JPS6352412B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はしや断器が保持すべきポンピング動
作防止機構を備えたしや断器用の油圧操作回路に
関する。

従来から、高電圧、高電流をしや断、投入する
ために、しや断器が使用されている。このしや断
器においては、高速度で高電圧接触子を移動させ
なければならないことから、その操作に油圧を用
いるのが最近の傾向である。そしてこの油圧の操
作回路は通常、しや断器を操作する油圧シリンダ
ー、油圧シリンダーに操作用の圧油を送る主弁、
主弁に操作用の圧油を送る操作弁、操作弁を駆動
する投入用ソレノイド弁およびしや断用ソレノイ
ド弁にて構成される。

ところが、従来のこの種油圧回路では、ポンピ
ングと呼ばれる油圧シリンダーの異常動作が起こ
る。これは投入指令よりしや断指令のほうが優先
されているため、投入指令の継続中にしや断指令
が出た場合、油圧シリンダーがしや断動作を行う
ものの、投入指令が残つている場合には、このた
めにしや断動作直後に再び投入動作を行い、いず
れか一方の指令が解除されるまでこれを繰り返す
現象であり、しや断器もしくはその油圧操作回路
の破損の原因となる。

またガスしや断器、例えばパツフア形のガスし
や断器ではパツフアシリンダー内の消弧流体
（SF₆ガス等）をパツフアシリンダーあるいはピ
ストンを動かすことにより圧縮して圧力を高め、
その高圧の消弧流体をアークに吹き付けて消弧す
る。したがつて、このしや断器ではパツフアシリ
ンダー内の圧力を十分に高める必要があるから、
投入動作の途中でしや断指令が出た場合、単純に
しや断指令を優先させるものであると、投入動作
の途中からしや断動作に移り、場合によつてはパ
ツフアシリンダー内の圧力が十分に上らず、投入
の先行放電により発生したアークを消弧できず、
しや断不能と云う重大事故につながる恐れがあ
る。このようなことから、投入動作の途中でしや
断指令が出された場合には、投入動作の完全終了
を待つてしや断動作を開始するものでないと、安
定したパツフア圧力が得られず、従つて高い信頼
性も得られない。

本発明は、しや断指令優先の原側を崩すことな
くポンピング動作を防止するとともに、投入動作
中にしや断指令が出た場合には投入動作の完了を
待つてしや断動作を行う油圧操作回路を提供する
ものである。

本発明の油圧操作回路は、主弁に操作用の圧油
を送る操作弁に、主弁操作用圧油の制御手段とし
て油圧作動切換弁を設け、その操作室とこれに接
続される投入用ソレノイド弁との間に、前記操作
室に流入する圧油を油圧シリンダーの投入動作時
間経過後に開放するリリーフ機構を設け、これに
より投入用ソレノイド弁にて発せられた油圧投入
指令が投入動作終了後に油圧作動切換弁において
自動的に消滅し、投入指令としや断指令とが実質
的に重ならないようにしてポンピングを防止せし
めるとともに、油圧作動切換弁において投入指令
が消滅するまではしや断指令の有無にかかわらず
その操作室に圧油が流入しつづけるようにして投
入動作を完了まで確実に行わしめるのである。

なお、本発明の油圧操作回路においては、投入
動作完了後は油圧作動切換弁の操作室の圧油が開
放されてしまうので、油圧作動切換弁に投入状態
を維持するための自己保持機構を付設する必要が
ある。この自己保持機構はしや断指令優先の原側
を維持することから、しや断用ソレノイド弁の動
作により直ちに解除されるようにしておくことが
必要である一方、投入動作中に油圧作動切換弁の
操作室へ流入する圧油がしや断指令によつて開放
されないように、リリーフ機構に対して独立に設
けることも必要である。

以下、図に掲げる実施例に基づいて本発明を詳
しく説明する。

図において、１はしや断器、２はしや断器１を
操作する油圧シリンダー、３は油圧シリンダー２
に操作用の圧油を送る主弁、４は主弁３に操作用
の圧油を送る操作弁、５および６は操作弁４を駆
動する投入用ソレノイド弁およびしや断用ソレノ
イド弁をそれぞれ表わしている。

主弁３はＰポート、Ａポート、Ｒポートを有す
る３ポート２位置切換弁の一種で、ＰポートとＡ
ポート間の開閉を司るポペツト弁７、ポペツト弁
７の操作ピストン８、ＡポートとＲポート間の開
閉を司るポペツト弁９ならびに、操作ピストン８
およびポペツト弁９の操作室１０等を有する。主
弁３のＰポートには油圧シリンダー２のロツド側
と、圧油の供給源であるアキユムレーター１１と
が接続され、Ａポートは油圧シリンダー２のボア
側に接続する。

