JP4268991B2 - 真空絶縁スイッチギヤ - Google Patents

Description

本発明は真空絶縁スイッチギヤに係わり、特に、受変電設備に使用するに好適な真空絶縁スイッチギヤに関する。

受変電設備においては、負荷電流あるいは事故電流を遮断するための真空遮断器，負荷の保守点検を行う際に作業者の安全を確保するための断路器と接地開閉器，系統電圧・電流の検出装置、更に保護リレーなどが筐体内に収納されて成る閉鎖形配電盤（スイッチギヤと称す）が設置されている。

この種のスイッチギヤにおいては、スイッチギヤの設置場所における送電ケーブルの引込み位置を考慮しなければならないので、送電ケーブルの引込み位置に柔軟に対応できることが望まれている。

この点を改善するものとして、複数の開閉器を各々の真空容器に収納し、それらを一体にモールドし、モールド部に外部導体接続用の端子を設け、この外部導体接続用の端子を様々な方向に突出させることにより、送電ケーブルの様々な引込み位置に対応させるものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−３０６４７４号公報（図１６）

上述したスイッチギヤは、扉を有する筐体内に収納される複数の開閉器，母線，外部導体接続用の端子等が、送電ケーブルの様々な引込み位置に対応できるように、筐体内での配置を変えることを可能としているものである。

この種のスイッチギヤを備える受変電設備では、ユーザの要求が多様化している。例えば、需要先では使用目的により負荷の種類，運転条件が異なるので、要求される安全性，信頼性，運転保全及び将来の負荷の増加を考慮して配電系統を計画するが、この配電計画において、受変電設備を構成する遮断器，断路器，接地開閉器等の制御及び電圧，電流，電力等の監視計測に関しても配慮しなければならない。

この場合、前記の機器と制御及び監視計測等の機器の設置空間を如何に小さくして、小形，軽量化を図り、設置のための投資を抑えるかが重要なポイントとなる。

また、上述したユーザの多種多様な要求の中で、安全性に対しても十分に配慮されていることが必要である。例えば、スイッチギヤの設置後の地震等に対する安全性を向上させること、遮断器の操作系の故障に対してフェイルセイフ機能を発揮させることが重要なポイントである。

本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的とするところは、スイッチギヤの運搬，据付及び設置後の地震等に対する安全性，信頼性を向上させることができること、或いはスイッチギヤの操作機構部の破損等の故障に対して、フェイルセイフ機能を発揮することができる真空絶縁スイッチギヤを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る真空絶縁スイッチギヤは、接地金属板で区画され、中央部に位置する母線区画部、この母線区画部の下方に位置する開閉器区画部、背面側に位置するケーブル区画部、前面側上方に位置する低電圧制御区画部を有する筐体と、前記開閉器区画部内に、その可動接点が固定接点に対して下方に位置するように設置された開閉及び断路機能を有する真空２点切り３位置型開閉器と、前記開閉器区画部内に、その可動接点が固定接点に対して下方に位置するように設置され、かつ、前記真空２点切り３位置型開閉器と樹脂でモールドされ一体に形成された真空接地開閉器と、前記母線区画部内に設置され、前記真空２点切り３位置型開閉器の一方の固定接点に接続された母線と、前記開閉器区画部内の、前記真空２点切り３位置型開閉器及び前記真空接地開閉器の下方側に設置され、該真空２点切り３位置型開閉器及び前記真空接地開閉器を開閉操作する電磁駆動式操作装置と、前記真空２点切り３位置型開閉器の他方の固定接点に接続され、前記筐体の背部側に位置するケーブル区画部に導入されたケーブル接続用の端子と、この端子に回転可能に設けられ、前記筐体の上方又は下方から前記ケーブル区画部内に導入されるケーブルに選択的に接続するＴ型ケーブルヘッドとを備え、前記筐体は、開閉自在な扉を備え、かつ、前記扉の前面側には、前記各機器の異常を表示する警報表示器、各機器の操作スイッチ部、及び緊急時に操作される緊急用手動ハンドル操作部が、上方から下方に順次配置されていると共に、前記緊急用手動ハンドル操作部は、手動ハンドルの先端部が前記電磁駆動式操作装置の操作機構に当接することで、前記真空２点切り３位置型開閉器の可動接点を開路状態に操作すること、
或いは、接地金属板で区画され、中央部に位置する母線区画部、この母線区画部の下方に位置する開閉器区画部、背面側に位置するケーブル区画部、前面側上方に位置する低電圧制御区画部を有する筐体と、前記開閉器区画部内に設置された開閉及び断路機能を有する真空２点切り３位置型開閉器と、前記開閉器区画部内に設置され、かつ、前記真空２点切り３位置型開閉器と樹脂でモールドされ一体に形成された真空接地開閉器と、前記母線区画部内に設置され、前記真空２点切り３位置型開閉器の一方の固定接点に接続された母線と、前記開閉器区画部内の、前記真空２点切り３位置型開閉器及び前記真空接地開閉器の下方側に設置され、該真空２点切り３位置型開閉器及び前記真空接地開閉器を開閉操作する電磁駆動式操作装置と、前記真空２点切り３位置型開閉器の他方の固定接点に接続され、前記筐体の背部側に位置するケーブル区画部に導入されたケーブル接続用の端子と、この端子に回転可能に設けられ、前記筐体の上方又は下方から前記ケーブル区画部内に導入されるケーブルに選択的に接続するＴ型ケーブルヘッドとを備え、前記開閉器区画部は、前記筐体の高さ方向中間部より下方に位置し、この開閉器区画部内に前記真空２点切り３位置型開閉器と真空接地開閉器及び電磁駆動式操作装置が配置され、前記筐体は、開閉自在な扉を備え、かつ、前記扉の前面側には、前記各機器の異常を表示する警報表示器、各機器の操作スイッチ部、及び緊急時に操作される緊急用手動ハンドル操作部が、上方から下方に順次配置されていると共に、前記緊急用手動ハンドル操作部は、手動ハンドルの先端部が前記電磁駆動式操作装置の操作機構に当接することで、前記真空２点切り３位置型開閉器の可動接点を開路状態に操作することを特徴とする。

