JP4999911B2 - 中高層集合住宅向け高圧受電設備の設置構造及び設置方法 - Google Patents

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本発明は、配電線路より中高層集合住宅向けに高圧受電するに際しては、自家用電気工作物として受電設備及び変圧器を設置するに当たり、配電線路と構内とを有効に切り離すとともに、構内事故の場合当該回路を確実に遮断し、配電線路に対し事故の拡大を防止するための遮断器、保護継電器、力率改善用コンデンサ、電力ヒューズ、電圧計・電流計及び計器用変成器並びに電力計器用変成器(VCT)その他を含む受電設備の設置の構造及び方法に関する技術分野である。
従来より、50kVAを超え2000kVA以下の、中高層集合住宅や6kV級三相3線式配電地域の中規模建築物については、需要家から提供された場所に電力会社所有の変電設備を設置して電力を供給する配電方式が知られている。この変電設備としては、高圧から低圧への変圧器・電力ヒューズなどが設置される。この変電設備の設置場所としては、中高層集合住宅側である需要家から電力会社に貸し室として提供される変電設備室とするのが一般的である。
ところで、この変電設備室は、中高層集合住宅の建設コストを極力抑える目的から、床面積が最小限に設計され、加えて建物の意匠設計が優先されることから、変電設備室の間口、奥行き、天井高さなどが多様であるため、変電設備の施工においては、提供された変電設備室の間取り等に応じて、現場で金属製の丸パイプを切断し、コンクリート床面の複数箇所に支柱となる丸パイプをアンカーボルトなどにより固定して、これらの支柱に対して丸パイプを間口方向及び奥行き方向に組み付けて、全体として枠状に組立てて、変圧器、電力ヒューズ及び高圧母線などを設置している(例えば、特許文献1)。
この場合、電気事業者である電力会社から低圧供給を受けるに際して、電力会社は引き込用高圧開閉器を当該中高層集合住宅近傍の配電柱上に設け、変電設備室には前記丸パイプ枠と変圧器、電力ヒューズ及び高圧母線のみを設置している。
特開2005−39938号公報
しかしながら、低圧受電から高圧受電に切り替える場合は、限られた変電設備室の空間内に、前記変電設備に加え自家用電気工作物として遮断器、保護継電器のほか、キャビネットや電力計器用変成器(VCT)を取付ける必要がある。また、上述した特許文献1に示した方式では、丸パイプを現場で切断して枠状に組立てることから、現場での加工が多いため、コストが高くなるのに加え施工時間が長くなるという問題点がある。既築の中高層集合住宅において変電設備を設置するに際しては、居住者である需要家側に対する電力供給を停止させることから、その施工時間が限られており、現場作業の効率化、省力化を図る必要がある。
そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、配電線路より中高層集合住宅向けに高圧受電するに際して、限られた空間内に所要の設備を合理的に収納・設置するための現場作業を効率化・省力化することを目的として、受電設備の設置構造及び設置方法を提供することをその課題とする。
上記課題を解決するために、本発明は、配電線路電圧から中高層集合住宅用電圧に変圧する変圧器を含む受電設備の設置構造であって、アングル材によって構成された複数の単位フレームを、分解可能に組立てて構築されるフレーム部と、分解された状態のアングル材に、受電設備を固定する固定手段と、フレーム部が組立てられた状態において、受電設備に含まれる機器同士を接続する配線手段と、内部が複数の作業空間に仕切られ、各作業空間が開閉扉で閉止され、各作業空間内に配電系統をそれぞれ収納する責任分界点キャビネットと、該責任分界点キャビネットが載置され、該責任分界点キャビネットの下方に所定高さの配線空間を確保するキャビネット台とを有し、組立てられた状態のフレーム部内には、電力計器用変成器が設置されるVCT用設置空間が確保され、組立てられた状態のフレーム部内において、受電設備の一部又は全部が、VCT用設置空間の上方に積み上げられ、組立てられた状態のフレーム部は、キャビネット台に隣接配置され、責任分界点キャビネット内において、いずれかの作業空間内の前記配電系統が、配線空間を通じて、VCT用設置空間に引き込まれ、電力計器用変成器に接続されている。
