JPH0253895B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電力用開閉器等に用いられ、開閉器
の遮断及び投入操作を行なう液圧操作装置に関す
る。

〔従来の技術〕

送電系統の大容量化、高電圧化に伴つて、開閉
器、特に電力用遮断器の性能向上についての要求
が強くなつている。消弧絶縁媒体としてSF₆ガス
を用いるガス絶縁遮断器の適用は言うに及ばず、
開閉速度の高速化や、開閉時間のばらつきを少な
くするなどの系統の安定化に寄与する性能の向上
が望まれている。同時に、操作時の騒音を低く押
え、また機器の保守性を向上させるなど、使用時
の問題点の改善も要求されつつある。

従来、駆動源としては空気圧が一般的に用いら
れていた。しかし、系統の大容量化、高電圧化に
伴う機器の大形化のために、空気圧式操作装置は
大形化し操作時の給排気に伴う騒音が高くなると
ともに空気圧を発生するコンプレツサの保守費用
が増大する等の欠点があり、その結果、油圧等の
液体圧を用いる操作方式に切り換えられつつあ
る。

液圧式操作装置、中でも油圧操作装置は油の非
圧縮性の故に空気圧に比べて高圧化し易く、その
結果、操作時の騒音が少なく、また装置が縮少化
されるとともに高速操作時においても応答性が良
い等の数多くの利点がある。

一方、液圧操作方式においては、組立初期に液
中に空気が混入したり、液体の圧縮過程において
混入した空気が液中へ溶解したりすれば、これら
の空気のために遮断器の応答が遅れ、開閉時間が
ばらつくなどの問題点を有している。

このため、従来の装置においては組立後に長時
間に亘り多数回のならし操作を繰り返して装置内
部の空気を排出する作業が必要であつた。特に変
電所等に据え付けられた後に部品交換のための解
体再組立を行なう場合、このような多数回のなら
し操作は開閉設備の復旧時間を長びかせる原因と
なり、変電所の運営上問題となることもある。

このような問題点を解決するために、従来シリ
ンダに作用する高圧液体を選択的に切り換える主
弁の制御回路及び差動ピストンの大受圧面に作用
する液体圧力を、操作指令の与えられた瞬時を除
いて常時高圧に保つような液圧式操作装置が提案
されている。また、これとは別に特に遮断器の操
作装置にはいわゆる「ポンピング防止機能」が要
求される。例えば手動操作等により遮断器に投入
指令を与えている最中に電力系統の異常等を除去
するための遮断指令が入つた場合、同時励磁防止
機能（通常は電気回路で構成する。）が働いて投
入動作を完了した後に遮断動作を行なう。この
時、遮断動作完了時になお投入指令が継続してい
ると、遮断器は再度投入動作を行なうことになり
電力系統の異常を継続させる可能性がある。この
ような現象をポンピング動作と呼びこれを防ぐた
めに通常は電磁継電器等を用いてポンピング防止
機能を構成することが多い。

第４図はこのような従来の液圧式操作装置の断
面図を示している。図において、１は開閉器の接
触子で、ロツド２を介して液圧式操作装置の駆動
部に連結され、投入・遮断動作を行なう。液圧式
操作装置６は接触子１を駆動する差動ピストン３
とシリンダ５及びダツシユポツトリング４ａ，４
ｂよりなる。この操作装置６は主弁７により操作
されるが、その際、増巾弁８を介して高圧液体の
供給をうける。なお、高圧液体は図示されていな
いポンプにより常に所定圧力に維持されるアキユ
ムレータ９から供給される。

高圧液体はアキユムレータ９から管路１０を介
してシリンダ５の内部の小ピストン面側の室５ａ
に供給され、更に管路１１を介して主弁７に供給
される。

主弁７は相対向して配設される排出弁１４及び
ばね１４ａと供給弁１３及びばね１３ａにより構
成される。排出弁１４のパイロツト室１５は管路
１６を経由して増巾弁８から導かれる高圧液体の
作用を受ける。その結果、供給弁１３及び排出弁
１４は一体となつて動作し主弁７を切り換える。
すなわち、排出弁１４のパイロツト室１５に高圧
液体が作用しないとき、差動ピストン３の大ピス
トン面側の室５ｂは、管路１７を介して低圧タン
ク１８に連通される。

