ガス遮断器

本発明はガス遮断器に関し,特に操作機構を軽量化するとともに低温時でも安定した動作を実現可能なこと特徴とするガス遮断器に関するものである。

ガス遮断器の操作器として,空気圧や油圧を利用した操作力を得る空気圧操作器や油圧操作器と,弾性体であるばねの圧縮力を解放することにより操作力を得るばね操作器が一般的に使用されている。

駆動源にばねを用いるガス遮断器の一例が特許文献1に記載されている。このガス遮断器では,操作器ブラケットの内部にカム軸と主軸とを支持する軸受けが設けられている。そして,ブラケットの外側にカムや主レバーのような可動部品を取り付けるので,点検,交換などで外部からのアクセスが容易になることが示されている。

また,ガス遮断器の他の例として特許文献2に記載のガス遮断器がある。このガス遮断器では,操作機構を操作箱106内に収納している。一般的なガス遮断器では冬季において操作箱内の計器類が凍結することを回避するため,操作箱下部に電熱ヒータを設置することが多い。

特許第3823676号公報

特開2003−199220号公報

しかしながら,特許文献1及び2に示す構成では,軸受けにグリースを封入していることから低温状態ではグリースの粘度が増加し,常温状態の投入動作に対して閉極時間が遅延する可能性があった。周囲温度が零下になるような時期には,計器の凍結防止用の電熱ヒータを作動させているが,ブラケット内の軸受けの摺動抵抗を完全に常温状態と同一にするほどの容量のヒータは通常設置されない。また,操作箱の大きさは遮断器を相分離操作方式とするか,三相一括操作方式とするかによって異なるため,上記同様に電熱ヒータの容量が不足する場合がある。

本発明は上記課題を解決することを目的とするものであり,具体的には,ばね操作機構の軽量化と周囲雰囲気が低温であっても安定した投入動作を実現できるガス遮断器およびそれを用いたガス絶縁開閉装置を提供することを目的としている。

本発明に係るガス遮断器は,遮断ばね26に接続する主レバー5の回転軸である主軸4と,投入ばね28に接続するカムの回転軸であるカム軸2と,主軸4を保持する主軸保持部材1cとカム軸2を保持するカム軸保持部材1dと,主軸保持部材1c及びカム軸保持部材1dを保持するブラケット1を有し,主軸保持部材1cとカム軸保持部材1dの間のブラケット1の一部に貫通孔76を設け,貫通孔76の少なくとも一部に発熱体73を配したことを特徴とする。

本発明によるガス遮断器は,動作の安定化と軽量化の両立を図ることができる。

遮断部接点が入状態で遮断ばね,投入ばねともに圧縮状態を示す図である。

図1の状態から遮断動作で遮断ばねが開放された状態を示す図である。

図2の状態から投入動作で投入ばねが開放され,遮断ばねが圧縮された状態を示す図である。

操作機構のブラケット部分を示す斜視図である。

ガス遮断器全体を示す図である。

以下,本発明を実施する上で好適な実施例について図面を用いて説明する。尚,下記はあくまでも実施の例であって,発明の内容を下記具体的態様に限定することを意図する趣旨ではない。発明自体は,特許請求の範囲の記載を満たす範囲内で種々の態様に変形することが可能であることは言うまでもない。

実施例1に係るガス遮断器について図1から5を参照して説明する。まず,図5を用いてガス遮断器の全体構成について説明する。ガス遮断器100は,遮断部が収納された密封タンク103,操作箱77などで構成される。密封タンク103は脚部105により支持されている。密封タンク103内部には絶縁性のガス,例えばSF₆(六弗化硫黄)ガスが規定の圧力で封入されている。

図5は,遮断部の接点が投入されている状態であり,可動接触子63が固定接触子62に接している。遮断動作時には,可動接触子63が固定接触子62から離れる。可動接触子63は,固定接触子62との接触端との反対端で,絶縁ロッド64に接続されている。接地容器103に回転軸66が回動自在に支持されている。この回転軸66にレバー65およびレバー67の一端が固定されている。レバー65の他端は絶縁ロッド64の一端に接続されている。同様にレバー67の他端は出力リンク68に接続されている。また,ばね操作機構の主軸4にレバー69の一端が固定されている。レバー69の他端はリンク68に接続されている。主軸4及びレバー69,リンク68,レバー67,回転軸66が4節リンク機構を形成して,ばね操作機構と遮断部とを接続する。

このように構成したガス遮断器100の動作を説明する。通電時に,電力が図示しない系統から上流側のブッシング内の導体101に供給される。導体101から接地容器103内の接点に電気が導かれ,下流側のブッシング102内の導体を経て,再び系統に供給される。

