JP2001286018A - スイッチギヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主回路部を、据付け環境の影響を受けない構
成を保ちつつ電気的絶縁に必要な寸法まで縮小化し、且
つ製作が容易で、安全で安価なスイッチギヤを提供す
る。 【解決手段】 スイッチギヤ本体１の正・背面側及び下
部の操作・低圧制御室５に遮断器１２の操作機構１２Ａ
及び３位置断路器／接地装置（入り−切り−接地）１
３、１４の操作機構１３Ａ、１４Ａなどを配置し、遮断
器１２の遮断部（真空バルブ）１２Ｂ、３位置断路器／
接地装置１３、１４の断路部１３Ｂ、１４Ｂなどの主回
路構成機器、及び各機器を接続する導体９Ａ〜９Ｄを密
閉容器１Ａに一括収納する。これにより、主回路部を電
気的絶縁に必要な寸法まで縮小化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチギヤに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスイッチギヤの一例について、図
６を引用して説明する。図６は、代表的なスイッチギヤ
の右側面図である。

【０００３】同図において、５１はスイッチギヤ本体
で、この内部には、閉鎖の形に応じて、仕切板により、
機器収納室５２、受電室５３、母線室５４を構成する。
またこの機器収納室５２の上部には制御室５５を設け、
更に機器収納室５２及び制御室５５正面には、扉５６、
５７を開閉自在に設ける。５８は単位回路を接続する母
線部である。５９は分岐導体で、この分岐導体５９の先
端はケーブルヘッド６０を介して電源ケーブル６１に接
続する。

【０００４】また、移動形遮断器６２は機器収納室５２
に収納し、機器収納室５２と受電室５３、母線室５４を
仕切る仕切板の上下に取付けた主回路断路部６３、６４
を介して母線部５８及び受電側分岐導体５９に電気的に
接続する。

【０００５】尚、上部の主回路断路部６３は、母線部５
８と一体構成である。また、下側の主回路断路部６４に
は、貫通形変流器６５を設けている。

【０００６】ところが、この様な構成のスイッチギヤに
おいては、据付け環境（塵挨・湿潤など）により、特に
主回路の絶縁が低下してしまい短絡・地絡などの事故に
至るケースがあるため十分な絶縁距離を確保するために
スイッチギヤ全体が大きくなっていた。

【０００７】また、十数年前より主回路構成機器を密閉
容器に一括収納し、その容器内に絶縁ガス（ＳＦ₆ガ
ス）を封入しスイッチギヤの小型化をしたＣ−ＧＩＳ
（キュービクル形ガス絶縁スイッチギヤ）が普及してい
る。

【０００８】この絶縁ガス（ＳＦ₆ガス）を封入したス
イッチギヤの一例について図７を引用して説明する。図
７は、代表的なスイッチギヤの右側面図である。

【０００９】同図において、７１はスイッチギヤ本体
で、この内部には、受電室７２、母線室７３、制御室７
４を構成する。このうち受電室７２、母線室７３は密閉
容器で、その内部には、遮断器７５、３位置断路器／接
地装置（入り−切り−接地）７６の遮断部７５Ａ、断路
部７６Ａを配置し低圧力の絶縁ガス（ＳＦ₆ガス）を封
入し機器のコンパクト化をしている。ここで受電室７２
に収納した遮断器７５の遮断部７５Ａの一方の導体７７
は、ケーブルヘッド８１を介して電源ケーブル８２に接
続する。

【００１０】尚、この電源ケーブル８２には、貫通形変
流器８３を設けている。また遮断器７５の遮断部７５Ａ
の他方の導体７８は、受電室７２と母線室７３を貫通す
る絶縁スペーサ８４を介して母線室７３の３位置断路器
／接地装置７６の断路部７６Ａの一方の導体７９に接続
し、更に３位置断路器／接地装置７６の断路部７６Ａの
他方の導体８０Ａ〜８０Ｃは、単位回路を接続する母線
８５に接続し他のユニットと電気的に接続している。

【００１１】また、遮断器７５、３位置断路器／接地装
置７６の操作機構７５Ｂ、７６Ｂは、制御室７４に設け
られている。

【００１２】ところが、このような構成のスイッチギヤ
においては、絶縁ガス自体が高価なことと、その絶縁ガ
スを封入する気密容器の製作に多大な時間を要すばかり
でなく、熟練した技能が必要となり、結果的に高価な物
となっている。また、絶縁ガスの使用により気密容器が
コンパクトとなり各機器間を接続する導体などの組立に
限界を生じている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、図６に
示す従来のスイッチギヤにおいては、据付け環境（塵挨
・湿潤など）による絶縁低下を防止し、十分な絶縁距離
を確保するためにスイッチギヤ全体が大きくなってい
た。