他の発明は、配電線路電圧から中高層集合住宅用電圧に変圧する変圧器を含む受電設備の設置方法であって、アングル材を分解可能に組立てて構成されるフレーム部を、単位フレームに分解した状態において、分解された状態のアングル材に、受電設備を固定する分解状態ステップと、分解状態ステップで製作された単位フレームを、受電設備の設置場所に搬入する搬入ステップと、単位フレームを組立ててフレーム部を構築するフレーム構築ステップと、受電設備に含まれる機器同士を接続する配線ステップとを有し、フレーム構築ステップでは、組立てられた状態のフレーム部内に、電力計器用変成器が設置されるVCT用設置空間を確保するとともに、この組立てられた状態のフレーム部内において、受電設備の一部又は全部を、VCT用設置空間の上方に積み上げ、フレーム構築ステップでは、内部が複数の作業空間に仕切られ、各作業空間が開閉扉で閉止され、各作業空間内に配電系統をそれぞれ収納する責任分界点キャビネットを、キャビネット台上に載置し、該責任分界点キャビネットの下方に所定高さの配線空間を確保するとともに、組立てられた状態のフレーム部を、キャビネット台に隣接配置し、責任分界点キャビネット内において、いずれかの作業空間内の配電系統を、配線空間を通じて、VCT用設置空間に引き込み、該配電系統を電力計器用変成器に接続する。
これらの発明によれば、変電設備室における受電設備の設置工事において、予め、工場など設置現場以外の場所において単位フレームに必要な受電設備(遮断器、保護継電器、力率改善用コンデンサ、電力ヒューズ、電圧計・電流計及び計器用変成器など)を組み付けておき、その状態で設置現場に搬入し、現場にて全体として枠状に組立てた後、変電設備に含まれる機器同士を接続する。この結果、現場での組み付け作業を軽減させ、現場作業を効率化・省力化することができる。
また、上記発明において、受電設備は、配電線路と構内とを有効に切り離すとともに、構内事故の場合当該回路を確実に遮断し、配電線路に対し事故の拡大を防止するための装置機器であることが好ましく、遮断器、保護継電器、力率改善用コンデンサ、電力ヒューズ、電圧計・電流計及び計器用変成器並びに電力計器用変成器(VCT)等が含まれる。
また、上記発明において、VCT用設置空間の下方には、所定高さの配線空間を確保するVCT用配線空間が形成され、外部からの配電系統が、VCT用配線空間を通じて、VCT用設置空間に引き込まれ、電力計器用変成器に接続されていることが好ましい。
そして、上記フレーム構築ステップでは、VCT用設置空間の下方に、所定高さのVCT用配線空間を確保するとともに、外部からの配電系統を、VCT用配線空間を通じて、VCT用設置空間に引き込み、電力計器用変成器に接続することが好ましい。
この場合には、責任分界点キャビネットからの配電系統は、アングル材によって構成されたVCT用配線空間を通じて、電力計器用変成器に接続することができるので、責任分界点キャビネットからの配電系統を各方向から自由に取り回すことができ、責任分界点キャビネットと、電力計器用変成器を含む受電設備との配置を自由に設置することができる。
以上説明したように本発明の構造によれば、配電線路より中高層集合住宅向けに高圧受電するに際しては、自家用電気工作物として受電設備及び変圧器を設置する必要があるが、このうち、配電線路と構内とを有効に切り離すとともに、構内事故の場合当該回路を確実に遮断し、配電線路に対し事故の拡大を防止するための遮断器、保護継電器、力率改善用コンデンサ、電力ヒューズ、電圧計・電流計及び計器用変成器並びに電力計器用変成器(VCT)その他を含む受電設備を設置する際に、現場作業の効率化・省力化を図ることができる。
具体的には以下のような効果を期待することができる。
(1)限られた空間の中に受電設備を設置するために、電力取引用変成器又は取引用計器、力率改善設備、断路器、計器用変流器、計器用変圧器、継電器、及び遮断器等の受電設備を最小限のスペースで設置することが可能となる。
(2)従来であれば装置を多角面にて区画するのが一般的であったが、本発明によれば、一区画面しか必要としないため、設置場所の制約を低減することができる。
