JP2013215062A - 金属閉鎖形スイッチギヤ - Google Patents

Abstract

【課題】外箱の一面側から容易に内部の点検・清掃が可能な金属閉鎖形スイッチギヤを得る。
【解決手段】外箱１の内部に主母線４と真空遮断器５と外線ケーブル６が収容され、真空遮断器５の一方の端子と主母線４とが分岐導体７で接続され、他方の端子と外線ケーブル６とが接続導体８で接続され、接続導体８に複合変流器１１が貫設された金属閉鎖形スイッチギヤであって、真空遮断器５の上方側に主母線４が配置され、下方側に外線ケーブル６が配置され、主母線４を支持する絶縁支持物１０ａ，接続導体８を支持する絶縁支持物１０ｂ及び複合変流器１１は、外箱１の前後方向の中間部に設けたフレーム１３ａ，１３ｂ，１４に固定されて外箱１の前面側からアクセス可能に配置され、分岐導体７及び接続導体８は、真空遮断器５の端子に直接接続されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、外箱内に真空遮断器と主母線と外線ケーブルとが収容された金属閉鎖形スイッチギヤに関するものである。

金属閉鎖形スイッチギヤは、一般的に、外箱の内部に真空遮断器，主母線，計器用変流器，外線ケーブル等が収容され、主母線から真空遮断器，計器用変流器，外線ケーブルを経由して負荷に電力を供給する構成になっている。
従来の金属閉鎖形スイッチギヤは、例えば、外箱内に、箱状のクレードルに載置された引出形の真空遮断器が上下２段に収容され、クレードルの背面側に真空遮断器の一次側端子及び二次側端子と接続されるブッシングが設けられ、更にその後方に主母線が配置され、側方にはケーブルが配置されている。真空遮断器の一方の端子と主母線とはブッシングを介して分岐導体で接続され、真空遮断器の他方の端子とケーブルとはブッシングを介して接続導体で接続されて、主母線からケーブルへと繋がる電路が形成されている。
スイッチギヤの内部の点検や清掃を行う場合、真空遮断器をスイッチギヤの外部に引出し、仕切板の開口部を開放し、各導体やケーブルの隙間等から作業をしたり、スイッチギヤの内部に潜り込んで作業したりできるように構成されている（特許文献１参照）。

特開２０００−２９５７２４号公報（第３頁、図１−２）

特許文献１に示す従来のスイッチギヤは、外箱の前面側から内部全体を比較的容易に保守・点検することを目的になされたものである。しかしながら、真空遮断器の背面側の壁面にブッシングを有し、更にその後方に配置された主母線は背面側から絶縁支持物で支持されており、また、変流器は天井や床側に配置されているので、真空遮断器の後方の絶縁支持物や導体接続部や変流器部を点検・清掃するためには、真空遮断器を外箱の外部に引き出した後、クレードルや仕切板に設けた開口部を利用して内部に作業員が潜り込み、ケーブルや導体の隙間から、またはそれらを乗り越えて清掃しなければならず、特に、主母線を支持する絶縁支持物の後側を清掃するような作業は、非常に困難を伴う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決するためになされたもので、外箱の一面側から容易に内部の点検・清掃を可能にした金属閉鎖形スイッチギヤを提供することを目的とする。

この発明に係る金属閉鎖形スイッチギヤは、外箱の内部に主母線と真空遮断器と外線ケーブルが収容され、真空遮断器の一方の端子と主母線とが分岐導体で接続され、他方の端子と外線ケーブルとが接続導体で接続された金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、真空遮断器の上下方向の一方側に主母線が配置され、他方側に外線ケーブルが配置され、主母線を支持する絶縁支持物及び接続導体を支持する絶縁支持物は、外箱の前後方向の中間部に設けたフレームに固定されて外箱の前面側からアクセス可能に配置され、分岐導体及び接続導体は、真空遮断器の端子に直接接続されているものである。

