JP5237343B2 - 回路遮断器 - Google Patents

Description

本発明は、回路遮断器に関し、特に、回路遮断器の位置を電気信号により遠方から正確に把握することのできる回路遮断器に関する。

一般に、回路遮断器は、大きく固定型と引出型に分類される。固定型回路遮断器は、遮断器本体のみを備え、配電盤パネル内に位置が固定される方式であり、引出型回路遮断器は、遮断器のメンテナンスを容易にするためにクレードル（外箱）を備え、遮断器本体の引き込み及び引き出しを可能にする方式である。

前記引出型回路遮断器（以下、回路遮断器という）は、発電所や変電所などの運転又は制御、電動機の運転などのために、他の電気機器と共に配電盤に収納されて使用される。

前記回路遮断器は、その遮断器本体を、前記配電盤に固定されたクレードルに電気的に接続するか、又は前記クレードルから電気的に分離して収納することができる。そして、前記回路遮断器の位置は、前記遮断器本体が前記クレードルに収納される位置によって、テスト（ＴＥＳＴ）位置と運転（ＲＵＮ）位置に区分される。すなわち、前記遮断器本体の母線ターミナル及び負荷ターミナルが前記クレードルの母線端子及び負荷端子から分離されて回路遮断器の動作テストのみ可能な位置をテスト位置といい、前記遮断器本体の母線ターミナル及び負荷ターミナルが前記クレードルの母線端子及び負荷端子に接続されて電圧と電流が供給される位置を運転位置という。

図６は従来の回路遮断器の遮断器本体とクレードルを分離して示す斜視図であり、図７は図６に示す遮断器本体の主回路部を移動させる台車を示す斜視図であり、図８は図７に示す台車のポジションスイッチを示す斜視図であり、図９及び図１０は図６に示す遮断器本体の位置によるポジションスイッチの動作を示す側面図である。

同図に示すように、従来の回路遮断器は、クレードル１と、遮断器本体２と、台車３とを含む。

クレードル１は、遮断器本体２が載置される水平フレーム部１１と、水平フレーム部１１の端部で垂直方向に結合され、母線端子１３及び負荷端子１４を備える垂直フレーム部１２とからなる。

水平フレーム部１１は、その前方端、すなわち遮断器本体２の引き込み方向の端部には、遮断器本体２の位置別（テスト位置、運転位置）インターロックのためのインターロックプレート１５が設置され、インターロックプレート１５の側方には、後述するポジションスイッチ３１を動作させるスイッチブロック１６、１７、すなわちテスト用スイッチブロック１６と運転用スイッチブロック１７とが、遮断器本体２の引き込み方向に沿って所定の間隔をおいて設置されている。さらに、スイッチブロック１６、１７は、遮断器本体２の引き込み方向に垂直な方向にも所定の間隔、すなわち後述するスイッチ本体３５、３６間の間隔をおいて設置されている。

また、遮断器本体２は、電流通電部と、絶縁部と、消弧装置とを備える。

前記電流通電部は、接点を構成する周辺要素であって、接点は、可動接点及び固定接点をそれぞれ有する母線ターミナル２１及び負荷ターミナル２２からなる。そして、母線ターミナル２１及び負荷ターミナル２２は、クレードル１の母線端子１３及び負荷端子１４から分離されてテスト位置となるか、又はクレードル１の母線端子１３及び負荷端子１４に接続されて運転位置となるように、母線端子１３及び負荷端子１４に対向して設置されている。

前記絶縁部は、エポキシモールド又はＢＭＣ樹脂物からなる。

前記消弧装置は、真空遮断器の接点開閉及び事故電流遮断時に発生するアークを消弧するように構成される。

また、台車３は、図７に示すように、回路遮断器の接点を開閉する機械的メカニズムを含む。そして、台車３の一側には、クレードル１のスイッチブロック１６、１７と接触して遮断器本体２の位置を把握させるポジションスイッチ３１が設置されている。

図８に示すように、ポジションスイッチ３１は、スイッチハウジング３２と、スイッチハウジング３２の横方向に配列されるテスト用スイッチ３３及び運転用スイッチ３４とからなる。テスト用スイッチ３３は、スイッチ本体３５と、スイッチ本体３５の下端に設置され、スイッチブロック１６との接触により押されてスイッチ本体３５を作動させるスイッチレバー３７とからなり、同様に、運転用スイッチ３４は、スイッチ本体３６と、スイッチ本体３６の下端に設置され、スイッチブロック１７との接触により押されてスイッチ本体３６を作動させるスイッチレバー３８とからなる。スイッチレバー３７、３８は、スイッチブロック１６、１７を乗り越えることができるように、その端部にそれぞれローラ３７ａ、３８ａが備えられる。