(3)軽量化を図るためにL型アングルにて骨組みを形成したことから、側面等のバリアについては必要な箇所に容易に取付けることができる。
(4)上記記載の装置において、何段かに分解できる構造を有し、装置のスリム化、軽量化及び分解構造化を図ったために持ち運びが人員にて容易に行うことができる。
(5)上記フレーム部はアングル構造であるため、箱体の受電装置と異なり引き込の電線と送り出しの電線の引き入れ場所を容易に設定でき、現地での改造工事が容易に行うことができる。
実施形態に係る受電設備の設置構造を示す正面図である。 実施形態に係る受電設備の設置構造を示す正面図である。 実施形態に係る収納ラックの概略構成を示す斜視図で 実施形態に係る収納ラックの構成及び組立てを示す説明図であり、(b)はその正面図であり、(a)は、その側面図である。 実施形態に係る責任分界点キャビネットの概略構成を示す斜視図で 実施形態に係る受電設備の設置方法の手順を示す説明図である。 実施形態に係る受電設備の設置方法の手順を示すローチャート図である。 実施形態に係る変電設備室と従来の変電設備室との一例を示す見取り図である。
(受電設備の収納ラックの構成)
本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1A及び図1Bは、実施形態に係る受電設備の設置構造を示す正面図であり、図2は、本実施形態に係る受電設備の収納ラックの概略構成を示す斜視図であり、図3は、その正面図及び側面図である。本実施形態において収納ラック55は、変圧器室内のコンクリート床面上に設置され、その内部に受電設備が設置される。
具体的に、収納ラック55は、アングル材によって構成された複数の単位フレーム50a〜50bを分解可能に組立てて構築されるフレームである。そして、この収納ラック55は、分解された状態のアングル材に受電設備(屋内用高圧交流負荷開閉器(LBS)20a〜c、コンデンサ用PC25a〜c、進相コンデンサ30、VCT40等)を固定する固定手段と、フレームが組立てられ収納ラック55が完成された状態において、受電設備に含まれる機器同士を接続する配電線10,12,13,14及び15とを有する。なお、上記受電設備の装置構成は一例であり、例えば上記LBSの代わりにVCB(高圧真空遮断機)等を組み入れてもよい。ここで、受電設備とは、 配電線路より中高層集合住宅向けに高圧受電するに際し、配電線路と構内とを有効に切り離すとともに、構内事故の場合当該回路を確実に遮断し、配電線路に対し事故の拡大を防止するための遮断器、保護継電器、力率改善用コンデンサ、電力ヒューズ、電圧計・電流計及び計器用変成器並びに電力計器用変成器(VCT)その他を含む自家用電気工作物である。
特に、この収納ラック55は、スリム化を図るために主遮断装置20a〜c下に電力計器用変成器(VCT)40を設置するためのVCT用設置空間40aが設けられているとともに、施工時間短縮及び装置のスリム化を図るために進相コンデンサ30を電力計器用変成器40の裏に設置するスペースが設けられている。そして、この組立てられた状態の収納ラック55内において、受電設備の一部又は全部が、VCT用設置空間40aの上方に積み上げられている。
また、VCT用設置空間40aの下方には、所定高さの配線空間を確保するVCT用配線空間41aが形成されている。そして、このVCT用配線空間41aを通じて、外部からの配電系統がVCT用設置空間40aに引き込まれ、電力計器用変成器40に接続されるようになっている。
詳述すると、収納ラック55の内部には、LBS20a〜c、コンデンサ用PC(一次側開閉器:プライマリー・カットアウト)25a〜c、進相コンデンサ30が収納され、それぞれ単位フレーム50a〜50bに固定されている。
各単位フレーム50a〜50bには、3本の一次側配電線10及び電力計器用変成器40に接続された3本の一次側配電線(高圧母線)12が架線され、コンデンサ用PC25a〜cを経て、配電線14を介し、進相コンデンサ30が取付けられている。
前記一次側配電線12は、ポリエチレン絶縁電線で構成されており、主遮断装置20a〜cに接続されている。この主遮断装置20a〜cの分岐線13は、コンデンサ用PC25a〜cに接続されており、これらコンデンサ用PC25a〜cは、配電線14を介して前記進相コンデンサ30に接続されている。LBSからの分岐線15は、各戸需要家の変圧器用電源配線として使用される。LBS20は、収納ラック55の最上部に位置しているため、このLBS20に接続された分岐線15は、収納ラック55の上方から、各方向へ自由に取り回すことができる。
