開關器的製作方法

2023-06-30 18:34:12 1

本發明涉及受變電設備中所使用的電磁操作方式的斷路器等開關器。

背景技術：

在以往的斷路器中，出於提高系統內的可靠性的目的，有時會將開極側操作線圈雙重化，更可靠地進行開極操作。(例如參照專利文獻1、專利文獻2)此外，作為現有技術，有時會設定利用計時器產生的通電的時間延遲，使得不會對開極用和閉極用的雙方的操作線圈同時通電。(例如，參照專利文獻2)

此外，已知有通過將充電至電容器的能量通電到接入用或切斷用的線圈來進行勵磁，利用磁吸引力來驅動可動件的方式的電磁操作裝置(例如，參照專利文獻3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2007-323989號公報(圖8、圖9)

專利文獻2：日本實用新型實開平4-111237號(圖1、圖2)

專利文獻3：日本專利特開2012-129143號公報(圖1、圖2)

技術實現要素：

發明所要解決的技術問題

然而，在以往的專利文獻1或專利文獻2記載的斷路器中，構成為利用跳閘線圈的通電來解除操作裝置內的鎖存部的卡合，從而利用斷路彈簧的累積力來驅動操作裝置，因此，存在連結系統變得複雜、操作裝置變得大型的問題。此外，在如專利文獻3記載的開關裝置那樣操作裝置為電磁操作裝置的情況下，不採用機械性的鎖存部的卡合結構，而通過使充電至電容器的能量從控制部通電來驅動操作裝置，但在此情況下，將2種樣式的「電容器和控制部」相對於2個線圈分別單獨地並聯設置，獨立地進行控制(即利用2個系統的控制)。因而，2個控制部獨立地並聯連接，因此，若不協作控制兩個系統，則有可能會同時通電。即，若對開極用和閉極用的雙方的線圈同時通電，則存在電磁操作裝置不進行規定的開極或閉極的動作，無法進行開關器的規定的保護動作的問題。

本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在於提供一種可通過防止對開極用和閉極用的雙方的線圈同時通電來進行可靠動作的開關器。

解決技術問題的技術方案

本發明所涉及的開關器的特徵在於，包括：在電磁操作裝置內將可動件朝開關器的閉極側驅動的閉極用線圈；向所述閉極用線圈提供電能的閉極用電容器；連接在所述閉極用線圈及所述閉極用電容器之間，進行向所述閉極用電容器的充電和向所述閉極用線圈的通電的控制的閉極用控制部；在所述電磁操作裝置內將所述可動件朝開關器的開極側驅動的開極用線圈；向所述開極用線圈提供電能的開極用電容器；連接在所述開極用線圈及所述開極用電容器之間，進行向所述開極用電容器的充電和向所述開極用線圈的通電的控制的開極用控制部；對所述閉極用控制部或所述開極用控制部通電的第1聯鎖電路；在所述電磁操作裝置內將所述可動件朝開關器的開極側驅動的第2開極用線圈；向所述第2開極用線圈提供電能的第2開極用電容器；連接在所述第2開極用線圈及所述第2開極用電容器之間，進行向所述第2開極用電容器的充電和向所述第2開極用線圈的通電的控制的第2開極用控制部；及對所述第2開極用控制部通電的第2聯鎖電路，構成為基於表示所述第2開極用控制部在動作過程中的信號，阻止所述閉極用控制部的動作。

發明效果

根據本發明，能獲得可防止由2個控制部對開極用和閉極用的雙方的線圈同時通電、進行可靠動作的開關器。

附圖說明

圖1是表示本發明實施方式1中的斷路器的操作電路的概要圖。

圖2是表示實施方式1中的其它示例的概要圖。

圖3是表示本發明實施方式2中的斷路器的操作電路的概要圖。

圖4是表示本發明實施方式3中的斷路器的操作電路的概要圖。

具體實施方式

實施方式1

圖1是表示本發明實施方式1中的斷路器的操作電路的概念圖，以下，基於附圖說明本發明。

圖1中，電磁操作裝置1構成為包括相對於與斷路器(未圖示)等的可動觸點連接的可動件2，配置成包圍該可動件2的外周的開極用線圈1a、1c及閉極用線圈1b。為了驅動這種電磁操作裝置1，設置有操作電路10，該操作電路10包括：與電磁操作裝置1的各線圈1a、1b連接且用於提供操作所需的電能而產生電磁力的電容器3、4；具有對電容器3、4進行充電動作或放電動作(向線圈的通電)的切換、通電的開關功能的控制部3a、4a；及向這些控制部3a、4a提供驅動信號的聯鎖電路6a、7a。此處，控制部3a向開極用線圈1a提供電流，將可動件2向開極側驅動，控制部4a向閉極用線圈1b提供電流，將可動件2向閉極側驅動。

