(57)【要約】【課題】  閉路動作中でも確実に開路動作を行う電磁アクチュエータを提供する。【解決手段】  接離自在の一対の接点３、４を閉路させる閉路コイル１８および開路させる開路コイル１９と、前記接点３、４の閉路時に閉路から開路に切り替わる閉路用リミットスイッチ１２と、この接点３、４の閉路時に開路から閉路に切り替わる開路用リミットスイッチ１３と、前記閉路用リミットスイッチ１２の閉路時に前記閉路コイル１８を励磁する閉路用リレーと、前記開路用リミットスイッチ１３の閉路時に前記開路コイル１９を励磁する開路用リレーとを備え、前記開路用リミットスイッチ１３は、前記閉路用リミットスイッチ１２が閉路から開路に切り替わった後、開路から閉路に切り替わることを特徴とする。【選択図】  図１
2007109503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接離自在の一対の接点を閉路させる閉路コイルおよび開路させる開路コイルと、
前記接点の閉路時に閉路から開路に切り替わる閉路用リミットスイッチと、
この接点の閉路時に開路から閉路に切り替わる開路用リミットスイッチと、
前記閉路用リミットスイッチの閉路時に前記閉路コイルを励磁する閉路用リレーと、
前記開路用リミットスイッチの閉路時に前記開路コイルを励磁する開路用リレーとを備え、
前記開路用リミットスイッチは、前記閉路用リミットスイッチが閉路から開路に切り替わった後、開路から閉路に切り替わることを特徴とする電磁アクチュエータの制御方法。
【請求項２】
前記閉路用リミットスイッチが閉路から開路に切り替わって前記閉路コイルの電流が遮断された後、前記開路コイルが励磁されるように、前記開路用リミットスイッチが開路から閉路に切り替わることを特徴とする請求項１に記載の電磁アクチュエータの制御方法。
【請求項３】
前記開路用リミットスイッチの開路から閉路への切り替わりは、前記閉路コイルの電流が遮断される以前であって、
前記開路用リレーの動作時間の以前であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電磁アクチュエータの制御方法。
【請求項４】
接離自在の一対の接点を有する遮断部と、
前記遮断部に連結された可動軸に設けられ、前記遮断部の閉路時に閉路から開路に切り替わる閉路用リミットスイッチ、および前記遮断部の閉路時に開路から閉路に切り替わる開路用リミットスイッチと、
前記閉路用リミットスイッチの閉路時に励磁される閉路コイル、および前記開路用リミットスイッチの閉路時に励磁される開路コイルを有する電磁アクチュエータからなる操作機構部とを備え、
前記電磁アクチュエータが閉路動作を行い、前記閉路用リミットスイッチが閉路から開路に切り替わった後、前記開路用リミットスイッチが開路から閉路に切り替わり閉路動作を行うことを特徴とする開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉器を開閉操作する電磁アクチュエータの制御方法およびそれを用いた開閉器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の真空遮断器および真空開閉器などの開閉器の操作機構においては、開路、閉路操作を行うために、必要な操作力を発生させる電磁アクチュエータを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この種の開閉器は、図３に示すように、図示上段から電流を遮断する遮断部１ａ、遮断部１ａの閉路時に接触荷重を加えるワイプバネ部１ｂ、および図示最下段に遮断部１ａを開閉操作する操作機構部１ｃが配置され構成されている。なお、図３において、図示右に閉路状態、図示左に開路状態を示している。
【０００４】
遮断部１ａには、真空絶縁容器２内に接離自在の一対の接点３、４を有する真空バルブ５が設けられている。真空バルブ５の固定側は、上部導体６に固定されている。また、真空バルブ５の可動側には、下部導体７が設けられ、軸方向に移動自在の絶縁操作ロッド８が連結されている。
【０００５】
ワイプバネ部１ｂには、絶縁操作ロッド８に連結されたワイプバネ９を収納したワイプバネフォルダ１０が設けられている。ワイプバネ９により、一対の接点３、４の接触時に接触荷重が加わるようになっている。また、ワイプバネフォルダ１０には、後述する操作ロッド１１が連結されている。操作ロッド１１には、図示しない開閉器の固定部材に固定された閉路用リミットスイッチ１２および開路用リミットスイッチ１３が、操作ロッド１１が移動したときに開閉するように設けられている。
