JP2000299041A - 真空遮断器 - Google Patents
真空遮断器Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
- H01H33/66—Vacuum switches
- H01H33/666—Operating arrangements
- H01H33/6662—Operating arrangements using bistable electromagnetic actuators, e.g. linear polarised electromagnetic actuators
Landscapes
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】複雑な独立したキャッチ機構を要することな
く、通常の開閉操作を行うための開閉操作機構を利用し
て高速開極時における可動軸の跳ね返りを抑えて的確に
可動電極の開極状態を維持することができる真空遮断器
を提供する。 【解決手段】真空バルブ１と、この真空バルブ１の可動
電極４を電磁反発コイル９で高速開極させる高速開極機
構と、可動部材２８を永久磁石３０およびソレノイド３
１を用いて所定のストロークで動作させる開閉操作機構
２６と、この開閉操作機構２６の可動部材２８と真空バ
ルブ１の可動軸６とを接続体１４を介して一定範囲の相
対移動可能に接続させたカップリング機構１３とを具備
し、高速開極時には高速開極機構の動作に合わせて開閉
操作機構２６の可動部材２８を動作させ、この可動部材
２８で可動軸６を保持して可動電極４の開極状態を維持
し、通常の開閉時には可動部材２８のストローク動作で
可動電極４の開閉を行なう。
く、通常の開閉操作を行うための開閉操作機構を利用し
て高速開極時における可動軸の跳ね返りを抑えて的確に
可動電極の開極状態を維持することができる真空遮断器
を提供する。 【解決手段】真空バルブ１と、この真空バルブ１の可動
電極４を電磁反発コイル９で高速開極させる高速開極機
構と、可動部材２８を永久磁石３０およびソレノイド３
１を用いて所定のストロークで動作させる開閉操作機構
２６と、この開閉操作機構２６の可動部材２８と真空バ
ルブ１の可動軸６とを接続体１４を介して一定範囲の相
対移動可能に接続させたカップリング機構１３とを具備
し、高速開極時には高速開極機構の動作に合わせて開閉
操作機構２６の可動部材２８を動作させ、この可動部材
２８で可動軸６を保持して可動電極４の開極状態を維持
し、通常の開閉時には可動部材２８のストローク動作で
可動電極４の開閉を行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、送配電等に用い
られる真空遮断器に関する。
られる真空遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の真空遮断器の構成を図８に示して
あり、真空バルブ１００は真空容器１０１と、この真空
容器１０１内に設けられた固定電極１０３および可動電
極１０４と、固定電極１０３を支持した固定軸１０５お
よび可動電極１０４を支持した可動軸１０６とで構成さ
れている。
あり、真空バルブ１００は真空容器１０１と、この真空
容器１０１内に設けられた固定電極１０３および可動電
極１０４と、固定電極１０３を支持した固定軸１０５お
よび可動電極１０４を支持した可動軸１０６とで構成さ
れている。
【０００３】可動軸１０６は真空容器１０１の壁面を摺
動自在に貫通してその外部に延出しているとともに、そ
の延出部分に反発リング１０７が取り付けられ、この反
発リング１０７に対向して電磁反発コイル１０８が設け
られている。また、可動軸１０６にはワイプばね１０９
が設けられ、このワイプばね１０９により可動電極１０
４が固定電極１０３に所定のワイプ荷重で接触するよう
に保持されている。
動自在に貫通してその外部に延出しているとともに、そ
の延出部分に反発リング１０７が取り付けられ、この反
発リング１０７に対向して電磁反発コイル１０８が設け
られている。また、可動軸１０６にはワイプばね１０９
が設けられ、このワイプばね１０９により可動電極１０
４が固定電極１０３に所定のワイプ荷重で接触するよう
に保持されている。
【０００４】そして短絡事故電流が流れたときに、電磁
反発コイル１０８をコンデンサ１１０の放電電流により
励磁し、この励磁で可動軸１０６に取り付けられた反発
リング１０７を反発させて可動電極１０４を固定電極１
０３から高速開極させて事故電流を遮断するようになっ
ている。
反発コイル１０８をコンデンサ１１０の放電電流により
励磁し、この励磁で可動軸１０６に取り付けられた反発
リング１０７を反発させて可動電極１０４を固定電極１
０３から高速開極させて事故電流を遮断するようになっ
ている。
【０００５】通常の開閉操作には投入コイル１１１が用
いられ、この投入コイル１１１が励磁されている間は可
動電極１０４の閉極状態が維持され、励磁の解除に応じ
て開極ばね１１２の弾性力で可動電極１０４が開極し、
この開極状態が開極ばね１１２の弾性力で維持されるよ
うになっている。
いられ、この投入コイル１１１が励磁されている間は可
動電極１０４の閉極状態が維持され、励磁の解除に応じ
て開極ばね１１２の弾性力で可動電極１０４が開極し、
この開極状態が開極ばね１１２の弾性力で維持されるよ
うになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電磁反発コ
イル１０８が励磁されて高速で開極するときには、その
反発の衝撃による可動軸１０６の跳ね返りで可動電極１
０４が再閉極してしまう恐れがあり、このため従来にお
いては、高速開極したときに瞬時に可動軸１０６を保持
して可動電極１０４の再閉極を抑える独立したキャッチ
機構１１３が設けられている。
イル１０８が励磁されて高速で開極するときには、その
反発の衝撃による可動軸１０６の跳ね返りで可動電極１
０４が再閉極してしまう恐れがあり、このため従来にお
いては、高速開極したときに瞬時に可動軸１０６を保持
して可動電極１０４の再閉極を抑える独立したキャッチ
機構１１３が設けられている。
【０００７】高速開極時における可動軸１０６の衝撃エ
ネルギーは相当大きく、このため従来おいてはリンク機
構等の複雑な機構のキャッチ機構１１３を用いて高速開
極時に可動軸１０６を保持するようにしており、このた
めその構成が大掛かりで、設置上のスペースの点、およ
び製作上のコストの点で不利を招く結果となっている。
ネルギーは相当大きく、このため従来おいてはリンク機
構等の複雑な機構のキャッチ機構１１３を用いて高速開
極時に可動軸１０６を保持するようにしており、このた
めその構成が大掛かりで、設置上のスペースの点、およ
び製作上のコストの点で不利を招く結果となっている。
【０００８】この発明はこのような点に着目してなされ
たもので、その目的とするところは、複雑な独立したキ
ャッチ機構を要することなく、通常の開閉操作を行うた
めの開閉操作機構を利用して高速開極時における可動軸
の跳ね返りを抑えて的確に可動電極の開極状態を維持す
ることができる真空遮断器を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、複雑な独立したキ
ャッチ機構を要することなく、通常の開閉操作を行うた
めの開閉操作機構を利用して高速開極時における可動軸
の跳ね返りを抑えて的確に可動電極の開極状態を維持す
ることができる真空遮断器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明はこのような目
的を達成するために、固定電極に対して接離する可動電
極およびこの可動電極を支持した可動軸を備える真空バ
ルブと、この真空バルブの可動電極を電磁反発コイルに
よる電磁反発力で高速開極させる高速開極機構と、可動
部材を永久磁石およびソレノイドを用いて所定のストロ
ークで動作させる開閉操作機構と、この開閉操作機構の
可動部材と真空バルブの可動軸とを接続体を介して一定
範囲の相対移動が可能な状態に接続させたカップリング
機構とを具備し、真空バルブの高速開極時には高速開極
機構の動作に合わせて開閉操作機構の可動部材を動作さ
せ、この可動部材により真空バルブの可動軸を保持して
可動電極の開極状態を維持し、通常の開閉時には開閉操
作機構の可動部材のストローク動作で可動電極の開閉を
行なうようにしたものである。
的を達成するために、固定電極に対して接離する可動電
極およびこの可動電極を支持した可動軸を備える真空バ
ルブと、この真空バルブの可動電極を電磁反発コイルに
よる電磁反発力で高速開極させる高速開極機構と、可動
部材を永久磁石およびソレノイドを用いて所定のストロ
ークで動作させる開閉操作機構と、この開閉操作機構の
可動部材と真空バルブの可動軸とを接続体を介して一定
範囲の相対移動が可能な状態に接続させたカップリング
機構とを具備し、真空バルブの高速開極時には高速開極
機構の動作に合わせて開閉操作機構の可動部材を動作さ
せ、この可動部材により真空バルブの可動軸を保持して
可動電極の開極状態を維持し、通常の開閉時には開閉操
作機構の可動部材のストローク動作で可動電極の開閉を
行なうようにしたものである。
【００１０】そして請求項２の発明では、カップリング
機構には真空バルブの高速開極時における可動軸の動作
をガイドするガイド手段が設けられていることを特徴と
している。
機構には真空バルブの高速開極時における可動軸の動作
をガイドするガイド手段が設けられていることを特徴と
している。
【００１１】請求項３の発明では、カップリング機構に
は真空バルブの高速開極時における可動軸の動作の衝撃
を吸収する衝撃吸収手段が設けられていることを特徴と
している。
は真空バルブの高速開極時における可動軸の動作の衝撃
を吸収する衝撃吸収手段が設けられていることを特徴と
している。
【００１２】請求項４の発明では、高速開極機構の電磁
反発コイルにはコンデンサおよびサイリスタスイッチを
用いる回路を介して電流を供給し、励磁させることを特
徴としている。
反発コイルにはコンデンサおよびサイリスタスイッチを
用いる回路を介して電流を供給し、励磁させることを特
徴としている。
【００１３】請求項５の発明では、真空バルブにおける
可動電極の開極時のギャップを開閉操作機構の可動部材
のストロークにより調整可能としてあることを特徴とし
ている。
可動電極の開極時のギャップを開閉操作機構の可動部材
のストロークにより調整可能としてあることを特徴とし
ている。
【００１４】請求項６の発明では、真空バルブが複数で
あって、その各真空バルブの高速開極機構における電磁
反発コイルを一括して接続し、１つのサイリスタスイッ
チでその各電磁反発コイルを駆動することを特徴として
いる。
あって、その各真空バルブの高速開極機構における電磁
