(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧電動機と高圧電源ラインとの間に気中開閉器を設け、この気中開閉器内の手動操作される複数の接点により、前記電源ラインと前記電動機とを正相に接続する回路と、前記電源ラインと前記電動機とを逆相に接続する回路とを並列に構成し、前記気中開閉器の状態を検出し、この気中開閉器が手動操作中でなく、かついずれか一方の回路のみが閉成されているときに限り前記電源ラインを活性化させる論理部を設けたことを特徴とする高圧配電盤。
【請求項２】
前記論理部は、前記正相用の回路の操作捍が閉成位置にあることが検出されている場合か、前記逆相用の回路の操作捍が閉成位置にあることが検出され、かつ逆運転モードが指定されている場合かに限り電源ラインの活性化を許容し、前記正相用の回路の操作捍が閉成位置にないことが検出され、かつ前記逆相用の回路の操作捍が閉成位置にないことが検出されている場合か、逆運転モードが指定されていないのに前記逆相用の回路の操作捍が閉成位置にあることが検出されている場合かであれば、前記気中開閉器が状態異常であると判断することを特徴とする請求項１記載の高圧配電盤。
【請求項３】
前記論理部は、前記正相用、逆相用の回路の操作捍を収納した扉が閉じられているときのみ、前記電源ラインの活性化の許容及び前記気中開閉器の状態異常の判断を実行することを特徴とする請求項２記載の高圧配電盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧電動機のための高圧配電盤に係り、特に、高圧電動機の正逆運転が安全操作により可能で安価に構成される高圧配電盤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
石炭・鉱石等を集積場から払い出すためのコンベアの駆動には高圧電動機が使用される。電圧は、例えば６．６ＫＶである。このような高圧電動機に高圧電を印加する開閉器には、真空中で接点が開閉される高圧真空コンタクタが使用される。空気中で接点を開閉操作すると焼き付きが問題となるからである。
【０００３】
コンベアに雪が積もった場合には、コンベアを運転することにより雪を排除することができる。雪を排除するときには、コンベアを荷の払い出し時とは逆方向に運転することになる。このためには、高圧電動機に逆相に高圧電を印加するための回路が必要になる。その逆相用の回路にも、開閉器には高圧真空コンタクタを使用することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、雪が積もったときだけ通電する逆相用の回路であっても高圧真空コンタクタを使用しなくてはならない。しかし、高圧真空コンタクタは非常に高価であるため、逆相用の回路のように通電頻度の少ない設備は過剰設備ということになってしまう。
【０００５】
本出願人は、従来、送電線等に使用されている手動操作式の開閉器である気中開閉器を使用することにより、高圧電動機の正逆運転を行う高圧配電盤を安価な構成で実現できないかと考えた。しかし、このためには、操作の安全性を高める必要がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、高圧電動機の正逆運転が安全操作により可能で安価に構成される高圧配電盤を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、高圧電動機と高圧電源ラインとの間に気中開閉器を設け、この気中開閉器内の手動操作される複数の接点により、前記電源ラインと前記電動機とを正相に接続する回路と、前記電源ラインと前記電動機とを逆相に接続する回路とを並列に構成し、前記気中開閉器の状態を検出し、この気中開閉器が手動操作中でなく、かついずれか一方の回路のみが閉成されているときに限り前記電源ラインを活性化させる論理部を設けたものである。
【０００８】
前記論理部は、前記正相用の回路の操作捍が閉成位置にあることが検出されている場合か、前記逆相用の回路の操作捍が閉成位置にあることが検出され、かつ逆運転モードが指定されている場合かに限り電源ラインの活性化を許容し、前記正相用の回路の操作捍が閉成位置にないことが検出され、かつ前記逆相用の回路の操作捍が閉成位置にないことが検出されている場合か、逆運転モードが指定されていないのに前記逆相用の回路の操作捍が閉成位置にあることが検出されている場合かであれば、前記気中開閉器が状態異常であると判断してもよい。
【０００９】
前記論理部は、前記正相用、逆相用の回路の操作捍を収納した扉が閉じられているときのみ、前記電源ラインの活性化の許容及び前記気中開閉器の状態異常の判断を実行してもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１１】
図１に示されるように、本発明に係る高圧配電盤は、電源ライン１の活性化を実行する高圧真空遮断器（以下、ＶＣＢという）２と、電源ライン１を高圧電動機３に正相／逆相に接続する気中開閉器４と、気中開閉器４の状態を検出してＶＣＢ２を制御する論理部５とからなる。なお、電源は３相交流である。
