JPH0883541A - ガス絶縁開閉器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィンガー接触力や回転シール部の摩擦力な
どに起因して異なる個々の開閉器の特性に合わせて、も
っとも適切な自重キャンセル力を得ることができ、機器
の特性管理が容易になり信頼性の高いガス絶縁開閉器を
得る。 【構成】 接地容器１内に可動電極２と固定電極３が設
ける。両電極間を開閉する可動接触子４を、操作装置１
０を駆動源とする開閉機構８によって駆動する。開閉機
構８の主軸９に可動部重量を軽減する渦巻バネ１１を設
ける。可動部重量に合わせて、この渦巻バネ１１のバネ
力を調整可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置に使
用されるガス絶縁開閉器に関するもので、特に、開閉器
の可動部重量を軽減するために自重キャンセルばねを設
けたガス絶縁開閉器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大都市やその周辺の変電所や開閉
所では、遮断器、変圧器、変流器、断路器などの電気機
器を絶縁ガスを封入したタンク内に収納し、各機器を立
体配置し、敷地面積の大幅な縮小化と信頼性の向上を図
ったガス絶縁開閉装置が広く使用されている。

【０００３】このようなガス絶縁開閉装置に用いられる
ガス絶縁開閉器は、図７に示したように構成されてい
る。すなわち、絶縁ガスを封入した接地容器１内に可動
電極２と固定電極３とが配設され、これらの電極間に可
動接触子４が接離可能に設けられ、開閉器の投入時にお
いてはその先端が固定電極３と接触している。

【０００４】可動接触子４は絶縁ロッド５を介して接地
容器１の外部に設けられた操作装置１０に連結されてい
る。すなわち、絶縁ロッド５は開閉機構８内のリンク６
及びレバー７を介して開閉機構の主軸９に連結されてい
る。

【０００５】このように構成された開閉器においては、
可動接触子４を絶縁ロッド５、リンク６及びレバー７を
介して上下に駆動することにより開閉動作を行ってい
た。

【０００６】一般に、可動接触子及びこれに追従して動
く各部材から成る開閉器の可動部は、数十Ｋｇの重量が
あるが、通電容量が増加するのに伴って可動接触子の直
径が大きくなり、可動部重量が増大する。また、定格電
圧が高くなると、所要の絶縁距離を確保するため極間寸
法Ｇが長くなり、可動接触子の長さも増すので、可動部
重量も増大する。

【０００７】ところで、ガス絶縁開閉装置を構成する開
閉器は、正立、倒立、水平配置など、様々な配置姿勢を
とって配設されるが、図７に示したような正立配置の場
合、閉路動作時には可動部重量が駆動力に加算され、逆
に、開路動作時には可動部重量の分だけ駆動力が減殺さ
れる。そのため、駆動力としては、開路動作時に減殺さ
れる分を考慮して大きな駆動力を必要としているため、
前記のような可動部重量が増大した開閉器においては、
操作装置が非常に大型化してしまうという問題点があっ
た。

【０００８】一方、閉路動作時には、可動部重量が加算
されるため、可動部は必要以上に加速され、特に、高速
の開閉動作を要求される開閉器にあっては、その加速度
は非常に大きなものとなり、これを停止させる場合に
は、その慣性力により極めて大きな機械的衝撃力が発生
してしまう。

【０００９】以上述べたように、開閉器の可動部重量が
増大するということは、開閉器の可動部および駆動部が
大型化しかつ大きな機械的強度を要する構成にしなけれ
ばならず、機械的信頼性に対しても十分な考慮が必要と
なっていた。

【００１０】このような問題点を解消し、開閉器の配置
姿勢による動作特性への影響をなくし、必要なだけの駆
動力を有する開閉装置を得るために、可動部重量と平衡
するかまたは可動部重量を軽減するようなバネを設けた
ものが知られている。これは前記開閉機構の主軸に可動
部重量を軽減する方向に作用するバネを設けたものであ
る。すなわち、図９は、可動部重量と固定側および可動
側のフィンガー接触力とによって、開閉器の「入り」
「切り」の間に開閉機構に加える反力を示すものである
が、この反力を軽減させるために、図１０に示すように
キャンセルバネを設けて反力を低減させる試みがなされ
ている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は、可動電極の駆動力を影響を及ぼすファクターとして
は、フィンガー接触力、回転シール部の摩擦力および部
品工作性に伴う公差などによる重量変化、摩擦力変化な
ど、種々の影響が考えられる。特に、前記図９，１０に
示したように、開閉機構に加わる反力としては、可動部
の自重に加えてフィンガーの接触力も無視できないが、
このフィンガーは、通電電流の増加と共に枚数も増加さ
れ、接触力の増加となり、これによる摩擦力の大きさも
きわめて大きくなる。また、回転シール部のパッキンお
よびシールリングなどは、熱および温度による影響も考
慮しなければならない。

