JP2004103318A - 遮断器 - Google Patents
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Abstract
【課題】電流遮断途中における可動軸のはね返りが無く、遮断部において絶縁破壊現象が発生せず、多頻度の開閉に対する信頼性の高い遮断器を提供する。
【解決手段】遮断部１から引き出された可動軸１５に一端を遊びをもって結合された操作軸１６と、前記操作軸の他端に設けられ前記遮断部１の閉路状態を保持する閉路状態保持手段１１と、前記操作軸に設けられ電磁反発作用を利用して前記操作軸を遮断方向へ駆動する開路操作手段（３，４）とを備えた構成とする。
【選択図】 図１
【解決手段】遮断部１から引き出された可動軸１５に一端を遊びをもって結合された操作軸１６と、前記操作軸の他端に設けられ前記遮断部１の閉路状態を保持する閉路状態保持手段１１と、前記操作軸に設けられ電磁反発作用を利用して前記操作軸を遮断方向へ駆動する開路操作手段（３，４）とを備えた構成とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空バルブ等の電気接点を有する遮断部を操作軸により開閉操作する遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空バルブ等の電気接点を有する遮断部を操作軸によって開閉操作する従来の遮断器は図３に示すようになっている。すなわち、真空バルブ１の可動軸１ａにはサポート２が取り付けられており、サポート２の上側にはドーナツ状銅板３が取り付けられている。ドーナツ状銅板３は、固定フレーム５に取り付けられたコイル４とある間隙を介して対向している。サポート２とロッド６はロッド６に取り付けられサポート２の長穴２ａを通るピン７にて連結されており、サポート２はばね８によって押し上げられている。
【０００３】
遮断器の投入時においてロッド６は真空バルブ１の接点が接触後もある程度投入方向に移動可能であり、真空バルブ１の接点の接触後は、ばね８により接点に接触圧力が与えられている。各相に設けられているロッド６は連結バー９により結合され、連結バー９は電磁アクチュエータ１１の操作軸１０に結合されている。
【０００４】
例えば、特開２００２−８４９８号公報に示されているように、遮断器投入後の投入状態の保持は、電磁アクチュエータ１１の内側に配置した永久磁石１２と磁性体１２ａの間の吸引力により行う。
【０００５】
遮断動作は次のように行われる。すなわち、コイル４に接続したコンデンサ１３には電荷が充電されており、遮断動作時にはサイリスタスイッチ１４を導通させることによりコイル４に電流を通電させる。この通電電流の電磁誘導作用によりドーナツ状銅板３にはコイル４と逆方向に電流が流れる。これによって、コイル４とドーナツ状銅板３には電磁反発力が発生しサポート２は下方向に力を受け、サポート２に結合された可動軸１ａは下方へ駆動されて真空バルブ１内の接点が解離される。同時に、下方向に力を受けたサポート２の長穴２ａの端部がピン７と衝突することにより、ロッド６、連結バー９および操作軸１０を介して永久磁石１２と磁性体１２ａの吸着が解除される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の遮断器においては、開路途中でのサポート２とピン７の衝突によって可動軸１ａが跳ね返り、真空バルブ１内の接点が必要間隙以下となり、電流遮断途中における絶縁破壊現象が発生し、信頼性に欠けるという問題がある。
【０００７】
この点を、分かりやすいように図４の単相簡易モデルによって説明すると以下のようになる。すなわち、まずコイル４による電磁反発力Ｆ１によってサポート２および可動軸１ａ（斜線部）は下向きに駆動される。サポート２および可動軸１ａは瞬時に動作するが、途中でピン７と衝突する。この衝突はロッド６と操作軸１０を経て磁性体１２ａに伝えられ、永久磁石１２と磁性体１２ａの間の磁気吸引力Ｆ２にうちかって両者を引き離す。これによって操作軸１０は開路方向へと動作する。しかしながら、サポート２および可動軸１ａは前記衝突により一時開路とは反対方向へ跳ね返る。
【０００８】
このとき電磁反発力Ｆ１はコンデンサ１３による瞬時エネルギであるため、すでに消滅している。また、この時間までコンデンサ１３の放電があったとしても電磁反発力を発生させるコイル４とドーナツ状銅板３の間のギャップは大きくなっており（開路方向へ移動しているため）電磁反発力Ｆ１は小さな値となる。従って、可動軸１ａのストロークは図４（ｂ）に示すように振動する。
【０００９】
また従来の遮断器においては、コイル４の抵抗値のばらつきにより、開路時発生させる電磁反発力に各相のばらつきが生じ、垂直方向動作のずれが発生し、操作軸１０と電磁アクチュエータ１１の軸受部との摩擦により、多頻度開閉したとき軸受部が摩耗するばかりでなく、開路時の力のロスが発生し開路に至らないこともあるという信頼性に欠ける問題がある。