【００１４】また、絶縁ガス（ＳＦ₆ガス）を封入する
ことにより小型化を図った図７に示すスイッチギヤにお
いては、絶縁ガス自体が高価なことと、その絶縁ガスを
封入する気密容器の製作が容易ではないという問題があ
った。

【００１５】そこで、本発明の目的は、主回路構成機器
を、据付け環境の影響を受けない構成を保ちつつ電気的
絶縁に必要な寸法まで縮小化し、且つ製作が容易で、安
全で安価なスイッチギヤを提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係るスイッチギヤは、単位回路毎の少なくとも遮断
器、断路器、及び接地装置を含む主回路構成機器を密閉
容器に一括収納したことを特徴とする。

【００１７】請求項１に記載の本発明によれば、主回路
構成機器を密閉容器に一括収納することで据付け環境の
影響を受けない構成とし、主回路部の絶縁寸法を電気的
絶縁に必要な寸法まで縮小化できスイッチギヤ全体の小
型化が可能な構成とすることができる。また、主回路部
を全て接地金属内に収納することにより、安全な構成と
なる。

【００１８】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載のスイッチギヤにおいて、密閉容器の内部に、低圧力
の空気を充填したことを特徴とする。

【００１９】請求項２に記載の本発明によれば、密閉容
器の内部の圧力を監視することで密閉容器に万一気密不
良などが発生した際に監視ができ、主回路部の健全性を
確認することができる。

【００２０】請求項３に記載の本発明に係るスイッチギ
ヤは、単位回路毎の少なくとも遮断器、断路器、及び接
地装置を含む主回路構成機器を絶縁物で一体モールドし
たことを特徴とする。

【００２１】請求項３に記載の本発明によれば、主回路
部を一体モールドすることで電気的に必要な寸法まで縮
小化でき、且つモールド前に主回路部の組立が出来るの
でより一層の縮小化ができスイッチギヤ全体の小型化が
可能な構成とすることができる。

【００２２】請求項４に記載の本発明は、請求項３に記
載のスイッチギヤにおいて、一体モールドした絶縁物の
表面を導電性材料で被覆し接地層としたことを特徴とす
る。

【００２３】請求項４に記載の本発明によれば、絶縁物
の表面を接地層とすることにより据付け環境の影響を受
けない構成とすることができる。従って、汚損・湿潤な
どによる絶縁低下などの心配が不要となり、また、各相
が分離しているので、相間短絡などの事故などに対して
も安全な構成となる。

【００２４】請求項５に記載の本発明は、請求項３に記
載のスイッチギヤにおいて、ケーブル接続部を、一体モ
ールドされた主回路とアダプタを介して接続したことを
特徴とする。

【００２５】請求項５に記載の本発明によれば、ケーブ
ル接続部を一体モールドされた主回路と分離すること
で、種々規格品（国内電力用規格、ＩＥＣ規格、ＢＳ規
格など）のケーブル接続が容易な構成となる。

【００２６】請求項６に記載の本発明は、請求項３に記
載のスイッチギヤにおいて、遮断器、断路器、及び接地
装置の可動主回路部を気密構造としたことを特徴とす
る。

【００２７】請求項６に記載の本発明によれば、それぞ
れの開閉器の可動主回路部を気密構造とすることで外部
環境の影響を受けない構造とすることができ、可動主回
路部の絶縁寸法を電気的絶縁に必要な寸法まで縮小化し
た構成とすることができる。

【００２８】請求項７に記載の本発明は、請求項６に記
載のスイッチギヤにおいて、気密構造とした可動主回路
部の内部に低圧力の空気を充填したことを特徴とする。

【００２９】請求項７に記載の本発明によれば、気密構
造とした可動主回路部の内部の圧力を監視することで可
動主回路部に万一気密不良などが発生した際に監視がで
き、可動主回路部の健全性を確認することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。

【００３１】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係るスイッチギヤの構成を示す右側面図で
ある。同図において、従来技術の図６で示した気中スイ
ッチギヤと大きく異なる点は、単位回路の主回路構成機
器及び各機器を接続する導体を密閉容器１Ａ内に一括収
納したことである。

