JP5274608B2 - スイッチギヤ - Google Patents
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Description
また、例えば、盤内を上下段の遮断器室,ケーブル室,主母線室に区画してその相互間を隔壁で離隔し、盤内の中央部と後部に縦方向の排気ダクトを設け、上段側に配置した機器室は直接天井に排気口を有し、下段の遮断器室,下段のケーブル室,及び主母線室は排気ダクトを経由して天井側と連通し、天井に排気口を有し、各排気口に放圧板が備えられた閉鎖配電盤が開示されている(特許文献2参照)。
また、特許文献2に示すようなスイッチギヤでは、下段側に配置された機器室内で短絡事故等が発生した場合、加熱膨張した空気は、排気ダクトを経由して天井側に向かい、天井側に設けられた放圧板が開放し、外部へ高温高圧ガスが放出されることで、スイッチギヤ内部の圧力上昇を抑制する。
また、排気ダクトにより個別に放圧路を設けた特許文献2のような構成では、内部短絡事故時に発生する高温高圧ガスは、当該室の排気口からまず水平方向に排気ダクトへ放出され、直角方向に流路を変えて天井部の排出口に達するような経路をたどるので、やはり流体抵抗が大きくなる。
このため、例えば扉やカバーなど、高温高圧ガスがスイッチギヤ外部へ噴出する恐れのある箇所を含め、スイッチギヤ筺体の剛性を高めておく必要があった。特に故障電流が大きく、故障継続時間が長い大規模な電気事故の場合には、内部圧力上昇値が大きく、高温高圧ガスが放出する勢いが強くなり、外部に面した扉およびカバー部を含めてスイッチギヤを構成する筐体の剛性を更に補強するなど、スイッチギヤ製作にかかる費用が高くなる
という問題点があった。
また、コンパートメントを構成する壁面やスイッチギヤの外部に面した扉及びカバー部等の補強を減らすことが可能となり、スイッチギヤの製作コストを低減できる。
更に、ケーブルの接地部分から下方はケーブルとコンパートメント側壁との絶縁距離を確保する必要が無いため、ケーブルの設置に必要なスペースは少なくてよく、スイッチギヤの小形化を図ることができる。
図1は実施の形態1によるスイッチギヤを示す側面断面図であり、図2はその正面側から遮断器コンパートメント内部を見た図、図3は図1の矢印III−IIIから母線コンパートメントを見た図、図4は背面側からケーブルコンパートメント内部を見た図、図5は図1の平面図である。
まず図1によりスイッチギヤの内部構成について説明する。図に示すように、スイッチギヤを構成する接地金属製の筐体1の内部は、仕切板によって仕切られて複数のコンパートメントに区画されている。コンパートメントのそれぞれには、母線と母線から分岐した2回線以上の分岐回路を構成する機器とが収容されている。本実施の形態では、分岐回路を構成する機器として、遮断器とその遮断器に接続されるケーブルとを有する2回線の分岐回路を備えたスイッチギヤを例に説明する。
上段側の遮断器3aと下段側の遮断器3bは図1で紙面に垂直方向にずらせて配置されているが、詳細は後述する。
各遮断器3a,3bは正面側から引き出し可能となっている。上段遮断器コンパートメント4、及び下段遮断器コンパートメント5の各後壁には、上下に所定の間隔を隔てて主回路断路部6a,6b、及び6c,6dが貫設されており、遮断器3a,3bの背面に突出した上下の接続端子と着脱できるようになっている。そして主回路断路部6a〜6dには、断路端子7a〜7dが設けられている。図1では、各遮断器3a,3bが主回路断路部から切り離されて少し前方に引き出された状態を示している。
なお、図1に示す筐体1の内部構成は、一例を示すものであり、図の配置構成に限定するものではない。通常は引出形機器を収納するコンパートメント、母線コンパートメント、ケーブルコンパートメント及び制御機器コンパートメントで構成されるが、ケーブルコンパートメントが無い場合もあり、またこれら以外の構成でも良い。
図2は、上段遮断器コンパートメント4と下段遮断器コンパートメント5の内部を正面側から見た図であり、両遮断器コンパートメント4,5の配置関係を示す図である。遮断器3aと遮断器3bは上段および下段の各遮断器コンパートメント4,5にそれぞれ配置
