KR20150023827A

KR20150023827A - 개폐기

Info

Publication number: KR20150023827A
Application number: KR1020157001549A
Authority: KR
Inventors: 다까시 사또; 아유무 모리따; 마꼬또 야노; 겐지 쯔찌야; 아끼오 나까자와
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2015-03-05
Also published as: CN104395980A; TW201419346A; CN104395980B; TWI497550B; JP5948176B2; JP2014022342A; WO2014017241A1; HK1205349A1; US20150206676A1; EP2879150A1; US9818562B2; EP2879150A4; BR112015001387A2; IN2014DN11131A

Abstract

전극 표면의 거침을 방지하고, 신뢰성이 높은 개폐기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 과제를 해결하기 위해서, 고정 전극 및 상기 고정 전극과 대향해서 배치됨과 함께 고정 전극에 대하여 폐극 또는 개극되는 가동 전극을 각각 구비하는 복수의 개폐부(2, 3)를 구비하고, 복수의 개폐부(2, 3)는 개폐기에 흐르는 전류의 투입 및 차단을 행하고, 복수의 개폐부(2, 3)는 전기적으로 직렬로 접속되어 있으며, 또한 복수의 개폐부(2, 3)는 하나의 개폐부(3)가 폐극된 후에, 다른 개폐부(2)가 폐극되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

개폐기{SWITCH}

본 발명은 개폐기에 관한 것으로, 특히 복수의 개폐부를 직렬로 배치하는 것에 관한 것이다.

신칸센 등의 고속철도에서는 대전력을 얻기 위해서 교류 전화 방식을 채용하고 있다. 각 변전소로부터 전력을 공급하기 위하여, 이전원(異電源)을 구분하기 위한 섹션이 존재한다. 구체적인 구성을 도 11에 도시한다. 2개의 전원 G1, G2를 구분하기 위해서 중간 섹션(100)이 도처에 배치된다. 중간 섹션(100)의 길이는 약 1km로 설정되어 있다. 열차(101)가 중간 섹션(100)을 통과하는 경우, 우선 구분 개폐기 VS1을 ON해서 중간 섹션(100)을 충전해 둔다. 열차(101)가 중간 섹션(100)을 통과 중에, 구분 개폐기 VS1을 OFF, 구분 개폐기 VS2를 ON해서 중간 섹션(100)의 충전 전원을 G1로부터 G2로 전환한다. 그 동안의 무전 시간은 0.05 내지 0.3초 정도로 억제되어, 열차(101)는 타행하지 않고, 고속 상태를 유지한 채 중간 섹션(100)을 통과할 수 있다. 또한, 열차(101)가 중간 섹션(100)을 통과한 후, 구분 개폐기 VS2를 OFF한다.

여기서, 상기와 같은 고속철도용 개폐기와는 상이하지만, 종래의 개폐기로서 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 상기 특허문헌에는, 직류 전원과 부하로 되는 리액터에 대하여, 복수의 통전용 진공 차단기와, 이들과 병렬로 배치된 차단용 진공 차단기를 갖고, 상기 차단용 진공 차단기는 각각 직렬 배치로 되도록 배치되어 있는 직류 전류 차단용 직류 차단기가 기재되어 있다. 상기 특허문헌에서는, 통전용 진공 차단기와 차단용 진공 차단기를 분리해서 설치하고 있으며, 차단용 진공 차단기는 통전 시에는 개극되어 있고, 통전용 진공 차단기를 폐극하여 통전하고 있다. 한편, 차단 시에는, 차단용 진공 차단기를 투입하고, 그 후 통전용 진공 차단기를 개극해서 차단용 진공 차단기에 전류(轉流)시킨 후, 직렬로 배치된 차단용 진공 차단기를 순차 개로하고, 상기 차단용 진공 차단기와 병렬로 설치되는 저항과 리액터의 직렬 회로에 의한 소정의 시상수에 따르는 감쇠를 이용하여, 직류 전류를 최종적으로 0으로 하도록 하고 있다.