一方、遮断器本体２と台車３との間には、回路遮断器を正常に作動させるための付属装置、例えば制御装置、インターロック装置、引込及び引出装置などの補助装置がさらに備えられる。

図中の符号１５ａはテスト用位置決定溝、１５ｂは運転用位置決定溝である。

このような従来の回路遮断器は、遮断器本体２が載置されて結合された台車３をクレードル１に載置し、台車３を前記回路遮断器の後方に押すと、台車３に設置されたポジションスイッチ３１がクレードル１に備えられたスイッチブロック１６、１７との接触により作動することにより、遮断器本体２の現在位置を電気信号で伝達する。すなわち、図９に示すように、ポジションスイッチ３１のテスト用スイッチレバー３７がテスト用スイッチブロック１６と接触すると、テスト用スイッチレバー３７がテスト用スイッチブロック１６を乗り越える際に押されることでテスト用スイッチ本体３５が動作して信号を発生し、この信号により、台車３、すなわち遮断器本体２の現在位置がテスト位置であることが把握される。このとき、遮断器本体２のターミナル２１、２２がクレードル１の端子１３、１４に結合されていない状態であるため、前記回路遮断器は、母線から電源が供給されず、テスト運転のみ可能である。

次に、台車３がテスト位置を過ぎてさらに前記回路遮断器の後方に移動すると、クレードル１のテスト用スイッチレバー３７がスイッチブロック１６から離れ、テスト用スイッチレバー３７がスイッチブロック１６から離れた状態でさらに台車３を押し込むと、図１０に示すように、台車３に固定された運転用スイッチ本体３６のスイッチレバー３８がクレードル１の後方に設置された運転用スイッチブロック１７と接触する。そして、台車３をさらに押すと、運転用スイッチブロック１７により運転用スイッチレバー３８が押されることで運転用スイッチ本体３６が動作し、遮断器本体２の現在位置が運転位置であることが把握される。このとき、遮断器本体２が運転位置に到達すると、遮断器本体２のターミナル２１、２２にクレードル１の端子１３、１４が挿入結合された状態となるため、前記回路遮断器は、母線から電源が供給され、運転が可能である。

一方、台車３を引き出す際は、上記の逆順で動作が行われる。

しかし、このような従来の回路遮断器のポジションスイッチにおいては、スイッチレバー３７、３８がスイッチ本体３５、３６に直接結合されるため、スイッチブロック１６、１７及びスイッチレバー３７、３８の寸法管理が正常に行われない場合、接点動作が行われなかったり、スイッチ本体３５、３６が破損する恐れがあった。例えば、スイッチブロック１６、１７が低すぎると、スイッチレバー３７、３８が十分に押し上げられず、スイッチレバー３７、３８とスイッチ本体３５、３６の接点動作が行われず、スイッチブロック１６、１７が高すぎると、遮断器本体２がクレードル１の内部で移動中であるか、又は遮断器本体２がオン／オフされるとき、スイッチブロック１６、１７にスイッチレバー３７、３８が引っ掛かってスイッチ本体３５、３６が破損したり、遮断器本体２が持ち上げられて遮断器本体２のターミナル２１、２２がクレードル１の端子１３、１４と正確に結合されないため、接点エラーが発生したりすることがあった。

そこで、本発明は、スイッチブロックとスイッチレバー間の寸法管理の誤差許容範囲を広げることにより、クレードルでの遮断器本体の位置を迅速かつ正確に把握することのできる回路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、本発明の一態様による回路遮断器は、複数のスイッチブロックが所定の間隔をおいて備えられるクレードルと、前記クレードルに移動可能に収納される遮断器本体と、前記遮断器本体を前記クレードルに収納させる台車と、前記遮断器本体が前記クレードルの各スイッチブロックを通過するときに電気信号を発生するように、前記台車の一側に備えられるポジションスイッチとを含み、前記ポジションスイッチは、スイッチハウジングと、前記スイッチハウジングに結合されて電気信号を発生するスイッチ本体と、前記スイッチ本体に回動可能に結合され、回動方向に応じて前記スイッチ本体を選択的に動作させるスイッチレバーとを含み、前記スイッチハウジングに接点プレートが摺動可能に結合され、前記接点プレートの端部に外力が加わると該接点プレートが摺動して前記スイッチレバーを押して回動させるように構成される。

