JP2014117078A - 閉鎖型配電盤 - Google Patents

Abstract

【課題】盤内に布設した主回路母線の短絡事故が基で母線導体の相関に発生したアークから負荷側の機器を安全に保護できるようにした閉鎖型配電盤のリスク対策を提供する。
【解決手段】閉鎖型配電盤１の盤内に電源側から負荷側に給電する裸バー導体の主回路母線を布設した閉鎖型配電盤において、電源側導体２の布設経路の中間部位に位置に揃えてＲ，Ｓ，Ｔ各相の母線ごとに、その電源側導体２を包囲して導体周面にＰＯＭ樹脂などの絶縁材により形成したアークブロック層４を被着し、電源側導体２の経路に生じた短絡アークをこのアークブロック層４で制止して負荷側に伝搬するのを阻止するとともに、アーク熱を受けてアークブロック層４から溶発するアブレーションガスによりアーク３を鎮静化させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、盤内に電源側から負荷側に給電する裸バー導体の主回路母線を布設した受電盤，母線盤などを対象とする閉鎖型配電盤に関し、詳しくは短絡事故が基で主回路母線導体の相間に発生したアークが母線導体を伝搬して負荷側の機器，配電盤の筐体を損傷するのを防ぐ母線の回路構成に関する。

この種の閉鎖型配電盤においては、盤内に布設した主回路母線に万一短絡事故が生じると母線導体の相間にアークが発生する。この場合に母線が絶縁の施されない裸のバー導体で構成されていると、アークに流れる電流と電源側からアーク発生地点に向けて母線導体に流れる電流の磁界との間に作用する電磁力（ローレンツ力）を受けて、アークが母線導体に沿って電源側から負荷側に駆動される。

この場合に、アークが母線導体に接続された負荷側の機器、母線の周辺に配置されている計測，制御機器に伝搬すると、これらの各機器がアークに曝されて焼損、破損するほか、アークが配電盤の筐体の壁面に直接接触した場合にはアーク熱により筐体が破損してアークによって発生された盤内の高温ガスが盤外周囲に放出されるなど、重大なアーク事故に進展するおそれがある。

そこで、盤内に布設した主回路母線に万一短絡事故が生じてアークが発生した場合には、このアークが負荷側の機器，配電盤の筐体壁面に伝搬しないように停滞させてアークを減衰，鎮静化させる対策が望まれ、その手段として負荷側に通じる母線導体の途中の屈曲部から分岐してアークを停滞位置に誘導するアークホーン形の補助導体を設け、電源側から母線導体の屈曲部まで伝搬して来たアークを母線導体から補助導体に誘導して負荷側機器へのアーク伝搬を防ぐようにした配電盤の構成が知られており（例えば、特許文献１参照）、その盤内構造を図５，図６に示す。

図３，図４において、１は閉鎖型配電盤（母線盤）、２は電源側から盤内に引き込んで布設した、Ｒ，Ｓ，Ｔの各相導体からなる主回路母線、２ａは主回路母線２から負荷側に向けて延在する導体屈曲部、２ｂは導体屈曲部２ａの根元から分岐して母線２と同じ方向に延在するよう設けたアーク誘導用の補助導体である。

上記の構成で受電中に盤内に布設した主回路母線２に万一短絡事故が発生して母線導体の２相間にアーク３が発生すると、アーク３はアーク電流と電源側から主回路母線２に流れる電流の作る磁界との間に作用する電磁力Ｆ（ローレンツ力）を受け、図４に示すように母線導体R、Sに沿って電源側から負荷側に向けて駆動される。ここで、アーク３が導体屈曲部２ａまで伝搬すると、アーク３は直線状に延在する補助導体２ｂに移行してその先端部に停滞し、その後に電源側に接続した上位の遮断器が電流を遮断してアークを消滅させる。これにより主回路母線２の負荷側に接続された機器がアーク３に曝されるのを回避することができる。

