JPS6220105Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は配電線に介設される気中開閉器（例
えば故障区間検出装置用自動気中開閉器）におい
て、その操作機構に用いられている二つのマグネ
ツトの動作を制御するようにした制御回路に関す
るもので、保持電流を流して動作状態に保持され
ていた両マグネツトをコンデンサによる逆励磁に
よつて両方共に瞬時に解放させることができ、し
かもそれが一つのコンデンサを用いて行ない得る
ようにした気中開閉器における制御回路を提供し
ようとするものである。

以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。第１図に示される操作機構において、Mg₁は
開放力蓄勢用マグネツト（図面においてはマグネ
ツトのプランジヤのみを示す）で、通電によりリ
ンク１を図において下方へ引くよう構成されてい
る。m₁はスイツチで、マグネツトMg₁の動作時
にリンク１と一体動する操作片１′によつて作動
されるようにしたものであり、マイクロスイツチ
が用いられている。２，３は連動用のリンク、
４，５はレバーで、図示外の基枠に軸支された連
結軸８に固定されている。S₁は接点部開放用ばね
で、レバー５と図示外の基枠との間に張設されて
いる。９は連結軸８に固定されたレバー、１０は
レバー９に軸着されたリンクを示す。

次にMg₂は投入用マグネツト（マグネツトMg₁
と同様にプランジヤのみを示す）で、通電により
リンク１１を図において下方へ引くよう構成され
ている。m₂はスイツチで、マグネツトMg₂の動
作完了時にリンク１１と一体動する操作片１１′
によつて作動されるようにしたものであり、マイ
クロスイツチが用いられている。１２，１３は軸
１２′を介して連結されたレバー、S₂は全域開放
用ばねで、レバー１３と図示外の基枠との間に張
設されている。１４はレバー１３に軸着したリン
ク、１５は開閉レバーで、図示外の基枠に軸支さ
れた出力軸１６に固定されている。またこのレバ
ー１５は連結ピン１５′を介してリンク１４と軸
着してある。更にまたこのピン１５′は前述のリ
ンク１０とレバー１５との連繋機構２７における
第１動部材をなすもので、リンク１０に設けた長
孔１０ａ内に存置させて、連繋機構２７における
第２動部材をなす端縁１０a′と後述のような連繋
が行なわれるよう構成してある。尚この連繋機構
２７は、第１図Ｂに示されるように、レバー１５
の一部に長孔１５ａを設けてその下方の端縁１５
a′を第１動部材とし、リンク１０に止着したピン
１０′を第２動部材としこれを長孔１５ａ内に存
置させて構成してもよいものである。１７は出力
軸１６に固定された出力レバーで、図示外の開閉
器における可動軸と周知の如く連繋されるもので
ある。

次に１８は手動操作ハンドルで、基枠に軸支さ
れた手動操作軸２２の端部２２ａに固定されてい
る。１９は端部２２ａに固定したレバー、２０は
リンク、２１は図示外の基枠に軸着されたレバ
ー、S₃はレバー２１と基枠との間に介入されたハ
ンドル用ばねで、圧縮ばねが用いられている。S₄
はレバー１９と基枠との間に張設したハンドル用
ばねである。２３は基枠に軸支された手動蓄勢軸
で、手動操作軸２２とは軸２２と一体の伝動片２
２ｂ及び軸２３と一体の伝動片２３ａ，２３ｃ
（第４図に示される）によつて構成される伝動部
２５を介して、また出力軸１６とは伝動片２３
ｂ，１６ａによつて構成される伝動部２６を介し
て夫々連動し得るよう構成されている。２４は軸
２３に固定された手動蓄勢用レバー、２８は伝動
機構で、レバー２４に軸着した第１伝動部材７
と、レバー５に軸着した第２伝動部材６とにより
構成されている。またこれらの伝動部材６，７は
第３図に示されるように引き抜き可能に構成され
て、後述のような動作が行なわれ得るようにして
ある。

