JP3079337U

JP3079337U - 電気設備格納用屋外鉄箱

Info

Publication number: JP3079337U
Application number: JP2001001135U
Authority: JP
Inventors: 裕正深川; 欣二星澤
Original assignee: 株式会社電力テック; 株式会社アール・アンド・ディーコンサル
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2001-08-17
Anticipated expiration: 2007-01-31

Abstract

(57)【要約】屋外鉄箱に収納した制御・計測・操作用電気装置が、夏
季に鉄箱内の気温が上昇することに起因して損傷または
誤作動することを防止できる電気設備格納用屋外鉄箱を
得る。【解決手段】鉄箱の外面の一部または全部に、太
陽光に対する反射率が高い塗装を施すと共に、鉄箱の内
部に、鉄箱の低い位置の空気を取り入れて高い位置の排
気孔から放出する空気通路を構成させ、この空気通路を
上昇する空気によって制御・計測・操作用電気装置の温
度上昇を所定の値以下にすることを特徴とする。冷却用
動力電源を外部から供給することを要しないので、停電
などの場合においても、確実に動作する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、電気設備格納用屋外鉄箱が、夏季に太陽光の直射を受けて、内部の気温が上昇し、格納されている制御・計測・操作用電気装置が誤動作または損傷することの防止に係るものであり、詳しくは屋外鉄箱の外面に太陽光を高率で反射する塗装を行うと共に、鉄箱内空間の一部を仕切って空気の流動を加速させる空気通路を構成し、これによって制御・計測・操作用電気装置の温度上昇を抑制しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】

電気設備格納用屋外鉄箱は、キュービクルと称され、内部に高電圧電力遮断器、高電圧電流・電圧変成器、電気的制御・計測・操作装置などが格納されている。遮断器、変成器などの許容温度上昇は６０℃以上あって、屋外鉄箱内気温上昇は支障となっていない。一方、従来は制御・計測・操作用電気装置は、電磁的可動部品で構成されており、鉄箱内の気温が５０〜５５℃に上昇しても支障を生ずることはなかった。しかし、最近は半導体素子を使った電子装置が多用されるようになったため、例えば鉄箱内の気温を常時４０℃、短時間なら５０℃などと、低い温度に維持することが要求されるようになった。屋外鉄箱の換気孔に換気扇を設備することも行われているが、変電所事故や雷事故などの場合に、換気扇駆動用低圧電源が停電することがあり、その場合は屋外鉄箱内部の気温が上昇し、半導体素子の誤作動や損傷が生ずるなど、信頼度上で難がある状況となっている。

【０００３】最近、太陽光を高反射率で反射する塗料が開発され、電気設備格納用屋外鉄箱の外面を塗装すると、白色の場合に、波長が０．０００７ｍｍの光線（可視光線領域）に対する反射率は０．８以上で、かつ波長が０．００１５ｍｍの光線（近赤外領域）に対する反射率は０．７以上が実現できる。塗料を白色でなく着色すれば、反射率は若干低下する。塗色は白色の場合、在来の外壁用塗料で塗装した電気設備格納用屋外鉄箱と比較すると、日照による内部気温上昇を５℃前後、低く保つことができることが知らされている。（例えば実用新案登録３０７５３１６号）しかし、我が国の本州以西の気象条件では、夏季の快晴時には上記の高反射率塗装を用いても、鉄箱内の制御・計測・操作装置の温度を４０℃以下に抑制することは困難であった。鉄箱の内面に断熱材を配置して、外部からの熱の侵入を防止ようとしても、鉄箱内の高電圧電力機器、ケーブルなどの発熱源があるので、その発熱除去が困難となり、鉄箱内気温の低下にはあまり効果がなかった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

電気設備格納用屋外鉄箱の外面を、高反射率塗料で塗装することにより在来の外壁用塗料で塗装した場合に比べて、鉄箱内の気温を５℃前後は低下させることができるものの、半導体素子などの電子機器を格納するためには鉄箱内を更に低い気温に保つことが要求されている。

