JP4934065B2 - 電磁操作式開閉装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば電力の送配電又は受電設備等に用いられる真空遮断器などの開閉器を、電磁石の電磁力を利用して開閉する電磁操作式開閉装置に関するものである。

従来の電磁操作式の開閉装置は、例えば開極動作の場合、操作回路によって制御される操作機構の開極用コイルに、コンデンサに蓄積した電荷を放電して電流を流すことにより可動子を所定の方向に吸引すると共に、永久磁石によって形成される磁束を打ち消して可動子を駆動するように構成されているが、開極用コイルの励磁電流を制御することなく開動作を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−４４６１２号公報（１２頁−１３頁、図８−図９）

電磁操作式開閉装置においては、開極時に必要とされる遮断性能を得るためには、開極速度を一定の値以上に保たなければならない。また、投入時の絶縁性能を維持するためにも投入速度を一定の値以上にしなければならない。一方、開極速度、投入速度が上昇すると、動作時の機械的な衝撃力が増大するため、機器の機械寿命が短くなる影響がある。このため、開閉器の開極速度，投入速度は、それぞれ一定の値の範囲に入るように設計、調整されている。開極，投入速度は、可動部の重量、電磁操作装置が発生する電磁力、機構部のばね力などによって決まる。このため、開極速度，投入速度が一定の値の範囲に入るように、電磁操作装置やばねのパラメータが設計段階で決定されるが、装置の個体ばらつきや経年変化などがあるため、出荷時や細密点検時には、開極速度，投入速度を計測して微調整が行われる。

従来の電磁操作式開閉装置では、電磁操作装置の電磁力を調整する手段は提供されていないため、例えば、ばね力の調整（ばねの圧縮量の調整）によって、開極速度，投入速度を調整することになる。しかし、ばね力の調整は開極速度と投入速度に同時に影響するため、開極速度と投入速度を独立に最適な値に調整することは難しかった。
また、ばねの圧縮量という機械的な量の調整であるため、自動化やオンライン化をすることができなかった。
また、従来の開閉装置は、一度調整してしまうと長期的に同じパラメータで運転することになるので、経年変化や温度などの環境変化による速度変動幅を考慮して、速度の初期設定値は、動作下限速度から、予想される変動幅分の余裕を取って設定していた。このために機械的な耐久性にも余裕を持たせる必要があり、機器のコストを上昇させていた。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、開閉器を開閉操作する電磁操作装置の操作回路を工夫することにより、開閉器の動作速度を最適な値に調整することができる電磁操作式開閉装置を提供することを目的とする。

この発明に係わる電磁操作式開閉装置は、固定電極及び可動電極を有する開閉器と、可動電極に連結された可動子及びこの可動子を駆動する操作用コイルを有する電磁操作装置と、この電磁操作装置を操作する操作回路とを備えた電磁操作式開閉装置において、操作回路は、操作用コイルに通電するための電荷を蓄積するコンデンサとこのコンデンサを充電する充電制御回路とを有すると共に、コンデンサから操作用コイルへ通電する回路に、電気回路パラメータとその切替手段を備えたパラメータ変更手段を有し、操作回路の外部にあって開閉器の状態を監視する状態監視装置からの状態信号に基づき、切替手段を制御して操作用コイルに流す電流を制御するように構成されているものである。

また、操作回路は、操作用コイルに通電するための電荷を蓄積するコンデンサとこのコンデンサを充電する充電制御回路とを有すると共に、コンデンサから操作用コイルへ通電する回路に抵抗とスイッチの並列体を有し、通常開閉操作時には抵抗を経由して操作用コイルへ通電し、事故遮断操作時にはスイッチを閉じて操作用コイルへ通電するように構成されているものである。

更にまた、操作回路は、操作用コイルに通電するための電荷を蓄積するコンデンサとこのコンデンサを充電する充電制御回路とを有し、操作回路の外部にあって開閉器の状態を監視する状態監視装置からの状態信号に基づき、充電制御回路を制御して操作用コイルに流す電流を制御するように構成されているものである。

