WO2014017241A1 - 開閉器 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a switch, and more particularly to a switch in which a plurality of switch parts are arranged in series.
- a middle section 100 is arranged everywhere to separate the two power sources G1, G2.
- the length of the middle section 100 is set to about 1 km.
- the no-power time during this period is suppressed to about 0.05 to 0.3 seconds, and the train 101 can pass through the middle section 100 while maintaining a high speed state without coasting.
- the section switch VS2 is turned off.
- Patent Document 1 has a plurality of vacuum circuit breakers for energization with respect to a DC power source and a reactor serving as a load, and a vacuum circuit breaker disposed in parallel therewith. There is described a DC circuit breaker for DC current interruption arranged in a series arrangement.
- a vacuum circuit breaker for energization and a vacuum circuit breaker for breaking are separately provided, and the vacuum circuit breaker for breaking is opened when energized, and the vacuum circuit breaker for energization is closed. And is energized.
- a shut-off vacuum breaker is turned on, and then the energizing vacuum breaker is opened and commutated to the shut-off vacuum breaker, and then the shut-off vacuum breaker arranged in series
- the circuit is sequentially opened, and the direct current is finally made zero by using attenuation in accordance with a predetermined time constant by a series circuit of a resistor and a reactor provided in parallel with the vacuum circuit breaker.
- the section switch VS2 is turned on while the train 101 is passing, and loads current.
- the train 101 has already passed through the middle section 100 and is turned OFF in a no-load state.
- the electrode surface in the switch becomes rough due to the preceding discharge. If the load current is interrupted, the electrode surface is smoothed by the arc at the time of interruption, but in the case of VS2, since the load application and no-load interruption are repeated, the roughness of the electrode surface gradually progresses and the withstand voltage decreases. There is a fear.
- an object of the present invention is to provide a highly reliable switch that prevents the surface of the electrode from being rough.
- a fixed electrode and a movable electrode that is disposed opposite to the fixed electrode and is closed or opened with respect to the fixed electrode
- Each of the plurality of switching units includes a plurality of switching units, and the plurality of switching units turn on and off a current flowing through the switch, and the plurality of switching units are electrically connected in series, and the plurality of switching units Is characterized in that after one opening / closing part is closed, the other opening / closing part is closed.
- FIG. 3 is an overall structural diagram of an operation unit in the switch according to Embodiment 1. It is sectional drawing of the electromagnet of the operation part in the switch concerning Example 1.
- FIG. 3 is a control circuit diagram for driving two electromagnets in the switch according to the first embodiment. It is explanatory drawing of the operation
- FIG. It is a rear view of the switch concerning Example 2. It is a whole structure figure of the operation part of the switch concerning a Example 2. It is a figure which shows the stroke characteristic at the time of injection
- the switch 1 includes a vacuum valve 2, 3 having a vacuum inside and an operating unit having an electromagnet (in the embodiment, the vacuum valve 2 and the shut-off vacuum valve 2,
- the vacuum valve 3 and the disconnecting vacuum valve 3 are referred to as equivalent ones).
- Inside the vacuum valves 2 and 3 are housed electrode pairs 4 and 5 which are both fixed electrodes and movable electrodes which are arranged opposite to the fixed electrodes and which are closed or opened with respect to the fixed electrodes.
- the circuit is turned on and off by opening or closing (contacting and separating) the electrode pairs 4 and 5 while maintaining the vacuum state.
- the cutoff vacuum valve 2 has a current cutoff function
- the disconnection vacuum valve 3 has a surge resistance function.
- Conductors 6 and 7 for connection to a power source or a load are fixed to the upper parts of the vacuum valves 2 and 3, respectively.
- the lower portions of the vacuum valves 2 and 3 are connected to movable electrodes and movable conductors 8 and 9 disposed so as to penetrate the vacuum valves 2 and 3 extend to the outside of the vacuum valve. 10 and 11, respectively.
- the current collectors 10 and 11 are fixed to the conductors 12 and 13, and the conductors 12 and 13 are connected by a connecting conductor 14. That is, the cutoff vacuum valve 2 and the disconnection vacuum valve 3 are connected in series via the connecting conductor 14.
