特許 7668978 高速投入器、電力変換装置、及び受配電設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-17

(45)【発行日】2025-04-25

(54)【発明の名称】高速投入器、電力変換装置、及び受配電設備

(51)【国際特許分類】

   H01H 33/00 20060101AFI20250418BHJP

【ＦＩ】

H01H33/00 B

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2025508744

(86)(22)【出願日】2024-09-26

(86)【国際出願番号】 JP2024034456

【審査請求日】2025-02-14

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】甲斐 孝幸

(72)【発明者】

【氏名】西尾 悠

(72)【発明者】

【氏名】竹松 俊彦

(72)【発明者】

【氏名】吉田 貴志

【審査官】荒木 崇志

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００３３７９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１０８０９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／１７８１６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特許第７１５０８７６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特公昭４６－０４２８０８（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ９／３０ － ９／５２

３３／００ － ３３／２６

３３／６０ － ３３／６８

３７／５８ － ３７／７４

３９／００

Ｈ０２Ｂ １／００ － ９９／００

Ｈ０２Ｈ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定電極と、
前記固定電極に向かって第１方向に移動可能である可動電極と、
前記可動電極の前記第１方向への移動をガイドするガイド部と、
前記固定電極から離間されている前記可動電極を前記ガイド部に対して保持可能である保持部と、
前記保持部によって保持されている前記可動電極を前記固定電極に向けて押圧可能である駆動部とを備え、
前記保持部によって保持されている前記可動電極と前記固定電極との間の最短距離は、前記固定電極と前記ガイド部との間の最短距離よりも長く、
前記ガイド部は、外部機器に電気的に接続される端子部分と、前記第１方向において前記端子部分から前記固定電極側に延びる直管部分を有し、
前記端子部分は、前記第１方向において前記固定電極側に位置する前記直管部分の一端から、前記第１方向に直交する第２方向の外側に延びており、
前記固定電極と前記ガイド部との間の最短距離は、前記固定電極と前記直管部分の前記一端との間の距離である、高速投入器。

【請求項2】

固定電極と、
前記固定電極に向かって第１方向に移動可能である可動電極と、
前記可動電極の前記第１方向への移動をガイドするガイド部と、
前記固定電極から離間されている前記可動電極を前記ガイド部に対して保持可能である保持部と、
前記保持部によって保持されている前記可動電極を前記固定電極に向けて押圧可能である駆動部とを備え、
前記保持部によって保持されている前記可動電極と前記固定電極との間の最短距離は、前記固定電極と前記ガイド部との間の最短距離よりも長く、
前記ガイド部は、外部機器に電気的に接続される端子部分と、前記第１方向において前記端子部分から前記固定電極側に延びる第１ガイド部分を有し、
前記第１方向において前記固定電極の側に位置する前記第１ガイド部分の端部は、前記第１方向に直交する第２方向において前記固定電極と対向するように配置されている、高速投入器。

【請求項3】

固定電極と、
前記固定電極に向かって第１方向に移動可能である可動電極と、
前記可動電極の前記第１方向への移動をガイドするガイド部と、
前記固定電極から離間されている前記可動電極を前記ガイド部に対して保持可能である保持部と、
前記保持部によって保持されている前記可動電極を前記固定電極に向けて押圧可能である駆動部とを備え、
前記保持部によって保持されている前記可動電極と前記固定電極との間の最短距離は、前記固定電極と前記ガイド部との間の最短距離よりも長く、
前記ガイド部は、外部機器に電気的に接続される端子部分と、前記第１方向において前記端子部分から前記固定電極側に延びる第１ガイド部分を有し、
前記ガイド部は、
前記第１方向において前記第１ガイド部分から前記固定電極とは反対側に延びている第２ガイド部分をさらに有し、
前記保持部は、前記可動電極が前記駆動部により押圧されていないときに、前記可動電極を前記第１ガイド部分及び前記第２ガイド部分のいずれかに対して保持可能であり、前記駆動部により前記固定電極に向けて押圧された前記可動電極が前記第１方向に移動するときに、前記可動電極及び前記ガイド部の少なくともいずれかと摺動し、かつ、前記可動電極が前記固定電極に接触しているときに、前記可動電極を前記第１ガイド部分に対して保持可能である、高速投入器。

【請求項4】

前記ガイド部は、
前記第１方向において前記第１ガイド部分から前記固定電極とは反対側に延びている第２ガイド部分をさらに有し、
前記保持部は、前記可動電極が前記駆動部により押圧されていないときに、前記可動電極を前記第１ガイド部分及び前記第２ガイド部分のいずれかに対して保持可能であり、前記駆動部により前記固定電極に向けて押圧された前記可動電極が前記第１方向に移動するときに、前記可動電極及び前記ガイド部の少なくともいずれかと摺動し、かつ、前記可動電極が前記固定電極に接触しているときに、前記可動電極を前記第１ガイド部分に対して保持可能である、請求項２に記載の高速投入器。

【請求項5】

前記第２ガイド部分は、前記端子部分及び前記第１ガイド部分とは別部材である、請求項３に記載の高速投入器。

【請求項6】

前記可動電極は、前記第１方向において前記固定電極から離間されている第１の位置から、前記固定電極に接触している第２の位置まで、移動可能であり、
前記ガイド部の前記第１ガイド部分及び前記第２ガイド部分は、前記可動電極が前記第１の位置から前記第２の位置まで移動するときに前記保持部を案内する案内面を有する、請求項３に記載の高速投入器。

【請求項7】

固定電極と、
前記固定電極に向かって第１方向に移動可能である可動電極と、
前記可動電極の前記第１方向への移動をガイドするガイド部と、
前記固定電極から離間されている前記可動電極を前記ガイド部に対して保持可能である保持部と、
前記保持部によって保持されている前記可動電極を前記固定電極に向けて押圧可能である駆動部とを備え、
前記保持部によって保持されている前記可動電極と前記固定電極との間の最短距離は、前記固定電極と前記ガイド部との間の最短距離よりも長く、
前記可動電極と前記固定電極との間に放電を誘起する放電誘起機構をさらに備え、
前記放電誘起機構は、前記可動電極とともに移動可能であるトリガ電極を含む、高速投入器。

【請求項8】

前記可動電極を前記固定電極に向けて付勢するバネをさらに備え、
前記保持部は、前記バネによって付勢されている前記可動電極が前記駆動部に押圧されたときに、前記可動電極が前記固定電極に向けて移動することを許容する、請求項１～７のいずれか１項に記載の高速投入器。

【請求項9】

前記バネは、前記固定電極に接触している前記可動電極を前記固定電極に向けて付勢可能である、請求項８に記載の高速投入器。

【請求項10】

内部に絶縁空間が形成される容器を備え、
前記固定電極及び前記ガイド部は、前記容器の一部を構成しており、
前記可動電極と、前記保持部と、前記駆動部の少なくとも一部とは、前記容器内に配置されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の高速投入器。

【請求項11】

請求項１～７のいずれか１項に記載の高速投入器と、
モジュール回路とを備え、
前記高速投入器は、前記モジュール回路に電気的に並列に接続されている、電力変換装置。

【請求項12】

請求項１～７のいずれか１項に記載の高速投入器と、
遮断器と、
接地導体とを備え、
前記高速投入器の前記固定電極及び前記可動電極の一方は、前記遮断器の一方の極に電気的に接続されており、前記高速投入器の前記固定電極及び前記可動電極の他方は、前記接地導体に電気的に接続されている、受配電設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、高速投入器、並びに高速投入器を備える電力変換装置及び受配電設備に関する。

【背景技術】

【0002】

国際公開第２０１６／０３１３２７号（特許文献１）は、固定接触子と、可動接触子と、可動接触子の投入をガイドする摺動ガイド部とを備える高速投入器を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１６／０３１３２７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記高速投入器では、可動接触子が投入されていない状態において、可動接触子が摺動ガイド部よりも固定接触子側に突出しており、可動接触子と固定接触子との間の距離が固定接触子と摺動ガイド部との間の距離よりも短い。このような高速投入器では、可動接触子が投入されていない状態における可動接触子と固定接触子との間の耐圧性能を向上させることは困難である。

【0005】

上記高速投入器の耐圧性能を向上するには、可動接触子及び摺動ガイド部を固定接触子からさらに離間させる必要がある。この場合、可動接触子が摺動ガイド部によって適切に案内されずに固定接触子に対して傾き、可動接触子が固定接触子に適切に接触できないリスクがある。このような高速投入器は、可動電極と固定電極との間に高い耐圧性能が要求され、かつ可動電極が固定電極に接触して両者が通電している状態を保持することが要求される高速投入器に不適である。

【0006】

本開示の主たる目的は、可動電極と固定電極との間の耐圧性能を向上可能であり、かつ可動電極が固定電極に接触している状態を保持可能である、高速投入器、電力変換装置、及び受配電設備を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る高速投入器は、固定電極と、固定電極に向かって第１方向に移動可能である可動電極と、可動電極の第１方向への移動をガイドするガイド部と、固定電極から離間されている可動電極をガイド部に対して保持可能である保持部と、保持部によって保持されている可動電極を固定電極に向けて押圧可能である駆動部とを備える。保持部によって保持されている可動電極と固定電極との間の最短距離は、固定電極とガイド部との間の最短距離よりも長い。

【発明の効果】

【0008】

本開示にしたがえば、可動電極と固定電極との間の耐圧性能を向上可能であり、かつ可動電極が固定電極に接触している状態を保持可能である、高速投入器、電力変換装置、及び受配電設備を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る高速投入器を示す断面図である。

