WO2015121959A1 - 開閉装置及びその動作状態診断方法 - Google Patents

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WO2015121959A1
WO2015121959A1 PCT/JP2014/053434 JP2014053434W WO2015121959A1 WO 2015121959 A1 WO2015121959 A1 WO 2015121959A1 JP 2014053434 W JP2014053434 W JP 2014053434W WO 2015121959 A1 WO2015121959 A1 WO 2015121959A1
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movable
contact
linear motor
fixed
value
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PCT/JP2014/053434
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English (en)
French (fr)
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勝彦 白石
康明 青山
佐々木　正貴
陽一 大下
裕明 橋本
洋章 雨川
Original Assignee
株式会社日立製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/38—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electromagnet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"

Definitions

  • the present invention relates to a switchgear and a method for diagnosing its operating state, and in particular, an operating unit for opening and closing a shut-off unit such as a gas circuit breaker is electrically operated, and a high voltage is interrupted using a linear motor for the electric operation.
  • the present invention relates to a switchgear suitable for an apparatus and an operation state diagnosis method thereof.
  • power switchgears installed in substations and switchgears are circuit breakers that cut off current in the event of a short circuit in the power system, disconnectors that open and close the power system, and grounds that ground high-voltage conductors during inspections, etc. It has a switch.
  • the circuit breaker which is one of the switchgears, has a role of preventing accidents in the power system by promptly interrupting the accident current, and therefore development of a more reliable device is required.
  • the mainstream of power circuit breakers is a gas circuit breaker in which electrical devices such as a conducting conductor and a breaker are housed in a tank filled with sulfur hexafluoride (hereinafter referred to as SF 6 ) gas having a high insulation / breaking performance. It has become.
  • SF 6 sulfur hexafluoride
  • the circuit breaker of the gas circuit breaker described above must satisfy not only the normal load current but also various current interruption duties, and its performance depends on the contact state between the fixed main contactor and the movable main contactor of the circuit breaker and the fixed arc contact. It is greatly influenced by the contact state between the child and the movable arc contact.
  • Examples of evaluating the state of the contact without opening the tank include those described in Patent Documents 1 and 2.
  • Patent Document 1 describes a wear detection device for a contact of a gas circuit breaker. In this wear detection device for a contact of a gas circuit breaker, contact resistance is reduced while moving an operating portion having a stroke providing means at a low speed. Resistance values are measured to evaluate contact wear. Further, Patent Document 2 describes an open / close control device for a power switchgear. In this open / close control device for a power switchgear, an inflection point of an excitation current of an electromagnetic coil that drives an electromagnetic operating device is generated. The amount of wear of the switching contact is obtained from the change over time of the switching time.
  • Patent Document 1 since it is necessary to wire an electric circuit for measuring contact resistance, improvement of work efficiency becomes a problem.
  • patent document 2 although the consumption state of an electrode can be evaluated from the inflection point of the current of an electromagnetic coil of an operating device, or a voltage, it does not have the function to improve the consumption state.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned points, and the object of the present invention is to evaluate the wear state and abnormality of a contactor for maintenance and inspection without providing an electric circuit for measuring contact resistance.
  • An object of the present invention is to provide a highly reliable switchgear and its operation state diagnosis method by improving working efficiency and improving the contact state according to the wear state of the contactor.
  • the switchgear of the present invention includes a fixed contact disposed on a fixed-side conductor and a movable contact disposed on a movable-side conductor that is closed or opened with respect to the fixed contact.
  • the linear motor Based on the position information of the movable element of the linear motor, the linear motor that generates a driving force to operate the movable contact, the position detection device that detects the position of the movable element of the linear motor, A control device for setting the movable range of the movable contact by controlling the voltage, current and / or phase supplied to the linear motor, and the current value supplied to drive the linear motor And a state grasping means for estimating a state change of the blocking portion.
  • the operation state diagnosis method for a switchgear includes a fixed contact placed on a fixed-side conductor and a movable-side conductor that closes or opens the fixed contact.
  • a blocking unit comprising an installed movable contact; a linear motor that generates a driving force to operate the movable contact; a position detection device that detects a position of the mover of the linear motor; and To control the voltage, current and / or phase supplied to the linear motor based on the position information of the mover to set the movable range of the movable contact, and to drive the linear motor State grasping means for estimating the state change of the interrupting unit from the supplied current value, the control device based on the position information of the mover of the linear motor detected by the position detection device A control unit that controls the voltage, current, and / or phase supplied to the linear motor, and a drive circuit that receives a drive signal from the control unit and supplies a current according to the drive signal to the linear motor.
  • a step for setting a maximum stroke value with respect to time of the movable part including the movable contact and a target speed of the movable part, and a reference for determining the shutoff operation state As a value, the position where the movable main contact and the fixed main contact are opened, the movable arc contact constituting the movable part and the fixed arc contact constituting the fixed part including at least the fixed contact are opened.
  • a position a step of setting a normal thrust necessary for moving at a predetermined speed at a predetermined time, a step of setting a contact opening position and a thrust value for determining an abnormality
  • the q-axis current limit value to be output to the motor control unit is set to a value lower than the rated current value of the linear motor, and the position control start is executed by the control unit, the q-axis current capture and position
  • the step of ending the step and the obtained thrust and each value at the opening position are compared with the reference value. If the value is smaller than the judgment value, the state diagnosis
  • the operating state diagnosis method for a switchgear includes a fixed contact installed on a fixed-side conductor and a movable-side conductor that closes or opens the fixed contact.
  • a blocking unit comprising an installed movable contact; a linear motor that generates a driving force to operate the movable contact; a position detection device that detects a position of the mover of the linear motor; and To control the voltage, current and / or phase supplied to the linear motor based on the position information of the mover to set the movable range of the movable contact, and to drive the linear motor State grasping means for estimating the state change of the interrupting unit from the supplied current value, the control device based on the position information of the mover of the linear motor detected by the position detection device A control unit that controls the voltage, current, and / or phase supplied to the linear motor, and a drive circuit that receives a drive signal from the control unit and supplies a current according to the drive signal to the linear motor.
  • a step for setting a minimum stroke value with respect to time of the movable portion including the movable contact and a target speed of the movable portion, and a reference for determining the closing operation state As a value, the position where the movable main contact and the fixed main contact are opened, the movable arc contact constituting the movable part and the fixed arc contact constituting the fixed part including at least the fixed contact are opened.
  • a position a step of setting a normal thrust necessary for moving at a predetermined speed at a predetermined time, a step of setting a contact opening position and a thrust value for determining an abnormality
  • the q-axis current limit value to be output to the motor control unit is set to a value lower than the rated current value of the linear motor, and the position control start is executed by the control unit, the q-axis current capture and position The time when the moving element reaches a constant speed, the time when the moving element reaches a constant speed, the step of acquiring the thrust, and the time immediately after closing as closing information of the movable main contact and the fixed main contact.
  • the step of taking in the position and thrust, and the time immediately after the thrust increases as the closing information of the movable arc contact and the fixed arc contact, the position and the thrust, and when the position signal becomes a predetermined position
  • the step of ending the position control in step 1 is compared with the reference value and the obtained thrust and the closed position, and if that value is smaller than the judgment value, the state diagnosis mode Finished, when there is greater than the determination value is characterized by diagnosing the operation state through the step of terminating the state diagnostic mode out an abnormality signal.
  • the contact state and abnormality of the contact are evaluated to improve work efficiency for maintenance and inspection, and according to the contact state of the contact.
  • a highly reliable opening / closing device can be obtained.
  • Example 1 of the switchgear of this invention is sectional drawing which shows the closing state of a gas circuit breaker. It is Example 1 of the switchgear of this invention, and is sectional drawing which shows the opening state of a gas circuit breaker. It is a perspective view which shows the structure of the linear motor employ
  • FIG. 4 is a front view of FIG. 3. It is the figure which removed and showed the coil
  • FIG. 3 is a front view of FIG. 3. It is the figure which removed and showed the coil
  • FIG. 1 and 2 show a gas circuit breaker that is Embodiment 1 of the switchgear of the present invention.
  • FIG. 1 shows a state in which the gas circuit breaker is turned on
  • FIG. 2 shows a state in which the gas circuit breaker is cut off.
  • the gas circuit breaker 1 As shown in the figure, the gas circuit breaker 1 according to the present embodiment is roughly divided into a cut-off unit 100 for cutting off an accident current and an operation unit 101 for operating the cut-off unit 100.
  • the blocking unit 100 includes a fixed conductor 4 fixed to an insulating spacer 3 provided at an end of the tank 2 and a fixed provided at the tip of the fixed conductor 4 in the tank 2 in which SF6 gas is sealed.
  • the fixed arc contact 5a installed, the movable arc contact 5b disposed opposite to the fixed arc contact 5a and contacting (closing) or opening (opening) the fixed arc contact 5a, and this
  • the movable arc contact 5b is provided at the movable conductor 8 installed via the movable electrode 16 and the tip of the movable arc contact 5b, and is generated between the fixed arc contact 5a and the movable arc contact 5b at the time of opening.
  • Arc extinguishing gas to arc A nozzle 12 that is extinguished and extinguishes, an insulating cylinder 6 that is connected to the operation unit 101 side and is disposed so as to cover the insulating rod 10 that is connected from the movable body 8 via the puffer shaft 9;
  • a main circuit conductor (not shown) connected to the movable main contact 13b and constituting a part of the main circuit is schematically configured.