【０００５】更に、鉄箱内に格納されている高電圧電力機器、電力ケーブルなどから発熱があり、その熱により鉄箱内気温が上昇する問題がある。

【０００６】本考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは制御・計測・操作用電気装置の温度が、屋外の空気温度を大幅に上回らない設備を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案の電気設備格納用屋外鉄箱外面に高反射率塗装を施す。その上で、鉄箱内部の一部を仕切って筒状の空気通路を構成させ、鉄箱下部の空気が自然にこの通路を上昇して、鉄箱上部に設けた排気孔から鉄箱外に排出されるようにしておく。この通路を上昇する空気は、高電圧電力機器・ケーブルなど発熱量が大きい設備の周辺の高温の空気と混合しないようにしておく。制御・計測・操作用電気装置は、上記通路の空気流に触れるように設置するか、または上記の空気通路を構成する金属板に密着させておく。上記の通路を上昇する空気は、鉄箱外から取り入れるので、空気温度は屋外の気温と同等であるがまた、空気通路の上下の温度差により定常的上昇気流が形成されるので、仕切られた空気通路を大量の空気が上昇することとなり、これによる冷却の効果によって制御・計測・操作用電気装置の温度上昇を外気温より数℃高い範囲で抑制できる。

【０００８】制御・計測・操作用電気装置を、上記の空気通路内またはそれに隣接する場所に配置できない場合は、制御・計測・操作用電気装置を収納する金属ケースと、空気通路の金属壁面に、それぞれヒートパイプの両端を接触させておく。ヒートパイプはあらかじめ指定した温度で、片側では蒸発片側では凝縮するように設計された熱の超伝導体であり、両端の温度差があれば、大量の熱を伝達する性能を有する。

【０００９】上記の空気の上昇通路において、空気温度は上部ほど高くなる。このため、制御・計測・操作用電気装置を設置する位置は、鉄箱内の低い位置が望ましい。制御・計測・操作用電気装置を鉄箱内の高い場所に設置せざるを得ない時は、ヒートパイプを用いると共にその低温端から放熱が効果的に行われるように、ヒートパイプの低温側を空気通路のなるべく低い場所に固定する。

【０００１０】上記の空気通路において、もし自然に発生する上昇気流が微弱で制御・計測・操作用電気装置の温度が所要限度を上回る場合には、太陽光発電素子を電源とする送風機を併用して、空気通路内を上昇する空気量を増大させる。太陽光発電素子は鉄箱の屋根の上に設置する。夜間や降水時には、太陽光発電素子の発電能力は期待できないが、夜間や降水時には屋外気温が低く、直射日光も弱いので、送風機が作動しなくても、制御・計測・操作用電気装置の温度が許容限度を超えることは起こらない。

【００１１】

【考案の実施の形態】

考案の実施の形態について図面を参照して説明する。図１〜図２は、電気設備格納用屋外鉄箱の構造の一例である。図１は正面図、図２は側面図である。図１は、前面扉を開いて、内部を見たところを示してある。２は前面扉、３は後方壁である。３を壁の代りに扉とする場合もある。鉄箱１の中には、多数の機器・構造材が配置されているが、本考案に直接関係のないものは省略してある。鉄箱内の空気の温度上昇の熱源は、外箱への日射と、ケーブル６や電線８に電流が流れることによる発熱などである。許容温度は、一般に６〜１６の電気機器は６０℃以上であり、１７は半導体素子を使用した場合に最も低く４０〜５０℃となる。屋外空気は、吸気孔２０のほかケーブル６を布設した地中管路、鉄箱１の基礎鋼材にあけてある孔などから鉄箱１の中に入る。排気孔２１は、鉄箱の上部の複数箇所に取り付けられている。

【００１２】図３〜１０は本考案の実施例である。いづれの例においても共通に、波長が０．０００７ｍｍの光線に対する反射率が０．６以上で、かつ波長が０．００１５ｍｍの光線に対する反射率が０．５以上の塗装を、鉄箱１の外面に施しておく。

【００１３】図３においては、図４に示した筒状の空気通路２２を、鉄箱１の中に配置する。空気通路２２の上部は排気口２１に接続する。２２の下端は、鉄箱１の床面と上下方向に隙間を持たせた位置で固定する。制御・計測・操作用電気装置１７は、空気通路２２の低いところに、空気通路２２の内面の空気にさらされるように配置する。右側壁４の下部に小扉２４を設けておく。鉄箱１の外部から小扉２４をあけて、制御・計測・操作用電気装置１７を点検・調整することができる。１７からほかの電気機器や計器に対して、適宜のコネクターなどで接続する。図３では、この電気的接続は省略してある。

