JP6244269B2 - ガス遮断器 - Google Patents

Description

本発明はガス遮断器に関し，特に操作機構を軽量化するとともに低温時でも安定した動作を実現可能なこと特徴とするガス遮断器に関するものである。

ガス遮断器の操作器として，空気圧や油圧を利用した操作力を得る空気圧操作器や油圧操作器と，弾性体であるばねの圧縮力を解放することにより操作力を得るばね操作器が一般的に使用されている。

駆動源にばねを用いるガス遮断器の一例が特許文献１に記載されている。このガス遮断器では，操作器ブラケットの内部にカム軸と主軸とを支持する軸受けが設けられている。そして，ブラケットの外側にカムや主レバーのような可動部品を取り付けるので，点検，交換などで外部からのアクセスが容易になることが示されている。

また，ガス遮断器の他の例として特許文献２に記載のガス遮断器がある。このガス遮断器では，操作機構を操作箱１０６内に収納している。一般的なガス遮断器では冬季において操作箱内の計器類が凍結することを回避するため，操作箱下部に電熱ヒータを設置することが多い。

特許第３８２３６７６号公報 特開２００３−１９９２２０号公報

しかしながら，特許文献１及び２に示す構成では，軸受けにグリースを封入していることから低温状態ではグリースの粘度が増加し，常温状態の投入動作に対して閉極時間が遅延する可能性があった。周囲温度が零下になるような時期には，計器の凍結防止用の電熱ヒータを作動させているが，ブラケット内の軸受けの摺動抵抗を完全に常温状態と同一にするほどの容量のヒータは通常設置されない。また，操作箱の大きさは遮断器を相分離操作方式とするか，三相一括操作方式とするかによって異なるため，上記同様に電熱ヒータの容量が不足する場合がある。

本発明は上記課題を解決することを目的とするものであり，具体的には，ばね操作機構の軽量化と周囲雰囲気が低温であっても安定した投入動作を実現できるガス遮断器およびそれを用いたガス絶縁開閉装置を提供することを目的としている。

本発明に係るガス遮断器は，遮断ばね２６に接続する主レバー５の回転軸である主軸４と，投入ばね２８に接続するカムの回転軸であるカム軸２と，主軸４を保持する主軸保持部材１ｃとカム軸２を保持するカム軸保持部材１ｄと，主軸保持部材１ｃ及びカム軸保持部材１ｄを保持するブラケット１を有し，主軸保持部材１ｃとカム軸保持部材１ｄの間のブラケット１の一部に貫通孔７６を設け，貫通孔７６の少なくとも一部に発熱体７３を配したことを特徴とする。

本発明によるガス遮断器は，動作の安定化と軽量化の両立を図ることができる。

遮断部接点が入状態で遮断ばね，投入ばねともに圧縮状態を示す図である。 図１の状態から遮断動作で遮断ばねが開放された状態を示す図である。 図２の状態から投入動作で投入ばねが開放され，遮断ばねが圧縮された状態を示す図である。 操作機構のブラケット部分を示す斜視図である。 ガス遮断器全体を示す図である。

以下，本発明を実施する上で好適な実施例について図面を用いて説明する。尚，下記はあくまでも実施の例であって，発明の内容を下記具体的態様に限定することを意図する趣旨ではない。発明自体は，特許請求の範囲の記載を満たす範囲内で種々の態様に変形することが可能であることは言うまでもない。

実施例１に係るガス遮断器について図１から５を参照して説明する。まず，図５を用いてガス遮断器の全体構成について説明する。ガス遮断器１００は，遮断部が収納された密封タンク１０３，操作箱７７などで構成される。密封タンク１０３は脚部１０５により支持されている。密封タンク１０３内部には絶縁性のガス，例えばＳＦ₆（六弗化硫黄）ガスが規定の圧力で封入されている。

図５は，遮断部の接点が投入されている状態であり，可動接触子６３が固定接触子６２に接している。遮断動作時には，可動接触子６３が固定接触子６２から離れる。可動接触子６３は，固定接触子６２との接触端との反対端で，絶縁ロッド６４に接続されている。接地容器１０３に回転軸６６が回動自在に支持されている。この回転軸６６にレバー６５およびレバー６７の一端が固定されている。レバー６５の他端は絶縁ロッド６４の一端に接続されている。同様にレバー６７の他端は出力リンク６８に接続されている。また，ばね操作機構の主軸４にレバー６９の一端が固定されている。レバー６９の他端はリンク６８に接続されている。主軸４及びレバー６９，リンク６８，レバー６７，回転軸６６が４節リンク機構を形成して，ばね操作機構と遮断部とを接続する。

