JP2007097332A - ガス絶縁スイッチギヤ - Google Patents

Abstract

【課題】列盤作業においてガス封入作業を必要とせずに密封タンク同士を接続でき、更に、列盤後でも簡単に途中の母線を切離しできるガス絶縁スイッチギヤを得る。
【解決手段】絶縁性ガスが充填された複数の密封タンクが隣接して配置されて構成されるガス絶縁スイッチギヤにおいて、隣接した密封タンク１，２の接続部には、略円錐形の凹部５ａを有する絶縁部材５の中心に接続用導体６が埋設されたブッシング４を、凹部５ａ側を密封タンク１の外側に向けて密封タンク１の内部側から側壁に気密に取付け、両側壁に取付けられたブッシング４の各接続導体６間は、摺動可能な接続部を有する母線１２によって接続した。また、密封タンク１，２間は、絶縁母線１５で接続した。
【選択図】図１

Description

この発明は、絶縁性ガスが封入された複数の密封タンクが隣接して配置され、側面部で接続されて構成されるガス絶縁スイッチギヤに関するものである。

従来のガス絶縁スイッチギヤで、現地においてガス処理を行わずに母線接続を行って据付工期を短縮する工夫をした技術として、例えば、絶縁ガスが封入された複数の箱体が隣接設置され接続されるガス絶縁金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、複数の箱体を複数の輸送単位に分割し、この輸送単位相互をＴ形ブッシングとケーブルで接続するか、又は、ガス母線で接続し、各輸送単位内をスペーサで接続する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１２３５４５号公報（第２頁、図１，図５）

特許文献１に示すような従来のガス絶縁スイッチギヤでは、箱体の上部に設けたＴ形ブッシングとケーブルで箱体を接続する場合は、スイッチギヤの高さ寸法が高くなるという問題点があった。また、箱体相互間をガス母線で接続する場合は、ガス母線に対する据付け時のガス封入作業が必要になるという問題点があった。更に、列盤後に隣接した箱体を開封することなく途中の母線のみを取外すことができないという問題点もあった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、箱体である密封タンクの高さを高くすることなく、また、現地においてガス封入作業を必要とせずに密封タンク同士を接続でき、更に、列盤後でも簡単に途中の母線を切離しできるガス絶縁スイッチギヤを提供することを目的とする。

この発明に係わるガス絶縁スイッチギヤは、絶縁性ガスが充填され開閉機器及びその主回路部が収納された密封タンクが複数個並べて配置され、隣接する密封タンク同士がその側面部で接続されて構成されるガス絶縁スイッチギヤにおいて、密封タンクの側面部の側壁に開口部が形成され、略円錐形の凹部を有する絶縁部材の中心に接続用導体を埋設したブッシングが、凹部側を外側に向けて密封タンクの内側から側壁の開口部へ気密に取付けられ、密封タンク内部側のブッシングの接続導体は、摺動可能な接続部を有する母線に接続されているものである。

この発明のガス絶縁スイッチギヤによれば、密封タンクの側壁の開口部の内側から、略円錐形の凹部を有する絶縁部材の中央に接続用導体が埋設されたブッシングを、凹部側を外側に向けて気密に取付け、ブッシングの接続導体のタンク内部側は摺動可能な接続部を有する母線によって接続したので、ガス絶縁スイッチギヤのユニットを構成する密封タンク単位で、絶縁ガスを充填したまま現地へ搬送できるため、現地での列盤作業において、密封タンク内のガス処理をすることなく密封タンクの母線部を接続することができる。
また、列盤後に隣接する密封タンクとの母線部の切り離しが必要になった場合に、当該密封タンクのみを開封し、他の密封タンクを開封せずに切り離しを行うことができる。

実施の形態１．
図１は実施の形態１によるガス絶縁スイッチギヤの部分構成図である。ガス絶縁スイッチギヤの密封タンクはユニット化されており、ユニット毎に、内部に収納される開閉機器等によっていろいろな構成があるが、例えば図１の密封タンク１は、母線側断路器等の主回路機器が収納される主回路機器タンク部１ｂの上部に母線が収納される母線タンク部１ａを積層配置して構成している。このようにモジュール化された複数個のタンク部が収納されて密封タンク１の１ユニットが構成されている。

