JP4158876B2 - 電力用開閉装置の操作装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力用開閉装置の操作装置に関し、特にその遮断器もしくは断路器を構成する真空バルブの操作装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図12は例えば特開2000−268683号公報に記載された従来の電力用開閉装置の操作装置を示す模式断面図であり、図12の(a)は真空バルブの投入状態を示し、図12の(b)は真空バルブの開放状態を示している。図13は図12に示される従来の電力用開閉装置の操作装置の開放動作説明図、図14は図12に示される従来の電力用開閉装置の操作装置の投入動作説明図である。
【0003】
図12において、操作装置1は、可動接触子2aと固定接触子2bとが真空容器2c内に接離可能に配設されて構成された真空バルブ2、例えば真空遮断器を操作するものであり、操作ロッド3が可動接触子2aに固着され、可動接触子2aを固定接触子2bに対して接離させる方向(図中の上下方向)に移動可能に保持されている。
【0004】
可動部材4は、断面ハット型に形成され、操作ロッド3に相対移動可能に接続され、かつ、断面カップ型の固定部材5に図中上下方向に移動可能に保持されている。第1の弾性部材6は操作ロッド3と可動部材4との間に介装され、可動部材4に対して稼動接触子2aを固定接触子2bに押し付ける方向に、操作ロッド3を付勢している。可動部材4を固定部材5に対して吸引駆動するための円盤状の永久磁石7が固定されている。この永久磁石7は、軸方向の対向する端面にそいれぞれN極、S極が着磁されたものである。
【0005】
ここで、可動接触子2aが固定接触子2bに当接して真空バルブ2が投入している状態では、図12の(a)に示されるように、固定部材5に対して、可動接触子2aを固定接触子2bに押し付ける方向に永久磁石7のNS二極の磁路の往来8a、8bで吸引する投入側磁気回路8が形成されている。一方、可動接触子2aが固定接触子2bから離れて真空バルブ2が開放している状態では、図12の(b)に示されるように、固定部材5に対して、可動接触子2aを固定接触子2bから離す方向に永久磁石7のNS二極のうちいずれか一極側9aで吸引する開放側磁気回路9が形成されている。
【0006】
また、操作電磁石巻線10が可動部材4に固定され、可動部材4と操作電磁石巻線10とにより構成される操作電磁石が、投入側磁気回路8および開放側磁気回路9の磁束を増減するようになっている。さらに、可動部材4を固定部材5に対して可動接触子2aを固定接触子2bから離す方向に付勢するために、第2の弾性部材11が配設されている。
【0007】
つぎに、このように構成された従来の操作装置1による真空バルブ2の開放動作について図13を参照しつつ説明する。
真空バルブ2が投入状態にあるときに、操作電磁石巻線10に電流を流し、図13の(a)に点線で示されるように、投入側磁気回路8を流れる永久磁石7の磁束に反発させる磁束を発生させる。これにより、投入側磁気回路8を流れる永久磁石7の磁束が操作電磁石巻線10により発生された磁束により相殺され、永久磁石7の磁力が減少する。そこで、第1および第2の弾性部材6、11が可動部材4を固定部材5に対して可動接触子2aを固定接触子2bから切り離す方向に付勢し、可動部材4が図13の(a)中下方向に移動する。この可動部材4が固定部材5の下部側に到達すると、図13の(b)に示されるように、開放側磁気回路9が形成され、開放側磁気回路9を流れる永久磁石7の磁束に操作電磁石巻線10により発生された磁束が加わる。これにより、可動部材4を磁気吸引した状態となり、可動接触子2aが固定接触子2bから切り離された開放状態となる。
【0008】
ついで、この従来の操作装置1による真空バルブ2の投入動作について図14を参照しつつ説明する。
真空バルブ2が開放状態にあるときに、操作電磁石巻線10に電流を流し、図14の(a)に点線で示されるように、開放側磁気回路9を流れる永久磁石7の磁束に反発させる磁束を発生させる。この時の電磁反発力により、可動部材4を固定部材5に対して可動接触子2aを固定接触子2bに押し付ける方向に付勢し、可動部材4が図14の(b)に示される位置に到達すると、投入側磁気回路8が形成され、投入側磁気回路8を流れる永久磁石7の磁束に操作電磁石巻線10により発生された磁束が加わる。これにより、第1および第2の弾性部材6、11の力に抗して可動部材4を磁気吸引した状態となり、可動接触子2aが固定接触子2bに当接された投入状態となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来の操作装置は、以上のように構成されているので、投入・遮断操作の際に、操作電磁石巻線10により発生される磁界が永久磁石7にとって反磁界となる状態が生じてしまい、永久磁石7の減磁をもたらし、開閉動作の信頼性が低下してしまうという課題があった。