일본 특허 공개 평 5-81973호 공보

구분 개폐기 VS1, VS2에 대하여, 전술한 사용 방법을 행하는 경우, 다음의 문제가 있다. 구분 개폐기 VS2는 열차(101)가 통과 중에 ON해서 부하 전류를 투입한다. 한편, OFF할 때에는 열차(101)는 이미 중간 섹션(100)을 통과하고 있으며, 무부하 상태에서 OFF한다. 부하 전류의 투입을 반복하면 선행 방전에 의해 개폐기 내의 전극 표면이 거칠어진(조악한) 상태로 된다. 부하 전류를 차단하면, 차단 시의 아크에 의해 전극 표면이 평활화되지만, VS2의 경우에는 부하 투입-무부하 차단을 반복하기 때문에, 전극 표면의 거침은 서서히 진전되어, 내전압이 저하될 우려가 있다. 구분 개폐기 VS2의 극간이 섬락하면, 전원 G1과 전원 G2가 단락하여, 중대 사고로 되어 열차의 운행을 방해한다.

한편, 상기 특허문헌 1에 의하면, 애당초 전극 표면의 거침을 고려하지 않고 있다.

따라서, 본 발명에서는 전극 표면의 거침을 방지하고, 신뢰성이 높은 개폐기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 개폐기에서는 고정 전극 및 상기 고정 전극과 대향해서 배치됨과 함께 상기 고정 전극에 대하여 폐극 또는 개극되는 가동 전극을 각각 구비하는 복수의 개폐부를 구비하고, 상기 복수의 개폐부는, 개폐기에 흐르는 전류의 투입 및 차단을 행하고, 상기 복수의 개폐부는 전기적으로 직렬로 접속되어 있으며, 또한 상기 복수의 개폐부는 하나의 개폐부가 폐극 된 후에, 다른 개폐부가 폐극되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 전극 표면의 거침을 방지하고, 신뢰성이 높은 개폐기를 제공하는 것이 가능해진다.

도 1은 실시예 1에 따른 개폐기의 배면도이다.
도 2는 실시예 1에 따른 개폐기의 측단면도이다.
도 3은 실시예 1에 따른 개폐기에서의 조작부의 전체 구조도이다.
도 4는 실시예 1에 따른 개폐기에서의 조작부의 전자석의 단면도이다.
도 5는 실시예 1에 따른 개폐기에서의 2개의 전자석을 구동하기 위한 제어 회로도이다.
도 6은 실시예 1에 따른 개폐기에서의 2개의 진공 밸브의 동작 타이밍의 설명도이다.
도 7은 실시예 2에 따른 개폐기의 배면도이다.
도 8은 실시예 2에 따른 개폐기의 조작부의 전체 구조도이다.
도 9는 실시예 2에 따른 개폐기의 투입 시의 스트로크 특성을 나타내는 도면이다.
도 10은 실시예 3에 따른 개폐기의 측단면도이다.
도 11은 구분 개폐기의 역할을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명을 실시함에 있어서 적합한 실시예에 대해서 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 하기는 어디까지나 실시의 예에 지나지 않으며, 발명의 내용이 하기 구체적 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 하기 형태를 포함하여 다양한 형태로 변형되는 것이 물론 가능하다.

실시예 1

실시예 1에 따른 개폐기에 대해서 도 1 내지 도 6을 이용하여 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 개폐기(1)는 내부가 진공인 진공 밸브(2, 3)와 전자석을 갖는 조작기부를 구비하고 있다(실시예 중에서는, 진공 밸브(2)와 차단용 진공 밸브(2), 진공 밸브(3)와 단로용 진공 밸브(3)를 각각 등가인 것으로서 칭함).

