JP2011087427A - 相分離母線 - Google Patents

Abstract

【課題】 既存の強制冷却方式の相分離母線においては、山折した金属板（消弧板）を複数枚並列にならべた構造の消弧装置が風導箱内に取り付けられている。並列にならんだ消弧板の間を通過する冷却空気の流れは乱れるため、消弧板が共振し騒音源になったり、その消弧板を固定する溶接部が破損したりすると言う課題がある。
【解決手段】 風導箱内に取り付けられる消弧装置の消弧板の構造をハニカム構造とすることで、消弧板の共振を無くし、消弧板が破損しない静かな相分離母線を実現する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、消弧装置を備えた強制冷却方式の相分離母線に関する。

発電所の発電機と主変圧器の接続には、各相の母線をそれぞれ筒状物で密閉した相分離母線が用いられる。通電に伴う相分離母線の発熱に対する冷却は、前記筒状物に冷却空気を送入することによって実施される。相分離母線には、冷却送風機からの冷却空気を各相の母線に行き渡らせる工夫が凝らされ、各相の母線の一端側に共通の風導箱を設けている。また、この風導箱の内部には消弧装置が設けられ、任意の相に生じた地絡事故により発生するア−クないしイオン化された空気の他相への流入を緩衝し、事故の波及拡大を防止している。従来の消弧装置は、厚さ数ｍｍの山折した複数の金属板（消弧板）を並列にならべ、それぞれを風導箱の内側に溶接付けしたものである（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２０３６２３号公報（段落０００５、図６）。

従来の相分離母線の風導箱に取り付けられた複数の消弧板の間を通過する冷却空気の流れは必ずしも整流状態ではなく、その結果、消弧板が共振し騒音源になったり、その溶接部が疲労し破損したりするという課題を持っていた。

この発明は上記のような課題を解決し、冷却空気の流れによって、消弧板が破損しない相分離母線を得ることを目的とする。

本発明の相分離母線は、母線を収納した筒状物と、この筒状物からの冷却ガスを通過させる風導箱および消弧装置とを備えたものであって、前記風導箱の中は前記消弧装置により複数の空間に仕切られ、この消弧装置はハニカム構造の導電性の消弧板を備え、この消弧板のハニカムを形成する貫通孔は前記風導箱の複数の空間をつなげている点を特徴とするものである。

上記のように構成された相分離母線は、消弧板の破損のない相分離母線になる。

本発明の実施の形態１の相分離母線の概略構成図である。 本発明の実施の形態１の相分離母線に備わった風導箱の斜視図である。 本発明の実施の形態１の相分離母線に備わった消弧装置の斜視図である。 本発明の実施の形態１の消弧装置の消弧板の正面図である。 本発明の実施の形態１の風導箱に取り付けられた消弧装置の斜視図である。 本発明の実施の形態２の相分離母線に備わった風導箱の断面図である。 本発明の実施の形態２の風導箱に挿入された消弧装置の断面図である。

実施の形態１．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態１について詳細に説明する。図１はこの発明の実施の形態１の相分離母線の概略構成図、図２は相分離母線に備わった風導箱の斜視図、図３は相分離母線に備わった消弧装置の斜視図、図４は消弧装置の消弧板の正面図、図５は風導箱に取り付けられた消弧装置の斜視図である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を示している。

図１に示すように、相分離母線１の一端には３相発電機の図示しない３個の各口出端子とそれぞれに接続するための１個の図示しない第１端子を備えた発電機端子箱２Ｕ、２Ｖ、２Ｗが設けられている。この発電機端子箱２Ｕ、２Ｖ、２Ｗの一端には、これらに冷却ガスを循環させる図示しない冷却送風機が接続されている。後述詳細に記載するが、冷却送風機からの冷却ガスである冷却空気は中央に配置される発電機端子箱２Ｖのみに送り込まれ、相分離母線１の中を通って両端に配置される発電機端子箱２Ｕおよび２Ｗから戻るようになっている。各発電機端子箱２Ｕ、２Ｖ、２Ｗの他端は、図示しない各母線Ｕ、Ｖ、Ｗを収めた筒状物３Ｕ、３Ｖ、３Ｗの一端に接続されている。

