JP6199649B2 - 電磁操作式開閉装置 - Google Patents

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    • H01H33/666Operating arrangements

Description

本発明は電磁操作式開閉装置に係り、特に、真空遮断器などの開閉器を電磁操作装置の電磁力を利用して開閉するものに好適な電磁操作式開閉装置に関する。
電磁操作式開閉装置の1つである真空遮断器は、仕様変更やメンテナンス等により、真空バルブを交換することが必要となる場合がある。
しかし、真空バルブを構成する従来の絶縁物注形遮断部は、真空バルブを交換する際に、絶縁物注形遮断部を操作する操作器と連結するシャフト部が交換作業の邪魔をして、絶縁物注形遮断部を固定するボルトに手が届かない状況にあった。
このため、真空バルブを交換するには、交換作業の邪魔をするシャフト部を取り外す必要があるが、シャフト部は、操作器に固定されており、シャフト部を取り外すには、シャフト部を固定している操作器を取り外す必要があった。
また、操作器は、通常ケースに覆われているため、操作器を外す場合には、操作器を覆っているケースを外す必要がある。
従って、真空バルブを交換する際には、シャフト部、操作器、ケースを取り外す必要があり、多くの時間を必要としていた。
このような問題点を解決する固定手段として、特許文献1に記載されたものがある。
この特許文献1には、絶縁物注形遮断部の底部と操作器を覆うケースを、中間固定板を介してボルト固定することが図示され、ボルト固定を解くことで、絶縁物注形遮断部をケースから外すことが可能なようになっている。
中国実用新案公告第202678204号明細書
しかしながら、特許文献1に記載されている絶縁物注形遮断部とケースとを中間固定板を介してボルト固定する構成は、絶縁物注形遮断部の底部に配置されたボルト固定部の途中まで形成された穴に、中間固定板に形成された穴を介して固定ボルトを通して固定している構成であり、ボルト固定部に形成された穴が途中までしかなく、固定ボルトがボルト固定部を貫通していないため、応力発生時に弾性率の違いにより、ボルト固定部に破断発生部分が生じる恐れがあり、信頼性に乏しいと言う課題があった。
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、絶縁物注形遮断部とケースとを中間固定板を介してボルト固定する構成であっても、容易に絶縁物注形遮断部を取り外すことできることは勿論、絶縁物注形遮断部と中間固定板の接触面の剛性を向上させることができる電磁操作式開閉装置を提供することにある。
本発明の電磁操作式開閉装置は、上記目的を達成するために、相対向して配置された可動鉄心と固定鉄心及び電磁力に応じて前記可動鉄心と固定鉄心を離間又は接触させるコイルを有し、ケースで覆われている共に、前記ケース中央部に配置された電磁石から成る操作器と、相対向して配置された可動電極と固定電極が、前記操作器の電磁石で発生した電磁力に伴う駆動力を駆動ロッド、レバー、絶縁ロッドから成るリンク機構を介して離間又は接触され、絶縁物で一体注形された絶縁物注形遮断部を有する真空遮断器とを備え、前記絶縁物注形遮断部と前記ケースとが中間固定板を介して固定ボルトで固定されるものであって、前記中間固定板にはボルト固定穴、前記固定ボルトより大きな穴のボルト通過穴及び前記操作器からの駆動を伝える操作シャフトを通過させる穴を備えた操作シャフト通過穴が形成されていると共に、前記絶縁物注形遮断部の下部周囲を覆うようにボルト固定部が設置され、該ボルト固定部に前記ボルト固定穴と同様な穴が形成され、かつ、前記固定ボルトが、前記中間固定板の前記ボルト固定穴を通して前記ボルト固定部の穴を貫通することで前記絶縁物注形遮断部が固定され、前記中間固定板の接触子側端部及び/又は操作器側端部は、上方又は下方に折り曲げられていることを特徴とする。
本発明によれば、絶縁物注形遮断部とケースとを中間固定板を介してボルト固定する構成であっても、容易に絶縁物注形遮断部を取り外すことできることは勿論、絶縁物注形遮断部と中間固定板の接触面の剛性を向上させることができる電磁操作式開閉装置を得ることができる。
