(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が真空となっている真空容器と、
前記真空容器内に設けられた固定接点と、
前記真空容器内に前記固定接点と対向して設けられた可動接点、一端に前記可動接点が固着され他端が前記真空容器から引き出された可動電極棒、及び前記可動電極棒と連結された可動子を有する可動ユニットと、
電流が通電されて磁束を発生し、この磁束により前記可動子に駆動力を与えて前記固定接点に向かって前記可動ユニットを駆動させる駆動コイルと、
駆動された前記可動ユニットの運動エネルギーを吸収するオイルダンパと、
前記オイルダンパの温度を測定し、前記オイルダンパの温度を示す情報である温度情報を出力する温度計測器と、
前記温度計測器が出力する温度情報に基づき前記駆動コイルが発生する磁束の磁束密度を調整する磁束密度調整部と、
を備え、
前記磁束密度調整部は、前記温度計測器から所定時間毎に出力される前記温度情報に基づき前記磁束の磁束密度を調整することを特徴とする電磁操作式真空遮断器。
【請求項２】
前記磁束密度調整部は、
前記駆動コイルに電流を通電可能な投入用コンデンサと、
前記温度計測器が出力する温度情報に基づき前記投入用コンデンサの適切な充電電圧を算出し、前記投入用コンデンサの充電電圧が算出した前記投入用コンデンサの適切な充電電圧となるよう制御するように指示する指令である充電指令を出力する充電電圧判定部と、
前記充電電圧判定部が出力する充電指令に基づき前記投入用コンデンサの充電電圧を制御する充電電圧制御回路と、
を有し、
前記磁束密度調整部は、前記駆動コイルに通電する電流の大きさを変化させることで前記駆動コイルが発生する磁束の磁束密度を調整し、
前記充電電圧判定部は、前記オイルダンパの温度に応じて前記投入用コンデンサの充電圧を調整することを特徴とする請求項１に記載の電磁操作式真空遮断器。
【請求項３】
前記充電電圧判定部は、前記オイルダンパの温度が高いほど前記投入用コンデンサの充電電圧を低く、前記オイルダンパの温度が低いほど前記投入用コンデンサの充電電圧を高くするように算出することを特徴とする請求項２に記載の電磁操作式真空遮断器。
【請求項４】
前記磁束密度調整部は、
前記駆動コイルに電流を通電可能な投入用コンデンサと、
前記投入用コンデンサに接続可能な容量調整用コンデンサと、
前記温度計測器が出力する温度情報に基づき前記容量調整用コンデンサを前記投入用コンデンサに直列に接続するか、並列に接続するか又は接続しないかを判定し、その判定結果に応じて前記投入用コンデンサに前記容量調整用コンデンサを直列に接続するか、並列に接続するか又は接続しないかのいずれかを指示する指令である容量切替指令を出力する投入用コンデンサ容量判定部と、
前記投入用コンデンサ容量判定部が出力する容量切替指令に基づき前記投入用コンデンサに前記容量調整用コンデンサを直列に接続するか、並列に接続するか又は接続しないかを切り替える投入用コンデンサ接続切替部と、
を有し、
前記駆動コイルに通電する電流の大きさを変化させることで前記駆動コイルが発生する磁束の磁束密度を調整し、
前記投入用コンデンサ容量判定部は、前記オイルダンパの温度に応じて前記投入用コンデンサと前記容量調整用コンデンサとの接続状態を変更することを特徴とする請求項１に記載の電磁操作式真空遮断器。
【請求項５】
前記投入用コンデンサ容量判定部は、前記オイルダンパの温度が第１の所定値より高い場合は前記投入用コンデンサと前記容量調整用コンデンサを直列に接続し、前記オイルダンパの温度が第２の所定値より低い場合は前記投入用コンデンサと前記容量調整用コンデンサを並列に接続するように判定することを特徴とする請求項４に記載の電磁操作式真空遮断器。
【請求項６】
前記駆動コイルは複数の駆動コイルに分割されており、
前記磁束密度調整部は、
前記温度計測器が出力する温度情報に基づき前記複数の駆動コイルのうちから通電可能とする駆動コイルを選択し、選択した駆動コイルのみを通電可能とするように指示する指令である通電駆動コイル切替指令を出力する通電駆動コイル判定部と、
前記通電駆動コイル判定部が出力する通電駆動コイル切替指令に基づき前記複数の駆動コイルを通電可能とするか又は通電可能としないかをそれぞれ切り替える通電駆動コイル切替部と、
を有し、
前記磁束密度調整部は、前記駆動コイルの通電される巻数を変化させることで前記駆動コイルが発生する磁束の磁束密度を調整し、
前記通電駆動コイル判定部は、前記オイルダンパの温度に応じて通電可能とする前記駆動コイルの数を調整することを特徴とする請求項１に記載の電磁操作式真空遮断器。
【請求項７】
前記通電駆動コイル判定部は、前記オイルダンパの温度が高いほど通電可能とする前記駆動コイルを少なくし、前記オイルダンパの温度が低いほど通電可能とする前記駆動コイルを多くするように選択することを特徴とする請求項６に記載の電磁操作式真空遮断器。
【請求項８】
