JPS6378419A

JPS6378419A - 真空遮断器

Info

Publication number: JPS6378419A
Application number: JP22104786A
Authority: JP
Inventors: 郷　富夫; 孝生若林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1988-04-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、各相独立操作方式の真空遮断器に関する。

（従来の技術）一般に、この種の真空遮断器は、定格的６ＫＶ〜３６Ｋ
Ｖ程度ものが多く利用されており、最近では、約７２〜
８４ＫＶ程度や約１６８ＫＶ程度の大容量のものにも使
用されている。

一方、定格電圧１６８ＫＶ程度以下の真空遮断器は、各
相独立操作方式を採用しており、三相遮断器の三相は、
同時に閉路動作や開路動作をする。

しかし、公称電圧１５４ＫＶ以上の電力系統の遮断器で
は、過渡安定度を向上するため、単相＋Ｉｊ閉路方式を
適用するときがあり、このときには、」−記三相遮断器
の各相が独立して閉路、開路を行う“各相独立操作方式
”のものが必要となる。

他方、各相独立操作方式の遮断器としては、空気遮断器
やガス遮断器などが一般的であり、遮断器の操作手段も
圧縮空気による操作が多い。この圧縮空気操作は、電磁
弁の切換えによって三相同時操作（三極単投方式）も各
相独立操作方式も比較的に容易に行うことができると共
に、三相の閉路、開路の同時疋も、各相の配管系のコン
ダクタンスを同程度にすることにより、容易に小さくす
ることができる。

ところで、電力系統が充分に拡充していない所では、約
１５４ＫＶ以上の遮断器に限らず、約６６ＫＶ程度の遮
断器においても、単相再開路方式を採用することもあり
、この場合、各相独立操作方式の真空遮断器が要望され
ている。

一般に、真空遮断器は、圧縮機′、９の付帯投錨が不要
にして、しかも、小容量の直流電源であれば、動作させ
ることができる簡易な遮断器であり、この種の遮断器の
操作機構には、電動バネ操作機構やソレノイド操作機構
か採用されている。

既に提案されている各相独立操作方式による真空遮断器
は、第６図に示されるように、電動バネ操作機構を備え
たものであって、この真空遮断器の動作は、第６図に示
される投入電磁コイルａやトリップ電磁コイルｂを励磁
することにより、第１、第２、第３の各真空バルブｃＳ
ｄ、ｅの閉路及び開路動作を行うようになっている。

即ち、第６図において、閉路時、上記投入電磁コイルａ
を励磁すると、この投入励磁コイルａに連動する投入ラ
ッチｆが投入カム部材ｇの係止部ｇ１を外すので、この
投入カム部材ｇは支軸りの周りに投入バネｉの蓄勢弾力
で右旋する。すると、この投入カム部材ｇのカム部ｇ２
がこれに当接するカムローラｊを押動するから、このカ
ムローラｊを支持する作動杆ｋがそのビン軸ｇの周りに
右旋し、さらに、この作動杆ｌ（はこれに連杆ｍを介し
て連結した主軸ｎと一体をなす主腕杆０を主軸ｎの周り
に左旋するので、この主軸ｎ上に軸着された各作動腕杆
ｐｓｑｓｒが」二記各真空バルブＣ１ｄ、ｅの各可動電
極Ｃ１、ｄｌ、ｅｌの各リンクｓＳ　ｔ、ｕを各コイル
ばね■１、■２、■３を介して押動し、上記第１、第２
、第３の各真空バルブｃ、ｄ、ｅの各固定電極Ｃ２、ｄ
ｌ、ｅ２に上記各可動電極Ｃ１、ｄｔ　、ｅｔを接合し
て閉路する。

