JP2007335081A - Vacuum breaker - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、真空遮断器、特に、固定側接点と可動側接点の接触面を対向させて絶縁筒内に配置され、絶縁筒内部が真空に保持された真空スイッチ管により電気回路を入切する真空遮断器に関するものである。 The present invention relates to a vacuum circuit breaker, and in particular, an electric circuit is turned on and off by a vacuum switch tube that is arranged in an insulating cylinder with the contact surfaces of a fixed side contact and a movable side contact facing each other, and the inside of the insulating cylinder is held in vacuum. It relates to a vacuum circuit breaker.
真空遮断器に使用される真空スイッチ管は、固定側端板および可動側端板が円筒状の絶縁容器の両端に前記絶縁容器を閉塞するように気密に取り付けられ、内部が真空に保持される真空容器と、固定側接点が軸方向の一端に取り付けられ、軸方向の他端を前記真空容器から突出させて前記固定側端板に気密に取り付けられた固定側電極棒と、可動側接点が軸方向の他端に取り付けられ、この可動側接点を前記固定側接点に対向させ、かつ上位固定側電極棒と同軸に配置され、軸方向の一端を前記真空容器から突出させてベローズを介して前記可動側端板に気密に取り付けられ、この可動側接点を接離させる可動側電極棒とを備えている。
このように構成された真空スイッチ管に大電流が流れると固定側接点と可動側接点の接触面が開く方向に大きな電磁反発力が働き、電磁反発力が接触面の接触圧力よりも大きくなると、接点が開いてアークが発生する。アーク発生後、接点が溶融した状態で閉極し、溶融部が冷えると接点が溶着する。
真空遮断器では、大電流通電時に接触面が開くことを防止するため、接触圧力が与えられるように、真空スイッチ管と、固定側接点と可動側接点の接離動作を操作する操作機構との間にワイプ装置が設けられている。
遮断電流の大きな真空遮断器においては、前記の電磁反発力に抗して必要な接触圧力が与えられるように大きなワイプ圧力のワイプ装置が必要であり、ワイプ装置および操作機構が大きくなるという問題がある。
The vacuum switch tube used in the vacuum circuit breaker is airtightly attached so that the fixed side end plate and the movable side end plate close the insulating container at both ends of the cylindrical insulating container, and the inside is kept in vacuum. A vacuum vessel, a fixed contact point is attached to one end in the axial direction, a fixed side electrode rod that is airtightly attached to the fixed side end plate with the other end in the axial direction protruding from the vacuum vessel, and a movable contact point It is attached to the other end in the axial direction, this movable side contact is opposed to the fixed side contact, and is arranged coaxially with the upper fixed side electrode rod, and one end in the axial direction is projected from the vacuum vessel via the bellows. The movable side electrode plate is hermetically attached to the movable side end plate, and includes a movable side electrode rod that contacts and separates the movable side contact.
When a large current flows through the vacuum switch tube configured in this way, a large electromagnetic repulsive force works in the direction in which the contact surface of the fixed contact and the movable contact opens, and when the electromagnetic repulsive force becomes larger than the contact pressure of the contact surface, The contact opens and an arc is generated. After the arc is generated, the contact is closed in a molten state, and the contact is welded when the melted portion is cooled.
In the vacuum circuit breaker, in order to prevent the contact surface from opening when energizing a large current, a vacuum switch tube and an operation mechanism that operates the contact / separation operation of the fixed contact and the movable contact so that contact pressure is applied. A wiping device is provided between them.
In a vacuum circuit breaker with a large breaking current, a wipe device with a large wipe pressure is required so that a necessary contact pressure is provided against the electromagnetic repulsion force, and the wipe device and the operation mechanism become large. is there.
