JP2017143637A - スイッチギヤ及びスイッチギヤの組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】密閉容器に対する電力機器の組立作業性を向上すること。
【解決手段】受電装置は、電力機器と、電力機器を収容する密閉容器と、密閉容器内に立設された内部架台６０を有している。内部架台６０には、密閉容器に収容された電力機器（断路器１５、接地開閉器１６、補助トランス１８）が取着されている。密閉容器は、上面に内部架台６０が取着された底板４１と、矩形筒状に形成された胴部と、胴部の上部開口を閉塞する天井板とを有し、胴部は下端の開口部から内部架台６０に被せた状態で底板４１に取着されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、スイッチギヤ及びスイッチギヤの組立方法に関する。

例えば道路照明の受変電設備等に用いられるスイッチギヤは、粉塵や湿気による汚損・結露から電力機器をより確実に保護できる高い耐環境性が求められる。このようなスイッチギヤは、外殻筐体内に密閉容器を備え、その密閉容器内に高圧充電部の露出防止と汚損・結露からの保護対象となっている電力機器を収容し、外部環境から遮断する（例えば特許文献１参照）。

図６に示すように、密閉容器１００は、平面視略長方形状の底板１０１と、底板１０１の上面に溶接された矩形筒状の胴部１０２と、胴部１０２の上端に固定された天井板１０３とを有している。密閉容器１００の胴部１０２（たとえば、正面の側板）には、胴部１０２に形成されたハンドホール１０４を閉止するカバー１０５が固定されている。電力機器は、天井板１０３を外した状態で、胴部１０２内の上方から挿入される。作業者は、ハンドホール１０４を介して、電力機器を胴部１０２の内面に固定された金具１０６（図では１つのみ示す）に固定する。

特開２０１３−５１７８２号公報

ところで、上記のような密閉容器１００では、電力機器の固定を、ハンドホール１０４を介して行わなければならないため、無理な姿勢となり、組立作業性が悪いという問題がある。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、密閉容器に収容する電力機器の組み付け作業性を向上することにある。

上記課題を解決するスイッチギヤは、電力機器と、前記電力機器を収容する密閉容器と、前記密閉容器内に立設され、前記電力機器が取着された内部架台と、を有し、前記密閉容器は、上面に前記内部架台が取着された底板と、矩形筒状に形成された胴部と、前記胴部の上部開口を閉塞する天井板と、を有し、前記胴部は下端の開口部から前記内部架台に被せた状態で前記底板に取着されたものである。

この構成によれば、電力機器は、密閉容器の胴部及び天井板の無いオープン状態で内部架台に取り付けられる。このため、組立作業性を向上することができる。
上記のスイッチギヤにおいて、前記電力機器は、少なくとも主変圧器と補助変圧器と断路器と接地開閉器とを含み、前記主変圧器は前記密閉容器の底板に取着され、前記補助変圧器と前記断路器と前記接地開閉器は前記内部架台に取着されたことが好ましい。

この構成によれば、主変圧器は、底板に固定されている。したがって、重量のある主変圧器の位置を安定させることができる。
上記課題を解決するスイッチギヤの組立方法は、密閉容器に電力機器を収容してなるスイッチギヤの組立方法であって、前記密閉容器は、矩形状の底板と、前記底板に取着された矩形筒状の胴部と、前記胴部の上部開口を閉塞する矩形状の天井板と、を有し、前記底板に内部架台を立設する工程と、前記内部架台に前記電力機器を取着する工程と、前記内部架台に前記胴部を被せて前記胴部を前記底板に取着する工程と、前記胴部の上部の開口部を前記天井板により閉塞する工程と、を有する。

この構成によれば、電力機器は、密閉容器の胴部及び天井板の無いオープン状態で内部架台に取り付けられる。このため、組立作業性を向上することができる。
上記のスイッチギヤの組立方法は、前記底板に前記電力機器に含まれる主変圧器を固定した後、前記内部架台を前記底板に立設することが好ましい。

この構成によれば、内部架台が邪魔になることなく、重量のある主変圧器を容易に固定することができる。

本発明のスイッチギヤ及びスイッチギヤの組立方法によれば、密閉容器に対する電力機器の組立作業性を向上することができる。

一実施形態の受電盤の概略構成を示す正面図である。 受電盤の電気的構成を示す回路図である。 （ａ）は受電装置の正面図、（ｂ）は受電装置の側面図、（ｃ）は底板と側面部の正面盤との接続を説明する断面図である。 （ａ）は受電装置の内部構成を示す正面図、（ｂ）は受電装置の内部構成を示す側面図、（ｃ）は内部架台の上面図である。 （ａ）〜（ｃ）は受電装置の組立工程を示す説明図である。 従来の密閉容器の概略を示す正面図である。

以下、一実施形態を説明する。
なお、添付図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、または別の図面中のものと異なる場合がある。

