JP4668837B2

JP4668837B2 - スイッチギヤの遮断器出し入れシステム

Info

Publication number: JP4668837B2
Application number: JP2006135064A
Authority: JP
Inventors: 拓也岡田; 勇田名部; 健二小山; 誠田澤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2026-05-15
Also published as: JP2007306764A

Description

本発明は、発電所や変電所、ビル、工場等で使用される変電設備を構成するスイッチギヤに係わり、特にスイッチギヤの保守時に遮断器を移動し出し入れ操作するスイッチギヤの遮断器出し入れシステムに関するものである。

スイッチギヤは遮断器（ＣＢ）、断路器（ＤＳ）、接地装置（ＥＳ）の各機器を備えて構成されている。スイッチギヤを構成するこれらの遮断器、断路器及び接地装置の各機器は、定期的に保守点検を行う必要がある。

スイッチギヤの前記各機器を保守点検する際には、安全性の確保のためにスイッチギヤの筐体から遮断器を移動させ、ブッシングと導体の接続部との接続を解除するように遮断器の出し入れ操作を行うことになる。

スイッチギヤの筐体から遮断器の出し入れを行う操作は、遮断器の通常の運転位置から断路位置へ引き出す操作と、遮断器の断路位置から再び運転位置に戻す操作とが必要なため、従来はスイッチギヤの筐体に取り付けられた正面扉を開けた状態で手動によって遮断器の出し入れ操作を行っている。

特開平７−２５４３４３号公報には、遮断器を筐体から出し入れ操作する装置ではないが、回路遮断器を筐体の外側から操作すると共に筐体の扉のロックを兼ねた外部操作ハンドルを備えさせて安全性を向上した技術が開示されている。

特開平７−２５４３４３号公報

ところで、スイッチギヤの保守点検のためスイッチギヤの筐体から遮断器の出し入れ操作を行う際に、何らかのトラブルによって三相短絡が発生した際には、短絡時に発生するアーク放電によって保守点検を行う作業者が危険に晒される可能性が残る。

本発明の目的は、スイッチギヤの保守点検でスイッチギヤの筐体から遮断器の出し入れ操作を行う際に、保守点検を行う作業者に危険が及ぶ可能性を排除したスイッチギヤの遮断器出し入れシステムを提供することにある。

本発明のスイッチギヤの遮断器出し入れシステムは、スイッチギヤの筐体内に備えられた主回路の遮断器と、遮断器を収容している筐体に取り付けられた扉と、スイッチギヤの筐体内での遮断器の移動位置を検出する遮断器の位置センサとを備え、扉に遮断器を出し入れ操作する操作用ハンドルを挿入する第一の挿入口を形成し、挿入された操作用ハンドルと係合して操作用ハンドルの操作で遮断器を移動させる第二の挿入口を遮断器に形成し、扉の施錠の操作を行う第一のソレノイド装置を設け、遮断器の位置センサからの検出信号に基づいて第一のソレノイド装置に指令信号を与えて扉を施錠する制御器を備えるように構成したことを特徴とする。

また、本発明のスイッチギヤの遮断器出し入れシステムは、スイッチギヤの筐体内に備えられた主回路の遮断器と、遮断器を収容している筐体に取り付けられた扉と、扉の開閉状態を検出する扉の開閉センサと、スイッチギヤの筐体内での遮断器の移動位置を検出する遮断器の位置センサとを備え、扉に遮断器を出し入れ操作する操作用ハンドルを挿入する第一の挿入口を形成し、挿入された操作用ハンドルと係合して操作用ハンドルの操作で遮断器を移動させる第二の挿入口を遮断器に形成し、扉の施錠の操作を行う第一のソレノイド装置と、遮断器の第二の挿入口の施錠を行う第二のソレノイド装置とを設け、遮断器の位置センサからの検出信号に基づいて第一のソレノイド装置に指令信号を与えて扉を施錠し、扉の開閉センサからの検出信号に基づいて第二のソレノイド装置に指令信号を与えて遮断器の第二の挿入口を施錠する制御器を備えて構成したことを特徴とする。

