開閉器 |
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申请号 | JP2013195041 | 申请日 | 2013-09-20 | 公开(公告)号 | JP2015060777A | 公开(公告)日 | 2015-03-30 |
申请人 | 株式会社東芝; Toshiba Corp; | 发明人 | MATSUI YUKI; AMITA YOSHIAKI; ANDO MASAYUKI; | ||||
摘要 | 【課題】高電圧用開閉器に要求される遮断責務を容易に達成可能でありかつ遮断時間の短い開閉器を提供する。【解決手段】開閉器は密閉容器、絶縁スペーサ、電極、導体、複数の遮断部を備える。密閉容器には絶縁媒体が充填されている。絶縁スペーサは密閉容器内を複数の密閉空間に区分する。電極は絶縁スペーサに貫通固定されている。複数の遮断部は各密閉空間内で導体と電極間に介挿され、閉路状態において導体間を直列に接続する。各遮断部は電極を含む接点と、接点を駆動する操作部とをそれぞれ有する。少なくとも一つの遮断部は接点が 真空 容器に収容された真空遮断部である。他の一つ遮断部は真空遮断部よりも絶縁耐 力 の大きい接点を有する遮断部である。操作部は閉路状態から遮断動作を行う場合、真空遮断部の接点と他の遮断部の接点とを開極し、他の遮断部の接点の開極を待って真空遮断部の接点を閉極する。【選択図】図1 | ||||||
权利要求 | 絶縁媒体が充填された密閉容器と、 前記密閉容器内を複数の密閉空間に区分する絶縁スペーサと、 前記絶縁スペーサに貫通固定された電極と、 前記各密閉空間内に導入された導体と、 前記各密閉空間において前記導体と前記電極間に介挿され、閉路状態において前記導体間を直列に接続する複数の遮断部と、 前記各遮断部は、前記電極を含む接点と、前記接点を開閉駆動する操作部とをそれぞれ有し、 前記複数の遮断部のうち少なくとも一つは前記接点が真空容器に収容された真空遮断部であり、 前記複数の遮断部のうち少なくとも他の一つは前記真空遮断部よりも絶縁耐力の大きい接点を有する遮断部であり、 前記操作部は、 前記閉路状態から遮断動作を行う場合、前記真空遮断部の接点と他の遮断部の接点とを開極し、前記他の遮断部の接点の開極を待って前記真空遮断部の接点を閉極する開閉装置。 前記真空遮断部の接点を駆動する前記操作部が、 コイルと、 前記コイルを直接又は他の部材を介して前記密閉容器に固定するコイル固定部と、 前記コイルの前記密閉容器と反対側に前記コイルと対向配置された磁性体と、 前記磁性体および前記コイルを貫通するよう前記対向磁性体に固定された第1の固定軸とを備え、 前記コイルを励磁することで発生した前記第1の駆動軸の推力により、前記真空遮断部の接点を開路させる励磁部を備える請求項1に記載の開閉器。 前記操作部が、 機構箱と、 前記第1の可動軸に対して前記真空遮断部の接点の反対側に同軸的に、かつ前記第1の可動軸とは独立的に軸方向に移動自在に前記機構箱に保持された第2の可動軸と、 前記第2の可動軸に設けられ、前記機構箱内における前記第2の可動軸の動きを所定の範囲内に規制する規制部材と、 前記第1の可動軸と前記第2の可動軸間に、常時は両可動軸間に所定の間隔が空き、前記第1の可動軸に前記第2の可動軸方向の推力が加えられたときには両可動軸が接触可能なように介挿された第1のバネと、 前記第2の可動軸の軸端が移動する方向にある前記機構箱の壁面と前記第2の可動軸の前記規制部材との間に介挿された第2のバネと、 を備え、 前記真空遮断部の接点が開路した際に、前記第1の可動軸および前記第2の可動軸を介した力の伝達により前記第2のバネが圧縮され、 前記圧縮された前記第2のバネの反発力により前記第2の可動軸および前記第1の可動軸が押し返えされて前記真空遮断部の接点を閉路する請求項2に記載の開閉器。 前記真空遮断部における、前記第1可動電極、前記第1の可動軸、前記第1可動電極と前記第1の可動軸とを連結する前記連結部、前記磁性体を含む第1可動部の質量と、前記第2の可動軸、前記規制部材、前記第1の衝撃吸収体を含む第2可動部の質量とを同等にした請求項3に記載の開閉器。 