本発明の真空絶縁スイッチギヤによれば、筐体内に収納する機器の中でも最も重量のある開閉器及びこれに連動する操作機構部を、筐体の高さ方向の中間部から下方に位置する開閉器区画部内に配置したので、スイッチギヤ全体の重心を低く設定することができる。その結果、スイッチギヤの運搬，据付時の安定性が向上し、作業性を向上させることができ、また、設置後においても地震等に対する安定性が良く、安全性，信頼性を向上させることができる。

また、本発明の真空絶縁スイッチギヤによれば、開閉器の可動接点が固定接点に対して下方に位置するように筐体内に配置したので、操作機構部が破損した場合には、可動接点がその自重により、固定接点から離れる方向に移動するので、フェイルセイフ機能が発揮され、安全性を向上させることができる。

スイッチギヤの運搬，据付及び設置後の地震等に対する安全性，信頼性を向上させることができること、或いはスイッチギヤの操作機構部の破損等の故障に対して、フェイルセイフ機能を発揮することができる真空絶縁スイッチギヤを提供するという目的を、コストの掛からない簡単な構成で実現した。

以下、本発明の真空絶縁スイッチギヤの実施の形態を図面を用いて説明する。

図１乃至図５は、本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した一実施の形態を示すものである。

これらの図において、真空絶縁スイッチギヤの筐体１は、内部に配置された接地金属板２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄにより母線区画部１ａと開閉器区画部１ｂ，ケーブル区画部１ｃ、及び低電圧制御区画部１ｄにそれぞれ区画されている。また、筐体１の前面側（図１の右側）には、片開き可能な正面側の扉１ｅが、筐体１の後面側（図１の左側）には、片開き可能な背面側の扉１ｆがそれぞれ設けられている。

母線区画部１ａは、筐体１の奥行き方向（図１の左右方向）の中央部寄りで、かつ、上部側に配置され、開閉器区画部１ｂは、母線区画部１ａの下方に、ケーブル区画部１ｃは、筐体１の背面側（図１の左側）にそれぞれ配置されている。また、低電圧制御区画部１ｄは、正面側の扉１ｅの背面上側に配置され、母線区画部１ａと対向する位置にある。

母線区画部１ａ内には、３相の固体絶縁された母線（ＢＳ）５が、接続用ブッシング５ａを介して筐体１の前面と平行（図１において、紙面と直交する方向）に配置されている。母線５は、固体絶縁物により絶縁されガスレス化されており、ガスレス化によりガス管理が不要となり取り扱い性が良くなると共に、部屋内に粉塵、或いは異物が混入しても固体絶縁されているので、絶縁が維持され安全性が確保されている。

開閉器区画部１ｂ内には、後で詳述する真空２点切り３位置型開閉器（真空２点切り３位置型遮断及び断路器ＣＢＤＳ）８，真空接地開閉器（ＥＳ）９及び操作装置１１が配置されている。

ケーブル区画部１ｃには、上記真空２点切り３位置型開閉器８の固定接点８１ｂ及び真空接地開閉器９の固定接点９２に接続され、ケーブル区画部１ｃ内に導入されたケーブル接続用端子２０ａと、このケーブル接続用端子２０ａに回転可能に設けられたＴ型ケーブルヘッド２０と、このＴ型ケーブルヘッド２０を回転することによって上部又は下部に配置され、端子２ａに接続される２条のケーブル３と、ケーブル接続用端子２０ａの外周に設けられた系統保護用の変流器（ＣＴ）４とが設けられている。ケーブル３は、この例では筐体１の下部からケーブル区画部１ｃに導入されている。また、ケーブル接続用端子２０ａには、ヒューズ７及び単相巻線形計測用変圧器（ＶＴ）１０が接続されている。ヒューズ７及び単相巻線形計測用変圧器１０は、ケーブル区画部１ｃ内の上部側に配置されている。

低電圧制御区画部１ｄには、コンデンサ１ｄａと保護リレー１ｄａｂからなる低電圧制御部が、正面側の扉１ｅの背面側に設置されている。正面側の扉１ｅの正面側には、図４及び図５に示すように、地絡，短絡事故，コンデンサ異常，真空圧異常等を表示する警報表示部１ｅａ，各種の操作スイッチ部１ｅｂ、及び緊急用手動ハンドル操作部１ｅｃが上から下に向かって順次配置されている。

