JP4703426B2 - スイッチギヤ - Google Patents

Description

この発明は、金属閉鎖形のスイッチギヤに関し、特にその放圧部の構造に関するものである。

放圧板を有するスイッチギヤとしては、例えば、箱体の内部が、複数の遮断器室、制御機器室、共通放圧室、変流器室、母線室、縦母線室及びケーブル室等に区画され、この内の共通放圧室とケーブル室及び上部遮断器室の天井部に放圧板が設けられたスイッチギヤが開示されている。ケーブル室や上部遮断器室内で事故が発生したときは、それらの室の天井部の放圧板が開放し、直接放圧板を持たない下部遮断器室や縦母線室で発生したアークによる圧力は、共通放圧室を介して箱体の上部に放出するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−３２２８１１号公報（第４頁、図１）

特許文献１に示すような従来のスイッチギヤは、内部の短絡事故等によりアークが発生すると、事故発生室の内部圧力が上昇し、箱体天上部の放圧板が開放されて内部の高温ガスが外部に放出されるようになっている。通常、スイッチギヤが据え付けられている電気室は天井の高さが限られおり、また、スイッチギヤの高さも所定の寸法が必要なため、電気室の天井が低い場合は、上記の高温ガスが天井ではね返り、スイッチギヤの周囲のメンテナンス・スペースへ回り込むことになる。このとき、スイッチギヤ近傍に操作員がいれば、高温の放出ガスを浴びる可能性があるという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、事故時に放出される高温ガスがスイッチギヤの周囲のメンテナンス・スペースへ回り込むことを防止するスイッチギヤを得ることを目的とする。

この発明に係わるスイッチギヤは、筐体内が複数のコンパートメントに区画され、主回路部品が収納されたコンパートメントに連通する筐体の天井部に当該コンパートメント内の異常圧力によって開放する放圧板が、各コンパートメントに対応して設けられたスイッチギヤにおいて、放圧板を一括して囲うための衝立が天井部の外周端部の全周に延在させて垂直に立設され、衝立の高さは、全周に亘り同じ高さであり、且つ、最前部の放圧板が開放動作したときの開放端の高さよりも高く形成されているものである。

また、放圧板を有する配電盤が複数個列盤配置されたスイッチギヤにおいて、複数の配電盤の放圧板全体を一括して囲うための衝立が、複数の配電盤の天井部全体の外周端部の全周に延在させて垂直に立設され、衝立の高さは、全周に亘り同じ高さであり、且つ、最前部の放圧板が開放動作したときの開放端の高さよりも高く形成されているものである。

この発明のスイッチギヤによれば、スイッチギヤの天井部に各コンパートメントに対応して放圧板を有し、放圧板を一括して囲うための衝立が天井部の外周端部の全周に延在させて垂直に立設され、衝立の高さは、全周に亘り同じ高さであり、且つ、最前部の放圧板が開放動作したときの開放端の高さよりも高く形成されているので、主回路部品の事故等で発生した高温ガスが放圧板を押し開けて噴出したときに、衝立によって高温ガスが周囲に広がるのを阻止でき、スイッチギヤの周囲のメンテナンス・スペースに回り込むのを防止することができる。

また、放圧板を有する配電盤が複数個列盤配置されたスイッチギヤにおいて、複数の配電盤の放圧板全体を一括して囲うための衝立が、複数の配電盤の天井部全体の外周端部の全周に延在させて垂直に立設され、衝立の高さは、全周に亘り同じ高さであり、且つ、最前部の放圧板が開放動作したときの開放端の高さよりも高く形成されているので、上記と同様に、事故時に発生する高温ガスが、列盤されたスイッチギヤの周囲のメンテナンス・スペースに回り込むのを防止することができる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるスイッチギヤの側面断面図、図２は図１の斜視図、図３は図１において事故時に噴出するガスの流れを示す図である。
まず図１によりスイッチギヤの内部の構成について説明する。接地金属製の筐体１の内部は複数のコンパートメントに区画されている。図の左方（正面側）には、台車２に搭載された引出形の遮断器３が収納される遮断器コンパートメント４が配置されており、この遮断器３は正面側から引き出し可能となっている。遮断器コンパートメント４の後壁には、上下に所定の間隔を隔てて主回路の断路部５ａ，５ｂが固設してあり、遮断器３の後面に突設した接続端子と着脱できるようになっている。そして、断路部５ａ，５ｂには主回路端子６ａ，６ｂが設けられている。
遮断器コンパートメント４の上方は、制御機器（図示せず）が収納される制御器コンパートメント７となっている。