本発明の電磁操作式開閉装置の実施例1を示す正面図である。 図1に示す本発明の電磁操作式開閉装置の平面図である。 図1に示す本発明の電磁操作式開閉装置の右側面図である。 図1に示す本発明の電磁操作式開閉装置の補助接点、表示板、カウンタを含む右側面図である。 図4の矢印270の方向から見た図である。 図4のA−A´線に沿う断面図である。 従来のボルト固定部への固定ボルトを使った中間固定板の固定構造を示す断面図である。 本発明のボルト固定部への固定ボルトを使った中間固定板の固定構造を示す断面図である。 本発明の電磁操作式開閉装置の実施例2を示す右側面図である。 本発明の電磁操作式開閉装置の実施例3を示す右側面図である。
以下、図示した実施例に基づいて本発明の電磁操作式開閉装置を説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。
図1乃至図4に、本発明の電磁操作式開閉装置の実施例1を示す。
該図に示す如く、本実施例の電磁操作式開閉装置は、電磁石14から成る電磁操作装置(操作器)11と、電磁石14で発生した電磁力に伴う駆動力が駆動ロッド、レバー、絶縁ロッドから成るリンク機構を介して伝達され、絶縁物で一体注形された絶縁物注形遮断部228を有する真空遮断器32とを備え、絶縁物注形遮断部228とケース10とが中間固定板197を介して固定ボルトで固定されて概略構成されている。以下、これらの詳細について説明する。
電磁操作装置11は、図1乃至図3に示す如く、箱型形状に形成されたケース10を備えており、ケース10は正面側に開口12を有し、ケース10の奥正面側には、正面カバー(図示省略)が着脱自在に固定されるようになっている。
このケース10内の中央には、電磁石14を中心として一方側にコンデンサ16が、他方側に制御基板18が、それぞれ別々に独立して配置されており、電磁石14は、リブ172を介してケース10にボルト、ナットを用いて固定され、コンデンサ16と制御基板18は、それぞれ反対側のケース10の側面に固定されている。即ち、コンデンサ16は、図1の紙面手前方向から見て、ケース10の左側面にベルト(図示せず)を介してボルト、ナットを用いて固定され、制御基板18は、ケース10の右側面にスペーサ20を介してボルト、ナットを用いて固定されている。
更に、ケース10内には、図4に示すように、真空遮断器32の開閉状態を外部に送出する補助接点34、開閉状態を表示する表示板36、開閉動作回数をカウントするカウンタ38がコンデンサ16の上部で、かつ、ケース10に固定されたプレート171上に収納されている。
22は、二次プラグであり、ケース10の上部側に引っ掛ける構造で固定されており、この二次プラグ22には、電源用のケーブル、デジタル継電器またはアナログ継電器からの信号ケーブル28などが接続されている。信号ケーブル28は、ケース10の内部で補助接点34や制御基板18に接続されている。
制御基板18は、二次プラグ22から電力の供給を受けると共に、デジタル継電器またはアナログ継電器などから投入指令または開極指令(遮断指令)を受け、電磁石14の駆動を制御するための論理演算を行う制御ロジック部、コンデンサ16を充放電するための充放電回路、コイル48の通電方向を制御するためのリレーやリレー接点などが実装されている。
また、制御基板18には、コンデンサ16の充電が完了したことを示す発光ダイオード50が実装され、手動操作により、真空遮断器32に対して投入を指令するための「入」用押しボタンスイッチ52と、手動操作により、真空遮断器32に対して開極指令(遮断指令)を出力するための「切」用押しボタンスイッチ54が実装されている。
次に、電磁石14について説明する。図3に示す様に、電磁石14は、可動鉄心58と、固定鉄心60と、コイル48と、シャフト62と、2枚の可動平板64及び66と、永久磁石68と、筒状に形成された鉄製のカバー70及び72と、鉄製の支持板76と、固定ロッド78とから構成されており、コイル48は、支持板74と支持板76との間に配置されたコイルボビン48a内に収納されている。
