JP2011229223A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルヘッドの寸法制約による回線幅方向の寸法へ与える影響を極小化して、レイアウトを制約することなく全体または一部を縮小化できるガス絶縁開閉装置を提供する。
【解決手段】装置本体８及び装置本体８と接続された複数相からなるケーブルヘッド１ａ，１ｂ，１ｃを備え、一端に装置本体８との接続用の第１取合部を有するとともに他端に電力ケーブルとの接続用の第２取合部を有し、複数相からなるケーブルヘッド１ａ，１ｂ，１ｃのうちの少なくとも１相のケーブルヘッドは第２取合部の中心線が第１取合部の中心線と交差しないように第１取合部に対して第２取合部が偏芯して形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数相のケーブルヘッドを有する相分離方式のガス絶縁開閉装置に関する。

ガス絶縁開閉装置は、絶縁性及び消弧性に優れた六フッ化硫黄 (ＳＦ_６) ガスを充填した単一の接地容器内に、遮断器、断路器、母線電線路、避雷器、計器用変成器、接地装置などを収納した開閉設備である。

このようなガス絶縁開閉装置では、遮断器、断路器その他の所要機器を立体的に配置して各機器相互間の間隔を狭めることによって、従来から広く用いられている気中絶縁方式の開閉装置に比べて著しい小形化が可能となり、敷地面積を大幅に縮小できる。

また、ガス絶縁開閉装置は密封構造であることから、外部からの影響を受け難いという利点もある。従って、大都市周辺あるいは臨海地区に設置される変電所や開閉所においては用地の入手難や塩害対策上の理由から、ガス絶縁開閉装置が採用されている。

ガス絶縁開閉装置においては、一般的に、７２ｋＶ〜３００ｋＶクラスの電圧では三相を１つのタンクに収納したもの（三相一括タイプ）が適用されているが、特に２４０ｋＶ以上の電圧クラスにおいてはその重要性から事故時に相間短絡が発生しないように各相をそれぞれ１つのタンクに収納して分離したもの（相分離タイプ）が広く使われている。相分離タイプのガス絶縁開閉装置は、相毎に独立した機器を空間的に３台配置することにより三相のセット（回線）を構成している。

一方、ガス絶縁開閉装置の構成要素であるケーブルヘッドは、ガス絶縁開閉装置本体と電力ケーブルの端末部とを接続する機能を有し、金属製の密封容器と通電用の導体とから構成される。金属製の密封容器は、ガス絶縁開閉装置本体と電力ケーブル端末部とを接続するために、取合部を少なくとも２つ有している。これらの取合部は、通常、金属製のフランジと容器にフランジを接続する胴部とから構成される。

ケーブルヘッドの大きさは取合部の寸法や内部の導体の構成などに制約を受けるが、特に国際的な規格で規定されている電力ケーブル端末部の取合部の寸法がケーブルヘッドの小型化の妨げとなる。

このため、ガス絶縁開閉装置を構成するケーブルヘッド以外の各機器を小型化し、相間寸法を縮小化または回線幅を縮小化しても、ガス絶縁開閉装置全体としての小型化に十分繋がらないこととなっている。

例えば、図９に示すガス絶縁開閉装置５０では、装置本体７０に対して相間寸法の差を変換する特別なアダプタ７３を用いて三相１組のケーブルヘッド７１を接続しているが、接続した三相１組のケーブルヘッド７１の回線幅７５によりガス絶縁開閉装置５０全体の回線幅７４が決まってしまうため、ケーブルヘッド７１を除くガス絶縁開閉装置の回線幅７６を縮小化しても、ガス絶縁開閉装置５０全体としての回線幅７４の縮小化に繋がらないこととなる。

また、三相１組のケーブルヘッド７１の上部にこれらのケーブルヘッド７１を補強するために相間方向寸法Ｙの構造補強材７７を設けると、空間上かなりのスペースが消費されてしまう。

