JPH09180590A - 開閉器の液圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】温度上昇による高圧化に対し、操作速度を制御
し、他の部品への衝撃力の増加を抑えることが可能な開
閉器の液圧駆動装置を提供する。 【解決手段】 操作シリンダＳの上部のシリンダヘッド
１７に、接続配管１８を介してアキュムレータ７を接続
する。シリンダヘッド１７内に作動液の流入路２６を形
成する。シリンダヘッド１７の弁管２２内にガイド部材
２２ａを設け、ガイド部材２２ａ内に弁２０を摺動可能
に挿通する。弁２０の下端を、流入路２６に直交して穴
２７に挿通可能に設ける。弁２０の下方に、段階的に径
が広がった絞り部２０ａを設ける。絞り部２０ａに小孔
２０ｂ、滞留部２０ｃを形成する。フランジ２３内の天
井と弁２０の絞り部２０ａ上端との間に、弁２０を下方
に付勢するバネ２１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、開閉器の遮断・投
入動作を操作する操作装置に係り、特に、作動液の圧力
変動により接点を駆動する開閉器の操作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超高圧の送電系統に使用される開閉器の
中でも、電力用の遮断器は高速で開閉操作を行う必要が
あるとともに、系統に発生した事故電流を遮断するとい
う非常用の装置としての役割を果たすので、異常動作は
許されず、高い信頼性が要求されている。このような要
求を満たすために、電力用の遮断器には、接点の開閉操
作を行なう装置として、液圧駆動装置が使用されてい
る。液圧駆動装置は、圧力を伝達するための媒体とし
て、気体ではなく液体を使用しているため、装置の縮小
化、操作時の騒音の軽減が可能となり、液体の非圧縮性
により優れた応答性が得られる等の利点がある。

【０００３】このような液圧駆動装置として従来から用
いられているものの一例を、図６、図７に従って以下に
説明する。なお、この液圧駆動装置は、作動液として作
動油を用いるものであり、三相一括操作の場合には一つ
の装置で３個の接点を操作し、三相各相操作の場合には
一つの装置で１個の接点を操作するように構成されてい
る。すなわち、端部に電気接点８を接続したピストンロ
ッド１が、高圧に耐え得る操作シリンダＳの内部に摺動
可能に設けられている。操作シリンダＳの電気接点８側
には、Ｎ2 ガスが封入されたアキュムレータ７が接続さ
れるとともに、高圧配管６を介して液圧ポンプ５が接続
されることにより、作動液の供給側が構成されている。
また、操作シリンダＳの電気接点８と反対側には弁ブロ
ック２が設けられている。この弁ブロック２には、操作
シリンダＳと平行な高圧パイプ３を介して、操作シリン
ダＳの電気接点８側が接続されているので、アキュムレ
ータ７の圧力が弁ブロック２へ導かれる構成となってい
る。

【０００４】次に、上記液圧駆動装置のより具体的な構
成を説明する。すなわち、図７に示すように、ピストン
ロッド１の端部には、電気接点８が連結される連結部１
６が設けられ、操作シリンダＳの連結部１６側にはシリ
ンダヘッド１７が固定されている。一方、弁ブロック２
の内部には、切換弁１１が内蔵されるとともに、切換弁
１１を駆動する投入側パイロット弁９及び遮断側パイロ
ット弁１０が、ソレノイド１３ａ，１３ｂにより操作さ
れるように構成されている。操作シリンダＳの操作時に
排出された作動液は、低圧タンク１２を介して液圧ポン
プ５へ回収されるように構成されている。

