WO2010113500A1 - 開閉器操作装置および３相用開閉器 - Google Patents

開閉器操作装置および３相用開閉器 Download PDF

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    • H01H33/666—Operating arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a switch operating device and a three-phase switch having a coil for operating the switching of the switch, and more particularly to circuit disconnection detection.
  • a switch operating device that controls opening and closing of a switch by a conventional coil includes a coil for driving a main circuit switching element (such as a vacuum switch tube) to open and close, a power source for supplying power to the coil, and It is comprised by the switch for controlling the electric power supply to a coil.
  • a main circuit switching element such as a vacuum switch tube
  • a power source for supplying power to the coil
  • the switch for controlling the electric power supply to a coil.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and is incomplete when a disconnection of the drive circuit occurs, or when a disconnection occurs in one of the three phases. It is an object of the present invention to provide a switch operating device and a three-phase switch that can detect an abnormality such as when an opening operation or a closing operation is prevented.
  • the present invention relates to a switch operating device for performing a switching operation of a three-phase switch including switch means connected to the negative electrode side of a DC power source and a plurality of operation coils that are energized and controlled simultaneously by the switch means.
  • a rectifying element connected between each operation coil and the switch means; Detection means for detecting each potential difference applied to each rectifying element and the switch means is provided.
  • the present invention provides a switch operating device for performing a switching operation of a three-phase switch including switch means connected to the negative electrode side of a DC power source and a plurality of operation coils controlled to be energized simultaneously by the switch means.
  • a rectifying element connected between each operation coil and the switch means; It is a three-phase switch provided with a switch operating device provided with a detection means for detecting each potential difference applied to each rectifying element and the switch means.
  • the switch operating device is an open / close switch that opens and closes a three-phase switch including switch means connected to the negative electrode side of a DC power supply and a plurality of operation coils that are energized and controlled simultaneously by the switch means.
  • a rectifying element connected between each operation coil and the switch means; Since the detection means for detecting each potential difference applied to each rectifier element and the switch means is provided, it is possible to detect an abnormality due to disconnection or the like over a wide range.
  • the three-phase switch performs switching operation of a three-phase switch including switch means connected to the negative electrode side of the DC power source and a plurality of operation coils that are energized and controlled simultaneously by the switch means.
  • switch operating device A rectifying element connected between each operation coil and the switch means; Since the switch operating device including the detecting means for detecting each potential difference applied to each rectifying element and the switch means is provided, it is possible to detect abnormalities due to disconnection or the like over a wide range.
  • FIG. Embodiments of the present invention will be described below.
  • 1 is a diagram showing a configuration of a switch operating device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the switch operating device according to the first embodiment is provided with a drive circuit including a power source, an operation coil, and a drive switch, and is used to open and close a three-phase switch.
  • an opening / closing operation device is connected to a charging circuit unit 1 connected to a power input terminal 1 a, a power storage capacitor 2 as a DC power source connected to the charging circuit unit 1, and a negative electrode side of the capacitor 2.
  • the electronic switch element 7 as the switch means, the three-phase operation coils 4a, 4b, 4c that are energized and controlled simultaneously by the electronic switch element 7, the operation coils 4a, 4b, 4c and the electronic switch element 7
  • the first connector 3 for connecting the three-phase separating diodes 6a, 6b, 6c as rectifier elements connected to each other between the positive electrode side of the capacitor 2 and the operation coils 4a, 4b, 4c.
  • a second connector 5 for connecting each operation coil 4a, 4b, 4c and each diode 6a, 6b, 6c.
  • the charging circuit unit 1 includes a noise filter 1b that prevents external noise and overvoltage to prevent malfunction and damage, a DC-DC converter 1c that converts an input voltage into a voltage for charging the capacitor 2, and a capacitor 2 includes a voltage monitoring circuit 1d that monitors the amount of charge charged to 2 as a voltage and feeds back so as to adjust the output of the DC-DC converter 1c.
  • the switch operating device of FIG. 1 includes a switch controller 8 for controlling the electronic switch element 7, an input terminal 8a for inputting a command signal to the switch controller 8, each diode 6a, 6b, 6c and an electronic device.
  • a voltage detector 9 is provided as detection means for detecting each potential difference applied to the switch element 7 and outputting an abnormality detection signal that an abnormality has occurred when it is detected that the detected voltage is different from a predetermined value.
  • the “predetermined value” mentioned here indicates a voltage value or a range of values that should be normally detected in the switch operating device.
  • the driving power source of the voltage detector 9 may be supplied from the capacitor 2.
  • the voltage detector 9 detects each potential difference applied to each diode 6a, 6b, 6c and the electronic switch element 7, and monitors the voltage of each phase circuit.
  • the voltage detector 9 detects this voltage loss, detects that it is not a predetermined value, and transmits an abnormality detection signal, for example, by an alarm or the like, assuming that an abnormality has occurred.
  • an abnormality detection signal a signal for locking to prevent incomplete opening operation or closing operation is transmitted to the outside (not shown), the opening / closing controller 8 or both.
  • the voltage loss can be detected by the voltage detector 9 because the potential of each phase circuit of the operating coils 4a and 4c where the disconnection has not occurred and the potential of the phase circuit of the operating coil 4b where the disconnection has occurred. This is because the provision of the diode 6b prevents the same potential from becoming the same potential, thereby enabling the disconnection at the disconnection point 10 to be detected.
  • a case of “disconnection on the operation coil and its circuit”, a case of “connector disconnection (connection failure) on the coil circuit”, a case of “loss of power supply voltage” or the like is detected. It is something that can be done. The connector disconnection is highly likely to occur, and its abnormality can be detected.
  • the voltage detector detects each potential difference applied to each operation coil and the electronic switch element and monitors the voltage of each phase circuit, thereby causing disconnection or the like. A loss of voltage is detected. Then, by detecting such voltage loss, an alarm is issued and a signal for locking to prevent incomplete opening or closing operation is externally (not shown) or an open / close controller or its Can be sent to both. Therefore, it is possible to detect anomalies due to disconnection or the like over a wide range.
  • the voltage detector can supply its driving power from a capacitor, and in that case, it is not necessary to provide a new driving power.
  • the present invention can be used not only for a circuit breaker such as VCB and GCB, but also for a switch operating device for operating a switch directly driven by an operating coil in the same manner as a switch. Similar effects can be achieved.

