JPS598236A - 回路しや断器の電磁操作装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は回路しゃ断器の電磁操作装置に係り、特に投入
操作用ソレノイドコイルの焼損防止に関する。

〔発明の技術的背景〕

回路しゃ断器の操作装置は大別すると電動ばね操作形と
ソレノイドコイルを用いた電磁操作形とが主流を占め、
一般には安価で構造の簡単表電磁操作形が主に使用され
ていμる。電磁操作装置はソレノイドコイル内に固定鉄
心であるポールピースと可動鉄心であるアーマチュアと
が空隙をもって組み込まれ、ソレノイドコイルが付勢さ
れることによシアーマチュアとポールピースとが磁化さ
れ、空隙間に吸引力が生じてアーマチュアを動かし回路
しゃ断器の主接点を閉路するように構成されている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、従来の電磁操作装置はソレノイドコイル
が付勢されると吸引力と負荷との関係で吸引力が打ち勝
つ範囲のみ閉路方向にアーマチュアが移動する。このア
ーマチュアの移動に伴ないソレノイドコイルのインダク
タンスが上昇して電流を押えるため、アーマチュア自身
の慣性力ははとんど期待できなかった。また回路しゃ断
器の規格（Ｊ　ＲＣ）で定められ九最低動作電圧におい
ては、ソレノイドコイルに流れる電流も小さく表って起
磁力も小さくなり、特に真空しゃ断器のようにアーマチ
ュアの全ストロークに対し６０〜７０％移動した位置で
ワイプばねＫよる大き々負荷を迎える場合には、第７図
のようにソレノイドコイルの起磁力とワイプばねによる
負荷が平衡してアーマチュアの動きが静止した状態とな
り、ソレノイドコイルに流れる電流の上昇を待ってアー
マチュアが動き始める構造であった。

このように従来の電磁操作装置はソレノイドコイルの操
作電圧が変化すると投入エネルギー、すなわち起磁力が
変化し回路しゃ断器の投入動作特性が変化していた。ま
た投入操作回路の電気的制御は回路しゃ断器の主接点と
逆動作するｂ接点で制御していたため、万一規定以下の
電圧で操作されると投入エネルギーは不足して回路しゃ
断器は不完全投入の状態となり、ｂ接点が切替わらない
ため、ソレノイドコイルは連続励磁の状態とな）、経済
性の点から短時間定格で製作されているソレノイドコイ
ルを焼損するおそれがあった。

また一般的にソレノイドコイルの電流がしゃ断されても
残留磁気により、ポールピースとアーマチュアとは吸引
状態と々す、ソレノイドコイル電流がしゃ断されてから
アーマチュアが元の位置に復帰するのに時間を要し、回
路しゃ断器が瞬間開閉動作すなわちＣＯ動作された直後
に再び投入指令が付勢されると、アーマチュアの復帰前
にソレノイドコイルが付勢されるため開路状態のままソ
レノイドコイルが連続励磁されてソレノイドコイルが焼
損し火災事故に致るおそれがあった。

かかるソレノイドコイルの焼損防止力法としては、従来
制御回路にタイマーが使用されて投入指令が付勢されて
から一定時間経過すると投入操作回路をしゃ断するよう
に制御していたため、回路が複雑になり、高価なものに
なるなどの欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、操作電圧の変
化に対して一定の投入動作特性を有し、最低動作電圧で
も完全投入するようにした回路しゃ断器の電磁操作装置
を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕　。

す力わち、アーマチュアは尾部をフレームに固定するプ
レートを挿通しポールピース側の直径を大きくして段部
が前記プレート当接するようにし、アーマチュアの最低
動作電圧を定格操作電圧の６０〜６５％に設定し、投入
操作制御回路の最低動作電圧をアーマチュアの最低動作
電圧より高く設定したものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面に示す一実施例について説明する。第
１図および第２図において、ソレノイドコイル用フレー
ム（１０１）はリンク機構用フレーム（１０２）の上部
に固定され、フレーム（１０１）の下部に一端を損けた
開路ばね（１０６）の他端をメインシャフト（１０３）
に固着したレバー（１０８）に設けたスタッド（１０９
）に掛けられ、メインシャフト（１０３）は第２図にお
いて時計方向に付勢されている。メインシャフト（１０
３）には３等配位置にレバー（１０７）とレバー（１１
３）を固着し、それぞれにリンク（１１４）がビン（１
１５）で連結し、図示してないフレームにビン（１１７
）により支持するリンク（１１６）には一端に可動側主
回路接点（１２０）に連結された操作ロッド（１１９）
をビン（１１８）で連結し、他端にワイプばね（１１２
）を介してサポート（１，２１）とリンク（１１４）の
長孔にビン（１２２）で連結している。

