JPS6314806B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は真空バルブと気中断路器とを組み合
せて構成した断路器付真空負荷開閉器に関する。

一般に負荷開閉器は負荷電流の投入，しや断が
可能であることは当然のこととして、その他に配
電盤等に収納する関係もあつて、安全すなわち電
極の開離状態確認が目視で可能なことや占有面積
が少なくて済み開閉時のアークが外部にでないこ
と、さらに開閉器が高頻度動作に耐え長寿命であ
ることが望まれている。安全確認が目視で可能に
してしかも開離時に容易に極間絶縁距離をとるこ
とのできるものとしては、直線往復動作形やブレ
ード回動形の気中断路器に見られるものがある
が、これ等はいずれも開閉時のアークを外部に全
く出さないようにすることおよび高頻度操作を可
能にしてかつ寿命を長くすることは不可能に近
く、一方、開閉時のアークを外部に出さず、高頻
度で長寿命の使用に耐えさらに小形な開閉器とし
て真空バルブがあるが、真空バルブは開極距離が
小さいこと例えば7.2kV級では10mm以下であるこ
とから目視で電極の閉成と開離を判別するのには
その間の変化量が少ないことにともなう誤判断の
おそれがある。このようなことから両者の長所を
活かし短所を相互に補い合う、少なくとも安全確
認が目視で可能にして小形で長寿命な負荷開閉器
の開発が待望されていた。

この発明は上記に鑑み気中断路器と真空バルブ
とを組み合わせることにより安全確認が目視で可
能にして長寿命で小形化されかつ占有容積も縮少
された断路器付真空負荷開閉器を提供することを
目的とする。

この発明によれば上記目的は可動電極に結合さ
れ外出された軸方向可動な操作桿を備える真空バ
ルブと、前記操作桿に介挿係止され前記可動電極
を常時開離状態に付勢する保持用ばねおよび該操
作桿に結合され操作桿より段差のある大径部をも
ち先細となる断路器の雄形接触子と、一側が駆動
装置に連結され他側が電路の一方に接続される端
子と一体化された摺動接触子に摺接されて軸方向
の往復動可能な導電部材と、前記雄形接触子と接
離可能に対向配設され閉成時にはその閉成過程で
前記保持用ばねのばね力に打勝つて前記真空バル
ブを閉成するストツパを備えるとともに開離時に
は前記雄形接触子の大径部の段差に係合して真空
バルブの開離を先行さす鎖錠機構を備えた断路器
の雌形接触子と、電路の他方に接続される端子と
を備えることにより達せられる。