此外，在電容器3、4經由控制部3a、4a充電有電磁操作裝置1的開極及閉極所需的電能，輸入開極指令11a或閉極指令12a時，若滿足聯鎖條件，則經由聯鎖電路6a、6b向控制部3a、4a輸入指令，充電至電容器3、4的電能經由控制部3a、4a放電至開極用線圈1a、閉極用線圈1b，使電磁操作裝置1被驅動。

另外，構成為利用聯鎖電路6a、7a，僅將開極指令11a和閉極指令12a中的任一方輸入到控制部3a或控制部4a。此外，控制部3a、4a集中於電子基板，構成為一個控制單元10a。

進一步而言，也可如圖2所示，利用1個電容器21來構成開極用電容器和閉極用電容器。

對於以上那樣的電磁操作裝置1，為了使開極操作冗餘化，構成為追加開極用線圈1c，與該開極用線圈1c對應，追加電容器5及控制部5a，開極用線圈1a或開極用線圈1c中的任一方均能驅動電磁操作裝置1。作為設置這樣的2個開極用線圈的示例，考慮從開極用線圈1a之上起將開極用線圈1c重疊卷繞在同芯上，或者將開極用線圈1a和開極用線圈1c均以包圍電磁操作裝置1內的可動件2的方式在可動件2的軸向上並排配置。

此處，在構成為對向控制部5a提供驅動信號的聯鎖電路6b輸入與聯鎖電路6a、7a不同的獨立的開極指令11b的情況下，可考慮同時輸入閉極指令12a、開極指令11b。

在這樣同時輸入閉極指令12a、開極指令11b的情況下，電磁操作裝置1的可動件2同時受到開極側、閉極側的相反方向的力，其結果是有可能導致不良動作。

因而，本發明中，在控制部5a中，活用在指令輸入後立即變成接通、在向線圈的通電完成時變成關斷的觸點信號。即，構成為從向控制部5a輸入開極指令11b到開極用線圈1c的通電完成為止，輸出觸點信號13，該觸點信號13提供給聯鎖電路7a，阻止向控制部4a提供閉極指令12a。

此外，構成為在閉極用線圈1b通電時，從控制部4a輸出觸點信號14並提供給聯鎖電路6b，在輸入觸點信號14的期間，阻止向控制部5a提供開極指令11b。

通過這樣的構成，可防止閉極指令12a和開極指令11b同時提供給電磁操作裝置1。

另外，在閉極指令12a和開極指令11b重複的情況下，電磁力朝相同方向工作，因此，可設想為對電磁操作裝置的結構而言影響較小。

如上所述，在將開極側的裝置構成為雙重化系統的結構中，將表示動作狀態的觸點信號從控制部反饋到聯鎖電路，從而可防止電磁操作裝置1的動作不良。

另外，在實施方式1中，示出了將開極電路雙重化的情況，但可進一步增加操作電路，在多個控制部彼此之間監視觸點信號的輸出從而進行多重化。

實施方式2

圖3是表示本發明實施方式2中的斷路器的操作電路的概念圖，以下，基於圖3說明本發明。

圖3中，與圖1相同的標號表示相同或對應的結構，並省略其說明。

在該實施方式2中，示出並列設置利用相同製造裝置製造的控制單元10a和控制單元10b的結構。

此處，在僅使開極側操作電路冗餘化(雙重化)，而無需使閉極側操作電路冗餘化(雙重化)的情況下，考慮對閉極側操作電路的控制部4a、9a分岔輸入一個閉極指令12a，以使得控制部5a及控制部9a不會同時動作。此時，產生對閉極側的控制部9a連接電容器9及閉極用線圈的必要性，但在功能上無需將線圈與閉極用線圈1b雙重配置，因此，例如構成為連接模仿線圈的電阻8，且與電磁操作裝置1分開配置。

