JP2011223721A - スイッチギヤ - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチギヤの内部アーク事故時にスイッチギヤに設けた放圧手段から流出する高温ガスのガス温度を下げる。
【解決手段】主回路部品が収納されたコンパートメント３，９，１２に連通する筐体１の天井部の開口部１ａ〜１ｃに、内部事故等で発生した高圧・高温のガスを放出する放圧手段１７が備えられたスイッチギヤにおいて、放圧手段１７は、各開口部を塞ぐ放圧板１８と、放圧板１８の筐体内部側に固着されたフィン１９（吸熱部材）とを有し、通常時は放圧板１８により開口部が塞がれており、主回路部品の事故発生時には、異常圧力で放圧板１８が開放されると共に、開口部に形成されるガス流路へフィン１９が転位し、高温のガスがフィン１９を通過して冷却されるように構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、金属閉鎖形のスイッチギヤに関し、特にその放圧部の構造に関するものである。

従来の放圧板を有するスイッチギヤとしては、例えば、筐体の内部が、複数の遮断器室，制御室，制御機器室，共通放圧室，変流器室，母線室，縦母線室及びケーブル室等に区画され、この内の共通放圧室とケーブル室及び上部遮断器室の天井部に放圧板が設けられたスイッチギヤが開示されている。ケーブル室や上部遮断器室内で事故が発生したときは、それらの室の天井部の放圧板が開放し、直接放圧室を持たない下部遮断器室や縦母線室で発生したアークにより加熱圧縮された空気は、共通放圧室を介して筐体の上部に放圧するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
また筐体の天井部の放圧板全体を囲んで衝立を立設したスイッチギヤや、筐体天井部の放圧部全体を覆うダクトを設けたスイッチギヤが開示されている。母線室や遮断器室，ケーブル室内で事故が発生して筐体天井の放圧部から放出される高温のガスが、スイッチギヤの周囲のメンテナンス・スペースへ回り込むことを防止するものである（特許文献２参照）。
更に別の方法として、電気機器収容室に冷却室を連通して設け、冷却室内に不燃性の固体粒状物質からなる多孔質物質を配置し、収容室内のアークによるガス流が冷却室に噴出したとき、高温ガスのエネルギーを多孔質物質で吸収する方法も開示されている（特許文献３参照）。

特開平１０−３２２８１１号公報（第４頁、図１−２） 特開２００７−２２１８７８号公報（第２頁、図１，図７） 特表２００５−５２８７４３号公報（第６頁、図１−３）

特許文献１に示すような従来のスイッチギヤは、内部の短絡事故などによりアークが発生すると、事故発生室の内部圧力が上昇し、その圧力で筐体天井部の放圧板が開放されて内部の高温高圧ガスが外部に放出することで筐体内部の圧力上昇が制限されるようになっている。通常、スイッチギヤが据え付けられている電気室は天井高さが限られており、また、スイッチギヤの高さも所定の寸法が必要なため、電気室の天井が低い場合は、スイッチギヤから電気室天井までの空間距離が小さく、高温高圧ガスが天井で跳ね返り、スイッチギヤの周囲の広い範囲のメンテナンス・スペースへ高温状態のガスが回り込むという問題点があった。

また、特許文献２に示すような従来のスイッチギヤで筐体天井部の放圧部の周囲に衝立を設けたものでは、筐体天井部から放圧された高温高圧ガスの流線を変えて出来るだけ遠くへ流すことにより、周辺の室温空気によりガス温度を下げることでスイッチギヤ近傍のメンテナンス・スペースへの高温ガスの影響を低減することを目的としているが、故障電流が大きく、故障継続時間が長いなど大規模な電気事故を想定する場合には、高温高圧ガスが放出する勢いが大きくなり、高温ガスが天井に衝突して跳ね返ったり、衝立を乗り超えて電気室側壁に反射するなど高温高圧ガスの挙動が複雑になり、衝立による高温ガス流線の制御が難しくなるので、スイッチギヤが設置された電気室の大きさ（特に天井高さ）
を大きくするなど建設工事費が高くなる問題があった。