閉路状態における前記第2のバネの付勢力を、前記第1のバネの付勢力よりも大きくした請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の開閉器。 前記真空遮断部の接点を駆動する前記操作部が、 移動する前記第1の可動軸が直接または他の部材を介して前記第2の可動軸に衝突する力を吸収する第1の衝撃吸収体を備える請求項3乃至請求項5のいずれか1項に記載の開閉器。 前記真空遮断部の接点を駆動する前記操作部が、 移動する前記第2の可動軸が当接する前記機構箱内の部位に固定され、前記第2の可動軸が前記機構箱に衝突する力を吸収する第2の衝撃吸収体を備えた請求項3乃至請求項6のいずれか1項に記載の開閉器。 前記第1の衝撃吸収体または前記第2の衝撃吸収体が、高分子材料を用いた部材であることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の開閉器。 前記第1の衝撃吸収体および前記第2の衝撃吸収体が、金属板を積層した構造体である請求項6または請求項7に記載の開閉器。 前記絶縁性媒体がSF6ガスである請求項1に記載の開閉器。 |
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说明书全文 | 本発明の実施形態は、複数個の接点を接続/分離する多点切り開閉器に関する。 事故電流の遮断責務を持つ高電圧用の開閉器には、電流遮断時に以下の二つの項目を満足しなければならない。 一つは、開極後に接点間に発生するアークを非常に短い時間で確実に消弧することである。 もう一つは、アーク消弧後に接点間に急速に立ち上がる過渡回復電圧に対して絶縁破壊しないことである。 近年では、絶縁性ガスとしてSF6ガスを封入した圧力容器の中に、接続/分離可能な接点を有する一つの遮断部を収容し、遮断動作時にはこの接点に絶縁性ガスを吹き付け、アークを消弧する方式のパッファ形の開閉器が広く採用されている。 この方式では、単一の遮断器で、上記2つの項目を達成する必要がある。 一方、上記2つの項目に対して、それぞれの項目に特化した遮断部を連結し、事故電流遮断を達成する方式の開閉器も開発されている。 すなわち、複数の遮断部を有し、各遮断部がそれぞれの役割を分担する方式の開閉器である。 このような開閉器は、圧力容器の内部空間を分離して、一方にアーク消弧性能に優れた遮断部を、他方に絶縁性能に優れた遮断部をそれぞれ収容し、両者を電気的に直列に接続して構成される。 上記遮断部において、電流遮断時に単にそれぞれの遮断部を開路すると、アーク消弧後には各遮断部の接点間に各遮断部の静電容量に応じた過渡回復電圧が印加される。 よって、開閉器の絶縁性能は、より絶縁性能の悪い遮断部の絶縁性能に依存してしまい、各遮断部が役割分担するという本来の目的が果たせていないことになる。 本実施形態に係る開閉器は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、高電圧用開閉器に要求される遮断責務を容易に達成可能でありかつ遮断時間の短い開閉器を提供することを目的とする。 上記の目的を達成するために、本実施形態の開閉器は、密閉容器、絶縁スペーサ、電極、導体、複数の遮断部を備える。 前記密閉容器には絶縁媒体が充填されている。 前記絶縁スペーサは前記密閉容器内を複数の密閉空間に区分する。 前記電極は前記絶縁スペーサに貫通固定されている。 前記導体は前記各密閉空間内に導入されている。 前記複数の遮断部は前記各密閉空間において前記導体と前記電極間に介挿され、閉路状態において前記導体間を直列に接続する。 前記各遮断部は、前記電極を含む接点と、前記接点を駆動する操作部とをそれぞれ有し、前記複数の遮断部のうち少なくとも一つは前記接点が真空容器に収容された真空遮断部であり、前記複数の遮断部のうち少なくとも他の一つは前記真空遮断部よりも絶縁耐力の大きい接点を有する遮断部である。 