JP2009177947A - 応急接続回路及びそれに用いる接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】母線と複数の支線との間に接続された変圧器が故障した場合に、予備変圧器による応急の接続回路をスピーディ、容易、かつ安全に構成することが可能な応急接続回路及びそれに用いる接続装置を提供すること。
【解決手段】予備変圧器１０６の支線７２、７６、８０側への接続を、予備支線用遮断器８６を予備支線８４から切り離した後の入力端子１１８に、接続装置１４を接続することにより行った。接続装置１４は、予備支線用遮断器８６のレール上を移動可能な台車と、台車に設けられ一端が予備変圧器１０６に接続されたケーブル１１０の接続端子に接続可能であり、他端が予備支線用遮断器８６の入力端子１１８に接続可能である中継電極端子とを有する。これにより、予備変圧器による応急の接続回路をスピーディ、容易、かつ安全に構成することが可能となり、また予備変圧器の支線側との接続点と他の高圧機器等との電気的な隔離距離も十分に確保することが可能となった。
【選択図】図１

Description

本発明は、応急接続回路及びそれに用いる接続装置、特に、変電所内で断路器と遮断器との間に接続されている変圧器が故障した場合に、予備変圧器に応急的に交換するための応急接続回路及びそれに用いる接続装置に関する。

変電所内では、３相交流の高電圧が印加されている母線を引き入れて、変圧器により所定の電圧に変圧し、この変圧した電圧を複数の支線に送電することが行われている。ここで、変圧器が経年劣化等で故障した場合には、予備変圧器にケーブルを接続し、故障した変圧器を迂回するように応急接続回路が構成される。

図４は、従来の応急接続回路の回路図である。なお、回路図には本発明の特徴的構成を説明するのに必要な機器だけを示している。まず、基本的な回路構成は、電力供給側に接続され高電圧が印加された母線６０と、電力を需要者に送電する複数の支線７２、７６、８０との間に、断路器６４と変圧器６６と遮断器７０とが直列に接続されている。遮断器７０と各支線７２、７６、８０との接続は、支線用バスダクト８８を介して行われている。即ち、支線用バスダクト８８が接続点９２において母線６０に接続され、この支線用バスダクト８８に各支線７２、７６、８０が接続されている。更に、この支線用バスダクト８８には、各支線７２、７６、８０と並列に予備支線８４が接続されている。

上記の各支線７２、７６、８０にはそれぞれ、支線用遮断器７４、７８、８２が接続され、必要に応じて回路電流を遮断できる構成になっている。同様に、予備支線８４にも、予備支線用遮断器８６が接続されている。予備支線８６は、例えば、新たに電力の供給を要求する需要者が現れた場合、又は各支線で供給している電力量が足りない場合等に用いられる。なお、支線の数を３、予備支線の数を１として図示しているが、これは一例であり、この数に限定されるものではない。

断路器６４と遮断器７０、７４、７８、８２、８６は、共にスイッチ機能を有し、断路器６４は電流が流れていない回路をオン・オフ制御するものであり、遮断器７０、７４、７８、８２、８６は電流が流れている回路のオン・オフ制御ができるものである。

母線６０に印加されている３相交流の高電圧は、断路器６４と遮断器７０との間に接続された変圧器６６により変圧され、この変圧された電圧が各支線７２、７６、７８へ供給されている。また、断路器６４の負荷側（需要者側）には、構内母線９８を接続点１０２において母線６０に接続し、この構内母線９８に、必要に応じて避雷器１００、他の系統との電気的接続を制御する他の断路器１０４等が接続されている。

ここで、変圧器６６が故障した場合について説明する。まず、母線６０に印加されている高電圧を、電力供給側に設置された断路器等（図示せず）をオフ状態にし、母線６０には高電圧が印加さていない状態にする。予備変圧器１０６にケーブル１０８、１１０を接続し、電力供給側のケーブル１０８を断路器６４の近傍であって電力供給側の接続点６２に接続し、負荷側のケーブル１１０を変圧器６６と遮断器７０の間の接続点６８に接続する。このようにして、故障した変圧器６６を迂回する応急接続回路が構成される。接続回路を構成した後、電力供給側に設置された断路器等（図示せず）をオン状態にし、かつ断路器６４をオフ状態にして、予備変圧器１０６により応急的な運転を開始すると共に、故障した変圧器６６を修理していた。