  • 11 is a puffer piston.
  • the movable main contact 13b receives an operating force from the operating part 101 via the insulating rod 10 and moves in the direction of the arrow x in the figure (hereinafter referred to as the x direction).
  • the movable main contact 13b is electrically opened and closed with respect to the fixed main contact 13a
  • the movable arc contact 5b is electrically opened and closed with respect to the fixed arc contact 5a, thereby interrupting (opening) and closing (closing) the current. ) Is performed.
  • the movable main contact 13b is opened earlier than the movable arc contact 5b during the breaking operation, and the movable main contact 13b is closed later than the movable arc contact 5b during the closing operation.
  • the movable electrode 16 slides through the wear ring 14a and the puffer shaft 9 slides through the wear ring 14b.
  • the wear rings 14a and 14b permit the operation (axial movement) of the movable electrode 16 and the puffer shaft 9, respectively, and also have electrical energization performance.
  • the operation unit 101 is disposed inside an operation device case 22 provided adjacent to the tank 2, a linear motor (operation device) 20 installed in the operation case 22, and the linear motor 20.
  • a mover 23 that linearly moves inside the motor 20 in the A direction
  • a position detector 29 that is installed around the mover 23 and detects the position of the mover 23, and a linear motor detected by the position detector 29
  • the control unit 27 that controls the voltage, current, and phase supplied to the linear motor 20 based on the position information of the 20 movers 23 and the drive signal from the control unit 27 receive the voltage according to the drive signal.
  • a drive circuit 28 that supplies the linear motor 20 is schematically configured, and the control unit 27 and the drive circuit 28 constitute a control device.
  • the linear motor 20 generates a magnetic field internally by the voltage and current supplied from the control unit 27 and the drive circuit 28, and the movable element 23 arranged in the linear motor 20 is linearly driven by electromagnetic force while moving the movable element.
  • the position detection device 29 can detect the positions 23.
  • the mover 23 is connected to the insulating rod 10 of the shut-off unit 100 through a gas seal unit 24 provided so that the tank 2 can be driven while maintaining airtightness.
  • the gas seal unit 24 allows the operation (axial movement) of the insulating rod 10 and maintains the airtightness in the tank 2.
  • the linear motor 20 is electrically connected to the drive circuit 28 and the motor connection line 30 outside the operating unit case 22 through the sealing terminal 25, and the control unit 27 is electrically connected through the control cable 26 including the cable of the position detection device 29.
  • the control unit 27 controls the voltage, current, and phase supplied to the linear motor 20 based on the position information of the mover 23 of the linear motor 20 detected by the position detection device 29.
  • the drive circuit 28 supplies a current according to the drive signal to the linear motor 20. That is, the control unit 27 and the drive circuit 28 function as a control device that changes the voltage, current amount, and phase supplied to the linear motor 20.
  • control unit 27 and the drive circuit 28 in the present embodiment are based on the position information of the mover 23 of the linear motor 20 detected by the position detection device 29, the voltage supplied to the linear motor 20, By controlling the current and phase, the magnitude and direction of the thrust acting on the mover 23 of the linear motor 20 are varied, and the drive speed and stop position of the moveable main contact 13b and the moveable arc contact 5b are controlled to move the moveable main contact.
  • the movable range of the child 13b is set.
  • the function of the control unit 27 is defined as outputting a drive signal of the drive circuit 28 for controlling the linear motor 20 based on a shut-off or input command from the host.
  • the drive circuit 28 is composed of an associated circuit with a switching element, receives a drive signal from the control unit 27, and performs switching of the internal element according to the signal, whereby a voltage from a power source (not shown) to the linear motor 20 is obtained. And supply current.
  • the position detection device 29 can transmit the position signal of the mover 23 to the control unit 27 by attaching a linear scale to the mover 23 of the linear motor 20 and reading the position of the linear scale with a sensor, for example. Based on this position signal, the control unit 27 executes position control and motor control.
  • the drive circuit 28 is provided with a motor current sensor, and the motor current value is transmitted to the control unit 27.
  • the linear motor 20 of the present embodiment includes a state grasping means for estimating the state change of the interrupting unit from the voltage value and current value supplied to drive the linear motor 20. Details of this will be described later with reference to FIGS. 8, 9, 14, and 15.
  • the motor relationship is divided into the control unit 27, the drive circuit 28, and the linear motor 20, but as long as the operation functions are the same, the divided configuration of these devices is not particular.
  • FIG. 3 is a perspective view of a unit configuration of the linear motor 20.
  • 4 is a front view of FIG. 3
  • FIG. 5 is a view with the windings removed from FIG.
  • the linear motor 20 includes a first magnetic pole tooth 59a and a second magnetic pole tooth 59b, a magnetic body 59 that connects the first magnetic pole tooth 59a and the second magnetic pole tooth 59b, and a winding.
  • the armature having the permanent magnet 51 is configured to move relative to the Z-axis direction with respect to the armatures 54a and 54b configured by the wires 50a and 50b.
  • the mover 23 mechanically connects the plurality of permanent magnets 51 in the direction of the operation axis of the movable main contact 13b by a magnet fixing member or the like while alternately inverting the N pole and the S pole.
  • the first magnetic pole teeth 59a and the second magnetic pole teeth 59b of the armatures 54a and 54b are arranged to face the N pole and the S pole of the mover 23. Then, by passing an alternating current through the windings 50a and 50b, thrust in the Z-axis direction can be obtained continuously, and the driving distance can be increased according to the length of the mover.
  • FIG. 6 is an example showing the relationship between the q-axis current flowing through the linear motor 20 and the thrust F (Iq) of the linear motor 20.
  • the thrust F (Iq) of the linear motor 20 is uniquely determined with respect to the q-axis current flowing through the linear motor 20, the thrust of the linear motor 20 can be obtained from the magnitude of the q-axis current.
  • FIG. 7A shows a state in which the gas circuit breaker 1 is turned on, and the fixed main contact 13a and the movable main contact 13b, the fixed arc contact 5a and the movable arc contact 5b are closed. At this time, current flows through the fixed main contact 13a and the movable main contact 13b.
  • the interruption operation is started to cut off the current, the movable element 23 of the linear motor 20, the insulating rod 10 connected to the movable element 23, the puffer shaft 9 connected to the insulating rod 10, the movable main contact 13 b connected to the puffer shaft 9,
  • the movable part 102 which consists of the movable arc contact 5b, the movable electrode 16, and the nozzle 12 moves.
  • the movable portion 102 moves while sucking SF 6 gas into the puffer chamber 15, and the movable arc contact 5b and the fixed arc contact when the movable element 23 moves from the position x3 to the position x2.
  • the child 5a is closed.
  • the movable element 23 moves to the complete closing position.
  • FIG. 8 shows the moving distance (hereinafter referred to as stroke) of the movable part 102 with respect to time during the interruption operation of the gas circuit breaker 1 and the speed of the movable part, the frictional force Ff acting on the movable part 102, and the thrust F (Iq of the linear motor 20). ) (State grasping means for estimating the state change of the blocking part).
  • FIG. 8 shows characteristics when the movable portion 102 is driven at a low speed and at a constant speed so that the pressure in the puffer chamber 15 does not increase.
  • the movable part 102 in order to start the shut-off operation, when energization of the linear motor 20 is started at time 0, the movable part 102 starts to move, and at time t1, the speed of the movable part 102 becomes a constant speed v0.
  • the movable main contact 13b and the fixed main contact 13a reach the position x1 at which the pole is opened.
  • the movable arc contact 5b and the fixed arc contact 5a reach the position x2 at which the pole is opened.
  • the movable part 102 starts decelerating.
  • the movable part 102 reaches the complete cutoff position x3 and the cutoff operation is completed.
  • FIG. 9 shows the stroke with respect to the time of the movable part 102 during the closing operation of the gas circuit breaker 1, the speed of the movable part 102, the frictional force Ff acting on the movable part 102, the thrust F (Iq) of the linear motor 20 (the state of the cutoff part)
  • the time chart of the state grasping means for estimating the change is shown.
  • FIG. 9 shows characteristics when the movable portion 102 is driven at a low speed and at a constant speed so that there is no pressure drop in the puffer chamber 15.
  • the speed of the movable portion 102 becomes a constant speed ⁇ v0 at time t5.
  • the movable arc contact 5b and the fixed arc contact 5a reach the position x5 where the pole is closed
  • the right speed and force in the x direction are positive.
  • the linear motor 20 receives the frictional force Ff in the negative direction from the contact portion and the sliding portion of the movable portion 102.
  • the linear motor 20 receives the frictional force Ff from each portion of the movable portion 102 in the positive direction.
  • the frictional force Ff when the movable unit 102 operates is mainly the frictional force Ffa caused by the contact force between the fixed main contact 13a and the movable main contact 13b, the fixed arc contact 5a and the movable arc contact 5b.
  • Friction force Ffa caused by contact force between the contacts 13b, friction force Ffb caused by contact force between the fixed arc contact 5a and the movable arc contact 5b, the movable electrode 16, the wear ring 14a, and the puffer shaft 9 This is the sum of the frictional forces Ffc caused by sliding with the wear ring 14b, and is expressed by the following equation (1).
  • the frictional force Ff from the position x1 (time t2) to the position x2 (time t3) where the movable arc contact 5b and the fixed arc contact 5a are opened is the contact between the fixed arc contact 5a and the movable arc contact 5b.
