JP2020112404A - 高圧導体の状態表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、鉄塔に支持された高圧線(高圧電路)の近傍に配置され、当該高圧線の近傍に誘起された誘導電界によって集電する集電部と、集電部が集電した電力により駆動され、高圧線に高圧交流が通電されている(高圧電路が充電されている)ことを標示する充電状態標示部と、を備えた充電状態標示装置が開示されている。
特許文献1の充電状態標示装置において、集電部は大型(例えば1m×1m程度の大きさ)の金属網によって作製されており、高圧線の近傍に配置されている。充電状態標示部は配線ケーブルによって集電部と電気的に接続されており、鉄塔の上部や下部に配置されて当該鉄塔を介して接地されている。
高圧受電設備は、高圧系統から受電した高圧交流が通電される母線導体、電路を開閉したり異常電流を遮断する遮断器、及び落雷によって生じたサージ電圧から設備が備える各機器を保護するための避雷器等を金属製の筐体内部に収容した設備である。また、高圧受電設備には、高圧交流を低圧交流に変換する変圧器を備えたキュービクル式の高圧受電設備もある。
上述したように、高圧受電設備の筐体には母線導体や遮断器等の高圧交流が通電される機器が収納されているため、作業者は、これらの機器に接触しないように注意をする必要がある。しかし、筐体内部には各機器が密に収納されているために注意を促すための表示(作業区画表示)をこれらの機器に対して直接行うことはできない。例えば、高圧受電設備では、筐体の外側にロープを張って筐体内部へのアクセスを制限し、注意を促すための表示を筐体に対して行っている。
高圧受電設備の点検時、機器取替時、或いは修理時において、これらの作業は筐体を開放して行う。このとき、作業者は、検電器を使用して各機器が通電されていないことを確認しているが、前述したように、各機器には注意を促すための表示が行われていない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、筐体内の狭い空きスペースであっても、高圧受電設備を停電させることなく取り付け可能な高圧導体の状態表示装置を実現することにある。
最初に本実施形態に係る状態表示装置1の概要について説明する。図1(a)は状態表示装置1の斜視図、図1(b)は状態表示装置1の底面図、図1(c)は状態表示装置1の電気的構成を説明するブロック図である。図2(a)はキュービクル式の高圧受電設備20の内部を説明する図、図2(b)は高圧受電設備20が備える断路器29を説明する図、図2(c)は断路器29を開閉操作する絶縁操作棒30の先端部32を説明する図である。
図1(a)乃至(c)に示す状態表示装置1は、図2(a)に示す高圧受電設備20が備えた母線導体(高圧導体)23に固定されるものであり、当該母線導体23に対して高圧交流が通電されているか否かを表示する。状態表示装置1の母線導体23への取り付けは、図2(c)に示す絶縁操作棒30を用いて母線導体23から離れた場所から行う。
以上の構成を有する状態表示装置1では、起電用導体3aには電磁界における磁束の変化による電位差が生じ、整流部12は起電用導体3aに生じた電位差に基づいて作動して一方向に電流Iを流し、表示部4は整流部12からの電流Iに基づいて作動して母線導体23が通電中であることを表示する。この状態表示装置1において、起電用導体3a、整流部12、及び表示部4を含む駆動回路10は、接地をしなくても動作が可能である。このため、駆動回路10をハウジング2に設ける等して状態表示装置1を小型化でき、高圧受電設備20の筐体内部の狭い空きスペースであっても状態表示装置1を取り付けることができる。
さらに、状態表示装置1を母線導体23に取り付ける時には、絶縁操作棒30の係止部32aを被係止部6に係止して絶縁操作棒30を操作し、絶縁固定部2aを母線導体23に固定すればよいため、母線導体23から十分に離れた安全な場所から状態表示装置1を母線導体23に取り付けることができる。従って、高圧受電設備20を停電させることなく状態表示装置1を取り付けることができる。
以下、上述した状態表示装置1の詳細について説明する。図1(a)及び(b)に示すように、状態表示装置1は、可撓性、及び電気絶縁性を有する合成樹脂によって作製され、母線導体23に固定される絶縁固定部2aを備えたハウジング2と、絶縁固定部2aが母線導体23に固定された時に、高圧交流を母線導体23に通電することによって生じた電磁界の中に配置される集電部3(起電用導体3a)と、ハウジング2の正面に設けられ、母線導体23の通電中に光って通電中であることを表示する表示部4と、ハウジング2の正面であって表示部4よりも下側に設けられ、予め定めた温度以上になると色が変化したり発色する示温シール5(示温部)と、ハウジング2の正面であって表示部4よりも上側に設けられ、絶縁操作棒30の係止部32aが着脱自在に係止される被係止部6と、を備えている。