진공 밸브(2, 3)의 내부에는 고정 전극과, 고정 전극과 대향해서 배치됨과 함께 고정 전극에 대하여 폐극 또는 개극되는 가동 전극의 양쪽 전극을 포함하는 전극쌍(4, 5)이 수납되어 있으며, 진공 상태를 유지한 채 전극쌍(4, 5)을 개극 또는 폐극(접촉 분리)함으로써, 회로의 투입 및 차단을 실현한다. 차단용 진공 밸브(2)가 전류의 차단 기능을 갖고, 단로용 진공 밸브(3)가 내서지 기능을 갖는다. 진공 밸브(2, 3)의 상부에는 전원 또는 부하와 접속하기 위한 도체(6, 7)가 각각 고정되어 있다. 한편, 진공 밸브(2, 3)의 하부는, 가동측의 전극에 접속됨과 함께 진공 밸브(2, 3)를 관통해서 배치되는 가동 도체(8, 9)가, 진공 밸브의 외부까지 연장되어 있으며, 집전자(10, 11)와 각각 전기적으로 접속된다. 집전자(10, 11)는 도체(12, 13)에 고정되어 있으며, 또한 상기 도체(12, 13)는 연결 도체(14)에 접속된다. 즉, 차단용 진공 밸브(2)와 단로용 진공 밸브(3)는 연결 도체(14)를 개재해서 직렬로 접속되어 있다. 가동 도체(8)는 절연 조작 로드(46)에 연결되고, 상기 절연 조작 로드(46)는, 상기 절연 조작 로드(46) 및 샤프트(40)에 연결되는 접압 스프링(42)에 연결되어 있다. 한편, 가동 도체(9)는 절연 조작 로드(47)에 연결되고, 상기 절연 조작 로드(47)는, 상기 절연 조작 로드(47) 및 샤프트(41)에 연결되는 접압 스프링(43)에 연결되어 있다. 그리고, 샤프트(41)는 전자석(22)에 접속되어 있다.

또한, 차단용 진공 밸브(2)와 단로용 진공 밸브(3)는, 각각 주위가 절연물(15, 16)로 덮여 있고, 상기 절연물(15, 16)을 개재해서 전자석측의 하우징(17)에 고정되어 있으며, 고전압에 대한 절연 성능을 확보하고 있다.

이어서, 차단용 진공 밸브(2)와 단로용 진공 밸브(3)의 조작부에 대해서 설명한다. 차단용 진공 밸브(2)와 단로용 진공 밸브(3)에는, 각각 개별의 전자석(21, 22)이 연결되어 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 하우징(17)의 내부에서는, 그 하부에 전자석(22)이 수납되고, 지지판(48)을 개재해서 상부에는 콘덴서(50, 51) 및 제어 기판(52)이 수납되어 있다. 콘덴서(50, 51)는 각각이 병렬로 제어 기판(52)에 접속되고, 제어 기판(52)을 개재해서 전자석(21, 22)에 접속된다. 전자석(21)의 하부에는 차단 스프링(44)이 배치되어 있으며, 상기 차단 스프링(44)은 후술하는 비자성체 로드(34)의 위치에 의해, 축적 또는 개방된다. 마찬가지로 전자석(22)의 하부에도 차단 스프링(45)이 배치되어 있으며, 상기 차단 스프링(45)은 전자석(22)이 구비하는 비자성체 로드(34)의 위치에 의해, 축적 또는 개방된다.

