JP2016010244A - コントロールセンタ - Google Patents

Abstract

【課題】電源分配器の負荷側主回路配線、または、制御回路配線のメンテナンス性の向上を図る。【解決手段】筐体に多列多段に収容された制御ユニット１２と、垂直母線１４と、垂直母線１４からの電力を制御ユニット１２に分配して供給する電力分配器１とを有するコントロールセンタであって、電源分配器１は、同一段にある複数の制御ユニット１４のグループ毎に設けられており、垂直母線１４と係合する母線係合手段３と、垂直母線１４からの電力を内蔵の分岐母線を経由して複数の制御ユニット１２の電源側に供給する複数の電源側主回路係合手段５と、制御ユニット１２の負荷側に接続される負荷側主回路係合手段６と、制御信号を供給する制御回路係合手段７とを有し、負荷側主回路係合手段６，制御回路係合手段７は、電源分配器１を実装した状態で、筐体の前面側から個別に着脱可能に設けられている。【選択図】図１

Description

この発明は、コントロールセンタに関するものであり、特に、複数の制御ユニットを収納するコントロールセンタにおいて、母線から受電した電力を、各制御ユニットに分配する電源分配器を備えたコントロールセンタに関するものである。

コントロールセンタは、電力用プラント等に使用されモータや照明等の設備機器と各々電線でつながれ、各設備機器に電力を配電するとともに設備機器を制御するものである。このため、コントロールセンタは、各設備機器と各々電線でつながる制御ユニットと、この制御ユニットに電力を供給する母線とが収納されている。母線から受電した電力は、コントロールセンタ内に配置された電源分配器を介して各御ユニットに分配される。

電源分配器を備えた従来のコントロールセンタとしては、例えば、図４に示すような構成が知られている。図４において、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂから見た側面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃから見た平面図である。
図に示すように、コントロールセンタの筐体３１の前面側のユニット室３２に、複数の制御ユニット３３が収容されている。図の場合は、一例として４列６段の場合を示している。背面側に母線室３４があり、垂直に伸びる３相４極の垂直母線３５が収容されている。この母線室３４とユニット室３２の間に、電源分配器３６が配設されている。電源分配器３６は、各段に収納された複数の制御ユニット３３に対して１個が設けられおり、図の場合であれば６段なので６個が用意されている。
ユニット室３２の横は、制御ユニット３３から外部の設備機器に伸びる図示しない配線が収容される配線室３７となっている。
制御ユニット３３の内部には、遮断装置、電磁開閉器（いずれも図示せず）等が搭載されている。そして、制御ユニット３３の前面には、遮断装置のオン／オフを切り換える操作ハンドル３８が設けられている。

電源分配器３６の電源側主回路部は、垂直母線３５と接続するための接触子を用いた母線係合手段３９と、母線係合手段３９に接続されて母線側からの電力を各制御ユニット３３に分配する分岐導体（図示せず）と、この分岐導体からの電力を制御ユニット３３に供給するための電源側主回路係合手段４０を備えている。
また、電源分配器３６の負荷側は、各制御ユニット３６から外部負荷へ出力するための負荷側主回路係合手段４１を備えている。負荷側の回路は外部配線に接続され、電力を外部負荷である各設備機器に供給するようになっている。
さらに、制御ユニット３３へ制御信号を供給する制御回路係合手段４２を備えている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４０４６６８８号公報（請求項５、図１−４）

特許文献１に示すような従来のコントロールセンタでは、電源分配器３６は、同一高さにある制御ユニット３３の数に応じ、電源側主回路係合手段４０と負荷側主回路係合手段４０と制御回路係合手段４２とが、電源分配器３６の内部に複数個設けられている。電源分配器３６をコントロールセンタに実装した状態では、主回路および制御回路の係合手段は、各々個別に脱着することができない。
そのため、例えば、負荷側主回路または制御回路の配線の保守点検やメンテナンス作業、あるいは制御ユニットの交換や更新にともなう改造作業を実施するには、同一高さの制御ユニットを全て抜去した後に、電源分配器をコントロールセンタから抜去し、電源分配器を分解する必要があった。