遮断器コンパートメント４の背面側の上方は、３相の母線８が支持碍子９に支持されて配設された母線コンパートメント１０となっており、遮断器３の一端側に接続された断路部５ａの主回路端子６ａと母線８とが分岐母線１１によって接続されて収納されている。母線コンパートメント１０の後方及び下方は、負荷側のケーブル１２が収納されるケーブルコンパートメント１３である。遮断器３の他端側に接続された断路部５ｂの主回路端子６ｂとケーブル１２とは負荷側導体１４によって接続され、途中には変流器１５が貫通して設けられている。また、主回路端子６ｂには接地開閉器１６が接続されている。

筐体１の正面側にはヒンジにより開閉する扉１７が設けられており、各コンパートメントは、独立した室を構成している。主回路部品が収納されるコンパートメント、すなわち、遮断器コンパートメント４，母線コンパートメント１０及びケーブルコンパートメント１３は、筐体１の天井部１ａの天板に連通しており、各コンパートメントの天板には放圧板１８ａ，１８ｂ，１８ｃが設けられている。これらの放圧板は、一端をヒンジにより開閉可能に取付けて構成しても良く、また、例えば、天板そのものを利用し、放圧板の外形となる部分の天板の強度を弱くしておき、内部圧力上昇時には塑性変形させ、その部分を破壊させて開放するように構成しても良い。

なお、図１に示す筐体１の内部構成は、一例を示すものであり、図の配置構成に限定するものではない。通常は、引き出し機器を収納するコンパートメント，母線コンパートメント，ケーブルコンパートメント及び制御器コンパートメントで構成されるが、ケーブルコンパートメントがない場合もあり、またこれら以外の構成でもよい。いずれの場合も、事故時に高温ガスが発生する虞のある主回路部品が収納されたコンパートメントに放圧板を設けるものである。

更に本発明の特徴として、天井部１ａの外周には、放圧板１８ａ〜１８ｃを囲うための衝立１９が、垂直方向に立設されており、図２の斜視図に示すように、衝立１９で囲った上方の空間は開放されている。衝立１９は、例えば、天井部１ａの外周のフレームにボルト締め等によって固定されている。
なお、図２では放圧板１８ａ〜１８ｃが開放した状態を図示しているが、正常な状態では放圧板１８ａ〜１８ｃは閉じられており、以下に説明する事故時に図のような状態となる。

次に、事故時の放圧と衝立１９の作用について説明する。図３は放圧構造を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。例えば、遮断器３で予期しない短絡事故によってアークが発生した場合、遮断器コンパートメント４内の圧力が上昇し、高温になった内部のガスは図の矢印のように流れ、その上部の天井部１ａに設けた放圧板１８ａが上方に開いて内部の圧力を開放する。同様に、母線コンパートメント１０内の圧力上昇はその天井部の放圧板１８ｂによって、またケーブルコンパートメント１３内の圧力上昇はその天井部に設けた放圧板１８ｃによって外部に開放される。コンパートメント毎に放圧板を設けているので、それぞれのコンパートメントの事故が隣室へ波及するのを防ぐことができる。

筐体１の天井部１ａの周囲には、放圧板１８ａ〜１８ｃを囲うように衝立１９が設けられているために、放圧板１８ａ〜１８ｃから外部に噴出した高温のガスは上方に排出され、その過程で大気中に分散されて圧力が弱められ、温度が低下する。スイッチギヤは通常屋内の電気室に設置されているので、筐体１の天井部の上方には、あまり間隔を空けずに電気室の天井が存在する（例えば、スイッチギヤの高さ２．３ｍ、天井高さ２．９ｍ）。もし、衝立１９が無い場合は、上方に噴出した高温ガスが電気室天井ではね返り、スイッチギヤの周囲のメンテナンス・スペースへ回り込むことになる。このとき、メンテナンス・スペースに操作員がいれば、操作員が高温ガスを浴びる可能性があるが、衝立１９によって周囲への回り込みが阻止されるので、事故時でも操作員が高温の放出ガスを浴びることはない。