本発明によれば、スイッチギヤの筐体の扉を閉じた状態で遮断器を移動させることが可能となるため、スイッチギヤの保守点検でスイッチギヤの筐体から遮断器の出し入れ操作を行う際に、保守点検を行う作業者に危険が及ぶ可能性を排除したスイッチギヤの遮断器出し入れシステムを実現することができる。

正面扉を閉じた状態でスイッチギヤの筐体から遮断器の出し入れを可能にしたスイッチギヤの遮断器出し入れシステムの実施例について図面を用いて以下に説明する。

図１〜図７は正面扉を閉じた状態でスイッチギヤから遮断器の出し入れを可能にした本発明の一実施例であるスイッチギヤの遮断器出し入れシステムを示している。

図１は金属閉鎖形のスイッチギヤ１００を側面から見たスイッチギヤの断面図であり、図２はスイッチギヤ１００に収容した遮断器２を示す遮断器の側面図である。

図１及び図２において、金属閉鎖形のスイッチギヤ１００は金属板１ａで仕切られた複数のコンパートメントから構成されている。

これらの各コンパートメントは、外部の変圧器又は電動機等の電機負荷とを接続を行う箇所となる主回路コンパートメント１と、主回路コンパートメント１と隣接して配置され母線によって隣に配置されたスイッチギヤと接続される母線コンパートメント２と、遮断器７が収納され下段に位置する遮断器コンパートメント３と、制御回路が収納され下段に位置する制御コンポーネント４から構成されている。

金属閉鎖形スイッチギヤ１００の筐体を区画する金属板１ａの正面側には正面扉５が金属板１ａに対して開閉可能に取り付けられており、この正面扉５には扉を手動で開閉する正面扉ハンドル６が設けられている。

主回路コンパートメント１に配設される電気の主回路は、引込口８から導体９を外部から引込み、ブッシング１０を介して隣接した遮断器コンパートメント３に配置されている遮断器７と接続されている。

遮断器コンパートメント３に配置されている遮断器７は主回路コンパートメント１に設けたブッシング１０から導体１１を介して母線コンパートメント２の母線１２に電気的に接続されており、母線１２を通じて隣接配置された金属閉鎖形スイッチギヤ１００と接続するように配置されている。

一般的に金属閉鎖形スイッチギヤ１００は三相交流で使用するため、導体９、ブッシング１０、導体１１で構成される主回路は図１の紙面に垂直な奥行方向に三相分並んで配置されることが多い。主回路には電流値を計測する計器用変流器１３等の補助的な器具が設置されている場合が多い。

遮断器７は下部に車輪２８が取り付けられており、遮断器７の運転位置３５と、運転位置３５と破線で示す断路位置３６との間の中間位置３７と、同じく破線で示す正面扉５に近接した断路位置３６とに、レール１４の上を走行することによって遮断器７が移動できるように構成されている。

金属閉鎖形スイッチギヤ１００の外観を区画する金属板１ａの正面側に設けた正面扉５には正面扉ハンドル挿入口１６が開口しており、遮断器７を移動操作する際に脱着式の遮断器出し入れハンドル１５を正面扉ハンドル挿入口１６を通じて挿入して、この遮断器出し入れハンドル１５の他端を遮断器７に取り付けた図示していないボルトナット機構に係合させる。

そして遮断器出し入れハンドル１５を回動操作することによって遮断器７を運転位置３５と、運転位置３５と断路位置３６との間の中間位置３７と、断路位置３６との任意位置に移動できるように遮断器７がレール１４の上を走行させて、遮断器コンパートメント３の内部に設置した遮断器７を出し入れ操作するよう構成している。

