JP2017143717A - 開閉器盤 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉器盤における内部アーク事故により生じた高圧ガス流を制御し、開閉器盤内の圧力上昇による開閉器盤の破裂を防止する。【解決手段】金属箱２に、主回路を構成する機器を収納する機器収容部３と、機器収容部３における内部アーク事故により発生した高圧ガスの流れを制御するガス流制御空間４と、高圧ガスを一定期間収納するガス滞留室５と、が形成された開閉器盤１である。ガス滞留室５は、ガス流制御空間４のガス噴出し孔６から噴き出した高圧ガスの一部を取り込み、ガス流制御空間４内における局所的な圧力上昇を抑制する。ガス流制御空間４のガス流が大きく変化する箇所にガス流制御ブロック８を設け、ガス流制御ブロック８のガス流が当たる面を傾斜させて、ガス流が当たる面がガス流から受ける圧力を調節する。【選択図】図１

Description

本発明は、開閉器盤に関する。特に、開閉器盤の内部アーク事故により発生する高圧ガスの流れを制御する構造を備えた開閉器盤に関する。

閉鎖形スイッチギア等の開閉器やコントロールギア等の制御装置は、遮断器、断路器、計器用変成器、母線、接続導体等を備えた集合装置で、接地された金属箱内（すなわち、開閉器盤内）に収納される（例えば、特許文献１乃至３）。

図２４に示すように、従来技術に係る開閉器盤３６においては、開閉器盤３６内で発生した短絡事故等の内部アーク事故の影響を最小限に抑えるため、単位回路毎に接地金属壁により隔離された隔離構造を有する。

開閉器盤３６は、開閉器盤３６内で開閉動作を行うための機器が集約しており、異なる相同士の電極が密集するため、内部アーク事故に対する安全性に関する国際規格（例えば、ＩＥＣ６２２７１−２００）を満たす必要がある。ＩＥＣ６２２７１−２００に準拠した国際認証試験では、開閉器盤３６外への高温ガスの主な噴出し軌跡は盤上面付近のみが許容されている。また、噴出ガスによる周辺の加熱域を制限する必要がある。そこで、開閉器盤３６外に噴出するまでにガス流方向の制御及びガス流速度の緩和が必要となる（例えば、特許文献２）。

特開２００２−３６９３２３号公報 特開２００９−２０１２７４号公報 特開平９−２７１１１９号公報 特開２０１１−２５９６５５号公報 特開２０１１−２５９６００号公報 特開２０１０−１８３８１８号公報

開閉器盤内においてガス流を制御する際、ガスと開閉器盤の内壁が衝突する箇所やガス同士が衝突する箇所で大きな圧力が発生することとなる。特に、ガス同士の衝突する箇所においては、内部アーク事故発生直後に噴き出たガスに伴う初期に発生した圧力波と後続して発生する圧力波との衝突時に衝突箇所付近の圧力上昇が顕著となる。

上記事情に鑑み、本発明は、内部アーク事故により発生した高圧ガス流を制御し、開閉器盤内の圧力上昇による開閉器盤の破裂を防止する技術を提供することを目的としている。

上記目的を達成する本発明の開閉器盤の一態様は、筐体に、主回路機器が収納される機器収容部と、前記機器収容部に隣接して設けられ、前記機器収容部における内部アーク事故により発生したガス流を前記筐体の外部に導出するガス流制御部と、が形成された開閉器盤であって、前記ガス流制御部には、前記内部アーク事故により発生したガス流が流入するガス噴出し孔と、当該ガス流を前記筐体の外部に放出する開口部と、が形成され、且つ、前記ガス噴出し孔から噴き出したガス流を前記ガス流制御部の下方に案内する案内部が備えられ、前記ガス流制御部の前記ガス噴出し孔より下方に、前記ガス流制御部と連通した開口部を有するガス滞留室が設けられたことを特徴としている。

また、上記目的を達成する本発明の開閉器盤の他の態様は、上記開閉器盤において、前記機器収容部は、少なくとも上下に仕切られた区画を有し、前記ガス滞留室は、前記機器収容部の下側の区画の下方に設けられ、前記ガス滞留室には、前記機器収容部の下側の区画における内部アーク事故により発生したガス流が流入するガス噴出し孔が形成され、且つ、当該ガス噴出し孔から噴き出したガス流を前記ガス滞留室の開口部方向に案内する案内部が備えられ、前記ガス流制御部のガス噴出し孔は、当該ガス流制御部と前記機器収容部の上側の区画との間に形成され、前記ガス滞留室の開口部と対向する前記ガス流制御部の壁面近傍に、ガス流制御ブロックが設けられたことを特徴としている。

また、上記目的を達成する本発明の開閉器盤の他の態様は、筐体に、主回路機器が収納される機器収容部と、前記機器収容部に隣接して設けられ、前記機器収容部における内部アーク事故により発生したガス流を前記筐体の外部に導出するガス流制御部と、前記ガス流制御部と連通する開口部を有し前記機器収容部の下方に設けられるガス流噴出し部と、が形成された開閉器盤であって、前記ガス流噴出し部の前記機器収容部側の壁面には、前記内部アーク事故により発生したガス流が流入するガス噴出し孔が形成され、且つ、当該ガス噴出し孔から噴き出したガス流を前記ガス噴出し部の開口部方向に案内する案内部が備えられ、前記ガス流噴出し部の開口部と対向する前記ガス流制御部の壁面近傍にガス流制御ブロックが設けられたことを特徴としている。

また、上記目的を達成する本発明の開閉器盤の他の態様は、上記開閉器盤において、前記ガス流制御部に形成され、前記内部アーク事故により発生したガス流を前記筐体の外部に放出する開口部に、第１圧損体が設けられたことを特徴としている。

