(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉器であって、
固定コンタクトと、
可動コンタクトと、
回転運動を直線運動に変換する駆動機構を介して、前記可動コンタクトを駆動するモータと、
前記モータを駆動制御する駆動制御装置とを備え、
前記駆動制御装置は、前記開閉器の開放動作時において、前記可動コンタクトの全移動範囲の一部における前記可動コンタクトの移動速度が、前記開閉器の投入動作時における前記可動コンタクトの移動速度よりも低速度になるように、前記モータの回転速度を制御し、
前記全移動範囲の一部は、アーク電流が消弧する遮断点を含む、開閉器。
【請求項２】
前記駆動制御装置は、開放動作の開始から、前記可動コンタクトの先端部が前記固定コンタクトから開離する第１の地点に到達するまでの間、第１の回転速度で回転するように前記モータを制御し、
前記駆動制御装置は、前記可動コンタクトの先端部が前記第１の地点を通過してから第２の地点に到達するまでの間、前記第１の回転速度よりも低速度の第２の回転速度で回転するように前記モータを制御し、
前記第１の地点から前記第２の地点までの間に、前記遮断点が含まれ、
前記駆動制御装置は、前記可動コンタクトの先端部が前記第２の地点を通過してから開放動作を完了するまでの間、前記第２の回転速度よりも高速度の第３の回転速度で回転するように前記モータを制御する、請求項１に記載の開閉器。
【請求項３】
前記駆動制御装置は、前記第１の回転速度および前記第３の回転速度が、前記開閉器の投入動作時における前記モータの回転速度に等しくなるように、前記モータを制御する、請求項２に記載の開閉器。
【請求項４】
前記モータは、誘導モータまたはユニバーサルモータであり、
前記駆動制御装置は、
入力された交流電圧を降圧する変圧器と、
交流電源を前記モータに直接接続するか、前記変圧器を介して前記交流電源を前記モータに接続するかを切り替える切り替え回路と、
前記切り替え回路の切り替え動作を制御する制御装置とを含む、請求項２または３に記載の開閉器。
【請求項５】
前記制御装置は、開放動作の開始から、前記可動コンタクトの先端部が前記第１の地点に到達するまでの間、前記交流電源を前記モータに直接接続するように前記切り替え回路を制御し、
前記制御装置は、前記可動コンタクトの先端部が前記第１の地点を通過してから前記第２の地点に到達するまでの間、前記変圧器を介して前記交流電源を前記モータに接続するように前記切り替え回路を制御し、
前記制御装置は、前記可動コンタクトの先端部が前記第２の地点を通過してから開放動作を完了するまでの間、前記交流電源を前記モータに直接接続するように前記切り替え回路を制御する、請求項４に記載の開閉器。
【請求項６】
前記モータは、ユニバーサルモータであり、
前記駆動制御装置は、
入力された直流電圧を分圧するための抵抗器と、
直流電源を前記モータに直接接続するか、前記抵抗器を介して前記直流電源を前記モータに接続するかを切り替える切り替え回路と、
前記切り替え回路の切り替え動作を制御する制御装置とを含む、請求項２または３に記載の開閉器。
【請求項７】
前記制御装置は、開放動作の開始から、前記可動コンタクトの先端部が前記第１の地点に到達するまでの間、前記直流電源を前記モータに直接接続するように前記切り替え回路を制御し、
前記制御装置は、前記可動コンタクトの先端部が前記第１の地点を通過してから前記第２の地点に到達するまでの間、前記抵抗器を介して前記直流電源を前記モータに接続するように前記切り替え回路を制御し、
前記制御装置は、前記可動コンタクトの先端部が前記第２の地点を通過してから開放動作を完了するまでの間、前記直流電源を前記モータに直接接続するように前記切り替え回路を制御する、請求項６に記載の開閉器。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の開閉器を接地開閉器として備える、ガス絶縁開閉装置。
【請求項９】
開閉器の制御方法であって、
前記開閉器は、
固定コンタクトと、
可動コンタクトと、
回転運動を直線運動に変換する駆動機構を介して、前記可動コンタクトを駆動するモータとを含み、
前記制御方法は、
前記開閉器の投入動作時に、前記投入動作の開始から完了まで、第１の回転速度で回転するように前記モータを制御するステップと、
前記開閉器の開放動作時に、前記可動コンタクトの全移動範囲の一部において、前記第１の回転速度よりも低速度の第２の回転速度で回転するように前記モータを制御するステップとを備え、