전자석(21, 22)의 단면도를 도 4에 도시한다. 본 실시예에서는 전자석(21, 22)으로서 동일한 것을 사용하고 있으며, 마찬가지의 구성으로 되기 때문에, 통합해서 설명한다. 전자석(21, 22)은, 하부 철판(23)과, 하부 철판(23)의 외경측단부에 접촉하면서, 상기 하부 철판(23)의 상방에 설치되고, 후술하는 코일(29)의 외측을 덮도록 배치되는 통 형상의 강관(24)과, 강관(24)의 상측에 접촉해서 강관(24) 및 코일(29)의 상방에 배치되는 영구 자석대(25)와, 영구 자석대(25) 외경측단부의 상방에 설치되는 통 형상의 강관(26)과, 강관(26)의 상측에 설치되고, 강관(26)에 대한 덮개 형상 부재로 되는 상부 철판(27)을 적층해서 구성하고, 내부에는 강관(24)의 내경측에 배치되는 코일(29)과, 코일(29)의 더 내경측이며, 하부 평판(23)의 상측에 배치되는 중앙 다리(28)와, 상기 중앙 다리(28)의 상측에 배치되는 T자형의 가동 철심(31)과, 상기 영구 자석대(25)의 상측에 배치되는 영구 자석(30)이 수납되어 있다. T자형의 가동 철심(31)은, 중앙 다리(28)의 상방에 배치되는 플런저(32)와, 플런저(32)의 더 상측에 배치되는 가동 평판(33)으로 구성되며, 영구 자석(30)은, 가동 평판(33)과 영구 자석대(25)에 의해, 상하로부터 끼워지도록 되어 있다. 그리고, 가동 철심(31) 및 중앙 다리(28)의 중심에는 스테인리스 등의 비자성체의 로드(34)가 높이 방향으로 관통되어 있다. 상기 로드(34)는, 전자석(21, 22)의 하부측에서의 외부에서 샤프트(40, 41)에 각각 연결된다.

도 4에서는 접점쌍이 투입 상태일 때의 전자석(21, 22)의 상태를 도시한다. 영구 자석(30)이 발생하는 자속이, 영구 자석(30)-가동 평판(33)-플런저(32)-중앙 다리(28)-하부 철판(23)-강관(24)-영구 자석대(25)-영구 자석(30)의 경로로 흐르고 있으며, 플런저(32)-중앙 다리(28) 사이 및 가동 평판(33)-영구 자석(30) 사이에 흡인력을 발생시킨다. 본 도면에 도시하는 상태는 전자석(21, 22)이 투입된 상태를 도시하고 있으며, 전극에 접촉력을 부여하기 위한 접압 스프링(42, 43)(도 1 기재)과 전자석(21, 22)을 개극시키기 위한 차단 스프링(44, 45)(도 3 기재)이 축적된 상태로 되어 있어, 영구 자석(30)의 흡인력으로 이 상태를 유지하고 있다.

전자석(21, 22)의 동작에 대해서 설명하면, 전자석(21, 22)을 투입 동작시키는 경우에는, 영구 자석(30)이 발생하는 자속과 동일 방향으로 되도록 코일(29)을 여자한다. 한편, 개극시키는 경우에는, 투입 시와는 역방향으로 여자하고, 영구 자석(30)이 만드는 자속을 캔슬하여, 접압 스프링(42, 43) 및 차단 스프링(44, 45)의 힘으로 동작시킨다.

여기서, 코일(29)의 여자에는 콘덴서(50, 51)의 충전 에너지를 이용한다. 제어 기판(52)의 회로 구성을 도 5에 도시한다. 콘덴서(50, 51)는, 다이오드(66)를 개재해서 충전 회로(61)에 대하여 병렬로 접속해 두고, 각각이 다른 쪽에 대하여 독립해서 방전할 수 있도록 해 둔다. 콘덴서(50, 51)는, 투입 시, 개극 시의 여자 방향을 변환하기 위한 회로(62, 63)를 개재하여, 코일(29)에 접속된다. 각 콘덴서(50, 51)와 회로(62, 63)의 사이에는, 주스위치(64, 65)가 설치되어 있으며, 주스위치(64)를 폐쇄하면, 콘덴서(51), 회로(62), 전자석(21)의 코일(29)은 폐회로를 형성하고, 콘덴서(51)는 방전을 개시하지만, 콘덴서(50)는 다이오드(66)가 설치되어 있기 때문에, 방전되지 않는다. 반대로, 주스위치(65)를 폐쇄하면, 콘덴서(50), 회로(63), 전자석(22)의 코일(29)은 폐회로를 형성하고, 콘덴서(50)는 방전을 개시하지만, 콘덴서(51)는 다이오드(66)가 설치되어 있기 때문에, 방전되지 않는다. 이와 같이 주스위치(64, 65)의 개폐 전환을 통하여, 각 전자석(21, 22)의 각각의 코일(29)에, 콘덴서 충전 에너지를 방전하는 타이밍, 즉 차단용 진공 밸브(2)와 단로용 진공 밸브(3)의 개폐 타이밍을 제어할 수 있다.

