JP5167672B2 - 開閉装置 - Google Patents

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この発明は、電力用開閉装置に係るもので、特に絶縁媒体として絶縁ガスを使用した開閉装置に関するものである。
従来の開閉装置においては、遮断器は絶縁ガスを封入した密閉タンク内に固定した構成にしている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−153953号公報(第4−5頁、図1)
従来の開閉装置は、絶縁ガスを封入した密閉タンク内に可動部を有する遮断器・断路器及び接地開閉器などの収納主回路機器を設置していた。この場合、密閉タンク内に設置された機器が故障した場合には、密閉タンク内の絶縁ガスを回収した後に密閉タンクを開放して内部の機器を修理し、その後、密閉タンク内に再び絶縁ガスを封入して運転を再開するというように、一度収納機器が故障した場合は絶縁ガスの回収・再充填に多くの工数を要するという問題があった。
また、修理に要する工数を削減するには収納主回路機器の故障頻度を下げる方法もあるが、収納主回路機器の故障頻度を下げるには、部品の材料品質・加工精度の向上が必要であるため、製造コストが増加するという問題があった。
さらに、密閉タンク内に主回路機器一式を内蔵するため密閉タンクの大きさが大きくなり、装置が大型化するという問題があった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第1の目的は、開閉装置の構成を簡単化して、故障が生じにくく故障が生じても容易に修理することができる開閉装置を得るものである。
また、第2の発明の目的は、安全性を向上させた開閉装置を得るものである。
この発明に係る開閉装置においては、絶縁ガスを封入した密閉タンクの各壁面に、母線・ケーブル及び開閉器にそれぞれ接続するブッシングを貫通して装着し、前記母線・ケーブル及び開閉器にそれぞれ接続するブッシングの間を電気的に接続するとともに、開閉器を前記ブッシングに対して接離できるように移動可能に配置して、解離時に主回路を断路するようにしたものである。
この発明は、開閉器を密閉タンク外において移動可能に、かつ密閉タンク内の主回路と接離可能に配置することで、断路機能を持たせたので断路器を省略することができる。
また、開閉器を密閉タンクの外に移動可能に配置することで、可動部の多い開閉器に故障が生じた場合でも、密閉タンク内の絶縁ガスの回収・再充填の作業が不要となり、また開閉器を開閉装置外に引き出して修理をすることができるため、修理の容易な開閉装置を得ることができる。
実施の形態1.
図1及び図2は、この発明を実施するための実施の形態1における開閉装置を示すものであり、図1は分岐用主回路の断路状態、図2は分岐用主回路の接続状態を示すものである。なお、図1の開閉装置は1分岐回路の側断面図を示し、この開閉装置が図1の紙面方向に複数個並置されて一組の開閉装置を構成している。
図1において、絶縁ガスを封入した密閉タンク1の上部壁1a(第1壁面)を気密に貫通して母線接続用ブッシング2を装着している。水平母線3は、水平方向(紙面に対して垂直方向)に延在する絶縁母線3a(母線導体の外周を絶縁物で覆った母線)と分岐回路毎の分岐箇所に設けられたコネクタ部3bとからなり、コネクタ部3bを水平母線接続用ブッシング2に接続して、各分岐用主回路を電気的に接続する。
密閉タンク1の後部壁1b(第2壁面)を気密に貫通してケーブル接続用ブッシング4を装着し、ケーブル(図示せず)の端部に装着されたケーブルヘッド5を接続している。また、ケーブルヘッド5と後部壁1bの間において、ケーブル接続用ブッシング4の外周に環状の変流器6を装着している。
密閉タンク1の前部壁1c(第3壁面)を気密に貫通して開閉器接続用ブッシング4を装着し、開閉器接続用ブッシング7の先端部には接続部8を設けている。
図1において上下各一組の開閉器接続用ブッシング7は、説明の都合上、上側を第1の開閉器接続用ブッシング7a、下側を第2の開閉器接続用ブッシング7bとする。
なお、上記ブッシング2、4、7は、貫通導体の周囲をエポキシなどの絶縁物でモールドし、壁1a、1b、1cの貫通部に装着可能なフランジ部(図示せず)を備えている。