前記全移動範囲の一部は、アーク電流が消弧する遮断点を含む、開閉器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、開閉器、ガス絶縁開閉装置、および開閉器の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平８−２３７８２９号公報（特許文献１）は、定電圧小電流の電流遮断能力を有する開閉器を開示する。具体的に、この文献によれば、接触子の開離速度を大きくするため可動接触子全体が極数変換または周波数変換装置などで制御された電動機によって駆動される。さらに可動接触子に取付けられた圧縮ばねによって開極時に可動接触子が加速される。これにより、可動アーク接触子の開極直後の開離速度はピークを有する最大速度となる（段落［０００４］を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２３７８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ガス絶縁機器の機器体格の縮小化が検討されたり、ＳＦ６ガスの代替ガスとして消弧性能の低いガスの採用が検討されたりしている。この場合、従来の可動接触子の駆動方法では、電流遮断に要する接触子間の距離が不足し、十分な電流遮断性能が得られないという問題が生じる。【０００５】
本開示は、上記の問題点を考慮したものであり、その目的の１つは、十分な電流遮断能力を有するモータ駆動方式の開閉器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態の開閉器は、固定コンタクトと、可動コンタクトと、回転運動を直線運動に変換する駆動機構を介して、可動コンタクトを駆動するモータと、モータを駆動制御する駆動制御装置とを備える。駆動制御装置は、開閉器の開放動作時において、可動コンタクトの全移動範囲の一部における可動コンタクトの移動速度が、開閉器の投入動作時における可動コンタクトの移動速度よりも低速度になるように、モータの回転速度を制御する。全移動範囲の一部は、アーク電流が消弧する遮断点を含む。
【発明の効果】
【０００７】
上記の実施形態によれば、開閉器の開放動作時において、可動コンタクトの全移動範囲の一部における可動コンタクトの移動速度が低速度になるように、モータの回転速度を制御するので、十分な電流遮断能力を有するモータ駆動方式の開閉器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】モータ駆動方式の開閉器の全体構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の開閉器の投入動作を説明するための断面図である。
【図３】実施の形態１の開閉器において投入動作時の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１の開閉器の開放動作を説明するための断面図である。
【図５】実施の形態１の開閉器において開放動作時の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２の開閉器において、交流電源または直流電源によって動作する駆動制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】誘導モータの速度−トルク特性の一例を示す図である。
【図８】実施の形態２の開閉器において投入動作時の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２の開閉器において開放動作時の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】ガス絶縁開閉装置の構成を示す結線図である。
【図１１】送電線の事故時におけるガス絶縁開閉装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】接地開閉器の誘導電流遮断責務について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、各実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰り返さない。
【００１０】
実施の形態１．
［開閉器の全体構成］
図１は、モータ駆動方式の開閉器の全体構成の一例を示すブロック図である。開閉器２０は、モータ２２と、駆動制御装置２１と、駆動機構３０と、可動コンタクト３１と、固定コンタクト３２と、ロータリースイッチ２９とを備える。モータ２２および駆動制御装置２１は、交流電源１５によって動作する。モータ２２および駆動制御装置２１に代えて、直流電源４６によって動作するモータ４９および駆動制御装置４７を用いることもできる。
【００１１】