また、一次側配電線10は、電力計器用変成器40と、供給用配電箱である責任分界点キャビネット100とを接続する配電線であり、VCT用配線空間41aを通じて、外部からの配電系統がVCT用設置空間40aに引き込まれ、電力計器用変成器40に接続されるようになっている。詳述すると、収納ラック55内におけるVCT用設置空間40a内の下方には、電力計器用変成器40を設置する取付け板41が設置されており、そして、この取付け板41を収納ラック55の所定高さに配置することにより、この取付け板41の下方において、所定高さのVCT用配線空間41aが確保されるようになっている。これにより、電力計器用変成器40に接続された一時側配電線10は、このアングル材によって構成されたVCT用配線空間41aを通ることで、図1A及び図1Bに示すように、各方向へ自由に取り回すことができ、責任分界点キャビネット100に接続される。
(受電設備の設置方法)
以上の構成を有する収納ラック55を用いることによって、本発明の受電設備の設置方法を実施することができる。図4は、本実施形態に係る責任分界点キャビネットの概略構成を示す正面図であり、図5は、本実施形態に係る受電設備の設置方法の手順を示す説明図であり、図6は、そのフローチャート図である。ここでは、配電線路より中高層集合住宅向けに高圧受電するに際し、集合住宅220において、需要家から電力会社に貸し室として提供される変電設備室220a(図7参照)に、電力会社所有の変電設備、及び自家用電気工作物として受電設備及び変圧器を設置して電力を供給する場合を例に説明する。
先ず、工場200など、施工現場である変電設備室220aから離れた場所において、作業員201によって、分解状態ステップ(S101)を行う。具体的には、アングル材50を組立てて単位フレーム50a〜50bをそれぞれ製作し、収納ラック55が複数の単位フレーム50a〜50bに分解された状態にする。この状態において、単位フレーム50a〜50bを構成するアングル材に受電設備(LBS20a〜c、コンデンサ用PC25a〜c、進相コンデンサ30)を固定する。
次いで、搬入ステップ(S102)を実施する。ここでは、分解状態ステップで製作された単位フレーム50a〜50bを、トラック等の車両210により運搬し、設置場所である変電設備室220aに搬入する。
この変電設備室220aには、責任分界点キャビネット100が設置され、収納ラック55は、この責任分界点キャビネット100に対して隣接配置される。責任分界点キャビネット100は、内部が複数の作業空間110a及び110bに仕切られ、各作業空間110a及び110bは、開閉扉102a及び102bでそれぞれ閉止されている。また、各作業空間110a及び110b内には、配電系統111a及び111bがそれぞれ収納される。この配電系統111a及び111bは、接続端子とケーブルとから構成され、作業空間110a及び110b内上部に設置された接続端子から下方へとケーブルが配線されている。この責任分界点キャビネット100の底面は開口されており、床板を嵌め込むことにより閉止される。この底板には、作業空間110a内に連通する連通孔101が設けられている。
また、この責任分界点キャビネット100は、キャビネット台150上に載置されており、責任分界点キャビネット100の下方に所定高さの配線空間が確保されるようになっている。このキャビネット台150は、アングル材等の鉄製の枠体であり、作業空間110a内から引き出されたケーブルが通せるようになっている。
そして、変電設備室220aにおいて、搬入された単位フレーム50a〜50bを組立てて収納ラック55を構築する(S103)。このとき、組立てられた状態の収納ラック55内に、電力計器用変成器40が設置されるVCT用設置空間40aが確保され、このVCT用設置空間40a内の下面に、取付け板41を設置し、この取付け板41の上にVCT40を設置する。この結果、この組立てられた状態の収納ラック55内において、受電設備の一部又は全部が、VCT用設置空間40aの上方に積み上げる形となる。また、電力計器用変成器40を設置する取付け板41を収納ラック55の所定高さに配置し、VCT用設置空間40aの下方に、所定高さのVCT用配線空間41aを確保する。
