JPH046244B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は真空開閉器に係り、特に三相交流電力
を開閉するにあたつて開閉サージを抑制するに有
効な真空開閉器に関する。

Ｂ 発明の概要 本発明は、第１相、第２相および第３相に対応
する第１、第２および第３の真空スイツチを有す
る真空開閉器において、いずれか一つの真空スイ
ツチの引外しタイミングを他の二つの真空スイツ
チの引外しタイミングよりも早くすることによ
り、誘発截断サージの発生を防止したものであ
る。

Ｃ 従来の技術 第６図は従来の真空開閉器の構造を示す正面
図、第７図は側面図である。これらの図に示すよ
うに、真空スイツチ１Ａ〜１Ｃはそれぞれ固定側
が絶縁フレーム１４に取付けられた上部端子２ａ
〜２ｃに接続され、可動側がフレキシブルリード
４ａ〜４ｃを介して下部端子５ａ〜５ｂに電気的
に接続されている。また、各可動リード３ａ〜３
ｃは絶縁ロツド６ａ〜６ｃを介して操作レバー８
に連結されている。可動鉄心１０の基部は操作軸
９を介して操作レバー８に取付けられている。第
７図において１１は断面Ｌ字状の取付枠１２に固
設された操作電磁石、１３は取付枠１２と可動鉄
心１０間に設けられたしや断バネである。第６図
および第８図において、３０は操作軸９に取付け
られた操作アーム、３１は操作アーム３０の先端
に設けられたコロ、３２は軸３３に枢支されコロ
３１と係合離脱するフツク、３４は引外し電磁
石、３５はこの引外し電磁石３４の可動鉄心であ
る。

操作電磁石１１が付勢されると可動鉄心１０が
しや断バネ１３に抗して操作電磁石１１に吸引さ
れる。これにより操作レバー８は上部に引き上げ
られ投入状態となる。投入する場合、操作軸９が
回転し、操作アーム３０に取付けたコロ３１がフ
ツク３２の上に乗り上げて機械的に投入状態を保
持する。またこのとき加圧バネ７ａ（７ｂ，７ｃ）
によりコンタクトは加圧状態にありワイブ長ａ
（mm）を保つている。しや断する場合は、引外し
電磁石３４を励磁して可動鉄心３５の先端でフツ
ク３２をたたくことにより、フツク３２とコロ３
１の係合がはずれ可動鉄心１０がしや断バネ１３
により押され操作レバー８が引下げられてしや断
状態となる。以上の動作は３相一括に取付けられ
た操作軸９を中心に行われるので三相同時に動作
する。

第９図は上述の動作を遂行させるラツチ式の操
作回路であつて、スイツチ１６をオンにし、投入
する時は投入命令接点１７をオンにすることによ
り制御リレー１９が励磁し、該制御リレー１９の
常開接点１９ａが閉じると操作電磁石１１は整流
器２１、接点１９ａ、開閉器の補助常閉接点２２
ｂを介して励磁される。操作電磁石１１が励磁さ
れると上述した動作で投入する。これと同時に開
閉器の補助接点２２ｂはオフになり、操作電磁石
１１の励磁は解除される。しかし第８図に示すラ
ツチ機構により投入状態は保持される。しや断す
る時は、しや断命令接点１８をオンにすることに
より制御リレー２０が励磁し、該制御リレー２０
の常開接点２０ａが閉じると引外し電磁石３３が
励磁し前述のようにしや断動作が遂行される。

Ｄ 発明が解決しようとする問題点 真空開閉器は、真空スイツチを備えているの
で、優れた消弧能力、絶縁回復特性を有するが開
閉サージを発生するという欠点がある。そのため
真空開閉器の負荷側に接続されたモータ等の絶縁
を脅すという問題がある。それ故、開閉サージ電
圧を低く抑える必要があり、真空スイツチの接点
材料として高価なA_g系のものやB_iなど低融点の
もので電流截断値の低い（１Ａ以下）ものを使用
し、截断サージの抑制を図つている。