密閉タンク1内において、母線接続用ブッシング2端部と上側の開閉器接続用ブッシング4の端部間を第1の接続導体9で電気的に接続し、またケーブル接続用ブッシング4の端部と下側の開閉器接続用ブッシング4の端部間を第2の接続導体10で電気的に接続している。なお、図1において、上下2段に装着された開閉器接続用ブッシング4は、分岐用主回路全体からみれば第1の接続導体9と第2の接続導体10からなる接続導体を2分割の状態にしている。
なお、密閉タンク1および密閉タンク1内において分岐用主回路を構成する、母線接続用ブッシング2・ケーブル接続用ブッシング4・開閉器接続用ブッシング7・第1の接続導体9・第2の接続導体10からなるユニットを分岐ユニット14と称する。分岐ユニット14は、母線に対して枝状に接続されるためそのように称するが、機能的には外部の電源(図示せず)に接続されて母線3に給電を行なうものと、負荷(図示せず)に接続されて母線3からの電力を負荷に給電するものとがある。
図1において接続部8の右方には、開閉装置の前後方向(図1において左右方向)に移動可能となるように車輪11aを有する開閉器11を配置している。なお、図1においては開閉器11は右方向に移動した状態であるため、開閉器11の接触子11bは接続部8から解離した状態にあり、その結果、母線接続用ブッシング2〜ケーブル接続用ブッシング4間の分岐用主回路は断路状態となっている。
また、開閉器11は開閉器収納箱12にて囲っており、開閉器11周辺の主回路が汚損されるのを防止し、また、保守員が主回路に触れることを防止し保守員の安全を確保している。また、開閉器11の点検時あるいは開閉器11が故障した場合には、開閉器収納箱12の前面に設けた扉13を開放して、開閉器11を点検し、あるいは開閉装置外へ開閉器11取り出し修理する。
図1に示す開閉器11を左方向に移動させて、接続部と接触子11bとを接続した状態を図2に示す。図2では、母線接続用ブッシング2〜ケーブル接続用ブッシング4間の分岐用主回路は接続状態となっている。
なお、上記実施の形態1では、母線を密閉タンク1の外に配置し母線接続用ブッシング2を介して密閉タンク1内の主回路と接続したものについて説明したが、分岐ユニット14の第2壁面1bにケーブル接続用ブッシング4を、第3壁面1cに第1の開閉器接続用ブッシング7aおよび第2の開閉器接続用ブッシング7bを装着するとともに、横方向に並置した複数の分岐ユニット14を連通する母線11を分岐ユニット14の内部に配置し、前記母線11を前記第1の開閉器接続ブッシング7aに接続し、また前記ケーブル接続用ブッシング4を前記第2の開閉器接続ブッシング7bに接続し、前記第1および第2の開閉器接続用ブッシング7a、7bの各端部の接続部8に引き出し可能に配置した開閉器11を接離可能に接続したものであってもよい。
なお、上記実施の形態1では、分岐用主回路が単相の形で説明したが、通常の開閉装置では紙面の奥行き方向に三相分の各相の主回路を並置している。
また、上記実施の形態1では、開閉機能を有するものの総称としての開閉器として説明したが、通常の開閉装置では、例えば真空遮断器、ガス遮断器、気中遮断器などの遮断器が使用される。ただし、遮断機能のない通常の開閉器、例えば、負荷開閉器、断路器、コンタクタなどを使用してもよい。
さらに、上記実施の形態1の説明では密閉タンク1内の絶縁媒体を絶縁ガスとしたが、この絶縁ガスは、SFガスの他、ニ酸化炭素ガス、アルゴンガス、窒素ガス、乾燥空気などを適用できる。
上記のような実施の形態1においては、開閉器11を密閉タンク1外において移動可能にかつ密閉タンク1内の主回路と接離可能に配置することで開閉器に断路機能を持たることが出来る。その結果、可動部が多く故障を生じやすい断路器を省略することができるため、開閉装置の構成を簡単化できる。また、断路器が不要になることで、機器収納に必要な密閉タンク1内の空間体積を小さく出来るため、密閉タンク1を小さくすることが出来、製作コストの低減、あるいは開閉装置をコンパクトなものにすることが出来る。
さらに、可動部が多く故障を生じ易い開閉器11を密閉容器1の外に配置することで、開閉器11に故障が生じた場合でも、密閉タンク1内の絶縁ガスの回収・再充填の作業を行なうことなく、開閉器11を開閉装置の外で引き出して修理をすることが可能となり、保守作業が極めて容易となる。
実施の形態2.
