JP2011004543A - スイッチギヤ - Google Patents

Abstract

【課題】一回路あたりの主回路導体長を短くして縮小化を図ったスイッチギヤを得る。
【解決手段】遮断器室２０，母線室３０，ケーブル室４０が仕切板１ａ〜１ｃで区画されたスイッチギヤにおいて、遮断器室２０と母線室３０との仕切板１ａに、第１の絶縁支持部材５を設け、遮断器室２０とケーブル室３０との仕切板１ｂに、第２の絶縁支持部材６を設け、第１の絶縁支持部材５の側面に貫通支持した母線３と、真空遮断器２の１次側の接触子２ｂとを、絶縁支持部材５の内部で接続すると共に、第２の絶縁支持部材６に挿入支持したケーブル接続用の接続導体４の一端部４ａと、真空遮断器２の２次側の接触子２ｄとを、第２の絶縁支持部材６の内部で接続し、母線３と真空遮断器２と接続導体４と両絶縁支持部材５，６とで１回路の主回路モジュールを構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、引出形遮断器のような引出機器を収納するスイッチギヤに関し、特に、主回路部の構成に関すものである。

一般に、スイッチギヤの盤内は、遮断器室、母線室、ケーブル室等に区画されている。このような区画室を有する従来のスイッチギヤとして、例えば、図７に示すような多段積閉鎖配電盤がある。多段積みされた遮断器５１を収容する遮断器室５２と、その側面にあってケーブル５３が収容されるケーブル室５４と、上部にあって母線５５が収容される母線室５６とが仕切板によって仕切られている。遮断器室５２を構成する仕切板５７は遮断器５１を固定する固定枠を兼ねた金属板からなっている。この仕切板５７には、絶縁物とそれに貫通する口出し端子とからなる絶縁ブッシング５８ａ，５８ｂが設けられている。上部の母線室５６に配置した母線５５から垂直下方に引き出された分岐母線５９を介し、ブッシング５８ａを経由して遮断器５１の１次側（電源側）端子に接続され、遮断器５１の２次側（負荷側）端子がブッシング５８ｂを経由してケーブル５３に接続されて、一回路の主回路が形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０４−０４２７１０号公報（第５頁、第９図）

特許文献１に示す従来のスイッチギヤにおいて、母線室５６内に収容された母線５５は、碍子や絶縁フレームなどにより支持されている。母線５５と遮断器５１を接続する端子までは中間に分岐母線５９や接続導体が必要であり、また、遮断器５１とケーブル５３までも接続導体が必要となるため、母線５５から遮断器５１を通りケーブル接続点までの一回路あたりの主回路導体長が長くなる。その間は相間及び対地間の絶縁距離を確保しながら、導体を配置する必要が有り、遮断器室５２、母線室５６、ケーブル室５４を縮小化するには限界があった。
また、各室を仕切るにあたり、仕切板からも絶縁距離を確保する必要上、主回路部の導体長が長くなり、盤寸法が大きくなる等で、スイッチギヤ全体の縮小化を図るのは難しいという問題点があった。

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、母線と真空遮断器、及び、真空遮断器とケーブル接続導体の接続経路を簡素化し、一回路あたりの主回路導体長を短くして全体の縮小化を図ったスイッチギヤを得ることを目的とする。

この発明に係るスイッチギヤは、真空遮断器が収容される遮断器室と、遮断器室の後方にあって母線が収容される母線室と、遮断器室の側方にあって外線ケーブル及びその外線ケーブルと真空遮断器とを接続する接続導体が収容されるケーブル室とが、仕切板で区画されたスイッチギヤにおいて、遮断器室と母線室との仕切板に、有底筒状の第１の絶縁支持部材が、開口面を真空遮断器側に向けて設けられ、遮断器室とケーブル室との仕切板に、有底筒状の第２の絶縁支持部材が、開口面を第１の絶縁支持部材の開口面と同方向に向けて設けられ、第１の絶縁支持部材の側面に貫通支持された母線と、真空遮断器の１次側導体の接触子とが、第１の絶縁支持部材の内部で接続されると共に、第２の絶縁支持部材に挿入支持された接続導体の一端部と、真空遮断器の２次側導体の接触子とが、第２の絶縁支持部材の内部で接続され、母線と真空遮断器と接続導体と両絶縁支持部材とで１回路の主回路モジュールが構成されたものである。

