６は、後述するロックユニット１００と連動できるように構造が変更されたので、これについては図面を参照して説明する。

投入レバー１６は、略Ｖ字状に形成され、その一端には、駆動カム１４に接離するようにローラ１６ａが回転可能に結合され、その他端には、投入ソレノイド１７により駆動できるように駆動端１６ｂが折曲形成される。そして、投入レバー１６は、そのローラ１６ａと駆動端１６ｂとの間に、後述するロックユニット１００の投入ロックプレート１２０に選択的に接触して回動を制限するロックピン１６ｃが両側面から突出形成される。

図２及び図３に示すように、ロックユニット１００は、ベースプレート１に固定設置され、錠組立体２が設けられる錠固定プレート１１０と、第１移動部材であって、錠固定プレート１１０に摺動可能に結合される投入ロックプレート１２０と、錠固定プレート１１０と投入ロックプレート１２０との間に摺動可能に結合されるガイドピン１３０と、錠固定プレート１１０と投入ロックプレート１２０との間に位置するようにガイドピン１３０に挿入されて投入ロックプレート１２０を復帰させるリターンスプリング１４０と、錠組立体２に結合され、鍵動作に従って回動して投入ロックプレート１２０を昇降させることで投入レバー１６を制限するフックプレート１５０と、第２移動部材であって、フックプレート１５０に一端が回動可能に連結されるコネクトリンク１６０と、ロック部材であって、コネクトリンク１６０の他端に回動可能に結合され、投入ロックプレート１２０の昇降動作に応じて横方向に移動して開閉レバー１１の回動を制限するロックストッププレート１７０とからなる。

錠固定プレート１１０は、取っ手状、すなわち側面投影において上側水平面１１１、下側水平面１１２、及び中間垂直面１１３を有する略逆コ字状に折曲形成され、その両端には、ベースプレート１に結合するための締結端１１４、１１５が折曲形成される。また、締結端１１４、１１５には、ボルト締結するための締結孔１１４ａ、１１５ａがそれぞれ形成される。そして、締結端１１４、１１５のうち、上側に形成される締結端１１４の一側には、後述する投入ロックプレート１２０のガイド溝１２４に摺動可能に挿入されるようにガイド突起１１６が形成され、下側水平面１１２には、後述する投入ロックプレート１２０の摺動突条１２２ａが上下方向に摺動可能に挿入されるように第１摺動孔１１２ａ、コネクトリンク１６０が上下方向に摺動可能に挿入されるように第２摺動孔１１２ｂがそれぞれ形成され、上側水平面１１１には、ガイドピン１３０が摺動可能に貫通するようにピン孔１１１ａが形成される。さらに、錠固定プレート１１０の中間垂直面１１３には、錠組立体２が挿入されて固定結合されるように、錠組立孔１１３ａが形成される。

ここで、錠組立体２は、その外観を形成する錠本体が錠組立孔１１３ａに挿入されるように形成され、前記錠本体の前方部は、段差を有するため錠組立孔１１３ａ周辺の前方面に係止されて固定され、前記錠本体の後方部は、錠組立用クリップ３により錠組立孔１１３ａ周辺の後方面に係止されて固定される。そして、錠組立体２は、回動角度、すなわち閉角度又は開角度に応じて鍵を抜ける又は抜けない構造からなる。

投入ロックプレート１２０は、錠固定プレート１１０の半分の形状に対応するように形成され、すなわち水平面１２１及び垂直面１２２を有する形状に折曲形成され、水平面１２１の中間には、錠固定プレート１１０のピン孔１１１ａに対応するように、ピン孔１２１ａが形成され、水平面１２１の一端には、錠固定プレート１１０の上側の締結端１１４に対応するように、ロック端１２３が折曲形成される。ロック端１２３には、錠固定プレート１１０のガイド突起１１６が摺動可能に挿入されるように、昇降方向に長くガイド溝１２４が形成され、投入ロックプレート１２０の他端には、錠固定プレート１１０の摺動孔１１２ａに摺動可能に挿入されるように、摺動突条１２２ａが形成される。また、投入ロックプレート１２０の垂直面１２２には、後述するフックプレート１５０の駆動ピン１５２に接触し、駆動ピン１５２と摺動して投入ロックプレート１２０が昇降するように、摺動面１２５が傾斜して形成される。

ガイドピン１３０は、その一端には投入ロックプレート１２０のピン孔１２１ａに対応するようにピン頭部（図示せず）が形成され、その他端には錠固定プレート１１０のピン孔１１１ａに対応するように座金などの係止部材１３１が結合される。