密封タンク１の母線タンク部１ａは、隣接する密封タンクと側面部で連結され、主回路導体が貫通してユニット同士が接続されている。各密封タンクの内部には、ＳＦ６ガス，ドライエア，窒素ガス又は空気などの絶縁性ガスが充填されて絶縁ガス雰囲気となっている。このように構成された密封タンクが複数個、並べて配置されてスイッチギヤ全体が構成される。このとき、密封タンク２のようにほとんど間隔を空けずに接近して配置される場合や、密封タンク３のように、少し間隔を空けて配置される場合があるが、本発明では間隔の多少に関わらず隣に配置されるものを隣接と表現する。
また、本発明の要旨とするところは、隣接する密封タンク同士の接続部及び母線の接続部の構造にあるので、母線タンク部１ａと主回路機器タンク部１ｂの内部構成は、図１に示す形状に限定するものではない。

次に、密封タンク１，２同士を接続する接続部の構成について説明する。密封タンク１の母線タンク部１ａの両側壁の開口部１ｃにはブッシング４が取付けられている。図２にブッシング４の側面断面図を示す。図のように、ブッシング４は、外側がふくらみを持った円錐形状をし、内側に略円錐形の凹部５ａを有する絶縁部材５と、絶縁部材５の中心部に埋設（但し、接続部は露出）して設けられた接続用導体６と、絶縁部材５の底面側に設けられた取付フランジ７とで構成されている。接続用導体６の、凹部５ａ側に面する端部には、接続する相手の導体が摺動接触により接続可能な摺動接触部６ａが設けられており、反対側は後述する母線接続用の摺動接触子１１（図１参照）が取付けられるようになっている。このブッシング４を、母線タンク部１ａの内部側から、凹部５ａ側をタンクの外側に向けて、母線タンク部１ａの側壁面に気密に取付けている。

ブッシング４と密封タンク１との取付部を更に詳しく説明する。図３はブッシング４の取付部を示す部分断面図である。取付フランジ７の取付面７ａと密封タンク１の側壁との間には所定の潰し代を有するシール部材８を介在させて、取付けフランジ７の取付穴７ｂに挿入したボルトなどの締結部材１０によって、側壁に締結されている。このとき、最大に締付けても側壁と取付フランジ７との間に微小隙間ｔ_１を有するように、取付穴７ｂにスペーサ９が挿入されている。そして、取付穴７ｂと締結部材１０（実際はスペーサ９の外径）との間にも微小隙間ｔ_２が設けられている。これらの微小隙間は、ブッシング４の取付時の調整代となるものである。
なお、シール部材８の潰し代は、気密性を十分確保できるように、２５％〜４０％程度が望ましい。
また、図２で示した、絶縁部材５の外径側の形状は一例であり、これに限定しない。

上述のように母線タンク部１ａの左右両側壁に対向させて取付けられたたブッシング４の、接続用導体６の相互間は、図１に示すように、摺動接触子１１を介して取付けられた複数の母線１２によって接続され、途中には、主回路機器タンク部１ｂに収納された母線側断路器１３等の開閉機器に接続する、母線導体１４が分岐して接続されている。
なお、ブッシング４は、必ずしも母線タンク部１ａの左右両側壁に取付けられる必要はなく、主回路器機の構成や列盤構成によっては片側だけの場合もある。

次に、図１を参照しながら、隣接する密封タンク１，２のブッシング４間を接続する絶縁母線１５について説明する。絶縁母線１５は、ブッシング４の接続用導体６に設けた摺動接触部６ａと摺動可能な接続部を両端に有する中心導体１６と、中心導体１６の周囲に設けられ、ブッシング４の凹部５ａと僅かな隙間を空けて嵌合可能な略円錐部を両端に形成した絶縁層１７と、絶縁層１７の周囲に設けた接地層１８とを備えて構成されている。組立時には、接地層１８は密封タンク１と同電位となるように接地される。また、ブッシング４の凹部５ａと絶縁層１７の両端部との間の隙間には、シリコンゴム，ＥＰゴムなどの弾性絶縁部材１９を介在させている。
なお、図１の右側の密封タンク３のように、隙間を空けて隣接配置される場合の接続については、別の実施の形態で説明する。