- the movable conductor 8 is connected to an insulation operation rod 46, and the insulation operation rod 46 is connected to a contact pressure spring 42 connected to the insulation operation rod 46 and the shaft 40.
- the movable conductor 9 is connected to an insulation operation rod 47, and the insulation operation rod 47 is connected to a contact pressure spring 43 connected to the insulation operation rod 47 and the shaft 41.
- the shaft 41 is connected to the electromagnet 22.
- the vacuum valve 2 for shutoff and the vacuum valve 3 for disconnection are each covered with insulators 15 and 16, and are fixed to the casing 17 on the electromagnet side via the insulators 15 and 16. The insulation performance against high voltage is ensured. Next, the operation parts of the cutoff vacuum valve 2 and the disconnection vacuum valve 3 will be described.
- electromagnets 21 and 22 are connected to the vacuum valve 2 for disconnection and the vacuum valve 3 for disconnection, respectively.
- the electromagnet 22 is accommodated in the lower part, and the capacitors 50 and 51 and the control board 52 are accommodated in the upper part via the support plate 48.
- the capacitors 50 and 51 are each connected in parallel to the control board 52 and are connected to the electromagnets 21 and 22 via the control board 52.
- a shut-off spring 44 is disposed below the electromagnet 21, and the shut-off spring 44 is stored or released depending on the position of a non-magnetic rod 34 described later.
- a shut-off spring 45 is disposed below the electromagnet 22, and the shut-off spring 45 is stored or released depending on the position of the non-magnetic rod 34 included in the electromagnet 22.
- a sectional view of the electromagnets 21 and 22 is shown in FIG. In the present embodiment, the same electromagnets 21 and 22 are used and have the same configuration, and therefore will be described collectively.
- the electromagnets 21 and 22 are provided above the lower iron plate 23 while being in contact with the lower iron plate 23 and the outer diameter side end portion of the lower iron plate 23, and are arranged so as to cover the outside of a coil 29 described later.
- the upper iron plate 27 that is provided on the upper side of the steel pipe 26 and that serves as a lid-like member for the steel pipe 26 is stacked, and the coil 29 disposed on the inner diameter side of the steel pipe 24 and the inner diameter side of the coil 29 on the inner side.
- the T-shaped movable iron core 31 includes a plunger 32 disposed above the central leg 28 and a movable plate 33 disposed further above the plunger 32.
- the permanent magnet 30 includes the movable plate 33 and a permanent magnet base. 25, it is sandwiched from above and below.
- a rod 34 made of a non-magnetic material such as stainless steel penetrates through the center of the movable iron core 31 and the center leg 28 in the height direction. The rod 34 is connected to the shafts 40 and 41 outside the electromagnets 21 and 22 on the lower side.
- FIG. 4 shows the state of the electromagnets 21 and 22 when the contact pair is in the closing state.
- the magnetic flux generated by the permanent magnet 30 flows through the path of the permanent magnet 30-movable flat plate 33-plunger 32-center leg 28-lower iron plate 23-steel pipe 24-permanent magnet stand 25-permanent magnet 30.
- An attractive force is generated between the legs 28 and between the movable flat plate 33 and the permanent magnet 30.
- the state shown in this figure shows a state in which the electromagnets 21 and 22 are inserted, and the contact pressure springs 42 and 43 (described in FIG. 1) for applying contact force to the electrodes and the electromagnets 21 and 22 are opened.
- the cutoff springs 44 and 45 (shown in FIG. 3) are in an accumulated state, and this state is maintained by the attractive force of the permanent magnet 30.
- the operation of the electromagnets 21 and 22 will be described.
- the coil 29 is excited so as to be in the same direction as the magnetic flux generated by the permanent magnet 30.
- the magnet is excited in the direction opposite to that at the time of application, cancels the magnetic flux generated by the permanent magnet 30, and is operated by the force of the contact pressure springs 42 and 43 and the cutoff springs 44 and 45.
- the charging energy of the capacitors 50 and 51 is used for exciting the coil 29.