リターンスプリング１４０は、圧縮コイルばねからなり、錠固定プレート１１０と投入ロックプレート１２０との間に位置するようにガイドピン１３０に挿入設置される。

フックプレート１５０は、所定の長さを有する短いプレート状に形成され、その中間には、錠組立体２の錠本体が固定結合されるようにＤカットされた錠固定孔１５１が形成され、錠固定孔１５１の一側には、駆動ピン１５２が投入ロックプレート１２０の摺動面１２５に接触する方向に固定結合され、錠固定孔１５１の他側には、コネクトリンク１６０が回動可能に結合されるようにリンク孔１５３が形成される。

コネクトリンク１６０は、所定の長さを有する長いフレーム状に形成され、その一端は、フックプレート１５０のリンク孔１５３に回動可能に結合され、その他端は、錠固定プレート１１０の第２摺動孔１１２ｂを貫通してロックストッププレート１７０に回動可能に結合される。

ロックストッププレート１７０は、所定の長さを有する断面略横Ｌ字状に形成され、ロックストッププレート１７０の一端には、コネクトリンク１６０に回動可能に結合される第１結合孔１７１が形成され、ロックストッププレート１７０の他端には、前記回路遮断器のカバープレート４に摺動可能に結合される第２結合孔１７２が形成される。ここで、カバープレート４には、ロックストッププレート１７０がコネクトリンク１６０により引っ張られて回動して横方向に移動できるように、円弧状の摺動孔４ａが形成され、摺動孔４ａには、ロックストッププレート１７０の第２結合孔１７２がボルトにより摺動可能に結合される。

以下、このような本発明による回路遮断器のロック装置の作用効果を説明する。

すなわち、作業者が線路のメンテナンス作業を実施するためにメカニズムをオフ状態に切り替える場合は、まず、トリップソレノイド１９に電源を印加して回路遮断器の固定接点部と可動接点部とを分離させる。すると、トラップラッチ１３がトリップアーム１２の端部から離隔するように回動軸を中心に回動し、開閉レバー１１が前記遮断スプリングにより回動軸を中心に回動することにより、前記可動接点部が前記固定接点部から分離される。

この状態で、図４及び図５に示すように、作業者が錠組立体２の鍵穴に鍵を挿入してロック方向に回すと、錠組立体２に固定結合されたフックプレート１５０が図の反時計方向に回動することにより、駆動ピン１５２が投入ロックプレート１２０の摺動面１２５を押し上げて投入ロックプレート１２０が上昇する。すると、投入レバー１６のロックピン１６ｃが投入ロックプレート１２０のロック端１２３により阻止され、投入レバー１６の投入動作が抑制される。

これと同時に、錠組立体２を中心に駆動ピン１５２の反対側に結合されたコネクトリンク１６０が下降して、ロックストッププレート１７０を開閉レバー１１側に横方向に移動させる。すると、開閉レバー１１の回動がロックストッププレート１７０により阻止され、メカニズムの投入状態への切り替えが抑制される。

それに対して、線路のメンテナンス作業が完了して再び投入状態に切り替える場合は、図６及び図７に示すように、作業者は錠組立体２に鍵を挿入して解除方向、すなわち図の時計方向に回す。すると、錠組立体２に固定結合されたフックプレート１５０が図の時計方向に回動することにより、投入ロックプレート１２０の摺動面１２５を押していた駆動ピン１５２が摺動面１２５から離隔し、投入ロックプレート１２０がリターンスプリング１４０の復元力により押されて下降する。すると、投入レバー１６のロックピン１６ｃが投入ロックプレート１２０のロック端１２３により阻止されずに回動することができるので、投入レバー１６の投入動作が可能になる。

これと同時に、フックプレート１５０に結合されたコネクトリンク１６０が上昇して、ロックストッププレート１７０を開閉レバー１１から遠ざかる方向に横方向に移動させる。すると、開閉レバー１１がロックストッププレート１７０により阻止されず、メカニズムの投入状態への切り替えが可能な状態となる。この状態で、作業者が投入ソレノイド１７に電源を印加すると、投入レバー１６は駆動カム１４から離隔するように回動し、開閉レバー１１は前記投入スプリングの弾性力により前記可動接点部が前記固定接点部に接触するように回動する。

一方、回路遮断器の投入状態で、作業者が誤ってロック装置をロック状態に切り替えようとする場合は、開閉レバー１１により、ロックストッププレート１７０が図８及び図９の状態のように横方向に移動することが阻止される。従って、当該回路遮断器のメカニズムをオフ状態に切り替えない限り、ロック装置をロック状態に切り替えることができない。