一方、排油弁１４のパイロツト室１５が高圧液
体の作用を受ける時、差動ピストン３の大ピスト
ン面側の室５ｂは、管路１１を介してアキユムレ
ータ９に連通される。管路１２から分岐した管路
５１はアキユムレータ９からの高圧液体を増巾弁
８の補助供給弁２０の側に供給する。また、管路
５２はアキユムレータからの高圧液体を絞り５
４、管路５６を介して投入弁３８の一端に導くと
ともに絞り５３及び管路５５を介してパイロツト
室２１へも導く。遮断弁２８の一端は管路５７及
び管路５５を介してパイロツト室２１へ連通し、
他の一端は管路５８を介して低圧タンク１８へ連
通している。増巾弁８は相対向して配設される補
助排出弁１９及びばね１９ａ、補助供給弁２０及
びばね２０ａから構成され補助排出弁１９のパイ
ロツト室２１に高圧液体の作用を受ける。その結
果、補助排出弁１９及び補助供給弁２０は一体と
なつて動作し、増巾弁８を切り換える。すなわ
ち、パイロツト室２１に高圧液体が作用すると
き、管路１６は管路５１を介してアキユムレータ
９に連通する。一方、高圧液体が作用しない時、
管路１６は管路２２を介して低圧タンク１８に連
通する。

投入弁３８及び遮断弁２８は、それぞれ球形弁
２９，３０と復帰ばね３１，３２で構成され、操
作棒３３，３４を介して指令に応じて直線的に動
作する電磁装置３５，３６により操作される。

各電磁装置３５，３６は可動鉄心３５ａ，３６
ａ及び固定コイル３５ｂ，３６ｂからなる。

投入弁３８の一端に連通した管路５６は管路５
９を介して投入制御装置６１に連通しており、投
入弁３８の他端は管路６０を介して低圧タンク１
８へ連通している。

投入制御装置６１は高圧液体の作用を受けて駆
動される小ピストン６２を有しており、この小ピ
ストン６２がシリンダ５に固定された軸６４の回
りに回動するラツチ６３を背後から押圧すること
によつて、差動ピストン３に固定された突出ピン
５０とラツチ６３の係合状態を保持する。なお、
差動ピストン３に軸方向（上方向）の推力が付与
された状態で小ピストン６２の押圧力を除去すれ
ば、差動ピストン３の推力によつてラツチ６３と
突出ピン５０の係合が自然に解除されるようラツ
チ６３の形状が定められている。

次に上記のように構成された従来の装置の遮断
時の動作について第６図に示したタイムチヤート
を併せ用いて説明する。図において、ａは遮断電
磁装置３６の励磁信号の入、切を、ｂは補助排出
弁１９のパイロツト室２１の液体圧力を、ｃは一
体となつて動作する補助排出弁１９及び補助供給
弁２０の位置を、ｄは排出弁１４のパイロツト室
１５の液体圧力を、ｅは一体となつて動作する供
給弁１３及び排出弁１４の位置を、ｆは差動ピス
トン３の大ピストン面側の室５ｂ内部の液体圧力
を、ｇは差動ピストン３の動きを、またｈはラツ
チ６３の動きを表わすタイムチヤートである。

投入状態を示す第５図において、接触子１を開
くために電磁装置３６に投入指令が入力されると
第６図ａのa₁点で可動鉄心３６ａが駆動され、操
作棒３４を介して遮断弁２８に作用し、球形弁３
０が開かれる。その結果、増巾弁８の補助排出弁
１９のパイロツト室２１は、管路５７及び５８を
経て低圧タンク１８に連通し、第６図ｂのb₁点に
示すように高圧液体が排出される。

これにより、第６図ｃに示すc₁点で増巾弁８の
補助排出弁１９が開口し、補助供給弁２０は閉止
する。この為、主弁７の排出弁１４のパイロツト
室１５は、第６図ｄに示すd₁点で管路１６、管路
２２を通して低圧タンク１８に連通し、パイロツ
ト室１５の高圧液体は排出される。

主弁７の排出弁１４は、そのパイロツト室１５
の高圧液体が排出されると、低圧タンク１８に連
通する管路１７を開口するとともに、第６図ｅに
示すe₁点で対向して配設される供給弁１３を閉止
する。これにより、差動ピストン３の大面積側の
室５ｂの高圧液体は第６図ｆのf₁点で管路１７を
通して排出される。その結果、図中、下方向の推
力が発生し、差動ピストン３は第６図ｇのg₁点か
ら遮断方向に駆動を開始する。

