KR20140138840A - 가스 차단기 - Google Patents

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KR20140138840A
KR20140138840A KR1020147027868A KR20147027868A KR20140138840A KR 20140138840 A KR20140138840 A KR 20140138840A KR 1020147027868 A KR1020147027868 A KR 1020147027868A KR 20147027868 A KR20147027868 A KR 20147027868A KR 20140138840 A KR20140138840 A KR 20140138840A
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하지메 우라이
야스아키 아오야마
히로아키 하시모토
가츠히코 시라이시
다츠로 가토
아유무 모리타
도시아키 로쿠노헤
요이치 오시타
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가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
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Abstract

신뢰성을 개선시키는 가스 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기의 과제를 해결하기 위하여, 고정 접촉자와, 당해 고정 접촉자에 대하여 접촉 및 개리하는 가동 접촉자와, 상기 고정 접촉자 및 상기 가동 접촉자를 내부에 가지고, 당해 내부가 절연성 가스로 봉입되어 있는 절연 탱크와, 상기 가동 접촉자가 동작하기 위한 구동력을 발생시키는 조작기를 구비하는 가스 차단기로서, 상기 조작기는, 영구 자석 또는 자성체를 상기 조작기의 구동력을 발생시키는 방향으로 배치하는 가동자와, 당해 가동자에 대향하여 배치됨과 함께 코일을 가지는 자극을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스 차단기{GAS CIRCUIT BREAKER}
본 발명은, 가스 차단기에 관한 것으로서, 특히 전동으로 동작시켜 고전압을 차단하는 전동 구동 방식 가스 차단기에 관한 것이다.
차단기는 조속히 사고 전류를 차단함으로써, 전력계통의 사고의 파급을 방지하는 역할을 가지기 때문에, 더욱 신뢰성이 높은 장치의 개발이 요구되고 있다. 가스 차단기를 조작하는 조작기로서, 조작 스프링에 축적한 스프링력을 해방함으로써 조작력을 얻도록 한 스프링 조작기와, 공기압이나 유압을 이용하여 조작력을 얻도록 한 공기압 조작기나 유압 조작기가, 종래부터는 알려져 있다. 그리고, 각 조작기에 대하여 언급하면, 스프링 조작기는 저조작력, 보수성, 경제성이 우수하고, 또한 공기압 조작기는 취급이 용이함과 함께 높은 조작력이 얻어지며, 또한 유압 조작기는 저소음으로 높은 조작력이 얻어진다는 특징이 있다.
그러나, 스프링 조작기에 의한 조작에서는 스프링의 탄성력이 반드시 일정하지 않은 것, 스프링의 위치 결정 정밀도가 낮은 것, 복잡하고 많은 부품으로 구성되는 것 등으로부터 동작에 대한 신뢰성에 대하여 개선의 여지가 있다. 또, 유압이나 공기압을 이용하는 조작 방식에서는, 주위의 온도 변화에 따라서는 작동 유체가 샐 우려가 있고, 나아가서는 부품의 하나라도 문제나 고장이 있으면 전체가 동작하지 않게 될 가능성도 있어, 취급이 곤란하다는 측면도 있다.
여기서, 상기와 같은 점을 개선하는 방식으로서, 전기의 힘에 의해 조작력을 만들어 내는 기술로서 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 것이 있다. 당해 특허문헌 1에는, 직선 이동 가능한 코일에 전류를 공급하는 액추에이터 구조로, 고정된 원통 형상의 영구 자석으로부터 발생하는 자계의 힘과의 반발력을 이용하여 코일에 연결되는 절연 로드를 직선 운동시키는 차단기 구성이 기재되어 있다.
한편, 차단기와는 다른 기술로서 특허문헌 2 및 3에 기재된 기술도 있다. 이들 문헌에 의하면, 가동자에 배치된 영구 자석을 끼워 유지하도록 배치된 자극치(齒)와, 자극을 끼워 유지하는 자극치를 연속으로 연결시키는 코어와, 복수의 코어에 모아 감아진 전기자 코일과, 자석의 자극을 표리 번갈아 나열한 가동자로 이루어지고, 영구 자석을 끼워 유지하도록 배치된 자극치와, 자석을 유지하는 자극 치를 연속으로 연결하는 코어를 가진 전기자 철심이 가동자의 길이 방향을 따라 복수개 배치되어 있는 모습이 기재되어 있다.
일본 특허 공표 제2007-523475호 공보 일본 특허 공개 제2010-141978호 공보 일본 특허 공개 제2010-239724호 공보
고가속이 요구되는 차단기를 위한 액추에이터에 있어서는, 가동체의 질량을 저감시킬 필요가 있다. 그러나, 특허문헌 1에 기재된 내용에서는, 코일이 가동하는 액추에이터로 되어 있고, 대전류를 흘려보내기 위해서는 직경이 큰 코일이 필요해지기 때문에, 코일의 질량이 커져, 가속도 성능이 저하된다. 그 외, 코일 자체가 가동되기 때문에, 가동체가 되는 코일에 전류를 공급할 필요가 있어, 배선의 처리나 내구성에 개선의 여지가 있다. 이러한 다양 관점에서, 신뢰성에는 개선의 여지가 있다.
또, 특허문헌 2나 3에 기재된 내용은, 원래부터 차단기에 사용하는 것을 의도하고 있는 것이 아니다.
그래서, 본 발명에서는 신뢰성을 개선시키는 가스 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 관련된 가스 차단기는, 고정 접촉자와, 당해 고정 접촉자에 대하여 접촉 및 개리(開離)하는 가동 접촉자와, 상기 고정 접촉자 및 상기 가동 접촉자를 내부에 가지고, 당해 내부가 절연성 가스로 봉입되어 있는 절연 탱크와, 상기 가동 접촉자가 동작하기 위한 구동력을 발생시키는 조작기를 구비하는 가스 차단기로서, 상기 조작기는, 영구 자석 또는 자성체를 상기 조작기의 구동력을 발생시키는 방향으로 배치하는 가동자와, 당해 가동자에 대향하여 배치됨과 함께 코일을 가지는 자극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 신뢰성을 개선시키는 가스 차단기를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 실시예 1에 관련된 차단기의 구성도이다.
도 2는 실시예 1에 관련된 조작부 내의 1단위를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시예 1에 관련된 액추에이터의 1단위를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 도 3의 정면도이다.
도 5는 도 4로부터 코일을 풀어 도시한 도면이다.
도 6은 실시예 2에 관련된 차단기의 단면도이다.
도 7은 실시예 3에 관련된 액추에이터를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 실시예 3에 관련된 액추에이터를 설명하는 도면이다.
도 9는 실시예 3에 관련된 차단기의 단면도이다.
도 10은 실시예 3에 관련된 제어계통을 나타내는 도면이다.
도 11은 실시예 4에 관련된 액추에이터의 모식적인 사시도이다.
도 12는 도 11의 정면도이다.