また、従来の操作装置は、1つの真空バルブ2の投入・遮断操作に適用されるように構成されているので、三相の電力用開閉装置を構成する場合には、図12に示される構成を3列に配列させる必要があり、部品点数が増大してしまうという課題もあった。
【0010】
この発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、3本の可動鉄心を1つの固定鉄心に組み込み、さらに各可動鉄心対して開閉用のコイル巻線および永久磁石を2個づつ配置して、永久磁石の減磁をなくすとともに、三相分の真空バルブに対応できるようにし、開閉動作の信頼性を高めるとともに、部品点数を削減できる電力用開閉装置の操作装置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】
この発明に係る電力用開閉装置の操作装置は、真空容器内に接離可能に設けられた可動接触子と固定接触子とを有する真空バルブが3列に並設されている電力用開閉装置の操作装置であって、
上記可動接触子のそれぞれに固定された3つの絶縁ロッドと、
上記絶縁ロッドのそれぞれに相対的に接続され、軸方向の両端面を電磁力発生面とする磁性体からなる3つの可動鉄心と、
上記3つの可動鉄心が、該可動鉄心の軸方向を平行にして、該可動鉄心の軸方向に移動可能に、かつ、該可動鉄心の軸方向と直交する方向に1列に並んで収納された磁性体からなる1つの固定鉄心と、
上記絶縁ロッドと上記可動鉄心との間にそれぞれ介装されて上記可動接触子を上記固定接触子に押し付ける方向に付勢する3つの弾性部材と、
上記可動鉄心のそれぞれを挟んで対向して上記固定鉄心に配設され、上記可動接触子が上記固定接触子に当接した上記真空バルブの投入状態では、上記固定鉄心に対して該可動鉄心を該可動接触子を該固定接触子に押し付ける方向に磁気吸引する投入側磁気回路を構成し、上記可動接触子が上記固定接触子から切り離された上記真空バルブの開放状態では、上記固定鉄心に対して該可動鉄心を該可動接触子を該固定接触子から切り離す方向に磁気吸引する開放側磁気回路を構成する3対の永久磁石と、
上記可動鉄心のそれぞれの上記可動接触子を上記固定接触子に押し付ける側に巻装され、通電時に該可動鉄心を該可動接触子を該固定接触子に押し付ける方向に磁気吸引する3つの投入用コイルと、
上記可動鉄心のそれぞれの上記可動接触子を上記固定接触子から切り離す側に巻装され、通電時に該可動鉄心を該可動接触子を該固定接触子から切り離す方向に磁気吸引する3つの開放用コイルとを備え、
上記投入用コイルおよび開放用コイルの通電時に発生する磁束が上記永久磁石を上記永久磁石の磁化方向に流れるように構成されているものである。
【0012】
また、上記可動鉄心の配列方向が上記真空バルブの配列方向に一致し、該真空バルブのそれぞれに対して、上記可動鉄心、上記弾性部材および上記絶縁ロッドが直線的に配置されているものである。
【0013】
また、上記可動鉄心は、上記両電磁力発生面が軸心に直交する平坦面に形成されたI型鉄心である。
【0014】
また、上記固定鉄心の上記両電磁力発生面に対向する部位が凸形状に形成されているものである。
【0015】
また、上記可動鉄心は、投入側の上記電磁力発生面が軸心に直交する平坦面に形成され、かつ、開放側の上記電磁発生面が軸心に直交する平坦面と該平坦面の縁部に形成された軸心に対して所定角度を有するテーパ面とを有する凸状の面形状に形成されたI型鉄心である。
【0016】
まや、上記固定鉄心の上記両電磁力発生面に対向する部位が凸形状に形成され、かつ、上記固定鉄心の開放側の上記電磁発生面に対向する面が開放側の上記電磁発生面の外形形状に略一致する内形形状の凹状の面形状に形成されているものである。
【0017】
また、上記永久磁石の各対が、上記可動鉄心の軸心と直交する方向で該可動鉄心を挟んで配置されているものである。
【0018】
また、上記永久磁石の各対が、上記可動鉄心の軸心方向で該可動鉄心を挟んで配置されているものである。
【0019】
また、上記可動鉄心は上記両電磁力発生面が軸心に直交する平坦面に形成され平板状の鉄心であり、上記固定鉄心の上記両電磁力発生面に対向する部位が凸形状に形成され、上記固定鉄心の上記可動鉄心の側面に対向する部位が平坦面に形成され、かつ、上記永久磁石の各対が該可動鉄心の軸心と直交する方向で該可動鉄心を挟んで上記固定鉄心の平坦面に貼り付け固定されているものである。
【0020】