このように構成したガス遮断器１００の動作を説明する。通電時に，電力が図示しない系統から上流側のブッシング内の導体１０１に供給される。導体１０１から接地容器１０３内の接点に電気が導かれ，下流側のブッシング１０２内の導体を経て，再び系統に供給される。

落雷などで系統に事故が発生すると，ばね操作器を駆動して，主軸４及びレバー６９を時計回りに回転させて，出力リンク６８を下方に移動させる。出力リンク６８が移動すると，レバー６７及び回転軸６６，レバー６５が時計回りに回転し，絶縁ロッド６４を図の右方へ移動させる。これにより，固定接触子６２から可動接触子６３が離れて接点が開き，電流が遮断される。

なお，本実施例では接地容器１０３を水平方向に延在しているが，鉛直方向に延在してもよい。また，接地容器１０３にブッシングを直接取付ける単体のガス遮断器を説明するが，ガス絶縁開閉装置の中に組み込まれた遮断器であってもよい。また，ＳＦ₆ガスを使用したガス遮断器を例にとり説明するが，真空遮断器など他の開閉装置であってもよい。

図２は，図５に示したばね操作器の詳細を示す模式図である。ばね操作器は，遮断ばね２６，投入ばね２８，投入制御機構，遮断制御機構，および図示しない投入ばね蓄勢装置からなる。図２は，ばね操作機構の投入ばね２８及び遮断ばね２６が共に圧縮されている投入状態を示す。

投入ばね２８周りの構造を図２により説明する。筐体１内に回動自在に支持されたカム軸２の一端にカム３が取付けられている。カム３には，投入ばねリンク２７の一端５４がカム３に回動自在に取付けられている。投入ばねリンク２７の他端部には投入ばね受３５が取付けられており，投入ばね２８の一端側を保持する。投入ばね２８は，その一端が投入ばねリンク２７の外周に配置されており，その他端が固定端として，筐体１によって保持されている。また，投入ばね２８の外周に円筒状の投入ばねケース７２が設けられている。

次に，投入制御機構の概要を説明する。カム３に取付けられたローラ１８に係合可能に投入ラッチ１９が配置されている。この投入ラッチ１９は略Ｖ字形をしており，その屈曲部を軸１９ａに回動自在に取付けられている。投入ラッチ１９のＶ字の一端にはカム３のローラ１８に係合する係合部１９ｂが形成されている。また，投入ラッチ１９のＶ字型の他端にはローラ２１が取付けられている。

ローラ２１に一端部が当接可能に，投入トリガ２２が配置されている。投入トリガ２２は折れ曲がった形に形成されており，その折れ曲がり部を回転軸２２ａとして回動自在に取付けられている。回転軸２２ａは筐体１に回転自在に支持されている。軸１９ａから投入ラッチ１９のローラ２１までの中間に，一端が筐体１に固定された復帰ばね２０が取付けられている。投入トリガ２２がローラ２１に当接する側の反対端には投入トリガ２２ｂが形成されており，この投入トリガ２２ｂに当接可能に投入ソレノイド３０１のプランジャ３１１が配置されている。また，図４に示すように，カム軸２は，筐体１内の軸受け７４に支持される。

次に，遮断ばね周り概要を説明する。主軸４には，略Ｙ字型の主レバー５の中間部が取付けられている。略Ｙ字型をした主レバー５の２つの端部には，ローラ６，７が取付けられている。また，主レバー５の残りの端部には遮断ばねリンク２５の一端が回動自在に取付けられている。遮断ばねリンク２５の他端には金属製の遮断ばね受３４が取付けられており，遮断ばねリンク２５の外周に配置されたコイル状の遮断ばね２６を保持する。遮断ばね２６は，遮断ばね受３４で保持された自由端部と，反対側を固定端部として筐体１で保持されている。また，遮断ばね２６の外周に円筒状の遮断ばねケース７１を設けている。