  • the frictional force Ffb caused by the force, the total of the frictional force Ffc caused by the sliding between the movable electrode 16 and the wear ring 14a, and the puffer shaft 9 and the wear ring 14b, are obtained by the following equation (2).
  • the frictional force Ff from the position x2 (time t3) to the position x3 (time t4) where the movable portion 102 reaches the cutoff position and the cutoff operation is completed is the movable electrode 16, wear ring 14a, puffer shaft 9, and wear ring 14b. Only the frictional force Ffc resulting from the sliding between and is expressed by the following equation (3).
  • the total mass of the movable portion 102 including the movable element 23 of the linear motor 20, the insulating rod 10, the puffer shaft 9 and the movable main contact 13 b, the movable arc contact 5 b, the movable electrode 16 and the nozzle 12 is m, and the position of the movable element 23.
  • Is x the driving force of the linear motor 20 is F (Iq)
  • Ff the frictional force
  • Iq is the q-axis current of the linear motor 20.
  • FIG. 10 shows details of the control unit 27 and the drive circuit 28 in the present embodiment.
  • the control unit 27 outputs a drive signal for the drive circuit 28 for controlling the linear motor 20 based on a shut-off or input command from the host.
  • the drive circuit 28 receives a drive signal from the control unit 27, switches internal elements according to the signal, and supplies current to the linear motor 20 from a power source (not shown).
  • the position of the mover 23 can be grasped by reading the position of the linear scale with a sensor attached to the mover 23 of the linear motor 20, and the position signal of the mover 23 can be transmitted to the control unit 27. Based on this position signal, the control unit 27 executes position control so that the stroke characteristics of the movable unit 102 do not change even if the frictional force Ff changes.
  • the drive circuit 28 is provided with a motor current sensor, and the motor current value is transmitted to the control unit 27 and reflected in the motor control.
  • the driving force of the linear motor 20 is controlled by a q-axis current calculated from the motor current and the motor phase, and the motor thrust is proportional to the q-axis current.
  • the control unit 27 includes a normal mode processing unit 27A, a state diagnosis mode processing unit 27B, and a motor control unit 27C.
  • the normal mode processing unit 27A has a function of determining a necessary operation based on a cut-off signal and a closing signal from a host and outputting an appropriate position command, speed limit value, and q-axis current limit value to the motor control unit 27C. .
  • the state diagnosis mode processing unit 27B determines the change in the magnitude of the q-axis current proportional to the motor thrust from the position signal X and the motor current signal from the position detection device 29 and the position of the mover 23 where the q-axis current changes.
  • the state of the blocking part can be evaluated by specifying the position detection device 29.
  • the input to the motor control unit 27C is selected by the mode signal to be input from the normal mode processing unit 27A or input from the state diagnosis mode processing unit 27B.
  • the motor control unit 27C receives a q-axis current command proportional to the motor thrust from the position control system calculated based on the position signal from the position detection device 29 and the input signal from the state diagnosis mode processing unit 27B or the normal mode processing unit 27A. A value is obtained, a drive signal necessary to generate the q-axis current command value is calculated, and the calculated drive signal is output to the drive circuit 28.
  • the state diagnosis mode is input to the mode signal, and the state diagnosis mode processing unit 27B of the control unit 27 starts processing (S1).
  • Normal thrusts F10, F20, and F30 necessary for moving at the speed v0 at the times t1, t2, and t3 shown are set (S4).
  • values X1x, X2x, F1x, F2x, and F3x for determining an abnormality are set (S5).
  • the q-axis current limit value Iqmax is set to a value Iq1 that is lower than the rated current value of the linear motor 20 so that the linear motor 20 does not produce more thrust than necessary (S6).
  • the state diagnosis mode is input to the mode signal, and the state diagnosis mode processing unit 27B of the control unit 27 starts processing (S25).
  • a position X10 where the movable main contact 13b and the fixed main contact 13a are opened, a position X20 where the movable arc contact 5b and the fixed arc contact 5a are opened, and FIG. Normal thrusts F10, F20, and F30 necessary for moving at the speed v0 at the times t5, t6, and t7 shown are set (S28).
  • values X1x, X2x, F1x, F2x, and F3x for determining an abnormality are set (S29). Further, the q-axis current limit value Iqmax is set to a value Iq1 that is lower than the rated current value of the linear motor 20 so that the linear motor 20 does not produce more thrust than necessary (S30).
  • the acquired thrust and each value at the closing position are compared with the reference value, and if the value is smaller than the judgment value, the state diagnosis mode is terminated as it is, and there is a thing larger than the judgment value. In this case, an abnormal signal is output and the state diagnosis mode is terminated (S42 to S48).
  • 13A and 13B are detailed views of the structure of the movable arc contact 5b.
  • the contact force of the movable arc contact 5b is maintained by the spring property by the divided structure of the tip portion.
  • the structure is an eight-divided structure of segments 81 to 88, and the contact force of each segment is the same in design, so the contact force of the movable arc contact 5b 1/8 is the contact force of one segment.
  • the fixed arc contact 5a and the movable arc contact 5b may be worn and changed in shape by repeatedly interrupting the arc, and the contact force may be reduced.
  • FIG. 14 shows an example of changes in the shapes of the fixed arc contact 5a and the movable arc contact 5b (changes in the state of the interrupting portion).
  • the dotted line is the shape after the wear of the fixed arc contact 5a and the movable arc contact 5b
  • the solid line is the shape after the wear.
  • the tank 2 of the gas circuit breaker 1 is opened by regular inspection, the shape of the contact is inspected, and if the wear or damage is large, the contact is replaced.
  • FIG. 15 shows the stroke characteristics during the opening operation with or without wear on the fixed arc contact 5a and the movable arc contact 5b, the moving part speed, the frictional force acting on the moving part 102, and the thrust F (Iq) of the linear motor 20. It is a time chart figure.
  • the position where the movable arc contact 5b and the fixed arc contact 5a are opened is from x2 to x2.
  • the wear of the fixed arc contact 5a and the movable arc contact 5b can be quantitatively evaluated from the difference (x2'-x).
  • required to maintain the speed v0 because the frictional force is reduced is changed from F2 to F2. Therefore, the abnormality of the fixed arc contact 5a and the movable arc contact 5b can be diagnosed.
  • the contact force between the fixed main contact 5a and the movable main contact 5b, the positions of opening and closing, and the sliding state of the wear rings 14a and 14b are evaluated from the change in frictional force during opening and closing operations. (Evaluation of contact force and open / close position can be done during the closing operation)
  • the wipe length can be kept constant by increasing the stroke length by the amount of the wipe amount shortened only by setting the linear motor 20, and the reliability of the circuit breaker is maintained. can do.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • SYMBOLS 1 Gas circuit breaker, 2 ... Tank, 3 ... Insulating spacer, 4 ... Fixed side conductor, 5a ... Fixed arc contact, 5b ... Movable arc contact, 6 ... Insulating cylinder, 8 ... Movable side conductor, 9 ... Puffer shaft DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Insulating rod, 11 ... Puffer piston, 12 ... Nozzle, 13a ... Fixed main contact, 13b ... Movable main contact, 14a, 14b ... Wear ring, 15 ... Puffer chamber, 16 ... Movable electrode, 20 ... Linear motor , 22 ... Actuator case, 23 ... Mover, 24 ... Gas seal unit, 25 ...