本発明による回路遮断器においては、スイッチブロックとスイッチレバーとの間に弾力的に高さが変化する接点プレートが備えられることにより、前記スイッチブロック及びスイッチレバーの寸法管理に多少不良があっても、これを各接点プレートが補うことができ、これにより、遮断器本体の位置を迅速かつ正確に表示できるだけでなく、遮断器本体に備えられるポジションスイッチの損傷を未然に防止すると共に、遮断器本体のターミナルとクレードルの端子が接続不良となることも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台車を示す斜視図である。 図１に示す台車のポジションスイッチを示す斜視図である。 図２に示すポジションスイッチの正面図である。 図２に示す遮断器本体の位置によるスイッチング動作を示す側面図及びポジションスイッチの正面図である。 図２に示す遮断器本体の位置によるスイッチング動作を示す側面図及びポジションスイッチの正面図である。 従来の回路遮断器の遮断器本体とクレードルを分離して示す斜視図である。 図６に示す遮断器本体の主回路部を移動させる台車を示す斜視図である。 図７に示す台車のポジションスイッチを示す斜視図である。 図６に示す遮断器本体の位置によるポジションスイッチの動作を示す側面図である。 図６に示す遮断器本体の位置によるポジションスイッチの動作を示す側面図である。

以下、本発明による回路遮断器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、前記回路遮断器の構成については従来の構成で言及しているので、重複する部分はその説明を省略し、同一の構造には従来と同一の符号を付す。

図１は本発明による回路遮断器の台車を示す斜視図であり、図２は図１に示す台車のポジションスイッチを示す斜視図であり、図３は図２に示すポジションスイッチの正面図であり、図４及び図５は図２に示す遮断器本体の位置によるスイッチング動作を示す側面図及びポジションスイッチの正面図である。

図１、図４、及び図５に示すように、本発明による回路遮断器は、クレードル１に備えられるテスト用スイッチブロック１６及び運転用スイッチブロック１７と、クレードル１に備えられた各スイッチブロック１６、１７により選択的に電気信号を発生して遮断器本体２の現在位置を把握するように台車３に備えられるポジションスイッチ１００とを含む。

スイッチブロック１６、１７は、クレードル１の水平フレーム部１１から所定の高さで突出するように別途製作して水平フレーム部１１に組み付けてもよく、水平フレーム部１１に一体に形成してもよい。また、スイッチブロック１６、１７は、台車３の移動方向（以下、移動方向という）とそれに垂直な方向（以下、垂直方向という）とにそれぞれ所定の間隔をおいて備えられることが、時間差をおいて遮断器本体２に対して後述する接点プレート１２３、１３３を押すことができるので好ましい。そして、スイッチブロック１６、１７は、接点プレート１２３、１３３と接触する両面、すなわち前記移動方向の両面は、台車３の移動方向に対して傾斜するか又は曲面となるように形成されることが、接点プレート１２３、１３３が接触して円滑に摺動することができるので好ましい。

ここで、クレードル１の水平フレーム部１１には、台車３の移動方向に長くインターロックプレート１５が設置され、インターロックプレート１５には、台車３の前方に備えられるインターロックリンク（図示せず）が遮断器本体２のテスト位置又は運転位置で選択的に挿入されるように、複数の位置決定溝１５ａ、１５ｂ、すなわちテスト用位置決定溝１５ａと運転用位置決定溝１５ｂが前記移動方向に所定の間隔をおいて形成される。テスト用位置決定溝１５ａは、スイッチブロック１６と対応するように、すなわちテスト用スイッチブロック１６に後述するポジションスイッチ１００のテスト用接点プレート１２３が接触する位置に形成され、運転用位置決定溝１５ｂは、スイッチブロック１７と対応するように、すなわち運転用スイッチブロック１７にポジションスイッチ１００の運転用テストプレート１３３が接触する位置に形成されることが好ましい。

図１〜図３に示すように、ポジションスイッチ１００は、スイッチハウジング１１０と、スイッチハウジング１１０の内部に設置され、スイッチブロック１６により接離するテスト用スイッチ１２０、及びスイッチブロック１７により接離する運転用スイッチ１３０とからなる。