また、真空遮断器の上下方向の一方側に主母線が配置され、他方側に外線ケーブルが配置され、主母線を支持する絶縁支持物及び接続導体を支持する絶縁支持物は、外箱の背面近傍に設けたフレームに固定されて外箱の背面側からアクセス可能に配置され、分岐導体及び接続導体は、真空遮断器の端子に直接接続されているものである。

この発明の金属閉鎖形スイッチギヤによれば、主母線を支持する絶縁支持物及び接続導体を支持する絶縁支持物は、外箱の前後方向の中間部に設けたフレームに固定されて外箱の前面側からアクセス可能に配置され、分岐導体及び接続導体は、真空遮断器の端子に直接接続されているので、定期点検時等にスイッチギヤ内部の清掃やボルトの緩みチェックを実施する際に、正面側から清掃や点検作業を容易に行える、前面操作・前面保守タイプのスイッチギヤを提供できる。

また、主母線を支持する絶縁支持物及び接続導体を支持する絶縁支持物は、外箱の背面近傍に設けたフレームに固定されて外箱の背面側からアクセス可能に配置され、分岐導体及び接続導体は、真空遮断器の端子に直接接続されているので、定期点検時等にスイッチギヤ内部の清掃やボルトの緩みチェックを実施する際に、背面側から清掃や点検作業を容易に行える、前面操作・背面保守タイプのスイッチギヤを提供できる。

この発明の実施の形態1による金属閉鎖形スイッチギヤを示す側面断面図である。 図１のＡ−Ａから見た正面断面図である。 この発明の実施の形態1による金属閉鎖形スイッチギヤの、取付フレームを示す正面断面図である。 取付フレームの他の例を示す正面断面図である。 この発明の実施の形態２による金属閉鎖形スイッチギヤを示す側面断面図である。 図５の背面図である。 この発明の実施の形態３による金属閉鎖形スイッチギヤを示す側面断面図である。 この発明の実施の形態３による金属閉鎖形スイッチギヤの、他の例を示す側面断面図である。 この発明の実施の形態４による金属閉鎖形スイッチギヤの導体の補強部材を示す図である。 この発明の実施の形態４による導体の補強部材の他の例を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１の金属閉鎖形スイッチギヤの側面断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線から見た正面断面図である。また、図３及び図４は、導体を支持するための絶縁支持物を固定するフレーム部分を含めて示した正面断面図である。なお、以下の説明では、金属閉鎖形スイッチギヤを単にスイッチギヤと称することにする。また、本実施の形態のスイッチギヤは、外箱１の前面側に前面扉２ａを有し、裏面側に裏面カバー３を有する、前面操作・前面保守タイプのスイッチギヤである。

図１，図２において、外箱１の内部に３相の主母線４，真空遮断器５，外線ケーブル６が配置されており、主母線４と真空遮断器５を繋ぐ分岐導体７、真空遮断器５と外線ケーブル６を繋ぐ接続導体８によって、主母線４から外線ケーブル６まで電流が流れる電路を構成している。
真空遮断器５は、通常、前面側から出し入れ可能な引出式が採用されている。このため、外箱１内に設けられたレール９に搭載され、スイッチギヤの前後方向に移動することで、図１のような接続位置と、前方に引き出された試験・断路位置が定められている。真空遮断器５が接続位置にある場合、真空遮断器５の上下の端子に設けられた接触子５ａ，５ｂは、一方が分岐導体７を介して主母線４に接続され、他方が接続導体８を介して外線ケーブル６に接続されている。

なお、一般的には、真空遮断器の背面側において、真空遮断器を載置する枠体や仕切板にブッシングを設け、このブッシングを介して、真空遮断器の端子と分岐導体、及び接続導体と接続しているが、本実施の形態では、分岐導体７及び接続導体８は、ブッシングを介さずに真空遮断器５の端子に直接接続している。