また、上記目的を達成する本発明の開閉器盤の他の態様は、上記開閉器盤において、前記ガス流制御部の流路に第２圧損体が設けられたことを特徴としている。

以上の発明によれば、開閉器盤内の圧力上昇による開閉器盤の破裂が防止される。

（ａ）本発明の第１実施形態に係る開閉器盤の外観斜視図、（ｂ）同開閉器盤の断面図、（ｃ）同開閉器盤の透視図である。 （ａ）ガス流が床面に到達する前（時間Ｔ₁）のガス流分布を示す図、（ｂ）時間Ｔ₁における開閉器盤内の圧力分布を示す図である。 （ａ）ガス流が床面に到達した時間（時間Ｔ₂）のガス流分布を示す図、（ｂ）時間Ｔ₂における開閉器盤内の圧力分布を示す図である。 （ａ）ガス流が床面からガス噴出し孔近傍に折り返した時間（時間Ｔ₃）のガス流分布を示す図、（ｂ）時間Ｔ₃における開閉器盤内の圧力分布を示す図である。 （ａ）床面から折り返したガス流が開口部から噴き出した時間（時間Ｔ₄）のガス流分布を示す図、（ｂ）時間Ｔ₄における開閉器盤内の圧力分布を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る開閉器盤の概略断面図である。 （ａ）ガス滞留室のガス噴出し孔から噴き出したガス流分布を示す図、（ｂ）ガス滞留室のガス噴出し孔から噴き出したガス流の圧力分布を示す図である。 ガス流がガス滞留室のガス噴出し孔から噴き出したときの開閉器盤内の圧力分布を示す図である。 （ａ）本発明の第２実施形態に係る開閉器盤の上面図、（ｂ）同開閉器盤の概略断面図である。 従来技術に係る開閉器盤で、金属箱から噴き出すガス流の様子を示す図である。 （ａ）本発明の第２実施形態に係る開閉器盤の母線室で内部アーク事故が発生した場合のガス流の概略を説明する説明図、（ｂ）同開閉器盤の機器室で内部アーク事故が発生した場合のガス流の概略を説明する説明図、（ｃ）同開閉器盤の金属箱で内部アーク事故が発生した場合のガス流の概略を説明する説明図である。 （ａ）従来技術に係る開閉器盤の斜視図、（ｂ）図１２（ａ）に示した開閉器盤のＢ−Ｂ断面の拡大図である。 （ａ）本発明の第３実施形態に係る開閉器盤の斜視図、（ｂ）同開閉器盤の上面図である。 （ａ）本発明の第３実施形態に係る開閉器盤の背面側斜視図（背面カバー取付前）、（ｂ）同開閉器盤の背面側斜視図（背面カバー取付後）である。 図１３（ａ）に示した開閉器盤のＣ−Ｃ断面の拡大図である。 （ａ）本発明の第４実施形態に係る開閉器盤の概略断面図（図１６（ｂ）のＤ−Ｄ断面図）、（ｂ）同開閉器盤の斜視透視図である。 （ａ）本発明の第４実施形態に係る開閉器盤の機器収容部で内部アーク事故が発生した場合のガス流分布の解析結果を示す図、（ｂ）同開閉器盤の機器収容部で内部アーク事故が発生した場合の圧力分布の解析結果を示す図である。 （ａ）圧損体を有しない開閉器盤の機器収容部で内部アーク事故が発生した場合のガス流分布の解析結果を示す図、（ｂ）同開閉器盤の機器収容部で内部アーク事故が発生した場合の圧力分布の解析結果を示す図である。 （ａ）内部アーク事故発生時から３０ｍｓ以上経過したときのガス流分布の解析結果を示す図、（ｂ）内部アーク事故発生時から３０ｍｓ以上経過したときの圧力分布の解析結果を示す図である。 （ａ）本発明の第５実施形態に係る開閉器盤の概略断面図（図２０（ｂ）のＥ−Ｅ断面図）、（ｂ）同開閉器盤の斜視透視図である。 （ａ）本発明の第５実施形態に係る開閉器盤の機器収容部で内部アーク事故が発生した場合のガス流分布の解析結果を示す図、（ｂ）同開閉器盤の機器収容部で内部アーク事故が発生した場合の圧力分布の解析結果を示す図である。 （ａ）本発明の第６実施形態に係る開閉器盤の概略断面図（図２２（ｂ）のＦ−Ｆ断面図）、（ｂ）同開閉器盤の斜視透視図である。 （ａ）本発明の第６実施形態に係る開閉器盤の機器収容部で内部アーク事故が発生した場合のガス流分布の解析結果を示す図、（ｂ）開口部に同じ圧損値を有する圧損体を設けた開閉器盤の機器収容部で内部アーク事故が発生した場合のガス流分布の解析結果を示す図である。 従来技術に係る開閉器盤の一例を示す断面図である。

本発明の実施形態に係る開閉器盤について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に係る開閉器盤は、例えば、安全性の国際認証試験ＩＥＣ６２２７１−２００に適合させるために内部アーク事故により発生したガス流分布を制御するものである。また、内部アーク事故により発生した高圧ガスの流れを制御することで開閉器盤内の圧力上昇を抑制し、以て開閉器盤の破裂を防止するものである。

［第１実施形態］
図１（ａ）に示すように、本発明の第１実施形態に係る開閉器盤１は、接地された金属箱２内に、図示省略の遮断器、断路器、計器用変成器、母線、接続導体等の回路を構成する機器が収納される。金属箱２の天井部には、金属箱２内で発生した高圧ガスを金属箱２の外部に放出するための開口部２ａが形成されている。

図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、開閉器盤１は、金属箱２に、主回路を構成する機器が収納される機器収容部３と、機器収容部３における内部アーク事故により発生した高圧ガスの流れを制御するガス流制御空間４と、高圧ガスを滞留させるガス滞留室５と、が形成されたものである。なお、機器収容部３は、図２４に示した従来技術の開閉器盤３６と同様に、単位回路毎に隔壁により隔離された隔離構造を有するが、図１（及び、図２乃至図２３）では詳細な記載を省略している。

ガス流制御空間４は、金属箱２内に形成された空間であり、機器収容部３に隣接して設けられる。ガス流制御空間４の壁面には、ガス流制御空間４と機器収容部３の一区画（例えば、母線室）とを連通するガス噴出し孔６が形成され、機器収容部３の一区画における内部アーク事故により発生した高圧ガスはガス噴出し孔６からガス流制御空間４に流入する。なお、ガス噴出し孔６には、機器収容部３の内部アーク事故により発生した高圧ガスにより開放される蓋（図示せず）が設けられる。また、ガス流制御空間４の内壁面であって、ガス噴出し孔６を覆うように遮蔽板７が設けられる。遮蔽板７は、ガス流制御空間４に流入した高圧ガスを任意の方向（例えば、下方向）に案内する。また、ガス流制御空間４の上部には開口部２ａが形成されており、ガス流制御空間４に流入した高圧ガスは開口部２ａから金属箱２外部へと放出される。さらに、ガス流制御空間４の内部であって、ガス流制御空間４を流通する高圧ガスの流れの変化が大きい箇所（例えば、ガス流制御空間４の下端部）には、ガス流制御ブロック８が設けられる。

ガス滞留室５は、ガス流制御空間４に連通する開口部５ａを有する空間であり、機器収容部３の下方に設けられる。ガス滞留室５の開口部５ａは、例えば、ガス流制御空間４の壁面に設けられる。ガス滞留室５は、ガス噴出し孔６から流入した高圧ガスの初期に発生する圧力波（以下、圧力第１波とする）を分岐させる空間である。ガス滞留室５は、分岐された高圧ガスの圧力（例えば、２気圧以上の圧力）に耐えるために補強構造を備える。圧力第１波を分岐させることで、ガス流制御空間４内の局所的な圧力上昇が緩和される。また、ガス滞留室５の機器収容部３側の壁面には、ガス滞留室５と機器収容部３の一区画（例えば、機器室等）とを連通するガス噴出し孔９が形成され、機器収容部３の一区画における内部アーク事故により発生した高圧ガスはガス噴出し孔９からガス滞留室５に流入する。ガス噴出し孔９からガス滞留室５に流入した高圧ガスは、ガス流制御空間４を通って開口部２ａより盤外に放出される。つまり、ガス噴出し孔９から高圧ガスが噴き出す際には、ガス滞留室５は高圧ガスをガス流制御空間４に案内するダクト（すなわち、ガス流噴出し部）として作用することとなる。なお、ガス噴出し孔９は、機器収容部３のガス噴出し孔６が設けられる区画とは異なる区画に設けられる。そして、ガス噴出し孔９には、この区画の内部アーク事故により発生した高圧ガスにより開放される蓋（図示せず）が設けられる。また、ガス滞留室５の内壁面であって、ガス噴出し孔９を覆うように遮蔽板１０が設けられる。遮蔽板１０は、ガス滞留室５に流入した高圧ガスを任意の方向（例えば、ガス滞留室５の開口部５ａ方向）に案内する。

ガス流制御ブロック８は、ガス流制御空間４内であって、ガス流の流れが大きく変化する箇所（例えば、ガス流制御空間４の下端部近傍やガス滞留室５の開口部５ａと対向するガス流制御空間４の内壁近傍等）に設けられる。ガス流制御ブロック８は、ガスが当たる面を有する部材である。したがって、ガス流制御ブロック８として、床面に対して傾けて設けられる板状の部材、または、ガスが当たる斜面とガス流制御空間４の壁面と平行な面を有する縦断面直角三角形状のブロック状の部材等が用いられる。ガス流制御ブロック８は、ガスが当たる面が、ガス流制御空間４に流入するガスの流通方向（例えば、床面）に対して傾斜角度θ傾いた状態で設けられる。ガス流制御ブロック８のガスが当たる面の傾斜角度θを調節することで、ガス流制御ブロック８の圧力が加わる範囲を広げて、ガスが当たる面における圧力上昇の最大値を制御することができる。例えば、ガスが当たる面に局所的にかかる圧力が２気圧以上となるように傾斜角度θを調節することが好ましい。また、ガス流制御ブロック８には局所的に高い圧力（例えば、２気圧以上の圧力）がかかるので、この圧力に耐えうる補強構造を有する。なお、ガス流制御ブロック８をガス流制御空間４の内壁面から僅かに離間した状態で設け、ガス流制御ブロック８とガス流制御空間４の内壁との間に補強材を入れてこの部分の開閉器盤１の補強をしたり、緩衝材を入れたりすることで、開閉器盤１にかかる圧力を低減することができる。

