JP3587779B2 - 配電盤 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は特にネットワーク受変電設備の配置を改良した配電盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市では、土地の立体的利用が盛んになって、ビルも高層化されている。高層ビルは、電力の負荷分布が垂直方向に増加し負荷容量は非常に大きく、しかも公共的に重要なものが多く含まれているため、電源の信頼性，安全性が強く要求されている。さらに設備場所が都市の密集地域にあるため、据え付面積の極力小さいことが望まれている。このようなビルあるいは工場設備のように１個所に大きな負荷があるところには、供給信頼度の高いネットワーク受電方式が最適といえる。
【０００３】
ネットワーク受電方式は、電源変電所から２〜４回線の２２ＫＶまたは３３
ＫＶ配電線で受電し、ネットワーク変圧器の１次側には受電用断路器のみを設置し、２次側にはネットワーク変圧器毎にヒューズ，プロテクタ遮断器を置き、その負荷側をネットワーク母線で並列に接続し、そのネットワーク母線に接続されたいくつかの配電線によって、各方面の負荷に供給する方式である。尚、スポットネットワーク受電方式としては特開昭６２−６０９３７ 号公報を挙げることができる。
【０００４】
このネットワーク受電方式たとえばネットワーク変圧器の１次側又は２次側で短絡事故が起きると、事故回路を切り離しても、健全な回線より供給して、負荷が停電するのを防止しているので、電力供給の信頼性が高く、これが顧客ニーズと合い、最近需要が多くなってきた。
【０００５】
ネットワーク受電方式では、ネットワーク変圧器と、プロテクタ遮断器及びテイクオフ遮断器とは別々の配線盤に収納されていた、ネットワーク変圧器と、プロテクタおよびテイクオフ遮断器とは配電線より接続されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このため、これらの配電盤を設置するだけでも、ネットワーク受電設備の設置面積が著しく広いばかりでなく、また複数の配電盤間を接続するときに、配電線，ネットワーク母線等の配線構造が複雑になり、配線作業も容易でなかった。
【０００７】
更に、保守点検時には、ネットワーク変圧器とプロテクタ遮断器及びテイクオフ遮断器とが離れており、保守点検がしづらいので、これらを積み重ねると、プロテクタ遮断器及びテイクオフ遮断器の出し入れ作業及び操作性等の使い勝手が悪くなることが考えられる。また実開昭５６−１００００６号公報の配電盤は、ネットワーク母線の配置が高いので、上述と同様な問題が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、遮断器の操作性を良くして使い勝手を良くした配電盤を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、母線と電気機器との配置構造を簡素化して接続作業を容易にした配電盤を提供することにある。
【００１０】
更に本発明の他の目的は、受変電設備の設置面積を著しく縮小した配電盤を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の配電盤は、配電盤内に形成した変圧器室と、変圧器室上側に形成した導電室及び配電盤面側の電気室と、上記変圧器室に水平配置された変圧器と、上記水平配置された変圧器に対応する導電室に配置した母線と、上記水平配置された変圧器と対応する母線設置部と対応する電気室に配置された遮断器とを備えたことにある。
【００１２】
【作用】
この結果、変圧器室は、変圧器の長手方向を水平にして高さ寸法を大幅に低くし、変圧器室上に配置した導電室に母線を設置し、上記母線設置部と対応する電気室に遮断器を配置できるようになり、遮断器，電気室等は作業員の手の届く高さの範囲内に設置でき、作業員が手動で遮断器を電気室に出し入れしたり、或いは電気室を操作をしたりすることが出来るようになったので、本発明の配電盤は操作性が良くなり、使い勝手が良くなったばかりでなく、また本発明の配電盤によれば、受変電設備の設置面積を著しく縮小出来るようになった。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例のネットワーク配電盤を図１ないし図５により説明する。
【００１４】
図１は本発明のネットワーク配電盤の構成を理解しやすくするために示した参考透過図で図２乃至図１２と必ずしも一致していない個所がある。図２，図３は本発明の実施例で図１のネットワーク配電盤を左側つまり正面及び裏面から見たときの図である。図３の導体は理解しやすくするために高圧関係のみを図示した。図４，図５は図２，図３のＡ−Ａ線，Ｂ−Ｂ線断面図である。
【００１５】