また特許文献２の別の実施例に示されているような、筐体天井部の放圧部周囲の衝立に天井部を設けてダクト状に構成し、放出ガスをそのダクトで誘導することで、電気室内に高温ガスを放出しないようにした従来のスイッチギヤでは、電気室の大きさに対応して、スイッチギヤ内部で発生したアーク事故時におけるスイッチギヤ周辺に対する高温ガスの影響を考える必要は無いが、スイッチギヤが設置される電気室毎に設置するダクトの設計を行う必要があり、ダクト製作コストに加え、電気室への据付工事費の増加など設備全体のコストが大きくなる欠点があった。

更に、特許文献３に示すものでは、電気機器収容室の放圧口外部に軽石やシポレックス（商品名）などの不燃性の多孔質物質を充填して放出される流体エネルギーを吸収する冷却室を設けているが、不燃性多孔質物質を収納するための区画や冷却室が必要なため、電気機器設備が大型化し、据付工事費も含め設備全体のコストアップにつながる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、スイッチギヤの内部アーク事故時に、スイッチギヤに設けた放圧手段から流出する高温ガスのガス温度を下げることを目的とする。

この発明に係るスイッチギヤは、筐体内が複数のコンパートメントに区画され、主回路部品が収容されたコンパートメントに連通する筐体の天井部に開口部が設けられ、開口部に主回路部品の事故によって発生した高圧・高温のガスを放出させる放圧手段が備えられたスイッチギヤにおいて、放圧手段は、開口部を塞ぐ放圧板と、放圧板の筐体内部側に固着された吸熱部材とを有し、通常時は放圧板により開口部が塞がれており、主回路部品の事故発生時には、異常圧力で放圧板が開放されると共に、開口部に形成されるガス流路内へ吸熱部材が転位し、高温のガスが吸熱部材を通過して冷却されるように構成したものである。

この発明のスイッチギヤによれば、放圧手段は、開口部を塞ぐ放圧板と、放圧板の筐体内部側に固着された吸熱部材とを有し、通常時は放圧板により開口部が塞がれており、主回路部品の事故発生時には、異常圧力で放圧板が開放されると共に、開口部に形成されるガス流路内へ吸熱部材が転位し、高温のガスが吸熱部材を通過して冷却されるように構成したので、筐体内部のアーク事故時に、吸熱部材が高温のガスに曝されて溶解・蒸発することにより吸熱されてガスの温度を下げて筐体の外部に排出されるため、高温のガスを安全に導くための衝立や排気ダクト、あるいは噴出する高温ガスのエネルギーを吸収するための冷却室等の特別な設備を必要とせずに、スイッチギヤ周囲への高温ガスの影響を低減することが可能となり、安全性及び信頼性が高く、且つ、コンパクトなスイッチギヤを提供することができる。

この発明の実施の形態１によるスイッチギヤの側面断面図である。 図１の放圧手段部の斜視図である。 スイッチギヤの内部アーク事故時の様相を示す概念図である。 スイッチギヤの内部アーク事故の模擬実験における、電流，温度，圧力の経時変化を示す図である。 スイッチギヤの内部アーク事故発生時の筐体内部圧力上昇の時系列変化を説明する図である。 この発明の実施の形態１のスイッチギヤの他の構成例を示す側面断面図である。 この発明の実施の形態２によるスイッチギヤの放圧手段部の斜視図である。 この発明の実施の形態２によるスイッチギヤの放圧手段部の他の例を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３によるスイッチギヤの放圧手段部の斜視図である。 この発明の実施の形態３によるスイッチギヤの放圧手段部の他の例を示す斜視図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるスイッチギヤの側面断面図である。まず図１によりスイッチギヤの内部構成について説明する。
接地金属製の筐体１の内部は複数のコンパートメントに区画されている。図の左方（正面側）には、引出形の遮断器２が収容される遮断器コンパートメント３が配置されており、遮断器２は正面側から引き出し可能となっている。遮断器コンパートメント３の後壁には、上下に所定の間隔を隔てて主回路の断路部４a、４bが固設され、遮断器２の背面に突出した接続端子と着脱可能になっている。そして断路部４a，４bには、その背面側に主回路端子５a，５bが設けられている。
遮断器コンパートメント３の上方は、制御器具（図示せず）が収納される制御機器コンパートメント６となっている。