［ガス噴出し孔６から高圧ガスが噴き出した場合］
図２乃至図５を参照して、ガス噴出し孔６から高圧ガスがガス流制御空間４に流入した際のガスの流れについて説明する。ここでは、ガス噴出し孔６は、機器収容部３の母線室と連通しており、この母線室で内部アーク事故が起きた場合を例示して説明する。図１（ｂ）に示すように、ガス噴出し孔６から流入したガスは、遮蔽板７に当たることにより床面方向へ向かうガス流（矢印Ｖ₁で示す）となる。そして、床面に到達したガスは、ガス流制御ブロック８へ流れるガス流（矢印Ｖ₂で示す）とガス滞留室５へ流れるガス流（矢印Ｖ₃で示す）に分岐する。ガス噴出し開始後の時間の経過に伴い、分岐した２つの流れのうち継続してガスが流れることができる開口部２ａへの流れ（すなわち、矢印Ｖ₂、Ｖ₄で示す）が支配的となる。

図２乃至図５は、ガス噴出し孔６から高圧ガスが流入した際のガス流分布及び圧力分布の解析結果を時系列順（Ｔ₁〜Ｔ₄）に示したものである。なお、内部アーク事故による一回の爆発でガス噴射は０．１秒程度持続する。この間に噴出したガス流によって開閉器盤１内に反射波が生じ、この反射波と直接ガス噴出し孔６から来るガス流との間で衝突が起こる。このガスが衝突する箇所において圧力が大きくなるおそれがある。そこで、時間Ｔ₁乃至時間Ｔ₄の解析では、この現象の解析を行った。

図２（ａ）、（ｂ）は、ガス噴出し孔６から流入した高圧ガスが床面に到達する前の時間Ｔ₁における解析結果を示し、図３（ａ）、（ｂ）は、ガス噴出し孔６から流入した高圧ガスが床に到達した時間Ｔ₂における解析結果を示している。また、図４（ａ）、（ｂ）は、床から折り返した高圧ガスがガス噴出し孔６付近に到達した時間Ｔ₃における解析結果を示し、図５（ａ）、（ｂ）は、時間Ｔ₃以降の時間であって、開口部２ａから多くの高圧ガスが放出されている時間Ｔ₄における解析結果を示している。

図２（ａ）乃至図５（ａ）のガス流分布を示す図においては、ベクトル方向がガス流の方向を示し、ベクトルの大きさがガス流の流速の大きさを示している（後に詳細に説明する他の実施形態におけるガス流分布を示す図においても同様である）。また、図２（ｂ）乃至図５（ｂ）の圧力分布を示す図は、圧力分布のコンター図であり、色の濃い部分が高い圧力部分を示している（後に詳細に説明する他の実施形態における圧力分布を示す図においても同様である）。また、コンター図の表示断面は、図１（ｃ）のＡ−Ａ断面である。

図２（ａ）に示すように、時間Ｔ₁では、遮蔽板７により高圧ガスは下方向に案内されるので、下向きに大きなガス流速が発生している（点線で囲った部分Ｓ₁参照）。また、図２（ｂ）に示すように、高圧ガスの流れと一緒に動く圧力第１波が発生していることがわかる（点線で囲った部分Ｓ₂参照）。

図３（ａ）に示すように、高圧ガスが床に到達すると、ガス流は、ガス流制御ブロック８方向（図中左側）への流れと、ガス滞留室５方向（図中右側）への流れに分岐することとなる（点線で囲った部分Ｓ₃参照）。また、図３（ｂ）に示すように、圧力第１波が床に到達しており、ガスの流れと同様に、圧力第１波がガス流制御ブロック８方向とガス滞留室５方向とに拡散する兆候がみられる（点線で囲った部分Ｓ₄参照）。つまり、ガス滞留室５を設けることで、圧力第１波の一部がガス滞留室５に分散されることとなる。

圧力第１波をガス滞留室５に呼び込むためには、ガス滞留室５の開口部５ａ面積を十分に大きく確保する必要がある。図３（ａ）と図３（ｂ）との比較から明らかなように、ガス流分布と圧力波の動きが連動している。したがって、ガス滞留室５の開口部５ａ面積の大きさは、例えば、ガス流制御空間４（すなわち、高圧ガスが金属箱２外部へ放出される本流部分の流路）の水平方向断面積と同程度であることが望ましい。少なくとも、ガス滞留室５の開口部５ａ面積は、ガス流制御空間４の水平方向断面積の３０％以上であることが好ましい。また、ガス滞留室５の容積Ｖ（ｍ³）は、ガス滞留室５の開口部５ａ面積Ｓ（ｍ²）、ガス流速ｖ（ｍ／ｓ）、ガス滞留室５がない場合のガスの圧力第１波と後続波の圧力波との衝突が起こるまでの時間ｔ（ｓ）、とした場合、Ｖ＝Ｓ×ｖ×ｔ程度とすることが望ましい。具体的には、時間ｔは、ガス噴出し孔６から噴き出したガス流が、ガス流制御空間４の底面に反射して（図１（ｂ）に矢印Ｖ₂で示す）、ガス噴出し孔６の高さの内壁面に当たるまでの時間である。そして、ガス滞留室５の容積Ｖにおけるｔを１０ｍ（ｓ）以下とすることで、ガス滞留室５が圧力第１波を一定期間（１０ｍ（ｓ）程度）収納することができ、圧力第１波と後続波の圧力波との衝突による圧力上昇を低減することができる。

図４（ａ）に示すように、時間Ｔ₃では、ガス滞留室５へ流れ込むガス流がほとんど発生していない（点線で囲った部分Ｓ₅参照）。これは、図４（ｂ）に示すように、ガス滞留室５の内部圧力が高まったことにより、ガス滞留室５へ流れるガス流が減少したと考えられる（点線で囲った部分Ｓ₆参照）。また、ガス噴出し孔６付近の圧力波の振る舞いに注目すると、この付近で圧力第１波と後続してガス噴出し孔６から発生した圧力波との間で衝突が起きていることが予想されるが、大きな圧力上昇は確認されなかった（点線で囲った部分Ｓ₇参照）。

図５（ａ）に示すように、時間Ｔ₄では、ガス滞留室５へのガスの流れ込みがさらに少なくなり（点線で囲った部分Ｓ₈参照）、開口部２ａから金属箱２外部に放出されるガス流が主流となり（点線で囲った部分Ｓ₉及び開口部２ａ近傍参照）、開口部２ａにおけるガス流速が上昇した。また、図５（ｂ）に示すように、時間Ｔ₃のときよりも開口部２ａに流れ込むガス流が増加するため、開口部２ａ近傍の圧力が上昇しているが、大きな圧力上昇は発生しなかった（点線で囲った部分Ｓ₁₀参照）。つまり、ガス流制御空間４内で圧力波同士の衝突による大きな圧力上昇が発生していないことがわかる。

以上のように、ガス噴出し孔６から高圧ガスが噴き出した場合、ガス流をガス流制御空間４の下方に案内するとともに、ガス流制御空間４にガス滞留室５を設けることで、内部アーク事故発生初期に噴出するガスから発生する圧力第１波を一定時間ガス滞留室５に取り込むことができる。その結果、圧力第１波の最大圧力を低減することができる。また、圧力第１波と後続圧力波との衝突のタイミングを分散させることで開閉器盤１内の局所的な圧力上昇量を抑制することができる。

内部アーク事故が発生してガス噴出し孔６からガス流が噴き出すと、ガス噴出し孔６に大きな圧力が発生し、この圧力は圧力第１波としてガスの流れに沿って拡散する。そのため、圧力第１波が床面から折り返し、後続で発生した圧力波と盤内のガス噴出し孔６付近で衝突し、周辺に瞬間的ではあるが大きな圧力が発生するおそれがある。このような大きな圧力が発生すると、盤内壁への加重力が増幅し盤が破裂するおそれがある。

