JP2010193655A

JP2010193655A - スイッチギヤの接地装置

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Publication number: JP2010193655A
Application number: JP2009036872A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shoda; 謙一庄田; Takuya Kuroki; 拓弥黒木; Kenji Tsuchiya; 賢治土屋; Ko Ishikawa; 工石川; Naoki Nakatsugawa; 直樹中津川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2010-09-02
Anticipated expiration: 2029-02-19
Also published as: CN101814706A; US7983023B2; CN101814706B; TW201044730A; KR20100094944A; JP4727736B2; SG164343A1; US20100208416A1; TWI385884B; KR101098487B1

Abstract

【課題】接地個所が異なるために盤側の主回路の接続部の高さに変更がある場合であっても、容易に接地接続可能なスイッチギヤの接地装置を提供する。
【解決手段】移動可能な台車１０２上に設置した可動電極と固定電極とを備えた開閉器部と、開閉器部を動作させる操作部と、可動電極または固定電極のいずれか一方と導体を介して接続される電圧検出装置１１３とを備えたスイッチギヤの接地装置１０１であって、開閉器部は、可動電極または固定電極のいずれか一方と接続する上部導体１２２と、可動電極または固定電極のいずれか他方と接続する下部導体１２６と、この下部導体１２６をスイッチギヤの接地用端子に接続する接地線１２７と、スイッチギヤの母線側断路部及びケーブル側断路部のいずれか一方に選択的に接続され、前記上部導体１２２の上下面に選択的に付け替え可能なアダプタ導体１２８とを備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、スイッチギヤの接地装置に係り、更に詳しくは、多段積み形式のスイッチギヤの接地装置に関するものである。

主回路に裸導体を用いるスイッチギヤにおいては、主回路の導体が裸導体であるので、保守点検作業の際、導体の任意の箇所から接地作業を行えるという利点があるが、充電部がむき出しとなっているので、状況によっては、感電の危険性を有している。

つまり、電力設備が全て無電圧の状態、所謂、全停止の場合には、感電の危険性はないが、主回路の母線が活線状態で負荷側を停止して（部分停電状態）、保守点検作業を行う場合には、活線に近い箇所での作業となり、非常に危険である。

一方、エポキシなどの絶縁物に覆われた絶縁母線を用いるスイッチギヤにおいては、母線が活線状態でも、感電の危険性は排除され、盤内の主回路接点である内蔵機器が配置されている箇所で、接地作業が可能となる。

しかしながら、このような絶縁母線を用いるスイッチギヤであっても、盤内に身体を入れて接地作業を行うのは、危険であり、作業性も良好ではない。そこで、遮断器等の着脱と同様な手順により、装置本体を配電盤（スイッチギヤ）の段に載置して押し込むことで主回路母線の接地が可能となる引出形の接地台車が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１１−６９５１８号公報

上述した引出形の接地台車においては、配電盤の仕様変更への対応性向上の観点から、接地台車を前後動させる機構を各段の遮断器と共通化する方策が採られている。

しかしながら、スイッチギヤの主回路を接地する接地箇所（スイッチギヤの段）の違いにより、主回路の母線への接続部の位置が、接地台車の接地端子の位置と必ずしも一致しない場合がある。このような場合、主回路の母線への接続部に合致するような接地用接点、及び接地操作機構がそれぞれ異なる複数の接地台車を、製造しなければならず、その設備設置費用が高価になる。

また、各接地台車の構造が異なるため、接地台車上の機器が故障した場合、構成部品、その配置の共通化が損なわれているので、新たな製作も必要となり、交換作業に多大な時間と経費が掛かるという問題も生じる。

本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、接地個所が異なるために盤側の主回路の接続部の高さに変更がある場合であっても、容易に接地接続可能なスイッチギヤの接地装置を提供するものである。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、移動可能な台車と、この台車上に設置した可動電極と固定電極とを備えた開閉器部と、前記開閉器部を動作させる操作部と、前記可動電極または固定電極のいずれか一方と導体を介して接続される電圧検出装置とを備えたスイッチギヤの接地装置であって、前記開閉器部は、前記可動電極または固定電極のいずれか一方と接続する上部導体と、前記可動電極または固定電極のいずれか他方と接続する下部導体と、この下部導体をスイッチギヤの接地用端子に接続する接地線と、スイッチギヤの母線側断路部及びケーブル側断路部のいずれか一方に選択的に接続され、前記上部導体の上下面に選択的に付け替え可能なアダプタ導体とを備えたものとする。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記開閉器は、真空バルブであるものとする。

