JP3820809B2

JP3820809B2 - スイッチギヤの断路装置

Info

Publication number: JP3820809B2
Application number: JP21199099A
Authority: JP
Inventors: 正博有岡; 正子川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2019-07-27
Also published as: SG91251A1; JP2001045618A; TW508887B; US20010005306A1; US6433998B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、開閉器、断路器を内臓する電力用のスイッチギヤの構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来のスイッチギヤの構成を示す側断面図である。図において、１はスイッチギヤの箱体、２は前面扉、３は後面扉、４は母線、５は母線４を支持する碍子、６はＣＴ、７は母線４とＣＴ６間を接続する接続導体、８は接続状態の遮断器で、引出し時には左側の点線部分まで移動する。８ａは遮断器８の端子、９は碍子１０により支持された固定端子、１１はＣＴ６と固定端子９を接続する接続導体、１２は断路器、１３は固定端子９と断路器１２を接続する接続導体、１４は負荷に接続されるケ−ブル、１５はケーブル１４との接続部となるケーブルヘッド、１５ａはケーブルヘッド１５頂部に設けられた半球状の電界緩和金具、１６は断路器１２とケ−ブルヘッド１５間を接続する接続導体である。またこのスイッチギヤは、母線４を収納する母線室１７、遮断器８を収納する遮断器室１８、断路器１２を収納する断路器室１９、ケ−ブル１４を収納するケーブル室、前面扉の後に位置する制御器具室に区画している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスイッチギヤは上記のような構成であり主回路経路が略Ｕ字状でありその延長が長いため、主回路の周囲に所定の絶縁空間を確保する必要があり、また主回路の長さが長く接続部が多いため通電による発熱が大きくこの放熱対策として、大きな箱体が必要であった。このため、据付け現地への輸送効率が悪く、またスイッチギヤを据付る電気室が大きくなるという問題点があった。
【０００４】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、主回路長さを短くしまた発熱を小さくした、コンパクトな断路装置を得るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
母線からケ−ブルに至る主回路上に対で配置され主回路を分断する第一の固定端子及び第二の固定端子と、前記２つの固定端子間に配置されて主回路の開閉を行う開閉器と、第一の固定端子又は第二の固定端子に可動接触子を接離させて主回路を開閉する断路器を備えたものである。
【０００６】
また、母線からケ−ブルに至る主回路上に対で配置され主回路を分断する第一の固定端子及び第二の固定端子と、前記２つの固定端子間の各一方側に接離自在に配置され主回路の開閉を行う引出形開閉器と、前記２つの固定端子のいずれか他方側に可動接触子を接離させて主回路を開閉する断路器を備えたものである。
【０００７】
さらに、第一の固定端子又は第二の固定端子は、引出形開閉器の主回路端子と接離する断路部端子導体としたものである。
【０００８】
