JP4377517B2 - スイッチギヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチギヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のスイッチギヤの一例について、図6を引用して説明する。図6は、代表的なスイッチギヤの右側面図である。
【0003】
同図において、51はスイッチギヤ本体で、この内部には、閉鎖の形に応じて、仕切板により、機器収納室52、受電室53、母線室54を構成する。またこの機器収納室52の上部には制御室55を設け、更に機器収納室52及び制御室55正面には、扉56、57を開閉自在に設ける。58は単位回路を接続する母線部である。59は分岐導体で、この分岐導体59の先端はケーブルヘッド60を介して電源ケーブル61に接続する。
【0004】
また、移動形遮断器62は機器収納室52に収納し、機器収納室52と受電室53、母線室54を仕切る仕切板の上下に取付けた主回路断路部63、64を介して母線部58及び受電側分岐導体59に電気的に接続する。
【0005】
尚、上部の主回路断路部63は、母線部58と一体構成である。また、下側の主回路断路部64には、貫通形変流器65を設けている。
【0006】
ところが、この様な構成のスイッチギヤにおいては、据付け環境(塵挨・湿潤など)により、特に主回路の絶縁が低下してしまい短絡・地絡などの事故に至るケースがあるため十分な絶縁距離を確保するためにスイッチギヤ全体が大きくなっていた。
【0007】
また、十数年前より主回路構成機器を密閉容器に一括収納し、その容器内に絶縁ガス(SF6ガス)を封入しスイッチギヤの小型化をしたC−GIS(キュービクル形ガス絶縁スイッチギヤ)が普及している。
【0008】
この絶縁ガス(SF6ガス)を封入したスイッチギヤの一例について図7を引用して説明する。図7は、代表的なスイッチギヤの右側面図である。
【0009】
同図において、71はスイッチギヤ本体で、この内部には、受電室72、母線室73、制御室74を構成する。このうち受電室72、母線室73は密閉容器で、その内部には、遮断器75、3位置断路器/接地装置(入り−切り−接地)76の遮断部75A、断路部76Aを配置し低圧力の絶縁ガス(SF6ガス)を封入し機器のコンパクト化をしている。ここで受電室72に収納した遮断器75の遮断部75Aの一方の導体77は、ケーブルヘッド81を介して電源ケーブル82に接続する。
【0010】
尚、この電源ケーブル82には、貫通形変流器83を設けている。また遮断器75の遮断部75Aの他方の導体78は、受電室72と母線室73を貫通する絶縁スペーサ84を介して母線室73の3位置断路器/接地装置76の断路部76Aの一方の導体79に接続し、更に3位置断路器/接地装置76の断路部76Aの他方の導体80A〜80Cは、単位回路を接続する母線85に接続し他のユニットと電気的に接続している。
【0011】
また、遮断器75、3位置断路器/接地装置76の操作機構75B、76Bは、制御室74に設けられている。
【0012】
ところが、このような構成のスイッチギヤにおいては、絶縁ガス自体が高価なことと、その絶縁ガスを封入する気密容器の製作に多大な時間を要すばかりでなく、熟練した技能が必要となり、結果的に高価な物となっている。また、絶縁ガスの使用により気密容器がコンパクトとなり各機器間を接続する導体などの組立に限界を生じている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、図6に示す従来のスイッチギヤにおいては、据付け環境(塵挨・湿潤など)による絶縁低下を防止し、十分な絶縁距離を確保するためにスイッチギヤ全体が大きくなっていた。
【0014】
また、絶縁ガス(SF6ガス)を封入することにより小型化を図った図7に示すスイッチギヤにおいては、絶縁ガス自体が高価なことと、その絶縁ガスを封入する気密容器の製作が容易ではないという問題があった。
【0015】
そこで、本発明の目的は、主回路構成機器を、据付け環境の影響を受けない構成を保ちつつ電気的絶縁に必要な寸法まで縮小化し、且つ製作が容易で、安全で安価なスイッチギヤを提供することである。
