JP6877515B1 - 接地装置、配電盤及び接地装置の製造方法 - Google Patents

接地装置、配電盤及び接地装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】可動ブレードの一端部と固定端子との離間距離を調整可能とし、固定端子に設けられた接触子と可動ブレードとの精度の良い係合を可能とする。【解決手段】シャフトと、シャフトに一端が取り付けられたブレードレバーと、ブレードレバーに取り付けられた可動ブレードとを有し、可動ブレードはその他端がブレードレバーのシャフト側に回動可能に取り付けられるとともに、ブレードレバーの他端に可動ブレードの幅方向に形成された長穴もしくはブレードレバーの幅方向に形成された長穴に挿入されたボルトにより取り付けられる。接触子と可動ブレードとを係合状態にして、可動ブレードの他端を軸に、可動ブレードの一端部を可動ブレードの幅方向に移動させて、固定端子との離間距離を調整する。【選択図】図1

Description

本願は、接地装置、配電盤及び接地装置の製造方法に関するものである。
配電盤においては、盤内作業あるいは点検作業に際に作業者の感電を防止するために、負荷側主回路に接地装置を設け、接地装置を閉路することで、接地を行っていた。接地装置は、投入直前に発生するアークの損傷を回避するために高速で動作する必要があり、かつ可動ブレードと固定接触子との確実な接触が求められている。
しかし、高速で駆動するシャフトに取り付けられた可動ブレードが、自身の慣性のため閉路位置より超過して固定端子に衝突し、反動で結果的に閉路位置に達しない位置で固定され、可動ブレードと固定端子の接触が不十分になり接地装置の機能を果さなくなる虞がある。この問題を解決するために、例えば、固定端子をクサビ形状にすることにより、クサビの変形により可動ブレード回転超過を抑制して、閉路位置で可動ブレードを止める構造が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
実開昭62−115708号公報
特許文献1の構造は、固定端子をクサビ形状にしているが、クサビ形状では変形量が小さく可動ブレードと固定端子間に十分な接触荷重が得られない。そのため、十分な接触荷重を得るためには、クサビ形状の固定端子と可動ブレードの軸を正確に位置決めするための部品精度が必要となる。しかし、接地装置を構成する部品は溶接等で接合されて、組み立てられる物も多く、溶接による熱変形を考慮して位置決め精度を得ることは容易ではなかった。
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、可動ブレードの投入位置を調整可能な接地装置を提供することを目的とする。
本願に開示される接地装置は、投入ばねと、前記投入ばねの力により回動するシャフトと、前記シャフトに一端が取り付けられたブレードレバーと、前記ブレードレバーに取り付けられた可動ブレードと、を備え、少なくとも前記投入ばねの力により前記シャフトが回動し、固定端子に設けられた接触子に、前記固定端子と予め定められた距離離間して前記可動ブレードの一端部が係合する接地装置であって、前記可動ブレードはその他端が前記ブレードレバーの前記シャフト側に取り付けられるとともに、前記可動ブレードの幅方向に形成された長穴もしくは前記ブレードレバーの幅方向に形成された長穴に挿入されたボルトにより前記可動ブレードが前記ブレードレバーの他端に取り付けられた、ものである。

本願に開示される接地装置によれば、可動ブレードの他端を軸に、可動ブレードの一端部は前記可動ブレードの幅方向に移動させて可動ブレード一端部を固定端子と予め定められた距離離間した位置に調整することが可能となり、接触子と可動ブレードが精度良く係合できるようになる。
実施の形態1に係る接地装置の概略構成を示す斜視図である。 実施の形態1に係る接地装置の切状態を示す側面図である。 実施の形態1に係る接地装置の投入状態を示す側面図である。 図3中矢印Y方向から見た、接触子とブレードの係合状態を示す平面図である。 実施の形態1に係る接地装置の可動ブレードの一部概略図である。 調整前の接触子とブレードとの係合状態を示す平面図である。 実施の形態1に係る接地装置の可動ブレードの位置調整例を示す側面図である。 調整前の接触子とブレードとの別の係合状態を示す平面図である。 実施の形態1に係る接地装置の可動ブレードの位置調整例を示す側面図である。 実施の形態2に係る接地装置の投入状態を示す側面図である。 実施の形態3に係る配電盤の概略構成を示す側面図である。
以下、本願で開示される接地装置の実施の形態について図を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
実施の形態1.
