[发明专利]操作机构以及具备该操作机构的电力用开闭装置

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及一种对可动触点进行操作的电磁驱动方式的操作机构以及具备该操作机构的电力用开闭装置。

背景技术

电力用开闭装置具备一对触点，通过使该触点接合或分离来对电路进行开闭。当探测到故障电流时，切断信号被输入到电力用开闭装置，电力用开闭装置以该切断信号为契机来使应该切断电流的触点分离。

该电力用开闭装置一般具备一对电弧触点(arc contact)，还具备缓冲室或升压室。电弧触点随着电路开闭用的触点的分离而分离，从而接受电弧放电。缓冲室、升压室由活塞和气缸构成，通过使气缸和活塞相对移动来对滞留在室内的气体进行压缩，向电弧触点之间吹送室内外的高压气体。通过该高压气体的吹送，电弧放电被灭弧，从而电流切断完成。

操作机构是为了使该电路开闭用的可动触点、电弧可动触点以及活塞或气缸彼此相对移动而具备的。因而，要求该操作机构能够进行任意的驱动、能够进行可动件的高速移动、以及可动件的响应性能佳。

要求任意的驱动是因为，由于故障电流为交流而其电压周期性地变动以及故障产生时的相位是随机的，因此期望考虑到从故障电流的产生至灭弧的状态推移来在易于切断的适当定时进行切断动作。要求可动件的高速移动和响应性能是因为，切断动作必须在从切断指令开始起几十毫秒(msec)这样的短时间内完成。

并且，除了这些驱动性能以外，由于正在推进电力设备的地下设置化以及具有驱动机构，因此还要求操作机构的尺寸上的限制、维护性之类的性能。

当前，作为操作机构，提供了空气式、液压式、弹簧式、电磁驱动式。液压式是使用液压传动装置来驱动可动部的方式。弹簧式是使用将压缩的弹簧释放时的能量来驱动可动部的方式，是当前的主流。电磁驱动式是利用电磁传动装置来驱动可动件的方式。

其中，作为电磁驱动式的例子，有将旋转机械的动力转换为直线运动来驱动可动触点的方式、例如日本的公开特许公报的特开2009-212372号公报(以下称为专利文献1)、同样是日本的公开特许公报的特开2008-021599号公报(以下称为专利文献2)。在该方式中能够通过控制旋转机械的驱动来实现任意的驱动。

另外，作为将电磁引力、电磁斥力直接用作推力的例子，能够列举出：利用电磁体和永磁体的引力的方式，例如日本的公开特许公报的特开2003-016888号公报(以下称为专利文献3)；或者，利用作用于空心线圈的电磁引力或斥力的方式，例如日本的公开特许公报的特开平10-040782号公报、特开2002-124158号公报(以下称为专利文献4、专利文献5)；或者，利用感应斥力的方式，例如日本的公开特许公报的特开平11-025817号公报(以下称为专利文献6)。在使用空心线圈的情况下，具有以下的特征：电路的时间常数小，在初始动作中能够得到高响应性能。

另外，还提供了以下方式：使用相互之间保持固定间隔地配置于内外的圆筒型永磁体，对位于内外的圆筒型永磁体之间的空心线圈提供励磁电流，由此对该空心线圈进行驱动，例如有日本的特许公报的特许第4625032号公报(以下称为专利文献7)。

专利文献1：日本特开2009-212372号公报

专利文献2：日本特开2008-021599号公报

专利文献3：日本特开2003-016888号公报

专利文献4：日本特开平10-040782号公报

专利文献5：日本特开2002-124158号公报

专利文献6：日本特开平11-025817号公报

专利文献7：日本特许第4625032号公报

发明内容

发明要解决的问题

这样，对于电磁驱动式的操作机构提出了各种方案，但是与液压式的操作机构、弹簧式的操作机构相比，该电磁驱动式的操作机构被指出在可动触点的高速接通和高速切断上必不可少的推力的方面较差。

即，在专利文献1和2所示的使用旋转电动机的例子中，提出了在旋转电动机的绕组中使用铁芯以得到高转矩，但是由于电感变大，电路的时间常数也变大，因此导致在响应性能的提高上产生极限。因此，会变成推力与响应性能的折衷。

另外，在专利文献3至6的将电磁引力、电磁斥力直接用作推力的方式中，难以在整个可动域进行任意的驱动，因此难以在易于切断的适当定时进行切断动作。