【０００５】さらに、操作シリンダＳ及び弁ブロック２
を覆うカバー４には、切換弁１１に対する作動液圧を昇
圧する際に、切換弁１１のシート部Ａを予動によって押
し付けるためのピン１４及び復帰バネ１５が設けられて
いる。また、アキュムレータ７からシリンダヘッド１７
に接続される配管の途中は、固定絞り又は可変絞りが設
けられることにより、作動流体の供給量を制御して、液
圧操作の動作をコントロール可能な構成となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の液圧駆動装置の一例には、以下のような問
題点があった。すなわち、外気温又は太陽熱の直射等に
より装置内部の温度上昇があると、アキュムレータ７に
封入されたＮ2 ガスの体積膨脹により、作動液圧が上昇
する。例えば、常用圧力が３１．５ＭＰａ〜３３．５Ｍ
Ｐａであるものが、３５ＭＰａ〜３８ＭＰａまで上昇す
る場合がある。これに対処するため、操作シリンダＳを
通常以上の高圧値に対応できるように耐圧設計し、圧力
上昇を抑えるためにリリーフ弁等を設けることが行われ
ている。

【０００７】しかし、圧力上昇が生じると、これに比例
して操作力も増大するので、他の部品への伝達力が増大
することとなる。このため、操作シリンダＳの強度を高
めるばかりでなく、電気接点側の部品を強化したり、ボ
ルト等の締結部分のゆるみ対策等も考慮する必要があ
る。

【０００８】また、系統上開極位相制御が必要な場合に
は、各相間の動作のばらつきを最小限にすることが望ま
しい。しかし、日当たりの位置の違い等により各相の温
度の上昇が不均一になった場合、３相の液圧がそれぞれ
異なることになるため、操作スピードに差が生じる。

【０００９】これに対処するため、特開昭６２−１５０
６１７、実開昭６３−１４６９３６に示す従来技術が提
案されている。これらの従来技術は、油圧回路の中の高
低圧間で高圧油を低圧側へ常時逃がし、高圧油のピーク
値を抑えて液圧ポンプ運転を頻ぱんに行なわせることに
より、３相間の圧力差を少量にするものである。しか
し、この方法は、ポンプ運転を頻ぱんに行なう必要があ
るため、圧力ＳＷの接点の開閉回数が増え、ＳＷの寿命
を低下させるという不利な点がある。

【００１０】さらに、特開昭６２−１９３０２３に示す
従来技術も提案されている。この従来技術は、油路に可
変絞りを設けたものであるが、自動の速度調整機能は持
たないため、高圧油化に対する動作の衝撃力の緩和につ
いては何ら寄与しない構造といえる。

【００１１】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
温度上昇による高圧化に対し、操作速度を制御し、他の
部品への衝撃力の増加を抑えることが可能な開閉器の液
圧駆動装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、操作シリンダ内に摺動可
能に設けられたピストンロッドの一端が、開閉器の電気
接点部に接続され、前記操作シリンダ内の作動液圧の切
換えにより前記ピストンロッドが移動し、前記電気接点
部が開閉する開閉器の液圧駆動装置において、前記操作
シリンダへの作動液の供給口近傍に、作動液の圧力変動
に応じて流量を調整する流量調整弁が設けられているこ
とを特徴とする。

【００１３】以上のような請求項１記載の発明では、外
気温又は太陽熱の直射等により、装置内部の温度上昇が
あった場合、作動液圧が上昇しても、これに応じて流量
調整弁により作動液の流量が制限されるので、操作速度
及び他の部材への衝撃力が緩和される。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の開
閉器の液圧駆動装置において、前記操作シリンダに設け
られたシリンダヘッドに、前記供給口への作動液の供給
路が形成され、前記シリンダヘッド内の前記供給路に直
交する位置に、作動液圧の変動に応じて前記流量調整弁
が摺動可能に設けられ、前記供給路における作動液の流
れに対する抵抗が前記流量調整弁の摺動により変化する
ように、前記流量調整弁の一部に、当該摺動方向に従っ
て段階的に径を変化させた絞り部が設けられていること
を特徴とする。