次に、開路時、上記トリップ？ｌ１ｌａコイルｂを励磁
すると、このトリップ電磁コイルｂに連動する投入トリ
ップラッチＸがトリップばねｙの弾力に抗して係止ロー
ラ２の係合を外すので、この係止ローラ２の支持するラ
ッチ腕杆Ｚ　がばねｚ２の弾力で支軸ｚ３の周りに左旋
し、これに連結杆Ｚ４を介して連結された前記カムロー
ラｊをビン軸ｇの周りに左旋する。しかして、前述した
動作の逆の順序で各可動電極Ｃ１、ｄｌ、ｅｌを各固定
電極Ｃ２、ｄ　２　％　ｅ　２から離間して開路するよ
うになっている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上述した各相独立操作方式の真空遮断器
における投入磁気コイルａとトリップ電磁コイルｂとは
、直流抵抗にして最大約５％程度のばらつき（作動誤差
）があり、しかも、」二記各電動バネ操作機構の各ばね
の弾性にもばらつきを生じるため、第〕、第２、第３の
各真空バルブＣ１ｄ、ｅの閉路時間や開路時間に約３〜
１５ｍ５ｅｃ程度の作動誤差を生じる。

叉−ｈ゛、電動バネ操作機構の代りに、ソレノイド操作
機（ｔを用いたときでも、このソレノイド自体にＩＩｉ
流電流のばらつきがあり、前述したと同じように、各真
空バルブｃ、ｄ、ｅの開路時間や閉路時間にばらつきを
生じる。

さらに、電力系統の中性点接地条件によっても異なるが
、非有効接地や抵抗接地の場合、三相も同時に開閉する
遮断器でも、主回路の役人順、遮断器も共に、２番目や
３番目の各相は、投入や遮断の第１川よりも、各両電極
間に生じるアークエネルギーが大きく　（投入の場合、
プレアークにより生じるアーク電流が大きく、遮断の場
合、アーク時間が長くなる）、それ故、各電極の損傷か
激しくなって寿命を短かくする。しかし、投入や遮断動
作と共に、その度ごとに投入位相や遮断位相が違ってく
るため、投入及び遮断の順番も変わり、全体的には各相
による電極の損傷に差はない。

しかしながら、各真空バルブの閉路時及び開路時、各相
により作動時間差がある場合、この作動時間差が大きけ
れば、大きい程、確率的に電気的に投入及び遮断順序と
機構的な閉路及び開路順序が同じになる傾向を示し、上
述した真空遮断器の各相により電極の損傷に差が現われ
て不具合を生じる。

本発明は、」−述した事情に鑑みてなされたちのであっ
て、各相独立操作方式の真空遮断器において、閉路動作
時や開路動作時の三相の作動時間差（ばらつき）を小さ
くし、各相による各電極の損傷差を極力小さくして作動
精度の向上を図るようにした真空遮断器を提供すること
を目的とするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段とその作用）本発明は、
各相独立操作方式の真空遮断器において、各相の各主軸
の連結部に各電磁クラッチを連断し得るようにして設け
、上記各主軸に各真空バルブの各可動電極をそれぞれ作
動する。各作動腕杆を軸着し、この各作動腕杆に各操作
機も外を連結し、単相再開路時、三相再閉路時及び設備
点検時などの三相同時開閉を行う時、上記各電磁クラッ
チを作動して、選択的に単相投入及び三相投入を行って
開路及び閉路を行うようにしたものである。

（実施例）以下、本発明を各相独立操作方式の真空遮断器に適用し
た図示の一実施例について説明する。

第１図乃至第３図において、符号１．２．３は、各相独
立操作方式の真空遮断器における各主軸であって、この
各主軸１．２．３は一直線上に配設されており、この各
主軸１．２．３の各連結部には、第３図に示されるよう
な各電磁クラッチ４がそれぞれ設けられている。即ち、
この各電磁クラッチ４は、第３図に示されるように、−
■二記一方の主、軸１にフランジ１ａを形成し、このフ
ランジ１ａの近傍の」二足主軸］にアーマチュア５ａを
滑りキー５ｂで軸方向へ摺動するけれども、主軸１と一
体になって回転するように軸装し、上記フランジ１ａと
アーマチュア５ａのフランジ５ｃとの間に復帰ばね５ｄ
を介装してこのアーマチュア５ａをフランジ５Ｃに接触
させ、上記アーマチュア５ａの端面に係合ｆｆ１５ｅを
形成し、この係合歯５ｅに対向する上記他方の主軸２に
ヨーク６ａを軸若し、このヨーク６ａに電磁コイル６ｂ
を挿着し、このヨーク６ａの端面に係止ｆｆ１６ｃを上
記係合歯５ｅに噛合し得るように構成したものである。