これに対して、本発明の第１実施形態に係る開閉器盤１では、ガス流制御空間４にガス滞留室５を設けることで、圧力第１波を分岐させている。その結果、圧力第１波の圧力最大値を抑制し、圧力第１波と後続で発生した圧力波との衝突箇所での開閉器盤１内の圧力上昇を緩和することができる。

［ガス噴出し孔９から高圧ガスが噴き出した場合］
図６乃至図８を参照して、ガス噴出し孔９から噴き出した高圧ガスが、ガス滞留室５を介してガス流制御空間４に流入した際のガスの流れについて説明する。ここでは、ガス噴出し孔９は、機器収容部３の機器室と連通しており、この機器室で内部アーク事故が起きた場合を例示して説明する。解析条件は、ガス噴出し孔６から高圧ガスが噴き出した場合と同様である。

図６に示すように、ガス噴出し孔９からガス滞留室５に流入したガスは、遮蔽板１０に当たることでガス滞留室５の開口部５ａ側に向かうガス流（矢印Ｖ₅で示す）となる。そして、盤の側面部に到達したガスは、ガス流制御ブロック８と衝突し、開口部２ａへ向かうガス流（矢印Ｖ₆、Ｖ₇で示す）となる。

図７（ａ）に示すように、ガス噴出し孔９より噴き出した左向きのガス流は、ガス流制御ブロック８に当たった後に上向きの流れと変わり（点線で囲った部分Ｓ₁₁参照）、開口部２ａより金属箱２外部（すなわち、開閉器盤１外部）へ流出する。

また、図７（ｂ）に示すように、ガス噴出し孔９から噴き出したガス流が当たる箇所、すなわち、ガス流制御ブロック８付近で大きな圧力が発生している（点線で囲った部分Ｓ₁₂、Ｓ₁₃参照）。圧力が高くなる箇所は、ガス流制御ブロック８の床からの高さｈの部分であり、この高さｈは、ガス噴出し孔９の床からの距離とほぼ等しい。つまり、ガス噴出し孔９からほぼ真横に流れたガス流が、ガス流制御ブロック８に対して大きな圧力を発生させている。なお、ガス流制御ブロック８の左側隣の盤の側壁には大きな圧力がかかっておらず（点線で囲った部分Ｓ₁₂参照）、盤壁に代わりガス流制御ブロック８に圧力がかかっていることがわかる。

図８は、図７（ｂ）の解析結果を別の角度から表示したものである。図８では、ガス流制御空間４の内壁及びガス流制御ブロック８に印加される圧力に注目するため、壁面での圧力が表示されている。図８の解析結果より、ガス流制御ブロック８の中心付近では、２×１０⁵Ｐａ以上の圧力が印加されている。このため、ガス流制御ブロック８には、ガス流制御ブロック８の破損を防止する補強部が設けられる。なお、ガス流制御ブロック８のガス流を受ける面の傾斜角度θを変えることで、ガス流制御ブロック８のガス流を受ける面の圧力（例えば、中心付近の大きな圧力）が印加される範囲を調節することができる。具体的には、傾斜角度θを小さくすることで、圧力が加わる範囲を広げることができ、局所的な圧力上昇を抑制することができる。また、傾斜角度θを大きくすることで、圧力が加わる範囲を狭くし、局所的にかかる圧力を大きくすることができる。

以上のように、ガス噴出し孔９から高圧ガスが噴き出した場合、ガス滞留室５の開口部５ａと対向するガス流制御空間４の壁面部（少なくとも、ガス噴出し孔９のガス流通方向延長上の壁面部）近傍に、ガス流制御ブロック８を設けることで、ガス流制御ブロック８にガス流が衝突する。その結果、従来盤壁に発生する圧力を、ガス流制御ブロック８が代わりに受けることとなり、開閉器盤１の破裂を防止できる。また、ガス流制御ブロック８のガス流を受ける面の傾斜角度θを変えることで、圧力集中度合いを変えることができる。

ガス滞留室５の開口部５ａから流入したガスは、ガス流制御空間４の内壁（すなわち、盤壁）との衝突により大きな圧力を発生し、この圧力により盤壁が破裂するおそれがあるが、ガス流制御空間４にガス流制御ブロック８を設けることで、盤壁に直接圧力が加わることが防止される。さらに、ガス流制御ブロック８のガスを受ける面を、ガス流制御空間４に流入するガスの流れ（すなわち、床面）に対して一定の傾斜角度θ傾けることで、ガス流制御ブロック８で圧力が加わる範囲を広げて、ガスを受ける面における圧力上昇の最大値を調節することができる。なお、傾斜角度θをより小さな角度とすることで、ガス流制御ブロック８のガスを受ける面の圧力上昇が抑制されるので好ましい。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る開閉器盤は、第１実施形態に係る開閉器盤１において、開口部２ａを、ガス流制御空間４の上面であって、この面の中心部より機器収容部３側に偏って形成し、この開口部２ａの開口面に対向して保護板を設けたものである。よって、第１実施形態に係る開閉器盤１と同じ構成については同じ符号を付して、異なる構成について詳細に説明する。

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の第２実施形態に係る開閉器盤１１は、金属箱２に、機器収容部３、ガス流制御空間４、及びガス滞留室５が形成されている。

図９（ａ）に示すように、ガス流制御空間４の上面には、開口部２ａが形成される。開口部２ａは、ガス流制御空間４の上面の中心から機器収容部３（すなわち、開閉器盤１１の前面方向）に偏った位置に形成される。つまり、金属箱２の開口部２ａは、開閉器盤１１前面側に絞った位置（例えば、天井面（Ｌ）の内、開口部２ａ（Ｌ₁）３０％〜７０％）に形成される。

また、図９（ｂ）に示すように、ガス流制御空間４内であって、開口部２ａの開口面と対向する位置には、保護板１２が設けられる。保護板１２を開口部２ａの下方に離間した位置に設け、保護板１２により開口部２ａを覆うことで、機器収容部３から噴き出したガスは、保護板１２を迂回して開口部２ａから噴き出すこととなる。

以上のような、本発明の第２実施形態に係る開閉器盤１１によれば、第１実施形態に係る開閉器盤１が有する効果に加えて、金属箱２（すなわち、ガス流制御空間４）から噴き出すガス流を開閉器盤１１前面方向（側面から離れた方向）に誘導することができる。その結果、人がいる可能性がある開閉器盤１１背面（メンテナンススペース）へのガス噴きつけを防止することができる。

開閉器盤１１内のガス流を外部へ誘導する際、人がいる可能性がある盤上面以外（背面や側面等）のメンテナンススペースへのガス噴きつけを防ぐ構成とする必要がある。しかしながら、図１０に示すように、従来の開閉器盤１３のように金属箱１４の背面側（図中左側）の上面全体に開口部１４ａを形成した場合、機器収容部３で内部アーク事故が発生した際、ガス噴出し孔６を経て開口部１４ａ（すなわち、ガス流制御空間４）から噴き出す噴出ガスは、開口部１４ａがある背面方向へ広がり易くなってしまう。なお、図１０の外枠部分は、開閉器盤１３が屋内に設置されている空間を表している。

そこで、本発明の第２実施形態に係る開閉器盤１１では、ガス流制御空間４の上面の前面側（機器収容部３）に偏った位置に開口部２ａを形成し、開口部２ａ下方に保護板１２を設けることで、ガス流を盤上部の前面方向へ誘導することができる。

具体的には、図１１（ａ）に示すように、機器収容部３の母線室３ａで内部アーク事故が発生した場合、開口部２ａから噴き出すガス流を盤上部の前面方向に誘導することができる。この時、開口部２ａ下方に保護板１２を設けることで、ガス流制御空間４から直接開口部２ａに向かうガス流の流れが妨げられるので、さらにガス流を盤上部の前面方向に誘導でき、開口部２ａから噴き出すガス流の勢いを低減することができる。同様に、図１１（ｂ）に示すように、機器収容部３の機器室３ｂで内部アーク事故が発生した場合も、ガス流を盤上部の前面方向に誘導でき、開口部２ａから噴き出すガス流の勢いを低減することができる。