【００１０】
そこで本発明は、電流遮断途中における可動軸のはね返りが無く、遮断部において絶縁破壊現象が発生せず、多頻度の開閉に対する信頼性の高い遮断器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、遮断部から引き出された可動軸に一端を遊びをもって結合された操作軸と、前記操作軸の他端に設けられ前記遮断部の閉路状態を保持する閉路状態保持手段と、前記操作軸に設けられ電磁反発作用を利用して前記操作軸を遮断方向へ駆動する開路操作手段とを備えた構成とする。
【００１２】
本発明によれば、電流遮断途中における可動軸のはね返りが無く、遮断部において絶縁破壊現象が発生せず、多頻度の開閉に対する信頼性の高い遮断器を提供することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、複数の遮断部に対して単一の開路操作手段および単一の閉路状態保持手段を備えた構成とする。
本発明によれば、電流遮断途中における可動軸のはね返りが無く、遮断部において絶縁破壊現象が発生せず、多頻度の開閉に対する信頼性の高い多相の遮断器を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の遮断器を図１，図２を参照して説明する。
図１（ａ）に示すように、３相に設けられているロッド６は連結バー９に結合され、連結バー９は、閉路状態保持手段である電磁アクチュエータ１１の操作軸１６に結合され、一体として上下動作を行う。操作軸１６にはサポート１７が結合されており、サポート１７の上側にはドーナツ状銅板３が、フレーム５に取り付けられたコイル４とある間隙を存して対向して取り付けられている。ドーナツ状銅板３とコイル４は開路操作手段を構成する。遮断器投入後の投入状態の保持は、電磁アクチュエータ１１の内側に配置した永久磁石１２と磁性体１２ａの間の吸引力により行う。
【００１５】
図１（ｂ）に示すように、ロッド６に取り付けられたピン７は、遮断部である真空バルブ１の可動軸１５に形成された長穴１５ａに挿通されており、遮断器の投入時においてロッド６は、真空バルブ接点が接触後もある程度投入方向に動作可能である。従って、接点接触後は、ばね８により接触加圧力が接点に与えられている。
【００１６】
遮断動作は次のように行われる。すなわち、コイル４に接続したコンデンサ１３には電荷が充電されており、遮断動作時にはサイリスタスイッチ１４を導通させることによりコイル４に電流を通電させる。この通電電流の電磁誘導作用によりドーナツ状銅板３にはコイル４と逆方向に電流が流れる。これによって、コイル４とドーナツ状銅板３の間には図２（ａ）に示すように電磁反発力Ｆ１が発生し、サポート１７は下方向に力Ｆ１を受ける。この力Ｆ１は操作軸１６を経て磁性体１２ａに伝わり、永久磁石１２と磁性体１２ａの間の磁気吸引力Ｆ２にうちかって両者を解離する。この解離によって操作軸１６、連結バー９およびロッド６は下方向に駆動される。そして、ロッド６に取り付けられたピン７が可動軸１５の長穴１５ａと衝突することで可動軸１５は開路動作を行う。このとき、可動軸１５のストロークの経時変化は図２（ｂ）のようになり、可動軸１５ははね返りを生じない。
【００１７】
本実施の形態の遮断器においては、ピン７と長穴１５ａの衝突後も可動軸１５の投入方向へのはね返りがなく、遮断途中での絶縁破壊が発生しない。
また、本実施の形態の遮断器においては、操作軸１６に垂直方向に力を伝達することができ、アクチュエータ１１の軸受け部の摩耗を抑制し、かつ開路時の力のロスが無くなり、信頼性を向上させることができる。
【００１８】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されず、例えば、３相に限らず、２相、単相で構成される形態においても可動軸１５の跳ね返りを無くすことができかつ操作軸１６は垂直方向のみに力を与えられることができる。
【００１９】
また、上記実施の形態のような永久磁石１２により投入保持を行なう場合のみならず、いかなる投入保持形態においても可動軸１５の跳ね返りを無くすことができかつ操作軸は垂直方向のみに力を与えられることができる。さらに、遮断部は真空バルブ１の代りに気中や油中の遮断部であってもよい。また、ロッド６と操作軸１６は同じものであってもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、電流遮断途中における可動軸のはね返りが無く、遮断部において絶縁破壊現象が発生せず、多頻度の開閉に対する信頼性の高い遮断器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る遮断器を示し、（ａ）は全体の正面図、（ｂ）は（ａ）の要部側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る遮断器の作用を説明し、（ａ）は単相簡易モデル図、（ｂ）は可動軸のストロークを示す曲線図。
