TWI419191B - Switchgear - Google Patents

Description

開關裝置

本發明是涉及開關裝置，尤其是有關可提升插入手柄進行開關操作的手動斷路器或是手動接地開關器的操作性及安全性的開關裝置。

一般，斷路器或接地開關器是在彼此間或同一電路所連接的遮斷器之間設有確保安全用的聯鎖裝置，但是該聯鎖裝置必須是盡可能簡單、容易操作且可靠度高的裝置。

以往手動操作機構的聯鎖裝置是例如日本專利特開昭62-262608號公報所記載，設置鎖定手柄插入孔開關用遮蔽器的螺線管，在確保安全性的條件下使得上述螺線管激磁，解除遮蔽器的鎖定。並且，該等聯鎖裝置是基於安全為優先思想，在非激磁狀態鎖定螺線管以供控制電源停止。

[專利文獻1]日本特開昭62-262608號公報

但是，上述的習知技術中，從該開關裝置接受電始得以用電的觀點來看，也可以強制地解除上述聯鎖，但是必須另外具備解除用的手段。並且，由於是電聯鎖，因此不僅螺線管，同時也要求和螺線管間連接之配線、開關類的可靠度。

本發明的目的是提供一種可解決上述問題，以簡單並具備可提升可靠度的機械式聯鎖的開關裝置。

本發明的開關裝置，為了達成上述目的，其特徵為：在開關裝置前面具備遮斷器或手動斷路器操作用的選擇機構，機械式地卡合該選擇機構和設置在上述手動斷路器的操作手柄插入孔的遮蔽器，於以上述選擇機構選擇斷路的場合，可開放上述遮蔽器。

並且，本發明的開關裝置，為了達成上述目的，其特徵為：在開關裝置前面具備遮斷器、手動斷路器或手動接地開關器操作用的選擇機構，機械式地卡合該選擇機構和設置在上述手動斷路器及上述手動接地開關器的操作手柄插入孔的遮蔽器，於以上述選擇機構選擇斷路或接地的場合，可開放各個上述遮蔽器。

另外，本發明中對上述施予以下的內容。僅限於上述選擇機構選擇遮斷時，接受上述遮斷器的投入指令。具體而言，以上述選擇機構選擇遮斷時具備ON的開關，經由該開關賦予上述遮斷器投入指令。又，上述遮斷器在投入狀態時，使得上述選擇機構與上述遮斷器的連桿機構干涉，不能操作上述選擇機構。

開放設置在上述手動斷路器或上述手動接地開關器之操作手柄插入孔的遮蔽器的場合，使得上述選擇機構與上述遮斷器干涉，不能操作上述選擇機構。又，上述手動接地開關器在投入狀態時，使得上述選擇機構與上述手動接地開關器的連桿機構干涉，不能操作上述選擇機構。

此外，本發明中，上述選擇機構選擇遮斷的狀態時，只要不開放上述手動斷路器，上述選擇機構即不能選擇接地。上述選擇機構選擇接地的狀態時，只要不投入上述手動斷路器，上述選擇機構即不能選擇遮斷。

根據本發明，可以簡單提供具備提升安全性、可靠性的機械式聯鎖的開關裝置。

以下，以第1圖說明本發明之一實施例。

[實施例1]

第1圖是表示本發明之實施例的開關裝置1的外觀圖。如該圖表示，開關裝置1的正面設置正面操作板2與保護繼電器3。正面操作板2，設有：顯示開關裝置1構成的單線電路圖4、表示投入、斷開、斷路狀態的指示器5、表示接地開關器的狀態的指示器6。並具備；選擇遮斷、斷路、接地操作用的選擇機構7；遮斷器投入、斷開用的按鍵開關8、9；斷路用操作手柄的插入孔20；及接地用操作手柄插入孔30。

本實施例中，可藉著選擇機構7的操作銷12的位置選擇操作的機器。即，從右方依序為遮斷、斷路、接地，第1圖的場合可以使遮斷器動作。選擇機構7不僅可選擇操作，並可實現遮斷、斷路、接地之一連串操作間的聯鎖。