落雷などで系統に事故が発生すると,ばね操作器を駆動して,主軸4及びレバー69を時計回りに回転させて,出力リンク68を下方に移動させる。出力リンク68が移動すると,レバー67及び回転軸66,レバー65が時計回りに回転し,絶縁ロッド64を図の右方へ移動させる。これにより,固定接触子62から可動接触子63が離れて接点が開き,電流が遮断される。

なお,本実施例では接地容器103を水平方向に延在しているが,鉛直方向に延在してもよい。また,接地容器103にブッシングを直接取付ける単体のガス遮断器を説明するが,ガス絶縁開閉装置の中に組み込まれた遮断器であってもよい。また,SF₆ガスを使用したガス遮断器を例にとり説明するが,真空遮断器など他の開閉装置であってもよい。

図2は,図5に示したばね操作器の詳細を示す模式図である。ばね操作器は,遮断ばね26,投入ばね28,投入制御機構,遮断制御機構,および図示しない投入ばね蓄勢装置からなる。図2は,ばね操作機構の投入ばね28及び遮断ばね26が共に圧縮されている投入状態を示す。

投入ばね28周りの構造を図2により説明する。筐体1内に回動自在に支持されたカム軸2の一端にカム3が取付けられている。カム3には,投入ばねリンク27の一端54がカム3に回動自在に取付けられている。投入ばねリンク27の他端部には投入ばね受35が取付けられており,投入ばね28の一端側を保持する。投入ばね28は,その一端が投入ばねリンク27の外周に配置されており,その他端が固定端として,筐体1によって保持されている。また,投入ばね28の外周に円筒状の投入ばねケース72が設けられている。

次に,投入制御機構の概要を説明する。カム3に取付けられたローラ18に係合可能に投入ラッチ19が配置されている。この投入ラッチ19は略V字形をしており,その屈曲部を軸19aに回動自在に取付けられている。投入ラッチ19のV字の一端にはカム3のローラ18に係合する係合部19bが形成されている。また,投入ラッチ19のV字型の他端にはローラ21が取付けられている。

ローラ21に一端部が当接可能に,投入トリガ22が配置されている。投入トリガ22は折れ曲がった形に形成されており,その折れ曲がり部を回転軸22aとして回動自在に取付けられている。回転軸22aは筐体1に回転自在に支持されている。軸19aから投入ラッチ19のローラ21までの中間に,一端が筐体1に固定された復帰ばね20が取付けられている。投入トリガ22がローラ21に当接する側の反対端には投入トリガ22bが形成されており,この投入トリガ22bに当接可能に投入ソレノイド301のプランジャ311が配置されている。また,図4に示すように,カム軸2は,筐体1内の軸受け74に支持される。

次に,遮断ばね周り概要を説明する。主軸4には,略Y字型の主レバー5の中間部が取付けられている。略Y字型をした主レバー5の2つの端部には,ローラ6,7が取付けられている。また,主レバー5の残りの端部には遮断ばねリンク25の一端が回動自在に取付けられている。遮断ばねリンク25の他端には金属製の遮断ばね受34が取付けられており,遮断ばねリンク25の外周に配置されたコイル状の遮断ばね26を保持する。遮断ばね26は,遮断ばね受34で保持された自由端部と,反対側を固定端部として筐体1で保持されている。また,遮断ばね26の外周に円筒状の遮断ばねケース71を設けている。

遮断ばね力を保持,開放するのが遮断制御機構であり,その概要を説明する(図1参照)。筐体1に固定した軸8aに中間部を回動自在に取付けた第2遮断ラッチ8が,一端部に形成した係合部8bで,略Y字型の主レバー5の一端に設けたローラ7に係合する。第2遮断ラッチ8の他端部にはローラ10が取付けられている。また,第2遮断ラッチ8は,軸8a部で折れ曲がった形状に形成されている。また,軸8aと第2遮断ラッチの係合部8bとの中間に,第2遮断ラッチ8を元の位置に復帰させる復帰ばね9の一端部が取付けられている。この復帰ばね9の他端部は,筐体1に固定されている。

第2遮断ラッチ8の一端に設けられたローラ10と係合可能に,遮断ラッチ11が配置されている。遮断ラッチ11の中間部は小筐体61に支持された軸11aに回動自在に取付けられている。また,遮断ラッチ11は軸11a部で折れ曲がった形状に形成されており,軸11aとローラ13との中間に,小筐体61に一端が固定された遮断ラッチ11を元の位置に復帰させる復帰ばね12の一端部が取付けられている。遮断ラッチ11がローラ10と係合する係合部11bの反対側にはローラ13が取付けられている。このローラ13と係合可能に略L字形状をした遮断トリガ14aの先端部が当接している。この先端部は曲面に形成されている。

遮断トリガ14aの略L字の角部は軸14cに取付けられている。軸14cは小筐体61に回動自在に支持され,水平方向に伸びるトリガレバー14bが取付けられており,この部材14bに当接可能に引外し用ソレノイド201のプランジャ211が配置されている。また,遮断トリガ14aの中間部に一端が小筐体61に固定され,遮断トリガ14を元の位置に復帰させる復帰ばね15が取付けられている。復帰ばね9,12,15は,図2に示す状態で圧縮状態にある。

