JP2019187184A - 閉鎖形配電盤 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接配置される各配電盤ユニットの同一トレンが互いに隣接でき、盤内配線にて各トレンの電気的接続が容易に実現でき、電源系統の省スペース化が実現できる閉鎖形配電盤を得る。【解決手段】互いに隣接して左右に配置される配電盤ユニット４，１５と、電源から給電される電路の系統を区分して構成されるトレン１，２，３と、トレン１，２，３から負荷への給電を制御する配線用遮断器５，６，７とを備え、各配電盤ユニット４，１５の盤内構成を互いに左右対称であるミラー配置とするとともに、各トレン１，２，３間はバリア８により物理的に分離するようにした。【選択図】図５

Description

この出願は、閉鎖形配電盤、特に、主回路開閉器、保護装置および監視・制御器具などを同一盤内に収める閉鎖形配電盤に関するもので、異なる電路系統の分離手段および盤内構成を改良したものである。

２０１１年に起きた福島第一原発事故の影響から、２０１３年に原子力プラントに係る新規制基準が施行された。新規制基準では、シビアアクシデント（ＳＡ）防止の対策として、所内電源・電源盤の多重化・分散配置を要求している。また、テロとしての航空機衝突への対策も要求しており、原子炉建屋への意図的な航空機衝突等への対策のうち、信頼性向上のためのバックアップ対策として緊急時制御室および冷却ポンプ、さらには代替電源を備えた特定重大事故等対処施設（特重施設）の導入が義務化されている。

ＳＡ防止の対策による所内電源・電源盤の多重化・分散配置および特重施設の導入は、ＳＡに係るトレンおよび特重施設に係るトレンが増えることとなり、配電盤および外部からの接続ケーブル（外線ケーブル）の電路におけるトレン分離に大きく影響する。ここで、トレンとは区分される系統のことであり、異なるトレンが互いに影響を及ぼさないよう各トレンに対し物理的及び電気的隔離を行うことをトレン分離という。トレン分離基準は、ＩＥＥＥ３８４により分離距離の確保とバリアの設置が定められている。

トレン分離に関しては、例えば特許文献１に記載がある。特許文献１によると、多重化設計に基づくトレン分離では、金属板等の分離手段であるセパレータ（バリア）により分離を施している。バリアによるトレン分離について図８を用いて説明する。中央制御盤２２にはＡトレン２３，Ｂトレン２４と２つのトレンが存在している。この２つのトレンは互いに影響を及ぼしてはならず、バリア２１により分離されている。中央制御盤２２は監視操作用のフラットディスプレイ（ＦＰＤ）を備えており、中央制御盤２２のＡトレン２３に接続されるＦＤＰコントローラ２５及びＢトレン２４側に接続されるＦＤＰコントローラ２６も区分される系統となりバリア２１により分離される。全て火災防護上の分離及び設備構成機器の故障時の故障波及を防止するため、相互に接続された箇所は存在せず、互いの機能を維持することができる。

特許第３５２７０５２号（段落[００１５]、図１８）

従来のトレン分離における課題について、図１〜図４を参照して説明する。
図１は、負荷に接続される３つのトレン（Ａトレン１、Ｂトレン２、Ｃトレン３）を切り替える配電盤ユニット４の系統図を示す。各トレンの線をそれぞれ実線／破線／一点鎖線により書き分けることで、各トレンの分類を明確にしている。負荷に接続される各トレンの切り替えは、配線用遮断器（ＭＣＣＢ）５〜７により行われる。ＭＣＣＢ５は電源側・負荷側ともにＡトレン１に接続される。ＭＣＣＢ６は電源側にＢトレン２、負荷側にＡトレン１が接続され、Ａトレン１とＢトレン２を電気的に分離する。ＭＣＣＢ７は電源側にＣトレン３、負荷側にＡトレン１が接続され、Ａトレン１とＣトレン３を電気的に分離する。また、異なる各トレン同士は物理的に分離される必要があり、各トレン間はバリア８により物理的に分離される。