遮断器コンパートメント３の背面側上方は、三相の母線７が支持碍子８に支持されて配設された母線コンパートメント９となっており、遮断器２の一端側に接続された断路部４aの主回路端子５aと母線７とが分岐導体１０で接続されて収容されている。
母線コンパートメント９の後方及び下方は、負荷側のケーブル１１が収容されるケーブルコンパートメント１２である。遮断器２の他端側に接続された断路部４bの主回路端子
５bとケーブル１１とは負荷側導体１３で接続され、負荷側導体１３の途中には変流器１
４が貫通して設けられている。また主回路端子５ｂには、負荷側導体１３を介して接地開閉器１５が接続されている。

筐体１の正面側にはヒンジにより開閉する扉１６が設けられており、遮断器コンパートメント３，制御機器コンパートメント６，母線コンパートメント９及びケーブルコンパートメント１２の各コンパートメントは独立した室を構成している。
主回路部品が収納されるコンパートメントである遮断器コンパートメント３、母線コンパートメント９及びケーブルコンパートメント１２は、筐体１の天井部の天板に連通しており、各コンパートメントの天板に設けられた開口部１a，１ｂ，１ｃには、以下に説明
するような放圧手段１７が備えられている。

なお、図１に示す筐体１の内部構成は、一例を示すものであり、図の配置構成に限定するものではない。通常は遮断器等の引出機器を収容するコンパートメント、母線コンパートメント、ケーブルコンパートメント及び制御機器コンパートメントで構成されるが、ケーブルコンパートメントが無い場合もあり、またこれら以外の構成でも良い。いずれの場合も、事故時に高圧・高温のガスが発生する虞のある主回路部品が収納されたコンパートメントに放圧手段を設けるものである。

図２は、図１の放圧手段１７の詳細を示す斜視図である。なお、各コンパートメントに設ける放圧手段１７は、開口部の大きさによって大きさが変わる場合があるが、基本的には同形状なので、以下の説明においては、同じ放圧手段として説明する。
図２において、放圧手段１７は、開口部１a，１ｂ，１ｃをそれぞれ覆う部分となる放
圧板１８と、放圧板１８の片面（筐体１の内部側になる面）に固着された吸熱部材であるフィン１９とで構成されている。このフィン１９の部分が本発明の特徴部分である。

放圧板１８は、フィン１９が固着される可動部１８ａと、筐体１の天板にボルトなどの締結部材あるいは溶接や接着などの手段で接合される固定部１８ｂと、スリットなどで一部の強度を弱くして折れ曲がりやすくした折曲部１８ｃとを有している。固定部１８ｂが筐体１に取り付けられ、筐体１の内部圧力上昇時には折曲部１８ｃの部分を中心として、可動部１８ａが固定部１８ｂに対して外側に「く」の字状に折れ曲がるように、塑性変形させる構造としている。
取付穴１８ｄは、例えばボルトやリベットで筐体１の天板に固定部１８ｂを固着するときに使用する穴であり、固定部１８ｂを筐体１の天板に溶接や接着で固着する場合には、この取付穴１８ｄは不要である。

折曲分１８ｃは、（動作については後述するが）正常運転中では図のようにフラットな状態であり、スイッチギヤの筐体１内部で事故が発生したときには、この部分が図１の天板部に破線で示したような状態に曲げられる。すなわち、一般のヒンジと同じような機能であり、当然、ヒンジを取り付けて構成しても良い。但し、放圧手段１７は事故が発生したときにしか機能しないので、部材の再利用をあまり考える必要がないため、コスト低減の観点から、スリットをいれて塑性変形させる構造を採用したものを例示している。

フィン１９は、図２に示すように、略１/4円の扇形をした複数の金属薄板からなり、放圧板１８の面に垂直に、且つ、折曲部１８ｃの折曲軸方向に、細隙を空けて並べて配置して放圧板１８に立設されている。なお、期待する冷却効果と設置する部分のスペースの確保ができれば１/2円の半円状でも良く、あるいは、１/4円より鋭角の扇形状のものでもよい。
いずれの場合でも、放圧手段１７が動作して放圧板１８が折曲部１８ｃを起点にして端部が外側に開くときに、開口部１a〜１ｃに干渉しない形状とし、且つ、動作状態（図１
に破線で示す状態）では、フィンの細隙に内部ガスが通過可能に構成されている。