この発明の電磁操作式開閉装置によれば、開閉器と電磁操作装置と操作回路とを備えた電磁操作式開閉装置において、操作回路は、コンデンサから操作用コイルへ通電する回路に、切替手段を備えたパラメータ変更手段を有し、開閉器の状態を監視する状態監視装置からの状態信号に基づき、切替手段を制御して操作用コイルに流す電流を制御するように構成したので、状態監視装置によって監視した、例えば、開極速度、投入速度等の動作状態に基づいて、電気回路パラメータを最適に調整できるため、容易に開極速度、投入速度を最適な値に調整することができる。このため、開閉器の運転時においては、状態監視をオンラインで行うことで、機器の経年変化による速度変動を小さくすることができ、安定した遮断性能を得ることができる。
また、予め経年変化による速度変化幅を考慮した初期調整を行う必要がなくなり、調整時の速度値を従来よりも低く設定することが可能となる。これによって、機械耐久性が向上し、機器の安全性が向上する。

また、操作回路は、コンデンサから操作用コイルへ通電する回路に抵抗とスイッチの並列体を有し、通常開閉操作時には抵抗を経由して操作用コイルへ通電し、事故遮断操作時にはスイッチを閉じて操作用コイルへ通電するように構成したので、最大の遮断性能が要求される事故時には、最大の動作速度で開極動作を行い、通常の開閉操作時では、より低い動作速度で開極動作を行うことができ、開閉器への衝撃力を低減することができる。これにより、開閉装置の信頼性を向上させることができる。

また、操作回路は、コンデンサを充電する充電制御回路を有し、開閉器の状態を監視する状態監視装置からの状態信号に基づき、充電制御回路を制御して操作用コイルに流す電流を制御するように構成したので、簡単な構成で容易に開極速度，投入速度を最適な値に調整することができる。また、運転時の経年変化に対しても、随時調整が可能であるため、安定した遮断性能を維持することができる。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１による電磁操作式開閉装置を図に基づいて説明する。図１，図２は開閉器と駆動部分の構成を示す断面図、図３は図１，２における電磁操作装置部の構成を示す断面図、また、図４は電磁操作装置の操作回路の構成を示す図である。
なお、以下では、開閉器として電力用の真空遮断器の場合を例に挙げて説明する。

まず、真空遮断器の構成について、図１，２により説明する。
図１は、真空遮断器の開極状態を示している。遮断部である真空バルブ１は、真空容器の中に固定電極２及びこの固定電極２と所定の間隔を空けて配置されて固定電極２に接離する可動電極３を収容している。可動電極３は絶縁ロッド４及び接圧ばね５を介して電磁操作装置６の連結棒７に連結されている。連結された真空バルブ１と電磁操作装置６は、３相の場合は３相分が所定間隔を設けて並列に配列される（図は１相分のみを示す）。電磁操作装置６には、操作回路２０が接続されており、外部からの指令に応じて、操作回路２０から電磁操作装置６の操作コイル８ａ又は８ｂに電流が供給され、内部の可動子９が軸方向に移動する。これにより、可動電極３が開極状態から投入状態へ、又は、逆方向へ移動する。図１では、電磁操作装置６は、開極状態で静止した状態を示しており、接圧ばね５は伸張した状態である。

図２は、真空遮断器の投入状態を示している。電磁操作装置６は投入状態で静止しており、真空バルブ１の固定電極２と可動電極３は電気的に接触した状態を保っている。このとき、接圧ばね５は、所定量だけ圧縮された状態となっており、この接圧ばね５の反発力によって、可動電極３は固定電極２に押し付けられて接触状態を保持している。

次に、図３により電磁操作装置６の構成をさらに詳細に説明する。
電磁操作装置６は、投入操作用コイル８ａ、開極操作用コイル８ｂ、可動子９、永久磁石１０、ヨーク１１、及び、可動子９と連結した連結棒７で構成されている。強磁性材料からなる可動子９は、連結棒７に一体に固着されており、連結棒７と共に軸方向に往復動する。可動子９は投入操作用コイル８ａと開極操作用コイル８ｂの概ね中心を通るように配置され、投入操作用コイル８ａと開極操作用コイル８ｂとは、軸方向に所定の間隔を空けて配置されている。永久磁石１０は両操作用コイル８ａ，８ｂの中間部にあって可動子９を取り巻くように配置されており、更に、この永久磁石１０と両操作用コイル８ａ，８ｂの外側に磁気回路となるヨーク１１が配置されている。
両操作用コイル８ａ，８ｂは、操作回路２０に電気的に接続され、外部からの開極／投入の指令に応じて、操作回路２０から、投入操作用コイル８ａ、又は、開極操作用コイル８ｂへ電流が供給されるようになっている。