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Abstract

　本発明は、接触抵抗を測定するための電気回路を設けることなく、接触子の消耗状態や異常を評価して保守点検のための作業効率を高めると共に、接触子の消耗状態に応じて接触状態の改善を図ることで信頼性の高い開閉装置を提供する。　本発明による開閉装置は、固定側導体に設置された固定接触子及び該固定接触子に対して閉極又は開極する可動側導体に設置された可動接触子からなる遮断部と、前記可動接触子が動作するために駆動力を発生させるリニアモータと、該リニアモータの可動子の位置を検出する位置検出装置と、前記リニアモータの可動子の位置情報に基づいて、前記リニアモータに供給される電圧、電流及び/又は位相を制御することで前記可動接触子の可動範囲を設定する制御装置と、前記リニアモータを駆動するために供給される電流値から前記遮断部の状態変化を推定する状態把握手段とを備えていることを特徴とする。

Description

開閉装置及びその動作状態診断方法
　本発明は開閉装置及びその動作状態診断方法に係り、特に、ガス遮断器等の遮断部の開閉操作を行う操作器が電動で操作され、その電動操作にリニアモータを用いて高電圧を遮断するものに好適な開閉装置及びその動作状態診断方法に関する。
　一般に、変電所や開閉所に設けられる電力用の開閉装置は、電力系統の短絡事故時に電流を遮断する遮断器、電力系統の開閉を行う断路器、点検時などに高電圧導体を接地する接地開閉器を具備している。その開閉装置の１つである遮断器は、速やかに事故電流を遮断することにより、電力系統の事故の波及を防止する役割を持つため、より信頼性の高い装置の開発が要請されている。
　電力用の遮断器では、絶縁・遮断性能の高い六弗化硫黄（以下、ＳＦ６という）ガスを封入したタンク内に、通電導体や遮断部などの電気装置を収納したガス遮断器が主流となっている。
　上述したガス遮断器の遮断部は通常の負荷電流のみならず、各種の電流遮断責務を満たす必要があり、その性能は遮断部の固定主接触子と可動主接触子の接触状態及び固定アーク接触子と可動アーク接触子との接触状態に大きく影響される。
　ガス遮断器では、電流を遮断する回数が増えるに従って、接触子の接触状態が劣化して通電性能が低下することがあるため、ガス遮断器の信頼性を確保するためには定期的な保守点検が必要である。一方、ガス遮断器の接触子は、ＳＦ６ガスを封入したタンク内に収納されているので、保守点検の作業効率向上のためには、タンクを開放しないで接触子の状態を評価できることが望ましい。
　タンクを開放しないで接触子の状態を評価するものとしては、例えば、特許文献１及び２に記載されたものがある。
　特許文献１には、ガス遮断器の接触子の損耗検出装置について記載されており、このガス遮断器の接触子の損耗検出装置では、ストローク提供手段を持つ操作部を低速移動させながら接触抵抗の抵抗値を測定して接触子の損耗を評価している。また、特許文献２には、電力用開閉機器の開閉制御装置について記載されており、この電力用開閉機器の開閉制御装置では、電磁操作装置を駆動させる電磁コイルの励磁電流の変曲点が発生する時間の経時的変化から開閉接点の消耗量を求めている。
特開２０１１－２３３３９２号公報 特許第４７５８３３９号公報
　しかしながら、特許文献１では、接触抵抗を測定するための電気回路を配線する必要があるため、作業効率の向上が課題となる。また、特許文献２では、操作器の電磁コイルの電流や電圧の変曲点から電極の消耗状態を評価することはできるが、その消耗状態を改善する機能は有していない。
　本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、接触抵抗を測定するための電気回路を設けることなく、接触子の消耗状態や異常を評価して保守点検のための作業効率を高めると共に、接触子の消耗状態に応じて接触状態の改善を図ることで信頼性の高い開閉装置及びその動作状態診断方法を提供することにある。
　本発明の開閉装置は、上記目的を達成するために、固定側導体に設置された固定接触子及び該固定接触子に対して閉極又は開極する可動側導体に設置された可動接触子からなる遮断部と、前記可動接触子が動作するために駆動力を発生させるリニアモータと、該リニアモータの可動子の位置を検出する位置検出装置と、前記リニアモータの可動子の位置情報に基づいて、前記リニアモータに供給される電圧、電流及び/又は位相を制御することで前記可動接触子の可動範囲を設定する制御装置と、前記リニアモータを駆動するために供給される電流値から前記遮断部の状態変化を推定する状態把握手段とを備えていることを特徴とする。
　また、本発明の開閉装置の動作状態診断方法は、上記目的を達成するために、固定側導体に設置された固定接触子及び該固定接触子に対して閉極又は開極する可動側導体に設置された可動接触子からなる遮断部と、前記可動接触子が動作するために駆動力を発生させるリニアモータと、該リニアモータの可動子の位置を検出する位置検出装置と、前記リニアモータの可動子の位置情報に基づいて、前記リニアモータに供給される電圧、電流及び/又は位相を制御することで前記可動接触子の可動範囲を設定する制御装置と、前記リニアモータを駆動するために供給される電流値から前記遮断部の状態変化を推定する状態把握手段とを備え、前記制御装置は、前記位置検出装置で検出された前記リニアモータの可動子の位置情報に基づいて、前記リニアモータに供給される電圧、電流及び/又は位相を制御する制御部と、該制御部からの駆動信号を受けて、該駆動信号通りの電流を前記リニアモータに供給するドライブ回路とから成る開閉装置の遮断動作状態を診断するにあたり、前記可動接触子を含む可動部の時間に対するストローク最大値及び目標とする前記可動部の速度が設定されるステップと、遮断動作状態を判定するための基準値として前記可動主接触子と前記固定主接触子が開極する位置、前記可動部を構成する可動アーク接触子と前記固定接触子を少なくとも含む固定部を構成する固定アーク接触子が開極する位置、所定の時刻において所定の速度で動かすために必要な正常時の推力を設定するステップと、異常判定するための開極位置、推力値を設定するステップと、モータ制御部へ出力するｑ軸電流制限値を、前記リニアモータの定格電流値よりも低い値に設定するステップと、前記制御部で位置制御開始が実行されると、ｑ軸電流の取り込みと位置の取り込みが開始されるステップと、前記可動子の速度が等速度に到達したときの時刻と推力を取り込むステップと、前記可動主接触子と前記固定主接触の開極情報として開極直後の時刻、位置、推力を取り込み、前記可動アーク接触子と前記固定アーク接触子の開極情報として開極直後の時刻、位置、推力を取り込むステップと、位置信号が所定の位置になった時点で位置制御を終了するステップと、取り込んだ推力と開極位置でのそれぞれの値と基準値との比較を行い、その値が判定値よりも小さい場合には、そのまま状態診断モードを終了し、判定値よりも大きいものがある場合には異常信号を出して状態診断モードを終了するステップとを経て動作状態を診断することを特徴とする。
　更に、本発明の開閉装置の動作状態診断方法は、上記目的を達成するために、固定側導体に設置された固定接触子及び該固定接触子に対して閉極又は開極する可動側導体に設置された可動接触子からなる遮断部と、前記可動接触子が動作するために駆動力を発生させるリニアモータと、該リニアモータの可動子の位置を検出する位置検出装置と、前記リニアモータの可動子の位置情報に基づいて、前記リニアモータに供給される電圧、電流及び/又は位相を制御することで前記可動接触子の可動範囲を設定する制御装置と、前記リニアモータを駆動するために供給される電流値から前記遮断部の状態変化を推定する状態把握手段とを備え、前記制御装置は、前記位置検出装置で検出された前記リニアモータの可動子の位置情報に基づいて、前記リニアモータに供給される電圧、電流及び/又は位相を制御する制御部と、該制御部からの駆動信号を受けて、該駆動信号通りの電流を前記リニアモータに供給するドライブ回路とから成る開閉装置の投入動作状態を診断するにあたり、前記可動接触子を含む可動部の時間に対するストローク最小値及び目標とする前記可動部の速度が設定されるステップと、投入動作状態を判定するための基準値として前記可動主接触子と前記固定主接触子が開極する位置、前記可動部を構成する可動アーク接触子と前記固定接触子を少なくとも含む固定部を構成する固定アーク接触子が開極する位置、所定の時刻において所定の速度で動かすために必要な正常時の推力を設定するステップと、異常判定するための開極位置、推力値を設定するステップと、モータ制御部へ出力するｑ軸電流制限値を、前記リニアモータの定格電流値よりも低い値に設定するステップと、前記制御部で位置制御開始が実行されると、ｑ軸電流の取り込みと位置の取り込みが開始されるステップと、前記可動子の速度が等速度に到達したときの時刻と推力を取り込むステップと、前記可動主接触子と前記固定主接触の閉極情報として閉極直後の時刻、位置、推力をとして取り込むステップと、前記可動アーク接触子と前記固定アーク接触子の閉極情報として推力が増加した直後の時刻、位置、推力を取り込み、位置信号が所定の位置になった時点で位置制御を終了するステップと、取り込んだ推力と閉極位置でのそれぞれの値と基準値との比較を行い、その値が判定値よりも小さい場合には、そのまま状態診断モードを終了し、判定値よりも大きいものがある場合には異常信号を出して状態診断モードを終了するステップとを経て動作状態を診断することを特徴とする。