筒状物３Ｕ、３Ｖ、３Ｗのそれぞれの他端は、図示しない主変圧器の図示しない３個の各口出端子とそれぞれに接続するための１個の図示しない第２端子を備えた主変圧器端子箱４Ｕ、４Ｖ、４Ｗの各一端に接続されている。図示しない各母線Ｕ、Ｖ、Ｗの両端は、それぞれ各発電機端子箱２の第１端子と各主変圧器端子箱４の第２端子に接続されている。主変圧器端子箱４Ｕ、４Ｖ、４Ｗのそれぞれの他端は共に共通の風導箱５に接続されている。

なお、発電機端子箱２Ｕと２Ｖの間ならびに発電機端子箱２Ｖと２Ｗの間には、それぞれ図示しない隙間が適宜設けられていても良い。また、筒状物３Ｕと３Ｖの間ならびに筒状物３Ｖと３Ｗの間には、それぞれ図示しない隙間が適宜設けられていても良い。さらに、主変圧器端子箱４Ｕと４Ｖの間ならびに主変圧器端子箱４Ｖと４Ｗの間には、それぞれ図示しない隙間が適宜設けられていても良い。ただし、上記のような図示しない隙間を適宜設ける場合、設けた隙間の分だけ相分離母線が大型化するという課題を有するようになる。その課題の解決策としては、上記のような隙間を設けなければ良い。

図２に示すように、風導箱５の内側は冷却風の通過可能な消弧装置６Ａ、６Ｂによって三つの空間に仕切られている。主変圧器端子箱４Ｖとつながった開口部５Ｖから風導箱５の中に流入する冷却空気は別れ、消弧装置６Ａまたは６Ｂを通って主変圧器端子箱４Ｕまたは４Ｗとつながった開口部５Ｕ、５Ｗへとそれぞれ流れるようになっている。

図３に示すように本発明の実施の形態１の消弧装置６は、六角形の貫通した通風孔を多数備えたハニカム構造の消弧板６ａとそれを固定する筐体６ｂとア−ス６Ｃから構成されている。消弧板６ａおよび筐体６ｂは共に導電体である金属で成形され、それぞれ溶接等により一体化され、また、筐体６ｂに接続されたア−ス６Ｃを経て共に接地電位に保たれている。これにより、任意の相に生じた地絡事故により発生するア−クないしイオン化された空気は、接地電位に保たれる消弧装置６によって速やかに消滅し、他相への事故の波及拡大を緩和するようになっている。

消弧板６ａは、図４（ａ）に示すように予め準備した型を用いて押出し加工して継ぎ目なく一体に成形したものや、あるいは図５（ｂ）に示すように複数の厚さ数ｍｍの金属板Ｍをそれぞれ波折した後、それらの波頂上部Ｍｔを互いに面接合させ、その接合部を溶接付けなどで接着し一体に成形したものである。このように一体にしたハニカム構造の消弧板６ａとすることから、ハニカム構造の周期的に存在する複数の平坦な側面６ａａを筐体６ｂの内側側面の何れかに面接合できるようになり、その面接合させた一部を溶接付けなどで接着する溶接部７ａ（図３参照）とすることから少ない接着箇所であっても強固に固定できるため破損しなくなる。すなわち図５に示すようにその面接合させた一部を溶接し溶接部７ａとすることから筐体６ｂに強固に固定できる。

また、図５に示すように風導箱５の内側側面に消弧装置６の筐体６ｂの側面を面接触できるようになるので固定しやすくなり、それに伴って消弧板６ａの溶接部７ｂに加わる応力は著しく小さくすることが可能となるため破損しなくなる。