前記可動電極棒と前記可動子とは接圧ばね及びばね受けを介して連結し、前記ばね受けは前記オイルダンパと当接可能である請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電磁操作式真空遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁操作式真空遮断器、特にオイルダンパを備えた電磁操作式真空遮断器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁操作式真空遮断器は、駆動コイルに電流を通電することによって可動接点等を駆動でき、短絡事故などにより過電流が流れた場合、真空容器中で接点を開極し過電流を遮断する装置である。電磁操作式真空遮断器はまた、外部からの投入指令に基づいて接点を閉極する投入動作も行う。
【０００３】
電磁操作式真空遮断器の技術的課題のひとつとしては、チャタリングの問題がある。チャタリングとは、投入動作において可動接点が固定接点と接触した時に可動接点が跳ね返って固定接点から離れ、その後可動接点と固定接点とが接離を繰り返す現象である。チャタリングは、可動接点と固定接点との間にアークを発生させ、可動接点と固定接点を溶着させてしまう恐れがあるため問題となる。そこで、電磁操作式真空遮断器においてはチャタリングを抑制する技術が求められている。
【０００４】
電磁操作式真空遮断器においてチャタリングを抑制する方法としては、オイルダンパで投入動作における可動接点等の運動エネルギーを吸収する方法がある。しかし、オイルダンパ内のオイルの粘性は温度によって変化するため、オイルダンパの吸収エネルギーも温度により変化する。高温ではオイルの粘性及びオイルダンパの吸収エネルギーが小さくなるため、所望のチャタリング継続時間を満たせなくなる恐れがある。逆に低温ではオイルの粘性及びオイルダンパの吸収エネルギーが大きくなるため、接点の投入速度が遅くなり過ぎ、接点の投入動作に時間がかかり過ぎてしまう恐れがある。
【０００５】
この課題を解決する技術として、特許文献１には、燃料調節レバーの加速ダンパ装置において、温度によって形状が変化する特殊な感熱部材をダンパ装置内に設けて、温度に応じて燃料油の通路面積を変化させることで、温度に依存した燃料油の粘度変化によるダンパ効果の変化をキャンセルすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６２−６４８３９号公報（第５−９頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された技術を電磁操作式真空遮断器のオイルダンパに適用すれば、温度による粘度変化に伴うダンパ効果の変化をキャンセルし、温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制することはできる。しかし、特許文献１に記載された技術を電磁操作式真空遮断器に適用しようとすると、特殊な感熱部材をオイルダンパ内に設けるためにオイルダンパ内の設計を見直す必要が生じる。このように、特許文献１に記載された技術のような機械的手段で温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制する技術を電磁操作式真空遮断器に適用しようとすると、電磁操作式真空遮断器の機械系の設計を見直す必要が生じる。
【０００８】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、機械系の設計を見直す必要がなく、温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制できる電磁操作式真空遮断器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電磁操作式真空遮断器においては、温度計測器が測定したオイルダンパの温度を示す情報である温度情報に基づき、駆動コイルが発生する磁束の磁束密度を調整する磁束密度調整部を備えた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電磁操作式真空遮断器によれば、機械系の設計を見直す必要がなく、温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器の開極状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器のばね受け部５がオイルダンパ１１に当接した状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器において可動接点２３と固定接点２２とが接触した状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器の投入状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器の充電電圧制御動作を示すフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る電