JPH07130255A - 自動開閉器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】保守管理を要するコンデンサを用いることな
く、長期にわたり安定したトリップ動作を確実に行う。 【構成】端子Ｐ3 ，Ｐ4 間には常開接点Ｘ2 ／ａ1 、保
持用コイルＨＣ、投入用コイルＣＣ及び常開接点Ｘ2 ／
ａ2 を直列に接続する。配電線に地絡事故が発生する
と、端子Ｐ3 ，Ｐ4 間にはトリップ信号が入力される。
すると、常開接点Ｘ2 ／ａ1 ，Ｘ2 ／ａ2 が閉成される
とともに、常閉接点Ｘ2 ／ｂ1 ，Ｘ2 ／ｂ2が開放され
る。すなわち、投入用コイルＣＣ及び保持用コイルＨＣ
への電源が絶たれることにより、投入用コイルＣＣ及び
保持用コイルＨＣには逆起電力が生じる。そして、逆極
性状態の両コイルＣＣ，ＨＣには、トリップ信号に基づ
く電流が流れる。その逆極性の電流に基づいて保持用コ
イルＨＣ及び投入用コイルＣＣは逆励磁され、各コイル
の残留磁気が消磁され、開閉器の開極時間の短縮が図ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は投入用コイルが投入状態
において常時励磁されている自動開閉器に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動開閉器においては、主接点を
投入する投入コイルと、投入保持を行う保持コイルとが
設けられ、投入状態にあっては、常時励磁方式にて各コ
イルが励磁状態に保持されるようになっている。また、
投入コイルには瞬間的に回復する停電事故を考慮し、ダ
イオード及び抵抗からなるフライホイール回路が並列接
続されており、主接点の開放動作に遅延時間をもたせる
ようになっている。

【０００３】さらに、この種の自動開閉器にＳＯＧ動作
（過電流畜勢トリップ、地絡トリップ動作）をもってお
り、地絡事故時での変電所に設けられた遮断器との保護
強調が図られている。この保護強調の一手段としては、
地絡トリップ信号により、投入コイル及び保持コイルへ
電源電圧を無停電とし、投入コイルに対しコンデンサの
放電にて逆励磁をかけ、残留磁気を消磁させるととも
に、電磁反発を与えて開閉器の開極時間の短縮を図る提
案がなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この逆励磁
用コンデンサについては長期にわたる信頼性が要求され
るものであり、その保守には時間と多額の費用を要する
ものであった。

【０００５】本発明の目的は上記従来技術の問題点に着
目してなされたものであって、長期にわたり安定したト
リップ動作を確実に行いえる自動開閉器を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、直流電源に接続され、開閉器を投入する投
入用コイルと、前記直流電源に接続されるとともに、開
閉器の投入保持時に前記投入用コイルと直列に接続され
て前記投入用コイルと協働して開閉器を投入状態に保持
する保持用コイルとを備えた自動開閉器において、前記
投入用コイル及び保持用コイルに対し、常時はスイッチ
ング素子にて遮断され、トリップ開放時に前記両コイル
への直流電源が絶たれたとき、前記スイッチング素子を
閉成するとともに、このトリップ信号に基づく前記直流
電源とは逆極性の電流を供給し得る電源供給回路を備え
たことをその要旨とするものである。

【０００７】

【作用】このように構成された発明において、投入状態
にある開閉器が地絡事故を検出してトリップ開放動作を
行うと、投入用コイル及び保持用コイルに対する直流電
源の供給が絶たれる。同時にスイッチング素子が閉成さ
れることにより、両コイルには前記直流電源とは逆極性
のトリップ信号に基づく電流が電源供給回路から供給さ
れる。すると、この逆電流の供給にて両コイルには逆励
磁され、残留磁気が速やかに消磁され、開閉器の開極時
間を大幅に短縮する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面に従
って説明する。図１は開閉器の制御回路図を示す。図１
に示すように、端子Ｐ1 ，Ｐ2 間にはサージアブゾーバ
１及びダイオードＤ1 がそれぞれ並列に接続されてい
る。端子Ｐ1 はプラス側となっており、端子Ｐ2 はマイ
ナス側となっている。ダイオードＤ1 のカソード端子及
びアノード端子の間には、常閉接点であるマイクロスイ
ッチＭＳ及びパワーリレーＸ1 の直列回路が接続されて
いる。前記マイクロスイッチＭＳは開閉器の投入完了時
に、図示しない開閉機構に連動して開放されるようにな
っている。また、マイクロスイッチＭＳは、開閉器の開
放時に図示しない開閉機構に連動して閉成されるように
なっている。