上記のように構成されたガス絶縁スイッチギヤを、現地において据付ける列盤作業について説明する。図４は列盤作業途中を示す説明図である。
各密封タンクは、工場出荷時には、ブッシング４を取付け、内部には絶縁性ガスを封入した状態で現地まで搬送される。現地での列盤作業は、先ず基準となるユニットの密封タンク（例えば左側の密封タンク２）を所定位置に配置し、隣接する密封タンク１を、絶縁母線１５の長さ以上の距離を空けて、ブッシング４の軸線を合わせて仮置きし、次に、ブッシング４の凹部５ａ側，又は絶縁母線１５の絶縁層１７の円錐状をした端部側に、弾性絶縁部材１９を装着しておき、絶縁母線１５を図の矢印Iの方向に挿入する。次に、仮置きしていた密封タンク１を図の矢印IIの方向に移動させ、ブッシング４間が所定の寸法になるまで接近させて設置が完了する。所定の寸法にしたときに、弾性絶縁部材１９によりブッシング４の凹部５ａと絶縁母線１５の絶縁層１７表面に必要な面圧が与えられるようになっている。

次に、もし列盤後、修理等により隣接ユニットとの母線切り離しが必要になった場合や、密封タンクをユニット毎、列盤から外す必要が生じた場合の解体作業について説明する。図５は、解体作業の途中を示す説明図である。
先ず、取外しが必要な密封タンク１のみを開封し、内部の母線を摺動させて取外し、摺動接触子も取外して内部に広い空間を確保する。次に、ブッシング４を図のように密封タンク１の側壁から取外す。そして、絶縁母線１５を作業側の密封タンク１の内部側へ引抜けば、図５のような状態になり、隣接する密封タンク２を開封せずに、絶縁母線１５と内部の母線を全て切り離すことができる。また、逆の手順によって接続することも可能である。従って、密封タンク１全体を列盤から外すことも可能である。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、隣接する密封タンクを接続する接続部には、略円錐形の凹部を有する絶縁部材の中心に接続用導体が埋設されたブッシングを、凹部をタンクの外側に向けて密封タンクの内部側から側壁へ気密に取付け、密封タンク内部側のブッシングの接続導体は、摺動可能な接続部を有する母線に接続したので、ガス絶縁スイッチギヤのユニットを構成する密封タンク単位で、絶縁性ガスを充填したまま現地へ搬送でき、現地での列盤作業において、密封タンク内のガス処理をすることなく母線を接続することができる。
また、列盤後に隣接する密封タンクとの母線切り離しが必要になった場合に、当該密封タンクのみを開封し、母線を摺動させて取外し、ブッシングと密封タンクとの締結を外すことによって、他の密封タンクの母線タンク部を開封せずに母線の切り離しを行うことができる。

また、ブッシングの取付部を、シール部材でシールすると共に、ブッシングを径方向及び軸方向に移動可能な微小隙間を設けたので、密封タンクの気密性能を確保した状態で、ブッシング相互のピッチ、位置ズレが生じた場合にブッシングの位置合せを容易に行うことができる。

また、隣接する密封タンク間の接続は、両密封タンクの側壁に設けられたブッシングの接続用導体に摺動可能な接続部を有する中心導体と、中心導体の周囲にブッシングの凹部と嵌合可能な略円錐部を両端に形成した絶縁層とを有する絶縁母線によって行い、ブッシングの凹部と絶縁母線との隙間に弾性絶縁部材を介在させて接続したので、密封タンク内のガス処理をすることなく簡単に両密封タンクを接続することができると共に、弾性絶縁部材の弾性力によって、ブッシングおよび接続導体の双方の表面が密着され、ブッシングおよび接続導体表面の絶縁性能を確保できる。

実施の形態２．
実施の形態２によるガス絶縁スイッチギヤは、隣接する密封タンクが少し離れて配置される場合、又は、列盤時に終端部に配置される密封タンクの場合の接続部に関するものである。
図１に示すように、通常は、密封タンク１と密封タンク２のように間隔を空けずに配置されるが、機器の構成によっては、密封タンク１と密封タンク３のように、作業スペースや通路確保のため少し間隔を空けて配置される場合がある。間隔を空ける程度が僅かの場合であれば、絶縁母線１５をその間隔に合わせて延長するだけでよいが、ある程度間隔が開いている場合は、可撓性のない絶縁母線１５では作業性が悪くなる。