次にスイッチギヤの筐体内部でのアーク事故時の様相を図３に基づき説明する。
スイッチギヤ内部で主回路の電気事故が発生すると、その部分にアークが発生してその部分は約１〜２万度Ｃのプラズマ状態となるため、事故が発生したコンパートメント内のアーク周辺空気が急激に加熱されて膨張し、当該コンパートメント内部の圧力は急激に上昇する。この状態が図３に示す「圧縮相」である。このとき、例えば、正面の扉１６などの損傷や破壊に至らないような筐体内圧力上昇に制限するように、放圧手段１７の開放圧力が設計されており、通常は事故発生後、約１０〜１０数ミリ秒程度で、当該コンパートメントの放圧手段１７が開放する。

放圧手段１７が開放すると、当該コンパートメント内で加熱され圧縮された空気と、アークで溶融した金属や塗装皮膜および絶縁物などの蒸気が混合した高圧・高温のガスが、筐体１の開口部から放圧手段を通りスイッチギヤの外部へ噴出する。この状態が「膨張相」である。
その後に、噴出した高圧・高温のガスが周囲の空気内に拡散して行くが、この状態が「放射相」である。この時には当該コンパートメント内の空気は、そのほとんどが一気に放出されるため、当該コンパートメント内は急激に圧力が下がる。この時間は、約１０〜１０数ミリ秒である。
コンパートメント内の空気温度は圧力上昇に対し若干遅れて上昇することが知られている。

図４は、（社）電気学会の放電・静止器・開閉保護合同研究会で発表された論文（ＥＤ
−０８−７９）からの引用であり、スイッチギヤのモデルで比較的小規模の事故を模擬した実験例での、電流と筺体内圧力と筺体内空気温度の経時変化を示す図である。
筺体内圧力は、事故電流の通電開始後、事故電流により発生したアーク周辺の空気が瞬時に加熱され急激に膨張するため、この衝撃波を伴った圧力が放圧手段まで音速で伝播して、放圧手段は最初の衝撃圧力により約５ミリ秒で開放し、その後、通電開始後約７ミリ秒に圧力上昇の最高値となり、通電開始後約２６ミリ秒後には筺体内部の高圧ガスは放出されるため、圧力上昇値は０になり、その後若干の負圧になっていることがわかる。
また筺体内の空気温度は、事故電流通電開始後、徐々に上昇して、放圧手段の開放から約２５ミリ秒遅れて、通電開始後約３０ミリ秒程度で最高温度になっている。もちろん、ガス温度の測定には計測器の応答時間遅れがあるので、実際の温度上昇時間は、上記時間よりは若干早いが、その時間遅れを加味しても、圧力上昇時間よりは若干遅れることは、本論文の理論的計算からも証明されている。

電気事故が発生した場合は、その事故状況として主回路の異常電流通過や異常電圧の状態を変流器や計器用変圧器で検出して保護リレーが動作し、保護リレーの出力信号により、事故区分の関連遮断器が開放されて事故回路を切り離すので、事故の継続時間は、保護リレーの動作時間と遮断器の遮断時アーク時間の和である。
地絡事故、短絡事故などの電気事故の種類や保護協調による保護リレーの動作時間設定により異なるが、一般的には、約百数十ミリ秒から１秒くらいまでの範囲である。スイッチギヤの規格ＩＥＣ６２２７１−２００においても、試験条件として、０．１秒、０．５秒、１．０秒を選択するようにしており、最大は１．０秒程度継続することを想定している。したがって、電気事故により発生したアークは、自己消弧しない限り、事故継続時間の間はアークが継続して発生している可能性がある。

このため、放圧板が開放して「膨張相」で高圧ガスが一旦放出された後の「放射相」で周辺空間への拡散冷却する過程においてもスイッチギヤの内部でアークは継続して、コンパートメント内の金属類や、絶縁物類を燃焼・溶解し続ける。これにより、わずかに残った空気と、当該コンパートメント内が負圧になることでコンパートメント区画の隙間や筐体の隙間から取り込まれる空気をさらに加熱して、燃焼・溶融蒸気とともに放圧口から放出され続ける状態が続く。
この時の放出ガス温度は、事故の規模や事故継続時間によっては、数千度Ｃにもなることがあり、この状態が「熱相」である。上述の故障除去時間が長い場合は、「熱相」の状態が長く継続することになる。