警報表示部１ｅａには、例えば、地絡，短絡の事故を表示する２つの表示部５００，インターロックの有効・無効の表示部５０１，コンデンサの異常表示部５０２，真空圧力の異常表示部５０３，コンデンサ充電完了表示部５０４が設置されている。また、操作スイッチ部１ｅｂには、例えば、真空２点切り３位置型開閉器８と真空接地開閉器９の操作切換スイッチ５０５，遠・直切換スイッチ５０６，真空２点切り３位置型開閉器８の入・切・断路の操作スイッチ５０７，真空２点切り３位置型開閉器８の位置表示ランプ５０８，真空２点切り３位置型開閉器８の機械的位置表示部５０９，真空接地開閉器９の接地・切の操作スイッチ５１０，真空接地開閉器９の機械的位置表示部５１１、及び検電・検相用の端子５１２等が設置されている。更に、これら下方に緊急用手動ハンドル操作部１ｅｃが設置されている。この緊急用手動ハンドル操作部１ｅｃの構成については、後述する。

前述した開閉器区画部１ｂ内に配置された真空２点切り３位置型開閉器８及び真空接地開閉器９は、図１及び図６に示すように、エポキシ樹脂１２によって一体的にモールドされている。これにより、開閉器部がユニット化され小形軽量化が図られている。ユニット化された開閉器部は相分離構造であり、筐体１の前面と直交して並設され、更にその相間に遮蔽層を配置して、相間の短絡事故の発生が抑えられている。前述したモールドしたエポキシ樹脂１２の外表面は、塗布された導電塗料によって接地され、接触の安全性が確保されている。

次に、上述したユニット化された開閉器部の詳細な構成を図１及び図６を用いて説明する。

該図に示す如く、真空２点切り３位置型開閉器８は、絶縁筒８０ａを備える真空容器８０と、真空容器８０内に収納された２つの固定接点８１ａ及び８１ｂと、この固定接点８１ａ及び８１ｂの各々と接離可能な２つの可動接点８２ａ及び８２ｂと、各絶縁筒８０ａにそれぞれ支持され、左右双方の固定接点８１ａ，８１ｂ及び可動接点８２ａ，８２ｂを含む周囲を覆うアークシールド８０とを備えており、２つの固定接点８１ａ及び８１ｂと可動接点８２ａ及び８２ｂで２点切りを構成している。

図６の右側の固定接点８１ａは、フィーダ８３を介して母線５に接続され、左側の固定接点８１ｂは、フィーダ８４を介して端子２ａに接続されている。一方、可動接点８２ａと可動接点８２ｂは、ステンレスなどの高温で焼鈍されない金属で補強された可動導体８５で連結されている。この可動導体８５には真空絶縁操作ロッド８６が連結され、真空絶縁操作ロッド８６には、連結ロッド８６ａが連結されている。この連結ロッド８６ａは、金属ベローズ８７で真空封止されて真空容器８０外に導出され、気中絶縁操作ロッド８８に連結されている。この気中絶縁操作ロッド８８と連結ロッドとの連結部周囲は、ゴム又は金属ベローズ８９で覆われている。そして、気中絶縁操作ロッド８８は、図１に示すように、操作装置１１によって操作される操作ロッド１１１に連結されている。

また、２つの可動接点８２ａ及び８２ｂは、操作ロッド１１１と連結している操作装置１１によって、図６に示すように、通電するための閉位置Ｙ１，負荷電流又は事故電流を遮断するための開位置Ｙ２、及び雷などのサージ電圧に対して点検作業者の安全を確保するための断路位置Ｙ３の３位置に停止するように操作される。

上述した２つの可動接点８２ａ及び８２ｂは、図６に示すように、それぞれ開位置Ｙ２で閉位置Ｙ１との遮断ギャップｇ２を、断路位置Ｙ３で断路ギャップｇ２＋ｇ３をそれぞれ確保している。この断路ギャップｇ２＋ｇ３は、遮断ギャップｇ２の略２倍に当たる極間距離を持つように設定している。このように、断路時における断路ギャップｇ２＋ｇ３を、遮断ギャップｇ２の略２倍に設定し、複数個（この例では２個）持つことにより、多段形式の絶縁を可能としている。

また、相間をモールド絶縁に、接点の極間を真空絶縁にし、上述極間寸法及び極数を変えることで、「相関絶縁＞断路時の極間絶縁＞遮断時の極間絶縁＞接地開閉器の極間絶縁」の関係を設定することができ、相間の絶縁協調を図っている。これにより、少なくとも一線地絡に抑えられて、事故の波及を極力押えることができる。また、前述した気中絶縁操作ロッド８８は、ゴム又は金属ベローズ８９で覆われ外気から遮断されているので、長期の使用に対する絶縁信頼性が確保されている。