【００１５】以上のような請求項２記載の発明では、外
気温又は太陽熱の直射等により、装置内部の温度上昇が
あった場合、作動液圧が上昇し、流量調整弁が摺動す
る。すると、絞り部が移動して供給路における作動液の
流れに対する抵抗が増大するので、作動液の流量が制限
されるので、操作速度及び他の部材への衝撃力が緩和さ
れる。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項２記載の開
閉器の液圧駆動装置において、前記流量調整弁に、前記
供給路の作動液が流入可能な小孔が設けられ、前記シリ
ンダヘッド内における前記供給路に直交する方向に、前
記流量調整弁の一端が挿通可能な穴が設けられ、前記小
孔から流入した作動液の液圧が、前記流量調整弁を前記
穴から排出する方向に付勢するように、前記穴に挿通さ
れる前記流量調整弁の端部に、前記小孔に連通した滞留
部が設けられ、前記流量調整弁を前記穴に挿入する方向
に付勢するバネが設けられていることを特徴とする。

【００１７】以上のような請求項３記載の発明では、外
気温又は太陽熱の直射等により、装置内部の温度上昇が
あった場合、作動液圧が上昇し、小孔から滞留部に流入
する作動液量が増大する。すると、流量調整弁がバネの
付勢力に抗して穴から排出する方向に付勢されるので、
流量調整弁が摺動する。したがって、絞り部が移動して
供給路における作動液の流れに対する抵抗が増大し、作
動液の流量が制限されるので、操作速度及び他の部材へ
の衝撃力が緩和される。その後、作動液圧が低下した場
合には、小孔から滞留部に流入する作動液量が減少す
る。すると、流量調整弁がバネの付勢力により、穴に挿
入される方向に摺動する。したがって、絞り部が移動し
て供給路における作動液の流れに対する抵抗が、通常時
の状態に復帰する。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の開閉器の液圧駆動装置において、前
記シリンダヘッド内における前記供給路に直交する方向
に、前記流量調整弁が摺動可能な弁管が形成され、前記
弁管と前記流量調整弁との間に、前記流量調整弁の摺動
をガイドする筒状のガイド部材が設けられていることを
特徴とする。

【００１９】以上のような請求項４記載の発明では、弁
管と流量調整弁との間にガイド部材が設けられているの
で、流量調整弁の摺動が安定する。

【００２０】請求項５記載の発明は、請求項４記載の開
閉器の液圧駆動装置において、前記弁管及び前記穴は、
前記供給路を挟んで同一直線上に設けられ、前記ガイド
部材が、前記供給路に直交して前記穴に達する長さに形
成され、前記供給路内における前記ガイド部材には、前
記作動液が流通可能な流通穴が形成されていることを特
徴とする。

【００２１】以上のような請求項５記載の発明では、ガ
イド部材が、同一直線上の弁管から穴までの長さを有し
ているので、流量調整弁が全長に渡ってガイドされる。
従って、流量調整弁の摺動がより一層安定する。

【００２２】請求項６記載の発明は、請求項４又は請求
項５記載の開閉器の液圧駆動装置において、前記ガイド
部材に、前記流量調整弁の一部が当接するストッパーが
形成され、前記流量調整弁の摺動の一端が、前記穴の底
面に当たり止まる位置であり、前記流量調整弁の摺動の
他端が、前記ストッパーに当たり止まる位置であること
を特徴とする。

【００２３】以上のような請求項６記載の発明では、ガ
イド部材のストッパーと、穴の底面とによって、操作シ
リンダからの流量調整弁の抜けが防止される。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の開閉器の液圧駆動装置の
実施の形態を、図面に従って以下に説明する。なお、従
来技術と同一の部材は同一の符号を付し、説明は省略す
る。

【００２５】（１）第１の実施の形態 請求項１〜４記載の発明に対応する一つの実施の形態
を、第１の実施の形態として、図１、図２に従って以下
に説明する。なお、図１は液圧駆動装置の全体構成の縦
断面図、図２は流量調整弁の縦断面図である。また、図
６、図７に示した従来技術と同一の部材は同一の符号を
付し、説明は省略する。

