JPH03502021A - 双安定性磁気アクチュエーター及び遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 双安定性磁気アクチュエーター及び遮断器本発明は双安定性アクチュエーター及 び電気回路遮断器に関する。

電気回路遮断器の場合、それがス仁メチであろうが、絶縁体であろうが、自動再 投入器であろうが、その他側な装置であろうが、電気回路を遮断又は閉じるため に、接点を開閉する機構が必要である。

従来からの高圧遮断器はスイ・ノチ接点を閉じたり、引きはずすために複雑な、 機械的機構を備えているため、電気パルスを受信した場合にスイッチ接点を開閉 したり、また静止状態にある場合に接点をいずれかの設定位置に確実に保持でき る別な機構が必要である。

第１の態様によれば、本発明は２つの外部端子間に接続した回路断続器、その状 態を維持する永久磁石を機械的リンク装置を介して接続して、該回路断続器を作 動できるようにした双安定性磁気アクチュエーター、該アクチュエーターに給電 できるように接続した容量形充電装置、該充電装置を再充電する手段及び該端子 間に流れる電流に応答して該アクチュエーターの作動を制御できるように接続し た電子制御手段からなり、そして少なくとも該アクチュエーター、該充電装置及 び該制御手段を共通ハウジングに収容した遮断器を提供するものである。

特表千３−５０２０２１　（２） このようにすれば、遮断器のアクチュエーターを完全な自蔵式にすることができ 、さらには、同じガス充填エンクロージャーを、好ましくは真空断続器である断 続器として使用することができる。この断続器の状態維持は永久磁石によって行 う。また、好ましくは、充電装置は磁気アクチュエーターに給電して、状態変化 を起こすことができる、その容量をかなりの時間維持できるものである。すなわ ち、好ましくは、状態変化を数回起こすことができるのに十分な容量を維持でき るものである。

この充電装置は、時々交換する必要のある長寿命電池によって再充電することが できるが、好ましくは、例えば、いずれかの端子に接続した変圧器によって端子 間に流れる電流から再充電する。

本発明の第２態様によれば、双安定性磁気アクチュエーターは、外側腕により磁 極片を構成し、内側腕を機械的に連結した２つの相互連結した磁気ヨークによっ て構成したハウジングと、両ヨークの両腕を通る軸線上で該磁極片間において該 内側腕を介して該／％ウジング内を軸方向に往復自在で、かつ該ヨークそれぞれ の２つの安定位置の間において各磁極片と磁気回路を構成すると共に、他方の磁 極片との磁気回路を遮断する電機子と、該磁気回路に磁束を発生して、該電機子 をいずれかの安定位置に保持するために、該電機子によって支持した、軸方向に 分極した磁石と、及び動作信号に応答して、過渡的な磁場を発生すると同時に、 該永久磁石内の磁束を大幅に低減することなく、該磁気回路内の磁束を低減し、 これによって該永久磁石の消磁を促進することなく、該電機子をデスタビライズ すると共に、該電機子と他方の磁極片との間の磁束を増加させて、該電機子を該 他方の磁極片に吸引する手段とで構成する。

この場合、電機子に接続した動作部材は、好ましくは、動作信号によってトリガ ーされるコンデンサ放電回路によって励起される、電機子及び磁極片に磁気的に 接続された固定電磁石が発生できる過渡的な磁場によって変位できる。

動作部材の動作は、任意の適当な形の機械的リンクを介して操作すべき部材、例 えば遮断器の可動接点に付与することができる。

本発明のこの態様に関する好ましい形は後述の請求の範囲に記載しておく。

本発明の第２態様に関する磁気アクチュエーターを含む、本発明の第１態様によ る遮断器を、例示を目的として、添付図面について説明していく。

第１図はアクチュエーターの端面図であり、第２図は第１図Ａ−Ａ線についての アクチュエーター断面図であり、そして 第３図は遮断器の垂直軸線についての断面図である。

まづ第１図及び第２図について説明すると、アクチュエーターはディスク状の永 久磁石３を介在させた２つの円筒形状の軟鉄製電機子片１．２からなる電機子Ａ Ｒを備えている。この電機子は駆動ロッド４の一端に同軸的に設ける。駆動ロッ ド４の螺送端部により、電機子要素１．２．３を固定する。電機子ＡＲは相互に 直角に設けた矩形フレーム状の、２つの相互連結ヨーク５．６が形成するハウジ ング内部に収容するが、これらヨーク５．６の２つの内側腕、即ち連結腕ＴＬは 、可動電機子ＡＲの軸受になる開口Ｏに差し通す。非磁性材料からなるチューブ ７は、電機子中心域周囲においてヨークの２つの内側腕ＩＬ間を延長して、ヨー クを固定する。軟鉄製磁極片１．２のいずれか一つが各ヨークの対向外側腕ＯＬ に接触した状態で、磁石３がそのいずれかの端子位置にあるかに応じて、磁石３ をがヨークの連結腕Ｉ　Ｌ間に来るように、ヨーク５．６を位置決めする。