【００１４】図５においては、図６に示した内壁板２５を、鉄箱１の右側壁４に平行に取り付ける。鉄箱１の右側壁４と、内壁板２５との間隔は、０．５ｃｍ以上、１５ｃｍ以下にしておく。右側壁４と、２５との間の上方、水平方向の０．５〜１５ｃｍの隙間はふさぎ、下部の隙間２６は開口しておく。２５の下部は鉄箱１の床面と上下方向に間隔を持たせた位置で固定する。制御・計測・操作用電気装置１７を格納した金属製箱２７は、内壁板２５の低いところに、側壁４に向けて、かつ側壁４に接触しない位置に配置する。右側扉４の下部に小扉２４を設けておく。鉄箱１の外部から小扉２４をあけて、制御・計測・操作用電気装置１７を点検・調整することができる。１７からほかの電気機器や計器に対して、適宜のコネクターなどで接続する。図５では、この電気的接続は省略してある。

【００１５】図７においては、図８に示した内壁板２８を、鉄箱１の右側壁４に、内側から４と平行に取り付ける。鉄箱１の右側壁４と、内壁板２８との間隔は０．５ｃｍ以上で１５ｃｍ以下にしておく。右側壁４と２８との間の上方、水平方向の０．５〜１５ｃｍの隙間はふさぎ、下部の隙間２９は開口しておく。２８の下部は鉄箱１の床面と上下方向に間隔を持たせた位置で固定する。ヒートパイプ３０の一端は、制御・計測・操作用電気装置１７に密着させておく。内壁板２８の材質が金属の時は、ヒートパイプ３０の相手端を内壁板２８に密着させておく。内壁板２８の材質が金属でない時は、ヒートパイプ放熱部と同程度の面積を有する部分だけ内壁板２８を金属にするか、内壁板２８に小孔をあけて、ヒートパイプ３０の相手端を内壁２８と右側壁４の間まで挿入して、３０の先端に金属製の放熱板を密着させておく。

【００１６】図９においては、図１０に示したような、板で構成した空気通路３１を、鉄箱１の中に配置する。空気通路３１の上部は排気口２１に接続する。３１の下端は鉄箱１の床面と上下方向に隙間を持たせた位置で固定する。ヒートパイプ３０の一端は、制御・計測・操作用電気装置１７に密着させておく。空気通路３１の材質が金属の時は、ヒートパイプ３０の相手端を空気通路３１に密着させておく。空気通路３１の材質が金属でない時は、

【００１５】で示したように、空気通路３１を一部を金属板とするか、空気通路３１に小孔をあけて、ヒートパイプ３０の相手端を３１の内部に挿入して、３０の先端に金属製の放熱板を密着させておく。

【００１７】図３および図９の実施例において、空気通路２２又は３１を上昇する空気量が不足である場合には、空気通路の一部に、太陽光発電素子を電源とする送風機を設置して、流動する空気量を増大させる。太陽光発電素子は、鉄箱１の屋根又は外壁の上に設置する。

【００１８】図６の内壁板２５および図８の内壁板２８は、いづれも右側壁４と平行に取り付けた例を示したが、これは鉄箱１の左側壁でも、後方壁でも同一の機能を持たせることができる。又、図１、２、３、５、７および９は、電力供給用の屋外鉄箱の例を示したが、通信設備格納用鉄箱であっても、本考案を適用できる。

【００１９】

【考案の効果】

本考案は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。

【００２０】請求項１〜６の電気設備格納用屋外鉄箱は、外部に太陽光を高効率で反射する塗装を施しているので、一般塗装を施した屋外鉄箱に比べて、日射による内部気温上昇は抑制されている。

【００２１】請求項１の電気設備格納用屋外鉄箱においては、鉄箱１の屋根・側壁の日射および電気機器からの発熱により、鉄箱１の内部の空気が加熱されるが、空気通路２２を通過する空気温度は外気温に近い。即ち、１７の周辺の空気温度は、外気温度を僅かに上回るに過ぎないから、１７の温度上昇を抑制することができる。

