JP2014132804A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】津波の波力を受けにくい構造の架台を用いることで、強度の向上が図られたガス絶縁開閉装置を提供すること。
【解決手段】ガス絶縁開閉装置１は、絶縁ガスが密閉充填された圧力容器内に機器本体が収納されたガス絶縁機器３と、ガス絶縁機器３を下方から支持する円筒形状の架台２と、を備える。架台２を円筒形状とすることにより、波力を集中して受ける箇所がなく、波力が受け流される構造となっているので、強度の向上を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置に関する。

ガス絶縁開閉装置は、発変電所等に設けられ、ＳＦ_６（六フッ化硫黄）ガス等の絶縁ガスを密閉充填した圧力容器内に遮断器等の機器を配置して構成される。

特許文献１には、遮断器の圧力容器が架台により支持されたガス絶縁開閉装置が記載されている。

特開２００１−２５１７１１号公報

しかしながら、沿岸に近い場所に設置されたガス絶縁開閉装置は、地震時に発生した津波の波力により機器の破壊が発生し易いという問題があった。

特に、津波の波力は主に圧力容器を支持する架台にかかることが想定されるが、従来の架台（例えば、特許文献１参照）は、架台の脚部が専ら平面形状を組み合わせて構成されていることから、津波の波力を集中して受け易く、その結果倒壊するおそれがあり、強度上の課題があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたもので、津波の波力を受けにくい構造の架台を用いることで、強度の向上が図られたガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るガス絶縁開閉装置は、絶縁ガスが密閉充填された圧力容器内に機器本体が収納されたガス絶縁機器と、このガス絶縁機器を下方から支持する円筒形状または楕円筒形状の架台と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、架台を円筒形状または楕円筒形状とすることにより、津波の波力を受けにくい構造の架台とすることができ、強度の向上が図られたガス絶縁開閉装置を提供することができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置１の構成を示す斜視図である。 図２は、実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置１０の構成を示す斜視図である。 図３は、浸水前のガス絶縁開閉装置１０の正面図である。 図４は、浸水後のガス絶縁開閉装置１０の正面図である。 図５は、実施の形態３に係るガス絶縁開閉装置２０の構成を示す平面図である。 図６は、ガス絶縁開閉装置２０を構成する遮断器ユニット２１の側面図である。 図７は、実施の形態４に係るガス絶縁開閉装置３０の構成を示す斜視図である。 図８は、ガス絶縁開閉装置３０の平面図である。 図９は、実施の形態５に係るガス絶縁開閉装置４０の構成を示す平面図である。 図１０は、ガス絶縁開閉装置４０の側面図であり、詳細には、図９におけるＢ−Ｂ矢視図である。 図１１は、従来のガス絶縁開閉装置１００の構成を示す斜視図である。 図１２は、従来のガス絶縁開閉装置１１０の構成を示す斜視図である。 図１３は、ガス絶縁開閉装置１１０の平面図である。

以下に、本発明に係るガス絶縁開閉装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１の構成を示す斜視図である。図１に示すように、ガス絶縁開閉装置１は、ガス絶縁機器３と、ガス絶縁機器３を支持する円筒形状の架台２とを備えている。

ガス絶縁機器３は、ガス絶縁開閉装置１の構成機器の一つであり、例えば遮断器、断路器、または接地開閉器等である。ガス絶縁機器３は、金属製の圧力容器内にガス絶縁機器本体が収納され、圧力容器内にはＳＦ_６（六フッ化硫黄）ガス等の絶縁ガスが密閉充填されている。ガス絶縁機器３の圧力容器は例えば円筒形状である。また、図示例では、ガス絶縁機器３の圧力容器は、円筒の中心軸がガス絶縁開閉装置１の設置面に対して垂直となるように縦型として配置されている。

架台２は、円筒の中心軸がガス絶縁開閉装置１の設置面に対して垂直となるように立設されている。なお、架台２は、より一般に、中心軸に垂直な横断面の外形が円形状であればよい。架台２の上部は板状で平坦であり、架台２の上端面にガス絶縁機器３の圧力容器が載置されている。本実施の形態では、一つのガス絶縁機器３は例えば一台の円筒形状の架台２により支持されている。なお、図１では、ガス絶縁開閉装置１の構成の一部を示したものであり、他の構成機器（ガス絶縁機器）を支持する架台を同様に円筒形状とすることができる。