磁石３は、外側腕ＯＬが形成する端部止め間における電機子の往復動に平行な軸 長手方向に磁気的に分極する。

電機子ＡＲが図示の位置にある場合には、ヨーク５と電機子は低磁気抵抗の磁気 回路を形成するので、磁石３が強力な磁束を発生して、ヨーク５の外側腕ＯＬが 形成する固定当接面、即ち端部止めに対して電機子片１を保持する。エアギャッ プが磁束路に非常に高い磁気抵抗を与えているので、他方のヨーク６の外側腕Ｏ Ｌが形成する固定当接面の方に電機子片２を移動させようとする吸引力は実際に は働かない。

電機子ＡＲの各端部周囲に同軸的にコイル８．９を設ける。電機子片２とヨーク ６の外側腕ＯＬとの間のギャップに十分な磁束を付与できる程度に、そして永久 磁石３を補助できるような方向に、コイル９を付勢すると、ヨーク５の外側腕Ｏ Ｌから磁束がなくなり、プランジャーＰが左から右に移動しても、永久磁石３は 磁気的には何も損傷しないので、該コイルの消勢後、強力な保持力により、プラ ンジャーがアクチュエーターの右端部に保持されることになる。

この過程は、コイル８を適当に付勢すると、逆転でき、また無限に反復できる。

必要に応じて、適当なフィル８又は９を介して適当な方向に電流の比較的短いパ ルスを印加するだけで、プランジャーをある位置から別な位置に移動できる。

この短い電流パルスは、外部制御回路からの電気動作信号によってトリガーされ る、従来設計のコンデンサ放電回路によって得られる。

駆動アーム４は遮断器の動作機構に接続して、プランジャーの移動方向に応じて 、例えば、遮断器接点の開閉を行うことができる。ただし、上記のようなアクチ ュエーターは別な広い用途をもつものである。

第３図について説明すると、原則的に室外において適用するものであるが、場合 によって室内にも適用できる、自動再投入遮断器は、三相のいずれ場合も、真空 断続器２２をＥＰＤＭゴム体１７体数７している。ひとつの塔体１１に、クロス ビーム２５によって３つの真空断続器２２すべてを動作させる、上記形式の双安 定性磁気アクチュエータ−１０を収容する。（図示しない）別な実施態様では、 クロスビーム２５の代りに、各相ニついて磁気アクチュエーター１０を使用する 。

特表千３−５０２０２１　（３） 塔体は地面に設けてもよいし、あるいは、柱礎にも、さらには柱にも設けること ができる。

断続器接点は、磁気アクチュエーターによって閉鎖位置又は開放位置のいずれに も維持できる。固定接点は、支持ケーシングと一体的な上部線端２４に接続し、 そして可動接点は、側部取付端子２０に接続したリング状固定接点１８１内を慴 動する軸方向に往復動する切換接点１８に接続する。側部端子２０はゴム体１７ の要部を形成する絶縁ブッシング２１から横断方向に突出するロッドで構成する 。ゴム体１７には、その外面に多数の雨除け１７１を成型して、断続器間の、そ して断続器２２からアース電位にある支持塔体１１にまでの沿面距離及びフラッ ジオーバー距離を長くする。ＥＰＤＭゴム体１７体数７は、機械的強度を付与す ると共に、ＥＰＤＭゴムを、その内部を浸漬する液状又は気体状誘電絶縁媒体１ ６から分離する強化プラスチックチューブ１７２でライニングする。この場合、 該媒体１６は、装入弁１３から送られてくるＳＦ、ガスである。

保護変流器コア及び環状に巻いた二次巻線１９で側部取付線端２０を取囲むと共 に、前者の２つをゴム体１７と一体化したブッシング２１に閉じ込める。変流器 からの出力は、ゴム体１７に閉じ込めた配線１９１によってアクチュエータ−１ ０に接続する。単相変圧器（図示なし）は線端２０と地面との間に、あるいは異 なる位相の同じ線端２０間に接続し、そしてその出力を使用して、磁気アクチュ エータ−１０の要部を形成するパルス装置（図示なし）の充電コンデンサに、そ してアクチュエーターの電子制御装置（図示なし）及び磁気アクチュエーター１ ０に収容したパルス装置に給電する。ただし、制御装置への給電には、長寿命電 池を使用することも可能である。アクチュエーター全体は、腐食性雰囲気から保 護するために、絶縁ガスに封入してもよい。