【００２２】請求項２の電気設備格納用屋外鉄箱においては、鉄箱の側壁４と内壁板２５の間に、０．５〜１５ｃｍの空間を構成してある。側壁４は日照によって温度が上昇するので、側壁４と内壁板２５の間の空気温度は、上部ほど高温になる。このため空気吸込口２６から排気孔２１に向って流速が大きい上昇気流が自然に発生する。この空気流の温度は、下部が低く、上部に行くに従い高くなる。制御・計測・操作用電気装置１７の周辺の空気温度は、外気温を僅かに上回るに過ぎず、かつ空気流量が多いので、１７の温度上昇を抑制することができる。

【００２３】請求項３の電気設備格納用屋外鉄箱においては、鉄箱の側壁４と内壁板２８の間に、０．５〜１５ｃｍの空間を構成してある。側壁４は日照によって温度が上昇するので、側壁４と内壁板２８の間の空気温度は、上部ほど高温になる。このため空気吸込口２９から排気孔２１に向って流速が大きい上昇気流が自然に発生する。この空気流の温度は、下部が低く、上部に行くに従い高くなる。ヒートパイプ３０の両端をそれぞれ制御・計測・操作用電気装置１７の内壁板２８の低い部分に密着させておく。内壁板２８が金属製である時は、１７の熱はヒートパイプ３０を経由し、内壁板２８に伝わり空気流で放熱される。内壁板２８が非金属材料で構成されている時は、内壁２８に小孔をあけて、ヒートパイプ３０の一端を内壁板２８と右側壁４の間まで挿入して金属製の放熱板を密着させておくので、１７の熱はヒートパイプと金属製放熱板を経由して、空気流に放散される。１７の熱はヒートパイプを経由して移動するので、１７の温度上昇は抑制される。ヒートパイプは可撓性を持たせることもできるので、１７と内壁板２８の配置を任意に選定できる利点がある。

【００２４】請求項４の電気設備格納用屋外鉄箱においては、鉄箱１の中に区分された空気通路３１を設置してあるので、３１を通過する空気は鉄箱１の床面から空気吸込口３２を通り排気口２１に至る。鉄箱１の屋根・測壁の日射および電気機器からの発熱により、鉄箱１の内部が加熱されるが、空気通路３１を通過する空気温度は外気温に近い。ヒートパイプ３０の両端を、それぞれ制御・計測・操作用電気回路１７と空気通路３１に密着させておく。空気通路３１が金属製である時は、１７の熱はヒートパイプ３０を経由し、空気通路２８に伝導して空気流で放熱される。空気通路３１は非金属材料で構成されている時は、３１を構成する材料に小孔をあけて、ヒートパイプ３０の一端を空気通路３１の中まで挿入して金属製の放熱板を密着させておくので、１７の熱はヒートパイプと金属製放熱板を経由して、空気流に放散される。１７の熱はヒートパイプを経由して移動するので、１７の温度上昇は抑制される。ヒートパイプは可撓性を持たせることもできるので、１７と空気通路３１の配置を任意に選定できる利点がある。

【００２５】請求項５の電気設備格納用屋外鉄箱においては、請求項１において、空気通路２２の部分に、太陽光発電素子を電源とする送風機を設置してあるので、２２の中を流動する空気量を増大させることができる。請求項１に比し、制御・計測・操作用電気回路１７の温度上昇を一層抑制することができる。

【００２６】請求項６の電気設備格納用屋外鉄箱においては、請求項４において、空気通路３１の部分に、太陽光発電素子を電源とする送風機を設置してあるので、３１の中を流動する空気量を増大させることができる。請求項４に比し、制御・計測・操作用電気回路１７の温度上昇を一層抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電気設備格納用屋外鉄箱の一般的構造と内部機
器の配置要図で、正面扉の内側の配置の例を示す図面で
ある。