第３図は投入操作用ソレノイドコイル部であって、フレ
ーム（１０１）にはポールピース（１３２）が固定され
、ポールピース（１３２）とフレーム（］、（、）１　
）との間にン゛レノイドコイル（１３３）がポールピー
ス（１３２）を巻回して収納している。ソレノイドコイ
ル（１３３）の中にはポールピース（１３２）を貫通す
るアーマチュアロッド（１３４）を備えたアーマチュア
（１３５）が収納され、アーマチュア（１３５）とポー
ルピース（１３２）との間にはばね（１：＋７）を装着
し、アーマチュア（１３５）を反吸引方向に押し上げて
いる。

アーマチュア（１３５）Ｖｉフレーム（１０１）の上部
に固定したプレー）　（１３６）を摺動自在に挿通し、
アーマチュア（１３５）の直径を大きくしたポールピー
ス（１３２）側の段部（１３５員）がプレート（１３６
）に当接し、アーマチュア（１３５）のストッパを兼ね
ている。この時プレート（１３６）の孔部（１３６ｍ）
とアーマチュアガイド面（１３５ｂ）の間は一定の空隙
になるようにリング（１３８）でアーマチュア（１３５
）のガイドを行なっている。よって磁気回路はフレーム
（１０１）、プレート（１３６）、アーマチュア１３５
）、ポールピース（１３２）の経路で構成される。プレ
ー）　（１３６）に固定するサポー）　（１５０）には
ローラ（１５２）を設けたマイクロスイッチ（１５１）
を覗り付け、ローラ（１５２）はマイクロスイッチ（１
５１）内に収納された図示し危いばねにより右側に押さ
れアーマチュアガイド面（１３５ｂ）に当接してマイク
ロスイッチ（１５１）は閉路し投入操作回路を構成して
いる。アーマチュア（１３５）の上部先端すなわち尾部
にはアーマチュアガイド面（１３５ｂ）よシ直径の小さ
い凹部（１３５ｃ）を形成し、アーマチュア（１３５）
が吸引されるとローラ（１５２）は四部（１３５ｃ）に
破線のように移動してマイクロスイッチ（１５１）を開
路し投入操作回路は構成されない。

第４図はリンク機構部であって、フレーム（１０２）に
回動自由に支持するビンＯＩにトリップキャッチ０υお
よび投入保持用キャッチ０りが回転自由に支持されてい
る−　トリップキャッチａυに固着するスタッド０国に
はばねＯａの一端を損は他端をフレーム（ＩＬ’＋２）
に固定したスタッド０１に川けてトリップキャッチＵυ
を反時計方向に付勢しスタッド０；荀に係止している。

ビンＱＯ）に巻装するばねαＤの一端はフレーム（１０
２）に固着するスタッドａηに掛は他端はキャッチａＸ
Ｏに掛けてキャッチ＜１２１を反時計方向に付勢しスタ
ッド（Ｉ７）に係止している。半月シャフト０８）はフ
レーム（１０２）に回転自由に支持され固着するプレー
ト（１９にはフレーム（１０２）に掛けられたばねＱυ
の一端を掛けて半月シャフトα印を反時計方向に付勢し
スタッド（イ）に係止し、この状態で半月ンヤフト賭と
トリップキャッチαυとは係合する１、リンク（２渇は
一端がトリップキャッチαυにビン（２，１により回転
自在に連結し、リンクｃ！４１は一端がメインシャ７）
　（１０３）に固定したレノ＜−（１０７）にビン（ハ
）によシ回転自在に連結し、リンク＠、リンク（２４１
の他端はローラ（ｌ！０ととτもにビン（２７）により
互に回転自在和連結し、リンク（ハ）の中間にビン（ハ
）にローラ翰が回転自由に支持している。

