JP2019096575A

JP2019096575A - 真空遮断器

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Publication number: JP2019096575A
Application number: JP2017227495A
Authority: JP
Inventors: 喬文細野; Takafumi Hosono; 佐藤　隆; Takashi Sato; 隆佐藤; 雅人藪; Masato Yabu; 博教外崎; Hironori Sotozaki; 酒井　昭人; Akihito Sakai; 昭人酒井
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2019-06-20

Abstract

【課題】制御基板と電源コンデンサがなくても電磁操作装置を操作して遮断及び投入動作を行うことができること。【解決手段】本発明の真空遮断器は、上記課題を解決するために、内部に開閉部を有する真空バルブと、該真空バルブの開閉部を開閉操作する電磁操作装置と、該電磁操作装置と前記真空バルブを連結するリンク機構とを備え、少なくとも前記真空バルブの開閉部の状態を検出する補助スイッチを備えた真空遮断器であって、前記電磁操作装置の電磁石コイルを外部電源から直接励磁する構成とし、前記補助スイッチは同軸に回転して動作し、前記真空バルブの開閉部の状態を検出する状態検出用の補助接点とは別に、前記電磁石コイルの励磁電流制御用の補助接点を設け、前記補助スイッチで前記電磁石コイルに流れる電流の向きを制御することを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は真空遮断器に係り、特に、電磁操作装置と真空バルブがリンク機構で連結されて開閉部が遮断又は投入されるものに好適な真空遮断器に関する。

一般に、開閉器の１つである真空遮断器の操作においては、電磁石を利用した電磁操作装置が使用されている。

このような電磁操作装置で操作される真空遮断器の先行技術文献としては、特許文献１を挙げることができる。

この特許文献１には、電磁石を形成するための電磁石コイルと、電磁石コイルを励磁するためのエネルギーを蓄積する電源コンデンサと、真空遮断器の開閉部への投入指令または開極指令に従い、電磁石コイルと電源コンデンサを導通させるための制御基板とにより構成され、制御基板内にあるリレー接点で制御して、電磁石コイルに流れる電流の向きを変え、真空遮断器の開閉部の遮断及び投入動作を行っていることが記載されている。

そして、特許文献１に記載の電磁操作装置を搭載した真空遮断器では、電磁操作装置と真空バルブ（開閉部）とを連結するリンク機構が採用されており、真空遮断器では、開閉部の投入状態で接点に接触力を与えるための接圧ばね及び接点を開極するための引き外しばねを蓄勢しておき、開極動作では両者のばねの蓄勢エネルギーを利用して接点を開離させている。

特開２００４−２４７０９３号公報

しかしながら、上述した電磁操作装置では、故障しがちな制御基板をなくすことで信頼性が向上できるが、制御基板がなくなると電源コンデンサの制御や電磁石コイルに流れる電流の向きを変えることができなくなり、真空遮断器の開閉部の遮断及び投入ができなくなる恐れがある。

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、制御基板と電源コンデンサがなくても電磁操作装置を操作して遮断及び投入動作を行うことができる真空遮断器を提供することにある。

本発明の真空遮断器は、上記目的を達成するために、内部に開閉部を有する真空バルブと、該真空バルブの開閉部を開閉操作する電磁操作装置と、該電磁操作装置と前記真空バルブを連結するリンク機構とを備え、前記電磁操作装置は、鉛直方向に昇降する可動鉄心に連結された電磁操作装置側ロッドと、前記可動鉄心を稼働する電磁石コイル及び前記電磁石コイルから発生する磁界の経路を形成すると共に、前記可動鉄心を保持する電磁力を発生する永久磁石とから成り、少なくとも前記真空バルブの開閉部の状態を検出する補助スイッチを備えた真空遮断器であって、前記電磁石コイルを外部電源から直接励磁する構成とし、前記補助スイッチは同軸に回転して動作し、前記真空バルブの開閉部の状態を検出する状態検出用の補助接点とは別に、前記電磁石コイルの励磁電流制御用の補助接点を設け、前記補助スイッチで前記電磁石コイルに流れる電流の向きを制御することを特徴とする。

