JP5202195B2 - スイッチギヤ - Google Patents

Description

本発明は、例えば電力の送配電および受電設備などに用いられるスイッチギヤに関するものである。

従来のスイッチギヤとして、電力取引用の計器用変成器（ＶＣＴ）を収納する変成器室と、この変成器室の上方に設けられ前記高圧計器用変成器の負荷側に電源側が接続される真空遮断器を収納する一対のガス絶縁室とを備えた集合形変電設備がある（例えば特許文献１参照。）。このようなガス絶縁スイッチギヤにおいて、油絶縁されたＶＣＴに対してガス絶縁された一次／二次開閉器を接続するときには、絶縁媒体の違いのためにＶＣＴと一次／二次開閉器とを中間接続室を介して接続する必要があり、その場合、各々の母線位置・相順の相違から一次／二次開閉器と中間接続室は母線変換ユニットを用いて接続されている。

特開平１０−０３２９０５号公報（第１頁、図２）

上記のように構成された従来の技術においては、ＶＣＴとこのＶＣＴの負荷側に接続される負荷側真空遮断器などを一面の箱体に収納し、この箱体の両側に隣設される受電盤とで占める占有床面積を減らし、制約された設置条件でも、設置床面積の効率化に対応できるなどの効果が得られるものの、ＶＣＴの搬入・搬出経路、接続スペース、保守スペースを確保するためにスイッチギヤの配列寸法を増大させる必要があるという課題があった。

この発明は上記のような従来技術の課題を解消するためになされたもので、ＶＣＴの搬入・搬出経路、接続スペース、保守スペースを確保するために配列寸法を増大させる必要がないスイッチギヤを提供することを目的としている。

この発明に係るスイッチギヤは、電力取引用の計器用変圧器（ＶＣＴ）と、このＶＣＴに対する一次開閉器及び二次開閉器が収容された開閉器ユニットと、これらＶＣＴ及び開閉器ユニットの間に介装され、内部にこれらＶＣＴ及び開閉器ユニットを接続する主回路が設けられた中間接続室とを備え、上記中間接続室と上記ＶＣＴを奥行き方向に並設すると共に、上記開閉器ユニットを、上記中間接続室における上記ＶＣＴと該中間接続室の並設方向に交差する方向の一側面部または他側面部に配設するように構成し、かつ、上記一次開閉器及び二次開閉器を、それぞれの三相の主回路が奥行き方向に並ぶように構成したものである。

この発明においては、中間接続室とＶＣＴを奥行き方向に並設すると共に、一次開閉器及び二次開閉器が収容された開閉器ユニットを上記中間接続室における上記並設方向に交差する方向の一側面部または他側面部に配設するようにしたことにより、ＶＣＴの搬入・搬出経路を該ＶＣＴの手前側に確保し、また接続スペース、保守スペースをＶＣＴの上部等に確保することができ、配列寸法を増大させる必要がないばかりでなく、開閉器ユニットに収容された一次開閉器及び二次開閉器を、それぞれの三相の主回路が奥行き方向に並ぶように構成したことにより、開閉器ユニット寸法の極小化を図ることができて、全体構成における寸法縮小を実現できるものである。

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としてのガス絶縁スイッチギヤの要部を説明する図であり、図１（ａ）は要部機器の配置を模式的に示す平面図、図１（ｂ）はその正面図、図１（ｃ）は図１（ａ）を側面から見たときの機器配置に即して示す開閉器ユニット部の回路図、図１（ｄ）は同じく正面から見たときの回路図である。図において、ガス絶縁スイッチギヤを構成する金属閉鎖箱１内の前側下部には油絶縁された電力取引用の計器用変圧器（本書において「ＶＣＴ」と呼ぶ）２が矢印で示す搬出入方向Ａに進退可能に設けられ、このＶＣＴ２の搬入方向の奥側（図１（ａ）の上方向側）には中間接続室３が並設され、これらＶＣＴ２と中間接続室３とは、当接面が垂直方向に設けられた接続フランジ２ａにより接続されている。この中間接続室３における図１（ａ）の右側面部、即ちＶＣＴ２と中間接続室３の並設方向に交差する方向の一側面部には、上記ＶＣＴ２に対する一次開閉器４１及び二次開閉器４２が収容されガス絶縁された開閉器ユニット４が配設されている。上記ＶＣＴ２は、組立時やメンテナンス時等に搬出入方向Ａに進退される。なお、該搬出入方向ＡはＶＣＴ２の背面部に設けられた接続ブッシング（図示省略）の軸方向と平行となるように形成されている。