次に、図４により操作回路２０の構成を説明する。なお、図では操作回路２０の開極操作に関する部分のみを示し、投入操作に関する部分は図示を省略している。
操作回路２０には、開極操作用コイル８ｂに通電するための電荷を蓄積するコンデンサ２１を有している。コンデンサ２１は、充電制御回路２２によって一定の電圧に充電されるようになっている。充電制御回路２２は、外部電源２３によって動作する。コンデンサ２１のプラス側が開極操作用コイル８ｂの一端に接続され、この他端が、操作回路２０内に設けられた抵抗セット２４と開極スイッチ２７とを介して、コンデンサ２１のマイナス側端子に接続されている。開極スイッチ２７は、「通常開」の状態であり、外部からの開極指令によって閉じられるようになっている。

上記の抵抗セット２４は、パラメータ変更手段の役目をし、電気回路パラメータと切替手段で構成されている。図４では、電気回路パラメータは抵抗値の異なる複数の抵抗２５ａ〜２５ｄであり、切替手段は切替スイッチ２６である。切替スイッチ２６は、操作回路２０の外部にあって遮断器の状態を監視する状態監視装置２８からの状態信号によって切り替えられるように構成されている。
更に、開極操作用コイル８ｂと並列に、フライホイール回路２９が接続されている。フライホイール回路２９は、スイッチと抵抗とダイオードを有し、開極操作完了時に開極スイッチ２７を開く際に、開極スイッチ２７に発生する過電圧を保護するものである。

以上のように構成された電磁操作式開閉装置の動作について説明する。
図１のように真空遮断器が開極状態にあるときに、図３のように、可動子９はヨーク下側に当接した状態で静止している。このとき、永久磁石１０が作る磁束は、可動子９の側面から下面に抜けて、ヨーク１１に入り再び永久磁石１０に戻る経路を作り、可動子９を図中下方向に押し付ける力が発生する。これにより電磁操作装置６は開極状態を保持している。

操作回路２０に投入指令が入力されると、操作回路２０から、投入操作用コイル８ａに電流が通電される。このとき投入操作用コイル８ａが発生する磁束は、可動子９の下面から可動子９の上面に抜けて、ヨーク１１を通って、再び、可動子９に戻る経路を作り、可動子９の下面において、永久磁石１０が発生する磁束と逆方向の磁束を発生させて相殺し、可動子９の下方向への吸引力を失わせる。更に、投入操作用コイル８ａが発生する磁束により可動子９は上方向への吸引力を受けるため、可動子９は図中上方向に移動する。操作回路２０から供給される電流が大きくなれば、可動子９が上方向へ移動する際に受ける吸引力も増大する。

可動子９は、上方向に移動したのちヨーク１１に当接した状態で静止する。この時点では、永久磁石１０が発生する磁束は、可動子９の側面から可動子９の上面に抜ける方向となり、投入操作用コイル８ａが作る磁束と同方向となる。操作回路２０からの電流の供給が停止した後も、永久磁石１０が作る磁束により、可動子９は図中上方向に吸引され、投入状態が保持される。
また、投入状態から開極状態に移動する場合にも、同様の動作により、可動子９は下方向に移動して、開極状態を保持する。
なお、上記の説明では、便宜上、永久磁石１０、投入操作用コイル８ａが作る磁束の方向を一方向に規定して説明したが、磁束の方向をすべて逆にしても、同様の動作が得られる。