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Abstract

　直流電源の負極側に接続された電子スイッチ素子（７）と、この電子スイッチ素子（７）によって同時に通電制御される複数の操作コイル（４）とを備えた３相用開閉器の開閉操作を行う開閉器操作装置において、各操作コイル（４）と電子スイッチ素子（７）との間にそれぞれ接続された各ダイオード（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）と、各ダイオード（６ａ）、（６ｂ）、（６ｃ）と電子スイッチ素子（７）とに加わる各電位差を検出する電圧検出器（９）とを備えたものである。

Description

開閉器操作装置および３相用開閉器
　この発明は、開閉器の開閉を操作するコイルを有する開閉器操作装置および３相用開閉器に係り、特に回路の断線検出に関するものである。
　従来のコイルにより開閉器の開閉を操作する開閉器操作装置は、主回路開閉素子（真空スイッチ管など）を駆動して開閉動作させるためのコイルと、コイルに電力を供給するための電源、およびコイルへの電力供給を制御するためのスイッチによって構成されている。スイッチを、入状態にすることによりコイルに通電し、開閉器を駆動して開動作または閉動作させるものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３－１６８８７号公報
　従来の開閉器操作装置において、コイルによって直接駆動される開閉器の操作は、電源－スイッチ－コイルの駆動回路に断線が発生した場合、断線が発生したことを検出する手段が存在しない。そのため、断線が発生した場合、開操作または閉操作を行って不動作が発生して、初めてその駆動回路に断線が発生したことに気が付くという問題点があった。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、駆動回路の断線が発生した場合、さらに、３相中の１相に断線が発生した場合に起こりうる、不完全な開動作または閉動作を防止する場合などの異常を検出することができる開閉器操作装置および３相用開閉器を提供することを目的とする。
　この発明は、直流電源の負極側に接続されたスイッチ手段と、このスイッチ手段によって同時に通電制御される複数の操作コイルとを備えた３相用開閉器の開閉操作を行う開閉器操作装置において、
　各操作コイルと前記スイッチ手段との間にそれぞれ接続された整流素子と、
各整流素子と前記スイッチ手段とに加わる各電位差を検出する検出手段とを備えたものである。
　また、この発明は、直流電源の負極側に接続されたスイッチ手段と、このスイッチ手段によって同時に通電制御される複数の操作コイルとを備えた３相用開閉器の開閉操作を行う開閉器操作装置において、
　各操作コイルと前記スイッチ手段との間にそれぞれ接続された整流素子と、
各整流素子と前記スイッチ手段とに加わる各電位差を検出する検出手段とを備えた開閉器操作装置を備えた３相用開閉器である。
　この発明の開閉器操作装置は、直流電源の負極側に接続されたスイッチ手段と、このスイッチ手段によって同時に通電制御される複数の操作コイルとを備えた３相用開閉器の開閉操作を行う開閉器操作装置において、
　各操作コイルと前記スイッチ手段との間にそれぞれ接続された整流素子と、
各整流素子と前記スイッチ手段とに加わる各電位差を検出する検出手段とを備えたので、断線などによる異常を広範囲にて検出することができる。
　この発明の３相用開閉器は、直流電源の負極側に接続されたスイッチ手段と、このスイッチ手段によって同時に通電制御される複数の操作コイルとを備えた３相用開閉器の開閉操作を行う開閉器操作装置において、
　各操作コイルと前記スイッチ手段との間にそれぞれ接続された整流素子と、
各整流素子と前記スイッチ手段とに加わる各電位差を検出する検出手段とを備えた開閉器操作装置を備えたので、断線などによる異常を広範囲にて検出することができる。
この発明の実施の形態１の開閉器操作装置の構成を示す図である。
実施の形態１．