図面において、ネットワーク配電盤１は鋼板より成る第１配電盤ユニット２と第２配電盤ユニット３とから成る箱型に構成されている。両ユニット２，３は分離自在に構成されている。ネットワーク配電盤１内の中間には仕切り板５例えば鋼板により仕切られている。仕切り板５の下側には変圧器室６を形成している。変圧器室６は３枚の扉４Ａを開閉自在にネットワーク配電盤１に取り付けている。扉４Ａには取っ手４Ｂを取り付けている。仕切り板５の上側には所定間隔に２枚の仕切り板５Ａ，５Ｂを設けて、導体室７と導体室の左右に電気室８及び開閉室９とを形成している。
【００１６】
電気室８，１０は鋼板の仕切り板５Ｃにより仕切られて独立した２部屋を構成している。これら電気室８の表面には１枚及び３枚の扉８Ａ及び８Ｂを開閉自在にネットワーク配電盤に取り付けている。各電気室１０は３枚の扉８Ｂに応じて独立した部屋を構成している。扉８Ａ，８Ｂには取っ手８Ｃ，計器８Ｄ及び正方形状の開口部８Ｅを設けている。電気室８と開閉室１０とに対応する屋上面１２に通風ダクト１３を設けている。
【００１７】
各電気室８，１０及び開閉室９と通風ダクト１３とは互いに連通している。変圧器室６の裏面側２Ｘ及び通風ダクト１３には吸気口１４及び排気口１５を形成している。仕切り板５には複数の小孔１６を穿孔している。従って、空気は矢印方向Ｚで示す如く吸気口１４より複数の小孔１６を通過し排気口１５より外気に出て行く。吸気口１４に取り付けたブロアー１７は、モータ１８により回転する。
【００１８】
３相のネットワーク配電線２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは図３に示すようにエルボ形ケーブルヘッド２１の導体に接続されている。エルボ形ケーブルヘッド２１は開閉室内に配置され、一端が天井を貫通し、他端がブッシングを介して開閉室内の負荷開閉器２２に接続している。負荷開閉器２２の一端は仕切り板５に設けたブッシング２３を介して変圧器室内の３相のネットワーク変圧器２４の１次端子２５に接続している。尚負荷開閉器に代えて断路部を使用してもよい。また上述のネットワーク配線２０はネットワーク配電盤１の下側からネットワーク変圧器２４の１次端子２５に接続してもよい。
【００１９】
ネットワーク変圧器２４は例えば１次側の約２２０００Ｖ，５２Ａの電流，電圧が２次側で約４１５Ｖ，２８００Ａの電流，電圧に変換される。各相のネットワーク変圧器２４はネットワーク変圧器の長手方向Ｌを水平方向に配置した所謂水平配置型ネットワーク変圧器２４である。水平配置型ネットワーク変圧器２４の３相コイル２４Ａはネットワーク配電盤１の幅方向Ｙに所定間隔に配置されている。３相コイル２４Ａは鉄心２４Ｂに導体線を巻回している。またネットワーク変圧器の長手方向Ｌをネットワーク配電盤１の幅方向Ｙに沿って配置してもよい。水平方向に配置されたネットワーク変圧器２４は支持台２６に支持され、支持台２６は支持台２６に取り付けた車輪２７により矢印方向１Ｘ，２Ｘに移動し、ネットワーク配電盤１内外に出入り出来る。矢印方向１Ｘは正面側で、矢印方向２Ｘは裏面側である。
【００２０】
水平配置型ネットワーク変圧器２４の２次端子２８と接続した引出導体２９は、電気室８の裏面側２Ｘでヒューズ３１，プロテクタ変流器３２を接続し、再び正面側１Ｘに伸びてプロテクタ遮断器３３の１次側に接続している。また２９Ａは中性点導体である。
【００２１】
扉８Ａを開いた電気室８内にはプロテクタ遮断器３３を収納している。扉８Ａより左側の３枚の扉８Ｂを開いた電気室１０内にテイクオフ遮断器３４を配置している。両電気室は仕切り板で区画されて独立していると共に、扉８Ａ，扉８Ｂを閉じると、プロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４に設けた計器５０が開口部８Ｅに挿入され、外部より操作できる。プロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４は外部より電気室８，１０に出入りするのに応じて、各遮断器３３，３４の１次及び２次側端子は、図９ないし図１１に示す電気室８に設けた断路部３９と電気的に接離する。断路部３９に接続している引出導体３６，３７はネットワーク母線３５に接続している。
【００２２】
複数相の水平配置型ネットワーク変圧器２４の配置方向に沿って伸びているネットワーク母線３５の複数相は、ネットワーク変圧器２４の長手方向Ｌに所定間隔に配置し、ネットワーク母線３５にプロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４を接続している。ネットワーク母線３５は図６に示すように帯状導体３５Ａ を使用し、帯状導体の高さ方向とこの直角方向に幅部１Ｌと厚さ部Ｔとが来るように配置したが、これとは逆に図７のように帯状導体３５Ａの高さ方向とこの直角方向に厚さ部１Ｌと幅部Ｔが来るように配置してもよい。つまりネットワーク母線３５の複数相は図７に示すように垂直方向つまり階段上に配置してもよい。
