JP2874428B2 - 配電盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は配電盤に係り、特に配電
盤全体が小型化された配電盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】配電盤はその内部に遮断器、母線、ケー
ブルヘッド等の機器を収納し、母線から遮断器、ケーブ
ルヘッドを介して負荷に電力を供給するものであり、例
えば従来の配電盤は特開昭60−234404号のように構成さ
れたものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】配電盤は多くの場合に
建家内に設置されるが、近年の地価高騰により、より狭
い空間に設置できる小型のものが要望されるようになっ
てきた。

【０００４】この小型化に関し、配電盤内の機器、例え
ば遮断器は真空遮断器の採用によって小型化されてきて
はいるが、配電盤全体としては依然として大型のままで
あるのが実情である。ちなみに、現在最も普及している
配電盤のサイズは、高さ2.3メートル、奥行き１.９メー
トル、幅０.７メートルといったものであり、この中に
２回路分の三相遮断器，三相母線，三相ケーブルヘッド
が収納されている。従来配電盤は、このように大きなも
のであり、このように大きくせざるを得ない理由として
前記の特開昭60−234404号の場合には遮断器，母線，ケ
ーブルヘッドが配置され、その間を接続導体によって接
続されていること、通常時あるいは事故時の大電流によ
る発熱を抑制し、熱放散をスムーズに行なわせる点につ
いて十分な配慮がされていないということが有る。

【０００５】以上のことから、本発明においては配電盤
内の機器間接続あるいは配置を工夫することにより小型
の配電盤を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的の達成の為に、
本発明においては配電盤内配置を、遮断器横置きとして
高さ方向に三相分配置し、横方向に延伸させた母線を高
さ方向に三相分配置し、遮断器と母線を接続する。

【０００７】すなわち、本発明は、複数の遮断器を高さ
方向に重ねて構成された遮断器ユニットと、該遮断器ユ
ニットの奥行部に水平方向に延伸するように配置された
複数の母線とを備えた配電盤であって、前記母線と遮断
器とを遮断器の固定電極に設けられた接触子で接続した
ものである。 また、本発明は、複数の遮断器を高さ方向
に重ねて構成された遮断器ユニットと、該遮断器ユニッ
トの奥行部に水平方向に延伸するように配置された複数
の母線とを備えた配電盤であって、前記母線と遮断器と
を遮断器の接点の軸線方向に設けられ固定電極と接離さ
れる接触子で直接的に接続したものである。 さらに、本
発明は、複数の母線と、複数の遮断器と、複数の負荷側
導体とを収容する複数のユニットが並置される配電盤で
あって、各ユニット内の複数の遮断器を高さ方向に重ね
て配置し、各遮断器の接点の軸線をユニット奥行き方向
とし、複数の母線をユニット水平方向に延伸すると共
に、複数の母線を複数ユニットに共通に設け、各ユニッ
ト内の負荷側導体をユニットの高さ方向に延伸し、遮断
器と母線間及び遮断器と負荷側導体とを接続したもので
ある。

【０００８】

【作用】本発明によれば、高さ方向の遮断器列の形成す
る第１面と母線の形成する第２面とが直交配置されるこ
とにより、特に配電盤の幅を減少することができる。

【０００９】また、本発明によれば、母線を二重母線と
しこの間を適宜の個所で接続したことにより電流が分流
するため、通常時あるいは事故時の大電流による発熱を
抑制し、熱放散をスムーズに行なわせることができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。

【００１１】図２は本発明の一例として２段積配電盤の
外観構成を示し、配電盤１は上下２つの母線ユニット２
と、上下２段に列盤構成された複数（図の例では８盤）
の配電ユニット３より構成されている。本発明において
は、母線ユニット２と配電ユニット３は互いに分離可能
に取付けられることが一つの大きな特徴になっている。
以下の説明では、母線ユニット２が固定され、配電ユニ
ット３が分離される例について説明するが、これは配電
ユニット３が固定され、母線ユニットが分離されるよう
に構成されても良い。

【００１２】図３は、図２の配電盤の系統回路図の一例
を示す。配電盤１の配電ユニット３は、負荷ユニット１
１，母線ユニット２，受電ユニット４，母線連絡ユニッ
ト５，接地計器用変圧器ユニット６，計器用変圧器ユニ
ット７，避雷器ユニット８等から構成されている。この
図において、９は遮断器、１５は接地計器用変圧器、１
６は計器用変圧器、１７は避雷器であり、夫々自動連結
断路部３１により母線１０に着脱自在に取付けられる。
なお、配電ユニット３のうちの主要なユニットである負
荷ユニット１１は、自動連結断路部３１を介して接続さ
れる遮断器９，変流器１２，零相変流器１３、及び外部
引出用のケーブルヘッド１４から構成される。そして母
線ユニット２は、列盤構成された配電ユニット３に共通
に設けられる。