図１のトレン分離を最小の配電盤構成にて実現する場合、例えば図２の構成にて実現される。図２（ａ）は３つのトレンをＭＣＣＢ５〜７およびバリア８により分離した配電盤ユニットの正面図で、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＹ−Ｙ断面図を示す。なお、図２（ｂ）に示すＸ−Ｘ断面図および図２（ｃ）に示すＹ−Ｙ断面図では、トレンの区別を説明するため、ＭＣＣＢ５〜７の記載は省略している。
配電盤ユニットの正面図に記載の丸Ｂは、図２（ｂ）に示すＸ−Ｘ断面図に記載の丸Ｂと接続される。また、配電盤ユニットの正面図に記載の丸Ｃは、図２（ｃ）に示すＹ−Ｙ断面図に記載の丸Ｃと接続される。Ａトレンの外線ケーブル９は配電盤ユニット４の正面側上部より引き込まれ、ＭＣＣＢ５に接続される。Ｂトレンの外線ケーブル１０は配電盤ユニット４の裏面側上部より引き込まれ（Ｘ−Ｘ断面参照）、ＭＣＣＢ６に接続される。Ｃトレンの外線ケーブル１１は配電盤ユニット４の裏面側より引き込まれ（Ｙ−Ｙ断面参照）、ＭＣＣＢ７に接続される。

各トレンの外線ケーブル９〜１１についてもトレン分離を施す必要があり、図３のように各トレンが区画された電路１２〜１４を形成する必要がある。電路１２〜１４は、例えば、外線ケーブル９〜１１の経路を形成するため、ダクトおよび電線管にて構成される。しかし、配電盤ユニット４と電路１２〜１４は図４のように構成され、この構成を持つ配電盤ユニットを単純に２面列盤すると、電路の数は１面分、つまり３トレン分増加されてしまう。トレンの数が増えるほど、各トレンへ接続される外線ケーブルが増え、分離すべき電路が増える。そして、電路の増加はその分離を複雑化する。

新規制基準が適用される原子力プラントにおいて、より容易な配電盤を提供するためには、電路の削減が望まれ、電路数の増加を抑えることは大きな課題となる。そこで本願の目的は、トレン分離を施した配電盤を２面列盤する際、トレン分離の構成を損なうことなく容易に電路の削減を実現する配電盤の構成を提供することにある。

この出願に開示される閉鎖形配電盤は、互いに隣接して左右に配置される第１および第２の配電盤ユニットと、電源から給電される電路の系統を区分して構成され前記第１および第２の配電盤ユニットに配設される複数のトレンとを備え、前記第１および第２の配電盤ユニットにおける各配電盤ユニットの盤内構成を互いに左右対称であるミラー配置とするとともに、各トレン間はバリアにより物理的に分離されているものである。

この出願に開示される構成によれば、トレン分離が施される配電盤ユニットを隣接配置し各配電盤ユニットの盤内構成を左右対称であるミラー配置にすることによって、各配電盤ユニットの同一トレンが隣接でき、盤内配線にて各トレンの電気的接続が容易に実現可能となり、電源系統の省スペース化が実現できる。

３トレンを切り替える配電盤の系統図。 ３トレンを分離した配電盤の正面図およびその断面図。 ３トレンを分離した外線ケーブルの電路を示す斜視図。 ３トレンを分離した配電盤および外線ケーブルの電路における一般的な２面列盤を示す構成図。 実施の形態１における３トレンを分離した自立閉鎖形配電盤における２面列盤を示す構成図。 実施の形態２における３トレンを分離した壁掛閉鎖形配電盤における２面列盤を示す構成図。 実施の形態３における多トレンを分離した閉鎖形配電盤における２面列盤を示す構成図。 トレン分離を説明するための概念図。