このとき、投入制御装置６１には管路５９及び
絞り５４を介してアキユムレータ９から高圧液が
供給されているため、ラツチ６３は小ピストン６
２によつて常に背後から押圧されており、差動ピ
ストン２６が遮断方向に駆動を完了する。（第６
図ｇのg₁点→g₂点）突出ピン５０がラツチ６３を
よぎると（第６図ｇのg₂点）小ピストン６２に押
圧されたラツチ６３は軸６４の回りに回動を開始
し（第６図ｈのh₁点）突出ピン５０と係合する
（第６図ｈのh₂点）。

一方、第６図ａのa₂点で電磁装置３６への指令
が解除されると、球形弁３０が液圧力によつて上
昇復帰して遮断弁２８は閉止される。その結果、
第６図ｂのb₂点から絞り５３、管路５５を介して
パイロツト室２１へ高圧液が徐々に供給され、こ
のパイロツト室２１の圧力が予め設定されたある
一定値に達すると、閉止状態にある補助供給弁２
０に加わる背圧力が補助排出弁１９に加わる背圧
力に打ち勝つて、補助排出弁１９及び補助供給弁
２０は一体となつて移動する（第６図ｃのc₂点）。
増巾弁８の補助排出弁１９は低圧タンク１８に連
通する管路２２を閉止するとともに、それに対向
する補助供給弁２０を開口せしめる。これによ
り、高圧液体は管路１２、管路５１及び管路１６
を通して排出弁１４のパイロツト室１５に達し
（第６図ｄのd₂点）、再び主弁７を切り換える。

排出弁１４はそのパイロツト室１５に高圧液体
の作用を受けると、低圧タンク１８に連通する管
路１７を閉止するとともに、対向して配設される
供給弁１３を開口させる（第６図ｅのe₂点）。そ
の結果、差動ピストン３の大面積側の室５ｂに
は、供給弁１３及び管路１１を通じて高圧液体が
達し、差動ピストン３の受圧面積差のために、図
中、上方向の推力が発生するが（第６図ｆのf₂
点）、既にラツチ６３と突出ピン５０が係合を完
了（第６図ｈのh₂点）している。また、小ピスト
ン６２には絞り５４及び管路５９を介して供給さ
れる高圧液による背力が加えられているので、差
動ピストン３に加わる上方向推力はラツチ６３に
よつて保持され遮断が完了して、第５図の状態を
保つ。

次に、投入動作について説明する。第５図にお
いて、接触子１を投入するために電磁装置３５に
投入指令が入力されると、可動鉄心３５ａが駆動
され、操作棒３３を介して投入弁３８に作用し、
球形弁２９が開かれる。これによつて、管路５６
及び５９は低圧タンク１８に連通して高圧液体が
排出される。その結果、投入制御装置６１の小ピ
ストン６２を背後より押圧する力は除去される
が、既に述べたように、小ピストン６２の押圧力
を除去すれば、差動ピストン３の推力によつてラ
ツチ６３と突出ピン５０の係合が自然に解除され
るようラツチ６３の形状が定められているので、
差動ピストン３は上方向へ移動を開始して最終的
に投入を完了する。

一方、管路５２及び絞り５４を介してアキユム
レータ９の高圧液は徐々に管路５９に再び供給さ
れ、差動ピストン３が動作を完了した時点におい
ては管路５９が次の遮断動作に備え高圧液で満た
された第５図の状態になる。

次に第７図を用いてポンピング防止機能につい
て説明する。図の回路において、端子Ｔ及びＣに
は各々遮断及び投入指令が入力され遮断コイル
TT及び投入コイルCCを各々励磁して遮断器を動
作させる。接点Aa及びAbは遮断器に連動して作
動する補助接点で、遮断器の遮断状態においては
Aaは開放し、Abは閉止する。また、投入状態に
おいてはAaは閉止し、Abは開放する。Ｙはポン
ピング防止用電磁継電器のコイルで、Ｙが励磁さ
れると、Yaは閉止し、Ybは開放する。