この問題を解決する手段として、従来技術では、可動電極に接続された主回路端子部分を、主回路端子と平行な位置に導体を配置して、この導体を経由して可動電極に接続し、真空スイッチ管の閉極時に流れる電流により、主回路端子と導体との間に生じる電磁力が可動電極を押し付ける押付力となり、この押付力とワイプ装置のワイプ圧力との合力が接触圧力として働く構成としたことによって、ワイプ装置および操作機構の小型化を可能にする構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
その構成は、可動電極の端部に真空スイッチ管の接離方向に対して直角方向に所定の長さの導体を取り付け、この導体に対して真空スイッチ側に間隔Dを確保した平行位置に可動側の主回路端子を真空スイッチ管とは独立して絶縁支持した状態で配置し、導体の両端位置で、導体の両側部と可動側の主回路端子の両側部とを可とう導体で並列接続した構成である。
この構成では、電流が導体と可動側の主回路端子に分流し、導体と可動側の主回路端子には同じ方向に電流が流れるため、導体と可動側の主回路端子の間に吸引力が働く。可動側の主回路端子が真空スイッチ管とは独立して絶縁支持されているので、導体によって可動電極の接離方向に押付力が与えられ、この押付力とワイプ装置のワイプ圧力の合力が接触圧力となり、ワイプ装置のワイプ圧力は、接触部に必要な接触圧力から前記導体による押付力を差し引いた値に設定してもよくなり、ワイプ装置および操作機構の小型化を可能にするものである。
As a means for solving this problem, in the prior art, the main circuit terminal portion connected to the movable electrode is arranged with a conductor in a position parallel to the main circuit terminal, and connected to the movable electrode via this conductor, Electromagnetic force generated between the main circuit terminal and the conductor due to the current that flows when the vacuum switch tube is closed becomes the pressing force that presses the movable electrode, and the resultant force of the pressing force and the wiper pressure of the wiper works as the contact pressure. Therefore, a configuration that enables downsizing of the wiping device and the operation mechanism is disclosed (for example, see Patent Document 1).
The structure is such that a conductor having a predetermined length is attached to the end of the movable electrode in a direction perpendicular to the contact / separation direction of the vacuum switch tube, and the conductor is movable to a parallel position with a distance D on the vacuum switch side. The main circuit terminal on the side is insulated and supported independently from the vacuum switch tube, and at both ends of the conductor, both sides of the conductor and both sides of the movable main circuit terminal are connected in parallel with a flexible conductor. This is the configuration.
In this configuration, the current is divided between the conductor and the movable main circuit terminal, and the current flows in the same direction through the conductor and the movable main circuit terminal. Therefore, an attractive force is generated between the conductor and the movable main circuit terminal. work. Since the main circuit terminal on the movable side is insulated and supported independently of the vacuum switch tube, a pressing force is applied by the conductor in the contact / separation direction of the movable electrode, and the resultant force of the pressing force and the wipe pressure of the wiper is in contact. The wiping pressure of the wiping device may be set to a value obtained by subtracting the pressing force by the conductor from the contact pressure necessary for the contact portion, and the wiping device and the operation mechanism can be miniaturized. .
従来技術における特許文献1に示された構成は、真空スイッチ管の可動電極に接続される可動側の主回路端子と、これに並列配置した導体と複数の可とう導体が必要であり、大きな構造体になってしまうばかりでなく、主回路端子とこれに並列配置した導体には、電流が分流するものであって電流による電磁力を有効に利用できないという問題点があった。
The configuration shown in
この発明は、前記の問題点を解消するためになされたものであって、真空スイッチ管に流れる電流を有効に利用して簡潔な構成で大きな電磁力を生成しこの電磁力による押付力がワイプ装置のワイプ圧力に加わる構成として、ワイプ装置および操作機構の小型化を可能にする真空遮断器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and effectively uses the current flowing in the vacuum switch tube to generate a large electromagnetic force with a simple configuration, and the pressing force by the electromagnetic force is wiped. An object of the present invention is to provide a vacuum circuit breaker that enables downsizing of the wiping device and the operation mechanism as a configuration to be applied to the wiping pressure of the device.