도 13은 가동자를 2단 구성으로 한 액추에이터의 구성예이다.
도 14는 가동자를 2단 구성으로 한 액추에이터의 다른 구성예이다.
도 15는 실시예 5에 관련된 액추에이터를 3열 나열한 구성도이다.
도 16은 실시예 5에 관련된 액추에이터를 3열 나열한 구성도이며, 전원에 3상 인버터를 사용한 경우의 도면이다.
도 17은 실시예 5에 관련된 액추에이터를 3열 나열한 구성도이며, 각 가동자를 기계적으로 연결한 도면이다.
도 18은 실시예 6에 관련된 위치 유지 기구의 투입 위치를 나타내는 평면도이다.
도 19는 실시예 6에 관련된 위치 유지 기구의 차단 위치를 나타내는 평면도이다.
도 20은 실시예 6에 관련된 압축 스프링의 길이가 최소가 되는 중간 위치를 나타내는 평면도이다.
도 21은 실시예 7에 관련된 전자 액추에이터에 차단기의 기계적 조작 수단을 접속한 도면이다.
도 22는 전자 액추에이터에 접속하는 기계적 조작 수단을 확대하여 표시하는 도면이다.
이하, 본 발명을 실시함에 있어서 바람직한 실시예에 대하여 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 하기는 어디까지나 실시의 예이며, 발명의 내용을 하기 구체적 태양에 한정하는 것을 의도하는 취지는 아니다. 발명 자체는, 특허 청구의 범위의 기재를 충족시키는 범위 내에서 다양한 양태로 변형하는 것이 가능함은 물론이다.
실시예 1
실시예 1에 대하여 도 1 내지 도 5를 사용하여 설명한다. 도 1은 개극 상태 (a) 및 폐극 상태 (b)를 나타내는 차단기의 구성예이다. 당해 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 따른 차단기는, 사고 전류를 차단하기 위한 차단부와, 당해 차단부를 조작하기 위한 조작부로 대별된다.
차단부는 내부에 SF6 가스를 충전시킨 밀폐 금속 용기(1) 내에, 밀폐 금속 용기(1) 단부에 설치된 절연 지지 스페이서(2)에 고정된 고정측 전극(고정측 접촉자)(3)과, 가동측 전극(4) 및 가동 전극(가동측 접촉자)(6)과, 당해 가동 전극(6)의 선단에서 양 전극간에 설치되는 노즐(5)과, 조작부측에 접속됨과 함께 가동측 전극(4)에 접속되는 절연 지지통(7)과, 가동측 전극(4)에 접속되어 주(主)회로의 일부를 구성하는 주회로 도체가 되는 고전압 도체(8)를 가지고 있고, 조작부로부터의 조작력을 통하여 가동 전극(6)을 이동시켜 전기적으로 개폐함으로써, 전류의 투입 및 차단이 가능하다. 고전 압도체(8)의 주위에는, 고전 압도체(8)에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 검출기로서 기능하는 변류기(51)가 설치되어 있다. 절연 지지통(7) 내에는 조작부측에 접속되는 절연 로드(81)가 배치되어 있다.
조작부는 밀폐 금속 용기(1)에 인접하여 설치되는 조작기 케이스(61) 내에, 액추에이터(조작기)(100)를 설치하고 있고, 액추에이터(100) 내부에는 직선 동작하는 가동자(23)가 배치되어 있다. 가동자(23)는, 밀폐 금속 용기(1)를 기밀하게 유지한 채 구동할 수 있도록 설치되는 직선 시일부(62)를 통하여 절연 로드(81)에 연결되어 있다. 그리고, 절연 로드(81)는 가동 전극(6)에 연결되어 있다. 즉, 가동자(23)의 동작을 통하여 차단부에 있어서의 가동 전극(6)을 동작시키는 것이 가능해진다.
액추에이터(100)는, 밀폐 금속 용기(1)의 표면에 절연성 가스를 봉지한 상태에서 설치되는 밀봉 단자(90)를 통하여 전원 유닛(71)과 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 당해 전원 유닛(71)은, 또한 제어 유닛(72)과 접속되고, 제어 유닛(72)으로부터의 지령을 받을 수 있도록 형성되어 있다. 제어 유닛(72)에는, 변류기(51)로 검출한 전류값이 입력되도록 되어 있다. 전원 유닛(71) 및 제어 유닛(72)은, 변류기(51)로 검출한 전류값에 따라 하술하는 액추에이터(100)의 코일(41)에 공급하는 전류량이나 위상을 변화시키는 제어 기구로서 기능한다.
도 2 내지 도 5를 사용하여 액추에이터의 구조에 대하여 설명한다. 제1 자극(11)과, 당해 제1 자극(11)에 대향하여 배치되는 제2 자극(12)과, 제1 자극과 제2 자극을 연결하는 자성체(13)와, 제1 자극 및 제2 자극의 외주에 설치되는 코일(41)을 두 개 조합하여 구성되는 고정자(14)의 내부에, 제1 자극(11) 및 제2 자극(12)에 공극을 통하여 대향하는 위치에, 영구 자석(21) 및 당해 영구 자석(21)을 끼워서 지지하는 자석 고정 부재(22)로 구성되는 가동자(23)를 배치하여 액추에이터(100)를 구성하고 있다. 영구 자석(21)의 착자 방향은 Y축 방향(도 2 중, 상하 방향)으로 착자되고, 이웃하는 자석마다 번갈아 착자되어 있다. 자석 고정 부재(22)는 비자성의 재료, 예를 들면, 비자성의 스테인리스 합금, 알루미늄 합금, 수지 재료 등이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 액추에이터(100)는, 영구 자석(21)과, 제1 자극(11) 및 제2 자극(12)과의 간격을 유지하기 위하여, 기계적인 부품을 장착한다. 예를 들면, 리니어 가이드, 롤러 베어링, 캠 팔로워, 스러스트 베어링 등이 바람직하지만, 영구 자석(21)과, 제1 자극(11) 및 제2 자극(12)과의 간격을 유지할 수 있으면, 이에 한정되는 것은 아니다.
일반적으로 영구 자석(21)과 제1 자극(11)및 제2 자극(12)의 사이에는 흡인력(Y축 방향의 힘)이 발생한다. 그러나, 본 구성에 있어서는, 영구 자석(21)과 제1 자극(11)에 발생하는 흡인력과, 영구 자석(21)과 제2 자극(12)에 발생하는 흡인력이 서로 역방향이 되기 때문에 힘이 상쇄되어 흡인력이 작아진다. 그 때문에, 가동자(23)를 유지하기 위한 기구를 간소화할 수 있어, 가동자(23)를 포함하는 가동체의 질량을 저감시킬 수 있다. 가동체의 질량을 저감시킬 수 있기 때문에, 고가속도 구동이나 고응답 구동을 실현하는 것이 가능해진다. 고정자(14)와 영구 자석(21)이 상대적으로 Z축 방향(도 2 중, 좌우 방향)으로 구동하기 때문에, 고정자(14)를 고정함으로써 영구 자석(21)을 포함하는 가동자(23)가 Z축 방향으로 이동한다. 반대로, 가동자(23)를 고정하고, 고정자(14)를 Z축 방향으로 이동시키는 것도 가능하다. 이 경우에는, 가동자와 고정자가 역전하게 된다. 어디까지나 발생하는 힘은 양자간에 생기는 상대적인 힘이다.