【００１３】図１は、配電ユニット３の主要なユニット
である負荷ユニット１１と母線ユニット２の内部の機器
配置構成を示しており、前記のように配電ユニット３と
母線ユニット２とは互いに分離可能とされる。母線ユニ
ット２の内部には水平方向に延伸する三相分の母線２４
が取付けられる。負荷ユニット１１は、２つのコンパー
トメント４１，６０に仕切られており、コンパートメン
ト４１内には遮断器９が横置され、かつ三相遮断器を収
納する遮断器ユニット３０が高さ方向に設置される。三
相の母線２４が形成する面と遮断器ユニット３０が形成
する面とは互いに直交するように配置される。そして、
母線２４と遮断器９とは、後で詳細に説明するように遮
断器９に取付けられた接触子により接続導体を用いず着
脱自在に直接接続される。コンパートメント６０内には
負荷ケーブルが設置される。コンパートメント４１と６
０の間には、絶縁導体５０が設けられる。絶縁導体５０
は、負荷ケーブルに接続される三相導体をモールド樹脂
したものであり、高さ方向に配置される。絶縁導体５０
と遮断器９とは、後で詳細に説明するように遮断器９に
取付けられた接触子により接続導体を用いず着脱自在に
直接接続される。絶縁導体５０に電気的に接続する負荷
ケーブルは、上部配電ユニットでは配電盤上部に取り出
され、下部配電ユニットでは配電盤下部に取り出され
る。

【００１４】本発明によれば、横置き遮断器が高さ方向
に配列されることによって、配電盤表面７０の横幅が短
くなり、母線２４と遮断器９とが接触子により接続導体
を用いず着脱自在に直接接続されることにより、配電盤
の奥行きが短くできる。また、配電ユニット３が母線ユ
ニット２と分離可能であり、かつその内部の機器（遮断
器９，母線２４）も分離できることによって配電盤設置
後の運用を極めて円滑にすることができる。例えば、負
荷の増大によって遮断器容量等を変更したいことがある
が、配電ユニット３がその内部機器とともに取り外せる
ことができるため、他の配電ユニット３及び母線ユニッ
ト２を運用したままの状態で変更が可能である。そのう
え、ユニット化されているので、別容量の機器を収納し
た配電ユニット３を取付けるのみでよい。

【００１５】図４は、図２の配電盤１の断面Ａ−Ａにお
ける母線ユニット２のうち下部母線ユニット２の内部構
成、図５は母線ユニット２の外観図、図６は母線ユニッ
ト２の正面図、図７は図６のＢ−Ｂ断面を示す図であ
り、母線ユニット２は下部支持台２０に母線ケース２１
を取付けている。母線ケース２１の両端は配電ユニット
３側に機器の移動に必要な開口部２７を持たせて折り曲
げられている。この折り曲げ部に配電ユニット３を固定
する穴２８が設けられている。二重の母線２４，２５は
母線ケース２１に絶縁碍子２３を介して取付けられる。
二重の母線２４，２５は、ともに水平方向に延伸して設
けられ、母線２４，２５間に分流片２６が設けられてい
る。二重母線とし、この間を分流片２６で接続した構成
を採用することは本発明の一つの大きな特徴となってい
るが、このことによる作用、効果については後で説明す
る。

【００１６】図８は、図１の配電盤１の断面Ａ−Ａにお
ける配電ユニット３のうち下部配電ユニット３の内部構
成を示しており、断面Ｃ−Ｃの部分で配電ユニット３と
母線ユニット２が分離可能に取付けられ、穴２８を通す
ボルトで固定されている。図８の手前高さ方向にコンパ
ートメント４１とコンパートメント６０を貫通して絶縁
導体５０を設けている。絶縁導体５０は三相導体を内部
に設置し、樹脂モールドされたものであり、コンパート
メント６０内で三相導体の一端を負荷ケーブル６１に接
離可能に取付けている。絶縁導体５０の三相導体の他端
は、コンパートメント４１内で遮断器９に着脱自在に直
接接続されるが、この構成については後で説明する。