磁操作式真空遮断器の開極状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る電磁操作式真空遮断器の投入用コンデンサ容量制御動作を示すフロー図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る電磁操作式真空遮断器の開極状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る電磁操作式真空遮断器の追加抵抗接続動作を示すフロー図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る電磁操作式真空遮断器の開極状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る電磁操作式真空遮断器の通電巻数御動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器の開極状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。図１に示すように、内部が真空となっている真空容器１は、固定接点２２と、この固定接点２２と所定の間隔を空けて配置されて固定接点２２に接触及び乖離する可動接点２３とを収容している。
【００１３】
固定電極棒２は一端に固定接点２２が固着されており、真空容器１に対して固定されている。可動電極棒３は一端に可動接点２３が固着されており、他端は真空容器１から引き出されている。可動電極棒３の真空容器１から引き出された部分は、絶縁ロッド４、ばね受け５、接圧ばね６を介して電磁操作装置の連結棒７に連結されている。さらに連結棒７の先には可動子１０が連結されている。
【００１４】
可動子１０に連結された連結棒７、接圧ばね６、ばね受け５、絶縁ロッド４、可動電極棒３及び可動接点２３は一体となって軸方向（図１左右方向）に可動となっている。以下では、一体となって可動な、可動子１０、連結棒７、接圧ばね６、ばね受け５、絶縁ロッド４、可動電極棒３及び可動接点２３を、まとめて可動ユニットと呼ぶことにする。また、図には示されていない永久磁石が発生する磁束により、可動子１０が固定接点２２側（図１右方向側）へ力を受け、その力が接圧ばね６のばね力と均衡することで可動子１０の静止状態が保持される。
【００１５】
可動子１０の周囲に巻回された駆動コイル９は、電流を通電されて磁束を発生し、静止状態にある可動子１０に駆動力を与えて可動ユニットを駆動する。固定子８は、可動子１０が固定接点２２側に移動した際に、可動子１０に当接して可動子１０を止められるように配置されている。
【００１６】
オイルダンパ１１は、ばね受け部５に対向するようにダンパ固定板１２に固定されており、投入動作時にばね受け部５と当接して可動ユニットの運動エネルギーを吸収する。オイルダンパ１１で吸収するべきエネルギーは電磁操作式真空遮断器の定格によって様々である。そこで、電磁操作式真空遮断器の定格によってオイルダンパ１１の個数や作用距離やオイルダンパ１１内のオリフィスの形状等は適宜変更される。
【００１７】
温度計測器２１は、オイルダンパ１１に接して又はオイルダンパ１１の近傍に配置され、オイルダンパ１１の温度を測定し、測定したオイルダンパ１１の温度を示す情報である温度情報を出力できるようになっている。ここで、オイルダンパ１１の温度としては、オイルダンパ１１そのものの温度だけでなく、オイルダンパ１１の周囲温度や電磁操作式真空遮断器の周囲温度でもよい。
【００１８】
メモリ２６にはオイルダンパ１１の温度の各値に対応して、所望のチャタリング継続時間を満たすために駆動コイル９に通電すべき電流値が記憶されている。これらの電流値は、予め実験等により求めておき、メモリ２６に記憶させておく。
【００１９】
充電電圧判定部２４は、メモリ２６に記憶された、温度計測器２１からの温度情報が示すオイルダンパ１１の温度に対応する電流値を参照して、投入用コンデンサ１４の適切な充電電圧を算出する。充電電圧判定部２４はまた、投入用コンデンサ１４の充電電圧が充電電圧判定部２４が算出した投入用コンデンサ１４の適切な充電電圧となるよう制御するように指示する指令である充電指令を出力する。
【００２０】
充電制御回路１３には駆動コイル９に通電するための電荷を蓄積する投入用コンデンサ１４及び開極用コンデンサ１５がそれぞれ接続している。充電制御回路１３は、図示しない外部電源に接続され、投入用コンデンサ１４及び開極用コンデンサ１５の充電電圧を制御する。特に充電電圧判定部２４からの充電指令が入力された場合、充電制御回路１３は、充電電圧判定部２４からの充電指令に基づいて投入用コンデンサ１４の充電電圧が充電電圧判定部２４が算出した投入用コンデンサ１４の適切な充電電圧となるよう制御する。
【００２１】
投入用コンデンサ１４は、駆動コイル９に接続された際、前述の永久磁石の磁束と同じ方向となるような極性で駆動コイル９に通電できるように、充電制御回路１３によって充電される。逆に、開極用コンデンサ１５は、駆動コイル９に接続された際、前述の永久磁石の磁束とは反対方向となるような極性で駆動コイル９に通電できるように、充電制御回路１３によって充電される。