しかし、再発弧サージ、発生サージのうちで最
も大きい再発弧による誘発截断サージの問題があ
るので、高価なサージアブソーバが必要であつ
た。

誘発截断サージのメカニズムは、開閉器の電源
側および負荷側にケーブルのような適当な容量の
キヤパシタンスがあるような回路条件で遅れ力率
の小電流を開閉器でしや断する場合に発生する。

すなわち、第９図は等価回路を示し、第１０図
は三相一括しや断時の電圧電流波形を示すもので
ある。第１０図において、Ｌは負荷インダクタン
ス、Ｒは負荷レジスタンス、L₀は線路の漏れイ
ンダクタンス、C₀は線路のストレイキヤパシタ
ンス、１ｕ，１ｖ，１ｗはそれぞれＵ，Ｖ，Ｗ相
における接点である。すなわち、三相の真空スイ
ツチを一括して開極するので第１１図Ａ〜Ｆに示
すようにＰ点で開極したとすると、Ｕ相が電流零
を迎え、電流i_uはしや断されるが真空スイツチ１
Ａ〜１Ｃのコンタクト間のギヤツプが短いため再
起電圧よりも極間耐圧が下まわり閃絡する。そし
て、第１０図の等価回路において発弧電流がC₀
−L₀−１ｕ−L₀−C₀を通して流れるが、真空ス
イツチの消弧能力が高いことからその発弧電流も
しや断され再び再起電圧が立上る。このとき、
Ｖ，Ｗ相の極間耐電圧も再起電圧よりも下まわる
ためＶ，Ｗ相は閃絡する。この繰返し発弧により
Ｕ相には発弧サージが発生する。一方、発弧電流
はＶ，Ｗ相にもC₀，L₀を通じて流れるため、第
１１図に示すように強制的に電流零点を迎え、し
や断される。このことにより通常では１アンペア
以下の截断電流値がそれよりも数倍もの電流を截
断したことになり、大きな截断（誘発截断）サー
ジ電圧が発生する。

Ｅ 問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点を解決するために、３相
電力に対応して第１の真空スイツチ、第２の真空
スイツチおよび第３の真空スイツチを備えた開閉
部と、該開閉部を投入、しや断命令に応答して開
閉操作する開閉操作部とからなる真空開閉器にお
いて、 前記開閉操作部が、前記開閉部の第１の真空ス
イツチを開閉操作する第１の操作部と、前記第
２、第３の真空スイツチ開閉操作する第２の操作
部とからなり、 前記第１の操作部に前記投入、しや断命令に応
答して動作する第１の操作電磁石および第１のし
や断バネと、前記しや断命令に応答して投入状態
を解除する第１のラツチ部とを設け、 前記第２の操作部に前記投入、しや断命令に応
答して動作する第２の操作電磁石および第２のし
や断バネと、前記第２、第３の真空スイツチを保
持する第２のラツチ部とを設け、 前記第１のラツチ部に第１の引外し電磁石と、
該第１の引外し電磁石の動作に連動してオンオフ
動作する補助接点を設けるとともに、 前記第２のラツチ部に前記しや断命令と前記補
助スイツチのオン動作に応動して、前記第１の真
空スイツチの投入状態が解除された後、前記第
２、第３の真空スイツチの投入状態を解除させる
第２の引外し電磁石とを設けた真空開閉器を提供
するものである。

Ｆ 作用 本発明によれば三相のうち二相がタイミングを
ずらして遅くしや断される。それ故、第１相しや
断直後には第２、第３相はしや断されないから、
第１相の発弧電流が流れてもその間第２、第３相
は閉じているので誘発截断は起こらない。

Ｇ 実施例 以下に本発明を第１図〜第５図に示す実施例に
よつて具体的に説明する。

本実施例においては、第１図に示すように、真
空スイツチ１Ａを操作するための第１の操作部３
５Ａと、他の２相の真空スイツチ１Ｂと１Ｃを同
時に操作するための第２の操作部３５Ｂが設けら
れている。すなわち、絶縁フレーム１４には操作
軸９が固設されており、この操作軸９に関連して
第１の操作部３５Ａと第２の操作部３５Ｂが形成
されている。第１の操作部３５Ａにおいては、真
空スイツチ１Ａの絶縁ロツド６ａに操作レバー８
ａが取付けられており、操作レバー８ａには可動
鉄心１０ａが連設され、これらの操作レバー８ａ
と可動鉄心１０ａは操作軸９に回動可能に取付け
られている。