従って、この電磁クラッチ４は、電磁コイル６ｂに通電
することにより、上記ヨーク６ａがわにアーマチュア５
ａを復帰ばね５ｄの弾力に抗して吸引し、係止歯６Ｃに
係合歯５ｅを係止させて上記両生軸１と２とを連結し、
これによって、この主軸１．２を一本の主軸にして回動
し得るようにしたものである。

次に、第４図に示される電磁クラッチ４は、第３図に示
される電磁クラッチ４の変形例であって、この電磁クラ
ッチ４は、一方の主軸１にフランジ１ａを設け、このフ
ランジ１ａの外周部に罠数の係合孔７ａを穿設し、この
フランジ１ａに対向する上記他方の主軸２にフランジ８
ａを設け、このフランジ８ａの一側面にヨーク８ｂを添
設し、このヨーク８ｂに電磁コイル８Ｃを挿着し、この
ヨーク８ｂと上記フランジ８ａとに各アーマチュア８ｄ
を上気各係合孔７ａへ係合するようにして軸装し、この
各アーマチュア８ｄの鍔部と上記ヨーク８ｂとの間に復
帰ばね８ｅを介装して構成したものである。

従って、この電磁クラッチ４も、前述した電磁クラッチ
４と同一の作用をなすものである。

一方、第１図に示されるように、前記各主軸１．２．３
には、各作動腕杆９．１０．１１の基部が軸着されてお
り、この各作動腕杆９．１０．１１の中程には、第１、
第２、第３の各操作機構１２．１３．１４が連結されて
いる。又、上記各作動腕杆９．１０．１１の各自由端部
には、第１、第２、第３の各真空バルブ１５．１６．１
７に連結されている。即ち、この各真空バルブ１５．１
６．１７は、各真空室１５ａ、１６ａ、１７ａを形成す
る絶縁性の各真空タンク１５ｂ、１６ｂ。

１７ｂ内に各固定電極１５ｃ、１６ｃ、１７ｃを垂設し
、この各固定電極１５ｃ、１６ｃ、１７ｃの直下に位置
する上記各真空タンク１５ｂ１１６ｂ、１７ｂに各可動
電極１５ｄ、１６ｄ。

１７ｄをＡ降自在にして上記各固定電極１５ｃ１１６ｃ
、１７ｃに接離し得るように構成されており、上記各可
動電極１５ｄ、１６ｄ、１７ｄの一端部には各コイルば
ね１５ｅ、１６ｅ、１７ｅを介して各リンク（連ｔＦ）
　１５　ｆ、１６ｆ、１７ｆが接続されており、この各
リンクは、前記各作動腕杆９．１０．１１の自由端に連
結されている。

他方、第２図に示される電気回路は、本発明の真空遮断
器に組込まれる制御回路であって、上記各節１、第２、
第３の各操作機構を作動する指令装置（操作パネル）２
９には、各トリップスイッチ１８．１９．２０をｏｎ、
ｏｆｆ作動する各スイッチ２１．２２．２３か接続され
ており、この各トリップスイッチ１８．１つ、２０は前
記各電磁クラッチ４に接続されている。又、この各電磁
クラッチ４は上記指令装置２９の指令でｏｎ。

ｏｆｆ作動するクラッチスイッチ２４に接続されている
。さらに、上記各トリップスイッチ１８．１９．２０の
給電回路」二には、各電流検出器（変流器Ｃ，Ｔ）２５
．２６．２７が電流の大きさを検出し得るようにして配
設されており、この各電流検出器２５．２６．２７は、
上記指令装置２９に接続されている。なお、上記指令装
置２つの給電部には試験スイッチ２８が付設されている
。

従って、上記指令装置２９は、第２図において、上記各
電流検出器２５．２６．２７に流れる電流の大きさを検
出し、上記真空バルブ１５，１６．１７の単相再閉路か
三相再閉路かのいずれかを判断し、その結果、単相再開
路のとき、上記各電磁クラッチ４を励磁せず、他方、三
相再閉路のとき、上記各電磁クラッチ４を励磁し、前記
主軸１．２．３を一本の回転軸にして伝力し得るように
する。

このとき、三相再開路時には、各ドリップスイッチ１８
．１つ、２０の励磁前に各電磁クラッチ４を連結しなけ
ればならないので、上記指令装置２９は、上記クラッチ
スイッチ２４を作動するようになっている。