モータ２２および４９の各々は、駆動機構３０を介して可動コンタクト３１を駆動する。モータ２２として、たとえば、誘導電動機または交流駆動の交流整流子モータ（ユニバーサルモータとも称する）を用いることができる。モータ４９として直流駆動のユニバーサルモータを用いることができる。モータ２２では、固定子巻線に印加される交流駆動電圧Ｖｄの制御によって回転速度の制御が可能である。誘導電動機の場合には、極数の変換、二次抵抗制御、一次周波数制御などを用いても速度制御が可能である。モータ４９も同様に、直流駆動電圧Ｖｄの制御によって回転速度の制御が可能である。なお、速度制御可能であり、起動直後に十分なトルクが得られるものであれば、他の種類のモータを利用することもできる。
【００１２】
駆動制御装置２１および４７は、上位の制御装置（不図示）から受けた投入指令および開放指令に従ってモータ２２および４９をそれぞれ駆動制御することにより、開閉器２０を投入および開放させる。特に駆動制御装置２１および４７は、開放動作時に、ロータリースイッチ２９から受信する可動コンタクト３１の位置情報に基づいてモータ２２および４９の回転速度をそれぞれ変更する。さらに、駆動制御装置２１および４７の制御によって、モータ２２および４９の回転方向がそれぞれ変更できる。駆動制御装置２１は、交流電源１５から供給された交流電源電圧Ｖｓに基づいて動作する。駆動制御装置４７は、直流電源４６から供給された直流電源電圧Ｖｓに基づいて動作する。
【００１３】
駆動機構３０は、モータ出力軸２３の回転運動を可動コンタクト３１の直線運動に変換する。図１に示すように、一例として、駆動機構３０は、減速機構２４と連結機構２６とを含む。
【００１４】
減速機構２４は、モータ出力軸２３の回転運動をより低速の操作軸２５の回転運動に変換する。減速機構２４として、たとえば、歯車減速機を用いることができる。
【００１５】
連結機構２６は、操作軸２５の回転運動を、駆動軸２７および駆動軸２７に固着された駆動レバー２８の回転運動に伝達する。駆動レバー２８の回転運動は、図示しないスライダクランク機構などによって可動コンタクト３１の直線運動に変換される。
【００１６】
ロータリースイッチ２９は、駆動軸２７が予め定められた角度だけ回転したことを検出する。これにより、可動コンタクト３１が定められた位置に到達したことが検出できる。ロータリースイッチ２９の検出信号は、駆動制御装置２１または４７に送信される。なお、ロータリースイッチ２９は、駆動軸２７に代えて、操作軸２５またはモータ出力軸２３に取り付けてもよい。
【００１７】
［開閉器の投入動作］
図２は、実施の形態１の開閉器の投入動作を説明するための断面図である。投入動作を入動作とも称する。投入動作時には、コンタクトの消耗を抑制するためにモータ２２または４９は定格回転速度で回転するように制御される。
【００１８】
図２（Ａ）は、投入動作の開始時の状態を示す。可動コンタクト３１は固定コンタクト３２に対して大きく離間した位置にある。なお、固定コンタクト３２は、シールド３３内に配置される。
【００１９】
図２（Ｂ）は、投入動作の完了時の状態を示す。可動コンタクト３１の凸部が固定コンタクト３２の凹部に嵌め込まれ、固定コンタクト３２の凸部が可動コンタクト３１の凹部に嵌め込まれることによって、可動コンタクト３１と固定コンタクト３２とが結合している。
【００２０】
図３は、実施の形態１の開閉器において投入動作時の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。以下では、交流電源１５で動作するモータ２２および駆動制御装置２１の場合について説明するが、モータ２２および駆動制御装置２１に代えて、直流電源４６で動作するモータ４９および駆動制御装置４７を用いる場合も同様である。
【００２１】
図３を参照して、ステップＳ１００において、駆動制御装置２１は、開閉器２０の投入指令を受ける。
【００２２】
次のステップＳ１１０において、駆動制御装置２１は、モータ２２を始動し、始動後速やかに定格回転速度でモータ出力軸２３が回転するようにモータ２２を制御する。
【００２３】
その次のステップＳ１２０において、駆動制御装置２１は、ロータリースイッチ２９からの信号に基づいて可動コンタクト３１が投入動作の完了位置に達したことを検知すると、モータ２２を停止する。
【００２４】
［開閉器の開放動作］
