(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉接点を構成する可動接触子と固定接触子を接離する方向に駆動する動力伝達機構と、該動力伝達機構を介して前記可動接触子を前記固定接触子から引き離す方向に駆動力を付与する蓄勢された遮断ばねと、該遮断ばねの蓄勢状態を保持する位置で前記動力伝達機構の動きを拘束するラッチ機構と、該ラッチ機構による前記動力伝達機構の拘束を解除する引き外し操作部とを備えた遮断器において、
前記引き外し操作部は、異なる遮断速度仕様ごとに別部品として形成され、要求される遮断速度仕様に応じて交換可能に共通の締結手段により遮断器本体に着脱可能に形成されてなり、さらに、
前記引き外し操作部は、回動可能に軸支された第１と第２の腕を有する第１のレバーと、回動可能に軸支された第３と第４の腕を有する第２のレバーと、前記第１のレバーを回動させるアクチュエータとを備え、前記アクチュエータは、第１のレバーの第１の腕に対向させて、該第１の腕を回動させるように配置され、
第１のレバーは、第２の腕の先端を第２のレバーの第３の腕に係止させて第２のレバーの回動を規制する位置に配置され、
第２のレバーは、第４の腕の先端を前記ラッチ機構に係止させて配置され、該第２のレバーの回動によって前記ラッチ機構による前記動力伝達機構の拘束を解除する構成とされ、
前記第１のレバーの第１の腕は、前記遮断速度仕様に応じて長さを異ならせて形成されてなることを特徴とする遮断器。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１のレバーの第１の腕の回動中心から前記アクチュエータの動作軸線に下ろした垂線の長さaと、前記第２の腕の回動中心から先端までの寸法ｂとの比ｒ＝ｂ／ａが、前記遮断速度仕様に応じて異なることを特徴とする遮断器。
【請求項３】
請求項２において、
前記比ｒが、高速遮断用が低速遮断用のものより１．５倍以上であることを特徴とする遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮断器に係り、例えば、変電所や開閉所などの高電圧仕様の電力用ガス遮断器に好適な遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
変電所や開閉所に設けられる電力用のガス遮断器において、遮断及び投入の駆動力にばねを使用してなるばね操作機構が特許文献１に記載されている。これによれば、遮断ばねの駆動力を引き外し機構を構成する複数の部品の係合により保持し、遮断指令によりソレノイドを駆動してそれら複数の部品の係合を解除して遮断動作を行うようにしている。
【０００３】
また、特許文献２に記載されたばね操作機構では、引き外し機構又は投入機構を収納する筐体を操作機構本体の筐体に付設するようにしている。
【０００４】
さらに、特許文献３に記載されたばね操作機構では、遮断及び投入の駆動力にトーションバーを用い、２本のトーションバーを折り返して使用することにより、コンパクトに構成するとともに、高速動作を可能としている。また、トーションバーを用いて２サイクル遮断する高速遮断器の例が非特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２８３６９１号公報
【特許文献２】特開２００５−２０９５５４号公報
【特許文献３】特許第２５２９２６４号公報
【非特許文献１】「３６２ｋＶ５０ｋＡばね操作ガス遮断器の開発」、平成９年電気学会・エネルギー部門大会講演論文
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載のガス遮断器は３サイクル遮断用であり、例えば、２サイクル遮断などの高速遮断、あるいは５サイクル遮断等の低速遮断など、異なる複数の遮断速度に対応して遮断器を設計又は製作することについて配慮されていない。また、特許文献２に記載のガス遮断器においても、高速化には対応していない。
【０００７】
同様に、特許文献３に記載のトーションバー式ばね操作機構は、２サイクル遮断対応可能であるが、この操作機構を３サイクルなどの低速遮断に使用する際の配慮がなされていない。
【０００８】
つまり、従来の技術では、異なる複数の遮断サイクル数（遮断速度）に対応して、ばね操作機構の共通化あるいは標準化について考慮されていないことから、遮断器を設計又は製作が煩雑になるという問題がある。
【０００９】