次に作用を説明する。第４図は回路しゃ断器の開路状態
であって、投入動作はソレノイドコイル（１３３）が付
勢されると、第３図のようにアーマチュア（１３５）と
ポールピース（１３２）との間に磁束Φが流れ、アーマ
チュア（１３５）とプレート（１３６）との間にはアー
マチュアガイド面（１３ｂ）との間に磁束Φ８、段部（
１３５ａ）との間に磁束Φｂが分流して流れる。この時
ソレノイドコイル（１３３）に流れる電流は、インダク
タンスの影響で徐々に上昇し、各部の磁束Φ、Φａ、Φ
ｂもそれに伴ない増加し、アーマチュア（１３５）とポ
ールピース（１：３２）との間には磁束Φによる吸引力
Ｆ１アーマチュア（１：４５）とプレー　）　（１３６
）との間には磁束Φｂによる吸引力Ｆｂ　　が働く。し
かも第８図に示すごとく、ソレノイドコイル（１３３）
の電流の流れ始めの小電流においては、はぼΦ＝Φｂの
関係になり、且つアーマチュア（１３５）とポールピー
ス（１３５）との間には空隙を有しているためＰ　＜　
Ｆｂの関係となシ、アーマチュア（１３５）とプレー）
　（１３６）とは吸引された状態を維持する。

ソレノイドコイル（１３３）に流れる電流が上昇してい
くと、それに伴ない磁束も増加しΦ＝Φａ＋Φｂとなる
が、Φｂは飽和の傾向を示しΦ〉Φｂの関係が太きく々
っていく。従って吸引力もＦ　＜　Ｆｂ→Ｆ　＝　Ｆｂ
　−＋Ｆ　）　Ｆｂの関係になり、アーマチュア（１３
５）はポールピース（１３２）に向ってＦｂ以上の力で
急激に下方に移動し、アーマチュア（１３５）は慣性エ
ネルギーを持ち動作していく。回路しゃ断器の規格にお
ける最低動作電圧は定格値１００％に対して７５Ｘ以上
であるため、アーマチュア（１３５）が６０〜６５％で
動作するように設定している。

また投入操作制御回路の最低動作電圧はアーマチュア（
１３５）の動作電圧よシ高い６５〜７０％に設定されて
いるため、投入操作制御回路が動作すれば一定以上の投
入エネルギーを得ることができる。

アーマチュア（１３５）の動作にともないアーマチュア
ロッド（１３４）は下方に移動しローラ（ハ）を押し下
げる。トリップキャッチＩと半月シャフトＨとは係合し
ているためにトリップキャッチ（Ｉυの回動は妨げられ
、アーマチュアロッド（１３４）の押シ下げられるにと
もないリンク（２乃はビン（ハ）を軸として時計方向に
回動し　リンク（至）によシ連結したメインシャツ）　
（１０３）は反時計方向に回動する。それにともないリ
ンク（１１６）はワイプばね（１１２）を介してリンク
（１１４）とサポート（１２１）とにより連結している
ため、ビン（１１７）を軸として反時計方向に回動して
リンク（１１６）に連結する操作ロッド（１１９）を押
し上げ、主回路接点（１２０）は閉路する。

このときリンク四の回動にともないリンク（２滲に設け
たローラ翰も下方に移動し、キャッチ（１２１を押しビ
ンα値を軸として時計方向に回動する。アーマチュア（
１３５）とポールピース（１３２）が接した時キャッチ
０４とローラ翰との間に空隙が生じ、キャッチ０りはば
ねａＱの復帰力により反時計方向に回動し元の位置に復
帰する。

このとき、マイクロスイッチ（１５１）のローラ（１５
２）はアーマチュア（１３５）の凹部（１３５ｃ　）の
位置にあシ、マイクロスイッチ（１５１）は開路し、ま
た図示してないｂ接点も開路して投入操作回路はしゃ断
され、ソレノイドコイル（１３３）の付勢が解かれ、ば
ね（１３７）の復帰力によりアーマチュア（１３５）お
よびアーマチュアロッド（１３４）は押し上げられて元
の位置に復帰し、キャッチ（１２１とローラ翰とは係合
し第５図の閉路状態を保持する。このときマイクロスイ
ッチ（１５１）はアーマチュア（１３５）の復帰にとも
ない閉路し投入操作に備える。このときｂ接点は開路し
ているので磁気的投入操作はでき々い。