そこで、本実施の形態は、図１の右側に示すように、密封タンク１と密封タンクに３との間を接続ケーブル２０によって接続するものである。
接続ケーブル２０は、ケーブル本体２１の両端部に、ブッシング４の中心部に設けられた接続用導体６の摺動接触部６ａと摺動可能な導体部を有し、かつ凹部５ａに嵌合する絶縁部を形成して端末処理を行なった、終端部２２ａ，２２ｂを備えている。この接続ケーブル２０を、接続する密封タンク１，３の外部側から差込んで接続する。

次に、複数の密封タンクが配置され列盤されたとき、最終端に配置された密封タンクの場合について説明する。図６は最終端に配置された密封タンク２３を示す部分構成図である。図のように、接続相手がない密封タンク２３の側壁にもブッシング４を設けている。この端部のブッシング４は、内部の母線１２を支持すると共に、増設等によって、隣に新たな密封タンクが配置された場合に備えるものである。ブッシング４には、ブッシング４の保護と絶縁性能の確保ため、密封タンク２３の外部側からブッシング４の凹部５ａに嵌合する絶縁栓２４が取付けられている。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、隣接して配置される密封タンク同士の距離が離れている場合は、ブッシングの接続用導体に摺動可能な接続部を有しブッシングの凹部に嵌合する終端部を両端部に備えた接続ケーブルによって、密封タンク同士の対向するブッシング間を接続したので、密封タンク同士の距離が離れている場合でも、ブッシング間を可撓性を持たせて簡単に接続することができる。

また、複数の密封タンクが配置されたとき、終端に配置されて接続相手がない密封タンクの場合、密封タンクの外部側から、最終端側のブッシングに絶縁栓を取付けたので、将来、増設，試験等でブッシング接続が必要となった場合には、絶縁栓を外すだけで、絶縁母線、試験用ケーブルなどを接続でき、増設や試験等を簡単に行うことができる。

実施の形態３．
図１に示すようなガス絶縁スイッチギヤにおいて、密封タンク１は、前述のように母線を収納する母線タンク部１ａと、主回路機器を収納する主回路機器タンク部１ｂとで構成されており、母線タンク部１ａは隣接する母線タンク部との接続部を有するために、接続部に作業スペースが必要である。そこで、本実施の形態のガス絶縁スイッチギヤは、母線タンク部１ａの幅寸法Ｗａを主回路機器タンク部１ｂの幅寸法Ｗｂより短くしたものである。ここで、幅寸法とは、密封タンクのブッシング軸心方向の寸法を指すものとする。
図１の例では、主回路機器タンク部１ｂには３相分の母線側断路器１３が配置されているが、母線側断路器１３相間及び母線側断路器１３とタンク壁間の絶縁距離を確保した上で、母線タンク部１ａの幅寸法Ｗａを母線１２の接続作業等に支障のない範囲で短くし、接続部のブッシング４相互間の間隔を広くとるものである。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、母線タンク部の幅寸法を主回路機器タンク部の幅寸法より短くしたので、主回路機器の相間および対地間寸法を確保した上で、母線接続部のタンク側壁間の寸法を増大することができ、列盤するときの母線接続の作業性が向上する。

なお、上記実施の形態１〜３の発明においては、主回路機器は、絶縁ガスを密封した主回路機器タンク部１ｂに収納しているが、例えば、計器用変圧器などの場合、密封タンク側に収納せずに直接ブッシング４の外部側に接続することも可能である。
すなわち、計器用変圧器側に上記ブッシング４と同様の構造の接続部を形成し、その接続部と密封タンク側のブッシング４との間を実施の形態１で説明した絶縁母線１５又は実施の形態２で説明した接続ケーブル２０と同等の接続部材によって接続すればよい。
このようにすれば、主回路機器を主回路から着脱する際も、短い停電時間で着脱が可能である。また、主回路機器を密封タンクから離れた位置に設置した場合でも、延長した絶縁母線または接続ケーブルによって接続することが可能である。