以下に、実施の形態1に係る接地装置について図を用いて説明する。
図1は、実施の形態1に係る接地装置(Earthing Switch:アーシングスイッチ)100の概略構成を示す斜視図で、接地装置100が投入された状態を示している。図において、シャフト1に3つのブレードレバー5の一端がそれぞれ取り付けられている。ブレードレバー5には、それぞれボルト11及びボルト10によって可動ブレード6が取り付けられている。後述するが、ボルト10は可動ブレード6に設けられた長穴9に挿入されている。また、シャフト1には、ストップレバー3の一端が取り付けられ、ストップレバー3の他端には回動自在に投入ばねロッド4の一端が取り付けられている。この投入ばねロッド4により、両端が規制されるように投入ばね2が設けられている。投入状態において、可動ブレード6の一端部(先端部)が負荷側主回路の固定端子7が具備する接触子8と係合する。なお接触子8には、可動ブレード6が係合した時に、可動ブレード6に対し通電に必要な所定荷重を発生させるためのばね構造を有する(図示せず)。
次に、接地装置100の切状態から投入状態への動作について説明する。図2は、実施の形態1に係る接地装置100の切状態を示す側面図である。図3は、投入状態を示す側面図である。接地装置100を投入状態にするのは、図2の切状態からシャフト1を手動で反時計回りに回転させる。シャフト1の動作は手動でなく、電動等他の手法であってもよい。投入ばね2は一端がピン4bに、他端がピン4cに取り付けられている。投入ばね2が死点を越えると蓄勢された投入ばね2の力により高速度でシャフト1がさらに反時計方向に回転する。このとき、ストップレバー3に取り付けられた投入ばねロッド4の他端側に設けられた長穴4aにおいて投入ばね2の他端が取り付けられたピン4cが底付する。これにより、図3に示すように、シャフト1が投入位置で停止する。ブレードレバー5に取り付けられた可動ブレード6は図2中Xで示した反時計回りに動作する。そして、シャフト1の停止により、図3に示すように可動ブレード6の一端部は固定端子7の接触子8と係合し、接地装置100が投入状態となる。
次に、可動ブレード6の取り付け位置について説明する。まず、接触子8と可動ブレード6との係合状態について説明する。図4は、図3中矢印Y方向から見た、接触子8と可動ブレード6との係合状態を示す平面図である。投入状態において、可動ブレード6の停止位置は、可動ブレード6の一端部における固定端子7と対向する面が、固定端子7と所定距離da隔てた位置で停止し、このときに接触子8が可動ブレード6に係合する。この位置は予め設定された投入位置である。ここで、所定距離daは、例えば可動ブレード6と接触子8との最大係合距離dに対して10%程度の距離に設定される。可動ブレード6と固定端子7との距離が小さくなる、すなわち、da/d≪0.1になると、衝突あるいは衝突時の振動で可動ブレード6と接触子8が開離して接地時のアークによる可動ブレード6、固定端子7及び接触子8の損傷が危惧される。一方、可動ブレード6と固定端子7との距離が大きくなると、例えば、da/d>0.8になると、可動ブレード6と接触子8との係合が不十分となり、大電流通電時に必要な接触圧力が得られず可動ブレード6、固定端子7及び接触子8の溶損といった事象が生じる。なお、da/dの関係は負荷側主回路の接地通電電流に依存する。
次に、接触子8と可動ブレード6との係合状態の変動要因について説明する。可動ブレード6は、上述のようにブレードレバー5に取り付けられており、ブレードレバー5はシャフト1に取り付けられている。その取り付け精度が可動ブレード6の先端部における接触子8との係合に影響を与える。図3に示すように、シャフトに取り付けられたストップレバー3の駆動長をms、可動ブレード6の駆動長はブレードレバー5を含めmbとすると、本実施の形態においては、mbはmsの4倍程度となっている。従って、可動ブレード6の駆動長を考慮すると、ブレードレバー5の取り付け精度はストップレバーよりも高いものが求められることになる。換言すれば、同精度で取り付けても、可動ブレード6の先端部はストップレバー3の先端(投入ばねロッド側)よりも位置のばらつきが大きいことになる。また、図1で示すように、本実施の形態1のように負荷側主回路の複数の相に対する接地装置のように複数の可動ブレード6を有する場合、例えばブレードレバー5を溶接により所定の取り付け精度で取り付けても、可動ブレード6の先端部では、各相間でばらつきが生じる虞がある。さらに、可動ブレード6等の部品精度及び固定端子7の組み立て位置精度も関係する。