前記操作部は、前記閉路状態から遮断動作を行う場合、前記真空遮断部の接点と他の遮断部の接点とを開極し、前記他の遮断部の接点の開極を待って前記真空遮断部の接点を閉極する。 [第1の実施形態] 第1の実施形態の開閉器は、複数の接点が電気的に直列に接続された複数の遮断部を有し、各接点を接続/分離して、電流を止める開路状態と電流を流す閉路状態とを切り替える。 本実施形態の開閉器は、接地された金属あるいは碍子等からなる圧力容器1、2と、圧力容器1、2に接続されたブッシング4、5と、接続/分離自在な一対の接点を有する複数(ここでは2つ)の遮断部7、9と、圧力容器1、2内を遮断部の数と同数(ここでは2つ)の空間に区分する絶縁スペーサ3と、絶縁スペーサ3を貫通して絶縁スペーサ3に固定された固定電極6と、導体24,28とを備える。 圧力容器1、2は一面が有底で対向する面が開口した円筒状の容器であり、開口した一方の端部はフランジ部になっている。 圧力容器1、2は互いに向かい合わせたフランジ部で絶縁スペーサ3を挟んで締結されて、他の両端の開口が円盤状の板材(隔壁)で塞がれて密閉容器(密閉空間)とされている。 各導体24,28は絶縁スペーサ3により区分された別の密閉空間内にそれぞれ導入されている。 各遮断部7,9は、電極を含む接点と、接点を開閉駆動する操作部29、30とをそれぞれ有する。 複数の遮断部7,9は各密閉空間において導体24,28と電極間に介挿されており、閉路状態において導体24,28間を直列に接続する。 遮断部7の接点は圧力容器1内に、遮断部9の接点は圧力容器2内にそれぞれ収容されており、絶縁スペーサ3に固定された固定電極6を介して電気的に直列に接続されている。 ブッシング4内には導体24が遮断部7に向けて延びるように配置されている。 ブッシング5内には導体28が遮断部9に向けて延びるように配置されている。 導体24が遮断部7の接点に、導体28が遮断部9の接点にそれぞれ電気的に接続されている。 操作部29,30には制御装置60が接続されている。 制御装置60は遮断部7,9の状態を監視し、状態に応じて電流遮断の指令信号および電流投入の指令信号などを操作部29、30に出力する。 制御装置60は例えば可動電極の位置を検出して接点の状態(開極状態か閉極状態か)を監視することで遮断部7,9の状態を把握する。 また各操作部29、30に供給される電流を監視して遮断部7,9の状態を把握するようにしてもよい。 操作部29、30は、閉路状態から遮断動作を行う場合、制御装置60により制御されて、遮断部7の接点と他の遮断部9の接点とを開極し、他の遮断部9の接点の開極を待って遮断部7の接点を閉極する。 (電流の流れ) 以下、第1の実施形態の開閉器の詳細な構成について説明する。 (内部空間101、102) 絶縁性媒体は、例えば六フッ化硫黄ガス(SF6ガス)が用いられている。 この他、絶縁性媒体としては、例えば二酸化炭素、窒素、乾燥空気、またはそれらの混合ガス、絶縁油などを用いてもよい。 なお内部空間101と内部空間102の圧力は、必要に応じて異なるものとすることも同じにすることもできる。 本実施形態では、内部空間101のガスの圧力は内部空間102のガス圧力以下であり、かつ大気圧以上になっている。 (遮断部7) この真空バルブ8は、内部が高真空の円筒状の真空容器8aを有し、この真空容器8aが圧力容器1内に収容されている。 この真空容器8aは、例えば、ガラスまたはセラミック等からなる絶縁碍筒である。 真空容器8a内には、接点を構成する一対の固定電極11および可動電極14と、ベローズ31とが収容されている。 固定電極11と可動電極14は対向配置されている。 固定電極11は、絶縁スペーサ3に固定された固定電極6に固定され、可動電極14が機械的に接続/分離可能になっている。 可動電極14が固定電極11から開離した際、両電極11、14間にはアークが発生するようになっている。 可動電極14は一端が固定電極11と対向し、他端が真空容器8a壁面を貫通し、その外部に延出している。 