JPH0615380Y2

JPH0615380Y2 - 遮断器の操作制御装置

Info

Publication number: JPH0615380Y2
Application number: JP16348787U
Authority: JP
Inventors: 克秋仙波
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1994-04-20
Anticipated expiration: 2002-10-26
Also published as: JPH0212129U

Description

【考案の詳細な説明】Ａ．産業上の利用分野本考案は、遮断器の操作制御装置に係り、特に遮断器の
投入コイルや引き外しコイルの断線検出，開閉動作時の
動作時間及び遮断器操作部の異常を検出可能にした操作
制御装置に関する。

Ｂ．考案の概要本考案は、投入指令スイッチと投入コイルを含み直列回
路を有する投入回路と、遮断指令スイッチと引き外しコ
イルを含む遮断回路と、モータを含むモータ回路を有す
る遮断器の操作装置において、投入指令時に前記投入回路に流れる電流，遮断指令時に
前記引き外し回路に流れる電流，前記投入コイルの常時
流れる電流及び前記引き外しコイルに常時流れる電流を
検出する第１の直流電流検出器と、前記モータ回路の電
流を検出する第２の直流電流検出器を設けることによ
り、投入コイルと引き外しコイルの断線検出と閉極動作時間
と開極動作時間及び操作機構部の状態を検出可能にした
ものである。

Ｃ．従来の技術一般に、遮断器の操作制御装置においては、投入指令ス
イッチをオンにすると、投入コイルと反復防止コイルに
コイル電流が流れ、反復防止継電器はそのコイルに電流
が流れても機械的に遮断器本体が投入状態にならないと
電気的には働かないようになっている。遮断器本体が投
入状態になり、反復防止用継電器が動作してその接点が
オフになり、投入コイルに流れている電流を遮断する。
投入指令スイッチがオンになっている状態では反復防止
用継電器が動作し続けているので、遮断器が遮断しても
すぐに投入することなく反復動作が防止される。また、
遮断指令スイッチをオンにすると、遮断器の補助接点が
オンになっており、引き外しコイルに電流が流れ、機械
的フックを引き外し、遮断動作に入る。遮断途中に補助
接点が切り換わった後、反復防止用継電器の接点がオン
になる。

Ｄ．考案が解決しようとする問題点上述のような動作を遂行する操作装置において、遮断器
の投入、引き外しコイルの断線や開閉操作時の動作時間
を検出して、遮断器の状態を監視することは電力系統の
安全運用上大切なことである。しかるに、従来の操作制
御装置では、制御回路の主要素である投入コイルや引き
外しコイルが正常であれば安定した操作が遂行されるも
のの、投入コイルや引き外しコイルの経年変化による劣
化を監視することができないため、保守の面で不完全な
ものであった。

さらに、遮断器の操作部におけるバネ式操作機構は、投
入時に、遮断動作に使用する遮断バネ，圧接バネの蓄勢
を投入エネルギーで行い、投入バネの蓄勢はモータによ
り行うのが一般的である。投入バネのエネルギーは遮断
バネと圧接バネの和のエネルギーに比べて大きく、この
差のエネルギーが投入操作エネルギーとして使用され
る。そして、操作機構の小型化，軽量化及び長寿命化に
より、投入操作エネルギーの余力はできるだけ小さく設
計されている。

投入動作過程の圧接始まり以後、投入操作エネルギー
は、遮断バネの蓄勢に加えて圧接バネの蓄勢が加わるた
め、急激に減少する。このことから、回動部や摺動部に
設けたグリス等の劣化による摩擦力の増加により、投入
操作エネルギーの余力が不足し、投入ストロークが接点
圧接完了位置までに至らないことになる。場合によって
は、機械的投入ロックが掛からずに、スロー開極してし
まう。