反発コイルを一括して接続し、１つのサイリスタスイッ
チでその各電磁反発コイルを駆動することを特徴として
いる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の具体的な実施形
態について説明する。図１に示す実施形態においては、
３つの同一構成の真空バルブ１が設けられている。各真
空バルブ１は、真空容器２と、この真空容器２内に設け
られた固定電極３および可動電極４と、固定電極３を支
持した固定軸５および可動電極４を支持した可動軸６と
からなり、前記固定電極３と可動電極４とで接点機構７
が構成されている。
態について説明する。図１に示す実施形態においては、
３つの同一構成の真空バルブ１が設けられている。各真
空バルブ１は、真空容器２と、この真空容器２内に設け
られた固定電極３および可動電極４と、固定電極３を支
持した固定軸５および可動電極４を支持した可動軸６と
からなり、前記固定電極３と可動電極４とで接点機構７
が構成されている。
【００１６】可動軸４は真空容器２の壁面を摺動自在に
貫通してその外部下方に延出し、その延出部分に反発リ
ング８が取り付けられ、この反発リング８に対向して真
空容器２の外周に電磁反発コイル９が設けられ、またこ
の可動軸６の下端部に鍔部材１０が一体的に設けられて
いる。
貫通してその外部下方に延出し、その延出部分に反発リ
ング８が取り付けられ、この反発リング８に対向して真
空容器２の外周に電磁反発コイル９が設けられ、またこ
の可動軸６の下端部に鍔部材１０が一体的に設けられて
いる。
【００１７】各真空バルブ１の下方にはその各真空バル
ブ１に対応してそれぞれカップリング機構１３が設けら
れている。これらカップリング機構１３は電気絶縁材料
からなる接続体１４を有し、これら接続体１４が共通の
支持フレーム１５を介して同一のレベルに支持されてい
る。
ブ１に対応してそれぞれカップリング機構１３が設けら
れている。これらカップリング機構１３は電気絶縁材料
からなる接続体１４を有し、これら接続体１４が共通の
支持フレーム１５を介して同一のレベルに支持されてい
る。
【００１８】各接続体１４にはガイド孔１７が形成さ
れ、また各可動軸６の下端部に棒状のガイド１８が設け
られ、これらガイド１８がその対応する接続体１４のガ
イド孔１７内に摺動自在に挿入されている。
れ、また各可動軸６の下端部に棒状のガイド１８が設け
られ、これらガイド１８がその対応する接続体１４のガ
イド孔１７内に摺動自在に挿入されている。
【００１９】各可動軸６の鍔部材１０と各接続体１４と
の間にはそれぞれワイプばね２０が設けられ、これらワ
イプばね２０により可動軸６が上方に弾性的に付勢さ
れ、この付勢力で可動電極４が固定電極３に所定のワイ
プ荷重で接触するように保持されている。
の間にはそれぞれワイプばね２０が設けられ、これらワ
イプばね２０により可動軸６が上方に弾性的に付勢さ
れ、この付勢力で可動電極４が固定電極３に所定のワイ
プ荷重で接触するように保持されている。
【００２０】各接続体１４の上部にはそれぞれほぼコ字
状をなす押え部材２１が設けられ、これら押え部材２１
の上部壁面に透孔２２が形成され、これら透孔２２内を
可動軸６が摺動自在に貫通する状態となっている。そし
て可動軸６の鍔部材１０が押え部材２１の内側に配置
し、この鍔部材１０が押え部材２１に当接することによ
り可動軸６の接続体１４に対する移動の範囲が規制され
るようになっている。すなわち、可動軸６は接続体１４
に対して相対的な移動が可能に接続されているが、鍔部
材１０と押え部材２１とによりその移動の範囲が一定の
範囲に規制されている。
状をなす押え部材２１が設けられ、これら押え部材２１
の上部壁面に透孔２２が形成され、これら透孔２２内を
可動軸６が摺動自在に貫通する状態となっている。そし
て可動軸６の鍔部材１０が押え部材２１の内側に配置
し、この鍔部材１０が押え部材２１に当接することによ
り可動軸６の接続体１４に対する移動の範囲が規制され
るようになっている。すなわち、可動軸６は接続体１４
に対して相対的な移動が可能に接続されているが、鍔部
材１０と押え部材２１とによりその移動の範囲が一定の
範囲に規制されている。
【００２１】そして、可動電極４が固定電極３に接触す
る状態のもとでは可動軸６の鍔部材１０と押え部材２１
の上部壁面との間に僅かな隙間が確保され、この隙間に
よりワイプばね２０の弾性力が可動電極４に及んでその
可動電極４が固定電極３に所定のワイプ荷重で接触する
ように保持されている。
る状態のもとでは可動軸６の鍔部材１０と押え部材２１
の上部壁面との間に僅かな隙間が確保され、この隙間に
よりワイプばね２０の弾性力が可動電極４に及んでその
可動電極４が固定電極３に所定のワイプ荷重で接触する
ように保持されている。
【００２２】接続体１４の上部には可動軸６の下端面と
対向し、かつガイド１８を囲むように衝撃吸収手段を構
成する緩衝材としての筒状の制振ゴム２３が設けられて
いる。
対向し、かつガイド１８を囲むように衝撃吸収手段を構
成する緩衝材としての筒状の制振ゴム２３が設けられて
いる。
【００２３】各接続体１４を支持した支持フレーム１５
の下方には開閉操作機構２６が設けられ、この開閉操作
機構２６はベース２７と、このベース２７に対して上下
動可能に設けられた可動部材２８とを備え、可動部材２
８にはベース２７を摺動自在に貫通してその上方に延出
する作動軸２９が設けられ、この作動軸２９が前記支持
