JP7353220B2 - Electromagnetic operated switchgear - Google Patents
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Description
本発明は、電磁操作式開閉装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetically operated switching device.
電磁操作式開閉装置に関する従来技術として、特許文献1がある。特許文献1には、ソレノイドコイルとソレノイドコイルを貫通するプランジャと内部にソレノイドコイルを備えた固定鉄心とからなり、ソレノイドコイルを励磁してプランジャを吸引し、プランジャと固定鉄心の中央脚との対向面に永久磁石が発生する磁束を流して吸引状態を保持し、吸引時と逆方向の電流をソレノイドコイルに流してプランジャの吸引状態を釈放する電磁石において、対向面の周りのプランジャと固定鉄心の中央脚との少なくとも一方の中心部を空隙とした電磁石が記載されている。
As a prior art related to an electromagnetically operated switchgear, there is
特許文献1には、動作安定に優れた電磁石が記載されている。しかし、特許文献1では、可動鉄心、固定鉄心、コイルなど電磁石を構成している部品が、それぞれ円柱形状であり、同軸上に配置されているため、電磁操作式開閉装置を設置する空間の奥行き寸法は電磁石の外径で決定される。ここで遮断部に必要な動作速度を速めたい場合、動作速度と電磁石の外径のサイズは比例関係にあるため、必然的に電磁石の外径のサイズが大きくなってしまい、電磁操作式開閉装置のサイズが大きくなる。
本発明の目的は、遮断部の動作速度を速めたい場合でも、サイズアップを抑制できる電磁操作式開閉装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electromagnetically operated switchgear that can suppress an increase in size even when it is desired to increase the operating speed of a shutoff section.
本発明の好ましい一例としては、遮断部を有する主回路開閉部と、可動鉄心と固定鉄心とコイルを有する操作機構部と、前記主回路開閉部と前記操作機構部とを連結するリンク機構部とを有し、前記操作機構部の前記固定鉄心は、前記操作機構部と前記主回路開閉部との間に配置された仕切板の一部、前記操作機構部の側板の一部、前記操作機構部の正面板の一部の少なくとも一つを含んで構成される電磁操作式開閉装置である。
A preferred example of the present invention includes a main circuit opening/closing section having a cutoff section, an operating mechanism section having a movable iron core, a fixed iron core, and a coil, and a link mechanism section connecting the main circuit opening/closing section and the operating mechanism section. The fixed core of the operating mechanism section includes a portion of a partition plate disposed between the operating mechanism section and the main circuit opening/closing section, a portion of a side plate of the operating mechanism section, and the operating mechanism section. This is an electromagnetically operated switching device that includes at least one part of the front plate of the section .
本発明によれば、サイズアップを抑制できる電磁操作式開閉装置を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize an electromagnetically operated opening/closing device that can suppress an increase in size.
以下、本発明の電磁操作式開閉装置の実施例について図面を用いて説明する。尚、下記はあくまでも本発明の実施に好適な実施例であり、本発明の適用対象を限定することを意図する趣旨ではない。 Embodiments of the electromagnetically operated switchgear of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the following examples are merely examples suitable for carrying out the present invention, and are not intended to limit the scope of application of the present invention.
図1は、実施例1の電磁操作式開閉装置を側面から見た概略図を示しており、スイッチが入った状態を示している。図1に示した電磁操作式開閉装置は、図1の左側に示す主回路開閉部1と、図1の右側に示す操作機構部2と、図1の下側に示すリンク機構部3で概略構成されている。
FIG. 1 shows a schematic side view of the electromagnetically operated switchgear of Example 1, and shows a state in which the switch is turned on. The electromagnetically operated switchgear shown in FIG. 1 consists of a main
主回路開閉部1は絶縁フレーム4で覆われている。主回路開閉部1の絶縁フレーム4は、リンク機構部ケース6に固定されている。図1では一例として、主回路開閉部1がリンク機構部ケース6に固定されている構成を示している。なお、図1では電磁操作式開閉装置として一相遮断器を例示しているが、三相遮断器であってもよく、この場合、図1の奥行き方向に主回路開閉部1が並べて配置される構成となる。