開閉器ユニット４は、一次開閉器４１と二次開閉器４２を区分する隔壁４ａを有する金属製密閉容器４ｂを用いて構成され、この例では一次開閉器４１の内部に母線変換部Ｂが設けられている。そして、ＶＣＴにおいて電圧検出を行うための一次開閉器４１と二次開閉器４２の第２相のＶＣＴ２側は、開閉器ユニット４の金属製密閉容器４ｂ内で隔壁４ａを貫通するブッシング５１を介して電気的に接続されている。そして、母線変換部Ｂで、中間接続室３と開閉器ユニット４を接続している接続フランジ３ａに固定された５個のブッシング５２に電気的に接続され、さらに中間接続室３の内部ではこの５個のブッシング５２とＶＣＴ２の図示省略している接続ブッシングとを接続する母線導体（主回路）が収容され、油絶縁されている。なお、中間接続室３の左側面部及び背面部には、異なるレイアウト、あるいはレイアウト変更に対応可能とするための、接続フランジ３ａと同様の接続フランジ３ｂ、３ｃがそれぞれ設けられている。

また、開閉器ユニット４の一次開閉器４１と二次開閉器４２は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように奥行き方向に並設され、左右方向に隣接するユニットから水平に延長された主母線６が金属製密閉容器４ｂ内にブッシング５３を介して導入され、電極等の取付面が垂直方向に延在する絶縁支持部材４３により保持されたそれぞれの一次側／二次側の主回路間を主母線に対し垂直方向に移動する可動ブレード４４により断路／接地が可能な開閉器を有し、一次開閉器４１と二次開閉器４２はその三相の主回路がガス絶縁スイッチギヤの奥行き方向の平面上に並ぶようにそれぞれ配置されている。ＶＣＴ２に対する一次開閉器４１と二次開閉器４２の二次側を接続する母線変換部Ｂは、金属製密閉容器４ｂの中間部に設けられた隔壁４ａに固定された３個のブッシング５１を介して一次開閉器４１と二次開閉器４２のＶＣＴ２側を電気的に接続し、密閉容器を区分しガス封入区画を区分している。なお、中間接続室３の上部に設けられた空間は、金属閉鎖箱１の左側に隣接して他のユニットを設置する際に破線で示す母線６１を設置するとき、あるいはメンテナンス時などの作業スペースとして使用される。その他の回路構成などは従来のガス絶縁スイッチギヤと同様であるので、図示及び説明を省略する。

上記のように構成された実施の形態１においては、中間接続室３をＶＣＴ２の搬入方向奥側に並設すると共に、開閉器ユニット４を中間接続室３における上記ＶＣＴ２と中間接続室３の並設方向に交差する方向の一側面部である、この例では図１（ａ）の右側部に配設したことにより、ＶＣＴ２の搬入・搬出経路を該ＶＣＴ２の搬出入方向Ａの手前側に確保し、またＶＣＴ２の接続フランジ２ａ部での接続や、定期点検等のメンテナンスのときの接続スペース、保守スペースがＶＣＴ２の上部、中間接続室３の背面側及び左側に確保されているので、配設寸法を増大させる必要がない。また、母線変換部Ｂを開閉器ユニット４の内部に収納したので、母線変換部Ｂのために外形寸法が増大することがない。このため、ガス絶縁スイッチギヤの外形寸法を縮小することができ、ＶＣＴ２の現地接続作業、定期点検等の作業性が向上する。