次に、可動ブレード6の取り付け位置の調整方法について説明する。図2、3に示されるように、可動ブレード6はブレードレバー5のシャフト側の位置でボルト11により、ブレードレバー5の他端(シャフト1に取り付けられる一端と反対の端部)でボルト10によりブレードレバー5に取り付けられる。ボルト11側の位置は固定であるが、ボルト10側は可動ブレード6に長穴9を設けており、ボルト11を中心に回動可能になっており、調整が可能な構造となっている。図5は可動ブレード6の一部概略図である。ボルト10が挿入される長穴9は、例えば、その長手方向が可動ブレード6の長手方向と垂直な方向すなわち幅方向になるように形成すれば良い。長手方向に垂直な方向は、長手方向に延在する可動ブレード6の側辺に対し90度の角度の方向のみならず、可動ブレード6の回動方向等、90度から数十度程度まで外れた角度の方向も含む。又、長穴9は、図5では幅方向に直線状に延在する形状にしているが、これは特に限定するものではなく、例えば、可動ブレード6の回動方向に対応した円弧状等、他の形状にしても良い。また、可動ブレード6の幅wに対し、長穴9の幅waは、可動ブレード長及びブレードレバー5の溶接の位置決め精度にも依るが、通常のボルト用穴径に対し、プラス数mmを確保することが望ましい。また、長穴9の幅waは、長穴9の形成された可動ブレード6の端部の幅wbが可動ブレード6としての剛性が維持でき、可動時の強度が確保されるように設定される。例えば、可動ブレード6の幅wが40mm、通常のボルト穴10mmの時、長穴9の幅waは20mmとし、ボルトの中心位置から±5mm調整できるようにすればよい。
次に、可動ブレード6の取り付け位置の調整例について説明する。図6は、調整前の接触子8と可動ブレード6との係合状態を示す平面図である。図において、可動ブレード6の初期取り付け位置として、所定距離daよりも固定端子7に近接してあるいは固定端子7に接触して取り付けられた状態を示している。図7は、図6における可動ブレード6の位置調整例を示す側面図である。ボルト11を軸に可動ブレード6に形成された長穴9内でボルトを移動させ、実線位置にある可動ブレード6を図中矢印方向に移動して所定距離daとなる点線位置に調整した例である。図6の状態で、接地装置が投入されると、可動ブレード6が跳ね返され固定端子7の接触子8と十分に係合しない場合、あるいは接触で可動ブレード6の変形、破損といった事象になる虞がある。しかし、本実施の形態のように調整することにより、これらの問題を回避することができる。可動ブレード6の取り付け位置調整後、可動ブレード6はブレードレバー5に固定され、接触子8と可動ブレード6との係合状態を解除する。以上により接地装置の調整は完了する。
図8は、調整前の接触子8と可動ブレード6との別の係合状態を示す平面図である。図において、可動ブレード6の初期取り付け位置として、所定距離daよりも固定端子7から離れて取り付けられた状態を示している。図9は、図8における可動ブレード6の位置調整例を示す側面図である。ボルト11を軸に可動ブレード6に形成された長穴9内でボルトを移動させ、実線位置にある可動ブレード6を図中矢印方向に移動して所定距離daとなる二点鎖線位置に調整した例である。図8の状態で、接地装置が投入されると、大電流通電時に必要な接触圧力が得られず可動ブレード6、固定端子7及び接触子8の溶損といった事象になる虞がある。しかし、本実施の形態のように調整することにより、これらの問題を回避することができる。可動ブレード6の取り付け位置調整後、可動ブレード6はブレードレバー5に固定され、接触子8と可動ブレード6との係合状態を解除する。以上により接地装置の調整は完了する。