また、3組の上記投入用および開放用コイルの個別駆動および同時駆動を任意に組み合わせることができる制御回路電源を備えているものである。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る電力用開閉装置の操作装置の全体構成を示す断面図であり、図において、図12に示される従来の操作装置と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【0022】
図1において、真空バルブ2は、真空容器2c内に可動接触子2aと固定接触子2bとを接離可能に配設して構成され、例えば真空遮断器として機能する。そして、3つの真空バルブ2が、可動接触子2aと固定接触子2bとの接離方向を平行として並列に配設されている。
【0023】
操作装置100の電磁操作部20は、矩形平板状の薄板を多数枚積層して直方体に作製され、3つの可動鉄心収納空間21aが所定ピッチで1列に並んで形成され、可動軸貫通穴21bが穴中心軸を可動鉄心収納空間21aの配列方向に直交させて各可動鉄心収納空間21aと外部とを連通するように形成されている固定鉄心21と、軸方向の両端面(電磁力発生面)を軸方向と直交する平坦面とするI状(棒状)に成形され、各可動子収納空間21a内に軸方向に移動可能に収納された可動鉄心22と、各可動軸貫通穴21bに挿通され、可動鉄心22の一端面に固着された可動軸23と、導線を環状に所定回巻回して構成され、可動鉄心22の一端側を囲繞するように各可動鉄心収納空間21a内に配設された投入用コイル24と、導線を環状に所定回巻回して構成され、可動鉄心22の他端側を囲繞するように各可動鉄心収納空間21a内に配設された開放用コイル25と、投入用コイル24と開放用コイル25との間の位置で可動鉄心22を挟んで対向するように各可動鉄心収納空間21a内に配設された3対の永久磁石26とから構成されている。
【0024】
ここで、固定鉄心21、可動鉄心22および可動軸23は強磁性材料で作製されている。そして、可動鉄心22と可動軸23とは同軸に直線的に連結されている。
また、永久磁石26は、可動鉄心収納空間21aの側壁面に突設された凸部21cの先端面に貼り付け固定され、磁気回路を構成できるように可動鉄心22の側面との間に所定の隙間をもつように配設されている。さらに、永久磁石26は、図1中矢印Aで示す方向に着磁されており、各対の永久磁石26は、磁化方向Aが互いに逆向きとなるように配置されている。
【0025】
このように構成された電磁操作部20は、各可動軸23の可動軸貫通穴21bからの延出端が弾性部材としてのワイプバネ28を介して絶縁ロッド27に連結されている。そして、可動鉄心22、可動軸23、絶縁ロッド27および可動接触子2aとが直線的に連結されている。この絶縁ロッド27は、セラミックなどの電気絶縁材料で作製され、真空バルブ2と電磁操作部20との間を電気的に絶縁するとともに、電磁操作部20の駆動力を真空バルブ2に伝達する機能を有している。
【0026】
ここで、可動接触子2aが固定接触子2bに当接して真空バルブ2が投入している状態(図1の左右の真空バルブ2)では、可動鉄心22が可動鉄心収納空間21a内で図1中上方(投入位置)に位置している。そして、可動鉄心22の軸方向の一端面(真空バルブ2側)と可動鉄心収納空間21aの上壁面(真空バルブ側の内壁面)との空隙が狭く、可動鉄心22の軸方向の他端面と可動鉄心収納空間21aの下壁面(反真空バルブ側の内壁面)との空隙が大きくなっているので、投入用コイル24を1周する永久磁石26による投入側磁気回路30が形成されている。そして、磁束が図1に矢印で示されるように投入側磁気回路30に流れ、可動鉄心22が固定鉄心21に磁気吸引されて投入位置に保持される、そこで、ワイプバネ28の蓄勢力が絶縁ロッド27を介して可動接触子2aに加わり、可動接触子2aと固定接触子2bとの接触圧が確保される。
【0027】
一方、可動接触子2aが固定接触子2bから離れて真空バルブ2が開放している状態(図1の中央の真空バルブ2)では、可動鉄心22が可動鉄心収納空間21a内で図1中下方(開放位置)に位置している。そして、可動鉄心22の軸方向の他端面と可動鉄心収納空間21aの下壁面との空隙が狭く、可動鉄心22の軸方向の一端面と可動鉄心収納空間21aの上壁面との空隙が大きくなっているので、開放用コイル25を1周する永久磁石26による開放側磁気回路31が形成されている。そして、磁束が図1に矢印で示されるように開放側磁気回路31に流れ、可動鉄心22が固定鉄心21に磁気吸引されて開放位置に保持され、可動接触子2aが固定接触子2bから離反した状態が確保される。
【0028】
つぎに、このように構成された操作装置100による真空バルブ2の開放動作について図2を参照しつつ説明する。