以下この発明の実施例を図面に基づき説明す
る。第１図はその一実施例の断路状態の要部が示
されており、図において図示されていない枠体に
取付けられ上下に配列された絶縁支持碍子１およ
び２があり、上側の支持碍子１には断路器３の固
定側となる雌形接触子４が取付けられ、下側の支
持碍子２には雌形接触子４と同軸上に対向する摺
動接触子５が取付けられている。摺動接触子５に
は負荷開閉器の可動部が軸方向可動に挿通され、
この可動部は同軸上に真空バルブ６と、真空バル
ブ６の可動電極６ａに結合され外出された軸方向
可動な操作桿６ｂに結合された断路器３の可動側
となる雄形接触子７と真空バルブ６の固定電極６
ｃに接続体８を介して一端が結合された導電部材
を兼ねたヒユーズ９および雄形接触子７の結合部
に設けられたつば部７ａに係止されて可動電極６
ａを常時開離状態に付勢する保持用ばね１０とで
構成されている。そして接続体８に連結された図
示されない駆動装置に結合され回動操作されるク
ランク１１によつて往復動作させられ断路器３の
閉成時にはヒユーズ９の下端に設けられた導電キ
ヤツプ９ａが摺動接触子５と接触するようになつ
ている。一方、雌形接触子４は軸線に対して放射
状に配列された複数個からなる接触片１２と、接
触片１２を保持し支持碍子１に取付け支持する接
触片支え１３と、接触片１２の外側に巻かれ接触
片１２を軸線に向けて押圧する接触ばね１４と、
接触片支え１３に軸方向可動に支承され図示上方
から真空バルブ電極の接触ばねの機能を兼ね備え
た緩衝ばね１５で付勢された可動ストツパ１６
と、接触片支え１３の前記接触片１２が設けられ
た開口側と反対の開口端に、その開口を蓋するよ
うにして取付けられ緩衝ばね１５の一端を係止す
るとともに可動ストツパ１６の移動量を規制する
固定ストツパ１７とで構成されている。また摺動
接触子５は軸線に向つて放射状に配列された複数
個からなる接触片１８と、接触片１８を保持し支
持碍子２に取付け支持する接触片支え１９と、接
触片１８の外側に巻かれ接触片１８を軸線に向け
て押圧する接触ばね２０とで構成されている。な
お摺動接触子５の接触片支え１９には電路の一方
に接続される端子２１が設けられ、雌形接触子４
の接触片支え１３には電路の他方に接続される端
子２２がそれぞれ設けられている。保持用ばね１
０は前述したように真空バルブ６の断路状態した
がつて常時は可動電極６ａと固定電極６ｃの開離
状態を保持するすなわちしや断力ともなる力を備
えている。そしてまた保持用ばね１０は、断路器
３のＰ矢で示す方向の閉成動作が行なわれ雄形接
触子７が雌形接触子４と接触して雄形接触子７の
先端が接触片１２を押し広げた際に、接触ばね１
４による軸線に向う力のＱ矢方向の分力によつて
も真空バルブ６を閉成することのないように選ば
れている。そしてさらにこの保持用ばね１０は、
雄形接触子７が可動ストツパ１６に衝突して緩衝
ばね１５のばね力によつて始めて圧縮が開始さ
れ、真空バルブ６の可動電極６ａと固定電極６ｃ
とが閉成するようにばね力が選ばれている。接触
ばね１４のばね力は、雄形接触子７と雌形接触子
４の接触片１２との間の所定の通電容量を確保す
ることは当然のこととして、Ｑ矢で示す断路器３
の断路方向の動作に対しては接触片１２の開口側
に設けられた軸線に向つて突出する鎖錠用突起１
２ａと、雄形接触子７の操作桿６ｂより大径部７
ｂに到る段差との係合を一時的に保つように選ば
れる。かくすることによつて、断路器３の断路に
先行して真空バルブ６のしや断すなわち可動電極
６ａと固定電極６ｃとが開離するようになつてい
る。引続いて雄形接触子７は鎖錠用突起１２ａが
脱出せしめられ、雄形接触子７と雌形接触子４と
の開極距離Ｌが所定の絶縁距離に確保される。こ
の開極距離Ｌは目視で確認可能である。

以上の開閉動作時における可動部（一体化され
た真空バルブ６、雄形接触子７およびヒユーズ
９）の位置と保持用ばね１０、接触ばね１４およ
び緩衝ばね１５の力との関係を第２図により詳述
すると、縦軸に力が横軸に位置がそれぞれとられ
た図において、まず投入操作が行なわれて可動部
がＰ矢方向の移動を開始して雄形接触子７と雌形
接触子４とが接触し大径部７ｂが鎖錠用突起１２
ａを押し広げる作用開始位置Ｆで可動部には接触
ばね１４のばね力にもとづく作用力f₁がＱ方向に
作用する。なおこのときには保持用ばね１０のば
ね力が作用力f₁より大きく選ばれているので真空
バルブが閉成されることはない。雄形接触子７の
挿入が進み段差部７ｂが突起１２ａからはずれた
位置Ｅに到ると作用力f₁は接触片１２の通電接触
部と大径部７ｂとの間の摺動摩擦力f₂となる。さ
らに挿入が進み雄形接触子７の先端と可動ストツ
パ１６との当接位置Ｄに達すると緩衝ばね１５の
ばね力f₄より保持用ばね１０のばね力f₃は小さく
選ばれているので雄形接触子７は相対的にＱ矢方
向に押されることになつて真空バルブ６の可動電
極６ａが固定電極６ｃに向つて移動し、両電極６
ａ，６ｃが接触する位置Ｂに到る。そしてその後
の引続く投入操作力による雄形接触子７の挿入に
より真空バルブ６の両電極間に緩衝ばね１５によ
る接触圧力を与えながら雄形接触子７の先端が可
動ストツパ１６を押し切つて固定ストツパ１７に
当接させた位置Ａで断路器３の閉成が完了するこ
とになる。この状態で、図示されていない保持機
構により保持される。