フレーム１５に連結されている。
の下方には開閉操作機構２６が設けられ、この開閉操作
機構２６はベース２７と、このベース２７に対して上下
動可能に設けられた可動部材２８とを備え、可動部材２
８にはベース２７を摺動自在に貫通してその上方に延出
する作動軸２９が設けられ、この作動軸２９が前記支持
フレーム１５に連結されている。
【００２４】ベース２７には可動部材２８を上方側に吸
引する永久磁石３０が取り付けられ、また可動部材２８
にはソレノイド３１が取り付けられている。さらにベー
ス２７と可動部材２８との間には可動部材２８を下方に
弾性的に付勢する複数の開極ばね３２が設けられてい
る。
引する永久磁石３０が取り付けられ、また可動部材２８
にはソレノイド３１が取り付けられている。さらにベー
ス２７と可動部材２８との間には可動部材２８を下方に
弾性的に付勢する複数の開極ばね３２が設けられてい
る。
【００２５】次に、このように構成された真空遮断器の
作用について説明する。図１においては、永久磁石３０
による磁気吸引力で可動部材２８が所定のレベルの位置
に保持され、各真空バルブ１の可動電極４が固定電極３
にワイプばね２０により所定のワイパ荷重を保って接触
する閉極状態にある。
作用について説明する。図１においては、永久磁石３０
による磁気吸引力で可動部材２８が所定のレベルの位置
に保持され、各真空バルブ１の可動電極４が固定電極３
にワイプばね２０により所定のワイパ荷重を保って接触
する閉極状態にある。
【００２６】図２には、短絡事故の発生に伴う高速開極
時の動作を順に示してある。図２（Ａ）は真空バルブ１
の閉極時の状態であり、この状態から短絡事故等が発生
すると、これが制御装置（図示せず）により検出され、
この検出で開極用の信号がサイリスタスイッチ３５に出
力され、この出力でサイリスタスイッチ３５がオンし、
コンデンサ３６から電磁反発コイル９に放電電流が供給
され、この電磁反発コイル９が励磁される。
時の動作を順に示してある。図２（Ａ）は真空バルブ１
の閉極時の状態であり、この状態から短絡事故等が発生
すると、これが制御装置（図示せず）により検出され、
この検出で開極用の信号がサイリスタスイッチ３５に出
力され、この出力でサイリスタスイッチ３５がオンし、
コンデンサ３６から電磁反発コイル９に放電電流が供給
され、この電磁反発コイル９が励磁される。
【００２７】電磁反発コイル９の励磁により、図２
（Ｂ）に示すように、反発リング８が瞬間的に反発動作
し、この動作で可動軸６が下方に瞬間的に下降し、可動
電極４が固定電極３から離間して高速開極が達成され、
事故電流が遮断される。
（Ｂ）に示すように、反発リング８が瞬間的に反発動作
し、この動作で可動軸６が下方に瞬間的に下降し、可動
電極４が固定電極３から離間して高速開極が達成され、
事故電流が遮断される。
【００２８】このとき、可動軸６のガイド１８はガイド
孔１７に沿って真空バルブ１の中心軸線上に沿って下降
する。そして可動軸６はワイプばね２０を圧縮し、制振
ゴム２３に衝突し、この制振ゴム２３により可動軸６の
下降時の衝撃が吸収される。
孔１７に沿って真空バルブ１の中心軸線上に沿って下降
する。そして可動軸６はワイプばね２０を圧縮し、制振
ゴム２３に衝突し、この制振ゴム２３により可動軸６の
下降時の衝撃が吸収される。
【００２９】一方、開閉操作機構２６のソレノイド３１
には、事故発生時に同時に前記制御装置による制御で可
動部材２８に永久磁石３０と反発する方向の磁力を生じ
させる電流が供給される。
には、事故発生時に同時に前記制御装置による制御で可
動部材２８に永久磁石３０と反発する方向の磁力を生じ
させる電流が供給される。
【００３０】そしてこのソレノイド３１の励磁により、
図２（Ｃ）に示すように可動部材２８が下方に押し下げ
られ、この可動部材２８と一体にカップリング機構１３
の接続体１４が下降し、この接続体１４の下降により押
え部材２１が可動軸６の鍔部材１０に当接し、この当接
で高速開極時の可動軸６の跳ね返りが抑えられ、可動電
極４の再閉極が防止される。
図２（Ｃ）に示すように可動部材２８が下方に押し下げ
られ、この可動部材２８と一体にカップリング機構１３
の接続体１４が下降し、この接続体１４の下降により押
え部材２１が可動軸６の鍔部材１０に当接し、この当接
で高速開極時の可動軸６の跳ね返りが抑えられ、可動電
極４の再閉極が防止される。
【００３１】さらに連続して図２（Ｄ）に示すように接
続体１４が下降し、この下降で押え部材２１を介して可
動軸６がさらに下方に引き下げられ、この引き下げで可
動電極４が固定電極３からさらに大きく開極する。
続体１４が下降し、この下降で押え部材２１を介して可
動軸６がさらに下方に引き下げられ、この引き下げで可
動電極４が固定電極３からさらに大きく開極する。
【００３２】この後、ソレノイド３１の励磁が解除され
る。可動部材２８が所定の位置にまで下降して可動電極
４と固定電極３との間に所定のギャップ（開極距離）が
形成されたときには、永久磁石３０と可動部材２８との
間の距離が一定以上に拡大し、このため可動部材２８に
対する永久磁石３０の磁気吸引力が減退し、開極ばね３
２の弾性的な付勢力がその吸引力に勝る関係となり、し
たがってこの時点でソレノイド３１の励磁が解除されて
も開極ばね３２の付勢力で可動部材２８が所定位置に保
持され、可動電極４の開極状態が維持され、その開極の
ギャップが所定寸法に保持される。
る。可動部材２８が所定の位置にまで下降して可動電極