本発明によれば、制御基板と電源コンデンサがなくても電磁操作装置を操作して遮断及び投入動作を行うことができる真空遮断器を得ることができる。

本発明の真空遮断器の実施例１の概略構成を示す側面図である。本発明の真空遮断器の実施例１に用いられる補助スイッチを示す図である。本発明の真空遮断器の実施例１における補助接点の入り（ｏｎ）位置を示す図である。本発明の真空遮断器の実施例１における補助接点の切り（ｏｆｆ）位置を示す図である。本発明の真空遮断器の実施例１における投入動作時の電磁操作装置の励磁回路構成を示す図である。本発明の真空遮断器の実施例１における遮断動作時の電磁操作装置の励磁回路構成を示す図である。本発明の真空遮断器の実施例１における動作状態を示すタイムチャートである。

以下、図示した実施例に基づいて本発明の真空遮断器を説明する。なお、各図において、同一構成部品には同符号を使用する。

図１に、本発明の真空遮断器の実施例1として、電磁操作式真空遮断器５０を示す。

該図に示す本実施例の電磁操作式真空遮断器５０は、内部に開閉部を有する真空バルブ１５と、この真空バルブ１５の開閉部を開閉操作する電磁操作装置１と、電磁操作装置１と真空バルブ１５を連結するリンク機構９とから概略構成されている。

電磁操作装置１は、鉛直方向に昇降する可動鉄心２に連結された電磁操作装置側ロッド３及び可動平板４、電磁石コイル５、永久磁石６から主に構成され、ピン７、連結部品８、リンク機構９を介して第１のレバー１０に接続されている。

また、電磁石コイル５に励磁電流が供給されると可動鉄心２が下降し、可動鉄心２に連結された電磁操作装置側ロッド３が下降するとき、第２のレバー１１が回転することで連結部品１３及び真空バルブ側ロッド１４が上昇し、真空バルブ１５内に設けられた接点（開閉部）が接触する。

電磁操作式真空遮断器５０の投入動作では、接圧ばね１６及び引き外しばね１７が圧縮され、弾性エネルギーが蓄積され、この弾性エネルギーにより遮断動作が行われる。真空バルブ１５の開閉部が投入状態にあるとき、永久磁石６の吸引力により可動鉄心２及び可動平板４が保持される。

電磁操作式真空遮断器５０の遮断動作では、電磁石コイル５に投入動作とは逆向きの電流を流すことで、永久磁石６の吸引力を打ち消す方向に磁束が発生し、接圧ばね１６及び引き外しばね１７に蓄勢された弾性エネルギーが解放されることで、電磁操作装置側ロッド３が上昇し、真空バルブ１５内に設けられた接点が接離する。

電磁操作装置側ロッド３が上昇するとシャフト２１が上方に移動し、シャフト２１の移動に合わせて第３のレバー２２が回転する。第３のレバー２２と補助スイッチ２３は連動しており、補助スイッチ２３は、真空バルブ１５の開閉部の状態検出と電磁石コイル５に流れる電流の制御をかねている。入り動作においては、第４のレバー２５がピン２６を中心に反時計周りに回転し、表示板２４の「入」の文字が正面側から見える位置に移動する。

更に、ばね２７が縮み、カウンタレバー２８がピン２９を中心に約４５度回転することにより、カウンタ３０は、真空バルブ１５の開閉部が１回動作したことをカウントする。

次に、図２、図３及び図４を用いて補助スイッチ２３の構成について説明する。

図２に示すように、補助スイッチ２３は、第１の状態監視用補助接点３２、第２の状態監視用補助接点３３、第３の状態監視用補助接点３４、第４の状態監視用補助接点３５、第１の励磁電流制御用補助接点３６、第２の励磁電流制御用補助接点３７、第３の励磁電流制御用補助接点３８及び第４の励磁電流制御用補助接点３９から構成されており、軸３１が回転することで、全ての補助接点が「入り」又は「切り」となる。

図３及び図４に示すように、第１の状態監視用補助接点３２、第２の状態監視用補助接点３３、第３の状態監視用補助接点３４、第４の状態監視用補助接点３５、第１の励磁電流制御用補助接点３６、第２の励磁電流制御用補助接点３７、第３の励磁電流制御用補助接点３８及び第４の励磁電流制御用補助接点３９は、軸３１を中心に回転する接触子４２と、この接触子４２の回転により接触（図３の状態）又は開離（図４の状態）する第１の固定子４０及び第２の固定子４１で構成されており、接触子４２と第１の固定子４０、第２の固定子４１が接触している間は通電される。そのため、接触子４２の周方向の幅を変えることで通電時間を制御することができる。