また、電源分配器をコントロールセンタから抜去する場合は、電源分配器に接続されている負荷側の外部配線を全て解線する必要がある。再びコントロールセンタを使用可能な状態に復旧するには、電源分配器を実装した後に、外部負荷側配線を接続し、抜去した制御ユニットを元の位置に挿入する必要があり、かつ組立および配線作業にともなう検査が必要であるため、時間と手間の掛かる作業となる。さらに配線経路によっては、作業対象以外の配線もやり直す必要があり、本来不要である配線作業と検査を強いられるという問題があった。

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あり、電源分配器の負荷側主回路配線および制御回路配線のメンテナンス性の向上と、メンテナンス作業や改造作業時の作業時間の短縮および作業対象範囲の縮小を目的とするものである。

この発明に係るコントロールセンタは、筐体の前面側に引出可能な制御ユニットを多列多段に収容し、背面側に垂直母線を配置し、制御ユニットと垂直母線との間に垂直母線から制御ユニットのそれぞれへ電力を分配する電源分配器を備えたコントロールセンタであって、電源分配器は、同一段にある複数の制御ユニットのグループ毎に設けられて、垂直母線と係合する母線係合手段と、母線係合手段で受電した電力を複数の制御ユニットに分配する分岐母線と、複数の制御ユニットの電源側に接続されて、分配された電力を複数の制御ユニットへ供給する複数の電源側主回路係合手段と、複数の制御ユニットの負荷側に接続される複数の負荷側主回路係合手段と、複数の制御ユニットに制御信号を供給する複数の制御回路係合手段とを有し、負荷側主回路係合手段は、電源分配器を実装した状態で、筐体の前面側から個別に着脱可能に設けられているものである。

また、上記と同様の構成であって、負荷側主回路係合手段の着脱構造に替えて、制御回路係合手段は、電源分配器を実装した状態で、筐体の前面側から個別に着脱可能に設けられているものである。

この発明のコントロールセンタによれば、電源分配器に設けた負荷側主回路係合手段を、電源分配器を実装した状態で、筐体の前面側から個別に着脱可能に設けたので、電源分配器の負荷側主回路のメンテナンス作業や改造作業を実施する場合は、その作業の対象となる制御ユニットのみを抜去すれば、同一高さに収納されている他の制御ユニットを挿入した状態で、且つ、負荷側回路の外部配線を結線したままの状態で、筐体の前面側から当該作業を実施することができる。これにより、作業対象範囲を縮小でき、メンテナンス性の向上と作業時間の短縮を図ることが可能となる。

また、制御回路係合手段を、電源分配器を実装した状態で、筐体の前面側から個別に着脱可能に設けたので、電源分配器の制御回路のメンテナンス作業や改造作業を実施する場合は、その作業の対象となる制御ユニットのみを抜去すれば、同一高さに収納されている他の制御ユニットを挿入した状態で、且つ、制御回路の外部配線を結線したままの状態で、筐体の前面側から当該作業を実施することができる。

この発明の実施の形態１によるコントロールセンタの電源分配器の部分を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１によるコントロールセンタの電源分配器とコントロールセンタ本体と制御ユニットの関係を示す図で、上面から見た模式図である。 この発明の実施の形態１によるコントロールセンタの電源分配器の部分の他の例を示す斜視図である。 従来のコントロールセンタの正面図と側面断面図および平面断面図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるコントロールセンタに用いられる電源分配器を示す斜視図である。また、図２は、実施の形態１によるコントロールセンタの電源分配器とコントロールセンタ本体と制御ユニットの関係を説明するための、上面から見た模式図であり、図４の（ｃ）に相当する部部分を示している。
コントロールセンタの全体図は、背景技術の項で説明した図４と同等なので、図示および説明は省略する。
本願発明は、コントロールセンタの内の、特に電源分配器の構造に特徴を有するので、以下では電源分配器を中心に説明する。

図１に示すように、コントロールセンタに実装される電源分配器１は、電源分配器筐体２に、後述する垂直母線１４に接続される母線係合手段３と、分岐母線（図示せず）が収容される分岐母線ケース４と、電源側主回路係合手段５と、負荷側主回路係合手段６と、制御回路係合手段７を備えている。
図２の平面から見た模式図も参照しながら、各部をさらに詳しく説明する。
図２に示すように、コントロールセンタは、コントロールセンタ筐体１０を平面から見てその前面側（図の下部側）がユニット室１１となっており、ここに複数の制御ユニット１２が収容されている。制御ユニット１２は、図４（ａ）で説明したように、多列多段に整然と配置されており、図２の場合では１段につき４個の制御ユニット１２が配置された場合を示している。

