JPH08237828A

JPH08237828A - 接地開閉装置

Info

Publication number: JPH08237828A
Application number: JP7036477A
Authority: JP
Inventors: Shinnosuke Ishida; 真之助石田; Haruo Honda; 春雄本田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Electric Systems Co Ltd
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【構成】回動軸３７は歯車連結側だけでなく他端を回動
自由にスラストベアリング４９と支持台４８より成る支
持装置で支持され、可動接触子３２はその開口部３３に
より支持装置と非接触に開閉運動を行う。６６は両端に
連結部４７，手動操作部４３を有する連結軸で、回動軸
端傘歯車４０の直下を貫通し、軸を連結金具６４で連結
してゆくことにより多相形が得られ、電動機４１は回動
軸３７および連結軸６６のそれぞれと直交して任意の開
閉器へ取付けられる。【効果】回動軸、可動接触子の先振れ、異常接触がなく
なり、立体的寸法を小さくできる。回動軸の回転方向も
等しい同じ構造の単相接地開閉器を連結して多相形が得
られ、多相形で電動機はどの相に取付けてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電力供給用の発電機とそ
れに直結する主回路の接地や、揚水発電所発電機の起
動，停止のための制動を目的とした電気ブレーキなどに
用いられる高電圧回路開閉装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力供給用の交流発電機とそれに直結す
る相分離絶縁母線や主回路遮断器の接地には、従来は主
回路遮断器や主回路断路器に付属した接地開閉器が用い
られるケースが多かったが、系統的な接地が困難で、発
電機とその直結機器の保守・点検時等の主回路接地に
は、それらに直結する相分離絶縁母線を系統的に接地す
ることが必要な場合には図１に示すような単極単投構造
の接地開閉器が用いられていた。

【０００３】また、近年の電力需要の逼迫に関連して、
揚水発電所等では１日に数回の頻繁な起動−停止が必要
になっており、交流発電機の停止に際しては、機械式の
ブレーキ作動に先立って電気ブレーキが併用されること
が多くなっている。このような場合は三極が連動する三
相一体形の開閉器が望ましく、図７に示すような電気ブ
レーキ用開閉器が使用されていた。

【０００４】図１で１は固定接触子、２は可動接触子
で、固定接触子１はベース６に、また可動接触子２はシ
リンダ状の可動接触子支持台３に固定されている。可動
接触子支持台３は回転軸７，回転−直線運動変換装置
８，支持ベアリング１８，歯車１０などを介して駆動電
動機１２または手動操作部１３により駆動され、ガイド
９に案内され、集電子４と摺動しつつ可動接触子２の開
閉運動を行う。１１はギヤボックス、１４は制御部、１
５は主回路導体、１６は主回路導体用シース、１７はシ
ースの一部を加工して作られたフランジ、１９はアース
側端子で、ベース６とアース側端子１９は絶縁筒５によ
って電気的に絶縁されている。

【０００５】また、図７で７１は主接触子、７２はアー
ク接触子、７３は絶縁操作ロッドで、駆動電動機７６ま
たは手動操作機構７９により駆動され開閉運動を行う。
７４は主回路極間絶縁棒、７５は対地間絶縁台、７７は
上部端子、７８は下部端子で、８０は主回路部カバー、
８１は点検窓、８２は操作部扉となっている。尚、接地
開閉器を有する技術として特開昭60−51401 号公報を挙
げることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図８（イ），図９
（イ）に電気ブレーキ用開閉器と接地開閉器の使用回路
要部説明図を示す。Ｇは発電機、ＣＢは主回路遮断器、
ＴＲは変圧器で、発電機Ｇを停止させる場合、主回路遮
断器ＣＢを開き開閉器Ｓ₁を閉じて発電機発生電流と異
なる位相の電流を別電源Ｖから通流せしめると良い。そ
の最も端的な例として逆位相の例を図８（ロ）と数１に
示した。

【０００７】

【数１】Ｉａ′＝Ｉａ，Ｉｂ′＝Ｉｂ，Ｉｃ′＝Ｉｃ …（数１）このような場合に開閉器Ｓ₁に図７に示す電気ブレーキ
用開閉器が使用される。しかしこの方式は別電源Ｖを必
要とし、使用される開閉器も対地絶縁耐力を有する大形
で、据付面積も大きいものとなる。別電源を用いる代わ
りに開閉器Ｓ₂を閉じて三相を短絡し、これを一括して
接地しても回転している発電機Ｇを制動する力が得られ
る。その例を図８（ロ）と数２，数３に示した。