구체적으로는 도 6과 같이 타이밍을 설정한다. 즉, 투입(ON) 시에는, 단로용 진공 밸브(3)를 차단용 진공 밸브(2)보다도 먼저 투입(폐극)하고, 차단용 진공 밸브(2)를 나중에 투입한다. 양쪽 진공 밸브 내의 접점쌍은 직렬로 배치되어 있기 때문에, 실제로 전원과 부하가 접속되는 것은, 나중에 투입되는 차단용 진공 밸브(2)의 투입 시이다. 한편, 차단(OFF) 시에는, 차단용 진공 밸브(2)가 개극 동작을 개시한 후에, 단로용 진공 밸브(3)가 개극 동작을 개시하도록 한다.

이어서, 본 발명의 효과에 대해서 설명한다. 도 11에 도시하는 구분 개폐기 VS1, VS2에는, 일반적으로 진공 스위치가 사용되지만, 전술한 사용 방법의 경우, VS2에 대해서는 부하 투입-무부하 차단을 반복하기 때문에, 전극 표면의 거침은 서서히 진전되어, 내전압이 저하될 우려가 있었다. 이에 반해, 본 실시예에 따른 개폐기(1)에 의하면, 단로용 진공 밸브(3)는 항상 무부하 상태에서 투입·차단하게 되어, 전극 표면의 거침은 차단용 진공 밸브(2)에만 한정되어, 단로용 진공 밸브(3)의 절연 성능에 대해서는 초기의 상태를 유지할 수 있다. 또한, 차단용 진공 밸브(2)의 전극쌍에는, 일본 특허 출원 제2012-059632호에 개시하는 바와 같이, 접촉면에 저서지 재료인 Ag-W-C계 재료를 배치함으로써 차단 성능을 향상시키는 것이 가능해져, 전극 표면의 거침이 발생하는 개소를 특정(집약)한 후에, 상기 개소에 전극 표면의 거침이 발생하기 어려운 재료를 배치하는 것이 보다 바람직하다. 구분 개폐기에서의 극간 섬락은 이전원을 단락시키는 중대 사고로 되기 때문에, 본 실시예에서 설명하는 개폐기에 의해 절연 신뢰성을 향상시키는 것의 의의는 크다. 또한, 전극 표면의 거침에 대해서는, 특히 부하 투입의 영향이 크기 때문에, 개극 동작에 대해서는 단로기가 먼저 개극을 개시하고, 차단기가 마지막으로 개극을 개시하는 것과 같은 타이밍으로 하지 않고, 투입 동작 시에만 동작 타이밍을 어긋나게 해도 좋다.

또한, 투입 동작에서의 단로용 진공 밸브(3)의 선행 방전을 피하기 위해서는, 동작 시간을 10ms 이상 어긋나게 해서 직렬 접속되어 있는 차단용 진공 밸브(2)의 극간 거리를 충분히 확보하고 있는 것이 바람직하다. 여기서, 10ms 이상으로 한 것은 50Hz의 반사이클의 시간을 적어도 한번 경과하는 것을 가리키고, 이러한 기간을 경과함으로써 전압 피크를 적어도 한번 초과하게 된다. 일반화하는 점에서는 교류 주파수의 반사이클 이상, 즉 교류 주파수 X[Hz]의 전원에 대하여, 동작 시간을 (1×10³)/(2×X)[ms] 이상 어긋나게 하면 된다. 한편, 차단에 대해서는, 차단 시에 아크가 1사이클 점호하고 있는 것을 상정하면, 단로용 진공 밸브(3)는 차단용 진공 밸브(2)보다도 20ms 이상 지연되어서 개극하는 것이 바람직하다. 여기서, 20ms 이상으로 한 것은 50Hz의 1사이클의 시간을 적어도 한번 경과하는 것을 가리키고, 이러한 기간을 경과함으로써 전압의 0점을 통과하고, 교류 전류를 차단할 수 있다고 생각되기 때문이다. 일반화함에 있어서는 교류 주파수의 1사이클 이상, 즉 교류 주파수 X[Hz]의 전원에 대하여, 동작 시간을 (1×10³)/X[ms] 이상 어긋나게 하면 된다.