The main
主回路開閉部1は、固定側導体8と、遮断部として切離自在の一対の接点を有する真空バルブ9と、可動側導体10と、真空バルブ9と可動側導体10を電気的に接続するフレキシブル導体11と、これらを操作機構部2やリンク機構部3から電気的に絶縁する絶縁フレーム4と、真空バルブ9の可動側を上下方向に移動させる絶縁ロッド12と、真空バルブ9内の接点に接触荷重を加える接圧ばね13と、接圧ばね13を押し上げる連結板14とで構成されている。
The main
また、操作機構部2は、永久磁石15と、コイル16と、可動鉄心50、第1の固定鉄心51、第2の固定鉄心52、第3の固定鉄心53、真空バルブ9の接点を開極する遮断ばね18と、これらの軸上に配置される駆動ロッド19とで構成されている。
The
更に、リンク機構部3は、リンク機構部ケース6に軸受されたシャフト20と、シャフト20に固定され、主回路開閉部1の連結板14に第1のピン21で連結される第1のレバー22と、同じくシャフト20に固定され、操作機構部2の駆動ロッド19に第2のピン23で連結される第2のレバー24とで構成されている。
Further, the link mechanism section 3 includes a
以上の構成により、操作機構部2の駆動ロッド19の上下方向の直線運動が第2のレバー24及び第1のレバー22を介して真空バルブ9の可動側に伝わり、真空バルブ9の接点が開閉される。
With the above configuration, the vertical linear movement of the
ここで、操作機構部に図示しない制御基板などから投入指令が入力されると、電磁石のコイル16が通電され、コイル16の周囲には、可動鉄心50⇒第1の固定鉄心51⇒第2の固定鉄心52⇒第3の固定鉄心53⇒可動鉄心50の経路で磁界が形成される。その磁界により可動鉄心50の底部側端面には下向きの吸引力が働き、可動鉄心50が第1の固定鉄心51側に移動し、可動鉄心50が第1の固定鉄心51に吸着される。
Here, when a closing command is input to the operating mechanism section from a control board (not shown), the
このとき永久磁石によって形成される磁界の向きもコイル16の励磁に伴って発生する磁界の向きと同じになるため、吸引力が高められた状態で可動鉄心50が第1の固定鉄心51側に移動する。第1の固定鉄心51、第2の固定鉄心52、第3の固定鉄心53を総称して固定鉄心とよぶ。
At this time, the direction of the magnetic field formed by the permanent magnet is also the same as the direction of the magnetic field generated with the excitation of the
電磁石による投入動作が行われると、可動鉄心50に連結された駆動ロッド19が遮断ばねの弾性力に抗して下方に移動し、電磁石から発生する電磁力に伴う駆動力がレバーに伝達される。この駆動力は第2のレバー24および第1のレバー22を介して連結板14に伝達され、可動導体が上昇移動し、可動接点が固定接点と接触し、真空バルブ9を備える真空遮断器の投入動作が実行される。
When the closing operation is performed by the electromagnet, the
真空遮断器の投入動作において、接圧ばねは、固定接点と可動接点が接触するまで圧縮されないが、固定接点と可動接点とが接触すると圧縮され、その後、投入動作が完了するまで圧縮し続ける。一方、遮断ばねは、真空遮断器の投入動作中、常に圧縮され続ける。 In the closing operation of a vacuum circuit breaker, the contact pressure spring is not compressed until the fixed contact and the movable contact come into contact, but it is compressed when the fixed contact and the movable contact come into contact, and then continues to be compressed until the closing operation is completed. On the other hand, the cutoff spring remains compressed during the closing operation of the vacuum circuit breaker.
次に、制御板に開極指令が入力され、制御板からコイル16に開極指令に伴う信号が出力されると、コイル16には投入時とは逆方向の電流が流れ、コイル16の周囲には投入動作時とは逆方向の磁界が形成される。この場合、コイル16から発生する磁束と永久磁石から発生する磁束とが互いに打ち消し合い、可動鉄心50の軸方向端面における吸引力は、遮断ばねおよび接圧ばねから発生する弾性力よりも弱くなるため、可動鉄心50が第1の固定鉄心51から離間して上方向に移動する。
Next, when an opening command is input to the control board and a signal associated with the opening command is output from the control board to the
可動鉄心50の移動に伴って駆動ロッド19が上方に移動すると、第2のレバー24の上方への移動に連動して、連結板14が下方に移動し、真空遮断器の可動接点が固定接点から離間し、固定接点と可動接点との接触が解かれ、真空遮断器の開極動作が行われる。この場合、電磁石の投入状態の保持が解除されると、始めに、圧縮されていた接圧ばねが伸長し、接圧ばね押えがワッシャと接触したときに、真空遮断器の固定接点と可動接点との接触が解かれ、真空遮断器の遮断動作が行われることになる。
When the
図2は、比較例としての電磁操作式開閉装置の平面図を示す図である。ここでは三相遮断器の場合を示す。U相の真空バルブ9A、V相の真空バルブ9B、W相の真空バルブ9Cを主回路開閉部1において図3の縦方向に一列に配置している。
FIG. 2 is a diagram showing a plan view of an electromagnetically operated switchgear as a comparative example. Here, the case of a three-phase circuit breaker is shown. A