図５は、スイッチギア内で予備支線用遮断器８６が設置されている様子を示す概略側面図である。予備支線用遮断器８６は、その底部に車輪１１６を有しており、堅固な架台１１２に敷かれたレール１１４上を、矢印１０１で示した方向に移動可能に載置されている。架台１１２のレール１１４が敷かれた面と垂直な面には、入力端子１１８と出力端子１２０が設けられており、この入力端子１１８と出力端子１２０に、予備支線用遮断器８６の入力電極１１９と出力電極１２１が接続可能に構成されている。なお、入力端子１１８と出力端子１２０は、上部に出力端子１２０が、下部に入力端子１１８が、それぞれ３台ずつ等間隔で並列に配置されている。

予備支線用遮断器８６は、前述のようにレール１１４上を移動可能であり、予備支線用遮断器８６を予備支線８４から切り離す際には、予備支線用遮断器８６の入力電極１１９及び出力電極１２１を、入力端子１１８及び出力端子１２０から切り離せば良い。また、予備支線８４に接続する場合には、入力電極１１９及び出力電極１２１を入力端子１１８及び出力端子１２０に接続すれば良い。図５は、予備支線用遮断器８６を予備支線８４から切り離している又は、予備支線８４に接続している状態を示している。この予備支線用遮断器８６の予備支線８４からの切り離し又は予備支線８４への接続は、予備支線用遮断器８６がレール１１４上を移動可能であるから、容易に、かつ確実に行うことが可能である。

なお、母線６０に接続されている遮断器７０と予備支線用遮断器８６とは、同一のスイッチギアには設定されておらず、それぞれ別のスイッチギアに設置されている。母線６０に接続されている遮断器７０は、電路を分岐する前の根幹の部分に含まれ、頻繁に遮断することがないため、狭いスイッチギア内に他の機器と共にコンパクトに収容されている。前述の接続点６８もこのスイッチギア内に存在する。一方、各支線用遮断器７４、７８、８２と予備支線用遮断器８６は、それぞれ別のキューブクル内に設置されるが、定期点検等を行う必要があるため、スイッチギア内の作業スペースの十分ある場所に設置されている。

上記の従来の応急接続回路によれば、変圧器６６に故障が発生した場合に、予備変圧器１０６にケーブル１０８、１１０を接続し、電力供給側のケーブル１０８は断路器６４の近傍で電力供給側の接続点６２に接続される。負荷側のケーブル１１０は、変圧器６６と遮断器７０と間の接続点６８に接続される。ここで、接続点６２へケーブル１０８を接続することは、広い場所で安全に行うことができるものの、接続点６８へケーブル１１０を接続することは困難を極めていた。

即ち、前述のように遮断器７０は、狭いスイッチギア内に他の機器と共にコンパクトに収容され、接続点６８もこのスイッチギア内に存在する。接続点６８は電力供給側の接続端子Ａと負荷側の接続端子Ｂとがボルトとナットにより固定されており、接続端子Ａと変圧器６６及び接続端子Ｂと遮断器７０は、ケーブルで接続されている。これらの接続端子Ａ、Ｂにケーブル１１０を重ねて接続することは難しく、接続端子Ａ、Ｂを固定しているボルトとナットを一旦外し、負荷側の接続端子Ｂとケーブル１１０を接続する作業を行っていた。更に、外した接続端子Ａを養生する作業も行っていた。このような作業を作業スペースが十分に確保できない狭いスイッチギア内で行うことは困難であり長い作業時間を要していた。また、接続端子Ｂとケーブル１１０との接続点と他の高圧機器等との電気的な隔離距離の確保も困難であった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、母線と複数の支線との間に接続された変圧器が故障した場合に、予備変圧器による応急の接続回路をスピーディ、容易、かつ安全に構成することが可能な応急接続回路及びそれに用いる接続装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の応急接続回路は、高電圧が印加される母線と該母線からの電力を負荷側に送る複数の支線との間に順に直列に接続された断路器、変圧器、遮断器と、前記複数の支線に並列に接続された予備支線と、該予備支線に入力端子及び出力端子を介して直列に接続された予備支線用遮断器と、前記変圧器の故障時に前記母線と前記支線との間で少なくとも前記変圧器を迂回して接続可能な予備変圧器とを、備え、前記故障時における前記予備変圧器の前記支線側への接続は、前記予備支線用遮断器の前記入力端子で行われたことを特徴とする。

この回路構成では、予備変圧器の支線側への接続は、スイッチギア内の作業スペースの十分にある場所に設置されている予備支線用遮断器の入力端子において行われる。従って、作業スペースを十分に確保することができ、予備変圧器による応急接続回路をスピーディ、容易、かつ安全に構成することが可能である。また、予備変圧器の支線側への接続点と他の高圧機器等との電気的な隔離距離も十分に確保することが可能である。