ハウジング2は、挟持部材2b、及び爪部2cを備えた絶縁固定部2aと、表示部4の背面側に設けられ、図1(c)に示す駆動回路10の一部が収容された回路収容部2dと、ハウジング2の正面であって回路収容部2dよりも下方に設けられ、示温シール5が貼着されるシール貼着面2eと、を備えている。
回路収容部2dは、図1(c)に示す駆動回路10のうち、集電部3及び表示部4以外の回路要素、具体的には蓄電部11、及び整流部12を収容している。なお、駆動回路10については後で説明する。
示温シール5の色を非通電時の温度範囲と通常動作時の温度範囲との間で異ならせることにより、高圧受電設備20の点検作業等を行う作業者は、示温シール5の色の変化に基づいて母線導体23の温度が上昇していること、言い換えれば母線導体23が通電中であることを認識できる。
さらに、非通電時の温度範囲における示温シール5の色、通常動作時の温度範囲における示温シール5の色、及び異常発生時の温度範囲における示温シール5の色をそれぞれ異ならせることにより、作業者は、高圧受電設備20の動作状態(動作停止状態、通常動作状態、異常発生状態)を判断することもできる。
本実施形態では、起電用導体3aを挟持部材2bの内部に設けているため、絶縁固定部2aによって母線導体23を固定するだけで、集電部3を母線導体23から生じる電磁界の中に配置することができる。
従って、高圧受電設備20の点検時等において、作業者は、表示部4(カバーレンズ4b)の発光状態に基づいて母線導体23が通電中であることを視認できる。
このように、駆動回路10は接地をしなくても単体で動作をするため小型化に適しており、ハウジング2に設けることができる。さらに、接地が不要であるため接地端子が母線導体23に接続することに起因する地絡事故を確実に防止することができる。
次に、高圧受電設備20について説明する。図2(a)に示したキュービクル式の高圧受電設備20は、正面と背面が開放した金属製の筐体21と、筐体21の正面と背面のそれぞれに対して開閉自在に取り付けられた金属製の扉22と、筐体21に収納され、外部の高圧系統から受電した高圧交流が通電される母線導体23と、筐体内部の後上方であって母線導体23の途中に配置され、母線導体23を開閉したり異常電流を遮断する遮断器24と、筐体内部の後下方に配置され、落雷によって生じたサージ電圧から高圧受電設備20が備える各機器を保護するための避雷器25と、筐体内部の前下方に配置され、高圧交流を低圧交流に変換する変圧器26と、筐体内部の中央において母線導体23から分岐され、母線導体23に通電された高圧交流を進相コンデンサや計器用変成器(何れも図示せず)に通電するための絶縁被覆電線(KIP線)27と、筐体内部の前方において、計装機器や操作機器等を収容している機器収納部28と、を備えている。
高圧バスダクトは、高圧線と導通した導体の下端を絶縁物で被覆して支持し、鉄やアルミニウム製のケース内に収容したものである。ダクト装着部21dに高圧バスダクトが装着されることにより、母線導体23の上端が高圧バスダクトの導体と電気的に接続され、母線導体23に対して高圧系統からの高圧交流が通電される。
遮断器24は、筐体21の内部において前後方向へ移動可能であり、最も前側の位置では母線導体23の第一部分23Aと第二部分23Bとを電気的に接続し、最も後側の位置では第一部分23Aと第二部分23Bとを切り離して絶縁する。
避雷器25は、避雷器本体25aと、母線導体23と避雷器本体25aとを電気的に接続する避雷器接続線25bとを備えている。避雷器25は、例えば落雷によって母線導体23に発生した過渡的な大電圧を地中へ放出することにより、高圧受電設備20が備える各機器を保護する。
変圧器接続導体26dは、母線導体23と同様に、銅等の導電性が高い金属帯板によって作製されている。なお、変圧器接続導体26dに代えて、母線導体23と変圧器本体26aの一次側端子26bとの間を絶縁被覆電線によって電気的に接続してもよい。
低圧電力ケーブル26eは筐体内部に収納された配線用遮断器(図示せず)に接続されており、変圧器本体26aで変換された低圧交流は配線用遮断器等を経由して外部に出力(配線)される。
断路器29は、遮断器24によって電流が流れなくなった高圧導体(電路)を開閉する機器であり、高圧導体に接続される一対の端子29aと、一対の端子29aの間に回動軸29cを中心に回動可能に取り付けられ、回動によって一対の端子29aの間を開閉するブレード29bと、ブレード29bに設けられ、ブレード29bを回動する際に使用されるリング部29dと、一対の端子29aが先端に取り付けられた絶縁部29eと、絶縁部29eの基端を支持する基台29fと、を備えている。
