(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁操作装置内において可動子を開閉器の閉極側に駆動する閉極用コイルと、前記閉極用コイルに電気的エネルギーを供給する閉極用コンデンサと、前記閉極用コイルおよび前記閉極用コンデンサの間に接続され、前記閉極用コンデンサへの充電と前記閉極用コイルへの通電の制御を行う閉極用制御部と、前記電磁操作装置内において前記可動子を開閉器の開極側に駆動する開極用コイルと、前記開極用コイルに電気的エネルギーを供給する開極用コンデンサと、前記開極用コイルおよび前記開極用コンデンサの間に接続され、前記開極用コンデンサへの充電と前記開極用コイルへの通電の制御を行う開極用制御部と、前記閉極用制御部または前記開極用制御部のいずれか一方に通電する第１のインタロック回路と、前記電磁操作装置内において前記可動子を開閉器の開極側に駆動する第２の開極用コイルと、前記第２の開極用コイルに電気的エネルギーを供給する第２の開極用コンデンサと、前記第２の開極用コイルおよび前記第２の開極用コンデンサの間に接続され、前記第２の開極用コンデンサへの充電と前記第２の開極用コイルへの通電の制御を行う第２の開極用制御部と、前記第２の開極用制御部に通電する第２のインタロック回路とを備え、
前記開極用コイルまたは前記第２の開極用コイルのいずれでも前記可動子を開閉器の開極側に駆動可能にするとともに、前記第２の開極用制御部が動作中であることを示す信号に基づいて前記閉極用制御部の動作を阻止するように構成したことを特徴とする開閉器。
【請求項２】
前記閉極用制御部が動作中であることを示す信号に基づいて前記第２の開極用制御部の動作を阻止するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の開閉器。
【請求項３】
複数の前記開極用コイルを、前記可動子に対する同一位置で重なるように巻き付けたことを特徴とする請求項１に記載の開閉器。
【請求項４】
複数の前記開極用コイルを、前記可動子に対し並べて配置したことを特徴とする請求項１に記載の開閉器。
【請求項５】
前記開極用制御部と前記閉極用制御部を、１つの制御ユニットとして構成したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の開閉器。
【請求項６】
前記開極用制御部と前記閉極用制御部とからなる制御ユニットを２個設け、前記第２の開極用制御部を含む制御ユニットにおける第２の閉極用制御部にコイルに代えて抵抗を接続したことを特徴とする請求項５に記載の開閉器。
【請求項７】
前記制御ユニットの異常に伴う接点信号を前記第２のインタロック回路に供給するように構成したことを特徴とする請求項５に記載の開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、受変電設備に用いられる電磁操作方式の遮断器などの開閉器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の遮断器においては、システム内の信頼性を向上させる目的から開極側操作コイルを二重化し、より確実に開極操作を行うことがある。（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）また、従来技術として、開極用と閉極用の両方の操作コイルに同時に通電されないよう、タイマーによる通電の時間遅れを設定することがある。（例えば、特許文献２参照）
さらに、コンデンサに充電したエネルギーを投入用あるいは遮断用のコイルに通電することにより励磁し、磁気吸引力により可動子を駆動する方式の電磁操作装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２３９８９号公報（第８図、第９図）
【特許文献２】実開平４−１１１２３７号（図１、図２）
【特許文献３】特開２０１２−１２９１４３号公報（図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の特許文献１あるいは特許文献２に記載の遮断器においては、引き外しコイルの通電によって操作装置内のラッチ部の係合を外すことで、遮断ばねの蓄勢力により操作装置を駆動させる構成であるため、リンク系が複雑となり、操作装置が大型になるという問題があった。また、特許文献３に記載の開閉装置のように操作装置が電磁操作装置の場合は、機械的なラッチ部の係合構造でなく、コンデンサに充電したエネルギーを制御部から通電させることによって操作装置を駆動させるが、この場合、２式の「コンデンサと制御部」を２つのコイルに対してそれぞれ個別に並列に設け、独立して制御（すなわち２系統での制御）することになる。したがって、２つの制御部が独立して並列に接続されているため、両系統を連携して制御しないと同時に通電される恐れがある。すなわち、開極用と閉極用の両方のコイルに同時に通電されると、電磁操作装置が所定の開極あるいは閉極の動作をせず、開閉器の所定の保護動作ができなくなるという問題があった。【０００５】