ハニカム構造の消弧板６ａを通る冷却空気は、複数の六角形の通風孔の中を直進するため圧損が少なく、乱のない空気流を形成する。そのため消弧板６ａの共振は発生しないので、騒音源になる事無く静かであり、溶接部７ｂに加わるモ−メントも低いので破損も無くなる。

次に実施の形態１の相分離母線を流れる冷却空気の動作について説明する。冷却送風機から発電機端子箱２Ｖ内に送風されてきた冷却空気は筒状物３Ｖ内を流れ、そこに収められた母線Ｖを冷却しながら筒状物３Ｖの他端に接続される主変圧器端子箱４Ｖに向けて流れる。主変圧器端子箱４Ｖに流入した冷却空気は風導箱５の開口部５Ｖからその中央部の空間へ流れ、ハニカム構造の消弧装置６Ａないし６Ｂで仕切られた両側の空間に向かって分流される。

消弧装置６Ａまたは６Ｂの通風孔を通過する冷却空気は、その消弧板６ａを共振させる事無く静かに流れ、風導箱５の開口部５Ｕ、５Ｗからそれぞれ端子箱４Ｕ、４Ｗに向かって流れる。端子箱４Ｕならびに４Ｗに流入した冷却空気は筒状物３Ｕならびに３Ｗに流れ、そこに収められた母線ＵならびにＷを冷却しながら、発電機端子箱２Ｕおよび２Ｗを経由して、もとの冷却送風機に向かって流れる。母線Ｕ、Ｖ、Ｗによって熱せられた冷却空気は冷却送風機の吸込口に流れ込み、冷却送風機の持つ熱交換器によって冷却され、再び冷えた冷却空気となって相分離母線１に送風される。

なお、本発明の実施の形態１の発明の相分離母線を流れる冷却空気の流れる方向を逆にしても、すなわち、両端に配置される発電機端子箱２Ｕおよび２Ｗから冷却空気を相分離母線１の中に送り込み、発電機端子箱２Ｖから戻るようにしても、消弧板の破損のない相分離母線を得ることができる。

また、本発明の実施の形態１の発明の相分離母線には、３相発電機と接続するための第１端子を収めた発電機端子箱２Ｕ、２Ｖ、２Ｗならびに主変圧器と接続するための第２端子を収めた主変圧器端子箱４Ｕ、４Ｖ、４Ｗが備わっている。これらの発電機端子箱２ならびに主変圧器端子箱４は必ずしも必要とされず、例えば、各母線につながった第１端子および第２端子を各筒状物３Ｕ、３Ｖ、３Ｗの中に収めておくことで省略することができる。

以上説明したとおり、本発明の実施の形態１の発明の相分離母線は、ハニカム構造の消弧板を用いたため、消弧板の破損のない静かな相分離母線になるという効果を有する。

実施の形態２．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態２について詳細に説明する。図６はこの発明の実施の形態２の相分離母線に備わった風導箱の断面図、図７は風導箱に挿入された消弧装置の断面図である。図６または図７中において、図１ないし図５と同一部分ないし相当部分には、同一符号を付与している。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を示している。

上記実施の形態１の相分離母線と本発明の実施の形態２の相分離母線の違いは、風導箱ならびに消弧装置の構造に違いがあり、それ以外の構成は実施の形態１と同じである。

図６（ａ）は、風導箱の正面断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の中に記されたＡ−Ａ面で切断したときの側面断面図である。図６に示すように風導箱５の内部には、開口部５Ｖと５Ｗの間に消弧装置６を固定するためのストッパ−となる枠板５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが筐体５ｅに固定されている。枠板５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの少なくとも１つは導電性材料で成形され（なお、図６および図７では５ｂが対応する）、ア−ス５Ｃと溶接された溶接部７を経由して接地電位に保たれている。