【００１７】図１０は、コンパートメント４１内に設置
された遮断器ユニット３０の外観を示す図であり、例え
ば真空遮断器９が横置とされ、三相の遮断器９が高さ方
向つまり縦方向に配置されて、遮断器ユニット３０を構
成する。この実施例では真空遮断器としたが、これは他
の動作原理の遮断器であっても良い。３５は遮断器接点
の駆動機構であり、遮断器の接点の開離方向、つまり遮
断器の軸線は水平方向とされている。遮断器９の母線２
５側の先端部には、電源側接触子３１が設けられてい
る。また負荷側断路部５０と対応する遮断器９の側面に
は三相の負荷側接触子３４が設けられている。なお、３
６は絶縁の為に遮断器９間を仕切っている横方向に延び
ている隔壁である。

【００１８】図９は図８の断面から絶縁導体５０を取り
除いて、遮断器９と母線２４との接続状態を示したもの
である。また、図１１は遮断器９と母線２４との接続状
態の外観を示したものであり、これらの接触子３１は接
続導体を使用せずに二重母線２５に着脱自在に直接接続
される。母線２４，２５から遮断器９を介して負荷ケー
ブル６１には、通常の運転状態或いは事故時に大電流が
流れる。このため配電盤の小型化には、これらの機器あ
るいは導体での発熱を押さえ、発熱を速やかに放散する
ことが重要である。本発明では、着脱自在に直接接続か
つ二重母線とすることにより導体からの発熱を軽減する
ことができ、熱放散が円滑に行える。つまり、配電盤内
の電流が母線２４から複数の接続片２６，母線２５を介
して遮断器９に分流して流れ、各分流部分での電流が小
さいことから発熱量が少なく、かつ表面積が増えること
により熱放散が円滑に行える。

【００１９】図１２は遮断器ユニット３０と負荷側断路
部５０の配置状態を示す外観図である。負荷側断路部５
０の下側には変流器１２が設けられ、かつケーブルヘッ
ドを取付ける取付部６２には、ケーブルヘッド６１が嵌
合される。他方、三相の縦導体５１の他端には接続部３
２を介して遮断器９の負荷側接触子３４が接続されてい
る。

【００２０】図１３，図１４は図８のＤ−Ｄ断面，Ｅ−
Ｅ断面における各機器の接続状態を示している。図１３
において、遮断器ユニット３０は矢印方向に配置されて
おり、挿入状態では電源側接触子３１，負荷側接触子３
４が各々母線２５，負荷側断路部５０に着脱自在に直接
接続されている。図１５は負荷側接触子３４と負荷側断
路部５０との接続状態を示す拡大図である。これらの図
において、負荷側断路部５０は三相縦導体５１と負荷側
接触子片３２とを絶縁部材でモールドした絶縁層５３を
有する。負荷側接触子片３２は負荷側接触子３４と接触
する位置に対応配置されている。各接触子３４の一端は
縦導体５１に接続している。つまり負荷側導体である負
荷側接触子片３２は遮断器９の接点の軸線とほぼ直角方
向に配置して、水平方向に配置した場合に比べて、配電
盤の幅方向を縮小している。各相の縦導体５１は所定間
隔に遮断器９の移動方向、つまり奥行きに配置し、配電
盤の幅寸法を縮小している。縦方向に配置された三相の
負荷側接触子片３２と奥行き方向に配置された各相の縦
導体５１とを接続する場合、各負荷側接触子片３２は遮
断器９の長手方向に傾斜するように折り曲げた傾斜部に
より、各相の縦導体５１と接続して、各相の縦導体５１
が奥行き方向にはみ出すことなく一直線状に配置出来る
ようにして、幅寸法を縮小している。縦導体５１の下端
は負荷ケーブル室６０に延び、負荷ケーブル６１に接続
し、一体に樹脂モールドしている。

【００２１】前記の図９は、遮断器９を母線２５に接続
した状態（運転位置）を示しているが、図１６は遮断器
９を配電盤表面７０側に引き抜いた状態(断路位置)を示
している。図１７は、遮断器９を接続したまま配電盤扉
７０を開放した状態、図１８は遮断器ユニット３０をガ
イドレール８０に沿って引き出した状態を示している。
本発明によれば、その容積が非常に小さくなった結果、
配電ユニット内の点検、修理等が困難になったと考えら
れがちであるが、図１８のように、遮断器ユニットを完
全に配電ユニットから引出すことが可能であり、かつ配
電ユニット自体を母線から分離できるので、このことは
ほとんど問題とならない。