真空バルブ2が投入状態にあるときに、開放用コイル25に通電し、図2の(a)に一点鎖線で示されるように、開放用コイル25を1周する磁気回路32を形成する。この時、磁気回路32を流れる磁束の向きが、図1中矢印で示されるように、永久磁石26の着磁方向Aに一致している。これにより、可動鉄心22の他端面と可動鉄心収納空間21aの下壁面との間に磁気吸引力が発生し、この磁気吸引力とワイプバネ28の蓄勢力とが、投入側磁気回路30による可動鉄心22の保持力に打ち勝ち、可動鉄心22が図2の(a)中下方に移動する。そして、ワイプバネ28の蓄勢力が放勢されると、可動鉄心22の移動に連動して可動接触子2aが固定接触子2bからの離反を開始する。この可動鉄心22が開放位置に到達すると、図2の(b)に示されるように、開放側磁気回路31が形成される。そこで、開放用コイル25への通電が停止され、可動鉄心22が開放側磁気回路31により開放位置に保持され、可動接触子2aが固定接触子2bから切り離された開放状態となる。
【0029】
ついで、この操作装置100による真空バルブ2の投入動作について図3を参照しつつ説明する。
真空バルブ2が開放状態にあるときに、投入用コイル24に通電し、図3の(a)に一点鎖線で示されるように、投入用コイル24を1周する磁気回路33を形成する。この時、磁気回路33を流れる磁束の向きが、図1中矢印で示されるように、永久磁石26の着磁方向Aに一致している。これにより、可動鉄心22の一端面と可動鉄心収納空間21aの上壁面との間に磁気吸引力が発生し、この磁気吸引力が、開放側磁気回路31による可動鉄心22の保持力に打ち勝ち、可動鉄心22が図3の(a)中上方に移動する。そして、可動鉄心22の移動に連動して可動接触子2aが固定接触子2bへの接近を開始する。ワイプバネ28は、可動接触子2aが固定接触子2bに接した後、蓄勢される。この可動鉄心22が投入位置に到達すると、図3の(b)に示されるように、投入側磁気回路30が形成される。そこで、投入用コイル24への通電が停止され、可動鉄心22が投入側磁気回路30により投入位置に保持され、可動接触子2aが固定接触子2bに当接した投入状態となる。また、可動接触子2aと固定接触子2bとの接触圧がワイプバネ28の蓄勢力により確保される。
【0030】
このように、この実施の形態1によれば、投入・遮断操作の際に、開放用コイル25および投入用コイル24により発生される磁界が永久磁石26にとって反磁界とならないので、永久磁石26の減磁がなく、開閉動作の信頼性が向上される。
また、3つの可動鉄心22を1つの固定鉄心21に収納して電磁操作部20を構成しているので、部品点数が削減され、3相電力の電力用開閉装置に適用できる低コスト化の操作装置が得られる。
また、可動鉄心22、可動軸23、絶縁ロッド27および可動接触子2aとが直線的に連結されているので、操作装置の駆動力がリンク機構を用いることなく真空バルブ2に直接伝達され、開閉動作の信頼性および耐久性が向上されるとともに、部品点数の削減による低コスト化が図られる。
また、可動鉄心22が軸方向の両端面を平坦面とするI型鉄心で構成されているので、可動鉄心22が単純な形状となり、3つの可動鉄心22間の動作ばらつきが抑制され、開閉動作の信頼性が向上される。
【0031】
ここで、この操作装置100の制御回路電源について図4を参照しつつ説明する。なお、図4では説明の便宜上1相分の制御回路電源を示している。
この制御回路電源50は、DC電源51と、開放用電力貯蔵器としてのコンデンサ52aと、投入用電力貯蔵器としてのコンデンサ52bと、開放用放電スイッチ53aと、投入用放電スイッチ53bと、開放用および投入用放電スイッチを開閉制御する制御装置34等を備えている。
そして、制御装置34により開放用放電スイッチ53aを閉成することで、開放用コイル25に通電され、開放動作が行われる。また、制御装置34により投入用放電スイッチ53bを閉成することで、投入用コイル24に通電され、投入動作が行われる。
このように構成された制御回路電源50は、開放用コイル25と投入用コイル24との対毎に装備し、制御装置34により開放用および投入用放電スイッチ53a、53bの各対を個別に開閉制御することで、三相個別駆動が行われる。
また、開放用コイル25と投入用コイル24との3対がこのように構成された制御回路電源50に並列に接続され、制御装置34により開放用および投入用放電スイッチ53a、53bの3対を同時に開閉制御することで、三相同時駆動が行われる。
【0032】
なお、上記実施の形態1では、開放用および投入用電力貯蔵器としてのコンデンサ52a、52bを備えた制御回路電源50を用いているが、DC電源51のみを用いることもできる。この場合、図5に示されるように極めて簡単な回路構成となる。
また、上記実施の形態1では、各対の永久磁石26は磁化方向Aが互いに向き合うように相対して配置されているものとしているが、各対の永久磁石26は磁化方向Aが離反するように相対して配置されていてもよい。この場合、投入用および開放用コイル24、25への通電電流の向きを上記実施の形態1と逆にすればよい。
【0033】
実施の形態2.