４と固定電極３との間に所定のギャップ（開極距離）が
形成されたときには、永久磁石３０と可動部材２８との
間の距離が一定以上に拡大し、このため可動部材２８に
対する永久磁石３０の磁気吸引力が減退し、開極ばね３
２の弾性的な付勢力がその吸引力に勝る関係となり、し
たがってこの時点でソレノイド３１の励磁が解除されて
も開極ばね３２の付勢力で可動部材２８が所定位置に保
持され、可動電極４の開極状態が維持され、その開極の
ギャップが所定寸法に保持される。
【００３３】次に、通常の開閉時の動作について説明す
る。図３には通常の開閉時の動作を順に示してあり、図
３（Ａ）においては、永久磁石３０による磁気吸引力で
可動部材２８が所定のレベルの位置に保持され、真空バ
ルブ１の可動電極４が固定電極３にワイプばね２０によ
り所定のワイパ荷重で接触する閉極状態にある。
る。図３には通常の開閉時の動作を順に示してあり、図
３（Ａ）においては、永久磁石３０による磁気吸引力で
可動部材２８が所定のレベルの位置に保持され、真空バ
ルブ１の可動電極４が固定電極３にワイプばね２０によ
り所定のワイパ荷重で接触する閉極状態にある。
【００３４】この状態から通常の開極操作が行なわれる
と、制御装置を介して開閉操作機構２６のソレノイド３
１に、可動部材２８に永久磁石３０と反発する方向の磁
力を生じさせる電流が供給され、これにより図３（Ｂ）
に示すように可動部材２８が下方に押し下げられる。
と、制御装置を介して開閉操作機構２６のソレノイド３
１に、可動部材２８に永久磁石３０と反発する方向の磁
力を生じさせる電流が供給され、これにより図３（Ｂ）
に示すように可動部材２８が下方に押し下げられる。
【００３５】そしてこの可動部材２８と一体にカップリ
ング機構１３の接続体１４が下降し、この接続体１４の
下降により押え部材２１が可動軸６の鍔部材１０に当接
する。
ング機構１３の接続体１４が下降し、この接続体１４の
下降により押え部材２１が可動軸６の鍔部材１０に当接
する。
【００３６】さらに連続して図３（Ｃ）に示すように接
続体１４が下降し、この下降で押え部材２１を介して可
動軸６がさらに下方に引き下げられ、この引き下げで可
動電極４が固定電極３から開極する。
続体１４が下降し、この下降で押え部材２１を介して可
動軸６がさらに下方に引き下げられ、この引き下げで可
動電極４が固定電極３から開極する。
【００３７】そして可動部材２８がさらに下降すること
により、図３（Ｄ）に示すように、可動電極４が固定電
極３からさらに大きく所定のギャップが生じるまで開極
する。
により、図３（Ｄ）に示すように、可動電極４が固定電
極３からさらに大きく所定のギャップが生じるまで開極
する。
【００３８】この後、ソレノイドの励磁が解除される。
可動部材２８が所定の位置にまで下降して可動電極４と
固定電極３との間に所定のギャップが形成されたときに
は、永久磁石３０と可動部材２８との間の距離が一定以
上に拡大し、このため可動部材２８に対する永久磁石３
０の磁気吸引力が減退し、開極ばね３２の弾性的な付勢
力がその吸引力に勝る関係となり、したがってこの時点
でソレノイド３１の励磁が解除されても開極ばね３２の
付勢力で可動部材２８が所定位置に保持され、可動電極
４が所定のギャップを保って開極する開極状態が維持さ
れる。
可動部材２８が所定の位置にまで下降して可動電極４と
固定電極３との間に所定のギャップが形成されたときに
は、永久磁石３０と可動部材２８との間の距離が一定以
上に拡大し、このため可動部材２８に対する永久磁石３
０の磁気吸引力が減退し、開極ばね３２の弾性的な付勢
力がその吸引力に勝る関係となり、したがってこの時点
でソレノイド３１の励磁が解除されても開極ばね３２の
付勢力で可動部材２８が所定位置に保持され、可動電極
４が所定のギャップを保って開極する開極状態が維持さ
れる。
【００３９】また、この開極状態から閉極操作が行われ
たときには、制御装置を介して開閉操作機構２６のソレ
ノイド３１に、可動部材２８に永久磁石３０と吸引しあ
う方向の磁力を生じさせる電流が供給され、これにより
可動部材２８が上方に引き上げられる。
たときには、制御装置を介して開閉操作機構２６のソレ
ノイド３１に、可動部材２８に永久磁石３０と吸引しあ
う方向の磁力を生じさせる電流が供給され、これにより
可動部材２８が上方に引き上げられる。
【００４０】そして可動部材２８の上昇によりこれと一
体にカップリング機構１３の接続体１４および可動軸６
が上昇し、一定位置まで上昇すると、可動軸６の可動電
極４が固定電極３に接触する。
体にカップリング機構１３の接続体１４および可動軸６
が上昇し、一定位置まで上昇すると、可動軸６の可動電
極４が固定電極３に接触する。
【００４１】この接触で可動軸６の上昇は停止するが、
接続体１４の上昇はさらに続き、これにより押え部材２
１が可動軸６の鍔部材１０から離間し、この離間により
可動電極４にワイプばね２０の付勢力が作用し、可動電
極４が所定のワイプ荷重で固定電極３に接触して所定の
閉極状態となる。そしてこの後、ソレノイド３１の励磁
が解除され、永久磁石３０による電磁吸引力で可動電極
４の閉極状態が維持される。
接続体１４の上昇はさらに続き、これにより押え部材２
１が可動軸６の鍔部材１０から離間し、この離間により
可動電極４にワイプばね２０の付勢力が作用し、可動電
極４が所定のワイプ荷重で固定電極３に接触して所定の
閉極状態となる。そしてこの後、ソレノイド３１の励磁