そこで、投入カムのリセット動作（モータの力で投入バ
ネをリセットすること）を、電極の圧接始まり位置でリ
ミットスイッチがオンするようにしていたが、これを改
めて圧接始まり位置より少し手前の位置でリミットスイ
ッチをオンするようにした。これにより、万一、圧接完
了位置まで行かない状態が発生しても、モータの力によ
って圧接完了位置間でセットでき、投入不能動作が突発
的に発生しないようにした。すなわち、投入バネの投入
バネ力が不足して投入カムが途中で回転停止しても、投
入バネ蓄勢モータの力で投入カムを動かしてコロを押し
て接点圧接バネに連結されている連結リンクを押してし
ゃ断器の投入が完了するようにした。しかし、この状態
は、モータにとって過負荷状態であるため、早期にこの
状態を検出し、点検する必要がある。

Ｅ．問題点を解決するための手段本考案は、上記の問題に鑑みて、遮断器の遮断動作及び
投入動作を夫々遮断バネ及び投入バネのバネ力によりリ
ンク機構を介して行わせると共に、前記投入バネの蓄勢
を投入バネ蓄勢モータにより行うようにした遮断器の操
作制御装置において、前記投入バネ蓄勢モータを操作するモータ操作用電磁接
触器と、この電磁接触器に直列に接続され前記遮断器の
投入動作完了前にオンするリミットスイッチからなる投
入バネ蓄勢回路と、投入指令を発する投入指令スイッチと、前記投入バネを
蓄勢するための投入バネ蓄勢モータを操作するモータ操
作用電磁接触器の常閉接点と、遮断器の補助常閉接点を
介して前記投入指令スイッチに直列接続された投入コイ
ルを含み、前記投入動作を制御する投入回路と、遮断指令を発する遮断指令スイッチと、該遮断指令スイ
ッチに遮断器の補助常開接点を介して直列接続された引
き外しコイルを含み、前記遮断動作を制御する遮断回路
と、前記モータ操作用電磁接触器の常開接点を介して制御電
源の正極端子と負極端子間に接続された前記投入バネ蓄
勢モータを接続したモータ回路を有し、前記投入コイルを限流抵抗を介して前記制御電源の正，
負極端子間に接続し、前記引き外しコイルを限流抵抗を
介して前記制御電源の正，負極端子間に接続すると共
に、前記投入回路の投入指令電流と、前記遮断回路にお
いて前記投入指令電流とは逆向きに流れる遮断指令電流
と、前記投入コイルに限流抵抗を介して流れる投入コイ
ル電流および前記引き外しコイルに限流抵抗を介して流
れる引き外しコイル電流を合成した電流波形として検出
する第１の直流電流検出器と、前記モータ回路の電流を
検出する第２の直流電流検出器を設けて構成した。

Ｆ．実施例以下に、本考案の実施例を第１図乃至第４図によって説
明する。

第４図は本考案を適用するバネ操作遮断器の操作装置を
示すもので、図において１は真空インタラプタであり固
定接点１ａと可動接点１ｂを有する。２は真空インタラ
プタ１の可動接点１ｂに連結された操作板で、固定フレ
ーム３に摺動自在に取り付けられている。４は接点圧接
バネ、５は操作板２と他の固定部間に設けられた遮断バ
ネである。６は操作板２と駆動力伝達レバー７を連結す
る第１の連結リンク、８は第１の連結リンク６と伝達レ
バー７に枢結された操作リンク、９はピン１０に取り付
けられたローラ、１１はコロ、１２はリンク復帰バネで
ある。１３は引き外しフック、１４は引き外しフック復
帰バネで引き外しフック１３とコロ１１は係合するよう
になっている。１５はストッパー、１６は駆動力伝達レ
バー７に連結された第２の連結リンク、１７はこの第２
の連結リンク１６と連結され回動可能に設けられたカラ
打ち防止金具、１８は復帰バネである。

１９は一端が固定され他端がピン２１により投入レバー
２２に連結された投入バネ、２３は投入フックで先端に
はローラ２４が設けられ、基部には投入フック復帰バネ
２５が連結されている。２６は操作軸であって、この操
作軸２６には投入レバー２２，投入カム２７，回転停止
用爪車２８，送り爪車２９及びリミットスイッチ作動用
カム３２が夫々一体に取り付けられている。２８ａは爪
車２８を係止する係止爪、２９ａは送り爪である。送り
爪用レバー３１は操作軸２６に回転自在に支承されてい
る。

