JP5017015B2

JP5017015B2 - 金属閉鎖形スイッチギヤ

Info

Publication number: JP5017015B2
Application number: JP2007209840A
Authority: JP
Inventors: 健二加藤; 崇嗣中山; 和宏松尾; 三孝本間
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-08-10
Also published as: JP2009044927A

Description

本発明は、主回路開閉機器をエポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドした金属閉鎖形スイッチギヤに関する。

一般的な金属閉鎖形スイッチギヤにおいては、遮断器や断路器のような主回路開閉機器が気中絶縁で構成されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、絶縁性能が周囲環境に影響され易く、縮小化に限界があり、ガス絶縁を採用したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。ガス絶縁では、大幅な縮小化を図ることができるものの、絶縁ガスが漏洩しないように厳格な管理をしなければならい。

そこで、ガス絶縁と同程度以上の縮小化を図ることのできる固体絶縁を採用したものが知られている（例えば、特許文献３参照）。これは、主回路開閉機器をエポキシ樹脂のような絶縁材料でモールドし、電源系統を構成するものである。

この種の金属閉鎖形スイッチギヤを図３に示すが、箱体１内の中央部には、断路用の真空バルブ２を絶縁材料でモールドして第１の絶縁層３を形成した断路部４が図示上下方向の垂直方向に設けられている。また、遮断用の真空バルブ５を絶縁材料でモールドして第２の絶縁層６を形成した遮断部７も図示上下方向の垂直方向に設けられ並列配置されている。断路部４と遮断部７との可動側は、第３の絶縁層８で覆われた接続導体９で接続されている。

断路部４と遮断部７との可動側には、絶縁操作ロッド１０がそれぞれ連結され、箱体１の床側に設けられた操作機構１１で開閉操作が行われるようになっている。また、図示上下方向に移動して接続導体９に接離する接地電位の棒状の接触子１２を有する接地開閉器１３が設けられている。

箱体１の背面側には、変流器１４を貫通した電力ケーブル１５を接続するケーブルヘッド１６が設けられ、遮断部７の主回路端に接続されている。また、断路部４の主回路端には、隣接盤との接続が行われる母線１７が接続されている。なお、箱体１の正面側には、断路部４や遮断部７などの主回路開閉機器を制御する制御室１８が設けられている。また、第１の絶縁層３、第２の絶縁層６、第３の絶縁層８、絶縁材料でモールドされたケーブルヘッド１６や母線１７の絶縁層などの外周表面には、接地層が設けられている。

このような金属閉鎖形スイッチギヤにより、図４の一点鎖線内に示すような、母線（ＢＵＳ）から分岐された断路部（ＤＳ）、遮断部（ＣＢ）、接地開閉器（ＥＳ）、ケーブルヘッド（ＣＨ）、変流器（ＣＴ）などを備えた一回路の電源系統が構成される。そして、二回路の電源系統を構成する場合、同様な回路構成のものを母線（ＢＵＳ）に並列接続する。図３に示す金属閉鎖形スイッチギヤにおいては、箱体１を二つ列盤することにより、二回路の電源系統を構成することができる。
特開平１１−２０５９２１号公報（第４〜５ページ、図６）特開平９−１１７０２４号公報（第３ページ、図１）特開２００３−３３３７１５号公報（第５ページ、図１）

上記の従来の金属閉鎖形スイッチギヤにおいては、次のような問題がある。ガス絶縁と同程度以上に縮小化が図れる固体絶縁を用いた金属閉鎖形スイッチギヤでは、一回路の電源系統において縮小化の効果が大きく出るものの、二回路以上を構成する場合、箱体１を列盤しなければならず、列盤する幅方向が大きくなっていた。この種の金属閉鎖形スイッチギヤは、二回路以上の多回路を構成することが多く、固体絶縁を用いたのにも係らず、結果的に設置面積が大きくなっていた。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、多回路の電源系統の構成においても、設置面積の縮小化を図ることのできる固体絶縁を用いた金属閉鎖形スイッチギヤを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の金属閉鎖形スイッチギヤは、箱体と、前記箱体内に軸方向が水平配置されて収納されるとともに、絶縁材料でモールドされ、且つ多段積みされた主回路開閉機器および主回路機器と、前記主回路開閉機器の主回路端を接続する母線と、前記主回路開閉機器の軸方向に連結された操作機構とを備え、前記主回路開閉機器は、真空バルブの外周に絶縁材料をモールドした断路部、遮断部からなり、前記主回路機器は、変成器、避雷器、短絡導体からなり、前記主回路開閉機器と前記主回路機器との外形が同一形状であることを特徴とする。