この発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、開極用および閉極用の両方のコイルに同時に通電することを防止することによって確実な動作を行うことのできる開閉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】
【０００６】
この発明に係る開閉器は、電磁操作装置内において可動子を開閉器の閉極側に駆動する閉極用コイルと、前記閉極用コイルに電気的エネルギーを供給する閉極用コンデンサと、前記閉極用コイルおよび前記閉極用コンデンサの間に接続され、前記閉極用コンデンサへの充電と前記閉極用コイルへの通電の制御を行う閉極用制御部と、前記電磁操作装置内において前記可動子を開閉器の開極側に駆動する開極用コイルと、前記開極用コイルに電気的エネルギーを供給する開極用コンデンサと、前記開極用コイルおよび前記開極用コンデンサの間に接続され、前記開極用コンデンサへの充電と前記開極用コイルへの通電の制御を行う開極用制御部と、前記閉極用制御部または前記開極用制御部のいずれか一方に通電する第１のインタロック回路と、前記電磁操作装置内において前記可動子を開閉器の開極側に駆動する第２の開極用コイルと、前記第２の開極用コイルに電気的エネルギーを供給する第２の開極用コンデンサと、前記第２の開極用コイルおよび前記第２の開極用コンデンサの間に接続され、前記第２の開極用コンデンサへの充電と前記第２の開極用コイルへの通電の制御を行う第２の開極用制御部と、前記第２の開極用制御部に通電する第２のインタロック回路とを備え、前記開極用コイルまたは前記第２の開極用コイルのいずれでも前記可動子を開閉器の開極側に駆動可能にするとともに、前記第２の開極用制御部が動作中であることを示す信号に基づいて前記閉極用制御部の動作を阻止するように構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、２つの制御部から開極用と閉極用の両方のコイルに同時に通電することを防止することができ、確実な動作を行う開閉器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における遮断器の操作回路を示す概要図である。
【図２】実施の形態１における他の例を示す概要図である。
【図３】本発明の実施の形態２における遮断器の操作回路を示す概要図である。
【図４】本発明の実施の形態３における遮断器の操作回路を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１である遮断器の操作回路を示す概念図で、以下、図に基づいて、この発明を説明する。
図１において、電磁操作装置１は、遮断器（図示せず）などの可動接点に連結された可動子２に対し、この可動子２の外周を取り巻くように配設された開極用コイル１ａ，１ｃおよび閉極用コイル１ｂを備えて構成されている。このような電磁操作装置１を駆動させるため操作回路１０が設けられており、この操作回路１０は、電磁操作装置１の各コイル１ａ、１ｂに接続され、操作に必要な電気的エネルギーを供給して電磁力を発生するためのコンデンサ３、４と、コンデンサ３、４に対して充電動作または放電動作（コイルへの通電動作）の切り替えや通電を行うスイッチ機能を有する制御部３ａ、４ａと、これらの制御部３ａ、４ａに駆動信号を供給するインタロック回路６ａ，７ａとから構成されている。ここで、制御部３ａは、開極用コイル１ａに電流を供給して可動子２を開極側に駆動し、制御部４ａは、閉極用コイル１ｂに電流を供給して可動子２を閉極側に駆動するものである。
【００１０】
また、コンデンサ３、４は、制御部３ａ、４ａを介して電磁操作装置１の開極および閉極に必要な電気的エネルギーが充電され、開極指令１１ａもしくは閉極指令１２ａが入力されると、インタロック条件が満足されておれば、インタロック回路６ａ，６ｂを介して制御部３ａ，４ａに指令が入力され、コンデンサ３、４に充電された電気的エネルギーを制御部３ａ、４ａを介して開極用コイル１ａ、閉極用コイル１ｂに放電し、電磁操作装置１を駆動させることになる。
なお、開極指令１１ａと閉極指令１２ａは、インタロック回路６ａ，７ａによって、いずれか一方のみが制御部３ａまたは制御部４ａに入力されるように構成されている。また、制御部３ａ、４ａは、電子基板に集約されて一つの制御ユニット１０ａとして構成されている。