次に、上述した真空接地開閉器９の詳細な構成を図１及び図６を用いて説明する。

該図に示す如く、真空接地開閉器９は、絶縁筒９１ａを備える真空容器９１と、真空容器９１内に収納されフィーダ８４に接続される固定接点９２と、この固定接点９２と接離可能な可動接点９３と、絶縁筒９１ａに支持され、固定接点９２及び可動接点９３を含む周囲を覆うアークシールド９７とを備えている。そして、可動接点９３には、真空絶縁操作ロッド９４が連結され、この真空絶縁操作ロッド９４は、金属ベローズ９５を介して真空容器９１外に導出され、真空接地開閉器９用の絶縁操作ロッド１１２に連結されている。前述した真空容器８０，９１，操作ロッド１１１はステンレス製のものが使用され、耐環境性を向上させている。また、可動接点９３は、真空絶縁操作ロッド９４を介して図１に示すように導体９６によって接地側に接続されている。

次に、真空２点切り３位置型開閉器８における通電するための閉位置Ｙ１，負荷電流又は事故電流を遮断するための開位置Ｙ２、及び雷などのサージ電圧に対して点検作業者の安全を確保するための断路位置Ｙ３の３位置への切換と真空接地開閉器９の入り切りを操作する操作装置１１の詳細な構成を図１及び図７を用いて説明する。

該図に示す如く、操作装置１１の構成部品は、開閉器区画部１ｂ内に設けられた支持板１１３に固定され、この操作装置１１は、真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂを閉位置Ｙ１と開位置Ｙ２とに切換操作するための第１の操作機構２００、開真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂを開位置Ｙ２と断路位置Ｙ３とに切換操作するための第２の操作機構３００、及び真空接地開閉器９の可動接点９３を操作する第３の操作機構４００とから概略構成されている。

先ず第１の操作機構２００の構成を、図７及び図１を用いて説明する。該図に示す如く、支持板１１３には、第１の軸２０１が回動可能に支持され、この第１の軸２０１の一方側には、レバー２０２が第１の軸２０１の軸線方向に３個固定されている。レバー２０２の先端側は、操作ロッド１１１にそれぞれ連結されている。また、第１の軸２０１の他方側には、レバー２０３がレバー２０２とは反対方向に固定されている。

レバー２０３には、図７に示すように連結部材２０４を介して電磁石２０５の駆動軸２０６が連結され、駆動軸２０６には、断面Ｔ字形状をなしている可動鉄心２０７が固定されている。この可動鉄心２０７の周囲には、支持板１１３に固定した固定鉄心２０８が配設され、固定鉄心２０８の内部には、コイル２０９と円環状の永久磁石２１０が配置されている。駆動軸２０６におけるレバー２０３と反対側には、トリップばね受け２１１が設けられ、このトリップばね受け２１１と固定鉄心２０８との間に、トリップばね２１２が配設されている。

電磁石２０５は、可動接点８２ａ，８２ｂが閉位置Ｙ１に保持された状態では、コイル２０９と永久磁石２１０との吸引力によって、トリップばね２１２と気中絶縁操作ロッド８８に設けた接圧ばね（図示せず）の蓄勢力に対抗する保持力が得られるようになっている。

次に、真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂを開位置Ｙ２と断路位置Ｙ３とに切換操作するための第２の操作機構３００の構成を、図７を用いて説明する。該図に示す如く、支持板１１３上の第１の軸２０１の長手方向の中間部には、レバー３０１が固定され、このレバー３０１の先端側には、インターロック用のピン３０２が設けられている。ピン３０２には、ローラ３０３が当接し、このローラ３０３は、クランクレバー３０４の一方側先端に回転可能に設けられている。クランクレバー３０４は、支持板１１３の下面側に回動可能に支持されている。

クランクレバー３０４の他方側先端には、電磁石３０５の駆動軸３０６が連結され、この駆動軸３０６には、可動鉄心３０７が固定されている。可動鉄心３０７の周囲には、支持板１１３に固定した固定鉄心３０８が配設され、固定鉄心３０８の内部には、２つのコイル３０９，３１０が上下方向に配置され、可動鉄心３０７と固定鉄心３０８の上部との間には、戻しばね３１１が配置されている。

上記の電磁石３０５は、各々のコイル３０９，３１０を励磁することによって、可動鉄心３０７を上下方向に動作させ、この動作により、クランクレバー３０４は回動される。このクランクレバー３０４の回動によって、インターロック用のピン３０２とローラ３０３との当接位置が変更され、レバー２０３の第１の軸２０１回りの回動が阻止されるか、または回動が可能となる。

これにより、真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂは、図６に示す開位置Ｙ２から断路位置Ｙ３への移動が阻止されて開位置Ｙ２に維持され、また開位置Ｙ２から断路位置Ｙ３への移動が可能となる。即ち、この構成は、真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２における開位置Ｙ２と断路位置Ｙ３との間の第１のインターロック機構となっている。

次に、真空接地開閉器９の可動接点９３を操作する第３の操作機構４００の構成を、図７を用いて説明する。該図に示す如く、支持板１１３には、第２の軸４０１が回動可能に支持され、この第２の軸４０１の一方側には、レバー４０２が第２の軸４０１の軸線方向に３個固定されている。レバー４０２の先端側は、操作ロッド１１２にそれぞれ連結され、また、第２の軸４０１の他方側には、レバー４０３がレバー４０２とは反対方向に固定されている。