特開平６−３８３１５号公報

ところで、特許文献１の開示されている構造（図５，図６参照）では、盤内の主回路母線２に接続したアーク誘導用の補助導体２ｂが配電盤２の筐体壁面１ａに向けて突出していることから、補助導体２ｂの先端と配電盤１の筐体壁面１ａとの間の距離が十分確保されてないと、補助導体２ｂの先端に停滞したアーク３が配電盤１の筐体側壁１ａに触れて筐体の壁面１ａが破損する危険性があるため、筐体と補助導体２ｂの先端との間の十分な絶縁距離を確保するために配電盤１の筐体を大きく作る必要がある。

なお、盤内に布設した主回路母線２の全長域に亙って導体表面に樹脂等を被覆して母線の短絡事故時のアーク発生を防ぐ方法も考えられるが、その場合には主回路母線２に流れる電流のジュール発熱を盤外に放熱する冷却対策が必要となる。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は先記の特許文献１に開示の補助導体を用いることなしに、簡易な手段で前記課題を解消して主回路母線に発生したアークから負荷側の機器を安全に保護できるようにした閉鎖型配電盤提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、盤内に電源側から負荷側に給電する裸バー導体の主回路母線を布設した閉鎖型配電盤において、前記主回路母線の布設経路の一部に各相の母線ごとに、その母線導体を包囲して導体周面に絶縁材により形成したアークブロック層を被着するものとする（請求項１）。

ここで、前記のアークブロック層は、前記主回路母線の布設経路の負荷側の前記閉鎖型配電盤の内壁に近い位置に設けるのがよい(請求項２)。

また、このアークブロック層は、アーク熱を受けてアブレーションガスを発生する高分子樹脂材で構成するのがよい（請求項３）。

上記構成によれば，万一の短絡事故が基で主回路母線の相間に発生したアークが負荷側に向け母線導体上を伝搬する途上で絶縁材におより形成されたアークブロック層まで移動すると、このアークブロック層に阻まれてアークの発弧点がその位置に停滞するとともに、このアーク熱を受けて絶縁材により形成したアークブロック層の表面から溶発した高温高圧のアブレーションガスがアークに向けて噴出，拡散する。これにより、アークはアブレーションガスの反力を受け、電磁力（ローレンツ力）による伸長が抑えられるとともに、アブレーションガスの冷却作用によりアークエネルギーも減衰して鎮静化される。

これにより、主回路母線の電源側導体上に発生したアークが母線導体を伝わって負荷側の機器、および配電盤の筐体壁面に向け伝搬するのを抑止して負荷側機器，盤筐体をアークから安全に保護できる。しかも、盤内に布設した主回路母線には、特許文献１のようにアークを停滞位置に向けて誘導する補助導体、および該補助導体の先端と盤筐体の壁面との間に絶縁距離の確保が必要なくなるので配電盤筐体の小形，コンパクト化が図れる。また、母線導体はその全長域を絶縁物で被覆する必要も無いので、母線導体のジュール発熱対する放熱性も問題ない。

本発明の実施例１に係わる閉鎖型配電盤の盤内構造を表す模式図である。 図１における主回路母線に被着した絶縁材により形成したアークブロック層によるアーク伝搬抑止機能を表す説明図である。 本発明の実施例２に係わる閉鎖型配電盤の盤内構造を表す模式図である。 図３における主回路母線に被着した絶縁材により形成したアークブロック層によるアーク伝搬抑止機能を表す説明図である。 特許文献１に開示されている配電盤の盤内構造を表す模式図である。 図５における主回路母線の補助導体によるアーク伝搬抑止機能を表す説明図である。

以下、この発明による昇温装置の実施の形態を図１，図２に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例１，実施例２の図中で図５，図６に対応する部材には同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

図１，図２に示す実施例１の閉鎖型配電盤１においては、その盤内に布設した主回路母線に対し、電源側導体２から盤内の前方に引き出した負荷側導体２ａよりも電源側に近い経路の中間部位に位置に揃えてＲ，Ｓ，Ｔ各相の母線導体を個別に包囲するように、その導体周面に絶縁材で形成したアークブロック層４を被着している。ここで、アークブロック層４は、アーク熱を受けてアブレーションガスを溶発する高分子材（ポリマー）として例えばＰＯＭ（ポリアセタール樹脂），ＰＴＴＥ（ポリテトラフルオロエチレン樹脂）などのポリマー・バルク材で形成されている。

