JP5328567B2

JP5328567B2 - 引出形電気機器の断路機構

Info

Publication number: JP5328567B2
Application number: JP2009196395A
Authority: JP
Inventors: 明敏岡田; 悟近藤; 和宏枡田; 大士後藤; 潤山田
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd; Central Japan Railway Co
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd; Central Japan Railway Co
Priority date: 2009-08-27
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-08-27
Also published as: JP2011050173A

Description

本発明は、配電盤の内部に収納される変圧器などの引出形電気機器の断路機構に関するものである。

配電盤の内部に収納される変圧器などの引出形電気機器は、メンテナンスや交換の際に容易に配電盤から取り出すことが出来るように車輪付の台車に取り付けられている。これらの引出形電気機器は配電盤の正面から奥行き方向に移動する構成が一般的に採用されている。そして、引出形電気機器を奥行き方向に移動することによる母線との接続（投入）や、正面方向に移動することによる母線との切り離し（断路）を容易に行えるように断路機構が設けられている。

また、配電盤の床面にはガイドレールが設けられており、台車に取り付けられた車輪をこのガイドレールに沿って移動させることによって、投入や断路を容易に行うことができるようになっている。

図４を用いて、従来の構成について説明する。配電盤１の内部には、変圧器２が搭載された引出台車フレーム３が収納されている。この引出台車フレーム３の下部には車輪４が取り付けられている。配電盤１の内部床面にはガイドレール６が設けられており、このガイドレール６に沿って引出台車フレーム３を移動することによって、配電盤１内からの変圧器２の出し入れを容易に行うことができ、主接触子１２と母線側導体９との投入や断路を容易に行うことができる。

引出台車フレーム３には変圧器側碍子１０を介して変圧器側導体１１が取り付けられ、変圧器２と電気的に接続されている。また、配電盤１内には箱体フレーム５が取り付けられている。そして、この箱体フレーム５には母線側碍子８を介して母線側導体９が取り付けられており、さらに母線側導体９には母線７が接続されている。

図５は、図４のＡ部の詳細を示したものである。図５を用いて断路機構について説明する。配電盤１内に設けられた箱体フレーム５には母線側碍子８が取り付けられ、さらに、母線側碍子８にはＬ字状の母線側導体９の一端が変圧器側導体１１に向けられて取り付けられている。また、引出台車フレーム３には変圧器側碍子１０が取り付けられ、さらに、変圧器側碍子１０にはＬ字状の変圧器側導体１１の一端が母線側導体９に向けられて取り付けられている。母線側導体９の一端と変圧器側導体１１の一端の先端同士が互いに向かい合った状態で取り付けられていることになる。

そして、変圧器側導体１１の一端側の先には、主接触子１２が接圧バネ１３を介して固定ボルト１４によって取り付けられている。この主接触子１２は薄板をヘアピン状に折り返した構造となっており、またその先端は少し開いた形状となっている。これは、母線側導体９の先端を主接触子１２に挿入する際のガイドの役割を果たす。

特開２００８−６７４２２号公報特開２０００−１８２４８１号公報

従来の断路機構は、変圧器等の引出形電気機器を配電盤内から引き出す際に母線から容易に切り離すために設けられているものであり、変圧器の励磁電流等の遮断性能を有しているわけではない。変圧器等の引出形電気機器を配電盤内から引き出すとき、励磁電流等の遮断が可能な速度で引き出すことができれば問題はない。しかし、これは引出形電気機器を引き出す作業者のスキルに依存していることになる。したがって、引出形電気機器を配電盤内から安全に引き出すには断路機構部を無電圧にする必要があった。

断路機構部を無電圧にするために母線側にカットアウトスイッチ等の断路装置を設けるのが一般的である。しかし、引き出し作業前にカットアウトスイッチ等の断路操作が必要になり、作業手順が増え操作が煩雑になるといった問題があった。また、カットアウトスイッチ等の断路装置の収納や操作スペースの確保といった点についても考慮しなければならず、配電盤の大型化やコストが増大するといった問題があった。