なお,本実施例ではこれらの復帰ばねをコイルばねとしたが,ねじりコイルばね,皿ばねなどのばねであってもよい。

また,図4に示すように,筐体1には主軸4が保持される主軸保持部材としてのボス1cとカム軸2が保持されるカム軸保持部材たるボス1bが設けられている。また,それらのボス間を接続するようにリブ1dが設けられている。そして,ボス1bとボス1cとの間には貫通孔76が設けられると共に,それに沿ってシート状の発熱体73が設置されている。発熱体73は図示を略した電源に接続される。筐体のボス部分を加熱したいので,発熱体としては薄く柔軟性に富む,すなわちシート状ヒータであることが好ましい。

以下に詳細を説明するが,遮断器の投入動作で投入ばねを解放し接点を投入させると共に遮断ばねを圧縮するため,周囲温度等による摺動抵抗の変化の影響が遮断動作より大きくなる可能性がる。よって,投入ばねの駆動力を伝えるカム軸2周りのボス1bに発熱体を設置するのが好適である。

以上のように構成したガス遮断器100の遮断動作を以下に説明する。投入状態において,遮断指令が入力されると,ガス遮断器100は遮断動作を開始する。遮断制御機構401の引外しソレノイド201が励磁され,プランジャ211が突出する。プランジャ211がトリガレバー14bを押圧する。その結果,遮断トリガ14aと遮断ラッチ11との係合が外れる。

遮断トリガ14aとの係合が外れて,遮断ラッチ11が回動自由になる。遮断ラッチ11は第2遮断ラッチ8のローラ10から押圧されているので,軸11a回りに右回転する。回動が規制されていた第2遮断ラッチ8が回動自由になり,主レバー5のローラ7からの押圧力により,第2遮断ラッチ8が軸8a回りに右回転する。主レバー5のローラ7と第2遮断ラッチ8との係合が外れて,主レバー5が回動自由となる。すると,圧縮状態にある遮断ばね26の規制が外れて,遮断ばね26が放勢され,主レバー5が時計回りに回転する。これにより遮断部接点の遮断動作が行われる。遮断ばね26が放勢し切ると,遮断動作が終了する。主レバー5の端部のローラ6がカム3の外周面にほぼ当接して止まる。

次に,遮断器の接点が遮断状態から投入状態に移る動作を説明する。ガス遮断器100に投入指令が入力されると,投入用ソレノイド301が励磁される。投入用ソレノイド301のプランジャ311が突出し,投入トリガ22を押圧する。投入トリガ22が時計回りに回動し,投入ラッチ19のローラ21と投入トリガ22との係合が解除される。回動が規制されていた投入レバー19が回動自由になり,カム3のローラ18からの押圧力により,投入ラッチ19が時計回りに回動する。すると,投入ラッチ19とカム3のローラ18との係合が解除される。カム3の回動の規制がなくなったので,投入ばね28のばね力が放勢される。投入ばねリンク27が左方向に移動し,カム軸2,カム3が時計回りに回転する。

カム3の回動に伴い,カム3の外周面が主レバー5のローラ6に当接する。主レバー5が反時計回りに回転する。カム3が略半回転すると,カム3の最大曲率半径部分でカム3の外周面が主レバー5のローラ6に当接する。この時,主レバー5に接続した遮断ばねリンク25が遮断ばね26をほぼ元の位置まで圧縮する。投入ばね28が放勢しきると遮断器の接点が投入される。なお,投入動作終了時に遮断制御機構401の各レバー8,11,14が復帰ばね9,12,15の力により元の位置に復帰する。これにより遮断ばね26が蓄勢される。

極寒地での低温状態では,カム軸2を支持する軸受け74に封入されたグリースの粘度が増加するが,本実施例に示すようにシート状の発熱体73により筐体1を直接加熱することによりグリースの粘度上昇を抑制することができ,カム軸2の摺動抵抗の増加も抑制可能となる。これにより,常温状態と低温状態との閉極時間の差異を抑制することができる。また,遮断動作においても同様に主軸4を支持する軸軸受け75に封入されたグリースの粘度上昇を抑制できるので,常温状態と低温状態との開極時間の差異を抑制することができる。このように本実施例によるガス遮断器では極寒地における動作の安定化を図ることができる。

1 ブラケット 2 カム軸 3 カム 4 主軸 5 主レバー 6 主レバーのローラ 25 遮断ばねリンク 26 遮断ばね 27 投入ばねリンク 28 投入ばね 73 シート状の発熱体 74 主軸軸受け 75 カム軸軸受け 76 ブラケットの貫通孔 77 操作箱