【図３】従来の遮断器を示し、（ａ）は全体の正面図、（ｂ）は（ａ）の要部側面図。
【図４】従来の遮断器の作用を説明し、（ａ）は単相簡易モデル図、（ｂ）は可動軸のストロークを示す曲線図。
【符号の説明】
１…真空バルブ、１ａ…可動軸、２…サポート、２ａ…長穴、３…ドーナツ状銅板、４…コイル、５…フレーム、６…ロッド、７…ピン、８…ばね、９…連結バー、１０…操作軸、１１…電磁アクチュエータ、１２…永久磁石、１２ａ…磁性体、１３…コンデンサ、１４…サイリスタスイッチ、１５…可動軸、１５ａ…長穴、１６…操作軸、１７…サポート、Ｆ１…電磁反発力、Ｆ２…磁気吸引力。
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空バルブ等の電気接点を有する遮断部を操作軸により開閉操作する遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空バルブ等の電気接点を有する遮断部を操作軸によって開閉操作する従来の遮断器は図３に示すようになっている。すなわち、真空バルブ１の可動軸１ａにはサポート２が取り付けられており、サポート２の上側にはドーナツ状銅板３が取り付けられている。ドーナツ状銅板３は、固定フレーム５に取り付けられたコイル４とある間隙を介して対向している。サポート２とロッド６はロッド６に取り付けられサポート２の長穴２ａを通るピン７にて連結されており、サポート２はばね８によって押し上げられている。
【０００３】
遮断器の投入時においてロッド６は真空バルブ１の接点が接触後もある程度投入方向に移動可能であり、真空バルブ１の接点の接触後は、ばね８により接点に接触圧力が与えられている。各相に設けられているロッド６は連結バー９により結合され、連結バー９は電磁アクチュエータ１１の操作軸１０に結合されている。
【０００４】
例えば、特開２００２−８４９８号公報に示されているように、遮断器投入後の投入状態の保持は、電磁アクチュエータ１１の内側に配置した永久磁石１２と磁性体１２ａの間の吸引力により行う。
【０００５】
遮断動作は次のように行われる。すなわち、コイル４に接続したコンデンサ１３には電荷が充電されており、遮断動作時にはサイリスタスイッチ１４を導通させることによりコイル４に電流を通電させる。この通電電流の電磁誘導作用によりドーナツ状銅板３にはコイル４と逆方向に電流が流れる。これによって、コイル４とドーナツ状銅板３には電磁反発力が発生しサポート２は下方向に力を受け、サポート２に結合された可動軸１ａは下方へ駆動されて真空バルブ１内の接点が解離される。同時に、下方向に力を受けたサポート２の長穴２ａの端部がピン７と衝突することにより、ロッド６、連結バー９および操作軸１０を介して永久磁石１２と磁性体１２ａの吸着が解除される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の遮断器においては、開路途中でのサポート２とピン７の衝突によって可動軸１ａが跳ね返り、真空バルブ１内の接点が必要間隙以下となり、電流遮断途中における絶縁破壊現象が発生し、信頼性に欠けるという問題がある。
【０００７】
この点を、分かりやすいように図４の単相簡易モデルによって説明すると以下のようになる。すなわち、まずコイル４による電磁反発力Ｆ１によってサポート２および可動軸１ａ（斜線部）は下向きに駆動される。サポート２および可動軸１ａは瞬時に動作するが、途中でピン７と衝突する。この衝突はロッド６と操作軸１０を経て磁性体１２ａに伝えられ、永久磁石１２と磁性体１２ａの間の磁気吸引力Ｆ２にうちかって両者を引き離す。これによって操作軸１０は開路方向へと動作する。しかしながら、サポート２および可動軸１ａは前記衝突により一時開路とは反対方向へ跳ね返る。
【０００８】
このとき電磁反発力Ｆ１はコンデンサ１３による瞬時エネルギであるため、すでに消滅している。また、この時間までコンデンサ１３の放電があったとしても電磁反発力を発生させるコイル４とドーナツ状銅板３の間のギャップは大きくなっており（開路方向へ移動しているため）電磁反発力Ｆ１は小さな値となる。従って、可動軸１ａのストロークは図４（ｂ）に示すように振動する。
【０００９】
また従来の遮断器においては、コイル４の抵抗値のばらつきにより、開路時発生させる電磁反発力に各相のばらつきが生じ、垂直方向動作のずれが発生し、操作軸１０と電磁アクチュエータ１１の軸受部との摩擦により、多頻度開閉したとき軸受部が摩耗するばかりでなく、開路時の力のロスが発生し開路に至らないこともあるという信頼性に欠ける問題がある。
【００１０】