図6はこの発明の実施の形態2に係る電力用開閉装置の操作装置を示す要部断面図、図7はこの発明の実施の形態2に係る電力用開閉装置の操作装置における効果を説明する図である。
【0034】
図6において、可動鉄心22Aは、軸方向の一端面が軸方向と直交する平坦面に形成され、他端面が軸方向と直交する平坦面と平坦面の外周部を面取して形成されたテーパ面35aとを有する凸面形状に形成されたI型鉄心であり、可動鉄心22Aの他端面の外形形状に略等しい内形形状の凹部36aが可動鉄心22Aの他端面に相対する可動鉄心収納空間21aの下壁面に形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
【0035】
ここで、上記実施の形態1では、可動鉄心22の他端面が平坦面に形成され、かつ、可動鉄心22の他端面に相対する可動鉄心収納空間21aの下壁面が平坦面に形成されているので、開放用コイル25に通電時に、磁束が、図5の(b)に示されるように、可動鉄心22の他端面と可動鉄心収納空間21aの下壁面との間に発生する。そして、可動鉄心22の他端外周部と可動鉄心収納空間21aの下壁面との間に発生する磁束が、外側に広がってしまい、この磁束の漏れ成分が発生する電磁力を減少させる要因となっている。
【0036】
この実施の形態2によれば、可動鉄心22Aの他端の外周部が面取りされたテーパ面35aに形成され、かつ、可動鉄心22Aの他端面の外形形状と同等の内形形状の凹部36aが可動鉄心収納空間21aの下壁面に、可動鉄心22Aの他端面に相対するように形成されているので、開放用コイル25に通電時に、磁束は、図5の(a)に示されるように、可動鉄心22Aの他端面と可動鉄心収納空間21aの凹部36aとの間に発生し、磁束の漏れ成分が低減されている。さらに、可動鉄心22Aと可動鉄心収納空間21aとの対向する面積が広くなっている。
そこで、開放用コイル25に通電時に、可動鉄心22Aの他端面と固定鉄心21との間に発生する電磁力が、上記実施の形態1に比べて大きくなり、開放速度を速めることができる。
【0037】
なお、上記実施の形態2では、可動鉄心22Aの他端面の外形形状と同等の内形形状の凹部36aが可動鉄心収納空間21aの下壁面に形成されているものとしているが、凹部36aを省略し、可動鉄心収納空間21aの下壁面を平坦面としてもよい。この場合、開放用コイル25に通電時に、可動鉄心22Aの他端面と可動鉄心収納空間21aの下壁面との間に発生する磁束の漏れ成分を上記実施の形態1に比べて低減できるので、上記実施の形態1に比べて開放速度を速めることができる。
【0038】
実施の形態3.
図8はこの発明の実施の形態3に係る電力用開閉装置の操作装置を示す要部断面図である。
図8において、可動鉄心22Bは、軸方向の両端面を軸方向に直交する平坦面とするI型鉄心に形成され、可動鉄心22Bの両端面に相対する可動鉄心収納空間21aの上下壁面を突出させて先端面を平坦面とする凸部37、38が形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
【0039】
この実施の形態3では、凸部37、38が可動鉄心22Bの両端面に相対する可動鉄心収納空間21aの上下壁面を突出させて形成されているので、可動鉄心収納空間21aの可動鉄心22Bの軸方向空隙が短くなる。その結果、可動鉄心22Bの軸方向長さがその分短くなり、可動鉄心22Bの軽量化が図られる。
ここで、可動鉄心の動作速度は、F=ma(m:可動部の質量、a:加速度、F:電磁吸引力)によって決まる。
従って、この実施の形態3によれば、磁気回路中の大きな抵抗となる空隙距離を変えることなく可動鉄心22Bの軽量化が図られるので、開閉動作の高速化が実現される。
【0040】
実施の形態4.
この実施の形態4では、図9に示されるように、可動鉄心22Cは、軸方向の一端面が軸方向と直交する平坦面に形成され、他端面が軸方向と直交する平坦面と平坦面の外周部を面取して形成されたテーパ面35bとを有する凸面形状に形成されたI型鉄心であり、可動鉄心22Cの他端面の外形形状に略等しい内形形状の凹部36bが凸部38aの先端面に形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態3と同様に構成されている。
【0041】
従って、この実施の形態4によれば、上記実施の形態3の効果に加えて、可動鉄心22Cの他端面にテーパ面35bを形成し、かつ、可動鉄心22cの他端面に相対する凸部38aの先端面に凹部36bを形成しているので、大きな電磁力を発生することができ、開放速度をさらに速めることができる。
【0042】
実施の形態5.