【００３２】すなわち、スイッチギヤ本体１の正・背面
側及び下部の操作・低圧制御室５に遮断器１２の操作機
構１２Ａ、及び３位置断路器／接地装置（入り−切り−
接地）１３、１４の操作機構１３Ａ、１４Ａなどを配置
し、それ以外の主回路構成機器［遮断器１２の遮断部
（真空バルブ）１２Ｂ、３位置断路器／接地装置１３、
１４の断路部１３Ｂ、１４Ｂなど］及び各機器を接続す
る導体９Ａ〜９Ｄを、遮断器室２、受電室３、母線室４
Ａを構成する密閉容器１Ａに一括収納し、更に、対地・
相間及び極間には、それぞれ絶縁バーリア２１を設けて
いる。

【００３３】ここで、３位置断路器／接地装置１３、１
４は、従来技術の図６では、移動形遮断器６２の主回路
断路部６３、６４に相当する物である。また、接地装置
１６、１７は、密閉容器１Ａに主回路構成機器及び導体
を一括収納し、主回路受電部の露出をなくしたために設
けた機器である。

【００３４】密閉容器１Ａの製造には、図示しない構造
用接着剤や構造用接着テープを使用して製作している。
また、密閉容器１Ａは、仕切板によりそれぞれ遮断器室
２、受電室３、母線室４Ａ、４Ｂに仕切りを設けてい
る。尚、列盤される他のユニットと電気的に接続する母
線室４Ｂは、列盤完了後に一括して密閉構成としてい
る。更に、この密閉容器１Ａ内には、低圧力（圧力計で
管理可能な圧力）例えば０．２気圧の乾燥空気を封入
し、密閉容器１Ａ内の圧力を１．２気圧程度としてい
る。

【００３５】この様な構成のスイッチギヤとしたこと
で、主回路部の絶縁は、塵挨・湿潤などの据付け環境の
影響を無視できることから電気的に必要な最小絶縁寸法
とすることができる。

【００３６】また、密閉容器１Ａは、従来の溶接方式に
よらず、市販の構造用接着剤や構造用接着テープを使用
して製作することで、特殊技能を必要とせず安価に製作
ができる。

【００３７】更に、密閉容器１Ａ内に低圧力の乾燥空気
を封入して、圧力計を用いて圧力監視をすることで、万
一気密不良などが発生した際に監視が出来、主回路部の
健全性を確認できる。

【００３８】図２は、本実施形態のスイッチギヤの上部
断面図である。図２においてスイッチギヤ本体１の盤幅
Ｗは、正・背面側及び下部の操作・低圧制御室５で決ま
っていて、密閉容器１Ａの密閉容器幅Ｗ１はそれよりも
小さくし、他のユニットと列盤状態で密閉容器間に寸法
Ｗ２の間隙を設けている。

【００３９】このような構成とすることで、電流通電時
の温度上昇に対し、列盤した他のユニットの熱影響を受
けない構成とすることができ、且つ、放熱面積を増やし
たことで自らの温度上昇も抑制できる。

【００４０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、主回路構成機器及びその機器間を接続する導体など
を、据付け環境の影響を受けない構成としたことによ
り、主回路受電部を電気的絶縁に必要な寸法まで縮小化
でき、且つ安全で安価なスイッチギヤとすることができ
る。

【００４１】（第２の実施形態）図３は、本発明のスイ
ッチギヤの代表的な右側面図である。同図において、従
来技術の図７で示したスイッチギヤと大きく異なる点
は、単位回路を構成する主回路機器及び各機器間を接続
する導体などを各相毎にエポキシなどの絶縁物で一体モ
ールドし、一体モールド主回路３２としたことである。

【００４２】すなわち、スイッチギヤ本体３１の下部に
制御箱３４を設け、その中には、遮断器３５及び直動３
ポジション断路器／接地装置（入り−切り−接地）３６
の図示しない操作機構などを一括収納し、それ以外の主
回路構成機器［遮断器３５の遮断部（真空バルブ）３５
Ａ、直動３ポジション断路器／接地装置３６の断路部
（真空バルブ）３６Ａ］及び各機器を接続する接続導体
３７〜３９を、エポキシなどの絶縁物で一体モールドし
て一体モールド主回路３２とし、更に絶縁物の表面に
は、カーボン塗装などによる接地層３３を設けている。