また、三相母線を収納する母線室をケ−ブル室の上部に背面をそろえて配置し、これら両室の境界部に前面より食い込ませるように遮断器室を設け、この遮断器室の上半分に母線室との間を仕切り遮断器の端子が貫通可能な窓を有する上部絶縁隔壁を、下半分にケ−ブル室との間を仕切り遮断器の端子が貫通可能な貫通孔を有する下部絶縁隔壁をそれぞれ設け、前記上部絶縁隔壁及び下部絶縁隔壁の母線室側及びケ−ブル室側に開閉器と接離する第一の固定端子及び第二の固定端子を配置し、前記第一の固定端子又は第二の固定端子に可動接触子が接離する断路器を配置したものである。
【０００９】
さらに、下方から立ち上げたケ−ブルの先端にケ−ブルヘッドを設け、このケ−ブルヘッドの頂部に断路器の可動接触子を装着し、前記可動接触子が第一の固定端子又は第二の固定端子に接離するようにしたものである。
【００１０】
また、第一の固定端子又は第二の固定端子と断路器の可動接触子との接触部の側部に絶縁板を配置し、隣接する相間及び対地間を仕切ったものである。
【００１１】
さらに、下方から立ち上げたケ−ブルの先端にケ−ブルヘッドを設け、このケ−ブルヘッドの頂部に断路器の可動接触子を装着したものにおいて、断路器の可動接触子は第一の固定端子又は第二の固定端子に接続する接続位置、前記第一の固定端子又は第二の固定端子から所定距離開離した断路位置、接地端子に接続する接地位置の３位置に動作するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
【００１３】
図１は、この発明の実施の形態１であるスイッチギヤの側断面図を示すもので、１はスイッチギヤの箱体、２は前面扉、４は図１に於いて紙面奥行き方向に延在する母線、５は母線４を支持する碍子であり、支持部材（図示せず）により支持されている。８は引出形の遮断器であって図1は接続状態を示している。この遮断器８は主回路の点検時には左側の点線位置まで引出すことも可能である。８ａは遮断器８の端子であり、母線側固定端子２２（第１の固定端子）及び断路器側固定端子２３（第２の固定端子）と接離可能に接続している。２４は母線４と固定端子２２の間を接続する接続導体、１４はケーブル、２５はケーブル１４との接続部であるケーブルヘッドである。２６はケーブルヘッド２５上に回動支点を配置し固定端子２３あるいは接地端子２７と接離する断路器である。また、２８は断路器２６の操作機構で、前面扉３側からみて箱体の一側方に配置され、操作リンク機構（図示せず）を介して断路器と接続されている。このスイッチギヤは、母線４を収納する母線室１７、遮断器を収納する遮断器室１８、ケーブル１４を収納するケーブル室、制御器具（図示せず）を収納する制御器具室２１と、遮断器室１８からの放熱・放圧を行う放熱ダクト２９とに区画されている。
【００１４】
この形態のスイッチギヤの保守・点検は、母線室１７は上部の点検カバー３０を外して箱体１の上部から行う。また遮断器室１８は前面扉３を開き、遮断器８を点線で示す引出位置に引出して、またはスイッチギヤ外へ取出して行う。また、ケーブル室２０は前面扉３側から点検カバー３１を取り外して行う。
【００１５】
図２は、図１の左方（矢視Ａ）からみた部分後面図、図３は図２のＢ方向に見た部分断面平面図、図４は図２のＣ方向に見た部分側断面図である。図において、３２は遮断器室１８とケーブル室２０との間を区画する下部絶縁隔壁、３３は遮断器室１８と母線室１７との間を区画する上部絶縁隔壁で、絶縁隔壁３２、３３は図２のＳで示す箇所で突合わせた状態で設置されている。
【００１６】