また、図１１（ｃ）に示すように、金属箱２内のケーブル接続部（例えば、ケーブルとＣ−ＧＩＳの接続箇所）で閃絡が起こった場合も、ガス滞留室５とガス流制御ブロック８とによりガス流制御空間４におけるガス圧力集中を軽減することができ、ガス流を盤上部の前面方向に誘導することができる。このように、ケーブル接続部で閃絡事故が発生した場合でも、ガス圧力集中を軽減し、開閉器盤１１外部へのガス流の制御（及び緩和）を行うことができる。

［第３実施形態］
図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、従来の開閉器盤１５では、開閉器盤１５の側板１６、背面カバー１７及び、飾盤１８が面一に配置されており、背面カバー１７の取付部の隙間から噴き出したガス（図１２（ｂ）に矢印Ｘで示す）が、盤側面のメンテナンススペースに直接噴きつけられるおそれがあった。第３実施形態に係る開閉器盤は、この課題を解決する。なお、実施形態の説明では詳細な説明を省略しているが、第３実施形態に係る開閉器盤も、図１を参照して説明した開閉器盤１と同様に、金属箱に、機器収容部３とガス流制御空間４が形成されている。

図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の第３実施形態に係る開閉器盤１９は、金属箱２０に、機器収容部３やガス流制御空間４（図示せず）が形成されている。そして、金属箱２０の天井部には開口部２０ａが形成され、この開口部２０ａを通ってガス流制御空間４内のガスが金属箱２０の外部に噴き出すこととなる。

金属箱２０は、一対の側板２０ｂ、側板２０ｂの上下に設けられる上板２０ｃ及び下板２０ｄ、並びに背面カバー２１を備える。背面カバー２１は、側板２０ｂ、上板２０ｃ及び下板２０ｄで形成される枠体の背面側開口部２０ｅを閉塞するカバーであり、側板２０ｂ（上板２０ｃ及び下板２０ｄ）の端面にボルト２２により固定される。また、金属箱２０の側面には、飾盤２３が設けられる。

図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、開閉器盤１９のガス流制御空間４は、金属箱２０の背面側に形成された背面側開口部２０ｅを背面カバー２１で閉塞して形成される。すなわち、ガス流制御空間４は、一対の側板２０ｂと側板２０ｂの上下に設けられる上板２０ｃ及び下板２０ｄとにより形成される枠体の背面側開口部２０ｅを背面カバー２１で閉塞し、枠体の前面側に機器収容部３等の区画を設けることで形成される。

図１４（ａ）に示すように、背面側開口部２０ｅの周縁には、背面側開口部２０ｅの開口面に対して垂直方向に突出する突出枠２４が設けられている。突出枠２４は、例えば、側板２０ｂ、上板２０ｃ及び下板２０ｄの端部を折り曲げて形成される。

また、図１４（ｂ）に示すように、背面カバー２１は、この突出枠２４に覆設される蓋部２１ａと蓋部２１ａの開口端に設けられるフランジ部２１ｂとを有する。背面カバー２１は、背面側開口部２０ｅを覆うように被せられ、フランジ部２１ｂがボルト２２等により側板２０ｂ（上板２０ｃ及び下板２０ｄ）の端面に固定される。なお、図１４（ｂ）では、背面カバー２１を点線で示し、便宜上、開閉器盤１９の内部が見えるようにしている。

図１５に示すように、上記の構成を有する開閉器盤１９おいて、背面カバー２１の接続部から噴き出すガスの流出経路は、突出枠２４の外壁面と蓋部２１ａの内壁面の間を通る経路（矢印Ｙで示す）及び側板２０ｂの端面とフランジ部２１ｂの間を通る経路（矢印Ｚで示す）となり、流出経路が長くなる。

飾盤２３は、側板２０ｂ（上板２０ｃ及び下板２０ｄ）の端面から突出して設けられる蓋部２１ａと同様に、側板２０ｂ（上板２０ｃ及び下板２０ｄ）の端面から突出した状態で設けられるため、側板２０ｂ（上板２０ｃまたは下板２０ｄ）の端面とフランジ部２１ｂとの接続部が飾盤２３で覆われることとなる。その結果、側板２０ｂ（上板２０ｃまたは下板２０ｄ）の端面とフランジ部２１ｂとの間から噴き出したガスが飾盤２３に衝突し、直接開閉器盤１９の側面方向に噴きつけられることがない。

以上のような、本発明の第３実施形態に係る開閉器盤１９によれば、背面カバー２１と金属箱２０の端部を折り返し構造とすることで、ガスの流出経路が長くなり、背面カバー２１の接続部からガスが漏れることを抑制することができる。また、背面カバー２１の接続部が飾盤２３で覆われることとなり、接続部から噴き出したガスが直接開閉器盤１９の側面側のメンテナンススペースへ噴きつけられることが防止される。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る開閉器盤は、第２実施形態に係る開閉器盤１１において、開口部２ａに圧損体を設けたものである。よって、第２実施形態に係る開閉器盤１１と同じ構成については同じ符号を付して、異なる構成について詳細に説明する。なお、本発明の第４実施形態に係る開閉器盤は、開閉器盤の内部構成については、特に限定されるものではない。

図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の第４実施形態に係る開閉器盤２５は、金属箱２に、機器収容部３、ガス流制御空間４、及びガス滞留室５が形成されている。

金属箱２の天井部（すなわち、ガス流制御空間４の上面）には、開口部２ａが形成される。開口部２ａは、ガス流制御空間４の上面の中心から機器収容部３（すなわち、開閉器盤２５の前面方向）に偏った位置に形成される。つまり、金属箱２の開口部２ａは、開閉器盤２５前面側に絞った位置（例えば、天井面（Ｌ）の内、開口部２ａ（Ｌ₁）３０％〜７０％）に形成される。開口部２ａには、圧損体２６が設けられる。

また、ガス流制御空間４内であって、開口部２ａの開口面と対向する位置には、保護板１２が設けられる。保護板１２を開口部２ａの下方に離間した位置に設け、保護板１２により開口部２ａを覆うことで、機器収容部３から噴き出したガスは、保護板１２を迂回して開口部２ａから噴き出すこととなる。なお、ガス流制御空間４の中間部であって、ガス流制御空間４の流路側に張り出すようにＶＴ（計器用変圧器）装置２７が設けられている。

圧損体２６は、開口部２ａの一部またはすべてを覆うように設けられる。例えば、圧損体２６が、開口部２ａの開口面積の８０％以上を覆うように設けることが好ましい。圧損体２６は、内部アーク事故発生時に、開口部２ａにおいて金属箱２（すなわち、ガス流制御空間４）内外で圧力差を生じさせるために設けられる。圧損体２６は、内部アーク事故発生時に発生する大きなガス流の圧力により開閉器盤２５外へ飛散しないように固定される。また、圧損体２６は、例えば、ステンレスやタングステン等の高融点且つ高強度の金属製のメッシュが用いられる。これは、圧損体２６を高温のガスが透過するため、耐熱の部材で構成することが望ましいためである。また、圧損体２６としてメッシュのような細かい網目の形状のものを用いることで、開閉器盤２５内で発生した燃焼物等の盤外への飛散が防止される。

金属箱２外部へ放出されるガス流速は、例えば、１００ｍ／ｓ〜１０００ｍ／ｓであり、ガス温度は１００℃以上が想定される。したがって、圧損体２６は、常温よりも高いガス密度及び粘性にて圧力損失（圧損）を引き起こすことを想定した圧損値をもつものが選択される。例えば、粘性抵抗係数αが４×１０⁹［ｍ^-1］、慣性抵抗係数βが５０［−］である圧損体２６が用いられる。粘性抵抗係数αは、ガス流速ｖに比例する係数であり、慣性抵抗係数βは、ガス流速ｖに対し２乗で比例する係数である。圧損体２６の圧損値を大きくすると、内部アーク事故発生時のガス流制御空間４といった開閉器盤２５内の圧力上昇が大きくなることとなる。したがって、盤の破裂防止の観点から、例えば、内部アーク事故発生時におけるガス流制御空間４内の最大圧力が２気圧以下となるような圧損値を有する圧損体２６が用いられる。