各部の配置関係を更に詳しく説明する。図２に示すように、３相の主母線４は、真空遮断器５の上方にあって、前面側から見て左右方向に水平に向け、かつ、上下方向に並べて配置されており、両側近傍で、例えば碍子等からなる絶縁支持物１０ａにより支持されている。主母線４の各相と、真空遮断器５の上部側端子の接触子５ａの各相とが分岐導体７により接続されている。なお、図２では、主母線４及び分岐導体７等の配置が見易いように、真空遮断器５の図示は省略している。
一方、外線ケーブル６は、真空遮断器５の下方にあって、３相を左右方向に並べて配置されており、外線ケーブル６の各相と真空遮断器５の下部側端子の接触子５ｂの各相とが接続導体８によって接続され、接続導体８は、絶縁支持物１０ｂにより支持されている。そして、接続導体８は、計器用変流器と零相変流器を一体注型した複合変流器１１を貫通して設けられている。
また、外線ケーブル６は、ブラケット１２により外箱１側に固定されている。

次に、本願発明の特徴部の一つである導体の支持構造について説明する。
図３は、絶縁支持物１０ａ，１０ｂ及び複合変流器１１を取り付けるフレームを示す図であり、図１に示したＡ−Ａ視より少し前面側から、フレームを含めて見た正面図である。図２同様に真空遮断器の表示は省略している。
真空遮断器５の正面側近傍の上方に配置された主母線４を支持する絶縁支持物１０ａは、外箱１の前後方向の中間部において、その側面に設けられた左右対称のフレーム１３ａ，１３ｂに取り付けられている。
また、外線ケーブル６に接続される接続導体８を支持する絶縁支持物１０ｂ、及び複合変流器１１は、外箱１の前後方向の中間部において、外箱１の幅方向に差渡して設けられたフレーム１４に取り付けられている。

図４は、フレーム構造の別の実施例を示す図であり、図３と同様の正面図である。図のように、主母線４側のフレームは、外箱１の前後方向の中間部において、外箱１の幅方向に差渡して設けられた上下２本のフレーム１５ａ，１５ｂと、その左右側で両フレームを繋ぐ垂直方向のフレーム１６ａ，１６ｂとで構成し、主母線４を支持する絶縁支持物１０ａは、垂直方向のフレーム１６ａ，１６ｂに取り付けられている。
一方、外線ケーブル６側は、図３の場合とほほ同じ位置において、絶縁支持物１０ｂが取り付けられるフレーム１７と、複合変流器１１が取り付けられる変流器支持用のフレーム１８ａ，１８ｂとを、別部材で構成したものである。

図３及び図４では、母線４，分岐導体７，接続導体８，外線ケーブル６，複合変流器１１等は見えるように図示しているが、実際は、各フレームの少し前面側に、図１に示す仕切板１９が設けられているので、前面扉２ａを開けても直接は見えない。仕切板１９により区画された前面側は制御機器配置スペース２０である。仕切板１９には、大きな開口部（図示せず）が設けられており、通常時は安全上からカバー（図示せず）で塞がれているが、点検時はカバーを外すことで奥側の各部材にアクセス可能となる。

次に、以上のように構成されたスイッチギヤの作用について説明する。
実施の形態１のスイッチギヤは、前面操作、前面保守を前提としたものである。このため、各導体を支持する絶縁支持物１０ａ，１０ｂ、及び複合変流器１１は、スイッチギヤの外箱１の前面側からアクセス可能な位置に集約して配置されており、かつ、各導体の接続部も最小限としている。
定期点検時にスイッチギヤ内部の清掃やボルトの緩みチェックを実施する際には、前面扉２ａを開き、先ず真空遮断器５を引き出す。次に、仕切板１９の開口部に設けたカバーを外せば、前面側から母線４，分岐導体７，接続導体８、外線ケーブル６，複合変流器１１等が見える状態となる。したがって、作業員が前面から入り込んで、絶縁支持物１０ａ，１０ｂや複合変流器１１、外線ケーブル６の接続部等の清掃やボルトの緩みチェック作業を容易に行うことができる。真空遮断器５の後方にブッシングを設けてないので、ブッシングがある場合に比べて、後方へのアクセスが容易である。

なお、図１〜図４では、主母線４を真空遮断器５の上方に配置し、外線ケーブル６を真空遮断器５の下方に配置したもので説明したが、図と逆に、主母線４を下方に配置し、外線ケーブル６を上方に配置したケーブル上方引込式の構造にも、同様に適用できる。この点は、以下の実施の形態でも同様である。