本発明は、要求される異なる遮断速度に対応でき、かつばね操作機構の共通化あるいは標準化を図って遮断器の設計又は製作の工数を低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、開閉接点を構成する可動接触子と固定接触子を接離する方向に駆動する動力伝達機構と、動力伝達機構を介して可動接触子を固定接触子から引き離す方向に駆動力を付与する蓄勢された遮断ばねと、遮断ばねの蓄勢状態を保持する位置で動力伝達機構の動きを拘束するラッチ機構と、ラッチ機構による動力伝達機構の拘束を解除する引き外し操作部とを備えた遮断器において、引き外し操作部は、異なる遮断速度仕様ごとに別部品として形成され、要求される遮断速度仕様に応じて交換可能に共通の締結手段により遮断器本体に着脱可能に形成されてなるものとすることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、遮断器の遮断サイクル数（遮断速度）は、主として、遮断ばねの蓄勢状態を保持して投入状態を拘束するラッチ機構を解除する引き外し操作部の動作速度に依存する。そこで、本発明は、要求される遮断速度仕様ごとに引き外し操作部のみを別部品として設計製作することにより、要求される異なる遮断速度に対応できるようにしている。また、遮断器を構成するばね操作機構及び他の構成部品を遮断速度の違いによらず共通にすることができ、遮断器の設計又は製作の工数を低減することができる。特に、本発明の引き外し操作部を共通の締結手段により遮断器本体に着脱可能に形成することにより、引き外し操作部以外の遮断器本体を遮断速度仕様によらず共通にすることができるから、遮断器の標準化を図ることができる。
【００１２】
上記の場合において、本発明の引き外し操作部は、回動可能に軸支された第１と第２の腕を有するレバーと、レバーの第１の腕に対向させて配置され該腕を回動させるアクチュエータとを備えてなり、レバーは、第２の腕の先端をラッチ機構に係止させて配置され、レバーの回動によってラッチ機構による動力伝達機構の拘束を解除する構成とすることができる。
【００１３】
また、本発明の引き外し操作部は、回動可能に軸支された第１と第２の腕を有する第１のレバーと、回動可能に軸支された第３と第４の腕を有する第２のレバーと、第１のレバーを回動させるアクチュエータとを備え、アクチュエータは、第１のレバーの第１の腕に対向させて、第１の腕を回動させるように配置され、第１のレバーは、第２の腕の先端を第２のレバーの第３の腕に係止させて第２のレバーの回動を規制する位置に配置され、第２のレバーは、第４の腕の先端をラッチ機構に係止させて配置され、第２のレバーの回動によってラッチ機構による動力伝達機構の拘束を解除する構成とすることができる。
【００１４】
また、これらの引き外し操作部において、レバー又は第１のレバーの第１の腕は、遮断速度仕様に応じて長さを異ならせて形成することで、異なる遮断速度に対応できる。また、レバー又は第１のレバーの第１の腕の回動中心からアクチュエータの動作軸線に下ろした垂線の長さaと、第２の腕の回動中心から先端までの寸法ｂとの比ｒ＝ｂ／ａが、遮断速度仕様に応じて異ならせることができる。
【００１５】
また、アクチュエータを、ソレノイドによりプランジャを進退させるものとし、ソレノイドのコイルの巻数を高速遮断用の方が低速遮断用よりも少なくすることで、異なる遮断速度に対応することができる。又は、これに代えて、高速遮断用と低速遮断用でソレノイドの鉄心の磁気特性と固有抵抗が異なる材質で形成することができる。
【００１６】
さらに、第１の腕とアクチュエータとの空隙を、高速遮断用と低速遮断用で異ならせ、あるいはアクチュエータのストローク量を、低速遮断用より高速遮断用の方が短くすることにより、異なる遮断速度に対応することができる。
【００１７】
本発明によれば、引き外し操作部を交換するだけで、２サイクル遮断、３サイクル遮断、あるいは５サイクル遮断などの異なる遮断性能を有する遮断器を容易に製作することができる。また、引き外し機構の交換により１台のガス遮断器で遮断時間２サイクルと３サイクルとの切替を容易に実施することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、要求される異なる遮断速度に対応でき、かつばね操作機構の共通化あるいは標準化を図って遮断器の設計又は製作の工数を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を適用してなる電力用ガス遮断器の実施形態を、図１〜図１３を用いて説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２０】