（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記電圧検出装置は、２個の単相変圧器で形成され、該２個の単相変圧器が前記フレームの正面内側に併設固定されているものとする。

本発明によれば、接地箇所が異なるために盤側の主回路の接続部の高さに変更がある場合であっても、接地装置の主回路接続部の高さ調整を可能にしたので、接地装置上の機器、及びその配置構成を変えることなく、共通化することができる。その結果、設備設置費用の高価格化を抑制することができると共に、部品交換等の保守作業に費やす時間と経費を軽減することができる。

本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態が適用される固体絶縁母線スイッチギヤを一部断面にて示す側面図である。本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態を一部断面にて示す側面図である。本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態を後面から示す斜視図である。本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態を前面から示す斜視図である。本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態を上段に備える固体絶縁母線スイッチギヤを一部断面にて示す側面図である。本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態を下段に備える固体絶縁母線スイッチギヤを一部断面にて示す側面図である。

以下に、本発明のスイッチギヤの接地装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１乃至図４は本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態を示すもので、図１は本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態が適用される固体絶縁母線スイッチギヤを一部断面にて示す側面図、図２は本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態を一部断面にて示す側面図、図３は本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態を後面から示す斜視図、図４は本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態を前面から示す斜視図である。

まず、本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態が適用される固体絶縁母線スイッチギヤについて説明する。図１において、固体絶縁母線スイッチギヤにおける筺体１は、固体絶縁母線を支持する接地された仕切り板２により正面側と背面側とに仕切られ、背面側（図１の左側）に母線室５が区画形成され、正面側（図１の右側）の上下には、さらに密閉カバー３によって３つの機器室４，４，４が区画形成されている。筺体１の前面側には、開閉可能な正面扉１Ａが設けられ、同様に背面側には、開閉可能な背面扉１Ｂが設けられている。また、機器室４，４，４と正面扉１Ａの裏側との間には、制御室が区画形成されている。

各機器室４，４，４の底部には、仕切り板２と筺体１の両側面内側とに外周の３辺を固定された略矩形の支持板７，７，７がそれぞれ配置されている。この支持板７にはそれぞれガイドレール６が設けられていて、開閉器ユニット８が、それぞれに載置されている。また、それぞれの支持板７の上面には、後述する台車１４の車輪の進行を止めて、開閉器ユニット８の適正な挿入位置を確保するためのストッパ１１が立設している。開閉器ユニット８は、上中段に主回路の電流遮断を行う真空遮断器（ＶＣＢ）９が、下段に真空断路器（ＶＤＳ）１０が配置されている。

３つの開閉器ユニット８，８，８は、それぞれの前面側（図１の右側）に正面カバーを備えている。この正面カバーには、その上下方向略中央に棒状の引出し取手１５が取り付けられている。３つの開閉器ユニット８，８，８はそれぞれ台車１４に搭載されていて、上記ガイドレール６に沿って移動可能である。台車１４の後面側（図１の左側）の下部には、移動方向に突出した押圧バー１２が設けられている。

機器室４において、開閉器ユニット８の背部空間には、上段の真空遮断器９の固定電極側（下側）に接続する下側端子１８と、真空遮断器９の可動電極側（上側）に接続する上側端子１９とが配置されている。これらの端子１８，１９は、後述する母線室５内の主母線２０に接続した連絡母線２１，引出母線２２，２３，補助連絡母線２４に気中断路用ブッシング部を介して接離可能に接続されている。また、機器室４内の高圧主回路を区分するために、下側端子１８，上側端子１９を閉止する観音開きのシャッター１３が設けられている。上述した台車１４の押圧バー１２がシャッター１３を押圧することにより、シャッターは押し開かれる。