下部絶縁壁３２は、遮断器室１８とケーブル室間を仕切る隔壁３２ｇと、隔壁３２ｇから遮断器室１８側に向けて３相各相の位置に対応して円筒状に突出し内部に遮断器室１８とケーブル室２０間の貫通孔を有する環状絶縁壁３２ａと、前記環状絶縁壁３２ａ間あるいは前記環状絶縁壁３２ａと対地間に配置される平板状の絶縁壁３２ｂと、３相各相を囲む形で前記隔壁３２ｇからケーブル室２０側に向けて突出した角筒状絶縁壁を形成する上部絶縁壁３２ｃと下部絶縁壁３２ｄと各相間および対地間を仕切る縦絶縁壁３２ｅと、前記角筒状絶縁壁のほぼ中央を横方向に延在する絶縁支持部、とから構成されている。上部絶縁隔壁３３は、図２に示した当接部Ｓを対象線として下部絶縁壁３２と対象に形成されている。絶縁壁３２ｇから下部絶縁壁３２ｄの先端までの長さは、上絶縁壁３２ｃよりも若干短く形成されており、これは断路器２６の可動接触子あるいは母線４からの接続導体２４の接続を容易にしている。
【００１７】
次に、断路器２６の構成について説明する。図２において、ケ−ブルヘッド２５の頂部に取付けられた導電性の支持部２６ａは支点２６ｂを備えており、この支点２６ｂは両側から装着された可動接触子２６ｃを回動可能に支持している。支点２６ｂは一側にばねを備えており可動接触子２６ｃが支持部２６ａに常に所定の接触圧力で接触するよう付勢している。２６ｄは接圧部で、支点２６ｂとほぼ同じ構成をしており（支持部２６ａの代わりにスペーサ２６ｅを挟んでいる）、可動接触子２６ｃの先端近傍に設けられて可動接触子２６ｃが断路器固定端子２３あるいは接地端子２７と所定の接触圧力で接触するよう付勢する。なお、図４では接圧部２６ｄの表示を省略している。
【００１８】
次に、断路器２６の動作の詳細およびケーブルヘッド２５の構成を図５、図６にて説明する。２３ｃは断路器２６の固定端子で、下部絶縁隔壁３２の絶縁支持部３２ｆ上に各相１個づつ固定されている。この固定端子２３ｃの上部接触部は、遮断器８の端子８ａが接続され、中央垂直部には断路器２６の可動接触子２６ｃが接続する。つまり、この小さな固定端子２３ｃを介して遮断器８と断路器２６が接離する。断路器２６の可動接触子２６ｃは、駆動機構（図示せず）により駆動されて、接続位置Ｇ（主回路接続）、断路位置Ｈ（主回路開路）、接地位置Ｉ（ケーブル接地）の３位置の間を動作する。接地位置Ｉでは、支え１ａに支持された接地電極２７と可動接触子２６ｃとが接続することで、ケーブル１４を接地状態にする。この断路器２６は、図３に示すように３相分が併置される。
このように、小片である固定端子２３にて遮断器の端子８ａとの接続を行う（遮断器８の端子８ａと接離するスイッチギヤ側の固定端子を断路部端子とも称する）とともに、この固定端子２３を断路器２６の可動接触子２６ｃと直接接触する固定端子とし、またケーブルヘッド２５の頂部に断路器２６の支点２６ｂを配置したため、接続導体が不要となり、非常に簡単な主回路構成とすることが出来る。図１に示すように主回路全体をコンパクトに構成し、また主回路長さを短くし、接続部の数を減少させたため、通電による発熱を小さく押さえることが出来る。また、母線４側においても、小片である固定端子２２にて遮断器の端子８ａとの接続を行うとともに、この固定端子２２に母線４との接続導体を２４接続するようにしたため、主回路全体をコンパクトに構成できる。
【００１９】
ケーブルヘッド２５は箱体１に支持された支え１ｂ上に取付けられており、外周部に対地沿面絶縁距離を確保するためのひだを有し中心部には下方に開口してケーブル１４を挿入する穴２５ｂを有する円筒状の絶縁支え２５ａと、中心部に前記支持部２６ａと電気的に接続し下方は前記穴２５ｂの奥につながる穴２５ｃを有する芯導体２５ｄと、前記支持部２６ａの外周を円筒状に覆う環状絶縁壁２５ｆから形成されている。
【００２０】