以上のように、実施の形態１による金属閉鎖形スイッチギヤによれば、外箱の内部に主母線と真空遮断器と外線ケーブルが収容され、真空遮断器の一方の端子と主母線とが分岐導体で接続され、他方の端子と外線ケーブルとが接続導体で接続され、接続導体に複合変流器が貫設された金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、真空遮断器の上下方向の一方側に主母線を配置し、他方側に外線ケーブルを配置し、主母線を支持する絶縁支持物，接続導体を支持する絶縁支持物及び複合変流器は、外箱の前後方向の中間部に設けたフレームに固定し外箱の前面側からアクセス可能に配置し、分岐導体及び接続導体は、真空遮断器の端子に直接接続したので、前面操作・前面保守タイプのスイッチギヤにおいて、定期点検時等にスイッチギヤ内部の清掃やボルトの緩みチェックを実施する際に、点検部位が正面側からアクセス容易な位置に集約されていることで、前面側からの清掃やボルト緩みチェック作業が容易となり、作業時間を短縮することができる。
なお、ここでは、計器用変流器と零相変流器を一体注型した複合変流器の例を示したが、これに変えて、計器用変流器や零相変流器を個別に設けて、それぞれに接続導体を貫通させた上で、フレームに取り付けるようにしても良い。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２によるスイッチギヤの側面断面図、図６は図５の背面図であり裏面扉を開いて見た状態を示している。基本的な機器の内部構成は実施の形態１と同様なので、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。
この実施の形態２のスイッチギヤは、前面操作、後面保守タイプである点で実施の形態１とは異なっている。

図５，図６に示すように、スイッチギヤの外箱１は、前面扉２ａの他に、背面側にも裏面扉２ｂを有している。
３相の主母線４は、真空遮断器５の上方にあって外箱１の裏面に近い位置に、水平方向に向けて上下に並べて配置され、主母線４の両端部近傍で絶縁支持物１０ａにより支持されている。
絶縁支持物１０ａを固定するフレーム１３ａ，１３ｂは、図６に示すように、裏面扉２ｂ近傍において、外箱１の側面に左右対称に設けられている。
また、外線ケーブル６側は、接続導体８を支持する絶縁支持物１０ｂが、裏面扉２ｂ近傍に配置され、これを取り付けるフレーム１４は、裏面扉２ｂ近傍で、外箱１の側面を繋ぐように設けられている。複合変流器１１もこのフレーム１４に取り付けられている。

フレームの形状は、図６に示す以外に、例えば、実施の形態１の図４と同様のものでも良い。すなわち、主母線４側は、水平方向のフレーム１５ａ，１５ｂと垂直方向のフレーム１６ａ，１６ｂとを組み合わせて構成し、外線ケーブル６側は、絶縁支持物１０ｂ用のフレーム１７と複合変流器１１用のフレーム１８ａ，１８ｂを設けるものである。この場合も、各フレームは裏面扉２ｂ近傍の外箱１の側面に設けられている。
上記のように、導体を支持する絶縁支持物１０ａ，１０ｂ、及び複合変流器１１は、スイッチギヤの外箱１の背面側からアクセス可能な位置に集約して配置されており、かつ、導体の接続点も最小限としているので、定期点検時にスイッチギヤ内部の清掃やボルトの緩みチェックを実施する際には、裏面扉２ｂを開けば、すぐ絶縁支持物１３ａ，１３ｂ及び複合変流器１１の取付部にアクセスでき、容易に清掃点検を行うことができる。

なお、絶縁支持物１０ａ，１０ｂを裏面側に集約して配置する実施の形態２の構成では、分岐導体７や接続導体８の屈曲箇所を実施の形態１の場合より少なくできるので、例えば、真空遮断器５の下部側の接触子５ｂと接続導体８を支持する絶縁支持物１０ｂとの間隔を狭くすることが可能であり、スイッチギヤの高さを縮小化することができる。

