JP5202480B2

JP5202480B2 - 金属閉鎖形スイッチギヤ

Info

Publication number: JP5202480B2
Application number: JP2009204080A
Authority: JP
Inventors: 洋輔松野; 栄川島; 秀二菊地
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: JP2011055672A

Description

本発明は、耐アーク性能を向上し得る金属閉鎖形スイッチギヤに関する。

従来、金属閉鎖形スイッチギヤには、正面扉や背面扉などに換気口が設けられ、箱体内の換気が行われている（例えば、特許文献１参照。）。一方、箱体の収納機器などが地絡などを起こし、内部圧力が上昇したとき、これを放圧する放圧板を天井部に設けたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

この種の金属閉鎖形スイッチギヤを図６に示すが、箱体１内は、奥行方向下部全域に設けられた受電室１ａ、正面側に設けられた遮断器室１ｂ、上部中間部に設けられた母線室１ｃ、正面側上部に設けられた制御室１ｄに分かれて構成されている。各室１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞれ隔壁２ａ、２ｂ、２ｃで仕切られている。

受電室１ａには、電力ケーブル３が接続される主回路導体４が支持がいし５により固定されている。主回路導体４端には、接地開閉器６が接続されている。主回路導体４の中間部は分岐され、変流器７を介して、下部主回路断路部８に接続されている。また、正面側には正面側換気口９、背面側には背面側換気口１０が設けられている。

遮断器室１ｂには、移動形の真空遮断器１１が収納され、下部主回路が下部主回路断路部８に接続される。上部主回路は、上部主回路断路部１２に接続される。母線室１ｃには、上部主回路断路部１２に接続された三相分の母線１３が接続され、隣接する盤との接続が行われる。なお、制御室１ｄには、真空遮断器１１などの制御、電気量などを表示する制御機器が収納されている。

受電室１ａ、遮断器室１ｂ、母線室１ｃの天井部には、それぞれ開口部が設けられ、これらの開口部には高温ガスを放出する開閉自在の放圧板を有する放圧装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃが設けられている。

特開２００７−２８７４０号公報（第３〜４ページ、図３）特開平１０−３２２８１１号公報（第３〜４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。温度上昇時には、換気口９、１０によって箱体１内の温度上昇を抑制でき、また、事故時の圧力上昇時には、放圧装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃによって圧力上昇を抑制することができる。しかしながら、事故点によっては、当該の放圧装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃが動作する前に、換気口９、１０から高温ガスが噴出する可能性がある。

例えば、接地開閉器６近傍で地絡や短絡事故が起きた場合、近接している正面側換気口９から高温ガスが噴出する可能性がある。これは、受電室１ａの天井部に設けた放圧板１４ａよりも、正面側換気口９への圧力伝搬が早いためである。このため、点検、保守作業の観点から、正面側と背面側の換気口９、１０から高温ガスの噴出を抑制することが望まれている。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、箱体内の圧力上昇時に、天井部に設けた放圧装置から高温ガスを噴出し得る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、収納機器を収納する箱体と、前記箱体の天井部に設けられた高温ガスを放出する放圧装置と、前記収納機器間を接続する主回路導体と、前記主回路導体に接続されるとともに、前記放圧装置まで伸びたアーク誘導導体とを備え、前記アーク誘導導体と前記放圧装置間が電気的に最弱点部となるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、放圧装置近傍に、箱体内で電気的に最弱点部となるアーク誘導導体を設けているので、事故点をアーク誘導導体に導くことができ、内部圧力上昇時に放圧装置を動作させ易くすることができる。

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側面図。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要部拡大断面図。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要部拡大側面図。本発明の実施例３に係る金属閉鎖形スイッチギヤの構成を示す要部拡大断面図。本発明の実施例４に係る金属閉鎖形スイッチギヤの構成を示す要部拡大断面図。従来方法による金属閉鎖形スイッチギヤの構成を示す側面図。

内部圧力上昇時に動作する放圧装置近傍に、箱体内で電気的特性が最も弱点となるアーク誘導導体を設けるものである。以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

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、図２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側面図、図２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要部拡大断面図である。なお、各図において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。

図１に示すように、箱体１内は、奥行方向下部全域に設けられた受電室１ａ、正面側に設けられた遮断器室１ｂ、上部中間部に設けられた母線室１ｃ、正面側上部に設けられた制御室１ｄに分かれて構成されている。各室１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、それぞれ隔壁２ａ、２ｂ、２ｃで仕切られている。

受電室１ａには、電力ケーブル３が接続される主回路導体４が支持がいし５により固定されている。主回路導体４には、隔壁２ａに沿って箱体１の天井部まで伸びたアーク誘導導体２０が分岐接続されている。主回路導体４端には、接地開閉器６が接続されている。主回路導体４の中間部は分岐され、変流器７を介して、下部主回路断路部８に接続されている。また、正面側には正面側換気口９、背面側には背面側換気口１０が設けられている。

受電室１ａ、遮断器室１ｂ、母線室１ｃの箱体１の天井部には、それぞれ開口部が設けられ、これらの開口部には、圧力上昇時に高温ガスを放出する開閉自在の放圧板を有する放圧装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃが設けられている。

ここで、アーク誘導導体２０には、図２に示すように、三相共、先端にアーク導体２１がボルト２２で固定されている。アーク誘導導体２０には、長円状の開口孔２３が設けられ、アーク導体２１端と箱体１との絶縁距離ｇが調整可能となっている。即ち、対地間距離と相間距離を箱体１内で最も短くし、電気的特性が最も弱点となる最弱点部を形成できるようになっている。なお、アーク導体２１は、当該金属閉鎖形スイッチギヤに課せられた所定の絶縁耐力を有することは言うまでもない。