【図2】実施の形態１に係る高速投入器において、可動電極が固定電極に投入されている状態を示す断面図である。

【図3】実施の形態１に係る高速投入器の第１保持部の一例を説明するための平面図である。

【図4】実施の形態２に係る高速投入器を示す断面図である。

【図5】実施の形態２に係る高速投入器において、可動電極が固定電極に投入されている状態を示す断面図である。

【図6】実施の形態３に係る高速投入器を示す断面図である。

【図7】実施の形態３に係る高速投入器において、可動電極が固定電極に投入されている状態を示す断面図である。

【図8】実施の形態４に係る高速投入器を示す断面図である。

【図9】実施の形態４に係る高速投入器において、可動電極が固定電極に投入されている状態を示す断面図である。

【図10】実施の形態４に係る高速投入器の第２保持部の一例を説明するための平面図である。

【図11】実施の形態４に係る高速投入器の第２保持部の第１変形例を説明するための平面図である。

【図12】図１１中の矢印ＸＩＩから視た断面図である。

【図13】実施の形態４に係る高速投入器の第２保持部の第２変形例を説明するための断面図である。

【図14】実施の形態４に係る高速投入器の変形例を説明するための平面図である。

【図15】実施の形態５に係る高速投入器を示す断面図である。

【図16】実施の形態６に係る高速投入器を示す断面図である。

【図17】実施の形態６に係る高速投入器において、投入動作中に実現される動作状態を示す断面図である。

【図18】実施の形態６に係る高速投入器において、第２電極が第１電極に投入されている状態を示す断面図である。

【図19】実施の形態７に係る電力用変換装置に含まれる、電力制御回路の一例を示す図である。

【図20】実施の形態８に係る受配電設備に含まれる、受配電回路の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本開示の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

【0011】

本実施の形態に係る高速投入器は、複数のモジュール回路を備える電気装置において、１つのモジュール回路に電気的に並列接続される。高速投入器は、当該１つのモジュール回路が故障したときに、当該１つのモジュール回路の両端を短絡させてこれを無効化し、故障の影響が他のモジュール回路に波及することを防止する。本開示に係る高速投入器は、任意の電気装置に適用可能である。一例として、本開示に係る高速投入器は、電力変換装置に適用可能である。本開示に係る高速投入器は、電力変換装置において複数のモジュール回路（単位変換器）の各々を保護対象として、各モジュール回路に並列に接続される。他の例として、本開示に係る高速投入器は、受配電設備に適用可能である。本開示に係る高速投入器は、受配電設備において複数のモジュール回路（スイッチギア）を保護対象として、各スイッチギアの遮断器の一方の極と接地導体との間に接続される。

【0012】

実施の形態１．
＜高速投入器の構成＞
図１及び図２に示されるように、実施の形態１の高速投入器１０１は、固定電極１０と、可動電極２０と、ガイド部３０と、第１保持部４１と、駆動部５０とを備える。

【0013】

固定電極１０は、１つのモジュール回路に電気的に並列に接続される高速投入器１０１の２つの主電極のうちの一方の主電極（第１主電極）である。ガイド部３０は、高速投入器１０１において、１つのモジュール回路に電気的に並列に接続される高速投入器１０１の２つの主電極のうちの他方の主電極（第２主電極）である。可動電極２０は、ガイド部３０に電気的に接続されており、かつ固定電極１０及びガイド部３０に対して相対的に移動可能である。ガイド部３０は、可動電極２０の移動をガイドする。

【0014】

可動電極２０は、固定電極１０から離間されている第１の位置から、固定電極１０に接触している第２の位置まで、移動可能である。本明細書では、可動電極２０が上記第１の位置にある状態を第１状態、可動電極２０が上記第２の位置にある状態を第２状態、と記載する。

【0015】

図１は、高速投入器１０１の第１状態を示している。第１状態は、高速投入器１０１に電気的に並列に接続されているモジュール回路が通常運転しているときに実現される。第１状態において、固定電極１０と第１保持部４１によって保持されている可動電極２０との間の第１方向ＤＲ１の最短距離Ｌ₁は、固定電極１０と可動電極２０との間の絶縁距離以上である。高速投入器１０１が第１状態から第２状態に切り替えられる際には、固定電極１０と可動電極２０との間の最短距離は、最短距離Ｌ₁よりも漸次短くなり、最終的にゼロになる。最短距離Ｌ₁は、高速投入器１０１の通常運転時において実現される固定電極１０と可動電極２０との間の最短距離のうち、最も短い距離である。第１状態では、高速投入器１０１に電気的に並列に接続されているモジュール回路は通常運転している。第１状態では、高速投入器１０１に電気的に並列に接続されているモジュール回路に印加される電圧が、固定電極１０と可動電極２０との間に印加されている。第１状態では、固定電極１０と可動電極２０とは電気的に絶縁されているため、モジュール回路には、通常の電流が流れる。

【0016】

図２は、高速投入器１０１の第２状態を示している。第２状態は、高速投入器１０１に電気的に並列に接続されているモジュール回路が故障したときに実現される。第２状態では、高速投入器１０１において、可動電極２０が固定電極１０に電気的に接続される。高速投入器１０１の第２状態では、電流経路Ｉ₁が形成される。高速投入器１０１に電気的に並列に接続されているモジュール回路は、バイパスされ、無効化される。

【0017】

本明細書では、可動電極２０の移動方向を、第１方向ＤＲ１と記載する。第１方向ＤＲ１は、上下方向に沿っていてもよい。この場合、可動電極２０は、固定電極１０よりも上方に配置されていてもよいし、固定電極１０よりも下方に配置されていてもよい。第１方向ＤＲ１は、水平方向に沿っていてもよい。第１方向ＤＲ１から視て可動電極２０の中心を通りかつ第１方向ＤＲ１に沿って延びる中心軸を、中心軸ＣＡと記載する。中心軸ＣＡに対する径方向を、第２方向ＤＲ２と記載する。

【0018】

ガイド部３０は、第１方向ＤＲ１に沿って延びている案内面３０Ａを有している。案内面３０Ａは、例えば中心軸ＣＡに対する周方向に連なる内径面である。第１状態において、固定電極１０と可動電極２０との間の最短距離Ｌ₁は、固定電極１０とガイド部３０との間の最短距離Ｌ₂よりも長い。最短距離Ｌ₂は、第１方向ＤＲ１と交差する方向における固定電極１０とガイド部３０との間の距離である。最短距離Ｌ₂は、高速投入器１０１の動作時に変化しない。ガイド部３０において固定電極１０と最短距離Ｌ₂を隔てた位置にある部分は、例えば、第１方向ＤＲ１において固定電極１０側に位置するガイド部３０の端部である。最短距離Ｌ₁及び最短距離Ｌ₂は、高速投入器１０１において要求される耐圧性能を実現可能な距離として設定される。

【0019】

第１保持部４１は、固定電極１０から離間されている可動電極２０をガイド部３０に対して保持可能である。駆動部５０は、第１保持部４１によって保持されている可動電極２０を固定電極１０に向けて押圧して移動させ得る。

【0020】

高速投入器１０１において、第１保持部４１は、可動電極２０が駆動部５０に押圧されて第１方向ＤＲ１に移動するときに、ガイド部３０の案内面３０Ａと摺動するように設けられている。

【0021】

第１保持部４１は、例えば、導電性を有しており、可動電極２０とガイド部３０との間を電気的に接続している。なお、第１保持部４１は、電気的絶縁性を有していてもよい。この場合、高速投入器１０１は、可動電極２０とガイド部３０との間を電気的に接続する接続部材をさらに備えていればよい。接続部材は、可動電極２０が駆動部５０に押圧されて第１方向ＤＲ１に移動するときに、伸縮するように設けられていてもよいし、可動電極２０及びガイド部３０の少なくともいずれかと摺動するように設けられていてもよい。

【0022】

高速投入器１０１は、容器１を備えていてもよい。容器１は、例えば、第１蓋部２と、第１管部３と、第２管部４と、第２蓋部５とを有する。第１蓋部２及び第２管部４の各々は、導電性を有する。第１管部３及び第２蓋部５の各々は、電気的絶縁性を有する。第１管部３と第２管部４とは、第１方向ＤＲ１に沿って延びておりかつ第１方向ＤＲ１において互いに並んで配置されている。第１管部３の第１方向ＤＲ１の一方の開口端は、第１蓋部２によって塞がれている。第１管部３の第１方向ＤＲ１の他方の開口端は、第２管部４の第１方向ＤＲ１の一方の開口端に接続されている。第２管部４の第１方向ＤＲ１の他方の開口端は、第２蓋部５によって塞がれている。容器１の内部には、第１蓋部２、第１管部３、第２管部４、及び第２蓋部５によって囲まれている空間が形成されている。

【0023】

固定電極１０は、例えば第１蓋部２と同一の部材として設けられている。固定電極１０のうち後述する底部１１は、第１蓋部２として設けられている。ガイド部３０は、例えば第２管部４と同一の部材として設けられている。可動電極２０、第１保持部４１、及び駆動部５０の少なくとも一部は、容器１の内部空間に収容されている。可動電極２０及び第１保持部４１は、容器１に対して相対的に移動可能である。可動電極２０は、第１管部３及び第２管部４の内側を移動可能である。第１保持部４１は、第２管部４の内側を移動可能である。駆動部５０は、容器１に固定されている。駆動部５０は、例えば第２蓋部５に固定されている。

【0024】

容器１の内部空間は、例えば、空気または六フッ化硫黄などのような絶縁性ガスによって満たされている。容器１の内部空間は、真空であってもよい。

【0025】

なお、第１蓋部２は、例えば固定電極１０とは別の部材として設けられていてもよい。第１蓋部２の一部のみが、固定電極１０に電気的に接続されており、固定電極１０とともに第１主電極を成していてもよい。第１蓋部２の残部は、電気的絶縁性を有していてもよい。第２管部４は、例えばガイド部３０とは別の部材として設けられていてもよい。第２管部４の一部のみが、ガイド部３０に電気的に接続されており、ガイド部３０とともに第２主電極を成していてもよい。第２管部４の残部は、電気的絶縁性を有していてもよい。

【0026】

高速投入器１０１は、容器１を備えていなくてもよい。
以下では、高速投入器１０１の具体例の詳細について説明する。

【0027】

＜高速投入器の具体例＞
図１及び図２に示されるように、固定電極１０は、底部１１と、第１突出部１２とを有する。底部１１は、高速投入器１０１において外部に表出している。底部１１は、第１蓋部２として設けられている。底部１１は、第１方向ＤＲ１から視て、中央部と、中央部を囲む外縁部とを有している。底部１１の外縁部は、第１管部３の第１方向ＤＲ１の一方の開口端に接続されている。第１突出部１２は、底部１１の中央部から可動電極２０側に向かって突出している。第１突出部１２は、第１方向ＤＲ１において可動電極２０側を向いている頂面１０Ａを有している。頂面１０Ａは、例えば、第１方向ＤＲ１に直交する平面である。なお、頂面１０Ａは、曲面であってもよい。頂面１０Ａは、凸面であってもよい。頂面１０Ａは、凹面であってもよい。底部１１は、高速投入器１０１において、モジュール回路等の外部機器に電気的に接続される第１の端子を構成する。