　本発明によれば、接触抵抗を測定するための電気回路を設けることなく、接触子の消耗状態や異常を評価して保守点検のための作業効率を高めると共に、接触子の消耗状態に応じて接触状態の改善を図ることで信頼性に優れた開閉装置を得ることができる。
本発明の開閉装置の実施例１であり、ガス遮断器の閉極状態を示す断面図である。 本発明の開閉装置の実施例１であり、ガス遮断器の開極状態を示す断面図である。 本発明の開閉装置の実施例１のガス遮断器に採用されるリニアモータの構成を示す斜視図である。 図３の正面図である。 図４から巻線を外して図示した図である。 リニアモータに流すｑ軸電流と推力Ｆとの関係を示す特性図である。 本発明の開閉装置の実施例１のガス遮断器の動作の一例を示し、遮断部の完全投入状態、主接触子の開極位置、アーク接触子の開極位置、完全遮断状態をそれぞれ示す図である。 本発明の開閉装置の実施例１のガス遮断器における開極動作時のストローク特性、可動部速度、可動部に働く摩擦力、リニアモータ推力Ｆ（Ｉｑ）のタイムチャート図である。 本発明の開閉装置の実施例１のガス遮断器における閉極動作時のストローク特性、可動部速度、可動部に働く摩擦力、リニアモータ推力Ｆ（Ｉｑ）のタイムチャート図である。 本発明の開閉装置の実施例１のガス遮断器に採用される制御部及びドライブ回路の詳細を示す図である。 本発明の開閉装置の実施例１のガス遮断器における状態診断モードの遮断動作時における処理手順のフローチャート図である。 本発明の開閉装置の実施例１のガス遮断器における状態診断モードの投入動作時における処理手順のフローチャート図である。 本発明の開閉装置の実施例１のガス遮断器における固定アーク接触子と可動アーク接触子を示す断面図である。 図１３Ａを左側方から見た図である。 本発明の開閉装置の実施例１のガス遮断器における固定アーク接触子と可動アーク接触子の損耗例を示す図である。 本発明の開閉装置の実施例１のガス遮断器における固定アーク接触子と可動アーク接触子に損耗の有無における開極動作時のストローク特性、可動部速度、可動部に働く摩擦力、リニアモータ推力Ｆ（Ｉｑ）を示すタイムチャート図である。
　以下、図示した実施例に基づいて本発明の開閉装置及びその動作状態診断方法を説明する。なお、以下で説明する実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。
　図１及び図２に、本発明の開閉装置の実施例１であるガス遮断器を示す。図１はガス遮断器の投入状態、図２はガス遮断器の遮断状態である。
　該図に示すように、本実施例のガス遮断器１は、事故電流を遮断するための遮断部１００と、遮断部１００を操作するための操作部１０１とに大別される。
　遮断部１００は、内部にＳＦ６ガスを封入したタンク２内に、タンク２の端部に設けられた絶縁スペーサ３に固定された固定側導体４と、固定側導体４の先端に設けられた固定主接触子１３ａと、この固定主接触子１３ａに対向配置され、固定主接触子１３ａに対して接触（閉極）または開離（開極）する可動主接触子１３ｂと、固定側導体４に設置された固定アーク接触子５ａと、この固定アーク接触子５ａと対向配置され、固定アーク接触子５ａに対して接触（閉極）または開離（開極）する可動アーク接触子５ｂと、この可動アーク接触子５ｂが可動電極１６を介して設置される可動側導体８と、可動アーク接触子５ｂの先端に設けられ、開極時に固定アーク接触子５ａと可動アーク接触子５ｂの間に発生するアークに消弧性ガスを吹き付けて消弧するノズル１２と、操作部１０１側に接続されると共に、可動側胴体８からパッファシャフト９を介して接続される絶縁ロッド１０を覆うように配置されている絶縁筒６と、可動主接触子１３ｂに接続され、主回路の一部を構成する主回路導体（図示せず）とから概略構成されている。１１はパッファピストンである。
　遮断部１００において、可動主接触子１３ｂ、可動アーク接触子５ｂ、可動電極１６、ノズル１２、パッファシャフト９が可動部１０２である。可動部１０２は絶縁ロッド１０を介して操作部１０１からの操作力を受けて図中矢印ｘの方向（以下、ｘ方向という）に移動する。可動主接触子１３ｂは、固定主接触子１３ａに対して、可動アーク接触子５ｂは固定アーク接触子５ａに対して電気的に開閉することにより、電流の遮断（開極）と投入（閉極）が行われるものである。
　このとき、遮断動作時には、可動主接触子１３ｂは可動アーク接触子５ｂよりも早く開極し、投入動作時には、可動主接触子１３ｂは可動アーク接触子５ｂよりも遅く閉極するように配置されている。また、可動電極１６はウエアリング１４ａ、パッファシャフト９はウエアリング１４ｂを介して摺動する。ウエアリング１４ａ、１４ｂはそれぞれ可動電極１６、パッファシャフト９の動作（軸方向移動）は許容し、電気的通電性能も有している。
　一方、操作部１０１は、タンク２に隣接して設けられる操作器ケース２２と、この操作ケース２２内に設置されたリニアモータ（操作器）２０と、このリニアモータ２０の内部に配置され、リニアモータ２０の内部をＡ方向に直線動作する可動子２３と、この可動子２３の周囲に設置され、可動子２３の位置を検出する位置検出装置２９と、位置検出装置２９で検出されたリニアモータ２０の可動子２３の位置情報に基づいて、リニアモータ２０に供給する電圧、電流や位相を制御する制御部２７と、この制御部２７からの駆動信号を受けて、該駆動信号通りの電圧をリニアモータ２０に供給するドライブ回路２８とから概略構成され、制御部２７とドライブ回路２８で制御装置を構成している。
　また、リニアモータ２０は、制御部２７及びドライブ回路２８から供給される電圧、電流により内部に磁界を発生させ、リニアモータ２０内に配置された可動子２３を電磁力により直線駆動させながら可動子２３の位置を位置検出装置２９で検出することができる。
　そして、可動子２３は、タンク２の気密を保ったまま駆動できるように設けられるガスシールユニット２４を通じて遮断部１００の絶縁ロッド１０に接続されている。ガスシールユニット２４は、絶縁ロッド１０の動作（軸方向移動）は許容し、タンク２内の気密は保つものである。
　また、リニアモータ２０は、密封端子２５を通じて操作器ケース２２の外部にあるドライブ回路２８とモータ接続線３０、制御部２７は位置検出装置２９のケーブルを含む制御ケーブル２６を通して電気的に接続されている。即ち、制御部２７は、位置検出装置２９で検出されたリニアモータ２０の可動子２３の位置情報に基づいて、リニアモータ２０に供給される電圧、電流や位相を制御し、この制御部２７からの駆動信号を受けて、ドライブ回路２８では、駆動信号通りの電流をリニアモータ２０に供給するものである。つまり、制御部２７及びドライブ回路２８は、リニアモータ２０に供給する電圧、電流量や位相を変化させる制御装置として働くものである。
　更に詳述すると、本実施例での制御部２７及びドライブ回路２８は、位置検出装置２９で検出されたリニアモータ２０の可動子２３の位置情報に基づいて、リニアモータ２０に供給される電圧、電流や位相を制御することでリニアモータ２０の可動子２３に働く推力の大きさや向きを可変し、可動主接触子１３ｂ、可動アーク接触子５ｂの駆動速度及び停止位置を制御して可動主接触子１３ｂの可動範囲を設定するものである。
　本実施例では、制御部２７の機能は、上位からの遮断又は投入指令を基に、リニアモータ２０を制御するためのドライブ回路２８の駆動信号を出力することと定義する。ドライブ回路２８は、スイッチング素子との付随回路から構成され、制御部２７からの駆動信号を受けて、その信号通りに内部の素子のスイッチングを行うことで、図示しない電源からリニアモータ２０への電圧と電流を供給する。
　位置検出装置２９は、例えば、リニアスケールをリニアモータ２０の可動子２３に貼り付け、センサでリニアスケールの位置を読み取ることで、制御部２７に可動子２３の位置信号を伝達することができる。この位置信号を基に、制御部２７では、位置制御及びモータ制御を実行する。また、特に図示しないが、ドライブ回路２８には、モータ電流センサが設けられており、モータ電流値は制御部２７に伝達される構成である。
　また、本実施例のリニアモータ２０は、リニアモータ２０を駆動するために供給される電圧値、電流値から遮断部の状態変化を推定する状態把握手段を備えている。この詳細については、図８、図９、図１４及び図１５を用いて後述する。
　なお、本実施例では、モータ関係が、制御部２７とドライブ回路２８及びリニアモータ２０に分けられているが、動作機能が同様である限り、これらの機器の分割構成にこだわるものではない。
　次に、リニアモータ２０の構成について、図３乃至図５を用いて説明する。図３はリニアモータ２０の一単位の構成の斜視図を示している。図４は図３の正面図、図５は図４から巻線を外して図示したものである。
　図３乃至図５に示すように、リニアモータ２０は、第１の磁極歯５９ａ及び第２の磁極歯５９ｂ、第１の磁極歯５９ａと第２の磁極歯５９ｂをつないだ磁性体５９、巻線５０ａ、５０ｂで構成された電機子５４ａ、５４ｂに対し、永久磁石５１を有する可動子がＺ軸方向に相対運動するように構成されている。可動子２３は、複数の永久磁石５１をＮ極とＳ極を交互に反転させつつ、磁石固定部材等により可動主接触子１３ｂの動作軸方向に機械的に連結する。可動子２３のＮ極とＳ極に対向して電機子５４ａ、５４ｂの第１の磁極歯５９ａ及び第２の磁極歯５９ｂを配置する。そして、巻線５０ａ、５０ｂに交流電流を流すことにより、連続的にＺ軸方向の推力が得られ、可動子の長さに応じて駆動距離を長くすることが可能になる。