金属閉鎖形スイッチギヤ１００の筐体を区画する金属板１ａの正面扉５の近傍には正面扉５の開閉を検知する扉位置検出スイッチ１７が設けられており、正面扉５の開閉状態を検出してその検出信号を制御器２００に出力するように構成されている。

また、前記筐体の金属板１ａの正面扉５の近傍には、制御器２００からの指令信号に基づいて操作され、正面扉５を閉止させて金属板１ａに正面扉５を施錠する正面扉施錠用ソレノイドロック１８が設けられている。

図２は遮断器７の側面図を示している。図２に示した遮断器７には主回路との接続部２１が設けられており、この接続部２１に繋がる導体２２及び電流遮断用バルブ２３を備えて電路を形成している。

そして、金属閉鎖形スイッチギヤ１００の保守時に遮断器７を移動させることによって、主回路コンパートメント１のブッシング１０と遮断器７の接続部２１との接続が解除され、三相短絡の発生が未然に防止されるように構成されている。

遮断器７には電流遮断用バルブ２３を開閉させる操作機構部２４及び操作機構部２４の操作動力をバルブ２３に伝える伝達部２５が設けられている。

遮断器７の下部には遮断器移動用の車輪２８が設けられており、遮断器コンパートメント３内で遮断器７が移動する際に遮断器７がレール１４上を走行するようになっている。

遮断器７の側面には遮断器位置検出スイッチ２９が設けてあり、遮断器７の移動時に、この遮断器位置検出スイッチ２９が遮断器コンパートメント３を区画する金属板の側面の複数箇所に取り付けた板部材と当接することによって、遮断器７の位置が運転位置３５にあるのか、運転位置３５と断路位置３６との間の中間位置３７にあるのか、断路位置３６にあるのかを夫々検出して、その検出信号を制御器２００に出力するように構成されている。

本実施例のスイッチギヤの遮断器出し入れシステムには制御器２００が設けられており、扉位置検出スイッチ１７で検出した正面扉５の開閉信号、並びに遮断器位置検出スイッチ２９で検出した遮断器７の移動位置を示す各位置信号が夫々入力される。

図３及び図４は、図１で示した金属閉鎖形スイッチギヤ１００の正面図のうち遮断器７を収納した下段を表した図であり、図３は正面扉５を閉めた状態を、図４は正面扉５を開けた状態を夫々示している。

正面扉５に面した遮断器７には遮断器ハンドル挿入口３１が形成されており、正面扉５を閉めた状態では、正面扉５に形成した正面扉ハンドル挿入口１６と遮断器ハンドル挿入口３１の位置が重なり会うように一致させて、遮断器７を移動操作させる際に出し入れハンドル１５の先端が正面扉５の正面扉ハンドル挿入口１６を通じて遮断器７に設けた図示していないネジ機構と係合し、出し入れハンドル１５の回動操作で遮断器７を移動できるように構成されている。

正面扉５に面した遮断器７の前面にはロックピン３２を備えたハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック３０が設けられており、制御器２００からの指令信号に基づいてハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック３０を励磁してロックピン３２を突出させ、遮断器ハンドル挿入口３１を塞ぐことにより、出し入れハンドル１５の先端が遮断器ハンドル挿入口３１に挿入できないように構成している。

尚、ハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック３０を励磁する指令信号は制御器２００から二次プラグ２７を介してハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック３０に伝達される。

金属閉鎖形スイッチギヤ１００の筐体を構成する金属板１ａの内側で正面扉５の近傍には正面扉５の開閉状態を検出する扉位置検出スイッチ１７が設けてあり、この扉位置検出スイッチ１７によって正面扉５の開閉状態を検出してその検出信号を制御器２００に出力する。

制御器２００では扉位置検出スイッチ１７で検出される正面扉５の扉開と扉閉の信号に基づいて、正面扉５が扉開の信号を検知した場合に遮断器７に取り付けられたハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック３０を励磁する指令信号を二次プラグ２７を介して出力する。