本実施の形態の作用効果について説明する。ガス絶縁開閉装置１が沿岸に近い場所（例えば、津波が到達する可能性のある陸側の沿岸域）に設置され、地震および津波が発生した場合を想定する。仮に津波がガス絶縁開閉装置１の設置面内に進入した場合には、津波の波力は架台２にかかることとなる。しかし、この場合でも、架台２は円筒形状であることから、波力を集中して受ける箇所がなく、波力が受け流される構造となっているので、架台２またはガス絶縁開閉装置１の倒壊が抑制される。

一方、図１１は、従来のガス絶縁開閉装置１００の構成を示す斜視図である。図１１に示すように、ガス絶縁開閉装置１００は、ガス絶縁機器１０２と、ガス絶縁機器１０２を支持する架台１０１とを備えている。ここで、架台１０１は、例えば四本の脚１０１ａを有し、各脚１０１ａは横断面がＬ形である。このように、脚１０１ａは外形が平面で構成されている。そのため、架台１０１は、津波の波力を脚１０１ａの平面で受けることとなり、波力が集中し易く、倒壊につながりやすい。

以上のように、本実施の形態によれば、架台２を円筒形状とすることにより、津波の波力を集中して受け易い部位を排除し、津波の波力を受けにくい構造とすることができ、強度の向上を図ることができる。

なお、本実施の形態では、架台２を円筒形状としたが、楕円筒形状としてもよく、より一般に、中心軸に垂直な横断面の外形が楕円形状とすることができる。

実施の形態２．
図２は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１０の構成を示す斜視図である。図２に示すように、ガス絶縁開閉装置１０は、横形の遮断器１２と、遮断器１２の上部に取り付けられた一対のブッシング１４と、遮断器１２と各ブッシング１４との間に設けられた計器用変流器１３と、遮断器１２を支持する一対の円筒形状の架台１１とを備えている。

遮断器１２は、円筒形状の圧力容器内に遮断部を収納し絶縁ガスを密閉充填してなり、軸線は例えば水平に配置されている。本実施の形態では、横形の遮断器１２を一対の円筒形状の架台１１で支持する構造を採用している。

架台１１は、円筒形状の外筒１１ａと、外筒１１ａ内側に嵌め込まれ上下に摺動可能な円筒形状の内筒１１ｂとを備えている。内筒１１ｂの上端部は、例えばボルト等により、遮断器１２の圧力容器に固定される。内筒１１ｂは、外筒１１ａから進出しまたは外筒１１ａに退入することで、架台１１の高さを調整する。なお、内筒１１ｂは、例えば油圧等を利用した高さ調整機構（図示せず）により駆動される。

次に、本実施の形態の作用効果について図３および図４を参照して説明する。図３は、浸水前のガス絶縁開閉装置１０の正面図、図４は、浸水後のガス絶縁開閉装置１０の正面図である。ガス絶縁開閉装置１０が沿岸に近い場所に設置され、地震および津波が発生した場合を想定する。仮に津波がガス絶縁開閉装置１０の設置面１５内に進入する場合において、浸水前（図３）の通常の状態では、架台１１の高さは外筒１１ａの高さで決まっている。すなわち、この場合は、内筒１１ｂは、外筒１１ａ内に完全に嵌入された状態で、架台１１の高さは最も低く調整され、ガス絶縁開閉装置１０は最も低層配置された状態にある。これに対し、浸水後（図４）は、内筒１１ｂが外筒１１ａから所定の長さ進出し、架台１１の高さが外筒１１ａの高さよりも高くなった状態となり、遮断器１２は図３の場合に比べてより高い位置に配置され、遮断器１２は波面１６よりも高い位置に設定される。

なお、高さ調整機構（図示せず）による内筒１１ｂの位置調整（架台１１の高さ調整）は、例えば水位検出センサ（図示せず）により検出された水位が予め設定された高さを超えたときに行うようにしてもよいし、水位に応じて段階的に行うようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、架台１１を円筒形状とすることにより、実施の形態１と同様の効果が得られることに加えて、架台１１を内筒１１ｂおよび外筒１１ａからなる内外の二重構造とし、浸水発生時には内筒１１ｂを上昇させることで、遮断器１２の高さを水位よりも高い位置に上昇させることができる。

したがって、本実施の形態によれば、津波あるいはその他の水害による機器の浸水を未然に防止することが可能になる。

なお、本実施の形態では、架台１１を円筒形状としたが、楕円筒形状としてもよい。すなわち、架台１１を楕円筒形状の内筒および外筒からなる構造のものとしてもよい。

実施の形態３．
図５は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置２０の構成を示す平面図である。図６は、ガス絶縁開閉装置２０を構成する遮断器ユニット２１の側面図であり、詳細には、図５におけるＡ−Ａ矢視図である。