- the circuit configuration of the control board 52 is shown in FIG. Capacitors 50 and 51 are connected in parallel to charging circuit 61 via diode 66 so that each can be discharged independently of the other.
- the capacitors 50 and 51 are connected to the coil 29 via circuits 62 and 63 for converting the excitation direction at the time of opening and opening.
- Main switches 64 and 65 are provided between the capacitors 50 and 51 and the circuits 62 and 63.
- the main switch 64 When the main switch 64 is closed, the capacitor 51, the circuit 62, and the coil 29 of the electromagnet 21 form a closed circuit.
- the capacitor 51 starts discharging, but the capacitor 50 is not discharged because the diode 66 is provided.
- the main switch 65 is closed, the capacitor 50, the circuit 63, and the coil 29 of the electromagnet 22 form a closed circuit, and the capacitor 50 starts discharging, but the capacitor 51 is provided with the diode 66. Does not discharge.
- the timing for discharging the capacitor charging energy to the respective coils 29 of the electromagnets 21 and 22, that is, the opening and closing timings of the cutoff vacuum valve 2 and the disconnection vacuum valve 3 is controlled. I can do it. Specifically, the timing is set as shown in FIG. That is, at the time of turning on (ON), the disconnecting vacuum valve 3 is turned on (closed) before the blocking vacuum valve 2 and the blocking vacuum valve 2 is turned on later. Since the contact pairs in both vacuum valves are arranged in series, the power source and the load are actually connected when the shut-off vacuum valve 2 to be supplied later is turned on.
- the disconnection vacuum valve 3 starts the opening operation after the interruption vacuum valve 2 starts the opening operation.
- vacuum switches are used for the section switches VS1 and VS2 shown in FIG. 11.
- the load on the VS2 is repeatedly turned on and no load is cut off, so that the roughness of the electrode surface gradually develops.
- the withstand voltage may be reduced.
- the disconnecting vacuum valve 3 is always turned on and off in a no-load state, and the roughness of the electrode surface is limited to the shutoff vacuum valve 2 only.
- the initial state can be maintained.
- the electrode pair of the vacuum valve 2 for shutoff can improve the shutoff performance by disposing an Ag—WC material, which is a low surge material, on the contact surface. It is more preferable that after identifying (aggregating) the location where the electrode surface is roughened, a material in which the surface of the electrode is not easily roughened is arranged. Since the inter-electrode flash in the section switch is a serious accident that short-circuits the different power supply, it is significant to improve the insulation reliability by the switch described in this embodiment.
- the opening operation is not performed at the timing when the disconnector starts opening first and the breaker starts opening last.
- the operation timing may be shifted only during the closing operation.
- 10 ms or more means that the half cycle time of 50 Hz elapses at least once, and the voltage peak is exceeded at least once by elapse of such a period.
- the operation time may be shifted by (1 ⁇ 10 3 ) / (2 ⁇ X) [ms] or more with respect to the power source having an AC frequency half cycle or more, that is, the AC frequency X [Hz].
- the disconnection vacuum valve 3 be opened with a delay of 20 ms or more after the disconnection vacuum valve 2 assuming that the arc is ignited for one cycle at the time of the disconnection.
- 20 ms or longer means that the time of one cycle of 50 Hz elapses at least once, and it is considered that the AC current can be cut off by passing through the zero point of the voltage by elapse of such a period. .
- the operation time may be shifted by (1 ⁇ 10 3 ) / X [ms] or more with respect to a power source having an AC frequency of one cycle or more, that is, an AC frequency X [Hz].
- the case where the electromagnets 21 and 22 are used for the operation unit is described. 1) The disconnecting vacuum valve 3 is turned on before the shut-off vacuum valve 2 when turned on (closed). (Closed), and then shut-off vacuum valve 2 is turned on later. 2) For opening, disconnecting vacuum valve 3 starts opening first, and breaking vacuum valve 2 opens last. Realizing one or both of starting is not limited to an electromagnet, and it goes without saying that the same effect can be achieved by an electric spring operation unit, air operation, or the like.