【図２】図１と同一の屋外鉄箱の側面から見た内部配置
要図である。

【図３】請求項１の実施例の正面要部配置図である。

【図４】空気通路の要部斜視図である。

【図５】請求項２の実施例の正面要部配置図である。

【図６】内壁板の要部斜視図である。

【図７】請求項３の実施例の正面要部配置図である。

【図８】内壁板とヒートパイプの要部斜視図である。

【図９】請求項４の実施例の正面要部配置図である。

【図１０】空気通路とヒートパイプの要部斜視図であ
る。

【符号の説明】

１電気設備格納用屋外鉄箱２前面扉３後方壁４右側壁５左側壁６電源ケーブル７ケーブルヘッド８電線９ガイシ１０電磁操作断路器１１電圧変成器１２手動断路器１３高電圧電力遮断器１４電流変成器１５調相コンデンサ１６指示計器１７制御・計測・操作用電気装置１８支柱１９取付用鉄梁２０吸気孔２１排気孔２２、３１空気通路２３、２６、２９、３２空気吸込口２４小扉２５、２８内壁板２７制御・計測・操作用電気装置格納箱３０ヒートパイプ３２、３４太陽光発電パネル

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】波長０．０００７ｍｍの光線に対する
反射率が０．６以上で、かつ波長０．００１５ｍｍの光
線に対する反射率が０．５以上の塗装を、外面の一部ま
たは全部に施した鉄箱１の内部に、筒状の空気通路２２
を設置し、空気通路２２の上部を鉄箱１の上部の排気孔
２１に接続し、空気通路２２の中を流動する空気が制御
・計測・操作用電気装置１７に接触するように１７を配
置し、制御・計測・操作用電気装置１７の温度上昇を抑
制したことを特徴とする電気設備格納用屋外鉄箱。
【請求項２】波長０．０００７ｍｍの光線に対する
反射率が０．６以上で、かつ波長０．００１５ｍｍの光
線に対する反射率が０．５以上の塗装を、外面の一部ま
たは全部に施した鉄箱１の内部に、鉄箱の側壁４と平行
に内壁板２５を配置し、側壁４と内壁板２５との間隔を
０．５ｃｍ以上１５ｃｍ以下とし、４と２５の隙間を上
昇した空気が上部排気孔２１から排出されるようにし、
４と２５の隙間を上昇する空気が制御・計測・操作用電
気装置１７に接触するように格納箱２７を配置し、制御
・計測・操作用電気装置１７の温度上昇を抑制したこと
を特徴とする電気設備格納用屋外鉄箱。
【請求項３】波長０．０００７ｍｍの光線に対する
反射率が０．６以上で、かつ波長０．００１５ｍｍの光
線に対する反射率が０．５以上の塗装を、外面の一部ま
たは全部に施した鉄箱１の内部に、鉄箱の側壁４と平行
に内壁板２８を配置し、側壁４と内壁板２８の間隔を
０．５ｃｍ以上１５ｃｍ以下とし、４と２８の隙間を上
昇した空気が上部排気孔２１から排出されるようにし、
制御・計測・操作用電気装置１７と内壁板２８の間をヒ
ートパイプ３０で接続することにより、制御・計測・操
作用電気装置１７の温度上昇を抑制したことを特徴とす
る電気設備格納用屋外鉄箱。
【請求項４】波長０．０００７ｍｍの光線に対する
反射率が０．６以上で、かつ波長０．００１５ｍｍの光
線に対する反射率が０．５以上の塗装を、外面の一部ま
たは全部に施した鉄箱１の内部に、筒状の空気通路３１
を設置し、空気通路３１の上部を排気孔２１に接続し、
制御・計測・操作用電気装置１７と空気通路３１の間を
ヒートパイプ３０で接続することにより制御・計測・操
作用電気配置１７の温度上昇を抑制したことを特徴とす
る電気設備格納用屋外鉄箱。
【請求項５】鉄箱１の屋上または外壁に設置した太
陽光発電素子を電源とする送風機を、筒状の空気通路２
２の部分に設置して、空気通路２２を通過する空気量を
増大させた請求項１の電気設備格納用屋外鉄箱。
【請求項６】鉄箱１の屋上または外壁に設置した太
陽光発電素子を電源とする送風機を、筒状の空気通路３
１の部分に設置して、空気通路３１を通過する空気量を
増大させた請求項４の電気設備格納用屋外鉄箱。