そこで本発明は、電流遮断途中における可動軸のはね返りが無く、遮断部において絶縁破壊現象が発生せず、多頻度の開閉に対する信頼性の高い遮断器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、遮断部から引き出された可動軸に一端を遊びをもって結合された操作軸と、前記操作軸の他端に設けられ前記遮断部の閉路状態を保持する閉路状態保持手段と、前記操作軸に設けられ電磁反発作用を利用して前記操作軸を遮断方向へ駆動する開路操作手段とを備えた構成とする。
【００１２】
本発明によれば、電流遮断途中における可動軸のはね返りが無く、遮断部において絶縁破壊現象が発生せず、多頻度の開閉に対する信頼性の高い遮断器を提供することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、複数の遮断部に対して単一の開路操作手段および単一の閉路状態保持手段を備えた構成とする。
本発明によれば、電流遮断途中における可動軸のはね返りが無く、遮断部において絶縁破壊現象が発生せず、多頻度の開閉に対する信頼性の高い多相の遮断器を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の遮断器を図１，図２を参照して説明する。
図１（ａ）に示すように、３相に設けられているロッド６は連結バー９に結合され、連結バー９は、閉路状態保持手段である電磁アクチュエータ１１の操作軸１６に結合され、一体として上下動作を行う。操作軸１６にはサポート１７が結合されており、サポート１７の上側にはドーナツ状銅板３が、フレーム５に取り付けられたコイル４とある間隙を存して対向して取り付けられている。ドーナツ状銅板３とコイル４は開路操作手段を構成する。遮断器投入後の投入状態の保持は、電磁アクチュエータ１１の内側に配置した永久磁石１２と磁性体１２ａの間の吸引力により行う。
【００１５】
図１（ｂ）に示すように、ロッド６に取り付けられたピン７は、遮断部である真空バルブ１の可動軸１５に形成された長穴１５ａに挿通されており、遮断器の投入時においてロッド６は、真空バルブ接点が接触後もある程度投入方向に動作可能である。従って、接点接触後は、ばね８により接触加圧力が接点に与えられている。
【００１６】
遮断動作は次のように行われる。すなわち、コイル４に接続したコンデンサ１３には電荷が充電されており、遮断動作時にはサイリスタスイッチ１４を導通させることによりコイル４に電流を通電させる。この通電電流の電磁誘導作用によりドーナツ状銅板３にはコイル４と逆方向に電流が流れる。これによって、コイル４とドーナツ状銅板３の間には図２（ａ）に示すように電磁反発力Ｆ１が発生し、サポート１７は下方向に力Ｆ１を受ける。この力Ｆ１は操作軸１６を経て磁性体１２ａに伝わり、永久磁石１２と磁性体１２ａの間の磁気吸引力Ｆ２にうちかって両者を解離する。この解離によって操作軸１６、連結バー９およびロッド６は下方向に駆動される。そして、ロッド６に取り付けられたピン７が可動軸１５の長穴１５ａと衝突することで可動軸１５は開路動作を行う。このとき、可動軸１５のストロークの経時変化は図２（ｂ）のようになり、可動軸１５ははね返りを生じない。
【００１７】
本実施の形態の遮断器においては、ピン７と長穴１５ａの衝突後も可動軸１５の投入方向へのはね返りがなく、遮断途中での絶縁破壊が発生しない。
また、本実施の形態の遮断器においては、操作軸１６に垂直方向に力を伝達することができ、アクチュエータ１１の軸受け部の摩耗を抑制し、かつ開路時の力のロスが無くなり、信頼性を向上させることができる。
【００１８】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されず、例えば、３相に限らず、２相、単相で構成される形態においても可動軸１５の跳ね返りを無くすことができかつ操作軸１６は垂直方向のみに力を与えられることができる。
【００１９】
また、上記実施の形態のような永久磁石１２により投入保持を行なう場合のみならず、いかなる投入保持形態においても可動軸１５の跳ね返りを無くすことができかつ操作軸は垂直方向のみに力を与えられることができる。さらに、遮断部は真空バルブ１の代りに気中や油中の遮断部であってもよい。また、ロッド６と操作軸１６は同じものであってもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、電流遮断途中における可動軸のはね返りが無く、遮断部において絶縁破壊現象が発生せず、多頻度の開閉に対する信頼性の高い遮断器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る遮断器を示し、（ａ）は全体の正面図、（ｂ）は（ａ）の要部側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る遮断器の作用を説明し、（ａ）は単相簡易モデル図、（ｂ）は可動軸のストロークを示す曲線図。