開放動作時には、可動コンタクト３１と固定コンタクト３２の間を流れる交流アーク電流の電流ゼロ点でアークを完全に消弧する必要がある。また、モータ２２または４９の回転速度が投入動作と同じ定格回転速度に制御されている場合には、遮断位置にばらつきが生じる。したがって、遮断位置のばらつきを小さくし、電流ゼロ点となる時間を十分に確保する必要がある。このために、駆動制御装置２１および４７は、開放動作時のモータ２２および４９を低回転速度でそれぞれ駆動することにより、可動コンタクト３１の移動速度を低速度にする。以下、図４を参照して具体的に説明する。以下では、交流電源１５で動作するモータ２２および駆動制御装置２１の場合について説明するが、モータ２２および駆動制御装置２１に代えて、直流電源４６で動作するモータ４９および駆動制御装置４７を用いる場合も同様である。
【００２５】
図４は、実施の形態１の開閉器の開放動作を説明するための断面図である。開放動作を切動作とも称する。
【００２６】
図４（Ａ）は、開放動作の開始時の状態を示す。図４（Ａ）の状態は、図２（Ｂ）に示す投入動作の完了時の状態に対応している。
【００２７】
図４（Ｂ）は、可動コンタクト３１の先端部が固定コンタクト３２と開離する開離点（第１の地点）に到達した状態を示す。開放動作の開始時から可動コンタクト３１の先端部が開離点に到達するまでの間、駆動制御装置２１は投入動作時と同じ定格回転速度で回転するようにモータ２２を制御する。これにより、可動コンタクト３１は定格速度で駆動される。
【００２８】
図４（Ｃ）は、可動コンタクト３１の先端部が、アークが消弧する遮断点付近に到達した状態を示す。可動コンタクト３１の先端部が開離点（第１の地点）を通過してから第２の地点に到達するまでの間、駆動制御装置２１は低回転速度で回転するようにモータ２２を制御する。これにより、可動コンタクト３１は低速度で駆動される。第２の地点は、開閉器２０の遮断点付近であり、第１の地点と第２の地点との間に遮断点が存在する。上記のモータ２２の低回転速度とは、たとえば、定格回転速度の５０％〜７０％程度である。
【００２９】
図４（Ｄ）は、開放動作の完了時の状態を示す。可動コンタクト３１が遮断点を通過してから開放動作の完了時までの間、駆動制御装置２１はモータ２２を投入動作時と同じ定格回転速度で動作させる。これにより、可動コンタクト３１は定格速度で駆動される。
【００３０】
図５は、実施の形態１の開閉器において開放動作時の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。以下では、交流電源１５で動作するモータ２２および駆動制御装置２１の場合について説明するが、モータ２２および駆動制御装置２１に代えて、直流電源４６で動作するモータ４９および駆動制御装置４７を用いる場合も同様である。
【００３１】
図５を参照して、ステップＳ２００において、駆動制御装置２１は、開閉器２０の開放指令を受ける。
【００３２】
次のステップＳ２１０において、駆動制御装置２１は、モータ２２を始動し、始動後速やかに定格回転速度（第１の回転速度）でモータ出力軸２３が回転するようにモータ２２を制御する。
【００３３】
その次のステップＳ２２０において、駆動制御装置２１は、ロータリースイッチ２９からの信号に基づいて可動コンタクト３１の先端部が開離点（第１の地点）に達したことを検知する。
【００３４】
その次のステップＳ２３０において、駆動制御装置２１は、定格回転速度よりも低回転速度（第２の回転速度）で回転するようにモータ２２を制御する。第２の回転速度は第１の回転速度の５０％〜７０％程度であることが一例として挙げられるが、この数値に限定されるものでない。
【００３５】
その次のステップＳ２４０において、駆動制御装置２１は、ロータリースイッチ２９からの信号に基づいて可動コンタクト３１の先端部が遮断点付近である第２の地点に達したことを検知する。第１の地点と第２の地点との間に、アーク電流が消弧する遮断点が存在する。
【００３６】
その次のステップＳ２５０において、駆動制御装置２１は、定格回転速度（より一般的には、第２の回転速度よりも高速の第３の回転速度）で回転するようにモータ２２を制御する。
【００３７】
その次のステップＳ２６０において、駆動制御装置２１は、ロータリースイッチ２９からの信号に基づいて可動コンタクト３１が開放動作の完了位置に達したことを検知すると、モータ２２を停止する。
【００３８】
以上をまとめると、駆動制御装置２１は、開放動作時における可動コンタクト３１の全移動範囲の一部（すなわち、第１の地点から第２の地点までの間）において、可動コンタクト３１の移動速度が投入動作時の場合よりも低速度となるように、モータ２２の回転速度を制御する。さらに、駆動制御装置２１は、開放動作時の可動コンタクト３１の全移動範囲の一部（すなわち、第１の地点から第２の地点までの間）において、可動コンタクト３１の移動速度が、全移動範囲の他の部分における可動コンタクト３１の移動速度よりも低速度になるように、モータ２２の回転速度を制御する。
【００３９】
［実施の形態１の効果］