以下、本発明の作用について説明する。

（Ｉ）単相再開路時（Ａ、　　Ｂ、　　Ｃ相のいずれかの相が地絡を起した
時）、第２図において、（１）地絡相の電流検出器２５．２６
．２７のいずれかの電流が増大する。

（２）　次に、指令装置２９により、上記電流検出器２
５．２６、・２７の地絡相のみのいずれかのスイッチ２
１．２２．２３のａ接点をｏｎＬ、いずれかのトリップ
スイッチ１８．１９．２０のコイルを励磁し、該当する
トリップスイッチで地絡相を遮断する。

（３）　しかして、一定時間経過後、単相再閉路を行う
。なお、この単相再開路をする投入制御回路は周知のも
のであり、図示されず。

（４）　　ｌｉｔ柑再閉路時、−１−記指令装置２９に
より、次の動作が行われる。

即ち、今、仮に、再開路用の電流検出器を流れるＣＴ雷
電流減衰しているとき、通電を続行する。

又、再閉路時相のＣＴ雷電流増大したま＼のとき、」二
足指令装置２９からの指令により、クラッチスイッチ２
４のａ接点をｏｎＬ、各電磁クラッチ４を励磁し、前記
主軸１．２．３を一本の回転軸にしてから、上記各スイ
ッチ２１．２２．２３の各ａ接点をｏｎＬ、各トリップ
スイッチ１８．１９．２０のコイルを励磁し、これによ
って三相遮断を行う。

（ＩＩ）三１旧−１１閉路時、（２線地絡、三相短絡などの場合）（１）　第２図において、二相以上のＣＴ雷電流増大し
ていずれかの電流検出器２５．２６．２７がこれを検出
すると、この検出信号を指令装置２９が受授する。

（２）　すると、この指令装置２９は、クラッチスイッ
チ２４のａ接点をｏｎＬ、これによって、各電磁クラッ
チ４を励磁し、前記主軸１．２．３を一本の回転軸にす
る。

（３）　次に、上記指令装置２９からの指令により、各
スイッチ２１．２２．２３の各ａ接点をｏｎＬ、各トリ
ップスイッチ１８．１つ、２０のコイルを励磁してこれ
をｏｆ　ｆＬ、三相遮断を行う。

（４）　一定時間経過後、三相再閉路を行う。なお、こ
の三相再閉路の動作をする投入制御回路は周知のもので
ある（図示されず）。

（５）　三相再開路時、上記指令装置２９により、下記
の動作を行う。

即ち、三用再開路相の電流検出器２５．２６、２７を流
れるＣＴ雷電流全て減衰しているとき、通電を続行する
。

もし、−組以上のＣＴ雷電流増大したま＼ならば、上記
クラッチスイッチ２４のａ接点をｏｎしていることを確
認した後、各スイッチ２Ｌ　２２．２３のａ接点をｏｎ
Ｌ、各トリップスイッチ１８．１９．２０の各コイルを
励磁し、三相遮断を行う。

（ｍ）設備点検時などに三相同時開閉を行う時、第２図
において、（１）予め、指令装置２９に接続している試
験スイッチ２８をＯｎする。

（２）　次に、上記指令装置２９により、クラッチスイ
ッチ２４のａ接点をｏｎＬ、これによって各電磁クラッ
チ４を励磁し、前記主軸１，２．３を一本の回転軸にす
る。

（３）　次に、−に記指令装置２９からの指令により、
各スイッチ２１．２２．２３の各ａ接点をｏｎＬ、各ト
リップスイッチ１８．１つ、２０の各コイルを励磁して
三相遮断する。

（４）　なお、必要ならば、図示されない投入制御回路
で三相投入する。

二のように、三和同■１７操作時、閉路動作や開路動作
は、前記各操作機構１２．１３．１４にそれぞれ付設さ
れている各投入クラッチ（第６図では投入ラッチｆに相
当する）や各トリップラ・ノチ（第６図ではトリップラ
ッチＸに相当する）のうち、最後に係合を解かれ、外さ
れる各投入ラッチや各トリップラッチにより動作を開始
することになるので、三相同時に閉路や開路をすること
ができる。