次に作用について説明する。例えば、遮断状態
において、投入指令が端子Ｃに入力されると、接
点Yb，Abを通じて投入コイルCCが励磁されて
遮断器は投入される。投入が完了すると、接点
Aaは閉止し、接点Abは開放し、投入コイルの励
磁は解かれる。このとき、投入指令が継続してい
ると、閉止した接点Aaを経由してコイルＹに電
流が流れて接点Yaが閉止し、自己保持されると
ともにYbが開放する。このような状態において、
遮断指令が端子Ｔに入力されると、接点Aaを通
じて遮断コイルTTが励磁されて遮断器が遮断
し、接点Aaが再び開放してAbが閉止する。この
状態においてもなお投入指令が継続している場
合、Yb接点が投入コイルCCに直列に挿入されて
いなければ遮断器は再投入してポンピング動作を
生じるが、自己保持されたコイルＹの接点Ybが
挿入されているために第７図の回路においてはポ
ンピング動作を生じることはない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の液圧式操作装置は以上のように構成され
ているので、ポンピング防止の機能を電磁継電器
を用いて構成することが多く、そのため制御回路
が複雑となつて遮断時の振動による誤動作等を生
じ易く、また電磁継電器の台数が増加するために
高価で大形化するという欠点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る液圧式操作装置は、第１の操作
信号でトリガ機構を作動して保持装置の保持を解
除して差動ピストンを前進させ、第２の操作信号
で液体切換弁を作動して大ピストン面側の高圧液
体を除去して小ピストン面側の高圧液体で差動ピ
ストンを後退させて差動ピストンを保持装置で保
持し、第２の操作信号が解除されると常時高圧を
維持する蓄圧装置から絞りを介して高圧液体が作
用して液体切換弁を復帰させ、液体切換弁の復帰
によつて大ピストン面側に高圧液体が供給され、
大ピストン面側に高圧液体が供給された状態で待
機させるようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、小ピストン面側を高圧液
体で常時加圧し、大ピストン面側は差動ピストン
を保持装置で保持した状態にして高圧液体で加圧
しておくことによつて、保持装置をトリガ機構で
作動させて差動ピストンを前進位置に移動させる
ことができる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図〜第３図において、３５は電磁装置
で、取付台８０に固定された固定コイル３５ｂと
可動鉄心３５ａから成る。可動鉄心３５ａの一端
にはピン８２で回動自由に取付けられたポンピン
グ防止レバー８１が設けられている。ばね８３に
よつて押圧されたポンピング防止レバー８１の側
部には切欠き８１ａがあつて、ピン８５の回りに
回動自由なトリガー８４の一端８４ｃが係合して
いる。トリガー８４はばね８６によつて押圧され
ている。なお、トリガー８４には突出部８４ｂが
設けられている。８７はトリガー８４の停止位置
を定めるためのストツパーである。８９はポンピ
ング防止レバー８１に対向する位置に設けられた
ポンピング防止ピンで、ばね９０によつて背後か
ら押圧されている。トリガー８４のポンピング防
止レバー８１に相対する一端８４ａは遮断器の遮
断状態においてラツチ６３を背後から支持し突出
ピン５０とラツチ６３の係合を機械的に保持して
いる。ラツチ６３はばね８８によつて背後から押
圧されており、そのばね力はトリガ８４とラツチ
６３の係合を除去すれば差動ピストン３の推力に
よつてラツチ６３と突出ピン５０の係合が自然に
解除されるような大きさである。

次に上記のように構成されたこの発明による装
置の投入時の動作について説明する。

遮断状態を示す第２図において、接触子１を投
入するために電磁装置３５に投入指令が入力され
ると、可動鉄心３５ａが駆動されてポンピング防
止レバー８１が下方に移動する。このため、トリ
ガー８４の一端８４ｃは時計方向に回動を開始
し、トリガー８４の端部８４ａとラツチ６３の係
合が解除され、差動ピストン３に与えられた推力
によつてラツチ６３と突出ピン５０の係合が解除
されて、差動ピストン３が上方に移動し、遮断器
が投入される。このとき、トリガー８４の回動に
よつて突出部８４ｂはポンピング防止レバー８１
を回動させ、投入指令が解除された時点におい
て、トリガー８４及びポンピング防止レバー８１
は第１図ａ，ｂの状態になつて投入動作が完了す
る。

次に、遮断時の動作について説明する。投入状
態を示す第１図ａ，ｂにおいて、接触子１を遮断
するために電磁装置３６に遮断指令が入力される
と、可動鉄心３６ａが駆動され、操作棒３４を介
して遮断弁２８に作用して球形弁３０が開かれ
る。以下、従来装置と同様に増巾弁８及び主弁７
が切り換わり、差動ピストン３の大ピストン面側
の室５ｂの高圧液体が排出されて差動ピストン３
が下降し、突出ピン５０がばね８８で押圧された
ラツチ６３をよぎると、ラツチ６３と突出ピン５
０が係合し、さらに、ばね８６で押圧されたトリ
ガー８４の端部８４ａとラツチ６３が係合する。
この後、従来装置と同様に増巾弁８及び主弁７が
復帰して、大ピストン面側の室５ｂには高圧液体
が供給され第２図ａ，ｂの状態となつて遮断が完
了する。