【図３】従来の遮断器を示し、（ａ）は全体の正面図、（ｂ）は（ａ）の要部側面図。
【図４】従来の遮断器の作用を説明し、（ａ）は単相簡易モデル図、（ｂ）は可動軸のストロークを示す曲線図。
【符号の説明】
１…真空バルブ、１ａ…可動軸、２…サポート、２ａ…長穴、３…ドーナツ状銅板、４…コイル、５…フレーム、６…ロッド、７…ピン、８…ばね、９…連結バー、１０…操作軸、１１…電磁アクチュエータ、１２…永久磁石、１２ａ…磁性体、１３…コンデンサ、１４…サイリスタスイッチ、１５…可動軸、１５ａ…長穴、１６…操作軸、１７…サポート、Ｆ１…電磁反発力、Ｆ２…磁気吸引力。
Claims (2)
- 遮断部から引き出された可動軸に一端を遊びをもって結合された操作軸と、前記操作軸の他端に設けられ前記遮断部の閉路状態を保持する閉路状態保持手段と、前記操作軸に設けられ電磁反発作用を利用して前記操作軸を遮断方向へ駆動する開路操作手段とを備えたことを特徴とする遮断器。
- 複数の遮断部に対して単一の開路操作手段および単一の閉路状態保持手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の遮断器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002261350A JP2004103318A (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | 遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002261350A JP2004103318A (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | 遮断器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004103318A true JP2004103318A (ja) | 2004-04-02 |
Family
ID=32261754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002261350A Pending JP2004103318A (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | 遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004103318A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102262982A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-11-30 | 中国人民解放军海军工程大学 | 限流断路器高速触头驱动机构 |
| JP2015220228A (ja) * | 2014-05-13 | 2015-12-07 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | 高速スイッチ |
| US9570257B2 (en) | 2013-11-12 | 2017-02-14 | Abb Schweiz Ag | Method for controlling a contactor device, and control unit |
-
2002
- 2002-09-06 JP JP2002261350A patent/JP2004103318A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102262982A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-11-30 | 中国人民解放军海军工程大学 | 限流断路器高速触头驱动机构 |
| US9570257B2 (en) | 2013-11-12 | 2017-02-14 | Abb Schweiz Ag | Method for controlling a contactor device, and control unit |
| JP2015220228A (ja) * | 2014-05-13 | 2015-12-07 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | 高速スイッチ |
| US9478383B2 (en) | 2014-05-13 | 2016-10-25 | Lsis Co., Ltd. | Fast switch |
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