ケーブル１４を接続する場合は、ケーブルヘッド２５の下部からケーブル１４の先端部を挿入して接続するが、ケーブル１４は導体１４ａの周囲を絶縁物１４ｂで覆っており、その先端部は絶縁物をテーパ状に形成したテーパ部１４ｃの先端に鉛筆の芯のように導体が１４が突出して形成される。このケーブル１４の導体１４ａの先端部を芯導体２５ｄの下部に形成された穴２５ｂ内へ挿入し、穴２５ｃ内に装着した摺動接触子２５ｆと接触させる。ケーブル１４をケーブルヘッド２５内に挿入した場合、ケーブル１４のテーパ部１４ｃがケーブルヘッド２５の穴２５ｂのテーパ部と当接し所定の接続位置に保持されるが、ケーブル１４の外周部に突出した突出部１４ｄを環状の押えリング３５にて押え、ボルト３６で締付けることで強固に保持される。
図６は、図５のＤ方向から見た部分平面図で、主要な部分のみを表示している。２５ｇは、断路器２６の可動接触子２６ｇが動作する場合に環状絶縁壁２５ｅと当接する可能性のある部分を切欠いた切欠きである。
このように、ケーブルヘッド２５の頂部の断路器２６取付け部の周囲に環状絶縁壁２５ｅを設けたため、断路器２６の支点部２６ｂ部分の突出部を覆うため相間・対地間の絶縁距離を小さくする事が出来、スイッチギヤの幅・奥行き寸法を小さくすることが出来る。
【００２１】
図７は、図４のバリヤの配置を示す部分断面側面図で、バリヤ３４は斜線で示している。このようにバリヤ３４を配置することで、断路器２６の可動接触子２６ｃが接続・断路・接地の各位置間を移動しても、側方である相間・対地間の空間絶縁距離を確保することが出来るため、スイッチギヤの幅寸法を小さくすることが出来る。３７は母線室１７とケーブル室２０の間を区画する接地金属製の隔壁である。なお、バリヤ３４配置の平面図を図３に示す。
【００２２】
図８は、図１のＥ方向から見た部分平面図である。３８はＣＴであり、２分割形ＣＴ３８ａ及び３８ｂを組み合せて、ケ−ブル１４の外周をリング状に囲うように配置している。また、図１に示すように、ケ−ブル１４の立ち上がり部に配置している。
このように、ケ−ブル１４を下方からたち上げる場合、スイッチギヤの床面からＫ＝約８０ｃｍ以上の立ち上げ高さが必要であり、図１１に示す従来例でもわかるようにこの部分は有効性の低い空間となる。これに対し、図１で示すようにケ−ブル１４の立ち上げ部に貫通形のＣＴ３８をハイチすることでこの空間を有効利用できるとともに、他の場所にＣＴの設置空間をとる必要がなくなる。さらに、図１１に示すような接続導体７、１１が不要となるため、これらの導体の周囲に必要な絶縁空間が不要となりスイッチギヤ全体を小さく構成することが出来る。また図１１に示すような接続導体７、１１が不要になるため、主開路の長さを短くでき、発熱ロスを小さくすることができる。
なお、３９はＣＴの支えであり、２分割形のＣＴ３８ａ、３８ｂをこの支え３９上に載置してリング状に組立てた後支え３９上に固定する。このようにＣＴ３８ａ、３８ｂを２分割形にすることにより、狭い空間内で組立てが可能になるとともに、ＣＴ３８の故障時には分解作業を容易に実施できるという効果がある。
【００２３】
図９は、図１のＦ方向から見た部分後面図で、母線室１７の後方から見た図であり、図において左方が上方、右方が下方である。図において、１ｃは箱体１に支持された支え、５は支え１ｃに支持された碍子である。箱体１の幅方向に互いに平行して配置される３相分３本の母線４は、２相分の２本の母線４を幅方向面を上に向け、残りの１本の母線４は厚み方向の面を上に向けて配置している。接続導体２４は一側をの接続部２４ｂをを固定端子２２に接続し固定される。また各母線４は１個の碍子５と接続導体２４の接続部２４ａにより支持される。各母線４の長さはスイッチギヤの幅よりもやや短くしており、隣接するスイッチギヤの母線４との接続は各母線間を跨いで配置する接続片（図示せず）にて行う。この母線４の接続・点検作業は、図１の上方からみた平面図（図１０）に示す点検カバ−３０を外してスイッチギヤの上面から行う。なお点検カバ−３０は、通常ボルト等のファスナ−で固定されている。