図１に示す受電盤１０は、たとえば道路照明の受変電設備等に用いられ、路側や高架下に設置される。このような受電盤１０は、粉塵による汚損や湿気による結露等から電力機器を保護する高い耐環境性を有している。

受電盤１０の外側筐体１１は、少なくとも前面（正面）全体が開口する筐体本体１１ａと、筐体本体１１ａの開口に対して左右それぞれに開閉可能な一対の扉体１１ｂとを備え、扉体１１ｂを開けることで作業者等が内部設備を確認・操作可能である。筐体本体１１ａ内においては、正面視で右端から左に向けて３／４程の範囲で受電装置１２が組み込まれ、左端から右に向けて１／４程の範囲で低圧盤１３が組み込まれている。受電装置１２には、高圧充電部の露出防止や汚損・結露から電力機器を保護するための密閉容器（密閉タンク）１４が用いられる。

本実施形態の受電盤１０内に収容された電力機器は、たとえば断路器１５、接地開閉器１６、主トランス１７、補助トランス１８、遮断器１９、リレー用変流器２０ａ、計測用変流器２０ｂを含む。断路器１５、接地開閉器１６、主トランス１７、及び補助トランス１８等は、汚損・結露からの保護対象であり、密閉容器１４に収容されている。遮断器１９、リレー用変流器２０ａ、及び計測用変流器２０ｂは、低圧盤１３に設置されている。

密閉容器１４は、内部湿度が規定湿度以下、例えば２０℃で湿度が１５％以下となるようにドライエア（窒素ガス、窒素と酸素の混合ガス等でも可）の封入がなされている。ドライエアは、極めて低湿度で、露点温度が例えば−６０℃のものが用いられる。

密閉容器１４の前面下縁側中央部には、ガス導入用の入力弁２１が備えられている。入力弁２１は、レバー２１ａの操作により手動開閉が可能である。密閉容器１４の前面上縁側の中央部及び両側部の３箇所には、ガス放出用の出力弁２３がそれぞれ備えられている。各出力弁２３は、入力弁２１と同様の構成のものであり、レバー２３ａの操作により手動開閉が可能である。

図２は、電力機器の結線態様の一例を示す。電力系統に接続される母線に対して断路器１５と接地開閉器１６とが並列に接続されており、接地開閉器１６の後段側電路は密閉容器１４を出て接地されている。断路器１５の後段には、主トランス１７と補助トランス１８とが並列に接続されている。補助トランス１８の後段側電路は密閉容器１４を出て所定設備に接続されている。主トランス１７の後段側電路は、密閉容器１４を出て低圧盤１３側に延び、低圧盤１３上で遮断器１９に接続されている。そして、遮断器１９の後段には、リレー用変流器２０ａ、計測用変流器２０ｂが接続されている。

図３（ａ）に示すように、受電装置１２の密閉容器１４は、支持台３１の上に固定されている。
図３（ｂ）に示すように、密閉容器１４は、底板４１、胴部４２、天井板４５を有している。底板４１は、略矩形状（長方形状）の平板状に形成され、支持台３１に固定されている。胴部４２は上面視矩形（長方形）の筒状に形成されている。底板４１に固定されている。天井板４５は、略矩形状（長方形状）の平板状に形成され、胴部４２の上端に固定されている。

胴部４２は、正面板４３と、その正面板４３の背面に固定され、上面視コ字状の側面部４４とを有している。正面板４３と側面部４４の端部はたとえば溶接により接合されている。側面部４４の上端及び下端のそれぞれには、外側に延びるフランジ部４４ａ，４４ｂが形成されている。そして、側面部４４は、下端のフランジ部４４ｂにおいて固定部材５１（たとえば固定ボルト及び固定ナット）により底板４１に固定されている。同様に、天井板４５は、側面部４４上端のフランジ部４４ａにおいて固定部材５２により側面部４４に固定されている。

図３（ｃ）に示すように、正面板４３の内側面４３ａには、その下端に沿って延びる取付板４３ｂがたとえば溶接により固定されている。取付板４３ｂの下面には、複数の取付ボルト５３ａが垂設されている。底板４１の前端には、貫通孔４１ａが形成されている。取付ボルト５３ａが貫通孔４１ａに挿入され、その取付ボルト５３ａに底板４１の下面側からナット５３ｂが螺着される。これにより、正面板４３が底板４１に固定される。なお、図示しないが、正面板４３の内側面の上端には取付板が固定され、その取付板には取付ボルトが立設されている。そして、天井板４５には取付ボルトが挿通される貫通孔が形成され、貫通孔に挿通した取付ボルトにナットを螺入して正面板４３に天井板４５が固定される。