が解除され、永久磁石３０による電磁吸引力で可動電極
４の閉極状態が維持される。
【００４２】図４にはこの発明の真空遮断器における高
速開極時の特性図を示してある。この図は電磁反発コイ
ル９に５０００Ａ、５００Ｈｚの電流を印加したときの
例である。
速開極時の特性図を示してある。この図は電磁反発コイ
ル９に５０００Ａ、５００Ｈｚの電流を印加したときの
例である。
【００４３】図４中に破線で示す曲線イは電磁反発コイ
ル電流、実線で示す曲線ロは真空バルブ１の可動電極４
のストローク、鎖線で示す曲線ハは開閉操作機構２６の
可動部材２８のストロークをそれぞれ表している。
ル電流、実線で示す曲線ロは真空バルブ１の可動電極４
のストローク、鎖線で示す曲線ハは開閉操作機構２６の
可動部材２８のストロークをそれぞれ表している。
【００４４】そしてこの特性図に示されているように、
通電開始後０．５サイクル（２ｍｓ）で可動電極４のス
トロークは最大値（１０ｍｍ）に達する。この後、可動
電極４のストロークは、電磁反発コイル電流が零となっ
てその電磁反発力が消失した後にも一定時間最大ストロ
ークを維持しているが、やがてそのストロークが減少し
かける。
通電開始後０．５サイクル（２ｍｓ）で可動電極４のス
トロークは最大値（１０ｍｍ）に達する。この後、可動
電極４のストロークは、電磁反発コイル電流が零となっ
てその電磁反発力が消失した後にも一定時間最大ストロ
ークを維持しているが、やがてそのストロークが減少し
かける。
【００４５】しかし、同時に動作を開始している開閉操
作機構２６の可動部材２８のストロークにより最終的に
その開閉操作機構２６で設定されたストロークで可動電
極４は開極保持される。
作機構２６の可動部材２８のストロークにより最終的に
その開閉操作機構２６で設定されたストロークで可動電
極４は開極保持される。
【００４６】この特性図は、電磁反発コイル電流を１サ
イクル通電とした場合の例であるが、サイリスタスイッ
チにより通電周波数を１サイクルより多くし（例えば
２．５サイクル）、電磁反発力を継続させることで可動
軸６の跳ね返りを抑制することも可能である。また、開
閉操作機構２６の可動部材２８のストロークを変えるこ
とにより、可動電極４の開極安定時のギャップを任意に
調整することが可能である。
イクル通電とした場合の例であるが、サイリスタスイッ
チにより通電周波数を１サイクルより多くし（例えば
２．５サイクル）、電磁反発力を継続させることで可動
軸６の跳ね返りを抑制することも可能である。また、開
閉操作機構２６の可動部材２８のストロークを変えるこ
とにより、可動電極４の開極安定時のギャップを任意に
調整することが可能である。
【００４７】図５にはこの発明の真空遮断器の回路構成
を示してある。この図は１相分の真空バルブ１を駆動す
る場合の例で、真空バルブ１の固定軸５が主回路電源部
４０に接続され、可動軸６が主回路負荷部４１に接続さ
れている。そして真空遮断器の制御装置４２は、高速開
極制御ユニット４３と開閉制御ユニット４４とで構成さ
れ、これら制御ユニット４３，４４がそれぞれ制御電源
４５に接続されている。
を示してある。この図は１相分の真空バルブ１を駆動す
る場合の例で、真空バルブ１の固定軸５が主回路電源部
４０に接続され、可動軸６が主回路負荷部４１に接続さ
れている。そして真空遮断器の制御装置４２は、高速開
極制御ユニット４３と開閉制御ユニット４４とで構成さ
れ、これら制御ユニット４３，４４がそれぞれ制御電源
４５に接続されている。
【００４８】高速開極制御ユニット４３は、変圧器４
６、整流器４７、電流制限抵抗４８で構成されるコンデ
ンサ充電ユニット４９とサイリスタスイッチ３５とから
なり、コンデンサ充電ユニット４９によりコンデンサ３
６が常時設定電圧に充電されている。
６、整流器４７、電流制限抵抗４８で構成されるコンデ
ンサ充電ユニット４９とサイリスタスイッチ３５とから
なり、コンデンサ充電ユニット４９によりコンデンサ３
６が常時設定電圧に充電されている。
【００４９】そして、主回路に短絡等の事故が発生する
と、過電流検出器５１が事故電流を検出し、開極信号が
高速開極制御ユニット４３、開閉制御ユニット４４に送
られる。これにより、高速開極制御ユニット４３のサイ
リスタスイッチ３５が駆動され、コンデンサ３６に充電
されている電圧が放電し、電磁反発コイル９が励磁され
るとともに、同時に開閉制御ユニット４４により開閉操
作機構２６のソレノイド３１が励磁され、可動部材２８
が駆動されて高速開極が行われる。
と、過電流検出器５１が事故電流を検出し、開極信号が
高速開極制御ユニット４３、開閉制御ユニット４４に送
られる。これにより、高速開極制御ユニット４３のサイ
リスタスイッチ３５が駆動され、コンデンサ３６に充電
されている電圧が放電し、電磁反発コイル９が励磁され
るとともに、同時に開閉制御ユニット４４により開閉操
作機構２６のソレノイド３１が励磁され、可動部材２８
が駆動されて高速開極が行われる。
【００５０】図５は単相回路の場合であるが、図６に示
すように、３相回路の場合には、電磁反発コイル９およ
びコンデンサ３６を３相独立して接続することにより実
現することができる。
すように、３相回路の場合には、電磁反発コイル９およ
びコンデンサ３６を３相独立して接続することにより実
現することができる。
【００５１】さらに図７に示すように構成することも可
能であり、この回路構成においては、３相の真空バルブ