ガス絶縁開閉装置２０は、複数個の遮断器ユニット２１をユニット配列方向に複数個配列して構成されている。図示例では、遮断器ユニット２１の個数は例えば６個である。これらの遮断器ユニット２１は、ユニット配列方向に延伸する主母線２９で互いに接続されている。

遮断器ユニット２１の詳細構成について説明する（図６）。遮断器ユニット２１は、縦形の遮断器２４と、遮断器２４の下部に配置された遮断器操作装置２３と、遮断器２４および遮断器操作装置２３を下方から支持する円筒形状の架台２２ａと、遮断器２４の一方の引出口に計器用変流器２６を介して接続された接地開閉器付の断路器２８と、遮断器２４の一方の引出口よりも低い位置で遮断器２４から引き出された他方の引出口に計器用変流器２５を介して接続された接地開閉器付の断路器２７と、接地開閉器付の断路器２７の下部に接続された主母線２９を下方から支持する円筒形状の架台２２ｂとを備えている。なお、接地開閉器付の断路器２７，２８はそれぞれ接地開閉器と断路器とが一体で構成されたものである。ただし、接地開閉器と断路器とを別体とする構成でもよい。

架台２２ａ，２２ｂは、実施の形態１の架台２または実施の形態の２の架台１１と同様の構造とすることができる。架台２２ａは、設置面１５上に配置されて主に遮断器２４を支持している。架台２２ｂは、設置面１５上に配置されて主に接地開閉器付の断路器２７を支持しているが、主母線２９の支持も分担している。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。図５に示すように、ガス絶縁開閉装置２０は沿岸に近い場所に設置され、地震および津波が発生した場合を想定する。津波の進行波は図中矢印の方向に表され、ガス絶縁開閉装置２０に向かって進行している。ガス絶縁開閉装置２０は、進行波と直交する方向が遮断器ユニット２１のユニット配列方向となるように配置構成されている。このような配置構成は、海岸線に対してユニット配列方向が略平行となるように遮断器ユニット２１を配列することで実現できる。ガス絶縁開閉装置２０は、その構成上、ユニット配列方向の外力に対するよりもユニット配列方向と直交する方向の外力に対する方が強度が高い。そこで、本実施の形態では、ガス絶縁開閉装置２０を図５のように配置している。

本実施の形態によれば、実施の形態１，２と同様の効果が得られることに加えて、遮断器ユニット２１のユニット配列方向を津波の進行方向と直交する方向とすることにより、津波の波力に対してより強度の高い配置とすることができ、津波による倒壊をより抑制することができる。

なお、遮断器ユニット２１の具体的な構成は図示例に限定されない。遮断器ユニット２１には、少なくとも遮断器を支持する円筒形状または楕円筒形状の架台が含まれ、ユニット配列方向が津波の進行方向と直交する方向であれば、津波に対してより強固な配置構成となり得る。

実施の形態４．
図７は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置３０の構成を示す斜視図、図８は、ガス絶縁開閉装置３０の平面図である。図７および図８に示すように、ガス絶縁開閉装置３０は、楕円筒形状の架台３１と、架台３１上に載置されて支持された楕円筒形状の圧力容器を有するガス絶縁機器３２とを備えている。

ガス絶縁機器３２は、ガス絶縁開閉装置３０の構成機器の一つであり、例えば遮断器、断路器、または接地開閉器等である。ガス絶縁機器３２は、金属製の圧力容器内にガス絶縁機器本体が収納され、圧力容器内にはＳＦ_６（六フッ化硫黄）ガス等の絶縁ガスが密閉充填されている。ガス絶縁機器３２の圧力容器は楕円筒形状であり、楕円筒の中心軸がガス絶縁開閉装置３０の設置面に対して垂直となるように縦型として配置されている。

架台３１は、楕円筒の中心軸がガス絶縁開閉装置３０の設置面に対して垂直となるように立設されている。つまり、ガス絶縁機器３２の圧力容器の中心軸は、架台３１の中心軸と平行である。なお、架台３１は、より一般に、中心軸に垂直な横断面の外形が楕円形状であればよい。架台３１の上部は板状で平坦であり、架台３１の上端面にガス絶縁機器３２の圧力容器が載置されている。