本発明は、配電盤の内部に収納される変圧器などの引出形電気機器の断路機構において、母線側導体と、変圧器側導体に取り付けられた主接触子と、前記母線側導体に取り付けられた延長導体と、前記延長導体に取り付けられた固定アーク接触子と、前記固定アーク接触子に取り付けられた接触棒と、前記変圧器側導体に取り付けられた固定ピンと、前記固定ピンにネジリコイルバネを介して取り付けられた可動アーク接触子を具備し、断路操作時に、前記可動アーク接触子が前記接触棒に当ることによって前記可動アーク接触子が前記固定ピンを中心に回転し前記ネジリコイルバネが蓄勢され、前記母線側導体から前記主接触子が断路された後に前記ネジリコイルバネの蓄勢力によって前記固定アーク接触子から前記可動アーク接触子が断路されることを特徴とする。

変圧器等の引出形電気機器の引き出し速度に依存することなく、断路機構を安定した速度で動作させることができる。したがって、安定した電流遮断性能を確保できるので無停電での変圧器等の引出形電気機器の引き出し作業が可能になり、変圧器等の引出形電気機器の保守性向上という利点がある。また、カットアウトスイッチ等の断路装置を設置する必要が無くなるので配電盤の小型化やコストの低減が図れるといった利点もある。

また、断路機構の可動アーク接触子部分は簡単でコンパクトに構成されており、従来製品への取り付けを最小の部品交換で行うことができる。さらに、固定接触子に接触棒を設けることによって主接触子が断路された後に確実に可動アーク接触子を断路することができる。

図１は本発明の構成を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図２は本発明の動作を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図３は本発明の動作を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図４は従来の配電盤の構成の略図である。図５は図４のＡ部の詳細を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

母線側導体と、変圧器側導体に取り付けられた主接触子と、前記母線側導体に取り付けられた延長導体と、前記延長導体に取り付けられた固定アーク接触子と、前記固定アーク接触子に取り付けられた接触棒と、前記変圧器側導体に取り付けられた固定ピンと、前記固定ピンにネジリコイルバネを介して取り付けられた可動アーク接触子を具備し、断路操作時に、前記可動アーク接触子が前記接触棒に当ることによって前記可動アーク接触子が前記固定ピンを中心に回転し前記ネジリコイルバネが蓄勢され、前記母線側導体から前記主接触子が断路された後に前記ネジリコイルバネの蓄勢力によって前記固定アーク接触子から前記可動アーク接触子が断路される。

図１は、本発明の実施例の断路機構部の詳細図で、変圧器が配電盤の内部に収納されている状態を示している。１〜１４の主接触子部分の構成は、図４および図５の従来の構成と同様である。

母線側導体９には延長導体１５が取り付けられている。この延長導体１５はＬ字状に折り曲げられており、一端側の先端が変圧器側導体１１に向くように母線側導体９に固定されている。そして、延長導体１５の一端側には上部固定アーク接触子１６と下部固定アーク接触子１７が延長導体１５を挟み込むようにしてアーク接触子固定ボルト２０によって取り付けられている。その際、上部固定アーク接触子１６とアーク接触子固定ボルト２０との間にはアーク接触子接圧バネ１９が入れられている。さらに、上部固定アーク接触子１６と下部固定アーク接触子１７がアーク接触子固定ボルト２０を中心に回転しないように接続ピン２１が設けられている。

上部固定アーク接触子１６には、下部固定アーク接触子１７との間に一定の間隔を保つように接触棒１８が取り付けられている。また、この接触棒１８は下部固定アーク接触子１７に向かって幅が狭くなるように斜めに形成されている。接触棒１８をこのように構成することによって、断路操作時には確実に主接触子が断路された後に可動アーク接触子２２を断路させることができ、投入操作時には可動アーク接触子２２を接触棒１８の下部を潜り抜けらせることができる。また、下部固定アーク接触子１７の先端が少し開いた形状に折り曲げられている。これは、可動アーク接触子１９を挿入する際のガイドの役割を果たす。