以上のように、母線４を１個の碍子５と１本の接続導体２４で支えることにより２点止めが可能となるため、母線の支持に必要な部品数を削減することが出来る。また３本の母線４を、スイッチギヤ内の上方空間内において、２本は幅方向の面を上にして前側に、他の１本は厚さ方向の面を上にして最奥部に配置したため、３本の母線４の幅方向の面を上にして配置する場合に比べてスイッチギヤの奥行き寸法を小さく出来るとともに、スイッチギヤの上部からの組立て作業あるいは点検作業を容易に実施できるという効果がある。
【００２４】
以上のように構成することで、母線室１７はスイッチギヤの上部から、また遮断器室１８およびケ−ブル室２０はスイッチギヤの前面から点検・保守作業を行うことが可能となる。このため、スイッチギヤ後部のスペ−スが不要となるため、スイッチギヤ据付けに必要なスペ−スを小さくすることが出来る。
【００２５】
実施の形態２．
なお、実施の形態１．では、開閉器として引出し形の遮断器を例に説明したが、第１の固定端子２２及び第２の固定端子２３に接続されるものであれば、引出し形のものに限定されず固定形のものであってもよい。また、開閉器として遮断器を示したが、コンタクタあるいは負荷開閉器であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００２７】
母線からケ−ブルに至る主回路上に対で配置され主回路を分断する第一の固定端子及び第二の固定端子と、前記２つの固定端子間に配置されて主回路の開閉を行う開閉器と、第一の固定端子又は第二の固定端子に可動接触子を接離させて主回路を開閉する断路器を備えたので、部品点数が少なくまた主回路長さの短いコンパクトな断路装置を得ることができる。
【００２８】
また、母線からケ−ブルに至る主回路上に対で配置され主回路を分断する第一の固定端子及び第二の固定端子と、前記２つの固定端子間の各一方側に接離自在に配置され主回路の開閉を行う引出形開閉器と、前記２つの固定端子のいずれか他方側に可動接触子を接離させて主回路を開閉する断路器を備えたので、部品点数が少なくまた主回路長さの短いコンパクトな断路装置を得ることができる。
【００２９】
さらに、第一の固定端子又は第二の固定端子は、引出形開閉器の主回路端子と接離する断路部端子導体としたので、接続部が少なく発熱の少ない断路装置を得ることができる。
【００３０】
また、三相母線を収納する母線室をケ−ブル室の上部に背面をそろえて配置し、これら両室の境界部に前面より食い込ませるように遮断器室を設け、この遮断器室の上半分に母線室との間を仕切り遮断器の端子が貫通可能な窓を有する上部絶縁隔壁を、下半分にケ−ブル室との間を仕切り遮断器の端子が貫通可能な貫通孔を有する下部絶縁隔壁をそれぞれ設け、前記上部絶縁隔壁及び下部絶縁隔壁の母線室側及びケ−ブル室側に開閉器と接離する第一の固定端子及び第二の固定端子を配置し、前記第一の固定端子又は第二の固定端子に可動接触子が接離する断路器を配置したので、主回路長さが短くまた発熱の小さいコンパクトな断路装置を得ることができる。
【００３１】
さらに、下方から立ち上げたケ−ブルの先端にケ−ブルヘッドを設け、このケ−ブルヘッドの頂部に断路器の可動接触子を装着し、前記可動接触子が第一の固定端子又は第二の固定端子に接離するようにしたので、主回路長さが短くまた発熱の小さいコンパクトな断路装置を得ることができる。
【００３２】
また、第一の固定端子又は第二の固定端子と断路器の可動接触子との接触部の側部に絶縁板を配置し、隣接する相間及び対地間を仕切ったので、幅の狭いコンパクトな断路装置を得ることができる。
【００３３】