この実施の形態5では、図10に示されるように、永久磁石26が凸部37、38にそれぞれ配設されている。即ち、一対の永久磁石26が可動鉄心22Bを挟んで可動鉄心22Bの軸方向で対向して配置されている。また、磁気回路が構成されるように可動鉄心収納空間21aの側壁面の凸部21cを可動鉄心22Bの側面近傍まで延出させている。
なお、他の構成は上記実施の形態3と同様に構成されている。
【0043】
この実施の形態5では、各永久磁石26が図10に矢印で示されるように着磁されているので、可動鉄心22Bが投入位置にあるときには、凸部37に配設された永久磁石26により上記実施の形態1と同様に投入用コイル24を1周する投入側磁気回路が形成され、可動鉄心22Bが開放位置にあるときには、凸部38に配設された永久磁石26により上記実施の形態1と同様に開放用コイル25を1周する開放側磁気回路が形成される。そこで、上記実施の形態1と同様に開放用コイル25および投入用コイル24に通電することにより、真空バルブ2の開閉を行わせることができる。
従って、この実施の形態5においても、上記実施の形態3と同様の効果が得られる。
【0044】
なお、上記実施の形態5では、上記実施の形態3において、一対の永久磁石26が可動鉄心22Bを挟んで可動鉄心22Bの軸方向で対向して配置するものとしているが、上記実施の形態4において、一対の永久磁石26を可動鉄心22Cを挟んで可動鉄心22Cの軸方向で対向して配置するようにしてもよい。
【0045】
実施の形態6.
この実施の形態6では、図11に示されるように、可動鉄心収納空間21aの側壁面を平坦面とし、永久磁石26を可動鉄心収納空間21aの側壁面に貼り付け固定して相対するように配置し、平板状に作製された可動鉄心22Dが、永久磁石26に所定の間隙をもつように配設され、凸部37b、38bが可動鉄心22Dの軸方向両端面に所定の間隙をもつように可動鉄心収納空間21aの上下壁面に突設されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態3と同様に構成されている。
【0046】
この実施の形態6においても、可動鉄心22Dの軽量化が図られるので、上記実施の形態3と同様の効果が得られる。
また、この実施の形態6によれば、永久磁石26の取付面が平坦面であるので、永久磁石26の取付が容易となる。
【0047】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されているような効果を奏する。
【0048】
この発明によれば、真空容器内に接離可能に設けられた可動接触子と固定接触子とを有する真空バルブが3列に並設されている電力用開閉装置の操作装置であって、
上記可動接触子のそれぞれに固定された3つの絶縁ロッドと、
上記絶縁ロッドのそれぞれに相対的に接続され、軸方向の両端面を電磁力発生面とする磁性体からなる3つの可動鉄心と、
上記3つの可動鉄心が、該可動鉄心の軸方向を平行にして、該可動鉄心の軸方向に移動可能に、かつ、該可動鉄心の軸方向と直交する方向に1列に並んで収納された磁性体からなる1つの固定鉄心と、
上記絶縁ロッドと上記可動鉄心との間にそれぞれ介装されて上記可動接触子を上記固定接触子に押し付ける方向に付勢する3つの弾性部材と、
上記可動鉄心のそれぞれを挟んで対向して上記固定鉄心に配設され、上記可動接触子が上記固定接触子に当接した上記真空バルブの投入状態では、上記固定鉄心に対して該可動鉄心を該可動接触子を該固定接触子に押し付ける方向に磁気吸引する投入側磁気回路を構成し、上記可動接触子が上記固定接触子から切り離された上記真空バルブの開放状態では、上記固定鉄心に対して該可動鉄心を該可動接触子を該固定接触子から切り離す方向に磁気吸引する開放側磁気回路を構成する3対の永久磁石と、
上記可動鉄心のそれぞれの上記可動接触子を上記固定接触子に押し付ける側に巻装され、通電時に該可動鉄心を該可動接触子を該固定接触子に押し付ける方向に磁気吸引する3つの投入用コイルと、
上記可動鉄心のそれぞれの上記可動接触子を上記固定接触子から切り離す側に巻装され、通電時に該可動鉄心を該可動接触子を該固定接触子から切り離す方向に磁気吸引する3つの開放用コイルとを備え、
上記投入用コイルおよび開放用コイルの通電時に発生する磁束が上記永久磁石を上記永久磁石の磁化方向に流れるように構成されているので、開放および投入用コイルの通電時における永久磁石の減磁がなく、かつ、1つの固定鉄心に組み込まれた3本の可動鉄心により三相分の真空バルブの開閉ができ、開閉動作の信頼性が高められるとともに、部品点数を削減できる電力用開閉装置の操作装置が得られる。
【0049】