【０００８】発電機Ｇの三相の電流をそれぞれＩａ，Ｉ
ｂ，Ｉｃとすると、

【０００９】

【数２】Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＝０ …（数２）で、三相を一括して接地しても電気的に同等であり、ま
た数（２）より、

【００１０】

【数３】Ｉ₂＝（Ｉｂ＋Ｉｃ） …（数３）となることは明らかであるから、逆位相を加えた同等の
制動力が得られる。図９（イ）のＥはアースを示してい
る。このような場合に開閉器Ｓ₂に図１に示す比較的小
形で単極構造の接地開閉器が使われるが、この接地開閉
器にも可動接触子の先端がブレやすい、三相一括駆動で
きないなどの難点があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図８（イ）に示す別電源
方式より図９（イ）に示す三相一括アース方式の方が開
閉器は対地絶縁を必要としないので、小形化できること
は明らかであるが、上記のように図１に示す接地形開閉
器にも難点があった。その一つが可動接触子の先端振れ
で、図１に示すように可動接触子支持台３はアース側端
子１９の一部に取付けられた集電子４と電気的に摺動接
触する可動接触子の１部をなしており、通電容量を大き
くするために導電性筒状金属で構成され、この場合回動
軸７は一端の支持ベアリング１８でのみガイドされるの
で、可動接触子支持台３が固定接触子１側に移動した際
に、図２に示すように回動軸７の先端が回動中心線より
０度だけ振れ、その結果、可動接触子２と固定接触子１
の接合が正しく行われない危険性があった。可動接触子
支持台３と摺動接触する集電子４はそれ自体がばねで変
位することに加えて、位置的に可動接触子支持台３の移
動後の先端を支持することができない。このため、本発
明では、図３および図４に示すように、通電容量を必要
十分に保ちつつ可動接触子３２に開口部３３を設け、ス
ラスト軸４９の支持台４８をその開口部３３と非接触に
設け、スラスト軸受４９で回動軸３７の先端部５０を回
動自由に支持固定するように構成されている。

【００１２】従来、接地開閉器の図１の他の難点は、三
相一括形構造が望ましい場合または三相一括で単一の電
動機で駆動したい場合にそれが困難で、別途その条件を
満たす開閉器を製作または購入しなければならなかった
ことである。図５（イ）に、図１に示した従来接地開閉
器の手動操作部１３を改造して三相連結し、三相一括と
した場合の要部構造の説明図を示す。Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃は
３式の接地開閉器で、電動機Ｍで駆動されるが、連結方
向の長さが長くなることに加えて、開閉器Ｓ₁，Ｓ₂の回
動軸の回転方向を正とすると開閉器Ｓ₂の回転方向が逆
となり、可動接触子の移動方向を合致させるためには開
閉器Ｓ₂の回動軸のねじ方向を逆にした逆ねじとする必
要があるなどの難点を有していた。図５（ロ）はこの点
を解決するための要部構造の説明図で、比較説明のため
電動機Ｍは同じ位置にしてあるが、回動軸に直結する連
結歯車の高さを十分に低くして、連結金具と連結できる
ように構成した手動操作部と他端に連結部を有する連結
軸を一体に構成してこの連結軸を回動軸歯車と直交する
形でその直下を通し、この連結軸を直線状の連結金具で
連結してゆくことにより、回転方向も等しい三相一括形
の接地開閉器が得られるようにした。

【００１３】さらに本発明では、図６に示すように、開
閉器の回動軸３７および連結軸ならびに連結金具６４と
両方に直交する形で電動機４２を任意の開閉器のギヤボ
ックスに取付け得るようにしたので、長さ方向寸法を短
縮できるほか、全く同じ構造の開閉器を連結してゆくこ
とにより、多相一括の接地開閉器が得られるようにし
た。

【００１４】

【作用】基本となる単極構造の接地開閉器は発電機等の
高電圧大電流主回路機器を保守等の目的で接地するに十
分な電流容量と耐電圧を固定および可動接触子を有し、
筒状の可動接触子３２はその一側面にスリット状の開口
部３３を有し、スラスト軸受４９で先端部５０を回動自
由に支持された回動軸３７により直線駆動されるので、
先振れのない安定したリニアモーションにより、固定接
触子３１と確実な接離を行うことが可能である。