この発明の実施の形態１〜３によるガス絶縁スイッチギヤを、一部断面で示した部分構成図である。 この発明の実施の形態１によるガス絶縁スイッチギヤのブッシングの側面断面図である。 この発明の実施の形態１によるガス絶縁スイッチギヤのブッシングの取付部を示す部分断面図である。 この発明の実施の形態１によるガス絶縁スイッチギヤの列盤途中の説明図である。 この発明の実施の形態１によるガス絶縁スイッチギヤの解体作業の説明図である。 この発明の実施の形態２によるガス絶縁スイッチギヤの部分構成図である。

符号の説明

１、２，３，２３ 密封タンク １ａ 母線タンク部
１ｂ 主回路機器タンク部 １ｃ 開口部
４ ブッシング ５ 絶縁部材
５ａ 凹部 ６ 接続用導体
７ 取付けフランジ ７ａ 取付面
７ｂ 取付孔 ８ シール部材
９ スペーサ １０ 締結部材
１１ 摺動接触子 １２ 母線
１３ 母線側断路器 １４ 母線導体
１５ 絶縁母線 １６ 中心導体
１７ 絶縁層 １８ 接地層
１９ 弾性絶縁部材 ２０ 接続ケーブル
２１ ケーブル本体 ２２ａ，２２ｂ 終端部
２４ 絶縁栓。

Claims (6)

1. 絶縁性ガスが充填され開閉機器及びその主回路部が収納された密封タンクが複数個並べて配置され、隣接する上記密封タンク同士がその側面部で接続されて構成されるガス絶縁スイッチギヤにおいて、
   上記密封タンクの側面部の両側壁に開口部が形成され、略円錐形の凹部を有する絶縁部材の中心に接続用導体を埋設したブッシングが、上記凹部側を外側に向けて上記密封タンクの内側から上記両側壁の上記開口部へそれぞれ気密に取付けられ、上記両ブッシングの上記接続導体間は、摺動可能な接続部を有する母線によって接続されていることを特徴とするガス絶縁スイッチギヤ。
2. 請求項１記載のガス絶縁スイッチギヤにおいて、
   上記ブッシングの取付部は、シール部材でシールされると共に、上記ブッシングを径方向及び軸方向に移動可能な微小隙間が設けられていることを特徴とするガス絶縁スイッチギヤ。
3. 請求項１又は請求項２記載のガス絶縁スイッチギヤにおいて、
   隣接する上記密封タンク間の接続は、両端部が上記ブッシングの上記接続用導体に摺動可能な中心導体と、この中心導体の周囲に形成され上記ブッシングの上記凹部と嵌合可能な端部を有する絶縁層とを備えた絶縁母線によって行われ、上記ブッシングの上記凹部と上記絶縁母線の上記絶縁層の端部との間に形成した隙間に弾性絶縁部材を介在させて接続されていることを特徴とするガス絶縁スイッチギヤ。
4. 請求項１又は請求項２記載のガス絶縁スイッチギヤにおいて、
   隣接して配置される上記密封タンクの距離が離れており、上記ブッシングの接続用導体と摺動可能な接続部を有し上記ブッシングの凹部に嵌合する終端部を両端部に備えた接続ケーブルによって、上記両密封タンクの対向する上記ブッシング間が接続されていることを特徴とするガス絶縁スイッチギヤ。
5. 請求項１又は請求項２記載のガス絶縁スイッチギヤにおいて、
   並べて配置された上記密封タンクのうち、終端に配置された密封タンクで、接続相手がない側面側の側壁に設けられた上記ブッシングに、外部側から上記ブッシングの上記凹部に嵌合する絶縁栓が取付けられていることを特徴とするガス絶縁スイッチギヤ。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載ガス絶縁スイッチギヤにおいて、
   上記密封タンクは上記主回路部の母線を収納する母線タンク部と上記開閉機器等を収納する主回路機器タンク部とが積層されて構成されており、上記母線タンク部の幅寸法を上記主回路機器タンク部の幅寸法より短くしたことを特徴とするガス絶縁スイッチギヤ。

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