レバー４０３には、連結部材４０４を介して電磁石４０５の駆動軸４０６が連結され、この電磁石４０５は、前述した第１の操作機構２００の電磁石２０５と同様な構成を成し、駆動軸４０６には、断面Ｔ字形状をなしている可動鉄心４０７が固定されている。可動鉄心４０７の周囲には、支持板１１３に固定した固定鉄心４０８が配設され、固定鉄心４０８の内部には、コイル４０９と円環状の永久磁石４１０が配置され、固定鉄心４０８と支持板１１３の下面との間には、遮断用のばね４１１が配設されている。

真空接地開閉器９の第３の操作機構４００と真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂを開位置Ｙ２と断路位置Ｙ３とに切換操作するための第２の操作機構３００との間には、第２のインターロック機構が設けられている。この第２のインターロック機構は、真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂが雷などのサージ電圧に対して点検作業者の安全を確保するための断路位置Ｙ３の３位置にあるとき、電磁石４０５によって真空接地開閉器９における可動接点９３の固定接点への投入を可能にし、また、真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂが電流を遮断するための開位置Ｙ２の２位置にあるとき、電磁石４０５によって真空接地開閉器９における可動接点９３の固定接点への投入を不可能にし、更に、真空接地開閉器９の固定接点９２に可動接点９３を投入しているとき、第２の操作機構３００における電磁石２０５の作動を不可能にするように、関連付けられている。

具体的には、上述した第２のインターロック機構は、第３の操作機構４００における電磁石４０５の駆動軸４０６の下方端に設けたピン４１２と、第２の操作機構３００における電磁石３０５の下側で第２の軸４０１と平行に設けた軸４１３と、軸４１３に設けられ、第２の操作機構３００における電磁石３０５の駆動軸３０６の下端に連結するレバー（図示せず）と、軸４１３に設けられ、前記ピン４１２と係合するレバー４１４とで構成されている。

上述した本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した一実施の形態の動作を図１乃至図７を用いて説明する。

真空２点切り３位置型開閉器８内の可動接点８２ａ，８２ｂが負荷電流又は事故電流を遮断するための開位置Ｙ２に設定された状態では、第１の操作機構２００におけるトリップばね２１２の戻り力によって、第１の操作機構２００におけるレバー２０３が、図７において第１の軸２０１を支点として反時計方向の回転力が与えられている。

これにより、第２の操作機構３００を構成するレバー３０１の先端側に設けたインターロック用のピン３０２は、ローラ３０３の外周上面に当接し、トリップばね２１２の戻り力により更なる反時計方向の回動が抑えられている。即ち、負荷電流又は事故電流を遮断するための開位置Ｙ２から雷などのサージ電圧に対して点検作業者の安全を確保するための断路位置Ｙ３への移行が阻止されている。

次に、第１の操作機構２００による開位置Ｙ２から閉位置Ｙ１への操作（投入操作）を説明する。

第１の操作機構２００の電磁石２０５のコイル２０９に通電すると、駆動軸２０６が図７において下方向に移動する。この駆動軸２０６の下方向への移動により、レバー２０２が第１の軸２０１を支点として、図７上時計方向に回動し、可動接点８２ａ，８２ｂを閉位置Ｙ１方向に移動させる。この閉状態で、トリップばね２１２と接圧ばねは蓄勢されて開極動作に備える状態になっている。

なお、この投入動作によって、インターロック用のピン３０２は、ローラ３０３の外周面から離れた状態になっている。また、ローラ３０３は、第２の操作機構における戻しばね３１１によって位置変化を生ぜず、当初の位置に保持されている。

前述したように、真空２点切り３位置型開閉器８が閉状態である場合、第２の操作機構３００は、第１の操作機構２００による断路操作が不能となるように、安全性強化のニーズの観点から、機械的インターロック機構を構成している。即ち、遮断，断路間の機械的インターロックの一つである「可動接点が閉位置に存在する場合、断路操作を不能とする」ことを実現している。

次に、第１の操作機構２００による閉位置Ｙ１から開位置Ｙ２への操作（開極操作）を説明する。

第１の操作機構２００における電磁石２０５のコイル２０９を、投入動作時と逆方向に励磁して、永久磁石２１０の磁束をキャンセルすると、トリップばね２１２と接圧ばねとの蓄勢力によって、駆動軸２０６が図７において上方に移動する。駆動軸２０６の上方への移動により、レバー２０３，第１の軸２０１を介して、レバー３０１が図７において反時計方向に回動するが、レバー３０１の反時計方向の回転は、第２の操作機構におけるインターロック用のピン３０２とローラ３０３の外周上面との当接により抑えられる。その結果、真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂを開位置Ｙ２に保持することができる。

次に、第２の操作機構３００による開位置Ｙ２から断路位置Ｙ３への操作（断路操作）を説明する。

上述した真空２点切り３位置型開閉器８の開状態において、第２の操作機構３００における電磁石３０５の上側のコイル３０９を励磁すると、駆動軸３０６が戻しばね３１１に抗して下方に移動する。駆動軸３０６の下方への移動は、クランクレバー３０４を介してローラ３０３を図７において時計方向に回動させる。ローラ３０３の時計方向の回動により、ローラ３０３とインターロック用のピン３０２との当接位置が上方に上がる。その結果、レバー３０１，第１の軸２０１及びレバー２０２を介して、操作ロッド１１１が下方に移動し、真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂは、断路位置Ｙ３に移動する。