【００２２】本発明の配電盤は、以上説明のように構成
され、以下の作用，効果を有する。遮断器９は遮断部を
水平方向に配置し、かつ高さ方向に３段積み重ねて配置
し、遮断器及び配電盤の幅方向を縮小した。この結果、
遮断器は奥行き方向は長くなるが、電源側接触子３１を
着脱自在に直接母線２５に直交して配置するようにし
て、従来の配電盤内の分岐導体，絶縁モールド断路部を
省略し、奥行き寸法を縮小した。従って、配電盤１の容
積を大幅に縮小した。更に、負荷側断路部５０は縦側に
配置された三相の負荷側接触子３４に負荷側接触子片３
２の各相を対応配置して、幅寸法を縮小すると共に、縦
導体５１の各々を奥行き方向に一直線に配置して幅寸法
を縮小できるようにしたので、更に配電盤１の容積を縮
小できる。ちなみに、本発明によれば、高さ従来と同じ
２.３メートルであるが、奥行き０.９メートル，幅０.
３メートルとすることが可能で、従来構造で容積を１／
５とすることが出来る。

【００２３】さらに本発明では、遮断器９の電源側接触
子が二重母線に着脱自在に直接接続されている。従っ
て、母線２４からの電流は分流部、連絡母線を介して遮
断器９に流れることになり、発生熱が少なくなり、配電
盤の容積縮小に大きく貢献している。このことは、別の
言い方をすれば、二重母線の各分岐部に従来と同じ電流
を流すのであれば遮断器通電容量を倍のものにすること
も可能である、従って、小容量から大容量のものまでユ
ニット化することが容易であることを意味する。また、
本発明によれば、配電盤を複数の配電ユニット３と共通
の母線ユニットで構成し、配電ユニット３を列盤構成と
した。そして、配電ユニット３と共通の母線ユニットと
を互いに分離可能にした。この結果、負荷増大時の配電
盤の変更が容易であり、かつユニット化されたことで配
電盤組合せ設計が容易化されている。

【００２４】なお、以下に本発明の幾つかの代案事例を
示す。先程も述べたように、本発明によれば従来比１／
５の容積比とできるが、本発明思想を活かしながら従来
比を適度のものまで低減した代案とすることができる。

【００２５】本発明では、遮断器を横置き、かつ三相分
を高さ方向に積み上げているが、これは必ずしも同一平
面上に積み上げることを意図したものではなく、一部の
遮断器が水平方向に離れて配置されても良い。むしろ、
遮断器は水平方向への移動が可能なように配置すること
が良い場合もある。実施例では電源側接触子が水平母線
に接触しているが、この部分での接触状態が悪化したと
きに水平方向に接触位置をずらすことにより接触状態の
悪化を回復することが可能である。さらに負荷側接触子
の配置も電源側と同じく、多少ずらすことも可能であ
る。

【００２６】また、実施例においては母線を水平方向に
延伸させ、三相を垂直配置しているが、これは必ずしも
垂直にしなくとも良い。その一部が奥行き方向にずれて
いても良い。また、母線と遮断器は着脱自在に直接接続
されずとも、充分な容量の短い接続導体で接続されても
良い。

【００２７】また、本発明においては母線ユニット２と
配電ユニット３が互いに分離可能であり、実施例では配
電ユニットを母線ユニットから分離する異にしている
が、これは配電ユニットを固定して母線ユニットを分離
する形にしても良い。

【００２８】また配電ユニットとして接地計器用変圧
器，計器用変圧器避雷等の高圧電気機器も、これらの機
器に接触子を固定し、遮断器の場合と同様に着脱自在に
直接接続することが可能である。なお、実施例では着脱
自在に接続の為に遮断器側を凸部，母線側を凹部とした
が、この関係は逆であっても良い。また接触子は遮断器
側に取り付けているが、母線自体に接触子を持つことも
考えられる。更に配電盤の３相の母線及び負荷側導体に
着脱自在に接続する３相の遮断器は、遮断器の接点の軸
線つまり長手方向が水平方向になるように配置した各遮
断器を縦方向に積重ねた縦型遮断器間を仕切る隔壁を横
方向に延伸しているので、この配電盤は幅部が縦部より
長い所謂矩形型配電盤を構成している。このため、隔壁
を設けない遮断器の高さを１０とすれば、本発明の遮断
器の高さを６〜７に縮小出来るようになり、縦型遮断器
の重心が下がり、縦型遮断器を移動する際に、縦型遮断
器が左右に揺れにくくなり、安定した状態で配電盤に出
し入れをすることが出来るようになった。このことは矩
形型配電盤も重心が下がった分だけ、耐震性能が向上を
した。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、高さ方向の遮断器列の
形成する第１面と母線の形成する第２面とが互いに直角
方向に配置されることにより、特に配電盤の幅を減少す
ることができる。また、電気ユニットの上側に母線ユニ
ットを設ける必要がなく、縦母線のような余分な接続導
体を設ける必要がなくなり、ユニットの高さ方向及び幅
方向を低減でき、接続導体で発生する余分な発熱も低減
できる。