この発明に係る真空遮断器は、固定側接点と前記固定側接点に対して接離する可動側接点とを収容する真空スイッチ管、前記真空スイッチ管と前記可動側接点の接離動作を操作する操作機構との間に設けられ前記可動側接点に対して前記固定側接点の方向に押圧力を付与するワイプ装置、前記可動側接点に接続され前記真空スイッチ管から導出される可動側電極部材、前記真空スイッチ管の外部において前記可動側電極部材に一端を接続され前記可動側接点の接離方向に対して直交方向に引き出された可動側導体、前記可動側導体と平行に前記真空スイッチ管側において固定部位に配設され一端を外部回路と接続する引出導体を備え、前記可動側導体の他端と前記引出導体の他端とを接続する可とう導体を設けたものである。 The vacuum circuit breaker according to the present invention operates a vacuum switch tube that accommodates a fixed-side contact and a movable contact that contacts and separates from the fixed-side contact, and operates a contact / separation operation of the vacuum switch tube and the movable-side contact. A wiping device that is provided between the operating mechanism and applies a pressing force in the direction of the fixed side contact to the movable side contact; a movable side electrode member that is connected to the movable side contact and led out from the vacuum switch tube; One end connected to the movable electrode member outside the vacuum switch tube and drawn in a direction perpendicular to the contact / separation direction of the movable contact, the vacuum switch tube side parallel to the movable conductor And a lead conductor that is connected to an external circuit at one end and is provided with a flexible conductor that connects the other end of the movable conductor and the other end of the lead conductor.
この発明によれば、真空スイッチ管に流れる電流を有効に利用して簡潔な構成で大きな電磁力を生成しこの電磁力による押付力がワイプ装置のワイプ圧力に加わる構成として、ワイプ装置および操作機構の小型化を可能にする真空遮断器を提供することができる。 According to the present invention, the wiper device and the operation mechanism are configured as a configuration in which a large electromagnetic force is generated with a simple configuration by effectively using the current flowing through the vacuum switch tube and the pressing force by the electromagnetic force is applied to the wipe pressure of the wiper device. It is possible to provide a vacuum circuit breaker that enables downsizing.
実施の形態1.
この発明による実施の形態1を図1から図3までについて説明する。図1は実施の形態1に係る真空スイッチ管の断面図、図2は実施の形態1に係る真空遮断器の正面図、図3は実施の形態1に係る真空遮断器の側面図である。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view of a vacuum switch tube according to the first embodiment, FIG. 2 is a front view of the vacuum circuit breaker according to the first embodiment, and FIG. 3 is a side view of the vacuum circuit breaker according to the first embodiment.