【0028】

固定電極１０において、第１突出部１２は、例えば底部１１と同一の部材として設けられている。なお、第１突出部１２は、底部１１と別の部材として設けられていてもよい。

【0029】

可動電極２０は、固定電極１０に向かって第１方向ＤＲ１に移動可能である。可動電極２０は、本体部２１と、第２突出部２２とを有する。本体部２１は、第１方向ＤＲ１において、第２突出部２２に対して固定電極１０とは反対側に配置されている。本体部２１は、第１方向ＤＲ１から視て、中央部と、中央部を囲む外縁部とを有している。本体部２１の外縁部は、第２方向ＤＲ２において後述するガイド部３０の案内面３０Ａと対向している。第２突出部２２は、本体部２１の中央部から固定電極１０側に向かって突出している。第２突出部２２の第２方向ＤＲ２の外径は、本体部２１の第２方向ＤＲ２の外径よりも小さい。

【0030】

第２突出部２２は、第１方向ＤＲ１において固定電極１０側を向いている頂面２０Ａを有している。第１状態において、頂面２０Ａは、固定電極１０の頂面１０Ａと対向する。第２状態において、頂面２０Ａは頂面１０Ａに接触する。頂面２０Ａは、例えば、第１方向ＤＲ１に直交する平面である。なお、頂面２０Ａは、曲面であってもよい。頂面２０Ａは、凸面であってもよい。この場合、頂面１０Ａは、凹面であることが好ましい。

【0031】

本体部２１の外縁部は、第２方向ＤＲ２において外側を向いている側面２０Ｂを有している。側面２０Ｂは、第１の位置及び第２の位置のそれぞれにおいて、ガイド部３０の案内面３０Ａと第２方向ＤＲ２に対向する。異なる観点から言えば、ガイド部３０の案内面３０Ａは、可動電極２０が第１の位置から第２の位置まで移動するときに、可動電極２０及び第１保持部４１を案内する。

【0032】

可動電極２０の外縁部の側面２０Ｂには、第１溝部２３が設けられている。第１溝部２３は、第２方向ＤＲ２において側面２０Ｂよりも内側に凹んでおり、中心軸ＣＡに対する周方向に沿って延びている。第１溝部２３は、例えば中心軸ＣＡに対する周方向に連なる環状溝である。第１溝部２３は、第１保持部４１の一部を収容するように設けられている。

【0033】

第１溝部２３は、第１方向ＤＲ１において互いに対向する１対の内壁面と、１対の内壁面の内周端同士を接続する底面とを有している。第１溝部２３の底面は、第２方向ＤＲ２においてガイド部３０の案内面３０Ａと対向する。

【0034】

ガイド部３０は、例えば直管部分３１と、端子部分３２とを有する。直管部分３１は、第１方向ＤＲ１に沿って延びている。直管部分３１の内周面が、案内面３０Ａを成している。案内面３０Ａの第１方向ＤＲ１の長さは、可動電極２０の第１の位置と第２の位置との間の移動距離以上である。

【0035】

端子部分３２は、高速投入器１０１において、モジュール回路等の外部機器に電気的に接続される第２の端子を構成する。端子部分３２は、例えば、第１方向ＤＲ１において固定電極１０側に位置する直管部分３１の一端から、第２方向ＤＲ２の外側に延びている。端子部分３２の第２方向ＤＲ２の外縁は、第１方向ＤＲ１において固定電極１０とは反対側に位置する第１管部３の開口端に接続されている。第１方向ＤＲ１において固定電極１０側に位置する直管部分３１の他端は、第２蓋部５の第２方向ＤＲ２の外縁に接続されている。

【0036】

直管部分３１の内径は、第１管部３の内径よりも小さい。可動電極２０の側面２０Ｂとガイド部３０の案内面３０Ａとの間の第２方向ＤＲ２の距離は、固定電極１０の側面と第１管部３の内周面との間の第２方向ＤＲ２の距離よりも短い。

【0037】

第１保持部４１は、第２方向ＤＲ２において弾性変形可能な弾性体である。第１保持部４１は、例えば環状の弾性体である。第１保持部４１は、第１溝部２３の底面及び案内面３０Ａの各々に接触している。第１保持部４１は、第１溝部２３の底面と案内面３０Ａとに挟まれて第２方向ＤＲ２に圧縮されている。第１保持部４１は、第１溝部２３の底面及び案内面３０Ａの各々に反力（弾性力）を付与している。

【0038】

第１保持部４１は、第１溝部２３の一対の内壁面のうちの少なくともいずれかに接触している。第１保持部４１は、例えば第１溝部２３の一対の内壁面の各々に接触している。

【0039】

図３は、第１保持部４１の一例を示す平面図である。図３に示されるように、第１保持部４１は、例えばスプリングコイルである。第１保持部４１は、第１方向ＤＲ１から視て可動電極２０の第１溝部２３の底面を囲むように環状に曲げられている。第１保持部４１の周方向の一端は、例えば第１保持部４１の周方向の他端に接続されている。

【0040】

図１～図３を参照して、第１保持部４１は、第２方向ＤＲ２において圧縮されている。第１保持部４１が第１溝部２３の底面と案内面３０Ａとの間に挟まれているときの、第１保持部４１の上記周方向における一部分の幅Ｗ₁（図１参照）は、第１溝部２３の底面と案内面３０Ａとの間の第２方向ＤＲ２の距離に等しい。幅Ｗ₁は、第１保持部４１が第１溝部２３の底面と案内面３０Ａとに挟まれていない自然状態にあるときの、第１保持部４１の上記周方向における一部分の幅Ｗ₀（図３参照）よりも小さい。

【0041】

駆動部５０は、例えばシリンダである。駆動部５０は、例えばシリンダチューブ５１と、ロッド５２とを有する。シリンダチューブ５１は、第２蓋部５に固定されている。ロッド５２は、第１方向ＤＲ１においてシリンダチューブ５１に対して相対的に移動可能である。ロッド５２は、可動電極２０を固定電極１０に向けて押圧可能である。第１状態において、ロッド５２は、例えば可動電極２０から離間されている。第１状態において、ロッド５２は、可動電極２０と接触していてもよい。第２状態において、ロッド５２は、例えば可動電極２０を固定電極１０に向けて押圧している。第２状態において、固定電極１０に接触している可動電極２０は、例えば、駆動部５０と後述するバネ６０とによって保持されている。

【0042】

なお、第２状態において、ロッド５２は、可動電極２０から離間されていてもよい。固定電極１０に接触している可動電極２０は、後述するバネ６０のみによって保持されていてもよい。駆動部５０は、電動アクチュエータであってもよい。

【0043】

高速投入器１０１は、バネ６０をさらに備えていてもよい。バネ６０は、少なくとも固定電極１０から離間されている可動電極２０を固定電極１０に向けて付勢する。バネ６０は、少なくとも第１状態において、可動電極２０を固定電極１０に向けて付勢する。好ましくは、バネ６０は、固定電極１０に接触している可動電極２０を固定電極１０に向けて付勢可能である。好ましくは、バネ６０は、第１状態及び第２状態において、可動電極２０を固定電極１０に向けて付勢する。

【0044】

バネ６０は、第１方向ＤＲ１において、可動電極２０に対して固定電極１０とは反対側に配置されている。バネ６０の第１方向ＤＲ１の一端は、可動電極２０の本体部２１に接続されている。好ましくは、バネ６０の第１方向ＤＲ１の一端は、絶縁部材２４を介して可動電極２０の本体部２１に接続されている。バネ６０の第１方向ＤＲ１の他端は、例えば第２蓋部５に接続されている。

【0045】

バネ６０は、第１方向ＤＲ１に伸縮可能である。バネ６０の第１方向ＤＲ１の自然長は、第１状態における可動電極２０と第２蓋部５との間の第１方向ＤＲ１の距離よりも短い。好ましくは、バネ６０の第１方向ＤＲ１の自然長は、第２状態における可動電極２０と第２蓋部５との間の第１方向ＤＲ１の距離よりも短い。

【0046】

バネ６０の第２方向ＤＲ２の内径は、例えば駆動部５０の第２方向ＤＲ２の最大幅よりも大きい。バネ６０は、例えば第２方向ＤＲ２において駆動部５０を囲むように配置されている。バネ６０の第２方向ＤＲ２の外径は、可動電極２０の第２方向ＤＲ２の外径よりも小さい。

【0047】

高速投入器１０１では、モジュール回路の異常が検出されるなどにより投入動作が開始されるまで、図１に示される第１状態に保持される。第１状態において、第１保持部４１は、幅Ｗ₀と幅Ｗ₁との差分だけ第２方向ＤＲ２に圧縮されている。第１状態において第１保持部４１とガイド部３０との間に生じる摩擦力は、蓄勢されたバネ６０によって第１保持部４１に付与される付勢力よりも大きい。第１状態において、第１保持部４１は、バネ６０の付勢力に抗して、可動電極２０が固定電極１０に向けて移動することを阻止する。

【0048】

高速投入器１０１では、投入動作が開始されると、上記第１状態から図２に示される第２状態に切り替えられる。切り替え時には、第１状態において第１保持部４１とガイド部３０との間に生じる摩擦力よりも大きな力が、駆動部５０とバネ６０とによって可動電極２０を介して第１保持部４１に付与される。第１保持部４１は、上記のように駆動部５０に押圧されたときに、可動電極２０が固定電極１０に向けて移動することを許容する。これにより、可動電極２０は、第１保持部４１とともにガイド部３０に案内されて第１方向ＤＲ１に移動し、第２の位置に到達する。