二次プラグ２７は遮断器７の操作機構部２４に接続されているので、二次プラグ２７を介して制御器２００からの指令信号がハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック３０に入力されて励磁される。

この励磁によってハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック３０に備えられたロックピン３２は突出操作され、ロックピン３２が遮断器７に形成した遮断器ハンドル挿入口３１を塞ぐことになる。

この結果、出し入れハンドル１５の先端は遮断器７の遮断器ハンドル挿入口３１に挿入できず、よって遮断器７の移動操作ができないことになる。

即ち、制御器２００では、扉位置検出スイッチ１７で検知されて入力される正面扉５の開閉信号に基づいて、正面扉５が扉開の場合にハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック３０を励磁する指令信号を制御器２００から出力し、ハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック３０のロックピン３２を突出させることによって遮断器７の遮断器ハンドル挿入口３１を施錠する。

逆に、扉位置検出スイッチ１７から入力される正面扉５の開閉信号に基づいて、正面扉５が扉閉の場合にはハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック３０に対して制御器２００から励磁の指令信号を出力しないのでロックピン３２は動作せず、遮断器出し入れ用ハンドル１５の先端を遮断器７の遮断器ハンドル挿入口３１に挿入できる状態になる。

即ち、制御器２００は扉位置検出スイッチ１７による検出信号に基づいて正面扉５が扉開の場合にハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック３０を励磁するインターロックを構成して遮断器ハンドル挿入口３１を施錠するものとなっている。

この結果、出し入れハンドル１５の先端は正面扉５の正面扉ハンドル挿入口１６を通じて遮断器７の遮断器ハンドル挿入口３１に挿入されて遮断器７に設けた図示していないネジ機構と係合して、出し入れハンドル１５の回動操作により遮断器７はレール１４上を走行して移動することができる。

更に本実施例のスイッチギヤの遮断器出し入れシステムでは図３乃至図６に示すように、遮断器７の側面に取り付けられた遮断器位置検出スイッチ２９が、遮断器コンパートメント３を区画する金属板の側面に複数箇所設けた板部材２９ｂと当接することによって、遮断器７の移動位置を検出して制御装置２００に入力するように構成されている。

つまり、遮断器７が移動操作される場合は正面扉５が閉じられており、出し入れハンドル１５が正面扉５の正面扉ハンドル挿入口１６を通じて遮断器７の遮断器ハンドル挿入口３１に挿入されて、出し入れハンドル１５の回動操作によって遮断器７を移動操作することになる。

そして、遮断器７がレール１４上を走行して移動することに伴って、遮断器７に設けた遮断器位置検出スイッチ２９がフ個数箇所に設置した板部材２９ｂと夫々当接することにより遮断器７の位置の検出信号が発せられる。

この結果、遮断器位置検出スイッチ２９によって遮断器コンパートメント３内の遮断器７の位置が、運転位置３５にあるのか、運転位置３５と断路位置３６の間の中間位置３７にあるのか、断路位置３６にあるのかを夫々検出してこれらの検出信号を制御器２００に入力させる。

そして遮断器７の位置信号に基づいて制御器２００から指令信号が発せられて、遮断器７の位置が運転位置３５と断路位置３６との間の中間位置３７にある場合に、正面扉施錠用ソレノイドロック１８を励磁する指令信号が出力されて正面扉施錠用ソレノイドロック１８を励磁し、正面扉施錠用ソレノイドロック１８のロックピン３３を突出操作させて正面扉５をスイッチギヤ１００の筐体の金属板１ａに固定させて正面扉５を施錠する。

即ち、制御器２００は遮断器位置検出スイッチ２９による検出信号に基づいて遮断器７の位置が運転位置３５と断路位置１１の間の中間位置３７にある場合に正面扉施錠用ソレノイドロック１８を励磁するインターロックを構成して正面扉５を施錠するものとなっている。