【００２２】
投入／開極切替部２５は、駆動コイル９、投入用コンデンサ１４及び開極用コンデンサ１５に接続され、外部からの指令に基づき投入用コンデンサ１４又は開極用コンデンサ１５を駆動コイル９に接続するか、あるいはいずれも接続しないように切り替える。投入／開極切替部２５には、外部から電磁操作式真空遮断器に投入を指示する指令である投入指令及び電磁操作式真空遮断器に開極を指示する指令である開極指令が入力され得る。外部から投入指令及び開極指令のいずれの入力もない場合、投入／開極切替部２５は、投入用コンデンサ１４及び開極用コンデンサ１５を駆動コイル９に接続しない。外部から投入指令が入力された場合、投入／開極切替部２５は、投入用コンデンサ１４を駆動コイル９に接続する。外部から開極指令が入力された場合、投入／開極切替部２５は、開極用コンデンサ１５を駆動コイル９に接続する。
【００２３】
なお、図１においては電磁操作式真空遮断器が単相の場合を示しているが、電磁操作式真空遮断器が３相の場合は３相分が所定の間隔を設けて並列に配列され、１つの電磁操作装置で３相の真空バルブを駆動させることも可能である。
【００２４】
次に本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器の投入動作について詳細に説明する。図１のように真空遮断器が開極状態にあるときに、投入／開極切替部２５に外部から投入指令が入力されると投入動作が開始される。投入／開極切替部２５により、駆動コイル９には投入用コンデンサ１５が接続され、永久磁石の磁束と同じ方向となるような極性で駆動コイル９に通電がなされる。これにより駆動コイル９は可動子１０に固定接点２２側方向(図１右方向)に向かう駆動力を与え、可動ユニットは固定接点２２側方向に向かって駆動される。
【００２５】
図２は本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器のばね受け部５がオイルダンパ１１に当接した状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。投入動作が開始され、可動ユニットが固定接点２２側方向に向かって移動し図２の状態になった時点から、オイルダンパ１１が可動ユニットの運動エネルギーを吸収しはじめる。図３は本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器において可動接点２３と固定接点２２とが接触した状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器は、投入動作において、図２の状態から図３の状態にかけてオイルダンパ１１により可動ユニットの運動エネルギーを所定量だけ吸収させ、可動接点２３と固定接点２２とが接触する構造になっている。
【００２６】
図３に示すように可動接点２３が固定接点２２に接触した時点では電磁操作装置内の可動子１０はまだ固定子８に当接しない。図４は本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器において投入状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。可動接点２３が固定接点２２に接触した後も、駆動コイル９が発生する磁束により可動子１０はさらに固定接点２２側方向に向かって移動して接圧ばね６を圧縮し、やがて可動子１０が固定子８に当接して図４の状態となる。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器の開極動作について説明する。電磁操作式真空遮断器が図４のように投入状態にあるとき、投入／開極切替部２５に外部から開極指令が入ると開極用コンデンサ１５から駆動コイル９に電荷が放電される。ここで、駆動コイル９への通電の極性は投入動作時と逆の極性となっており、駆動コイル９は、永久磁石が固定子８に作る磁束とは逆方向に磁束を発生させる。
【００２８】
やがて接圧ばね６は伸張を始め、可動子１０は図４左方向に移動し、これに連結した連結棒７も図４左方向に移動する。さらに接圧ばね６がその構造上で規定された最大長(自由長ではない)まで伸張すると、可動ユニットは図４左方向に移動する。図には記載していないが可動子１０の左側に固定板があり、可動ユニットが固定板と可動子１０とが当接するまで移動すると、電磁操作式真空遮断器は図１に示す開極状態となる。接圧ばね６および電磁操作装置による駆動エネルギーだけでは求められる開極速度を満たさない場合は、図1の可動子１０の左側に開放ばねを配置しても良い。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器におけるチャタリングの問題について説明する。投入動作において可動接点２３と固定接点２２とが接触した後に可動接点２３が跳ね返り、チャタリングが発生する。チャタリング発生時に可動接点２３と固定接点２２との間に電圧が印加されていると、接点間にアークが発生し、電圧の位相によっては接点が溶着する可能性がある。