【００１２】
図２に示されるように、気中開閉器内の６個の接点２１〜２６により、電源ライン１と電動機３とを正相に接続する回路２７と、電源ライン１と電動機３とを逆相に接続する回路２８とが並列に構成されている。
【００１３】
ＶＣＢは、図示しないが、３相用の接点と、その接点を開閉する電磁石と、接点の操作スイッチを収納する引き出しと、引き出しの位置を検出するＶＣＢ位置検出スイッチとからなる。ＶＣＢ位置検出スイッチは、引き出しが完全に閉じられているとき作動するものである。一方、操作スイッチは、オペレータが引き出しを開けなければ操作できないようになっている。従って、引き出しが完全に閉じられていなければ、接点を閉じないという論理を構成することにより、作業の安全性を高めることができる。本発明の高圧配電盤では、ＶＣＢ２の引き出しを開けてから気中開閉器４を操作し、作業の最後にＶＣＢ２の引き出しを閉じるという作業手順を行うとよい。
【００１４】
気中開閉器４は、図３に示されるように、扉付きの筐体３１と、扉３２の位置を検出する扉位置検出スイッチ３３と、前記した６個の接点（図示せず）と、各接点を手動操作で開閉するための操作捍３４と、操作捍の位置を検出する操作捍位置検出スイッチ（図示せず）とからなる。扉位置検出スイッチ３３は、例えば、扉３２が閉じているとき、扉３２によって押されるマイクロスイッチである。操作捍３４は、支点を中心に、切位置（開放位置）と入位置（閉成位置）とに傾斜させることができる。操作捍位置検出スイッチは、操作捍３４が入位置に傾斜しているとき、操作捍３４によって押されるリミットスイッチである。
【００１５】
高圧配電盤には、例えば、気中開閉器の扉３２に、逆運転モードを指定するための操作スイッチ及び状態異常をリセットするためのリセットスイッチが設けられている。逆運転モードは、前記した雪の排除のようにコンベアを逆方向に運転する場合にオペレータが特に指定するものである。コンベアを通常方向に運転する場合は、逆運転モードを指定しない。
【００１６】
論理部５は、図４に示されるように、気中開閉器４の状態及びＶＣＢ２の状態を示す複数の入力の組み合わせに対し複数の出力を生成するものである。即ち、入力として、ＶＣＢ２の引き出しが閉じていることを示す「ＶＣＢ接続位置」４１、正相用の回路の操作捍３４が閉成位置にあることを示す「正相閉成」４２、逆運転モードが指定されていることを示す「逆運転モード」４３、逆相用の回路の操作捍３４が閉成位置にあることを示す「逆相閉成」４４、扉３２が閉じられていることを示す「扉閉」４５、状態異常をリセットする「リセット」４６が設けられている。出力としては、電源ライン１を活性化させる「気中開閉器運転可能」４７、気中開閉器が状態異常であることを示す「気中開閉器状態異常」４８、状態異常の信号を自己保持してなる「状態異常保持」４９が設けられている。
【００１７】
論理部５は、シーケンサ、リレー回路、電子回路等で構成することができる。また、論理部５に付随して、高圧配電盤の例えば気中開閉器の扉３２に表示器を設け、「気中開閉器状態異常」４８或いは「状態異常保持」４９を表示するとよい。
【００１８】
論理部５の論理を説明する。
【００１９】
まず、「逆相閉成」４４と「逆運転モード」４３との論理積ａにより、逆相用の回路２８の操作捍３４が閉成位置にあることが検出され、かつ逆運転モードが指定されているという論理が成立する。この論理積ａと「正相閉成」４２、即ち正相用の回路２７の操作捍３４が閉成位置にあることが検出されているという論理、との論理和ｂにより、電源ライン１の活性化を許容する条件が特定される。この条件と「ＶＣＢ接続位置」４１と「扉閉」４５との論理積ｃにより、「気中開閉器運転可能」４７が成立する。従って、ＶＣＢ２の引き出しが完全に閉じられていない場合、即ち、オペレータがＶＣＢ２の引き出しを開けて操作スイッチを操作しているとき、引き出しを閉じるのを忘れているときなどは、ＶＣＢ２の接点が閉じられることがない。また、気中開閉器４の扉が閉じられていない場合、即ち、オペレータが操作捍３４を操作しているとき、扉３２を閉じるのを忘れているときなどは、ＶＣＢ２の接点が閉じられることがない。そして、ＶＣＢ２の引き出しが完全に閉じられ、かつ気中開閉器４の扉３２が閉じられている場合において、通常運転にて正相用の回路２７が閉成されているか、逆運転モードにて逆相用の回路２８が閉成されているときに限り、ＶＣＢ２の接点が閉じられ、気中開閉器内の正相用回路２７或いは逆相用回路２８に通電が行われる。
【００２０】
「逆相閉成」４４と「逆運転モード」４３の反転論理ｄとの論理積ｅにより、逆運転モードが指定されていないのに逆相用の回路２８の操作捍３４が閉成位置にあることが検出されているという論理が成立する。このように逆運転モードでないのに逆相用の回路２８が閉成されるのは矛盾である。また、「正相閉成」４２の反転論理ｆと「逆相閉成」４４の反転論理ｇとの論理積ｈにより、正相用の回路２７の操作捍３４が閉成位置にないことが検出され、かつ逆相用の回路２８の操作捍３４が閉成位置にないことが検出されているという論理が成立する。つまり、正相用、逆相用どちらの回路も閉成されておらず、電源ライン１が開放になっていることになる。これら論理積ｅ及び論理積ｈは、それぞれ「扉閉」４５との論理積ｉ，ｊに供される。また、「ＶＣＢ接続位置」４１と「扉閉」４５の反転論理ｋとの論理積ｍにより、ＶＣＢ２の引き出しが完全に閉じられているのに、気中開閉器４の扉３２が閉じられていないという論理が成立する。これは、ＶＣＢ２の引き出しを開けてから気中開閉器４を操作し、作業の最後にＶＣＢ２の引き出しを閉じるという作業手順に反する。