図５は、上記説明の「圧縮相」，「膨張相」，「放射相」，「熱相」の時間経過と筺体内部圧力Ｐの状況を示す図である。圧力Ｐが低下した後も、熱相が長く継続していることが分かる。従って、「熱相」継続時間が終了するまで、放出されるガスを効率よく冷却することが、スイッチギヤの保全において非常に重要である。

次に、事故が発生した時の、本実施の形態に係る図２に示す放圧手段１７の、放圧板１８とフィン１９の動作と作用について説明する。
放圧板１８は、通常運転時には、筺体１の主回路コンパートメント、すなわち、遮断器コンパートメント３，母線コンパートメント９及びケーブルコンパートメント１２の各天井部天板に設けた開口部１a，１ｂ，１ｃに対し、スイッチギヤの上方からの落下物や塵
埃が筺体１内部に侵入しないように閉鎖している。

ここで、例えば、遮断器コンパートメント３の内部で電気事故が発生した場合に、主回路の相間あるいは主回路の充電部と接地金属の間にアークが発生し、遮断器コンパートメント３の内部で爆発的な圧力上昇が生じて、まず「圧縮相」の状態となる。その衝撃的な圧力上昇によりスイッチギヤの天井部に設けた放圧手段１７の放圧板１８の可動部１８a
が、内部側に固着したフィン１９と一体で、折曲部１８ｃを起点としてほぼ９０度外側に折れ曲がり、遮断器コンパーメント３の天井の開口部１aが開放される。可動部１８ａの
開放動作に連動してフィン１９も同時に動くので、フィン１９が開口部１aに形成される
ガス流路内へ転位し、その後、フィン１９を通過して高圧・高温のガスが噴出する「膨張相」の状態となる。
この後の「放射相」および「熱相」における開口部１aから噴出する高圧・高温のガス
はフィン１９の隙間を通過して、その際にフィン１９の表面を溶融させる。このとき、溶融時の溶解熱が奪われることにより高温のガスは冷却されて、周囲の空間に排出される。

母線コンパートメント９およびケーブルコンパートメント１２の内部で電気事故が発生した場合も、遮断器コンパートメント３の場合と同様に、各々のコンパートメントに対応して設けた放圧手段１７が作動し、そのフィン１９が同様に機能する。

上記のように、放圧手段１７に吸熱部材であるフィン１９を設けたことにより、スイッチギヤの内部アーク事故で発生した高圧高温のガスの温度が、フィン１９によって下げられて筐体外部に排出されるため、スイッチギヤ周辺のメンテナンス・スペースへの高温ガスの廻り込みを防止できることになる。これにより、背景技術の項で説明した、高温ガスの流線を変更するためのスイッチギヤ天井の衝立や、高温ガスを閉じ込めて電気室外部へ廃棄するダクト、あるいは放圧口から噴出する高温ガスのエネルギーを吸収するためにスイッチギヤの放圧口の外側に設けた冷却室等の特別な設備が不要となる。このため、現地での付加工事が発生せず、工場での製作品質をそのまま確保できるため、信頼性に優れたスイッチギヤを小形で提供できる。また、輸送・据付などの工事費のコスト低減が図られ、更に、スイッチギヤを収納する電気室も小さくすることが可能となる。

次に、放圧手段１７の筐体１への取り付け構造の他の例について説明する。
図６は、図１で示したスイッチギヤとほぼ同等の構成であるが、放圧手段１７の取付部は、筺体１の天井部の開口部１ａ〜１ｃに、放圧手段１７に固着したフィン１９が収まる箱部２０を設け、その箱部２０の上面に放圧板１８を取り付けることで、放圧手段１７部をユニット化したものである。事故時の高温ガス冷却効果は図１の場合と同様なので説明は省略する。
この構成によれば、スイッチギヤの形態によって筺体内部の主回路とフィン１９の間の絶縁距離確保を、各々でその都度確認する必要が無くなり、更に、設計の標準化による信頼性向上、部品の標準化、モジュール生産での生産性向上などの利点がある。