【００３０】
ここで、投入動作における可動ユニットの運動エネルギーを吸収することでチャタリングを抑制することがオイルダンパ１１の役割である。しかし、オイルダンパ１１内のオイルの粘性は温度によって変動し、オイルダンパ１１の吸収エネルギーも温度によって変動し得る。
【００３１】
オイルダンパ１１の温度が高くなるとオイルダンパ１１内のオイルの粘性が低くなり、オイルダンパ１１の吸収エネルギーも小さくなる。オイルダンパ１１の吸収エネルギーが小さくなり過ぎると、投入動作における可動ユニットの運動エネルギーをオイルダンパ１１が十分に吸収しきれず、チャタリング継続時間が長くなり所望のチャタリング継続時間を満たせなくなる恐れがある。
【００３２】
例えば、電磁操作式真空遮断器は、規格の要請で周囲温度が−２５℃から７０℃までの範囲で使用可能であることを求められる場合がある。そのような事情もあり、電磁操作式真空遮断器はできるだけ広い温度範囲において、所望のチャタリング継続時間を満たすことが望ましい。
【００３３】
また、オイルダンパ１１の温度が低くなるとオイルダンパ１１内のオイルの粘性が高くなり、オイルダンパ１１の吸収エネルギーも大きくなる。オイルダンパ１１の吸収エネルギーが大きくなり過ぎると、投入動作における可動ユニットの運動エネルギーをオイルダンパ１１が吸収し過ぎ、可動接点と固定接点とが接触するまでに時間がかかり過ぎてしまう恐れがある。これは、規格の要請で投入-開極(C-O)動作を交流電源の３サイクル以内に達成することが求められる場合もあり、好ましくない。
【００３４】
そこで、本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器においては、駆動コイル９が発生する磁束の磁束密度を調整することで駆動コイル９が可動子１０に与える駆動力の大きさを制御し、オイルダンパ１１の吸収エネルギーが温度によって変動してもその変動分を相殺できるようにした。
【００３５】
投入動作において駆動コイル９が発生する磁束の磁束密度は、駆動コイル９に通電する電流の大きさを変化させることで調整することができる。駆動コイル９に通電する電流の大きさを大きくするほど、駆動コイル９が発生する磁束の磁束密度は高くなる。投入動作における駆動コイル９の電流の大きさは、投入用コンデンサ１４の充電電圧に依存する。投入動作における駆動コイル９の電流の大きさは、投入用コンデンサ１４の充電電圧に依存する。そこで、実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器においては、投入用コンデンサ１４の充電電圧を変えることで駆動コイル９に通電する電流の大きさを変化させる。
【００３６】
図５は本発明の実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器の充電電圧制御動作を示すフロー図である。実施の形態１に係る電磁操作式真空遮断器は所定時間毎等、一定の条件下で以下の動作を開始する。
【００３７】
まずステップＳ１において温度計測器２１は、測定したオイルダンパ１１の温度を示す情報である温度情報を充電電圧判定部２４に出力する。
【００３８】
ステップＳ２において充電電圧判定部２４は、メモリ２６に記憶された、温度計測器２１からの温度情報が示すオイルダンパ１１の温度に対応する、所望のチャタリング継続時間を満たすために駆動コイル９に通電すべき電流値を参照して、投入用コンデンサ１４の適切な充電電圧を算出する。
【００３９】
オイルダンパ１１の温度が高いほどオイルダンパ１１の吸収エネルギーが小さいため、駆動コイル９に通電される電流の大きさは小さくするべきなので、投入用コンデンサ１４の適切な充電電圧は低くなる。逆に、オイルダンパ１１の温度が低いほど投入用コンデンサ１４の適切な充電電圧は高くなる。
【００４０】
ステップＳ３において充電電圧判定部２４は、充電制御回路１３に、投入用コンデンサ１４の充電電圧が、充電電圧判定部２４が算出した投入用コンデンサ１４の適切な充電電圧となるよう制御するように指示する指令である充電指令を出力する。
【００４１】
ステップＳ４において充電指令を受けた充電制御回路１３は、充電電圧判定部２４からの充電指令に基づき、投入用コンデンサ１４の充電電圧が、充電電圧判定部２４が算出した投入用コンデンサ１４の適切な充電電圧となるように、投入用コンデンサ１４の充電電圧を制御する。
【００４２】
以上、本実施の形態１における電磁操作式真空遮断器は、温度計測器２１が出力する温度情報に基づき駆動コイル９が発生する磁束の磁束密度を調整して温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制するため、機械系の設計を見直す必要がなく、温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制できる。