さらに、図２に示すように開極用コンデンサと閉極用コンデンサを１つのコンデンサ２１によって構成することも可能である。
【００１１】
以上のような電磁操作装置１に対し、開極操作を冗長化するため、開極用コイル１ｃを追加し、この開極用コイル１ｃに対応して、コンデンサ５および制御部５ａを追加し、開極用コイル１ａまたは開極用コイル１ｃのいずれでも電磁操作装置１を駆動できるよう構成されている。このような２つの開極用コイルを設ける事例としては、開極用コイル１ａの上から開極用コイル１ｃを同芯上に重ねて巻き付けたり、もしくは、開極用コイル１ａと開極用コイル１ｃをともに電磁操作装置１内の可動子２を囲うように可動子２の軸方向に並べて配置することが考えられる。
ここで、制御部５ａに駆動信号を供給するインタロック回路６ｂにインタロック回路６ａ，７ａと異なる独立した開極指令１１ｂが入力されるように構成した場合、閉極指令１２ａと、開極指令１１ｂとが同時に入力されることが考えられる。
【００１２】
このように閉極指令１２ａと開極指令１１ｂとが同時に入力された場合、電磁操作装置１の可動子２が開極側、閉極側の相反する方向の力を同時に受けることになり、結果的に不良動作に結びつく可能性がある。
そこで、この発明では、制御部５ａにおいて、指令入力後直ちにオンとなり、コイルへの通電が完了したときオフとなる接点信号を活用する。すなわち、制御部５ａに開極指令１１ｂが入力されてから開極用コイル１ｃの通電が完了するまで接点信号１３が出力され、この接点信号１３がインタロック回路７ａに供給されて制御部４ａへの閉極指令１２ａの供給を阻止するように構成している。
【００１３】
また、閉極用コイル１ｂに通電されているとき、制御部４ａから接点信号１４を出力してインタロック回路６ｂに供給し、接点信号１４が入力されている間は、制御部５ａへの開極指令１１ｂの供給を阻止するように構成している。
このように構成することによって、閉極指令１２ａと開極指令１１ｂが同時に電磁操作装置１に供給されることを防ぐことができる。
なお、開極指令１１ａと開極指令１１ｂが重複した場合には、同方向へ電磁力が働くため、電磁操作装置の構成にとって影響が小さくて済むことが想定される。
【００１４】
以上説明したように、開極側の装置を二重化システムとして構成したものにおいて、動作状態を示す接点信号を制御部からインタロック回路にフィードバックすることによって、電磁操作装置１の動作不良を防ぐことができる。
【００１５】
なお、実施の形態１においては、開極回路を二重化する場合について示したが、操作回路をさらに増加し、複数の制御部相互間で接点信号の出力を監視させることによって多重化することができる。
【００１６】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２である遮断器の操作回路を示す概念図で、以下、図３に基づいて、この発明を説明する。
図３において、図１と同一符号は、同一または相当する構成を示しており、その説明を省略する。
この実施の形態２においては、同じ製造装置によって製造された制御ユニット１０ａと制御ユニット１０ｂとを並設する構成を示している。
ここで、開極側操作回路のみを冗長化（二重化）し、閉極側操作回路を冗長化（二重化）する必要がない場合は、制御部５ａおよび制御部９ａが同時に動作しないよう閉極側操作回路の制御部４ａ、９ａに一つの閉極指令１２ａを分岐して入力することが考えられる。このとき、閉極側の制御部９ａに対して、コンデンサ９および閉極用コイルを接続する必要性が生じることになるが、機能上コイルを閉極用コイル１ｂと二重に配置する必要がないため、例えばコイルを模した抵抗８を接続し、電磁操作装置１と別に配置するように構成している。
【００１７】
ここで、抵抗８の値を動作に支障のない程度に閉極用コイル１ｂより大きく設定しておけば、通電電流を抑制し、回路の通電容量に係る形状（電線の太さや基板パターン幅など）を小さく抑えることができる。さらに、コンデンサ９も、閉極用コイルに対する電磁操作に必要なエネルギーを充電する必要がなくなるため、制御部９ａの充電機能に対して問題を発生させない程度の小さい容量のコンデンサを用いることができる。
なお、制御部５ａの動作状態に基づく接点信号１３を出力してインタロック回路７ａに供給し、接点信号１３が入力されている間は、制御部４ａへの閉極指令１２ａの供給を阻止するように構成している点は、実施の形態１と同じである。
【００１８】
以上のように、同じ仕様の制御ユニット１０ａ、１０ｂを用いるとともに開極側操作回路を二重化する場合、二重化する必要がない閉極側の操作回路のコンデンサの小容量化およびコイルに相当する抵抗などの代替品を適用することが可能となり、本来制御ユニットを２倍にするために必要な部品よりも仕様（機能・性能・個数など）を落として対応することができるため、コスト削減をすることができる。