ベローズ31は、伸縮自在であり、可動電極14が固定電極11から接続/分離する場合でも真空容器8a内を気密に保つ。 連結部32は、絶縁性の部材で構成された棒状の絶縁ロッド13と、導電性の部材で構成された棒状の操作ロッド15とから構成される。 絶縁ロッド13および操作ロッド15は固定電極11および可動電極14と同軸上に配置されている。 絶縁ロッド13は、その一端は可動電極14と接続され、他端が操作ロッド15と接続されており、圧力容器1内に延びている。 操作ロッド15は、絶縁ロッド13から圧力容器1壁面を貫通し圧力容器1外へ延出し、操作部29と接続されている。 操作部29は、圧力容器1の外部に配置されており、接点を接続/分離自在に駆動する。 すなわち、操作部29の駆動力により、操作ロッド15および絶縁ロッド13を一直線上に押し引きし、可動電極14が固定電極11に対して接続/分離可能になっている。 なお、操作部29の駆動は、例えば、開閉器外部に設置された制御装置からの指令信号により開始することができる。 操作ロッド15が貫通する圧力容器1壁面部分には、図示しない弾性体のパッキンを有するシール部16が設けられており、内部空間101は、操作ロッド15がシール部16のパッキンと摺接する場合でも気密性が保たれる。 支持部34は、一端がシール部16の設けられた圧力容器1壁面に固定され、他端が真空バルブ8の真空容器8aと接続されている。 この支持部34は、大別すると、絶縁ロッド13を取り囲み、シール部16が設けられた圧力容器1壁面から絶縁スペーサ3に向かって延びる絶縁支持部21と、一端が絶縁支持部22と接続され、他端が真空容器8aに接続されている通電支持部22とから構成される。 絶縁支持部21と通電支持部22は、絶縁ロッド13および操作ロッド15と接触しないように同心状に設けられている。 通電支持部22と可動電極14との間には、導電性の部材からなる通電接触子23が両者に電気的に接続されて配置されており、可動電極14が操作部29により摺動可能になっている。 真空バルブ8は、真空容器8aの一端が固定電極11に固定され、他端が支持部34に固定される。 (遮断部9) 一方、非パッファ式のガス遮断部は、このようなパッファシリンダやノズルは備えていない。 本実施形態の遮断部9は、非パッファ式で真空遮断部7より絶縁耐力が高く、高速駆動可能なガス遮断部である。 以下では、遮断部9をガス遮断部9とする。 ガス遮断部9は、接点10と、この接点10を駆動する操作部30と、操作部30の駆動力を接点10に伝達する連結部33、接点10の移動方向を定める支持部35とを備える。 ガス遮断部9の接点10は、真空遮断部7の真空バルブ8が有する接点よりも絶縁耐力が大きくなっており、この接点10は、圧力容器2内に対向配置された一対の固定電極12と可動電極18とから構成されている。 固定電極12は固定電極6に固定され、可動電極18が固定電極12に対して機械的に接続/分離可能になっている。 可動電極18を機械的に接続/分離可能にしているのは、連結部33と操作部30である。 連結部33は、絶縁性の部材で構成された棒状の絶縁ロッド17と、導電性の部材で構成された棒状の操作ロッド19とから構成される。 絶縁ロッド17および操作ロッド19は固定電極12および可動電極18と同軸上に配置されている。 絶縁ロッド17は、その一端は可動電極18と接続され、他端が操作ロッド19と接続されており、圧力容器2内に延びている。 操作ロッド19は、絶縁ロッド17から圧力容器2壁面を貫通し圧力容器2外へ延出し、操作部30と接続されている。 操作部30は、圧力容器2の外部に配置されており、接点10を接続/分離自在に駆動する。 すなわち、操作部30の駆動力により、操作ロッド19および絶縁ロッド17を一直線上に押し引きし、可動電極18が固定電極12に対して接続/分離するようになっている。 なお、操作部30は、例えば開閉器外部に設置された制御装置60からの指令信号により駆動を開始することができる。 操作ロッド19が貫通する圧力容器2壁面部分には、図示しない弾性体のパッキンを有するシール部20が設けられており、内部空間102は、操作ロッド19がシール部20のパッキンと摺接する場合でも気密性が保たれる。 