この実施の形態1では、図1から図3までに示すように、固定側接点1、固定側電極棒2、可動側接点3、可動側電極棒4、固定側端板5、絶縁筒6、可動側端板7、ベローズ8、ベローズカバー9および絶縁物製摺動ガイド10とで構成された真空スイッチ管11の固定側接点1と可動側接点3との間に、可動側主回路導体16と引出導体19を流れる電流による電磁力が可動側接点3の接離動作方向の押付力となり、この押付力とワイプ装置15のワイプ圧力の合力が可動側接点3の固定側接点1に対する接触圧力として働くように構成したものである(以下、可動側主回路導体16と引出導体19との間に働く電磁力により可動側接点3を固定側接点1へ押圧する力を押付力と呼称し、ワイプ装置15により可動側接点3を固定側接点1へ押圧する力をワイプ圧力と呼称する)。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the
図1から図3までにおいて、真空スイッチ管11は、固定側接点1と可動側接点3を対向させて、絶縁筒6と固定側端板5および可動側端板7で構成される真空容器の内部に配置している。固定側接点1は絶縁筒6の一端側に固着された固定側端板5に貫通する固定側電極棒2の内側端部に装着されている。可動側接点3を真空スイッチ管11の内部に配設した内側端部に装着した可動側電極棒4にベローズカバー9を介してベローズ8の一端部が取り付けられ、ベローズ8の他端部は絶縁筒6の他端側に固着された可動側端板7に固着されている。可動側電極棒4は可動側端板7の部位にて可動側電極棒4を絶縁物製摺動ガイド10に挿通し、可動側電極棒4が往復動作するように配置されている。固定側電極棒2には固定側主回路導体20が取り付けられている。可動側電極棒4には可動側接点3に接触圧力を与えるワイプ装置15を介して可動側接点3を接離動作させる操作機構SAが接続されている。
1 to 3, the
ワイプ装置15は、ケース14にワイプばね13を収容している。真空遮断器の閉路動作時にケース14が操作機構SAによって図示上方に駆動されると可動側電極棒4を接離動作させる操作棒12にワイプばね13の押圧力が加わり、操作機構SAが操作棒12をさらに押圧すると可動側接点3が固定側接点1に接触し、さらに操作機構SAによる押圧動作が継続されるとワイプばね13が圧縮され、そのばね圧力により操作棒12を介して可動側接点3を固定側接点1へ向けて押圧し、固定側接点1と可動側接点3との接触部に接触圧力を加えることができる。
The
図3に示すように、真空スイッチ管11の下端面を気密に貫通して下方突出状態で導出された可動側電極棒4の外側端部4aには可動側接点3の接離方向に対して直交方向に引き出される可動側主回路導体16が配置されて可動側主回路導体16の一端16aが可動側電極棒4の下方端部4aに電気的に接続され、可動側主回路導体16の他端16bには可とう導体17,18の一端17a,18aが接続されている。可動側主回路導体16と平行状態で対向し真空スイッチ管11側に配設された引出導体19は、可動側電極棒4と可動側主回路導体16とは独立して、真空スイッチ管11を固定するための真空遮断器の絶縁物製フレームFRに固定され、一端19aは外部接続されて、可動側電極棒4に近い他端19bには可とう導体17,18の他端17b,18bが接続される。可とう導体17,18は編素線や薄い導体を重ねたものが適当である。
As shown in FIG. 3, the
真空スイッチ管11を流れる電流は、固定側主回路導体20から固定側電極棒2、固定側接点1、可動側接点3、可動側電極棒4を通る。可動側電極棒4の外側端部4aから可動側主回路導体16を通り、可とう導体17,18に分流し、引出導体19に至る経路を流れる。
可動側主回路導体16と引出導体19の対向部分は、電流が同じ方向に流れるため、吸引電磁力が発生する。この吸引電磁力は可動側接点3を固定側接点1への接合方向に押し付ける押付力となり、この押付力とワイプ装置15によるワイプ圧力の合力が接触圧力となる。したがって、ワイプ装置15のワイプ圧力は、所要の接触圧力から押付力を差し引いた値でよくなり、ワイプ機構15および操作機構の小型化が可能となる。
The current flowing through the
Since the current flows in the same direction in the opposing portion of the movable
図2および図3に示す可動側主回路導体16と引出導体19との間に働く電磁力は、可動側主回路導体16と引出導体19の距離、可動側主回路導体16と引出導体19の電流の流れる方向の両導体の対抗部の距離、可動側主回路導体16と引出導体19を流れるそれぞれの電流の積に依存する。この発明によれば、可動側電極棒4、可動側主回路導体16および引出導体19を流れる電流が等しくなる。従来技術における特許文献1に示された構成では、吸引電磁力を発生させる可動側主回路端子16に相当する導体と引出導体19に相当する導体を流れるそれぞれの電流は、可動電極3を流れる電流を分流したものであったが、この発明によれば、可動側主回路導体16と引出導体19には、可動側電極棒4を流れる電流と同一の電流が流れるため、従来における特許文献1に示された構成と吸引電磁力を発生させる部分の導体寸法、配置を同一にした場合、大きな吸引電磁力を発生させることができる。このため、従来の特許文献1に示された構成よりも小さな構成で同一の吸引電磁力を得ることができ、ワイプ装置15および操作機構SAの小型化を可能にする真空遮断器を構成できる。
The electromagnetic force acting between the movable side
このように、可動側主回路導体16と引出導体19とには、真空スイッチ管11を流れる電流の全部が可動側主回路導体16と引出導体19とで同じ電流として直列的に流れるので真空スイッチ管11を流れる電流を電磁力の生成に有効に利用できる。
従来技術では、可動側主回路導体16に相当する導体と引出導体19に相当する導体とは並列接続され電流は可動側主回路導体16に相当する導体と引出導体19に相当する導体に分流して半減し、この分流電流による電磁力は半減するが、この発明によれば可動側主回路導体16と引出導体19とで同じ電流が流れ真空スイッチ管11を流れる電流を電磁力の生成に有効に利用できるのである。