上記目的を達成するため、請求項２に記載の応急接続回路に用いる接続装置は、請求項１に記載の応急接続回路の前記予備変圧器の前記支線側への接続に用いる接続装置であって、前記予備支線用遮断器を移動させて前記予備支線に接続するために敷設されたレールと、該レール上を移動可能な台車と、該台車の移動により前記予備支線用遮断器の前記入力端子に接続可能である中継電極端子と、該中継電極端子の一端に接続可能な前記予備変圧器に接続されたケーブルと、を含むことを特徴とする。

この構成により、予備変圧器の支線側への接続は、予備支線用遮断器の入力端子において接続装置を用いて行われる。接続装置は、予備支線用遮断器を予備支線へ接続する又は予備支線から切り離すためのレール上を移動可能な台車と、該台車に設けられた中継電極端子とを有し、中継接続端子は一端に予備変圧器の負荷側のケーブルが取り付けられ、他端は予備支線用遮断器の入力端子に接続できるように構成されている。従って、中継電極端子に予備変圧器に接続されたケーブルの接続端子を取り付けた後は、接続装置を入力端子に接続するようにレール上を移動させれば良いので、予備変圧器による応急の接続回路をスピーディ、容易、かつ安全に構成することが可能である。

請求項３に記載の応急接続回路に用いる接続装置は、前記中継電極端子は、Ｒ相、Ｓ相及びＴ相用の３台であって並列に配置されており、かつ前記Ｒ相用の中継電極端子と前記Ｓ相用の中継電極端子との間、及び前記Ｓ相用の中継電極端子と前記Ｔ相用の中継電極端子との間に絶縁板を設置したことを特徴とする。従って、各中継電極端子間で短絡事故を起こすことなく、安全に応急接続回路を運転することが可能である。

請求項４に記載の接続回路は、前記台車には、前記ケーブルを保持するためのブラケットが設けられていることを特徴とする。従って、ケーブルが接続装置に安定して保持されるため、応急接続回路の接続作業を安全に行うことが可能であり、応急接続回路を運転中においてもケーブルを安定に保持することが可能である。

本発明の応急接続回路によると、予備変圧器の支線側への接続は、スイッチギア内の作業スペースの十分にある場所に設置されている予備支線用遮断器の入力端子において行われるので、作業スペースを十分に確保することができる。従って、予備変圧器による応急接続回路をスピーディ、容易、かつ安全に構成することが可能である。また、予備変圧器の支線側への接続点と他の高圧機器等との電気的な隔離距離も十分に確保することが可能である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の応急接続回路の回路図である。基本的な回路構成は、従来の応急接続回路（図４）と同じであり、予備変圧器に接続した負荷側のケーブルの接続場所と、その方法が異なる。

断路器６４と遮断器７０との間に接続されている変圧器６６が故障した場合、予備変圧器１０６にケーブル１０８、１１０を接続し、電力供給側のケーブル１０８は、図４と同様に接続点６２に接続される。この接続点６２へのケーブル１０６の接続は、前述のように安全かつ容易に行うことができる。負荷側のケーブル１１０は、移動用遮断器１０を介して、予備支線用遮断器８６を予備支線８４から切り離した後の入力端子１１８に、以下で詳述する接続装置１４を用いて接続される。また、接続装置１４とケーブル１１０との間に移動用遮断器１０を設けたのは、支線７２、７６、８０を一括して遮断する遮断器７０が接続回路から外れ、動作しないためである。

図２は、本発明の応急接続回路に用いる接続装置１４の斜視図である。図３（ａ）は、接続装置１４の中継電極端子１８ａに、ケーブル１１０ａの接続端子１１１ａを取り付ける様子を示す概略平面図であり、同図（ｂ）は、接続装置１４を予備支線用遮断器８６の入力端子１１８へ接続する様子を示す概略側面図である。

接続装置１４は、台車１６と、接続操作板２４と、これに設けられた中継電極端子１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、絶縁体２２ａ、２２ｃと、ブラケット２６ａ、２６ｂ、２６ｃと、を有する。なお、本実施の形態では、交流３相の回路を考慮しているので、必要な部品が通常３台で一の組をなす。従って、斜視図等で３つの部品がはっきり区別できる場合は、数字に英小文字のａ、ｂ、ｃを用いて区別するが、側面図等のように、３つの部品が重なる場合には、英小文字は付さずに数字のみで示すこととする。