なお、圧損体２６が設けられる開口部２ａの開口面積により、開口部２ａを通過するガス流速が変わるので、圧損体２６（及び圧損体２６の圧損値）は開口部の面積に応じて変更する必要がある。したがって、開口部２ａの開口面積に占める圧損体２６の割合や圧損体２６の圧損値等を変更することで、開閉器盤２５外へ流出するガス流速量に応じて開口部２ａにおける圧損値を変えることができる。

図１７は、機器収容部３において内部アーク事故が発生し、機器収容部３で発生した高圧ガスがガス噴出し孔９から噴き出し、開口部２ａに達した時間における解析結果を示している。図１７（ａ）は、ガス流分布の解析結果を示す図であり、図１７（ｂ）は圧力分布の解析結果を示すコンター図である。図１７（及び図１９）の表示断面は、図１６（ｂ）のＤ−Ｄ断面である。また、解析では、開口部２ａの面積を０．２５ｍ²とし、開口部２ａがすべて圧損体２６で覆われた開閉器盤２５の解析を行った。

図１７（ａ）に示すように、例えば、機器収容部３における内部アーク事故時に発生した高圧ガスは、ガス噴出し孔９から噴き出し、金属箱２の開口部２ａに向かって流れるガス流となる（図１６（ａ）中に矢印Ｖ₈で示す）。開口部２ａに圧損体２６が備えられていることで、ガス流が圧損体２６を通過しにくくなっており、一部のガスが開閉器盤２５外へ出られず、ガス流制御空間４内で対流することとなる。その結果、圧損体２６を通過して金属箱２外部に噴き出すガス流の流速が小さくなっている（点線で囲った部分Ｓ₁₄参照）。また、図１７（ｂ）に示すように、圧損体２６を境に金属箱２外部と比較してガス流制御空間４内の方が高圧となっている（点線で囲った部分Ｓ₁₅参照）。

図１８は、圧損体２６が設けられていない開閉器盤２８において、同様の解析（機器収容部３で発生した高圧ガスがガス噴出し孔９から噴き出し、開口部２ａに達した時間における解析）を行った結果を示している。

図１８（ａ）に示すように、圧損体２６が無いことにより、圧損体２６がある場合と比較して多くのガスが金属箱２出口に向かってガスが噴き出ていることが確認できる（点線で囲った部分Ｓ₁₆参照）。また、図１８（ｂ）に示すように、開口部２ａ近傍のガス流制御空間４内外における圧力差は発生していない（点線で囲った部分Ｓ₁₇参照）。つまり、図１７（ａ）、（ｂ）でみられた開口部２ａ付近のガス流の減少や、圧力分布の変化は、圧損体２６を設置したことによって引き起こされているものと考えられる。圧損体２６を設けることにより、ガス流制御空間４から金属箱２外部へ放出されるガス流が抑制されている。

図１９は、内部アーク事故発生時から３０ｍｓ以上経過したときの解析結果を示す図である。図１９（ａ）は、ガス流分布の解析結果であり、図１９（ｂ）は、圧力分布の解析結果である。

図１９（ｂ）に示すように、内部アーク事故により発生したガスが多いため、ガス流制御空間４内の圧力が全体的に高くなっている（点線で囲った部分Ｓ₁₈参照）。また、図１９（ａ）に示すように、ガス流制御空間４の圧力が高くなることで、圧損体２６を通過して噴出するガスの流速は、図１８（ａ）の圧損体２６が無い場合の開閉器盤２８におけるガスの流速に近づいている（点線で囲った部分Ｓ₁₉参照）。これは、ガス流制御空間４内を対流できるガス量が最大に達することで、機器収容部３から供給されるガス流分をガス流制御空間４内に溜めることができないためであると考えられる。この解析結果では、ガス流制御空間４内の最大圧力が２．０気圧程度であった。

以上のような、本発明の第４実施形態に係る開閉器盤２５によれば、金属箱２の開口部２ａに圧損体２６を設けることで、内部アーク事故発生時の初期に発生するガスの開閉器盤２５外への噴き出し量を一定時間減少させることができる。これにより、開閉器盤２５内におけるガス対流でのガス滞在時間が長くなり、ガス温度が低下する。つまり、開閉器盤２５は、開閉器盤２５外へ噴き出すガスの温度を低下させることができ、第１実施形態に係る開閉器盤１や第２実施形態に係る開閉器盤１１が有する効果に加えて、周囲への安全性がさらに向上する。

また、圧損体２６として金属の網目の細かいメッシュを用いることで、開閉器盤２５内で発生した飛散物（塗装破片や導体破片及びその他盤内の部品の燃焼体）が開閉器盤２５外へ放出されることを防ぐことができる。これにより、周辺への燃焼物飛散物が減少するので、内部アーク事故発生時において周辺の安全性を高めることができる。

また、ガス流制御空間４においてガスを対流させることでガス流路が広がるため、ガス流路が広がるための空間を有効利用することができる。

また、適切な圧損値をもつ圧損体２６を開口部２ａに設置することで、ガス流制御空間４の圧力値を制御することができ、開閉器盤２５の破裂を防止することができる。

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態に係る開閉器盤は、第４実施形態に係る開閉器盤２５において、ガス流制御空間４内にさらに圧損体を設けたものである。よって、第４実施形態に係る開閉器盤２５と同じ構成については同じ符号を付して、異なる構成について詳細に説明する。なお、本発明の第５実施形態に係る開閉器盤は、開閉器盤の内部構成については、特に限定されるものではない。

図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の第５実施形態に係る開閉器盤２９は、金属箱２に、機器収容部３、ガス流制御空間４、及びガス滞留室５が形成されている。

金属箱２の天井部（すなわち、ガス流制御空間４の上面）には、開口部２ａが形成される。開口部２ａは、ガス流制御空間４の上面の中心から機器収容部３（すなわち、開閉器盤２９の前面方向）に偏った位置に形成される。開口部２ａには、圧損体２６が設けられる。

ガス流制御空間４の流路には、圧損体３０が設けられる。圧損体３０は、開口部２ａに設けられる圧損体２６と同様のものが用いられる。圧損体３０の圧損値は、金属箱２の破裂防止の観点から、機器収容部３において内部アーク事故が発生した際、例えば、圧損体３０で仕切られたガス流制御空間４の最大圧力が２気圧以下となるような値であることが好ましい。圧損体３０は、ガス流制御空間４の流路断面全体に亘るように設けられる。このように、圧損体３０をガス流制御空間４の流路内に隙間なく設けることで、内部アーク事故により発生したガスすべてが圧損体３０を通過するようになり、ガス流制御空間４内の一部の圧力を高めることができる。

圧損体３０は、例えば、ガス流制御空間４であって、ＶＴ（計器用変圧器）装置２７によってガスが通過できる面積が狭まっている箇所に設置される。その他、圧損体３０は、例えば、ガス対流の圧力上昇に対して補強を施した盤壁部分のみから構成される空間（例えば、機器収容部３）の出口付近に設置される。このように開口面積が小さい箇所に圧損体３０を設置することで圧損体３０の設置利便性が向上する。また、圧損体３０は、内部アーク事故発生時に高温となるブスバーから離れた場所に設置すると、圧損体３０の設置箇所の温度が圧損体３０の融点以下となり好ましい。

図２１は、機器収容部３において内部アーク事故が発生し、機器収容部３で発生した高圧ガスがガス噴出し孔９から噴き出し、圧損体３０近傍に到達した時間における解析結果を示している。図２１（ａ）は、ガス流分布の解析結果を示す図であり、図２１（ｂ）は圧力分布の解析結果を示すコンター図である。図２１（ａ）、（ｂ）の表示断面は、図２０（ｂ）のＥ−Ｅ断面である。