図1で示したように、本実施の形態において負荷側主回路の複数相に対応して、複数の可動ブレード6を有する。各可動ブレード6が取り付けられる複数のブレードレバー5をシャフト1に溶接により取り付ける場合、溶接の位置決め精度を考慮すると、複数(3相)のブレードレバー5をシャフト1に対し同じ角度で取り付けるようにするのは容易ではない。そのため、それぞれのブレードレバー5において設計値より少し角度がずれて取り付けられる場合がある。このように角度がずれて取り付けられると、上述したように、ブレードレバー5に取り付けられた可動ブレード6は、本来の投入位置と異なり固定端子7に接触する、あるいは接触子8と十分に係合しないことがある。それに対し、本実施の形態では、ブレードレバー5に対する可動ブレード6の取り付け位置を3相個別に調整することができる。そのため、上記角度のずれがないよう調整することができ、3相の部品精度ばらつきを吸収することができる。
本実施の形態では、すべての可動ブレード6の取り付け位置を調整するようにした例を示したが、調整ができない可動ブレード6が1つあっても、その可動ブレード6を図4で示した所定距離となるようにしておき、その可動ブレード6の角度に合せて残りの可動ブレード6の角度を調整するようにすることですべての可動ブレード6を揃えて取り付けることが可能となる。すべての可動ブレードを調整するのではなく、3相の場合は、少なくとも2つの可動ブレード6の取り付け位置が調整できるようにすればよい。
以上のように、本実施の形態1に係る接地装置によれば、可動ブレード6はその他端が一端部よりもブレードレバー5のシャフト側でボルト11により、ブレードレバー5の他端では可動ブレード6に形成された長穴9に挿入されたボルト10により取り付けられ、シャフト1にブレードレバー5を取り付けた後に、可動ブレード6の取り付け時にボルト11を軸に可動ブレード6と固定端子7との距離を可動ブレード6に設けた長穴9を用いて調整するようにしたので、ストップレバー3のようなレバー長の短いレバーで可動ブレードの停止位置を決めるにもかかわらず、接地装置投入時に可動ブレード6が接触子8と精度良く係合する接地装置を提供することが可能となる。
実施の形態2.
以下に、実施の形態2に係る接地装置について図を用いて説明する。
図10は、実施の形態2に係る接地装置の投入状態を示す側面図である。実施の形態1との違いは、シャフト1の回転量を調整可能なシャフト調整ボルトを設けたことである。すなわち実施の形態2において、シャフト調整ボルトであるシャフトストッパボルト12をストップレバー3に当接させることでシャフト1の回転量を調整可能な構造とした。
図4で示したような、可動ブレード6の設定位置は、投入ばね2が取り付けられたピンが投入ばねロッド4に形成された長穴4aに底付けされることで規定されていた。本実施の形態2では、可動ブレード6の設定位置をシャフトストッパボルト12にストップレバー3の回動動作量を調整することで設定する。この場合、投入ばねロッド4に長穴4aを形成する必要はない。部品精度及びブレードレバー5の取り付け角度のばらつきを実施の形態1と同様に可動ブレード6の長穴9により調整するとともに、シャフトストッパボルト12による可動ブレード6の位置調整も併用することが可能となる。
シャフトストッパボルト12による位置調整は、投入状態において、シャフトストッパボルト12を締付けするあるいは緩めることでストップレバー3の回動動作量(回動範囲)を調整するものである。すなわちシャフト1の回転量を調整するものであり、個別の可動ブレード6を調整するものではなく、1つのシャフト1に取り付けられた複数の可動ブレード6に対して、同時に調整するものである。まず、複数の可動ブレード6の位置ばらつきに対し、1つの任意の可動ブレード6を基準に、ボルト11を軸中心として他の複数の可動ブレード6を長穴9を用いて調整することで複数の可動ブレード6の位置ばらつきをなくす。例えば、基準とした1つの任意の可動ブレード6が図10に示す二点鎖線の位置であれば、長穴9を利用した調整によりすべての可動ブレードは二点鎖線の位置に揃うことになる。そして、複数の可動ブレード6の一端部が固定端子7に設定位置よりも近接している二点鎖線の位置揃った状態において、シャフトストッパボルト12を緩めることでシャフト1が時計方向に回転し、すべての可動ブレード6を実線の位置に調整することが可能となる。
以上のように、実施の形態2によれば、シャフトストッパボルト12を設けシャフト1の投入位置を調整可能としたので、投入時のストップレバー3の回動動作量、すなわちシャフト1の回転量を調整することが可能となり、実施の形態1の可動ブレード6の位置調整を補完することが可能となる。これにより、投入時に可動ブレード6が接触子8と精度良く係合する接地装置を提供することが可能となる。
実施の形態3.