次に、真空遮断器部の開閉動作について説明する。
図１のように真空遮断器が開極状態にあるときに、操作回路２０に投入指令が入ると、上述の説明のように、電磁操作装置６の可動子９が図中上方向に移動し、これに連結した連結棒７，接圧ばね５，絶縁ロッド４，可動電極３が一体となって、図中上方向に移動する。全体が上方向に移動して、可動電極３が固定電極２に当接した時点では、電磁操作装置６内の可動子９は、まだヨーク１１の上端に当接しないように構成されている。しかし、投入操作用コイル８ａの発生する磁束により、可動子９は更に上方向に吸引されているため、接圧ばね５が圧縮されて、可動子９がヨーク１１の上端に当接して全体が静止し、図２の状態となる。

投入動作の際には、可動電極３と固定電極２が当接する手前でアークが発生するが、負荷側の事故などにより過大な電流が流れる状況では、このアークエネルギーが増大し、可動電極３，固定電極２の表面が溶融して、当接後に可動電極３が固定電極２に溶着するという問題が発生する場合がある。この問題を回避するためには、可動子９の移動速度を上げて、発生するアークエネルギーを低減しなければならない。このために、各真空バルブの仕様に応じて、下限の投入速度が定義されている。

次に、図２のように、真空遮断器が投入状態にあるときに、操作回路２０に開極指令が入ると、電磁操作装置６の可動子９が図中下方向に移動し、これに連結した連結棒７が下方向に移動、接圧ばね５がこれに応じて伸張を始めるが、接圧ばね５の伸張力が連結棒７、及び、可動子９を下方向に押し下げる力となり、開極操作用コイル８ｂの吸引力に相乗される。
接圧ばね５がその構造上で規定された最大長さまで伸張すると、絶縁ロッド４，可動電極３が可動子９，連結棒７，接圧ばね５と一体となって、図中下方向に移動を開始し、可動電極３が固定電極２から乖離する。そして、可動子９がヨーク１１の下端に当接して全体が静止する。
このような開極動作の際には、可動電極３が固定電極２から乖離することで主回路電流が遮断されるが、主回路電流の位相によっては、電極間の絶縁が破壊してサージが発生したり、アークが発生して導通状態になる場合がある。このような問題を避けるためには、開極速度を十分に速くする必要があり、各真空バルブの仕様に応じて、下限の開極速度が定義されている。

開極動作は、上述したように、電磁操作装置６の可動子９がヨーク１１の下端に当接して完了する。開極時には、接圧ばね５の伸張力と開極操作用コイル８ｂの吸引力によって、可動子９が加速されるため、可動子９がヨーク１１に当接する時点では、可動子９は大きな運動エネルギーを持ち、当接時に大きな衝撃が発生する。このときの衝撃力は、可動子９の移動速度の二乗に比例する。このような衝撃が繰り返して加えられることにより、真空遮断器の可動部分に破断などが発生する場合がある。このために、可動部分については、真空遮断器の保証動作回数に対して十分な強度を持つように設計されると共に、可動子９の開極速度に対して上限速度が定義されている。
一方、投入動作においては、可動電極３が固定電極２に当接した時点と、可動子９がヨーク１１の上端に当接した時点で衝撃が発生する。そこで、投入速度にも上限値が定義されている。

このように、通常、真空遮断器には、開極，投入について、それぞれ、上限，下限の速度が定義され、可動子９の動作速度がこの範囲内に入るように、真空遮断器の可動部重量，電磁操作装置６の電磁気特性，接圧ばね５の圧縮量，操作回路２０からの通電電流量などのパラメータが設定される。しかし、真空遮断器を構成する機器の機械的、又は、電気的な精度のばらつきにより、動作速度は変動する。また、経年的な変化により、可動部の摩擦力や、操作回路２０内部のコンデンサ２１の容量などのパラメータが変化する可能性があり、これに伴って、可動子９の動作速度が変化する可能性がある。更に、周囲温度が変動すると、各操作用コイル８ａ，８ｂの抵抗値や操作回路２０内の抵抗値、コンデンサ２１の容量などが変動するために動作速度が変化する。