なお、正面板４３の取付板４３ｂと図３（ｂ）に示す側面部４４のフランジ部４４ａ，４４ｂは、平面視枠状をなす。そして、取付板４３ｂ及びフランジ部４４ａ，４４ｂと底板４１、天井板４５との間にシール材（図示略）が介在され、密閉容器１４の内部を気密封止している。

密閉容器１４の外側面には補強部材４６が取着されている。本実施形態において、図３（ａ）に示すように、正面板４３に複数（図では２個）の補強部材４６が取着されている。また、図３（ｂ）に示すように、側面部４４の各外側面にそれぞれ複数（図では３個）の補強部材４６が取着され、天井板４５の上面に１個の補強部材４６が取着されている。補強部材４６は、たとえば金属板材を用いてコ字状で長尺状に形成されており、密閉容器１４の外側面に適宜設けられる取付ボルトに対して螺入された取付ナットにより取着される。

図４（ａ）〜図４（ｃ）は、図３（ａ），図３（ｂ）に示す密閉容器１４の内部構成の概略を示す。
図４（ａ）に示すように、底板４１の上面には、主トランス１７が固定されている。主トランス１７は、上部に取り付けられたアイボルト１７ａによって吊り下げられ、底板４１の上に載置される。そして、図示しない固定ボルトにより底板４１に固定されている。

また、底板４１の上面には、内部架台６０が立設されている。内部架台６０は、たとえば底板４１に取着された取付ボルトに対して螺入された取付ナットにより底板４１に固定される。

内部架台６０は、複数のフレーム６１と碍子取着板６２とを組み合わせて棚状に形成されている。フレーム６１は、たとえば断面Ｌ字状に形成され、溶接やボルトにより互いに組み合わされる。

内部架台６０には、主トランス１７を除く電力機器が取着されている。図４（ａ）には、内部架台６０に取着された断路器１５及び接地開閉器１６と補助トランス１８とを示す。内部架台６０は、取着される電力機器に応じて形状が変更される。つまり、内部架台６０により、取着する電力機器の種類や配置位置を容易に変更することが可能となる。そして、電力機器を内部架台６０に取着することにより、電力機器の種類や配置位置の変更に対して密閉容器１４を変更する手間が無くなる。

また、図４（ｃ）に示すように、内部架台６０は、複数の碍子取着板６２を有している。碍子取着板６２には、複数の取付孔６２ａが形成されている。そして、碍子取着板６２には、取付孔６２ａによって複数の碍子６３が取着されている。碍子６３には、電力機器を電気的に接続する配線ケーブル（図示略）が固定される。碍子取着板６２の取付孔６２ａは、碍子６３の任意の位置の取付を可能とする。これにより、電力機器の種類や取着位置に応じて碍子６３の位置を変更し、配線ケーブルを的確に固定することが可能となる。

また、内部架台６０には、固定部６４ａ，６４ｂが設けられている。固定部６４ａは、図３（ｂ）に示す密閉容器１４の胴部４２を内部架台６０に被せた状態で、胴部４２を構成する正面板４３の内側面に固定される。正面板４３の内側面には図示しない固定ボルト（スタッドボルト）が取着されており、その固定ボルトが固定部６４ａのスリットに挿入される。そして、固定ボルトに固定ナットを螺合し、固定部６４ａを胴部４２（正面板４３）に固定する。同様に、固定部６４ｂは、図３（ｂ）に示す密閉容器１４の胴部４２を内部架台６０に被せた状態で、胴部４２を構成する側面部４４の内側面に固定される。なお、図４（ｃ）では、固定部６４ａが省略されている。

次に、上記の受電装置１２の組立工程を説明する。
図５（ａ）に示すように、先ず、底板４１に主トランス１７を固定する。主トランス１７は、重量があるため、主トランス１７に固定したアイボルト１７ａによって吊り下げられ、底板４１上に配置される。このとき、図３（ａ）に示す密閉容器１４の正面板４３等は、底板４１に固定されていない。したがって、底板４１に載せるだけ主トランス１７をつり上げればよく、作業時間が短縮される。たとえば、図６に示す密閉容器１４の場合、主トランス１７を密閉容器１４の上方までつり上げなければならず、時間がかかる。これに対し、本実施形態では、主トランス１７をつり上げる高さが従来例よりも低いため、作業時間が短い。

図５（ｂ）に示すように、底板４１に内部架台６０を固定する。
次に、内部架台６０に、電力機器（図では補助トランス１８と断路器１５及び接地開閉器１６）を取着する。そして、内部架台６０の碍子取着板６２に固定した碍子６３に図示しない配線ケーブルを固定し、配線ケーブルを電力機器（主トランス１７、補助トランス１８、断路器１５、接地開閉器１６等）に接続する。