コントロールセンタの背面側は、コントロールセンタ筐体１０の高さ方向全体にわたって母線室１３となっており、垂直母線１４が上下方向に延設されている。垂直母線１４は、３相４極からなり、Ｌ字状またはＩ字状の断面をしており、電源分配器１のグリップ状をした母線係合手段３に嵌合されて接続されるようになっている。
母線室１３と制御ユニット１２が収容されるユニット室１１との間に図１の電源分配器１が配設されている。電源分配器１は、図２中に網掛けで示す部分であり、１つの段に収容された複数の制御ユニット１２のグループに対して１個の電源分配器１が配設されている。図の場合では、電源分配器１は４個の制御ユニット１２に対応し、制御ユニット１２の段数分だけ備わっている。
制御ユニット１２の右横は配線室１５であり、制御ユニット１２から外部の設備機器に伸びる図示しない配線や制御配線が収容される。

図１に戻り、電源分配器１をさらに詳しく説明する。
母線係合手段３から受電される３相の電力を各制御ユニット１２に分配するために、電源分配器１の分岐母線ケース４の中には、３相４極の母線係合手段３から分岐して、各制御ユニット１２に対応する４カ所の電源側主回路係合手段５へ分配するための分岐母線が収容されているが、図には現れていない。
電源分配器筐体２の上部および下部の前面側には、端部がＬ字状に折り曲げられてフランジが形成され、下部のフランジの４カ所に負荷側主回路係合手段６が、取付ねじ８によって、着脱可能に取り付けられている。また、正面側から見て左端と、負荷側主回路係合手段６の間の箇所において、上下のフランジに掛け渡して、制御回路係合手段７が取付ねじ９によって着脱可能に取り付けられている。

制御ユニット１２は、図２に示すように、その裏面側に、電源分配器１の電源側主回路係合手段５と係合する電源側主回路コネクタ（図示せず）と、負荷側主回路係合手段６と係合する負荷側主回路コネクタ１６と、制御回路係合手段７と係合する制御回路コネクタ１７を備えている。各係合手段部で着脱可能となっており、各制御ユニット１２は単体で前面側に引出可能になっている。図２の一番右側の制御ユニット１２は、前面側に引き出した状態を示している。

この電源分配器１をコントロールセンタ本体に実装した状態で、母線係合手段３を介して本体内部の垂直母線１４より電力を受電し、分岐母線ケース４の内部に配置された図示しない分岐母線により分配された電力が、電源側主回路係合手段５，電源側主回路コネクタ（図示せず）を介して各制御ユニット１２に供給される。
そして、各制御ユニット１２の負荷側主回路コネクタ１６と係合する負荷側主回路係合手段６を介し、各制御ユニット１２からそれに対応する外部の各負荷設備へ電力が供給される。
また、制御ユニット１２の制御回路コネクタ１７と電源分配器１の制御回路係合手段７とを接続することで、各制御ユニット１２の制御回路を外部の機器または別の制御ユニット１２あるいは各種計器類に接続し、各制御ユニット１２の情報および信号を外部に出力し、また外部からの情報および信号を入力し各制御ユニット１２を制御することができるようになっている。

本願発明の特徴部は、負荷側主回路係合手段６と制御回路係合手段７を、取り付けねじ８，９によって電源分配器筐体２に着脱可能に取り付けた点である。
コントロールセンタの正面側から、取付ねじ８を取り外すことにより、負荷側主回路係合手段６を正面側からのみの作業で電源分配器筐体２に脱着可能な構造を有しており、同様に、取付ねじ９を取り外すことにより、制御回路係合手段７を正面側からのみの作業で電源分配器筐体２に脱着が可能な構造としている。
このような構造を容易にするために、各係合手段は、電源分配器１の前面側に分散配置した。

この構造により、任意の位置の負荷側主回路係合手段６は、当該位置に収納されている制御ユニット１２のみを抜去することで、コントロールセンタの前面側から脱着できる。
また、同様に、任意の位置の制御回路係合手段７も、当該位置に収納されている制御ユニット１２のみを抜去することで、コントロールセンタの前面側から脱着できる。
このため、任意の制御ユニット１２に接続される電源分配器１の、制御回路のメンテナンス作業や改造作業を実施する場合でも、当該作業を実施する制御ユニット１２と同じ段つまり同一の高さに収納された、それ以外の制御ユニット１２の抜去が不要で、かつ、当然ながら電源分配器１をコントロールセンタ筐体１０より取り外すことなく、当該作業を実施することが可能となる。