図3及び図4は、この発明を実施するための実施の形態2における開閉装置を示すものであり、図3は分岐用主回路の断路状態、図4は分岐用主回路の接続状態を示すものである。なお、図3の開閉装置は1分岐回路の側断面図を示し、この開閉装置が図1の紙面方向に複数個並置されて一組の開閉装置を構成している。
図3および図4において図1および図2と同一の符号を付したものは、図1および図2のものと同一又は同等のものである。
実施の形態1では開閉器接続用ブッシング7の先端が開閉器収納箱12内に向けて突出したものであったが、図3の開閉器接続用ブッシング15は、エポキシなどの絶縁物にて椀状に形成し、椀の底部に密閉タンク1内の接続導体9、10に接続された接続部8を備えたものである。なお、図3において上下各一組の開閉器接続用ブッシング15は、説明の都合上、上側を第1の開閉器接続用ブッシング15U、下側を第2の開閉器接続用ブッシング15Lとする。
図5に、図3で示す開閉器接続用ブッシング15の拡大側断面図を示す。椀状に形成した開閉器接続用ブッシング15は、椀の凹部15aを前部壁1cの開口部から密閉タンク1内に挿入し、椀の開口部周囲に形成したフランジ15bにて前部壁1cに図示しないがボルトなどの締結部再で固定している。フランジ15bの前部壁1cの当接面にはシール溝を形成し、Oリングあるいは粘性のシール部材を装着する。
開閉器接続用ブッシング15の開口部の前面側に、上下に移動可能なシャッター16を配置する。図3に示す開閉器11が引き出された断路状態では、開閉器接続用ブッシング15の開口部の前面側に移動し、開閉器接続用ブッシング15の開口部を閉鎖する。また、開閉器11左方に移動させ図4に示す開閉器11の接続状態にする場合は、開閉器11の左方への移動に連動してシャッター16が上方および下方に移動し、開閉器接続用ブッシング15の開口部の前面側を開放し、開閉器11の接触子11bが開閉器接続用ブッシング15の凹部15a内に挿入され接続部8に接続する。
開閉器接続用ブッシング15を椀状として密閉タンク1内に挿入した構成にすることで、開閉器収納箱12内に向けた開閉器接続用ブッシング7の突出部がなくなるため、開閉器収納箱12の奥行き寸法Lを小さくすることができる。
また、開閉器接続用ブッシング15の凹部15aを密閉タンク1内に配置し、開口部の前面側を上下に移動可能なシャッター16で遮蔽するようにしたので、開閉器収納箱12の奥行き寸法Lを大きくすることなく、保守員が充電部に接近することのない安全な開閉装置を得ることができる。
実施の形態3
図6は、この発明を実施するための実施の形態3における開閉装置の接続状態を示すものであり、開閉器11を2段積みにした開閉装置を示す。図6において図3および図4と同一の符号を付したものは、図3および図4のものと同一又は同等のものである。
図6において、中間密閉タンク1dの内部に水平方向に延在した母線3を収納し、前記母線11と開閉器接続用ブッシング15とを第1の接続導体9にて電気的に接続している。開閉器接続用ブッシング15は中間密閉タンク1dの前部壁1cに上下に分離して2組配置している。
中間密閉タンクの上側には上部密閉タンク1eを配置し、前部壁1cに開閉器接続用ブッシング15を装着し、また後部壁1bに前記ケーブル接続用ブッシング4を装着して、前記ケーブル接続用ブッシング4と前記開閉器接続用ブッシング15とを第2の接続導体で電気的に接続している。このユニットを上部分岐ユニット14aと称する。
中間密閉タンクの下側には下部密閉タンク1fを配置し、前記上部分岐ユニット14aと同様に前部壁1cに開閉器接続用ブッシング15を装着し、また後部壁1bに前記ケーブル接続用ブッシング4を装着して、前記ケーブル接続用ブッシング4と前記開閉器接続用ブッシング15とを第2の接続導体で電気的に接続している。このユニットを下部分岐ユニット14aと称する。
前記上部密閉タンク1dの開閉器接続用ブッシング15と前記中間密閉タンク1dの開閉器接続用ブッシング15とを跨いで上部開閉器11を接離可能に配置した。また、前記下部密閉タンク1fの開閉器接続用ブッシング15と前記中間密閉タンク1dの開閉器接続用ブッシング15とを跨いで下部開閉器11を接離可能に配置した。
上記のように、開閉器を2段積みとすることで、開閉装置全体の据付面積を小さくすることが可能となる。さらに、各分岐ユニット14a、14bを跨いだ形で開閉器11を接離させることで分岐主回路の接続・断路を行なうことで、各各分岐ユニット14a、14bの密閉タンク1間を貫通して主回路の接続を行なう必要がなくなるため、構成が簡単化し製作が容易となる。