以上のように、実施の形態２による金属閉鎖形スイッチギヤによれば、真空遮断器の上下方向の一方側に主母線を配置し、他方側に外線ケーブルを配置し、主母線を支持する絶縁支持物，接続導体を支持する絶縁支持物及び複合変流器を、外箱の背面近傍に設けたフレームに固定して外箱の背面側からアクセス可能に配置し、分岐導体及び接続導体を、真空遮断器の端子に直接接続したので、前面操作・後面保守タイプのスイッチギヤにおいて、定期点検時等にスイッチギヤ内部の清掃やボルトの緩みチェックを実施する際に、点検部位が背面側に集約されていることで、背面側からの清掃やボルト緩みチェック作業が容易となり、作業時間を短縮することができる。

実施の形態３．
図７は、実施の形態３によるスイッチギヤを示す側面断面図である。また、図８は、実施の形態３によるスイッチギヤの他の例を示す側面断面図である。本実施の形態は、先に説明した実施の形態１、及び実施の形態２の変形例であり、基本的に、内部構成は実施の形態１または２と同等なので、同等部分は同一符号で示して説明は省略し、以下では相違点を中心に説明する。

図７の方は実施の形態１のスイッチギヤの変形例であり、実施の形態１と同様に前面操作・前面保守タイプである。
図１との相違点は、主母線４と外線ケーブル６の、箱体１の奥行方向の配置位置を、図１の場合よりも背面側に寄せている点である。すなわち、主母線４及び外線ケーブル６は、真空遮断器５の直上または直下よりも背面側に寄せて配置されている。
これに伴って、主母線４を支持する絶縁支持物１０ａ、及び接続導体８を支持する絶縁支持物１０ｂ、複合変流器１１、及び、それらを取り付ける各フレーム１３ａ，１３ｂ，１４の位置も外箱１の奥側に移動するので、真空遮断器５の上方と下方に空間が形成される。そこで、真空遮断器５の上下を金属のフレームで仕切り、仕切板２１を設けて区画し、真空遮断器５の上段と下段のスペースを制御器具配置スペース２２とする。
なお、このとき、制御器具配置スペース２２には、点検・清掃時に作業員が奥側の絶縁支持物にアクセス可能なようにスペースを確保しておき、また、奥側の仕切板には実施の形態１と同様に大きな開口部を設け、通常時はカバーで塞いでいる。

図８は、実施の形態２のスイッチギヤの変形例であり、実施の形態２と同様に前面操作・背面保守タイプの場合である。
先に説明した実施の形態２の図５のようなスイッチギヤの構成では、真空遮断器５の上下に大きなスペースができる。そこで、図８に示すように、真空遮断器５の上下を金属のフレームで仕切り、仕切板２１を設けたものである。こうして形成された真空遮断器５の上段と下段のスペースを制御器具配置スペース２２として利用する。

以上のように、実施の形態３による金属閉鎖形スイッチギヤによれば、主母線及び外線ケーブルは、真空遮断器の直上または直下よりも背面側に寄せて配置されており、真空遮断器の上方と下方に形成される空間を制御機器配置スペースとしたので、実施の形態１または２の効果に加えて、スイッチギヤの奥行き寸法を縮小化でき、スイッチギヤを小形化できる。

実施の形態４．
図９は、実施の形態４によるスイッチギヤの、導体部に組み付けて使用する補強部材を示す図であり、図１０は、補強部材の他の例を示す図である。スイッチギヤ本体の構成は、実施の形態１〜３に示すものと同等なので、説明は省略する。
実施の形態１〜３で説明したスイッチギヤは、導体支持部の点検・清掃を考慮して、絶縁支持物を一面側に集約させて配置し、また、支持箇所も必要最小限としているので、場合によっては、真空遮断器５の挿入時に発生する挿入力や、短絡電流によって生じる電磁力に対して分岐導体７や接続導体８の剛性が不足する場合が発生する。そこで、本実施の形態のスイッチギヤでは、導体部に補強部材を設けたものである。