　以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１における開閉器操作装置の構成を示す図である。本実施の形態１の開閉器操作装置は、電源－操作コイル－駆動スイッチにて構成される駆動回路を備え、３相用開閉器の開閉操作を行うためのものである。図において、開閉操作装置は、電源入力端子１ａに接続されている充電回路部１と、充電回路部１に接続された直流電源としての電力貯蔵用のコンデンサ２と、コンデンサ２の負極側に接続されたスイッチ手段としての電子スイッチ素子７と、この電子スイッチ素子７によって同時に通電制御される３相各相の操作コイル４ａ、４ｂ、４ｃと、各操作コイル４ａ、４ｂ、４ｃと電子スイッチ素子７との間にそれぞれ接続された整流素子としての３相分離用のダイオード６ａ、６ｂ、６ｃと、コンデンサ２の正極側と各操作コイル４ａ、４ｂ、４ｃとを接続するための第１のコネクタ３と、各操作コイル４ａ、４ｂ、４ｃと各ダイオード６ａ、６ｂ、６ｃとを接続するための第２のコネクタ５とを備える。充電回路部１は、外部からのノイズや過電圧などを阻止して誤動作や破損を防止するノイズフィルタ１ｂと、入力電圧をコンデンサ２に充電するための電圧に変換するＤＣ－ＤＣコンバータ１ｃと、コンデンサ２に充電された電荷量を電圧として監視し、ＤＣ－ＤＣコンバータ１ｃの出力を調整するようにフィードバックする電圧監視回路１ｄとを備えたものである。
　また、図１の開閉器操作装置は、電子スイッチ素子７を制御するための開閉制御器８と、開閉制御器８に指令信号を入力する入力端子８ａと、各ダイオード６ａ、６ｂ、６ｃと電子スイッチ素子７とに加わる各電位差を検出し、当該検出された電圧が所定値と異なることを検出すると異常が発生したとして異常検出信号を出力する検出手段としての電圧検出器９とを備えている。尚、ここで言う”所定値”とは本開閉器操作装置において、通常検出されるべき電圧の値または値の範囲を示す。また、電圧検出器９の駆動電源は、コンデンサ２から供給するように構成しても良い。
　上記のように構成された実施の形態１の開閉器操作装置の異常検出について説明する。まず、電圧検出器９では、各ダイオード６ａ、６ｂ、６ｃと電子スイッチ素子７とに加わる各電位差を検出し各相回路の電圧を監視する。そして、断線箇所１０にて断線が発生すると、その断線箇所１０より後の操作コイル４ｂ、ダイオード６ｂにおいて電圧が喪失される。尚、説明上図１においては、断線箇所１０を示し、それより後の部分において電圧が喪失されていることを破線で示している。そして、電圧検出器９はこの電圧喪失を検出し、所定値ではないことを検出して異常が発生したとして異常検出信号を、例えば警報などにて発信する。またさらに、異常検出信号として、不完全な開動作または閉動作を防止するための鎖錠のための信号を外部（図示していない）又は開閉制御器８もしくはその両方に発信するものである。このようにして電圧喪失が電圧検出器９において検出可能となるのは、断線の発生していない操作コイル４ａ、４ｃの各相回路の電位と、断線の発生した操作コイル４ｂの相回路の電位とが同電位になることをダイオード６ｂを設けることで防止しているためであり、これにより断線箇所１０での断線を検出可能としているものである。
　また、検出可能な異常として、「操作コイルおよびその回路上の断線」の場合、または、「コイル回路上のコネクタ抜け（接続不良）」の場合、「電源の電圧喪失」の場合などを検出することができるものである。尚、コネクタの抜けは、発生する可能性が高く、その異常が検出できるものである。
　上記に示した実施の形態１の開閉器操作装置によれば、電圧検出器は、各操作コイルと電子スイッチ素子に加わる各電位差を検出し各相回路の電圧を監視することにより、断線などによる電圧の喪失を検出している。そしてこのような電圧喪失を検出することにより、警報を発信するとともに不完全な開動作または閉動作を防止するための鎖錠のための信号を外部（図示していない）又は開閉制御器もしくはその両方に発信することができる。よって、断線などによる異常を広範囲に検出することができる。
　また、電圧検出器は、その駆動電源をコンデンサから供給することも可能であり、その場合は、新たに駆動電源を備える必要がない。
　尚、この発明はＶＣＢやＧＣＢなどの遮断器用のみならず、開閉器と同様に操作コイルによって直接駆動される開閉器の操作を行うための開閉器操作装置であれば同様に用いることができ、同様な効果を奏することができる。

Claims (3)

  1. 直流電源の負極側に接続されたスイッチ手段と、このスイッチ手段によって同時に通電制御される複数の操作コイルとを備えた３相用開閉器の開閉操作を行う開閉器操作装置において、
    　前記各操作コイルと前記スイッチ手段との間にそれぞれ接続された整流素子と、
    前記各整流素子と前記スイッチ手段とに加わる各電位差を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする開閉器操作装置。
  2. 前記検出手段で検出された各電位差のいずれかが所定値と異なると、異常検出信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の開閉器操作装置。
  3. 請求項１または請求項２の開閉器操作装置を備えたことを特徴とする３相用開閉器。
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