また、開閉器11は引き出し可能に配置されており、開閉器11を引き出した場合は接続部8と接触子11bが解離し分岐主回路は断路状態になる。また、この断路状態では、シャッター16が開閉器用ブッシング前面開口部の閉鎖位置まで移動し、保守員が充電部に接近することを防止する。
この実施の形態3においては、母線3は3相の各母線を上下方向に配列しており、密閉タンク1の奥行き寸法を小さくすることができる。
実施の形態4
図7は、この発明を実施するための実施の形態4における開閉装置の接続状態を示すものである。図7において図6と同一の符号を付したものは、図6のものと同一又は同等のものである。図7においては、母線3は3相の各母線を前後方向に配列しており、密閉タンク1の高さ寸法を小さくすることができる。
この発明の実施の形態1を示す開閉装置の断路状態を示す側断面図である。 この発明の実施の形態1を示す開閉装置の接続状態を示す側断面図である。 この発明の実施の形態2を示す開閉装置の断路状態を示す側断面図である。 この発明の実施の形態2を示す開閉装置の接続状態を示す側断面図である。 この発明の実施の形態2の開閉器接続用ブッシングの側断面図である。 この発明の実施の形態3を示す開閉装置の接続状態を示す側断面図である。 この発明の実施の形態4を示す開閉装置の接続状態を示す側断面図である。
符号の説明
1 密閉タンク
1a 上部壁(第1壁面)
1b 後部壁(第2壁面)
1c 前部壁(第3壁面)
1d 中間密閉タンク
1e 上部密閉タンク
1f 下部密閉タンク
2 母線接続用ブッシング
3 母線
4 ケーブル接続用ブッシング
5 ケーブルヘッド
7 開閉器接続用ブッシング
7a 第1の開閉器接続用ブッシング
7b 第2の開閉器接続用ブッシング
8 接続部
9 第1の接続導体
10 第2の接続導体
11 開閉器
11b 接触子
12 開閉器収納箱
14 分岐ユニット
15 開閉器接続用ブッシング
15a 凹部
15b フランジ
15U 第1の開閉器接続用ブッシング
15L 第2の開閉器接続用ブッシング
16 シャッター

Claims (2)

  1. 水平方向に延在して配置される母線と、
    絶縁ガスが封入される密閉タンクであって、中間密閉タンク、前記中間密閉タンクの上側に配置される上部密閉タンク、および前記中間密閉タンクの下側に配置される下部密閉タンクを構成する密閉タンクと、
    前記中間密閉タンクの第3壁面を貫通し、貫通するタンクの外側に接続部を有し、上下に分離しかつ軸心を互いに平行に配置した2つの第1の開閉器接続用ブッシングと、
    前記第1の開閉器接続用ブッシングと軸心を互いに平行に配置してなり、前記上部密閉タンクおよび前記下部密閉タンクのそれぞれに対して設けられ、前記上部密閉タンクおよび前記下部密閉タンクのそれぞれの第3壁面を貫通し、貫通するタンクの外側に接続部を有する2つの第2の開閉器接続用ブッシングと、
    電源または負荷に接続されるケーブルの端部に装着されるケーブルヘッドに接続されるケーブル接続用ブッシングであって、前記上部密閉タンクおよび前記下部密閉タンクのそれぞれに対して設けられ、前記上部密閉タンクおよび前記下部密閉タンクのそれぞれの第2壁面を貫通する2つのケーブル接続用ブッシングと、
    前記中間密閉タンクの内部に収納される前記母線と前記2つの第1の開閉器接続用ブッシングを接続する第1の接続導体と、
    前記上部密閉タンク内および前記下部密閉タンク内のそれぞれにおいて、各タンクに対して設けられる前記第2の開閉器接続用ブッシングと前記ケーブル接続用ブッシングを接続する第2の接続導体と、
    前記密閉タンクの側部に移動可能に配置され、前記上部密閉タンクの前記第2の開閉器接続用ブッシングおよび前記中間密閉タンクの前記第1の開閉器接続用ブッシングを跨いでそれらブッシングの各接続部と接離可能な各接触子を有する第1の開閉器と、
    前記密閉タンクの側部に移動可能に配置され、前記下部密閉タンクの前記第2の開閉器接続用ブッシングおよび前記中間密閉タンクの前記第1の開閉器接続用ブッシングを跨いでそれらブッシングの各接続部と接離可能な各接触子を有する第2の開閉器と、
    前記第1または第2の開閉器の外周を囲うとともに前面に開放可能な扉を備えた開閉器収納箱とを備えたことを特徴とする開閉装置。
  2. 前記絶縁ガスは、SF6ガス、二酸化炭素ガス、アルゴンガス、窒素ガス、または乾燥空気のうちの1つであることを特徴とする請求項1記載の開閉装置。
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