なおこの可動部の移動過程でＤ位置からＢ位置
および後述するＣ位置への移動のときには大径部
７ｂと接触片１２との間には相対運動がないこと
から摺動摩擦力f₂が作用しないが、Ｂ位置からＡ
位置への移動時にはこの摩擦力f₂が作用するので
可動部を駆動するクランク１１のＰ矢方向の駆動
力Ｇは緩衝ばね１５の力f₄と摩擦力f₂の和よりも
大きくなくてはならない。すなわちＧ＞f₄＋f₂で
あることが必要である。

次に開離操作による保持機構の引はずしが行な
われて可動部のＱ矢方向への移動が開始される
と、雄形接触子７の先端には緩衝ばね１５の力f₄
から摩擦力f₂を引いた力が作用し、可動ストツパ
１６のＱ矢方向の移動が阻止されるＢ位置まで移
動してf₄−f₂の力から開放され、その後は摩擦力
f₂によつて保持用ばね１０が延ばされるようにな
つて大径部７ｂの段差と突起１２ａが係止するＣ
位置まで移動する。そしてこの係止力f₅は保持用
ばね１０の力f₃より大きく選ばれていることか
ら、雄形接触子７すなわち可動電極６ａのＱ矢方
向の移動が一時的に拘束され、固定電極６ｃのみ
が移動を続けてＤ位置に到り、ここで真空バルブ
６は両電極の開離が完了し、電気的にもしや断さ
れることになる。そして引き続く係止力f₅より大
きな駆動力Ｇによつて大径部７ｂの段差と突点１
２ａの係止がはずされて可動部は第１図に示す断
路状態に到る。ここで真空バルブ６の電極６ａ，
６ｃの開離完了すなわちしや断完了まで断路器３
の断路動作が始まらないようにするためには保持
用ばね１０の力f₃よりも大径部７ｂの段差と突起
１２ａとの係止力f₅の方が大きいことが肝要であ
る。

なお以上の実施例では保持用ばね１０の力f₃よ
りも緩衝ばね１５の力f₄を大きく選定したが固定
ストツパ１７がある限りにおいては逆にf₃′＞
f₄′の関係で選択することも可能である。ただし
この場合の駆動力Ｇは当然のことながらＧ＞
f₃′＋f₂でなければならずf₃′＞f₃でなければならな
い。

次にこの発明の他の実施例について説明する。
この実施例の前記第１図の実施例と異なる点は、
前記実施例では負荷開閉器の可動部の構成の中に
真空バルブが組込まれていたのに対して、この実
施例は真空バルブが固定部の構成に組み込まれて
いることであつて、その他に真空バルブの固定部
への組み込みにともなつて断路器の接触子も固定
側と可動側とが逆になつていることである。これ
は一般的にこの種の開閉機器がその駆動力が小さ
いことが望まれているのに対して現時点では真空
バルブの質量が通常の断路器の接触子のそれより
も大きいことと、機械的強度も可動部に使用する
には不安が残ることによるからである。この実施
例を第３図により説明する。なお前記第１図の実
施例と同一部には同一符号を付して説明を省略す
る。第３図において上側の支持碍子１には電路の
他側に接続する端子２２を備えＬ字状に折曲形成
された支持金物２３を介して負荷開閉器の固定部
が取付けられ、固定部は真空バルブ６と真空バル
ブ６の操作桿６ｂに結合された断路器３の固定側
となる雄形接触子７と、雄形接触子７の操作桿６
ｂとの結合部に設けられたつば部７ａに係止され
可動電極６ａを常時開離状態に付勢する保持用ば
ね１０とで構成されている。下側の支持碍子２に
取付けられた摺動接触子５には負荷開閉器の可動
部が軸方向可動に支承され、可動部は同軸上に雄
形接触子７と対向し接離可能となる断路器３の雌
形接触子２４と、雌形接触子２４に接続体８を介
して一端が結合された導電部材を兼ねたヒユーズ
９とで構成されており、接続体８に連結された図
示されない駆動装置に結合され、回動操作される
クランク１１によつて往復動作させられ、断路器
３の閉成時にはヒユーズ９の下端に設けられた導
電キヤツプ９ａが摺動接触子５と接触するように
なつている。そして固定部の構成は図でも明らか
なように前記第１図の実施例の可動部を構成する
真空バルブ６、雄形接触子７および保持用ばね１
０に対応し、可動部の構成はこれまた雌形接触子
２４の接触片支え２５が可動用として単純化され
たために第１図の接触片支え１３と形状が変つた
だけで機能的には同様なものになつているので構
成の詳述は省略する。