図１にガス遮断器１００の正面図を示す。ガス遮断器１００では、円筒形の接地容器１０３が架台１０５上に設置されており、円筒形の接地容器１０３には、絶縁性のガス、例えばＳＦ６ガス（六弗化硫黄ガス）が規定の圧力で封入されている。また、接地容器１０３の軸方向中間部から斜め上方には、ブッシング１０１、１０２が突き出るように設けられており、ブッシング１０１、１０２内には、変電所や開閉所の中の電線を接続して電路を構成する導体が収納されている。架台１０５の側部には、ガス遮断器１００のばね操作機構を収納する操作箱１０４が取り付けられている。
【００２１】
接地容器１０３内には、固定接触子６２と可動接触子６３で構成される開閉接点が設けられている。図１は、開閉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との接触端の反対端で、絶縁材６４に接続されている。また、接地容器１０３には回転軸６６が回動自在に支持されており、この回転軸６６にリンク６５及びリンク６７の一端が固定されている。リンク６５の他端は絶縁材６４の一端に接続されている。同様にリンク６７の他端はリンク６８に接続されている。
【００２２】
操作箱１０４内には、ばね操作機構の主軸４が設けられている。主軸４には、リンク６９の一端が固定されており、リンク６９の他端はリンク６８に接続されている。主軸４及びリンク６９、リンク６８、リンク６７、回転軸６６が４節リンク機構を形成している。４節リンク機構によって、ばね操作機構と接地容器１０３内における開閉接点の遮断部は接続されている。
【００２３】
このように構成したガス遮断器１００の動作を以下に説明する。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１０２に供給される。電力はブッシング１０２から接地容器１０３内の開閉接点に導かれ、下流側のブッシング１０１を経て、再び系統に供給される。
【００２４】
落雷などで系統に事故が発生すると、操作箱１０４内のばね操作機構を駆動させることにより、主軸４及びリンク６９を反時計回りに回転させて、リンク６８を下方に移動させる。リンク６８が移動すると、リンク６７及び回転軸６６、リンク６５が反時計回りに回転し、絶縁材６４を左方に移動させる。これにより、固定接触子６２から可動接触子６３が離れて開閉接点が開き、下流側への電力の供給を遮断する。
【００２５】
なお、本実施形態では接地容器１０３を水平方向に延在させているが、鉛直方向に延在させてもよい。また、接地容器１０３にブッシング１０１，１０２を直接取り付けた単体のガス遮断器を用いて説明するが、ブッシング１０１，１０２が開閉接点の遮断部を有する接地容器１０３の中に組み込まれる構成でもよい。さらに、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。
【００２６】
次に、図２〜図５に、図１で示した操作箱１０４内に収納するばね操作機構４００を模式図で示す。図２及び図３は、ばね操作機構４００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しており、図３から図５に変化するにしたがって、順に開閉接点の開閉動作が進行する。図に示すように、ばね操作機構４００は、筐体１と小筐体６１とで構成されており、小筐体６１は筐体１に付設されるように、ボルト等で締結されている。
【００２７】
図３に、ばね操作機構４００の区分を示す。ばね操作機構４００は、主軸４及び遮断ばね２６などを有する遮断操作部４０３と、カム軸２及び投入ばね２８などを有する投入操作部４０４と、投入ばね２８の駆動力を保持開放する投入制御機構４０２と、遮断ばね２６の駆動力を保持開放する引き外し機構４０１と、図５に示す投入ばね蓄勢装置４０５とで構成されている。
【００２８】
図４は遮断動作が終了した状態を示す図であり、図５は投入動作が終了した状態を示す図である。図５において、投入ばね２８は開放状態となっている。この図５の状態の後に、投入ばね２８を圧縮して図２の状態に戻す。以上の動作については、後に詳細に説明する。
【００２９】
投入操作部４０４及び投入ばね蓄勢装置４０５の構造を図３及び図５を用いて説明する。筐体１内に回動自在に支持された回転軸２の一端にカム３が取り付けられ、他端に大歯車５２が取り付けられている。大歯車５２の中間部には、投入ばねリンク２７の一端が回動自在に取り付けられている。投入ばねリンク２７の他端部にはばね受３５が取り付けられており、投入ばね２８の一端側を保持している。投入ばね２８は、投入ばねリンク２７の外周に配置されており、ばね受３５の反対側が筐体１によって保持されている。小歯車５１には図示を省略した電動機から駆動力が伝達され、投入ばねを蓄勢する際には小歯車５１が駆動側、大歯車５２が従動側となる。投入動作では、逆に大歯車５２が駆動側、小歯車５１が従動側となる。
【００３０】