【0049】

高速投入器１０１では、第１状態において、固定電極１０と可動電極２０との間の最短距離Ｌ₁は、固定電極１０とガイド部３０との間の最短距離Ｌ₂よりも長い。最短距離Ｌ₁及び最短距離Ｌ₂は、高速投入器１０１において要求される耐圧性能を実現可能な距離として設定され得る。さらに最短距離Ｌ₂が最短距離Ｌ₁よりも短いため、第１状態における可動電極２０よりも固定電極１０の近くに配置されているガイド部３０が、第１状態から第２状態への切り替え時に可動電極２０を適切にガイドでき、さらに、第２状態における可動電極２０を適切に保持できる。高速投入器１０１によれば、可動電極２０と固定電極１０との間の耐圧性能を向上可能であり、かつ可動電極２０が固定電極１０に接触している状態を保持可能である。

【0050】

特に、最短距離Ｌ₁が、固定されている固定電極１０と第１状態と第２状態との切り替え時に移動する可動電極２０との間の距離であるのに対し、最短距離Ｌ₂は、第１状態と第２状態との切り替え時に移動しない固定電極１０とガイド部３０との間の距離である。そのため、最短距離Ｌ₂については、最短距離Ｌ₁と比べて、製造上のばらつきが生じにくい。したがって、高速投入器１０１では、最短距離Ｌ₁及び最短距離Ｌ₂の製造上のばらつきに起因した耐圧性能の低下を抑制可能である。

【0051】

高速投入器１０１では、第１保持部４１は、駆動部５０により固定電極１０に向けて押圧された可動電極２０が第１方向ＤＲ１に移動するときに、ガイド部３０と摺動するように設けられている。

【0052】

このような第１保持部４１は、駆動部５０により可動電極２０を介して第１方向ＤＲ１に押圧されると、可動電極２０の移動を阻止し得なくなり、可動電極２０とともに固定電極１０に向けて移動し、ガイド部３０に対して摺動する。可動電極２０を固定電極１０に投入するために可動電極２０及び第１保持部４１に付与される押圧力の向きは、可動電極２０の移動方向と同じである。このような高速投入器１０１では、可動電極２０を固定電極１０に投入する投入動作が１段階動作として実行され得るため、上述した従来の高速投入器と比べて、投入動作の高速化が可能である。

【0053】

高速投入器１０１は、可動電極２０を固定電極１０に向けて付勢するバネ６０をさらに備える。第１保持部４１は、バネ６０によって付勢されている可動電極２０が駆動部５０に押圧されたときに、可動電極２０が固定電極１０に向けて移動することを許容する。

【0054】

このような高速投入器１０１では、駆動部５０の押圧力とバネ６０の付勢力とが可動電極２０及び第１保持部４１に付与されるため、駆動部５０の押圧力のみが可動電極２０及び第１保持部４１に付与される場合と比べて、投入速度（第１状態から第２状態への切り替えの速さ）を速めることができる。

【0055】

高速投入器１０１において、バネ６０は、固定電極１０に接触している可動電極２０を固定電極１０に向けて付勢可能である。これにより、可動電極２０と固定電極１０との間に生じる接触圧力は、バネ６０が固定電極１０に接触している可動電極２０を固定電極１０に向けて付勢しない場合と比べて、大きくなる。このような高速投入器１０１では、可動電極２０が固定電極１０に通電している状態がより確実に保持され得る。さらに、高速投入器１０１では、互いに接触している可動電極２０及び固定電極１０に大電流が流れて、両者に電磁反発力が印加される場合にも、バネ６０は、可動電極２０がこの電磁反発力によって固定電極１０から離間することを防止できる。その結果、高速投入器１０１では、可動電極２０が固定電極１０に通電している状態がより確実に保持され得る。

【0056】

高速投入器１０１は、内部に絶縁空間が形成される容器１を備える。固定電極１０及びガイド部３０は、容器１の一部を構成している。可動電極２０と、第１保持部４１と、駆動部５０の少なくとも一部とは、容器１内に配置されている。このような高速投入器１０１では、第１の位置にある可動電極２０と固定電極１０との間に存在する導電性ガスを介して可動電極２０と固定電極１０とが電気的に接続されることを防止できる。

【0057】

高速投入器１０１において、第１保持部４１は、可動電極２０に対して位置決めされており、可動電極２０の移動に伴いガイド部３０に対して摺動する。このような第１保持部４１とガイド部３０とは、第１の位置から第２の位置に移動する可動電極２０を適切にガイドできる。可動電極２０が第２の位置にあるときにも、第１保持部４１とガイド部３０との間に摩擦力が生じ得る。この摩擦力は、バネ６０による上記接触圧力とともに、可動電極２０が固定電極１０から離れる方向に移動することを抑制する。

【0058】

高速投入器１０１では、第１保持部４１が導電性を有している。このような第１保持部４１は、可動電極２０と第２主電極としてのガイド部３０とを電気的に接続する接続部材を兼ねることができる。そのため、高速投入器１０１では、可動電極２０と第２主電極としてのガイド部３０とを電気的に接続するための接続部材を、第１保持部４１とは別に設ける必要がなく、上記接続部材が第１保持部４１とは別に設けられている高速投入器と比べて部品点数を削減できる。

【0059】

可動電極２０の側面２０Ｂには、第１溝部２３が設けられている。第１保持部４１は、案内面３０Ａ及び第１溝部２３の底面の各々に接触している。第１溝部２３は、可動電極２０に対して第１保持部４１を位置決めできる。

【0060】

高速投入器１０１において、第１保持部４１は、スプリングコイルである。第１保持部４１は、第１方向ＤＲ１から視て、可動電極２０を囲むように環状に曲げられており、かつ第２方向ＤＲ２において圧縮されている。このような第１保持部４１の保持力、すなわち第１保持部４１によって第１溝部２３の底面及び案内面３０Ａの各々に付与される反力、は比較的安定しており、その調整は容易である。そのため、第１保持部４１の保持力とバネ６０の付勢力とのバランスの調整も、容易である。そのため、高速投入器１０１では、従来の高速投入器と比べて、投入動作が安定する。例えば、可動電極と容器との間に渡された保持部に切り込みを設け、保持部を押圧して切り込みにて保持部を切断することにより可動電極を固定電極に投入する方式の高速投入器と比べて、高速投入器１０１の投入動作は安定する。

【0061】

実施の形態２．
図４及び図５に示されるように、実施の形態２に係る高速投入器１０２は、特に説明しない限り、上記の実施の形態１と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

【0062】

高速投入器１０２において、ガイド部３０は、第１ガイド部分３１Ａと、第２ガイド部分３１Ｂと、端子部分３２とを有する。第１ガイド部分３１Ａ及び第２ガイド部分３１Ｂの各々は、直管部分３１に含まれる。

【0063】

第１ガイド部分３１Ａは、第１方向ＤＲ１において端子部分３２から固定電極１０側に延びている。第１ガイド部分３１Ａは、第２方向ＤＲ２において端子部分３２に接続されている部分と、当該部分から固定電極１０側に延びている部分とを有している。第１方向ＤＲ１において固定電極１０の側に位置する第１ガイド部分３１Ａの端部は、第２方向ＤＲ２において固定電極１０と対向するように配置されている。第１ガイド部分３１Ａは、第２方向ＤＲ２において第１管部３よりも内側に配置されている。

【0064】

高速投入器１０２では、固定電極１０とガイド部３０との間の最短距離Ｌ₂は、固定電極１０と第１ガイド部分３１Ａの上記端部との間の距離である。高速投入器１０２においても、第１状態において、固定電極１０と可動電極２０との間の最短距離Ｌ₁は、固定電極１０とガイド部３０との間の最短距離Ｌ₂よりも長い。

【0065】

第２ガイド部分３１Ｂは、第１方向ＤＲ１において第１ガイド部分３１Ａから固定電極とは反対側に延びている。

【0066】

第２ガイド部分３１Ｂは、端子部分３２及び第１ガイド部分３１Ａと同一の部材として構成されていてもよい。なお、第２ガイド部分３１Ｂは、端子部分３２及び第１ガイド部分３１Ａと別の部材であってもよい。

【0067】

第１保持部４１は、第１状態において、可動電極２０を第１ガイド部分３１Ａ及び第２ガイド部分３１Ｂのいずれかに対して保持可能であればよい。例えば、第１保持部４１は、第１状態において、可動電極２０を第１ガイド部分３１Ａに対して保持可能である。第１保持部４１は、駆動部５０により固定電極１０に向けて押圧された可動電極２０が第１方向ＤＲ１に移動するときに、第１ガイド部分３１Ａと摺動するように設けられていてもよい。第１保持部４１は、第２状態において、可動電極２０を第１ガイド部分３１Ａに対して保持可能である。

【0068】

高速投入器１０２では、ガイド部３０が第１ガイド部分３１Ａを有するため、第２状態では、端子部分３２、第１ガイド部分３１Ａ、第１保持部４１、可動電極２０、及び固定電極１０を順に通る電流経路Ｉ₂が形成される。このような電流経路Ｉ₂では、図２に示される電流経路Ｉ₁と比べて、可動電極２０とガイド部３０との接触部分において、第１方向ＤＲ１の電流経路Ｐ１（図５参照）が長くなるため、電極間の電磁反発力を打ち消す方向の電磁力が発生し、可動電極２０を固定電極１０から離間させるような電磁反発力が生じにくい。そのため、高速投入器１０２では、高速投入器１０１と比べて、可動電極２０が固定電極１０に通電している状態がより確実に保持され得る。

【0069】

なお、高速投入器１０２において、第１保持部４１は、第１状態において、可動電極２０を第２ガイド部分３１Ｂに対して保持可能であってもよい。

【0070】

実施の形態３．
図６及び図７に示されるように、実施の形態３に係る高速投入器１０３は、特に説明しない限り、上記の実施の形態２と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態２と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

【0071】

高速投入器１０３において、ガイド部３０の案内面３０Ａは、第１案内面３３Ａと、第２案内面３４Ａと、第３案内面３５Ａとを有する。第１案内面３３Ａは、第１の位置にある可動電極２０の側面２０Ｂと第２方向ＤＲ２に対向する。第２案内面３４Ａは、第２の位置にある可動電極２０の側面２０Ｂと第２方向ＤＲ２に対向する。第２案内面３４Ａは、第１方向ＤＲ１において第１案内面３３Ａよりも固定電極１０側に配置されている。