図９は、補強部材の一例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はその側面図である。図のように、補強部材２３は、９０°折り曲がった取付部２３ａと補強部２３ｂとからなり、取付部２３ａには導体に固定するための取付穴が設けられている。
この補強部材２３を、図９（ｂ）に一点鎖線で示すように、実施の形態１〜３で説明した分岐導体７や接続導体８の９０°屈曲した部分に取り付けて、取付穴を利用してボルト等により固定する。

図１０は、補強部材の他の例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はその側面図である。この補強部材２４は、２箇所に９０°折り曲がった折曲部を有する側面視コの字状の取付部２４ａと補強部２４ｂとからなり、取付部２４ａには導体に固定するための取付穴が設けられている。
この補強部材２４を、図１０（ｂ）に一点鎖線で示すように、分岐導体７や接続導体８のコの字状に屈曲した部分に３面を接触させて取り付け、ボルト等により固定するものである。
上記の図９及び図１０の補強部材２３，２４の材料は、強度的に金属が望ましいが、絶縁物で構成しても良い。また、図では取付部は複数の部材を組み合わせたものとしたが、折り曲げや成形で一体に製作しても良い。

以上のように、実施の形態４による金属閉鎖形スイッチギヤによれば、実施の形態１〜〜３のいずれかに記載の金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、分岐導体及び接続導体の屈曲部に補強部材を設けたしたので、分岐導体及び接続導体の剛性をあげ、真空遮断器を分岐導体や接続導体に接続する際に発生する挿入力や、短絡電流等によって生じる電磁力に対して強度的に優れたスイッチギヤを提供できる。

１ 外箱 ２ａ 前面扉
２ｂ 裏面扉 ３ 裏面カバー
４ 主母線 ５ 真空遮断器
５ａ，５ｂ 接触子 ６ 外線ケーブル
７ 分岐導体 ８ 接続導体
９ レール １０ａ，１０ｂ 絶縁支持物
１１ 複合変流器 １２ ブラケット
１３ａ，１３ｂ フレーム １４ フレーム
１５ａ，１５ｂ フレーム １６ａ，１６ｂ フレーム
１７ フレーム １８ａ，１８ｂ フレーム
１９，２１ 仕切板 ２０，２２ 制御器具配置スペース
２３，２４ 補強部材 ２３ａ，２４ａ 取付部
２３ｂ，２４ｂ 補強部。

Claims (4)

1. 外箱の内部に主母線と真空遮断器と外線ケーブルが収容され、前記真空遮断器の一方の端子と前記主母線とが分岐導体で接続され、他方の端子と前記外線ケーブルとが接続導体で接続された金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、
   前記真空遮断器の上下方向の一方側に前記主母線が配置され、他方側に前記外線ケーブルが配置され、前記主母線を支持する絶縁支持物及び前記接続導体を支持する絶縁支持物は、前記外箱の前後方向の中間部に設けたフレームに固定されて前記外箱の前面側からアクセス可能に配置され、前記分岐導体及び前記接続導体は、前記真空遮断器の前記端子に直接接続されていることを特徴とする金属閉鎖形スイッチギヤ。
2. 外箱の内部に主母線と真空遮断器と外線ケーブルが収容され、前記真空遮断器の一方の端子と前記主母線とが分岐導体で接続され、他方の端子と前記外線ケーブルとが接続導体で接続された金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、
   前記真空遮断器の上下方向の一方側に前記主母線が配置され、他方側に前記外線ケーブルが配置され、前記主母線を支持する絶縁支持物及び前記接続導体を支持する絶縁支持物は、前記外箱の背面近傍に設けたフレームに固定されて前記外箱の背面側からアクセス可能に配置され、前記分岐導体及び前記接続導体は、前記真空遮断器の前記端子に直接接続されていることを特徴とする金属閉鎖形スイッチギヤ。
3. 請求項１又は請求項２記載の金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、
   前記主母線及び前記外線ケーブルは、前記真空遮断器の直上または直下よりも背面側に寄せて配置されており、前記真空遮断器の上方と下方に形成される空間を制御機器配置スペースとしたことを特徴とする金属閉鎖形スイッチギヤ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、
   前記分岐導体及び前記接続導体の屈曲部に補強部材を設けたことを特徴とする金属閉鎖形スイッチギヤ。