【００２６】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、図１に示すように、操作シリンダＳの
上部に設けられたシリンダヘッド１７には、接続配管１
８を介してアキュムレータ７が接続されるとともに、操
作シリンダＳへの作動液の流入口近傍に流量調整弁１９
が設けられている。

【００２７】この流量調整弁１９の構成は以下の通りで
ある。すなわち、図２に示すように、シリンダヘッド１
７内には、操作シリンダＳと直交する方向に作動液の流
入路２６が形成されている。そして、シリンダヘッド１
７内の流入路２６の上方で、流入路２６に対して垂直な
方向に、弁管２２が形成されている。この弁管２２には
弁２０が摺動可能に挿通され、弁管２２と弁２０との間
には、弁２０の摺動をガイドする筒状のガイド部材２２
ａが設けられている。

【００２８】シリンダヘッド１７内の流入路２６の下方
で、弁管２２の延長線上には、弁２０の下端が挿通する
穴２７が形成されている。弁２０の下方は、弁管２２の
下端から穴２７の上端との間において、流入路２６内に
直交するように露出しているので、流入路２６内の作動
液の流れに対する抵抗となっている。そして、穴２７に
挿通される弁２０の下端には、下方に行くに従って段階
的に径が広がった絞り部２０ａが設けられている。

【００２９】この絞り部２０ａの上部には、弁２０を流
入路２６と平行な方向に貫く小孔２０ｂが形成されてい
る。そして、絞り部２０ａの内部には、穴２７の底を底
面として作動液が滞留可能な空間を形成する滞留部２０
ｃが形成され、この滞留部２０ｃは小孔２０ｂに連通さ
れている。

【００３０】さらに、弁２０の上部はフランジ２３によ
って摺動可能にガイドされている。このフランジ２３か
ら突出した弁２０の上端には、ナット２５によって止め
板２４が締め付け固定されている。そして、フランジ２
３内の天井と弁２０の絞り部２０ａ上端との間には、弁
２０を下方に付勢するバネ２１が設けられている。

【００３１】（作用）以上のような構成を有する本実施
の形態の作用は以下の通りである。すなわち、液圧駆動
装置内の液圧が温度上昇等で高くなった場合、弁２０の
小孔２０ｂから流入する作動液量が増大し、滞留部２０
ｃ内の圧力が上昇する。すると、弁２０がバネ２１の付
勢力に抗して上方へ移動するので、流入路２６の絞り部
２０ａが上昇する。流入路２６内の絞り部２０の径は下
方になるに従って大きくなっているので、絞り部２０ａ
が上昇すると、流入路２６に対する流路抵抗が高くな
る。従って、一定時間当たりの操作シリンダへの作動液
の供給量が減少し、シリンダロッドの移動速度が低下す
る。

【００３２】このような、操作圧力上昇に対応した操作
速度の低減作用を、図３のグラフに示す。すなわち、流
量調整弁がない駆動装置の場合には、操作圧力の上昇に
比例して操作速度又は衝撃力が上昇する。一方、流量調
整弁１９が設けられた本実施の形態の駆動装置の場合に
は、操作圧力が上昇するに従い、操作速度又は衝撃力の
上昇率が減少する。

【００３３】（効果）以上のような本実施の形態の効果
は、以下の通りである。すなわち、操作圧力の上昇に応
じて、自動的に操作速度の上昇率を低減させることがで
きるので、減圧ポンプ運転を頻ぱんに行なう等の作業を
要せず、３相それぞれの動作特性のばらつきを最少限に
抑えることができる。また、動作開始および終端時の衝
撃力を減少させることができるので、電気接点部の構成
部品の肉厚を厚くする等の強度を高める工夫が不要とな
り、製造コストの低減を図ることができる。

【００３４】そして、部品締結部に発生する衝撃力も減
るので、ボルト等のゆるみの心配がなくなる。さらに、
操作シリンダが動作する時の液圧の消費量を抑えること
が可能となることから、液圧降下量が少なくなり、アキ
ュムレータ７の容量に余裕を持たせることが可能にな
る。