【００４３】このように、絶縁物の表面に接地層３３を
設けることで、汚損・湿潤などによる絶縁低下などの心
配が不要となり、また、各相が分離しているので、相間
短絡などの事故などに対しても安全な構成となる。

【００４４】また、遮断器３５及び直動３ポジション断
路器／接地装置（入り−切り−接地）３６の主回路部に
真空バルブを用いて、遮断部・開閉部全てを真空化して
いるので、遮断部・開閉部のメンテナンスが不要であ
る。なお、断路器・接地装置の真空バルブは、断路器用
・接地装置用（直動２ポジション）を用いたり、上述の
ように断路器／接地装置用（直動３ポジション）複合真
空バルブを用いたりすることにより、単位回路の回路構
成の自由度を拡大できる構成となる。

【００４５】更に、一体モールド主回路３２には、母線
用ブッシング４ｌＡ〜４１Ｃを接続する接続部３２Ａ、
ケーブル接続用アダプタ４２（ケーブル接続用アダプタ
４２は、特に図示しないが各規格毎に揃えている）を接
続している接続部３２Ｄ及びその他の接続部３２Ｂ、３
２Ｃを設けてある。ここで、接続部３２Ｂ、３２Ｃに
は、例えば、図４に示すように、必要により変成器４３
や避雷器４４などの補助機器が取付けられるようにした
ものである。

【００４６】尚、一体モールド主回路３２に設けた各接
続部３２Ａ〜３２Ｄは、同一の取合い構成（同一の形
状、寸法）としていて、母線用ブッシング４ｌＡ〜４１
Ｃ、ケーブル接続用アダプタ４２、及び変成器４３や避
雷器４４などの補助機器は、どの位置にでも取付け可能
な構成としている。

【００４７】このように、一体モールド主回路３２に接
続部を複数個設けたことにより、他のユニットと接続す
る母線を複数個所に配置でき、スイッチギヤ全体を構成
する上で自由度が拡大できる構成となる。また、変成器
４３や避雷器４４などの補助機器の取付け自由度をもた
せた構成となる。更に、電源ケーブル４５の接続にも、
上または下接続などの自由度を持たせた構成となる。

【００４８】更に、一体モールド主回路３２は、制御箱
３４に図示しないＯリングなどのパッキンを介して取付
け、気密構造にし、その気密構造部４０の内部には低圧
力（圧力計で管理可能な圧力）例えば０．２気圧の乾燥
空気を封入し、内部の圧力を１．２気圧程度としてい
る。その気密構造部４０では、制御箱３４の上面より突
出した遮断器３５の操作軸３５Ｂ、直動３ポジション断
路器／接地装置３６の操作軸３６Ｂと、遮断器３５の遮
断部３５Ａ、直動３ポジション断路器／接地装置３６の
断路部３６Ａの可動通電軸３５Ｃ、３６Ｃが絶縁操作ロ
ッド３５Ｄ、３６Ｄを介してそれぞれ接続され、投入・
遮断、入り・切り・接地の動作をする構成となってい
る。

【００４９】このように、気密構造部４０、即ち可動主
回路部（可動通電部）の内部に低圧力の空気を充填し、
その圧力を監視することで可動主回路部に万一気密不良
などが発生した際に監視ができ、可動主回路部の健全性
を確認することができる。

【００５０】スイッチギヤ本体３１の母線配置は、一体
モールド主回路３２に設けた、接続部３２Ａ、３２Ｂの
前後方向の中央部を基準に配置している。これは、他の
ユニットと列盤してスイッチギヤ全体を構成する際に、
図５（ａ）に示すスイッチギヤ本体３１Ａの接続部３２
Ａ側よりでた母線用ブッシング４ｌＡ〜４ｌＣと図５
（ｂ）に示すスイッチギヤ本体３１Ｂの接続部３２Ｂ側
よりでた母線ブッシング４ｌＡ〜４１Ｃの図示しない盤
間母線接続位置を合せたものである。このような配置と
することにより、スイッチギヤ全体を構成する際に、母
線配置の自由度が拡大できる構成となる。