- the plurality of opening / closing portions are electrically connected in series, and after the disconnection vacuum valve 3 serving as one opening / closing portion is closed, Since the shut-off vacuum valve 2 serving as the opening / closing portion is formed to be closed, one of the vacuum valves (the disconnection vacuum valve 3 in the above operation) is always turned on with no load applied. It is possible to supply a highly reliable switch without preventing roughening and impairing the insulation performance.
- FIG. 9 shows the stroke characteristics during the closing operation.
- the stroke length of the electromagnet 61 (more precisely, the value converted into the moving distance on the vacuum valve side by the length ratio of the lever from the rotating shaft of the shaft 60) SMAG is the vacuum valve. 2 is equal to the sum of the inter-electrode distance S1 and the compression amount W1 of the contact pressure spring, and the sum of the inter-electrode distance S2 of the vacuum valve 3 and the compression amount W2 of the contact pressure spring. That is, the distance between the electrodes in the open state of the disconnecting vacuum valve 3 (the distance between the movable electrode and the fixed electrode in the opening / closing portion) should be set shorter than the distance between the electrodes in the opened state of the blocking vacuum valve 2.
- the disconnecting vacuum valve 3 is turned on first, and the same effect as described in the first embodiment can be obtained.
- the number of parts such as electromagnets and capacitors can be further reduced, the control circuit can be simplified, and a simple configuration can be realized.
- Example 3 will be described with reference to FIG.
- the blocking vacuum valve 2 and the disconnecting vacuum valve 3 are arranged in the height direction as described in the second embodiment, and the installation area is reduced.
- FIG. 10 is similar to FIG. 2 in the first embodiment at first glance. However, when viewed from the front direction or the rear direction, only one electromagnet 70 is required, and the horizontal direction of the cutoff vacuum valve 2 and the disconnection vacuum valve 3 is the same. Since the occupied area is one minute (because both vacuum valves are stacked in the height direction), the occupied area is actually about half.