此處，若在不妨礙動作的程度內將電阻8的值事先設定得大於閉極用線圈1b，則可抑制通電電流，將電路的通電容量所涉及的形狀(電線的粗細、基板圖案寬度等)抑制得較小。進一步而言，電容器9也無需充電有對閉極用線圈的電磁操作所需的能量，因此，對於控制部9a的充電功能，可使用不會產生問題的程度的小容量的電容器。

另外，構成為輸出基於控制部5a的動作狀態的觸點信號13並提供給聯鎖電路7a，在輸入有觸點信號13的期間，阻止向控制部4a提供閉極指令12a，這點與實施方式1相同。

如上所述，在使用相同規格的控制單元10a、10b並將開極側操作電路雙重化的情況下，無需進行雙重化的閉極側的操作電路的電容器的小容量化以及適用相當於線圈的電阻等的代替品成為可能，與本來為了使控制單元成倍而需要的部件相比，可降低規格(功能、性能、個數等)來進行應對，因此，可削減成本。

此外，通過利用相同製造裝置來製造控制單元10a、10b，還可增加製作批次數，抑制每一單元的成本。

進一步而言，在利用電子基板來構成控制單元10a及控制單元10b的情況下，在控制部3a與控制部4a、或者控制部5a與控制部9a之間可感知彼此的通電狀態，可容易地控制為使其不會同時通電。因此，控制部4a的通電狀態即與控制部9a的通電狀態成為同一狀態，控制部5a和控制部9a可在一個控制單元10b內部監視通電狀態，從而可省略實施方式1中必要的觸點信號14，可削減布線。

實施方式3

圖4是表示本發明實施方式3中的斷路器的操作電路的概念圖，以下，基於圖4說明本發明。

圖4中，與圖1及圖3相同的標號表示相同或對應的結構，並省略其說明。

在該實施方式3中，示出將與控制單元10a連接的操作電路作為通常操作用、將與控制單元10b連接的操作電路作為緊急開極用的目的而專門化的情況下的結構。

即，在包含控制部3a、4a、電容器3、4、開極用線圈1a、閉極用線圈1b的通常操作用的操作電路中，在因部件不良等而處於無法進行正常的開極及閉極操作的狀態的情況下，從控制單元10a輸出表示異常的警報的觸點信號15，將該觸點信號15提供給控制部16。控制部16在接收到表示異常的警報的觸點信號15時，輸出開極指令，經由聯鎖電路6b使控制部5a動作，強制性地進行開極。

通過採用這樣的電路結構，可構建在通常操作用的操作電路中產生了異常時，不等待來自外部的開極指令11b而立即由控制部16進行開極操作的系統，因此，可防止隨異常產生的斷路器的誤動作，可提高斷路器的運用中的可靠性。

進一步而言，通過對控制部16一併輸出來自斷路器外部的警報的觸點信號17，從而在包含斷路器的開關裝置、導入有開關裝置的變電站或建築物整體中的任一方產生異常的情況下，能使斷路器進行開極動作，可提高受電設備運用的可靠性。

另外，作為斷路器以外的警報觸點，例如可考慮在適用氣體絕緣開關裝置的情況下設為氣體洩漏的警報觸點，此外，還可考慮變電站、開關裝置的控制電源停止的情況下的警報觸點、表示與開關裝置連接的周邊設備的狀態不良的警報觸點等。

進一步而言，在上述實施方式1～實施方式3中，以斷路器為例進行了說明，但除作為斷路器的上位概念的開關器、即具有電路的事故電流切斷能力的斷路器之外，也可適用於電磁接觸器、通常的開關等，並可獲得同等的效果。

另外，本發明在其發明範圍內可對各實施方式進行適當變形、省略。

標號說明

1：電磁操作裝置、1a，1c：開極用線圈、1b：閉極用線圈、2：可動件、3，5：開極用電容器、4：閉極用電容器、3a，4a，5a，9a：控制部、6a，6b，7a：聯鎖電路、8：電阻、9：電容器、10：操作電路、10a，10b：控制單元、11a，11b：開極指令、12a：閉極指令、13，14，15：觸點信號、16：控制部、17：觸點信號、21：電容器。