次に、ポンピング防止機能について説明する。
第１図ａ，ｂの投入状態において、投入完了後も
継続して投入指令が与えられると、第３図ａに示
すようにポンピング防止レバー８１はポンピング
防止ピン８９と係合状態となつてポンピング防止
レバー８１の復帰が阻止される。この状態におい
て、遮断指令が与えられ、差動ピストン３が下降
して突出ピン５０とラツチ６３が係合すると、ト
リガー８４は復帰し、突出ピン５０とラツチ６３
の係合を保持する。しかし、ポンピング防止レバ
ー８１がポンピング防止ピン８９に復帰を阻止さ
れているために、一旦投入指令を解除して、ポン
ピング防止レバー８１の切欠き８１ａとトリガー
８４の端部８４ｃを第２図ａ，ｂのように係合さ
せなければ、再度遮断器が投入することはなく、
ポンピング防止の機能が達成される。

なお、このようなポンピング防止装置の構成そ
のものは、例えば実公昭56−46292等に示される
ように公知のものである。

なお、本発明の一実施例の説明において「遮
断」または「投入」とあるところを各々「投入」
または「遮断」に読み換えても本発明の効果は同
様である。

また、本実施例においては、差動ピストンの大
面積側へ高圧液体を供給・排出するために主弁及
び増巾弁の両者を併用する場合について説明して
いるが、この増巾弁で直接差動ピストンの大面積
側へ高圧液体を供給・排出することも可能であ
り、この場合も本発明が同様の効果を奏すること
は明らかである。

〔発明の効果〕

本発明の装置は上記のように、差動ピストンに
作用する推力の保持装置の操作信号の増巾を、従
来の液体切換弁に換えて、トリガーを用いた機械
的な増巾機構で構成するようにしたので、ポンピ
ング防止の機能を、従来の電磁継電器を用いる方
法に比べて、極めて簡素な機構で構成することが
可能となる。

その結果、信頼性が向上するとともに、極めて
安価なポンピング防止機能を有する液圧式操作装
置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図で、ａ
は全体構成図、ｂはａの要部を示す構成図、第２
図は第１図の動作を説明する説明図で、ａは全体
図、ｂはａの要部の説明図、第３図ａ，ｂは第１
図のポンピング防止機構の動作を説明する説明図
で、第４図は従来の液圧式操作装置の構成図、第
５図は第４図の動作を説明する説明図、第６図は
第４図の動作を説明するタイミングチヤート、第
７図は第４図のポンピング防止機構の制御を示す
回路図である。 図において、７は主弁、８は増巾弁である。な
お、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 差動ピストンの小ピストン面側に常時高圧液
   体を作用させ、大ピストン面側には液体圧を制御
   する液体切換弁を介して高圧液体を作用させて上
   記両ピストン面に作用する力の差によつて上記差
   ピストンを前進位置に駆動し、上記差動ピストン
   が後退位置において停止するときは上記差動ピス
   トンを保持装置で後退位置に保持して上記両ピス
   トン面に高圧液体を同時に作用させ、上記保持装
   置の保持力を除去することによつて上記両ピスト
   ン面に作用する力の差で上記差動ピストンを前進
   位置に前進させ、上記大ピストン面側の高圧液体
   を除去することによつて上記差動ピストンを後退
   位置に後退させる液圧式操作装置において、第１
   の操作信号でトリガ機構を作動して上記保持装置
   の保持を解除して上記差動ピストンを前進させ、
   第２の操作信号で上記液体切換弁を作動して上記
   大ピストン面側の高圧液体を除去して上記差動ピ
   ストンを後退させて上記差動ピストンを上記保持
   装置で保持し、上記第２の操作信号が解除される
   と常時高圧を維持する蓄圧装置から絞りを介して
   高圧液体が作用して上記液体切換弁を復帰させ、
   上記液体切換弁の復帰によつて上記大ピストン面
   側に高圧液体が供給され、上記大ピストン面側に
   高圧液体が供給された状態で待機させるように構
   成した液圧操作装置。