図７（ａ）および（ｂ）は、図６の風導箱５に消弧装置６を挿入したときの正面断面図および側面断面図である。図７に示すようにハニカム構造の消弧装置６は、六角形の通風孔が多数空いたハニカム構造の消弧板６ａから構成されている。言い換えると実施の形態２の消弧装置６は、実施の形態１の消弧装置に備えられていた筐体およびア−スが無くなったものである。

消弧装置６（消弧板６ａ）は、風導箱５に設けられた上下の枠板５ａ、５ｂと５ｃ、５ｄの間差し込まれることから消弧装置６Ａとして固定される。また、枠板の間に挿入された消弧装置６Ａの電位は、枠板５ｂと接触するため、枠板５ｂに設けられたア−ス５Ｃによって接地電位に保たれる。すなわち消弧装置６にア−スを溶接などで直接設ける事無く、風導箱５の枠板の間に挿入するだけで接地電位とその固定が容易に保たれる。したがって、このような風導箱５への消弧装置６の固定や設置電位の確保は、消弧装置６への溶接を伴わないため、消弧板６ａに対して無用な熱歪による変形や残留応力の蓄積を与えず、破損のない静かな相分離母線が得られるという格別な効果がある。

なお、本発明の実施の形態２の発明の風導箱５に設けられた枠板は、１台の消弧装置に対して複数設けられているが、必ずしも複数必要とせず、１つあればよい。例えば風導箱内の冷却空気の流れる風下側にストッパ−となる枠板を１個設けておき、その枠板の風上側に１台の消弧装置を接合配置させることにより実現できる。風上側に配置された消弧装置は冷却空気の流れに押され、風下側の枠板と接するので動けないからである。

また、本発明の実施の形態２の発明の消弧装置を本発明の実施の形態１の発明の消弧装置に置き換えても、風導箱５の枠板の間に実施の形態１の発明の消弧装置を挿入できるため、溶接をする事無く、風導箱５に消弧装置を固定することができる。

１ 相分離母線、 ３ 筒状物、
５ 風導箱、 ５Ｃ ア−ス、
５ａ 枠板、 ５ｂ 枠板、
５ｃ 枠板、 ５ｄ 枠板、
６ 消弧装置、 ６ａ 消弧板、
６ａａ 平坦な側面 ７ａ 溶接部、
Ｍ 金属板、 Ｍｔ 波頂上部

Claims (8)

1. 母線を収納した筒状物と、この筒状物からの冷却ガスを通過させる風導箱および消弧装置とを備えた相分離母線において、
   前記風導箱の中は前記消弧装置により複数の空間に仕切られ、
   この消弧装置はハニカム構造の導電性の消弧板を備え、
   この消弧板のハニカムを形成する貫通した通風孔は前記風導箱の複数の空間をつなげていることを特徴とする相分離母線。
2. 冷却ガスを送風する冷却送風機と、母線を収納した筒状物と、この筒状物からの冷却ガスを通過させる風導箱および消弧装置とを備えた相分離母線において、
   前記風導箱の中は前記消弧装置により複数の空間に仕切られ、
   この消弧装置はハニカム構造の導電性の消弧板を備え、
   この消弧板のハニカムを形成する貫通した通風孔は前記風導箱の複数の空間をつなげていることを特徴とする相分離母線。
3. 消弧装置の筐体の内側側面と、ハニカム構造の周期的に存在する平坦な消弧板の側面とを面接合させ、その面接合面を接着したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の相分離母線。
4. 風導箱にストッパ−となる枠板が設けられ、この枠板に接して消弧装置が配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の相分離母線。
5. 風導箱の中に枠板と等しい数の消弧装置が設置され、前記枠板に接する消弧装置の配置が、冷却ガスの風上側にあることを特徴とする請求項４に記載の相分離母線。
6. 風導箱に設けられた枠板がア−スされた導電体であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の相分離母線。
7. 複数の波折した金属板の波頂上部を面接合させ、これら面接合させた波頂上部を接着しハニカム構造にした消弧板を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の相分離母線。
8. 押出し加工でハニカム構造にした消弧板を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の相分離母線。

Images