구동에 있어서는, 코일(41)에 전류를 흘려보냄으로써, 자계가 발생하고, 고정자(14)와 영구 자석(21)의 상대 위치에 따른 추력을 발생시키는 것이 가능해진다. 또, 고정자(14)와 영구 자석(21)의 위치 관계와, 주입하는 전류의 위상이나 크기를 제어함으로써, 추력의 크기, 및 방향의 조정이 가능해진다. 가동자(23)의 동작 제어는, 개극 지령 및 폐극 지령이 제어 유닛(72)에 입력된 경우에 따라, 전원 유닛(71)으로부터 액추에이터(100)에 있어서의 전류를 통전하고, 전기 신호를 액추에이터(100)에서의 가동자(23)의 구동력으로 변환함으로써 행한다.
도 3은 상기한 액추에이터(100)의 1단위의 구성의 사시도를 나타내고 있다. 도 3∼5에 나타내는 바와 같이, 제1 자극(11)과, 제2 자극(12)과, 제1 자극(11)과 제2 자극(12)을 연결하는 자성체(13)와, 코일(41)로 구성된 고정자(14)에 대하여, 영구 자석(21)을 가지는 가동자가 Z축 방향으로 상대 운동하도록 구성된다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 가동자(23)는 복수의 영구 자석(21)을 N극과 S극을 번갈아 반전시키면서 자석 고정 부재 등에 의해 가동측 접촉자의 동작 축 방향으로 기계적으로 연결한다. 가동자의 이들 N극과 S극에 대향하여 고정자(14)의 제1 자극(11) 및 제2 자극(12)을 배치한다. 코일(41)에 교류 전류를 흘려보냄으로써, 연속적으로 Z축 방향의 추력이 얻어져, 가동자(23)의 길이에 따라 구동 거리를 길게 하는 것이 가능해진다.
본 실시예에서는, 제1 자극(11)과 제2 자극(12)을 연결하는 자성체(13)를 Y축 방향으로 분할하고 있다. 이것에 의해, 코일(41)의 작업성이 향상된다. 또한, 제1 자극(11)과 제2 자극(12)을 Z축 방향으로 어긋나게 하여 조정하는 것도 가능해진다. 제1 자극(11)과 제2 자극(12)을 어긋나게 하여 배치한 경우, 영구 자석의 착자 방향을 변화시킴으로써 추력을 증가시키는 것이 가능해진다. 그 외, 원래 상측의 자극을 사용하지 않더라도 Z축 방향으로 구동시키는 것은 가능하고, 이렇게 말한 변형을 행하는 것 등을 구체적으로 생각할 수 있다. 단, 본 실시예와 같이, 제1과 제2 자극에서 가동자를 끼워 넣도록 구성함으로써, 영구 자석과 자극간의 흡인력이 작아져, 직선 구동시켜도 구동 방향(Z축 방향)과 수직 방향(X축 방향 및 Y축 방향)의 흔들림이 매우 작아진다. 즉, 차단기에 적용하는데 있어서는, 조작력을 전달하는 가동자가 직선 시일부(62)를 통과하여도, 직선 시일부(62)의 변형이 작기 때문에, 시일부에 있어서의 기계적인 부담이 작아진다.
이것은, 구동에 따른 직선 시일부(62)의 슬라이딩 동작 문제뿐만 아니라, 가동 전극(6)의 접촉자가 기우는 것을 방지하는데에도 연결되므로, 접촉 슬라이딩부의 마모나 전극으로부터의 미세 금속 이물이 발생하기 어려운 구조가 된다. 마모는 차단이나 투입의 동작 불량으로 결부될 가능성이 있고, 금속 이물은 절연 성능 저하에 의한 절연 사고로 결부될 가능성이 있다. 또, 시일 변형에 따른 가스 차단기 내부의 SF6 가스가 외부로 누설되는 양을 저감시킬 수 있다. 이처럼 여러 관점에서, 차단기로서의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다.
도 4는, 도 3의 정면도이다. 도 5는, 도 4에 있어서 제1 자극(11), 제2 자극(12) 및 그들을 연결하는 자성체의 관계를 이해 용이하도록, 도 4로부터 코일을 삭제한 도면이다. 양 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 코일(41)은, 제1 자극(11)과 제2 자극(12)에 각각에 감겨, 영구 자석(21)을 끼우도록 배치된다. 코일(41)과 영구 자석(21)이 대향하여 배치되기 때문에, 코일(41)에서 발생한 자속이 효율적으로 영구 자석(21)에 작용한다. 따라서, 액추에이터를 소형 경량화할 수 있다. 또한, 제1 자극(11)·제2 자극(12)·제1 자극과 제2 자극을 연결하는 자성체(13)에 의하여 자기 회로가 닫혀 있어, 자기 회로의 경로를 짧게 하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 큰 추력을 발생하는 것이 가능해진다. 또, 영구 자석(21)의 주위가 자성체로 덮여 있기 때문에 외부로의 누설 자속을 저감시킬 수 있어, 주위의 기기에 대한 영향을 저감시킬 수 있다.
상기와 같이 구성한 본 실시예에 관련된 가스 차단기는, 도 1의 (a)의 폐극 상태로부터 도 1의 (b)의 개극 상태로 이행하여 전류를 차단한다. 그때, 차단부에서 발생한 아크에 소호(消弧) 성능을 가지는 SF6 가스로 분사함으로써, 아크 플라즈마를 소멸시켜, 사고 전류를 차단한다.
본 실시예에 의하면, 영구 자석을 액추에이터의 구동력을 발생시키는 방향으로 배치하는 가동자와, 가동자에 대향하여 배치됨과 함께 코일을 가지는 자극을 구비하는 액추에이터를 차단기에 탑재하고 있으므로, 코일을 구동시키는 경우와 비교하여, 가동자를 경량화할 수 있고, 또한 코일을 구동시키는 경우와 같이, 가동자에 배선을 설치할 필요가 없다. 따라서, 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또, 본 실시예에서는, 영구 자석을 사용한 경우에 대하여 설명하였으나, 영구 자석 대신 자성체를 가동자에 배치하여 구성하는 것도 가능하다. 자성체란 자석으로부터 흡인력을 받는 부재를 가리키고, 대표적인 부재로서는 철이나 규소 강판 등을 들 수 있다.