実施の形態１．
実施の形態１に係る自立閉鎖形配電盤について、図５を参照して説明する。実施の形態１における３トレンを分離した自立閉鎖形配電盤における２面列盤を示す構成図である。
図５では、床２７に固定される第１の配電盤ユニット４と第２の配電盤ユニット１５が２面列盤された構成を示し、３つのトレン１〜３を示している。第１の配電盤４と第２の配電盤１５は、左右対称であるミラー配置により構成される。
第１の配電盤ユニット４には、各トレン１〜３の電路１２〜１４が形成される。電路部１２，１３，１４には、それぞれＡトレン１，Ｂトレン２，Ｃトレン３の外線ケーブルが配線される。負荷に接続される各トレンの切り替えは、配線用遮断器（ＭＣＣＢ）５〜７により行われる。また、異なる各トレン同士は物理的に分離される必要があり、各トレン間はバリア８により物理的に分離されている。
第１の配電盤ユニット４と第２の配電盤ユニット１５の各トレンは、同一トレン同士を盤内における盤間渡り線１６〜１８により接続されている。
ここで、トレンとは、電源から配電盤ユニット４の上部を介して給電される電路の系統を区分した系統区分を言うものであり、第１のトレンとしてのＡトレン１が第１系統区分を構成し、第２のトレンとしてのＢトレン２が第２系統区分を構成し、第３のトレンとしてのＣトレン３が第３系統区分を構成するものである。

第１の配電盤ユニット４と第２の配電盤ユニット１５の盤内構成を左右対称であるミラー配置にすることにより、各閉鎖形配電盤ユニットの同一トレンが隣接でき、盤内における盤間渡り線１６〜１８にて各トレン同士の電気的接続ができる。その結果、トレン分離を施した配電盤ユニットを２面列盤する際、各配電盤ユニットに必要であった外線ケーブルおよび電路を１面分削減することができる。つまり、配電盤ユニット２面を単純に列盤する場合と比べ、配電盤ユニット２面を左右対称であるミラー配置とし列盤することで、盤内における盤間渡り線１６，１７，１８にて各トレン同士の電気的接続が可能となり、外線ケーブルおよび電路の数を半減でき、電源系統の省スペース化が実現できる。

また、実施の形態１の構成によれば、トレン分離を施した配電盤ユニットを２面列盤する際、２面の盤内構成を左右対称であるミラー配置にすることで実現可能であることから、２面の盤内構成を大きく変えることなく容易に設計可能である。

そして、第３のトレン（Ｃトレン）３は、各配電盤ユニット４，１５において、第１のトレン（Ａトレン）１および第２のトレン（Ｂトレン）２よりも下部に配置されている。第３のトレン（Ｃトレン）３における丸Ｃで示される接続部は、図２におけると同様に、トレン１，２の背面側を上方に伸延する内部配線により電路１４の外線ケーブルへの接続部に接続される。第２のトレン（Ｂトレン）２における丸Ｂで示される接続部は同様にトレン１の背面側を上方に伸延する内部配線により電路１３の外線ケーブルへの接続部に接続される
第３のトレン（Ｃトレン）３を第１のトレン（Ａトレン）１および第２のトレン（Ｂトレン）２よりも下部に配置し、重要な役割を持つ第１のトレン（Ａトレン）１および第２のトレン（Ｂトレン）２を重要度の低い第３のトレン（Ｃトレン）３より上部に配置することで、重要度の高い機器要素を内部溢水から防護することができる。

（１）実施の形態１における閉鎖形配電盤は、図５に示す通り、次の構成が適用されている。
互いに隣接して左右に配置され前方正面の盤面を並設して２面列盤配置とされる第１の配電盤ユニット４および第２の配電盤ユニット１５と、電源から給電される電路を区分して構成され前記第１および第２の配電盤ユニット４，１５に配設される第１のトレン（Ａトレン）１および第２のトレン（Ｂトレン）２ならびに第３のトレン（Ａトレン）３と、前記第１および第２ならびに第３のトレン１，２，３から負荷への切替を制御する第１および第２ならびに第３の配線用遮断器５，６，７とを備え、前記第１および第２の配電盤ユニットにおける各ユニット４，１５の盤内構成を互いに左右対称であるミラー配置とするとともに、各トレン１，２，３の相互間はバリアにより物理的に分離されていることを特徴とする。
この構成により、トレン分離が施される配電盤ユニット４，１５を隣接配置し各配電盤ユニット４，１５の盤内構成を互いに左右対称であるミラー配置にすることによって、各配電盤ユニット４，１５の同一トレンが隣接でき、渡り線１６，１７，１８を含む盤内配線にて各トレンの電気的接続が容易に実現可能となり、電源系統の省スペース化が実現できる。
すなわち、トレン分離を施した閉鎖形配電盤ユニット４，１５を２面列盤する際、盤内構成を左右対称であるミラー配置にすることにより、各閉鎖形配電盤ユニット４，１５の同一トレンを隣接させることができ、盤内配線にて各トレンの電気的接続が容易に実現可能となる。従い、各トレンに必要であった外線ケーブルおよび電路のうち、配電盤１面分の外線ケーブルおよび電路を省略できるため、外線ケーブルおよび電路に係る分離距離およびバリア数が削減でき、電源系統の省スペース化が実現できる。

