JP2006236773A

JP2006236773A - 遮断器

Info

Publication number: JP2006236773A
Application number: JP2005049344A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Matsuo; 尾和宏松; Satoru Ishida; 田哲石; Tomoyasu Itou; 藤智庸伊; Hiroaki Nakabayashi; 林寛明中; Shigeo Nagaya; 屋重夫長
Original assignee: Toshiba Corp; Chubu Electric Power Co Inc
Current assignee: Toshiba Corp; Chubu Electric Power Co Inc
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】短時間の間隔で複数回の開路、閉路動作を可能としえる遮断器を提供する。
【解決手段】遮断器は、接離自在の一対の接点３，４を三相分有する遮断部１ａと、遮断部１ａに連結され、この遮断部１ａの各一対の接点３，４をそれぞれ開離させる電磁反発コイル１２を三相分有する電磁反発コイル部１ｃと、電磁反発コイル部１ｃの各電磁反発コイル１２をコンデンサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃの放電電流で励磁する３つの電源回路２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、電磁反発コイル部１ｃに連結され、遮断部１ａの一対の接点３，４を開離させる操作機構部１ｄとを備えている。３つの電源回路２０ａ，２０ｂ，２０の各コンデンサ１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、遮断部１ａの各一対の接点３，４を一括して開離させることのできる容量を有している。３つの電源回路２０ａ，２０ｂ，２０は並列接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、開閉動作のうち、特に開路動作を改善し得る電磁反発コイルを備えた遮断器に関する。

従来のこの種の遮断器における真空遮断器は、通常の開閉動作を行う操作機構とともに、開路動作を高速に行う電磁反発コイルを備えたものが知られている。（例えば、特許文献１参照。）
図２に示すように、電磁反発コイルを備えた真空遮断器は図示上段から遮断部１ａ、遮断部１ａに連結されたワイプばね部１ｂ、ワイプばね部１ｂに連結された電磁反発コイル部１ｃ、及び最下段の遮断部１ａを開閉する操作機構部１ｄに分かれて構成されている。

遮断部１ａには真空容器２内に接離自在の一対の接点３，４を有する真空バルブ５が設けられている。

ワイプばね部１ｂには、真空バルブ５の可動通電軸６の軸方向に絶縁操作ロッド７、および第１の可動軸８を介してワイプばねフォルダ９が連結されている。ワイプばねフォルダ９内には、一対の接点３，４の接触時に接触荷重を与えるワイプばね１０が設けられている。

電磁反発コイル部１ｃには、ワイプばねフォルダ９に連結された第２の可動軸１１が軸方向に設けられ、この第２の可動軸１１の周りに、図示しない固定部材に固定された例えばエポキシ樹脂でモールドされた電磁反発コイル１２が設けられている。また、電磁反発コイル１２に対置して円板上の反発リング１３が第２の可動軸１１に固定されている。そして、電磁反発コイル１２にはサイリスタスイッチ１４を介してコンデンサ１５が並列接続され、コンデンサ１５は充電用スイッチ１６を介して直流電源１７から充電されるようになっている。

操作機構部１ｄには、第２の可動軸１１に連結された永久磁石、アーマチュア、及び開路・閉路コイルなどからなる電磁アクチュエータ１８が設けられ、遮断部１ａの開閉が行われる。

そして、開路状態にする場合には、サイリスタスイッチ１４を投入し、予め充電してあるコンデンサ１５からの電流を電磁反発コイル１２に通電する。これにより、電磁反発コイル１２が励磁され、反発リング１３との間に反発力が生じて第２の可動軸１１が図示下方の開路方向へ移動し、一対の接点３，４が開離する。同時に、電磁アクチュエータ１８も動作して第２の可動軸１１が図示下方の開路方向へ移動し、最終の開路位置まで移動する。また、コンデンサ１５は、上記の動作で放電するので、この動作後充電用スイッチ１６が投入され、直流電源１７から充電される。充電に要する時間は数十秒であり、充電が完了すると、充電用スイッチ１６は開放される。

閉路状態にする場合には、電磁アクチュエータ１８を動作させ、第２の可動軸１１を図示上方の閉路方向に移動させることにより、一対の接点３，４が接触する。
特開平１０−３２６５４６号公報（第２〜３ページ、図５）

上記の従来の遮断器においては、次のような問題がある。

遮断器には、開路をＯ、閉路をＣとすると、Ｏ−１分−ＣＯ−３分−ＣＯの標準動作責務（ＪＥＣ−２３００−１９９８）がある。しかしながら、複数の雷雲から短時間の間隔で落雷が起きるような過酷な条件となる多重雷の侵入時には、第１波の雷侵入時の地絡に対しては開路動作ができるものの、第２波以降の雷侵入時の地絡に対してはコンデンサ１５の充電が完了していないので開路動作をすることができない。