近年のガス絶縁開閉装置の小型化技術の発展により、上述のような問題が顕著となってきている。

ガス絶縁開閉装置全体を小型化する対策として、特許文献１では、ケーブルヘッドを１回線おきに向きを交互にして配置している。

特許第４０５９０８１号公報（図８）

しかしながら、上記の手法では、ガス絶縁開閉装置としてのレイアウトを著しく制約することとなる。

そこで、本発明は、ケーブルヘッドの寸法制約による回線幅方向の寸法へ与える影響を極小化して、レイアウトを制約することなく、また相間寸法の差を変換する特別なアダプタ等を必要とせず、全体または一部を縮小化できるガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明のガス絶縁開閉装置は、装置本体及び当該装置本体と接続された複数相からなるケーブルヘッドを備え、前記ケーブルヘッドは、一端に前記装置本体との接続用の第１取合部を有するとともに他端に電力ケーブルとの接続用の第２取合部を有する一方、前記複数相からなるケーブルヘッドのうちの少なくとも１相のケーブルヘッドは、前記第２取合部の中心線が前記第１取合部の中心線と交差しないように前記第１取合部に対して前記第２取合部が偏芯して形成されていることを特徴とする。

本発明のガス絶縁開閉装置によれば、ケーブルヘッドの寸法制約による回線幅方向の寸法へ与える影響を極小化して、レイアウトを制約することなく、また相間寸法の差を変換する特別なアダプタ等を必要とせず、全体または一部を縮小化することができる。

本発明に係るガス絶縁開閉装置の第１の実施の形態を示す側面図。 本発明に係るガス絶縁開閉装置の第１の実施の形態を示す平面図。 本発明に係るガス絶縁開閉装置の第１の実施の形態を示す正面図。 本発明に係るガス絶縁開閉装置の第２の実施の形態を示す側面図。 本発明に係るガス絶縁開閉装置の第２の実施の形態を示す平面図。 本発明に係るガス絶縁開閉装置の第２の実施の形態を示す正面図。 本発明に係るガス絶縁開閉装置の第３の実施の形態を示す側面図。 本発明に係るガス絶縁開閉装置の第３の実施の形態を示す平面図。 従来のガス絶縁開閉装置の一例を示す平面図。

以下に、本発明に係るガス絶縁開閉装置の実施の形態について、図面に基づき説明する。

［第１の実施の形態］
（ガス絶縁開閉装置１０の構成）
図１乃至図３に、本発明に係るガス絶縁開閉装置の第１の実施の形態の概略図を示す。

図１に示すように、本ガス絶縁開閉装置１０は、相分離方式の装置本体８と、その装置本体８に接続される三相１組のケーブルヘッド１とを備えている。

各々のケーブルヘッド１は、密封容器２内に装置本体８から延在する側面から見て逆Ｌ字状の金属製の通電用の導体３が配され、その周りに絶縁ガス４が封入されている。また、通電用の導体３の端部は、図示しない電力ケーブルと接続される電力ケーブル端末部５と連結されている。

密封容器２は、一端に、電力ケーブル端末部５との接続用の取合部６（以降、「ケーブル取合部６」と記す）を有し、他端に、ガス絶縁開閉装置本体８との接続用の取合部９（以下、「ガス絶縁開閉装置取合部９」と記す）を有している。

ケーブル取合部６及びガス絶縁開閉装置取合部９は、共に胴部に金属製のフランジを設けて形成されている。

また、ケーブルヘッド１は、ケーブル取合部６の中心線７を鉛直方向に配置し、ガス絶縁開閉装置取合部９の中心線１１を水平方向に配置している。

更に、ケーブルヘッド１は、図２に示すように、三相１組のケーブルヘッド１ａ，１ｂ，１ｃからなり、ガス絶縁開閉装置取合部９ａ，９ｂ，９ｃの中心線１１ａ，１１ｂ，１１ｃの延長線に対して互いに平行になるように配置されている。

更に、図３に示すように、三相１組のケーブルヘッド１ａ，１ｂ，１ｃのうちの両端の２つのケーブルヘッド１ａ、１ｃは、ケーブル取合部６ａ、６ｃの中心線７ａ、７ｃがガス絶縁開閉装置取合部９ａ、９ｃの中心線１１ａ、１１ｃに対して、中央のケーブルヘッド１ｂの方向に偏芯量Ｌ１だけ偏芯して配置されている。

ここで、偏芯量Ｌ１は、図１に示すようにケーブル取合部６の胴部１２の内径（胴径）をＤとすると、Ｌ１≦Ｄ／２とする。偏芯量Ｌ１をＤ／２以下とするのは、偏芯量Ｌ１がＤ／２を超えると、ケーブル取合部６とガス絶縁開閉装置取合部９との交接部の最大径が小さくなり、導体３を配置することが困難となるためである。