このため、遮断器の動作速度の初期調整値は、動作下限値に対して、上記の経年変化、環境変化による速度変動幅を考慮して、
調整速度下限値＝動作速度下限値＋速度変動幅×安全率
として設定される。なお、この時点で、調整速度下限値が動作速度上限値を超えるか、非常に近い場合は、機械的な耐久性を見直して、動作速度上限値を更に大きな値に再設定する必要がある。
また、遮断器の初期調整時には、上記の精度ばらつきによる開極速度の個体ばらつきを低減するために、開極，投入速度を計測して、計測結果が上記調整速度範囲に入るように微調整を行う。

本実施の形態では、上記のような調整を容易にする点に特徴を有するものであり、そのための動作と作用について図４を参照しながら説明する。
外部からの開極指令が入り、開極スイッチ２７が閉じられると、コンデンサ２１に充電されていた電荷が、開極操作用コイル８ｂから抵抗セット２４を通って通電され、電磁操作装置６が開極動作を行う。このときの通電電流は、抵抗セット２４内の切替えスイッチ２６によって選択された抵抗を通過する。各抵抗２５ａ〜２５ｄは、それぞれ異なった抵抗値を有しており、それらの抵抗値に応じて通電電流も変化する。通電電流が変化すると、上述のように開極操作用コイル８ｂが発生する吸引力も変化し、開極速度が変化する。したがって、切替スイッチ２６を切り替えることによって、開極速度を調整することができる。

また、切替スイッチ２６は、遮断器の状態を監視する状態監視装置２８からの状態信号に基づいて切り替えられるように構成されている。状態監視装置２８は、遮断器が開極、又は、投入動作を行った際の動作速度計測手段を有しており、計測した動作速度と、速度基準値に応じて抵抗値を選択して操作回路２０へ指令を出す。操作回路２０では、指令値により切替スイッチ２６を動作させる。すなわち、動作速度が、基準値よりも速い場合は、より大きい抵抗値の抵抗に切り替え、動作速度が基準値よりも遅い場合は、より小さい抵抗値を持つ抵抗へ切り替えを行う。

また、状態監視装置２８は、周囲温度の計測手段を有し、周囲温度の計測結果から、各操作用コイル８ａ，８ｂ，抵抗２５ａ〜２５ｄの抵抗値の温度依存性、コンデンサ２１のコンデンサ容量の温度依存性、コンデンサ２１の内部抵抗の温度依存性等から、動作速度の変動幅を推定し、推定される動作速度が、速度基準値より速い場合は、より大きい抵抗値の抵抗に切り替え、動作速度が基準値よりも遅い場合は、より小さい抵抗値を持つ抵抗へ切り替えを行う。
なお、速度基準値は、頻繁な切り替え動作が発生しないように、一定の幅を持った値として定義される。
開閉器の初期調整時には、開閉器を数回動作させることによって、開極，閉極の動作速度を自動的に最適値に設定できるため、初期調整の手間が省け調整コストが低減できる。また、調整ミスが減少し、調整精度が向上する。

従来の初期調整としては、例えば、接圧ばねの圧縮量の調整や、機器の組みなおしによる摩擦力の最小化などの手法がある。これらの調整は、開極動作の調整を行うと投入動作にも影響し、同様に、投入動作の調整は開極動作にも影響するため、調整が困難であると共に、機械的な調整であるために調整には手間がかかっていた。また、従来は、経年変化による速度変動、温度などの環境変化による速度変動の幅を考慮して、初期調整値を設定していた。
これに対し、上記のような自動調整機能を設けることにより、考慮すべき変動幅が小さくなる。これにより、初期調整値をより動作下限速度に近い値に設定することができ、機械的な衝撃力を低減することが可能となり、機械的な耐久性を向上させることができる。また、上限速度をより低い値に設定することにより、機械的な耐久性能を見直し、機器のコストを低減することができる。

なお、以上までの説明では、パラメータ変更手段は、抵抗値の異なる複数の抵抗とその切替スイッチで構成した抵抗セット２４としたが、抵抗セット２４に替えて可変抵抗としても良い。可変抵抗の抵抗値を、例えば、電磁モータ等によって調整するようにすれば、自動的に切り替えられて最適値に設定できるため、更に調整の手間が省け調整コストが低減できる。また、調整ミスが減少し、調整精度が向上する。