スイッチハウジング１１０は、長方形状に形成され、その上面と下面は開口し、左右両側面には台車３に固定できるようにブラケット部１１１が形成される。また、スイッチハウジング１１０の前面には、後述する接点プレート１２３、１３３のガイド突起１２５、１３５がそれぞれ上下方向に摺動可能に挿入されて案内されるように、複数のガイド溝、すなわちテスト用ガイド溝１１２と運転用ガイド溝１１３が形成される。

テスト用スイッチ１２０と運転用スイッチ１３０は、同一の形状に形成されて同一の動作をするので、以下ではテスト用スイッチを中心に説明し、運転用スイッチについては簡単に説明し、具体的な説明は省略する。

テスト用スイッチ１２０は、スイッチハウジング１１０の内部に固定結合されて電気信号を発生するテスト用スイッチ本体１２１と、テスト用スイッチ本体１２１を選択的に動作させるテスト用スイッチレバー１２２と、テスト用スイッチレバー１２２を選択的に押して回動させる接点プレート１２３と、接点プレート１２３に加わる外力が除去されると接点プレート１２３を元の位置に復帰させる弾性部材１２４とからなる。

テスト用スイッチ本体１２１は、スイッチハウジング１１０の内部で運転用スイッチ本体１３１と横方向に同一線上に固定結合される。

テスト用スイッチレバー１２２は、テスト用スイッチ本体１２１にヒンジ結合され、テスト用スイッチレバー１２２の端部、すなわちテスト用接点プレート１２３と接触する端部には、テスト用接点プレート１２３により回転できるように接点用ローラ１２８が結合される。

テスト用接点プレート１２３は、その端部に外力が加わると、すなわちテスト用スイッチブロック１６を通過するときに押されると、上方に摺動できるように、スイッチハウジング１１０に対して摺動可能に結合される。例えば、テスト用接点プレート１２３は、略上下方向に長い長方形の板状に形成され、その前方面には、スイッチハウジング１１０のガイド溝１１２に摺動可能に結合されるようにガイド突起１２５が形成され、その上端には、接点用ローラ１２８の接線方向に接触して押されるように折曲形状に接点部１２６が形成される。また、テスト用接点プレート１２３は、その下端がテスト用スイッチブロック１６の傾斜面又は曲面に対応して、前記移動方向に対して傾斜するか又は曲面となるように、案内面１２７が形成される。

弾性部材１２４は、引張コイルばねからなり、一端はスイッチハウジング１１０の下端に係止されて固定され、他端はテスト用接点プレート１２３のガイド突起１２５に係止されて固定される。このために、テスト用接点プレート１２３のガイド突起１２５は、その端部が上向きに傾斜するように係止顎が形成されてもよい。

図中の符号１３１は運転用スイッチ本体、１３２は運転用スイッチレバー、１３３は運転用接点プレート、１３４は弾性部材、１３５は運転用接点プレート１３３のガイド突起、１３６は運転用接点プレート１３３の接点部、１３７は運転用接点プレート１３３の案内面、１３８は接点用ローラである。

以下、このような本発明による回路遮断器の作用効果を説明する。

まず、作業者が遮断器本体２をクレードル１におけるテスト位置に移動させるためには、図４のように、遮断器本体２に備えられたインターロックリンク（図示せず）を上方に持ち上げると共に台車３を押して、遮断器本体２をテスト位置に到達させる。そして、前記インターロックリンクがクレードル１に備えられたインターロックプレート１５のテスト用位置決定溝１５ａに収容されるようにする。この位置は、遮断器本体２の母線ターミナル２１及び負荷ターミナル２２がクレードル１の母線端子１３及び負荷端子１４から分離された位置であり、遮断器本体２の動作テストのみ可能である。

すると、ポジションスイッチ１００のテスト用接点プレート１２３がクレードル１のテスト用スイッチブロック１６により押し上げられ、テスト用接点プレート１２３の接点部１２６がテスト用スイッチレバー１２２の接点用ローラ１２８と接触し、テスト用接点プレート１２３がさらに押し上げられると、テスト用スイッチレバー１２２が若干上昇しながら反時計方向に回動して、テスト用スイッチ本体１２１の接点を動作させる。よって、作業者はテスト用スイッチ本体１２１の動作により、遠くからでもクレードル１の内部で遮断器本体２がテスト位置にあることが分かる。