【0072】

高速投入器１０３において、第２案内面３４Ａは、第２方向ＤＲ２において、第１案内面３３Ａよりも可動電極２０側に突出している。第２案内面３４Ａと可動電極２０の側面２０Ｂとの間の第２方向ＤＲ２の距離Ｌ₄は、第１案内面３３Ａと可動電極２０の側面２０Ｂとの間の第２方向ＤＲ２の距離Ｌ₃よりも短い。上記距離Ｌ₃と上記距離Ｌ₄とは、第１保持部４１の上記幅Ｗ₀（図３参照）よりも小さい。

【0073】

第３案内面３５Ａは、第１案内面３３Ａと第２案内面３４Ａとの間を接続する。第３案内面３５Ａは、第１方向ＤＲ１に対して傾斜している。好ましくは、第３案内面３５Ａは、第１方向ＤＲ１において第２案内面３４Ａに向かうにつれて、第２方向ＤＲ２において可動電極２０に近づくように、第１案内面３３Ａ及び第２案内面３４Ａの各々に対して傾斜している。

【0074】

ガイド部３０は、第１案内面３３Ａから第２方向ＤＲ２において内側に突出している凸部３６を有している。凸部３６は、中心軸ＣＡに対する周方向に連なっている。第２案内面３４Ａは、凸部３６の内径面である。第３案内面３５Ａは、凸部３６の側面である。凸部３６は、例えば第１ガイド部分３１Ａに含まれる。なお、凸部３６は、第２ガイド部分３１Ｂに含まれていてもよい。

【0075】

高速投入器１０３では、モジュール回路の異常が検出されるなどにより投入動作が開始されるまで、図６に示される第１状態に保持される。第１状態において、第１保持部４１は、幅Ｗ₀と幅Ｗ₁との差分だけ第２方向ＤＲ２に圧縮されている。第１状態において第１保持部４１とガイド部３０との間に生じる摩擦力は、蓄勢されたバネ６０によって第１保持部４１に付与される付勢力よりも大きい。第１状態において、第１保持部４１は、バネ６０の付勢力に抗して、可動電極２０が固定電極１０に向けて移動することを阻止する。

【0076】

高速投入器１０３では、投入動作が開始されると、上記第１状態から図７に示される第２状態に切り替えられる。切り替え時に、第１保持部４１には、第１状態において第１保持部４１とガイド部３０との間に生じる摩擦力よりも大きくかつ第１保持部４１を距離Ｌ₃と距離Ｌ₄との差分だけ第２方向ＤＲ２に圧縮させ得る力が、駆動部５０とバネ６０とから付与される。これにより、第１保持部４１は、可動電極２０とともに第１方向ＤＲ１に移動し、第３案内面３５Ａに対して摺動して、距離Ｌ₃と距離Ｌ₄との差分だけ第２方向ＤＲ２にさらに圧縮される。さらに第１保持部４１は、第２方向ＤＲ２に圧縮された状態で、第２案内面３４Ａに対して摺動する。これにより、可動電極２０は、第１保持部４１とともにガイド部３０に案内されて第１方向ＤＲ１に移動し、第２の位置に到達する。

【0077】

第１状態において、第１保持部４１の上記周方向における一部分の幅は、第１案内面３３Ａと可動電極２０の側面２０Ｂとの間の第２方向ＤＲ２の距離Ｌ₃に等しい。第２状態において、第１保持部４１の上記周方向における一部分の幅は、第２案内面３４Ａと可動電極２０の側面２０Ｂとの間の第２方向ＤＲ２の距離Ｌ₄に等しい。

【0078】

高速投入器１０３において、案内面３０Ａは、第１の位置にある可動電極２０の側面２０Ｂと第２方向ＤＲ２に対向する第１案内面３３Ａと、第２の位置にある可動電極２０の側面２０Ｂと第２方向ＤＲ２に対向する第２案内面３４Ａとを有する。第２案内面３４Ａは、第２方向ＤＲ２において、第１案内面３３Ａよりも可動電極２０側に突出している。

【0079】

高速投入器１０３では、可動電極２０が第１の位置から第２の位置に移動するときに、第１保持部４１が第２方向ＤＲ２において圧縮される必要がある。そのため、高速投入器１０３では、高速投入器１０１と比べて、第１の位置にある可動電極２０をより確実に保持できる。

【0080】

高速投入器１０３において、第３案内面３５Ａは、第１方向ＤＲ１において第２案内面３４Ａに向かうにつれて、第２方向ＤＲ２において可動電極２０に近づくように、第１案内面３３Ａ及び第２案内面３４Ａの各々に対して傾斜している。駆動部５０及びバネ６０によって可動電極２０及び第１保持部４１に第１方向ＤＲ１への力が付与されると、第１保持部４１に第３案内面３５Ａに沿った分力が生じるため、第１保持部４１の第２方向ＤＲ２への圧縮がスムーズに行われ得る。

【0081】

実施の形態４．
図８～図１０に示されるように、実施の形態４に係る高速投入器１０４は、特に説明しない限り、上記の実施の形態２と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態２と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

【0082】

高速投入器１０４は、保持部として、第１保持部４１に代えて、第２保持部４２を備える。第２保持部４２は、可動電極２０が駆動部５０に押圧されて第１方向ＤＲ１に移動するときに、可動電極２０と摺動するように設けられている。

【0083】

第２保持部４２は、ガイド部３０に対して位置決めされており、可動電極２０に対して摺動するように設けられている。第２保持部４２は、例えば第１ガイド部分３１Ａに位置決めされている。第２保持部４２は、第２ガイド部分３１Ｂに位置決めされていてもよい。

【0084】

第２保持部４２は、ガイド部３０に固定されている第１部分４２Ａと、可動電極２０に接触している第２部分４２Ｂとを有している。

【0085】

第２保持部４２は、例えば、第２方向ＤＲ２に延びる板状部材である。第２保持部４２は、例えば、第１方向ＤＲ１から視て、環形状を有している。第１方向ＤＲ１から視て、第１部分４２Ａは第２保持部４２の外周部分であり、第２部分４２Ｂは第２保持部４２の内周部分である。

【0086】

第２保持部４２は、例えば、可動電極２０が第１の位置から第２の位置に向けて移動するときに、第１状態時の形状に対して変形するように設けられている。第２保持部４２は、第１状態においては、バネ６０の付勢力に抗して可動電極２０が固定電極１０に向けて移動することを阻止する。第２保持部４２は、第２状態においては、可動電極２０が固定電極１０に向けて移動することを許容する。

【0087】

ガイド部３０は、第２保持部４２の第１部分４２Ａを固定している固定部分３８を有している。固定部分３８は、例えば、第１方向ＤＲ１において第２保持部４２の第１部分４２Ａを挟み込み、かつ第２方向ＤＲ２において第２保持部４２が外側に移動することを阻止するように設けられている。固定部分３８は、導電性を有している。固定部分３８は、例えばガイド部３０の一部分として設けられている。第２保持部４２の第１部分４２Ａは、導電性接着剤等を用いて、固定部分３８に固定されていてもよい。

【0088】

ガイド部３０には、第１方向ＤＲ１において固定部分３８よりも固定電極１０側に、第２溝部３９が設けられている。第２溝部３９は、第１部分４２Ａに対して固定電極１０側に折り曲げられた第２部分４２Ｂの少なくとも一部を収容可能である。固定部分３８及び第２溝部３９は、ガイド部３０の直管部分３１に設けられている。固定部分３８及び第２溝部３９は、第１ガイド部分３１Ａ及び第２ガイド部分３１Ｂの少なくともいずれかに設けられている。固定部分３８及び第２溝部３９は、例えば第１ガイド部分３１Ａに設けられている。なお、固定部分３８及び第２溝部３９は、第２ガイド部分３１Ｂに設けられていてもよいし、第１ガイド部分３１Ａと第２ガイド部分３１Ｂとの間をまたぐように設けられていてもよい。

【0089】

可動電極２０の外縁部の側面２０Ｂには、第３溝部２５が設けられている。第３溝部２５は、第２方向ＤＲ２において側面２０Ｂよりも内側に凹んでおり、中心軸ＣＡに対する周方向に沿って延びている。第３溝部２５は、例えば中心軸ＣＡに対する周方向に連なる環状溝である。第３溝部２５は、第２保持部４２の第２部分４２Ｂを収容するように設けられている。第３溝部２５は、第１方向ＤＲ１において互いに対向する１対の内壁面と、１対の内壁面の内周端同士を接続する底面とを有している。第１状態において、第３溝部２５の底面は、第２方向ＤＲ２において第２溝部３９の底面と対向する。

【0090】

第２保持部４２の第２部分４２Ｂは、第１状態において、第３溝部２５の１対の内壁面のうち固定電極１０側を向いている内壁面と接触するように設けられている。

【0091】

高速投入器１０４では、モジュール回路の異常が検出されるなどにより投入動作が開始されるまで、図７に示される第１状態に保持される。第１状態において、第２保持部４２は、バネ６０の付勢力に抗して、可動電極２０が固定電極１０に向けて移動することを阻止する。

【0092】

高速投入器１０４では、投入動作が開始されると、上記第１状態から図８に示される第２状態に切り替えられる。切り替え時には、第２保持部４２の第２部分４２Ｂを第１部分４２Ａに対して固定電極１０側に折り曲げ得る力が、駆動部５０とバネ６０とによって可動電極２０を介して第２保持部４２に付与される。これにより、第２保持部４２の第２部分４２Ｂが第１部分４２Ａに対して固定電極１０側に折り曲げられる。その結果、第２保持部４２は、可動電極２０が固定電極１０に向けて移動することを許容する。これにより、可動電極２０は、ガイド部３０に案内されて第１方向ＤＲ１に移動し、第２の位置に到達する。

【0093】

高速投入器１０４において、第２保持部４２は、ガイド部３０に対して位置決めされており、可動電極２０に対して摺動する。可動電極２０が第１の位置から第２の位置に向けて移動するときに、第２保持部４２の第２部分４２Ｂは、第１部分４２Ａよりも固定電極１０側に曲げられる。第２保持部４２は、駆動部５０により可動電極２０を介して第１方向ＤＲ１に押圧されると、可動電極２０の移動を阻止し得なくなり、第２部分４２Ｂが第１部分４２Ａに対して固定電極１０側に曲げられて、可動電極２０の側面２０Ｂに対して摺動する。高速投入器１０４において、可動電極２０を固定電極１０に投入するために可動電極２０及び第２保持部４２に付与される押圧力の向きは、可動電極２０の移動方向と同じである。そのため、高速投入器１０４も、高速投入器１０１と同様に、可動電極２０を固定電極１０に投入する投入動作が１段階動作として実行され得るため、上述した従来の高速投入器と比べて、投入動作の高速化が可能である。