操作弁４はＰポート、Ａポート、Ｒポートを有
する４つの油圧作動の３ポート２位置切換弁１２
_１〜１２₄を有し、前記リリーフ機構は第２、第３
の油圧作動切換弁１２₂，１２₃を主体に構成さ
れ、自己保持機構は第４の油圧作動切換弁１２₄
を主体に構成される。

第１の油圧作動切換弁１２₁は、ＰポートとＡ
ポート間の開閉を司るボール弁１３、Ａポートと
Ｒポート間の開閉を司るボール弁１４、ボール弁
１３，１４の操作ピストン１５を具有し、更に２
つの操作室１６₁，１６₂等を有する。この弁１２
_１のＰポートには圧油の供給源１７が接続され、
Ａポートは主弁３の操作室１０と、第４の油圧作
動切換弁１２₄のＰポートとに接続する。

第２の油圧作動切換弁１２₂は、ＰポートとＡ
ポート間の開閉と、ＡポートとＲポート間の開閉
とを司るボール弁１８、ボール弁１８の操作ピス
トン１９、およびその操作室２０等で構成する。
この弁１２₂のＰポートには投入用ソレノイド弁
５が接続され、Ａポートは第１の油圧作動切換弁
１２₁の操作室１６₁に接続する。

第３の油圧作動切換弁１２₃は、ＰポートとＡ
ポート間の開閉を司るボール弁２１、Ａポートと
Ｒポート間の開閉を司るボール弁２２、ボール弁
２１，２２の操作ピストン２３、およびその操作
室２４等を有し、ボール弁２２と操作ピストン２
３のロツドとは操作室２４に圧油の入らない状態
で距離ｄはなれ、操作ピストン２３が応答してか
ら、ボール弁２１，２２が動作するまでの間に遅
れ時間が介在するようにしてある。この遅れ時間
は油圧シリンダー２の投入動作開始から投入動作
終了までの時間（投入動作時間）と同一かこれよ
りやや長い程度に設定され、前記距離ｄはこの遅
れ時間が確保できるよう、後記絞り弁２６の絞り
量との関係から決定される。この第３の油圧作動
切換弁１２₃のＰポートには圧油の供給源１７が
接続され、Ａポートは第２の油圧作動切換弁１２
_２の操作室２０に接続し、操作室２４には投入用
ソレノイド弁５が、逆止弁２５を並列接続した絞
り弁２６を介して接続される。

第４の油圧作動切換弁１２₄は、第２の油圧作
動切換弁１２₂と実質的に同じもので、ボール弁
２７、操作ピストン２８および操作室２９等を有
し、そのＰポートには前述したとおり第１の油圧
作動切換弁１２₁のＡポートが接続し、Ａポート
は同油圧作動切換弁１２₁の今１つの操作室１６₂
に接続し、操作室２９にはしや断用ソレノイド弁
６が接続される。

次に、この油圧操作回路の動作を説明する。

第１図はしや断器１がしや断状態の場合を示し
ている。そこで今、投入用ソレノイド弁５を励磁
すると、この弁５が左側へ移動し、圧油を第２の
油圧作動切換弁１２₂のＰポートからＡポートを
経て第１の油圧作動切換弁１２₁の操作室１６₁に
送る。これにより第１の油圧作動切換弁１２₁の
操作ピストン１５がバネとボール弁１３への油圧
に打ち勝つて左側へ移動し、ＰポートとＡポート
とを連通するので共給源１７からの圧油がＰポー
トからＡポートを経て主弁３の操作室１０と第４
の油圧作動切換弁１２₄のＰポートとに送られる。

主弁３の操作室１０に送られた圧油は、操作ピ
ストン８をバネ３０に抗して左側に移動させポペ
ツト弁７を開放してＰポートとＡポート間を連通
する。ＰポートとＡポート間が連通されることに
より、アキユムレーター１１に蓄えられていた圧
油が油圧シリンダー２のボア側に入り、油圧シリ
ンダー２はロツド側よりボア側のほうが受圧面積
が大きいからピストンを高速で左側へ移動させ、
しや断器１が投入される。