台車１６は、その底部に車輪１１６を有しており、堅固な架台１１２に敷かれたレール１１４上を移動可能に載置されている。この架台１１２とレール１１４とは、予備支線用遮断器８６に対して用いられていたものをそのまま使用する。前述のように、架台１１２のレール１１４が敷かれた面と垂直な面には、予備支線用遮断器８６の入力端子１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃが設けられている。即ち、レール１１４の敷設方向に予備支線用遮断器８６の入力端子１１８が存在している。なお、本実施の形態では、出力端子１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは用いない。

ここで、台車１６の車輪１１６の幅を可変できるように構成すれば、レール１１４のどの様な幅にも対応できる。これにより、例えば、遮断器等を設置しているスイッチギアにおいて、レール１１４の幅がスイッチギア毎に異なっている場合でも、同一の台車１６で対応可能であり、利便性に富むこととなる。

台車１６には、この台車１６の床面と垂直に接続操作板２４が、入力端子１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃと直接対向するように取り付けられている。この接続操作板２４は絶縁体で構成され、入力端子１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃに対応する位置に、中継電極端子１８ａ、１８ｂ、１８ｃが取り付けられている。即ち、入力端子１１８と中継電極端子１８は、架台１１２のレール１１４が敷かれている面からの高さが同一となるように構成されている。

中継電極端子１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、Ｒ相、Ｓ相及びＴ相用の３台であって並列に配置されており、金属材料で製作される。中継電極端子１８ａの一端はケーブル１１０ａの端部に設けられた接続端子１１１ａが取り付けられるように平板状に構成されている。この平板状の部分には、４本のボルト１９によりケーブル１１０ａの接続端子１１１ａが堅固に取り付けられるように、内部に雌ねじ部を形成した４つの穴２０が設けられている。この平板状に構成した一端と連続する他端は、入力端子１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃと接続するように、予備支線用遮断器８６の入力電極１１９と同形状、即ち円柱状に構成されている。なお、中継電極端子１８の接続操作板２４への取り付けは、中継電極端子１８の平板状に構成した一端を厚みのある接続操作板２４に埋め込んで固定した。

中継電極端子１８が取り付けられている接続操作板２４は、予備支線用遮断器８６の入力端子１１８の間隔に対応して付け替え可能である。即ち、遮断器は各メーカ毎に入力電極及び出力電極の間隔が異なっており、その電極間隔に合わせて架台１１２側の入力端子及び出力端子の間隔が決められている。従って、種々の入力端子間隔に合わせて接続操作板２４を複数台製作しておき、入力端子の間隔に合う接続操作板を選択して付け替えることを可能にしておくことで、遮断器がどのメーカのものであっても即座に対応できることとなる。

Ｒ相用の中継電極端子１８ａとＳ相用の中継電極端子１８ｂとの間、及びＳ相用の中継電極端子１８ｂとＴ相用の中継電極端子１８ｃとの間には、絶縁板２２ａ、２２ｂが配置されている。この絶縁板２２ａ、２２ｂは、台車１６と接続操作板２４の裏面、即ちケーブル１１０を接続する側の面と、を利用して接続装置１４に固定できるように、略長方形状に製作した。この絶縁板２２ａ、２２ｂにより中継電極端子１８間の短絡事故の発生を防ぐことが可能である。

台車１６上には、ケーブル１１０を保持するためのブラケット２６ａ、２６ｂ、２６ｃが設けられている。ブラケット２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、上から見たときに入力端子１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃと中継電極端子１８ａ、１８ｂ、１８ｃとを結ぶ直線上にあって、台車１６上に、台座等を用いてボルト等により固定され、ケーブル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃが不必要に移動しないように保持・固定する機能を有する。ブラケット２６ａ、２６ｂ、２６ｃの材質、大きさ等は、ケーブル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの大きさ、重量等を考慮して適宜決定することができる。

本発明の応急接続回路を動作させるまでの手順について説明する。変圧器６６が故障した場合、母線６０に印加されている高電圧を電力供給側に設置された断路器等（図示せず）をオフ状態にし、母線６０には高電圧が印加されていない状態にする。予備変圧器１０６にケーブル１０８、１１０を接続し、電力供給側のケーブル１０８を断路器６４の近傍であって電力供給側の接続点６２に接続する。この接続は、前述のように広い場所で安全に行うことができる。