【0016】
【課題を解決しようとする課題】
本発明に係るスイッチギヤは、単位回路毎の遮断器と、3ポジションの断路器および接地装置とからなる主回路構成機器を絶縁物で一体モールドするとともに、少なくとも母線用ブッシングとケーブル接続用アダプタとを接続する同一の取合い構成の接続部を設け、前記絶縁物の表面に接地層を設けたスイッチギヤであって、前記主回路構成機器の可動主回路部を気密構造としたことを特徴とする。
【0021】
本発明によれば、主回路構成機器を一体モールドすることで電気的に必要な寸法まで縮小化でき、且つモールド前に主回路構成機器の組立が出来るのでより一層の縮小化ができスイッチギヤ全体の小型化が可能な構成とすることができる。
【0023】
また、絶縁物の表面を接地層とすることにより据付け環境の影響を受けない構成とすることができる。従って、汚損・湿潤などによる絶縁低下などの心配が不要となり、また、各相が分離しているので、相間短絡などの事故などに対しても安全な構成となる。
【0027】
さらに、主回路構成機器の可動主回路部を気密構造とすることで外部環境の影響を受けない構造とすることができ、可動主回路部の絶縁寸法を電気的絶縁に必要な寸法まで縮小化した構成とすることができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0031】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るスイッチギヤの構成を示す右側面図である。同図において、従来技術の図6で示した気中スイッチギヤと大きく異なる点は、単位回路の主回路構成機器及び各機器を接続する導体を密閉容器1A内に一括収納したことである。
【0032】
すなわち、スイッチギヤ本体1の正・背面側及び下部の操作・低圧制御室5に遮断器12の操作機構12A、及び3位置断路器/接地装置(入り−切り−接地)13、14の操作機構13A、14Aなどを配置し、それ以外の主回路構成機器[遮断器12の遮断部(真空バルブ)12B、3位置断路器/接地装置13、14の断路部13B、14Bなど]及び各機器を接続する導体9A〜9Dを、遮断器室2、受電室3、母線室4Aを構成する密閉容器1Aに一括収納し、更に、対地・相間及び極間には、それぞれ絶縁バーリア21を設けている。
【0033】
ここで、3位置断路器/接地装置13、14は、従来技術の図6では、移動形遮断器62の主回路断路部63、64に相当する物である。また、接地装置16、17は、密閉容器1Aに主回路構成機器及び導体を一括収納し、主回路受電部の露出をなくしたために設けた機器である。
【0034】
密閉容器1Aの製造には、図示しない構造用接着剤や構造用接着テープを使用して製作している。また、密閉容器1Aは、仕切板によりそれぞれ遮断器室2、受電室3、母線室4A、4Bに仕切りを設けている。尚、列盤される他のユニットと電気的に接続する母線室4Bは、列盤完了後に一括して密閉構成としている。更に、この密閉容器1A内には、低圧力(圧力計で管理可能な圧力)例えば0.2気圧の乾燥空気を封入し、密閉容器1A内の圧力を1.2気圧程度としている。
【0035】
この様な構成のスイッチギヤとしたことで、主回路部の絶縁は、塵挨・湿潤などの据付け環境の影響を無視できることから電気的に必要な最小絶縁寸法とすることができる。
【0036】
また、密閉容器1Aは、従来の溶接方式によらず、市販の構造用接着剤や構造用接着テープを使用して製作することで、特殊技能を必要とせず安価に製作ができる。
【0037】
更に、密閉容器1A内に低圧力の乾燥空気を封入して、圧力計を用いて圧力監視をすることで、万一気密不良などが発生した際に監視が出来、主回路部の健全性を確認できる。
【0038】
図2は、本実施形態のスイッチギヤの上部断面図である。図2においてスイッチギヤ本体1の盤幅Wは、正・背面側及び下部の操作・低圧制御室5で決まっていて、密閉容器1Aの密閉容器幅W1はそれよりも小さくし、他のユニットと列盤状態で密閉容器間に寸法W2の間隙を設けている。
【0039】