図２１（ａ）に示すように、例えば、機器収容部３における内部アーク事故時に発生した高圧ガスは、ガス噴出し孔９から噴き出し、金属箱２の開口部２ａに向かって流れるガス流となる（図２０（ａ）中に矢印Ｖ₉で示す）。また、図２１（ｂ）に示すように、圧損体３０を設けることにより、ガス流制御空間４の圧損体３０により仕切られた部分（点線で囲った部分Ｓ₂₀参照）で疎密が発生している。つまり、圧損体３０によりガス流が圧損体３０を通過しにくくなるため、一部のガスが開閉器盤２９外へ出られずガス流制御空間４内で対流することとなる。その結果、ガス流制御空間４の圧損体３０により仕切られた部分の圧力を均一化できる。つまり、この均一化の過程において、ガス流制御空間４内をガスが対流して、ガスが開閉器盤２９外に放出されるまでの時間が長くなる。このように開閉器盤２９内でガスが対流する時間が増えることで、滞留中にガス温度が下がり、開閉器盤２９外へ放出されるガスの温度を下げることができる。圧損体３０の圧損値を高くすることで、この効果を大きくすることができる一方で、圧損体３０で仕切られた空間の圧力が上昇するほど金属箱２の破裂の危険性が増加する。よって、圧損体３０の圧損値は、例えば、ガス流制御空間４の圧損体３０で仕切られた空間の最大圧力が２気圧以下となる値とすることが好ましい。

以上のような、本発明の第５実施形態に係る開閉器盤２９によれば、ガス流制御空間４内に圧損体３０を設けることにより、機器収容部３での内部アーク事故により発生したガスをガス流制御空間４の一部に閉じ込めることができる。つまり、圧損体３０の配置場所及び圧損体３０の圧損値を適宜選択することにより、ガス流制御空間４において高圧となる箇所をガス流制御空間４の一部に限定することができる。この開閉器盤２９によれば、開閉器盤２９外へ放出されるガスが低温・低速となり、第４実施形態に係る開閉器盤２５が有する効果に加えて、さらに開閉器盤２９周辺の安全性が向上する。

また、ガス流制御空間４において、圧損体２６と圧損体３０を２つ直列に配置することで、ガス流制御空間４で圧力を上昇させる空間範囲を限定しながら、ガス流を開閉器盤２９外へ放出するため、開閉器盤２９内の空間利用をより効果的に行うことができる。

また、ガス流制御空間４において、開口部２ａに設けられる圧損体２６と、ガス流制御空間４の中間部に設けられる圧損体３０と、を併設することで、圧損体３０がガス流で吹き飛ばされても、圧損体２６により圧損体３０が盤外に放出されることが防止される。また、圧損体３０により、圧損体３０で仕切られたガス流制御空間４内でガスを対流させることができるため、ガスの滞留時間がより増えることとなる。その結果、開閉器盤２９外へ放出されるガスがより低温・低速となる。

なお、この実施形態の説明では、圧損体２６と圧損体３０を併設しているが、圧損体３０のみを設ける態様とした場合でも、第５実施形態の開閉器盤２９の有する効果の一部を奏することができる。

［第６実施形態］
本発明の第６実施形態に係る開閉器盤は、第４実施形態に係る開閉器盤２５において、開口部２ａに異なる圧損値を有する圧損体を複数設けたものである。よって、第４実施形態に係る開閉器盤２５と同じ構成については同じ符号を付して、異なる構成について詳細に説明する。なお、本発明の第６実施形態に係る開閉器盤は、開閉器盤の内部構成については、特に限定されるものではない。

図２２（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の第６実施形態に係る開閉器盤３１は、金属箱２に、機器収容部３、ガス流制御空間４、及びガス滞留室５が形成されている。

金属箱２の天井部（すなわち、ガス流制御空間４の上面）には、開口部２ａが形成される。開口部２ａは、ガス流制御空間４の上面の中心から機器収容部３（すなわち、開閉器盤３１の前面方向）に偏った位置に形成される。開口部２ａには、圧損体３２、３３が設けられる。

圧損体３２、３３は、第４実施形態で説明した圧損体２６と同様のものが用いられる。圧損体３２及び圧損体３３の圧損値が大きいとガス流制御空間４内の圧力が上昇してしまうため、金属箱２の破裂防止の観点から、例えば、ガス流制御空間４における最大圧力が２気圧以下となるような圧損値を有する圧損体３２、３３が用いられる。

圧損体３２、３３の圧損値は、例えば、開口部２ａから放出されるガス流が上方向となるように選択される。具体的に説明すると、図２２の開閉器盤３１では、開口部２ａにおいて右上に向けたガス流ができる（図中矢印Ｖ₁₀で示す）。開口部２ａに同じ圧損値を有する圧損体を設けた場合は、ガス流は、機器収容部３側に設けられた圧損体よりも、機器収容部３より離れた位置に設けられた圧損体をガス流が多く通過することとなる。そこで、第６実施形態に係る開閉器盤３１のように、機器収容部３より離れた位置に設けられた圧損体３３の圧損値を、機器収容部３側に設けられた圧損体３２の圧損値より大きくすることで、機器収容部３側に設けられた圧損体３２を通過するガス流量（図中矢印Ｖ₁₁で示す）を増加させることができる。このようにして開口部２ａから噴き出すガス流方向が制御される。

図２３は、機器収容部３において内部アーク事故が発生し、機器収容部３で発生した高圧ガスがガス噴出し孔９から噴き出し、圧損体３２、３３（または、圧損体３５）近傍に到達した時間における解析結果を示している。図２３（ａ）は、開口部２ａに圧損値の異なる圧損体３２、３３を並列に設け開閉器盤３１のガス流分布の解析結果であり、図２３（ｂ）は、開口部２ａに圧損値が同じ圧損体３５を並列に設けた開閉器盤３４のガス流分布の解析結果である。なお、圧損体３２の圧損値は、圧損体３３の圧損値に対して半分の圧損値である。

図２３（ａ）に示すように、例えば、機器収容部３における内部アーク事故時に発生した高圧ガスは、ガス噴出し孔９から噴き出し、金属箱２の開口部２ａに向かって流れるガス流となる（図２２（ａ）に矢印Ｖ₁₀、Ｖ₁₁で示す）。

図２３（ａ）に示すように、開口部２ａを通過するガスは縦方向を向いている（点線で囲った部分Ｓ₂₁参照）。一方、図２３（ｂ）に示すように、開口部２ａに同じ圧損値の圧損体３５を設けた場合、開口部２ａを通過するガスは右上方向を向いている（点線で囲った部分Ｓ₂₂参照）。これは、圧損体３２、３３の圧損値が異なることにより開口部２ａを通過するガスは、圧損体３３よりも圧損値が小さい圧損体３２側を通り易くなる傾向となるためである。つまり、圧損体３３と比較して小さな圧損値を有する圧損体３２を圧損体３３と並設することで、圧損体３２を通過するガスが多くなる。その結果、ガスが圧損体３２付近に集まることで、開口部２ａから噴き出すガス流分布が変わり、開閉器盤３１外へ放出されるガス流方向が変わる。このように、開口部２ａから噴き出すガス流を制御することで、ガス流が天井に衝突するまで開閉器盤３１の前後左右方向へのガスの拡散を抑制することができる。その結果、ガス流の内部アーク事故発生時から開閉器盤３１の周囲（前背面や側面等）への到達時間が長くなり、ガス流が冷やされることで周囲への安全性が向上する。

以上のような、本発明の第６実施形態に係る開閉器盤３１によれば、開口部２ａに異なる圧損値を有する圧損体３２、３３を並列に設けることで、開閉器盤３１外へ放出されるガス流の方向を調整することができる。その結果、第４実施形態に係る開閉器盤２５の有する効果に加えて、さらに、周囲の安全性を高めることができる。

つまり、本発明の第６実施形態に係る開閉器盤３１によれば、開閉器盤３１の形状に即した支配的なガス流に応じて、開口部２ａに設けられる圧損体３２、３３の圧損値を変えることで、開口部２ａの開口面積を変えることなくガス流を制御できる。その結果、同じ圧損値を有する圧損体を用いて開口部２ａの開口面積を調節する場合と比較して、容易かつ柔軟にガス流の調整を行うことができる。