【０００６】
操作機構部１ｃには、開閉操作時の操作力を発生させる電磁アクチュエータ１４が設けられている。電磁アクチュエータ１４は、磁路を形成するためのヨーク１５、ヨーク１５内を移動するように設けられた磁性体のアーマチュア１６、アーマチュア１６を移動もしくは閉路保持をする永久磁石１７、永久磁石１７の外周に配置された閉路コイル１８および開路コイル１９、アーマチュア１６に固定されヨーク１５を貫いた非磁性体の操作ロッド１１、およびヨーク１５の図示下部の開口部を塞ぐ非磁性体のストッパープレート２０から構成されている。また、電磁アクチュエータ１４は、下部固定部材２１に固定され、下部固定部材２１内の操作ロッド１１端に操作ロッド１１を開路方向に移動するように付勢した開路バネ２２が設けられている。
【０００７】
電磁アクチュエータ１４の制御回路には、図４に示すように、直流電源２３間に、図示しない制御室からの信号で開閉器を閉路させる閉路指令スイッチ２４、開閉器の閉路途中で閉路から開路に切り替わる閉路用リミットスイッチ１２、および閉路用リレー２５が直列に接続されている。また、閉路用リレー２５が動作したときに閉路する閉路用補助スイッチ２６と閉路コイル１８とが直列に接続されている。
【０００８】
また、直流電源２３間には、図示しない制御室からの信号で開閉器を開路させる開路指令スイッチ２７、開閉器の閉路途中で閉路用リミットスイッチ１２が開路されたとき、同時に開路から閉路に切り替わる開路用リミットスイッチ１３、および開路用リレー２８が直列に接続されている。また、開路用リレー２８が動作したときに閉路する開路用補助スイッチ２９と開路コイル１９とが直列に接続されている。
【０００９】
そして、閉路状態にする場合には、図５に示すように、閉路指令スイッチ２４を時間ｔ１に閉路する。すると、閉路用リレー２５が励磁され、数ｍｓの所定の動作時間ｔｘを経て時間ｔ２に閉路用補助スイッチ２６が閉路し、閉路コイル１８に電流が流れる。これにより、アーマチュア１６が閉路方向に移動を開始し、真空バルブ５の接点３、４が接触する。接触する途中の時間ｔ３においては、閉路用リミットスイッチ１２が閉路から開路に切り替わる。すると、閉路用リレー２５の励磁が解除されて時間ｔ４に閉路用補助スイッチ２６が開路し、閉路コイル１８の電流が遮断される。遮断後においては、アーマチュア１６が永久磁石１７に吸引され、閉路状態が保持される。
【００１０】
ここで、開路用リミットスイッチ１３は、閉路用リミットスイッチ１２が閉路から開路に切り替わると同時に、開路から閉路に切り替わるようになっている。
【００１１】
開路状態にする場合には、開路指令スイッチ２７を時間ｔ５に閉路する。すると、開路用リレー２８が励磁され、開路用リミットスイッチ１３が切り替わった時間ｔ３から数ｍｓの所定の動作時間ｔｙを経て時間ｔ６に開路用補助スイッチ２９が閉路し、開路コイル１９に電流が流れる。これにより、永久磁石１７の吸引力に打ち勝ってアーマチュア１６が開路方向に移動し、真空バルブ５の接点３、４が開離する。開路途中において開路用リミットスイッチ１３が閉路から開路に切り替わる。すると、開路用リレー２８の励磁が解除され、開路用補助スイッチ２９が開路し、開路コイル１９の電流が遮断される。その後、開路バネ２２により開路状態が保持される。
【特許文献１】特開２００２−２７０４２３号公報  （第４ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の従来の電磁アクチュエータ１４においては、次のような問題がある。
【００１３】
開閉器を閉路した直後に主回路が過電流などで異常となり、直ちに開路させる場合において、開路するまでの時間が長くなることがある。図５に示すように、時間ｔ２に閉路コイル１８が励磁され、遮断される時間ｔ４までの間に、開路指令スイッチ２７が時間ｔ５に閉路されると、時間ｔ４以前の時間ｔ３に開路用リミットスイッチ１３が開路から閉路に切り替わっているので、開路用リレー２８の動作時間ｔｙ後の時間ｔ６から開路コイル１９に電流が流れ始める。
【００１４】
これは、閉路コイル１８が励磁されている状態において、開路コイル１９が励磁されることである。その結果、開路コイル１９による起磁力が低減し、アーマチュア１６の移動が遅くなる。即ち、遮断性能が低下してしまうことになる。
【００１５】
このため、閉路コイル１８が励磁されている閉路動作中においても、開路指令スイッチ２７が閉路されると、開路コイル１９が充分に励磁され、確実に開路動作をし得る制御方法が望まれていた。