또한, 본 실시예에서는 전자석(21, 22)을 조작부에 사용한 경우를 설명하고 있지만, 1)투입(폐극) 시에, 단로용 진공 밸브(3)를 차단용 진공 밸브(2)보다도 먼저 투입(폐극)하고, 차단용 진공 밸브(2)를 나중에 투입하는 것이나, 2)개극 시에 대해서는 단로용 진공 밸브(3)가 먼저 개극을 개시하고, 차단용 진공 밸브(2)가 마지막에 개극을 개시하는 것 중 한쪽 또는 양쪽을 실현하는 것은, 전자석에 한정되는 것은 아니며, 전동 스프링 조작부나 공기 조작 등에서도, 마찬가지의 효과를 달성할 수 있는 것은 물론이다.

본 실시예에 의하면, 복수의 개폐부가 전기적으로 직렬로 접속되어 있으며, 또한 상기 복수의 개폐부에 대해서, 하나의 개폐부로 되는 단로용 진공 밸브(3)가 폐극된 후에, 다른 개폐부로 되는 차단용 진공 밸브(2)가 폐극되도록 형성했으므로, 한쪽의 진공 밸브(상기 동작에서는 단로용 진공 밸브(3))는, 항상 무부하 상태에서 투입되기 때문에, 전극 표면의 거침을 방지하고, 절연 성능을 손상시키지 않고, 신뢰성이 높은 개폐기를 공급할 수 있다.

실시예 2

실시예 2에 대해서 도 7 내지 도 9를 사용하여 설명한다. 본 실시예에서는, 차단용 진공 밸브(2)와 단로용 진공 밸브(3)를, 공통의 샤프트(60)와 공통의 전자석(61)을 사용해서 구동하고 있다. 또한, 전자석(61)이 하나로 됨에 수반하여, 콘덴서(70)도 1종류로 하고 있다. 도시하고 있지 않지만, 콘덴서(70)가 1종류로 됨에 수반하여, 제어 기판(52)에서의 회로 구성도 이중 회로로부터 다이오드나 주스위치를 1종류로 저감시켜서, 단일 회로로 할 수 있다. 또한 전자석은 1종류로 되었기 때문에, 샤프트(60)가 기울지 않도록 하우징(17)의 중앙에 배치하고 있다. 그 이외의 구성에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지이며, 여기에서의 중복 설명은 생략한다. 도 9에 투입 동작 시의 스트로크 특성을 나타낸다. 본 실시예에서의 개폐기(55)에서는, 전자석(61)의 스트로크 길이(정확하게는, 샤프트(60)에서의 회전축으로부터의 레버의 길이 비율에 의해, 진공 밸브 측에서의 이동 거리로 환산한 값) SMAG는, 진공 밸브(2)의 극간 거리 S1과 접압 스프링의 압축량 W1의 합 및 진공 밸브(3)의 극간 거리 S2와 접압 스프링의 압축량 W2의 합과 동일하다.

즉, 단로용 진공 밸브(3)의 개극 상태에서의 극간 거리(개폐부에서의 가동 전극 및 고정 전극 사이의 거리)를 차단용 진공 밸브(2)의 개극 상태에서의 극간 거리보다도 짧게 설정해 두면, 단로용 진공 밸브(3) 쪽이 먼저 투입되게 되어, 실시예 1에서 설명한 것과 마찬가지의 효과를 발휘하는 것이 가능하다.

본 실시예에 의하면, 또한 전자석이나 콘덴서 등의 부품 개수를 저감시킬 수 있고, 또한 제어 회로도 간소화할 수 있어, 간이한 구성으로 실현할 수 있다.