【０００９】端子Ｐ1 ，Ｐ2 との間には充電抵抗２と、
直流電圧の平滑を兼ねる開放遅延用コンデンサＣとが直
列に接続されている。そして、端子Ｐ1 ，Ｐ2 間に電圧
が印加されている場合において、前記開放遅延用コンデ
ンサＣは充電される。また、端子Ｐ1 ，Ｐ2 間の電圧の
印加が解除された場合において、前記開放遅延用コンデ
ンサＣは放電されるようになっている。

【００１０】端子Ｐ1 ，Ｐ2 間にはダイオードＤ2 ，Ｄ
3 ，Ｄ4 、後記するパワーリレーＸ2 の常閉接点Ｘ2 ／
ｂ1 、保持用コイルＨＣ、投入用コイルＣＣ及びパワー
リレーＸ2 の常閉接点Ｘ2 ／ｂ2 が直列に接続されてい
る。常閉接点Ｘ2 ／ｂ1 ，Ｘ2 ／ｂ2 は、パワーリレー
Ｘ2 が励磁されることにより、開放されるようになって
いる。そして、端子Ｐ1 ，Ｐ2 間に電圧が印加されて投
入用コイルＣＣが励磁した場合、同投入用コイルＣＣ内
に設けられた図示しないプランジャは、同投入用コイル
ＣＣ内に吸引されるようになっている。開閉器の投入状
態において、保持用コイルＨＣは常時励磁され、同保持
用コイルＨＣの励磁力にて前記プランジャが吸引保持さ
れるようになっている。

【００１１】端子Ｐ1 と、投入用コイルＣＣ及び保持用
コイルＨＣの接続点ａとの間には、前記パワーリレーＸ
1 の常開接点Ｘ1 ／ａ1 ，Ｘ1 ／ａ2 が直列に接続され
ている。そして、常開接点Ｘ1 ／ａ1 ，Ｘ1 ／ａ2 は、
前記パワーリレーＸ1 が励磁されることにより、閉成さ
れるようになっている。前記接続点ａと、常閉接点Ｘ2
／ｂ2 のマイナス端子との間には、フライホイールダイ
オードＤ5 が接続されている。

【００１２】トリップ信号が入力される端子Ｐ3 とＰ4
間には、開閉器のトリップ開放時に励磁されるパワーリ
レーＸ2 が接続されている。端子Ｐ3 はプラス側となっ
ており、端子Ｐ4 はマイナス側となっている。端子Ｐ3
，Ｐ4 間にはパワーリレーＸ2 の常開接点Ｘ2 ／ａ1
、ダイオードＤ6 ，Ｄ7 、保持用コイルＨＣと投入用
コイルＣＣとからなる直列回路及びパワーリレーＸ2 の
常開接点Ｘ2 ／ａ2 が直列に接続されている。本実施例
においては常開接点Ｘ2 ／ａ1 ，Ｘ2 ／ａ2 、ダイオー
ドＤ6 ，Ｄ7 、パワーリレーＸ2 、サージアブソーバ３
及び端子Ｐ3 ，Ｐ4から電源供給回路が構成されてい
る。また、投入用コイルＣＣ及び保持用コイルＨＣの直
列回路にはサージアブソバ３が並列に接続されている。

【００１３】次に、以上のように構成された実施例にお
ける自動開閉器の動作について説明する。まず、開閉器
の投入動作について説明する。

【００１４】開閉器が開放されている状態において、両
端子Ｐ1 ，Ｐ2 間に電圧が印加される。すると、パワー
リレーＸ1 が励磁され、常開接点Ｘ1 ／ａ1 ，Ｘ1 ／ａ
1 が閉成されることにより、投入用コイルＣＣが励磁さ
れ、図示しないプランジャが投入用コイルＣＣ内に吸引
される。プランジャの吸引が完了と同時に開閉器の投入
動作が完了される。開閉器が投入完了されると開閉機構
に連動してマイクロスイッチＭＳが開放される。する
と、パワーリレーＸ1 の励磁が解除され、常開接点Ｘ1
／ａ1 ，Ｘ1 ／ａ2 が開放される。この常開接点Ｘ1 ／
ａ1 ，Ｘ1 ／ａ2の開放後には、保持用コイルＨＣ及び
投入用コイルＣＣの直列回路に励磁電流が流れる。すな
わち、開閉器は投入保持される。

【００１５】次に、開閉器の自動開放動作について説明
する。開閉器の投入状態において、両端子Ｐ1 ，Ｐ2 間
の電圧の印加が解除される。すると、投入用コイルＣＣ
及び保持用コイルＨＣには電圧が印加されなくなる。こ
の時、開放遅延用コンデンサＣからは放電電流が保持用
コイルＨＣ及び投入用コイルＣＣに流れる。そのため、
前記両コイルＨＣ，ＣＣの電圧は所定時間解除されるこ
となく、励磁されたままの状態になる。