次に第２図に示される制御回路において、Ａ，
Ｂは電源端子で、開閉器に接続される配電線のう
ち電源側（変電所側）の配電線に、電源変圧器
（例えば6900／110）を介して接続される。SAは
サージアブソーバ、Ｒはリレー、r₁は保護抵抗
で、リレーＲのコイルに流れる電流を制限してコ
イルの保護をすると共に、次述のコンデンサC₁
と共に遅延開放時間を設定するようにしたもので
ある。コンデンサC₁は遅延時間設定用のコンデ
ンサ、D₅は整流用のダイオードである。次に
D₁，D₂はダイオード、SCR₁，SCR₂はシリコン制
御整流素子で、これらはマグネツトMg₁に対する
全波整流ブリツジを構成している。R₁は切替ス
イツチで、上記リレーＲの接点が用いられてい
る。またこれは中立接点ｃと、リレーＲの動作時
に中立接点ｃと接続する常開のａ接点と、リレー
Ｒの復旧時に中立接点ｃと接続する常閉のｂ接点
とから成つている。次にD₃，D₄はダイオード、
SCR₃，SCR₄はシリコン制御整流素子で、これら
はマグネツトMg₂に対する全波整流ブリツジを構
成している。R₂は切替スイツチで、上記切替ス
イツチR₁と同様の構成になつている。次にシリ
コン制御整流素子SCR₁〜SCR₄のゲート信号回路
について説明する。D₈〜D₁₁はSCRターンオン用
のダイオードで、夫々の接続されたシリコン制御
整流素子SCRにゲート信号（ゲート電流）を加
えて夫々をターンオンさせるようにしたものであ
る。またこれらはゲート電流が逆流（カソードよ
りゲートに向かつて電流が流れることを言う）す
ることによつてシリコン制御整流素子が破壊する
のを防止するよう用いられている。r₃，r₄はゲー
ト保護用抵抗で、ゲート信号の大きさを制御し、
シリコン制御整流素子を保護するようにしたもの
である。D₁₂，D₁₃はゲート信号用のダイオード
で、ダイオードD₁₂は電源端子に正の半波が印加
されたときに導通してSCR₂，SCR₃をターンオン
させ、ダイオードD₁₃は電源端子に負の半波が印
加されたときに導通してSCR₁，SCR₄をターンオ
ンさせるように構成されている。尚これらは図示
されるように向き合つた状態に接続してマグネツ
トMg₁，Mg₂の起動電流回路が短絡しないように
してある。またこのゲート信号回路に介設された
スイツチm₁a，m₁b，m₂bは前記スイツチm₁，m₂
の接点を示す。また添字のａは夫々のスイツチに
おける常開（スイツチが動作したときに閉じる）
の接点であることを示し、ｂは常閉（スイツチが
動作したときに開く）の接点であることを示す。
更にまたこれらのスイツチのうちスイツチm₁aは
素子SCR₃，SCR₄と共に常開の第１スイツチの作
用をなし、スイツチm₂bは素子SCR₃，SCR₄と共
に常閉の第２スイツチの作用をなし、スイツチ
m₁bは素子SCR₁，SCR₂と共に常閉の第３スイツ
チの作用をなすものである。

次にSCR₅は間欠スイツチとして用いられたシ
リコン制御整流素子である。符号r₂，D₆，D₁₄，
C₂で示される部材はこの素子SCR₅の位相制御回
路を構成するものであり、r₂は抵抗、D₆，D₁₄は
ダイオードC₂はコンデンサを夫々示す。

次にC₃は逆励磁用のコンデンサ、D₇は充電用
のダイオードで、コンデンサC₃を図示されるよ
うな極性に充電するようにしたものである。

次に上記構成のものの動作を説明する。（尚以
降においては説明の簡潔化を図る為に符号を主に
用いて説明を行なう。） (A) 電源端子Ａ，Ｂへの電圧印加（例えばAC80
〜120V）による自動投入の場合 (1) 準備動作：この場合には電流が次のように
流れてリレーＲが動作する。

C₁充電 ＋Ａ→D₅→C₁→−Ｂ Ｒコイル電流 ＋C₁→r₁→Ｒ→−C₁ C₃充電 ＋Ａ→D₁→D₇→C₃→Mg₂→
R₂a→D₄→−Ｂ これによりスイツチR₁a，R₂aが閉、R₁b，
R₂bが開となる。

(2) 開放蓄力動作：準備動作に引き続きマグネ
ツトMg₁が動作する。尚マグネツトMg₁の起
動電流は例えば22A程度にされる。

電源が正の半波のとき（端子Ａが＋となる
とき） SCR₂ゲート電流 ＋Ａ→D₁→Mg₁→R₁a→
D₁₂→m₁b→r₃→D₉→SCR₂→−Ｂ Mg₁起動電流 ＋Ａ→D₁→Mg₁→R₁a→
SCR₂→−Ｂ 電源が負の半波のとき（端子Ｂが＋となる
とき） SCR₁ゲート電流 ＋Ｂ→D₃→Mg₂→R₂a→
D₁₃→m₁b→r₃→D₈→SCR₁→Mg₁→R₁a→
D₂−Ａ Mg₁起動電流 ＋Ｂ→SCR₁→Mg₁→R₁a→
D₂→−Ａ マグネツトMg₁の動作完了によりスイツチ
m₁bが開、m₂aが閉となる。