【００１６】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、閉路動作中に開路指令が与えられた場合でも確実に開路動作をし得る電磁アクチュエータの制御方法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】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の電磁アクチュエータの制御方法は、接離自在の一対の接点を閉路させる閉路コイルおよび開路させる開路コイルと、前記接点の閉路時に閉路から開路に切り替わる閉路用リミットスイッチと、この接点の閉路時に開路から閉路に切り替わる開路用リミットスイッチと、前記閉路用リミットスイッチの閉路時に前記閉路コイルを励磁する閉路用リレーと、前記開路用リミットスイッチの閉路時に前記開路コイルを励磁する開路用リレーとを備え、前記開路用リミットスイッチは、前記閉路用リミットスイッチが閉路から開路に切り替わった後、開路から閉路に切り替わることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、開閉器を閉路させる閉路コイルの電流が遮断された後に、開閉器を開路させる開路コイルが励磁されるようにしているので、閉路動作中に開路指令が与えられても、開路コイルの強い起磁力により確実に開路動作をさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００２０】
本発明の実施例に係る電磁アクチュエータの制御方法を図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る電磁アクチュエータを用いた開閉器の構成を示す図、図２は、本発明の実施例に係る電磁アクチュエータの制御回路の動作を示すチャート図である。なお、各図において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。また、電磁アクチュエータを動作させる制御回路は、図４と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
図１に示すように、開閉器は、図示上段から電流を遮断する遮断部１ａ、遮断部１ａの閉路時に接触荷重を加えるワイプバネ部１ｂ、および図示最下段に遮断部１ａを開閉操作する操作機構部１ｃが配置され構成されている。なお、図１において、図示右に閉路状態、図示左に開路状態を示している。
【００２２】
遮断部１ａには、真空絶縁容器２内に接離自在の一対の接点３、４を有する真空バルブ５が設けられている。真空バルブ５の固定側は、図示しない開閉器の固定部材に固定されている上部導体６に固定されている。また、真空バルブ５の可動側には、下部導体７が設けられ、軸方向に移動自在に摺動接触する可動導体を介して絶縁操作ロッド８が連結されている。
【００２３】
ワイプバネ部１ｂには、絶縁操作ロッド８に連結されたワイプバネ９を収納したワイプバネフォルダ１０が設けられている。ワイプバネ９により、一対の接点３、４の接触時に接触荷重が加わるようになっている。また、ワイプバネフォルダ１０には、後述する操作ロッド１１が連結されている。操作ロッド１１には、図示しない開閉器の固定部材に固定された閉路用リミットスイッチ１２および開路用リミットスイッチ１３が、操作ロッド１１が移動したときに開閉動作するように設けられている。この操作ロッド１１は、ワイプバネ９、絶縁操作ロッド８を介して遮断部１ａに連結され、接点３、４を開閉する可動軸となる。
【００２４】
ここで、開路用リミットスイッチ１３の動作は、閉路用リミットスイッチ１２よりも遅く動作するように設けられている。即ち、閉路時に、操作ロッド１１が移動して開路用リミットスイッチ１３が開路から閉路への切り替わりが、閉路用リミットスイッチ１２が切り替わるときよりも遅く切り替わるようになっている。例えば、閉路用リミットスイッチ１２と開路用リミットスイッチ１３とを離隔して配置すれば、それぞれのリミットスイッチ１２、１３の開閉動作に時間差を付けることができる。
【００２５】
操作機構部１ｃには、開閉操作時の操作力を発生させる電磁アクチュエータ１４が設けられている。電磁アクチュエータ１４は、磁路を形成するためのヨーク１５、ヨーク１５内を移動するように設けられた磁性体のアーマチュア１６、アーマチュア１６を移動もしくは閉路保持をする永久磁石１７、永久磁石１７の外周に配置された閉路コイル１８および開路コイル１９、アーマチュア１６に固定されヨーク１５を貫いた非磁性体の操作ロッド１１、およびヨーク１５の図示下部の開口部を塞ぐ非磁性体のストッパープレート２０から構成されている。また、電磁アクチュエータ１４は、下部固定部材２１に固定され、下部固定部材２１内の操作ロッド１１端に操作ロッド１１を開路方向に移動するように付勢した開路バネ２２が設けられている。