このようにして、作業者が希望しないメカニズムのオフ動作により事故が発生することを未然に防止することができる。

本発明による回路遮断器のロック装置は、発電所や変電所に使用される回路遮断器に適用することができる。

１ ベースプレート
２ 錠組立体
４ カバープレート
４ａ 摺動孔
１６ 投入レバー
１６ｃ ロックピン
１００ ロックユニット
１１０ 錠固定プレート
１１６ ガイド突起
１２０ 投入ロックプレート
１２４ ガイド溝
１２５ 摺動面
１５０ フックプレート
１５２ 駆動ピン
１６０ コネクトリンク
１７０ ロックストッププレート

Claims (11)

1. 可動接点部が固定接点部に接触する投入位置と前記可動接点部が前記固定接点部から分離される遮断位置間を回動可能に配置されるようにベースプレートに備えられる開閉レバーと、
   前記開閉レバーに機構的に連結されて前記開閉レバーが投入方向に回動するように前記ベースプレートに回動可能に備えられる投入レバーと、
   前記開閉レバーと前記投入レバーとの間に設けられて前記開閉レバー又は前記投入レバーの回動を選択的に制限するように前記ベースプレートに備えられ、メカニズムがオン状態の場合はロック状態に切り替えできないようにし、前記メカニズムがオフ状態の場合はロック状態と解除状態とを切り替えできるようにするロックユニットと
   を含む、回路遮断器のロック装置。
2. 前記ロックユニットは、
   鍵の回動方向に応じて互いに反対方向に直線移動する第１摺動部材及び第２摺動部材を備え、
   前記第１摺動部材は、前記投入レバーの回動を選択的に制限し、前記第２摺動部材は、前記投入レバー及び前記トリップレバーの動作によってオン／オフされる前記メカニズムのオン／オフ動作を選択的に制限する、請求項１に記載の回路遮断器のロック装置。
3. 前記第２摺動部材の端部には、ロック部材が回動可能に結合され、
   前記ロック部材は、前記第２摺動部材の摺動方向に応じて回動して前記第２摺動部材と直交する方向に移動することにより、前記メカニズムのオン／オフ動作を選択的に制限する、請求項２に記載の回路遮断器のロック装置。
4. 前記ロックユニットは、
   前記ベースプレートに固定され、中央に錠組立体が備えられる錠固定プレートと、
   前記錠組立体の一端に結合され、前記錠固定プレートに対して回動可能に備えられるフックプレートと、
   前記フックプレートの一端に結合され、前記フックプレートの回動方向に応じて昇降して前記投入レバーの回動を選択的に制限する投入ロックプレートと、
   前記フックプレートの他端に結合され、前記投入ロックプレートの昇降方向と逆に昇降するコネクトリンクと、
   前記コネクトリンクに回動可能に結合されるとともに前記ベースプレートに摺動可能に結合され、前記フックプレートの回動方向に応じて前記開閉レバーに対して相対移動して前記開閉レバーの回動を選択的に制限するロックストッププレートと
   を含む、請求項１に記載の回路遮断器のロック装置。
5. 前記錠固定プレート及び前記投入ロックプレートには、ガイド突起及びガイド溝が互いに摺動可能に結合されるように形成される、請求項４に記載の回路遮断器のロック装置。
6. 前記錠固定プレートには、前記投入ロックプレートの一端が摺動可能に挿入されるように、摺動孔が形成される、請求項５に記載の回路遮断器のロック装置。
7. 前記フックプレートは、中央に前記錠組立体が挿入されて固定される錠固定孔が形成され、前記錠固定孔の一側には、前記投入ロックプレートに接触して前記投入ロックプレートを昇降させる駆動ピンが備えられ、前記錠固定孔の他側には、前記コネクトリンクが回動可能に結合される、請求項４に記載の回路遮断器のロック装置。
8. 前記投入ロックプレートは、前記錠固定プレートに摺動可能に結合され、前記投入ロックプレートが前記フックプレートの回動方向に応じて前記駆動ピンに選択的に接触して昇降するように、前記投入ロックプレートには、摺動面が傾斜して形成される、請求項４に記載の回路遮断器のロック装置。
9. 前記錠固定プレートと前記投入ロックプレートとの間には、前記駆動ピンが前記摺動面から離隔すると前記投入ロックプレートを復帰させる方向に付勢する弾性部材が備えられる、請求項８に記載の回路遮断器のロック装置。
10. 前記カバープレートには、前記ロックストッププレートが前記フックプレートの回動方向に応じて前記開閉レバーに対して相対移動する方向に摺動できるように結合される摺動孔が、円弧状に形成される、請求項４に記載の回路遮断器のロック装置。
11. 前記投入レバーは、前記投入ロックプレートに選択的に着脱され、前記投入レバーには、前記投入ロックプレートからの力が伝達されるようにロックピンが形成される、請求項４に記載の回路遮断器のロック装置。

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