본 실시예에서는 차단부와 조작부의 가스 구획을 별도로 하고 있고, 조작기의 구동은 직선 시일부(62)를 통하여 행하고 있지만, 차단부와 조작부를 동일 가스 구획으로서, 조작부도 차단부와 동일한 고기압 SF6 가스로 충전한 상태이어도 된다. 도 1에 나타내는 바와 같이 차단부와 조작부의 가스 구획이 별도 구획인 경우에는, 차단부는 고기압 SF6 가스로 충전되어 있지만, 조작부의 조작기 케이스(61)는 외부(대기)와 밀폐되는 경우와 밀폐되지 않는 경우가 존재한다. 밀폐되는 경우, 조작기 케이스(61) 내부는 대기압의 건조 공기나 질소, SF6 가스가 충전된다. 조작부가 밀폐되어 있으면, 외부 환경의 영향을 받기 어려워, 습도나 빗물이나 곤충 등의 혼입 등 성능을 저하시키는 요인을 배제할 수 있기 때문에, 신뢰성이 높은 조작부를 제공할 수 있다. 그러나, 밀폐된 경우에는 내부를 점검하는 것이 곤란해지기 때문에, 만일, 조작부에서 문제가 발생한 경우의 내부 이상 요인의 검출이나, 간단한 내부 보수 점검의 실시가 곤란해진다. 이러한 내부 점검의 용이함을 우선시키면 조작기 케이스를 밀폐시킬 필요는 없다.
또한, 본 실시예에서는 두 개의 고정자(14)로 액추에이터(100)를 구성한 예를 나타내고 있지만, 고정자의 개수가 둘로 한정되는 것이 아님은 물론이다. 고정자의 개수는 하나여도 차단기의 조작기로서 구동 가능하다. 한편, 개수를 증가시킴으로써, 개수에 비례하여 큰 추진력을 부여하는 것이 가능해진다.
실시예 2
실시예 2에 대해서 도 6을 사용하여 설명한다. 본 실시예에 관련된 가스 차단기는, 절연물로 구성된 애자(碍子) 등의 절연 용기(9) 내에 고정측 접촉자가 되는 고정측 전극(3)과, 고정측 전극(3)과 접촉 및 개리되어, 가동측 접촉자가 되는 가동 전극(6)과, 가동 전극(6)에 있어서의 고정측 전극(3) 측의 선단에 설치되는 노즐(5)을 구비하고 있고, 당해 절연 용기(9) 내에는 절연 가스로서 SF6 가스가 봉입되어 있다. 절연 가스로서는 다른 가스를 사용하는 것이 가능하고, 구체예를 들면, SF6과 N2나 CF4의 혼합 가스나, CO2 가스 등의 SF6 가스 대체 가스가 있다. 차단부를 수납한 절연 용기(9)의 하측에는, 조작부를 수납하는 것 이외의 절연 용기(10)가 장착되어 있다. 절연 용기(10) 내에는 액추에이터(100)와, 액추에이터 내로부터 차단부측으로 돌출하는 가동자(23)와, 당해 가동자(23)의 차단부측의 선단에 설치되는 절연 로드(81)와, 당해 절연 로드(81)와 가동 전극(6)을 연결하는 차단부 조작 로드(62)(직선 시일부)를 배치하고 있고, 절연 용기(10) 내에도 절연 용기(9) 내와 동일한 절연 가스가 봉입되어 있다. 두 개의 절연 용기(9) 및 절연 용기(10)의 사이는 가스 흡입구(36)로 연결되어 있고, 당해 가스 흡입구(36)의 도중에, 절연 용기(9) 측에는 분해 가스 필터(38)가 설치되어 있다. 그리고, 분해 가스 필터(38)는, 절연 용기(9) 내에서 우산(37)으로 덮여 있다.
액추에이터(100)는 절연 로드(81)를 개재하여 차단부 조작 로드(62)(직선 시일부)와 연결되어 있어, 차단부에 추력이 전달된다. 또한, 액추에이터(100)는 실시예 1에서 설명한 리니어 액추에이터이며, 여기서의 설명은 생략한다. 리니어 액추에이터는 외주를 작게 구성할 수 있기 때문에, 절연 용기(10) 내에 배치할 수 있다. 따라서, 가스 차단기를 소형으로 할 수 있고, 설치 면적을 종래의 스프링 조작기에 비교하여 작게 할 수 있다.
또, 차단부의 절연 용기(9) 내의 가스 공간(39)과, 조작부의 절연 용기(10) 내의 가스 공간(40)은, 직선 시일이 되는 차단부 조작 로드(62)(직선 시일부)에 의해 서로 격절(隔絶)된 가스 공간으로서 구성할 수 있다. 차단 동작시에 있어서는, 상부의 차단부에서 발생한 아크에 의해 분말상의 SF6 가스 분해 생성물이 생긴다. 그리고, 당해 분해 생성물이 절연 용기(9) 내의 하면에 퇴적하게 되지만, 조작부가 수납된 가스 공간(40)과 차단부 가스 공간(39)을 별도의 가스 구획으로 함으로써, 조작부 가스 공간(40)에는 분해 생성물은 들어가지 않는다. 따라서, 슬라이딩 저항을 더욱 증대시킬 우려가 없다.
또, 가스 공간을 완전히 격절시킬 필요는 없고, 분해 가스 필터를 개재하여 연통시켜도 된다. 가스 공간 39와 40을 연통시킴으로써, 효율적으로 절연 가스의 봉입, 회수가 가능해진다. 도 6에서는, 분해 가스 필터(38)를 개재하여 가스 흡입구(36)에 의해 연통시킨 경우를 나타내고 있다. 또한 가스 흡입구(36)에는 우산(37)을 설치하고 있다. 가스 흡입구(36)에 우산(37)을 설치함으로써, 가스 흡입구(36)에 분해 가스 생성물이 들어가지 않은 상태를 형성할 수 있어, 조작부 가스 공간(40) 내에 들어가지 않고, 액추에이터에 분해 생성물이 퇴적하여, 슬라이딩 저항을 증대시키지 않는다. 또한, 본 실시예에서는, 우산(37)의 내측[가스 흡입구(36) 측]에, 분해 가스 필터도 설치하고 있어, 만일 우산(37)의 간극으로부터 가스 흡입구(36)에 분해 생성물이 들어가도 당해 필터에 의해 제거되어, 조작부 가스 공간(40)에는 분해 생성물은 들어가지 않는다. 따라서, 슬라이딩 저항을 더욱 증대시킬 우려를 저감시킬 수 있다.