この発明のスイッチギヤによれば、遮断器室と母線室との仕切板に有底筒状の第１の絶縁支持部材を設け、遮断器室とケーブル室との仕切板に有底筒状の第２の絶縁支持部材を設け、第１の絶縁支持部材の内部で母線と真空遮断器の１次側導体の接触子とを接続すると共に、第２の絶縁支持部材の内部で接続導体の一端部と真空遮断器の２次側導体の接触子とを接続し、母線と真空遮断器と接続導体と両絶縁支持部材とで１回路の主回路モジュールを構成したので、母線と真空遮断器、及び、真空遮断器とケーブル接続導体の接続経路が簡単になると共に支持部が少なくて済むので支持部品を削減できる。また、一回路あたりの主回路導体長を短くすることができるので、スイッチギヤ全体の縮小化を図ることが可能となる。

この発明の実施の形態１によるスイッチギヤの平面断面図である。 図１における主回路モジュールを示す斜視図である。 図１における真空遮断器と母線、及び真空遮断器と接続導体の接続状況を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２によるスイッチギヤの平面断面図である。 この発明の実施の形態３によるスイッチギヤの平面断面図である。 この発明の実施の形態４によるスイッチギヤの平面断面図である。 従来のスイッチギヤの構成を示す正面断面図である。

実施の形態１．
以下、実施の形態１によるスイッチギヤを図１〜図３に基づいて説明する。
図１の平面図に示すように、スイッチギヤは、筐体１の内部が、真空遮断器２が収容される遮断器室２０と、正面側から見て遮断器室２０の後方にあって母線３が収容される母線室３０と、遮断器室２０の側方にあって図示しない外線ケーブル（背景技術の項で説明した図７のケーブル５３に相当）、及びその外線ケーブルと真空遮断器２とを接続する接続導体４が収容されるケーブル室４０とに区画されて、各室は仕切板１ａ〜１ｃによって仕切られている。

真空遮断器２は、例えば、真空容器内に固定側電極と可動側電極とが収容された真空バルブ（図示せず）と、その可動側電極を駆動する駆動装置（図示せず）を備えて構成され、遮断器室２０内に、筐体１の幅方向に可動軸線を向けて水平に配置されている。そして、固定電極側から１次側（電源側）導体２ａが導出され、その先端部に接触子２ｂが設けられている。同様に、可動側電極から２次側（負荷側）導体２ｃが導出され、その先端部に接触子２ｄが設けられている。２次導体側２ｃの長さは、１次導体側２ａの長さより短くしている。図１中に網掛けで示すように、１次側導体２ａと接触子２ｂ，及び２次側導体２ｃと接触子２ｄまでが本体部と一体になって真空遮断器２が構成されている。

遮断器室２０と母線室３０との仕切板１ａに、有底筒状の第１の絶縁支持部材５（詳細は後述する）が、開口面５ｂを真空遮断器２の導体側に向けて設けられている。その開口面５ｂに合わせて仕切板１ａも開口されている。
なお、各仕切板１ａ〜１ｃは、絶縁板又は金属板からなり、図示しないフレームに固定されているが、以下の説明ではフレームも含めて仕切板と称することにする。
母線室３０に収容される母線３は、真空遮断器２と並行させて、長手方向を筐体１の幅方向に向け水平方向に、且つ、幅面を水平に向けて配置されている。水平方向に配置された母線３が、第１の絶縁支持部材５の側面に設けられた貫通穴５ａ（図２参照）に貫通支持され、この母線３と真空遮断器２の１次側導体２ａの接触子２ｂとが、第１の絶縁支持部材５の内部で挿抜可能に接続されている。

遮断器室２０とケーブル室４０との仕切板１ｂは、一部が折り曲げられて母線室３０側の仕切板１ａと平行な面を有しており、その部分に、有底筒状の第２の絶縁支持部材６が、第１の絶縁支持部材５と同方向に開口面６ｂを向けて設けられている。この第２の絶縁支持部材６にも側面の一方に貫通穴６ａ（図２参照）が設けられており、この貫通穴６ａに、外線ケーブルと接続される接続導体４の一端部４ａが挿入されて支持されている。そして、この一端部４ａと真空遮断器２の２次側導体２ｃの接触子２ｄとが、第２の絶縁支持部材６の内部で挿抜可能に接続されている。