（ガス絶縁開閉装置１０の効果）
上記構成により、図３に示す三相１組のケーブルヘッド１ａ，１ｂ，１ｃのうちの隣接する２相のケーブルヘッドのケーブル取合部６の中心線間隔１３（以降、「ケーブル取合相間寸法１３」と記す）が、ガス絶縁開閉装置取合部９の中心線間隔１４（以降、「ガス絶縁開閉装置取合相間寸法１４」と記す）よりも小さくなる。これにより、ケーブルヘッド部の回線幅１５を小さくすることができるため、ガス絶縁開閉装置全体の回線幅１６を小さくすることにより、ガス絶縁開閉装置１０の据付面積の縮小化やガス絶縁開閉装置１０を設置する建物の壁間寸法１７の縮小化が可能となる。

［第２の実施の形態］
（ガス絶縁開閉装置２０の構成）
図４乃至図６に、本発明に係るガス絶縁開閉装置の第２の実施の形態の概略図を示す。

図４に示すように、本ガス絶縁開閉装置２０は、相分離方式のガス絶縁開閉装置本体２８と、その装置本体２８に接続される三相１組のケーブルヘッド２１とを備えている。

各々のケーブルヘッド２１は、密封容器２２内に装置本体２８から延在する側面から見て逆Ｌ字状の金属製の通電用の導体２３が配され、その周りを絶縁ガス２４が封入されている。また、通電用の導体２３の端部は、図示しない電力ケーブルと接続される電力ケーブル端末部２５と連結されている。

密封容器２２は、一端に、電力ケーブル端末部２５との接続用のケーブル取合部２６を有し、他端に、ガス絶縁開閉装置本体２８との接続用のガス絶縁開閉装置取合部２９を有している。

ケーブル取合部２６及びガス絶縁開閉装置取合部２９は、共に胴部に金属製のフランジを設けて形成されている。

また、ケーブルヘッド２１は、ケーブル取合部２６の中心線２７を鉛直方向に配置し、ガス絶縁開閉装置取合部２９の中心線３１を水平方向に配置している。

更に、ケーブルヘッド２１は、図５に示すように、三相１組のケーブルヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃからなり、ガス絶縁開閉装置取合部２９ａ，２９ｂ，２９ｃの中心線３１ａ，３１ｂ，３１ｃの延長線に対して互いに平行になるように配置されている。

更に、図６に示すように、三相１組のケーブルヘッド２１ａ，２１ｂ，２１ｃのうちの両端の２つのケーブルヘッド２１ａ、２１ｃは、ケーブル取合部２６ａ、２６ｃの中心線２７ａ、２７ｃがガス絶縁開閉装置取合部２９ａ、２９ｃの中心線３１ａ、３１ｃに対して中央のケーブルヘッド２１ｂの方向と逆の方向に偏芯量Ｌ２だけ偏芯して配置されている。

（ガス絶縁開閉装置２０の効果）
上記構成により、ケーブル取合部の相間寸法３３がガス絶縁開閉装置取合部の相間寸法３４より大きいような場合においても、単純な構造のケーブルヘッド２１を用いて直接接続することができる。

従って、図９に示した従来例のように、相間寸法の差を変換する特別なアダプタ７３を配置したり、三相のケーブルヘッドを千鳥配置にしたりする必要がない。このため、ケーブルヘッド２１を回線幅方向３５に１列に配置して回線長方向３６の寸法の伸長を抑えることができる。

［第３の実施の形態］
（ガス絶縁開閉装置３０の構成）
図７及び図８に、本発明に係るガス絶縁開閉装置の第３の実施の形態の概略図を示す。

図７に示すように、本ガス絶縁開閉装置３０は、相分離方式のガス絶縁開閉装置本体４８と、そのガス絶縁開閉装置本体４８に接続される三相１組の第１のケーブルヘッド４１と、第１のケーブルヘッド４１と接続母線６９を介して接続される第２のケーブルヘッド６４とを備えている。

第１のケーブルヘッド４１及び第２のケーブルヘッド６４は、第１の実施の形態のケーブルヘッド１と同様に構成され、第１のケーブルヘッド４１の取合部４６、４９の配置と偏芯の仕方は第１の実施の形態と同様であるが、本実施の形態では、三相のケーブルヘッド４１の配置が異なっている。