なお、こ＼で、三相同時開閉の際の各相の時間差は、下
記のようになる。

即ち、上記各電磁クラッチ４の場合には、上記各操作機
構１２．１３．１４に付設された各投入ラッチ又は各ト
リップラッチのうちの１個が外れたとき、当該相の主軸
を回転させるトルクとこれを阻止する電磁クラッチの結
合トルクとが釣合う点で該当用が待機し、そして、最後
のラッチが外れた時、待機している相と共に動作する。

このため、最初にラッチが外れた相が待機している位置
と、最後にラッチが外れる相の位置の差分だけ、開閉時
の時間差が生じることになる。この開閉時の時間差は、
電磁クラッチの大きさ、発生トルク等を選定することに
より、小さくすることができる。

次に、第５図に示される本発明の他の実施例は、各主軸
１，２．３に各電磁式クラッチ３０ａ。

３０ｂ、３０ｃを介して上記各操作機構１２゜１３．１
４を設けると共に、上記主軸２に三相同時操作用の操作
機構３１を電磁式クラッチ３２を介して設けたものであ
る。

従って、この実施例では、単相開路を行うとき、上記各
電磁式クラッチ３０ａ、３０ｂ、３０ｃのみを励磁させ
、各相を独立操作し得るようにし、他方、三相開路を行
うとき、上記各電磁クラッチ４と他の電磁式クラッチ３
２のみを励磁させ、これによって三相同時操作し得るよ
うにしたものである。特に、この実施例は、三相再開路
時、唯一の操作機械３１によって、完全に三相同時に開
閉動作し得るようにしたものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、各相独立操作方式の
真空遮断器において、各相の各主軸１．２．３の連絡部
に各電磁クラッチ４を連断し得るようにして設け、上記
各主軸１．２．３に各真空バルブ１５．１６．１７の各
可動電極１５ｄ、１６ｄ、１７ｄを作動する各作動腕杆
９．１０．１１を軸着し、この各作動腕杆９．１０．１
１に各操作機構１２．１３．１４を連結しであるので、
閉路動作時や開路動作時の三（目の作動時間差を小さく
し、各電極の焼損を少くして電極の寿命を長くすること
ができるばかりでなく作動精度の向上を図ることができ
る。さらに、本発明は、電動バネ操作方式や、ソレノイ
ド操作方式の真空遮断器において、各相のシャフト相互
間に電磁クラッチを設けることにより、給電系統の故障
状態に合せて単相再閉路も三相再閉路もｉ■能な各相操
作方式の真空遮断器を選択的に使用することかできるし
、しかも、本発明の各相独立操作方式の真空遮断器は電
動バネ操作方式やソレノイド操作方式であっても、三相
再閉路時、各Ｉｌ［Ｊのシャフトを電磁クラッチにより
強力に固定するから、各相の開閉の時間差は小さくなり
、はとんど三相同時開閉がｒ＋Ｊ能となり、しかも、各
相による電極の損傷に大きな差は現われなくなる。

なお、ポカ規格Ｂ−１２５やｌＥＣ−５６規格には、遮
断器の開閉動作時の各相の開閉の時間差を６　ｍ５ｅｃ
以ド（Ｂ−１２５）や１／２サイクル以下（ＩＥＣ−５
６）にしなければならない規定があるか、本発明によれ
ば、当然これら規格に充分満足させることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の真空遮断器の線図、第２図は、発明
に組込まれる制御回路図、第３図及び第４図は、本発明
に使用される電磁クラッチの各断面図、第５図は、本発
明の他の実施例を示す図、第６図は、従来の真空遮断器
の線図である。１．２．３・・・主軸、４・・・電磁クラッチ、９．１
０．１１・・・作動腕杆、１２．１３．１４・・・操作
機構、１５．１６．１７・・・真空バルブ、１８．１９
．２０・・・トリップスイッチ、２４・・・クラッチス
イッチ、２５．２６．２７・・・電流検出器、８２９・
・・指令装置。

Claims

【特許請求の範囲】

各相独立操作方式の真空遮断器において、各相の各主軸
の連結部に各電磁クラッチを連断し得るようにして設け
、上記各主軸に各真空バルブの各可動電極をそれぞれ作
動する各作動腕杆を軸着し、この各作動腕杆に各操作機
構を連結したことを特徴とする真空遮断器。