第１の操作部３５Ａにおいては第８図に示した
構成の操作レバー８ａと可動鉄心１０ａを動作さ
せるための操作電磁石１１ａとしや断バネ１３ａ
が設けられている。また、第１の操作部３５Ａに
おいては、第８図に示した構成の操作アーム３０
ａ、コロ３１ａ、フツク３２ｂ、引外し電磁石３
４ａからなる第１のラツチ部３７Ａが配設されて
おり、引外し電磁石３１ａには補助接点（常開接
点）３６が配設されている。

第２の操作部３５Ｂにおいては、真空スイツチ
１Ｂ，１Ｃの絶縁ロツド６ｂ，６ｃに操作レバー
８ｂが取付けられており、操作レバー８ｂには可
動鉄心１０ｂが連設され、操作レバー８ｂと可動
鉄心１０ｂは操作軸９に回動可能に取付けられて
いる。第２の操作部３５Ｂにおいても、操作レバ
ー８ｂと可動鉄心１０ｂを動作させるための操作
電磁石１１ｂとしや断バネ１３ｂが設けられてい
るとともに、操作アーム３０ｂ、コロ３１ｂ、フ
ツク３２ｂ、引外し電磁石３４ｂからなる第２の
ラツチ部３７Ｂが配設されている。

第２図は第１図の真空開閉器の操作回路であつ
て、第９図のものと同一部材又は相当部分には同
一符号が付されており、１９ａ，１９ｂは制御リ
レー１９の接点、２０ａは制御リレー２０の接
点、２２ｃ〜２２ｆは開閉器の補助接点である。

第２図の操作回路において、スイツチ１６をオ
ンにした後投入命令接点１７をオンにすることに
より制御リレー１９が付勢し、接点１９ａと１９
ｂが閉じ操作電磁石１１ａ，１１ｂが励磁され
る。操作電磁石１１ａと１１ｂが励磁されると、
可動鉄心１０ａ，１０ｂが吸引され操作レバー８
ａ，８ｂによつて投入動作が行われる。この時ラ
ツチ機構によつて投入動作が保持される。しや断
する時は、引外し命令接点１８をオンにすること
により制御リレー２０が励磁し、接点２０ａが閉
じると引外し電磁石３４ａが励磁され、該引外し
電磁石３４ａの可動鉄心３５ａがフツク３２ａを
たたき、フツク３２ａとコロ３１ａの係り合いが
外され可動鉄心１０ａがしや断バネ１３ａの復帰
力で押され、これにより操作レバー８ａは引き下
げられて第１相はしや断する。引き続き引外し電
磁石３４ａの補助接点３６がオンになることによ
り、引外し電磁石３４ｂが励磁され同様に他の２
相がしや断する。このようにして、第１相しや断
と第２、３相しや断とに第３図に示すように時間
差を持たせるものである。

第４図に示すように第１相に対して第２、３相
の開極を遅らせることにより、第１相の発弧電流
が流れてもその間第２、３相は閉じているので誘
発截断は起らない。

誘発截断サージの発生を防止するためには第１
相しや断と第２、第３相との開極時間差が1/3サ
イクル以上であることが望ましい。誘発截断サー
ジは発弧電流が他相に乗じることによつて生じる
が、その発端は３相いずれかのうち１相が発弧す
ることにある。発弧は電流零点での開極あるいは
極めてアーク時間の短い開極でなければ生じない
ので、第１相が開極し、1/3サイクル後に他の第
２、第３相が開極すると誘発截断は起らない。

すなわち、第５図に示すように第１相の開極を
Ｕ相とすると、Ａ点においてＶ，Ｗ相に発弧電流
が乗じても1/3サイクル後のA′，P′点で開極する
ので発弧電流が乗じている間は確実にＶ，Ｗ相は
閉じているため誘発截断サージは起らない。この
場合、Ｖ，Ｗ相のしや断点はB₂点になる。