【００１６】さらに、投入用コイルＣＣに発生した逆起
電力により、フライホイールダイオードＤ5 からなるフ
ライホイール回路にループ電流が流れる。そのため、投
入用コイルＣＣはループ電流にて所定時間励磁されたま
まの状態になる。従って、開放遅延用コンデンサＣ及び
フライホイール回路にて開閉器の開放時間の遅延が確保
される。

【００１７】続いて、開閉器のトリップ開放動作につい
て説明する。開閉器投入状態において配電線に地絡事故
が発生すると、端子Ｐ3 ，Ｐ4 間にはトリップ信号が入
力される。すると、パワーリレーＸ2 が励磁され、常開
接点Ｘ2 ／ａ1 ，Ｘ2 ／ａ2 が閉成されるとともに、常
閉接点Ｘ2 ／ｂ1 ，Ｘ2 ／ｂ2 が開放される。ここで、
投入用コイルＣＣ及び保持用コイルＨＣへの電源が絶た
れることにより、投入用コイルＣＣ及び保持用コイルＨ
Ｃには逆起電力が生じる。そして、逆極性状態の投入用
コイルＣＣ及び保持用コイルＨＣには、トリップ信号に
基づく電流が流れる。その逆極性の電流に基づき、保持
用コイルＨＣ及び投入用コイルＣＣは逆励磁され、各コ
イルＨＣ，ＣＣの残留磁気は消磁され、開閉器の開極時
間の短縮が図られる。

【００１８】このように、本実施例の自動開閉器におい
ては、従来のような逆励磁用コンデンサを不用とし、ト
リップ信号電流がそのまま投入用コイルＣＣの逆励磁用
として働くことにより、コンデンサといった部品の信頼
性を考えることなく、簡単な回路構成にて瞬時なトリッ
プ開放動作が得られる。

【００１９】また、自動開放動作においては、端子Ｐ1
，Ｐ2 間の電源供給が絶たれても、遅延用コンデンサ
Ｃから投入用コイルＣＣに放電されることにより、同投
入用コイルＣＣをその放電時間の分だけ開放時間を確実
に遅延させることができる。これにより、瞬間的に回復
するような停電事故に対し、開閉器をやたらと開放する
ことが回避され、需要家への停電を極力さけることがで
きる。

【００２０】なお、本発明は上記時に限定されることな
く、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下のように適
宜変更してもよい。例えば、上記実施例に示す常開接点
Ｘ2 ／ａ1 ，Ｘ2 ／ａ2 及び常閉接点Ｘ2／ｂ1 ，Ｘ2
／ｂ2 の代わりに半導体スイッチを用いてもよい。具体
的には、スイッチングトランジスタ、ＳＣＲ、トライア
ック、ＧＴＯ等のサイリスタ、アナログスイッチ等を使
用してもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、保
守管理を要するコンデンサを用いることなく、長期にわ
たり安定したトリップ動作を確実に行うことができると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した実施例における開閉器の制
御回路図である。

【符号の説明】

ＣＣ…投入用コイル、ＨＣ…保持用コイル、Ｘ2 ／ａ1
，Ｘ2 ／ａ2 …常開接点、Ｄ6 ，Ｄ7 …ダイオード、
Ｘ2 …パワーリレー、３…サージアブソーバ、Ｐ3 ，Ｐ
4 …端子（Ｘ2 ／ａ1 ，Ｘ2 ／ａ2 ，Ｄ6 ，Ｄ7 ，Ｘ2
，３，Ｐ3 ，Ｐ4とから電源供給回路が構成されてい
る。）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源に接続され、開閉器を投入する
   投入用コイル（ＣＣ）と、 前記直流電源に接続されるとともに、開閉器の投入保持
   時に前記投入用コイル（ＣＣ）と直列に接続されて前記
   投入用コイル（ＣＣ）と協働して開閉器を投入状態に保
   持する保持用コイル（ＨＣ）とを備えた自動開閉器にお
   いて、 前記投入用コイル（ＣＣ）及び保持用コイル（ＨＣ）に
   対し、常時はスイッチング素子にて遮断され、トリップ
   開放時に前記両コイル（ＣＣ，ＨＣ）への直流電源が絶
   たれたとき、前記スイッチング素子を閉成するととも
   に、このトリップ信号に基づく前記直流電源とは逆極性
   の電流を供給し得る電源供給回路を備えたことを特徴と
   する自動開閉器。