以下に、実施の形態3に係る配電盤について図を用いて説明する。本実施の形態3に係る配電盤には、実施の形態1または2で説明した接地装置100が搭載される。図11は、実施の形態3に係る配電盤の例であるスイッチギヤ1000の概略構成を示す側面図である。図において、筺体内に開閉器として遮断器200の収納された遮断器室、遮断器200に接続された母線を収納する母線室400、遮断器200に接続された負荷側導体17、ケーブル等が収納されたケーブル室500、遮断器200等の動作制御を行う機器を収納した制御室300が区画化されて配置されている。接地装置100は、遮断器200の後部に配置され、可動ブレード6が図中矢印方向に動作することで、遮断器200の固定端子7に設けられた接触子(図示せず)と係合されて接地閉路される。なお、遮断器200の後部には、図10の側面図の奥行方向に、接触子の設けられた3相分の固定端子7を備えており、それぞれ可動ブレード6と対応し、接地閉路が行われる。
接地装置100として、上述の実施の形態1または2に係る接地装置100を搭載したので、投入時に可動ブレード6が接触子8と精度良く係合し、接地閉路が確保される。スイッチギヤ1000等の配電盤においては、保守点検時等に作業者が感電事故に遭遇しないように接地装置100により、接地が行われるので、上述の実施の形態1または2に係る接地装置100を搭載することによりスイッチギヤ1000の信頼性は向上する。なお、配電盤としてスイッチギヤの例で説明したが、これに限るものではない。接地装置の搭載される配電盤が対象である。また、開閉器の例として遮断器を例示したが、断路器であってもよい。
その他の実施の形態.
なお、上記実施の形態では、可動ブレード6に長穴9を設けることで調整するようにしているが、ブレードレバー5側に長穴を設けることで、ボルト11を軸として可動ブレード6を調整するようにしてもよい。ブレードレバー5の長穴も可動ブレード6の長穴9と同様にブレードレバー5の回動する幅方向に長穴を設ける。
また、上記実施の形態において、3相分の固定端子7に対応し、1つのシャフト1に3つのブレードレバー5が取り付けら、そのそれぞれに可動ブレード6が取り付けられた例を示したが、3相に限るものではない。1相あるいは2相でもよいし、3相以上の複数であってもよい。また、複数の場合、全ての可動ブレード6が調整可能である必要はなく、そのうち1つは調整できなくとも、調整できない1つの可動ブレード6を基準に他の可動ブレード6を調整すればよい。
また、上記実施の形態において、ブレードレバー5のシャフト1への取り付けを溶接で行う例を示したが、溶接に限るものではない。溶接により取り付けることにより、ブレードレバー5及び可動ブレード6の動作時の強度を確保できるが、強度を確保できれば他の方法でもよい。ブレードレバー5のシャフト1に精度よく取り付ける方法を採用しても、複数の可動ブレード6の角度を揃えることは容易ではなく、ブレードレバー5及び可動ブレード6のレバー長が長いため、ばらつきが生じてしまう。そのため、いずれの方法であっても、ブレードレバー5をシャフト1に取り付けた後、そしてブレードレバー5に可動ブレード6を取り付けた後、投入位置で可動ブレード6の位置調整を行うことで、投入時に可動ブレード6が接触子8と精度良く係合する信頼性の高い接地装置100を製造することが可能である。
また、上記実施の形態3において、可動ブレード6を遮断器200の後部の固定端子7に設けられた接触子と係合するように配置したが、これに限るものではない。遮断器200の後部の固定端子7に設けられた接触子を利用することで、部品を削減可能となる。しかし、遮断器200に接続された負荷側導体17の経路の一部に、固定端子とそれに設けられた接触子を配置し、その接触子に係合するように接地装置100を配置してもよい。筺体内のスペースに制限がある場合等に対応可能である。