また、電磁石14の中央部には、シャフト62が鉛直方向に配置され、シャフト62の上部側は、プレート56の貫通孔82内に挿入され、下部側は、支持板76と支持板174の貫通孔84内に挿入されている。これにより、シャフト62は、昇降及び摺動自在となっている。
このシャフト62の外周面には、可動鉄心58、可動平板64及び66がナットを用いてシャフト62に固定され、シャフト62の下部側には、ピン(図示せず)を介してシャフト(駆動ロッド)88が連結されている。シャフト62には、大小2つの可動平板64及び66(下側の可動平板66が大、上側の可動平板64が小)が取り付けられているが、これは、必要磁束密度を確保しつつ可動部質量を低減し、動作に必要なエネルギを低減させるためである。
更に、シャフト62の下部側には支持板90が連結されており、この支持板90と下部プレート80との間には、シャフト62の軸心を中心とした円を描くリング状の遮断ばね92が装着されている(下部プレート80に遮断ばね92の一端が装着されている)。この遮断ばね92は、可動鉄心58を固定鉄心60から離間させるための弾性力を、支持板90を介してシャフト62に付与するものである。
また、可動鉄心58の周囲には、可動平板66の下側に永久磁石68が配置されており、永久磁石68は、支持板74の上側に固定されている。固定鉄心60は、支持板76にボルトを用いて固定されている。
下部プレート80には、下部プレート80の電磁石14に対してコンデンサ16とは逆側に、下部プレート80に支持されるショックアブソーバ190と、ストッパ191が設けられている。ストッパ191は、ショックアブソーバ190よりもシャフト98に近い位置に設けられている。ショックアブソーバ190は、下部プレート80との間でナット194を通じて固定されており、このナット194を回転させることで、高さ調整ができるようにしている。
また、ストッパ191は、下部プレート80との間に薄板195を挿入して固定されており、挿入する薄板195の厚さを変化させることで、ストッパ191の高さを調整可能にしている。
ショックアブソーバ190には、高さ方向において電磁石14とは反対側に、球形の球状アダプタ192が設けられ、シャフト98には、当該シャフト98を回転軸としてシャフト98に対して回転可能に支持されるレバー193が備えられ、レバー193は、真空遮断器32の開極時に球状アダプタ192とストッパ191の双方に接触する。レバー193の上面は、開極時に、真空遮断器32が接地される床面に対して並行になる様に形成されている。ショックアブソーバ190とストッパ191は、電磁石14に対してコンデンサ16とは逆側(制御基板18側)に配置されている。
即ち、本実施例において、下部プレート80は、遮断ばね92を固定する遮断ばね抑えの役割と、ショックアブソーバ190を支持する役割と、ストッパ191を支持する役割のいずれも兼ねている。また、ショックアブソーバ190の中心軸と、電磁石14の中心軸は図3の紙面奥行き方向に一致しており、紙面奥行き方向に伸びるシャフト98とショックアブソーバ190の中心軸の距離と、シャフト98と電磁石14の中心軸の距離は等しくなっている(同じ距離にある)。
よって、ショックアブソーバ190に球状アダプタ192を介して接触するレバー193と、電磁石14と連結されるレバー96は、同一形状とすることができ、これにより、部品の種類を減らすことができ、部品の製造が容易にできる。また、電磁石14は、ケース10の真空遮断器32側に、ボルト173を介して固定されている。
更に、シャフト88の下部側は、更にピン94を介して一対のレバー96に連結されている。このレバー96は、電磁石14から発生する電磁力に伴う駆動力の伝達方向を変換するリンク機構の一要素として構成されており、シャフト98に対して回転可能に支持されている。このシャフト98は、更にレバー100に連結されているレバー96も、やはりシャフト98に対して回転可能に支持されており、レバー96が回転することでシャフト98の回転を介してレバー100が回転するようになっている。