【００５１】本実施形態においては、以上のような構成
のスイッチギヤとしたことで、主回路の絶縁は、汚損，
湿潤などの据付け環境の影響を無視できることから、電
気的に必要な最小寸法とすることができる。また、モー
ルド前に主回路構成機器と各接続導体を組立てることが
できるので小型化と組立信頼性が向上する。更に、遮断
部３５Ａ、断路部３６Ａに真空バルブを用いたことと可
動主回路部を気密構造としたことで主回路部のメンテナ
ンスを必要としない構成となる。また、一体モールド主
回路３２に複数の接続部３２Ａ〜３２Ｄを設け、全ての
取合い部を同一構成にし、更に、母線用ブッシング４１
Ａ〜４１Ｃの基準を接続部３２Ａと３２Ｂの中間部にし
たことで、スイッチギヤ全体を構成する上で自由度が拡
大できる。

【００５２】

【発明の効果】以上、本発明によれば、主回路構成機器
を、据付け環境の影響を受けない構成としたことによ
り、電気的絶縁に必要な寸法まで縮小化でき、且つ安全
で安価なスイッチギヤとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係るスイッチギヤ
の構成を示す右側面図。

【図２】 図１の上部断面図。

【図３】 本発明の第２の実施形態に係るスイッチギヤ
の構成を示す右側面図。

【図４】 第２の実施形態における接続部の補足説明
図。

【図５】 第２の実施形態における母線配置の補足説明
図。

【図６】 スイッチギヤの従来例を示す右側面図。

【図７】 スイッチギヤの他の従来例を示す右側面図。

【符号の説明】

１…スイッチギヤ本体 １Ａ…密閉容器 ２…遮断器室 ３…受電室 ４Ａ、４Ｂ…母線室 ５…操作・低圧制御室 ６、７…扉 ８…母線部 ９Ａ〜９Ｄ…導体 １０…ケーブルヘッド １１…電源ケーブル １２…遮断器 １２Ａ…遮断器の操作機構 １２Ｂ…遮断器の遮断部（真空バルブ） １３、１４…３位置断路器／接地装置 １３Ａ、１４Ａ…３位置断路器／接地装置の操作機構 １３Ｂ、１４Ｂ…３位置断路器／接地装置の断路部 １５…貫通形変流器 １６、１７…接地装置 １８…検電碍子 １９…支持碍子 ２０…貫通ブッシング ２１…絶縁バーリア Ｗ…盤幅 Ｗ１…密閉容器幅 Ｗ２…密閉容器間寸法 ３１…スイッチギヤ本体 ３２…一体モールド主回路 ３２Ａ〜３２Ｄ…接続部 ３３…接地層 ３４…制御箱 ３５…遮断器 ３５Ａ…遮断器の遮断部 ３５Ｂ…遮断器の操作軸 ３５Ｃ…遮断器の可動通電軸 ３５Ｄ、３６Ｄ…絶縁操作ロッド ３６…直動３ポジション断路器／接地装置 ３６Ａ…直動３ポジション断路器／接地装置の断路部 ３６Ｂ…直動３ポジション断路器／接地装置の操作軸 ３６Ｃ…直動３ポジション断路器／接地装置の可動軸 ３７〜３９…接続導体 ４０…気密構造部 ４１Ａ〜４１Ｃ…母線用ブッシング ４２…ケーブル接続用アダプタ ４３…変成器 ４４…避雷器 ４５…電源ケーブル ４６…貫通形変流器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮川 勝 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 平本 武 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 久保田 信孝 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 Ｆターム(参考） 5G017 AA22 CC03 JJ01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単位回路毎の少なくとも遮断器、断路器、
   及び接地装置を含む主回路構成機器を密閉容器に一括収
   納したことを特徴とするスイッチギヤ。
2. 【請求項２】前記密閉容器の内部に、低圧力の空気を充
   填したことを特徴とする請求項１に記載のスイッチギ
   ヤ。
3. 【請求項３】単位回路毎の少なくとも遮断器、断路器、
   及び接地装置を含む主回路構成機器を絶縁物で一体モー
   ルドしたことを特徴とするスイッチギヤ。
4. 【請求項４】前記一体モールドした絶縁物の表面を導電
   性材料で被覆し接地層としたことを特徴とする請求項３
   に記載のスイッチギヤ。
5. 【請求項５】ケーブル接続部は、前記一体モールドされ
   た主回路とアダプタを介して接続したことを特徴とする
   請求項３に記載のスイッチギヤ。
6. 【請求項６】前記遮断器、断路器、及び接地装置の可動
   主回路部を気密構造としたことを特徴とする請求項３に
   記載のスイッチギヤ。
7. 【請求項７】前記気密構造とした可動主回路部の内部に
   低圧力の空気を充填したことを特徴とする請求項６に記
   載のスイッチギヤ。