１を高速開極させるための電磁反発コイル９とコンデン
サ３６を３相一括して接続し、１つのサイリスタスイッ
チ３５で駆動する構成となっている。
能であり、この回路構成においては、３相の真空バルブ
１を高速開極させるための電磁反発コイル９とコンデン
サ３６を３相一括して接続し、１つのサイリスタスイッ
チ３５で駆動する構成となっている。
【００５２】この構成の場合には、電磁反発コイル９に
流れる分流電流は、独立に接続した場合の分流電流と大
きな変化はない。コンデンサ３６の長期信頼性を考慮す
ると、オープンモードでの劣化が発生した場合、独立接
続においては、劣化相の共振周波数のみが変化するた
め、劣化相の開極速度が大きく低下し、開極性能に影響
する。コンデンサ３６を一括に接続した場合は、正常時
と比べ共振周波数は変化するが、３相とも同様に変化す
るため、開極性能に与える影響を少なくすることができ
る。
流れる分流電流は、独立に接続した場合の分流電流と大
きな変化はない。コンデンサ３６の長期信頼性を考慮す
ると、オープンモードでの劣化が発生した場合、独立接
続においては、劣化相の共振周波数のみが変化するた
め、劣化相の開極速度が大きく低下し、開極性能に影響
する。コンデンサ３６を一括に接続した場合は、正常時
と比べ共振周波数は変化するが、３相とも同様に変化す
るため、開極性能に与える影響を少なくすることができ
る。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
従来のような複雑なキャッチ機構を要することなく、通
常の開閉操作を行うための開閉操作機構を利用して高速
開極時における可動軸の跳ね返りを抑え、可動電極の再
閉極を防止してその的確な開極状態を維持することがで
きる。
従来のような複雑なキャッチ機構を要することなく、通
常の開閉操作を行うための開閉操作機構を利用して高速
開極時における可動軸の跳ね返りを抑え、可動電極の再
閉極を防止してその的確な開極状態を維持することがで
きる。
【図１】この発明の一実施形態に係る真空遮断器の構成
を示す構成図。
を示す構成図。
【図２】その真空遮断器の高速開極時の動作を順に示す
説明図。
説明図。
【図３】その真空遮断器の通常開閉時の動作を順に示す
説明図。
説明図。
【図４】その真空遮断器の特性を示すグラフ図。
【図５】真空遮断器の駆動回路の一例を示す回路構成
図。
図。
【図６】真空遮断器の駆動回路の他の例を示す回路構成
図。
図。
【図７】真空遮断器の駆動回路のさらに異なる他の例を
示す回路構成図。
示す回路構成図。
【図８】従来の真空遮断器の構成を示す構成図。
１…真空バルブ ２…真空容器 ３…固定電極 ４…可動電極 ６…可動軸 ８…反発リング ９…電磁反発コイル １３…カップリング機構 １４…接続体 １７…ガイド孔 １８…ガイド ２０…ワイプばね ２１…押え部材 ２３…制振ゴム ２６…開閉操作機構 ２８…可動部材 ３０…永久磁石 ３１…ソレノイド ３２…開極ばね ３５…サイリスタスイッチ ３６…コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松崎 順 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 石川 佳延 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 大塚 知美 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 Ｆターム(参考） 5G028 AA08 AA17 DB01 DB05
Claims (6)
- 【請求項１】固定電極に対して接離する可動電極および
この可動電極を支持した可動軸を備える真空バルブと、
この真空バルブの可動電極を電磁反発コイルによる電磁
反発力で高速開極させる高速開極機構と、可動部材を永
久磁石およびソレノイドを用いて所定のストロークで動
作させる開閉操作機構と、この開閉操作機構の可動部材
と真空バルブの可動軸とを接続体を介して一定範囲の相
対移動が可能な状態に接続させたカップリング機構とを
具備し、 真空バルブの高速開極時には高速開極機構の動作に合わ
せて開閉操作機構の可動部材を動作させ、この可動部材
により真空バルブの可動軸を保持して可動電極の開極状
態を維持し、通常の開閉時には開閉操作機構の可動部材
のストローク動作で可動電極の開閉を行なうことを特徴
とする真空遮断器。 - 【請求項２】カップリング機構には真空バルブの高速開
極時における可動軸の動作をガイドするガイド手段が設
けられていることを特徴とする請求項１に記載の真空遮
断器。 - 【請求項３】カップリング機構には真空バルブの高速開
極時における可動軸の動作の衝撃を吸収する衝撃吸収手
段が設けられていることを特徴とする請求項１または２
に記載の真空遮断器。 - 【請求項４】高速開極機構の電磁反発コイルにはコンデ
ンサおよびサイリスタスイッチを用いる回路を介して電
流を供給し、励磁させることを特徴とした請求項１、２
または３に記載の真空遮断器。 - 【請求項５】真空バルブにおける可動電極の開極時のギ
ャップを開閉操作機構の可動部材のストロークにより調
整可能としてあることを特徴とする請求項１、２、３ま
たは４に記載の真空遮断器。 - 【請求項６】真空バルブが複数であって、その各真空バ
ルブの高速開極機構における電磁反発コイルを一括して
接続し、１つのサイリスタスイッチでその各電磁反発コ