(3) 投入動作：Mg₁の動作完了に引き続きMg₂
が動作する。

電源が正の半波のとき SCR₃ゲート電流 ＋Ａ→D₁→Mg₁→R₁a→
D₁₂→m₁a→m₂b→r₄→D₁₀→SCR₃→Mg₂
→R₂a→D₄→−Ｂ Mg₂起動電流 ＋Ａ→SCR₃→Mg₂→R₂a→
D₄→−Ｂ 電源が負の半波のとき SCR₄ゲート電流 ＋Ｂ→D₃→Mg₂→R₂a→
D₁₃→m₁a→m₂b→r₄→D₁₁→SCR₄→−Ａ Mg₂起動電流 ＋Ｂ→D₃→Mg₂→R₂a→
SCR₄→−Ａ Mg₂の動作完了によりスイツチm₂bが開と
なる。

(4) 保持：Mg₁，Mg₂共に動作を完了した後、
これらには次のように電流が流れて動作状態
が保持される。

電源端子には第５図ａに示されるような電
圧が加わつている。この場合、電源が負の半
波のときに電流が次のように流れ、コンデン
サC₂は半波の1/2（イ点）の時間まで充電さ
れる。

＋Ｂ→C₂→D₆→−Ａ イ点を越えると充電されたコンデンサC₂
は次の回路で放電し、 Ａ−r₂−C₂−Ｂ その放電はロ点の時点で完了する。尚この
放電の時間はr₂・C₂の相互関係で設定され
る。この放電が完了した時点では電源は正の
半波となつている為、この後C₂は以前と逆
極性に充電される。そしてC₂の充電電圧が
SCR₅のトリガ信号として充分な値になると
（ハ点）、SCR₅がターンオンする（第５図ｃ
におけるニ点）。

SCR₅ゲート電流 ＋Ａ→r₂→D₁₄→SCR₅→
Mg₂→R₂a→D₄→−Ｂ SCR₅のターンオンによりMg₁，Mg₂に電
源から電流が流れる。

保持電流（電源） ＋Ａ→D₁→Mg₁→R₁a→
SCR₅→Mg₂→R₂a→D₄→−Ｂ この電流は第５図ｄに示されるように電源
の１サイクル毎に間欠的に流れる。

一方このような電流が流れない間は、各マ
グネツトにおいては夫々の逆起電力により次
のように電流が流れる。（Mg₁→R₁a→D₂→
D₁→Mg₁及びMg₂→R₂a→D₄→D₃→Mg₂の
夫々の直流タンク回路） 保持電流（Mg₁） Mg₁→R₁a→D₂→D₁→Mg₁ 保持電流（Mg₂） Mg₂→R₂a→D₄→D₃→Mg₂ 従つてMg₁，Mg₂には夫々第５図ｅに示さ
れるように電流が流れて（例えば約2A程
度）動作状態が保持される。

（A′） 制御回路において上記のような動作が行
なわれる場合における操作機構の動作は次の様
である。第１図において、Mg₁の動作によりリ
ンク１が引かれるとリンク２、レバー４，５は
夫々矢印方向に作動し、ばねS₁が伸長されてこ
れの蓄力が行なわれる（開放蓄力動作）。この
動作が完了したとき操作片１′によつてスイツ
チm₁が作動される。尚この場合レバー９、リ
ンク１０も夫々矢印方向に作動するがリンク１
０の長孔１０ａ内にピン１５′が存置されてい
る為、その作動力が他に及ぶことはない。

次にMg₂が動作してリンク１１が引かれると
レバー１２，１３が夫々矢印方向に作動し、ば
ねS₂が伸長されてこれの蓄力が行なわれる。こ
れと同時にリンク１４を介してレバー１５が矢
印方向に作動され、出力軸１６、出力レバー１
７が矢印方向（投入の側）に回動して出力レバ
ー１７に連繋する開閉器が閉成される（投入動
作）。この動作が完了したとき操作片１１′によ
つてスイツチm₂が作動される。