本実施の形態では、一つのガス絶縁機器３２は例えば一つの楕円筒形状の架台３１により支持されている。

また、本実施の形態では、架台３１の横断面の楕円形状の長軸と、ガス絶縁機器３２の圧力容器の横断面の楕円形状の長軸とが互いに平行になるように構成されている。

また、図８に示すように、ガス絶縁開閉装置３０は、ガス絶縁機器３２の圧力容器の横断面の楕円形状の長軸が津波の進行波の進行方向と平行になるように配置構成されており、架台３１の横断面の楕円形状の長軸も津波の進行波の進行方向と平行となっている。

本実施の形態の作用効果について説明する。図８に示すように、ガス絶縁開閉装置３０が沿岸に近い場所に設置され、地震および津波が発生した場合を想定する。仮に津波がガス絶縁開閉装置３０の設置面内に進入した場合には、津波の波力は架台３１にかかることとなる。しかし、この場合でも、架台３１は楕円筒形状であり、しかも楕円形状の長軸が津波の進行方向と平行となるので、津波の波力を受ける面積が縮小され、架台３１またはガス絶縁開閉装置３０の倒壊がより一層抑制される。

また、本実施の形態では、ガス絶縁機器３２の圧力容器の楕円形状の長軸もまた津波の進行方向と平行となるので、仮に津波の水位が架台３１の高さを超え、津波の波力がガス絶縁機器３２の圧力容器に及ぶこととなった場合でも、津波の波力を受ける面積が縮小されるので、架台３１またはガス絶縁開閉装置３０の倒壊がより一層抑制される。

一方、図１２は、従来のガス絶縁開閉装置１１０の構成を示す斜視図、図１３は、ガス絶縁開閉装置１１０の平面図である。図１２および図１３に示すように、ガス絶縁開閉装置１１０は、角形形状の架台１１１と、架台１１１上に載置されて支持された円筒形状の圧力容器を有するガス絶縁機器１１２とを備えている。このような構成では、架台１１１は、津波の波力を平面で受けることとなり、波力が集中し易く、倒壊につながりやすい。さらにまた、津波の水位が架台１１１の高さを超え、津波の波力がガス絶縁機器１１２の圧力容器に及ぶこととなった場合は、ガス絶縁機器３２の圧力容器の形状が円筒形状であることから、本実施の形態に比べると津波の波力の低減効果が幾分低くなる。

以上のように、本実施の形態によれば、架台３１を楕円筒形状とし、当該楕円の長軸を津波の進行方向と平行にすることにより、より一層津波の波力を受けにくい構造とすることができ、ガス絶縁開閉装置３０の倒壊の抑制につながる。

また、本実施の形態によれば、ガス絶縁機器３２の圧力容器の形状を楕円筒形状とし、当該楕円の長軸を津波の進行方向と平行にすることにより、仮に圧力容器が浸水した場合でも、津波の波力を受けにくい構造とすることができ、ガス絶縁開閉装置３０の倒壊の抑制につながる。

なお、本実施の形態において、架台３１、またはガス絶縁機器３２の圧力容器を円筒形状とすることもできる。

また、本実施の形態を実施の形態２に適用することもできる。この場合、例えば、図２の架台１１を楕円筒形状とし、架台１１の上部に載置するガス絶縁機器の圧力タンクを図７のように楕円筒形状とすればよい。

また、本実施の形態を実施の形態３に適用することもできる。この場合、例えば、図６の遮断器２４および接地開閉器付の断路器２７の各圧力容器を楕円形状とし、架台２２ａ，２２ｂも楕円形状とすることができる。

実施の形態５．
図９は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置４０の構成を示す平面図である。図１０は、ガス絶縁開閉装置４０の側面図であり、詳細には、図９におけるＢ−Ｂ矢視図である。

図９および図１０に示すように、ガス絶縁開閉装置４０は、設置面５０上に配置され、横型の遮断器４２と、遮断器４２を支持する円筒形状の架台４１ａ，４１ｂと、遮断器４２の軸方向の一端に配置された遮断器操作装置４３と、遮断器４２の軸方向の他端に配置された制御盤４４と、遮断器４２に接続され遮断器４２の側面下部に配置された接地開閉器付の断路器４５ａ，４５ｂと、断路器４５ａ，４５ｂの下部にそれぞれ接続され遮断器４２と直交する水平方向に延伸する主母線４７ａ，４７ｂと、主母線４７ａを介して主母線４７ａ上の断路器４５ａおよび遮断器４２等を支持する円筒形状の架台４９ａと、主母線４７ｂを介して主母線４７ｂ上の断路器４５ｂおよび遮断器４２等を支持する円筒形状の架台４９ｂとを備えている。なお、接地開閉器付の断路器４５ａ，４５ｂはそれぞれ接地開閉器と断路器とが一体で構成されたものである。ただし、接地開閉器と断路器とを別体とする構成でもよい。