操作機構部2は、正面側に配置された正面板42と、正面から向かって左右に配置された側板43と、主回路開閉部1と操作機構部2との間に配置された仕切板41といった板部で囲まれる。操作機構部2は、駆動ロッド19から外側に向かって、可動鉄心50、コイル16、第2の固定鉄心52が配置される。ここで駆動ロッド19、可動鉄心50、コイル16、第2の固定鉄心52は円形の断面形状を有する。最も外側にある第2の固定鉄心は板部と接触しない操作機構部2内の位置に配置される。
The
図3は、実施例1の電磁操作式開閉装置の平面図を示す図である。図2と同じ部分については、説明を省略する。図3では、図2とは異なり、磁性材で構成される仕切板41が、第2の固定鉄心52の一部となっている。ここで駆動ロッド19、可動鉄心50、コイル16、および第2の固定鉄心52の一部を除いて円形の断面形状を有する。円形とは真円に限らず楕円形状も含む。楕円形状の場合には図の横方向の半径が縦方向の半径より短いことが望ましい。そのため仕切板41から正面板42までの長さを短くすることができ、電磁操作式開閉装置を小さくできる。
FIG. 3 is a diagram showing a plan view of the electromagnetically operated switchgear according to the first embodiment. Description of the same parts as in FIG. 2 will be omitted. In FIG. 3, unlike FIG. 2, the
実施例1によれば、主回路開閉部1と操作機構部2との間に磁性材の仕切板が配置され、仕切板が電磁石の外周鋼板である第2の固定鉄心52の一部、即ち磁束経路の一部として利用されて電磁石が動作する構成となっている。このように構成される電磁操作式開閉装置は、電磁石の外径のサイズを大きくすることなく動作速度を保つことができるため、操作機構部2を小さくでき、電磁操作式開閉装置も小さくできる。
According to the first embodiment, a partition plate made of a magnetic material is arranged between the main
図4は、実施例2の電磁操作式開閉装置を示す平面図である。実施例1と同様な部分については説明を省略する。 FIG. 4 is a plan view showing the electromagnetically operated switchgear according to the second embodiment. Description of parts similar to those in Example 1 will be omitted.
本実施例の電磁操作式開閉装置は、側板43に磁性材板が配置され、側板43が第2の固定鉄心52の一部となっている。そのような構成のため、図4の操作機構部2おける上部の側板43と下部の側板43との間のスペースを広くすることができる。よって、そのスペースに図において縦長の機器などを配置できるという効果を有する。
In the electromagnetically operated switchgear of this embodiment, a magnetic material plate is arranged on the
図4に示す構成では、仕切板41から正面板42までの長さは比較例と同等の長さとしているが、最外周にある第2の固定鉄心52の一部は図の左方向の仕切板41で構成すれば、実施例1と同様に仕切板41から正面板42までの長さも小さくすることができる。
In the configuration shown in FIG. 4, the length from the
実施例2によれば、上部の側板43と下部の側板43との間のスペースを広くすることができる。また、側板43が電磁石の外周鋼板である第2の固定鉄心52の一部、即ち磁束経路の一部として利用されて電磁石が動作する構成となっている。このように構成される電磁操作式開閉装置は、電磁石の外径のサイズを大きくすることなく動作速度を保つことができるため、操作機構部2を小さくでき、電磁操作式開閉装置も小さくできる。
According to the second embodiment, the space between the
図5は、実施例3の電磁操作式開閉装置を示す平面図である。実施例1と同様な部分については説明を省略する。実施例3では、駆動ロッド19を囲む可動鉄心50、コイル16、および第2の固定鉄心52の一部を除いて、矩形である。図の横方向(仕切板41から正面板42への方向)の長さが図の縦方向の長さより短い矩形であるので、実施例1や実施例2に比べて、横方向を短くした電磁操作式開閉装置を実現できる。また、コイル16の角は、直角に限らず曲線部があってもよい。
FIG. 5 is a plan view showing the electromagnetically operated switchgear according to the third embodiment. Description of parts similar to those in Example 1 will be omitted. In the third embodiment, the shape is rectangular except for a portion of the
実施例3によれば、実施例1や実施例2の円形の可動鉄心50、コイル16、第2の固定鉄心52に比べて、仕切板41から正面板42への方向を短くすることができ、操作機構部2を小さくできるとともに、電磁操作式開閉装置も小さくできる。
According to the third embodiment, compared to the circular
図6は、実施例4の電磁操作式開閉装置を示す平面図である。実施例1と同様な部分については説明を省略する。仕切板41と側板43の両方が第2の固定鉄心52の一部となっている。また、駆動ロッド19を囲む可動鉄心50、コイル16、および第2の固定鉄心52の一部を除いて、円形である。
FIG. 6 is a plan view showing the electromagnetically operated switchgear according to the fourth embodiment. Description of parts similar to those in Example 1 will be omitted. Both the
実施例4では、第2の固定鉄心52の一部が仕切板41と側板43の両方で構成されているので、実施例1に比べて、さらに仕切板41から正面板42までの長さを短くすることができ、電磁操作式開閉装置を小さくできる。
In the fourth embodiment, since a part of the second