上記の構成により、主回路母線に万一発生した短絡事故が基で電源側導体２の相間に発生したアーク３は、先に図４で述べたように電磁力Ｆ（ローレンツ力）を受けて電源側から負荷側に向けて母線導体上で駆動されるが、その際にアーク３が前記のアークブロック層４の被着された位置まで伝搬すると、図２で表すようにアークブロック層４に阻まれてアーク３の発弧点がその位置に停滞したまま、電磁力Ｆによりアーク長が伸長して図示のように隣り合うアークブロック層４の間の間隙に押し込まれるようになる。この状態になると、高温のアーク熱により絶縁材で形成したアークブロック層４の表面からアブレーションガス５が溶発するようになる。

この場合にアブレーションガスはアーク熱を受けて高温，高圧ガスとなり、隣り合うアークブロック４の相互間隙を蓄圧空間として図示の矢印Ｇで表すようにアーク３に向け、噴流となって拡散する。これにより、アーク３はアブレーションガス５による反力を受けて負荷側導体２ａへの伝搬が抑えられるとともに、アーク３に吹きつけられるアブレーションガス５の冷却作用によりアークエネルギーも減衰して鎮静化される。

その結果、主回路母線２の電源側導体上に発生したアーク３が母線導体を伝わって負荷側導体２ａに接続された負荷側機器、あるいは負荷側導体２ａの引き出しコーナー部位に間隔を隔てて対峙する配電盤筐体の内壁面に伝搬するのを抑止して負荷側機器，盤筐体をアークから安全に保護できる。しかも、盤内に布設した主回路母線２には、特許文献１のようにアークを停滞位置に向けて誘導する補助導体、および該補助導体の先端と盤筐体の壁面との間に所要の絶縁距離を確保する必要なくなるので、配電盤筐体を小形，コンパクトに構成できる。

次に、本発明の請求項２に対応する実施例２の構成を図３，図４に基づいて説明する。この実施例２においては、閉鎖型配電盤１の盤内に布設した主回路母線の電源側導体２に被着したアークブロック層４が、先記の実施例１とは異なり次記のような位置に設けられている。

すなわち、アークブロック層４が、Ｒ，Ｓ，Ｔ各相に対応する電源側導体２から盤内の前方に引き出した負荷側導体２ａの引き出し部（導体の屈曲コーナー部）を包囲して閉鎖型配電盤１の内壁１ａに近い位置に設けている。

この構成におけるアーク３の移動制止，および鎮静効果は先述した原理と同様であるが、先記の実施例１と比べてアークブロック層４の位置を負荷側に寄せた分だけ短絡アークの制止保護範囲が拡大する。しかも、閉鎖配電盤１の内壁１ａ（筐体側壁）に接近して対峙する負荷側導体２ａの引き出しコーナー部分を絶縁材のアークブロック層４で覆うことで、主回路母線と盤筐体の内壁１ａとの間の絶縁距離を実施例１（図１参照）より更に短縮して盤の小型，コンパクト化が図れる。

１：閉鎖型配電盤
２：主回路母線
２ａ：負荷側導体
３：アーク
４：絶縁材により形成したアークブロック層
５：アブレーションガス

Claims (3)

1. 盤内に電源側から負荷側に給電する裸バー導体の主回路母線を布設した閉鎖型配電盤において、
   前記主回路母線の布設経路の一部に各相の母線ごとに、その母線導体を包囲して導体周面に絶縁材により形成したアークブロック層を被着することを特徴とする閉鎖型配電盤。
2. 請求項１に記載の閉鎖型配電盤において、前記アークブロック層を前記主回路母線の布設経路の負荷側の閉鎖型配電盤の内壁に近い位置に被着することを特徴とする閉鎖型配電盤。
3. 請求項１または２に記載の閉鎖型配電盤において、絶縁材により形成したアークブロック層がアーク熱を受けてアブレーションガスを発生する高分子樹脂材になることを特徴とする閉鎖型配電盤。

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