即ち、第１のケーブルヘッド４１は、図８に示すように、三相１組のケーブルヘッド４１ａ，４１ｂ，４１ｃからなり、中央のケーブルヘッド４１ｂは、他のケーブルヘッド４１ａ，４１ｃに対して、図７に示すガス絶縁開閉装置取合部４９の中心線５１の方向に沿って、ガス絶縁開閉装置本体４８側の方向とは反対の方向に移動して配置されている。これにより、三相のケーブルヘッド４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、図８に示すように、平面的に三角形に配置される。

また、本実施の形態では、図７に示すように、ケーブル取合部４６の中心線４７と共通の中心線５９を持つ別の取合部６０（以降、「上部取合部６０」と記す）に、計器用変圧器６１が設置されている。

更に、ガス絶縁開閉装置取合部４９の中心線５１と共通の中心線６２を持つ取合部６３（以降、「側面取合部６３」と記す）に、接続母線６９を介してケーブルヘッド１と同一形状の第２のケーブルヘッド６４が接続される。また、この第２のケーブルヘッド６４の側面取合部６５には、避雷器６６が接続されている。

なお、予め第１のケーブルヘッド４１（または第２のケーブルヘッド６４）の取合部を延長した形状にしておくことにより接続母線６９を介さずに第２のケーブルヘッド６４（または第１のケーブルヘッド４１）と接続することも可能である。

更に、三角形に配置されたケーブルヘッド４１ａ，４１ｂ，４１ｃの上部に設置された計器用変圧器６１ａ、６１ｂ、６１ｃの上部には、図８に示すように、相間方向寸法がＸである板状の構造補強材６７が接続されている。

（ガス絶縁開閉装置３０の効果）
上記構成により、ケーブル取合相間寸法５２がガス絶縁開閉装置取合相間寸法５３よりも大きい場合にも、ケーブルヘッド部の回線幅５５をケーブルヘッドを除くガス絶縁開閉装置の回線幅６８に近づける、あるいはそれよりも小さくすることが可能になる。

また、ガス絶縁開閉装置取合相間寸法５３よりも大径の計器用変圧器６１であっても、回線幅を増大させることなく配置することができる。

更に、第１のケーブルヘッド４１と第２のケーブルヘッド６４が同一形状であることから、接続されるケーブルヘッドの数に依らず、他の機器との取合部は共通となる。

また、第１のケーブルヘッド４１の上部を接続する構造補強材６７は、ケーブルヘッド４１ａ，４１ｂ，４１ｃが三角形に配置されていることにより、図４の従来例における相間方向寸法Ｙを有する構造補強材７７と比べて、相間方向寸法Ｘの小さな構造補強材６７（Ｘ＜Ｙ）で接続できる。

従って、計器用変圧器６１、第２のケーブルヘッド６４及び避雷器６６を接続した場合を含めて、ガス絶縁開閉装置全体の回線幅５４に対するケーブル取合相間寸法５２による制約を小さくする、または無くすることが可能となる。つまり、ケーブルヘッド以外のガス絶縁開閉装置３０から定まる回線幅６８をガス絶縁開閉装置全体の回線幅５４に近づける、あるいは等しくすることが可能となる。

このことは、複数の回線を隣接して配置する場合に特に効果が顕著となる。なぜなら、複数の回線から成るガス絶縁開閉装置３０全体の回線幅方向の寸法は、１つの回線の回線幅×回線の数となるからである。