アクチュエーター１０は、これが純粋に機械的な、直接リンク装置を介して駆動 する真空断続器と同軸である。このリンク装置は、上端を慴動接点１８に接続し 、下端をから動き装置１２を介してアクチュエーター軸に接続した軸方向絶縁ロ ッド１５で構成する。ロメドは、ゴム体１７の底部を介して、またゴム体１７底 部の下面に対してシールした塔体１１の天井を介して軸方向に延長する。シーリ ングベロー１４により、ゴム体１７内部のロッドの下部を取囲むが、アクチュエ ーターを絶縁ガスに封入する場合には、ベロー１４は不要である。

駆動ロッド１５及び断続器２２をガスによって絶縁した場合には、塔内の空間は ゴム体１７の空間と連絡できるので、漏れの問題が潜在的にある機械的ガスシー ルが不要になる。

制御装置は、過電流状態、短絡又はアース不良のいずれかを示す変流器１９から の信号に応答して、適当な短いパルスを送って、アクチュエ・−ターを励起する 。制御装置は、自動再投入機能用シーケンスタイマーを備え、これにより回路遮 断から所定の時間が経過した後に、断続器接点を再投入する。故障が直らず、再 び回路が遮断したなら、もう少し時間が経過した後に回路を再投入すればよく、 このように時間を徐々に長くすればよい。

国際調査報告　　１’ｌ、Ｔ／ｒつ。。／Ｉ’１ｎ１１つ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．２つの外部端子間（２０、２４）に接続した回路断続器（２２）からなる遮 断器において、その状態を維持する永久磁石（３）を機械的リンク装置（１５） を介して接続して、該回路断続器を作動できるようにした双安定性磁気アクチュ エーター（１０）、該アクチュエーターに給電できるように接続した容量形充電 装置、該充電装置を再充電する手段及び該端子間（２０、２４）に流れる電流に 応答して該アクチュエーター（１０）の作動を制御できるように接続した電子制 御手段からなり、そして少なくとも該アクチュエーター、該充電装置及び該制御 手段を共通ハウジングに収容したことを特徴とする遮断器。
2. ２．該回路断続器（２２）が真空断続器である請求項第１項記載の遮断器。
3. ３．該機械的リンク装置が該回路断続器（２２）と共に絶縁ハウジング（１７） に収容した駆動ロッド（１５）からなる請求項第１項記載の遮断器。
4. ４．外側腕（ＯＬ）により磁極片を構成し、内側腕（ＩＬ）を機械的に連結した ２つの相互連結した磁気ヨーク（５、６）によって構成したハウジングと、両ヨ ークの両腕を通る軸線上で該磁極片間において該内側腕を介して該ハウジング内 を軸方向に往復自在で、かつ該ヨークそれぞれの２つの安定位置の間において各 磁極片と磁気回路を構成すると共に、他方の磁極片との磁気回路を遮断する電機 子（ＡＲ）と、該磁気回路に磁束を発生して、該電機子をいずれかの安定位置に 保持するために、該電機子によって支持した、軸方向に分極した磁石（３）と、 及び動作信号に応答して、過渡的な磁場を発生すると同時に、該永久磁石内の磁 束を大幅に低減することなく、該磁気回路内の磁束を低減し、これによって該永 久磁石の消磁を促進することなく、該電機子をデスタピライズすると共に、該電 機子と他方の磁極片との間の磁束を増加させて、該電機子を該他方の磁極片に吸 引する手段（８、９）とからなることを特徴とする双安定性磁気アクチュエータ ー（１０）。
5. ５．過渡的な磁場を発生する手段が、該電機子（ＡＲ）及び該磁極片に磁気的に 接続した、少なくとも一つの固定電磁石（８）からなる請求項第４項記載のアク チュエーター。
6. ６．該永久磁石（３）がディスク状である請求項第４項又は第５項記載のアクチ ュエーター。
7. ７．該過渡的な磁場を、該電機子の位置に関係無く、該電機子内部において該電 機子の往復運動方向に発生する請求項第６項記載のアクチュエーター。
8. ８．該動作機構が請求項第４項記載の双安定性磁気アクチュエーターである電気 回路遮断器。