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
1:シャフト、 2:投入ばね、 3:ストップレバー、 4:投入ばねロッド、
4a:長穴、 4b:ピン、4c:ピン、 5:ブレードレバー、
6:可動ブレード、 7:固定端子、 8:接触子、 9:長穴、 10:ボルト、
11:ボルト、 12:シャフトストッパボルト、 17:負荷側導体、
100:接地装置、 200:遮断器、 300:制御室、400:母線室、
500:ケーブル室、 1000:スイッチギヤ

Claims (8)

  1. 投入ばねと、
    前記投入ばねの力により回動するシャフトと、
    前記シャフトに一端が取り付けられたブレードレバーと、
    前記ブレードレバーに取り付けられた可動ブレードと、を備え、
    少なくとも前記投入ばねの力により前記シャフトが回動し、
    固定端子に設けられた接触子に、前記固定端子と予め定められた距離離間して前記可動ブレードの一端部が係合する接地装置であって、
    前記可動ブレードはその他端が前記ブレードレバーの前記シャフト側に取り付けられるとともに、前記可動ブレードの幅方向に形成された長穴もしくは前記ブレードレバーの幅方向に形成された長穴に挿入されたボルトにより前記可動ブレードが前記ブレードレバーの他端に取り付けられた、接地装置。
  2. 前記可動ブレードの取り付け時において、前記可動ブレードの他端を軸に、前記可動ブレードの一端部は前記可動ブレードの幅方向に移動可能である、請求項1に記載の接地装置。
  3. 前記ブレードレバーは前記シャフトに溶接された請求項1または2に記載の接地装置。
  4. 前記ブレードレバー及び前記ブレードレバーに取り付けられた前記可動ブレードの組は、3相の前記固定端子に対応して3組備え、3組のうち少なくとも2組に対し、前記ブレードレバーに長穴もしくは前記可動ブレードに長穴が形成されている請求項1から3のいずれか1項に記載の接地装置。
  5. 前記シャフトの回転量を調整するシャフト調整ボルトを備えた請求項1から4のいずれか1項に記載の接地装置。
  6. 開閉器及び請求項1から5のいずれか1項に記載の接地装置を備え、接地動作時に、前記開閉器の前記固定端子に設けられた前記接触子に、前記接地装置の可動ブレードが係合する、配電盤。
  7. 投入ばねと、
    前記投入ばねの力により回動するシャフトと、
    前記シャフトに一端が取り付けられたブレードレバーと、
    前記ブレードレバーに取り付けられた可動ブレードと、を備え、
    少なくとも前記投入ばねの力により前記シャフトが回動し、
    固定端子に設けられた接触子に、前記固定端子と予め定められた距離離間して前記可動ブレードの一端部が係合する接地装置の製造方法であって、
    前記シャフトに前記ブレードレバーを取り付けた後に、
    前記可動ブレードをその他端が前記ブレードレバーの前記シャフト側に回動可能に取り付けるとともに、前記可動ブレードの幅方向に形成された長穴もしくは前記ブレードレバーの幅方向に形成された長穴に挿入されたボルトにより前記可動ブレードを前記ブレードレバーの他端に取り付け、
    前記接触子と前記可動ブレードが係合する状態において、前記可動ブレードの他端を軸に、前記可動ブレードの一端部は前記可動ブレードの幅方向に移動させて、前記固定端子と予め定められた距離離間して前記可動ブレードの一端部が配置するように調整した後、
    前記接触子と前記可動ブレードが係合する状態を解除する、接地装置の製造方法。
  8. 前記シャフトに前記ブレードレバーを溶接により取り付ける、請求項7に記載の接地装置の製造方法。
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