- the operation unit side link unit 72 is connected to the rod 75, and the shaft 71 that operates in the horizontal direction is connected to the operation unit side link unit 72.
- an opening / closing portion side link portion 74 that branches up and down across the shaft 71 is provided.
- the other end side of the opening / closing part side link part 74 with respect to the shaft 71 is connected to the movable conductors of both vacuum valves.
- the power transmission mechanism such as the link portion is not limited to the mode described here, and if a plurality of opening and closing portions are arranged in the height direction and the opening and closing portion can be operated at any of the timings described above, The installation area can be reduced while obtaining the effects described in the first and second embodiments.
- the distance between the electrodes of the disconnecting vacuum valve 3 in the opened state is shorter than the distance between the electrodes of the breaking vacuum valve 2 in the opened state, as in the second embodiment. Therefore, the disconnection vacuum valve 3 is turned on first, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.
- a vacuum valve is used for the opening / closing portion, but it does not necessarily have to be a vacuum valve. By using a vacuum valve, it is possible to make a small and highly reliable device.
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Abstract
Description
ここで、上記の様な高速鉄道向けの開閉器とは異なるが、従来の開閉器として例えば特許文献1に記載されたものがある。該特許文献には、直流電源と負荷となるリアクトルに対して、複数の通電用の真空遮断器と、これらと並列に配置された遮断用の真空遮断器を有し、当該遮断用の真空遮断器は各々直列配置となる様に配置されている直流電流遮断用の直流遮断器が記載されている。該特許文献では、通電用の真空遮断器と遮断用の真空遮断器を分離して設けており、遮断用の真空遮断器は通電時には開極されており、通電用の真空遮断器を閉極して通電している。一方、遮断時には、遮断用の真空遮断器を投入し、その後通電用の真空遮断器を開極して遮断用の真空遮断器に転流させた後、直列に配置された遮断用の真空遮断器を順次開路し、該遮断用の真空遮断器と並列に設けられる抵抗とリアクトルの直列回路による所定の時定数に従う減衰を用いて、直流電流を最終的に零にする様にしている。
一方、上記特許文献1によれば、そもそも電極表面の荒れを考慮していない。
そこで、本発明では電極表面の荒れを防止し、信頼性が高い開閉器を提供することを目的とする。