Thus, since all of the current flowing through the
In the prior art, the conductor corresponding to the movable side
そして、この発明による実施の形態1では、複数の可とう導体17,18はそれぞれが可動側電極棒4を挟んで可動側電極棒4の両側に配設された状態で並設され、複数の可とう導体17,18がそれぞれ真空スイッチ管11の固定側接点1および可動側接点3を流れる電流を分担するようにしているので、各可とう導体17,18の構成を単一の可とう導体を用いる場合に比べて小さくすることができ、真空スイッチ管11と絶縁物製フレームFRとの距離を縮小できて、真空スイッチ管11の中心軸と絶縁物製フレームFRとの径方向の距離を全周にわたってほぼ均等にできるため、真空遮断器の小型化をさらに推進できる。
In
図2および図3に示す構成では、引出導体19を真空スイッチ管11の摺動ガイド10と可動側主回路導体16の間に配置しているが、絶縁筒6や可動側端板7の側面に配置してもよい。
2 and 3, the
(1A)この発明による実施の形態1によれば、固定側接点1と前記固定側接点1に対して接離する可動側接点3とを収容する真空スイッチ管11、前記真空スイッチ管11と前記可動側接点3の接離動作を操作する操作機構SAとの間に設けられ前記可動側接点3に対して前記固定側接点1の方向に押圧力を付与するワイプ装置15、前記可動側接点3に接続され前記真空スイッチ管11から端部4aを導出される可動側電極棒4からなる可動側電極部材、前記真空スイッチ管11の外部において前記可動側電極棒4からなる可動側電極部材の端部4aに一端16aを接続され前記可動側接点3の接離方向に対して直交方向に引き出された可動側主回路導体16からなる可動側導体、前記可動側主回路導体16からなる可動側導体と平行に前記真空スイッチ管11側において絶縁物製フレームFRからなる固定部位に配設され一端19aを外部回路と接続する引出導体19を備え、前記可動側主回路導体16からなる可動側導体の他端16bと前記引出導体19の他端19bとを接続する可とう導体17,18を設けたので、前記真空スイッチ管11の前記固定側接点1および前記可動側接点3に流れる電流を有効に利用して簡潔な構成で大きな電磁力を生成しこの電磁力による押付力がワイプ装置15のワイプ圧力に加わる構成として、ワイプ装置および操作機構の小型化を可能にする真空遮断器を提供することができる。
すなわち、固定側接点1と、前記固定側接点1に対して接離する可動側接点3を有し、前記固定側接点1および可動側接点3が真空状態に保持された絶縁筒6内に収容された真空スイッチ管11と、前記可動側接点3の接離動作を操作する操作機構SAと、前記真空スイッチ管1と前記操作機構SAの間に配置され、前記可動側接点3に対して前記固定側接点1の方向に押圧力を付与するワイプ装置15と、前記可動側接点3に接続された可動側電極棒4の端部4aから前記可動側接点3の接離方向に対して直交方向に引き出された可動側主回路導体16と、前記可動側主回路導体16と平行に前記真空スイッチ管11側に配置され、前記可動側電極棒4と前記可動側主回路導体16とは独立して絶縁物製フレームFRに固定され、前記可動側主回路導体16と対向する部分を有し、前記可動側電極棒4から離れた一端19aにて外部回路と接続する引出導体19と、前記可動側主回路導体16の前記可動側電極棒4と接続しない一端16bと前記引出導体19の外部回路と接続しない一端19bとを接続する可とう導体17,18を備えたことを特徴とする真空遮断器が構成されている。
この構成により、真空遮断器の通電時、可動側主回路導体16と引出導体19に電流が流れ、可動側接点3を固定側接点1に押さえ付ける方向に電磁力が働くため、ワイプ装置15による押圧力を軽減でき、ワイプ装置15および操作機構SAの小型化が可能となる。
(1A) According to
That is, the fixed
With this configuration, when the vacuum circuit breaker is energized, a current flows through the movable side
(1B)この発明による実施の形態1によれば、前記(1A)項における構成において、前記可動側主回路導体16からなる可動側導体と前記引出導体19とを接続する複数の可とう導体17,18が設けられていることを特徴とするので、真空スイッチ管11の固定側接点1および可動側接点3に流れる電流を有効に利用して簡潔な構成で大きな電磁力を生成しこの電磁力による押付力がワイプ装置15のワイプ圧力に加わる構成として、ワイプ装置15および操作機構SAの小型化を可能にするとともに、真空遮断器全体の小型化をさらに推進できる真空遮断器を提供することができる。
すなわち、前記可動側主回路導体16と前記引出導体19とを接続する可とう導体17,18が複数であることを特徴とする前記(1A)項に記載の真空遮断器が構成されている。
この構成により、真空スイッチ管11の中心軸と絶縁フレームFRとの径方向の距離を、全周にわたってほぼ均等にできるため、真空遮断器の小型化がさらに可能となる。
(1B) According to
That is, the vacuum circuit breaker according to the item (1A) is configured, wherein there are a plurality of
With this configuration, the radial distance between the central axis of the
実施の形態2.