また、図4に示す如く、表示板36に繋がる操作ロッド170には、レバー186が接続されており、レバー186は、シャフト98に対して回転可能に支持されている。レバー186は、シャフト98から見てレバー96とは反対側に伸延している。上述したレバー100は、ピン102を介して絶縁ロッド114に連結されている。
また、図3に示す如く、絶縁ロッド114の内部には、接圧を付与するワイプ機構(図示せず)が組み込まれており、絶縁ロッド114の上部側は、可撓性を有するフレキシブル導体121を介して水平方向に設けられた可動フィーダ導体122に連結されていると共に、真空遮断器32の可動導体124に連結されている。可動導体124は、可動電極124Aに連結されており、可動電極124Aに相対向して固定電極125Aが配置されている。この固定電極125Aは、固定導体125に連結されている。これらは可動電極124Aと共に、真空遮断器32を構成する絶縁筒126内に収納されており、この真空遮断器32内は真空に保たれている。
また、固定導体125は、水平方向に設けられた固定フィーダ導体129に連結されており、固定フィーダ導体129には遮断部接触子である上コンタクト130が連結され、可動フィーダ導体122には遮断部接触子である下コンタクト132が連結され、上コンタクト130及び下コンタクト132には、配電盤の導体が接続されるようになっている。
また、固定フィーダ導体129と可動フィーダ導体122は、高さ方向に離隔されており、高さ方向(縦方向)に配置された真空遮断器32が両者の間を電気的に接続するものである。
そして、真空遮断器32の内部の可動電極124Aが固定電極125Aに接触することで電流が投入され、固定フィーダ導体129と可動フィーダ導体122が電気的に導通する。一方、可動電極124Aが固定電極125Aから開極されることで、固定フィーダ導体129と可動フィーダ導体122が開放される。
また、本実施例では、図2に示すように、コンデンサ16を3台組み合わせて所定の静電容量を確保している。これら3台のコンデンサ16で蓄積した電力をコイル48に通電し、磁界を発生させ、投入または開極動作を実現している。コンデンサ16で蓄積した電力のコイル48への通電方向は、制御基板18によって制御される。
このような構成とすることにより、コンデンサ1台で所定の静電容量を確保する場合に比較して、占有面積は大きくなるが、コンデンサ16の高さが低減できるため、コンデンサ16の上部の空間を広く確保することができ、保守性を向上できる。なお、コンデンサ16の数は、3台に限られるものでないことは言うまでもない。
図1及び図4に示すように、補助接点34と表示板36及びカウンタ38は、真空遮断器32の状態検出機構として、それぞれ電磁石14の側方で、かつ、コンデンサ16の上部に配置されてプレート171に固定されている。
図4に示すように、操作ロッド170のうちでレバー186に接続される側とは反対側は、ピン136を介して表示板36と接続されている。操作ロッド170は、シャフト98と共に回転するので、操作ロッド170の位置から真空遮断器32の状態(投入又は遮断)を特定することが可能になる。表示板36は、ピン144を介して操作ロッド170に接続されているので、表示板36も真空遮断器32の状態に応じて動作し、その動作位置により、現在の真空遮断器32の状態を示すことができる。
表示板36は、カウンタ38に接続されており、真空遮断器32の可動電極124Aの動作回数=操作ロッド170の動作回数=表示板36の動作回数と言う関係性に着目し、表示板36の動作回数から真空遮断器32の可動電極124Aの動作回数をカウントするものである。表示板36には、補助接点34との間にピン144が設けられている。
次に、本実施例の特徴である中間固定板197及びその周辺の構成を、図4、図5及び図6を用いて説明する。
図6に示すように、中間固定板197は、ボルト固定穴301、操作シャフト通過穴302、ボルト通過穴300が形成されている。ボルト固定穴301は、中間固定板197内の上コンタクト130側にあり、このボルト固定穴301に後述する固定ボルト260を通すことで、絶縁物注形遮断部228が、中間固定板197を介してケース10に固定されている。