以上のとおり、実施の形態１の開閉器２０によれば、駆動制御装置２１および４７は、開放動作時に、アーク電流が消弧する遮断点付近において投入動作時よりも低速で可動コンタクト３１が移動するようにモータ２２および４９の回転速度をそれぞれ制御する。これにより、遮断位置のばらつきを抑制できるとともに、アーク電流を確実に遮断できる。結果として、可動コンタクト３１と固定コンタクト３２との間の最大離隔距離をより小さくして機器体格を縮小しても、十分な電流遮断性能を有する開閉器を提供できる。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態２では、駆動制御装置２１および４７の具体的な構成例を示す。モータ２２として誘導モータが用いられ、モータ４９としてユニバーサルモータが用いられる。モータ２２として、誘導モータに代えてユニバーサルモータを用いてもよい。
【００４１】
図６は、実施の形態２の開閉器において、交流電源または直流電源によって動作する駆動制御装置の構成例を示すブロック図である。図６（Ａ）は交流電源１５によって動作する駆動制御装置２１の構成例を示し、図６（Ｂ）は直流電源４６によって動作する駆動制御装置４７の構成例を示す。図６（Ａ）では、簡単のために単相交流回路を流れる電流の行きの線と帰りの線とを併せて１本の線で表している。
【００４２】
［駆動制御装置２１の構成］
図６（Ａ）を参照して、駆動制御装置２１は、モータ２２を駆動する駆動回路３４と、駆動回路３４を制御する制御装置３６とを含む。
【００４３】
駆動回路３４は、切り替え回路ＳＷＣと変圧器３５とを含む。切り替え回路ＳＷＣは、一例として、第１の節点Ｎ１と第２の節点Ｎ２との間に接続された第１のスイッチＳＷ１と、第１のスイッチＳＷ１と並列かつ互いに直列に接続された第２のスイッチＳＷ２とを含む。第１の節点Ｎ１はモータ２２の固定子巻線に接続され、第２の節点Ｎ２は交流電源１５に接続される。変圧器３５は、１次側に供給された交流電源１５の電源電圧を低電圧に変換した降圧電圧を２次側から出力する。たとえば、変圧器３５の変圧比は０．５に設定されるが、この値に限定されるものではない。上記の構成によれば、切り替え回路ＳＷＣは、交流電源１５をモータ２２の固定子巻線に直接接続するか、変圧器３５を介して交流電源１５をモータ２２の固定子巻線に接続するかを切り替えることができる。
【００４４】
図６（Ａ）に示すように、制御装置３６は、一例としてＣＰＵ３７とメモリ３８とを含むコンピュータを基に構成される。ＣＰＵ３７は、メモリ３８に格納されたプログラムを実行することによって、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉動作を制御する。プログラムは、磁気的または光学的な手段によってプログラムを非一時的に記憶する記憶媒体によって提供されてもよいし、ネットワークを介して提供されてもよい。なお、制御装置３６の機能は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）またはＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）などの電子回路によって実現されてもよい。
【００４５】
制御装置３６は、モータ２２を定格回転速度で回転させる場合、スイッチＳＷ１をオンにし、スイッチＳＷ２をオフにする。これにより、交流電源１５はモータ２２に直接接続されるので、交流電源１５の電源電圧によってモータ２２が駆動される。
【００４６】
一方、制御装置３６は、モータ２２を低回転速度で回転させる場合、スイッチＳＷ１をオフにし、スイッチＳＷ２をオンにする。これにより、変圧器３５を介して交流電源１５がモータ２２に接続されるので、変圧器３５によって交流電源１５の電源電圧が低電圧に変換された降圧電圧がモータ２２に供給される。これにより、交流電源１５の電源電圧がそのままモータ２２に供給される場合よりも、モータ２２の回転速度を低減できる。
【００４７】
［駆動制御装置４７の構成］
図６（Ｂ）を参照して、駆動制御装置４７は、モータ４９を駆動する駆動回路４８と、駆動回路４８を制御する制御装置３６とを含む。
【００４８】
駆動回路４８は、切り替え回路ＳＷＣと、抵抗器４４と、分圧抵抗器４５とを含む。切り替え回路ＳＷＣは、一例として、第１の節点Ｎ３と第２の節点Ｎ４との間においてモータ４９と直列に接続された第１のスイッチＳＷ１と、モータ４９および第１のスイッチＳＷ１の全体と並列かつ互いに直列に接続された抵抗器４４および分圧抵抗器４５とを含む。駆動回路４８は、さらにスイッチＳＷ２を含む。スイッチＳＷ２は、スイッチＳＷ１とモータ４９との間の節点Ｎ５と、抵抗器４４と分圧抵抗器４５との間の節点Ｎ６との間を接続する。直流電源４６は、節点Ｎ３と節点Ｎ４との間に接続される。上記の構成によれば、切り替え回路ＳＷＣは、直流電源４６をモータ４９に直接接続するか、抵抗器４４を介して直流電源４６をモータ４９に接続するかを切り替えることができる。