この断路状態では、第１の操作機構２００における電磁石２０５の可動鉄心２０７は、永久磁石台２１０よりも下に位置するようになっている。それゆえ、万一、断路状態で第１の操作機構２００における電磁石２０５のコイル２０９を励磁しても、可動鉄心２０７を通過する磁束は、ほとんどなく吸引力は発生しない。つまり、遮断器と断路器間の機械的インターロック「可動接点が断路位置に存在する場合、投入操作を不能とする」ことを実現している。

次に、第２の操作機構３００による断路位置Ｙ３から開位置Ｙ２への操作を説明する。断路状態にて、第２の操作機構３００における電磁石２０５の下側のコイル３１０を励磁すると、駆動軸２０６の下方移動、クランクレバー３０４の反時計方向の回動により、ローラ３０３は、これに当接しているインターロック用のピン３０２を下方向に押し下げるので、真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂは、開位置Ｙ２に移動する。

次に、真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂが電流を遮断するための開位置Ｙ２にあるとき、第２のインターロック機構におけるレバー４１４が、第３の操作機構４００における電磁石４０５の駆動軸４０６の下方端に設けたピン４１２に係合しているので、電磁石４０５によって真空接地開閉器９の可動接点９３への投入が不可能になっている。

また、真空接地開閉器９の固定接点９２に可動接点９３を投入しているとき、第２のインターロック機におけるレバー４１４が、電磁石４０５の駆動軸４０６の上方端に設けたピン４１２に係合しているので、第２の操作機構３００による作動が不可能になっており、更に、真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂが雷などのサージ電圧に対して点検作業者の安全を確保するための断路位置Ｙ３にあるときには、第２のインターロック機構におけるレバー４１４が、電磁石４０５の駆動軸４０６の上方端に設けたピン４１２の移動を可能にしているので、第３の操作機構４００によって真空接地開閉器９の投入が可能である。

なお、上述の実施の形態においては、第２の操作機構３００に回転自在なローラ３０３を用いたが、このローラ３０３を部分円弧状のカムにすることが可能である。また、第１の操作機構２００及び第３の操作機構４００を、適宜配置変更することも可能である。更に、第１の操作機構２００に電磁操作方式を適用したが、電動ばね方式など他の操作方式を採用することも可能である。

上述した本発明の一実施の形態において、筐体１内に収納される機器の中で最も重量のある真空２点切り３位置型開閉器８及びその操作装置１１を、図１に示すように、筐体１の高さ方向の中間部から下方の空間内に配置しているので、スイッチギヤ全体の重心を低く設定することがきる。その結果、スイッチギヤの運搬，据付作業の安全性が向上するし、設置後の地震に際しても転倒が抑制され、安全性を確保することができる。

また、本発明の一実施の形態においては、真空２点切り３位置型開閉器８を、可動接点８２ａ，８２ｂが固定接点８１ａ，８１ｂに対して下方に位置するように筐体１内に配置するとともに、可動接点８２ａ，８２ｂを操作する操作装置１１も一括して筐体１内に高さ方向における下方側に配置したので、何等かの要因により操作装置１１が故障，破損した場合には、真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂが自重により固定接点８１ａ，８１ｂから離れるように下方に移動し、これにより、フェイルセイフ機能が発揮され、安全性を向上させることができる。

さらに、本発明の一実施の形態においては、上述の構成に加えて、母線５を真空２点切り３位置型開閉器８の上方に配置し、かつ真空２点切り３位置型開閉器８と操作装置１１を下方に配置したので、母線５の接続部近傍には操作装置が位置しない構成となる。これにより、母線５の接続作業時の安全性を向上させることができる。

また、本発明の一実施の形態においては、母線接続部への母線５の接続作業は、母線５を筐体１の側方から筐体１内に導入すると共に、この母線５を母線接続部の上方から母線接続部に向かって下方に降ろすことによって母線接続部に接続するが、図１に示すように、母線５及び母線接続部は、真空２点切り３位置型開閉器８の上方に配置されているので、母線５及び母線接続部が作業者の胸元程度の高さに位置し、作業者は無理な姿勢を強いられることなく安定した状態で、母線接続部の接続作業を行うことができる。また、正面側の扉１ｅを開くことにより、正面側の扉１ｅの背面に位置する低電圧制御部がともに筐体１外に移動するので、低電圧制御部が移動した分上述した母線接続作業のための作業空間を確保することができる。

更に、上述した母線５の接続作業は、必要面数のスイッチギヤを列盤配置した後に実施するが、スイッチギヤ内に、出荷試験済みの内蔵機器を実装した状態で、母線５の接続作業を行うことができるので、信頼性を高めることができる。

また、前述した正面側の扉１ｅの背面側に位置する低電圧制御部をユニット化し、この低電圧制御部を正面側の扉１ｅの背面側に着脱可能に取り付けることにより、保守点検時に低電圧制御部単体の動作試験を容易に実施することができると共に、低電圧制御部内に収納した保護ルレー等の交換作業も容易になる。