図１において、母線室５内には、固体絶縁された主母線２０が、上段の機器室４の背面側と中段の機器室の背面側の略中央部において、筺体１の幅方向に配設されている。この主母線２０には、固体絶縁された連絡母線２１の一端が接続されている。この連絡母線２１の他端は、一方側の接続端子２１ａと他方側の接続端子２１ｂとに分岐されている。一方側の接続端子２１ａは、上段の下側端子１８と接離可能なように機器室４内に導入されている。他方側の接続端子２１ｂは、中段の上側端子１９と接離可能なように機器室４内に導入されている。また、補助連絡母線２４の一方側の接続端子２４ａは、中段の下側端子１８と接離可能なように機器室４内に導入され、他方側の接続端子２４ｂは、下段の上側端子１９と接離可能なように機器室４内に導入されている。これらの接続端子２１ａ，２１ｂ，２４ａ，２４ｂは、それぞれ、気中断路用ブッシング部によって、仕切り板２に固定されている。

母線室５内の最上部及び最下部には、それぞれ固体絶縁された引出母線２２，２３が配置されている。上側の引出母線２２の一端には、接続端子２２ａが設けられている。この接続端子２２ａは、上述した上側の端子１９と接離可能なように機器室４内に導入され、気中断路用ブッシング部によって、仕切り板２に固定されている。上側の引出母線２２の他端は、ケーブルヘッド２８に接続されている。

下側の引出母線２３の一端には、接続端子２３ａが設けられている。この接続端子２３ａは、上述した下側の端子１８と接離可能なように機器室４内に導入され、気中断路用ブッシング部によって、仕切り板２に固定されている。下側の引出母線２３の他端は、ケーブルヘッド２８に接続されている。各ケーブルヘッド２８，２８には、ケーブル２９の一端がそれぞれ接続されている。このケーブル２９の他端は筺体１の上方に引き出されている。

つまり、本実施の形態におけるスイッチギヤの電気回路の概略は、ケーブル２９から引出母線２３、下段の真空断路器１０、補助連絡母線２４、中段の真空遮断器９を介して、主母線２０へ電力を供給している。主母線２０は、列盤構成されている隣接の盤の母線と接続すると共に、上段の真空遮断器９、引出母線２２、ケーブル２９を介して負荷に電力供給している。

次に、本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態を図２乃至図４を用いて説明する。
接地装置１０１は、４個の車輪を有する移動可能な台車１０２に搭載されていて、台車１０２の前側に配置されている操作部と、その後部に配置されている３個の絶縁筒１０４からなる開閉器部と、操作部の上部に配置されているフレーム１０３とで形成されている。台車１０２の後面側（図２の左側）の下部には、移動方向に突出した押圧バー１０９が設けられている。また、台車１０２の左右の後部車輪の後側に２個の位置決めアーム１１０が設けられている。

開閉器部の絶縁筒１０４の上部側内部には、固定電極が上側、可動電極が下側となるように真空バルブ１２０が配置されている。真空バルブ１２０の固定電極から軸線方向に導出した固定導体１２１に、背面側に延伸突出する上部導体１２２の一端が接続され、この上部導体１２２の他端には断面略コ字状のアダプタ導体１２８を介してコンタクト１２３が連結されている。アダプタ導体１２８の一端の面は上部導体１２２の他端の上面または下面と対向させた後、ボルトの締め付けにより固定する。接地装置をスイッチギヤの上側端子１９と接続させる場合は、アダプタ導体１２８を上部導体１２２の他端の上面に対向させ、下側端子１８と接続させる場合は、アダプタ導体１２８を上部導体１２２の他端の下面に対向させる。また、固定導体１２１には、後述する電圧検出装置１１３の一次端子に他端を接続する接続導体１２９の一端が接続されている。コンタクト１２３は、例えばスイッチギヤ本体の気中断路用ブッシング部を介して、母線等の電源側導体や負荷側導体等が、接離可能に接続される。

一方、真空バルブ１２０の可動電極から軸線方向に導出した可動導体１２４には、フレキシブル導体１２５を介して背面部で下方に屈曲した下部導体１２６の一端が接続されている。この下部導体１２６の他端は、他の２つの相の下部導体１２６，１２６と短絡導体１３０を介して絶縁筒１０４の背面下部にボルトで締付け固定されている。また、この下部導体１２６の他端には、例えば、盤筺体１のアース板等の接地用端子に接続可能な取付部材１３１を他端に備えた接地線１２７の一端が連結されている。