【００２３】
図４，図５に示すようにプロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４は、ネットワーク母線３５の延長方向に沿って配置されている。プロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４の複数の２次側及び１次側の引出導体３６Ｂ及び３７Ａは、ネットワーク母線３５の線延長方向に沿って配置されている。プロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４の複数の２次側及び１次側の引出導体３６Ｂ及び３７Ａがネットワーク母線３５の４相に接続され、図９ないし図１１に示すように２次側引出導体３６Ｂの引出位置の方が１次側引出導体３７Ａの引出位置より高い位置に配置することにより、プロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４の計器５０は扉８Ａ，８Ｂに同一方向の向きに配置できる。テイクオフ遮断器３４の複数の２次側引出導体３７Ｂは、ネットワーク変圧器２４と反対側の上方側に延び、通風ダクト内１３で負荷導体３８に接続し、負荷導体３８がネットワーク配電盤１の正面側１Ｘより外部に伸びている。また２次側引出導体３７Ｂはネットワーク母線３５に沿って配置してもよい。
【００２４】
次に、本発明のネットワーク配電盤の作用効果を説明する。
【００２５】
この実施例では、変圧器の長手方向を垂直に配置した垂直型変圧器に比べて水平配置型ネットワーク変圧器２４は高さ寸法を大幅に低くしたので、この上にネットワーク母線３５が配置できるようになり、ネットワーク母線３５の一方側に配置したプロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４は、作業員の手の届く高さの範囲内に設置できるようになったので、作業員が手動でプロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４を電気室８，１０に出し入れしたり、あるいは計器８Ｄ，５０を操作したり出来るようになり、プロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４，電気室８，１０等の操作性が良くなり、使い勝手が良くなった。
【００２６】
作業員の手の届く高さの範囲は、支持台２６に支持された水平配置型ネットワーク変圧器２４上にネットワーク変圧器コイル２４Ａの直径を加算した高さ寸法の範囲内にプロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４を設ければよい。この寸法範囲より下側であれば、ネットワーク変圧器２４が設置されており、プロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４を配置できない。また上記寸法範囲より上側であれば、作業員の手がプロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４等の電気機器に届かなくなり作業がしにくい。
【００２７】
このことは、ヒューズ３１，プロテクタ変流器３２も作業員の手の届く高さの範囲内に設置されているので、上述と同様な作用効果を達成できることは云うまでもない。更に、ヒューズ３１，プロテクタ変流器３２はネットワーク配電盤１の裏側に集約して配置したので、取付け，保守点検時の作業がしやすくなったばかりでなく、また扉側及び表面側の体裁がよくなった。
【００２８】
この実施例では、テイクオフ遮断器３４の２次側引出導体３７Ｂを屋上側に引き出した結果、図８に示すように変圧器室上に対応配置されたネットワーク母線３５と引出位置の異なるプロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４の２次及び１次側引出導体３６Ｂ，３７Ａとを直線状に配置できると共に、直接接続できるようになり、導体配置構成が簡素化されたばかりでなく、また１次及び２次側引出導体３７Ａ，３６Ｂの引出位置を異にして区別しやすくしたので、誤配線が少なくなった。特に暗いネットワーク配電盤１内でもプロテクタ遮断器３３かテイクオフ遮断器３４かの位置かすぐに判るようになり、組立，保守点検等の作業が著しくしやすくなったばかりでなく、また誤配線も少なくなった。
【００２９】
この実施例では、テイクオフ遮断器３４の２次側引出導体３７Ｂをネットワーク変圧器２４と反対側である上方に引き出せば、ネットワーク変圧器２４と絶縁問題を生じることなく、電気的に安全である。
【００３０】