【００２１】
これらの論理積ｉ，ｊ，ｍは、いずれも異常な状態を示すものであり、論理積ｉ，ｊ，ｍの論理和ｎにより、「気中開閉器状態異常」４８が成立する。
【００２２】
このような状態異常では、電源ライン１の活性化を禁止することは勿論、原因が除去されるまで禁止を解除しないのがよい。そこで、「気中開閉器状態異常」４８と自己保持信号との論理和ｐが設けられている。ｑは、保持素子である。いったん状態異常という判断がなされた後には、保持素子ｑが作動し、「状態異常保持」４９が保持される。「状態異常保持」４９は、「気中開閉器状態異常」４８が解消された状態で、「リセット」４６が入力されるまで保持される。これにより、オペレータが原因除去作業を終了し、運転再開の目的でリセットスイッチを操作するまで、状態異常の表示が継続する。
【００２３】
ただし、「扉閉」４５が成立しなければ、論理積ｉ，ｊは成立しない。即ち、気中開閉器４の扉３２が閉じられていなければ、状態異常の判断を保留することになる。これは、オペレータが操作捍３４を操作しているときは、操作捍３４の位置が過渡的で確定していないから状態異常とはいえないからである。論理積ｉ，ｊの働きに論理積ｃの働きを併せると、扉３２が閉じられているときのみ、電源ライン１の活性化の許容及び気中開閉器４の状態異常の判断を実行していることになる。
【００２４】
次に、前記した高圧配電盤の評価試験として、作業手順外の操作を行い動作結果を観測した。
【００２５】
▲１▼正方向運転試験
気中開閉器内において正相用の回路が閉成した状態で、以下の操作を行う。
【００２６】
（１）ＶＣＢ接続位置で扉を開ける。結果は、重故障表示である。
【００２７】
（２）上記のときにコンベアを起動する。結果は、コンベアが起動されない。
【００２８】
（３）上記のときに扉を閉じてコンベアを起動する。結果は、コンベアが正常に起動される。
【００２９】
（４）コンベア動作中に扉を開ける。結果は、コンベア停止。
【００３０】
▲２▼逆方向運転試験
気中開閉器内において逆相用の回路が閉成した状態で、以下の操作を行う。
【００３１】
（１）ＶＣＢ接続位置で扉を開ける。結果は、重故障表示である。
【００３２】
（２）上記のときにコンベアを起動する。結果は、コンベアが起動されない。
【００３３】
（３）上記のときに扉を閉じてコンベアを起動する。結果は、コンベアが正常に起動される。
【００３４】
（４）コンベア動作中に扉を開ける。結果は、コンベア停止。
【００３５】
▲３▼インターロック試験
気中開閉器内において正相用、逆相用の回路を共に開放した状態で、以下の操作を行う。
【００３６】
（１）扉を閉じ、ＶＣＢ接続位置とする。結果は、重故障表示である。
【００３７】
（２）上記のときにコンベアを起動する。結果は、コンベアが起動されない。
【００３８】
（３）扉を開け、ＶＣＢ接続位置とする。結果は、重故障表示である。
【００３９】
（４）上記のときにコンベアを起動する。結果は、コンベアが起動されない。
【００４０】
以上の評価試験によれば、作業手順外の操作を行うと電動機が停止し状態異常が表示されるので、操作の安全性が高いと評価できる。
【００４１】
なお、上記実施形態では、操作捍３４が入位置に傾斜しているとき、操作捍３４によって押されるリミットスイッチにより、「正相閉成」４２の信号を取り出し、「正相閉成」４２の反転論理ｆにより、正相用の回路の操作捍が閉成位置にないことを検出したが、操作捍３４が切位置に傾斜しているとき、操作捍３４によって押されるリミットスイッチを設け、このリミットスイッチから「正相開放」の信号を取り出してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００４３】
（１）安価な気中開閉器を使用しているので、高圧配電盤を安価な構成で実現できる。
【００４４】
（２）気中開閉器の手動操作中、或いは手順外操作の場合に、電源ラインが活性化されることがないので、安全操作ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す高圧配電盤の回路概略図である。
【図２】図１の気中開閉器内の回路詳細図である。
【図３】気中開閉器の構造図である。
【図４】図１の論理部の回路詳細図である。
【符号の説明】
１  電源ライン
３  高圧電動機
４  気中開閉器
５  論理部
２７  正相用の回路
２８  逆相用の回路
３２  扉
３４  操作捍
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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