具體是如以下說明。僅限於操作銷12選擇遮斷的場合，可進行遮斷器的投入動作。又，遮斷器投入狀態的場合，操作銷12是以機械式鎖定，不能選擇其他的操作。操作銷12選擇斷路的場合，可開放設置在斷路用操作手柄的插入孔20的斷路操作用遮蔽器21。並且，只要不關閉斷路操作用遮蔽器21，即不能移動操作銷12。操作銷12選擇接地的場合，可開放設置在接地用操作手柄的插入孔30的接地用遮蔽器31。與先前同樣，只要不關閉接地操作用遮蔽器31，即不能移動操作銷12。並且，投入接地開關器，開關裝置1形成接地狀態的場合，操作銷12被機械式鎖定，因此遮斷器或斷路器即形成不能操作。並且，選擇機構7選擇遮斷的狀態時，只要不是斷路狀態，即可阻止操作銷12朝接地側的移動。同樣地，選擇機構7選擇接地的場合，只要不從斷路狀態移動到切斷狀態，選擇機構7即不能選擇遮斷。

以上，根據本發明的開關裝置1，藉選擇機構7可使操作對象明確，因此有助於防止錯誤操作。並且，藉著操作機構7的操作銷12機械式實現開關裝置所要求的各種聯鎖，可提升安全性、可靠性。

[實施例2]

接著，針對本發明的第2實施例，使用第2圖至第20圖加以說明。

第2圖為開關裝置1的側剖視圖，第3圖為開關部50的側剖視圖。如該圖所示，開關部50是以遮斷‧斷路器用真空閥51和接地用真空閥52構成，該等是以樹脂53成形所成。開關部50是在圖中的深度方向成3相排列配置。遮斷‧斷路器用真空閥51是以U字型的真空容器49所構成，內部收納有2對的接點。活動導體54、55一起被固定在連接導體56上，以陶瓷製的絕緣桿57與外部形成電絕緣。第3圖的右側，即開關裝置1正面側的固定導體58是固定在母線側餽電線59，連接在連結開關裝置1的母線60上。

另一方面，開關裝置1背面側的固定導體61是經負載側餽電線62與纜線63連接。亦即，該開關裝置1是以母線60-母線側餽電器59-固定導體58-活動導體54-連接導體56-活動導體55-固定導體61-負載側餽電器62-纜線63的路徑，對負載進行供電。

使活動導體54、55及連接導體56形成一體動作。以下，稱活動導體54、55及連接導體56為活動部70。連結在絕緣桿57的操作桿63是藉波紋管64固定在真空容器49，可維持著活動部70真空氣密性動作。該遮斷‧斷路用真空閥51的場合，活動部70停止在供電給負載用的投入位置Y1、遮斷電流用的切斷位置Y2及保護作業人員避免雷電衝擊可確保絕緣性能的斷路位置Y3的3個位置。

接地用真空閥52的固定導體64是固定在負載側餽電器62。必須進行維修時等的接地作業的場合，使接地E的活動導體65接觸於固定導體64。並且，符號66為電容器，使用於負載為有電壓或無電壓之判定用的電壓檢測。

接著，針對本開關裝置1的操作機構使用第2圖及第4圖加以說明。

操作機構，係由：可對遮斷‧斷路器用真空閥51的活動部70，驅動投入位置Y1-切斷位置Y2間用的電磁鐵80；驅動投入位置Y2-斷路位置Y3間的斷路用手動操作機構100；及操作接地用真空閥52的接地用手動操作機構120構成。

(1)　遮斷‧斷路器用真空閥51的投入動作(切斷位置Y2-投入位置Y1)

遮斷‧斷路器用真空閥51的活動部70是連結在被固定於第1主軸81的桿臂82。並且，預先在第1主軸81固定桿臂83，經連結金屬件84連接電磁鐵80。即，遮斷‧斷路器用真空閥51只要將第1主軸81朝著順時鐘方向轉動即可投入，朝逆時鐘方向轉動即可斷開。

第5圖表示電磁鐵80的內部構造，以下鋼板85、中鋼板86、鋼管87及中央鐵芯88構成固定鐵芯，在其內部收納線圈89。中鋼板86的上部設置永久磁鐵90。並將永久磁鐵罩92、上鋼板93重疊在中鋼板86的上方，以四角落的螺栓94夾持來組裝電磁鐵80。再者，中鋼板86及永久磁鐵90是形成圓環型，內部貫穿有T字型的活動鐵芯91。一旦使得線圈89激磁時，活動鐵芯91被中心鐵芯88所吸引。此時，活動鐵芯91被驅動於圖中下方，投入遮斷‧斷路用真空閥51，使活動部70停止在投入位置Y1。