【0094】

高速投入器１０４では、ガイド部３０のうち固定部分３８よりも固定電極１０側に、第２保持部４２の第２部分４２Ｂの少なくとも一部を収容可能である第２溝部３９が設けられている。これにより、上記変形に伴う第２保持部４２の第２部分４２Ｂとガイド部３０との干渉を抑制できる。第２保持部４２の上記変形は、ガイド部３０に妨げられることなく、円滑にかつ高速に行われ得る。

【0095】

第２保持部４２は、第２方向ＤＲ２に延びる板状部材である。第２保持部４２は、第１方向ＤＲ１から視て、環形状を有している。第１方向ＤＲ１から視て、第１部分４２Ａは第２保持部４２の外周部分であり、第２部分４２Ｂは第２保持部４２の内周部分である。このような第２保持部４２の強度の調整は容易であるため、高速投入器１０４においても、従来の高速投入器と比べて、投入動作が安定する。また、第２保持部４２の保持力は、第１保持部４１の保持力よりも大きく設定され得る。そのため、高速投入器１０４では、高速投入器１０１と比べて、バネ６０の付勢力を大きくすることができ、投入速度を速めることができる。

【0096】

高速投入器１０４において、第２保持部４２は、図８～図１０に示される構造に制限されない。

【0097】

図１１に示されるように、第２保持部４２は、第１方向ＤＲ１から視て、環形状を有する環状部分４３と、環状部分４３から内側に突出する複数の突出部分４４とを有していてもよい。環状部分４３が第１部分４２Ａである。複数の突出部分４４の各々が第２部分４２Ｂである。

【0098】

図１２に示されるように、複数の突出部分４４の第１方向ＤＲ１の寸法Ｔ（厚さ）は、例えば、環状部分４３の第１方向ＤＲ１の寸法（厚さ）に等しい。

【0099】

図１３に示されるように、複数の突出部分４４の第１方向ＤＲ１の寸法Ｔ（厚さ）は、例えば、環状部分４３の第１方向ＤＲ１の寸法（厚さ）よりも薄くてもよい。

【0100】

図１１～図１３に示される第２保持部４２によれば、第２保持部４２の保持力の調整が図８～１０に示される第２保持部４２よりもさらに容易になる。

【0101】

図１４に示されるように、ガイド部３０の固定部分３８は、ガイド部３０とは別の部材として設けられていてもよい。固定部分３８は、複数の部材によって構成されていてもよい。固定部分３８は、第２溝部３９の一部を構成していてもよい。このようなガイド部３０及び第２保持部４２は、容易に組み立てられ得る。

【0102】

実施の形態５．
図１５に示されるように、実施の形態５に係る高速投入器１０５は、特に説明しない限り、上記の実施の形態２及び実施の形態４と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態２及び実施の形態４と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

【0103】

高速投入器１０５は、第１保持部４１と第２保持部４２とを備えている。第１保持部４１は、高速投入器１０１～１０３の第１保持部４１と同様の構成を有している。第２保持部４２は、高速投入器１０４の第２保持部４２と同様の構成を有している。

【0104】

第１保持部４１は、第１方向ＤＲ１において第２保持部４２よりも固定電極１０側に配置されている。高速投入器１０５において、可動電極２０には、第１溝部２３と第３溝部２５とが設けられている。ガイド部３０は、第１方向ＤＲ１において第２溝部３９よりも固定電極１０側に案内面３０Ａを有している。

【0105】

高速投入器１０５では、モジュール回路の異常が検出されるなどにより投入動作が開始されるまで、図１５に示される第１状態に保持される。第１状態において、第１保持部４１及び第２保持部４２は、バネ６０の付勢力に抗して、可動電極２０が固定電極１０に向けて移動することを阻止する。

【0106】

高速投入器１０５では、投入動作が開始されると、上記第１状態から第２状態に切り替えられる。切り替え時には、第１状態において第１保持部４１とガイド部３０との間に生じる摩擦力よりも大きな力が、駆動部５０とバネ６０とによって可動電極２０を介して第１保持部４１に付与される。さらに、第２保持部４２の第２部分４２Ｂを第１部分４２Ａに対して固定電極１０側に折り曲げ得る力が、駆動部５０とバネ６０とによって可動電極２０を介して第２保持部４２に付与される。これにより、第１保持部４１及び第２保持部４２は、可動電極２０が固定電極１０に向けて移動することを許容する。その結果、可動電極２０は、第１保持部４１とともにガイド部３０に案内されて第１方向ＤＲ１に移動し、第２の位置に到達する。

【0107】

高速投入器１０５は、高速投入器１０１及び高速投入器１０４と同様の構成を備えるため、高速投入器１０１及び高速投入器１０４のそれぞれと同様の効果を有する。

【0108】

実施の形態６．
図１６～図１８に示されるように、実施の形態６に係る高速投入器１０６は、特に説明しない限り、上記の実施の形態２と同一の構成および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態２と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

【0109】

図１６～図１８に示されるように、実施の形態６の高速投入器１０６は、放電誘起機構７０をさらに備える。

【0110】

図１６は、高速投入器１０６の第１状態を示している。図１７は、可動電極２０が第１の位置から第２の位置に移動開始後に実現される動作状態を示している。図１８は、高速投入器１０６の第２状態を示している。

【0111】

固定電極１０は、第１方向ＤＲ１において可動電極２０と対向する端面１０Ａを有している。可動電極２０は、第１方向ＤＲ１において固定電極１０の端面１０Ａと対向する前端面２０Ａと、第２方向ＤＲ２においてガイド部３０と対向する側面２０Ｂと、前端面２０Ａとは反対側に位置する後端面２０Ｃとを有する。可動電極２０には、前端面２０Ａに開口するテーパ孔２０Ｈが設けられている。テーパ孔２０Ｈの孔径は、前端面２０Ａから離れるにつれて小さくなる。テーパ孔２０Ｈの孔軸は、中心軸ＣＡと一致している。

【0112】

前端面２０Ａは、側面２０Ｂよりも固定電極１０の近くに配置されている。好ましくは、前端面２０Ａは、第２方向ＤＲ２においてテーパ孔２０Ｈの孔軸（中心軸ＣＡ）に近づくにつれて固定電極１０側に突出する凸面である。なお、前端面２０Ａは、中心軸ＣＡに直交する平面であってもよい。

【0113】

第１の位置にある可動電極２０の前端面２０Ａは、固定電極１０の端面１０Ａと間隔を空けて対向する。第２の位置にある可動電極２０の前端面２０Ａは、固定電極１０の端面１０Ａに接触する。

【0114】

可動電極２０には、テーパ孔２０Ｈと連通する貫通孔２０Ｉがさらに設けられている。貫通孔２０Ｉの孔径の最小値は、テーパ孔２０Ｈの孔径の最小値よりも大きい。貫通孔２０Ｉの孔軸は、中心軸ＣＡと一致している。

【0115】

ガイド部３０は、第１方向ＤＲ１に沿って延びている案内面３０Ａを有している。案内面３０Ａは、例えば中心軸ＣＡに対する周方向に連なる内径面である。案内面３０Ａは、第２方向ＤＲ２において可動電極２０の側面２０Ｂと対向する。

【0116】

保持部４１は、固定電極１０から離間されている可動電極２０をガイド部３０に対して保持可能である。保持部４１は、可動電極２０が駆動部５０に押圧されて第１方向ＤＲ１に移動するときに、ガイド部３０の案内面３０Ａと摺動するように設けられている。

【0117】

駆動部５０は、保持部４１によって保持されている可動電極２０を固定電極１０に向けて押圧して移動させ得る。

【0118】

放電誘起機構７０は、固定電極１０と、可動電極２０との間に放電を誘起する。放電誘起機構７０は、トリガ電極７１を含む。トリガ電極７１は、可動電極２０とともに第１方向ＤＲ１に移動可能である。

【0119】

トリガ電極７１は、可動電極２０から電気的に絶縁されている。トリガ電極７１は、先端部７１Ａと、第１方向ＤＲ１において先端部７１Ａとは反対側に位置する後端部とを有する。先端部７１Ａは、第１方向ＤＲ１において固定電極１０の最も近くに配置されるトリガ電極７１の前端部である。先端部７１Ａは、可動電極２０のテーパ孔２０Ｈの内部に配置されている。先端部７１Ａは、可動電極２０の前端面２０Ａよりも固定電極１０側に突出していない。好ましくは、トリガ電極７１の先端部７１Ａは、前端面２０Ａよりも固定電極１０から離間されている。なお、先端部７１Ａの端面は、可動電極２０の前端面２０Ａと同一面上に配置されていてもよい。

【0120】

放電誘起機構７０は、電圧発生素子７３をさらに含む。電圧発生素子７３は、可動電極２０及びトリガ電極７１とともに第１方向ＤＲ１に移動可能である。電圧発生素子７３は、トリガ電極７１にトリガ電圧を出力する。好ましくは、電圧発生素子７３は、図１に示される第１状態では上記トリガ電圧を出力せずに、図４に示される動作状態に達したときに上記トリガ電圧を出力するように設けられている。

【0121】

電圧発生素子７３は、トリガ電極７１の後端部に電気的に接続されている第１端部７３Ａと、第１方向ＤＲ１において第１端部７３Ａとは反対側に位置する第２端部７３Ｂとを有する。電圧発生素子７３は、第１端部７３Ａと第２端部７３Ｂとの間に電位差を発生させるように設けられている。第１端部７３Ａは、可動電極２０から電気的に絶縁されている。第２端部７３Ｂは、可動電極２０に電気的に接続されている。第２端部７３Ｂは、例えば、後述する接続部７４，７５を介して可動電極２０に電気的に接続されている。

【0122】

電圧発生素子７３は、第１方向ＤＲ１においてトリガ電極７１に対して固定電極１０とは反対側に配置されている。第１方向ＤＲ１から視て、電圧発生素子７３は、トリガ電極７１と重なるように配置されている。