以上のように、本実施の形態によれば、開閉器と電磁操作装置と操作回路とを備えた電磁操作式開閉装置において、操作回路は、操作用コイルに通電するための電荷を蓄積するコンデンサとこのコンデンサを充電する充電制御回路とを有すると共に、コンデンサから操作用コイルへ通電する回路に、電気回路パラメータとその切替手段を備えたパラメータ変更手段を有し、操作回路の外部にあって開閉器の状態を監視する状態監視装置からの状態信号に基づき、切替手段を制御して操作用コイルに流す電流を制御するように構成したので、状態監視装置によって監視した、例えば、開極速度、投入速度等の動作状態に基づいて電気回路パラメータを調整できるため、開閉器の調整時においては、容易に開極速度、投入速度を最適な値に調整することができる。
また、開閉器の運転時においては、状態監視をオンラインで行うことで、機器の経年変化による速度変動を小さくすることができ、安定した遮断性能を得ることができる。
また、予め経年変化による速度変化幅を考慮した初期調整を行う必要がなくなり、調整時の速度値を従来よりも低く設定することが可能となる。これによって、機械耐久性が向上し、機器の安全性が向上する。

また、パラメータ変更手段の電気回路パラメータは抵抗値の異なる複数の抵抗で構成したので、パラメータ変更手段を安価で容易に構成でき、必要に応じて抵抗値の変更を容易に行うことができる。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２による電磁操作式開閉装置の操作回路を示す構成図である。開閉器と駆動部分の構成は、実施の形態１の図１及び図２と、また、電磁操作装置の構成については図３と同等なので、図示及び説明は省略する。本実施の形態の図５は、実施の形態１の図４に対応する部分であり、同等部分は同一符号で示している。以下、相違点を中心に説明する。

図５において、コンデンサ２１は、充電制御回路２２によって一定の電圧に充電される。充電制御回路２２は、外部電源２３によって動作する。コンデンサ２１のプラス側が開極操作用コイル８ｂの一端に接続され、この他端が、コンデンサ２１のマイナス側端子に接続されている。この回路に、抵抗３０とトリップ・スイッチ３０の並列体が挿入されている。また抵抗３１には開極スイッチ２７が直列に設けられている。トリップ・スイッチ３０と開極スイッチ２７は、「通常開」の状態である。
トリップ・スイッチ３０には外部からトリップ指令が入力され、開極スイッチ２７には外部から開極指令が入力されるように構成されている。

次に、動作について説明する。事故等が発生し、外部からトリップ指令が入ると、トリップ・スイッチ３０が閉じられ、コンデンサ２１に充電されていた電荷が、開極操作用コイル８ｂに通電されて、電磁操作装置６が開極動作を行う。
一方、通常の運転において、外部から開極指令が入ると、開極スイッチ２７が閉じられ、コンデンサ２１に充電されていた電荷が、開極操作用コイル８ｂから抵抗３１を通って通電され、電磁操作装置６が開極動作を行う。このときの通電電流は、抵抗３１の抵抗値によって制限されるため、トリップ・スイッチ３０が閉となった場合に比べて、開極操作用コイル８ｂに流れる通電電流は小さくなり、真空遮断器の開極速度は小さくなる。

以上のように、本実施の形態によれば、実施の形態１のような開閉器と電磁操作装置を有する電磁操作式開閉装置において、操作回路は、操作用コイルに通電するための電荷を蓄積するコンデンサとこのコンデンサを充電する充電制御回路とを有すると共に、コンデンサから操作用コイルへ通電する回路に、抵抗とスイッチ（トリップ・スイッチ）の並列体を有し、通常開閉操作時には抵抗を経由して操作用コイルへ通電し、事故遮断操作時にはスイッチを閉じて操作用コイルへ通電するように構成したので、最大の遮断性能が要求される事故時には、最大の動作速度で開極動作を行い、通常の開閉操作時では、より低い動作速度で開極動作を行って、開閉器への衝撃力を低減することができる。これにより、開閉器の信頼性が向上する。