また、テイクオフ遮断器３４の２次側引出導体３７Ｂは、図５，図１１に示すようにネットワーク変圧器２４と反対側である上側に延びて、一方の通風ダクト内の負荷導体３８に接続し、２次側引出導体３７Ｂ及び負荷導体３８がネットワーク母線３５及びネットワーク変圧器２４と衝突することなく、絶縁問題を生じることがなくなり、電気的に安全にネットワーク配電盤１の正面側１Ｘより外部に伸ばすことができるので、ネットワーク母線３５を安全に直列状に伸ばすことが出来るようになった。
【００３１】
この結果、直列状のネットワーク母線３５は３回線のネットワーク回線２２ＫＶのネットワーク配電盤１Ａ，１Ｂ，１Ｃとネットワーク配電盤に隣接した自家発電機４０，力率用コンデンサ４１を接続出来るようになり、ネットワーク受変電システムを構成できるので、ネットワーク母線３５に電気機器例えば自家発電機４０，力率用コンデンサ４１等を集約出来るようになり、ネットワーク受変電システムの設置面積を更に著しく縮小できると共に、配電線系統を簡素化出来るようになった。
【００３２】
また、複数相のネットワーク変圧器２４とネットワーク母線３５との配置方向に沿って電気機器３３，３４を配置できるようになり、これらの電気機器２４，３３，３４及びネットワーク母線３５を一箇所に集約できるので、ネットワーク受電システムの設置面積を大幅に縮小出来るようになったばかりでなく、又一箇所で電気機器２４，３３，３４等を保守点検出来るので、保守点検作業が著しくしやすくなった。
【００３３】
更にネットワーク母線３５に接続するネットワーク変圧器２４，電気機器３３，３４の端子及び引出導体はネットワーク母線３５に直交するように配置されており、電気的にクロスしておらず、磁気的な変力が生じることがなくなり、電気機器３３，３４等に悪影響を与えることがなくなった。
【００３４】
上述の実施例とは異なる実施例としてネットワーク配電盤１の上側と下側とに変圧器室６と導体室７および電気室８，１０とを形成し、変圧器室６と導体室７および電気室８とに水平配置型ネットワーク変圧器２４とネットワーク母線３５及びプロテクタ遮断器３３とテイクオフ遮断器３４とを収納する。ネットワーク母線３５及びプロテクタ遮断器３３とテイクオフ遮断器３４は水平配置型ネットワーク変圧器２４に対応配置されている。
【００３５】
この場合、プロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４の１次側端子３６Ａ，３７Ａを２次側端子３６Ｂ，３７Ｂより上側に配置し、プロテクタ遮断器３３の１次側端子３６Ａと２次側端子３７Ｂとが電気的にクロスするのを防止すると共に、テイクオフ遮断器３４の２次側端子３７Ｂと接続している負荷側の引出導体は、ネットワーク変圧器２４と反対側の床面を介して外部に引き出すか、床面又はネットワーク母線３５に沿って外部に引き出すようにする。
【００３６】
この実施例では、ネットワーク配電盤１はプロテクタ遮断器３３を有する第１配電盤ユニット２とテイクオフ遮断器３４を有する第２配電盤ユニット３とで分割されている。このことは、電気容量が増加したネットワーク受変電システムを使用する場合、電気容量が増加したネットワーク変圧器２４とプロテクタ遮断器３３とを使用する。ネットワーク変圧器２４とプロテクタ遮断器３３とは通常のネットワーク変圧器２４，プロテクタ遮断器３３より大きくなり、電気容量の増加に応じて大きくなったネットワーク変圧器２４，プロテクタ遮断器３３を収容できる大きさに変更した第１配電盤ユニット２を使用できるようにしたので、第１配電盤ユニット２及び第２配電盤ユニット３を標準化したのを複数用意すれば、電気容量に応じて複数の配電盤ユニットを組合わせて、ネットワーク配電盤１を組立てることができるので、組立作業能率を著しく向上することが出来るようになった。
【００３７】
この実施例のモータ１８は、ネットワーク変圧器２４の２次側に一定電流以上の電流がながれると、変流器３１で検出し、図示していないスイッチを閉じて、モータ１８を駆動させるか、又は、変圧器内にサーモスタットを取り付け、変圧器内の温度が一定温度以上になると、サーモスタットが動作して、モータ１８を駆動して、ブロアー１７を回転させて、外部の空気を矢印方向Ｚに流し、各部屋の温度が下がり、この分だけネットワーク変圧器２４，プロテクタ遮断器３３，テイクオフ遮断器３４等を定格電流限度まで使用できるようになった。
【００３８】
上述の実施例はネットワーク配電盤について説明したが、変圧器を使用した配電盤に実施してもよい。即ち、外部電源から受電し、降圧し複数負荷に給電するための配電盤であって、配電盤下部に複数相の変圧器を水平配置し、配電盤上部に母線を配置し、配電盤上部の母線と対応する配電盤正面側の電気室に遮断器を設置して、上述と同様な効果を達成する。また電気室に性能が異なる複数の遮断器を配置する時には、各遮断器の１次及び２次引出端子の引出位置を変えて母線に接続することにより、性能の異なる遮断器は電気室で同一方向に配置出来るようにして、遮断器，電気室等の使い勝手が良くなった。
【００３９】