真空バルブ2、3の内部には固定電極と、固定電極と対向して配置されると共に固定電極に対して閉極または開極される可動電極の両電極からなる電極対4、5が収納されており、真空状態を維持したまま電極対4、5を開極または閉極(接離)することによって、回路の投入および遮断を実現する。遮断用真空バルブ2が電流の遮断機能を有し、断路用真空バルブ3が耐サージ機能を有する。真空バルブ2、3の上部には電源または負荷と接続するための導体6、7がそれぞれ固定されている。一方、真空バルブ2、3の下部は、可動側の電極に接続されると共に真空バルブ2、3を貫通して配置される可動導体8、9が、真空バルブの外部まで延びており、集電子10、11とそれぞれ電気的に接続される。集電子10、11は導体12、13に固定されており、また該導体12、13は連結導体14にて接続される。すなわち、遮断用真空バルブ2と断路用真空バルブ3は連結導体14を介して直列に接続されている。可動導体8は絶縁操作ロッド46に連結され、該絶縁操作ロッド46は、該絶縁操作ロッド46及びシャフト40に連結される接圧ばね42に連結されている。一方、可動導体9は絶縁操作ロッド47に連結され、該絶縁操作ロッド47は、該絶縁操作ロッド47及びシャフト41に連結される接圧ばね43に連結されている。そして、シャフト41は電磁石22に接続されている。
また、遮断用真空バルブ2と断路用真空バルブ3は、それぞれ周囲を絶縁物15、16に覆われており、該絶縁物15、16を介して、電磁石側の筐体17に固定しており、高電圧に対する絶縁性能を確保している。
次に、遮断用真空バルブ2と断路用真空バルブ3の操作部について説明する。遮断用真空バルブ2と断路用真空バルブ3には、それぞれ個別の電磁石21、22が連結されている。図3に示す様に、筺体17の内部では、その下部に電磁石22が収納され、支持板48を介して上部には、コンデンサ50、51及び制御基板52が収納されている。コンデンサ50、51は各々が並列に制御基板52に接続され、制御基板52を介して電磁石21、22に接続される。電磁石21の下部には遮断ばね44が配置されており、該遮断ばね44は後述する非磁性体ロッド34の位置によって、蓄勢または開放される。同様に電磁石22の下部にも遮断ばね45が配置されており、該遮断ばね45は電磁石22が備える非磁性体ロッド34の位置によって、蓄勢または開放される。
電磁石21、22の断面図を図4に示す。本実施例では電磁石21、22として同じものを使用しており、同様の構成となるため、纏めて説明する。電磁石21、22は、下部鉄板23と、下部鉄板23の外径側端部に当接しつつ、該下部鉄板23の上方に設けられ、後述するコイル29の外側を覆う様に配置される筒状の鋼管24と、鋼管24の上側に当接して鋼管24及びコイル29の上方に配置される永久磁石台25と、永久磁石台25外径側端部の上方に設けられる筒状の鋼管26と、鋼管26の上側に設けられ、鋼管26に対する蓋状部材となる上部鉄板27を積み重ねて構成し、内部には、鋼管24の内径側に配置されるコイル29と、コイル29の更に内径側であって、下部平板23の上側に配置される中央脚28と、該中央脚28の上側に配置されるT字型の可動鉄心31と、前記永久磁石台25の上側に配置される永久磁石30が収納されている。T字型の可動鉄心31は、中央脚28の上方に配置されるプランジャ32と、プランジャ32の更に上側に配置される可動平板33で構成され、永久磁石30は、可動平板33と永久磁石台25により、上下から挟まれる様になっている。そして、可動鉄心31及び中央脚28の中心にはステンレスなどの非磁性体のロッド34が高さ方向に貫通している。同ロッド34は、電磁石21、22の下部側における外部でシャフト40、41にそれぞれ連結される。
図4では接点対が投入状態にある際の電磁石21、22の状態を示す。永久磁石30が発生する磁束が、永久磁石30―可動平板33-プランジャ32-中央脚28-下部鉄板23-鋼管24-永久磁石台25-永久磁石30の経路で流れており、プランジャ32-中央脚28間および可動平板33-永久磁石30間に吸引力を発生させる。本図に示す状態は電磁石21、22が投入された状態を示しており、電極に接触力を与えるための接圧ばね42、43(図1記載)と電磁石21、22を開極させるための遮断ばね44、45(図3記載)が蓄勢された状態となっており、永久磁石30の吸引力にてこの状態を保持している。
電磁石21、22の動作について説明すると、電磁石21、22を投入動作させる場合には、永久磁石30の発生する磁束と同方向になるようにコイル29を励磁する。一方、開極させる場合には、投入時とは逆方向に励磁し、永久磁石30の作る磁束をキャンセルして、接圧ばね42、43および遮断ばね44、45の力にて動作させる。
ここで、コイル29の励磁にはコンデンサ50、51の充電エネルギーを利用する。制御基板52の回路構成を図5に示す。コンデンサ50、51は、ダイオード66を介して充電回路61に対して並列に接続しておき、各々が他方に対して独立して放電できるようにしておく。コンデンサ50、51は、投入時、開極時の励磁方向を変換するための回路62、63を介して、コイル29に接続される。各コンデンサ50、51と回路62、63の間には、主スイッチ64、65が設けられており、主スイッチ64を閉じると、コンデンサ51、回路62、電磁石21のコイル29は閉回路を形成し、コンデンサ51は放電を開始するが、コンデンサ50はダイオード66が設けられているために、放電しない。逆に、主スイッチ65を閉じると、コンデンサ50、回路63、電磁石22のコイル29は閉回路を形成し、コンデンサ50は放電を開始するが、コンデンサ51はダイオード66が設けられているために、放電しない。この様に主スイッチ64、65の開閉切り替えを通じて、各電磁石21、22のそれぞれのコイル29に、コンデンサ充電エネルギーを放電するタイミング、即ち遮断用真空バルブ2と断路用真空バルブ3の開閉タイミングを制御することが出来る。