図５に、本発明の電磁操作式真空遮断器５０の実施例１における投入動作時の電磁操作装置１の励磁回路構成を、図６に、本発明の電磁操作式真空遮断器５０の実施例１における遮断動作時の電磁操作装置１の励磁回路構成をそれぞれ示す。

図５に示すように、本実施例では、電源コンデンサがないため、外部電源４３から直接電磁石コイル５を励磁する構成となっている。電磁操作式真空遮断器５０の外部の制御装置から入り（ｏｎ）指令４４が入り、第１及び第３の励磁電流制御用補助接点３６及び３８がｏｆｆで第２及び第４の励磁電流制御用補助接点３７及び３９が入り（ｏｎ）のときは、電磁石コイル５に下から上へ電流が流れ励磁され、電磁操作式真空遮断器５０は投入動作となる。

また、図６に示すように、電磁操作式真空遮断器５０の外部の制御装置から切り（ｏｆｆ）指令４５が入り、第１及び第３の励磁電流制御用補助接点３６及び３８が入り（ｏｎ）で、第２及び第４の励磁電流制御用補助接点３７及び３９が切り（ｏｆｆ）のときは、電磁石コイル５に上から下へ電流が流れ励磁されるため、電磁操作式真空遮断器５０は遮断動作となる。

次に、図７を用いて本発明の電磁操作式真空遮断器５０の実施例１における動作状態を説明する。まず、投入動作時について説明する。

図７に示すように、第２の状態監視用補助接点３３と第２の励磁電流制御用補助接点３７が入り（ｏｎ）の状態で電磁操作式真空遮断器５０の外部から入り（ｏｎ）指令４４が入ると、電磁操作装置１は投入動作を開始する。第２の状態監視用補助接点３３は電磁操作装置１が投入動作に入ると切り（ｏｆｆ）となる。

また、第２の励磁電流制御用補助接点３７が入り（ｏｎ）の時に電磁石コイル５は励磁され投入動作が続く。電磁操作装置１が入り（ｏｎ）になる直前まで、第２の励磁電流制御用補助接点３７は入り（ｏｎ）となる。

次に、遮断状態について説明する。

図７に示すように、第１の状態監視用補助接点３２と第１の励磁電流制御用補助接点３６が入り（ｏｎ）の状態で電磁操作式真空遮断器５０の外部の制御装置から切り（ｏｆｆ）指令４５が入ると、電磁操作装置１は遮断動作を開始する。第２の状態監視用補助接点３３は電磁操作装置１が遮断動作に入ると切り（ｏｆｆ）となる。第１の励磁電流制御用補助接点３６が入り（ｏｎ）の時に電磁石コイル５は励磁され遮断動作が続く。電磁操作装置１が切り（ｏｆｆ）になる直前まで、第１の励磁電流制御用補助接点３６は入り（ｏｎ）となる。

第１の励磁電流制御用補助接点３６と第２の励磁電流制御用補助接点３７が同時に入り（ｏｎ）とならないように、入り（ｏｎ）と切り（ｏｆｆ）を切り替えることで、短絡を防止できる。

なお、補助スイッチ２３の短絡を防止するためには、切動作若しくは入り動作をする場合は、電源電圧からの信号でリレーを入り切りして、使用していない特殊接点を使用できなくすること短絡を防止できるし、切り動作の後に入り動作をする場合は、補助接点からの信号をリレーにフィードバックして、リレーを入り切りして、使用していない特殊接点を使用できなくすることで短絡を防止できる。