投入制御機構４０２の構造を、図３を用いて説明する。カム３に取り付けられたローラ１８に係合可能に投入ラッチ１９が設けられている。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に回動自在に取り付けられている。投入ラッチ１９のＶ字形の一端にはカム３のローラ１８に係合する係合部１９ｂが形成されており、投入ラッチ１９のＶ字形の他端にはローラ２１が取り付けられている。また、投入ラッチ１９のＶ字形の他端と軸１９ａの中間部には、一端が筐体１に固定された復帰ばね２０が取り付けられている。
【００３１】
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軸２２ａに回動自在に取り付けられている。回転軸２２ａは筐体１に回転自在に支持されている。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。
【００３２】
遮断操作部４０３の構造を、図３を用いて説明する。主軸４には、略Ｙ字型の主レバー５の中間部が取り付けられており、主レバー５の２つの端部には、ローラ６、７が取り付けられている。また、主レバー５の残りの端部には遮断ばねリンク２５の一端がピン２５ａを介して回動自在に取り付けられている。遮断ばねリンク２５の他端にはフランジ３４が取り付けられており、遮断ばねリンク２５の外周に配置された遮断ばね２６を保持している。遮断ばね２６は、フランジ３４で保持された端部の反対側を筐体１で保持されている。
【００３３】
すなわち、上述した絶縁材６４、リンク６５、４節リンク機構と、主レバー５、遮断ばねリンク２５、フランジ３４によって、開閉接点を構成する可動接触子６３と固定接触子６２を接離する方向に駆動する動力伝達機構が形成されている。そして、遮断ばね２６が、動力伝達機構を介して可動接触子６３を固定接触子６２から引き離す方向に駆動力を付与する構成となっている。
【００３４】
遮断操作部４０３に隣り合って、引き外し機構４０１が配置されている。図３を用いて引き外し機構４０１の構造を説明する。筐体１に固定した軸８ａに中間部を回動自在に、軸８ａ部で折れ曲がった形状の遮断ラッチ８が取り付けられている。遮断ラッチ８の一端部に形成された係合部８ｂは、主レバー５の一端に設けたローラ７に係合されており、遮断ラッチ８の他端部にはローラ１０が取り付けられている。また、軸８ａと遮断ラッチ８の係合部８ｂとの中間部に、遮断ラッチ８を元の位置に復帰させる復帰ばね９の一端部が取り付けられている。この復帰ばね９の他端部は、筐体１に固定されている。
【００３５】
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、第２トリガレバー１１が配置されている。第２トリガレバー１１の中間部は、小筐体６１に支持された軸１１ａに回動自在に取り付けられている。また、第２トリガレバー１１は軸１１ａ部で折れ曲がった形状に形成されており、第２トリガレバー１１における軸１１ａとローラ１３との中間部に、小筐体６１に一端が固定された第２トリガレバー１１を元の位置に復帰させる復帰ばね１２の一端部が取り付けられている。第２トリガレバー１１がローラ１０と係合する係合部１１ｂの反対側の端部にはローラ１３が取り付けられている。そして、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が、その先端部がローラ１３に当接するように配置されている。遮断トリガ１４ａの先端部は曲面に形成されている。
【００３６】
遮断トリガ１４ａの略Ｌ字の角部は軸１４ｃに取り付けられている。軸１４ｃは小筐体６１に回動自在に支持されており、水平方向に伸びる第１トリガレバー１４ｂが取り付けられている。そして、この第１トリガレバー１４ｂに当接可能に引き外し用ソレノイド２０１のプランジャ２１１が配置されている。また、遮断トリガ１４ａの中間部には、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が取り付けられている。復帰ばね９、１２、１５は、図２に示す投入保持状態で圧縮状態にある。なお、本実施形態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。
【００３７】
このように、遮断ラッチ８によって、遮断ばね２６の蓄勢状態を保持する位置で動力伝達機構の動きを拘束するラッチ機構が形成されている。そして、第２トリガレバー１１、遮断トリガ１４ａ、第１トリガレバー１４ｂ、引き外し用ソレノイド２０１などによって、ラッチ機構による動力伝達機構の拘束を解除する引き外し操作部が形成されている。つまり、引き外し機構４０１は、ラッチ機構及び引き外し操作部により構成されている。