【００２６】
次に、閉路状態にする場合を図２を参照して説明する。
【００２７】
図２に示すように、閉路指令スイッチ２４を時間ｔ１に閉路する。すると、閉路用リレー２５が励磁され、数ｍｓの所定の動作時間ｔｘを経て時間ｔ２に閉路用補助スイッチ２６が閉路し、閉路コイル１８が励磁される。これにより、アーマチュア１６が閉路方向に移動を開始し、真空バルブ５の接点３、４の接触が完了する閉路途中の時間ｔ３において、閉路用リミットスイッチ１２が閉路から開路に切り替わる。すると、閉路用リレー２５の励磁が解除され、時間ｔ４に閉路用補助スイッチ２６が開路し、閉路コイル１８の電流が遮断される。遮断後においては、アーマチュア１６が永久磁石１７に吸引され、閉路状態が保持される。
【００２８】
ここで、開路用リミットスイッチ１３は、閉路用リミットスイッチ１２が切り替わる時間ｔ３よりも遅れた時間ｔ７に開路から閉路に切り替わるようになっている。即ち、閉路コイル１８の電流が遮断され（時間ｔ４）、電流が零になる時間ｔ８から数ｍｓの所定の動作時間ｔｙを考慮した以前の時間ｔ７に切り替わるようになっている（時間ｔ７＝ｔ８−ｔｙ）。動作時間ｔｙは予め開路用リレー２８の性能からその時間を把握できるので、時間ｔ７を設定することができる。
【００２９】
これにより、時間ｔ３の以前の時間ｔ５において、開路指令スイッチ２７が閉路されると、時間ｔ３に閉路用リミットスイッチ１２が切り替わるものの、開路用リミットスイッチ１３はこれよりも遅れた時間ｔ７に切り替わる。すると、開路用リレー２８の動作時間ｔｙを経て、時間ｔ８に開路用補助スイッチ２９が閉路し、開路コイル１９が励磁される。これにより、永久磁石１７の吸引力に打ち勝ってアーマチュア１６が開路方向に移動し、真空バルブ５の接点３、４が開離する。開路コイル１９は、閉路コイル１８側の影響を受けず励磁され、大きな起磁力でアーマチュア１６を移動させることができる。
【００３０】
開路途中においては、開路用リミットスイッチ１３が閉路から開路に切り替わり、開路用リレー２８の励磁が解除され、開路用補助スイッチ２９が開路して開路コイル１９の電流が遮断される。その後、開路バネ２２により開路状態が保持される。なお、開路時に、開路用リミットスイッチ１３が閉路から開路に切り替わるが、閉路用リミットスイッチ１２はその以前に開路から閉路に切り替わる。
【００３１】
上記実施例の電磁アクチュエータ１４の制御方法によれば、閉路コイル１８の電流が遮断された後、開路コイル１９が励磁されるように、開路用リミットスイッチ１３を開路から閉路に切り替えているので、閉路コイル１８が励磁されている閉路動作中においても、開路指令スイッチ２７が閉路されると、開路コイル１９が励磁され、その強い起磁力により確実に開路動作をさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例に係る電磁アクチュエータを用いた開閉器の構成を示す図。
【図２】本発明の実施例に係る電磁アクチュエータの制御回路の動作を示すチャート図。
【図３】従来の電磁アクチュエータを用いた開閉器の構成を示す図。
【図４】電磁アクチュエータを動作させる制御回路図。
【図５】従来の電磁アクチュエータの制御回路の動作を示すチャート図。
【符号の説明】
【００３３】
１ａ  遮断部
１ｂ  ワイプバネ部
１ｃ  操作機構部
２  真空絶縁容器
３、４  接点
５  真空バルブ
６  上部導体
７  下部導体
８  絶縁操作ロッド
９  ワイプバネ
１０  ワイプバネフォルダ
１１  操作ロッド
１２  閉路用リミットスイッチ
１３  開路用リミットスイッチ
１４  電磁アクチュエータ
１５  ヨーク
１６  アーマチュア
１７  永久磁石
１８  閉路コイル
１９  開路コイル
２０  ストッパープレート
２１  下部固定部材
２２  開路バネ
２３  直流電源
２４  閉路指令スイッチ
２５  閉路用リレー
２６  閉路用補助スイッチ
２７  開路指令スイッチ
２８  開路用リレー
２９  開路用補助スイッチ
【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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