【0123】

電圧発生素子７３は、例えば圧電素子である。電圧発生素子７３は、機械的エネルギー（非電気的エネルギー）が印加されたときに第１端部７３Ａと７３Ｂとの間に電位差を発生させるように設けられている。駆動部５０は、可動電極２０及び電圧発生素子７３を同時に押圧するように設けられている。

【0124】

なお、電圧発生素子７３は、熱エネルギーまたは磁気エネルギーのような非電気的エネルギーが印加されたときに、第１端部７３Ａと７３Ｂとの間に電位差を発生させるように設けられていてもよい。電圧発生素子７３は、誘導コイルを有していてもよい。

【0125】

放電誘起機構７０は、絶縁部材７２と、接続部７４，７５とをさらに含んでいてもよい。

【0126】

絶縁部材７２は、可動電極２０から、トリガ電極７１及び電圧発生素子７３の第１端部７３Ａを電気的に絶縁している。絶縁部材７２は、可動電極２０の貫通孔２０Ｉ内に配置されている前方部分と、可動電極２０の後端面２０Ｃ上に配置されている後方部分とを有する。

【0127】

絶縁部材７２には、第１貫通孔７２Ｈと、第１貫通孔７２Ｈと連通する第２貫通孔７２Ｉとが設けられている。第１貫通孔７２Ｈは、絶縁部材７２の上記前方部分を貫通している。第２貫通孔７２Ｉは、絶縁部材７２の後方部分を貫通している。第１貫通孔７２Ｈには、トリガ電極７１が挿通されている。第２貫通孔７２Ｉには、電圧発生素子７３が収容されている。

【0128】

接続部７４，７５は、電圧発生素子７３の第２端部７３Ｂと可動電極２０とを電気的に接続する。接続部７４，７５は、導電板７４と、導電柱７５とを有する。

【0129】

導電板７４は、電圧発生素子７３の第２端部７３Ｂに接触している。導電板７４は、例えば、第１方向ＤＲ１において電圧発生素子７３に対してトリガ電極７１とは反対側に配置されている。導電板７４は、絶縁部材７２の上記後方部分の後端面上に配置されている。第１方向ＤＲ１から視て、導電板７４は、電圧発生素子７３と重なる中央部分と、第２方向ＤＲ２において中央部分よりも外側に位置しており絶縁部材７２と重なる外側部分とを有している。

【0130】

導電柱７５は、導電板７４の上記外側部分と可動電極２０とを電気的に接続する。接続部７４，７５は、少なくとも１つの導電柱７５を有していればよいが、好ましくは複数の導電柱７５を有している。複数の導電柱７５は、中心軸ＣＡに対する周方向においてトリガ電極７１及び電圧発生素子７３を囲むように互いに間隔を空けて配置される。

【0131】

接続部７４，７５は、トリガ電極７１、絶縁部材７２、及び電圧発生素子７３を、可動電極２０に一体的に固定するように設けられていてもよい。導電柱７５は、可動電極２０に固定可能な固定部材であってもよい。導電柱７５は、例えばネジである。可動電極２０と、放電誘起機構７０のトリガ電極７１、絶縁部材７２、電圧発生素子７３、及び接続部７４，７５とは、一体として第１方向ＤＲ１に移動可能である。駆動部５０は、導電板７４の上記中央部分を押圧するように設けられていてもよい。

【0132】

駆動部５０は、例えばシリンダである。駆動部５０は、例えばシリンダチューブ５１と、ロッド５２と、直動機構５３とを有する。シリンダチューブ５１は、第２蓋部５に固定されている。ロッド５２は、第１方向ＤＲ１においてシリンダチューブ５１に対して相対的に移動可能である。ロッド５２は、可動電極２０を固定電極１０に向けて押圧可能である。直動機構５３は、例えばモータとボールねじとを有し、モータの回転に応じてロッド５２を第１方向ＤＲ１に移動させる。

【0133】

ロッド５２は、例えば、第１状態において導電板７４と接触している。なお、ロッド５２は、第１状態において導電板７４から離間されていてもよい。ロッド５２は、例えば、第２状態において可動電極２０を固定電極１０に向けて押圧している。第２状態において、固定電極１０に接触している可動電極２０は、例えば、駆動部５０と後述するバネ６０とによって保持されている。

【0134】

なお、第２状態において、ロッド５２は、導電板７４から離間されていてもよい。固定電極１０に接触している可動電極２０は、バネ６０のみによって保持されていてもよい。

【0135】

バネ６０は、導電板７４及び駆動部５０から離間されている。バネ６０の第２方向ＤＲ２の内径は、導電板７４の第２方向ＤＲ２の最大幅及び駆動部５０の第２方向ＤＲ２の最大幅よりも大きい。バネ６０は、例えば第２方向ＤＲ２において導電板７４及び駆動部５０を囲むように配置されている。バネ６０の第２方向ＤＲ２の外径は、可動電極２０の第２方向ＤＲ２の外径よりも小さい。バネ６０の第２方向ＤＲ２の外径は、凹部７２Ｊの第２方向ＤＲ２の内径よりも小さい。

【0136】

高速投入器１０６では、モジュール回路の異常が検出されるなどにより投入動作が開始されるまで、図１６に示される第１状態に保持される。第１状態において、固定電極１０と可動電極２０との間の最短距離Ｌ₁は、固定電極１０とガイド部３０との間の最短距離Ｌ₂よりも長い。最短距離Ｌ₁及び最短距離Ｌ₂は、固定電極１０と可動電極２０との間の絶縁距離以上である。第１状態では、高速投入器１０６に電気的に並列に接続されているモジュール回路は通常運転している。第１状態では、高速投入器１０６に電気的に並列に接続されているモジュール回路に印加される電圧が、固定電極１０と可動電極２０との間に印加されている。第１状態では、固定電極１０と可動電極２０とは電気的に絶縁されているため、モジュール回路には、通常の電流が流れる。

【0137】

第１状態において、放電誘起機構７０は、固定電極１０と可動電極２０との間に放電を誘起しない。電圧発生素子７３は、トリガ電圧を出力しない。

【0138】

第１状態において、保持部４１は、第２方向ＤＲ２に圧縮されている。第１状態において保持部４１とガイド部３０との間に生じる摩擦力は、蓄勢されたバネ６０によって保持部４１に付与される付勢力よりも大きい。第１状態において、保持部４１は、バネ６０の付勢力に抗して、可動電極２０が固定電極１０に向けて移動することを阻止する。

【0139】

高速投入器１０６では、モジュール回路の異常が検出されると、投入指令信号が駆動部５０に入力される。駆動部５０は、導電板７４を介して、可動電極２０と、電圧発生素子７３と、保持部４１とを固定電極１０側に押圧する。これにより、可動電極２０と、電圧発生素子７３と、保持部４１とは、第１方向ＤＲ１において固定電極１０側に移動を開始する。電圧発生素子７３の第１端部７３Ａと第２端部７３Ｂとの間には、電位差が生じる。トリガ電極７１は第１端部７３Ａに電気的に接続されており、かつ可動電極２０は第２端部７３Ｂに電気的に接続されているため、トリガ電極７１と可動電極２０との間にも、電位差が生じる。

【0140】

図１７に示されるように、可動電極２０が第２の位置に到達する前に、電圧発生素子７３は、第１端部７３Ａと第２端部７３Ｂとの間にトリガ電圧を発生させる。トリガ電圧は、トリガ電極７１と可動電極２０との間にある媒質の絶縁破壊電圧より大きな電圧である。トリガ電極７１の先端部７１Ａと可動電極２０との間にトリガ放電が発生する。図１７に示される動作状態においても、トリガ電極７１の先端部７１Ａと可動電極２０との間の間隔は、固定電極１０と可動電極２０との間の間隔よりも小さい。

【0141】

電圧発生素子７３がトリガ電圧を発生させるタイミングは、特に制限されない。電圧発生素子７３は、可動電極２０の移動開始直後にトリガ電圧を発生させるように設けられていてもよい。電圧発生素子７３は、可動電極２０の移動開始時にトリガ電圧を発生させるように設けられていてもよい。電圧発生素子７３がトリガ電圧を発生させるときの、固定電極１０と可動電極２０との間の間隔Ｌ₆と固定電極１０とガイド部３０との間の最短距離Ｌ₂との大小関係は、特に制限されない。電圧発生素子７３は、固定電極１０と可動電極２０との間の間隔Ｌ₆が固定電極１０とガイド部３０との間の最短距離Ｌ₂と同等あるいはそれよりも長いときに、トリガ電圧を発生させるように設けられていてもよい。電圧発生素子７３は、固定電極１０と可動電極２０との間の間隔Ｌ₆が固定電極１０とガイド部３０との間の最短距離Ｌ₂よりも短くなったときあるいは短いときに、トリガ電圧を発生させるように設けられていてもよい。後者の場合には、固定電極１０と可動電極２０との間でトリガ放電が誘発されやすい。

【0142】

トリガ放電に起因して、固定電極１０と可動電極２０との間に荷電粒子が発生する。荷電粒子は、固定電極１０と可動電極２０との間にある媒質の絶縁破壊電圧を減少させる。固定電極１０と可動電極２０との間にある媒質の絶縁破壊電圧は、固定電極１０と可動電極２０との間に印加されている電圧よりも小さくなる。これにより、図１７に示されるように、固定電極１０と可動電極２０との間に放電ＤＣが発生して、可動電極２０が固定電極１０に導通する。その結果、可動電極２０が固定電極１０に接触する前に、事故電流の経路は、高速投入器１０６に電気的に並列に接続されているモジュール回路から、高速投入器１０６に切り替わる。高速投入器１０６に電気的に並列に接続されているモジュール回路は、バイパスされ、無効化される。

【0143】

なお、電圧発生素子７３は、可動電極２０の移動開始直後にトリガ電圧を発生させるように設けられていてもよい。電圧発生素子７３は、可動電極２０が第１の位置から移動開始時にトリガ電圧を発生させるように設けられていてもよい。