尚、遮断器位置検出スイッチ２９によって検出される遮断器コンパートメント３内における遮断器７の位置が運転位置３５並びに断路位置３６にある場合は、制御器２００からは正面扉施錠用ソレノイドロック１８に対して励磁の指令信号を出力しないのでロックピン３３は動作せずに正面扉５の施錠は解除された状態となるので、正面扉５を開けて作業員が遮断器コンパートメント３内に入り運転位置３５又は断路位置３６にある遮断器７を点検することが可能となる。

図７は遮断器コンパートメント３内の遮断器７の位置と正面扉５の施錠状態、及び正面扉の開閉を検出する扉位置検出スイッチ１７の検出と遮断器ハンドル挿入口３１の施錠状態との関係を夫々示した制御器のインターロックの状況図である。

図７において、前述したように遮断器コンパートメント３内の遮断器７の位置は遮断器位置検出スイッチ２９によって、運転位置３５にあるのか、運転位置３５と断路位置３６の間の中間位置３７にあるのか、断路位置３６にあるのかが夫々検出される。

そして遮断器位置検出スイッチ２９で検出した遮断器７の位置信号に基づいて制御器２００から指令信号が発せられ、遮断器７の位置が運転位置３５と断路位置３６との間の中間位置３７にある場合に、正面扉施錠用ソレノイドロック１８を励磁する指令信号が出力されて正面扉施錠用ソレノイドロック１８を励磁してロックピン３３を突出操作させて正面扉５を施錠する。

遮断器位置検出スイッチ２９で検出した遮断器７の位置信号が運転位置３５並びに断路位置３６にある場合は、制御器２００からは正面扉施錠用ソレノイドロック１８に対して励磁の指令信号は出力されないので正面扉５の施錠は解除された状態となる。

更に、正面扉５の開閉状態は扉位置検出スイッチ１７によって検出されており、扉位置検出スイッチ１７で検知された正面扉５の開閉信号に基づいて正面扉５が扉開の場合に制御器２００からハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック３０を励磁する指令信号を出力し、ロックピン３２を突出させることによって遮断器７の遮断器ハンドル挿入口３１を施錠する。

扉位置検出スイッチ１７で検出した正面扉５の開閉信号が扉閉の場合にはハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック３０に対して制御器２００から励磁の指令信号を出力しないのでロックピン３２は動作せず、遮断器７の遮断器ハンドル挿入口３１の施錠は解除されているので遮断器出し入れ用ハンドル１５の先端を遮断器ハンドル挿入口３１に挿入できる状態になる。

図１乃至図７を用いて説明した実施例のスイッチギヤの遮断器出し入れシステムから理解できるように、金属閉鎖形スイッチギヤ１００の筐体を区画する金属板１ａの正面扉が閉じた状態でのみ遮断器の移動が可能な構成となり、また遮断器の出し入れ操作の途中では正面扉の開閉ができないことから、スイッチギヤの保守点検で遮断器の出し入れ操作を行う際に発生する危険から作業者を保護することが可能になる。

つまり、本発明の実施例によれば、スイッチギヤの筐体の扉を閉じた状態で遮断器を移動させることが可能となるため、スイッチギヤの保守点検でスイッチギヤの筐体から遮断器の出し入れ操作を行う際に、保守点検を行う作業者に危険が及ぶ可能性を排除したスイッチギヤの遮断器出し入れシステムを実現することができる。

本発明は発電所や変電所、ビル、工場等で使用される変電設備を構成するスイッチギヤの保守時に遮断器を移動し出し入れ操作するシステムに適用可能である。

本発明の一実施例である金属閉鎖形スイッチギヤを示す側面図。図１の実施例の金属閉鎖形スイッチギヤに配置された遮断器の側面図。図１の金属閉鎖形スイッチギヤの遮断器コンパートメントを示す正面扉が閉状態の正面図。図１の金属閉鎖形スイッチギヤの遮断器コンパートメントを示す正面扉が開状態の正面図。図１の金属閉鎖形スイッチギヤの遮断器コンパートメントを示す上面図。図１の金属閉鎖形スイッチギヤの遮断器コンパートメントで遮断器の移動状態を示す側面図。図１の実施例の金属閉鎖形スイッチギヤの制御器のインターロック状況を示す説明図。