また２０は投入電磁石、３０はその回転軸３０ａが伝達
リンク３３を介してレバー３１に連結された投入バネ蓄
勢モータ、４０はカム３２により作動させられるリミッ
トスイッチ、５０は引き外し電磁石、６０はローラ９の
近傍に配設されピン１０によって作動させられる反復防
止用継電器であって、これらの当入電磁石２０，モータ
３０，リミットスイッチ４０，引き外し電磁石５０及び
反復防止用継電器６０は、後述するように操作制御回路
を構成する。

第１図は第４図に示す操作装置を制御するための操作制
御装置を示す。同図において、５２Ｙは反復防止用継電
器６０のコイルで、継電器６０は常閉接点５２Ｙｂを有
する。５２ｃは遮断器投入電磁石２０のコイル、８８Ｍ
は常開接点８８Ｍａと常閉接点８８Ｍｂを有するモータ
操作用電磁接触器、Ｍ（３０）は投入バネ蓄勢モータ、
５２Ｔは引き外し電磁石５０のコイル、５２ａ及び５２
ｂは遮断器の補助接点、ＣＳ１は投入指令スイッチ、Ｃ
Ｓ２は遮断指令スイッチである。

第１図の操作制御装置において、投入指令スイッチＣＳ
１，反復防止用継電器６０の常閉接点５２Ｙｂ，投入電
磁石２０の投入コイル５２ｃ，遮断器補助接点（常閉接
点）５２ｂ及びモータ操作用電磁接触器８８Ｍの常閉接
点８８Ｍｂからなる直列回路と、投入指令スイッチＣＳ
１と常閉接点５２Ｙｂとの接続点と制御電源の負極端子
Ｎ（−）間に接続された反復防止用継電器６０のコイル
５２Ｙの直列回路によって投入回路Ａが構成される。ま
たＢは投入バネ蓄勢モータＭ（３０）を操作するための
電磁接触器８８ＭとリミットスイッチＬＳ１が直列接続
された投入バネ蓄勢回路、Ｃは遮断指令スイッチＣＳ
２，遮断器補助接点５２ａ及び引き外し電磁石５０の引
き外しコイル５２Ｔが直列接続された遮断回路である。
モータＭ（３０）と電磁接触器８８Ｍの常開接点８８Ｍ
ａによってモータ回路Ｄが構成される。

本考案の特徴とするところは、投入コイルの断線を検出
する断線検出手段と、遮断器の動作時間検出手段及び遮
断器操作装置の機械的状態を診断する診断手段を設けた
ことである。第１図に示すように、投入コイル５２ｃを
介して限流抵抗Ｒｃを制御電源の正極端子Ｐ（＋）と負
極端子Ｎ（−）間に接続し、この限流抵抗Ｒｃを通して
投入コイル５２ｃを流れる電流を検出することにより投
入コイル断線検出手段を構成する。また、引き外しコイ
ル５２Ｔを介して限流抵抗Ｒ_Ｔを正極端子Ｐ（＋）と負
極端子Ｎ（−）間に接続し、この限流抵抗Ｒ_Ｔを通して
引き外しコイル５２Ｔの電流を検出することにより、引
き外しコイル断線検出手段を構成する。

また、投入指令スイッチＣＳ１を介して投入コイル５２
ｃを流れる電流Ｉｃを検出することによって、投入動作
（閉極動作）時間検出手段を構成すると共に、遮断指令
スイッチＣＳ２を介して引き外しコイル５２Ｔに流れる
電流Ｉ_Ｔを検出することによって、遮断動作時間検出手
段を構成する。さらに、モータ電流Ｉ_Ｍを検出すること
によって操作装置の機械的状態を検出して、機械的状態
検出手段を構成する。