以上のように、実施の形態１のスイッチギヤによれば、筐体内が複数のコンパートメントに区画され、主回路部品が収容されたコンパートメントに連通する筐体の天井部に開口部が設けられ、開口部に主回路部品の事故によって発生した高圧・高温のガスを放出させる放圧手段が備えられたスイッチギヤにおいて、放圧手段は、開口部を塞ぐ放圧板と、放圧板の筐体内部側に固着された吸熱部材とを有し、通常時は放圧板により開口部が塞がれており、主回路部品の事故発生時には、異常圧力で放圧板が開放されると共に、開口部に形成されるガス流路内へ吸熱部材が転位し、高温のガスが吸熱部材を通過して冷却されるように構成したので、筐体内部のアーク事故時に、吸熱部材が高温ガスに曝されて溶解・蒸発することにより吸熱されてガスの温度を下げて筐体の外部に排出されるため、高温のガスを安全に導くための衝立や排気ダクト、あるいは噴出する高温ガスのエネルギーを吸収するための冷却室等の特別な設備を必要とせずに、スイッチギヤ周囲への高温ガスの影響を低減することが可能となり、安全性及び信頼性が高く、且つ、コンパクトなスイッチギヤを提供することができる。

また、吸熱部材は、放圧板に略垂直に立設された複数枚の金属薄板のフィンで構成したので、上記の効果に加えて、事故時に発生する高温ガスの熱を、効果的に吸熱できる。

実施の形態２．
図７及び図８は、実施の形態２によるスイッチギヤの放圧手段部の構成を示す斜視図であり、実施の形態１の図２に対応する部分である。スイッチギヤの本体構成は実施の形態１の図１（又は図６）と同等なので、図示及び説明は省略する。以下では、図２との相違点を中心に説明する。なお、図２と同等部分は、同一符号を付して説明は省略する。
実施の形態２の放圧手段は、図２で説明したフィン１９に類似しているが、フィンの表面に障害部を設けたものである。

先ず、図７から説明する。図に示すように、放圧手段２１は、放圧板１８と、その放圧板１８に固着された吸熱部材であるフィン２２とで構成されており、各フィン２２の面に多数の貫通穴２２aが設けられている点に特徴を有する。外形形状は、図２のフィン１９
と同様である。
貫通穴２２ａにより、高温ガスがフィン２２の隙間を通過する時に、部分的に乱流が発生することで、フィン２２の面と高温ガス流体の間に構成される境界層膜を剥離させるため、高温のガスの冷却効果をより高める効果がある。

なお、図７では、フィン２２に複数個の貫通穴２２ａを設けたものを説明したが、貫通穴２２ａに替えて、押型加工などで複数個の突起を形成しても良く、また、フィン２２の表面粗度を荒くするなどの加工を施しても良い。更に、これらを併用すれば冷却効果をより高めることが期待できる。

図８は、別の放圧手段の例を示す斜視図である。図のように、この放圧手段２３は、放圧板１８に固着されるフィン２４の表面を波形に形成したものである。波形の形成方向は、図では、放圧板１８の面に並行方向としたが、放圧板１８の面に垂直方向の波形としても良い。
この構成によれば、フィン２４の表面積が増えるため、高温ガスがフィン２４の隙間を通過する時のフィン２４との接触面積が増加し、吸熱作用が高められて、高温ガスの冷却効果を高めることができる。
なお、波形のフィン２４に、図７のフィン２２に形成したような、複数の貫通穴を設けたり、複数の突起を設けたりする加工と組み合わせても良い。更に、フィン２１の表面粗度を荒くするなどの加工を施せば、冷却効果をより高めることが期待できる。

以上のように、実施の形態２によるスイッチギヤによれば、スイッチギヤの放圧手段の放圧板の内側に取り付けられる吸熱部材は、放圧板に垂直に立設された複数枚の金属薄板のフィンで構成ており、各フィンには、複数の貫通穴又は突起が設けられているので、高温ガスがフィンの隙間を通過する時に、部分的に乱流が発生してフィン表面と高温ガス流体の間に構成される境界層膜を剥離させるため、実施の形態１の効果に加えて、高温ガスの冷却効果をより高めることができる。

また、放圧板の内側に設ける各フィンは、波形に形成されているので、高温ガスがフィンの隙間を通過する時のフィンとの接触面積が増加することで、吸熱作用が高められ、上記と同様に高温ガスの冷却効果をより高めることができる。