支持部35は、一端がシール部20の設けられた圧力容器1壁面に固定され、他端が可動電極18と接続されている。 この支持部35は、大別すると、絶縁ロッド17を取り囲み、シール部20が設けられた圧力容器1壁面から絶縁スペーサ3に向かって延びる絶縁支持部25と、一端が絶縁支持部25と接続され、他端が可動電極18に接続されている通電支持部26とから構成される。 絶縁支持部25と通電支持部26は、絶縁ロッド17および操作ロッド19と接触しないように同心状に設けられている。 通電支持部26と可動電極18との間には、導電性の部材からなる通電接触子27が両者に電気的に接続されて配置されており、可動電極18が操作部30により摺動可能になっている。 以下、図3乃至図7を参照してこの開閉器の動作を説明する。 まず各遮断部7,9の動作を説明する。 図3はこの開閉器の各遮断部7,9の開路動作(遮断動作)を示すシーケンスチャートである。 図3に示すように、開閉器が閉路状態から、例えば点Aのタイミングで真空遮断部7およびガス遮断部9が開路動作を開始すると、線70に示すように、真空バルブ8の接点(可動電極14)が高速に開離し、点Bのタイミングで開極する。 真空遮断部7では、真空バルブ8の接点が早く開極したため、点Bから点Cの期間t2、開極状態を維持しガス遮断部9の開極を待って、点Cのタイミングで閉極動作を開始し、点Dのタイミングで閉極する。 これによりこの開閉器におけるトータルの遮断時間t1を数msecのオーダに短くできる。 なおこの例では真空遮断部7の閉極開始を点Cのタイミングとしたが、ガス遮断部9が開極した以降に真空遮断部7が閉極すればよく、点Cのタイミング以前に真空遮断部7の閉極動作を開始してもよい。 ここで、電流の流れと具体的な接点の動きを説明する。 (開路動作) 具体的には、図4,図5に示すように、真空遮断部7では、真空バルブ8の可動電極14が固定電極11から離間する方向に移動し固定電極11から開離する。 この過程で、固定電極11と可動電極14間には電極より蒸発した粒子と電子によって構成されるアークが発生するが、真空容器8a内は高真空であるためアークを構成する物質は拡散し、形状を留めていることができずに消滅する。 これにより通電電流を遮断する。 一方、ガス遮断部9では、可動電極18が固定電極12から開離し、両電極12、18間にアークが発生するが、両電極12、18間の絶縁距離を確保することにより、アークは消滅する。 さらにガス遮断部9の開極後、直ちに操作部29からの駆動力により真空遮断部7は、真空バルブ8の可動電極14が閉極する方向に移動し、図6,図7に示すように、固定電極11に接触する。 この遮断過程において、内部空間102では、アークによって発生するSF6ガスの分離ガスが発生する。 この分離ガスは真空バルブ8の絶縁碍からなる真空容器8aの表面層を腐食する作用があるが、真空容器8aは、密封された内部容器101内に収容されているので、内部空間102内で発生した分離ガスにより腐食する心配がない。 なお真空バルブ8は耐高圧性がよくないベローズ31を備えているが、内部空間101のガスの圧力を、ベローズ31が耐え得る圧力である、内部空間102のガス圧力以下かつ大気圧以上とした。 これにより、内部空間102の接点における絶縁耐力を確保しつつ、内部空間101のベローズ31が保護される。 (効果) (1)本実施形態の開閉器は、真空遮断部7およびガス遮断部9が、接点と、接点を駆動する操作部29,30をそれぞれ有することで、操作部29,30一つ当たりの負荷が小さくなるので、接点を高速に接続/分離(開離)することができる。 (2)遮断部7、9は、圧力容器1、2の外側に操作部29、30を配置し、操作部29、30の駆動力を接点に伝達する連結部32、33をさらに有し、連結部32、33は圧力容器1、2内に気密性を保ちつつ圧力容器1、2を貫通し操作部29、30と接続して構成したことで、操作部29、30が、遮断過程で生じるアークによって発生するSF6ガスの分離ガスと直接接触することがなくなり、この分離ガスによる操作部29、30への腐食作用を防止することができる。 (3)複数の遮断部7,9のうち、少なくとも一つの遮断部7を、接点を備えた真空バルブ8を有する真空遮断部7とし、少なくとも一つの遮断部9を、真空バルブ8の接点よりも絶縁耐力の大きい接点10を有するガス遮断部9とした。 そして、遮断過程において、真空遮断部7、ガス遮断部9を開路した後に、真空遮断部7のみを閉路することとした。 これによって、事故電流遮断を真空遮断部7によって実施し、電流遮断後に発生する高い過渡回復電圧を絶縁耐力が高いガス遮断部9が負担することになり、遮断責務を容易に達成することができる。 このように、少なくとも一つの真空遮断部7と、少なくとも一つのガス遮断部9を有することにより、電流遮断と耐電圧を、それぞれの遮断部が分担して達成することができる。 (4)また、真空遮断部7の真空バルブ8は接触式の接点を有し、可動電極14の重量も小さいため、非常に短時間の遮断動作が可能である。 また、ガス遮断部9は、パッファ形のガス遮断部としても専用の操作部を有しているので、開閉器全体として操作部一つ当たりの負荷を小さくし、接点を高速に開離することができる。 さらに、本実施形態のガス遮断部9は、可動電極18にパッファシリンダやノズルを有していないので、パッファ形の遮断部に比べて操作部30の駆動する可動重量が低減される。 これにより、操作部30は可動電極18をさらに高速に駆動させることができるので、絶縁距離を確保するために必要な時間を大幅に短縮することができる。 以上のように、本実施形態の開閉器は、従来のパッファ形の遮断部を複数有する開閉器と比べて、電流遮断および絶縁距離の確保をより短時間で行えるので、遮断時間を短縮することができる。 (5)本実施形態の開閉器は、内部空間101と内部空間102を密封する構造としたので、それぞれ独立に異なる圧力にすることができる。 具体的には、内部空間101のガスの圧力を内部空間102のガス圧力以下かつ大気圧以上とした。 これにより、内部空間102の接点における絶縁耐力を確保しつつ、内部空間101のベローズ31を保護することができる。 [第2の実施形態] 第2の実施形態に係る開閉器は、第1の実施形態に示した真空遮断部7の操作部29を、電磁反発操作部41としたものである。 電磁反発操作部41は電磁反発力を利用した接点開閉機構であり接点10の開極動作において高い応答性を有する。 図8,9に示すように、電磁反発操作部41は、機構箱42と、高速開極部201と、ワイプ機構部202と、反発機構部203とを有する。 機構箱42は、一端面が開口し、この開口縁が圧力容器1のシール部16が設けられた壁面に固定接続された内部が中空の箱であり、高速開極部201、ワイプ機構部202、および反発機構部203の各部材がこの機構箱42内に収容されている。 高速開極部201は、第1の可動軸43と、電磁反発コイル44と、反発リング45とから構成される。 第1の可動軸43は操作ロッド15と接続された棒状体である。 機構箱42の内壁には支持部55が固定され、支持部55が第1の可動軸43に向けて延びている。 支持部55は電磁反発コイル44を固定するコイル固定部である。 電磁反発コイル44は、導体からなり、支持部55に反発リング45と対向するように設置されている。 つまり電磁反発コイル44は直接又は他の部材(支持部55)を介して密閉容器1に固定されている。 反発リング45は磁性体からなる環状体であり、環状の穴に第1の可動軸43が嵌め込まれ第1の可動軸43の周囲に固定されている。 つまり反発リング45は電磁反発コイル44の密閉容器1と反対側に電磁反発コイル44と対向配置されている。 電磁反発コイル44には、制御装置60が接続されている。 制御装置60は電磁反発コイル44に対して励磁電流を供給して励磁する励磁部として機能する。 制御装置60からの励磁電流により電磁反発コイル44は励磁され、反発リング45に電磁反発力を与え、第1の可動軸43を圧力容器1から出る方向(真空バルブ8の接点を開離する方向)へ移動(駆動)させる。 