また、制御ユニット１０ａ、１０ｂを同じ製造装置によって製造することによって製作ロット数を増やし、１ユニット当たりのコストを抑制することも可能となる。
【００１９】
さらに、制御ユニット１０ａおよび制御ユニット１０ｂを電子基板で構成した場合には、制御部３ａと制御部４ａ、もしくは、制御部５ａと制御部９ａ間で、互いの通電状態を感知し、同時に通電しないよう制御することが容易に可能となる。このため、制御部４ａの通電状態は、すなわち、制御部９ａの通電状態と同一の状態となり、制御部５ａと制御部９ａが一つの制御ユニット１０ｂ内部で通電状態を監視できることから、実施の形態１で必要であった接点信号１４を省略することができ、配線の削減が可能となる。
【００２０】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３である遮断器の操作回路を示す概念図で、以下、図４に基づいて、この発明を説明する。
図４において、図１および図３と同一符号は、同一または相当する構成を示しており、その説明を省略する。
この実施の形態３においては、制御ユニット１０ａが接続された操作回路を通常操作用、制御ユニット１０ｂが接続された操作回路を非常開極用という目的に特化した場合の構成を示している。
【００２１】
すなわち、制御部３ａ，４ａ、コンデンサ３，４、開極用コイル１ａ、閉極用コイル１ｂを含む通常操作用の操作回路において、部品不良等によって正常な開極および閉極操作ができない状態になった場合、制御ユニット１０ａから異常を示す警報の接点信号１５を出力し、この接点信号１５を制御部１６に供給する。制御部１６は、異常を示す警報の接点信号１５を受けると、開極指令を出力し、インタロック回路６ｂを介して制御部５ａを動作させ、強制的に開極させる。
このような回路構成にすることによって、通常操作用の操作回路で異常が発生した時に、外部からの開極指令１１ｂを待つことなく、直ちに制御部１６から開極操作するシステムが構築できるため、異常に伴う遮断器の誤動作を防止することができ、遮断器の運用における信頼性を向上させることができる。
【００２２】
さらに、制御部１６に遮断器の外部からの警報の接点信号１７を併せて入力することによって、遮断器を含むスイッチギヤやスイッチギヤが導入されている変電所や建物全体のいずれかに異常が生じた場合、遮断器を開極動作させることが可能となり、受電設備運用の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
なお、遮断器以外の警報接点としては、例えばガス絶縁スイッチギヤが適用されている場合にはガス漏れの警報接点とすることが考えられ、また、変電所やスイッチギヤの制御電源停止の場合の警報接点、スイッチギヤが接続されている周辺機器の状態不良を示す警報接点などが考えられる。
さらに、上述の実施の形態１〜実施の形態３においては、遮断器を例に説明したが、遮断器の上位概念である開閉器、すなわち、電路の事故電流遮断能力を持つ遮断器の他、電磁接触器、通常のスイッチなどであっても適用することができ、同等の効果を得ることができる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１：電磁操作装置、１ａ，１ｃ：開極用コイル、１ｂ：閉極用コイル、２：可動子、３，５：開極用コンデンサ、４：閉極用コンデンサ、３ａ，４ａ，５ａ，９ａ：制御部、６ａ，６ｂ，７ａ：インタロック回路、８：抵抗、９：コンデンサ、１０：操作回路、１０ａ，１０ｂ：制御ユニット、１１ａ，１１ｂ：開極指令、１２ａ：閉極指令、１３，１４，１５：接点信号、１６：制御部、１７：接点信号、２１：コンデンサ。  
【要約】
確実な動作を行うことができる開閉器を得ることを目的として、可動子（２）を駆動する開極用および閉極用コイル（コイル（１ａ，１ｂ）と、コイル（１ａ，１ｂ）にエネルギーを供給する開極用および閉極用コンデンサ（３，４）と、コンデンサ（３，４）とコイル（１ａ，１ｂ）への通電制御を行う開極用および閉極用制御部（３ａ，４ａ）と、可動子（２）を開極側に駆動する開極用コイル（１ｃ）と、コイル（１ｃ）にエネルギーを供給する開極用コンデンサ（５）と、開極用コンデンサ（５）の充電と開極用コイル（１ｃ）への通電制御を行う第２の開極用制御部（５ａ）と、第２の開極用制御部（５ａ）に通電するインタロック回路（６ａ）とを備え、第２の開極用制御部（５ａ）が動作中であることを示す信号（１３）をインタロック回路（７ａ）に供給するようにした。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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