即ち、第１図に示すように、第１の電流検出器７０Ａと
第２の電流検出器７０Ｂを設ける。第１の電流検出器７
０Ａは第１の検出巻線７１ａと第１の検出出力回路７２
ａからなり、第１の検出巻線７１ａには投入制御電流Ｉ
ｃとこの電流Ｉｃとは逆方向の遮断指令電流ＩＴを貫通
させると共に、投入コイル５２ｃの遮断検出電流Ｉ_ＲＣ
と遮断コイル５２Ｔの断線検出電流Ｉ_ＲＴを貫通させ
る。第２の電流検出器７０Ｂは第２の検出巻線７１ｂと
第２の検出出力回路７２ｂとからなり、第２の検出巻線
７１ｂにはモータ電流Ｉ_Ｍを貫通させる。

次に、上記構成の操作制御装置の動作について第１図乃
至第４図を参照しながら説明する。

第４図は投入バネ１９の蓄勢完了状態を示すもので、リ
ミットスイッチ４０（ＬＳ１）は投入バネ１９が放勢で
オン，蓄勢完了でオフ状態である。

したがって第１図においてリミットスイッチＬＳ１はオ
フであり、この状態で投入指令スイッチＣＳ１を投入す
ると、投入コイル５２ｃと反復防止コイル５２Ｙが励磁
され、これにより投入レバー２２の切欠部から投入フッ
ク２３のローラ２４が外され、投入バネ１９が放勢され
リンク機構のコロを押し、遮断器は投入する。投入動作
完了直前に反復防止用継電器６０の常閉接点５２Ｙｂが
開離し、スイッチＣＳ１が連続投入された状態にあって
も遮断器の投入反復を防止する。

次に、遮断器を遮断する場合は、遮断器の投入状態では
補助接点５２ａがオン、５２ｂがオフであるから遮断指
令スイッチＣＳ２を投入すると引き外し電磁石５０の引
き外しコイル５２Ｔが付勢する。これにより、引き外し
電磁石５０は引き外しフック１３をたたき、遮断器は遮
断状態になる。

また、投入バネ１９の放勢状態ではリミットスイッチＬ
Ｓ１（４０）はオンになっているから、モータ操作用電
磁接触器８８Ｍが作動し、接点８８Ｍｂがオフになり投
入コイル５２ｃが消勢していると共に、接点８８Ｍａが
オンになりモータ（３０）が作動する。これにより、第
４図に示すように伝達リンク３３と操作軸２６を介して
投入レバー２２が時計方向に回転させられ、投入バネ１
９が蓄勢され投入リセット状態になる。

上述の投入，遮断動作過程において、第１の直流電流検
出機７０Ａの第１の検出巻線７１ａは投入制御指令直流
Ｉｃ，投入コイル電流Ｉ_ＲＣ，遮断制御指令電流Ｉ_Ｔ及
び引き外しコイル電流Ｉ_ＲＴを検出してその検出信号を
第１の検出出力回路７２ａに入力する。第１の検出出力
回路７２ａは検出出力電流ｉを出力する。この検出出力
電流ｉは電流Ｉｃ，Ｉ_ＲＣ，Ｉ_ＲＴ，Ｉ_Ｔを合成した電
流ｉ＝Ｆ（Ｉｃ，Ｉ_ＲＣ，Ｉ_ＲＴ，Ｉ_Ｔ）＝Ｉｃ＋Ｉ
_ＲＣ＋Ｉ_ＲＴとなる。第２の直流電流検出器７０Ｂの第
２の検出巻線７１ｂはモータ電流Ｉ_Ｍを検出し、その検
出信号を第２の検出出力回路７２ｂに入力する。第２の
検出出力回路７２ｂは検出出力電流ｉ_Ｍを出力し、この
検出電流ｉ_Ｍはモータ電流Ｉ_Ｍを合成した電流ｉ_Ｍ＝Ｆ
（Ｉ_Ｍ）となる。