したがって、メンテナンス作業や改造作業に費やす時間が削減でき、さらに従来の図４のような構成では、電源分配器および同一高さに収納された全ての制御ユニットを、抜去するために、制御ユニット１２に接続されている負荷設備を停止する必要があったが、本願発明では、電源分配器１および、メンテナンス対象以外の制御ユニット１２を抜去する必要がないため、制御ユニット１２に接続されている負荷設備を停止せずに、メンテナンス作業や改造作業を実施することができる。

なお、電源分配器１の電源側主回路係合手段５は、着脱構造の対象外とした。これは、電源側主回路係合手段５は、垂直母線１４から分岐母線（図示せず）を介して全ての電源側主回路係合手段５に接続されて電力が供給されるので、給電状態で単独にいずれかの電源側主回路係合手段５のメンテナンス作業をすることができないためである。

次に、電源分配器の変形例について説明する。
図３は、コントロールセンタの電源分配器の部分の他の例を示す斜視図である。コントロールセンタの全体の構成は図２と同じであり、電源分配器１の部分も基本的には図１と同じなので、同じ部分は同一符号で示し、相違点を中心に説明する。
図３に示すように、負荷側主回路係合手段６は、主回路側取付金具１８を介して電源分配器筐体２に取り付けられている。主回路側取付金具１８は、取付ボルト１９により電源分配器筐体２の底面に取り付けられ、負荷側主回路係合手段６は取付ねじ８によって主回路側取付金具１８に取り付けられている。
同様に、制御回路側は、まず制御側取付金具２０が電源分配器筐体２の上下部に取付ボルト２１で取り付けられ、それに制御回路係合手段７が取付ねじ９によって取り付けられている。

図２で説明したように、この電源分配器１を，コントロールセンタ筐体１０に実装し、前方のユニット室１１に制御ユニット１２を収容し、各係合手段部を接続し配線してコントロールセンタを組み上げた状態で、垂直母線１４から電力を受電し、分岐母線ケース４の内部に収納された分岐母線により各制御ユニット１２に電力を分配・供給し、負荷側主回路係合手段６を経由して各負荷に電力を供給する。

図３のような電源分配器１の構成の採用により、負荷側主回路係合手段６は、取付ねじ８を取り外すことにより、コントロールセンタの前面側からのみの作業で着脱できる。また、主回路側取付金具１８は、取付ボルト１９を緩めることにより、コントロールセンタの前面側からの作業で着脱できる。
同様に、制御回路係合手段７は、取付ねじ９を取り外すことによりコントロールセンタの前面側からのみの作業で着脱でき、制御側取付金具２０は、取付ボルト２１を緩めることにより、コントロールセンタの前面側からの作業で着脱できる。
したがって、図１と同様の効果に加え、例えば、制御ユニット１２に接続された外部設備の仕様変更等で、負荷側主回路係合手段６や制御回路係合手段７の形状寸法が変わった場合でも、それらの取付金具毎と取り替えることで対応が可能となる。

なお、これまでの説明では、負荷側主回路係合手段６と制御回路係合手段７の両方を、コントロールセンタの前面側から着脱可能としたが、すくなくとも一方が前面側からの作業のみで脱着可能な構造としても良い。
この場合でも、着脱可能とした係合手段の部分は、メンテナンスが容易となり、メンテナンス作業や改造作業に費やす時間が削減できる。
また、図１と図３を組み合わせて、負荷側主回路係合手段６または制御回路係合手段７のいずれかを、取付金具を用いて取り付ける構成でも良い。