並且投入狀態中，遮斷彈簧95及賦予接點接觸力用的壓接彈簧96是形成儲能狀態，必須以某種手段來抵抗其反向力。永久磁鐵90的磁通是產生於永久磁鐵90-T字型的活動鐵芯91-中央鐵芯88-下鋼板85-鋼管87-中鋼板86-永久磁鐵90的路徑，在永久磁鐵90-活動鐵芯91間及活動鐵芯91-中央鐵芯88間產生吸引力。在投入狀態中，藉此吸引力抵抗上述的反向力，維持著遮斷彈簧95、壓接彈簧96的蓄能狀態。

(2)　遮斷‧斷路器用真空閥51的斷開動作(投入位置Y1-切斷位置Y2)

斷開動作是在與線圈89投入動作時反方向，即與永久磁鐵的磁通反方向激磁。藉反方向激磁降低永久磁鐵90產生的磁力，並藉著遮斷彈簧95、壓接彈簧96的力驅動使活動部70朝斷開方向。

第6圖是說明斷開狀態用的圖。根據上述斷開動作使第1主軸81朝著逆時鐘方向轉動。此時，位於另外設置在第1主軸81的桿臂95前端的銷96為斷路用手動操作機構100的滾子101所干涉，使得第1主軸81的滾動停止。此時的活動部70的停止位置是相當於切斷位置Y2。

在此，滾子101是藉著銷104固定在以軸102為中心轉動的葉片103上。藉著銷95與滾子101的衝突，使葉片103朝著順時鐘方向轉動，但是滾子101由於第1與止動銷105的干涉而阻止其轉動，因此維持著斷開狀態。再者，配置呈捲繞在軸102的線圈彈簧106一方是固定在葉片103，另一方是固定在外框107上。這是為了即使投入遮斷‧斷路器用真空閥51解除銷95與滾子101的干涉時，可以使滾子101預先停止在第6圖的位置之用。

(3)　遮斷‧斷路器用真空閥51的斷路動作1(切斷位置Y2-斷路位置Y3)

斷路操作是將斷路操作手柄108從斷路用操作手柄的插入孔20插入，與葉片103的銷108卡合，使葉片103朝著逆時鐘方向轉動。只要稍微使其轉動，使得銷96、銷104及軸102超過並排在一直線上的止點，即可藉著遮斷彈簧95的力使第1主軸81及葉片103朝著逆時鐘方向移動。第7圖表示斷路狀態的說明圖。葉片103與第2止動銷110干涉，停止斷路方向的動作。此時的活動部70的停止位置是相當於斷路位置Y3。並且，斷路用操作手柄108是以正面操作板2為支點操作銷109使其跳動，因此不會有受到斷路動作時的衝擊力之虞。

(4)　遮斷‧斷路器用真空閥51的斷路動作2(斷路位置Y3-切斷位置Y2)

使用第7圖說明此一動作。將斷路用操作手柄108從插入孔20插入，以插入孔20的上側為支點和葉片103的銷109卡合，使葉片103朝著順時鐘方向轉動。此一操作是形成一邊使遮斷彈簧95蓄能的緩慢操作。在銷96、銷104及軸102超過排列於一直線上的止點回到第6圖的狀態時，使活動部70停止在切斷位置Y2。

(5)　接地用真空閥51的投入動作

接著，使用第8圖及第9圖，針對接地用真空閥52的動作說明如下。接地用真空閥52的活動導體65是與固定在第2主軸132的桿臂133連結。並且，第2主軸132的桿臂134是經連結金屬件135與接地用手動操作機構120連接。

將接地用操作手柄121從插入孔30插入到承手柄金屬件122。接地操作手柄121朝著第8圖的下方操作時，承手柄金屬件122以軸123為中心朝著順時鐘方向轉動。此時，設置在承手柄金屬件122的銷124和以軸123為中心轉動的構件125干涉，使得構件125也朝著順時鐘方向開始動作。扭矩彈簧126連接在其一端以構件125，另一端以軸127為中心轉動的葉片128上。如此，可藉上述動作形成緩緩壓縮扭矩彈簧126的狀態，最後，連結構件125和扭矩彈簧126的銷129；連結扭矩彈簧126和葉片128的銷130；及軸127超過排列在一直線上的止點時，可藉著扭矩彈簧126的蓄勢力，使第2主軸132朝著轉動方向驅動。其結果，可朝著上方，即投入接地用真空閥52的活動導體65(第9圖)。再者，投入動作是形成使接觸力賦予遮斷彈簧137及接點用的壓接彈簧138的蓄能狀態。