接続導体４は、コの字状に折り曲げられており、他端部側が、外線ケーブル（図示せず）と接続されるケーブル接続部４ｂとなる。なお、接続導体４及び母線３は、両絶縁支持部材５，６で支持される以外にも、適宜、支持碍子等で筐体１に支持されているが図示を省略している。
母線室３０とケーブル室４０との仕切板１ｃは、母線室３０と遮断器室２０を仕切る仕切板１ａを、筐体１の幅方向に伸ばして形成されている。

上記のように、実施の形態１によるスイッチギヤは、母線３と真空遮断器２と接続導体４と両絶縁支持部材５，６とで１回路の主回路モジュールが構成されおり、真空遮断器２の１次側と母線３とを、仕切板１ａに設けた第１の絶縁支持部材５の内部で直接接続すると共に、真空遮断器２の２次側と外線ケーブルに接続される接続導体４の一端部４ａとを、仕切板１ｂに設けた第２の絶縁支持部材６の内部で直接接続することで、コンパクトな主回路モジュールとした点に特徴を有するものである。以下、構成を更に詳しく説明する。

図２は、図１のスイッチギヤの主回路モジュール部を取り出して見た斜視図である。図では３相の場合を示しており、１相の真空遮断器２及びそれに並行に配置された母線３が、上からＲ、Ｓ、Ｔ相の順番で配置されている。
第１の絶縁支持部材５は、詳細図に示すように、角形の有底筒状をしており、両側面には母線３が貫通する貫通穴５ａが設けられ、開口面５ｂ側には仕切板１ａに取り付けるためのフランジが形成されている。第２の絶縁支持部材６も同様であるが、接続導体４が挿入される貫通穴６ａは１側面のみで、かつ縦向きとなっている。なお、図では、貫通穴６ａを側面に設けた場合を示しているが、側面に限定されず、背面に設けて、背面から挿入すようにしても良い。

真空遮断器２の１次側導体２ａの長さを２次側導体２ｃの長さより長くしているので、２次側導体２ｃと接続導体４との接続部を、母線３と真空遮断器２との間に配置することが可能になる。
コの字状に曲げられた接続導体４は、ケーブル接続部４ｂ側の折曲部の長さを、Ｒ相を一番長くし、Ｓ相，Ｔ相と順次短くしている。コの字状に曲げることで、３相の外線ケーブルをケーブル室４０の奥行方向（前後方向）に並べて配置でき、また、屈曲部の長さを変えることで、外線ケーブル接続点の位置が奥行方向にずれるため、外線ケーブルの接続作業が容易となる。

図３は、図２の主回路モジュールから、両絶縁支持部材５，６を取り外し、内部の接続状態が見えるようにした斜視図である。
１次側の接触子２ｂと母線３との接続部と、２次側の接触子２ｄと接続導体４との接続部は、接続方向が水平と垂直で異なるが基本的には同じである。１次側の接触子２ｂと母線３との接続部を代表して、図中の矢印方向に見た接続部を拡大図に示している。図のように、接触子２ｂは、１次側導体２ａの先端部にバネ性を有して板厚の両側に固定されており、この間に母線３が挿抜できるようになっている。
両絶縁支持部材５，６の開口面５ｂ，６ｂを共に真空遮断器２の導体２ａ，２ｃ側に向けて配置しているので、真空遮断器２は筐体１の正面側から出し入れ可能な、いわゆる引出形に構成されている。

以上のように構成されたスイッチギヤにおいて、主回路モジュール部を筐体１に組み付ける手順を説明する。
先ず、遮断器室２０、母線室３０、ケーブル室４０の各室を区画する仕切板１ａ〜１ｃを取り付ける。次に、仕切板１ａ，１ｂに第１の絶縁支持部材５と第２の絶縁支持部材６を取り付ける。次に、第１の絶縁支持部材５の貫通穴５ａに母線３を挿入し支持する。また、第２の絶縁支持部材６の貫通穴６ａに接続導体４の一端部４ａを挿入し支持する。次に、真空遮断器２を正面側から押し込んで、１次側の接触子２ｂを第１の絶縁支持部材５の内部に挿入して母線３と接続すると同時に、２次側の接触子２ｄを第２の絶縁支持部材６の内部に挿入して接続導体４の一端部４ａと接続する。
組み立てられた状態が図１の状態である。第１の絶縁支持部材５は、母線３を支持する機能を有すると共に、遮断器室２０と母線室３０とを区画する役目をする。同様に、第２の絶縁支持部材６は、接続導体４を支持する機能を有すると共に、遮断器室２０とケーブル室４０とを区画する役目をしている。