실시예 3
실시예 3에 대해서 도 7 내지 도 10을 사용하여 설명한다. 본 실시예에서는, 3단위의 액추에이터(100a, 100b, 100c)가 Z축 방향[가동 전극(6)의 동작 방향]으로 나열되어 배치되어 구성된다. 1단위에 대해서는, 실시예 1에서 이미 설명한 바와 같으며, 여기서의 설명은 생략한다. 3단위의 액추에이터는 영구 자석(21)에 대하여 전기적으로 위상이 어긋난 위치에 배치되어 있다. 1단위를 하나의 고정자로 하면, 3단위의 액추에이터는 세 개의 고정자로 이루어지고, 마찬가지로 1단위를 N개의 고정자로 하면, 3단위의 액추에이터는 3×N개의(3의 배수로 이루어지는) 고정자로 이루어진다. 본 실시예에서는, 구체적으로 액추에이터(100a)에 대하여, 액추에이터(100b)는 전기적 위상이 120°(또는 60°), 액추에이터(100c)는 전기적 위상이 240°(또는 120°) 어긋나 있다. 이 액추에이터 배치에 있어서, 각 액추에이터의 코일(41)에 3상 교류를 흘려보내면 3상의 리니어 모터와 동일한 동작을 실현할 수 있다. 3단위의 액추에이터를 사용함으로써, 각 액추에이터를 세 개의 독립한 액추에이터로서 개별적으로 전류를 제어하여 추력을 조정하는 것이 가능해진다. 각 액추에이터에 있어서의 코일에는, 제어 기구로부터 각각 다른 크기 또는 다른 위상의 전류를 주입할 수 있다. 하나의 방식으로서는 하나의 교류 전원으로부터 공급되는 U, V, W의 3상 전류를 나누어 공급하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 복수의 전원을 구비할 필요가 없어, 간편하다. 또, 이 경우, 상기한 밀봉 단자도 3×N개로 하거나, 동일한 전류를 흘려보내는 액추에이터에 대해서는 밀봉 단자를 공유화하는 것과 같은 선택 사항이 있다.
도 8은 도 7의 단면도를 나타내고 있다. 본 구성에 있어서는, 영구 자석(21)과, 복수의 액추에이터(200)를 사용한 구성의 위치 관계에 상관없이 일정한 추력을 발생시킬 수 있다. 또한, 제어에 의해 브레이크력(감쇠력)을 발생시키거나, 브레이크에 의해 발생한 전력을 회생하거나, 전기 에너지를 효율적으로 사용하는 것도 가능하다. 액추에이터에 있어서 감속시키기 위한 브레이크력을 발생하는 것도 가능하고, 종래의 유압 조작기나 스프링 조작기의 대시포트(dashpot) 등의 브레이크 장치를 불필요하게 할 수 있어, 차단기의 소형화가 실현된다. 또한, 장치의 부품수가 감소하기 때문에 신뢰성 및 메인터넌스성이 향상된다.
도 9에는, 도 7 및 도 8에서 설명한 복수의 액추에이터를 가스 차단기에 적용한 모습을 나타내고 있다. 전체의 구성은, 실시예 1에서 설명하고 있어, 중복 부분에 관한 설명은 생략한다. 본 실시예의 구성에 있어서는, 액추에이터에 연결시켜 위치 센서(75)를 설치하고 있고, 복수의 액추에이터의 코일에 공급하는 전류를 제어함으로써, 가동자(23) 및 절연 로드(81)의 위치, 속도나 가속도를 세밀하게 제어하는 것이 가능해진다. 따라서, 개폐 동작의 제어나 가감속 패턴을 제어하는 것이 가능해진다. 가동자(23) 및 절연 로드(81)의 위치, 속도나 가속도를 세밀하게 제어하려면, 복수의 액추에이터에, 독립하여 전류를 공급할 필요가 있고, 전원 유닛(71)으로부터의 전류는 가스 봉지된 상태에서 전류를 공급할 수 있도록, 밀봉 단자(201)를 통하여 각 액추에이터에 공급하고 있다. 또한, 도 9에서는 조작용 전원 유닛(71)으로부터의 전류의 공급이 어떠한 원인에 의해 곤란해진 경우에도, 차단 조작이 가능하도록 콘덴서나 충전기로 구성되는 축전 유닛(73)으로부터 전기 에너지가 공급되도록 하고 있다.
전원 유닛(71), 제어 유닛(72), 축전 유닛(73)의 구성예에 대하여 도 10을 사용하여 설명한다. 도 10 내에 있어서 제어 유닛(72)은, 계기용 변압기(52) 및 변류기(51)로부터의 측정값이 보내지는 보호 제어 장치(53)와, 액추에이터 제어 장치(54)에 대응한다. 그리고, 인버터(55) 및 전원 전환 스위치(56)가 전원 유닛(71)에 대응한다. 또, 축전 유닛(73)은, 충전 장치(59)와 콘덴서(58)로 구성되어 있다.
제어 유닛(72) 내의 보호 제어 장치(53)는, 변류기(51), 계기용 변압기(52)로부터의 전류, 전압 데이터를 수취하지만, 계통 사고가 발생한 경우나, 운전원에 의한 개폐 지령을 받은 경우, 보호 제어 장치(53)로부터 액추에이터 제어 장치(54)에, 차단 또는 투입 지령을 송신한다. 액추에이터 제어 장치(54)는, 인버터(55)를 제어하여 액추에이터(100)의 추력을 발생시킨다. 여기서, 액추에이터(100)에는 도시 생략한 위치 센서가 장착되어 있어, 위치 정보를 액추에이터 제어 장치(54)에 송신하여, 액추에이터의 동작을 제어한다. 여기서, 위치 센서에 대해서는, 위치 센서 대신 가속도 센서, 자속 밀도 센서 등을 사용하여, 각 측정 데이터로부터 동작 특성을 제어해도 된다.
또, 콘덴서에는 용량이 큰 전해 콘덴서 등이 사용되고 있다. 본 실시예에서는 콘덴서를 복수의 유닛(58a, 58b, 58c)으로 분할하고 있고, 충전 전환 스위치(57)와 전원 전환 스위치(56)에 의해, 전원이 되는 콘덴서를 개별적으로 충전하고, 동작시에 사용해야 할 콘덴서를 선택하고 있다. 차단기에서는 차단 동작에 있어서는 고속으로 구동할 필요가 있고, 또한 버퍼 반력에 의해 큰 추력이 필요하게 된다. 한편, 투입 동작에 있어서는, 차단 동작의 2배∼4배의 시간이어도 되고, 추력도 작아도 된다. 따라서, 차단시와 투입시에는 구동에 필요한 순시의 전력이 다르다. 차단과 투입에서 사용하는 콘덴서를 나누어 사용함으로써, 투입용 콘덴서의 충전 전압을 낮추고, 내전압이 낮은 저렴한 콘덴서를 사용하는 것이 가능하다. 차단기에서는, 차단-투입-차단의 일련의 동작을 충전 없이 행하는 등의 사양이 있다. 또한 투입-차단의 사양이 부가되는 경우도 있다. 이러한 사양이 요구되는 경우에도, 본 실시예와 같이 콘덴서를 분할함으로써 동작 책무에 대응한 확장이 용이해진다. 또, 실제 운용에서는 연속 동작이 항상 행하여지는 것은 아니며, 동작에 사용한 콘덴서만을 충전만 하면 되어, 충전 시간을 단축하는 것이 가능해진다.