(6)　接地用真空閥51的斷開動作

斷開動作是如第9圖表示，向上方操作接地用操作手柄121。承手柄金屬件122是以軸123為中心朝著逆時鐘方向轉動。此時，構件125是與承手柄金屬件122的銷136干涉，因此構件125也同時動作。軸123、連結構件125和扭矩彈簧126的銷129、及連結扭矩彈簧126和葉片128的銷130為超過排列在一直線上的止點時，藉著投入動作時預先蓄能的遮斷彈簧137、壓接彈簧138的力，恢復到斷開動作，即第8圖的狀態。再者，斷開動作中，扭矩彈簧126幾乎不會蓄能，僅有賴於遮斷彈簧137及壓接彈簧138的蓄能。

以下，針對本發明主要內容的聯鎖裝置說明。第10圖為前視圖，第11圖為側視圖。並且，將選擇操作對象的選擇機構7的構造表示在第12圖及第13圖。

選擇機構7主要是以操作板150和桿151構成。操作板150安裝有矩形的構件152，其上下貫穿著桿151。並以構件152和桿151夾持著復位彈簧154。在桿151的側面固定操作銷12，該操作銷12貫穿設置在操作板150的橢圓形孔153。操作板150可沿著設置在正面操作板2的軌道155(第11圖)，只在開關裝置1的寬度方向動作。因此，操作銷12沿著設置在操作板150的橢圓形孔153上下時，操作板150不動而僅有桿151上下移動。並且桿151固定有電磁鐵80與第1主軸81的連結金屬件84干涉的第1聯鎖銷157，及接地用手動操作機構120與第2主軸132的連結金屬件135干涉的第2聯鎖銷158。另外，在桿151的上部前端固定著與設置在斷路用操作操作板的插入孔20及接地用操作操作板插入孔30之遮蔽器鎖定用構件的逆ㄈ字型的金屬件156。

正面操作板2設置薄長方型(E字型)的溝槽160，貫穿該溝槽160的操作銷12形成可沿著溝槽160移動。桿151由於復位彈簧154而受到經常向下的力，因此操作銷12穩定位在CB位置、DS位置、ES位置(第10圖)。在此，意味著CB位置是可操作電磁鐵80；DS位置是可操作斷路用手動操作機構100；ES位置是可操作接地用手動操作機構120的位置。

第10圖是表示操作銷12存在於CB位置，遮斷‧斷路用真空閥50的投入狀態，即活動部70存在於投入位置Y1的場合。遮斷‧斷路用真空閥的投入指令是經限位開關161輸入，因此僅操作銷12存在於CB位置的場合可進行投入動作。並且，藉著第1聯鎖銷157與連結金屬件84的干涉，可阻止操作銷12朝向上方的操作。從以上說明，可實現：「僅限於選擇機構選擇遮斷的場合，可投入遮斷器」、「斷路或是接地的手動操作中不能進行操作機構的電氣控制」及「遮斷器投入狀態的場合，不能進行斷路或接地操作」的3種類的聯鎖。

第14圖為遮斷‧斷路用真空閥50存在於斷開狀態，活動部70存在於切斷位置Y2的場合，隨著斷開動作，使連結金屬件84朝著上方移動，因此操作銷12朝向上方，更可朝著DS位置移動。但是，由於第1聯鎖銷157的前端彎曲部162與連結金屬件84的干涉，可阻止操作銷12朝著ES位置的移動。即可實現「斷路操作後，可形成接地操作」的聯鎖。