　図６は、リニアモータ２０に流れるｑ軸電流とリニアモータ２０の推力Ｆ（Ｉｑ）との関係を示す一例である。
　該図に示す如く、リニアモータ２０に流れるｑ軸電流に対してリニアモータ２０の推力Ｆ（Ｉｑ）は一意に決まるので、ｑ軸電流の大きさからリニアモータ２０の推力を求めることができる。
　本実施例における遮断器の遮断動作について、図７を用いて説明する。
　図７の（ａ）は、ガス遮断器１の投入状態を示し、固定主接触子１３ａと可動主接触子１３ｂ、固定アーク接触子５ａと可動アーク接触子５ｂは閉極している。このとき、電流は固定主接触子１３ａと可動主接触子１３ｂを流れている。電流を遮断するために遮断動作が開始されると、リニアモータ２０の可動子２３、可動子２３につながる絶縁ロッド１０、絶縁ロッド１０につながるパファシャフト９、パッファシャフト９につながる可動主接触子１３ｂ、可動アーク接触子５ｂ、可動電極１６及びノズル１２からなる可動部１０２が移動する。
　図７の（ｂ）に示すように、可動子２３が位置ｘ１に到達すると最初に可動主接触子１３ｂと固定主接触子１３ａが開極し、電流が固定アーク接触子５ａと可動アーク接触子５ｂに流れるようになる。
　更に、図７の（ｃ）のように、可動子２３が位置ｘ２に到達すると可動アーク接触子５ｂと固定アーク接触子５ａが開極して、可動アーク接触子５ｂと固定アーク接触子５ａとの間にアークが発生する。ガス遮断器１では、この遮断動作によるパッファ室１５の圧縮によりＳＦ６ガスをアークに吹き付けてアークを消弧する。図７の（ｄ）は完全遮断位置にあり、このとき可動子２３は位置ｘ３にある。
　ガス遮断器１の投入動作では、ＳＦ６ガスをパッファ室１５内に吸引しながら可動部１０２が移動し、可動子２３が位置ｘ３から位置ｘ２に移動したところで可動アーク接触子５ｂと固定アーク接触子５ａが閉極する。更に、可動子２３が位置ｘ１に到達すると可動主接触子１３ｂと固定主接触子１３ａが閉極したあと、可動子２３は完全投入位置まで移動する。
　図８は、ガス遮断器１の遮断動作時の可動部１０２の時間に対する移動距離（以下、ストロークという）と可動部の速度、可動部１０２に働く摩擦力Ｆｆ、リニアモータ２０の推力Ｆ（Ｉｑ）（遮断部の状態変化を推定する状態把握手段）のタイムチャートを示している。図８は、パッファ室１５内の圧力上昇がないように可動部１０２を低速でかつ等速度で駆動した場合の特性である。
　該図に示す如く、遮断動作を開始するため、時刻０でリニアモータ２０に通電を開始すると可動部１０２が動き始め、時刻ｔ１で可動部１０２の速度が一定速度ｖ０になる。時刻ｔ２で可動主接触子１３ｂと固定主接触１３ａが開極する位置ｘ１に到達し、時刻ｔ３で可動アーク接触子５ｂと固定アーク接触子５ａが開極する位置ｘ２に到達した後、可動子１０２を位置ｘ３に停止させるため可動部１０２は減速を開始し、時刻ｔ４で可動部１０２は、完全遮断位置ｘ３に到達して遮断動作が完了する。
　図９は、ガス遮断器１の投入動作時の可動部１０２の時間に対するストロークと可動部１０２の速度、可動部１０２に働く摩擦力Ｆｆ、リニアモータ２０の推力Ｆ（Ｉｑ）（遮断部の状態変化を推定する状態把握手段）のタイムチャートを示している。図９は、パッファ室１５内の圧力低下がないように可動部１０２を低速で、かつ、等速度で駆動した場合の特性である。
　該図に示す如く、投入動作を開始するため、時刻０でリニアモータ２０に通電を開始すると、時刻ｔ５で可動部１０２の速度が一定速度－ｖ０になる。時刻ｔ６で可動アーク接触子５ｂと固定アーク接触子５ａが閉極する位置ｘ５に到達し、時刻ｔ７で可動主接触子１３ｂと固定主接触子１３ａが閉極する位置ｘ６に到達する。可動部１０２は完全投入位置（ｘ＝０）で停止するため減速を開始し、時刻８で可動部１０２が完全投入位置（ｘ＝０）に到達して投入動作が完了する。
　ここで、ｘ方向の右向きの速度及び力を正とする。遮断動作により可動部１０２がｘ方向の右向きに移動すると、リニアモータ２０は可動部１０２の接触部及び摺動部から負の方向に摩擦力Ｆｆを受ける。一方、投入動作により可動部１０２がｘ方向の左向きに移動すると、リニアモータ２０は可動部１０２の各部から正の方向に摩擦力Ｆｆを受ける。
　可動部１０２が動作するときの摩擦力Ｆｆは、主に固定主接触子１３ａと可動主接触子１３ｂの間の接触力に起因する摩擦力Ｆｆａ、固定アーク接触子５ａと可動アーク接触子５ｂの間の接触力に起因する摩擦力Ｆｆｂ、可動電極１６とウエアリング１４ａ及びパッファシャフト９とウエアリング１４ｂとの間の摺動に起因する摩擦力Ｆｆｃがある。
　完全投入位置（Ｘ＝０、時刻ｔ＝０）から可動主接触子１３ｂと固定主接触子１３ａが開極する位置ｘ１（時刻ｔ２）までの摩擦力Ｆｆは、固定主接触子１３ａと可動主接触子１３ｂの間の接触力に起因する摩擦力Ｆｆａ、固定アーク接触子５ａと可動アーク接触子５ｂの間の接触力に起因する摩擦力Ｆｆｂ、可動電極１６とウエアリング１４ａ及びパッファシャフト９とウエアリング１４ｂとの間の摺動に起因する摩擦力Ｆｆｃの合計となり、数１で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　位置ｘ１（時刻ｔ２）から可動アーク接触子５ｂと固定アーク接触子５ａが開極する位置ｘ２（時刻ｔ３）までの摩擦力Ｆｆは、固定アーク接触子５ａと可動アーク接触子５ｂの間の接触力に起因する摩擦力Ｆｆｂ、可動電極１６とウエアリング１４ａ及びパッファシャフト９とウエアリング１４ｂとの間の摺動に起因する摩擦力Ｆｆｃの合計となり、数２で求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　位置ｘ２（時刻ｔ３）から可動部１０２が遮断位置に到達して遮断動作が完了する位置ｘ３（時刻ｔ４）までの摩擦力Ｆｆは、可動電極１６とウエアリング１４ａ及びパッファシャフト９とウエアリング１４ｂとの間の摺動に起因する摩擦力Ｆｆｃのみとなり、数３で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　同様に、投入動作のときは、完全遮断位置ｘ３から可動アーク接触子５ｂと固定アーク接触子５ａが閉極する位置ｘ２（時刻ｔ６）までの摩擦力ｆＦは数３、位置ｘ２（時刻ｔ６）から可動主接触子１３ｂと固定主接触子１３ａが閉極する位置ｘ１（時刻ｔ７）までの摩擦力Ｆｆは数２、位置ｘ１（時刻ｔ７）から可動部１０２の投入動作が完了する位置ｘ＝０（時刻ｔ８）までの摩擦力ｆＦは数１となる。
　リニアモータ２０の可動子２３、絶縁ロッド１０、パファシャフト９と可動主接触子１３ｂ、可動アーク接触子５ｂ、可動電極１６及びノズル１２からなる可動部１０２の合計の質量をｍ、可動子２３の位置をｘ、リニアモータ２０の駆動力をＦ（Ｉｑ）、摩擦力をＦｆとすると、可動子２３の動きを表す運動方程式は、数４となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　なお、Ｉｑはリニアモータ２０のｑ軸電流である。
　図１０に、本実施例における制御部２７及びドライブ回路２８の詳細を示す。
　該図に示す如く、リニアモータ２０では、上位からの遮断又は投入指令をもとに制御部２７がリニアモータ２０を制御するためのドライブ回路２８の駆動信号を出力する。ドライブ回路２８は、制御部２７からの駆動信号を受けて、その信号通りに内部の素子のスイッチングを行い図示しない電源からリニアモータ２０に電流を供給する。
　また、リニアモータ２０の可動子２３に貼り付けたセンサでリニアスケールの位置を読み取ることで可動子２３の位置を把握して、制御部２７に可動子２３の位置信号を伝達することができる。この位置信号を基に制御部２７では摩擦力Ｆｆが変化しても、可動部１０２のストローク特性が変わらないように位置制御を実行する。
　ドライブ回路２８にはモータ電流センサが設けられており、モータ電流値は制御部２７に伝達され、モータ制御に反映される構成となっている。リニアモータ２０の駆動力は、モータ電流及びモータ位相から計算されるｑ軸電流で制御され、モータ推力はｑ軸電流に比例する。
　制御部２７は、通常モード処理部２７Ａと状態診断モード処理部２７Ｂ及びモータ制御部２７Ｃから構成される。通常モード処理部２７Ａは、上位からの遮断信号や投入信号をもとに必要動作を判断し、モータ制御部２７Ｃへ適切な位置指令や速度制限値、ｑ軸電流制限値を出力する機能を有する。
　一方、状態診断モード処理部２７Ｂは、位置検出装置２９からの位置信号Ｘとモータ電流信号からモータ推力に比例したｑ軸電流の大きさの変化とｑ軸電流が変化する可動子２３の位置を位置検出装置２９で特定して、遮断部の状態を評価することができる。
　モータ制御部２７Ｃへの入力は、モード信号により通常モード処理部２７Ａからの入力になるか、状態診断モード処理部２７Ｂからの入力になるか選択される。モータ制御部２７Ｃは、位置検出装置２９からの位置信号及び状態診断モード処理部２７Ｂ又は通常モード処理部２７Ａからの入力信号を基に演算される位置制御系からモータ推力に比例するｑ軸電流指令値を求め、このｑ軸電流指令値を発生させるために必要な駆動信号を演算し、演算した駆動信号をドライブ回路２８へ出力する。