第２図は制御指令電流ｉの波形を示す。常時端子Ｐ−Ｎ
間電圧に比例した電流Ｉ_ＲＣ＋Ｉ_ＲＴが流れ、この上に
投入，遮断の制御指令電流が合成して流れる。電流Ｉ
_ＲＣ，Ｉ_ＲＴは投入コイル５２ｃと引き外しコイル５２
Ｔの断線時は流れなくなるので、断線検出として用いる
ことができる。但し、これらの電流は、投入コイル電流
Ｉｃ，引き外しコイル電流Ｉ_Ｔに比べて１桁以上小さい
ので検出巻線のターン数を多くする必要がある。

第３図は投入操作時の時間Ｔに対する検出電流特性と投
入ストローク特性を示すものである。さらに詳しくは、
第３図（Ａ）は、第２図に示した制御命令電流ｉの波形
そのものであり、第３図（Ｂ）は遮断器正常動作時の検
出電流特性、第３図（Ｃ）は遮断器正常動作時の投入ス
トローク特性である。また、第３図（Ｄ）及び（Ｅ）は
機械的摩擦増加時におけるモータ電流特性及び投入スト
ローク特性である。さらに、第３図（Ｆ）および（Ｇ）
は遮断器の不完全投入動作時のモータ電流特性及び投入
ストローク特性である。第１図に示す投入指令スイッチ
ＣＳ１を時刻ｔ_１でオンにすると、第３図に示すよう
に、該投入指令スイッチＣＳ１を通して投入コイル５２
ｃに電流が流れ、時刻ｔ_２で投入フック２３が外され、
投入動作が開始される。時刻ｔ_３は可動電極のストロー
ク開始点、ｔ_４はリミットスイッチＬＳ１がオンする時
刻、ｔ_５は可動接点が固定接点に接触する時刻、ｔ_６は
完全投入時刻であり、Ｔ_ＣＯは実質的に閉極動作時間で
ある。第３図（Ｂ）において時間Ｔｃは閉極動作時間で
ある。また、第３図（Ｃ）においてＴ_８８Ｍはモータ操
作用電磁接触器８８Ｍの常開接点８８Ｍａが閉極する時
間であり、Ｔ_Ｗは正常時の接点圧接動作時間である。時
刻ｔ_７で常開接点８８Ｍａがオンになると、モータ電流
Ｉ_Ｍが流れ、この電流を第２の電流検出器７０Ｂが検出
して検出出力電流ｉ_Ｍを出力する。このとき、第３図
（Ｂ）に示すように、投入コイル電流Ｉｃと検出出力電
流ｉ_Ｍが同じ一つの波形に合成されてしまう。

第３図（Ｄ），（Ｅ）は操作装置の機械的摩擦増加時に
おける初期動作特性を示し、第３図（Ｆ），（Ｇ）は不
完全投入動作時の動作特性を示すものである。第３図
（Ｃ）に示す接点圧接時間Ｔ_Ｍは、制御電圧の変化に関
係なく、第３（Ｅ）に示すように摩擦力等の増加により
長くなる（Ｔ_Ｗａ＞Ｔ_Ｗ）。また、第３図（Ｄ）に示す
ように時刻ｔ_６で完全投入されてリミットスイッチＬＳ
１がオンになるとともに、第３図（Ｅ）と（Ｇ）に示す
ように時刻ｔ_４でリミットスイッチＬＳ１をオンにして
セットする。時間Ｔ_８８Ｍは制御電圧の変化により変化
するので正常動作時に常開接点８８Ｍａがオンする最小
時間（制御電圧が定格上限）でも完全投入後に動作する
ようにセットする。検出出力電流ｉ_Ｍの値は負荷の増加
により大きくなるので、この値を測定し、第３図（Ｂ）
に示すモータ電流ピーク値Ｉ_ＭＰと第３図（Ｆ）に示す
モータ電流ピーク値Ｉ_ＭＰａとを比較すれば操作装置の
機械的状態を知ることができる。

上記実施例の操作装置によれば、次に示すような効果が
得られる。

（１）一つの電流検出器によって、投入電流，遮断電流
の二つの電流値と制御電源端子Ｐ−Ｎ間の電圧値を測定
でき、これらの値の判別が容易である。

（２）投入，遮断操作時の制御電流波形より、電流の絶
対値，各時間の検出ができ、さらに電源端子Ｐ−Ｎ間の
電圧変動も検出でき、この電圧変動値を電流の絶対値の
校正に使用できる。