実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３による電磁操作式開閉装置の操作回路を示す構成図である。開閉器と駆動部分の構成は、実施の形態１の図１及び図２と、また、電磁操作装置の構成については図３と同等なので、図示及び説明は省略する。
本実施の形態の電磁操作式開閉装置は、実施の形態１で示した操作回路に、実施の形態２で示したトリップ・スイッチを加えたものとなっているため、図４及び図５と同等部分は同一符号で示しそれらの説明は省略し、相違点を中心に説明する。

図６に示すように、コンデンサ２１に充電した電荷を開極操作用コイル８ｂに流す回路に直列に、パラメータ変更手段である抵抗セット２４と開極スイッチ２７との直列回路が挿入されており、この直列回路と並列にトリップ・スイッチ３０が接続されている。開極スイッチ２７とトリップ・スイッチ３０は、「通常開」の状態であり、トリップ指令によってトリップ・スイッチ３０が閉じられ、開極指令によって開極スイッチ２７が閉じられるように構成されている。
また、操作回路２０の外部にあって遮断器の状態を監視する状態監視装置２８からの状態信号によって切替スイッチ２６が切替えられるように構成されている。
なお、パラメータ変更手段は、抵抗セット２４とする以外に、実施の形態１での説明と同様に、可変抵抗としても良い。

以上のように、実施の形態３によれば、操作回路は、パラメータ変更手段に並列にスイッチ（トリップ・スイッチ）が設けられ、通常開閉操作時にはパラメータ変更手段を経由して操作用コイルへ通電し、事故遮断操作時にはスイッチを閉じて操作用コイルへ通電するように構成したので、実施に形態１の効果に加え、事故時には必ず最大の動作速度で開極動作を行うことができ、状態監視装置の不具合や切替スイッチの故障などによる問題が発生した場合でも、事故時の動作信頼性を高めることができる。

実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４よる電磁操作式開閉装置の操作回路を示す構成図である。開閉器と駆動部分の構成は、実施の形態１の図１及び図２と、また、電磁操作装置の構成については図３と同等なので、図示及び説明は省略する。

図７のように、コンデンサ２１は、充電制御回路２２によって一定の電圧に充電される。充電制御回路２２は、外部電源２３によって動作する。コンデンサ２１は、電磁操作装置６の開極操作用コイル８ｂに接続され、開極スイッチ２７を介して、コンデンサ２１のマイナス側端子に接続されている。開極スイッチ２７は、「通常開」の状態である。

状態監視装置２８は、遮断器の動作速度、周囲温度等を計測して、最適の動作条件を算出し、充電制御回路２２に充電電圧の調整を指令し、開極操作用コイル８ｂに流す電流を制御するように構成されている。
これにより、実施の形態１又は３で説明したような抵抗セット２４は必要なく、開閉器の開閉速度を自動的に調整することが可能となる。

以上のように、実施の形態４によれば、操作回路は、操作用コイルに通電するための電荷を蓄積するコンデンサとこのコンデンサを充電する充電制御回路とを有し、操作回路の外部にあって開閉器の状態を監視する状態監視装置からの状態信号に基づき、充電制御回路を制御して操作用コイルに流す電流を制御するように構成したので、簡単な構成で容易に開極速度，投入速度を最適な値に調整することができる。
また、初期調整の手間が省け調整コストが低減できる。また、調整ミスが減少し、調整精度が向上する。
また、動作速度の初期調整値を、より動作下限速度に近い値に設定することができ、機械的な衝撃力を低減することが可能となり、機械的な耐久性を向上させることができる。
また、上限速度をより低い値に設定することにより、機械的な耐久性能を見直し、機器コストの低減を図ることができる。

なお、実施の形態１〜４において、開閉器は真空バルブを用いた真空遮断器としたが、これに限定するものではなく、電磁操作装置で操作される開閉器であれば良い。
また、図４〜図７の操作回路では、開極操作に関する部分のみを示し、投入操作に関する部分は図示を省略したが、投入操作用コイルに通電する投入操作部分も同様に構成できる。但し、開極操作の場合の方が、接圧ばねの伸張力と開極操作用コイルの駆動力が相乗されるので、より大きな衝撃力が発生するため、少なくとも開極操作用コイル側に適用して、効果を得ることができる。