【００４９】
制御装置３６は、モータ４９を定格回転速度で回転させる場合、スイッチＳＷ１をオンにし、スイッチＳＷ２をオフにする。この場合、モータ４９は、直流電源４６に直接接続される。したがって、モータ４９には、抵抗器４４および分圧抵抗器４５の全体に印加される電圧と等しい電圧、すなわち直流電源４６の電源電圧が供給される。
【００５０】
一方、制御装置３６は、モータ４９を低回転速度で回転させる場合、スイッチＳＷ１をオフにし、スイッチＳＷ２をオンにする。この場合、直流電源４６の出力電圧は、抵抗器４４および分圧抵抗器４５によって分圧される。したがって、モータ４９は抵抗器４４を介して直流電源４６に接続され、モータ４９には分圧抵抗器４５に印加される電圧が供給される。
【００５１】
以下、電圧制御による誘導モータの速度制御の原理について簡単に説明する。図７は、誘導モータの速度−トルク特性の一例を示す図である。
【００５２】
図７では、誘導モータにおいて、固定子巻線に印加される電圧が定格電圧Ｖｒの場合と、定格電圧よりも小さい０．８５Ｖｒ、０．７Ｖｒ、０．５Ｖｒの場合とにおけるトルクＴとすべりｓとの関係を示す出力トルク曲線が示されている。回転子の回転速度は、同期速度の（１−ｓ）倍に等しい。
【００５３】
実際の回転子の回転速度は、出力トルク曲線と負荷トルク曲線との交点によって決定される。図７に示すように、可動コンタクト３１を駆動する誘導モータの場合、回転速度が小さいほど負荷トルクが小さくなる。したがって、固定子巻線の印加電圧が定格電圧Ｖｒから０．８５Ｖｒ、０．７Ｖｒ、０．５Ｖｒと減少するにつれて、モータ２２の動作点はＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の順により低回転速度の方向に変化する。この結果、モータ２２の回転速度を、固定子巻線への印加電圧によって制御できる。
【００５４】
［駆動制御装置の動作］
次に、駆動制御装置２１を構成する制御装置３６による駆動回路３４の制御動作、ならびに駆動制御装置４７を構成する制御装置３６による駆動回路４８の制御動作について説明する。駆動制御装置２１の場合の制御動作と駆動制御装置４７の場合の制御動作とは同様であるので、以下の説明では、後者の場合について括弧をつけて記載する。
【００５５】
図８は、実施の形態２の開閉器において投入動作時の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。図８のフローチャートにおいて、図３のフローチャートの対応するステップには同一または類似の参照符号が付されている。
【００５６】
図８を参照して、初期状態において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２はいずれも開状態である。ステップＳ１００において、制御装置３６は、開閉器２０の投入指令を受ける。
【００５７】
次のステップＳ１１０Ａにおいて、制御装置３６は、駆動回路３４（４８）のスイッチＳＷ１を閉状態にする。これにより、モータ２２（４９）が始動し、始動後速やかに定格回転速度で第１の方向に回転する。
【００５８】
その次のステップＳ１２０Ａにおいて、制御装置３６は、ロータリースイッチ２９からの信号に基づいて可動コンタクト３１が投入動作の完了位置に達したことを検知すると、スイッチＳＷ１を開状態にする。これにより、モータ２２（４９）が停止する。
【００５９】
図９は、実施の形態２の開閉器において開放動作時の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。図９のフローチャートにおいて、図５のフローチャートの対応するステップには同一または類似の参照符号が付されている。駆動制御装置２１の場合の制御動作と駆動制御装置４７の場合の制御動作とは同様であるので、以下の説明では、後者の場合について括弧をつけて記載する。
【００６０】
図９を参照して、初期状態において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２はいずれも開状態である。ステップＳ２００において、制御装置３６は、開閉器２０の開放指令を受ける。制御装置３６は、駆動回路３４（４８）とモータ２２（４９）の固定子巻線との接続を、投入動作の場合とは逆極性になるように切り替える。
【００６１】