操作銷12朝著DS位置側移動時，卡合鎖定設置在斷路用操作手柄的插入孔20之斷路操作用遮蔽器21的第1遮蔽器鎖件163，及桿151上部的逆ㄈ字型金屬件156(第15圖)。如第16圖表示，一旦使操作銷12移動至DS位置時，解除斷路操作用遮蔽器21和第1遮蔽器鎖件163的卡合，可開啟斷路操作用遮蔽器21。並且，在開放斷路操作用遮蔽器21後的狀態，即使操作銷12要朝著上方移動，也會使得斷路操作用遮蔽器21和第1遮蔽器鎖件163干涉而阻止其移動。即可實現「僅限於選擇機構選擇斷路的場合，可進行斷路操作」。

操作銷12朝ES位置的方向移動時，桿151上部的逆ㄈ字型的金屬件156可解除與鎖定斷路操作用遮蔽器21的第1遮蔽器鎖件163的卡合，如第17圖表示，與鎖定接地操作用遮蔽器31的第2遮蔽器鎖件171卡合。在此狀態下，使操作銷12朝著ES位置移動時，可解除接地操作用遮蔽器31與第2遮蔽器鎖件171的卡合，可開啟接地操作用遮蔽器31(第18圖)。此一場合與先前同樣地，只要不關閉接地操作用遮蔽器31，即可藉第2遮蔽器鎖件171阻止操作銷12向上方的移動。並且，第19圖是表示接地用真空閥52投入後的狀態。由於固定在桿151的第2聯鎖銷158與連結構件135干涉，因此使得操作銷12不能朝向上方移動。根據以上說明，可實現「僅限於選擇機構選擇接地的場合，可進行接地操作」、「接地開關器投入後的狀態，不能操作斷路器及遮斷器」的2種聯鎖。

再者，如第20圖表示，在接地用真空閥51斷開後，即使使操作銷12朝著CB位置的方向移動，仍可以使得桿151上部的逆ㄈ字型的金屬件156與斷路用手動操作機構100的滾子101干涉而阻止其移動。即可實現「投入斷路器後(活動部70回到切斷位置Y2之後)，可進行遮斷器的投入動作」的聯鎖。

以上，根據本發明的開關裝置1，可藉選擇機構7獲得明確的操作對象，因而可防止作業人員的錯誤操作。並且，可藉選擇機構7的操作銷12，機械式地實現開關裝置所要求的各種聯鎖，提升安全性、可靠性。

[產業上的可利用性]

根據本發明，由於可藉著正面操作板的操作銷機械式實現各種聯鎖，可提供廉價並可提升可靠性的開關裝置。

1．．．開關裝置

2．．．正面操作板

7．．．選擇機構

12．．．操作銷

20．．．斷路用操作手柄的插入孔

21．．．斷路操作用遮蔽器

30．．．接地用操作手柄的插入孔

31．．．接地操作用遮蔽器

80．．．電磁鐵

100．．．斷路用手動操作機構

120．．．接地用手動操作機構

第1圖為本發明開關裝置的外觀圖。

第2圖為本發明開關裝置的側剖視圖。

第3圖是搭載在本發明開關裝置的開關部的側剖視圖。

第4圖是搭載在本發明開關裝置的操作機構的前視圖。

第5圖是搭載在本發明開關裝置的電磁鐵的剖視圖。

第6圖是說明搭載在本發明開關裝置的斷路用手動操作機構的構造圖。

第7圖是說明搭載在本發明開關裝置的斷路用手動操作機構的動作圖。

第8圖是說明搭載在本發明開關裝置的接地用手動操作機構的構造圖。

第9圖是說明搭載在本發明開關裝置的接地用手動操作機構的動作圖。

第10圖是搭載在本發明開關裝置的聯鎖機構的前視圖。

第11圖是搭載在本發明開關裝置的聯鎖機構的側視圖。

第12圖是搭載在本發明開關裝置的選擇機構的前視圖。

第13圖是搭載在本發明開關裝置的選擇機構的側視圖。

第14圖是說明以本發明開關裝置從CB位置移動操作銷的圖。

第15圖是說明以本發明開關裝置操作銷從CB位置朝DS位置移動的圖。

第16圖是以本發明開關裝置操作銷存在於DS位置時的圖。

第17圖是說明以本發明開關裝置操作銷從DS位置朝ES位置移動的圖。

第18圖是以本發明開關裝置操作銷存在於ES位置時的圖。

第19圖是以本發明開關裝置接地用真空閥在投入狀態場合的圖。

第20圖是說明以本發明開關裝置從ES位置朝DS位置移動的圖。

1．．．開關裝置

2．．．正面操作板

3．．．保護繼電器

4．．．單線電路圖

5．．．指示器

6．．．指示器

7．．．選擇機構

8、9．．．遮斷器投入、斷開用的按鍵開關

12．．．操作銷

20．．．斷路用操作手柄的插入孔

21．．．斷路操作用遮蔽器

30．．．接地用操作手柄的插入孔

31．．．接地操作用遮蔽器

Claims (8)