また、上記可動鉄心の配列方向が上記真空バルブの配列方向に一致し、該真空バルブのそれぞれに対して、上記可動鉄心、上記弾性部材および上記絶縁ロッドが直線的に配置されているので、リンク機構が不要となり、部品点数の削減による信頼性・耐久性の向上および低コスト化が図られる。
【0050】
また、上記可動鉄心は、上記両電磁力発生面が軸心に直交する平坦面に形成されたI型鉄心であるので、可動鉄心の形状が単純となり、組み合わせ毎の動作のばらつきが抑えられ、信頼性が向上する。
【0051】
また、上記固定鉄心の上記両電磁力発生面に対向する部位が凸形状に形成されているので、可動鉄心の軽量化が図られ、開放・投入動作速度が速められる。
【0052】
また、上記可動鉄心は、投入側の上記電磁力発生面が軸心に直交する平坦面に形成され、かつ、開放側の上記電磁発生面が軸心に直交する平坦面と該平坦面の縁部に形成された軸心に対して所定角度を有するテーパ面とを有する凸状の面形状に形成されたI型鉄心であるので、開放用コイルに通電時に、大きな電磁力が発生でき、開放動作速度が速められる。
【0053】
まや、上記固定鉄心の上記両電磁力発生面に対向する部位が凸形状に形成され、かつ、上記固定鉄心の開放側の上記電磁発生面に対向する面が開放側の上記電磁発生面の外形形状に略一致する内形形状の凹状の面形状に形成されているので、可動鉄心の軽量化が図られ、開放・投入動作速度が速められるとともに、開放用コイルに通電時に大きな電磁力が発生でき、開放動作速度がさらに速められる。
【0054】
また、上記永久磁石の各対が、上記可動鉄心の軸心と直交する方向で該可動鉄心を挟んで配置されているので、開放側および投入側磁気回路を簡易に構成することができる。
【0055】
また、上記永久磁石の各対が、上記可動鉄心の軸心方向で該可動鉄心を挟んで配置されているので、開放側および投入側磁気回路を簡易に構成することができる。
【0056】
また、上記可動鉄心は上記両電磁力発生面が軸心に直交する平坦面に形成され平板状の鉄心であり、上記固定鉄心の上記両電磁力発生面に対向する部位が凸形状に形成され、上記固定鉄心の上記可動鉄心の側面に対向する部位が平坦面に形成され、かつ、上記永久磁石の各対が該可動鉄心の軸心と直交する方向で該可動鉄心を挟んで上記固定鉄心の平坦面に貼り付け固定されているので、可動鉄心の軽量化が図られ、開放・投入動作速度が速められるとともに、永久磁石の配置が簡易となる。
【0057】
また、3組の上記投入用および開放用コイルの個別駆動および同時駆動を任意に組み合わせることができる制御回路電源を備えているので、必要な駆動特性に応じた運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係る電力用開閉装置の操作装置の全体構成を示す断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態1に係る電力用開閉装置の操作装置による真空バルブの開放動作を説明する図である。
【図3】 この発明の実施の形態1に係る電力用開閉装置の操作装置による真空バルブの投入動作を説明する図である。
【図4】 この発明の実施の形態1に係る電力用開閉装置の操作装置の制御回路電源を示す回路図である。
【図5】 この発明の実施の形態1に係る電力用開閉装置の操作装置の制御回路電源の実施態様を示す回路図である。
【図6】 この発明の実施の形態2に係る電力用開閉装置の操作装置を示す要部断面図である。
【図7】 この発明の実施の形態2に係る電力用開閉装置の操作装置における効果を説明する図である。
【図8】 この発明の実施の形態3に係る電力用開閉装置の操作装置を示す要部断面図である。
【図9】 この発明の実施の形態4に係る電力用開閉装置の操作装置を示す要部断面図である。
【図10】 この発明の実施の形態5に係る電力用開閉装置の操作装置を示す要部断面図である。
【図11】 この発明の実施の形態6に係る電力用開閉装置の操作装置を示す要部断面図である。
【図12】 従来の電力用開閉装置の操作装置を示す模式断面図である。
【図13】 従来の電力用開閉装置の操作装置の開放動作説明図である。
【図14】 従来の電力用開閉装置の操作装置の投入動作説明図である。
【符号の説明】
2 真空バルブ、2a 可動接触子、2b 固定接触子、2c 真空容器、20 電磁操作部、21 固定鉄心、22、22A、22B、22C、22D 可動鉄心、24 投入側コイル、25 開放側コイル、26 永久磁石、27 絶縁ロッド、28 ワイプバネ(弾性部材)、30 投入側磁気回路、31 開放側磁気回路、35a、35b テーパ面、36a、36b 凹部、37、37b、38、38a、38b 凸部、50 制御回路電源、100 開閉装置、A 磁化方向。