ワイプ機構部202は、高速開極部201の電磁反発力を反発機構部203に伝達する。 このワイプ機構部202は、第1の可動部43に嵌着されたつば46と、絶縁物からなるカップリング47と、つば46とカップリング47との間に配置されるワイプばね48(第1のばね)と、つば46を押さえるつば押さえ49と、第1の可動軸43が衝突したときの衝撃を抑える第1の衝撃吸収体50と、カップリング47に固定された第2の可動軸51から構成される。 カップリング47は例えば平坦な円板状の部材であり、つば46と対向配置されている。 ワイプばね48は、つば46とカップリング47とに付勢力が加わる状態で、一端がつば46に、他端がカップリング47に接続されている。 つば押さえ49は底面が有底の筒状体である。 つば押さえ49はつば46とワイプばね48とを取り囲むようにしてカップリング47に固定され、底面がつば46のストッパーの役割を果たしている。 なお、つば押さえ49の側部(底部)には開口が設けられ、この開口を通じて第1の可動軸43が移動(挿通)可能になっている。 第1の衝撃吸収体50は、移動する第1の可動軸43が当接するカップリング47の部位(第2の可動軸51と同軸の位置)に固定されており、第1の可動軸43が直接または他の部材(カップリング47)を介して第2の可動軸51に衝突する力を吸収しつつ第2の可動軸51に推力を伝達する。 第2の可動軸51はカップリング47に固定された棒状体で、反射機構部203へと延びている。 反発機構部203は、第2の可動軸51に嵌着されたつば52と、つば52と機構箱42との間に介挿して配置される反射ばね53(第2のばね)と、第2の可動軸51が衝突したときの衝撃を抑える第2の衝撃吸収体54とから構成される。 機構箱42の内壁には支持部56が固定され、支持部56が第2の可動軸51に向けて延びている。 反射ばね53はつば52と機構箱42とに付勢力が加わる状態で、一端がつば52に、他端が機構箱42に接続されている。 つば52は機構箱42内における第2の可動軸51の動きを所定の範囲内に規制する規制部材である。 第2の衝撃吸収体54は、移動する第2の可動軸51が当接する機構箱42内の部位に固定されており、第2の可動軸51による衝突衝撃を吸収する。 これら第1の衝撃吸収体50および第2の衝撃吸収体54は例えばゴム、プラスチック樹脂などの高分子材料を用いた部材である。 また第1の衝撃吸収体50および第2の衝撃吸収体54は金属板を積層した構造体であってもよい。 以下、第2の実施形態の動作を説明する。 この励磁により、反発リング45に電磁反発力が生じて、図10に示すように、反発リング45が圧力容器1とは反対の矢印Aの方向(開路方向)へ移動し、反発リング45が固定されている第1の可動軸43と連結部32を介して連結されている可動電極14が固定電極11から電磁反発操作部41へ向かう方向(以下、真空遮断部7において開路方向という。またこの逆方向を閉路方向という。)に高速に開極動作する。 この動作により、第1の可動軸43は開路方向に移動し、つば46がワイプばね48を圧縮するとともに、第1の衝撃吸収体50に衝突する。 このとき、第1の可動軸43は第1の衝撃吸収体50の衝撃吸収作用により衝撃力が弱められながら、図11に示すように、ワイプばね48と第1の衝撃吸収体50を介してカップリング47と第2の可動軸51を開路方向Bに押し込む。 開路方向に押し込まれた第2の可動軸51は、開路方向に移動し、つば52が反射ばね53を圧縮するとともに、第2の衝撃吸収体54に衝突する。 このとき、第2の可動軸51の開路方向への運動エネルギーが第1の衝撃吸収体50によって吸収されつつ反射ばね53が押されて縮み、図12に示すように、縮んだ反射ばね53の反発力(付勢力)によって第2の可動軸51とカップリング47が閉路方向Cへと押し戻される。 押し戻された第2の可動軸51は閉路方向に移動し、この移動によりカップリング47がワイプばね48を圧縮しながら第1の衝撃吸収体50が第1の可動軸43に衝突する。 