【００１５】また、回動軸３７もギヤボックス４１内の
連結傘歯車４０の高さを十分に低くして、連結金具６４
と連結できるように構成した手動連結部４３と他端に連
結部４７を有する連結軸６６を一体に構成して、連結軸
６６を回動軸傘歯車４０と直交してその直下を通し、連
結軸６６を直線状の連結金具６４で連結してゆくことに
より、回動軸３７の回転方向の等しい多相一括形の接地
開閉器が得られるようにし、さらに駆動電動機４７はギ
ヤボックス４１の一端を開口して、回動軸および連結軸
６６と直交して、いずれの開閉器にも設置できるように
構成されているので、長さを短縮でき、全く同一構造の
開閉器を複数台使用して、多相一括形で単一電動機で駆
動される多相接地開閉器を得ることができる。

【００１６】

【実施例】図３（イ）（ロ）に本発明の発電機用接地開
閉器の絶縁筒、固定接触子等を、構造説明のために一部
破断した正面図および側面図を示す。図で３１はチュー
リップ状の接触部より成る固定接触子で、可動接触子３
２と対を成して電流の通電および断路にあずかる。円筒
状の可動接触子３２は、電気的には集電子３４と摺動接
触しつつ、機械的には回動軸３７，ボールねじ等の回転
一直線運動変換装置３８，傘歯車４０，電動機４２等に
より駆動されリニアモーションを行う。３５は主回路導
体４５、すなわち、固定接触３１側とアース側、すなわ
ち、可動接触子３２側を電気的に絶縁する絶縁筒で、主
回路導体に固定されベース３６と接地側端子の固定金具
４７により固着されている。３９は回転一直線運動変換
装置の廻り止めガイド、４１はギヤボックスで４３は非
常時や保守の際に用いる手動操作部、４４は制御ボック
スである。

【００１７】図４で本発明の接地開閉器の回動軸３７の
先端を支持する要部の関係を説明する。４９は回動軸３
７の先端５０を回動自由に支持するためのスラスト軸受
で、このスラスト軸受４９は円筒状可動接触子３２に設
けられたスリット状の開口部３３を通してスラスト軸受
支持台４８により接地側端子台４６に固定され、回動軸
３７の軸振れを防ぎ、安定した可動接触子３３のリニア
モーションを可能としている。もちろん可動接触子３３
および可動接触子と摺動接触する集電子３４および固定
接触子３１のそれぞれと摺動部は開口部を除いて通電に
必要にして十分な有効面積を備えている。また経済性を
考慮して図３には筒状の可動接触子を使用した例を示し
てあるが、この筒状可動接触子を可動接触子支持台とし
て、図１に示したようなフィンガー状可動接触子２を可
動接触子支持台３の先端に取付けることも可能である。

【００１８】本器は図３（イ）（ロ）および図４に示す
ように単極構造を基本にしているが、制御の面等より、
三相一括形で一つの駆動電動機で開閉動作を行わせるこ
とが望まれる場合もあり、図５（ロ）に三相一括形の要
部構造説明図を、図６に本発明三相一括形接地開閉器の
側面図を示す。Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃はぞれぞれ単極構造の開
閉器で、連結部４７ならびに連結部を兼ねた手動操作部
４３を連結金具６４で連結され、連結軸６６と直交して
任意の開閉器のギヤボックスに取付けられた単１の電動
機４２により駆動され、回動軸３７を介して開閉動作を
行う。６１および６２は発電機に連なる分離母線絶縁母
線およびシースで、開閉器が閉じられた場合に相分離絶
縁母線６１は短絡板６５により三相短絡される。６３は
開閉器Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃を相分離母線６１に取り付けるた
めのフランジで、主回路導体４５と連結する。開閉器Ｓ
₁は端に位置するので連結部４７にカバーが取付けられ
ていること、開閉器Ｓ₂は中央に位置し、ギヤボックス
４１の一端面を開口して駆動電動機４２が取付けられて
いる点を除けば、開閉器Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃は全く同じ構造
で、回動軸３７の回転方向も同一である。図５（ロ）の
説明例および図６の実施例では１台の電動機による駆動
の例を示しているが、単極構造の開閉器のままで、それ
ぞれの開閉器Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃がそれぞれの駆動電動機を
有したまま三相連結することも可能である。この場合の
開閉器Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃は電気的にのみ同期をとって開閉
動作を行うことになる。

【００１９】また、図５（ロ）では構成を分かり易くす
るために、一端に電動機を、他端に手動操作部を有する
説明図で説明したが、実施例では図６に示すように、駆
動電動機４２は連結軸６６と直交する形で、いずれの開
閉器にも取り付けることが可能としてあり、連結部４７
は手動操作部として用いることができるので、左右の両
端のいずれにも手動操作部を設けることが可能である。