【００３５】（２）第２の実施の形態 請求項１〜５記載の発明に対応する一つの実施の形態
を、第２の実施の形態として、図４に従って以下に説明
する。なお、本実施の形態の基本構成は第１の実施の形
態と同様である。

【００３６】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、流量調整弁１９においては、弁管２２
から穴２７にまでに達する長さの筒状のガイド部材２２
ｂが、流入路２６に対して直交するように設けられてい
る。このガイド部材２２ｂにおける流入路２６内に露出
した部分には、流入路２６の径に相当する流通穴２２ｃ
が、流入路２６と平行な方向に貫通するように形成され
ている。そして、ガイド部材２２ｂの上端は、フランジ
２３に対して固定ピン２８によって固定されている。

【００３７】（作用・効果）以上のような本実施の形態
によれば、第１の実施の形態と同様に、操作速度が自動
調整されるとともに、以下のような作用・効果を奏す
る。

【００３８】すなわち、ガイド部材２２ｂは、弁管２２
の上端から穴２７の底面までの長さを有しているので、
弁２０の摺動がガイドされる距離が、第１の実施の形態
よりも長い。従って、第１の実施の形態に比べて弁２０
の摺動がよりスムーズで安定したものとなる。

【００３９】また、ガイド部材２２ｂは固定ピン２８に
より固定されているので、回転が防止される。従って、
流通穴２２ｃの方向が変わることが原因で、流入路２６
が塞がれることが防止される。

【００４０】（３）第３の実施の形態 請求項１〜４及び請求項６記載の発明に対応する一つの
実施の形態を、図５に従って以下に説明する。なお、本
実施の形態の基本構成は第１の実施の形態と同様であ
る。

【００４１】（構成）まず、本実施の形態の構成を説明
する。すなわち、流量調整弁１９においては、弁管２２
に設けられたガイド部材２２ａの下端に、弁２０の絞り
部２０ａの上端に当接するストッパー２２ｄが形成され
ている。

【００４２】（作用・効果）以上のような本実施の形態
によれば、第１の実施の形態と同様に、操作速度が自動
調整されるとともに、以下のような作用・効果を奏す
る。すなわち、弁２０が圧力によって上方へ移動した場
合であっても、絞り部２０ａの上端がガイド部材２２ａ
のストッパー２２ｄに当たるため、ある位置以上には上
に行かない。従って、弁２０の上部におけるフランジ２
３ａに対して強い力が加わることがなく、フランジ２３
ａから抜け出ることもないので、ナット２５や止め板２
４等の部品数を削減することが可能となる。

【００４３】（４）他の実施の形態 本発明は、以上のような実施の形態に限定されることは
なく、各部材の材質、大きさ、形状等は適宜変更可能で
ある。例えば、弁２０をより長くするとともに穴２７を
より深く形成し、絞り部２０ａの位置を弁２０の中間部
近傍に形成することにより、弁２０の摺動の安定化を図
ることも可能である。また、第２の実施の形態と第３の
実施の形態とを組み合わせた構成とすることも可能であ
る。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、操
作シリンダへの作動液の供給口近傍に、作動液の圧力変
動に応じて流量を調整する流量調整弁を設けることによ
り、温度上昇による高圧化に対し、操作速度を制御し、
他の部品への衝撃力の増加を抑えることが可能な開閉器
の液圧駆動装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の開閉器の液圧駆動装置の形態の全体構
成を示す縦断面図である。