なお、開口部２ａに設けられる圧損体は、開閉器盤３１の特性に応じて異なる圧損値の圧損体を３つ以上設けることもできる。また、開口部２ａにおける圧損体の配置形態は、開閉器盤３１の前後方向に異なる圧損値を有する圧損体を並べることに限定されず、開口部２ａから放出されるガス流を誘導する方向に応じて圧損体の配置形態が選択される。例えば、開口部２ａに、開閉器盤３１の左右方向に異なる圧損値を有する圧損体を並べると、開閉器盤３１の左右方向のガス流の流れを調節することができる。

以上、本発明の実施形態の説明では、本発明の好ましい態様を示して説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の特徴を損なわない範囲において適宜設計変更が可能である。

例えば、実施形態の説明では、ガス流制御空間４とガス滞留室５にそれぞれガス噴出し孔６，９を設けた態様を示しているが、ガス流制御空間４またはガス滞留室５のいずれかにガス噴出し孔を設ける態様でも、本発明が奏する効果を部分的に得ることができる。また、ガス流制御空間４及びガス滞留室５に複数のガス噴出し孔を設けることもできる。つまり、図１（ｂ）に示すように、機器収容部３の上段側の区画（例えば、母線室）で爆発が起こった場合には、ガス噴出し孔６からのガス流を下側に流し、且つガス滞留室５を設けてガス流の圧力を分散することができる。また、図６に示すように、機器収容部３の下段側の区画（例えば、機器室）で爆発が起こった場合には、ガス噴出し孔９からのガス流を横向き（すなわち、ガス流制御空間４に向かう方向）に流し、且つガス流制御空間４にガス流制御ブロック８を設けることで圧力を分散することができる。その結果、開閉器盤１内における圧力上昇を低減し、開閉器盤１の破裂を防止することができる。なお、機器収容部３の下段側の区画であっても、ガス流制御空間４に直接ガス流が噴き出すガス噴出し孔を形成してもよい。この場合、ガス流制御空間４に噴き出したガス流は、ガス流制御空間４の下方に案内される。

また、実施形態の説明では、ガス滞留室５やガス流制御ブロック８に２気圧程度若しくは２気圧以上の圧力がかかるように設定されているが、ガス滞留室５やガス流制御ブロック８にかかる圧力は、開閉器盤１の定格に応じて適宜選択した圧力となるように設定される。つまり、爆発時の圧力は、爆発時に生じる材料等の蒸発による蒸気圧のことであり、開閉器に流れる電流値が異なると導体等の大きさも変わりガス流の圧力も異なる。本発明の開閉器盤１では、他の部分と比較して高い圧力がかかるガス滞留室５やガス流制御ブロック８を設けることで、開閉器盤１全体の強度をガス滞留室５やガス流制御ブロック８と同じにする必要がなく、高い圧力がかかる部位（すなわち、ガス滞留室５やガス流制御ブロック８）の補強を行えばよいので、開閉器盤１の設計が容易となる。

また、各実施形態で説明した構成を個々に備える態様とすることで、本発明の効果を部分的に得ることができる。よって、本発明の開閉器盤は、各実施形態で説明した構成を個々に備える開閉器盤、及び、各実施形態で説明した構成を２以上組み合わせて備える開閉器盤を含んでいる。

１，１１，１９、２５、２８、２９、３１、３４…開閉器盤
２，２０…金属箱（筐体）
２ａ…開口部
３…機器収容部
４…ガス流制御空間（ガス流制御部）
５…ガス滞留室（ガス流噴出し部）
６，９…ガス噴出し孔
７，１０…遮蔽板（案内部）
８…ガス流制御ブロック
１２…保護板
１３，１５，３６…開閉器盤
１４…金属箱
１４ａ…開口部
１６…側板
１７…背面カバー
１８，２３…飾盤
２０ａ…開口部、２０ｂ…側板、２０ｃ…上板、２０ｄ…下板、２０ｅ…背面側開口部
２１…背面カバー
２１ａ…蓋部、２１ｂ…フランジ部
２２…ボルト
２４…突出枠
２６、３２、３３、３５…圧損体（第１圧損体）
３０…圧損体（第２圧損体）

Claims (11)

1. 筐体に、主回路機器が収納される機器収容部と、前記機器収容部に隣接して設けられ、前記機器収容部における内部アーク事故により発生したガス流を前記筐体の外部に導出するガス流制御部と、が形成された開閉器盤であって、
   前記ガス流制御部には、前記内部アーク事故により発生したガス流が流入するガス噴出し孔と、当該ガス流を前記筐体の外部に放出する開口部と、が形成され、且つ、前記ガス噴出し孔から噴き出したガス流を前記ガス流制御部の下方に案内する案内部が備えられ、
   前記ガス流制御部の前記ガス噴出し孔より下方に、前記ガス流制御部と連通した開口部を有するガス滞留室が設けられた
   ことを特徴とする開閉器盤。
2. 前記ガス滞留室の開口部と対向する前記ガス流制御部の壁面近傍にガス流制御ブロックが設けられた
   ことを特徴とする請求項１に記載の開閉器盤。
3. 前記ガス滞留室の開口部の面積は、前記ガス流制御部の流路断面積の３０％以上である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の開閉器盤。
4. 前記ガス滞留室は、前記ガス流制御部に流入したガス流により形成される圧力波を、一定期間収納する
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の開閉器盤。
5. 前記機器収容部は、複数の区画に区切られており、
   前記ガス滞留室は、前記機器収容部の下方に設けられ、
   前記ガス滞留室の前記機機器収容部側の壁面には、前記機器収容部の区画であって前記ガス流制御部とガス噴出し孔を介して連通する区画と異なる区画における内部アーク事故により発生したガス流が流入するガス噴出し孔が形成され、且つ、当該ガス噴出し孔から噴き出したガス流を前記ガス滞留室の開口部方向に案内する案内部が備えられた
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の開閉器盤。
6. 前記機器収容部は、少なくとも上下に仕切られた区画を有し、
   前記ガス流制御部のガス噴出し孔は、当該ガス流制御部と前記機器収容部の上側の区画との間に形成され、
   前記ガス滞留室のガス噴出し孔は、当該ガス滞留室と前記機器収容部の下側の区画との間に形成された
   ことを特徴とする請求項５に記載の開閉器盤。
7. 筐体に、主回路機器が収納される機器収容部と、前記機器収容部に隣接して設けられ、前記機器収容部における内部アーク事故により発生したガス流を前記筐体の外部に導出するガス流制御部と、前記ガス流制御部と連通する開口部を有し前記機器収容部の下方に設けられるガス流噴出し部と、が形成された開閉器盤であって、
   前記ガス流噴出し部の前記機器収容部側の壁面には、前記内部アーク事故により発生したガス流が流入するガス噴出し孔が形成され、且つ、当該ガス噴出し孔から噴き出したガス流を前記ガス流噴出し部の開口部方向に案内する案内部が備えられ、
   前記ガス流噴出し部の開口部と対向する前記ガス流制御部の壁面近傍にガス流制御ブロックが設けられた
   ことを特徴とする開閉器盤。
8. 前記ガス流制御ブロックのガス流が当たる面の傾斜に応じて、当該ガス流が当たる面がガス流から受ける圧力が調整される
   ことを特徴とする請求項７に記載の開閉器盤。
9. 前記ガス流制御部に形成され、前記内部アーク事故により発生したガス流を前記筐体の外部に放出する開口部は、前記ガス流制御部の上面であって、この上面の中心部より前記機器収容部方向に偏って形成され、
   前記ガス流制御部内部であって、前記ガス流制御部に形成された開口部の開口面と対向した位置に保護板が設けられた
   ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の開閉器盤。
10. 前記ガス流制御部に形成され、前記内部アーク事故により発生したガス流を前記筐体の外部に放出する開口部に、第１圧損体が設けられた
    ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の開閉器盤。
11. 前記ガス流制御部の流路に第２圧損体が設けられた
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の開閉器盤。