この発明の実施の形態１による電磁操作式開閉装置の開極状態を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による電磁操作式開閉装置の投入状態を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による電磁操作式開閉装置の電磁操作装置の断面図である。 この発明の実施の形態１による電磁操作式開閉装置の操作回路の構成図である。 この発明の実施の形態２による電磁操作式開閉装置の操作回路の構成図である。 この発明の実施の形態３による電磁操作式開閉装置の操作回路の構成図である。 この発明の実施の形態４による電磁操作式開閉装置の操作回路の構成図である。

符号の説明

１ 真空バルブ ２ 固定電極
３ 可動電極 ４ 絶縁ロッド
５ 接圧ばね ６ 電磁操作装置
７ 連結棒 ８ａ 投入操作用コイル
８ｂ 開極操作用コイル ９ 可動子
１０ 永久磁石 １１ ヨーク
２０ 操作回路 ２１ コンデンサ
２２ 充電制御回路 ２３ 外部電源
２４ 抵抗セット（パラメータ変更手段） ２５ａ〜２５ｄ 抵抗
２６ 切替スイッチ ２７ 開極スイッチ
２８ 状態監視装置 ２９ フライホイール回路
３０ トリップ・スイッチ ３１ 抵抗。

Claims (5)

1. 固定電極及び可動電極を有する開閉器と、前記可動電極に連結された可動子及びこの可動子を駆動する操作用コイルを有する電磁操作装置と、この電磁操作装置を操作する操作回路とを備えた電磁操作式開閉装置において、
   前記操作回路は、前記操作用コイルに通電するための電荷を蓄積するコンデンサとこのコンデンサを充電する充電制御回路とを有すると共に、前記コンデンサから前記操作用コイルへ通電する回路に、電気回路パラメータとその切替手段を備えたパラメータ変更手段を有し、
   前記操作回路の外部にあって前記開閉器の状態を監視する状態監視装置からの状態信号に基づき、前記切替手段を制御して前記操作用コイルに流す電流を制御するように構成されていることを特徴とする電磁操作式開閉装置。
2. 固定電極及び可動電極を有する開閉器と、前記可動電極に連結された可動子及びこの可動子を駆動する操作用コイルを有する電磁操作装置と、この電磁操作装置を操作する操作回路とを備えた電磁操作式開閉装置において、
   前記操作回路は、前記操作用コイルに通電するための電荷を蓄積するコンデンサとこのコンデンサを充電する充電制御回路とを有すると共に、前記コンデンサから前記操作用コイルへ通電する回路に、抵抗とスイッチの並列体を有し、
   通常開閉操作時には前記抵抗を経由して前記操作用コイルへ通電し、事故遮断操作時には前記スイッチを閉じて前記操作用コイルへ通電するように構成されていることを特徴とする電磁操作式開閉装置。
3. 請求項１記載の電磁操作式開閉装置において、前記操作回路は、前記パラメータ変更手段に並列にスイッチが設けられ、通常開閉操作時には前記パラメータ変更手段を経由して前記操作用コイルへ通電し、事故遮断操作時には前記スイッチを閉じて前記操作用コイルへ通電するように構成されていることを特徴とする電磁操作式開閉装置。
4. 請求項１又は請求項３記載の電磁操作式開閉装置において、前記パラメータ変更手段の前記電気回路パラメータは抵抗値の異なる複数の抵抗で構成されていることを特徴とする電磁操作式開閉装置。
5. 固定電極及び可動電極を有する開閉器と、前記可動電極に連結された可動子及びこの可動子を駆動する操作用コイルを有する電磁操作装置と、この電磁操作装置を操作する操作回路とを備えた電磁操作式開閉装置において、
   前記操作回路は、前記操作用コイルに通電するための電荷を蓄積するコンデンサとこのコンデンサを充電する充電制御回路とを有し、
   前記操作回路の外部にあって前記開閉器の状態を監視する状態監視装置からの状態信号に基づき、前記充電制御回路を制御して前記操作用コイルに流す電流を制御するように構成されていることを特徴とする電磁操作式開閉装置。

Images