一方、第４の油圧作動切換弁１２₄のＰポート
に送られた圧油は、ＰポートとＡポートとが図の
ように連通されているのでＡポートを経て第１の
油圧作動切換弁１２₁の操作室１６₂に入り、操作
ピストン１５を更に左側へ押しＲポートを閉塞し
た位置を保持する。

そしてしや断器１の投入動作の途中で図示しな
い補助開閉器が切り換ることにより、投入指令を
与える電気回路が開路され投入用ソレノイド弁５
が消磁されるが、上記操作ピストン１５は操作室
１６₂の圧油によりこの位置に自己保持されるの
で、投入用ソレノイド弁５の消磁にも拘わらず主
弁３の操作室１０に圧油が保持され、しや断器１
を投入状態に維持する。

またシリンダー２のピストンが左側に移動して
止まると、油圧シリンダー２のボア側の圧力はア
キユムレーター１１および主弁３の操作室１０内
の圧力と同一値になり、バネ３０の力によりポペ
ツト弁７および操作ピストン８は右側に復帰し、
主弁３のＰポートとＡポート間は閉塞される。こ
のときポペツト弁９はバネ３１の力によりＲポー
トを閉塞している。

なお、第１の油圧作動切換弁１２₁の操作室１
６₁および１６₂の受圧面積はそれぞれボール弁１
３の受圧面積より大きくして、ボール弁１３の左
方向よりかかる油圧に抗して操作ピストン１５が
左側に移動し得るようにすることが必要である。

他方、投入用ソレノイド弁５から送出された圧
油の一部は絞り弁２６を経て第３の油圧作動切換
弁１２₃の操作室２４に入り、操作ピストン２３
を左側へ移動させる。しかるに、操作ピストン２
３のロツトとボール弁２２との間に距離ｄをと
り、少なくとも油圧シリンダー２の投入動作終了
まではボール弁２１，２２が左側へ移動しないよ
うにしているから、油圧シリンダー２の投入動作
が完全に終了してからボール弁２１，２２が操作
ピストン２３によつて左側へ移動し、供給源１７
からの圧油をＰポートからＡポートを経て第２の
油圧作動切換弁１２₂の操作室２０に送る。その
結果、第２の油圧作動切換弁１２₂の操作ピスト
ン１９が左側へ移動し、ＰポートとＡポート間を
閉塞し、ＡポートとＲポートとを連通するので第
１の油圧作動切換弁１２₁の操作室１６₁内の圧油
をＡポート、Ｒポートを経てタンクへ戻す。操作
室１６₁の圧油がタンクに開放されても、今１つ
の操作室１６₂には圧油が残つているから、ピス
トン１５は左方に押されたままとなり、しや断器
１は投入状態を保持し、しや断動作に入ることは
ない。

しや断器１を投入状態からしや断状態に切換え
るには、まずしや断用ソレノイド弁６を励磁し、
圧油を第４の油圧作動切換弁１２₄の操作室２９
に供給して操作ピストン２８を左側へ移動させて
Ｐポートをボール弁２７で閉塞し、ＡポートとＲ
ポートを連通して第１の油圧作動切換弁１２₁の
操作室１６₂にある圧油をタンクに開放すると、
ボール弁１３，１４に作用する油圧により操作ピ
ストン１５は右側に移動しＡポートとＲポートを
連通しＰポートを閉塞するので、主弁３の操作室
１０にある圧油を第１の油圧作動切換弁１２₁の
ＡポートからＲポートを経てタンクに開放する。
油圧シリンダー２のボア側には圧油が蓄えられて
いるので、この力によつてポペツト弁９はバネ３
１に打ち勝つて急速に右側に移動して主弁３のＡ
ポートとＲポートを連通し、油圧シリンダー２の
ボア側の圧油を主弁３のＡポートからＲポートを
経てタンクに開放する。油圧シリンダー２のロツ
ド側にはアキユムレーター１１から圧油が常時供
給されているのでボア側の圧油がタンクに開放さ
れると、ピストンは圧力差により急速に右側に移
動し、しや断器１はしや断動作を行いしや断状態
に切り換わる。

ところでもし、このしや断動作のときに投入指
令が残つているとすると、しや断動作終了後に投
入動作が開始され、ポンピングを発生させるが、
この油圧操作回路では上述した如く第１の油圧作
動切換弁１２₁の操作室１６₁の圧油が投入指令の
有無にかかわらず投入動作終了とともに第２の油
圧作動切換弁１２₂によつて自動的に開放され、
投入指令が解除されたのと同じ状態に保持される
ので、しや断動作終了後に投入動作が開始される
ことはない。すなわち、ポンピング動作が確実に
防止されるのである。