引はずし動作は第５図の閉路状態において、第１図に示
す手動引はずしボタン（１１１）または引けずしコイル
（１１０）を付勢して半月シャフトα樽を時言１方向に
回動し、トリップキャッチ０υと半月シャフト（Ｉ８と
の保合が解かれる。このときリンク（財）はワイプばね
（１１２）と開路ばね（１０６）とによシビン（１１５
）を軸として時計方向の回転力を受けているため、リン
ク（２）によってリンク（財）に連結されたトリップキ
ャッチαυはビンａ１を軸として時計方向の回転力を受
け　トリップキャッチＵυは回転してキャッチｔｔｅと
ローラ翰の係合が解かれ、メインシャフト（１０３）は
ワイプばね（１１２）と開路ばね（１（１６）との放勢
により時計方向に回動する。これにともない、ワイプば
ね（１１２）を介してリンク（１１４）とサポー）　（
１２１）により連結されたリンク（１１６）はビン（１
１７）を軸として時計方向に回動し、リンク（１１６）
に連結された操作ロッド（１１９）はストン／４（１３
９）に接するまで引張られて主回路接点（１２０）は開
路する。時側刀向に回動したトリップキャッチ０υはば
ねα乃によシ反時計方向に回動しビン（へ）に当接して
止まる。このときトリップキャッチ（ＩＪＪと半月シャ
フトａＱとの間に空隙が生じ、半月シャツ）　Ｑ８はば
ねＣ！υにより反時計方向に回動しトリップキャッチα
υと半月シャフト（ｌυとが係合して引はずし動作を完
了する。このとき、ｂ接点は閉路しているので投入操作
可能な状態にある。

引はずし自由動作は第４図の開路状態から投入動作を遂
行した直後に引はずし動作が行なわれると、アーマチュ
ア（１３５）は吸引状態であってもローラ（ハ）がアー
マチュアロッド（１３４）からはずれて押し上げられず
第６図の引はずし自由状態となる。

このときマイクロスイッチ（１５１）のローラ（１５２
）はアーマチュア（１３５）の凹部（１３５ｃ）の位置
にあり、マイクロスイッチ（１５１）は開路し投入操作
回路はしゃ断されてソレノイドコイル（Ｃ（３）に電流
が流れず付勢は解かれる、従ってアーマチュア（１３５
）が吸引されているような状態において投入操作回路を
断路してソレノイドコイル（１３３）の再付勢は防止さ
れ焼損が防止される。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれは、回路しゃ断器の電磁操作
装置においてアーマチュアをフレームに固定するプレー
トを摺動自在に挿通しポールピース側の直径を大きくし
て段部がプレートに当接するようにして、アーマチュア
の最低動作電圧を定格操作電圧の６０〜６５Ｘにし、投
入操作制御回路の最低動作電圧をアーマチュアの最低動
作屯圧よす高く設定するようにしたので、アーマチュア
を急激に動作させて最低動作電圧でも安定した投入特性
を得ることができるすぐれた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回路しゃ断器の電磁操作装置の一実施
例を示す正面図、第２図は右側面図、第３図は第２図の
ンレノイドコイル部を示す（ａ）は縦断面図、（ｂ）は
要部拡大縦断面図、第４図Ｖｉ開路状態を示す一部欠截
右側面図、第５図は閉路状態を示す一部欠截右側面図、
第６図は引はずし自由状態を示す一部欠截右側面図、第
７図は従来の電磁操作装置の投入操作特性曲線図、第８
図は本発明の電磁操作装置の投入操作特性曲線図である
。 （１０１）・・・ソレノイドコイル用フレーム（１２０
）・・・主回路接点 （１３２）・・・ポールピース （１３３）・・・ソレノイドコイル （１３４）・・・アーマチュアロッド （１３５）・・・アーマチュア （１３５ａ）・・・段　部 （１３５ｂ）・・・アーマチュアガイド面（１３５ｃ）
・・・凹　部 （１５１）・・・マイクロスインチ （１５２）・・・ローラ 代理人　弁理士　井　上　−男 第　　１　図 第２図 第３図 （Ａ） ｌｑノ　　　第　　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　投入操作用のソレノイドコイルでアーマチュアを
   吸引し主回路接点を閉路する回路しゃ断器の電磁操作装
   置において、前記アーマチュアの最低動作電圧を定格操
   作電圧の６０〜６５％に設定し、投入操作制御回路の最
   低動作電圧を前記アーマチュアの最低動作電圧より高く
   設定したことを特徴とする回路しゃ断器の電磁操作装置
   。 ２、　アーマチュアをフレームに固定するプレートを摺
   動自在に挿通しポールピース側の直径を大きくして段部
   が前記プレートに当接するようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の電磁操作装置。