図2(b)に示すように、ブレード29bを回動させる時には、絶縁操作棒30の係止部32aをリング部29dに挿入した後に絶縁操作棒30の先端を移動させる。これにより、断路器29から十分に離れた安全な場所から断路器29の開閉操作を行うことができる。
次に、状態表示装置1の母線導体23への取り付け作業について説明する。
図3は絶縁操作棒30の係止部32aを被係止部6に係止させる動作を説明する図、図4は絶縁操作棒30を操作して状態表示装置1を母線導体23に取り付ける操作を説明する図、図5(a)は母線導体23によって押し広げられている絶縁固定部2aを示す図、図5(b)は母線導体23に取り付けられた状態表示装置1を示す図である。
図3に示すように、状態表示装置1を母線導体23に取り付ける時には、最初に絶縁操作棒30の係止部32aを状態表示装置1の被係止部6に係止する。具体的には、係止部32aを被係止部6の貫通穴6aに挿入する。係止部32aを被係止部6に係止することにより、状態表示装置1が絶縁操作棒30の先端に引っ掛けられる。
このように、本実施形態では、状態表示装置1を母線導体23に取り付ける時には、絶縁操作棒30の係止部32aを被係止部6に係止した状態で絶縁操作棒30を操作し、絶縁固定部2aを母線導体23に固定すればよいため、母線導体23から十分に離れた安全な場所から状態表示装置1を母線導体23に取り付けることができる。従って、高圧受電設備20を停電させることなく状態表示装置1を取り付けることができる。
図1に示す状態表示装置1は、断面が長方形状の母線導体23における幅狭側の側面に取り付けられていたが、図6(a)及び(b)に示す状態表示装置1Aのように、母線導体23における幅広側の側面に取り付けるようにしてもよい。
また、図7(a)及び(b)に示す状態表示装置1Bのように、断面が円形状の絶縁被覆電線27(KIP線)に取り付けるようにしてもよい。絶縁被覆電線27は、断面が円形であって軟銅線によって作製された導体27aと、合成ゴム等の電気絶縁素材で作製されて導体27aの外周面を覆う絶縁被覆27bと、を備えている
絶縁被覆電線27の断面が円形状であることから、ハウジング2が備える絶縁固定部2a’は、絶縁被覆電線27の形状に倣って湾曲された挟持部材2b’、及び挟持部材2b’の先端に設けた爪部2c’を備えている。また、挟持部材2b’の内部に設けられた集電部3’(起電用導体3a’)も絶縁被覆電線27の形状に倣って湾曲されている。
なお、図7に示す状態表示装置1Bでは、被係止部6’(貫通穴6a’)の向きが図1に示す状態表示装置1とは異なっている。被係止部6’(貫通穴6a’)の向きは、取り付け対象となる高圧導体に応じて定めればよい。
図8(a)に示す駆動回路10では、表示部4(発光ダイオード4a)と並列に、故障表示部13(発光ダイオード13a、及び抵抗13b)を接続している。この変形例において、故障表示部13は、起電用導体3a、蓄電部11、及び整流部12との間で閉回路を形成し、故障表示部13の発光ダイオード13aは、表示部4の発光ダイオード4aとは異なる色で発光する。例えば、表示部4には赤色で発光する発光ダイオード4aを使用し、故障表示部13には青色で発光する発光ダイオード13aを使用する。
従って、表示部4の発光ダイオード4aが故障したとしても、故障表示部13の発光ダイオード13aが発光するため、表示部4の発光ダイオード4aが故障したこと、及び母線導体23に高圧交流が通電されていることを、作業者に知らせることができる。
前述の実施形態において、高圧受電設備20は変圧器26を有したキュービクル式のものを例示したが、本発明に係る状態表示装置1は、変圧器26を有さない形式の高圧受電設備にも用いることができる。
前述の実施形態において、駆動回路10は蓄電部11(コンデンサ11a)を備えていたが、蓄電部11がなくても電磁界における磁束の変化によって起電用導体3aに電位差が生じる時には、蓄電部11を省略することもできる。
前述の実施形態において、集電部3の起電用導体3aを絶縁固定部2aの挟持部材2bに設けたが、高圧導体(母線導体23,絶縁被覆電線27)への通電によって生じた電磁界の中に配置できれば、起電用導体3aを異なる箇所に設けてもよい。
<第一の実施態様>