また、ＶＣＴにおいて電圧検出を行う第２相の一次開閉器４１／二次開閉器４２のＶＣＴ２側端子を、開閉器ユニット４内にて電気的に接続したことにより、ガス絶縁スイッチギヤの外形寸法を増大させることなく、主母線６とＶＣＴ２が一次開閉器４１／二次開閉器４２を介して接続できる。また、開閉器ユニット４には、隣接するユニットから水平に延長された主母線６と垂直に可動するブレード４４を有する一次開閉器４１、二次開閉器４２の中心軸をガス絶縁スイッチギヤの奥行き方向の鉛直な同一の平面上に配置したことにより、開閉器ユニット４の寸法の極小化が図れる。更には、開閉器ユニット４に収納した一次開閉器４１、二次開閉器４２を主母線６に対し垂直に配置したことにより、ＶＣＴ２との接続、定期点検の作業性を損ねることなく、主母線６（６１）を隣接するユニットから開閉器ユニット４を貫通して延長することも可能であり、ＶＣＴ２をガス絶縁スイッチギヤの前面側から搬出入することができる。

実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２に係るスイッチギヤとしてのガス絶縁スイッチギヤの構成例を模式的に説明する平面図であり、図２（ａ）〜図２（ｄ）は相互に異なるレイアウトの態様を示す。図２（ａ）は、実施の形態１と同様に、ＶＣＴ２を前側、中間接続室３をＶＣＴ２の搬入方向奥側に並設し、開閉器ユニット４を中間接続室３におけるＶＣＴ２と中間接続室３の並設方向に交差する方向の一側面部である図の右側面部に配置し、さらに開閉器ユニット４の右側に他のユニットを列設するように構成したものである。図２（ｂ）は図２（ａ）と図の左右方向に面対称的に、ＶＣＴ２と中間接続室３が収容された箱体を金属閉鎖箱１の図の右端部に配置し、開閉器ユニット４を中間接続室３におけるＶＣＴ２と中間接続室３の並設方向に交差する方向の他側面部である図の左側面部に配置したものである。また、図２（ｃ）は図２（ａ）と上下方向に面対称的に、ＶＣＴ２を図の奥側、中間接続室３を前側に配設し、開閉器ユニット４を中間接続室３の右側面部に配置したものである。さらに、図２（ｄ）は図２（ｃ）に対して左右面対称的に配設したものである。

上記図２（ａ）〜図２（ｄ）のガス絶縁スイッチギヤにおいて、構成部材であるＶＣＴ２、中間接続室３、開閉器ユニット４、及び金属閉鎖箱１は同一構造のものを用いて構成することができる。即ち、中間接続室３の左右両側面部には、同一構造の接続フランジ３ａ、３ｂが設けられているので、実施の形態１の効果を損なうことなく、電気設備の設置条件に応じて、ＶＣＴ２の搬出入方向の選択と、ガス絶縁スイッチギヤの配列構成の要求に容易に対応することが可能である。また、開閉器ユニット４の一次開閉器４１、二次開閉器４２も互いに同様に構成されているので、ガス絶縁スイッチギヤの異なるレイアウトを構成するために一次側開閉器４１と二次側開閉器４２を入れ替えることも容易であり、部品の共通化が図れるなどの効果が得られる。

実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３に係るスイッチギヤであるガス絶縁スイッチギヤの構成を模式的に示す平面図である。図において、ＶＣＴ２、中間接続室３、及び開閉器ユニット４の配置は実施の形態１と同様に構成され、さらに開閉器ユニット４の図の右側、及びＶＣＴ２と中間接続室３を収容したユニットの図の左側に他のユニットを列設するように構成されている。
上記のように、ＶＣＴ２及び開閉器ユニット４をガス絶縁スイッチギヤの配列の中間部に配置する構成とした場合においても、開閉器ユニット４の隣接ユニットから開閉器ユニット４を貫通してガス絶縁スイッチギヤの主母線６を延長することにより、ガス絶縁スイッチギヤの正面側にＶＣＴ２を前後方向に搬出入するようにできる。なお、実施の形態２に示す構成と同様、開閉器ユニット４の前後を入れ替え、もしくは、中間接続室３の接続フランジ３ａ、３ｂを入れ替えることにより、ＶＣＴ２の搬出入方向をガス絶縁スイッチギヤの後側、開閉器ユニット４をＶＣＴ２の右側もしくは左側とする配列構成とすることもできる。