（２）また、実施の形態１における閉鎖形配電盤は、図５に示す通り、前記（１）項における構成において、次の構成が適用されている。
前記第１および第２ならびに第３のトレン１，２，３から負荷への切替を制御し負荷への給電を制御する第１および第２ならびに第３の配線用遮断器５，６，７を備え、前記第１の配線用遮断器５は電源側および負荷側ともに第１のトレン１が接続され、第２の配線用遮断器６は電源側に第２のトレン２が接続されて負荷側に第１のトレン１が接続され、第３の配線用遮断器７は電源側に第３のトレン３が接続されて負荷側に第１のトレン１が接続され、前記第１のトレン１および前記第２のトレン２ならびに前記第３のトレン３は互いに電気的に分離されるとともに、前記各トレン１，２，３間はバリア８によって物理的に分離されていることを特徴とする。
この構成により、負荷への給電を制御する第１および第２ならびに第３の配線用遮断器５，６，７が接続される各配電盤ユニット４，１５の同一トレンン１，２，３を隣接させることができ、渡り線１６，１７，１８を含む盤内配線にて各トレン１，２，３の電気的接続が容易に実現可能となり、電源系統の省スペース化が実現できる。

（３）さらに、実施の形態１における閉鎖形配電盤は、図５に示す通り、前記（１）項または前記（２）項における構成において、次の構成が適用されている。
前記各トレンは、同一トレン１，２，３同士を配電盤ユニット４，１５の盤内における盤間渡り線１６，１７，１８によって接続されている。すなわち、配電盤ユニット４のトレン１と配電盤ユニット１５のトレン１の間は盤間渡り線１６により接続され、配電盤ユニット４のトレン２と配電盤ユニット１５のトレン２の間は盤間渡り線１７により接続され、配電盤ユニット４のトレン３と配電盤ユニット１５のトレン３の間は盤間渡り線１８により接続されるものである。
この構成により、渡り線１６，１７，１８による盤内配線にて各トレンの電気的接続が実現でき、電源系統の省スペース化を達成できる。

（４）そして、実施の形態１における閉鎖形配電盤は、図５に示す通り、前記（１）項から（３）項までの何れかの構成において、次の構成が適用されている。
前記第３のトレン（Ｃトレン）３は、前記第１および第２の配電盤ユニット４，１５のそれぞれにおいて、第１のトレン（Ａトレン）１および第２のトレン（Ｂトレン）２よりも下部に配置されている。
この構成により第３のトレン（Ｃトレン）３を第１のトレン（Ａトレン）１および第２のトレン（Ｂトレン）２よりも下部に配置し、重要な役割を持つ第１のトレン（Ａトレン）１および第２のトレン（Ｂトレン）２を重要度の低い第３のトレン（Ｃトレン）３より上部に配置することで、重要度の高い第１のトレン（Ａトレン）１および第２のトレン（Ｂトレン）２における機器要素を内部溢水から防護することができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る壁掛閉鎖形配電盤について、図６を参照して説明する。実施の形態１では、３つのトレン分離を施した自立閉鎖形配電盤について、２面列盤する際に盤内構成を左右対称であるミラー配置にすることにより、配電盤１面分の外線ケーブルおよび電路を省略できる旨説明した。
実施の形態１で説明した本願の構成は、図６に示すような壁掛閉鎖形配電盤にも適用される。図６（ａ）は実施の形態２の壁掛閉鎖形配電盤ユニット１０４，１１５の構成を示す正面図、図６（ｂ）はその側面図を示す。第１の配電盤ユニット１０４と第２の配電盤ユニット１１５は、床２７から離れて壁２８に互いに隣接して固定されている。その他の構成は、図５に示す実施の形態１と同様の構成であるので、説明は省略する。