本態様に係る高圧導体の状態表示装置1は、高圧系統から受電した高圧交流が通電される高圧導体(母線導体23、絶縁被覆電線27)を筐体21の内部に収納した高圧受電設備20に用いられ、高圧導体に高圧交流が通電されていることを表示するものであって、高圧導体に固定される電気絶縁体からなる絶縁固定部2aと、絶縁固定部2aが高圧導体に固定された時に、高圧交流を高圧導体に通電することによって生じた電磁界の中に配置される起電用導体3aと、電磁界における磁束の変化によって起電用導体3aに生じた電位差に基づき、一方向に電流Iを流す整流部12と、起電用導体3a、及び整流部12との間で閉回路を形成し、整流部12からの電流Iに基づいて作動して高圧導体に高圧交流が通電されていることを表示する表示部4と、絶縁固定部2aを高圧導体に固定する時に、絶縁操作棒30に備えた係止部32aが着脱自在に係止される被係止部6と、を有することを特徴とする。
本態様において、起電用導体3a、整流部12、及び表示部4が形成する閉回路は、接地をしなくても動作が可能である。従って、本態様に係る状態表示装置1は小型化が容易であり、筐体内部の狭い空きスペースであっても取り付けることができる。さらに、状態表示装置1の母線導体23への取り付け作業は、絶縁操作棒30を使用して高圧導体から十分に離れた安全な場所から行える。従って、高圧受電設備20を停電させることなく状態表示装置1を取り付けることができる。
本態様に係る状態表示装置1では、絶縁固定部2aは、可撓性、及び電気絶縁性を有する合成樹脂によって作製され、高圧導体を挟んで固定する一対の挟持部材2bを含み、起電用導体3aは、挟持部材2bに配置されていることを特徴とする。
本態様に係る状態表示装置1によれば、絶縁固定部2aを高圧導体に固定させることにより、起電用導体3aを電磁界の中に配置することができる。
本態様に係る状態表示装置1では、起電用導体3a、及び整流部12との間で閉回路を形成し、表示部4が整流部12からの電流に基づく表示ができない時に、当該電流に基づいて作動して高圧導体に高圧交流が通電されていることを表示する他の表示部(故障表示部13)を有することを特徴とする。
本態様に係る状態表示装置1によれば、表示部4が高圧導体に高圧交流が通電されていることを表示できなくても、他の表示部によって表示できる。
本態様に係る状態表示装置1では、予め定めた温度以上になると色が変化する示温部(示温シール5)を有することを特徴とする。
本態様に係る状態表示装置1によれば、示温部の色の変化に基づいて、高圧導体に高圧交流が通電されていることを認識できる。
本態様に係る状態表示装置1では、高圧受電設備は、絶縁操作棒30によって開閉操作される断路器29を備えていることを特徴とする。
本態様に係る状態表示装置1によれば、高圧受電設備が備える断路器29を開閉操作するための絶縁操作棒30によって状態表示装置1を取り付けることができるため、使い勝手が向上する。
Claims (5)
- 高圧系統から受電した高圧交流が通電される高圧導体を筐体内部に収納した高圧受電設備に用いられ、前記高圧導体に前記高圧交流が通電されていることを表示する高圧導体の状態表示装置であって、
前記高圧導体に固定される電気絶縁体からなる絶縁固定部と、
前記絶縁固定部が前記高圧導体に固定された時に、前記高圧交流を前記高圧導体に通電することによって生じた電磁界の中に配置される起電用導体と、
前記電磁界における磁束の変化によって前記起電用導体に生じた電位差に基づき、一方向に電流を流す整流部と、
前記起電用導体、及び前記整流部との間で閉回路を形成し、前記整流部からの電流に基づいて作動して前記高圧導体に前記高圧交流が通電されていることを表示する表示部と、
前記絶縁固定部を前記高圧導体に固定する時に、絶縁操作棒に備えた係止部が着脱自在に係止される被係止部と、
を有することを特徴とする高圧導体の状態表示装置。 - 前記絶縁固定部は、可撓性、及び電気絶縁性を有する合成樹脂によって作製され、前記高圧導体を挟んで固定する一対の挟持部材を含み、
前記起電用導体は、前記挟持部材に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の高圧導体の状態表示装置。 - 前記起電用導体、及び前記整流部との間で閉回路を形成し、前記表示部が前記整流部からの電流に基づく表示ができない時に、当該電流に基づいて前記高圧導体に前記高圧交流が通電されていることを表示する他の表示部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の高圧導体の状態表示装置。
- 予め定めた温度以上になると色が変化する示温部を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の高圧導体の状態表示装置。
- 前記高圧受電設備は、前記絶縁操作棒によって開閉操作される断路器を備えていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の高圧導体の状態表示装置。
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