【００３８】
次に、引き外し操作部の詳細を図６〜図９を用いて説明する。引き外し操作部の構成は、２サイクル遮断などの高速遮断用と３サイクルあるいは５サイクルなどの低速遮断用で異なっている。図６及び図７は、高速遮断用及び低速遮断用の引き外し操作部の正面図を示しており、また、図８及び図９は、高速遮断用及び低速遮断溶の引き外し操作部の底面図を示している。
【００３９】
図６及び図７において、低速遮断用の引き外し操作部には添字の１を、高速遮断用の引き外し操作部には添字の２を付して説明する。ｇ１及びｇ２は遮断器の投入保持状態でのソレノイドプランジャ２１１と第１トリガレバー１４ｂとの間のギャップであり、ｇ１＞ｇ２に設定されている。ｋ１及びｋ２は第２トリガレバー１１に設けたローラ１３と遮断トリガ１４ａとの係合長さであり、ｋ１＝ｋ２に設定されている。すなわち、係合長さは遮断速度に依らず一定である。
【００４０】
ａ１及びａ２は遮断トリガの軸１４ｃの軸心からソレノイドプランジャ２１１の動作軸線に下ろした垂線の長さであり、ａ１＞ａ２に設定されている。ｂ１及びｂ２は遮断トリガの軸１４ｃの軸心から第２トリガレバー１１のローラ１３の外周面までの距離であり、ｂ１＜ｂ２に設定されている。すなわち、低速遮断用のレバー比ｒ１をｒ１＝ｂ１／ａ１と定義すると、高速遮断用のレバー比ｒ２とｒ１との関係はｒ２＞ｒ１になるように設定されている。このレバー比を１．５以上にすることにより、遮断トリガ１４ａとローラ１３との係合を速く解除することが可能なことがわかっており、高速遮断用はレバー比を大きくすることが好適である。
【００４１】
図８及び図９を用いて引き外し操作部を底面から見た配置を説明する。図に示すように、引き外し用ソレノイド２０１は、軸１４ｃの軸方向に沿って２個並列に配置されている。これは、定格電圧が２００ｋＶ以上の超高圧級のガス遮断器では、一般的に引き外し制御系を二重化して、一方が故障しても他方により確実に遮断動作を行うようにしているためである。
【００４２】
図８の高速遮断用では、引き外し用ソレノイド２０１の一方である２０１ａは遮断トリガ１４ａを直接押圧するように構成されている。これに対して、他方の引き外し用ソレノイド２０１ｂは第１トリガレバー１４ｂを押圧するように構成されている。第１トリガレバー１４ｂは遮断トリガ１４ａと平行で、小筐体６１の外側に設けられている。また、遮断トリガの軸１４ｃは軸受６２ａ、６２ｂで回動自在に支持されている。
【００４３】
図９の低速遮断用では、引き外し用ソレノイド２０１ａ、２０１ｂが第１トリガ１４ｂ及び１４ｄを押圧するように構成されている。したがって、高速遮断用に比べて遮断トリガの軸１４ｃは長くなり、軸受が６２ａ、６２ｂ、６２ｃのように３個設けられている。
【００４４】
以上のように、高速遮断用では引き外し用ソレノイド２０１ａが遮断トリガ１４ａを直接押圧するように構成したので、遮断トリガ１４周りの慣性質量を低速遮断用より軽減することができ、高速動作が可能となる。また、高速遮断用の方が遮断トリガの軸１４ｃを支持する軸受６２の数を低減することができ、安価に構成することが可能となる。
【００４５】
また、引き外し操作部は、異なる遮断速度仕様ごとに別部品として小筐体６１に収納され、共通の締結手段により筐体１に着脱可能に形成されている。これにより、引き外し操作部を収納する小筐体６１を交換するだけで、要求される異なる遮断速度に対応できる。また、筐体１に収納される各種の構成部品、動力伝達機構を構成する各種の部品などを遮断速度仕様によらず共通にすることができる。つまり、遮断器の設計又は製作の工数を低減することができる。特に、本発明の引き外し操作部を共通の締結手段により遮断器本体に着脱可能に形成することにより、引き外し操作部以外の遮断器本体を遮断速度仕様によらず共通にすることができるから、遮断器の標準化を図ることができる。
【００４６】
図１０に遮断動作前後の引き外し用ソレノイド２０１の状態を断面図で示す。右半分に遮断動作前を、左半分に遮断動作後を示す。プランジャ２１１は非磁性体であり、例えばＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）などで構成されている。プランジャ２１１と同軸上に磁性体で構成された可動鉄心２０２が固定されており、可動鉄心２０２に対向して固定鉄心２０３が設けられている。固定鉄心２０３の内部にはコイル２０４が収納されている。
【００４７】
遮断動作前には可動鉄心２０２と固定鉄心２０３との間にＸ１のギャップがあり、遮断指令が入力されるとコイル２０４が励磁され、鉄心に発生した磁場により可動鉄心２０２が固定鉄心２０３に吸引され、ギャップＸ１が序々に小さくなり、最終的に可動鉄心２０２が固定鉄心２０３にほぼ当接した状態で停止する。