　図１１を用いて、遮断動作時状態診断モードにおける遮断動作における状態評価方法について説明する。
　該図に示す如く、モード信号に状態診断モードが入力され、制御部２７の状態診断モード処理部２７Ｂが処理を開始する（Ｓ１）。状態診断モードでは、位置指令としてストローク最大値Ｘｍａｘ＝Ｘ３、目標とする速度ｖ０（等速度）が設定される（Ｓ２、Ｓ３）。更に、状態を判定するための基準値として可動主接触子１３ｂと固定主接触子１３ａが開極する位置Ｘ１０、可動アーク接触子５ｂと固定アーク接触子５ａが開極する位置Ｘ２０、図８に示す時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３において速度ｖ０で動かすために必要な正常時の推力Ｆ１０、Ｆ２０、Ｆ３０を設定する（Ｓ４）。また、異常判定するための値Ｘ１ｘ、Ｘ２ｘ、Ｆ１ｘ、Ｆ２ｘ、Ｆ３ｘを設定する（Ｓ５）。更に、リニアモータ２０が必要以上の推力を出さないようにｑ軸電流制限値Ｉｑｍａｘを、リニアモータ２０の定格電流値よりも低い値Ｉｑ１に設定する（Ｓ６）。
　次に、位置制御開始（Ｓ７）が実行されると、ｑ軸電流の取り込みと位置Ｘの取り込みが開始される（Ｓ８、Ｓ９）。可動子２３の速度が等速度ｖ０に到達したときの時刻と推力をそれぞれｔ１、Ｆ１（＝Ｆｆａ＋Ｆｆｂ＋Ｆｆｃ）として取り込む（Ｓ１０、Ｓ１１）。可動主接触子１３ｂと固定主接触子１３ａが開極すると速度ｖ０を維持するために必要な推力Ｆ（Ｉｑ）が減少するので、主接触子の開極情報として直後の時刻、位置、推力をｔ１、ｘ１、Ｆ２（＝Ｆｆｂ＋Ｆｆｃ）として取り込み、可動アーク接触子５ｂと固定アーク接触子５ａが開極すると速度ｖ０を維持するために必要な推力Ｆ（Ｉｑ）が減少するので、開極情報として直後の時刻、位置、推力をｔ２、ｘ２、Ｆ１（＝Ｆｆｃ）として取り込む（Ｓ１２～Ｓ１５）。
　位置信号がｘ＝Ｘ３になった時点で位置制御を終了する（Ｓ１６、Ｓ１７）。その後、取り込んだ推力と開極位置でのそれぞれの値と基準値との比較を行い、その値が判定値よりも小さい場合には、そのまま状態診断モードを終了し、判定値よりも大きいものがある場合には異常信号を出して状態診断モードを終了する（Ｓ１８～Ｓ２４）。
　次に、図１２を用いて、投入動作時状態診断モードにおける投入動作における状態評価方法について説明する。
　該図に示す如く、モード信号に状態診断モードが入力され、制御部２７の状態診断モード処理部２７Ｂが処理を開始する（Ｓ２５）。状態診断モードでは、位置指令としてストローク最小値Ｘｍｉｎ＝０、目標とする速度ｖ０（等速度）が設定される（Ｓ２６、Ｓ２７）。更に、状態を判定するための基準値として可動主接触子１３ｂと固定主接触子１３ａが開極する位置Ｘ１０、可動アーク接触子５ｂと固定アーク接触子５ａが開極する位置Ｘ２０、図９に示す時刻ｔ５、ｔ６、ｔ７において速度ｖ０で動かすために必要な正常時の推力Ｆ１０、Ｆ２０、Ｆ３０を設定する（Ｓ２８）。また、異常判定するための値Ｘ１ｘ、Ｘ２ｘ、Ｆ１ｘ、Ｆ２ｘ、Ｆ３ｘを設定する（Ｓ２９）。更に、リニアモータ２０が必要以上の推力を出さないようにｑ軸電流制限値Ｉｑｍａｘを、リニアモータ２０の定格電流値よりも低い値Ｉｑ１に設定する（Ｓ３０）。
　次に、位置制御開始（３１）が実行されると、ｑ軸電流の取り込みと位置Ｘの取り込みが開始される（Ｓ３２、Ｓ３３）。可動子２３の速度が等速度ｖ０に到達したときの時刻と推力をそれぞれｔ５、Ｆ４（＝Ｆｆｃ）として取り込む（Ｓ３４、Ｓ３５）。可動アーク接触子５ｂと固定アーク接触子５ａが閉極すると速度ｖ０を維持するために必要な推力Ｆ（Ｉｑ）が増加するので、閉極情報として直後の時刻、位置、推力をｔ６、Ｘ５、Ｆ５（＝Ｆｆｃ＋Ｆｆｂ）として取り込む（Ｓ３６、Ｓ３７）。可動主接触子１３ｂと固定主接触子１３ａが閉極すると速度ｖ０を維持するために必要な推力Ｆ（Ｉｑ）がさらに増加するので、主接触子の閉極情報として推力が増加した直後の時刻、位置、推力をｔ７、ｘ６、Ｆ６（＝Ｆｆｃ＋Ｆｆｂ＋Ｆｆａ）として取り込み、位置信号がｘ＝０になった時点で位置制御を終了する（Ｓ４０、Ｓ４１）。
　その後、取り込んだ推力と閉極位置でのそれぞれの値と基準値との比較を行い、その値が判定値よりも小さい場合にはそのまま状態診断モードを終了し、判定値よりも大きいものがある場合には異常信号を出して状態診断モードを終了する（Ｓ４２～Ｓ４８）。
　図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、可動アーク接触子５ｂの構造の詳細図である。
　通常、可動アーク接触子５ｂの接触力は先端部分の分割構造によるばね性により維持されている。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）の場合では、セグメント８１から８８までの８分割構造であり、設計上は各セグメントの接触力は同じであるため、可動アーク接触子５ｂの接触力の１/８が１つのセグメントの接触力である。固定アーク接触子５ａ及び可動アーク接触子５ｂは、アークを繰り返し遮断することにより損耗して形状が変わり、接触力が低下する場合がある。
　図１４に、固定アーク接触子５ａと可動アーク接触子５ｂの形状変化（遮断部の状態変化）の例を示す。該図において、点線が固定アーク接触子５ａと可動アーク接触子５ｂの損耗前で、実線が損耗後の形状である。
　損耗により固定アーク接触子５ａの長さが短くなると、可動アーク接触子５ｂが開極する位置ｘ２が変わり、完全投入位置から位置ｘ２までの距離であるワイプ長が短くなるので遮断性能が変わる場合がある。また、固定アーク接触子５ａの径が細くなるように消耗すると、可動アーク接触子５ｂとの接触力が変わり、通電性能が低下することになる。更に、可動アーク接触子５ｂも開閉の繰り返しによる内径の拡大や損耗によって接触力が低下する場合がある。
　よって、通常は、定期点検でガス遮断器１のタンク２を開放して接触子の形状を検査して、損耗・損傷が大きい場合には接触子を交換する。
　図１５は、固定アーク接触子５ａと可動アーク接触子５ｂに損耗の有無における開極動作時のストローク特性、可動部速度、可動部１０２に働く摩擦力、リニアモータ２０の推力Ｆ（Ｉｑ）のタイムチャート図である。
　該図に示す如く、固定アーク接触子５ａと可動アーク接触子５ｂの長さが消耗により短くなった場合には、可動アーク接触子５ｂと固定アーク接触子５ａが開極する位置がｘ２からｘ２'に短くなり、その差（ｘ２'－ｘ）から固定アーク接触子５ａと可動アーク接触子５ｂの損耗を定量的に評価することができる。また、固定アーク接触子５ａと可動アーク接触子５ｂが径方向に消耗した場合には、摩擦力が低下するために速度ｖ０を維持するために必要な推力|Ｆ（Ｉｑ）|がＦ２からＦ２'に減少するので、固定アーク接触子５ａと可動アーク接触子５ｂの異常を診断することができる。
　同様の方法で固定主接触子５ａと可動主接触子５ｂとの接触力、開極・閉極位置及びウエアリング部１４ａ、１４ｂ部の摺動状態を、開閉動作時の摩擦力の変化から評価できる（接触力及び開極・閉極位置の評価は投入動作時にもできる）。
　以上のように、本実施例によれば、遮断器のタンクを開放して接触抵抗を測定するための電気回路を設けることなく、接触子の消耗状態や異常を評価して保守点検のための作業効率を高めると共に、接触子の消耗状態に応じて接触状態の改善を図ることで信頼性に優れ、作業効率が向上するガス遮断器を得ることができる。
　更に、ワイプ量が短くなった場合には、リニアモータ２０の設定のみでワイプ量が短くなった分だけストローク長を増やすことでワイプ長を一定に保つことができ、遮断器の信頼性を維持することができる。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　１…ガス遮断器、２…タンク、３…絶縁スペーサ、４…固定側導体、５ａ…固定アーク接触子、５ｂ…可動アーク接触子、６…絶縁筒、８…可動側導体、９…パッファシャフト、１０…絶縁ロッド、１１…パッファピストン、１２…ノズル、１３ａ…固定主接触子、１３ｂ…可動主接触子、１４ａ、１４ｂ…ウエアリング、１５…パッファ室、１６…可動電極、２０…リニアモータ、２２…操作器ケース、２３…可動子、２４…ガスシールユニット、２５…密封端子、２６…制御ケーブル、２７…制御部、２７Ａ…通常モード処理部、２７Ｂ…状態診断モード処理部、２７ｃ…モータ制御部、２８…ドライブ回路、２９…位置検出装置、３０…モータ接続線、５０ａ、５０ｂ…巻線、５１…永久磁石、５４ａ、５４ｂ…電機子、５９…磁性体、５９ａ…第１の磁極歯、５９ｂ…第２の磁極歯、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８…セグメント８、１００…遮断部、１０１…操作部、１０２…可動部。

Claims (14)

  1. 　固定側導体に設置された固定接触子及び該固定接触子に対して閉極又は開極する可動側導体に設置された可動接触子からなる遮断部と、前記可動接触子が動作するために駆動力を発生させるリニアモータと、該リニアモータの可動子の位置を検出する位置検出装置と、前記リニアモータの可動子の位置情報に基づいて、前記リニアモータに供給される電圧、電流及び/又は位相を制御することで前記可動接触子の可動範囲を設定する制御装置と、前記リニアモータを駆動するために供給される電流値から前記遮断部の状態変化を推定する状態把握手段とを備えていることを特徴とする開閉装置。
  2. 　請求項１の開閉装置において、