実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４に係るスイッチギヤとしてのガス絶縁スイッチギヤの構成例を模式的に説明する平面図である。この実施の形態４は、ＶＣＴ２及び中間接続室３を金属閉鎖箱１の外に配置したものであり、図４（ａ）、図４（ｂ）は互に異なるレイアウトの態様を示す。図４（ａ）はＶＣＴ２、中間接続室３、及び開閉器ユニット４の配置構成が上記実施の形態１と同様のもの、図４（ｂ）は図４（ａ）の配置構成に対してＶＣＴ２と中間接続室３との接続体を１８０°回転させた状態に反転させ、中間接続室３の他側面部の接続フランジ３ｂを利用して開閉器ユニット４と接続するようにしたものである。
上記のように構成された実施の形態４においては、実施の形態１と同様の効果に加えて、ＶＣＴ２及び中間接続室３を金属閉鎖箱１の外部に配置するようにしたことにより、ＶＣＴ２の搬出に必要な寸法が一層短縮されるという更なる効果が得られる。

なお、上記実施の形態１〜４では、開閉器ユニット４がガス絶縁され、ＶＣＴ２が油絶縁され、中間接続室３の主回路が油絶縁されている場合について説明したが、絶縁媒体の種類、及び組み合わせは上記実施の形態で例示したものに限定されるものではない。

この発明の実施の形態１によるスイッチギヤとしてのガス絶縁スイッチギヤの要部を説明する図であり、図１（ａ）は要部機器の配置を模式的に示す平面図、図１（ｂ）はその正面図、図１（ｃ）は図１（ａ）を側面から見たときの機器配置に即して示す開閉器ユニット部の回路図、図１（ｄ）は同じく正面から見たときの回路図。 この発明の実施の形態２に係るスイッチギヤとしてのガス絶縁スイッチギヤの構成例を模式的に説明する平面図であり、図２（ａ）〜図２（ｄ）は相互に異なるレイアウトの態様を示す。 この発明の実施の形態３に係るスイッチギヤであるガス絶縁スイッチギヤの構成を模式的に示す平面図。 この発明の実施の形態４に係るスイッチギヤとしてのガス絶縁スイッチギヤの構成例を模式的に説明する平面図であり、図４（ａ）、図４（ｂ）は互に異なるレイアウトの態様を示す。

符号の説明

１ 金属閉鎖箱、 ２ ＶＣＴ（電力取引用の計器用変圧器）、 ２ａ 接続フランジ、 ３ 中間接続室、 ３ａ、３ｂ、３ｃ 接続フランジ、 ４ 開閉器ユニット、 ４ａ 隔壁、 ４ｂ 金属製密閉容器、 ４１ 一次開閉器、 ４２ 二次開閉器、 ４３ 絶縁支持部材、 ４４ 可動ブレード、 ５１、５２、５３ ブッシング、 ６、６１ 主母線、 Ａ、Ｃ 搬出入方向、 Ｂ 母線変換部。

Claims (6)

1. 電力取引用の計器用変圧器と、この計器用変圧器に対する一次開閉器及び二次開閉器が収容された開閉器ユニットと、上記計器用変圧器及び上記開閉器ユニットの間に介装され、内部に上記計器用変圧器及び上記開閉器ユニットを接続する主回路が設けられた中間接続室とを備え、上記中間接続室と上記計器用変圧器を奥行き方向に並設すると共に、上記開閉器ユニットを、上記中間接続室における上記計器用変圧器と該中間接続室の並設方向に交差する方向の一側面部または他側面部に配設するように構成し、かつ、上記一次開閉器及び二次開閉器を、それぞれの三相の主回路が奥行き方向に並ぶように構成したことを特徴とするスイッチギヤ。
2. 上記中間接続室の一側面部、及び他側面部に、上記開閉器ユニットを接続するための接続フランジを備えたことを特徴とする請求項１に記載のスイッチギヤ。
3. 上記一次開閉器及び二次開閉器は、垂直に移動する可動ブレードを備えたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスイッチギヤ。
4. 上記計器用変圧器、上記一次開閉器、上記二次開閉器、及び上記中間接続室が閉鎖箱に収容されていることを特徴とする請求項１から請求項３までの何れかに記載のスイッチギヤ。
5. 上記開閉器ユニットはガス絶縁され、上記中間接続室の主回路は油絶縁されていることを特徴とする請求項１から請求項４までの何れかに記載のスイッチギヤ。
6. 上記開閉器ユニットは、上記一次開閉器及び上記二次開閉器を同一の閉鎖箱に収容したものであることを特徴とする請求項１から請求項５までの何れかに記載のスイッチギヤ。

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