【図２】本発明の開閉器の液圧駆動装置における第１の
実施の形態の流量調整弁を示す縦断面図である。

【図３】本発明の開閉器の液圧駆動装置における圧力変
化に対する操作速度及び衝撃力の関係を表したグラフを
示す図である。

【図４】本発明の開閉器の液圧駆動装置における第２の
実施の形態の流量調整弁を示す縦断面図である。

【図５】本発明の開閉器の液圧駆動装置における第３の
実施の形態の流量調整弁を示す縦断面図である。

【図６】従来の開閉器の液圧駆動装置の一例における油
圧回路を示す説明図である。

【図７】図３の従来例の全体構成を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１…ピストンロッド ２…弁ブロック ３…高圧パイプ ４…カバー ５…液圧ポンプ ６…高圧配管 ７…アキュムレータ ８…電気接点 ９…投入側パイロット弁 １０…遮断側パイロット弁 １１…切換弁 １２…低圧タンク １３ａ，１３ｂ…ソレノイド １４…ピン １５…バネ １６…連結部 １７…シリンダヘッド １８…接続配管 １９…流量調整弁 ２０…弁 ２０ａ…絞り部 ２０ｂ…小孔 ２０ｃ…滞留部 ２１…バネ ２２…弁管 ２２ａ，２２ｂ…ガイド部材 ２２ｃ…流通穴 ２２ｄ…ストッパー ２３，２３ａ…フランジ ２４…止め板 ２５…ナット ２６…流入路 ２７…穴 ２８…固定ピン

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作シリンダ内に摺動可能に設けられた
   ピストンロッドの一端が、開閉器の電気接点部に接続さ
   れ、前記操作シリンダ内の作動液圧の切換えにより前記
   ピストンロッドが移動し、前記電気接点部が開閉する開
   閉器の液圧駆動装置において、 前記操作シリンダへの作動液の供給口近傍に、作動液の
   圧力変動に応じて流量を調整する流量調整弁が設けられ
   ていることを特徴とする開閉器の液圧駆動装置。
2. 【請求項２】 前記操作シリンダに設けられたシリンダ
   ヘッドに、前記供給口への作動液の供給路が形成され、 前記シリンダヘッド内の前記供給路に直交する位置に、
   作動液圧の変動に応じて前記流量調整弁が摺動可能に設
   けられ、 前記供給路における作動液の流れに対する抵抗が前記流
   量調整弁の摺動により変化するように、前記流量調整弁
   の一部に、当該摺動方向に従って段階的に径を変化させ
   た絞り部が設けられていることを特徴とする請求項１記
   載の開閉器の液圧駆動装置。
3. 【請求項３】 前記流量調整弁に、前記供給路の作動液
   が流入可能な小孔が設けられ、 前記シリンダヘッド内における前記供給路に直交する方
   向に、前記流量調整弁の一端が挿通可能な穴が設けら
   れ、 前記小孔から流入した作動液の液圧が、前記流量調整弁
   を前記穴から排出する方向に付勢するように、前記穴に
   挿通される前記流量調整弁の端部に、前記小孔に連通し
   た滞留部が設けられ、 前記流量調整弁を前記穴に挿入する方向に付勢するバネ
   が設けられていることを特徴とする請求項２記載の開閉
   器の液圧駆動装置。
4. 【請求項４】 前記シリンダヘッド内における前記供給
   路に直交する方向に、前記流量調整弁が摺動可能な弁管
   が形成され、 前記弁管と前記流量調整弁との間に、前記流量調整弁の
   摺動をガイドする筒状のガイド部材が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の開
   閉器の液圧駆動装置。
5. 【請求項５】 前記弁管及び前記穴は、前記供給路を挟
   んで同一直線上に設けられ、 前記ガイド部材が、前記供給路に直交して前記穴に達す
   る長さに形成され、 前記供給路内における前記ガイド部材には、前記作動液
   が流通可能な流通穴が形成されていることを特徴とする
   請求項４記載の開閉器の液圧駆動装置。
6. 【請求項６】 前記ガイド部材に、前記流量調整弁の一
   部が当接するストッパーが形成され、 前記流量調整弁の摺動の一端が、前記穴の底面に当たり
   止まる位置であり、 前記流量調整弁の摺動の他端が、前記ストッパーに当た
   り止まる位置であることを特徴とする請求項４又は請求
   項５記載の開閉器の液圧駆動装置。