실시예 4
실시예 4에 대해서 도 11 내지 도 14를 사용하여 설명한다. 또한, 이미 설명한 내용과 중복되는 부분에 대해서는, 설명을 생략한다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 나타내는 액추에이터는, 전출의 도 3에 나타내는 액추에이터를 Y축 방향으로 2개 중첩한 것과 같은 구성이며, 상하 평행으로 설치된 두 개의 가동자가 고정자를 관통하는 구성을 하고 있다. 각각의 가동자를 구성하는 각각의 영구 자석(21)을 끼우도록 코일(41)이 Y축 방향으로 대향하도록 배치되고, 가동자의 외측을, 자성체(13)가 상하로 설치된 자극을 연결하여 구성한다.
도 12의 (b)에 있어서, Y축 방향을 상하 방향으로 한 경우, 고정자는, 2단의 상측의 영구 자석측의 제1 자극(11)과, 2단의 하측의 영구 자석측의 제2 자극(12)과, 이들 자극의 사이에 설치된 제3 자극(15)과, 이들 각각을 연결하는 자성체(13)를 갖는다.
이처럼 Y축 방향으로 액추에이터를 나열하여 배치하고, 제1 자극(11)과 제2 자극(12)과 제3 자극을 연결하는 Y축 방향 중간부의 자성체(13)를 공통화함으로써, 액추에이터를 소형으로 할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는, 일례로서, 두 개의 액추에이터를, Y축 방향으로 나열한 구성에 대하여 설명했지만, 액추에이터의 개수 및 방향에 대해서는 본 구성에 한정되는 것은 아니다.
도 12는, 도 4 및 도 5에서 설명한 내용이, 상기 도 11에 대해서 설명한 바와 같이, 2단으로 치환되어 있는 모습을 나타내고 있다.
또, 도 13 및 도 14에는, Y축 방향으로 액추에이터를 2개 나열한 다른 구성에 대해서 설명한다. Y축 방향으로 2개 나열한 가동자(23a)와 가동자(23b)를 가동자 연결 부품(24)으로 연결하고, 양쪽 가동자가 일체로 동작하도록 하고 있다. 복수의 가동자를 연결함으로써, 가동자의 강성이 향상되어 내충격성이나 응답성이 향상된다.
가동자가 구동할 때, 액추에이터 각 부에, 추력에 비례한 반력이 가해진다. 그 때문에, 반력에 의한 각 부의 변형이나 가동자와 고정자의 전기적 위상의 어긋남을 발생시킨다. 복수의 고정자 및 액추에이터를 고정함으로써, 그 영향을 저감시키는 것이 가능하다. 도 13에 있어서는, 각 액추에이터는 고정판(30)에 고정되어, 각 부의 변형을 방지할 수 있다.
또, 도 13에서는 각 액추에이터를 공통의 고정판(30)에 고정함으로써 각 부의 변형을 방지하는 예에 대하여 설명했지만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 도 14에 나타내는 경우 등, 다른 구성으로 하는 것도 가능하다. 당해 도 14에서는, 각 고정자 사이 및 액추에이터 사이에, 각각 스페이서(31)를 배치하고 있어, 각 부의 변형을 저감시킬 수 있다. 고정판(30) 및 스페이서(31)의 접합 방법으로서는, 볼트 체결, 접착제 도포나 용접을 구체적으로 들 수 있지만, 다른 방법에 의해 접합하는 것도 가능하다.
본 실시예에서는, 3단의 자극을 사용하여 이들로 2단의 가동자를 끼워 넣도록 구성하고 있어, 고출력 구조로 할 수 있다.
실시예 5
실시예 5에 대해서 도 15 내지 도 17을 사용하여 설명한다. 이미 설명한 동일한 부호가 붙여진 구성과, 동일한 기능을 가지는 부분에 대해서는, 여기서의 설명을 생략한다.
가스 차단기는 처음부터 가스 차단기에 통전되는 U, V, W 3상의 전류를 차단할 수 있을 필요가 있고, 당해 3상분의 가동 접촉자를 조작할 수 있도록, 액추에이터의 각 코일을 전원(209)에 직렬로 접속하여 3열 나열한 구성을 도 15에 나타낸다. 이때, 액추에이터는 액추에이터에 구동력을 발생시키는 방향(가동자의 구동 방향)과는 수직 방향으로 3개 나열하여 배치되어 있다. 액추에이터는 제조상, 코일 저항이나 자석 자속 등과 같은 약간의 특성 편차가 생기는 경우가 있다. 본 실시예에서는, 이러한 편차를 방지하기 위한 것이다. 본 실시예에 일례로서 나타내는 구성에 의하면, 개개의 액추에이터의 특성 편차 등에 의한 전류의 불균일을 방지하는 것이 가능해져, 세 개의 액추에이터를 동시에 동작시키는 것이 가능해진다.
도 16에서는, 도 15에서 나타낸 전원(209) 대신 3상의 인버터(210)를 적용하고, 3상 액추에이터로서 구동시키는 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 액추에이터에 구동력을 발생시키는 방향으로도 세 개의 액추에이터가 나열되게 되고, 도 15에 있어서 전원측도 3상 전류를 가지므로 3×3=9개의 액추에이터가 구비되게 된다. 각 액추에이터(100)의 자석과 고정자의 위치 관계가 다르고, 가동 접촉자에 구동력을 발생시키는 방향으로 3열 나열하여 배치시킨 액추에이터 100a와 100b와 100c의 각각에 대하여, 도 15와 동일하게, 위치 관계가 동일한 액추에이터를 직렬로 배치함으로써, 액추에이터의 불균일 동작을 방지할 수 있다.
또한 도 17에서는, 세 개의 액추에이터의 가동자(23a), 가동자(23b), 가동자(23c)를 강성을 가지는 가동자 연결 부품(24)으로 결합한 경우를 나타내고 있다. 본 구성에 의해, 세 개의 가동자에 약간의 불균일이 생긴 경우에 있어서도, 세 개의 절연 로드(81)를 물리적으로 연결시키고 있으므로, 기계적인 관점에서도 동시에 구동시킬 수 있다. 당해 연결에 의한 각 가동자의 균일 구동은 단독으로도 사용할 수 있지만, 상기 도 15, 도 16에 기재한 바와 같이 전류를 사용하여 균일하게 제어하고자 하는 경우와 더불어 사용하면, 각각 다른 특성에 기초하여 균일하게 구동시키려하므로, 상보적으로 작용할 수 있어, 더욱 효과적이다.
또, 세 개의 절연 로드(81a, 8lb, 81c)의 길이나 개폐기의 개폐하는 위치를 바꿈으로써, 1회의 동작으로도 복수의 타이밍(각각의 절연 로드에 따라 다른 타이밍)으로 개폐 동작이 가능해진다.
또한, 복수의 가동자를 연결함으로써, 연결한 가동자 중 어느 하나에만 위치센서를 장착하면 충분하므로, 액추에이터 제어를 위한 위치 센서의 수를 저감시킬 수 있다는 메리트가 있다.