以上のように、実施の形態１によるスイッチギヤによれば、遮断器室と母線室との仕切板に有底筒状の第１の絶縁支持部材を設け、遮断器室とケーブル室との仕切板に有底筒状の第２の絶縁支持部材を設け、第１の絶縁支持部材の内部で母線と真空遮断器の１次側導体の接触子とを接続すると共に、第２の絶縁支持部材の内部で接続導体の一端部と真空遮断器の２次側導体の接触子とを接続し、母線と真空遮断器と接続導体と両絶縁支持部材とで１回路の主回路モジュールを構成したので、母線と真空遮断器、及び、真空遮断器とケーブル接続導体の接続経路が簡単になると共に、支持部が少なくて済むので支持部品を削減できる。また、一回路あたりの主回路導体長を短くすることができるので、スイッチギヤ全体の縮小化を図ることが可能となる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２によるスイッチギヤの平面断面図である。実施の形態１の図１と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点を中心に説明する。
図のように、本実施の形態のスイッチギヤは、実施の形態１で説明したものと同形状の主回路モジュールの２回路分が、真空遮断器２側を正面側にして左右方向に並べて配置され、母線室３１及び母線７を共通にし、全体が一つの筐体８に収容されている点に特徴を有するものである。

共通の母線７は、各主回路モジュールのそれぞれの第１の絶縁支持部材５に貫通されて左右で２点支持され、各真空遮断器２０の１次側の接触子２ｂと、第１の絶縁支持部材５の内部で接続されている。したがって、母線７を支持するための碍子や絶縁フレーム等の絶縁物類が不要となる。また、主回路長の短い主回路モジュールを用いて簡単に２回路構成のスイッチギヤを得ることができる。
更に、母線７が充電状態で、一方の外線ケーブルの接続作業をする必要があるような場合、ケーブル室４０も１回路毎に仕切られているため、真空遮断器２を引出すことで、その作業を行うことができ、作業しない側のケーブルに誤って触れることが無い。

以上のように、実施の形態２のスイッチギヤによれば、同形状の主回路モジュールの２回路分を、左右方向に並べて配置し、母線室及び母線を共通にし、両主回路モジュールのそれぞれの第１の絶縁支持部材で母線を支持し、全体を一つの筐体に収容したので、母線の支持か簡単となり、盤奥行き寸法が抑えられた、主回路長の短い２回路構成のスイッチギヤを得ることができる。

実施の形態３．
図５は、実施の形態３によるスイッチギヤの平面断面図である。実施の形態１の図１と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点を中心に説明する。
実施の形態１で説明したものと同形状の主回路モジュールの２回路分を、母線側を背中合わせにして前後方向（筐体の奥行き方向）に並べて配置し、母線室３２及び母線３を共通にし、両主回路モジュールのそれぞれの第１の絶縁支持部材５で母線３を支持し、全体を一つの筐体９に収容したものである。すなわち、正面側と裏面側から真空遮断器２を同じ母線３に接続するようにしたものである。

真空遮断器２は、正面側と裏面側から出し入れでき、母線室３２及び母線３を共通化することで奥行き寸法が大きくなるのを抑制することができる。第１の絶縁支持部材５は、母線３に対して筐体１の幅方向の２箇所に配置されることになるので、母線支持のための絶縁物が不要になる。

以上のように、実施の形態３のスイッチギヤによれば、同形状の主回路モジュールの２回路分を、母線側を背中合わせにして前後方向に配置し、母線室及び母線を共通にし、両主回路モジュールのそれぞれの第１の絶縁支持部材で母線を支持し、全体を一つの筐体に収容したので、母線の支持が簡単となり、各区画室をコンパクトにでき、奥行き寸法及び盤幅寸法が抑えられた、主回路長の短い２回路構成のスイッチギヤを得ることができる。

実施の形態４．
図６は、実施の形態４によるスイッチギヤの平面断面図である。実施の形態１及び３の図１及び図５と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点を中心に説明する。
本実施の形態のスイッチギヤは、実施の形態３と同様に２回路の主回路モジュールを前後方向に配置するものであるが、２回路の主回路モジュールは、全く同形状では無く、左右対称に形成されたものである。それを母線側を背中合わせにして前後方向に配置し、母線室３２及び母線３を共通にしたものである。両主回路モジュールの第１の絶縁支持部材の位置が同じ位置となるので、第１の絶縁支持部材１０を一体に形成し、その側面中央部に母線３を貫通させて支持し、全体を一つの筐体９に収容している。