このような構成とすることで、電流通電時の温度上昇に対し、列盤した他のユニットの熱影響を受けない構成とすることができ、且つ、放熱面積を増やしたことで自らの温度上昇も抑制できる。
【0040】
以上説明したように、本実施形態によれば、主回路構成機器及びその機器間を接続する導体などを、据付け環境の影響を受けない構成としたことにより、主回路受電部を電気的絶縁に必要な寸法まで縮小化でき、且つ安全で安価なスイッチギヤとすることができる。
【0041】
(第2の実施形態)
図3は、本発明のスイッチギヤの代表的な右側面図である。同図において、従来技術の図7で示したスイッチギヤと大きく異なる点は、単位回路を構成する主回路機器及び各機器間を接続する導体などを各相毎にエポキシなどの絶縁物で一体モールドし、一体モールド主回路32としたことである。
【0042】
すなわち、スイッチギヤ本体31の下部に制御箱34を設け、その中には、遮断器35及び直動3ポジション断路器/接地装置(入り−切り−接地)36の図示しない操作機構などを一括収納し、それ以外の主回路構成機器[遮断器35の遮断部(真空バルブ)35A、直動3ポジション断路器/接地装置36の断路部(真空バルブ)36A]及び各機器を接続する接続導体37〜39を、エポキシなどの絶縁物で一体モールドして一体モールド主回路32とし、更に絶縁物の表面には、カーボン塗装などによる接地層33を設けている。
【0043】
このように、絶縁物の表面に接地層33を設けることで、汚損・湿潤などによる絶縁低下などの心配が不要となり、また、各相が分離しているので、相間短絡などの事故などに対しても安全な構成となる。
【0044】
また、遮断器35及び直動3ポジション断路器/接地装置(入り−切り−接地)36の主回路部に真空バルブを用いて、遮断部・開閉部全てを真空化しているので、遮断部・開閉部のメンテナンスが不要である。なお、断路器・接地装置の真空バルブは、断路器用・接地装置用(直動2ポジション)を用いたり、上述のように断路器/接地装置用(直動3ポジション)複合真空バルブを用いたりすることにより、単位回路の回路構成の自由度を拡大できる構成となる。
【0045】
更に、一体モールド主回路32には、母線用ブッシング4lA〜41Cを接続する接続部32A、ケーブル接続用アダプタ42(ケーブル接続用アダプタ42は、特に図示しないが各規格毎に揃えている)を接続している接続部32D及びその他の接続部32B、32Cを設けてある。ここで、接続部32B、32Cには、例えば、図4に示すように、必要により変成器43や避雷器44などの補助機器が取付けられるようにしたものである。
【0046】
尚、一体モールド主回路32に設けた各接続部32A〜32Dは、同一の取合い構成(同一の形状、寸法)としていて、母線用ブッシング4lA〜41C、ケーブル接続用アダプタ42、及び変成器43や避雷器44などの補助機器は、どの位置にでも取付け可能な構成としている。
【0047】
このように、一体モールド主回路32に接続部を複数個設けたことにより、他のユニットと接続する母線を複数個所に配置でき、スイッチギヤ全体を構成する上で自由度が拡大できる構成となる。また、変成器43や避雷器44などの補助機器の取付け自由度をもたせた構成となる。更に、電源ケーブル45の接続にも、上または下接続などの自由度を持たせた構成となる。
【0048】
更に、一体モールド主回路32は、制御箱34に図示しないOリングなどのパッキンを介して取付け、気密構造にし、その気密構造部40の内部には低圧力(圧力計で管理可能な圧力)例えば0.2気圧の乾燥空気を封入し、内部の圧力を1.2気圧程度としている。その気密構造部40では、制御箱34の上面より突出した遮断器35の操作軸35B、直動3ポジション断路器/接地装置36の操作軸36Bと、遮断器35の遮断部35A、直動3ポジション断路器/接地装置36の断路部36Aの可動通電軸35C、36Cが絶縁操作ロッド35D、36Dを介してそれぞれ接続され、投入・遮断、入り・切り・接地の動作をする構成となっている。
【0049】
このように、気密構造部40、即ち可動主回路部(可動通電部)の内部に低圧力の空気を充填し、その圧力を監視することで可動主回路部に万一気密不良などが発生した際に監視ができ、可動主回路部の健全性を確認することができる。