次にＵ相では発弧サージが生じないような位相
Ｏ〜P₁点のうち例えばP₂点でＵ相の開極が行わ
れたとすると、Ｖ，Ｗ相の開極遅れが1/3サイク
ルより少い場合、例えばP₂′点でＶ相が開極する。
この時Ｖ相ではアーク時間が短いので発弧現象が
起り、Ｕ，Ｗ相に発弧電流が乗じ強制電流零点が
生じる1/3サイクル後に開極すれば、Ｕ相の開極
がＯ〜P₁点のいかなる点で開極してもＶ，Ｗ相
の開極はO′点、P₁′点より後になり、Ｖ，Ｗ相で
の電流零点はＵ相の電流零点より後になる。この
ためＵ相のしや断点はＡ点になり、Ｖ，Ｗ相のし
や断点はB₁，B₂点になる。

Ｈ 発明の効果 本発明によれば、三相を一括して開極するので
はなく、まず一相を開極し、そして他の二相をそ
の後に開極するものであり、しかも第１相開極後
交流電流の少くとも1/3サイクルよりも後に他の
二相が開極するように制御するものであるから、
第１相の開極位相がいかなる場合にも又は発弧電
流が他相に乗じても誘発截断サージが発生するこ
とがない。したがつて、高価な接点材料が不要に
して電流容量の小さい真空スイツチを使用するこ
とができ、サージアブソーバを使用することなく
負荷側の絶縁を脅すこともなく高性能にして高信
頼性の真空開閉器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る真空開閉器の正
面図、第２図は第１図の真空開閉器の操作回路
図、第３図は動作タイミング図、第４図および第
５図は動作特性図、第６図は従来の真空開閉器の
正面図、第７図はその側面図、第８図はラツチ部
の構成図、第９図は従来の真空開閉器の操作回路
図、第１０図は等価回路図、第１１図は従来の真
空開閉器の動作特性図である。 １Ａ，１Ｂ，１Ｃ……真空スイツチ、３ａ，３
ｂ，３ｃ……可動リード、８ａ……第１の操作レ
バー、８ｂ……第２の操作レバー、９……操作
軸、１１ａ……第１の操作電磁石、１１ｂ……第
２の操作電磁石、１３ａ……第１のしや断バネ、
１３ｂ……第２のしや断バネ、３０ａ……第１の
操作アーム、３０ｂ……第２の操作アーム、３２
ａ……第１のフツク、３２ｂ……第２のフツク、
３４ａ……第１の引外し電磁石、３４ｂ……第２
の引外し電磁石、３５Ａ……第１の操作部、３５
Ｂ……第２の操作部、３６……補助接点、３７Ａ
……第１のラツチ部、３７Ｂ……第２のラツチ
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 三相電力を投入しや断する第１の真空スイツ
   チ、第２の真空スイツチおよび第３の真空スイツ
   チを備えた開閉部と、該開閉部を投入、しや断命
   令に応答して開閉操作する開閉操作部とからなる
   真空開閉部において、 前記開閉操作部が、前記開閉部の第１の真空ス
   イツチを開閉操作する第１の操作部と、前記第
   ２、第３の真空スイツチを開閉操作する第２の操
   作部とからなり、 前記第１の操作部が、前記投入、しや断命令に
   応答して動作する第１の操作電磁石および第１の
   しや断バネと、前記第１の真空スイツチの投入状
   態を保持すると共に前記しや断命令に応答して投
   入状態を解除する第１のラツチ部とからなり、 前記第２の操作部が、前記投入、しや断命令に
   応答して動作する第２の操作電磁石および第２の
   しや断バネと、前記第２、第３の真空スイツチの
   投入状態を保持する第２のラツチ部とを備え、 前記第１のラツチ部が、前記しや断命令に応答
   して前記第１の真空スイツチの投入状態を解除さ
   せる第１の引外し電磁石と、該第１の引外し電磁
   石の動作に連動してオンオフ動作する補助接点に
   よつて構成され、 前記第２のラツチ部が、前記しや断命令と前記
   補助スイツチのオン動作に応動して、前記第１の
   真空スイツチの投入状態が解除された後、前記第
   ２、第３の真空スイツチの投入状態を解除させる
   第２の引外し電磁石とによつて構成されているこ
   とを特徴とする真空開閉器。