또, 본 실시예에서는 각 구성 모두 U, V, W의 세 개의 가동자를 사용한 구성에 대하여 설명했지만, 설치 환경에 따라 가동자의 수를 변경하는 것은 원리적으로 아무런 지장이 없다. 즉, 본 실시예의 가동자의 수에 한정되는 것은 아니다.
실시예 6
실시예 6에 대해서 도 18 내지 도 20을 사용하여 설명한다. 차단기의 위치 유지는 도 18 내지 도 20에 나타내어지는 실시예에 의해서도 실현된다.
도 18은 투입 위치, 도 19는 차단 위치, 도 20은 압축 스프링(400)의 길이가 최소가 되는 중간 위치를 각각 나타내고 있다. 본 실시예에서는, 전자 액추에이터(100)와 차단부(401)를 결합하는 링크계(402)에, 길이가 최소(자연 길이로부터 스프링이 최대로 압축된 위치)가 되는 위치(403)가 차단기의 투입 위치와 차단 위치의 사이가 되도록 구성된 압축 스프링(400)이 결합되어 있다. 즉, 압축 스프링(400)의 길이가 최소가 되는 중간 위치에서는, 압축 스프링(400)과, 가동자(23)가 수직이 되도록 형성된다. 이러한 관계성을 구비함으로써, 차단기의 투입 위치에서는 압축 스프링(400)의 탄성력이 차단기의 투입 방향으로, 차단 위치에서는 차단 방향으로 작용하므로, 정전 등에 의해 액추에이터가 조작 에너지를 상실한 경우에도 차단기는 중력, 가스압에 의한 추력, 외부로부터의 진동 등에 대향하여 투입 위치, 또는 차단 위치를 유지하는 것이 가능해진다.
실시예 7
도 21 및 도 22를 사용하여 전자식 액추에이터를 구비한 차단기에 있어서, 기계적 조작에 의해 차단부 접점을 조작하는 방법을 설명한다. 상기 실시예에서는, 전원 상실시용으로 축전 유닛을 설치하는 등의 대처도 하고 있지만, 본 실시예에서는 추가로 수동 조작도 가능하게 할 수 있도록 구성한 예를 설명한다.
구체적으로는, 도시 생략한 차단기에 대하여 메인 프레임(302)이 고정되어 있고[도면상에는, 액추에이터측만이 기재되어 있지만, 메인 프레임(302)은 차단기측까지 연장하여 형성된다], 이것에 액추에이터(100)가 프레임(302) 상에 설치된 액추에이터(100) 유지용 프레임(301)을 개재하여 볼트 체결 등에 의해 고정된다. 또, 프레임(302)에는 위치 결정용으로 볼록부(303)를 설치하고 있어, 액추에이터(100)를 프레임(302)에 체결할 때의 위치 결정이 용이해진다. 프레임(302)의 일단(하술하는 수동 핸들측)에는, 블록(308)이 프레임(302)에 대하여 볼트 체결되어 접속되어 있다. 또한, 블록(308)은 차단기의 통상 운전 상태(즉, 수동 제어가 아니라 전동으로 제어하는 경우)에서는 떨어져 있어도 된다. 도 22에 나타내는 바와 같이, 블록(308)의 중간부에는 관통부가 있고, 도시 생략한 암나사가 구성되어 있다. 이 블록(308)에 대하여 차단부 접점의 동작 방향으로 스핀들(307)이 상기 관통부를 관통하여 접속되어 있다. 스핀들(307)의 외주면에는 수나사를 형성하고 있다. 스핀들(307)의 외주면에는 수나사가 구성되고, 블록(308)에 설치한 관통부에는 암나사가 형성되어 있기 때문에, 스핀들(307)의 일단에 장착된 수동 핸들(309)을 조작시켜, 스핀들(307)을 회전시킴으로써, 스핀들(307)이 차단부 접점의 동작 방향으로 움직인다. 스핀들(307)과 블록(308)에 설치한 관통부에 있어서의 수나사와 암나사에 대해서는, 어느 일방에 수나사, 타방에 암나사를 설치하고 있으면 된다. 또한, 스핀들(307)의 타단에는, 반상(盤狀) 부재(306)가 나사 체결 등으로 고정되어 있다.
액추에이터(100)에 있어서, 차단부 접점측과는 반대측에 있어서의 단부금구(24a)에는, 상기 반상 부재(306)가 회전 가능하도록 형성된 공극부가 설치되어 있다. 수동 조작시에는, 이 단말 금구(24a)에 형성한 공극부에 반상 부재(306)를 끼워, 지지 부재(305)를 설치하고, 지지 부재(305)와 단말 금구(24a)의 사이에서 반상 부재(306)가 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된다. 지지 부재(305)는, 대략 반원 형상으로 형성되어 있고, 도시 생략한 볼트로 단말 금구(24a)에 대하여 체결된다.
액추에이터(100)의 차단부 접점측의 단말 금구(24b)에는 링크계(304)의 로드(304a)가 접속되어 있다. 로드(304a)의 차단부 접점측의 일단은, 너트(304b)를 개재하여 힌지(304c)에 접속되어 있다. 힌지(304c)는 핀 체결에 의해 링크(304d)에 접속되어 있다. 링크계(304)는 도시 생략한 차단부 내의 절연 조작 로드를 통하여 차단부 접점에 접속된다. 이것에 의해, 차단부 접점과 액추에이터(100)가 대략 일직선상에 구성된다.
차단부 접점의 개로 조작을 기계적으로 행하는 경우에는, 도 21에 나타낸 상태에 있어서, 핸들(309)을 스핀들(307)이 개로하는 방향으로 회전시킨다. 이것에 의해 반상 부재(306)가 단말 금구(24a)로부터 멀어지려고 하지만, 지지 부재(305)로 유지되기 때문에 반상 부재(306)와 단말 금구가 일체가 되어 동작한다. 따라서, 액추에이터의 가동자도 개로 방향으로 이동하고, 나아가서는 차단부의 가동측 전극도 개로 방향으로 이동한다.
차단부 접점의 폐로 조작을 기계적으로 행하는 경우에는, 개로 조작시와는 핸들(309)을 역회전시킴으로써, 스핀들(307)이 전진하여 단말 금구(24a)에 반상 부재(306)가 접촉하여 가동자(23)가 폐로 방향으로 이동한다. 가동자(23)가 폐로 방향으로 이동함으로써, 차단부의 가동측 전극도 폐로 방향으로 이동한다.