以上のような動作が行なわれて、操作機構は
第３図に示されるような投入状態となり、この
状態にて両マグネツトMg₁，Mg₂が保持され
る。尚この状態において長孔１０ａの端縁１０
a′とピン１５′との間には間隙ｄが保たれる。
また以上の動作は当然のことながら速い速度で
瞬間的に行なわれる。

(B) 電源端子Ａ，Ｂへの電圧印加の停止（例えば
配電線の故障により変電所の遮断器が遮断した
場合）による開放動作の場合 (1) 遅延：端子Ａ，Ｂ間の電圧がなくなつても
しばらくの間（例えば２〜３秒に設定され
る）はリレーＲ、マグネツトMg₁，Mg₂共に
保持を続ける。

Ｒコイル電流 ＋C₁→r₁→Ｒ→−C₁ Mg₁残留電流 Mg₁→R₁a→D₂→D₁→Mg₁ Mg₂ 〃 Mg₂→R₂a→D₄→D₃→Mg₂ (2) 開放：C₁の電圧が減少するとＲが復帰
し、R₁b，Mg₁，R₂b，Mg₂の回路でC₃の電荷
が放電し、Mg₁，Mg₂には保持時と逆向きの
電流が流れて残留磁気を打ち消し、Mg₁，
Mg₂は瞬時に力を失い開放する。

逆励磁電流 ＋C₃→R₁b→Mg₁→R₂b→Mg₂→
−C₃ （B′） 制御回路において上記のような動作が行
なわれる場合における操作機構の動作は次の様
である。第３図においてマグネツトMg₁，Mg₂
が解放されて力を失なうと、ばねS₁に蓄えられ
ていたエネルギーによつてレバー５が矢印方向
に動作し、連結軸８、レバー９を介してリンク
１０が矢印方向に動作する。そして長孔１０ａ
の端縁１０a′がピン１５′に衝突するとレバー
１５が矢印方向に動作する。これにより出力軸
１６、出力レバー１７が矢印方向（開放の側）
に回動され、開閉器の開放が始められる。これ
と同時にばねS₂に蓄えられていたエネルギーは
レバー１３を矢印方向へ動作させる為、このば
ねS₂は上記のばねS₁と協動して上記のような出
力軸１６、出力レバー１７の回動を行なわせ
る。上記のようなばねS₁による開放は、レバー
４がストツパー３０に当るまで行なわれ、その
間に開閉器の接点が開放される。その後ばねS₂
によりレバー１３、リンク１４、レバー１５を
介して出力軸１６、出力レバー１７は回転を続
け、開閉器を完全開放に至らせる。尚上記の場
合、端縁１０a′とピン１５′との間に予め形成
されていた間隙ｄの為、ばねS₁によるリンク１
０の矢印方向への作動力はピン１５′に対して
これを叩くように衝撃的に及ぶ。従つて開閉器
において接点が熔着しているようなことがあつ
ても、その衝撃力により接点の開離が確実に行
なわれる。

以上のような動作により操作機構は第１図に
示されるような開放の状態に戻る。

（C′） 手動により開閉器を投入する場合 (1) 第１図において手動操作ハンドル１８を矢
印方向へ回動させる。すると手動操作軸２２
が矢印方向（投入の側）へ回動され伝動部２
５を介して手動蓄勢軸２３も矢印方向へ回動
され、レバー２４、伝動機構２８、レバー５
を介してばねS₁の蓄力が開始される。そして
伝動部２６において伝動片２３ｂが伝動片１
６ａに当たると、出力軸１６、出力レバー１
７が矢印方向に回動されて開閉器を投入し始
めると共に、レバー１５、リンク１４、レバ
ー１３を介してばねS₂の蓄力を始める。

(2) 一方これと同時にレバー１９、リンク２
０、レバー２１によるトグル機構も矢印方向
に動作してばねS₃の圧縮が始められる。やが
てレバー１９とリンク２０とがデツドポイン
トを越えて腰折れ状態となると、ばねS₃の付
勢力はばねS₄の付勢力と共に軸２２を矢印方
向へ回転させる方向（投入の方向）に働くよ
うになり、ばねS₁，S₂の蓄力を助成し、自動
投入に向かう。

(3) 開閉器が接点に投入したあたりでレバー２
４と伝動部材７に於いてもデツドポイントか
ら腰折れになることにより、ばねS₁の付勢力
は投入の方向へ変わる。この後、開閉器は開
閉器のストツパに当つて停止し、投入完了と
なつて第４図の状態となる。