図４は、図１，図２で説明したものと同等のスイッチギヤが複数個、列盤配置されて構成された場合の一例を示す図である。スイッチギヤ個々に衝立を設けたものを列盤したものであり、列盤される他のスイッチギヤと関係なく、個別に衝立１９を組み立てておくことができる。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、筐体内が複数のコンパートメントに区画され、主回路部品が収納されたコンパートメントに連通する筐体の天井部に当該コンパートメント内の異常圧力によって開放する放圧板が設けられたスイッチギヤにおいて、天井部の外周に放圧板を囲うための衝立を設けたので、主回路部品の事故等で発生したアークによってコンパートメント内の圧力が上昇し、高温ガスが放圧板を押し開けて噴出したときに、衝立により高温ガス周囲に広がるのを阻止して、スイッチギヤの周囲のメンテナンス・スペースに回り込むのを阻止することができるため、操作員が高温の放出ガスを浴びることはない。

実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるスイッチギヤの斜視図である。スイッチギヤの内部構成は、実施の形態１の図１と同等なので説明は省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
本実施の形態のスイッチギヤは、複数の配電盤が列盤配置される場合である。図のように、列盤配置された複数の配電盤２１ａ，２１ｂ，２１ｃの各放圧板２２ａ，２２ｂ，２２ｃ全体を囲うための衝立２３が、配電盤２１ａ〜２１ｃの天井部全体の外周に立設されている。先に説明した実施の形態１の図４も列盤配置されたものであるが、図４の場合は、配電盤単独の天井部の周囲に衝立を設けたものを複数個合わせたものであり、図５の場合は、複数の配電盤の天井部全体の周囲に衝立を設けたものである。

衝立２３は、例えば、図のように配電盤が３列の場合、左端の配電盤２１ａには前面，背面と左側面に設け、右端の配電盤２１ｃには前面，背面と右側面に設け、中央の配電盤２１ｂには前面と背面に設けて、それぞれを例えばボルト締めによって接続して構成した場合を示している。接続方法は、ボルト締め以外に、溶接や接着でも良い。また、図示以外に、例えば、前面，背面をそれぞれ１枚の板で構成しても良い。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、複数個列盤配置された配電盤の天井部に設けた放圧板全体を囲うための衝立を、複数の配電盤の天井部全体の外周に立設したので、列盤配置されたスイッチギヤにおいて、内部事故等で発生した高温ガスが放圧板を押し開けて噴出したときに、衝立により高温ガスが周囲に広がるのを阻止し、スイッチギヤの周囲のメンテナンス・スペースに回り込むのを防止することができるため、スイッチギヤの周囲の操作員の安全が確保できる。
また、個々の配電盤にそれぞれ単独の衝立を設ける場合に比べ、部品点数が削減でき材料費が低減できる。

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３によるスイッチギヤの外観図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す。スイッチギヤの内部構成は実施の形態１の図１と同等なので説明は省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
本実施の形態のスイッチギヤは、筐体１の天井部に設けた衝立２４の上部側の全周に、上部側の開放空間を狭めるように、内側に向けて傾斜させた傾斜部２４ａを形成したものである。傾斜部２４ａは図では直線の場合を示しているが円弧状に曲げても良い。
図６（ｂ）に示すように、筐体１内部のコンパートメントで事故が発生すると、アークによりコンパートメント内の圧力が上昇し、当該コンパートメントの天井部１ａに設けた放圧板が上方に開いて、矢印に示すように内部の圧力を開放する。このとき、衝立２４の上部側に内側に向けた傾斜部２４ａを設けているので、噴射した高温ガスは中央部側に集められて、スイッチギヤの周辺への回り込みを効果的に抑制する。

図は、単体の制御盤で構成するスイッチギヤの場合を示したが、実施の形態２で説明した図５のように、列盤された複数の配電盤の放圧板全体を囲う衝立が、複数の配電盤の天井部全体の外周に立設されている場合も、その衝立の上部側に内側に向けた傾斜部を形成して、同様の効果を得ることができる。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、衝立の上部側の全周に、内側に向けて傾斜させた傾斜部を形成したので、事故時に放圧板が開放されて高温ガスが噴出した場合、衝立の中央部側に高温ガスを寄せ集めることができるので、衝立を越えてスイッチギヤの周辺へ回り込むのを効果的に抑制することができ、スイッチギヤの周囲にいる操作員の安全性をより向上させることができる。

実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４によるスイッチギヤの外観図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部の正面図を示す。スイッチギヤを構成する各配電盤の内部構成は実施の形態１の図１と同等であり、また、列盤配置に関しては実施の形態２と同等なのでそれらの説明は省略し、相違点を中心に説明する。

列盤されたスイッチギヤの天井部の外周全体に衝立を設けるのは実施の形態２と同様であるが、本実施の形態のスイッチギヤは、衝立２５の開放された上部をカバー２６で覆って塞ぎ、且つ、衝立２５の列盤方向（配電盤の配列方向）の両側の壁面に開口部２７を形成したものである。図では、この開口部２７に更にダクト２８を設けた場合を示している。