本実施の形態では、最低層に主母線４７ａ，４７ｂを配置し、主母線４７ａ，４７ｂよりも高層にガス絶縁機器群を配置している。すなわち、接地開閉器付の断路器４５ａ，４５ｂ、遮断器４２は、主母線４７ａ，４７ｂよりも高層に配置されている。さらに、遮断器操作装置４３および制御盤４４も主母線４７ａ，４７ｂよりも高層に配置されている。なお、図示はしていないが、接地開閉器付の断路器４５ａ，４５ｂの操作装置も主母線４７ａ，４７ｂよりも高層に配置されている。

津波による浸水は低配置部位から発生するので、浸水による復旧に時間がかかる電気部品を有する機器（接地開閉器付の断路器４５ａ，４５ｂ、遮断器４２、遮断器操作装置４３、および制御盤４４）を高層配置とすることで、浸水による機器交換被害を最小限とすることができる。特に、遮断器操作装置４３等の開閉器の操作装置、ガス絶縁開閉装置４０を制御する制御盤４４は、浸水すると取替えを要する可能性が高いので、これらを最高層に配置することが好ましい。

本実施の形態のその他の作用効果は実施の形態１と同様である。また、本実施の形態は、実施の形態２〜４と組み合わせることもできる。

本発明は、沿岸に近い場所に設置されたガス絶縁開閉装置として有用である。

１，１０，２０，３０，４０，１００，１１０ ガス絶縁開閉装置、２，１１，２２ａ，２２ｂ，３１，４１ａ，４１ｂ，４９ａ，４９ｂ，１０１，１１１ 架台、３，３２，１０２，１１２ ガス絶縁機器、１１ａ 外筒、１１ｂ 内筒、１２，２４，４２ 遮断器、１３ 計器用変流器、１４ ブッシング、１５，５０ 設置面、１６ 波面、２１ 遮断器ユニット、２３，４３ 遮断器操作装置、２５，２６ 計器用変流器、２７，２８，４５ａ，４５ｂ 断路器、２９，４７ａ，４７ｂ 主母線、４４ 制御盤、１０１ａ 脚。

Claims (9)

1. 絶縁ガスが密閉充填された圧力容器内に機器本体が収納されたガス絶縁機器と、
   このガス絶縁機器を下方から支持する円筒形状または楕円筒形状の架台と、
   を備えることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 前記架台は、円筒形状または楕円筒形状の外筒と、この外筒の内側に嵌め込まれ前記外筒と同形状で前記外筒に対して上下に摺動可能で上端部が前記圧力容器に固定された内筒とを備え、
   前記架台の高さは、前記内筒を前記外筒から進出または退入させることで調整可能であることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
3. 前記架台は、通常時は、前記内筒が前記外筒内に完全に嵌入されて当該架台の高さが前記外筒の高さで決まっており、浸水時は、水面の高さが予め設定された高さを超えたときに、前記内筒が前記外筒から進出して当該架台の高さが上昇するものであることを特徴とする請求項２に記載のガス絶縁開閉装置。
4. 津波が到達する可能性のある陸側の沿岸域に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
5. 前記ガス絶縁機器は遮断器であり、
   前記遮断器を含む機器のユニットである遮断器ユニットがユニット配列方向に複数配列されており、
   前記複数の遮断器ユニットは前記ユニット配列方向に延伸する主母線により互いに接続されており、
   前記ユニット配列方向は、前記津波の進行方向と直交する方向となっていることを特徴とする請求項４に記載のガス絶縁開閉装置。
6. 前記圧力容器は、当該圧力容器の中心軸が前記架台の中心軸と平行な楕円筒形状であり、
   前記圧力容器の横断面の楕円形状の長軸は、前記津波の進行方向と平行であることを特徴とする請求項４に記載のガス絶縁開閉装置。
7. 前記架台は、楕円筒形状であり、
   前記架台の横断面の楕円形状の長軸は、前記津波の進行方向と平行であることを特徴とする請求項６に記載のガス絶縁開閉装置。
8. 前記ガス絶縁機器は、遮断器、断路器、または接地開閉器であり、
   前記ガス絶縁機器およびその操作装置よりも低層に、前記ガス絶縁機器に接続された主母線が配置されており、
   当該ガス絶縁開閉装置を制御する制御盤は前記主母線よりも高層に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
9. 前記ガス絶縁機器は一台の前記架台により支持されていることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。

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