（３）不完全投入動作時にモータ電流検出出力電流の測
定を行い、Ｐ−Ｎ間の電圧変動による補正を上記（２）
項によって行える。

（４）端子Ｐ−Ｎ間の電圧変動を検出するための電流は
投入コイル５２ｃ，引き外しコイル５２Ｔを流れるの
で、これらのコイルの断線検出電流によって電圧変動検
出に用いることができる。

（５）投入コイル電流と引き外しコイル電流が互いに逆
方向に流れるのを検出しているから、投入動作，遮断動
作の区別は制御指令電流の正，負変化によって行うこと
ができる。

Ｇ．考案の効果本考案は以上の如くであって、遮断器投入指令電流と、
該投入指令電流と遮断指令電流と、投入コイルに常時流
れる断線検出電流及び引き外しコイルに常時流れる電流
を、これらの電流を合成した電流として検出すると共
に、モータ電流を検出して、これらの電流特性によって
遮断器の重要な諸特性を診断するようにしたから、電力
系統の安全性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例による遮断器の操作制御装置の
回路図、第２図は第１図の操作制御装置の投入操作時の
動作特性図、第３図（Ａ）乃至（Ｇ）は第１図の装置の
動作特性図、第４図は本考案を適用する遮断器の操作装
置の展開構成図である。ＣＳ１……遮断器投入指令スイッチ、ＣＳ２……遮断指
令スイッチ、ＬＳ１（４０）……リミットスイッチ、５
２Ｙ（６０）……反復防止用継電器、５２Ｙｂ……反復
防止用継電器の常閉接点、５２ａ，５２ｂ……遮断器の
補助接点、５２ｃ……投入コイル、５２Ｔ……引き外し
コイル、７０Ａ……第１の電流検出器、７０Ｂ……第２
の電流検出器、７１ａ，７１ｂ……検出巻線、７２ａ，
７２ｂ……検出出力回路、Ａ……投入回路、Ｂ……投入
バネ蓄勢回路、Ｃ……遮断回路、Ｄ……モータ回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】遮断器の遮断動作及び投入動作を夫々遮断
バネ及び投入バネのバネ力によりリンク機構を介して行
わせると共に、前記投入バネの蓄勢を投入バネ蓄勢モー
タにより行うようにした遮断器の操作制御装置におい
て、前記投入バネ蓄勢モータを操作するモータ操作用電磁接
触器と、この電磁接触器に直列に接続され前記遮断器の
投入動作完了前にオンするリミットスイッチからなる投
入バネ蓄勢回路と、投入指令を発する投入指令スイッチと、前記投入バネを
蓄勢するための投入バネ蓄勢モータを操作するモータ操
作用電磁接触器の常閉接点と、遮断器の補助常閉接点を
介して前記投入指令スイッチに直列接続された投入コイ
ルを含み、前記投入動作を制御する投入回路と、遮断指令を発する遮断指令スイッチと、該遮断指令スイ
ッチに遮断器の補助常開接点を介して直列接続された引
き外しコイルを含み、前記遮断動作を制御する遮断回路
と、前記モータ操作用電磁接触器の常開接点を介して制御電
源の正極端子と負極端子間に接続された前記投入バネ蓄
勢モータを接続したモータ回路を有し、前記投入コイルを限流抵抗を介して前記制御電源の正，
負極端子間に接続し、前記引き外しコイルを限流抵抗を
介して前記制御電源の正，負極端子間に接続すると共
に、前記投入回路の投入指令電流と、前記遮断回路にお
いて前記投入指令電流とは逆向きに流れる遮断指令電流
と、前記投入コイルに限流抵抗を介して流れる投入コイ
ル電流及び前記引き外しコイルに限流抵抗を介して流れ
る引き外しコイル電流を合成した電流波形として検出す
る第１の直流電流検出器と、前記モータ回路の電流を検
出する第２の直流電流検出器を設けて構成したことを特
徴とする遮断器の操作制御装置。