【0144】

可動電極２０は、駆動部５０及びバネ６０によって固定電極１０側にさらに押圧される。その結果、図１８に示されるように、可動電極２０は、固定電極１０に接触する。可動電極２０は、放電を介さずに、固定電極１０に導通する。事故電流は、引き続き、高速投入器１０６を流れる。可動電極２０が固定電極１０に接触している第２状態は、駆動部５０及びバネ６０の少なくともいずれかによって維持され得る。このようにして、高速投入器１０６は、図１７に示される動作状態以後、可動電極２０が固定電極１０に接触している間、無効化されたモジュール回路をバイパスする経路として作用し得る。

【0145】

高速投入器１０６では、トリガ電極７１が可動電極２０とともに移動可能であるため、トリガ放電に起因して可動電極２０と固定電極１０とを短絡させた後に、可動電極２０を固定電極１０に速やかに接触させることができる。そのため、トリガ電極７１の損耗を防止しながらも、可動電極２０と固定電極１０とが短絡している状態を長時間保持することができる。このような高速投入器１０６は、電力変換装置に好適である。

【0146】

高速投入器１０６では、前端面２０Ａは、テーパ孔２０Ｈの孔軸に対する径方向（第２方向ＤＲ２）において孔軸（中心軸ＣＡ）に近づくにつれて固定電極１０側に突出する凸面である。このようすれば、トリガ放電に起因した絶縁破壊をテーパ孔２０Ｈの近くで発生させることができ、意図していない場所にて絶縁破壊が生じることを抑制できる。例えば、絶縁破壊が前端面２０Ａの外縁において生じることを抑制できる。

【0147】

高速投入器１０６において、放電誘起機構７０のトリガ電極７１、絶縁部材７２及び電圧発生素子７３は、接続部７４，７５によって可動電極２０に一体的に固定されていてもよい。トリガ電極７１、絶縁部材７２及び電圧発生素子７３は、複雑な構造によらずに、可動電極２０と一体として第１方向ＤＲ１に移動可能である。また、トリガ電極７１にトリガ電圧を出力するための高電圧回路と、高電圧回路を制御する制御回路と、これらの回路とトリガ電極７１とを電気的に接続する配線とが不要となる。

【0148】

高速投入器１０６において、電圧発生素子７３は圧電素子であってもよい。この場合、駆動部５０は、可動電極２０及び電圧発生素子７３を同時に押圧するように設けられていてもよい。このようにすれば、トリガ電圧を発生させるための高電圧回路と、高電圧回路を制御する制御回路とが不要になる。

【0149】

実施の形態３～６において、ガイド部３０は、実施の形態１に係る高速投入器１０１のガイド部３０と同様の構成を有していてもよい。実施の形態３～６において、ガイド部３０は、第１ガイド部分３１Ａを有していなくてもよい。

【0150】

上述のように、実施の形態１～６に係る高速投入器１０１～１０６は、任意の電気装置に適用可能である。以下では、実施の形態１～６に係る高速投入器１０１～１０６の適用例として、電力変換装置及び受配電設備について説明する。

【0151】

実施の形態７．
実施の形態７に係る電力変換装置は、図１９に示される複数の電力制御回路２００を備える。複数の電力制御回路２００は、互いに直列に接続されている。各電力制御回路２００は、端子Ａ，Ｂと、モジュール回路２１０と、高速投入器１００とを備える。

【0152】

端子Ａ，Ｂは、電力変換装置の上位系統（例えば、交流電力系統）に接続されている。モジュール回路２１０は、スイッチング素子２１１と、電気エネルギー蓄積器２１２とを有する。スイッチング素子２１１は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）またはサイリスタを有する。電気エネルギー蓄積器２１２は、例えばコンデンサを有する。

【0153】

高速投入器１００は、高速投入器１０１～１０６のいずれかである。高速投入器１００は、モジュール回路２１０に電気的に並列に接続されている。高速投入器１００の固定電極（第１主電極）は、モジュール回路２１０の入力端子及び出力端子の一方に接続されている。高速投入器１００のガイド部（第２主電極）は、モジュール回路２１０の入力端子及び出力端子の他方に接続されている。

【0154】

モジュール回路２１０が正常に動作しているとき、電流は、モジュール回路２１０を流れ、高速投入器１００には流れない。モジュール回路２１０が故障したとき、高速投入器１００が動作し、端子Ａ，Ｂが短絡する。高速投入器１００では、上述した投入動作が行われる。その結果、電力制御回路２００において、電流は、高速投入器１００を流れ、故障したモジュール回路２１０を迂回する。電流の経路から故障したモジュール回路２１０を除外することができるため、故障したモジュール回路２１０の影響が他の電力制御回路２００及び電力制御回路２００の上位系統に波及することを防止することができる。そのため、本実施の形態に係る電力変換装置では、故障したモジュール回路２１０の影響を受けることなく、残りの電力制御回路２００及びそれらの上位系統は運転を継続できる。さらに、電力変換装置において電力制御回路２００の個数が冗長性を有している場合には、電力変換装置は通常運転を継続できる。

【0155】

また、モジュール回路２１０が故障した時、モジュール回路２１０にアークが発生する場合がある。アークの発生時間が長くなると、モジュール回路２１０の周辺部品が破損する、あるいは爆発を伴って破壊される可能性が高まる。本実施の形態に係る電力変換装置では、高速投入器１００が高速に動作するため、アークの発生時間を短縮でき、周辺部品の破損及び爆発を伴う破壊を防止することができる。本実施の形態に係る電力変換装置は、高い防爆性能を有する。

【0156】

実施の形態８．
図２０は、実施の形態８に係る受配電設備２２０の変圧器の二次側の一例を示す単線接続図である。受配電設備２２０は、送電系統から供給される交流電力を、エレベータ、空調機、照明などの負荷側回路２２８に配電する。

【0157】

図２０に示されるように、実施の形態８に係る受配電設備２２０は、変圧器２２１と、複数のスイッチギア２２２，２２３とを備える。

【0158】

変圧器２２１は、送電系統から受電した高電圧の電力を降圧する。
複数のスイッチギア２２２は、変圧器２２１と母線２２６との間に設置されている。各スイッチギア２２２は、高速投入器１００と、遮断器２２４とを含む。高速投入器１００は、高速投入器１０１～１０６のいずれかである。高速投入器１００の固定電極１０及び可動電極２０の一方は、遮断器２２４の受電側の極（送電系統側に接続されている一方の極）に電気的に接続されている。高速投入器１００の固定電極１０及び可動電極２０の他方は、接地導体に電気的に接続されている。

【0159】

複数のスイッチギア２２３は、母線に設置されているスイッチギア２２３と、母線２２６と複数の負荷側回路２２８の各々との間に設置されている複数のスイッチギア２２３とを含む。各スイッチギア２２３は、例えば高速投入器１００を含まない。

【0160】

複数のスイッチギア２２２及び複数のスイッチギア２２３の各々において地絡又は短絡等のアーク事故（内部アーク事故）が発生していないとき、電流は、スイッチギア２２２において遮断器２２４を流れ、高速投入器１００には流れない。複数のスイッチギア２２２のいずれかにおいてアーク事故が発生したとき、事故が発生したスイッチギア２２２内の高速投入器１００では、上述した投入動作が行われ、アーク電流は高速投入器１００を流れ、アークが消滅する。さらに、受配電設備２２０の電流の経路から、事故が発生したスイッチギア２２２及び当該スイッチギア２２２の下位系統が除外される。複数のスイッチギア２２３のいずれかにおいてアーク事故が発生したとき、事故が発生したスイッチギア２２３の上位系統のスイッチギア２２２内の高速投入器１００では、上述した投入動作が行われ、アーク電流は高速投入器１００を流れ、アークが消滅する。さらに、受配電設備２２０の電流の経路から、投入動作が行われたスイッチギア２２２の下位系統（事故が発生したスイッチギア２２３を含む）が除外される。その結果、受配電設備２２０では、事故が発生したスイッチギア２２２，２２３の影響が当該スイッチギア２２２，２２３を含まない健全な電流経路に波及することを防止することができ、健全な電流経路及び健全な電流経路から配電される負荷側回路２２８の運転を継続できる。

【0161】

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はないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の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】

【0162】

１ 容器、２ 第１蓋部、３ 第１管部、４ 第２管部、５ 第２蓋部、１０ 固定電極、１０Ａ 頂面、１１ 底部、１２ 第１突出部、２０ 可動電極、２０Ａ 頂面、２０Ｂ 側面、２１ 本体部、２２ 第２突出部、２３ 第１溝部、２４ 絶縁部材、２５ 第３溝部、３０ ガイド部、３０Ａ 案内面、３１ 直管部分、３２ フランジ部、３３Ａ 第１案内面、３４Ａ 第２案内面、３５Ａ 第３案内面、３５Ａ１ 第１傾斜部分、３５Ａ２ 第２傾斜部分、３５Ａ３ 接続部分、３６，３７ 凸部、３８ 固定部分、３９ 第２溝部、４１ 第１保持部、４２ 第２保持部、４２Ａ 第１部分、４２Ｂ 第２部分、４３ 環状部分、４４ 突出部分、５０ 駆動部、５１ シリンダチューブ、５２ ロッド、５３ 直動機構、６０ バネ、７０ 放電誘起機構、７１ トリガ電極、７１Ａ 先端部、７２ 絶縁部材、７２Ａ 前端面、７２Ｂ 側面、７２Ｈ 第１貫通孔、７２Ｈ１ 第３開口端、７２Ｉ 第２貫通孔、７２Ｊ 凹部、７３ 電圧発生素子、７３Ａ 第１端部、７３Ｂ 第２端部、７４，７５ 接続部、１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６ 高速投入器、２００ 電力制御回路、２０１ スイッチング素子、２０２ 電気エネルギー蓄積器、２１０ モジュール回路、２２１ 変圧器、２２２，２２３ スイッチギア、２２４ 遮断器、２２６ 母線、２２８ 負荷側回路。

【要約】

高速投入器（１０１）は、固定電極（１０）と、固定電極に向かって第１方向（ＤＲ１）に移動可能である可動電極（２０）と、可動電極の第１方向への移動をガイドするガイド部（３０）と、固定電極から離間されている可動電極をガイド部に対して保持可能である保持部（４１）と、保持部によって保持されている可動電極を固定電極に向けて押圧可能である駆動部（５０）とを備える。保持部によって保持されている可動電極と固定電極との間の最短距離（Ｌ₁）は、固定電極とガイド部との間の最短距離（Ｌ₂）よりも長い。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】