次に、レール１１４上の予備支線用遮断器８６を入力端子１１８及び出力端子１２０から切り離す。そして、ケーブル１１０に移動用遮断器１０を接続し、ケーブル１１０の端部に接続端子１１１を取り付ける。なお、この接続端子１１１は予めケーブル１１０に取り付けられていても良い。また、予め移動用遮断器１０がケーブル１１０に接続されていても構わない。

接続装置１４をレール１１４上に載置する。そして、Ｒ相に関して、ケーブル１１０ａを接続装置１４まで移動させ、ケーブル１１０ａの端部を台車１６に載せ、ケーブル１１０ａの接続端子１１１ａと中継電極端子１８ａとが接続・固定できるように位置調整を行う。ケーブル１１０ａの一部分をブラケット２６ａで保持・固定し、次いで、ボルト１９を用いて、ケーブル１１０ａの接続端子１１１ａと、中継電極端子１８ａとを堅固に固定し接続する。同様の作業を、Ｓ相及びＴ相に対しても行い、ケーブル１１０の接続装置１４への接続を完了させる。

その後、接続装置１４を矢印１０２で示した方向に動かして、中継電極端子１８を入力端子１１８に接続する。この作業は、台車１６の接続操作板２４が入力端子１１８に当接して、それ以上動かなくなるまで行う。接続装置１４の端子１１８への接続を確認した後、電力供給側に設置された断路器等（図示せず）をオン状態、移動用遮断器１０をオン状態、遮断器７０をオフ状態とすることで、応急接続回路が稼働状態となる。その後、故障した変圧器６６を修理する。

本実施の形態の応急接続回路によれば、予備変圧器に接続されたケーブルの支線側への接続は、予備支線用遮断器を予備支線から切り離した後の予備支線用遮断器の入力端子において接続装置を用いて行われる。予備支線用遮断器は、スイッチギア内の作業スペースの十分にある場所に設置されているので、作業スペースを十分に確保することができる。従って、予備変圧器による応急の接続回路をスピーディ、容易、かつ安全に構成することが可能である。また、予備変圧器に接続されたケーブルの支線側への接続点と他の高圧機器等との電気的な隔離距離も十分に確保することが可能である。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、中継電極端子のケーブル側との接続部分は、ケーブルの端部に取り付けられた接続端子と形状を合わせて平板状に形成したが、この形状には拘らない。

本発明の応急接続回路の回路図である。 本発明の応急接続回路に用いる接続装置の概略斜視図である。 図２の接続装置にケーブルを取り付ける様子を示す概略平面図（ａ）と、予備支線用遮断器の入力端子に接続装置を接続する様子を示す概略側面図（ｂ）である。 従来の応急接続回路の回路図である。 図４の予備支線用遮断器が設置されている様子を示す概略側面図である。

符号の説明

１４ 接続装置
６０ 母線
６４ 断路器
６６ 変圧器
７０ 遮断器
７２、７６、８０ 支線
１０６ 予備変圧器
１０８、１１０ ケーブル
１１８ 予備支線用遮断器８６の入力端子

Claims (4)

1. 高電圧が印加される母線と該母線からの電力を負荷側に送る複数の支線との間に順に直列に接続された断路器、変圧器、遮断器と、前記複数の支線に並列に接続された予備支線と、該予備支線に入力端子及び出力端子を介して直列に接続された予備支線用遮断器と、前記変圧器の故障時に前記母線と前記支線との間で少なくとも前記変圧器を迂回して接続可能な予備変圧器とを、備え、
   前記故障時における前記予備変圧器の前記支線側への接続は、前記予備支線用遮断器の前記入力端子で行われたことを特徴とする応急接続回路。
2. 請求項１に記載の応急接続回路の前記予備変圧器の前記支線側への接続に用いる接続装置であって、
   前記予備支線用遮断器を移動させて前記予備支線に接続するために敷設されたレールと、該レール上を移動可能な台車と、該台車の移動により前記予備支線用遮断器の前記入力端子に接続可能である中継電極端子と、該中継電極端子の一端に接続可能な前記予備変圧器に接続されたケーブルと、を含むことを特徴とする応急接続回路に用いる接続装置。
3. 前記中継電極端子は、Ｒ相、Ｓ相及びＴ相用の３台であって並列に配置されており、かつ前記Ｒ相用の中継電極端子と前記Ｓ相用の中継電極端子との間、及び前記Ｓ相用の中継電極端子と前記Ｔ相用の中継電極端子との間に絶縁板を設置したことを特徴とする請求項２に記載の応急接続回路に用いる接続装置。
4. 前記台車には、前記ケーブルを保持するためのブラケットが設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の応急接続回路に用いる接続装置。

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