前後の遮断器室２０は区画する必要があるため、第１の絶縁支持部材１０には、中央部に仕切１０ａを入れている。
実施の形態３と比較して、母線３の支持は１点支持となるので、他端側を支持碍子等を用いて支持する必要はあるが、外線ケーブルとの接続部が筐体９の同じ側となるので、外線ケーブルの引き回しが簡単となる。

以上のように、実施の形態４のスイッチギヤによれば、左右対称に形成された主回路モジュールの２回路分を、母線側を背中合わせにして前後方向に配置し、母線室及び母線を共通にすると共に、両主回路モジュールの第１の絶縁支持部材を一体に形成し、その側面中央部を貫通して母線を支持し、全体を一つの筐体に収容したので、実施の形態３と同様な効果に加えて、外線ケーブルの引き回しが簡単となる。

なお、実施の形態１〜４において、真空遮断器は３相として説明したが、３相の場合は、図２，図３に示したように、単相３台を上下に積み重ねて３相としても良く、３相を一つの容器内に収容し一体に構成しても良い。また、３相の場合は、第１の絶縁支持部材、及び第２の絶縁支持部材についても、３相一体構造としても良い。
また、真空遮断器は３相に限定するものではなく、単相であっても良い。
更にまた、第１及び第２の絶縁支持部材は、角形として説明したが、筒状であれば角形に限らず、円形や多角形状でも良い。

１，８，９ 筐体 １ａ〜１ｃ 仕切板
２ 真空遮断器 ２ａ １次側導体
２ｂ，２ｄ 接触子 ２ｃ ２次側導体
３，７ 母線 ４ 接続導体
４ａ 一端部 ４ｂ ケーブル接続部
５，１０ 第１の絶縁支持部材 ５ａ，６ａ 貫通穴
５ｂ，６ｂ 開口面 ６ 第２の絶縁支持部材
１０ａ 仕切 ２０ 遮断器室
３０，３１，３２ 母線室 ４０ ケーブル室。

Claims (4)

1. 真空遮断器が収容される遮断器室と、前記遮断器室の後方にあって母線が収容される母線室と、前記遮断器室の側方にあって外線ケーブル及びその外線ケーブルと前記真空遮断器とを接続する接続導体が収容されるケーブル室とが、仕切板で区画されたスイッチギヤにおいて、
   前記遮断器室と前記母線室との仕切板に、有底筒状の第１の絶縁支持部材が、開口面を前記真空遮断器側に向けて設けられ、
   前記遮断器室と前記ケーブル室との仕切板に、有底筒状の第２の絶縁支持部材が、開口面を前記第１の絶縁支持部材の開口面と同方向に向けて設けられ、
   前記第１の絶縁支持部材の側面に貫通支持された前記母線と、前記真空遮断器の１次側導体の接触子とが、前記第１の絶縁支持部材の内部で接続されると共に、
   前記第２の絶縁支持部材に挿入支持された前記接続導体の一端部と、前記真空遮断器の２次側導体の接触子とが、前記第２の絶縁支持部材の内部で接続され、
   前記母線と前記真空遮断器と前記接続導体と前記両絶縁支持部材とで１回路の主回路モジュールが構成されていることを特徴とするスイッチギヤ。
2. 請求項１記載のスイッチギヤにおいて、
   前記主回路モジュールの２回路分が、前記遮断器を正面側にして左右方向に並べて配置され、前記母線室及び前記母線を共通にし、前記両主回路モジュールのそれぞれの前記第１の絶縁支持部材で前記母線が支持され、全体が一つの筐体に収容されていることを特徴とするスイッチギヤ。
3. 請求項１記載のスイッチギヤにおいて、
   同形状の前記主回路モジュールの２回路分が、前記母線側を背中合わせにして前後方向に配置され、前記母線室及び前記母線を共通にし、前記両主回路モジュールのそれぞれの前記第１の絶縁支持部材で前記母線が支持され、全体が一つの筐体に収容されていることを特徴とするスイッチギヤ。
4. 請求項１記載のスイッチギヤにおいて、
   左右対称に形成された前記主回路モジュールの２回路分が、前記母線側を背中合わせにして前後方向に配置され、前記母線室及び前記母線を共通にすると共に、前記両主回路モジュールの前記第１の絶縁支持部材が一体に形成されてその側面中央部を貫通して前記母線が支持され、全体が一つの筐体に収容されていることを特徴とするスイッチギヤ。