また、前述した正面側の扉１ｅの正面には、図４及び図５に示すように、警報表示部１ｅａが作業者の目線高さに、各種の操作スイッチ部１ｅｂが作業者の手の高さに配置されているので、作業者の点検及びその作業性が良好となる。更に、緊急用手動ハンドル操作部１ｅｃを、通常操作時の操作スイッチ部１ｅｂとは別の段である下段の位置に配置しているので、安易に手動操作する可能性が少なくなる。

上述した緊急用手動ハンドル操作部１ｅｃは、例えば、図８に示すように、手動ハンドル９００の先端側を正面側の扉１ｅの孔９０１に挿入し、筐体１の側板に固定したねじ部９０２にねじ込むと、手動ハンドル９００の円錐状の先端側が、操作装置１１における第１の操作機構２００の連結部材２０４の下端に当接し、連結部材２０４を上方に押し上げる。これにより、第１の操作機構２００における永久磁石２０７の磁力よりもトリップばね２１２と接圧ばねとの蓄勢力が大きくなり、真空２点切り３位置型開閉器８の可動接点８２ａ，８２ｂが下方に移動して、開路状態にすることができる。その後、手動ハンドル９００を正面側の扉１ｅの孔９０１から抜き取ることにより、操作を完了させることができる。

更に、図１に示す如く、計器用変圧器１０及び保護用のヒューズ７を、筐体１の背面側のケーブル区画部１ｃ内に配置しているので、筐体１の背面側の扉１ｆを開けることにより計器用変圧器１０及び保護用のヒューズ７の点検作業を容易に行うことができ、作業効率が良くなる。

図９は、本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した他の実施の形態を示すもので、この図９において、図１と同符号のものは、同一又は相当する部分であるので、その詳細な説明を省略する。

本実施の形態は、ケーブル区画部１ｃ内の２条のケーブル３を筐体１の上方に引き出し、計器用変圧器１０及び保護用のヒューズ７を、ケーブル区画部１ｃ内の下方側空間内に配置したものである。他の構成は図１に示したものと同様である。

この実施の形態によれば、前述した実施の形態と同様な効果が得られる共に、設置場所における送電用のケーブルの配線パターンに柔軟に対応して接続設置することができる。

図１０は、本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した更に他の実施の形態を示すもので、この図１０において、図１と同符号のものは、同一又は相当する部分であるので、その詳細な説明を省略する。

本実施の形態は、電力供給量が少なくて良い場合のために、ケーブル区画部１ｃ内のケーブル３を１条とし、この１条のケーブル３を筐体１の下方に引き出すと共に、計器用変圧器１０及び保護用のヒューズ７を、ケーブル区画部１ｃ内の上方側空間内に配置したものである。他の構成は図１に示したものと同様である。

この実施の形態によれば、前述した実施の形態と同様な効果が得られると共に、設置場所における送電用のケーブルの配線パターンに柔軟に対応して接続設置することができることは勿論、電力供給量に応じて柔軟に対応できる。

図１１は、本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した更に他の実施の形態を示すもので、この図１１において、図１と同符号のものは、同一又は相当する部分であるので、その詳細な説明を省略する。

本実施の形態は、図１０に示した実施形態と同様に電力供給量が少なくて良い場合のために、ケーブル区画部１ｃ内のケーブル３を１条とし、この１条のケーブル３を筐体１の上方に引き出すと共に、計器用変圧器１０及び保護用のヒューズ７を、ケーブル区画部１ｃ内の下方側空間内に配置したものである。他の構成は図１に示したものと同様である。

この実施の形態によれば、図１０に示した実施の形態と同様な効果が得られる。

なお、上述の実施の形態においては、ケーブル区画部１ｃ内に、計器用変圧器１０及び保護用のヒューズ７を設けたが、必要に応じて省略することも可能である。

本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した一実施の形態を一部断面にて示す側面図である。 図１に示す本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した一実施の形態を一部断面にて示す正面図である。 図１に示す本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した一実施の形態を一部断面にて示す背面図である。 図１に示す本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した一実施の形態を一部断面にて示す斜視図である。 図１に示す本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した一実施の形態を構成する正面側の扉を示す図である。 図１に示す本発明の真空絶縁スイッチギヤを構成する開閉器部分の縦断面図である。 図１に示す本発明の真空絶縁スイッチギヤを構成する開閉器の操作機構の一実施の形態を一部断面にて拡大して示す斜視図である。 本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した一実施の形態を構成する緊急用手動ハンドル操作部の動作を説明する側面図である。 本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した他の実施の形態を一部断面にて示す側面図である。 本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ計測盤として適用した更に他の実施の形態を一部断面にて示す側面図である。 本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ計測盤として適用した他の実施の形態を一部断面にて示す側面図である。