イルを駆動することを特徴とする請求項１、２、３、４
または５に記載の真空遮断器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10537599A JP3904756B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 真空遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10537599A JP3904756B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 真空遮断器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000299041A true JP2000299041A (ja) | 2000-10-24 |
| JP3904756B2 JP3904756B2 (ja) | 2007-04-11 |
Family
ID=14405953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10537599A Expired - Fee Related JP3904756B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 真空遮断器 |
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|---|---|
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| JP2006079860A (ja) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Toshiba Corp | 真空遮断装置の制御回路 |
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| JP2015220228A (ja) * | 2014-05-13 | 2015-12-07 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | 高速スイッチ |
| JP2019110009A (ja) * | 2017-12-18 | 2019-07-04 | 株式会社東芝 | 開閉器 |
| JP2022540900A (ja) * | 2019-07-16 | 2022-09-20 | イートン インテリジェント パワー リミテッド | 回路遮断器 |
| WO2024224707A1 (ja) * | 2023-04-25 | 2024-10-31 | 株式会社日立産機システム | 電流開閉器 |
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|---|---|---|---|---|
| CN111109149A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-08 | 徐若琛 | 一种家禽自动喂食器 |
-
1999
- 1999-04-13 JP JP10537599A patent/JP3904756B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN101645376B (zh) * | 2009-08-25 | 2012-01-25 | 北京四方华能电气设备有限公司 | 数字化智能快速永磁断路器 |
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| JP5150011B2 (ja) * | 2010-12-20 | 2013-02-20 | 三菱電機株式会社 | 電力用開閉装置 |
| US9324521B2 (en) | 2010-12-20 | 2016-04-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Power switchgear |
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| CN102262982A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-11-30 | 中国人民解放军海军工程大学 | 限流断路器高速触头驱动机构 |
| KR101342525B1 (ko) | 2013-06-12 | 2013-12-17 | (주)서전기전 | 정밀 동작 속도 제어가 가능한 영구자석 작동기 |
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| CN104637746A (zh) * | 2013-11-06 | 2015-05-20 | Ls产电株式会社 | 断路器 |
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| JP7560534B2 (ja) | 2019-07-16 | 2024-10-02 | イートン インテリジェント パワー リミテッド | 回路遮断器 |
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