次に、作業者が遮断器本体２をクレードル１における運転位置に移動させるためには、図５のように、前記インターロックリンク（図示せず）を上方に持ち上げてテスト用位置決定溝１５ａから分離すると共に台車３を押して、前記インターロックリンクがインターロックプレート１５の運転用位置決定溝１５ｂに収容されるようにする。この位置は、遮断器本体２の母線ターミナル２１及び負荷ターミナル２２がクレードル１の母線端子１３及び負荷端子１４と接続されて遮断器本体２に電圧と電流が供給される位置であり、遮断器本体２の運転が可能である。

すると、ポジションスイッチ１００の運転用接点プレート１３３がクレードル１の運転用スイッチブロック１７により押し上げられ、前述のテス用スイッチレバー１２２の場合のように、運転用スイッチレバー１３２を押し上げて反時計方向に回動させて、運転用スイッチ本体１３１の接点を動作させる。よって、作業者は運転用スイッチ本体１３１の動作により、遠くからでもクレードル１の内部で遮断器本体２が運転位置にあることが分かる。

このとき、テスト用接点プレート１２３は、テスト用接点プレート１２３がテスト用スイッチブロック１６から離れて外力が除去されることにより、テスト用接点プレート１２３に備えられた弾性部材１２４により元の位置に復帰する。

１ クレードル
２ 遮断器本体
３ 台車
１６、１７ スイッチブロック
１００ ポジションスイッチ
１１０ スイッチハウジング
１２０ テスト用スイッチ
１３０ 運転用スイッチ
１２１、１３１ スイッチ本体
１２２、１３２ スイッチレバー
１２３、１３３ 接点プレート
１２４、１３４ 弾性部材
１２５、１３５ ガイド突起
１２６、１３６ 接点部
１２７、１３７ 案内面
１２８、１３８ 接点用ローラ

Claims (6)

1. 複数のスイッチブロックが所定の間隔をおいて備えられるクレードルと、
   前記クレードルに移動可能に収納される遮断器本体と、
   前記遮断器本体を前記クレードルに収納させる台車と、
   前記遮断器本体が前記クレードルの各スイッチブロックを通過するときに電気信号を発生するように、前記台車の一側に備えられるポジションスイッチとを含み、
   前記ポジションスイッチは、
   スイッチハウジングと、
   前記スイッチハウジングに結合されて電気信号を発生するスイッチ本体と、
   前記スイッチ本体に回動可能に結合され、回動方向に応じて前記スイッチ本体を選択的に動作させるスイッチレバーと、
   前記スイッチハウジングに摺動可能に結合され、前記スイッチレバーを押して回動させる接点プレートと、
   前記スイッチハウジングと前記接点プレートとの間に備えられ、前記接点プレートに加わる外力が除去されると前記接点プレートを元の位置に復帰させる弾性部材とを含み、
   前記スイッチハウジングには、前記接点プレートの移動方向に沿ってガイド溝が形成され、前記接点プレートには、前記スイッチハウジングのガイド溝に摺動可能に挿入されるようにガイド突起が形成され、
   前記ガイド突起には前記弾性部材の一端が結合されることを特徴とする回路遮断器。
2. 前記スイッチレバーの端部には、接点用ローラが回転可能に備えられ、前記接点プレートの端部は、前記接点用ローラの接線方向に接触するように接点部が折曲形成されることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
3. 前記スイッチ本体は、前記スイッチハウジングの横方向に沿って複数備えられ、前記スイッチレバーは、前記スイッチ本体毎に独立して備えられ、前記接点プレートは、前記スイッチレバーにそれぞれ対応するように独立して備えられることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
4. 前記スイッチブロックは、前記台車の移動方向に対して傾斜するか又は曲面となるように形成され、前記スイッチブロックに接触する前記接点プレートの端部は、前記スイッチブロックと対応するように傾斜するか又は曲面となるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
5. 前記接点プレートは、前記台車の移動方向に対して垂直方向の同一線上に備えられ、前記スイッチブロックは、前記台車の移動方向とそれに垂直な方向とにそれぞれ所定の間隔をおいて備えられることを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器。
6. 前記クレードルには、前記台車の移動を制限するためのインターロックプレートが備えられ、前記インターロックプレートには、前記遮断器本体に備えられるインターロックリンクが選択的に挿入される複数の位置決定溝が形成され、前記複数の位置決定溝は、前記各スイッチブロックと対応するように形成されることを特徴とする請求項５に記載の回路遮断器。

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