실시예 3

실시예 3에 대해서, 도 10을 이용하여 설명한다. 본 실시예에서는 실시예 2에서 설명한 것에 대하여 차단용 진공 밸브(2)와 단로용 진공 밸브(3)를 높이 방향으로 배치한 것으로, 설치 면적의 축소화를 목적으로 한 것이다. 도 10은 언뜻 보면 실시예 1에서의 도 2와 마찬가지로 보이지만, 정면 방향 또는 배면 방향에서 보면, 전자석(70)이 하나로 충분하며, 또한 차단용 진공 밸브(2) 및 단로용 진공 밸브(3)의 수평 방향에서의 점유 면적은, 하나 분량이기 때문에(높이 방향으로 양쪽 진공 밸브를 적층하고 있기 때문에), 실제로는 약 절반의 점유 면적으로 된다.

이 경우, 상하 방향으로 구동하는 로드(75)의 힘을 수평 방향으로 바꾸기 위해서, 조작부측 링크부(72)를 로드(75)에 접속시키고, 조작부측 링크부(72)에 수평 방향으로 동작하는 샤프트(71)를 접속하고, 샤프트(71)에서의 진공 밸브측에는, 샤프트(71)를 끼워서 상하로 갈라지는 개폐부측 링크부(74)를 설치하고 있다. 개폐부측 링크부(74)의 샤프트(71)와는 타단부측은, 양쪽 진공 밸브의 가동 도체에 접속되어 있다.

또한, 링크부 등의 동력 전달 기구에 대해서는, 여기에 기재한 형태로 한정되는 것은 아니며, 높이 방향으로 복수의 개폐부를 배치하고, 상기한 어느 하나의 타이밍에서 개폐부를 조작할 수 있으면, 실시예 1 및 2에서 설명한 효과를 얻으면서, 설치 면적을 축소화할 수 있다.

이러한 타이밍의 실현책으로서, 구체적으로는, 실시예 2와 마찬가지로, 개극 상태에서의 단로용 진공 밸브(3)의 극간 거리를, 개극 상태에서의 차단용 진공 밸브(2)의 극간 거리보다도 짧게 설정하는 것을 생각할 수 있으며, 이에 의해 단로용 진공 밸브(3) 쪽이 먼저 투입되게 되어, 실시예 1과 마찬가지의 효과가 얻어진다.

또한, 실시예 1 뿐만 아니라, 실시예 2 및 본 실시예에 대해서도, 조작부에는 전자석을 설치해야만 하는 것이 아닌 것은 물론이다.

또한, 상기 각 실시예에서는 개폐부에 진공 밸브를 사용하고 있지만, 반드시 진공 밸브가 아니면 안되는 것은 아니다. 진공 밸브로 함으로써, 소형이면서 또한 고신뢰성의 장치로 하는 것이 가능해진다.

1 개폐기
2 차단용 진공 밸브
3 단로용 진공 밸브
21, 22 전자석
41 샤프트
42, 43 접압 스프링
44, 45 차단 스프링
50, 51 콘덴서
52 제어 기판
64, 65 주스위치
SMAG 전자석 스트로크
S1, S2 진공 밸브의 극간 거리
W1, W2 접압 스프링의 압축량