その後、収納ラック55のフレームを構築する際に、受電設備に含まれる機器同士を、配線手段により接続する。また、組立てられた状態の収納ラック55は、キャビネット台150に隣接配置され、責任分界点キャビネット100内において、作業空間110a内の配電系統が、配電線10として、配線空間150a及びVCT用配線空間41aを通じて、VCT用設置空間40aに引き込まれ、電力計器用変成器40に接続される。
(作用・効果)
本実施形態によれば、変電設備室における受電設備の設置工事において、予め、工場など設置現場以外の場所において単位フレーム50a〜50bに必要な受電設備(変圧器,電力ヒューズ, 一次側配電線及び一次側開閉器など)を組み付けておき、その状態で設置現場に搬入し、現場にて全体として枠状の収納ラック55を組立てた後、変電設備に含まれる機器同士を接続する。この結果、現場での組み付け作業を軽減することができる。
また、限られた空間の中に変電設備を設置するために、電力取引用変成器又は取引用計器、力率改善設備、断路器、計器用変流器、計器用変圧器、継電器及び遮断器等の受電設備を最小限のスペースで設置することが可能となる。
具体的には、受電設備の設置工事前では、図7(a)で示すように、変電設備室220a内においては、断路器DS80及び変圧器70が複数個並んだ状態にある。このため、受電設備の設置工事を行う場合、この変電設備室220a内に、さらに屋内用高圧交流負荷開閉器(LBS)20a〜c、コンデンサ用PC25a〜c、進相コンデンサ30、VCT40等を設置する必要があり、従来では、図7(b)に示すように、これらの各装置を広範囲に設置するのが一般的であった。この場合、装置を広範囲に設置しているので、責任分界点キャビネット100を変電設備室200a内に設置することができず、例えば、変電設備室220a外に設置された責任分界点キャビネット100と接続工事を行うこととなり、作業効率が低下するおそれがあった。
これに対し、本実施形態によれば、図7(c)に示すように、枠状の収納ラック55の限られた面積内において、屋内用高圧交流負荷開閉器(LBS)20a〜c、コンデンサ用PC25a〜c、進相コンデンサ30、VCT40等を設置することができ、装置設置場所を一区画しか必要としないため、設置場所の制約を低減することができる。これにより、変電設備室220a内にスペースが発生するので、変電設備室220a内に、責任分界点キャビネット100を配置することができ、接続工事が容易となるので、現場作業の効率化・省力化を図ることができる。
また、収納ラック55は、軽量化を図るためにL型アングルにて骨組みを形成したことから、側面等のバリアについては簡易的な措置にとどめることができる。
上記記載の装置において、何段かに分解できる構造を有し、装置のスリム化、軽量化、及び分解構造化を図ったために持ち運びが、少ない人員で容易に行うことができる。また、収納ラック55は、アングル構造であるため、箱体の受電装置と異なり引き込の電線と送り出しの電線の引き入れ場所を容易に設定でき、現地での改造工事が容易に行うことができる。
また、VCT用設置空間40aの下方には、所定高さの配線空間を確保するVCT用配線空間41aが形成され、責任分界点キャビネット100からの配電系統が、アングル材によって構成されたVCT用配線空間41aを通じて、VCT用設置空間40aに引き込まれ、電力計器用変成器に接続されているので、図1A及び図1Bに示すように、責任分界点キャビネットからの配電系統を各方向から自由に取り回すことができ、責任分界点キャビネットと、電力計器用変成器を含む受電設備との配置を自由に設置することができる。
なお、本実施形態に係る受電設備の設置構造及び設置方法は、既築の中高層集合住宅への適用を例としたが、これに限定するものではなく、新築の集合住宅の場合にも適用することができ、現場作業の短縮や工場製作による合理化を通じて、総コストの低減に寄与することができる。
10,12,13,14,15…高圧配線
20a〜c…主遮断装置
25a〜c…コンデンサ用PC
30…進相コンデンサ