即ち、図5に示すように、3相の絶縁物注形遮断部228、229、230は、中間固定板197に一体に固定され、この絶縁物注形遮断部228、229、230の下部周囲を覆うように絶縁物から成るボルト固定部216、217、218、219、220、221が設置され、このボルト固定部216、217、218、219、220、221にも、ボルト固定穴301と同様に穴を備えており、固定ボルト260を、中間固定板197のボルト固定穴301を通してボルト固定部216、217、218、219、220、221の各穴の内部を貫通することで、絶縁物注形遮断部228、229、230は固定される。なお、固定ボルト260は、合計で6本となる。
また、ボルト通過穴300は、絶縁物注形遮断部228、229、230の操作機構部250側にあり、しかも、固定ボルト260よりも大きな穴となっており、絶縁物注形遮断部228、229、230の装着時、固定ボルト260は通過するだけで固定には関係しない。更に、絶縁物注形遮断部228、229、230に設けられている操作シャフト通過穴302は、操作機構部250からの駆動を伝える操作シャフトを通過させる穴を備えている。
図7(a)は従来の固定ボルト部を、図(b)は本実施例の固定ボルト部の1つであるボルト固定部254を示したものである。
図7(a)に示すように、従来の固定ボルト部では、固定ボルト260がボルト固定部254を貫通していないため、応力発生時に弾性率の違いにより、ボルト固定部254に破断発生部分272が生じるが、図7(b)に示す本実施例の構造では、固定ボルト260がボルト固定部254を貫通しているため、応力発生時に弾性率の違いによる破断発生部分272が生じることがないため、応力の影響を低減したボルト固定部254を得ることができる。
次に、絶縁物注形遮断部230の取り外し方について図4及び図5を用いて説明する。
先ず、中間固定板197を固定している固定ボルト260と図4の奥側方向でも同様に中間固定板197を固定しているボルト1本を外す。その後、絶縁物注形遮断部230を、中間固定板197の接触面より直角に持ち上げる。これにより、操作器部側固定ボルト261及び奥側のボルトを取り外すことなく、絶縁物注形遮断部230は、取り外すことができる。また、奥行き方向に並んで配置される絶縁物注形遮断部228及び229も同様に取り外しが可能となる。
このような本実施例の構成とすることにより、絶縁物注形遮断部228、229、230とケース10とを中間固定板197を介してボルト固定する構成であっても、容易に絶縁物注形遮断部228、229、230を取り外すことできることは勿論、絶縁物注形遮断部228、229、230とケース10とを中間固定板197を介して行われるボルト固定の信頼性を向上させることができる。
図8に、本発明の電磁操作式開閉装置の実施例2を示す。
図8に示すように、本実施例では、絶縁物注形遮断部228の中間固定板197の接触子側端部400を、ケース10の接触面に対し下方に直角に折り曲げる(上方に折り曲げても構わない)ようにしたものである。他の構成は、実施例1と同様である。
このような本実施例の構成によれば、実施例1と同様な効果を得ることができることは勿論、絶縁物注形遮断部228の中間固定板197の接触子側端部400に曲げが入ることにより、絶縁物注形遮断部228と中間固定板197の接触面の剛性を向上させることができる。
図9に、本発明の電磁操作式開閉装置の実施例3を示す。
図8に示した実施例2では、中間固定板197の接触子側端部400のみに、ケース10の接触面に対し下方に直角に折り曲げていたが、本実施例では、それ以外、例えば、実施例2の構成に加え、図9に示すように、中間固定板197の操作器側端部401を、ケース10との接触面に対して上方に直角に折り曲げる(下方に折り曲げても構わない)ようにしたものである。他の構成は、実施例1と同様である。