【００４８】
コイルに定常電流が流れている状態でのソレノイドの吸引力は、図１１に示すように、可動鉄心２０２と固定鉄心２０３とのギャップＸ１に反比例する。即ちギャップＸ１が小さいほどソレノイドの吸引力Ｆが大きくなる。したがって、高速遮断用ではプランジャ２１１と遮断トリガ１４ｂとのギャップｇを小さくし、レバー比ｒ（ｒ＝ｂ／ａ）を大きくすることにより、ギャップＸ１を小さくしてソレノイドの吸引力が大きい領域ａを利用している。
【００４９】
つまり、高速遮断用と低速遮断用で、レバー比ｒあるいはギャップｇを異ならせることにより、要求される異なる遮断速度に対応することができる。
【００５０】
なお、高速遮断用と低速遮断用で、ソレノイドの可動鉄心２０２及び固定鉄心２０３の材質を変更してもよい。すなわち、高速遮断用には磁気特性の優れた材質を利用して、鉄心に発生する磁束密度を高めることにより、より大きな吸引力を得ることができ、要求される異なる遮断速度に対応することができる。
【００５１】
また、低速遮断用と高速遮断用ではコイル２０４の巻き数が異なっており、低速遮断用におけるコイル２０４の巻き数より高速遮断用におけるコイル２０４の巻き数の方が少なくなっている。図１２にコイル巻き数の相違によるコイルに流れる電流の過渡応答特性を模式的に表す。時刻ゼロで遮断指令が入力されると、コイルはインダクタンスにより即座には定常電流に達せず、図に示すように電流の増加が一旦停滞して波形に窪みが現れ、それから定常電流に向けて再度電流が上昇していく。この電流波形中の窪みが現れる箇所が、ソレノイドのプランジャ２１１がフルストロークした状態、すなわち可動鉄心２０２と固定鉄心２０３とのギャップＸ１がほぼゼロになった瞬間を表す。時刻ゼロから電流波形中に窪みが生じるまでの時間を応答時間と定義すると、高速遮断用のコイルは、低速遮断用のものより巻き数を少なくしているので、応答時間が速く、高速動作が可能である。
【００５２】
すなわち、高速遮断用と低速遮断用で、コイル２０４の巻き数を異ならせることによっても、要求される異なる遮断速度に対応することができる。
【００５３】
以上のように構成したガス遮断器１００の動作を以下に説明する。初めに図３に示した投入状態から遮断状態へ移行する動作について述べる。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。引き外し操作部の引き外し用ソレノイド２０１が励磁され、プランジャ２１１が突出する。プランジャ２１１が第１トリガレバー１４ｂを押圧する。その結果、遮断トリガ１４ａと第２トリガレバー１１との係合が外れる。
【００５４】
遮断トリガ１４ａとの係合が外れて、第２トリガレバー１１が回動自由になると、第２トリガレバー１１は遮断ラッチ８のローラ１０から押圧されているので、軸１１ａ回りに左回転する。回動が規制されていた遮断ラッチ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、遮断ラッチ８が軸８ａ回りに左回転する。主レバー５のローラ７と遮断ラッチ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の規制が外れるので、遮断ばね２６が放勢され、主レバー５が反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が放勢しきると遮断動作が終了する。主レバー５の端部のローラ６は、図４に示すようにカム３の外周面にほぼ当接して止まる。
【００５５】
図１に示す可動接触子６３の変位の時間変化を図１３に示す。遮断指令が入力した瞬間が時刻ゼロである。引き外し操作部において、各レバー同士の係合が解除されていない間は遮断ばね２６が放勢されないので、可動接触子が静止状態であり、図１３に示すように、時刻ゼロからストロークが変化しない。高速遮断用ではコイル２０４の応答時間が速く、遮断トリガ１４ａと第２トリガレバー１１のローラ１３との係合解除が速いので、低速遮断用に比べて可動接触子のストロークが開極位置に達するまでの時間ｔ１が、低速遮断用における開極位置に達するまでの時間ｔ２より速くなる。このようにして、引き外し操作部の変更により、１台のガス遮断器で高速遮断と低速遮断との切替を行うことができる。
【００５６】
次に、接点が遮断状態から図５に示す投入状態に移る動作を以下に説明する。図４に示す遮断状態で、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が下方向に突出し、投入トリガ２２を押圧する。投入トリガ２２が反時計回りに回動し、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。