具体的には図6の様にタイミングを設定する。即ち、投入(ON)時には、断路用真空バルブ3を遮断用真空バルブ2よりも先に投入(閉極)し、遮断用真空バルブ2を後に投入する。両真空バルブ内の接点対は直列に配置されているので、実際に電源と負荷が接続されるのは、後に投入される遮断用真空バルブ2の投入時である。一方、遮断(OFF)時には、遮断用真空バルブ2が開極動作を開始した後に、断路用真空バルブ3が開極動作を開始する様にする。
次に、本発明の効果について説明する。図11に示す区分開閉器VS1、VS2には、一般に真空スイッチが用いられるが、上述の使用方法の場合、VS2については負荷投入-無負荷遮断を繰り返すため、電極表面の荒れは徐々に進展し、耐電圧が低下する恐れがあった。これに対し、本実施例に係る開閉器1によれば、断路用真空バルブ3は常に無負荷状態にて投入・遮断することになり、電極表面の荒れは遮断用真空バルブ2だけに限定され、断路用真空バルブ3の絶縁性能については初期の状態を維持できる。尚、遮断用真空バルブ2の電極対には、特願2012-059632に示す様に、接触面に低サージ材料であるAg-W-C系材料を配置することで遮断性能を向上させることが可能になり、電極表面の荒れが生じる箇所を特定(集約)した上で、当該箇所に電極表面の荒れが生じにくい材料を配置するのがより好ましい。区分開閉器における極間閃絡は異電源を短絡させる重大事故となるため、本実施例で説明する開閉器によって絶縁信頼性を向上させることの意義は大きい。なお、電極表面の荒れについては、特に負荷投入の影響が大きいため、開極動作については断路器が先に開極を開始し、遮断器が最後に開極を開始する様なタイミングとせずに、投入動作時のみ動作タイミングをずらしてもよい。
また、投入動作における断路用真空バルブ3の先行放電を回避するためには、動作時間を10ms以上ずらして直列接続されている遮断用真空バルブ2の極間距離を十分確保していることが望ましい。ここで、10ms以上としたのは50Hzの半サイクルの時間を少なくとも一度経過することを指し、係る期間を経過することで電圧ピークを少なくとも一度超えることになる。一般化する上では交流周波数の半サイクル以上、即ち交流周波数X[Hz]の電源に対して、動作時間を(1×103)/(2×X)[ms]以上ずらせば良い。一方、遮断に対しては、遮断時にアークが1サイクル点弧していることを想定すると、断路用真空バルブ3は遮断用真空バルブ2よりも20ms以上遅れて開極するのが望ましい。ここで、20ms以上としたのは50Hzの一サイクルの時間を少なくとも一度経過することを指し、係る期間を経過することで電圧の零点を通過し、交流電流を遮断し得ると考えられるためである。一般化する上では交流周波数の一サイクル以上、即ち交流周波数X[Hz]の電源に対して、動作時間を(1×103)/X[ms]以上ずらせば良い。
また、本実施例では電磁石21、22を操作部に用いた場合を説明しているが、1)投入(閉極)時において、断路用真空バルブ3を遮断用真空バルブ2よりも先に投入(閉極)し、遮断用真空バルブ2を後に投入することや、2)開極時については断路用真空バルブ3が先に開極を開始し、遮断用真空バルブ2が最後に開極を開始すること、の一方または両方を実現することは、電磁石に限られるものではなく、電動ばね操作部や空気操作などでも、同様の効果を達成できるのは勿論のことである。
本実施例によれば、複数の開閉部が電気的に直列に接続されており、更に該複数の開閉部について、一の開閉部となる断路用真空バルブ3が閉極された後に、他の開閉部となる遮断用真空バルブ2が閉極される様に形成したので、一方の真空バルブ(上記の動作においては断路用真空バルブ3)は、常に無負荷状態で投入するため、電極表面の荒れを防止し、絶縁性能を損なうことなく、信頼性の高い開閉器を供給できる。
即ち、断路用真空バルブ3の開極状態における極間距離(開閉部における可動電極及び固定電極の間の距離)を遮断用真空バルブ2の開極状態における極間距離よりも短く設定しておけば、断路用真空バルブ3の方が先に投入することになり、実施例1で説明したものと同様の効果を奏することが可能である。
本実施例によれば、更に電磁石やコンデンサ等の部品点数を減らすことができ、また制御回路も簡素化することができ、簡易な構成で実現することが出来る。
この場合、上下方向に駆動するロッド75の力を水平方向に代えるべく、操作部側リンク部72をロッド75に接続させ、操作部側リンク部72に水平方向に動作するシャフト71を接続し、シャフト71における真空バルブ側には、シャフト71を挟んで上下に枝分かれした開閉部側リンク部74を設けている。開閉部側リンク部74のシャフト71とは他端側は、両真空バルブの可動導体に接続されている。
また、リンク部等の動力伝達機構については、ここで記載した態様に限られるものではなく、高さ方向に複数の開閉部を配置し、上記したいずれかのタイミングで開閉部を操作出来れば、実施例1及び2で説明した効果を得つつ、設置面積を縮小化出来る。