以上のように、実施の形態１のコントロールセンタによれば、筐体の前面側に引出可能な制御ユニットを多列多段に収容し、背面側に垂直母線を配置し、制御ユニットと垂直母線との間に垂直母線から制御ユニットのそれぞれへ電力を分配する電源分配器を備えたコントロールセンタであって、電源分配器は、同一段にある複数の制御ユニットのグループ毎に設けられて、垂直母線と係合する母線係合手段と、母線係合手段で受電した電力を複数の制御ユニットに分配する分岐母線と、複数の制御ユニットの電源側に接続されて、分配された電力を複数の制御ユニットへ供給する複数の電源側主回路係合手段と、複数の制御ユニットの負荷側に接続される複数の負荷側主回路係合手段と、複数の制御ユニットに制御信号を供給する複数の制御回路係合手段とを有し、負荷側主回路係合手段は、電源分
配器を実装した状態で、筐体の前面側から個別に着脱可能に設けられているので、電源分配器の負荷側主回路のメンテナンス作業や改造作業を実施する場合は、その作業の対象となる制御ユニットのみを抜去すれば、同一高さに収納されている他の制御ユニットを挿入した状態で、且つ、負荷側回路の外部配線を結線したままの状態で、筐体の前面側から当該作業を実施することができる。これにより、作業対象範囲を縮小でき、メンテナンス性の向上と作業時間の短縮を図ることが可能となる。

また、上記とほぼ同様に構成された電源分配器を有するコントロールセンタであって、負荷側主回路係合手段に替えて制御回路係合手段を、電源分配器を実装した状態で、筐体の前面側から個別に着脱可能に設けたので、電源分配器の制御回路のメンテナンス作業や改造作業を実施する場合は、その作業の対象となる制御ユニットのみを抜去すれば、同一高さに収納されている他の制御ユニットを挿入した状態で、且つ、制御回路の外部配線を結線したままの状態で、筐体の前面側から当該作業を実施することができる。これにより、作業対象範囲の縮小でき、メンテナンス性の向上と作業時間の短縮を図ることが可能となる。

なお、本願発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変更、省略することが可能である。

１ 電源分配器、２ 電源分配器筐体、３ 母線係合手段、４ 分岐母線ケース、５ 電源側主回路係合手段、６ 負荷側主回路係合手段、７ 制御回路係合手段、８，９ 取付ねじ、１０ コントロールセンタ筐体、１１ ユニット室、１２ 制御ユニット、１３ 母線室、１４ 垂直母線、１５ 配線室、１６ 負荷側主回路コネクタ、１７ 制御回路コネクタ、１８ 主回路側取付金具、１９取付ボルト、２０ 制御側取付金具、２１ 取付ボルト。

Claims (2)

1. 筐体の前面側に引出可能な制御ユニットを多列多段に収容し、背面側に垂直母線を配置し、前記制御ユニットと前記垂直母線との間に前記垂直母線から前記制御ユニットのそれぞれへ電力を分配する電源分配器を備えたコントロールセンタであって、
   前記電源分配器は、同一段にある複数の制御ユニットのグループ毎に設けられて、
   前記垂直母線と係合する母線係合手段と、
   前記母線係合手段で受電した電力を前記複数の制御ユニットに分配する分岐母線と、
   前記複数の制御ユニットの電源側に接続されて、分配された電力を前記複数の制御ユニットへ供給する複数の電源側主回路係合手段と、
   前記複数の制御ユニットの負荷側に接続される複数の負荷側主回路係合手段と、
   前記複数の制御ユニットに制御信号を供給する複数の制御回路係合手段とを有し、
   前記負荷側主回路係合手段は、前記電源分配器を実装した状態で、前記筐体の前面側から個別に着脱可能に設けられていることを特徴とするコントロールセンタ。
2. 筐体の前面側に引出可能な制御ユニットを多列多段に収容し、背面側に垂直母線を配置し、前記制御ユニットと前記垂直母線との間に前記垂直母線から前記制御ユニットのそれぞれへ電力を分配する電源分配器を備えたコントロールセンタであって、
   前記電源分配器は、同一段にある複数の制御ユニットのグループ毎に設けられて、
   前記垂直母線と係合する母線係合手段と、
   前記母線係合手段で受電した電力を前記複数の制御ユニットに分配する分岐母線と、
   前記複数の制御ユニットの電源側に接続されて、分配された電力を前記複数の制御ユニットへ供給する複数の電源側主回路係合手段と、
   前記複数の制御ユニットの負荷側に接続される複数の負荷側主回路係合手段と、
   前記複数の制御ユニットに制御信号を供給する複数の制御回路係合手段とを有し、
   前記制御回路係合手段は、前記電源分配器を実装した状態で、前記筐体の前面側から個別に着脱可能に設けられていることを特徴とするコントロールセンタ。