符号の説明

１ 筐体
１ａ 母線区画部
１ｂ 開閉器区画部
１ｃ ケーブル区画部
１ｄ 低圧制御区画部
１ｅ 正面側の扉
１ｆ 背面側の扉
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 接地金属板
３ ケーブル
４ 変流器
５ 母線
５ａ 接続用ブッシング
７ ヒューズ
８ 真空２点切り３位置型開閉器
９ 真空接地開閉器
１０ 単相巻線形計測用変圧器
１１ 操作装置
１２ エポキシ樹脂
２０ Ｔ型ケーブルヘッド
２０ａ ケーブル接続用端子
８０，９１ 真空容器
８０ａ，９１ａ 絶縁筒
８１ａ，８１ｂ，９２ 固定接点
８２ａ，８２ｂ，９３ 可動接点
８３，８４ フィーダ
８５ 可動導体
８６，９４ 真空絶縁操作ロッド
８７，９５ 金属ベローズ
８８ 気中絶縁操作ロッド
９０，９７ アークシールド
９６ 導体
１１１ 操作ロッド
１１２ 絶縁操作ロッド
１１３ 支持板
２００ 第１の操作機構
３００ 第２の操作機構
４００ 第３の操作機構

Claims (4)

1. 接地金属板で区画され、中央部に位置する母線区画部、この母線区画部の下方に位置する開閉器区画部、背面側に位置するケーブル区画部、前面側上方に位置する低電圧制御区画部を有する筐体と、前記開閉器区画部内に、その可動接点が固定接点に対して下方に位置するように設置された開閉及び断路機能を有する真空２点切り３位置型開閉器と、前記開閉器区画部内に、その可動接点が固定接点に対して下方に位置するように設置され、かつ、前記真空２点切り３位置型開閉器と樹脂でモールドされ一体に形成された真空接地開閉器と、前記母線区画部内に設置され、前記真空２点切り３位置型開閉器の一方の固定接点に接続された母線と、前記開閉器区画部内の、前記真空２点切り３位置型開閉器及び前記真空接地開閉器の下方側に設置され、該真空２点切り３位置型開閉器及び前記真空接地開閉器を開閉操作する電磁駆動式操作装置と、前記真空２点切り３位置型開閉器の他方の固定接点に接続され、前記筐体の背部側に位置するケーブル区画部に導入されたケーブル接続用の端子と、この端子に回転可能に設けられ、前記筐体の上方又は下方から前記ケーブル区画部内に導入されるケーブルに選択的に接続するＴ型ケーブルヘッドとを備え、前記筐体は、開閉自在な扉を備え、かつ、前記扉の前面側には、前記各機器の異常を表示する警報表示器、各機器の操作スイッチ部、及び緊急時に操作される緊急用手動ハンドル操作部が、上方から下方に順次配置されていると共に、前記緊急用手動ハンドル操作部は、手動ハンドルの先端部が前記電磁駆動式操作装置の操作機構に当接することで、前記真空２点切り３位置型開閉器の可動接点を開路状態に操作することを特徴とする真空絶縁スイッチギヤ。
2. 接地金属板で区画され、中央部に位置する母線区画部、この母線区画部の下方に位置する開閉器区画部、背面側に位置するケーブル区画部、前面側上方に位置する低電圧制御区画部を有する筐体と、前記開閉器区画部内に設置された開閉及び断路機能を有する真空２点切り３位置型開閉器と、前記開閉器区画部内に設置され、かつ、前記真空２点切り３位置型開閉器と樹脂でモールドされ一体に形成された真空接地開閉器と、前記母線区画部内に設置され、前記真空２点切り３位置型開閉器の一方の固定接点に接続された母線と、前記開閉器区画部内の、前記真空２点切り３位置型開閉器及び前記真空接地開閉器の下方側に設置され、該真空２点切り３位置型開閉器及び前記真空接地開閉器を開閉操作する電磁駆動式操作装置と、前記真空２点切り３位置型開閉器の他方の固定接点に接続され、前記筐体の背部側に位置するケーブル区画部に導入されたケーブル接続用の端子と、この端子に回転可能に設けられ、前記筐体の上方又は下方から前記ケーブル区画部内に導入されるケーブルに選択的に接続するＴ型ケーブルヘッドとを備え、
   前記開閉器区画部は、前記筐体の高さ方向中間部より下方に位置し、この開閉器区画部内に前記真空２点切り３位置型開閉器と真空接地開閉器及び電磁駆動式操作装置が配置され、前記筐体は、開閉自在な扉を備え、かつ、前記扉の前面側には、前記各機器の異常を表示する警報表示器、各機器の操作スイッチ部、及び緊急時に操作される緊急用手動ハンドル操作部が、上方から下方に順次配置されていると共に、前記緊急用手動ハンドル操作部は、手動ハンドルの先端部が前記電磁駆動式操作装置の操作機構に当接することで、前記真空２点切り３位置型開閉器の可動接点を開路状態に操作することを特徴とする真空絶縁スイッチギヤ。
3. 請求項１又は２に記載の真空絶縁スイッチギヤにおいて、
   前記ケーブル接続用の端子の外周に、系統保護用の変流器が設置されていることを特徴とする真空絶縁スイッチギヤ。
4. 請求項１又は２に記載の真空絶縁スイッチギヤにおいて、
   前記ケーブル区画部内には、前記ケーブルに接続される保護用ヒューズ及び計器用変圧器が配置され、この保護用ヒューズ及び計器用変圧器は、前記ケーブル区画部内の上方側又は下方側の何れかに設置されていることを特徴とする真空絶縁スイッチギヤ。

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