1. 一種開關裝置，具備遮斷器及手動斷路器，其特徵為：在上述開關裝置前面具備上述遮斷器或上述手動斷路器操作用的選擇機構，機械式地卡合上述選擇機構和設置在上述手動斷路器的操作手柄插入孔的遮蔽器，於以上述選擇機構選擇斷路的場合，可開放上述遮蔽器；上述遮斷器在投入狀態時，使得上述選擇機構與上述遮斷器的連桿機構干涉，不能操作上述選擇機構。
2. 一種開關裝置，具備遮斷器、手動斷路器及手動接地關關器，其特徵為：在上述開關裝置前面具備上述遮斷器、上述手動斷路器或上述手動接地開關器操作用的選擇機構，機械式地卡合該選擇機構和設置在上述手動斷路器及上述手動接地開關器的操作手柄插入孔的遮蔽器，於以上述選擇機構選擇斷路或接地的場合，可開放各個上述遮蔽器；上述遮斷器在投入狀態時，使得上述選擇機構與上述遮斷器的連桿機構干涉，不能操作上述選擇機構。
3. 一種開關裝置，具備遮斷器及手動斷路器，其特徵為：在上述開關裝置前面具備上述遮斷器或上述手動斷路器操作用的選擇機構，機械式地卡合上述選擇機構和設置在上述手動斷路器的操作手柄插入孔的遮蔽器，於以上述選擇機構選擇斷路的場合，可開放上述遮蔽器；開放設置在上述手動斷路器或上述手動接地開關器之操作手柄插入孔的遮蔽器的場合，使得上述選擇機構與上 述遮斷器干涉，不能操作上述選擇機構。
4. 一種開關裝置，具備遮斷器、手動斷路器及手動接地關關器，其特徵為：在上述開關裝置前面具備上述遮斷器、上述手動斷路器或上述手動接地開關器操作用的選擇機構，機械式地卡合該選擇機構和設置在上述手動斷路器及上述手動接地開關器的操作手柄插入孔的遮蔽器，於以上述選擇機構選擇斷路或接地的場合，可開放各個上述遮蔽器；開放設置在上述手動斷路器或上述手動接地開關器之操作手柄插入孔的遮蔽器的場合，使得上述選擇機構與上述遮斷器干涉，不能操作上述選擇機構。
5. 一種開關裝置，具備遮斷器及手動斷路器，其特徵為：在上述開關裝置前面具備上述遮斷器或上述手動斷路器操作用的選擇機構，機械式地卡合上述選擇機構和設置在上述手動斷路器的操作手柄插入孔的遮蔽器，於以上述選擇機構選擇斷路的場合，可開放上述遮蔽器；上述手動接地開關器在投入狀態時，使得上述選擇機構與上述手動接地開關器的連桿機構干涉，不能操作上述選擇機構。
6. 一種開關裝置，具備遮斷器、手動斷路器及手動接地關關器，其特徵為：在上述開關裝置前面具備上述遮斷器、上述手動斷路器或上述手動接地開關器操作用的選擇機構，機械式地卡合該選擇機構和設置在上述手動斷路器及上述手動接地開關器的操作手柄插入孔的遮蔽器，於以 上述選擇機構選擇斷路或接地的場合，可開放各個上述遮蔽器；上述手動接地開關器在投入狀態時，使得上述選擇機構與上述手動接地開關器的連桿機構干涉，不能操作上述選擇機構。
7. 如申請專利範圍第2、4或6項記載的開關裝置，其中，上述選擇機構選擇遮斷的狀態時，只要不開放上述手動斷路器，上述選擇機構即不能選擇接地。
8. 如申請專利範圍第2、4或6項記載的開關裝置，其中，上述選擇機構選擇接地的狀態時，只要不投入上述手動斷路器，上述選擇機構即不能選擇遮斷。