次のステップＳ２１０Ａにおいて、制御装置３６は、駆動回路３４（４８）のスイッチＳＷ１を閉状態にする。これにより、モータ２２（４９）の固定子巻線に定格電圧が印加されるので、モータ２２（４９）が始動する。そして、モータ２２（４９）は、始動後速やかに定格回転速度すなわち第１の回転速度で、第１の方向と逆方向の第２の方向に回転する。
【００６２】
その次のステップＳ２２０において、制御装置３６は、ロータリースイッチ２９からの信号に基づいて可動コンタクト３１の先端部が開離点すなわち第１の地点に達したことを検知する。
【００６３】
その次のステップＳ２３０Ａにおいて、制御装置３６は、駆動回路３４（４８）のスイッチＳＷ１を開状態にし、スイッチＳＷ２を閉状態にする。これにより、モータ２２（４９）の固定子巻線に、定格電圧よりも低電圧の降圧電圧が印加されるので、モータ２２（４９）は、定格回転速度よりも低回転速度すなわち第２の回転速度で回転する。第２の回転速度は一例として第１の回転速度の５０％〜７０％程度が挙げられるが、この数値に限定されるものではない。
【００６４】
その次のステップＳ２４０において、制御装置３６は、ロータリースイッチ２９からの信号に基づいて可動コンタクト３１の先端部が遮断点付近である第２の地点に達したことを検知する。第１の地点と第２の地点との間に、アーク電流が消弧する遮断点が存在する。
【００６５】
その次のステップＳ２５０Ａにおいて、制御装置３６は、駆動回路３４（４８）のスイッチＳＷ２を開状態にし、スイッチＳＷ１を閉状態にする。これにより、モータ２２（４９）の固定子巻線に定格電圧が印加されるので、モータ２２（４９）は、定格回転速度で回転する。より一般的には、モータ２２（４９）は、第２の回転速度よりも高速の第３の回転速度で回転する。
【００６６】
その次のステップＳ２６０Ａにおいて、制御装置３６は、ロータリースイッチ２９からの信号に基づいて可動コンタクト３１が開放動作の完了位置に達したことを検知すると、スイッチＳＷ１を開状態にする。これにより、モータ２２（４９）が停止する。
【００６７】
［実施の形態２の効果］
以上のとおり、実施の形態２の開閉器によれば、交流電源１５から交流電圧が供給される場合には、変圧器を用いて誘導モータまたはユニバーサルモータの固定子巻線に印加される交流電圧を制御するという簡便な方法で、可動コンタクト３１の駆動用のモータ２２の速度制御を実現できる。また、直流電源４６から直流電圧が供給される場合には、抵抗器４４および分圧抵抗器４５を用いてユニバーサルモータに供給される直流電圧を制御するという簡便な方法で、可動コンタクト３１の駆動用のモータ４９の速度制御を実現できる。この結果、実施の形態１の場合と同様に、十分な電流遮断性能を有する開閉器を提供できる。
【００６８】
実施の形態３．
実施の形態３では、実施の形態１，２で説明した開閉器を、ガス絶縁開閉装置の接地開閉器として用いた例について説明する。
【００６９】
［ガス絶縁開閉装置の構成］
図１０は、ガス絶縁開閉装置の構成を示す結線図である。図１０を参照して、ガス絶縁開閉装置４０は、母線４１（電源側）から引き出された線路４２上（負荷側）に設けられる。
【００７０】
ガス絶縁開閉装置４０は、遮断器ＣＢと、接地極付き断路器ＤＳ１，ＤＳ２と、接地開閉器ＥＳとを含む。これらの構成要素は、絶縁ガスが封入された金属容器（不図示）内に設置される。
【００７１】
図１０に示すように、断路器ＤＳ１は、遮断器ＣＢと母線４１との間の線路４２上に設けられる。断路器ＤＳ２は、遮断器ＣＢに関して母線４１と反対側の線路４２上に設けられる。接地開閉器ＥＳは、断路器ＤＳ２に関して母線４１と反対側の線路４２上の接続点と接地極との間に接続される。
【００７２】
［ガス絶縁開閉装置の動作］
図１１は、送電線の事故時におけるガス絶縁開閉装置の動作を示すフローチャートである。ガス絶縁開閉装置４０は、保護リレー４３からの制御指令に従って動作する。
【００７３】
ステップＳ３００は通常時の動作を示す。保護リレー４３は、遮断器ＣＢおよび断路器ＤＳ１，ＤＳ２を閉状態に制御し、接地開閉器ＥＳを開状態に制御する。
【００７４】
次にステップＳ３１０において、保護リレー４３は、線路４２上の事故点Ｆにおいて事故が発生したことを検出する。事故検出に基づいて、保護リレー４３は、ステップＳ３２０において、遮断器ＣＢを開状態にする。これによって送電が停止し、事故点Ｆのアークが消滅する。
【００７５】
さらに、次のステップＳ３３０において、保護リレー４３は、断路器ＤＳ１，ＤＳ２を開状態にする。さらに、その次のステップＳ３４０において、保護リレー４３は、接地開閉器ＥＳを閉状態する。これによって、遮断器ＣＢおよび線路４２が零電圧になる。
【００７６】