【００４３】
また、投入用コンデンサ１４の充電電圧が精度良く制御できるため、温度によるチャタリング継続時間の変動を精度良く抑制できる。
【００４４】
実施の形態２．
実施の形態１では、駆動コイル９に通電する電流の大きさを変化させる方法として、投入用コンデンサ１４の充電電圧を変える方法を示したが、投入動作における駆動コイル９の電流の大きさは、投入用コンデンサの容量にも依存する。そこで本実施の形態２では、投入用コンデンサの充電電圧は一定のまま駆動コイル９に通電する電流の大きさを変化させる方法として、容量調整用のコンデンサを用意しておき、駆動コイル９に電流を通電する投入用コンデンサの合成容量を変える方法を用いる。
【００４５】
図６は本発明の実施の形態２に係る電磁操作式真空遮断器の開極状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。実施の形態１と同一の構成には同一の番号を付して説明を省略する。
【００４６】
図６に示すように、実施の形態２に係る電磁操作式真空遮断器は、投入用コンデンサ１４と容量調整用コンデンサ１６の二つの投入用コンデンサを備えている。それに伴い充電制御回路２８は投入用コンデンサ１４、開極用コンデンサ１５及び容量調整用コンデンサ１６をそれぞれ充電する。
【００４７】
投入用コンデンサ容量判定部２７は、メモリ２６に記憶された、温度計測器２１からの温度情報が示すオイルダンパ１１の温度に対応する駆動コイル９の電流値を参照して、投入用コンデンサ１４に容量調整用コンデンサ１６を直列に接続するか、並列に接続するか又は接続しないかを判定する。
【００４８】
投入用コンデンサ接続切替部３０は投入用コンデンサ１４に容量調整用コンデンサ１６を直列に接続するか、並列に接続するか又は接続しないかを切り替える。
【００４９】
図７は本発明の実施の形態２に係る電磁操作式真空遮断器の投入用コンデンサ容量制御動作を示すフロー図である。実施の形態２に係る電磁操作式真空遮断器は所定時間毎等、一定の条件下で以下の動作を開始する。
【００５０】
まずステップＳ２１において温度計測器２１は、測定したオイルダンパ１１の温度を示す情報である温度情報を投入用コンデンサ容量判定部２７に出力する。
【００５１】
ステップＳ２２において投入用コンデンサ容量判定部２７は、メモリ２６に記憶された、温度計測器２１からの温度情報が示すオイルダンパ１１の温度に対応する、所望のチャタリング継続時間を満たすために駆動コイル９に通電すべき電流値を参照して、投入用コンデンサ１４に容量調整用コンデンサ１６を直列に接続するか、並列に接続するか又は接続しないかを判定する。
【００５２】
投入用コンデンサ容量判定部２７は、温度計測器２１からの温度情報が示すオイルダンパ１１の温度が第１の所定値より高い場合は、投入用コンデンサ１４と容量調整用コンデンサ１６を直列に接続し、駆動コイル９に接続される投入用コンデンサの合成容量を小さくさせて駆動コイル９に通電される電流の大きさを小さくする。また、投入用コンデンサ容量判定部２７は、温度計測器２１からの温度情報が示すオイルダンパ１１の温度が第２の所定値より低い場合は、投入用コンデンサ１４と容量調整用コンデンサ１６を並列に接続し、駆動コイル９に接続される投入用コンデンサの合成容量を大きくして駆動コイル９に通電される電流の大きさを大きくする。
【００５３】
ステップＳ２３において投入用コンデンサ容量判定部２７は、ステップＳ２２における判定結果に応じて、投入用コンデンサ１４に容量調整用コンデンサ１６を直列に接続するか、並列に接続するか又は接続しないかのいずれかを指示する指令である容量切替指令を出力する。
【００５４】
ステップＳ２４において投入用コンデンサ接続切替部３０は投入用コンデンサ容量判定部２７からの容量切替指令に基づき投入用コンデンサ１４に容量調整用コンデンサ１６を直列に接続するか、並列に接続するか又は接続しないかを切り替える。
【００５５】
以上、本実施の形態２における電磁操作式真空遮断器は、温度計測器２１が出力する温度情報に基づき駆動コイル９が発生する磁束の磁束密度を調整して温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制するため、機械系の設計を見直す必要がなく、温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制できる。
【００５６】
また、本実施の形態２における電磁操作式真空遮断器は、複数の投入用コンデンサを用意しておき、駆動コイル９に電流を通電する投入用コンデンサの合成容量を変えることにより温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制するため、実施の形態１のように充電制御回路に充電指令に基づいて投入用コンデンサの充電電圧を制御するような機能を設けることなく、温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制できる。
【００５７】