図7は、実施例5の電磁操作式開閉装置を示す平面図である。実施例3および実施例4と同様な部分については説明を省略する。駆動ロッド19を囲む可動鉄心50、コイル16、および第2の固定鉄心52の一部を除いて、矩形である。
FIG. 7 is a plan view showing an electromagnetically operated switchgear according to the fifth embodiment. Descriptions of parts similar to those in Example 3 and Example 4 will be omitted. It has a rectangular shape except for a portion of the
実施例5によれば、実施例4の円形の可動鉄心50、コイル16、第2の固定鉄心52に比べて、仕切板41から正面板42への方向を短くすることができ、操作機構部2を小さくできるとともに、電磁操作式開閉装置も小さくできる。
According to the fifth embodiment, compared to the circular
図8は、実施例6の電磁操作式開閉装置を示す概略図である。実施例1と同様な部分については説明を省略する。主回路開閉部1は、固定側の絶縁スペーサ32と、固定側のシールド電極30と、真空バルブ9と、可動側のシールド電極31と、可動側の絶縁スペーサ33と、密閉容器60を備える。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an electromagnetically operated switchgear according to the sixth embodiment. Description of parts similar to those in Example 1 will be omitted. The main
主回路開閉部1に配置された遮断部としての真空バルブ9は、六フッ化硫黄や、乾燥空気に代表される主成分が窒素と酸素からなる混合ガスなどの絶縁性ガスを大気圧以上で封入した密閉容器60に収納される。密閉容器60のうち操作機構部2に面する板部は仕切板41として機能する。操作機構部2は正面板42や実施例1と同様に側板で囲まれる。
A
操作機構部2の板部や電磁石の構成は、実施例1から実施例5に記載のいずれかの構成である。このように構成される電磁操作式開閉装置は、実施例1から実施例5と同様な効果を得ることができる。
The structure of the plate part and the electromagnet of the
1…主回路開閉部、2…操作機構部、3…リンク機構部、4…絶縁フレーム、6…リンク機構部ケース、8…固定側導体、9…真空バルブ、10…可動側導体、11…フレキシブル導体、12…絶縁ロッド、13…接圧ばね、14…連結板、15…永久磁石、16…コイル、18…遮断ばね、19…駆動ロッド、20…シャフト、21…第1のピン、22…第1のレバー、23…第2のピン、24…第2のレバー、41…仕切板、42…正面板、43…側板、50…可動鉄心、51…第1の固定鉄心、52…第2の固定鉄心、53…第3の固定鉄心
DESCRIPTION OF
Claims (3)
可動鉄心と固定鉄心とコイルを有する操作機構部と、
前記主回路開閉部と前記操作機構部とを連結するリンク機構部とを有し、
前記操作機構部の前記固定鉄心の一部は、前記操作機構部を囲む前記操作機構部と前記主回路開閉部との間に配置された仕切板の一部、前記操作機構部の側板の一部、前記操作機構部の正面板の一部の少なくとも一つで構成される電磁操作式開閉装置。 a main circuit opening/closing section having a cutoff section;
an operating mechanism section having a movable iron core, a fixed iron core, and a coil;
a link mechanism unit that connects the main circuit opening/closing unit and the operating mechanism unit;
A part of the fixed core of the operating mechanism section is a part of a partition plate disposed between the operating mechanism section surrounding the operating mechanism section and the main circuit opening/closing section, and a part of the side plate of the operating mechanism section. an electromagnetically operated opening/closing device comprising at least one part of a front plate of the operating mechanism section ;
前記可動鉄心と前記固定鉄心と前記コイルは、円形の断面を有する電磁操作式開閉装置。 The electromagnetically operated switchgear according to claim 1 ,
The movable iron core, the fixed iron core, and the coil each have a circular cross section.
前記可動鉄心と前記固定鉄心と前記コイルは、矩形の断面を有する電磁操作式開閉装置。 The electromagnetically operated switchgear according to claim 1 ,
The movable iron core, the fixed iron core, and the coil each have a rectangular cross section.
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WO2004055850A1 (en) | 2002-12-16 | 2004-07-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Gas insulation opening/closing apparatus |
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- 2020-03-06 JP JP2020038783A patent/JP7353220B2/en active Active
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