この発明による実施の形態2を図4および図5について説明する。図4は実施の形態2に係る真空遮断器の正面図、図5は実施の形態2に係る真空遮断器の側面図である。
この実施の形態2において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態1における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 is a front view of the vacuum circuit breaker according to the second embodiment, and FIG. 5 is a side view of the vacuum circuit breaker according to the second embodiment.
In the second embodiment, the configuration other than the specific configuration described here has the same configuration contents as the configuration in the first embodiment described above, and exhibits the same operation. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
実施の形態1において、引出導体19は真空遮断器の絶縁物製フレームFRに固定する構成であったが、実施の形態2では、引出導体19を真空遮断器の絶縁物製フレームFR以外に、真空スイッチ管11にも固定し、引出導体19が真空スイッチ管11によって支持される構造としたものである。この構成では、引出導体19は、真空スイッチ管11の金属部分とは絶縁され、真空スイッチ管11の絶縁物製摺動ガイド10に支持されている。引出導体19を真空スイッチ管11に固定したこと以外は実施の形態1の図2および図3に示す構成と同一である。
In
このように引出導体19が真空スイッチ管11に支持されることにより、引出導体19と真空バルブ11の間の隙間がなくなり、実施の形態1における図2および図3に示す構成よりもさらに小型化が可能となる。
Since the
(2A)この発明による実施の形態2によれば、実施の形態1の前記(1A)項または前記(1B)項における構成において、前記引出導体19は前記固定側接点1および前記可動側接点3と電気的に絶縁されて真空スイッチ管11に支持されるようにしたので、真空スイッチ管11の固定側接点1および可動側接点3に流れる電流を有効に利用して簡潔な構成で大きな電磁力を生成しこの電磁力による押付力がワイプ装置15のワイプ圧力に加わる構成として、ワイプ装置15および操作機構SAの小型化を可能にするとともに、引出導体19を真空スイッチ管11に固定することによりさらに小形化を推進できる真空遮断器を提供することができる。
(2A) According to the second embodiment of the present invention, in the configuration according to the item (1A) or the item (1B) of the first embodiment, the
1 固定側接点、2 固定側電極棒、3 可動側接点、4 可動側電極棒、5 固定側端板、6 絶縁筒、7 可動側端板、8 ベローズ、9 ベローズカバー、10 摺動ガイド、11 真空スイッチ管、12 操作棒、13 ワイプばね、14 ケース、15 ワイプ装置、16 可動側主回路導体、17,18 可とう導体、19 引出導体、20 固定側主回路導体。
1 fixed side contact, 2 fixed side electrode rod, 3 movable side contact, 4 movable side electrode rod, 5 fixed side end plate, 6 insulating cylinder, 7 movable side end plate, 8 bellows, 9 bellows cover, 10 sliding guide, 11 vacuum switch tube, 12 operation rod, 13 wipe spring, 14 case, 15 wiper device, 16 movable main circuit conductor, 17, 18 flexible conductor, 19 lead conductor, 20 fixed side main circuit conductor.
Claims (3)
The vacuum circuit breaker according to claim 1 or 2, further comprising a plurality of flexible conductors connecting the movable side conductor and the lead conductor.
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