Claims (10)
- 真空容器内に接離可能に設けられた可動接触子と固定接触子とを有する真空バルブが3列に並設されている電力用開閉装置の操作装置であって、
上記可動接触子のそれぞれに固定された3つの絶縁ロッドと、
上記絶縁ロッドのそれぞれに相対的に接続され、軸方向の両端面を電磁力発生面とする磁性体からなる3つの可動鉄心と、
上記3つの可動鉄心が、該可動鉄心の軸方向を平行にして、該可動鉄心の軸方向に移動可能に、かつ、該可動鉄心の軸方向と直交する方向に1列に並んで収納された磁性体からなる1つの固定鉄心と、
上記絶縁ロッドと上記可動鉄心との間にそれぞれ介装されて上記可動接触子を上記固定接触子に押し付ける方向に付勢する3つの弾性部材と、
上記可動鉄心のそれぞれを挟んで対向して上記固定鉄心に配設され、上記可動接触子が上記固定接触子に当接した上記真空バルブの投入状態では、上記固定鉄心に対して該可動鉄心を該可動接触子を該固定接触子に押し付ける方向に磁気吸引する投入側磁気回路を構成し、上記可動接触子が上記固定接触子から切り離された上記真空バルブの開放状態では、上記固定鉄心に対して該可動鉄心を該可動接触子を該固定接触子から切り離す方向に磁気吸引する開放側磁気回路を構成する3対の永久磁石と、
上記可動鉄心のそれぞれの上記可動接触子を上記固定接触子に押し付ける側に巻装され、通電時に該可動鉄心を該可動接触子を該固定接触子に押し付ける方向に磁気吸引する3つの投入用コイルと、
上記可動鉄心のそれぞれの上記可動接触子を上記固定接触子から切り離す側に巻装され、通電時に該可動鉄心を該可動接触子を該固定接触子から切り離す方向に磁気吸引する3つの開放用コイルとを備え、
上記投入用コイルおよび開放用コイルの通電時に発生する磁束が上記永久磁石を上記永久磁石の磁化方向に流れるように構成されていることを特徴とする電力用開閉装置の操作装置。 - 上記可動鉄心の配列方向が上記真空バルブの配列方向に一致し、該真空バルブのそれぞれに対して、上記可動鉄心、上記弾性部材および上記絶縁ロッドが直線的に配置されていることを特徴とする請求項1記載の電力用開閉装置の操作装置。
- 上記可動鉄心は、上記両電磁力発生面が軸心に直交する平坦面に形成されたI型鉄心であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の電力用開閉装置の操作装置。
- 上記固定鉄心の上記両電磁力発生面に対向する部位が凸形状に形成されていることを特徴とする請求項3記載の電力用開閉装置の操作装置。
- 上記可動鉄心は、投入側の上記電磁力発生面が軸心に直交する平坦面に形成され、かつ、開放側の上記電磁発生面が軸心に直交する平坦面と該平坦面の縁部に形成された軸心に対して所定角度を有するテーパ面とを有する凸状の面形状に形成されたI型鉄心であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の電力用開閉装置の操作装置。
- 上記固定鉄心の上記両電磁力発生面に対向する部位が凸形状に形成され、かつ、上記固定鉄心の開放側の上記電磁発生面に対向する面が開放側の上記電磁発生面の外形形状に略一致する内形形状の凹状の面形状に形成されていることを特徴とする請求項5記載の電力用開閉装置の操作装置。
- 上記永久磁石の各対が、上記可動鉄心の軸心と直交する方向で該可動鉄心を挟んで配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の電力用開閉装置の操作装置。
- 上記永久磁石の各対が、上記可動鉄心の軸心方向で該可動鉄心を挟んで配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の電力用開閉装置の操作装置。
- 上記可動鉄心は上記両電磁力発生面が軸心に直交する平坦面に形成され平板状の鉄心であり、上記固定鉄心の上記両電磁力発生面に対向する部位が凸形状に形成され、上記固定鉄心の上記可動鉄心の側面に対向する部位が平坦面に形成され、かつ、上記永久磁石の各対が該可動鉄心の軸心と直交する方向で該可動鉄心を挟んで上記固定鉄心の平坦面に貼り付け固定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電力用開閉装置の操作装置。
- 3組の上記投入用および開放用コイルの個別駆動および同時駆動を任意に組み合わせることができる制御回路電源を備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の電力用開閉装置の操作装置。
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