係るタイミングの実現策として、具体的には、実施例2と同様に、開極状態における断路用真空バルブ3の極間距離を、開極状態における遮断用真空バルブ2の極間距離よりも短く設定することが考えられ、これにより断路用真空バルブ3の方が先に投入することになり、実施例1と同様の効果が得られる。
尚、実施例1のみならず、実施例2及び本実施例についても、操作部には電磁石を設けなければならない訳ではないことは勿論である。
また、上記各実施例では開閉部に真空バルブを使用しているが、必ずしも真空バルブでなければならない訳ではない。真空バルブとすることで、小型かつ高信頼性の装置とすることが可能になる。
2 遮断用真空バルブ
3 断路用真空バルブ
21、22 電磁石
41 シャフト
42、43 接圧ばね
44、45 遮断ばね
50、51 コンデンサ
52 制御基板
64、65 主スイッチ
SMAG 電磁石ストローク
S1、S2 真空バルブの極間距離
W1、W2 接圧ばねの圧縮量
Claims (10)
- 固定電極、及び、該固定電極と対向して配置されると共に前記固定電極に対して閉極または開極される可動電極、を各々備える複数の開閉部を備え、
該複数の開閉部は、開閉器に流れる電流の投入及び遮断を行い、
前記複数の開閉部は電気的に直列に接続されており、
更に前記複数の開閉部は、一の開閉部が閉極された後に、他の開閉部が閉極される様に形成されることを特徴とする開閉器。 - 請求項1に記載の開閉器であって、
更に前記複数の開閉部は、前記他の開閉部が開極動作を開始した後に、前記一の開閉部が開極動作を開始する様に形成されることを特徴とする開閉器。 - 請求項2に記載の開閉器であって、
前記複数の開閉部は、前記他の開閉部が開極動作を開始した後に、該開閉器に付加される交流周波数の一サイクル以上の時間経過後に前記一の開閉部が開極動作を開始する様に形成されることを特徴とする開閉器。 - 請求項1ないし3のいずれか一つに記載の開閉器であって、
更に前記可動電極を操作する操作部を備えており、
前記複数の開閉部は、前記操作部から生じる駆動力により、
前記一の開閉部が閉極された後に、前記他の開閉部が閉極されるか、または、
前記他の開閉部が開極動作を開始した後に、前記一の開閉部が開極動作を開始することを特徴とする開閉器。 - 請求項4に記載の開閉器であって、
前記操作部には前記可動電極を操作するための駆動力を生じさせる電磁石が備えてあり、
前記複数の開閉部における前記可動電極は、前記電磁石から生じる駆動力により動作され、
更に、前記電磁石が備える可動子と、
電気エネルギを充電し、該充電したエネルギを放電することで前記可動子を操作させるコンデンサとを備え、
前記電磁石は前記複数の開閉部毎に設けられ、前記電磁石と前記コンデンサの間には各々スイッチが設けられ、
前記一の開閉部における前記可動電極を操作するための駆動力を生じさせる電磁石と前記コンデンサの間に設けられる前記スイッチがONされた後に、前記他の開閉部における前記可動電極を操作するための駆動力を生じさせる電磁石と前記コンデンサの間に設けられる前記スイッチがONされることで、前記一の開閉部が閉極された後に、前記他の開閉部が閉極される、または、
前記他の開閉部における前記可動電極を操作するための駆動力を生じさせる電磁石と前記コンデンサの間に設けられる前記スイッチがONされた後に、前記一の開閉部における前記可動電極を操作するための駆動力を生じさせる電磁石と前記コンデンサの間に設けられる前記スイッチがONされることで、前記他の開閉部が開極動作を開始した後に、前記一の開閉部が開極動作を開始する様に形成されることを特徴とする開閉器。 - 請求項4に記載の開閉器であって、
前記操作部は一つであり、かつ前記操作部は操作力を前記可動電極側に伝達する可動部を有しており、
更に前記開閉器は、前記可動部の動作に伴い、伸縮する第1のばね及び第2のばねを備え、
該第1のばねは、前記一の開閉部における前記可動電極に前記操作部からの駆動力を伝達し、
前記第2のばねは、前記他の開閉部における前記可動電極に前記操作部からの駆動力を伝達し、
開極状態における前記一の開閉部における前記可動電極及び前記固定電極の間の距離は、開極状態における前記他の開閉部における前記可動電極及び前記固定電極の間の距離よりも小さいことを特徴とする開閉器。 - 請求項6に記載の開閉器であって、
前記一の開閉部、及び前記他の開閉部は高さ方向に並べて配置されていることを特徴とする開閉器。 - 請求項1ないし7のいずれか一つに記載の開閉器であって、
前記一の開閉部が閉極された後に、該開閉器に付加される交流周波数の半サイクル以上の時間経過後に前記他の開閉部が閉極される様に形成されることを特徴とする開閉器。 - 請求項1ないし8のいずれか一つに記載の開閉器であって、
前記一の開閉部は耐サージ機能を有する断路部であり、
前記他の開閉部は電流の遮断機能を有する遮断部であることを特徴とする開閉器。 - 請求項1ないし9のいずれか一つに記載の開閉器であって、
前記複数の開閉部は、内部が真空の真空バルブ内に前記固定電極及び前記可動電極を収納していることを特徴とする開閉器。
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