【００２０】

【発明の効果】本発明の接地開閉装置はこのように構成
されているので、（１）回動軸３７の先端振れが有効に防止でき、可動接
触子３２の円滑な直線移動が可能となり、可動接触子３
２と固定接触子３１の確実な嵌合接触が得られる。

【００２１】（２）可動接触子３２の直線移動軸と駆動
電動機４２の回転軸のそれぞれを直交して、他端に手動
動作部４３を有する連結軸６６を回動軸３７に直結する
傘歯車４０の直下を通して設けたことにより、立体的に
寸法が縮小され、また開閉器相互の連結を可能とした。

【００２２】（３）連結金具６４とも連結できるように
構成した手動操作部４３と他端に連結部４７を連結軸６
６に一体に構成し、この連結軸６６を連結金具６４で連
結してゆくことにより、回転方向も等しい同一構造の単
相接地開閉器を集合して多極接地開閉器が得られるの
で、製造上および保守上の利点が多大である。

【００２３】（４）こうして得られた多極接地開閉器は
それぞれの単相接地開閉器が備えている電動機をそのま
ま備えたままでも良く、また開閉器数に応じた単一の電
動機をどの開閉器に取付け駆動することもできるので単
一電動機による同時開閉に加えて保守性が向上するな
ど、製造者，使用者両方に対して大きい利点が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来接地開閉器の絶縁筒等の側面図。

【図２】図１に示した従来接地開閉器の回動軸ならびに
可動接触子の偏心状態を示す説明図。

【図３】本発明接地開閉装置の一部破断の説明図。

【図４】本発明接地開閉装置の回動軸先端支持の説明
図。

【図５】三相一括形を作る場合の構成比較のための要部
の説明図。

【図６】本発明に係わる三相一括形の接地開閉装置の側
面図。

【図７】従来の三相一括形開閉器の説明図。

【図８】別電源方式の電気ブレーキ回路の説明図。

【図９】接地方式の電気ブレーキ回路の説明図。

【符号の説明】

３１…固定接触子、３２…可動接触子、３３…可動接触
子開口部、３４…集電子、３５…絶縁筒、３６…ベー
ス、３７…回動軸、３８…回転一直線運動変換装置、４
０…傘歯車、４１…ギヤボックス、４２…駆動電動機、
４３…手動操作部、４４…コントロールボックス、４５
…主回路導体、４６…接地側端子台、４８…スラスト軸
受支持台、６４…連結金具、６６…連結軸。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】歯車連連，回転運動−直線運動変換装置を
介して、電動機又は手動により駆動され、開閉動作を行
う一対の可動接触子および固定接触子と，可動側と固定
側とを電気的に絶縁支持する絶縁筒または絶縁棒を有す
る開閉装置において、筒状の可動接触子の一部にそのス
トローク長に対応した長さの開口部を設け、前記可動接
触子を駆動する回転軸の歯車連結の他端を回動自由に固
定する取外し可能な固定装置を歯車連結の他端側に設
け、前記可動接触子の円滑で直線状開閉動作が得られる
ようにしたことを特徴とする接地開閉装置。
【請求項２】請求項１において、前記可動接触子の直線
運動軸と直交して電動機回転軸を設け、さらに前記可動
接触子の直線運動軸と前記電動機回転軸に直交するよう
に、他端に手動操作部を有する連結軸を設け、立体的寸
法を小さくし、かつ相互連結を可能とした接地開閉装
置。
【請求項３】請求項２において、たがいに直交する可動
接触子直線運動軸，電動機回転軸および他端に手動操作
部を有する連結軸を有し、手動操作具たとえばハンドル
などを容易に連結できるとともに、前記手動操作部を利
用して連結金具と連結できるように構成した手動操作部
と他端に連結部を有する連結軸を一体に構成し、前記連
結軸を直線状の連結金具で連結してゆくことにより、回
転方向も等しい全く同じ構造の単相接地開閉器を集合し
て、多相接地開閉器が得られるようにした接地開閉装
置。
【請求項４】請求項３において、たがいに直交する可動
接触子直線運動軸，電動機回転軸および両端に連結部を
備えた連結軸を有し、前記連結軸を連結金具で連結して
ゆくことにより得られる多相接地開閉器で、可動接触子
を駆動する電動機は固有の電動機をそれぞれの接地開閉
器に取付けたままでも良く、また集合された接地開閉器
の数に応じた容量の電動機１台でも駆動でき、その１台
の電動機は集合された接地開閉器の任意の接地開閉器に
設置できるようにした設置開閉装置。