【００１２】また、相分離形の開閉器を連結リンクを介
して一つの駆動装置により駆動する開閉装置において
は、これらの値が３倍となるため、可動部重量以外の変
化分も無視することはできない。このように開閉器の動
作特性においては、各ガス絶縁開閉装置が微妙に違う特
性を示し、機器の特性管理が難しくなるといった問題が
あった。

【００１３】さらに、電流遮断責務を有する開閉器にお
いては、電流遮断性能が開極速度と関連し、最悪時に
は、電流を遮断するためのスピードが確保できなくな
り、開閉器としての基本的な性能の一つが損なわれてし
まうおそれもあった。

【００１４】本発明は、以上のような従来技術の欠点を
解消するために提案されたもので、その目的は、可動部
重量と平衡するかまたは軽減するために設けられた自重
キャンセルバネのバネ力を調節可能として、機器の特性
管理を容易に実施できるガス絶縁開閉器を提供すること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、絶縁ガスを封入した接地容器
内に可動電極と固定電極とを設け、両電極間には可動接
触子を開閉可能に配設し、この可動接触子にはこれを駆
動する開閉機構を連結し、この開閉機構にはその駆動源
となる操作装置を連結したガス絶縁開閉器において、前
記開閉機構には可動接触子の開閉時における可動部重量
と平衡するかまたは可動部重量を軽減する方向に作用す
る自重キャンセルバネを設け、この自重キャンセルバネ
のバネ力を調整可能としたことを特徴とする。

【００１６】請求項２の発明は、絶縁ガスを封入した接
地容器内に可動電極と固定電極とを設け、両電極間には
可動接触子を開閉可能に配設し、この可動接触子にはこ
れを駆動する開閉機構を連結し、この開閉機構にはその
駆動源となる操作装置を連結したガス絶縁開閉器におい
て、前記操作装置には可動接触子の開閉時における可動
部重量と平衡するかまたは可動部重量を軽減する方向に
作用する自重キャンセルバネを設け、この自重キャンセ
ルバネのバネ力を調整可能としたことを特徴とする。

【００１７】請求項３の発明は、前記自重キャンセルバ
ネを渦巻バネとしたことを特徴とする。

【００１８】請求項４の発明は、前記自重キャンセルバ
ネをコイルバネとしたことを特徴とする。

【００１９】

【作用】上記のような構成を有する本発明においては、
個々のガス絶縁開閉器の特性や、可動電極に駆動力に影
響を及ぼす種々のファクターに応じて、開閉機構または
この開閉機構の駆動源となる操作装置内に設ける渦巻バ
ネやコイルバネなどから構成される自重キャンセルバネ
のバネ力を調節することができる。その結果、可動部に
対する適切な駆動力を得ることができ、結果として可動
部重量の影響が少ない低出力形のガス絶縁開閉器を得る
ことが可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って具体的
に説明する。なお、前記図７および図８に示した従来技
術と同一の部分については、同一の符号を付し、説明は
省略する。

【００２１】（１）第１実施例…図１、図２ 本実施例においては、接地容器１内に設けられた開閉機
構８の内部に、開閉機構の主軸９が設けられている。こ
の主軸９は、接地容器１外部の操作装置１０に連結され
ている。主軸９は接地容器１に固定された軸受９ａ，９
ｂによって回動自在に支持されており、この主軸９の端
部に自重キャンセルバネが設けられている。この自重キ
ャンセルバネは、本実施例では渦巻バネ１１によって構
成され、図１において可動接触子４を引き上げる方向に
バネ力が作用するように取り付けられている。