【００５７】
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が反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るので、投入ばね２８のばね力が放勢され、投入ばねリンク２７が下方向に移動し、大歯車５２、回転軸２及びカム３が反時計回りに回転する。
【００５８】
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に当接して、主レバー５が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。
【００５９】
投入ばね２８が放勢しきると接点が投入される。なお、投入動作終了時に引き外し機構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力２６が保持される。投入動作が終了した状態が図５である。この状態で、遮断指令が入力されると、即座に遮断動作が可能となる。すなわち、遮断動作２回及び投入動作１回の駆動エネルギーを初回の遮断動作の前に蓄えておき、ＪＥＣ−２３００に規定された高速度再閉路の動作責務、Ｏ−０．３５秒―ＣＯ動作が可能となる。ここで、Ｏは遮断動作を、ＣＯは投入動作に引き続いて遮断動作を実行することである。
【００６０】
投入動作が終了した後に、投入ばねを蓄勢する動作を以下に説明する。図５において、図示を省略した電動機が歯車列を介して小歯車５１を時計回りに回転させると、小歯車５１と噛合う大歯車５２が反時計回りに回動する。これに伴い、投入ばねリンク２７が反時計回りに揺動し、投入ばね２８が圧縮される。大歯車５２がほぼ半回転を過ぎると図示しないリミットスイッチの指令により電動機が停止する。圧縮された投入ばね２８の駆動力により大歯車５２がさらに反時計回りに回転しようとするが、大歯車５２と同軸のカム３のローラ１８が投入レバー１９に、投入レバー１９が投入トリガ２２にそれぞれ係合しているので、カム３及び大歯車５２の回動が阻止され、投入ばね２８のばね力が保持される。これにより、図３に示すように接点が投入保持状態になり、遮断ばね２６と投入ばね２８が圧縮された初期状態に戻る。
【００６１】
以上、本発明によれば、引き外し操作部を交換するだけで、２サイクル遮断、３サイクル遮断、あるいは５サイクル遮断などの異なる遮断性能を有する遮断器を容易に製作することができる。また、引き外し機構の交換により１台のガス遮断器で遮断時間２サイクルと３サイクルとの切替を容易に実施することが可能となる。
【００６２】
なお、本実施形態において、引き外し操作部は、第１トリガレバー１４ｂ及び第２トリガレバー１１の２段構成としているが、これに限らず、例えば第１トリガレバー１４ｂの単独として、遮断トリガ１４ａの先端部が直接遮断ラッチ８のローラ１０に当接するように設けてもよい。また、トリガレバーの段数を３段以上にして構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態に係る電力用ガス遮断器の一実施例の正面図である。
【図２】本実施形態に係る電力用ガス遮断器の一実施例の模式図である。
【図３】図２に示した電力用ガス遮断器の操作器の区分を説明する図である。
【図４】図２に示した電力用ガス遮断器の操作を説明する図である。
【図５】図２に示した電力用ガス遮断器の操作を説明する図である。
【図６】高速遮断用の引き外し操作部の正面図である。
【図７】低速遮断用の引き外し操作部の正面図である。
【図８】高速遮断用の引き外し操作部の底面図である。
【図９】低速遮断用の引き外し操作部の底面図である。
【図１０】ソレノイドの動作前後の断面図である。
【図１１】ソレノイドの吸引力特性を説明する図である。
【図１２】ソレノイドコイルに流れる電流の時刻変化を説明する図である。
【図１３】可動接触子の変位の時刻変化を説明する図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  筐体
５  主レバー
８  遮断ラッチ
１１  第２トリガレバー
１４ａ  遮断トリガ
１４ｂ  第１トリガレバー
２６  遮断ばね
６１  小筐体
６２  固定接触子
６３  可動接触子
１００  ガス遮断器
２０１  引き外し用ソレノイド
２１１  プランジャ
４０１  引き外し機構
４０３  遮断操作部
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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