台車１０２上の正面側（図２の右側）には、操作部としての電磁操作器等を収納した箱型形状の操作器収納ケース１０７が配置されている。操作器収納ケース１０７の前面には、着脱自在の正面カバー１０８が設けられていて上下方向略中央には棒状の引出取手１１５が取り付けられている。また、図４に示すように、正面カバー１０８の略中央には、接地する主回路の充電状態を示す表示ランプ１１１が設けられ、正面カバー１０８の右下部には、接地装置１０１の開閉器の投入遮断操作を行う操作スイッチ１１２が設けられている。

フレーム１０３は、電圧検出装置１１３がボルトで締め付けて固定される略矩形の正面板部１０３ａと、この正面板部１０３ａの両側部で操作器収納ケース１０７の上部にボルト締めされる側面視略長方形の支持板部１０３ｂ，１０３ｂとで形成されている。これらの部材は、鋼板で形成されているが、例えば繊維強化プラスチックＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）や鋼板以外の金属板で形成してもよい。

電圧検出装置１１３は、例えば計器用変圧器の場合、単相変圧器１１３ａ２個を併設し、上側の固定電極端子とＶ／Ｖ結線で回路を構成している。ここで、単相変圧器１１３ａ，１１３ａは樹脂モールド形で、その本体の上部には、主回路端子（一次側端子）１１３ｂ、一次側の保護ヒューズ１１３ｃを、本体の側部には二次端子を備え、台座１１３ｅを介して正面板部１０３ａに固定されている。なお、詳細は図示しないが、電圧検出装置１１３の二次端子が接続され、主回路の充電の有無を表示ランプ１１１に表示する表示回路と、充電時には接地開閉器の投入を阻止するインターロック回路とを構成する制御回路が設けられ、例えば、一つの制御基板として操作器収納ケース１０７に設けられている。

次に、上述した本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態の動作を図５及び図６を用いて説明する。
図５は、本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態を上段に備える固体絶縁母線スイッチギヤを一部断面にて示す側面図、図６は、本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態を下段に備える固体絶縁母線スイッチギヤを一部断面にて示す側面図である。なお、図５及び図６において、図１乃至図４に示す符合と同符号のものは同一又は相当する部材であるのでその部分の説明を省略する。

まず、図５に示すように、接地装置１０１における上部導体１２２が、引出母線２２より下方に位置している場合の動作を説明する。図５における、スイッチギヤの受電状態は、ケーブル２９から引出母線２３、下段の真空断路器１０、補助連絡母線２４、中段の真空遮断器９を介して、主母線２０へ電力が供給されている状態であって、主母線２０と列盤構成されている隣接の盤の母線とが充電されている。上段の真空遮断器９が引き出され、引出母線２２、ケーブル２９を介した負荷の主回路を接地するものである。

負荷の主回路は、図５に示すように、スイッチギヤの上段の上側端子１９に接続されていることから、接地装置１０１のコンタクト１２３を上側に配置する。具体的には、接地装置１０１において、アダプタ導体１２８を上部導体１２２の他端の上面に対向させた後、ボルトの締め付けにより固定する。

次に、スイッチギヤ上段の真空遮断器９を引き出し後、接地装置１０１を、台車１０２が上段の支持板７のガイドレール６に沿うように載置する。

次に、接地装置１０１をスイッチギヤに押し込んでいくと、台車１０２に設けられた押圧バー１０９が、機器室４正面のシャッター１３を押圧し、このことにより、シャッター１３が観音開きに押し開かれる。この結果、機器室４内の高圧主回路である上側端子１９と接地装置１０１のコンタクト１２３が対向する。

さらに、接地装置１０１を押しこむと、台車１０２に設けられた位置決めアーム１１０の先端が、支持板７の上面に立設したストッパ１１に当接し、これ以上の押しこみが妨げられる。この結果、スイッチギヤの上段の上側端子１９と接地装置１０１のコンタクト１２３との適切な接続が確保される。