遮断ばね力を保持，開放するのが遮断制御機構であり，その概要を説明する（図１参照）。筐体１に固定した軸８ａに中間部を回動自在に取付けた第２遮断ラッチ８が，一端部に形成した係合部８ｂで，略Ｙ字型の主レバー５の一端に設けたローラ７に係合する。第２遮断ラッチ８の他端部にはローラ１０が取付けられている。また，第２遮断ラッチ８は，軸８ａ部で折れ曲がった形状に形成されている。また，軸８ａと第２遮断ラッチの係合部８ｂとの中間に，第２遮断ラッチ８を元の位置に復帰させる復帰ばね９の一端部が取付けられている。この復帰ばね９の他端部は，筐体１に固定されている。

第２遮断ラッチ８の一端に設けられたローラ１０と係合可能に，遮断ラッチ１１が配置されている。遮断ラッチ１１の中間部は小筐体６１に支持された軸１１ａに回動自在に取付けられている。また，遮断ラッチ１１は軸１１ａ部で折れ曲がった形状に形成されており，軸１１ａとローラ１３との中間に，小筐体６１に一端が固定された遮断ラッチ１１を元の位置に復帰させる復帰ばね１２の一端部が取付けられている。遮断ラッチ１１がローラ１０と係合する係合部１１ｂの反対側にはローラ１３が取付けられている。このローラ１３と係合可能に略Ｌ字形状をした遮断トリガ１４ａの先端部が当接している。この先端部は曲面に形成されている。

遮断トリガ１４ａの略Ｌ字の角部は軸１４ｃに取付けられている。軸１４ｃは小筐体６１に回動自在に支持され，水平方向に伸びるトリガレバー１４ｂが取付けられており，この部材１４ｂに当接可能に引外し用ソレノイド２０１のプランジャ２１１が配置されている。また，遮断トリガ１４ａの中間部に一端が小筐体６１に固定され，遮断トリガ１４を元の位置に復帰させる復帰ばね１５が取付けられている。復帰ばね９，１２，１５は，図２に示す状態で圧縮状態にある。

なお，本実施例ではこれらの復帰ばねをコイルばねとしたが，ねじりコイルばね，皿ばねなどのばねであってもよい。

また，図４に示すように，筐体１には主軸４が保持される主軸保持部材としてのボス１ｃとカム軸２が保持されるカム軸保持部材たるボス１ｂが設けられている。また，それらのボス間を接続するようにリブ１ｄが設けられている。そして，ボス１ｂとボス１ｃとの間には貫通孔７６が設けられると共に，それに沿ってシート状の発熱体７３が設置されている。発熱体７３は図示を略した電源に接続される。筐体のボス部分を加熱したいので，発熱体としては薄く柔軟性に富む，すなわちシート状ヒータであることが好ましい。

以下に詳細を説明するが，遮断器の投入動作で投入ばねを解放し接点を投入させると共に遮断ばねを圧縮するため，周囲温度等による摺動抵抗の変化の影響が遮断動作より大きくなる可能性がる。よって，投入ばねの駆動力を伝えるカム軸２周りのボス１ｂに発熱体を設置するのが好適である。

以上のように構成したガス遮断器１００の遮断動作を以下に説明する。投入状態において，遮断指令が入力されると，ガス遮断器１００は遮断動作を開始する。遮断制御機構４０１の引外しソレノイド２０１が励磁され，プランジャ２１１が突出する。プランジャ２１１がトリガレバー１４ｂを押圧する。その結果，遮断トリガ１４ａと遮断ラッチ１１との係合が外れる。

遮断トリガ１４ａとの係合が外れて，遮断ラッチ１１が回動自由になる。遮断ラッチ１１は第２遮断ラッチ８のローラ１０から押圧されているので，軸１１ａ回りに右回転する。回動が規制されていた第２遮断ラッチ８が回動自由になり，主レバー５のローラ７からの押圧力により，第２遮断ラッチ８が軸８ａ回りに右回転する。主レバー５のローラ７と第２遮断ラッチ８との係合が外れて，主レバー５が回動自由となる。すると，圧縮状態にある遮断ばね２６の規制が外れて，遮断ばね２６が放勢され，主レバー５が時計回りに回転する。これにより遮断部接点の遮断動作が行われる。遮断ばね２６が放勢し切ると，遮断動作が終了する。主レバー５の端部のローラ６がカム３の外周面にほぼ当接して止まる。