（D′） 手動により開閉器を開放する場合 (1) 第４図においてハンドル１８を矢印方向へ
回動させて手動操作軸２２を矢印方向（開放
の側）へ回動させると、レバー１９によりば
ねS₄が引かれ、リンク２０、レバー２１によ
りばねS₃が圧縮され、夫々蓄力される。そし
てレバー１９とリンク２０のトグル機構がデ
ツドポイントを越えると、ばねS₃の力は軸２
２に対し開放の方向（矢印方向）に変わる。

(2) やがて伝動片２２ｂが伝動片２３ｃに当る
と軸２３も矢印方向へ回動され始め、レバー
２４と伝動部材７がデツドポイントを越えた
所でばねS₁の力によりレバー５が矢印方向へ
動作する。以後は前記自動開放の場合と同様
に動作が行なわれ、開閉器の開放を完了して
第１図の状態となる。上記の場合、伝動部２
５における伝動片２２ｂは伝動片２３ａに先
行して矢印方向へ回動している為、ばねS₁の
急激な作動による軸２３の急速回動には支障
をきたさない。

尚以上の実施例において示された夫々のばねS₁
〜S₄は夫々引張ばねを圧縮ばねに、圧縮ばねを引
張りばねに代えてもよい。その場合には当然のこ
とながら各ばねの基枠に対する止付位置が各ばね
の連結されたレバーに夫々同方向の付勢力が加わ
るように一般的な手法をもつて変えられる。

以上のようにこの考案にあつては、マグネツト
Mg₁，Mg₂共に保持電流を流して動作状態を保持
させるようにしたものであつても、電源を断つて
これらを解放させる場合には逆励磁用のコンデン
サC₃に蓄えられていた電荷によつてマグネツト
Mg₁，Mg₂共に逆励磁をかけることができてこれ
らを瞬時に解放させることができる利点がある。
しかもそのように二つのマグネツトMg₁，Mg₂に
夫々逆励磁をかけるものであつても、一つのコン
デンサC₃によつて両者に逆励磁をかけることが
できる特長がある。このことはコンデンサという
ものが故障の機会が多いという性格を持つもので
あつても、これが一つで済むからそれだけ故障の
機会を少なくすることができ、このような制御回
路の動作信頼度を高め得るという効果を発揮する
ものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は開
放状態を示す操作機構の斜視図、第２図は制御回
路の回路図、第３図及び第４図は夫々自動投入状
態及び手動投入状態を示す操作機構の斜視図、第
５図は保持状態における各部の電圧、電流の状態
を示す図。 Mg₁……第１のマグネツト、Mg₂……第２のマ
グネツト、C₃……逆励磁用コンデンサ、R₁……
第１の切替スイツチ、R₂……第２の切替スイツ
チ、D₇……充電用ダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一対の電源端子の間には第１のマグネツトと第
   ２のマグネツトとを直列に接続し、上記第１のマ
   グネツトから第２のマグネツトに至る回路には、
   中立接点と常開接点と常閉接点とを有する第１の
   切替スイツチの中立及び常開接点間を中立接点が
   第１のマグネツトに接続されるよう介設し、上記
   第２のマグネツトから一方の電源端子に至る回路
   には、中立接点と常開接点と常閉接点とを有する
   第２の切替スイツチの中立及び常開接点間を中立
   接点が第２のマグネツトに接続されるよう介設
   し、これら第１及び第２の切替スイツチは上記両
   電源端子間に接続したリレーの接点をもつて構成
   し、更に第２切替スイツチから一方の電源端子に
   至る回路、又は第１の切替スイツチから第２のマ
   グネツトに至る回路、又は他方の電源端子から第
   １のマグネツトに至る回路には一方向性の素子を
   介設し、更に上記第１のマグネツトにおける電源
   側の端子と第２の切替スイツチにおける常閉接点
   とは相互に結線し、更に上記第１の切替スイツチ
   における常閉接点と第２マグネツトにおける第１
   の切替スイツチに接続された側の端子との間には
   逆励磁用のコンデンサを接続し、更に上記第１の
   切替スイツチにおける常閉接点と第１マグネツト
   における電源側の端子との間には充電用の一方向
   性の素子を接続し、しかもその方向は、上記第１
   及び第２の切替スイツチが常閉接点に切替わつた
   際に、第１及び第２のマグネツトの逆起電力を打
   ち消し得る極性の電荷が上記コンデンサに予め充
   電される向きにしてあることを特徴とする気中開
   閉器における制御回路。