このような本実施例の構成によれば、実施例2と同様な効果を得ることができることは勿論、中間固定板197の操作器側端部401をケース10の接触面に対し上側に直角に折り曲げることで、絶縁物注形遮断部228と中間固定板197の接触面の剛性を更に、向上させることができる。
上述した実施例2及び3は、実施例1の構成に加えた構成の例で説明したが、絶縁物注形遮断部とケースとを中間固定板を介してボルト固定する構成が従来構成で、それに、実施例2及び3の構成を加えることでも、絶縁物注形遮断部と中間固定板の接触面の剛性を向上させることができる効果は達成されることは言うまでもない。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
10…ケース、11…電磁操作装置、12…開口、14…電磁石、16…コンデンサ、18…制御基板、20…スペーサ、22…二次プラグ、28…信号ケーブル、32…真空遮断器、34…補助接点、36…表示板、38…カウンタ、48…コイル、48a…コイルボビン、50…発光ダイオード、52…「入」用押しボタンスイッチ、54…「切」用押しボタンスイッチ、56、171…プレート、58…可動鉄心、60…固定鉄心、62、88、98…シャフト、64、66…可動平板、68…永久磁石、70、72…カバー、74、76、90、174…支持板 78…固定ロッド、80…下部プレート、82、84…貫通孔、94、102、136、144…ピン、92…遮断ばね、96、100、186、193…レバー、114…絶縁ロッド、121…フレキシブル導体、122…可動フィーダ導体、124…可動導体、124A…可動電極、125…固定導体、125A…固定電極、126…絶縁筒、129…固定フィーダ導体、130…上コンタクト、132…下コンタクト、170…操作ロッド、172…リブ、173…ボルト、190…ショックアブソーバ、191…ストッパ、192…球状アダプタ、194…ナット、195…薄板、197…中間固定板、216、217、218、219、220、221、254…ボルト固定部、228、229、230…絶縁物注形遮断部、250…操作機構部、260…固定ボルト、261…操作器部側固定ボルト、272…破断発生部分、300…ボルト通過穴、301…ボルト固定穴、302…操作シャフト通過穴、400…断路部側端部、401…操作器側端部。

Claims (3)

  1. 相対向して配置された可動鉄心と固定鉄心及び電磁力に応じて前記可動鉄心と固定鉄心を離間又は接触させるコイルを有し、ケースで覆われている共に、前記ケース中央部に配置された電磁石から成る操作器と、相対向して配置された可動電極と固定電極が、前記操作器の電磁石で発生した電磁力に伴う駆動力を駆動ロッド、レバー、絶縁ロッドから成るリンク機構を介して離間又は接触され、絶縁物で一体注形された絶縁物注形遮断部を有する真空遮断器とを備え、前記絶縁物注形遮断部と前記ケースとが中間固定板を介して固定ボルトで固定されるものであって、
    前記中間固定板にはボルト固定穴、前記固定ボルトより大きな穴のボルト通過穴及び前記操作器からの駆動を伝える操作シャフトを通過させる穴を備えた操作シャフト通過穴が形成されていると共に、前記絶縁物注形遮断部の下部周囲を覆うようにボルト固定部が設置され、該ボルト固定部に前記ボルト固定穴と同様な穴が形成され、かつ、前記固定ボルトが、前記中間固定板の前記ボルト固定穴を通して前記ボルト固定部の穴を貫通することで前記絶縁物注形遮断部が固定され、
    前記中間固定板の接触子側端部及び/又は操作器側端部は、上方又は下方に折り曲げられていることを特徴とする電磁操作式開閉装置。
  2. 請求項に記載の電磁操作式開閉装置において、
    前記中間固定板の折り曲げ方向は、前記接触子側端部と前記操作器側端部とでは、互いに逆方向であることを特徴とする電磁操作式開閉装置。
  3. 請求項1又は2に記載の電磁操作式開閉装置において、
    前記中間固定板は、前記絶縁物注形遮断部の3相分を固定していることを特徴とする電磁操作式開閉装置。
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