【００３０】また、本発明によれば、母線を二重としこ
の間を適宜の個所で接続したことにより、電流が分流す
るため、通常時或いは事故時の大電流による発熱を抑制
し、熱放散をスムーズに行なわせることができる。更
に、遮断器の接点の軸線が水平方向になるように配置し
た各遮断器を縦方向に積重ねた縦型遮断器間を仕切る隔
壁を横方向に伸ばしたので、縦型遮断器の高さを縮小出
来るようになり、縦型遮断器の重心が下がり、安定した
状態で縦型遮断器を配電盤に出し入れをすることが出来
るようになった。このことは、縦型遮断器を収納した矩
形型配電盤も重心が下がった分だけ、耐震性能が向上を
した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の二段積配電盤の内部接続関係を示す
図。

【図２】本発明の二段積配電盤の全体的な外観を示す
図。

【図３】本発明の二段積配電盤における電気回路接続例
を示す図。

【図４】図２の母線ユニットについてのＡ−Ａ断面図。

【図５】母線ユニットの外観断面図。

【図６】母線ユニットの正面図。

【図７】母線ユニットの平面図。

【図８】図２の母線ユニットと配電ユニットについての
Ａ−Ａ断面図。

【図９】図８の断面図から絶縁導体５０を取り除いた
図。

【図１０】遮断器ユニットの外観図。

【図１１】遮断器ユニットと二重母線との接続を示す外
観図。

【図１２】遮断器ユニットと絶縁導体５０との接続を示
す外観図。

【図１３】図８のＤ−Ｄ断面図。

【図１４】図８のＥ−Ｅ断面図。

【図１５】遮断器ユニットと絶縁導体５０との接続を示
す図。

【図１６】遮断器と母線との開離状態を示す図。

【図１７】配電盤扉を開けたときの内部構成図。

【図１８】配電盤扉を開け、遮断器を取りだしたときの
内部構成図。

【符号の説明】

２…母線ユニット、３…配電ユニット、９…遮断器、３
１，３４…接触子。

フロントページの続き (72)発明者 椿 徹 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株 式会社 日立製作所 国分工場内 (72)発明者 若狭 文雄 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社 日立製作所内 (56)参考文献 特開 平３−74117（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−60804（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02B 1/20 H02B 1/30 H02B 1/32 H02B 11/04

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の遮断器を高さ方向に重ねて構成され
   た遮断器ユニットと、該遮断器ユニットの奥行部に水平
   方向に延伸するように配置された複数の母線とを備えた
   配電盤であって、前記母線と遮断器とを遮断器の固定電
   極に設けられた接触子で接続したことを特徴とする配電
   盤。
2. 【請求項２】複数の遮断器を高さ方向に重ねて構成され
   た遮断器ユニットと、該遮断器ユニットの奥行部に水平
   方向に延伸するように配置された複数の母線とを備えた
   配電盤であって、前記母線と遮断器とを遮断器の接点の
   軸線方向に設けられ固定電極と接離される接触子で直接
   的に接続したことを特徴とする配電盤。
3. 【請求項３】前記接触子が着脱可能に構成されているこ
   とを特徴とする請求項１あるいは２に記載の配電盤。
4. 【請求項４】前記遮断器と前記接触子を介して負荷側導
   体を遮断器の高さ方向に設けたことを特徴とする請求項
   １あるいは２に記載の配電盤。
5. 【請求項５】前記複数の遮断器は三相の遮断器であるこ
   とを特徴とする請求項１あるいは２に記載の配電盤。
6. 【請求項６】前記母線が複数の遮断器ユニットに対して
   共通に設けられていることを特徴とする請求項１あるい
   は２に記載の配電盤。
7. 【請求項７】前記遮断器間を仕切る隔壁を設けたことを
   特徴とする請求項１あるいは２に記載の配電盤。
8. 【請求項８】複数の母線と、複数の遮断器と、複数の負
   荷側導体とを収容する複数のユニットが並置される配電
   盤であって、各ユニット内の複数の遮断器を高さ方向に
   重ね て配置し、各遮断器の接点の軸線をユニット奥行き
   方向とし、複数の母線をユニット水平方向に延伸すると
   共に、複数の母線を複数ユニットに共通に設け、各ユニ
   ット内の負荷側導体をユニットの高さ方向に延伸し、遮
   断器と母線間及び遮断器と負荷側導体とを接続したこと
   を特徴とする配電盤。
9. 【請求項９】母線と遮断器と負荷側導体とを収容する複
   数のユニットが並置される配電盤であって、母線の延伸
   方向にユニットを並置したことを特徴とする請求項１あ
   るいは２に記載の配電盤。