これにより、例えば、電力ケーブル３から異常電圧が侵入した場合、電気的な最弱点部を有するアーク導体２１と箱体１を構成する天井板間で地絡が起こり、先端部にアークが停滞する。すると、受電室１ａ内の圧力が上昇し、近接している放圧装置１４ａを動作させることができる。

特に、アーク導体２１端が放圧装置１４ａと対向しているので、放圧装置１４ａを構成する放圧板の動作を容易にすることができる。また、主回路導体４などに異物が付着し、アークが発生した場合、電流の向きにもよるが、アークをアーク導体２１まで導くこともできる。このため、正面側、背面側換気口９、１０から高温ガスが噴出することを抑制することができる。

アーク導体２１で発生するアークは、箱体１内で絶縁距離が最も短いので、他の部分で起きるものよりもアーク電圧が低く、各部の損傷を抑制することができる。また、アーク導体２１をカーボンのような耐弧成分を混合した合金とすれば、アーク電圧を更に抑制することができる。

ここで、アーク導体２１をアーク誘導導体２０と一体に形成してもよく、これらを、単に、アーク誘導導体２０と称す。

上記実施例１の金属閉鎖形スイッチギヤによれば、電気的な最弱点部を有するアーク誘導導体２０を箱体１の天井部に設けた放圧装置１４ａ近傍に設けているので、異常電圧の侵入時などの事故時にアークをアーク誘導導体２０に導き易くなり、高温ガスを放圧装置１４ａから放出し易くすることができる。

上記実施例１では、アーク誘導導体２０を受電室１ａの放圧装置１４ａまで延設して説明したが、遮断器室１ｂ、母線室１ｃにおいても、アーク誘導導体２０を当該放圧装置１４ｂ、１４ｃまで延設して電気的特性が最弱点となるようにしても、高温ガスを天井部の放圧装置１４ｂ、１４ｃから放出することができる。

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３を参照して説明する。図３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要部拡大側面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、アーク導体を隔壁側に折り曲げたことである。図３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３に示すように、アーク導体２１を隔壁２ａ側に折り曲げ、絶縁距離を箱体１側と同様にしている。即ち、最弱点部が、アーク導体２１と箱体１間、およびアーク導体２１と隔壁２ａ間の二個所となる。

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、アーク導体２１での地絡の確率を増やすことができる。

次に、本発明の実施例３に係る金属閉鎖形スイッチギヤを図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例３に係る金属閉鎖形スイッチギヤの構成を示す要部拡大側面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、アーク導体に絶縁バリアを設けたことである。図４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４に示すように、アーク導体２１と箱体１間の対地間、およびアーク導体２１相互間の相間に板状の絶縁バリア２４を挿入している。絶縁バリア２４は、図示しない隔壁などに固定されている。なお、絶縁バリア２４を設けても、アーク導体２１と箱体１間が電気的に最弱点部となるように、絶縁バリア２４の厚さや挿入位置を調整している。また、絶縁バリア２４は、クラフト紙のようなアークによって焼損し易いものがよく、アークを最短距離に導く易くしている。

上記実施例３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、絶縁バリア２４により対地間と相間の絶縁距離を縮小することができるので、アーク電圧を抑制することができる。

次に、本発明の実施例４に係る金属閉鎖形スイッチギヤを図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施例４に係る金属閉鎖形スイッチギヤの構成を示す要部拡大側面図である。なお、この実施例４が実施例１と異なる点は、アーク導体に絶縁被膜を設けたことである。図５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５に示すように、アーク導体２１の外周には、エポキシ樹脂のような絶縁材料をフローコーティングして形成した絶縁被膜２５を設けている。絶縁厚さは数ｍｍであり、アーク導体２１と箱体１間が電気的に最弱点部となるように調整されている。

上記実施例４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、絶縁被膜２５により対地間と相間の絶縁距離を縮小することができるので、アーク電圧を抑制することができる。

１箱体
１ａ受電室
１ｂ遮断器室
１ｃ母線室
１ｄ制御室
２ａ、２ｂ、２ｃ隔壁
３電力ケーブル
４主回路導体
５支持がいし
６接地開閉器
７変流器
８、１２主回路断路部
９、１０換気口
１１真空遮断器
１３母線
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ放圧装置
２０アーク誘導導体
２１アーク導体
２２ボルト
２３開口孔
２４絶縁バリア
２５絶縁被膜

Claims

収納機器を収納する箱体と、
前記箱体の天井部に設けられた高温ガスを放出する放圧装置と、
前記収納機器間を接続する主回路導体と、
前記主回路導体に接続されるとともに、前記放圧装置まで伸びたアーク誘導導体とを備え、
前記アーク誘導導体と前記放圧装置間が電気的に最弱点部となるようにしたことを特徴とする金属閉鎖形スイッチギヤ。
前記アーク誘導導体端を前記箱体の天井板と対向させ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。
前記アーク誘導導体を前記箱体内の隔壁側に折り曲げたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属閉鎖形スイッチギヤ。
前記アーク誘導導体の対地間と相間に絶縁バリアを挿入したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の金属閉鎖形スイッチギヤ。
前記アーク誘導導体端に絶縁被膜を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の金属閉鎖形スイッチギヤ。
前記アーク誘導導体の対地間および相間の絶縁距離を調整可能としたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の金属閉鎖形スイッチギヤ。