変圧器側導体１１には、従来と同様に構成されている主接触子１２に加えて、Ｌ字形の可動アーク接触子２２がネジリコイルバネ２３を介して固定ピン２４によって取り付けられている。また、変圧器側導体１１にはストッパー２５が取り付けられている。このストッパー２５は可動アーク接触子２２の端部が当ることによって、可動アーク接触子２２がネジリコイルバネ２３によって時計方向に回転することを防いでいる。

次に、図１を用いて断路操作時における可動アーク接触子２２の動作について説明する。変圧器が配電盤の内部に収納されている状態から徐々に変圧器を引き出していく（図中においては、変圧器側導体１１部分が左方向に移動する）。この引き出しに伴い、可動アーク接触子２２が上部固定アーク接触子１６に取り付けられた接触棒１８に当ることになる。さらに引き出しを続けると、可動アーク接触子２２は反時計方向に回転しながら接触棒１８に沿って滑るように移動することになる。この時、可動アーク接触子２２が反時計方向に回転することによってネジリコイルバネ２３が蓄勢される。そして、この動作の間に主接触子１２が母線側導体９から徐々に切り離されて行く。

さらに、変圧器を引き出していくと図２の状態となる。この状態は、主接触子１２が母線側導体９から完全に切り離され、可動アーク接触子２２の先端が接触棒１８にかろうじて引っかかっている状態である。

図２の状態からさらに変圧器を引き出していくと、可動アーク接触子２２の先端部分が接触棒１８から外れることになる。そうすると、ネジリコイルバネ２３の蓄勢力が開放され可動アーク接触子２２が時計方向に回転する。時計方向に回転した可動アーク接触子２２はストッパー２５に当ることによって回転が止まり、そして断路が完了する。図３はこの断路が完了した状態を示している。

次に、引出形電気機器を奥行き方向に移動することによる母線との接続について説明する。変圧器が引き出された図３の状態から、徐々に変圧器を配電盤内に入れていく（図中においては、変圧器側導体１１部分が右方向に移動する）と可動アーク接触子２２が接触棒１８に当る。しかし、可動アーク接触子２２はストッパー２５によって時計方向に回転しないように規制されているため、可動アーク接触子２２が接触棒１８を押すことになる。接触棒１８は固定アーク接触子接圧バネ１９によって下部固定アーク接触子１７に接触するように押し付けられているが、接触棒１８が可動アーク接触子２２と当る部分は斜めに形成されているので、固定アーク接触子接圧バネ１９に逆らって接触棒１８は押し上げられることになる。可動アーク接触子２２が押し上げられた接触棒１８の下部を潜り抜けて反対側に移動する。と同時に母線側導体９が主接触子１２に挿入されて投入が完了する。

１配電盤
２変圧器
３引出台車フレーム
４車輪
５箱体フレーム
６ガイドレール
７母線
８母線側碍子
９母線側導体
１０変圧器側碍子
１１変圧器側導体
１２主接触子
１３接圧バネ
１４固定ボルト
１５延長導体
１６上部固定アーク接触子
１７下部固定アーク接触子
１８接触棒
１９固定アーク接触子接圧バネ
２０固定アーク接触子固定ボルト
２１接続ピン
２２可動アーク接触子
２３ネジリコイルバネ
２４固定ピン
２５ストッパー

Claims

配電盤の内部に収納される変圧器などの引出形電気機器の断路機構において、母線側導体と、変圧器側導体に取り付けられた主接触子と、前記母線側導体に取り付けられた延長導体と、前記延長導体に取り付けられた固定アーク接触子と、前記固定アーク接触子に取り付けられた接触棒と、前記変圧器側導体に取り付けられた固定ピンと、前記固定ピンにネジリコイルバネを介して取り付けられた可動アーク接触子を具備し、断路操作時に、前記可動アーク接触子が前記接触棒に当ることによって前記可動アーク接触子が前記固定ピンを中心に回転し前記ネジリコイルバネが蓄勢され、前記母線側導体から前記主接触子が断路された後に前記ネジリコイルバネの蓄勢力によって前記固定アーク接触子から前記可動アーク接触子が断路される、ことを特徴とする引出形電気機器の断路機構。