実施の形態３．
図９及び図１０は、実施の形態３によるスイッチギヤの放圧手段部の構成を示す斜視図であり、実施の形態１の図２に対応する部分である。スイッチギヤの本体構成は実施の形態１の図１（又は図６）と同等なので、図示及び説明は省略する。以下では、図２との相違点を中心に説明する。なお、図２と同等部分は、同一符号を付して説明は省略する。
実施の形態３の放圧手段は、図２で説明したフィン１９に替えて、複数のフィンではな
く、吸熱部材として、放圧板が動作したときに開口部を覆って内部ガスを通過させる部材を採用したものである。

先ず、図９から説明する。図に示すように、この放圧手段２５は、放圧板１８の可動部１８ａの裏面（筐体１の内部に面する側）に、吸熱部材として金網２６を固着したものである。固着位置は、折曲部１８ｃ近傍であり、折曲部１８ｃに沿うような方向で、放圧板１８に垂直に立設されている。
金網２６は、筐体１の開口部１ａ（又は、１ｂ，１ｃ）をほぼ覆う形状と大きさを有し、取付枠２７に、溶接，嵌め込み，圧着，又は接着などの接合手段で固着され、必要強度と形態を確保している。そして、放圧手段２５を筐体１に組み込んだ状態で、放圧手段２５が動作して放圧板１８が折曲部１８ｃを起点にして折り曲がって開くと、金網２６も共に回動して開口部１ａを覆い、開口部１ａに形成されるガス流路内へ転位するように構成されている。

このような構成により、内部事故時には、事故発生直後の瞬時の圧力上昇で放圧板１８が開放してほぼ直角に開き、当該開口部を金網２６が覆うようになるので、その後に高温ガスが開口部から噴出する時に金網２６を通過し、金網２６の表面で吸熱されて高温ガスが冷却される。
なお、金網２６は、エキスパンドメタルのようなものでも良く、金属製の網状部材であれば良い。

次に、図１０に放圧手段の他の例を示す。この放圧手段２８は、図９の金網２６に替えて、吸熱部材として複数の細孔２９ａが形成された金属製の多孔板２９を固着したものである。多孔板２９としては、例えば、よく知られたパンチングメタルが適しており、細孔の形状は丸に限らずどんな形状でも良い。
多孔板２９は、図９と同様に、筐体１の開口部をほぼ覆う形状と大きさを有し、支持枠３０に溶接又は接着等の接合手段で固着し、必要強度と形態を確保している。固着位置は、図９の金網２６と同様であり、可動部１８ａの裏面にほぼ垂直の状態で立設されている。
事故時には、図９と同様に、事故発生直後の瞬時の圧力上昇で放圧板１８が開放してほぼ直角に開き、開口部を多孔板２９が覆うようになるので、その後に高温ガスが開口部から噴出する時に多孔板２９の細孔２９ａを通過し、多孔板２９の表面で吸熱されて冷却される。

以上までに説明した実施の形態１〜３の各放圧手段において、放圧板の内側に設けた吸熱部材、すなわち、図２のフィン１９，図７のフィン２２，図８のフィン２４，図９の金網２６及び図１０の多孔板２９は、その材料として、多孔質焼結金属、又は、発泡合金で構成しても良い。
多孔質焼結金属は、高温ガスとの接触面積が大きく、また、耐高温性に優れているので、高温ガスの冷却効果を高めるのに有効である。
発泡合金は、金属多孔質体の中では気孔率が大きいので、高温ガスとの接触面積がより大きくなり、高温ガスの冷却効果を高めるのに有効である。

また、上記の各吸熱部材の表面を、水酸化マグネシウムなどの水酸化金属化合物、又は、燃焼時に水分子を多く発生する素材、あるいは、水分子を多く含む高分子材料の皮膜で被覆しても良い。
これらの措置を施すことにより、高温ガスの冷却効果を長時間維持する効果がある。