事故の除去が完了すると（ステップＳ３５０）、保護リレー４３は、ステップＳ３６０において、接地開閉器ＥＳを開状態にする。さらに、次のステップＳ３７０において、保護リレー４３は、断路器ＤＳ１，ＤＳ２を閉状態にする。さらに、その次のステップＳ３８０において、保護リレー４３は、遮断器ＣＢを閉状態にする。これによって送電が再開される。
【００７７】
［実施の形態３の効果］
ガス絶縁開閉装置を構成する接地開閉器は、誘導電流遮断責務を満足する必要がある。以下、誘導電流遮断責務について簡単に説明する。以下では、平行二回線送電において、通常運転をしている送電回線５２から停止回線５１が電磁誘導および静電誘導の影響を受ける例について説明する。なお、三相送電線において、健全相の送電線から故障相の送電線が電磁誘導および静電誘導の影響を受ける場合も同様に考えることができる。
【００７８】
図１２は、接地開閉器の誘導電流遮断責務について説明するための図である。図１２（Ａ）は、電磁誘導によって接地開閉器ＥＳ１に誘導電流ＩＣが流れる場合を示し、図１２（Ｂ）は、静電誘導によって接地開閉器ＥＳ１に誘導電流ＩＣが流れる場合を示す。
【００７９】
図１２（Ａ）を参照して、停止回線５１の両端の接地開閉器ＥＳ１，ＥＳ２が閉状態になっている場合、停止回線５１と接地開閉器ＥＳ１，ＥＳ２と大地とによって閉回路が構成される。このため、送電回線５２を流れる電流よって生じた磁界Ｈによって、この閉回路に誘導電流ＩＣが流れる。したがって、接地開閉器ＥＳ１を閉状態から開状態に切り替える場合に、接地開閉器ＥＳ１は電磁誘導による誘導電流ＩＣを確実に遮断する必要がある。
【００８０】
図１２（Ｂ）を参照して、停止回線５１の一端側の接地開閉器ＥＳ１が閉状態であり、停止回線５１の他端側の接地開閉器ＥＳ２が開状態の場合、停止回線５１と大地との間で閉回路は構成されない。この場合、停止回線５１は送電回線５２から静電容量Ｃ１を介した静電誘導の影響を受ける。この結果、静電容量Ｃ２を介して停止回線５１から大地に誘導電流ＩＣが流れる。したがって、接地開閉器ＥＳ１を閉状態から開状態に切り替える場合に、接地開閉器ＥＳ１は静電誘導による誘導電流ＩＣを確実に遮断する必要がある。
【００８１】
ここで、実施の形態３のガス絶縁開閉装置４０における接地開閉器ＥＳとして、実施の形態１および実施の形態２で説明した開閉器２０を用いることによって、十分な電流遮断性能を実現できる。したがって、誘電電流遮断責務を確実に満足する接地開閉器を提供できる。
【００８２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この出願の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８３】
１５  交流電源、２０  開閉器、２１，４７  駆動制御装置、２２，４９  モータ、２３  モータ出力軸、２９  ロータリースイッチ、３０  駆動機構、３１  可動コンタクト、３２  固定コンタクト、３４，４８  駆動回路、３５  変圧器、３６  制御装置、３７  ＣＰＵ、３８  メモリ、４０  ガス絶縁開閉装置、４１  母線、４２  線路、４３  保護リレー、４６  直流電源、ＣＢ  遮断器、ＤＳ１，ＤＳ２  断路器、ＥＳ  接地開閉器、Ｎ１  第１の節点、Ｎ２  第２の節点、ＳＷ１，ＳＷ２  スイッチ、ＳＷＣ  切り替え回路。
【要約】
開閉器（２０）は、固定コンタクト（３２）と、可動コンタクト（３１）と、回転運動を直線運動に変換する駆動機構（３０）を介して、可動コンタクト（３１）を駆動するモータ（２２，４９）と、モータ（２２，４９）を駆動制御する駆動制御装置（２１，４７）とを備える。駆動制御装置（２１，４７）は、開閉器（２０）の開放動作時において、可動コンタクト（３１）の全移動範囲の一部における可動コンタクト（３１）の移動速度が、開閉器（２０）の投入動作時における可動コンタクト（３１）の移動速度よりも低速度になるように、モータ（２２，４９）の回転速度を制御する。上記の全移動範囲の一部は、アーク電流が消弧する遮断点を含む。【図１】
0006945754.tif 000002
【図２】
0006945754.tif 000003
【図３】
0006945754.tif 000004
【図４】
0006945754.tif 000005
【図５】
0006945754.tif 000006
【図６】
0006945754.tif 000007
【図７】
0006945754.tif 000008
【図８】
0006945754.tif 000009
【図９】
0006945754.tif 000010
【図１０】
0006945754.tif 000011
【図１１】
0006945754.tif 000012
【図１２】
0006945754.tif 000013