実施の形態３．
実施の形態３に係る閉鎖形配電盤について、図７を参照して説明する。実施の形態１では、３つのトレン分離を施した自立閉鎖形配電盤について、２面列盤する際に盤内構成を左右対称であるミラー配置にすることにより、配電盤１面分の外線ケーブルおよび電路を省略した。また、実施の形態２では、３つのトレン分離を施した壁掛閉鎖形配電盤について、２面列盤する際に盤内構成を左右対称であるミラー配置にすることにより、配電盤１面分の外線ケーブルおよび電路を省略した。
この実施の形態３の構成では、図７に示すように、４つ以上のトレンとして、Ｄトレン３１，Ｅトレン３２，Ｆトレン３３，Ｇトレン３４…を持つ配電盤ユニット１９および配電盤ユニット２０の２面列盤においても、２面の盤内構成をミラー配置にすることで適用できる。
トレン３１〜３４…は、実施の形態１および実施の形態２におけると同様に、互いにバリア８によって分離されるとともに、トレン３１〜３４…には、実施の形態１および実施の形態２におけると同様に、配線用遮断器（図示せず）が接続されている。そして、配電盤ユニット１９，２０におけるトレン３１〜３４…は、実施の形態１および実施の形態２におけると同様に、同一トレン同士が盤間接続線により互いに接続される。

なお、この出願における技術思想としての開示事項は、その技術範囲内において、実施の形態を自由に組合せたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ Ａトレン、２ Ｂトレン、３ Ｃトレン、４ 配電盤ユニット、５ 配線用遮断器（ＭＣＣＢ）、６ 配線用遮断器（ＭＣＣＢ）、７ 配線用遮断器（ＭＣＣＢ）、８ バリア、９ 外線ケーブル（Ａトレン）、１０ 外線ケーブル（Ｂトレン）、１１ 外線ケーブル（Ｃトレン）、１２ 電路（Ａトレン）、１３ 電路（Ｂトレン）、１４ 電路（Ｃトレン）、１５ 配電盤ユニット、１６ 盤間渡り線（Ａトレン）、１７ 盤間渡り線（Ｂトレン）、１８ 盤間渡り線（Ｃトレン）、１９ 配電盤ユニット、２０ 配電盤ユニット、２７ 配電盤ユニットが固定される床、２８ 配電盤ユニットが固定される壁、１０４ 壁掛閉鎖形配電盤ユニット、１１５ 壁掛閉鎖形配電盤ユニット。

Claims (7)

1. 互いに隣接して左右に配置される第１および第２の配電盤ユニットと、電源から給電される電路の系統を区分して構成され前記第１および第２の配電盤ユニットに配設される複数のトレンとを備え、前記第１および第２の配電盤ユニットにおける各配電盤ユニットの盤内構成を互いに左右対称であるミラー配置とするとともに、各トレン間はバリアにより物理的に分離されていることを特徴とする閉鎖形配電盤。
2. 電源から給電される電路の系統を区分して構成され前記第１および第２の配電盤ユニットに配設される第１および第２ならびに第３のトレンと、前記第１および第２ならびに第３のトレンから負荷への給電を制御する第１および第２ならびに第３の配線用遮断器とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の閉鎖形配電盤。
3. 前記第１の配線用遮断器は電源側および負荷側ともに前記第１のトレンが接続され、前記第２の配線用遮断器は電源側に前記第２のトレンが接続されて負荷側に前記第１のトレンが接続され、前記第３の配線用遮断器は電源側に前記第３のトレンが接続されて負荷側に前記第１のトレンが接続されていることを特徴とする請求項２に記載の閉鎖形配電盤。
4. 前記第３のトレンは、前記第１および第２のトレンよりも下部に配置されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の閉鎖形配電盤。
5. 前記各トレンは、同一トレン同士を前記第１および第２の配電盤ユニットにおける盤間渡り線により接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の閉鎖形配電盤。
6. 前記閉鎖形配電盤は、床面に設置される自立閉鎖形配電盤であることを特徴とする請求項１から５項までの何れか１項に記載の閉鎖形配電盤。
7. 前記閉鎖形配電盤は、床面から離れた壁面に設置される壁掛閉鎖形配電盤であることを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の閉鎖形配電盤。

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