    　前記状態把握手段による前記リニアモータに供給される電流値からの前記遮断部の状態変化の推定は、前記開閉装置の遮断動作時及び/又は前記開閉装置の投入動作時の少なくとも前記可動接触子を含む可動部の時間に対するストロークと前記可動部の速度、前記可動部に働く摩擦力及び前記リニアモータの推力に基づいて行われることを特徴とする開閉装置。
  3. 　請求項２の開閉装置において、
    　前記遮断部の状態変化とは、前記固定接触子を少なくとも含む固定部を構成する固定アーク接触子及び/又は前記可動部を構成する可動アーク接触子の長さが短くなることであることを特徴とする開閉装置。
  4. 　請求項２の開閉装置において、
    　前記遮断部の状態変化とは、前記固定接触子を少なくとも含む固定部を構成する固定アーク接触子及び/又は前記可動部を構成する可動アーク接触子の径が細くなることであることを特徴とする開閉装置。
  5. 　請求項２の開閉装置において、
    　前記遮断部の状態変化とは、前記可動部を構成する可動アーク接触子の内径の拡大であることを特徴とする開閉装置。
  6. 　請求項３の開閉装置において、
    　前記固定アーク接触子及び/又は前記可動アーク接触子の長さが短くなった場合は、前記固定アーク接触子と前記可動アーク接触子が開極する位置の差から前記固定アーク接触子及び前記可動アーク接触子の損耗を評価することを特徴とする開閉装置。
  7. 　請求項４の開閉装置において、
    　前記固定アーク接触子及び/又は前記可動アーク接触子の径が細くなった場合は、前記可動部が所定の速度を維持するために必要な推力が減少するか否かで前記固定アーク接触子及び前記可動アーク接触子の異常を診断することを特徴とする開閉装置。
  8. 　請求項１乃至７のいずれか１項に記載の開閉装置において、
    　前記制御装置は、前記位置検出装置で検出された前記リニアモータの可動子の位置情報に基づいて、前記リニアモータに供給される電圧、電流及び/又は位相を制御する制御部と、該制御部からの駆動信号を受けて、該駆動信号通りの電流を前記リニアモータに供給するドライブ回路とから成ることを特徴とする開閉装置。
  9. 　請求項８に記載の開閉装置において、
    　前記制御部は、通常モード処理部と状態診断モード処理部及びモータ制御部から構成され、前記通常モード処理部は、上位からの遮断信号及び投入信号を基に前記遮断部の必要動作を判断し、前記モータ制御部へ位置指令と速度制御値及びｑ軸電流制限値を出力する機能を有し、かつ、前記状態診断モード処理部は、前記位置検出装置からの位置信号とモータ電流信号からモータ推力に比例したｑ軸電流の大きさの変化及び前記ｑ軸電流が変化する前記可動子の位置を前記位置検出装置で特定して前記遮断部の状態を評価する機能を有し、前記モータ制御部は、前記位置信号及び前記状態診断モード処理部又は前記通常モード処理部からの入力信号を基に演算される前記リニアモータの推力に比例するｑ軸電流指令値を求め、該ｑ軸電流指令値を発生させるために必要な駆動信号を演算し、該駆動信号を前記ドライブ回路へ出力する機能を有することを特徴とする開閉装置。
  10. 　請求項１乃至９のいずれか１項に記載の開閉装置において、
    　前記リニアモータの可動子の位置を検出する位置検出装置は、前記可動子に貼り付けられたリニアスケールと、該リニアスケールの位置を読み取るセンサとから成ることを特徴とする開閉装置。
  11. 　請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の開閉装置において、
    　前記リニアモータは、永久磁石を磁化方向に反転させつつ複数個並べて形成された可動子と、前記永久磁石を上下方向から挟み込むように配置された第１の磁極歯及び第２の磁極歯、該第１の磁極歯及び第２の磁極歯をつなぎ磁束の経路を形成する磁性体、前記第１の磁極歯と第２の磁極歯にそれぞれ配置された巻線から成る電機子とを備えていることを特徴とする開閉装置。
  12. 　請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の開閉装置において、
    　前記遮断部はタンク内に収納され、かつ、前記リニアモータは前記タンクと隣接配置されたケース内に配置されていると共に、前記リニアモータの可動子が、前記タンク内の前記可動接触子と絶縁ロッドを介して接続されていることを特徴とする開閉装置。
  13. 　固定側導体に設置された固定接触子及び該固定接触子に対して閉極又は開極する可動側導体に設置された可動接触子からなる遮断部と、前記可動接触子が動作するために駆動力を発生させるリニアモータと、該リニアモータの可動子の位置を検出する位置検出装置と、前記リニアモータの可動子の位置情報に基づいて、前記リニアモータに供給される電圧、電流及び/又は位相を制御することで前記可動接触子の可動範囲を設定する制御装置と、前記リニアモータを駆動するために供給される電流値から前記遮断部の状態変化を推定する状態把握手段とを備え、前記制御装置は、前記位置検出装置で検出された前記リニアモータの可動子の位置情報に基づいて、前記リニアモータに供給される電圧、電流及び/又は位相を制御する制御部と、該制御部からの駆動信号を受けて、該駆動信号通りの電流を前記リニアモータに供給するドライブ回路とから成る開閉装置の遮断動作状態を診断するにあたり、
    　前記可動接触子を含む可動部の時間に対するストローク最大値及び目標とする前記可動部の速度が設定されるステップと、遮断動作状態を判定するための基準値として前記可動主接触子と前記固定主接触子が開極する位置、前記可動部を構成する可動アーク接触子と前記固定接触子を少なくとも含む固定部を構成する固定アーク接触子が開極する位置、所定の時刻において所定の速度で動かすために必要な正常時の推力を設定するステップと、異常判定するための開極位置、推力値を設定するステップと、モータ制御部へ出力するｑ軸電流制限値を、前記リニアモータの定格電流値よりも低い値に設定するステップと、前記制御部で位置制御開始が実行されると、ｑ軸電流の取り込みと位置の取り込みが開始されるステップと、前記可動子の速度が等速度に到達したときの時刻と推力を取り込むステップと、前記可動主接触子と前記固定主接触の開極情報として開極直後の時刻、位置、推力を取り込み、前記可動アーク接触子と前記固定アーク接触子の開極情報として開極直後の時刻、位置、推力を取り込むステップと、位置信号が所定の位置になった時点で位置制御を終了するステップと、取り込んだ推力と開極位置でのそれぞれの値と基準値との比較を行い、その値が判定値よりも小さい場合には、そのまま状態診断モードを終了し、判定値よりも大きいものがある場合には異常信号を出して状態診断モードを終了するステップとを経て動作状態を診断することを特徴とする開閉装置の動作状態診断方法。
  14. 　固定側導体に設置された固定接触子及び該固定接触子に対して閉極又は開極する可動側導体に設置された可動接触子からなる遮断部と、前記可動接触子が動作するために駆動力を発生させるリニアモータと、該リニアモータの可動子の位置を検出する位置検出装置と、前記リニアモータの可動子の位置情報に基づいて、前記リニアモータに供給される電圧、電流及び/又は位相を制御することで前記可動接触子の可動範囲を設定する制御装置と、前記リニアモータを駆動するために供給される電流値から前記遮断部の状態変化を推定する状態把握手段とを備え、前記制御装置は、前記位置検出装置で検出された前記リニアモータの可動子の位置情報に基づいて、前記リニアモータに供給される電圧、電流及び/又は位相を制御する制御部と、該制御部からの駆動信号を受けて、該駆動信号通りの電流を前記リニアモータに供給するドライブ回路とから成る開閉装置の投入動作状態を診断するにあたり、
    　前記可動接触子を含む可動部の時間に対するストローク最小値及び目標とする前記可動部の速度が設定されるステップと、投入動作状態を判定するための基準値として前記可動主接触子と前記固定主接触子が開極する位置、前記可動部を構成する可動アーク接触子と前記固定接触子を少なくとも含む固定部を構成する固定アーク接触子が開極する位置、所定の時刻において所定の速度で動かすために必要な正常時の推力を設定するステップと、異常判定するための開極位置、推力値を設定するステップと、モータ制御部へ出力するｑ軸電流制限値を、前記リニアモータの定格電流値よりも低い値に設定するステップと、前記制御部で位置制御開始が実行されると、ｑ軸電流の取り込みと位置の取り込みが開始されるステップと、前記可動子の速度が等速度に到達したときの時刻と推力を取り込むステップと、前記可動主接触子と前記固定主接触の閉極情報として閉極直後の時刻、位置、推力をとして取り込むステップと、前記可動アーク接触子と前記固定アーク接触子の閉極情報として推力が増加した直後の時刻、位置、推力を取り込み、位置信号が所定の位置になった時点で位置制御を終了するステップと、取り込んだ推力と閉極位置でのそれぞれの値と基準値との比較を行い、その値が判定値よりも小さい場合には、そのまま状態診断モードを終了し、判定値よりも大きいものがある場合には異常信号を出して状態診断モードを終了するステップとを経て動作状態を診断することを特徴とする開閉装置の動作状態診断方法。
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