図５（ｃ）に示すように、筒状の胴部４２を、下端の開口部から内部架台６０及び電力機器を挿入するように内部架台６０に被せ、底板４１に密閉容器１４（図３（ｂ）に示す正面板４３及び胴部４２）を固定する。密閉容器１４の正面板４３と胴部４２は、互いに固定されて筒状の胴部４２を形成している。そして、内部架台６０及び電力機器に外嵌するように、胴部４２を上方から底板４１上に載置する。このような密閉容器１４は、主トランス１７に比べ、重量が少ない。したがって、吊り下げが容易であり、作業に要する時間が短い。そして、密閉容器１４の正面板４３に、上記の断路器１５と接地開閉器１６の操作器や、高圧ブッシング、低圧ブッシングや、図３（ａ）に示す入力弁２１及び出力弁２３、等が取着される。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）密閉容器１４の底板４１には内部架台６０が立設され、その内部架台６０に電力機器（断路器１５、接地開閉器１６、補助トランス１８等）が取着される。そして、内部架台６０の側方を覆うように密閉容器１４の胴部４２が内部架台６０に被せられて底板４１に固定される。つまり、密閉容器１４の胴部４２が無いオープン状態で電力機器の取付を行うことができ、組立作業性を向上することができる。また、オープン状態であるため、らくな姿勢で作業を行うことができる。

（２）主トランス１７は、底板４１に固定されている。したがって、重量のある主トランス１７を安定させることができる。
（３）主トランス１７を底板４１に固定した後、内部架台６０を底板４１に立設した。したがって、内部架台６０が邪魔になることなく、重量のある主トランス１７を容易に固定することができる。

（４）オープン状態で電力機器を設置した後、密閉容器１４の胴部４２と天井板４５を固定した。したがって、作業者の作業に必要な大きさのハンドホールを胴部４２に形成する必要がない。つまり、密閉容器１４には、断路器１５等の操作器や、高圧ブッシングなどを取着する開口を形成すればよく、そのような開口は高い気密性にて閉止することができる。このため、密閉容器１４の気密性能を保持し易い。

（５）オープン状態で電力機器を設置するため、設置状態や配線ケーブルの接続等を目視にて容易に確認することができる。
尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。

・上記実施形態において示す内部架台６０の形状は一例であり、適宜変更してもよい。
・上記実施形態に対し、電力機器の一部を取り付けた内部架台６０を密閉容器１４の底板４１に立設するようにしてもよい。たとえば、図５（ｂ）において、断路器１５及び接地開閉器１６を内部架台６０に取着し、その内部架台６０を底板４１に立設する。その後、補助トランス１８を内部架台６０に取着する。このようにすると、主トランス１７を固定する作業と平行して電力機器の一部を内部架台６０に取着する作業を行うことができ、受電装置１２の組立に要する時間の短縮を図ることができる。

・上記実施形態では、密閉容器１４にドライガスを封入したが、窒素ガス、窒素と酸素の混合ガスなどの封入ガスを用いてもよい。また、密閉容器１４を真空引きしてＳＦ_６等の絶縁ガスを封入してもよい。

１２…受電装置（スイッチギヤ）、１４…密閉容器、４１…底板、４２…胴部、４５…天井板、１７…主トランス（主変圧器）、１８…補助トランス（補助変圧器）、１５…断路器、１６…接地開閉器、６０…内部架台。

Claims (4)

1. 電力機器と、
   前記電力機器を収容する密閉容器と、
   前記密閉容器内に立設され、前記電力機器が取着された内部架台と、
   を有し、
   前記密閉容器は、上面に前記内部架台が取着された底板と、矩形筒状に形成された胴部と、前記胴部の上部開口を閉塞する天井板と、を有し、前記胴部は下端の開口部から前記内部架台に被せた状態で前記底板に取着されたこと、
   を特徴とするスイッチギヤ。
2. 請求項１に記載のスイッチギヤにおいて、
   前記電力機器は、少なくとも主変圧器と補助変圧器と断路器と接地開閉器とを含み、前記主変圧器は前記密閉容器の底板に取着され、前記補助変圧器と前記断路器と前記接地開閉器は前記内部架台に取着されたこと、を特徴とするスイッチギヤ。
3. 密閉容器に電力機器を収容してなるスイッチギヤの組立方法であって、
   前記密閉容器は、矩形状の底板と、前記底板に取着された矩形筒状の胴部と、前記胴部の上部開口を閉塞する矩形状の天井板と、を有し、
   前記底板に内部架台を立設する工程と、
   前記内部架台に前記電力機器を取着する工程と、
   前記内部架台に前記胴部を被せて前記胴部を前記底板に取着する工程と、
   前記胴部の上部の開口部を前記天井板により閉塞する工程と、
   を有するスイッチギヤの組立方法。
4. 請求項３に記載のスイッチギヤの組立方法において、
   前記底板に前記電力機器に含まれる主変圧器を固定した後、前記内部架台を前記底板に立設することを特徴とするスイッチギヤの組立方法。

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