本発明によれば、絶縁材料でモールドされた主回路開閉機器を水平配置し多段積みとしているので、多回路の電源系統を列盤して構成するときの設置面積を縮小化することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例１に係る金属閉鎖形スイッチギヤを図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る金属閉鎖形スイッチギヤの構成を示す断面図である。なお、図１において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。また、遮断器、断路器などの主回路開閉機器の電源系統の構成は、図４と同様であるので、その説明を省略する。

図１に示すように、箱体１内は、図示上段の第１のユニット１ａと、図示下段の第２のユニット１ｂとに分かれて構成されている。

第１のユニット１ａには、断路用の真空バルブ２ａの外周を絶縁材料でモールドして第１の絶縁層３ａを形成した断路部４ａの軸方向が図示左右方向の水平方向に設けられている。また、遮断用の真空バルブ５ａの外周を絶縁材料でモールドして第２の絶縁層６ａを形成した遮断部７ａも軸方向が図示左右方向の水平方向に設けられ並列配置されている。断路部４ａと遮断部７ａとの可動側は、第３の絶縁層８ａで覆われた接続導体９ａで接続されている。

断路部４ａと遮断部７ａとの可動側には、絶縁操作ロッド１０ａがそれぞれ連結され、箱体１の正面側に設けられた操作機構１１ａで開閉操作が行われるようになっている。また、軸方向が水平方向に移動して接続導体９ａに接離する接地電位の棒状の接触子１２ａを有する接地開閉器１３ａが設けられている。

箱体１の背面側には、変流器１４ａを貫通した電力ケーブル１５ａを接続するケーブルヘッド１６ａが設けられ、遮断部７ａの主回路端に接続されている。また、天井側には、隣接盤との接続が行われる母線１７が設けられ、この母線１７から分岐した第１の分岐導体１７ａが断路部４ａの主回路端に接続されている。ケーブルヘッド１６ａ、母線１７、第１の分岐導体１７ａは絶縁材料でモールドされている。

なお、第１の絶縁層３ａ、第２の絶縁層６ａ、第３の絶縁層８ａ、母線１７や第１の分岐導体１７ａの絶縁層などの外周表面には、例えばカーボン塗料を塗布した接地層が設けられている。

第２のユニット１ｂには、第１のユニット１ａと同様の主回路開閉機器が設けられている。即ち、真空バルブ２ｂを第１の絶縁層３ｂで覆った断路部４ｂと、真空バルブ５ｂを第２の絶縁層６ｂで覆った遮断部７ａが水平方向に設けられ並列配置されている。断路部４ｂと遮断部７ｂとの可動側は、第３の絶縁層８ｂで覆われた接続導体９ｂで接続され、絶縁操作ロッド１０ｂに連結された操作機構１１ｂで開閉操作が行われるようになっている。また、接触子１２ｂを有する接地開閉器１３ｂが設けられている。

箱体１の背面側には、変流器１４ｂを貫通した電力ケーブル１５ｂを接続するケーブルヘッド１６ｂが設けられ、遮断部７ｂの主回路端に接続されている。天井側には、隣接盤との接続が行われる母線１７から分岐した第２の分岐導体１７ｂが接続されている。なお、箱体１の正面側には、断路部４ａ、４ｂや遮断部７ａ、７ｂなどの主回路開閉機器を制御する制御室１８が設けられている。

これにより、第１のユニット１ａ内の主回路開閉機器と、第２のユニット１ｂ内の主回路開閉機器とがそれぞれ母線１７に接続され、二回路の電源系統を構成することができる。即ち、箱体１内には、電源系統を構成する固体絶縁の主回路開閉機器が水平配置で二段積みされ、水平方向で開閉操作が行われる。このため、一回路を構成する箱体１の設置面積で二回路を構成することができ、二回路以上の多回路を構成する場合において列盤させたときの設置面積を縮小化することができる。なお、三回路以上の多段積みにすれば、更に設置面積を縮小化することができる。