また以上の構成は基本的には前記第１図の実施
例と同様であることから、動作においても同様に
行なわれることはもちろんのこと、変形構成等に
おいても同様に可能となるものである。しかしな
がらこの実施例の場合には前述したように真空バ
ルブを固定側に設置することによつて可動部の質
量軽減化が図られたもので、その結果さらに負荷
開閉器の長寿命化と駆動装置の小形化が促進され
る効果は大きいものである。

なお以上の実施例はいずれもヒユーズ付すなわ
ち故障電流を含めた過電流保護装置を備えた負荷
開閉器であつたがヒユーズを銅管などの導電部材
に変えることにより過電流保護装置を省くことが
可能である。

以上述べたようにこの発明によれば真空バルブ
と直線動作形の気中断路器とを一体化して負荷開
閉器を構成したことにより、安全確認が目視で可
能でかつ無火花開閉が可能であるので配電盤等の
収納箱にその小形化、安全性の向上、取扱い易さ
等の面で貢献できる効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による断路器付真空負荷開閉
器の一実施例における要部の一部断面を示す構成
図、第２図は第１図の動作説明図、第３図はこの
発明による断路器付真空負荷開閉器の他の実施例
における要部の一部断面を示す構成図である。 ３…断路器、４，２４…雌形接触子、５…摺動
接触子、６…真空バルブ、６ａ…可動電極、６ｂ
…操作桿、６ｃ…固定電極、７…雄形接触子、７
ａ…つば部、７ｂ…大径部、９…ヒユーズ、１０
…保持用ばね、１１…クランク、１２ａ…鎖錠用
突起、１４…接触ばね、１５…緩衝ばね、１６，
１７…ストツパ、２１，２２…端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可動電極に結合され外出された軸方向可動な
   操作桿を備える真空バルブと、前記操作桿に介挿
   係止され前記可動電極を常時開離状態に付勢する
   保持用ばねおよび該操作桿に結合され操作桿より
   段差のある大径部をもち先細となる断路器の雄形
   接触子と、一側が駆動装置に連結され他側が電路
   の一方に接続される端子と一体化された摺動接触
   子に摺接されて軸方向の往復動可能な導電部材
   と、前記雄形接触子と接離可能に対向配設され閉
   成時にはその閉成過程で前記保持用ばねのばね力
   に打勝つて前記真空バルブを閉成するストツパを
   備えるとともに開離時には前記雄形接触子の大径
   部の段差に係合して真空バルブの開離を先行さす
   鎖錠機構を備えた断路器の雌形接触子と、電路の
   他方に接続される端子とを備えてなることを特徴
   とする断路器付真空負荷開閉器。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   前記真空バルブの固定電極と前記導電部材の一側
   とを同軸上に結合し、前記雌形接触子と前記電路
   の他側に接続される端子とを結合一体化するとと
   もに前記真空バルブに結合された雄形接触子と同
   軸上に所定の絶縁距離をとり対向配置させたこと
   を特徴とする断路器付真空負荷開閉器。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   前記真空バルブの固定電極と前記電路の他側に接
   続される端子とを結合一体化し、前記導電部材と
   前記雌形接触子とを同軸上に結合するとともに前
   記真空バルブに結合された雄形接触子と同軸上に
   所定の絶縁距離をとり対向配置させたことを特徴
   とする断路器付真空負荷開閉器。 ４ 特許請求の範囲第１項ないし第３項記載のい
   ずれかのものにおいて、前記導電部材にヒユーズ
   を用いたことを特徴とする断路器付真空負荷開閉
   器。 ５ 特許請求の範囲第１項ないし第４項記載のい
   ずれかのものにおいて、前記ストツパを軸方向可
   動とするとともに背後より押圧するばねを設け、
   該ばねを前記保持用ばねよりもばね力を大きくし
   たことを特徴とする断路器付真空負荷開閉器。 ６ 特許請求の範囲第１項ないし第４項記載のい
   ずれかのものにおいて、前記ストツパを軸方向可
   動なストツパおよび該ストツパの背後になる固定
   ストツパに分割するとともに、両ストツパ間に前
   記保持用ばねよりもばね力の小さいばねを介在さ
   せたことを特徴とする断路器付真空負荷開閉器。