以上のように、実施の形態３のスイッチギヤによれば、スイッチギヤの放圧手段の放圧板の内側に取り付けられる吸熱部材は、放圧板に略垂直に立設された金属製の網状部材、
又は複数の細孔を有する金属製の多孔板により構成したので、内部事故時には、事故発生直後の瞬時の圧力上昇で放圧板が開放してほぼ直角に開き、開口部を網状部材又は多孔板が覆うようになり、続いて噴出する高温ガスが網状部材又は多孔板を通過し、網状部材又は多孔板の表面で吸熱されて高温ガスが冷却され、実施の形態１と同様の効果を簡単な構成で得ることができる。

また、吸熱部材は、多孔質焼結合金により形成されているので、高温ガスとの接触面積が大きく耐高温性に優れた多孔質焼結合金により、事故時の放圧手段から放出される高温ガスの冷却効果をより高めることができる。

また、吸熱部材は、発泡金属により形成されているので、気孔率が大きい発泡金属により、高温ガスとの接触面積がより大きくなり、高温ガスの冷却効果を更に高めることができる。

また、吸熱部材の表面は、水酸化金属化合物で被覆されているので、高温ガスの冷却効果を長時間維持できるため、故障継続時間が長く、高温ガスが放出される熱相が長く続くような場合に特に冷却効果を期待できる。

更にまた、吸熱部材の表面は、水分子を多く含む高分子材料で被覆されているので、高温ガスの冷却効果を長時間維持でき、上記と同様の効果を得ることができる。

１ 筐体 １ａ〜１ｃ 開口部
２ 遮断器 ３ 遮断器コンパートメント
４ａ，４ｂ 断路部 ５ａ，５ｂ 主回路端子
６ 制御機器コンパートメント ７ 母線
８ 支持碍子 ９ 母線コンパートメント
１０ 分岐導体 １１ ケーブル
１２ ケーブルコンパートメント １３ 負荷側導体
１４ 変流器 １５ 接地開閉器
１６ 扉 １７，２１，２３，２５，２８ 放圧手段
１８ 放圧板 １８ａ 可動部
１８ｂ 固定部 １８ｃ 折曲部
１８ｄ 取付穴 １９，２２，２４ フィン（吸熱部材）
２０ 箱部 ２２ａ 貫通穴
２６ 金網（吸熱部材） ２７ 取付枠
２９ 多孔板（吸熱部材） ２９ａ 細孔
３０ 支持枠。

Claims (9)

1. 筐体内が複数のコンパートメントに区画され、主回路部品が収容された前記コンパートメントに連通する前記筐体の天井部に開口部が設けられ、前記開口部に前記主回路部品の事故によって発生した高圧・高温のガスを放出させる放圧手段が備えられたスイッチギヤにおいて、
   前記放圧手段は、前記開口部を塞ぐ放圧板と、前記放圧板の筐体内部側に固着された吸熱部材とを有し、
   通常時は前記放圧板により前記開口部が塞がれており、前記主回路部品の事故発生時には、異常圧力で前記放圧板が開放されると共に、前記開口部に形成されるガス流路内へ前記吸熱部材が転位し、前記高温のガスが前記吸熱部材を通過して冷却されるように構成した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、
   前記吸熱部材は、前記放圧板に略垂直に立設された複数枚の金属薄板のフィンで構成されていることを特徴とするスイッチギヤ。
3. 請求項２記載のスイッチギヤにおいて、
   前記各フィンには、複数の貫通穴又は突起が設けられていることを特徴とするスイッチギヤ。
4. 請求項２記載のスイッチギヤにおいて、
   前記各フィンは、波形に形成されていることを特徴とするスイッチギヤ。
5. 請求項１記載のスイッチギヤにおいて、
   前記吸熱部材は、前記放圧板に略垂直に立設された金属製の網状部材、又は複数の細孔を有する金属製の多孔板により構成されていることを特徴とするスイッチギヤ。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のスイッチギヤにおいて、
   前記吸熱部材は、多孔質焼結合金により形成されていることを特徴とするスイッチギヤ。
7. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のスイッチギヤにおいて、
   前記吸熱部材は、発泡金属により形成されていることを特徴とするスイッチギヤ。
8. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のスイッチギヤにおいて、
   前記吸熱部材の表面は、水酸化金属化合物で被覆されていることを特徴とするスイッチギヤ。
9. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のスイッチギヤにおいて、
   前記吸熱部材の表面は、水分子を多く含む高分子材料で被覆されていることを特徴とするスイッチギヤ。

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