即ち、電力系統によっては、雷侵入時に地絡が起きると遮断器で一度電力系統を開路し、例えば０．２秒のような短時間後に強制閉路させるものがある。このような強制閉路を組み込んだ電力系統に用いられる遮断器では、開路後、短時間で強制閉路し、上記のような多重雷の侵入時には直ちに再開路させなくてはならないが、コンデンサ１５の充電時間よりも雷侵入が短時間であるので再開路をさせることができない。

このため、例えば、Ｏ−０．２秒―ＣＯ−０．２秒−ＣＯのような短時間の間隔で開路、閉路動作を繰り返し行うことのできる遮断器が望まれていた。

本発明は上記問題を解決させるためになされたもので、短時間の間隔で複数回の開路、閉路動作を可能とし得る遮断器を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の遮断器は、接離自在の一対の接点を三相分有する遮断部と、遮断部に連結され、この遮断部の各一対の接点をそれぞれ開離させる電磁反発コイルを三相分有する電磁反発コイル部と、電磁反発コイル部の各電磁反発コイルをコンデンサの放電電流で励磁する３つの電源回路と、電磁反発コイル部に連結され、遮断部の一対の接点を開離させる操作機構部とを備え、３つの電源回路の各コンデンサは、遮断部の各一対の接点を一括して開離させることのできる容量を有し、これらの３つの電源回路は並列接続されていることを特徴とする。

本発明の構成によれば、電磁反発コイルをコンデンサの放電電流で励磁する電源回路を、３回路で構成して並列接続しているので、短時間の間隔で開路動作と閉路動作とを繰り返し行うことができる。

以下、本発明による遮断器の実施の形態を図面を参照して説明する。

本発明の遮断器の一実施の形態を図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る遮断器の構成を示す断面図である。なお、図１において、従来と同様の構成部分については同一符号を付した。

図１に示すように、電磁反発コイルを備えた真空遮断器は、図示上段から遮断部１ａ、遮断部１ａに連結されたワイプばね部１ｂ、ワイプばね部１ｂに連結された電磁反発コイル部１ｃ、および最下段の遮断部１ａを開閉する操作機構部１ｄに分かれて構成されている。

遮断部１ａには、真空容器２内に接離自在の一対の接点３，４を有する真空バルブ５が設けられている。

ワイプばね部１ｂには、真空容器２外の軸方向に伸びた可動通電軸６端に絶縁操作ロッド７の一方端が固定されている。絶縁操作ロッド７の他端には、第１の可動軸８を介してワイプばねフォルダ９が連結されている。この第１の可動軸８は、ワイプばねフォルダ９の一側面を移動自在に貫通し、ワイプばねフォルダ９内に設けられた一対の接点３，４の接触時に接触荷重を与えるワイプばね１０に接触している。

電磁反発コイル部１ｃには、ワイプばねフォルダ９の他側面に固定された第２の可動軸１１が軸方向に設けられている。この第２の可動軸１１の周りには、図示しない固定部材に固定された例えばエポキシ樹脂でモールドされた環状の電磁反発コイル１２が設けられている。また、電磁反発コイル１２に対置して円板上の反発リング１３が第２の可動軸１１に固定されている。

なお、図１には一相分の真空バルブ５、絶縁操作ロッド７、第１の可動軸８、ワイプバネフォルダ９、第２の可動軸１１、電磁反発コイル１２、および反発リング１３しか示されていないが、本実施の形態による真空遮断器は、真空バルブ５、絶縁操作ロッド７、第１の可動軸８、ワイプバネフォルダ９、第２の可動軸１１、電磁反発コイル１２、および反発リング１３をそれぞれ三相分、すなわち３つずつ備えている。

そして、３つの電磁反発コイル１２は互いに対して並列接続されている。また、電磁反発コイル１２の巻線両端には、同様の回路構成から成る３回路の電源回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃが並列接続されている。それぞれの電源回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、サイリスタスイッチ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを介し、電磁反発コイル１２を励磁して一対の接点３，４を三相分一括して開離させることのできる容量を有し、例えば１０００Ｖ、静電容量８０００μＦのコンデンサ１５ａ、１５ｂ、１５ｃを有している。また、このコンデンサ１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、充電用スイッチ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して直流電源１７ａ、１７ｂ、１７ｃから充電されるようになっている。

操作機構部１ｄには、第２の可動軸１１に連結された永久磁石、アーマチュア、及び開路・閉路コイルなどから成る電磁アクチュエータ１８が設けられ、遮断部１ａの三相分の接点３，４の開閉が行われる。