さらに、下方から立ち上げたケ−ブルの先端にケ−ブルヘッドを設け、このケ−ブルヘッドの頂部に断路器の可動接触子を装着したものにおいて、断路器の可動接触子は第一の固定端子又は第二の固定端子に接続する接続位置、前記第一の固定端子又は第二の固定端子から所定距離開離した断路位置、接地端子に接続する接地位置の３位置に動作するようにしたので、部品点数を削減でき、主回路長さが短くまた発熱の小さいコンパクトな断路装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示すスイッチギヤの断面図である。
【図２】図１のＡ方向から見た部分後面図である。
【図３】図２のＢ方向から見た部分断面平面図である。
【図４】図２のＣ方向から見た部分後断面図である。
【図５】図４のケーブルヘッド及び断路器の詳細を示す部分断面側面図である。
【図６】図５のＤ方向から見た部分平面図である。
【図７】図４のバリヤの配置を示す部分断面側面図である。
【図８】図１のＥ方向から見た部分平面図である。
【図９】図１のＦ方向から見た部分後面図である。
【図１０】図１の上方から見た平面図である。
【図１１】従来のスイッチギヤを示す側断面図である。
【符号の説明】
１箱体、４母線、８遮断器、８ａ端子、１４ケーブル、
１７母線室、１８遮断器室、２０ケーブル室、２１制御器具室、
２２固定端子（母線側）、２３固定端子（断路器側）、
２３ａ固定端子、２３ｂ固定端子、２３ｃ固定端子、
２４接続導体、２５ケーブルヘッド、２６断路器、２６ａ支持部、
２６ｂ支点、２６ｃ可動接触子、２７接地端子、３２絶縁隔壁（下）、
３２ｃ上部絶縁壁、３２ｄ下部絶縁壁、３２ｅ縦絶縁壁、
３２ｆ絶縁支持部、３２ｇ隔壁、３３絶縁隔壁（上）、３４バリヤ

Claims

三相母線を収納する母線室（１７）をケ−ブル室（２０）の上部に配置し、これら両室の境界部の前面に遮断器室（１８）を設け、
この遮断器室の上半分に母線室との間を仕切り遮断器の端子（８ a ）が貫通可能な窓を有する上部絶縁隔壁を、下半分にケーブル室との間を仕切り遮断器の端子が貫通可能な窓を有する下部絶縁隔壁（３２ g ）をそれぞれ設け、前記上部絶縁隔壁及び下部絶縁隔壁の母線室側及びケーブル室側の前記窓の奥に開閉器の端子と接離する第一の固定端子（２２）及び第二の固定端子（２３）を配置したスイッチギヤにおいて、
下方から立ち上げたケーブル（１４）の先端に装着され、一端にケーブル挿入穴（２５ b ）を備えまたその軸方向に沿った外周に複数の絶縁ひだを有する円筒状絶縁支え（２５ a ）と、前記円筒状絶縁支え（２５ a ）の中心部を軸方向に貫通し前記ケーブル挿入穴（２５ b ）内にて一端が前記ケーブルに接続される芯導体（２５ d ）と、前記円筒状絶縁支え（２５ a ）の他端側に形成された円筒状の環状絶縁壁（２５ｆ），とからなるケーブルヘッド（２５）と、
前記ケーブルヘッドの前記円筒状の環状絶縁壁（２５ｆ）で囲われた空間内の前記芯導体（２５ d ）の他端部に形成された支持部（２６ a ）にて回動可能に支持され、回動により他端が、前記第ニの固定端子（２３）と接続する接続位置及びケーブル室後壁に設けた接地端子（２７）と接続する接地位置の間で回動する可動接触子（２６ c ）と、
前記第二の固定端子（２３）と前記可動接触子（２６ c ）との接触部の側部において隣接する相間及び対地間を仕切る絶縁板（３２ e ）と、
を備えたことを特徴とするスイッチギヤの断路装置。
第二の固定端子は、断面が略コ字状に形成され、コ字の一方が遮断器の端子と接続し、コ字の他方が絶縁支持部（３２ｆ）に支持され、コ字の中央部が可動接触子（２６ c ）との接触部としたことを特徴とする請求項１記載のスイッチギヤの断路装置。
断路装置は、前記第ニの固定端子（２３）と接続する接続位置、断路位置、ケーブル室後壁に設けた接地端子（２７）と接続する接地位置、の３位置に動作することを特徴とする請求項１記載のスイッチギヤの断路装置。