図１３ないし図１５に示す配電盤はネットワーク変圧器２４を垂直に配置し、このネットワーク変圧器２４の長手方向Ｌに対応し、且つネットワーク変圧器２４の配置方向に沿ってネットワーク母線３５を配置し、ネットワーク母線３５にプロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４を接続することにより、ネットワーク変圧器２４の長手方向Ｌと直交するように配置され、且つ高さを下げたネットワーク母線３５にプロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４を接続出来るようになり、作業員が手動でプロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４等を操作出来るようになった。又ネットワーク変圧器２４の２次側の引出導体３６Ａに接続したヒューズ３１，プロテクタ変流器３２は、配電盤正面より装着出来るようになり、装着作業が容易になった。
【００４０】
一方、４相のネットワーク母線３５は傾斜状に配置して、ネットワーク変圧器２４とプロテクタ遮断器３３及びテイクオフ遮断器３４との間隙を狭くして、配電盤を小型化した。更に配電盤はネットワーク変圧器を配電盤裏側に突出させるように傾斜状に配置し、ネットワーク変圧器の高さを低くし、配電盤を小型化することも出来る。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、配電盤下部に変圧器を水平に配置して高さを低くした結果、配電盤上部に配置した母線及び電気室内の遮断器の配置位置が低く成り、遮断器等は作業員の手の届く高さの範囲内に設置できるようになった。このため、作業員が手動で遮断器及び電気室の計器等の操作が出来るようになり、遮断器等の操作が良くなったので、配電盤の使い勝手がよくなった。また遮断器の負荷側引出導体の引出方向を変圧器と反対方向に引出し、遮断器の引出導体母線を直線状に配置することが出来るようになったので、導体配置が簡素化出来るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考図として示したネットワーク配電盤を透かして視たときの参考透過図である。
【図２】本発明の実施例である図１のネットワーク配電盤を左（正面）側から視たときの正面図である。
【図３】本発明の実施例である図１のネットワーク配電盤を裏側から視たときの裏面図である。
【図４】本発明の実施例である図２のネットワーク配電盤のＡ−Ａ側断面図である。
【図５】本発明の実施例である図２のネットワーク配電盤のＢ−Ｂ側断面図である。
【図６】本発明の実施例である図４ないし図５のネットワーク母線に使用した帯状導体の側断面図である。
【図７】本発明の別の実施例のネットワーク母線に使用した帯状導体の側断面図である。
【図８】本発明の実施例である図１のネットワーク配電盤に使用した概略回路図である。
【図９】本発明の実施例である図１のネットワーク変圧器とプロテクタ遮断器との配線を示す概略説明図である。
【図１０】本発明の実施例である図１のネットワーク配電盤に使用したプロテクタ遮断器の接続図である。
【図１１】本発明の実施例である図１のネットワーク配電盤に使用したテイクオフ遮断器の接続図である。
【図１２】本発明の他の実施例であるネットワーク受変電システムの概略回路図である。
【図１３】本発明の他の実施例であるネットワーク変圧器とプロテクタ及びテイクオフ遮断器の配置を示す正面図である。
【図１４】本発明の図１３の実施例に使用したネットワーク変圧器とプロテクタ遮断器との配置図である。
【図１５】本発明の図１３の実施例に使用したネットワーク変圧器とテイクオフ遮断器との配置図である。
【符号の説明】
１…ネットワーク配電盤、６…変圧器室、７…導体室、８…電気室、２４…ネットワーク変圧器、３３…プロテクタ遮断器、３４…テイクオフ遮断器、３５…ネットワーク母線。

Claims (1)

1. 長手方向が水平に配置された３相の変圧器を収納する変圧器室と、該変圧器室の上側に設けられた導電室と、該導電室と前記変圧器の長手方向に隣接して設けられた配電盤正面側の電気室と、該電気室とは前記導電室を挟んで反対側に設けられた開閉室と、該開閉室と前記電気室とを連通する通風ダクトと、前記変圧器室下方の３相の変圧器のそれぞれの軸線方向に設けられた外気を吸気する吸気口と、前記通風ダクトに設けられ、前記各吸気口で吸気された室内を冷却し終えた空気を外部へ排気する排気口とを備え、前記変圧器室内の各吸気口が位置する部分にモータで回転するブロアをそれぞれ設け、該各ブロアは、前記変圧器に一定電流が流れるか又は変圧器室内の温度が一定温度以上になると、前記モータが駆動して回転し、前記吸気口から外気を吸気して前記室内を冷却することを特徴とする配電盤。

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