このときの衝撃力とワイプばね48の付勢力によって、図13に示すように、第1の可動軸43は閉路方向Dに押し返される。 押し返された第1の可動軸43は、閉路方向Dに移動し、連結部32を介して連結されている可動電極14が固定電極11に当接し真空バルブ8の接点が閉極する。 以上のように、第1の可動軸43が第2の可動軸51に運動エネルギーを伝達してから、第2の可動軸51が動作方向を反転し、第1の可動軸43に運動エネルギーを伝達するまでの間、真空バルブ8は開極状態を保持し、その後に閉極することになる。 (閉路状態) (効果) 特に、この第2実施形態では、電磁反発操作部41に、電磁反発コイル44と、電磁反発コイル44を固定する支持部55と、電磁反発コイル44に対向して設けられた反発リング45とからなる高速開極部201を設けたことで、電磁反発操作部41は、励磁された電磁反発コイル44と反発リング45との間に働く電磁反発力によって開極動作を行うので、ばね力や油圧を駆動源とする操作部に比べて、駆動力の立ち上がりが非常に速く、非常に高い応答性を得ることができる。 このため、非常に短い時間での電流遮断が可能になる。 また、電磁反発操作部41に、真空バルブ8の接点に常に一定の力を与える機構を設けた。 具体的には、ワイプばね48の付勢力を第1の可動軸43と連結部32を介して真空バルブ8内の可動電極14に加え続けることで、可動電極14が真空バルブ8の固定電極11を押し続ける力が生じ、真空バルブ8の接点におけるチャタリング防止などの効果を得ることができる。 また、電磁反発操作部41に、2つのばねと可動軸による力の伝達と押し戻しを行う反射機構部203を設けたことで開路動作後の一定時間(他の接点10が開路するまでの時間)、真空バルブ8の接点の開極状態を保持し、その後に直ちに閉路動作を行うようにしたので、専用の閉路機構を別途設ける必要がなくなり、操作部29の内部機構の簡素化、小型化、低コスト化を実現することができる。 [第3の実施形態] 図14に示すように、第3の実施形態は、真空バルブ8の可動電極14、連結部32、第1の可動軸43、反発リング45およびつば46などから構成される第1可動部204と、カップリング47、つば押さえ49、第1の衝撃吸収体50、第2の可動軸51およびつば52などから構成される第2可動部205との質量が同等になるように各部品の重量を配分している。 (作用・効果) ここで、第1可動部204と第2可動部205を剛体であるとみなし、第1可動部204の質量をm1、衝突前後の速度をそれぞれv1、v1'とし、第2可動部205の質量をm2、跳ね返り係数をeとすると、衝突後の可動部204の速度v1'は、 一方、m1を大きくすると、v1'が大きくなるため、m1はなるべく小さい方がよい。 このようにこの第3実施形態によれば、第1の実施形態と同様の作用効果に加えて、開路動作時における、真空バルブ8の接点間距離を制御しやすくなるため、より信頼性の高い開閉器を提供することができる。 [第4の実施形態] (作用・効果) そこで、この第4実施形態では、閉路状態における反射ばね53の付勢力をワイプばね48の付勢力よりも大きくすることにより、真空バルブ8内で可動電極14が固定電極11を常に付勢した(押し付けた)状態が維持されるので、第1可動部204および第2可動部205の位置が一意に決まり、真空バルブ8の接点への影響もなくなり、より信頼性の高い開閉器を提供することができる。 1、2 圧力容器3 絶縁スペーサ4、5 ブッシング6 固定電極7 真空遮断部8 真空バルブ8a 真空容器9 ガス遮断部10 接点11、12 固定電極13、17 絶縁ロッド14、18 可動電極15、19 操作ロッド16、20 シール部21、25 絶縁支持部22、26 通電支持部23、27 通電接触子24、28 導体29、30 操作部31 ベローズ32、33 連結部34、35 支持部41 電磁反発操作部42 機構箱43 第1の可動軸44 電磁反発コイル45 反発リング46 つば47 カップリング48 ワイプばね(第1のばね) |