筐体のコンパートメント内部で大きな事故が発生し、多量の高温ガスが噴射された場合、放圧板の周囲の衝立だけでは周囲への回り込みを阻止しきれない場合がある。このような場合でも、図のように、衝立２５の上部をカバー２６で覆っているので、衝立２５とカバー２６とで囲まれた空間部において圧力と温度が下げられたガスが、側方の開口部２７からダクト２８に導かれて外部に放出される。ダクト２８を設ける場合は、下方に操作員がいる場合を考慮して、長さを８５０ｍｍ以上にするのが望ましい。

なお、事故時のガス圧は瞬間的に相当高くなる。安全性の面から、カバー２６を衝立２５の上部にボルト締め等で締結する場合、ボルト本数を増すなどして強固に締結する必要がある。
そこで、カバーを簡単で確実に固定する方法として、例えば、図８に示すように、内蓋のカバー２９とし、内側に入れ込んで衝立２５の上部外側からボルト締めするようにすれば、内圧が加わってもカバー２９が衝立２５から外れることが無く安全である。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、列盤配置したスイッチギヤの天井部の放圧板を囲む衝立の上部をカバーによって塞ぐと共に、列盤方向の衝立の両壁面に開口部を形成したので、内部事故により発生した高温ガスが放圧板を押し開けて噴出した場合に、衝立の上部から外部に漏れるのを完全に阻止してガスを側方の開口部から放出できるため、高温ガスがスイッチギヤの周囲のメンテナンス・スペースに回り込むのを防止して、操作員へ影響を及ぼすことのないスイッチギヤを提供できる。

この発明の実施の形態１によるスイッチギヤの側面断面図である。 この発明の実施の形態１によるスイッチギヤの斜視図である。 図１において事故時に噴出するガスの流れを示す図である。 図１のスイッチギヤを列盤配置した斜視図である。 この発明の実施の形態２によるスイッチギヤの斜視図である。 この発明の実施の形態３によるスイッチギヤの平面図及び側面図である。 この発明の実施の形態４によるスイッチギヤの斜視図及び要部正面図である。 図７の要部断面図である。

符号の説明

１ 筐体 １ａ 天井部
２ 台車 ３ 遮断器
４ 遮断器コンパートメント ５ａ，５ｂ 断路部
６ａ，６ｂ 主回路端子 ７ 制御器コンパートメント
８ 母線 ９ 支持碍子
１０ 母線コンパートメント １１ 分岐母線
１２ケーブル １３ ケーブルコンパートメント
１４ 負荷側導体 １５ 変流器
１６ 接地開閉器 １７ 扉
１８ａ〜１８ｃ 放圧板 １９ 衝立
２１ａ〜２１ｃ 配電盤 ２２ａ〜２２ｃ 放圧板
２３，２４，２５ 衝立 ２４ａ 傾斜部
２６，２９ カバー ２７ 開口部
２８ ダクト。

Claims (3)

1. 筐体内が複数のコンパートメントに区画され、主回路部品が収納された上記コンパートメントに連通する上記筐体の天井部に、当該コンパートメント内の異常圧力によって開放する放圧板が、上記各コンパートメントに対応して設けられたスイッチギヤにおいて、
   上記放圧板を一括して囲うための衝立が、上記天井部の外周端部の全周に延在させて垂直に立設され、上記衝立の高さは、上記全周に亘り同じ高さであり、且つ、最前部の上記放圧板が開放動作したときの開放端の高さよりも高く形成されていることを特徴とするスイッチギヤ。
2. 筐体内が複数のコンパートメントに区画され、主回路部品が収納された上記コンパートメントに連通する上記筐体の天井部に当該コンパートメント内の異常圧力によって開放する放圧板が上記各コンパートメントに対応して設けられた配電盤が、複数個列盤配置されたスイッチギヤにおいて、
   上記複数の配電盤の上記放圧板全体を一括して囲うための衝立が、上記複数の配電盤の上記天井部全体の外周端部の全周に延在させて垂直に立設され、上記衝立の高さは、上記全周に亘り同じ高さであり、且つ、最前部の上記放圧板が開放動作したときの開放端の高さよりも高く形成されていることを特徴とするスイッチギヤ。
3. 請求項１又は請求項２記載のスイッチギヤにおいて、上記衝立の上部側の全周に、内側に向けて傾斜させた傾斜部が形成されていることを特徴とするスイッチギヤ。

Images