このような本実施例の構成とすれば、制御基板と電源コンデンサがなくても電磁操作装置１を操作して電磁操作式真空遮断器５０の遮断及び投入動作を行うことができる。

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易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を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…電磁操作装置、２…可動鉄心、３…電磁操作装置側ロッド、４…可動平板、５…電磁石コイル、６…永久磁石、７…ピン、８…連結部品、９…リンク機構、１０…第１のレバー、１１…第２のレバー、１３…連結部品、１４…真空バルブ側ロッド、１５…真空バルブ、１６…接圧ばね、１７…引き外しばね、２１…シャフト、２２…第３のレバー、２３…補助スイッチ、２４…表示板、２５…第４のレバー、２６…ピン、２７…ばね、２８…カウンタレバー、２９…ピン、３０…カウンタ、３１…軸、３２…第１の状態監視用補助接点、３３…第２の状態監視用補助接点、３４…第３の状態監視用補助接点、３５…第４の状態監視用補助接点、３６…第１の励磁電流制御用補助接点、３７…第２の励磁電流制御用補助接点、３８…第３の励磁電流制御用補助接点、３９…第４の励磁電流制御用補助接点、４０…第１の固定子、４１…第２の固定子、４２…接触子、４３…外部電源、４４…入り（ｏｎ）指令、４５…切り（ｏｆｆ）指令、５０…電磁操作式真空遮断器。

Claims

内部に開閉部を有する真空バルブと、該真空バルブの開閉部を開閉操作する電磁操作装置と、該電磁操作装置と前記真空バルブを連結するリンク機構とを備え、
前記電磁操作装置は、鉛直方向に昇降する可動鉄心に連結された電磁操作装置側ロッドと、前記可動鉄心を稼働する電磁石コイル及び前記電磁石コイルから発生する磁界の経路を形成すると共に、前記可動鉄心を保持する電磁力を発生する永久磁石とから成り、少なくとも前記真空バルブの開閉部の状態を検出する補助スイッチを備えた真空遮断器であって、
前記電磁石コイルを外部電源から直接励磁する構成とし、前記補助スイッチは同軸に回転して動作し、前記真空バルブの開閉部の状態を検出する状態検出用の補助接点とは別に、前記電磁石コイルの励磁電流制御用の補助接点を設け、前記補助スイッチで前記電磁石コイルに流れる電流の向きを制御することを特徴とする真空遮断器。
請求項１に記載の真空遮断器において、
前記状態検出用の補助接点と前記励磁電流制御用の補助接点は複数から成り、軸が回転することで全ての前記補助接点が入り又は切となることを特徴とする真空遮断器。
請求項１または２に記載の真空遮断器において、
前記状態検出用の補助接点と前記励磁電流制御用の補助接点は、軸を中心に回転する接触子と、該接触子の回転により接触又は開離する固定子とから成り、
前記接触子と前記固定子が接触している間は通電されることを特徴とする真空遮断器。
請求項２又は３に記載の真空遮断器において、
前記状態検出用の補助接点と前記励磁電流制御用の補助接点は、それぞれ第１から第４の状態検出用の補助接点及び励磁電流制御用の補助接点から成り、
前記第１及び第３の励磁電流制御用の補助接点がｏｆｆで前記第２及び第４の励磁電流制御用の補助接点がｏｎのときは前記真空遮断器は投入動作となり、
前記第１及び第３の励磁電流制御用の補助接点がｏｎで前記第２及び第４の励磁電流制御用の補助接点がｏｆｆのときは前記真空遮断器は遮断動作となることを特徴とする真空遮断器。
請求項２又は３に記載の真空遮断器において、
前記状態検出用の補助接点と前記励磁電流制御用の補助接点は、それぞれ第１から第４の状態検出用の補助接点及び励磁電流制御用の補助接点から成り、
前記第２の状態監視用の補助接点と前記第２の励磁電流制御用の補助接点がｏｎの状態で前記真空遮断器の外部からｏｎ指令が入ると、前記電磁操作装置は投入動作を開始する共に、前記第２の状態監視用の補助接点は前記電磁操作装置が投入動作に入ると切りとなり、かつ、前記第２の励磁電流制御用の補助接点がｏｎの時に前記電磁石コイルは励磁され投入動作が続き、前記電磁操作装置がｏｎになる直前までに前記第２の励磁電流制御用の補助接点はｏｎとなり、
前記第１の状態監視用の補助接点と前記第１の励磁電流制御用の補助接点がｏｎの状態で前記真空遮断器の外部からｏｆｆ指令が入ると、前記電磁操作装置は遮断動作を開始すると共に、前記第２の状態監視用の補助接点は前記電磁操作装置が遮断動作に入るとｏｆｆとなり、かつ、前記第１の励磁電流制御用の補助接点がｏｎの時に前記電磁石コイルは励磁され遮断動作が続き、前記電磁操作装置がｏｆｆになる直前までに前記第１の励磁電流制御用の補助接点はｏｎとなることを特徴とする真空遮断器。