次に，遮断器の接点が遮断状態から投入状態に移る動作を説明する。ガス遮断器１００に投入指令が入力されると，投入用ソレノイド３０１が励磁される。投入用ソレノイド３０１のプランジャ３１１が突出し，投入トリガ２２を押圧する。投入トリガ２２が時計回りに回動し，投入ラッチ１９のローラ２１と投入トリガ２２との係合が解除される。回動が規制されていた投入レバー１９が回動自由になり，カム３のローラ１８からの押圧力により，投入ラッチ１９が時計回りに回動する。すると，投入ラッチ１９とカム３のローラ１８との係合が解除される。カム３の回動の規制がなくなったので，投入ばね２８のばね力が放勢される。投入ばねリンク２７が左方向に移動し，カム軸２，カム３が時計回りに回転する。

カム３の回動に伴い，カム３の外周面が主レバー５のローラ６に当接する。主レバー５が反時計回りに回転する。カム３が略半回転すると，カム３の最大曲率半径部分でカム３の外周面が主レバー５のローラ６に当接する。この時，主レバー５に接続した遮断ばねリンク２５が遮断ばね２６をほぼ元の位置まで圧縮する。投入ばね２８が放勢しきると遮断器の接点が投入される。なお，投入動作終了時に遮断制御機構４０１の各レバー８，１１，１４が復帰ばね９，１２，１５の力により元の位置に復帰する。これにより遮断ばね２６が蓄勢される。

極寒地での低温状態では，カム軸２を支持する軸受け７４に封入されたグリースの粘度が増加するが，本実施例に示すようにシート状の発熱体７３により筐体１を直接加熱することによりグリースの粘度上昇を抑制することができ，カム軸２の摺動抵抗の増加も抑制可能となる。これにより，常温状態と低温状態との閉極時間の差異を抑制することができる。また，遮断動作においても同様に主軸４を支持する軸軸受け７５に封入されたグリースの粘度上昇を抑制できるので，常温状態と低温状態との開極時間の差異を抑制することができる。このように本実施例によるガス遮断器では極寒地における動作の安定化を図ることができる。

１ ブラケット
２ カム軸
３ カム
４ 主軸
５ 主レバー
６ 主レバーのローラ
２５ 遮断ばねリンク
２６ 遮断ばね
２７ 投入ばねリンク
２８ 投入ばね
７３ シート状の発熱体
７４ 主軸軸受け
７５ カム軸軸受け
７６ ブラケットの貫通孔
７７ 操作箱

Claims (6)

1. 接地容器内に対向配置された一対の接触子と前記一対の接触子の少なくとも一方をリンク機構により投入方向及び遮断方向に駆動する投入ばね及び遮断ばねを備えた操作機構を有するガス遮断器であって，
   前記操作機構は，前記遮断ばねに接続する主レバーの回転軸である主軸と，前記投入ばねに接続するカムの回転軸であるカム軸と，前記主軸を保持する主軸保持部材と前記カム軸を保持するカム軸保持部材と，前記主軸保持部材及び前記カム軸保持部材を保持するブラケットを有し，
   前記主軸保持部材と前記カム軸保持部材の間の前記ブラケットの一部に貫通孔を設け，
   前記貫通孔の少なくとも一部に発熱体を配したことを特徴とするガス遮断器。
2. 接地容器内に対向配置された一対の接触子と前記一対の接触子の少なくとも一方をリンク機構により投入方向及び遮断方向に駆動する投入ばね及び遮断ばねを備えた操作機構を有するガス遮断器であって，
   前記操作機構は，前記遮断ばねに接続する主レバーの回転軸である主軸と，前記投入ばねに接続するカムの回転軸であるカム軸と，前記主軸を保持する主軸保持部材と前記カム軸を保持するカム軸保持部材と，前記主軸保持部材及び前記カム軸保持部材を保持するブラケットを有し，
   前記主軸保持部材と前記カム軸保持部材の間にそれらをつなぐ連結補強部材を設け，
   前記ブラケットの前記主軸保持部材と前記カム軸保持部材と前記連結補強部材で囲まれた領域に貫通孔を設け，
   前記貫通孔の少なくとも一部に発熱体を配したことを特徴とするガス遮断器。
3. 前記発熱体は前記貫通孔において前記カム軸保持部材に近い側に配置されることを特徴とする，
   請求項１に記載のガス遮断器。
4. 前記発熱体は前記貫通孔において前記カム軸保持部材に近い側に配置されることを特徴とする，
   請求項２に記載のガス遮断器。
5. 前記発熱体はシート状であることを特徴とする，
   請求項１に記載のガス遮断器。
6. 前記発熱体はシート状であることを特徴とする，
   請求項２に記載のガス遮断器。