また、投入動作中にしや断用ソレノイド弁６が
励磁された場合は、第１の油圧作動切換弁１２₁
の操作室１６₂に入つた圧油は第４の油圧作動切
換弁１２₄によりタンクへ開放されるものの、少
なくとも投入動作終了までは操作室１６₁の圧油
が第２の油圧作動切換弁１２₂によつてタンクへ
開放される危険はなく、操作室１６₁には投入用
ソレノイド弁５および絞り弁２６を経て圧油が入
り続けて操作ピストン１５を左側端に保持し油圧
シリンダー２が投入動作を終了するまで完全に作
動する。油圧シリンダー２の投入動作が終了する
と、上述したとおり操作室１６₁の圧油が第２の
油圧作動切換弁１２₂によつてタンクに開放され、
操作室１６₂の圧油も既にしや断用ソレノイド弁
６が励磁された時点でタンクに開放されているか
ら、直ちにしや断動作が行われ、更に投入動作終
了後、操作室１６₁の圧油が自動的にタンクに開
放されているので、投入指令がしや断動作終了後
もなお残つていてもポンピング動作に発展するこ
ともない。

なお、図の実施例では油圧作動切換弁１２₁〜
１２₄をボール弁形式のものとしているが、チエ
ツク弁形式あるいはスプール弁形式のものに変更
してもよいことは言うまでもない。

また、油圧作動切換弁１２₁の自己保持機構は、
油圧作動切換弁１２₄と油圧作動切換弁１２₁の操
作室を２つにすることとによつて構成してある
が、これに限定するものではなく、例えば油圧作
動切換弁１２₁に別の油圧作動切換弁を機構的に
連結するもの等であつてもよい。

また、リリーフ機構、主弁３についても第１の
実施例に限定されるものでないことは言うまでも
ない。

以上の説明から明らかなように、本発明はしや
断指令優先の原則を残したままポンピング動作を
防止するものであるから、安全性を阻害すること
なくしや断器乃至その油圧操作回路の破損防止を
図るとともに、投入動作中にしや断指令が出た場
合に投入動作の完了を待つて直ちにしや断動作を
行うものであるから、例えばパツフア形しや断器
の油圧操作回路に適用して常に十分なパツフア圧
力が得られ、確実な消弧動作を行なわしめて、投
入動作時の安全性を著しく高める効果がある。

しかも、本発明はポンピング防止としや断動作
の待機とを１つのリリーフ機構で行うから、その
機構が簡単なのは勿論のこと、このリリーフ機構
と自己保持機構とを操作弁の側に設けているか
ら、構造上大きな比重を占める主弁の構造複雑化
が回避され、簡単な回路でポンピング防止としや
断動作の待機とを行なわしめるのである。更に、
主弁に構造上の制約がないことから、その動作が
単純高速化され、主弁における一時的な油圧回路
の短絡も防止できて、圧油の大量放出を防止する
のにも本発明は有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した油圧操作回路の１例
を示す回路図である。 図中、１：しや断器、２：油圧シリンダー、
３：主弁、４：操作弁、５：投入用ソレノイド
弁、６：しや断用ソレノイド弁、１２₁〜１２₄：
油圧作動切換弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ しや断器１を操作する油圧シリンダー２と、
   該油圧シリンダー２に操作用の圧油を送る主弁３
   と、該主弁３に操作用の圧油を送る操作弁４とを
   有するしや断器１の油圧操作回路において、前記
   操作弁４に主弁操作用圧油の制御手段として２つ
   の操作室１６₁，１６₂を有する第１の油圧作動切
   換弁１２₁を設け、その一方の操作室１６₁とこれ
   に接続する投入用ソレノイド弁５との間に、操作
   室１６₁への圧油を開閉する第２の油圧作動切換
   弁１２₂と第２の油圧作動切換弁１２₂を操作し前
   記操作室１６₁内の圧油を前記油圧シリンダー２
   の投入動作時間経過後に開放するリリーフ機構を
   有する第３の油圧作動切換弁１２₃とを設け、他
   方の操作室１６₂に操作弁４より主弁３に操作用
   圧油を供給する管路より分岐し、かつしや断用ソ
   レノイド弁６にて操作される第４の油圧作動切換
   弁１２₄により開閉される分岐管路を接続したこ
   とを特徴とするしや断器の油圧操作回路。