そして、開路状態にする場合には、図示しない制御回路からの信号で、先ず第１の電源回路２０ａを動作させる。即ち、第１の電源回路２０ａのサイリスタスイッチ１４ａを投入し、予め充電してあるコンデンサ１５ａを放電させ、この電流を電磁反発コイル１２に通電する。これにより、電磁反発コイル１２が励磁され、この電磁反発コイル１２で発生した磁束で、逆起電力が発生した反発リング１３は、この逆起電力で流れる電流と電磁反発コイル１２で発生した磁束とで発生した電磁力によって、電磁反発コイル１２との間で反発力が生じる。この反発力により、第２の可動軸１１が図示下方の開路方向へ移動し、一対の接点３，４が開離する。同時に、電磁アクチュエータ１８も図示しない制御回路からの信号で動作して第２の可動軸１１が図示下方の開路方向へ移動し、最終の開路位置まで移動する。

コンデンサ１５ａが放電した後は、図示しない検出器でその電圧を検出して充電用スイッチ１６ａが投入され、直流電源１７ａから充電される。充電に要する時間は数十秒であり、充電が完了すると、充電用スイッチ１６ａは開放される。

閉路状態にする場合には、電磁アクチュエータ１８を図示しない制御回路からの信号で動作させ、第２の可動軸１１を図示上方の閉路方向に移動させることにより、一対の接点３、４が接触する。

そして、閉路後、例えば０．２秒のような短時間で再開路状態にする場合には、図示しない制御回路からの信号で、第２の電源回路２０ｂを操作させる。これにより、第１の電源回路２０ａのコンデンサ１５ａが充電中であっても、第２の電源回路２０ｂで真空バルブ５内の一対の接点３，４を開離させることができる。更に、再閉路後、例えば０．２秒のような短時間で再々開路状態にする場合には図示しない制御回路からの信号で、第３の電源回路２０ｃを動作させる。これにより、第１及び第２の電源回路２０ａ及び２０ｂのコンデンサ１５ａ、１５ｂが充電中であっても、第３の電源回路２０ｃで真空バルブ５内の一対の接点３，４を開離させることができる。

すなわち、遮断器を開路させ、その後短時間で強制閉路させ、直ちに再開路するような動作責務において、各開路動作が別個の電源回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃを用いて行われるようにした場合、それぞれの電源回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃを順次動作させることにより、短時間内における再開路動作及び再々開路動作を可能にすることができる。このため開路をＯ、閉路をＣとすると、０−０．２秒―ＣＯ−０．２秒―ＣＯのような短時間の間隔において、開路動作と閉路動作とを繰り返し行うことができるようになる。

上記実施の形態の遮断器によれば、電磁反発コイル１２を励磁する回路を同様の回路構成から成る３つの電源回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃを並列接続して構成し、これらの電源回路２０ａ、２０ｂ、２０ｃを順次動作させるので、短時間の間隔で開路動作と閉路動作とを３回行うことができるようになる。

本発明の遮断器の一実施の形態の構成を示す断面図。従来の遮断器の構成を示す断面図。

符号の説明

１ａ遮断部
１ｂワイプばね部
１ｃ電磁反発コイル部
１ｄ操作機構部
２真空容器
３、４接点
５真空バルブ
６可動通電軸
７絶縁操作ロッド
８第１の可動軸
９ワイプばねフォルダ
１０ワイプばね
１１第２の可動軸
１２電磁反発コイル
１３反発リング
１４ａサイリスタスイッチ
１４ｂサイリスタスイッチ
１４ｃサイリスタスイッチ
１５ａコンデンサ
１５ｂコンデンサ
１５ｃコンデンサ
１６ａ充電用スイッチ
１６ｂ充電用スイッチ
１６ｃ充電用スイッチ
１７ａ直流電源
１７ｂ直流電源
１７ｃ直流電源
１８電磁アクチュエータ
２０ａ第１の電源回路
２０ｂ第２の電源回路
２０ｃ第３の電源回路

Claims

接離自在の一対の接点を三相分有する遮断部と、
前記遮断部に連結され、この遮断部の各一対の接点をそれぞれ開離させる電磁反発コイルを三相分有する電磁反発コイル部と、
前記電磁反発コイル部の各電磁反発コイルをコンデンサの放電電流で励磁する３つの電源回路と、
前記電磁反発コイル部に連結され、前記遮断部の一対の接点を開離させる操作機構部とを備え、
前記３つの電源回路の各コンデンサは、前記遮断部の各一対の接点を一括して開離させることのできる容量を有し、これらの３つの電源回路は並列接続されていることを特徴とする遮断器。
開路−閉路−開路−閉路−開路の動作責務において、各開路動作が別個の電源回路を用いて行われるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の遮断器。