符号の説明

１：主回路コンパートメント、１ａ：金属板、２：母線コンパートメント、３：遮断器コンパートメント、４：制御コンパートメント、５：正面扉、６：正面扉ハンドル、７：遮断器、８：引込口、９、１１、２２：導体、１０：ブッシング、１２：母線、１３：計器用変流器、１４：レール、１５：遮断器出し入れハンドル、１６：正面扉ハンドル挿入口、１７：扉位置検出スイッチ、１８：正面扉施錠用ソレノイドロック、２１：接続部、２３：電流遮断用バルブ、２４：操作機構部、２５：伝達部、２６：制御ケーブル、２７：遮断器用二次プラグ、２８：車輪、２９：遮断器位置検出スイッチ、２９ｂ：板部材、３０：ハンドル挿入口施錠用ソレノイドロック、３１：遮断器ハンドル挿入口、３２、３３：ロックピン、３５：遮断器の運転位置、３６：遮断器の断路位置、１００：金属閉鎖形スイッチギヤ、２００：制御器。

Claims

スイッチギヤの筐体内に備えられた主回路の遮断器と、遮断器を収容している筐体に取り付けられた扉と、スイッチギヤの筐体内での遮断器の移動位置を検出する遮断器の位置センサとを備え、扉に遮断器を出し入れ操作する操作用ハンドルを挿入する第一の挿入口を形成し、挿入された操作用ハンドルと係合して操作用ハンドルの操作で遮断器を移動させる第二の挿入口を遮断器に形成し、扉の施錠の操作を行う第一のソレノイド装置を設け、遮断器の位置センサからの検出信号に基づいて第一のソレノイド装置に指令信号を与えて扉を施錠する制御器を備えたことを特徴とするスイッチギヤの遮断器出し入れシステム。
請求項１に記載されたスイッチギヤの遮断器出し入れシステムにおいて、制御器は遮断器の位置センサで検出された遮断器が運転位置と断路位置との間の中間位置にある検出信号に基づいて第一のソレノイド装置に指令信号を与えて扉を施錠するように構成されていることを特徴とするスイッチギヤの遮断器出し入れシステム。
スイッチギヤの筐体内に備えられた主回路の遮断器と、遮断器を収容している筐体に取り付けられた扉と、扉の開閉状態を検出する扉の開閉センサと、スイッチギヤの筐体内での遮断器の移動位置を検出する遮断器の位置センサとを備え、扉に遮断器を出し入れ操作する操作用ハンドルを挿入する第一の挿入口を形成し、挿入された操作用ハンドルと係合して操作用ハンドルの操作で遮断器を移動させる第二の挿入口を遮断器に形成し、扉の施錠の操作を行う第一のソレノイド装置と、遮断器の第二の挿入口の施錠を行う第二のソレノイド装置とを設け、遮断器の位置センサからの検出信号に基づいて第一のソレノイド装置に指令信号を与えて扉を施錠し、扉の開閉センサからの検出信号に基づいて第二のソレノイド装置に指令信号を与えて遮断器の第二の挿入口を施錠する制御器を備えたことを特徴とするスイッチギヤの遮断器出し入れシステム。
請求項３に記載されたスイッチギヤの遮断器出し入れシステムにおいて、制御器は遮断器の位置センサで検出された遮断器が運転位置と断路位置との間の中間位置にある検出信号に基づいて第一のソレノイド装置に指令信号を与えて扉を施錠すると共に、扉の開閉センサで検出された扉開の検出信号に基づいて第二のソレノイド装置に指令信号を与えて遮断器の第二の挿入口を施錠するように構成されていることを特徴とするスイッチギヤの遮断器出し入れシステム。