Claims

고정 전극 및 상기 고정 전극과 대향해서 배치됨과 함께 상기 고정 전극에 대하여 폐극 또는 개극되는 가동 전극을 각각 구비하는 복수의 개폐부를 구비하고,
상기 복수의 개폐부는, 개폐기에 흐르는 전류의 투입 및 차단을 행하고,
상기 복수의 개폐부는 전기적으로 직렬로 접속되어 있으며,
또한 상기 복수의 개폐부는, 하나의 개폐부가 폐극된 후에, 다른 개폐부가 폐극되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 개폐기.
제1항에 있어서,
또한 상기 복수의 개폐부는, 상기 다른 개폐부가 개극 동작을 개시한 후에, 상기 하나의 개폐부가 개극 동작을 개시하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 개폐기.
제2항에 있어서,
상기 복수의 개폐부는, 상기 다른 개폐부가 개극 동작을 개시한 후에, 상기 개폐기에 부가되는 교류 주파수의 1사이클 이상의 시간 경과 후에 상기 하나의 개폐부가 개극 동작을 개시하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 개폐기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동 전극을 조작하는 조작부를 더 구비하고 있고,
상기 복수의 개폐부는, 상기 조작부로부터 발생하는 구동력에 의해,
상기 하나의 개폐부가 폐극된 후에, 상기 다른 개폐부가 폐극되거나, 또는,
상기 다른 개폐부가 개극 동작을 개시한 후에, 상기 하나의 개폐부가 개극 동작을 개시하는 것을 특징으로 하는 개폐기.
제4항에 있어서,
상기 조작부에는 상기 가동 전극을 조작하기 위한 구동력을 발생시키는 전자석이 구비되어 있으며,
상기 복수의 개폐부에서의 상기 가동 전극은, 상기 전자석으로부터 발생하는 구동력에 의해 동작되고,
또한, 상기 전자석이 구비하는 가동자와,
전기 에너지를 충전하고, 상기 충전한 에너지를 방전함으로써 상기 가동자를 조작시키는 콘덴서를 구비하고,
상기 전자석은 상기 복수의 개폐부마다 설치되고, 상기 전자석과 상기 콘덴서 사이에는 각각 스위치가 설치되고,
상기 하나의 개폐부에서의 상기 가동 전극을 조작하기 위한 구동력을 발생시키는 전자석과 상기 콘덴서 사이에 설치되는 상기 스위치가 ON된 후에, 상기 다른 개폐부에서의 상기 가동 전극을 조작하기 위한 구동력을 발생시키는 전자석과 상기 콘덴서 사이에 설치되는 상기 스위치가 ON됨으로써, 상기 하나의 개폐부가 폐극된 후에, 상기 다른 개폐부가 폐극되고, 또는,
상기 다른 개폐부에서의 상기 가동 전극을 조작하기 위한 구동력을 발생시키는 전자석과 상기 콘덴서 사이에 설치되는 상기 스위치가 ON된 후에, 상기 하나의 개폐부에서의 상기 가동 전극을 조작하기 위한 구동력을 발생시키는 전자석과 상기 콘덴서 사이에 설치되는 상기 스위치가 ON됨으로써, 상기 다른 개폐부가 개극 동작을 개시한 후에, 상기 하나의 개폐부가 개극 동작을 개시하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 개폐기.
제4항에 있어서,
상기 조작부는 하나이며, 또한 상기 조작부는 조작력을 상기 가동 전극측으로 전달하는 가동부를 갖고 있으며,
또한 상기 개폐기는, 상기 가동부의 동작에 수반하여, 신축하는 제1 스프링 및 제2 스프링을 구비하고,
상기 제1 스프링은, 상기 하나의 개폐부에서의 상기 가동 전극에 상기 조작부로부터의 구동력을 전달하고,
상기 제2 스프링은, 상기 다른 개폐부에서의 상기 가동 전극에 상기 조작부로부터의 구동력을 전달하고,
개극 상태에서의 상기 하나의 개폐부에서의 상기 가동 전극 및 상기 고정 전극 사이의 거리는, 개극 상태에서의 상기 다른 개폐부에서의 상기 가동 전극 및 상기 고정 전극 사이의 거리보다도 작은 것을 특징으로 하는 개폐기.
제6항에 있어서,
상기 하나의 개폐부 및 상기 다른 개폐부는 높이 방향으로 나열해서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 개폐기.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나의 개폐부가 폐극된 후에, 상기 개폐기에 부가되는 교류 주파수의 반사이클 이상의 시간 경과 후에 상기 다른 개폐부가 폐극되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 개폐기.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나의 개폐부는 내서지 기능을 갖는 단로부이며,
상기 다른 개폐부는 전류의 차단 기능을 갖는 차단부인 것을 특징으로 하는 개폐기.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 개폐부는, 내부가 진공인 진공 밸브 내에 상기 고정 전극 및 상기 가동 전극을 수납하고 있는 것을 특징으로 하는 개폐기.