従って、本ガス絶縁開閉装置３０によれば、変電所全体としてのガス絶縁開閉装置の据付面積を大幅に縮小することが可能となる。

また、ケーブルヘッド４１ａ，４１ｂ，４１ｃを三角形に配置することより、これらを補強する強度補強材６７の面積を小さくすることができる。よって、図９で示したように、強度補強材７７を直線状に配置する場合に比べて、小さな部材で補強効果の高い補強が可能になる。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…ケーブルヘッド
２…密封容器
３…導体
４…絶縁ガス
５…電力ケーブル端末部
６，６ａ，６ｂ，６ｃ…ケーブル取合部（第２取合部）
７，７ａ，７ｂ，７ｃ…ケーブル取合部の中心線
８…ガス絶縁開閉装置本体
９，９ａ，９ｂ，９ｃ…ガス絶縁開閉装置取合部（第１取合部）
１０…ガス絶縁開閉装置
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…ガス絶縁開閉装置取合部の中心線
１２…胴部
１３…ケーブル取合相間寸法
１４…ガス絶縁開閉装置取合相間寸法
１５…ケーブルヘッド部の回線幅
１６…ガス絶縁開閉装置全体の回線幅
１７…建物の壁間寸法
２０…ガス絶縁開閉装置
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…ケーブルヘッド
２２…密封容器
２３…導体
２４…絶縁ガス
２５…電力ケーブル端末部
２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…ケーブル取合部（第２取合部）
２７，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ…ケーブル取合部の中心線
２８…ガス絶縁開閉装置本体
２９，２９ａ，２９ｂ，２９ｃ…ガス絶縁開閉装置取合部（第１取合部）
３０…ガス絶縁開閉装置
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…ガス絶縁開閉装置取合部の中心線
３２…胴部
３３…ケーブル取合部の相間寸法
３４…ガス絶縁開閉装置取合部の相間寸法
３５…回線幅方向
３６…回線長方向
４１…第１のケーブルヘッド
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…ケーブルヘッド
４６…ケーブル取合部（第２取合部）
４７…ケーブル取合部の中心線
４８…ガス絶縁開閉装置本体
４９…ガス絶縁開閉装置取合部（第１取合部）
５１…ガス絶縁開閉装置取合部の中心線
５２…ケーブル取合相間寸法
５３…ガス絶縁開閉装置取合相間寸法
５４…ガス絶縁開閉装置全体の回線幅
５５…ケーブルヘッド部の回線幅
５９…中心線
６０…上部取合部（第３取合部）
６１，６１ａ，６１ｂ，６１ｃ…計器用変圧器
６２…中心線
６３…側面取合部
６４…第２のケーブルヘッド
６５…第２のケーブルヘッドの側面取合部
６６，６６ａ，６６ｂ，６６ｃ…避雷器
６７…構造補強材
６８…ケーブルヘッド部を除くガス絶縁開閉装置の回線幅
６９…接続母線

Claims (8)

1. 装置本体及び当該装置本体と接続された複数相からなるケーブルヘッドを備え、前記ケーブルヘッドは、一端に前記装置本体との接続用の第１取合部を有するとともに他端に電力ケーブルとの接続用の第２取合部を有する一方、前記複数相からなるケーブルヘッドのうちの少なくとも１相のケーブルヘッドは、前記第２取合部の中心線が前記第１取合部の中心線と交差しないように前記第１取合部に対して前記第２取合部が偏芯して形成されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 前記複数相からなるケーブルヘッドは三相１組のケーブルヘッドであり、前記偏芯して形成されている少なくとも１相のケーブルヘッドは三相のうちの両端に配置されている２相のケーブルヘッドのいずれかであって、当該２相のケーブルヘッドは、前記第２取合部の中心線が前記第１取合部の中心線に対して、中央に配置されている１相のケーブルの方向に偏芯していることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁開閉装置。
3. 前記偏芯の量をＬ１とし、前記第２取合い部の胴の内径をＤとしたときに、Ｌ１≦Ｄ／２であることを特徴とする請求項２記載のガス絶縁開閉装置。
4. 前記複数相からなるケーブルヘッドは三相１組のケーブルヘッドであり、前記偏芯して形成されている少なくとも１相のケーブルヘッドは三相のうちの両端に配置されている２相のケーブルヘッドのいずれかであって、当該２相のケーブルヘッドは、前記第２取合部の中心線が前記第１取合部の中心線に対して、中央に配置されている１相のケーブルの方向とは反対側に偏芯していることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁開閉装置。
5. 前記三相１組のケーブルヘッドのうち中央に配置されている１相のケーブルヘッドは、その両側に位置する２相のケーブルヘッドに対して、前記第１取合部の中心線に沿った方向に移動することにより、前記三相のケーブルヘッドを三角形状に配置したことを特徴とする請求項２記載のガス絶縁開閉装置。
6. 前記三相１組のケーブルヘッドに、更に、前記第１取合部の中心線又は前記第２取合部の中心線と同一の中心線を有する第３取合部をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項５記載のガス絶縁開閉装置。
7. 前記第３取合部上に、計器用変圧器をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項６記載のガス絶縁開閉装置。
8. 前記各々の計器用変圧器の上部を強度補強材で接続したことを特徴とする請求項７記載のガス絶縁開閉装置。

Images