또한, 본 실시예에서는 가동자가 2단으로 형성되어 있는 경우에 대하여 설명하고 있지만, 1단, 또는 3단 이상이어도 된다. 3단 이상의 경우에는, 2단의 경우와 동일하도록, 가동자 연결 부품을 설치하여, 가동자 연결 부품에 스핀들을 연결하면 된다. 1단의 경우에는, 가동자 연결 부품은 없으므로, 가동자 자체, 또는 가동자와 연결하는 부재에 상기와 동일한 공극부를 설치함으로써, 당해 공극부에 스핀들과 같은 기계적 개폐 수단을 접속하면 된다. 또한, 공극부의 형상이나 핸들 형상은 원형 형상으로 하였으나, 다른 형상으로 하는 것도 물론 가능하다. 기능으로서, 스핀들과 같은 기계적 개폐 수단을 접속하여, 동작할 수 있도록 하면 된다. 본 실시예와 같이, 수동 핸들을 사용하여 회전식으로 동작시키는 경우에는, 스핀들과 같은 기계적 개폐 수단이 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있으면 충분하다.
또한, 본 실시예에 있어서 각 실시예 사이에 걸친 공통의 구성을 구비하는 부분에 대해서는, 특별히 확인하여 규정할 것까지도 없이, 동일한 효과를 가질 수 있음은 물론이다.
1: 금속 용기 2: 절연 지지 스페이서
3: 고정측 전극 4: 가동측 전극
5: 노즐 6: 가동 전극
7: 절연 지지통 8: 고전압 도체
9: 차단부 절연 용기 10: 차단부 지지 절연 용기
11: 제1 자극 12: 제2 자극
13: 자성체 14: 고정자
15: 제3 자극 21: 영구 자석
22: 자석 고정 부재 23: 가동자
24: 가동자 연결 부품 30: 고정판
31: 스페이서 36: 가스 흡입구
37: 우산 38: 분해 가스 필터
39, 40: 가스 공간 41: 코일
51: 변류기 52: 계기용 변압기
53: 보호 제어 장치 54: 액추에이터 제어 장치
55, 210: 인버터 56: 전원 전환 스위치
57: 충전 전환 스위치 58: 콘덴서
59: 충전 장치 61: 조작기 케이스
62: 직선 시일부 71: 전원 유닛
72: 제어 유닛 73: 축전 유닛
75: 위치 센서 81: 절연 로드
90: 밀봉 단자 100: 액추에이터
200: 복수의 액추에이터 201: 밀봉 단자
209: 전원 301, 302: 프레임
303: 볼록부 304, 402: 링크계
304a: 로드 304b: 너트
304c: 힌지 304d: 링크
305: 지지 부재 306: 반상 부재
307: 스핀들 308: 블록
309: 수동 핸들 400: 압축 스프링
401: 차단부 403: 길이가 최소가 되는 위치

Claims (12)

  1. 고정 접촉자와, 당해 고정 접촉자에 대하여 접촉 및 개리하는 가동 접촉자와, 상기 고정 접촉자 및 상기 가동 접촉자를 내부에 가지고, 당해 내부가 절연성 가스로 봉입되어 있는 절연 탱크와, 상기 가동 접촉자가 동작하기 위한 구동력을 발생시키는 조작기를 구비하는 가스 차단기로서, 상기 조작기는, 영구 자석 또는 자성체를 N극 및 S극을 번갈아 반전시키면서 상기 가동 접촉자의 동작 축 방향으로 배치되는 가동자와, 당해 가동자의 N극 및 S극에 대향하여 배치됨과 함께 코일을 가지는 자극을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 차단기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조작기는 복수개 존재하고, 당해 복수의 조작기의 복수의 가동자는 연결되어 있고, 일체로 동작하는 것을 특징으로 하는 가스 차단기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 조작기는 상기 가동 접촉자의 동작 축 방향과는 대략 수직 방향으로 복수개 나열되어 배치되고, 당해 복수의 조작기의 상기 코일은 전기적으로 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 차단기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 조작기는, 상기 가동 접촉자의 동작 축 방향 및 당해 동작 축 방향과는 대략 수직 방향으로 각각 복수개 나열되어 배치되고, 상기 동작 축 방향과는 대략 수직 방향으로 나열되어 배치되는 상기 조작기의 상기 코일은, 각각 전기적으로 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 차단기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 조작기는, 상기 대략 수직 방향으로 상기 가스 차단기의 U, V, W의 각 상(相)에 대응하도록 3열로 나열되어 배치되고, 또한, 상기 동작 축 방향으로도 3열로 나열되어 배치되며, 당해 3열로 나열되어 배치되는 상기 조작기의 상기 코일에 대하여 열마다 U, V, W의 어느 소정의 상의 전류를 도통시키는 것을 특징으로 하는 가스 차단기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자극은 대향하여 설치되는 제1 자극과 제2 자극을 가지고, 상기 제1 자극과 상기 제2 자극은 자성체에 의해 접속되고, 상기 가동자는 상기 제1 자극과 상기 제2 자극의 사이에 축 방향으로 자유로이 이동하도록 설치되며, 상기 제1 자극은 제1 코일을 가지고, 상기 제2 자극은 제2 코일을 가지는 것을 특징으로 하는 가스 차단기.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자극은 제1 자극과 당해 제1 자극에 대향하여 설치되는 제3 자극과, 당해 제3 자극에 대향하여 설치되는 제2 자극을 가지고, 상기 제1 자극과 상기 제2 자극과 상기 제3 자극은 자성체에 의해 접속되고, 상기 가동자는 상기 제1 자극과 상기 제3 자극의 사이 및 상기 제3 자극과 상기 제2 자극의 사이에 각각 1개씩 축 방향으로 자유로이 이동하도록 설치되며, 상기 제1 자극은 제1 코일을 가지고, 상기 제2 자극은 제2 코일을 가지며, 상기 제3 자극은 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일에 대향하는 위치에 각각 코일을 가지는 것을 특징으로 하는 가스 차단기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조작기 또는 상기 조작기와 상기 가동 접촉자와의 사이에는 압축 스프링이 구비되고, 당해 압축 스프링은, 상기 가동 접촉자가 상기 고정 접촉자에 대하여 접촉하는 위치와 개리하는 위치의 사이에 위치할 때 길이가 최소가 되는 것을 특징으로 하는 가스 차단기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조작기의 상기 가동 접촉자와 먼 측에 착탈 가능하게 설치된 상기 가동접촉자를 구동하는 수동 핸들을 가지는 것을 특징으로 하는 가스 차단기.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일에 대하여 전류를 공급하는 복수의 콘덴서와, 투입 또는 차단 동작시에 상기 코일에 대하여 전류를 공급하는 콘덴서를 전환하는 전환 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 차단기.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 탱크와, 상기 조작기가 설치되는 탱크는 격절됨과 함께, 모두 내부에 절연 가스를 봉입하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가스 차단기.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 탱크와, 상기 조작기가 설치되는 탱크는, 모두 내부에 절연 가스를 봉입하여 구성되고, 상기 절연 탱크와, 상기 조작기가 설치되는 탱크의 사이는 연통구에 의해 연통됨과 함께, 당해 연통구에는 필터가 설치되는 것을 특징으로 하는 가스 차단기.
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