実施の形態３．
投入動作における駆動コイル９の電流の大きさは、抵抗を追加することでも変化させることができる。本実施の形態３では、投入用コンデンサ１４の充電電圧は一定のまま駆動コイル９に通電する電流の大きさを変化させる方法として、追加抵抗装置２０を用いる方法について説明する。図８は本発明の実施の形態３に係る電磁操作式真空遮断器の開極状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。実施の形態１及び２と同一の構成には同一の番号を付して説明を省略する。
【００５８】
図８に示すように、実施の形態３に係る電磁操作式真空遮断器においては、投入／開極切替部２５と駆動コイル９との間に追加抵抗装置２０が接続されている。充電制御回路２８は投入用コンデンサ１４、開極用コンデンサ１５の充電電圧を制御する。
【００５９】
追加抵抗装置２０は、メモリ２６に記憶された、温度計測器２１からの温度情報が示すオイルダンパ１１の温度に対応する、所望のチャタリング継続時間を満たすために駆動コイル９に通電すべき電流値を参照して、投入／開極切替部２５と駆動コイル９との間に接続するべき抵抗の抵抗値を算出する。追加抵抗装置２０は、また、一定の範囲内で任意の抵抗値の抵抗を投入／開極切替部２５と駆動コイル９との間に接続することができる。この任意の抵抗値の抵抗の接続は、抵抗装置２０内に設けられた可変抵抗の抵抗値を変化させることで実現してもよいし、抵抗装置２０内に設けた複数の抵抗をスイッチにより接続を切り替えることで実現してもよい。
【００６０】
図９は本発明の実施の形態３に係る電磁操作式真空遮断器の追加抵抗接続動作を示すフロー図である。実施の形態３に係る電磁操作式真空遮断器は所定時間毎等、一定の条件下で以下の動作を開始する。
【００６１】
まずステップＳ３１において温度計測器２１は、測定したオイルダンパ１１の温度を示す情報である温度情報を追加抵抗装置２０に出力する。
【００６２】
ステップＳ３２において追加抵抗装置２０は、メモリ２６に記憶された、温度計測器２１からの温度情報が示すオイルダンパ１１の温度に対応する、所望のチャタリング継続時間を満たすために駆動コイル９に通電すべき電流値を参照して、投入／開極切替部２５と駆動コイル９との間に接続するべき抵抗の抵抗値を算出する。
【００６３】
オイルダンパ１１の温度が高い場合は、オイルダンパ１１の吸収エネルギーが小さいため、追加抵抗装置２０の抵抗値を大きくすることで駆動コイル９に通電される電流の大きさを小さくする。また、オイルダンパ１１の温度が低い場合は、オイルダンパ１１の吸収エネルギーが大きいため追加抵抗装置２０の抵抗値を小さくすることで駆動コイル９に通電される電流の大きさを大きくする。
【００６４】
ステップＳ３３において追加抵抗装置２０は算出した抵抗値の抵抗を投入／開極切替部２５と駆動コイル９との間に接続する。
【００６５】
以上、本実施の形態３における電磁操作式真空遮断器は、温度計測器２１が出力する温度情報に基づき駆動コイル９が発生する磁束の磁束密度を調整して温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制するため、機械系の設計を見直す必要がなく、温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制できる。
【００６６】
また、追加抵抗装置２０が接続する抵抗の抵抗値は精度良く制御できるため、温度によるチャタリング継続時間の変動を、精度良く抑制できる。
【００６７】
また、追加抵抗装置２０で用いる抵抗として、コイルの温度による抵抗変動より抵抗変動が小さい抵抗を用いることができるため、電磁操作式真空遮断器の動作のばらつきを抑制することにも繋がる。
【００６８】
実施の形態４．
実施の形態１〜３においては、駆動コイル９に通電する電流の大きさを変化させることで駆動コイル９が発生する磁束の磁束密度を調整していたが、駆動コイルの通電される巻数を変化させることでも駆動コイルが発生する磁束の磁束密度を調整することができる。そこで本実施の形態４においては、駆動コイルの通電される巻数を変化させることで駆動コイルが発生する磁束の磁束密度を変化させる方法を説明する。
【００６９】
図１０は本発明の実施の形態４に係る電磁操作式真空遮断器の開極状態を示す機械系の断面図及び制御系の構成図である。実施の形態１〜３と同一の構成には同一の番号を付して説明を省略する。
【００７０】
図１０に示すように、本発明の実施の形態４に係る電磁操作式真空遮断器は、実施の形態１〜３に係る電磁操作式真空遮断器における駆動コイル９が３つに分割され、駆動コイル１７〜１９となっている。
【００７１】
また、メモリ３４には、オイルダンパ１１の温度の各値に対応して、所望のチャタリング継続時間を満たすために駆動コイルの通電されるべき巻数が記憶されている。これらの巻数は、予め実験等により求めておき、メモリ３４に記憶させておく。
【００７２】