次に、接地装置１０１の正面カバー１０８の表示ランプ１１１により主回路の充電の有無を確認する。主回路が非充電状態であることを確認後、操作スイッチ１１２により、接地装置１０１の開閉器の投入を行う。これにより、負荷の主回路は、ケーブル２９、ケーブルヘッド２８、引出母線２２、上側端子１９、コンタクト１２３、アダプタ導体１２８、上部導体１２２、固定導体１２１、固定電極、可動電極、可動導体１２４、下部導体１２６、接地線１２７、取付部材１３１の経路でスイッチギヤの筺体アースと接続される。これにより部分停電状態での保守点検作業が可能となる。

次に、図６に示すように、接地装置１０１における上部導体１２２が、引出母線２３より上方に位置している場合の動作を説明する。図６における、スイッチギヤの受電状態は、下段の真空断路器１０が引き出され、供給側のケーブル２９、引出母線２３を介して供給側の主回路を接地するものである。主母線２０は、隣接の盤の母線から電力を供給されている状態であって、中段の真空遮断器９、補助連絡母線２４が充電され、上段の真空遮断器９、引出母線２２、ケーブル２９を介して負荷へ電力が供給されている。

負荷の主回路は、図６に示すように、スイッチギヤの下段の下側端子１８に接続されていることから、接地装置１０１のコンタクト１２３を下側に配置する。具体的には、接地装置１０１において、アダプタ導体１２８を上部導体１２２の他端の下面に対向させた後、ボルトの締め付けにより固定する。

次に、上述した図５に示す場合と同様に接地装置１０１をスイッチギヤの下段に挿入し、接地装置１０１の開閉器の投入を行う。これにより、供給側の主回路は、ケーブル２９、ケーブルヘッド２８、引出母線２３、下側端子１８、コンタクト１２３、アダプタ導体１２８、上部導体１２２、固定導体１２１、固定電極、可動電極、可動導体１２４、下部導体１２６、接地線１２７、取付部材１３１の経路でスイッチギヤの筺体アースと接続される。これにより部分停電状態での保守点検作業が可能となる。

上述した本発明のスイッチギヤの接地装置の一実施の形態によれば、接地箇所が異なるために盤側の主回路の接続部の高さに変更がある場合であっても、接地装置１０１の主回路接続部であるコンタクト１２３の高さ調整を可能にしたので、接地装置上の機器、及びその配置構成を変えることなく、共通化することができる。その結果、設備設置費用の高価格化を抑制することができると共に、部品交換等の保守作業に費やす時間と経費を軽減することができる。

また、接地装置１０１に主回路電圧を検出する電圧検出装置１１３を設け、正面カバー１０８に主回路の充電状態を確認できる表示ランプ１１１を設けたので、主回路の充電状態の有無が確認できると共に、インターロック回路により、充電中の主回路に対する接地開閉器の誤投入を防止することができる。

１筺体
４機器室
５母線室
８開閉器ユニット
１８下側端子
１９上側端子
２０主母線
１０１接地装置
１０２台車
１１３電圧検出装置
１２０真空バルブ
１２２上部導体
１２３コンタクト
１２６下部導体
１２７接地線
１２８アダプタ導体
１２９接続導体
１３０短絡導体
１３１取付部材

Claims

移動可能な台車と、この台車上に設置した可動電極と固定電極とを備えた開閉器部と、前記開閉器部を動作させる操作部と、前記可動電極または固定電極のいずれか一方と導体を介して接続される電圧検出装置とを備えたスイッチギヤの接地装置であって、
前記開閉器部は、前記可動電極または固定電極のいずれか一方と接続する上部導体と、前記可動電極または固定電極のいずれか他方と接続する下部導体と、この下部導体をスイッチギヤの接地用端子に接続する接地線と、スイッチギヤの母線側断路部及びケーブル側断路部のいずれか一方に選択的に接続され、前記上部導体の上下面に選択的に付け替え可能なアダプタ導体とを備えた
ことを特徴とするスイッチギヤの接地装置。
請求項１記載のスイッチギヤの接地装置において、
前記開閉器は、真空バルブである
ことを特徴とするスイッチギヤの接地装置。
請求項１または２に記載のスイッチギヤの接地装置において、
前記電圧検出装置は、２個の単相変圧器で形成され、
該２個の単相変圧器が前記フレームの正面内側に併設固定されている
ことを特徴とするスイッチギヤの接地装置。