【００２２】すなわち、図２の拡大斜視図に示すよう
に、渦巻バネ１１の一端が主軸９に固定され、他端が開
閉機構８の固定部分に設けられた支持部材２２に固定さ
れている。この場合、支持部材２２を固定する場所（開
閉機構の固定部分側）に長孔を設けておき、その長孔に
支持部材２２をボルト締め２３することにより、支持部
材２２の位置を前後に調整可能に構成されている。な
お、この渦巻バネ１１のバネ力を調整する手段として
は、前記のような支持部材２２を移動させるもの以外
に、支持部材２２と渦巻バネ１１の端部とのネジ止め位
置をボルトやワッシャーなどを利用して変更するものも
使用できる。

【００２３】このような構成を有する本実施例によれ
ば、開閉器の可動接触子４は渦巻バネ１１の復元力（バ
ネ力）により常にその重量を軽減する方向に付勢されて
いる。そのため、開閉器の投入時には渦巻バネ１１は巻
締めされることになり、バネに働く復帰力によって可動
部重量は軽減されるので、可動部に大きな慣性力が生じ
ることはなく、可動部の停止時に大きな機械的衝撃力が
発生することはない。一方、遮断動作時には、操作装置
１０からの駆動力に加えて、渦巻バネ１１の復帰力が働
くので、操作装置１０側の駆動力は低減できる。

【００２４】また、可動部重量が過大で投入スピードが
速い時、すなわち、バネ力が強すぎる時は、図２の支持
部材２２の固定位置を渦巻バネ１１の巻き上げ方向に調
整し、一方遮断スピードが速い時、すなわち、バネ力が
強すぎる時は、支持部材２２の固定位置を巻き上げと逆
方向にセットすることにより、開閉器の「入り」「切
り」に要する操作エネルギーの比を最小限にすることが
できる。

【００２５】（２）第２実施例…図３、図４ 本実施例は、前記第１実施例において開閉機構８の主軸
端部に設けた渦巻バネの代わりに、自重キャンセルバネ
としてコイルバネ１２を使用したものである。このコイ
ルバネ１２は、図４の拡大図に示すように、主軸９の端
部に固定したレバー３２の先端と開閉機構の固定部分
（図１では接地容器１の端部）に設けられた支持部材３
３との間に設けられている。この場合、レバー３２は主
軸９に対して嵌合や溶接によって固定しても良いし、キ
ーなどを利用して一体に連結しても良い。また、支持部
材３３を接地容器１に対してその固定位置を調整可能に
取り付ける手段としては、前記第１実施例のような長孔
とそれに挿入するネジとの組み合わせとしても良いし、
その他、コイルバネ１２の端部と接地容器１との間にボ
ルトナットを利用した長さの調整可能な支持部材を設け
ても良い。

【００２６】このような構成を有する第２実施例におい
ても、可動部重量が軽減されるので、開閉操作が容易に
実施できる。また、支持部材３３による固定部分に対す
る取付位置を調整することで、個々の開閉器の特性に合
わせてコイルバネ１２のバネ力を調整できる。

【００２７】（３）第３実施例…図５ 本実施例は、開閉機構８を駆動するために接地容器１の
外部に設けられた操作機構１０の主軸部分に自重キャン
セルバネとして作用する渦巻バネ１１を設けたものであ
る。すなわち、図５において、４１は操作装置１０のケ
ースである操作箱である。この操作箱４１内には、主軸
５１を駆動するための駆動バネ４４とこの駆動バネ蓄勢
用のモータ４２が設けられている。これらの間にはモー
タ４２の駆動力を駆動バネ４４のバネ力に変換するため
の減速装置４５、偏心軸４６、ホイール４７、リンク４
８、レバー４９およびラチェット４３が設けられてい
る。また、主軸５１には、モータ４２側の力を駆動バネ
４４に伝達し、駆動バネ４４の蓄勢力を主軸５１を介し
て操作装置１０外部に伝達するために、連結カム５０，
５２，５３が設けられている。

【００２８】本実施例では、この操作装置１０の主軸５
１の一端に渦巻バネ１１が固定されている。この渦巻バ
ネ１１は前記図２に示したものと同様な構成を有するも
ので、図示はしないがその支持部材は操作箱４１側の固
定された部材に対して、取付位置を調整可能に固定され
ている。