通電駆動コイル判定部３３は、メモリ３４に記憶されている、温度計測器２１からの温度情報が示すオイルダンパ１１の温度に対応する、所望のチャタリング継続時間を満たすために駆動コイルの通電されるべき巻数を参照して、駆動コイル１７〜１９のうちから通電可能とする駆動コイルを選択する。また、通電駆動コイル接続切替部３５は、選択した駆動コイルのみ投入／開極切替部２５と接続するように指示する指令である通電駆動コイル切替指令を出力する。
【００７３】
通電駆動コイル切替部３５は、駆動コイル１７〜１９と投入／開極切替部２５とを接続するか又は接続しないかをそれぞれ切り替え可能で、通電駆動コイル切替指令に基づき駆動コイル１７〜１９のうち通電駆動コイル接続切替部３５によって選択された駆動コイルのみに通電されるように、駆動コイル１７〜１９と投入／開極切替部２５とを接続するか又は接続しないかをそれぞれ切り替える。コイルの切替えは、複数のコイル間を直列または並列接続にして磁束を変化させてよい。
【００７４】
図１１は本発明の実施の形態４に係る電磁操作式真空遮断器の通電巻数制御動作を示すフロー図である。実施の形態４に係る電磁操作式真空遮断器は所定時間毎等、一定の条件下で以下の動作を開始する。
【００７５】
まずステップＳ４１において温度計測器２１は、測定したオイルダンパ１１の温度を示す情報である温度情報を通電駆動コイル判定部３３に出力する。
【００７６】
ステップＳ４２において通電駆動コイル判定部３３は、メモリ３４に記憶されている、温度計測器２１からの温度情報が示すオイルダンパ１１の温度に対応する、所望のチャタリング継続時間を満たすために駆動コイルの通電されるべき巻数を参照して、駆動コイル１７〜１９のうちから通電可能とする駆動コイルを選択する。
【００７７】
通電駆動コイル判定部３３は、オイルダンパ１１の温度が高い場合は、通電可能とする駆動コイルを少なくする。すると駆動コイルの通電される巻数が少なくなり、駆動コイル全体が発生する磁束の磁束密度を小さくできる。また、通電駆動コイル判定部３３は、オイルダンパ１１の温度が低い場合は、オイルダンパ１１の吸収エネルギーが大きいため通電可能とする駆動コイルを多くする。すると駆動コイルの通電される巻数が多くなり、駆動コイル全体が発生する磁束の磁束密度を大きくできる。
【００７８】
ステップＳ４３において通電駆動コイル判定部３３は、ステップＳ４２において選択した駆動コイルのみに通電可能とするように通電駆動コイル切替指令を出力する。
【００７９】
ステップＳ４４において通電駆動コイル切替部３５は、通電駆動コイル判定部３３からの通電駆動コイル切替指令に基づき駆動コイル１７〜１９のうち通電駆動コイル接続切替部３５によって選択された駆動コイルのみに通電されるように、駆動コイル１７〜１９と投入／開極切替部２５とを接続するか又は接続しないかをそれぞれ切り替える。
【００８０】
以上、本実施の形態４における電磁操作式真空遮断器は、温度計測器２１が出力する温度情報に基づき駆動コイルが発生する磁束の磁束密度を変化させて温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制するため、機械系の設計を見直す必要がなく、温度によるチャタリング継続時間の変動を抑制できる。
【００８１】
また、実施の形態１〜３のように駆動コイルに通電する電流の大きさを変化させる必要がないため、駆動コイルの設計において電流変化への対策を考慮する必要がない。
【００８２】
なお、本実施の形態４における電磁操作式真空遮断器において、駆動コイルの個数は３つとしたが、駆動コイルの数はこれに限られない。
【００８３】
また、実施の形態１〜４においてダンパの種類をオイルダンパとしたが、温度に依存して吸収エネルギーが変動するダンパであれば、どのような種類のダンパであっても本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１  真空容器
２  固定電極棒
３  可動電極棒
４  絶縁ロッド
５  ばね受け
６  接圧ばね
７  連結棒
８  固定子
９  駆動コイル
１０  可動子
１１  オイルダンパ
１２  ダンパ固定板
１３  充電制御回路
１４  投入用コンデンサ
１５  開極用コンデンサ
１６  容量調整用コンデンサ
１７  駆動コイル
１８  駆動コイル
１９  駆動コイル
２０  追加抵抗装置
２１  温度計測器
２２  固定接点
２３  可動接点
２４  充電電圧判定部
２５  投入／開極切替部
２６  メモリ
２７  投入用コンデンサ容量判定部
２８  充電制御回路
３０  投入用コンデンサ接続切替部
３２  充電制御回路
３３  通電駆動コイル判定部
３４  メモリ
３５  通電駆動コイル切替部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005445435.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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