40…電力計器用変成器
41a…配線空間
50…アングル材
50a,50b…単位フレーム
55…収納ラック
200…工場
201…作業員
210…車両
220…集合住宅
220a…変電設備室
100…責任分界点キャビネット
150…キャビネット台
40a…VCT用設置空間
101…連通孔
110a,110b…作業空間
102a,102b…開閉扉
111a,111b…配電系統
41…取付け板

Claims (4)

  1. 配電線路電圧から中高層集合住宅用電圧に変圧する変圧器を含む受電設備の設置構造であって、
    アングル材によって構成された複数の単位フレームを、分解可能に組立てて構築されるフレーム部と、
    分解された状態の単位フレームに、前記受電設備を固定する固定手段と、
    前記フレーム部が組立てられた状態において、前記受電設備に含まれる機器同士を接続する配線手段と、
    内部が複数の作業空間に仕切られ、各作業空間が開閉扉で閉止され、各作業空間内に配電系統をそれぞれ収納する責任分界点キャビネットと、
    該責任分界点キャビネットが載置され、該責任分界点キャビネットの下方に所定高さの配線空間を確保するキャビネット台とを有し、
    前記組立てられた状態のフレーム部内には、電力計器用変成器が設置されるVCT用設置空間が確保され、
    前記組立てられた状態のフレーム部内において、前記受電設備の一部又は全部が、前記VCT用設置空間の上方に積み上げられ、
    前記組立てられた状態のフレーム部は、前記キャビネット台に隣接配置され、
    責任分界点キャビネット内において、いずれかの前記作業空間内の前記配電系統が、前記配線空間を通じて、前記VCT用設置空間に引き込まれ、前記電力計器用変成器に接続されていることを特徴とする受電設備の設置構造。
  2. 前記VCT用設置空間の下方には、所定高さの配線空間を確保するVCT用配線空間が形成され、
    外部からの配電系統が、前記VCT用配線空間を通じて、前記VCT用設置空間に引き込まれ、前記電力計器用変成器に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の受電設備の設置構造。
  3. 配電線路電圧から中高層集合住宅用電圧に変圧する変圧器を含む受電設備の設置方法であって、
    アングル材を分解可能に組立てて構成されるフレーム部を、単位フレームに分解した状態において、分解された状態の単位フレームに、前記受電設備を固定する分解状態ステップと、
    前記分解状態ステップで製作された単位フレームを、前記受電設備の設置場所に搬入する搬入ステップと、
    前記単位フレームを組立てて前記フレーム部を構築するフレーム構築ステップと、
    前記受電設備に含まれる機器同士を接続する配線ステップとを有し、
    前記フレーム構築ステップでは、
    前記組立てられた状態のフレーム部内に、電力計器用変成器が設置されるVCT用設置空間を確保するとともに、この組立てられた状態のフレーム部内において、前記受電設備の一部又は全部を、前記VCT用設置空間の上方に積み上げ、
    前記フレーム構築ステップでは、
    内部が複数の作業空間に仕切られ、各作業空間が開閉扉で閉止され、各作業空間内に配電系統をそれぞれ収納する責任分界点キャビネットを、キャビネット台上に載置し、該責任分界点キャビネットの下方に所定高さの配線空間を確保するとともに、
    前記組立てられた状態のフレーム部を、前記キャビネット台に隣接配置し、
    責任分界点キャビネット内において、いずれかの前記作業空間内の前記配電系統を、前記配線空間を通じて、前記VCT用設置空間に引き込み、該配電系統を前記電力計器用変成器に接続することを特徴とする受電設備の設置方法。
  4. 前記フレーム構築ステップでは、
    前記VCT用設置空間の下方に、所定高さのVCT用配線空間を確保するとともに、
    外部からの配電系統を、前記VCT用配線空間を通じて、前記VCT用設置空間に引き込み、前記電力計器用変成器に接続することを特徴とする請求項3に記載の受電設備の設置方法。
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