【００２９】このような構成を有する本実施例では、操
作装置１０の主軸５１に設けられた渦巻バネのバネ力
が、操作機構の主軸から開閉機構の主軸９に伝達される
ので、前記第１、第２実施例と同様に可動部の自重キャ
ンセル機能が働く。また、渦巻バネの支持部材の固定位
置を操作箱４１に対して可動としたので、渦巻バネ１１
のバネ力の調整も可能である。よって、第１、第２実施
例と同様な作用効果が発揮される。また、操作装置１０
は、一般に接地容器１の外部にあるため、ガス処理を考
慮することなくバネ力の調整を行うことができる利点も
ある。

【００３０】（４）第４実施例…図６ 本実施例は、前記第３実施例における渦巻バネ１１の代
わりにコイルバネ１２を使用したものである。この実施
例においても、操作箱４１内に位置する操作装置１０の
主軸５１に設けられたレバー３２に自重キャンセル用の
コイルバネ１２の一端が固定されている。このコイルバ
ネ１２の他端は、操作箱４１側に固定されているが、そ
の固定位置が調整可能になっている。

【００３１】このような構成を有する本実施例でも、前
記第３実施例と同様に可動部の自重キャンセル機能が働
くと共に、コイルバネ１２の固定位置を調整可能とした
ので、個々の開閉器の特性に合わせてバネ力の調整を行
うことができる。

【００３２】

【発明の効果】以上の通り、本発明は、開閉機構やその
操作装置に可動部重量のキャンセルバネを設けたもので
あるから、可動部重量が大きく、長ストロークの開閉器
を高速で鉛直方向に動作させる場合、可動部重量にあま
り左右されない低出力形の操作装置を使用したガス絶縁
開閉器を提供することができる。また、本発明は、自重
キャンセルバネのバネ力を調整可能としたものであるか
ら、フィンガー接触力や回転シール部の摩擦力などに起
因して異なる個々の開閉器の特性に合わせて、もっとも
適切な自重キャンセル力を得ることができ、機器の特性
管理が容易になり信頼性の高いガス絶縁開閉器を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス絶縁開閉器の第１実施例を示す断
面図。

【図２】第１実施例における渦巻バネの拡大平面図。

【図３】本発明のガス絶縁開閉器の第２実施例を示す断
面図。

【図４】第２実施例におけるコイルバネの拡大平面図。

【図５】本発明の第３実施例における操作装置内部の斜
視図。

【図６】本発明の第４実施例における操作装置内部の斜
視図。

【図７】従来のガス絶縁開閉器の一例を示す断面図。

【図８】図７のＡ−Ａ線の断面図。

【図９】自重キャンセルバネを持たないガス絶縁開閉器
における開閉時の反力を示すグラフ。

【図１０】自重キャンセルバネを持つガス絶縁開閉器に
おける開閉時の反力を示すグラフ。

【符号の説明】

１…接地容器 ２…可動電極 ３…固定電極 ４…可動接触子 ５…絶縁ロッド ８…開閉機構 ９…開閉機構主軸 ９ａ，９ｂ…軸受 １０…操作装置 １１…渦巻バネ １２…コイルバネ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁ガスを封入した接地容器内に可動電
   極と固定電極とを設け、両電極間には可動接触子を開閉
   可能に配設し、この可動接触子にはこれを駆動する開閉
   機構を連結し、この開閉機構にはその駆動源となる操作
   装置を連結したガス絶縁開閉器において、 前記開閉機構には可動接触子の開閉時における可動部重
   量と平衡するかまたは可動部重量を軽減する方向に作用
   する自重キャンセルバネを設け、この自重キャンセルバ
   ネのバネ力を調整可能としたことを特徴とするガス絶縁
   開閉器。
2. 【請求項２】 絶縁ガスを封入した接地容器内に可動電
   極と固定電極とを設け、両電極間には可動接触子を開閉
   可能に配設し、この可動接触子にはこれを駆動する開閉
   機構を連結し、この開閉機構にはその駆動源となる操作
   装置を連結したガス絶縁開閉器において、 前記操作装置には可動接触子の開閉時における可動部重
   量と平衡するかまたは可動部重量を軽減する方向に作用
   する自重キャンセルバネを設け、この自重キャンセルバ
   ネのバネ力を調整可能としたことを特徴とするガス絶縁
   開閉器。
3. 【請求項３】 前記自重キャンセルバネを渦巻バネとし
   たことを特徴とする請求項１または請求項２記載のガス
   絶縁開閉器。
4. 【請求項４】 前記自重キャンセルバネをコイルバネと
   したことを特徴とする請求項１または請求項２記載のガ
   ス絶縁開閉器。