【0050】
スイッチギヤ本体31の母線配置は、一体モールド主回路32に設けた、接続部32A、32Bの前後方向の中央部を基準に配置している。これは、他のユニットと列盤してスイッチギヤ全体を構成する際に、図5(a)に示すスイッチギヤ本体31Aの接続部32A側よりでた母線用ブッシング4lA〜4lCと図5(b)に示すスイッチギヤ本体31Bの接続部32B側よりでた母線ブッシング4lA〜41Cの図示しない盤間母線接続位置を合せたものである。このような配置とすることにより、スイッチギヤ全体を構成する際に、母線配置の自由度が拡大できる構成となる。
【0051】
本実施形態においては、以上のような構成のスイッチギヤとしたことで、主回路の絶縁は、汚損,湿潤などの据付け環境の影響を無視できることから、電気的に必要な最小寸法とすることができる。また、モールド前に主回路構成機器と各接続導体を組立てることができるので小型化と組立信頼性が向上する。更に、遮断部35A、断路部36Aに真空バルブを用いたことと可動主回路部を気密構造としたことで主回路部のメンテナンスを必要としない構成となる。また、一体モールド主回路32に複数の接続部32A〜32Dを設け、全ての取合い部を同一構成にし、更に、母線用ブッシング41A〜41Cの基準を接続部32Aと32Bの中間部にしたことで、スイッチギヤ全体を構成する上で自由度が拡大できる。
【0052】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、主回路構成機器を、据付け環境の影響を受けない構成としたことにより、電気的絶縁に必要な寸法まで縮小化でき、且つ安全で安価なスイッチギヤとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態に係るスイッチギヤの構成を示す右側面図。
【図2】 図1の上部断面図。
【図3】 本発明の第2の実施形態に係るスイッチギヤの構成を示す右側面図。
【図4】 第2の実施形態における接続部の補足説明図。
【図5】 第2の実施形態における母線配置の補足説明図。
【図6】 スイッチギヤの従来例を示す右側面図。
【図7】 スイッチギヤの他の従来例を示す右側面図。
【符号の説明】
1…スイッチギヤ本体
1A…密閉容器
2…遮断器室
3…受電室
4A、4B…母線室
5…操作・低圧制御室
6、7…扉
8…母線部
9A〜9D…導体
10…ケーブルヘッド
11…電源ケーブル
12…遮断器
12A…遮断器の操作機構
12B…遮断器の遮断部(真空バルブ)
13、14…3位置断路器/接地装置
13A、14A…3位置断路器/接地装置の操作機構
13B、14B…3位置断路器/接地装置の断路部
15…貫通形変流器
16、17…接地装置
18…検電碍子
19…支持碍子
20…貫通ブッシング
21…絶縁バーリア
W…盤幅
W1…密閉容器幅
W2…密閉容器間寸法
31…スイッチギヤ本体
32…一体モールド主回路
32A〜32D…接続部
33…接地層
34…制御箱
35…遮断器
35A…遮断器の遮断部
35B…遮断器の操作軸
35C…遮断器の可動通電軸
35D、36D…絶縁操作ロッド
36…直動3ポジション断路器/接地装置
36A…直動3ポジション断路器/接地装置の断路部
36B…直動3ポジション断路器/接地装置の操作軸
36C…直動3ポジション断路器/接地装置の可動軸
37〜39…接続導体
40…気密構造部
41A〜41C…母線用ブッシング
42…ケーブル接続用アダプタ
43…変成器
44…避雷器
45…電源ケーブル
46…貫通形変流器
Claims (1)
- 単位回路毎の遮断器と、3ポジションの断路器および接地装置とからなる主回路構成機器を絶縁物で一体モールドするとともに、少なくとも母線用ブッシングとケーブル接続用アダプタとを接続する同一の取合い構成を持つ複数個の接続部を設け、前記絶縁物の表面に接地層を設けたスイッチギヤであって、
前記主回路構成機器の可動主回路部を気密構造としたことを特徴とするスイッチギヤ。
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