また、ユニット１ａ（１ｂ）内の断路部４ａ（４ｂ）、遮断部７ａ（７ｂ）、これらを開閉操作する操作機構１１ａ（１１ｂ）、および接地開閉器１３ａ（１３ｂ）を一体で構成して一回路分をユニット化し、箱体１内に多段積みして母線１７に接続するようにすれば、組立てが容易となる。この場合、ユニット化されるものは、箱体１外で予め組立てられ、開閉操作の調整が行われる。

なお、第３の絶縁層８ａ、８ｂ内に、例えば電圧検出素子のセラミックコンデンサを埋め込み、一方の端子を接続導体９ａ、９ｂに接続し、他方の端子に電圧検出装置を接続すれば、主回路の電圧を検出することができる。

また、断路部４ａ、４ｂや遮断部７ａ、７ｂを、絶縁材料でモールドした固体絶縁の変成器、避雷器などと置き換えてもよい。更には、例えば断路部４ａ、４ｂを固体絶縁の短絡導体に置き換えて、遮断部７ａ、７ｂのみの回路にしてもよい。変成器、避雷器、短絡導体などは、断路部４ａ、４ｂなどと同一の外形形状とする。これにより、種々の回路構成に対応した電源系統を構成することができる。

上記実施例１の金属閉鎖形スイッチギヤによれば、断路部４ａ、４ｂ、遮断部７ａ、７ｂなどの主回路開閉機器を絶縁材料でモールドして固体絶縁からなる一回路の電源系統を構成し、これらを水平配置の多段積みとしているので、多回路を構成する電源系統において列盤時の箱体１の設置面積を縮小化することができる。

次に、本発明の実施例２に係る金属閉鎖形スイッチギヤを図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係る金属閉鎖形スイッチギヤの構成を示す断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、母線の位置である。図２において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図２に示すように、デッドスペースとなる箱体１の床側に母線１７を配置し、分岐導体１７ａ、１７ｂでそれぞれの断路部４ａ、４ｂと接続している。なお、母線１７は、ケーブルヘッド１６ａ、１６ｂ側の背面側に配置してもよい。

上記実施例２の金属閉鎖形スイッチギヤによれば、実施例１による効果のほかに、箱体１の高さを低減することができる。

本発明の実施例１に係る金属閉鎖形スイッチギヤの構成を示す断面図。本発明の実施例２に係る金属閉鎖形スイッチギヤの構成を示す断面図。従来の固体絶縁を用いた金属閉鎖形スイッチギヤの構成を示す断面図。金属閉鎖形スイッチギヤで構成される電源系統図。

符号の説明

１箱体
１ａ第１のユニット
１ｂ第２のユニット
２、２ａ、２ｂ、５、５ａ、５ｂ真空バルブ
３、３ａ、３ｂ第１の絶縁層
４、４ａ、４ｂ断路部
６、６ａ、６ｂ第２の絶縁層
７、７ａ、７ｂ遮断部
８、８ａ、８ｂ第３の絶縁層
９、９ａ、９ｂ接続導体
１０、１０ａ、１０ｂ絶縁操作ロッド
１１、１１ａ、１１ｂ操作機構
１２、１２ａ、１２ｂ接触子
１３、１３ａ、１３ｂ接地開閉器
１４、１４ａ、１４ｂ変流器
１５、１５ａ、１５ｂ電力ケーブル
１６、１６ａ、１６ｂケーブルヘッド
１７母線
１７ａ第１の分岐導体
１７ｂ第２の分岐導体
１８制御室

Claims

箱体と、
前記箱体内に軸方向が水平配置されて収納されるとともに、絶縁材料でモールドされ、且つ多段積みされた主回路開閉機器および主回路機器と、
前記主回路開閉機器の主回路端を接続する母線と、
前記主回路開閉機器の軸方向に連結された操作機構とを備え、
前記主回路開閉機器は、真空バルブの外周に絶縁材料をモールドした断路部、遮断部からなり、
前記主回路機器は、変成器、避雷器、短絡導体からなり、
前記主回路開閉機器と前記主回路機器との外形が同一形状であることを特徴とする金属閉鎖形スイッチギヤ。
前記主回路開閉機器と前記操作機構とを一体で構成してユニット化し、前記箱体内に多段積みしたことを特徴とする請求項１に記載の金属閉鎖形スイッチギヤ。