されている。図のように、上段の遮断器3aを正面から見て右に配置し、下段の遮断器3bを正面からみて左に、中心をずらせて配置している。なお、遮断器3a,3bの左右方向の配置は逆(上段が左、下段が右)であってもよい。
両遮断器3a,3bを左右にずらせて配置することで、下段の遮断器3bの上方で、上段遮断器コンパートメント4の左壁と筐体1の左壁との間に形成される空間を、下段遮断器コンパートメント5の一部として利用し、この部分を下段遮断器コンパートメント5が直接筐体1の天井へ繋がる放圧路5aとして確保している。
上段遮断器コンパートメント4の天井部が筺体1の天井を兼ねており、ここに開口部21を形成し、開口部21を塞ぐように放圧板22を設けている。図6で、実線で示した放圧板22は、内部短絡事故後の開放した状態を示している(以下の斜視図も同様)。通常は、図2のように開口部21は塞がれている。
なお、放圧板22に、換気口とフィルタ等を設けて換気機能を持たせても良い(以下で説明する各放圧板も同様)。そうすれば、スイッチギヤの通常運転時に各コンパートメントで発生した熱を自らのコンパートメント天井部より外部へ放熱することが容易となり、スイッチギヤの内部温度上昇に対する放熱対策を安価に実施することが可能となる。
また、放圧板ではなく、放圧塔のようなものを備えても良いが、以下の説明では放圧板で代表して説明する。
下段遮断器コンパートメント5の上部に図6の上段遮断器コンパートメント4が組み合わされて上下の遮断器コンパートメントが形成される。
先に説明したように、放圧路5aが筐体1の天井部に直接繋がっており、上面を筐体1の天井と兼用し、ここに放圧および放熱用の開口部23を形成し、開口部23を塞ぐように放圧板24を設けている。
また、下段遮断器コンパートメント5の放圧路5aの断面積も、内部短絡事故時のアークエネルギー等から決まるので、必要最小の寸法にすればよく、それにより、上下段の遮断器3a,3bを筐体1の幅方向へずらせる寸法が決まってくる。
なお、以下に説明する他のコンパートメントにおいても、放圧路における断面積が変化する箇所の壁面は、上記と同様に、壁面に傾斜を設けて断面を緩やかに変化させるように形状にしているが、図を参照することで個々の説明は省略する。
図3は図1において矢印III−III方向に見た母線コンパートメント10部分を示す図である。要部以外は図示を省略している。先に説明した上段遮断器コンパートメント4は、正面側から見て右寄りに配置されており、それに対応して上段ケーブルコンパートメント13も右寄りに配置されているので、左側にできたスペース(図3は背面から見ているので右側のスペース)を母線コンパートメント10の放圧路10aとして利用している。放圧路10aは筐体1の天井に直通して上部は筐体1の天井を兼ねており、その天井に形成した開口部25に放圧板26を設けている。なお、放圧路10aの配置や形状は、遮断器コンパートメント4,5の配置によって変化する。
図3及び図8に示すように、断路端子7b,7cと母線8とを接続する分岐導体11は、断路端子7bと7cを連結する真っ直ぐな分岐導体11aと、その分岐導体11aと母線8とを連結する分岐導体11bとによって構成されている。このように、固定された断路端子7bおよび7cを直線導体の分岐導体11aで連結することで、分岐導体11aにかかる力に対する耐性を増大することが可能となり、母線8を支持する支持碍子9(図8参照)の数を削減することができる。
図4は、図1の背面側から見たケーブルコンパートメント13,14の配置を示す図である。図では、左側が上段ケーブルコンパートメント13、右側が下段ケーブルコンパートメント14の配置となっているが、ケーブルコンパートメントの配置は遮断器3a,3bの配置に依存するため、各遮断器コンパートメント4,5の配置によっては、各ケーブルコンパートメント13,14の配置および形状は変化する。
図9は、上段ケーブルコンパートメント13のみを取り出した斜視図であり、図10は下段ケーブルコンパートメント14のみを取り出した斜視図である。いずれも、(a)は正面側から見た図、(b)は背面側から見た図である。
上段遮断器コンパートメント4がスイッチギヤの正面から見て右側に寄った構造となっているので、対応する上段ケーブルコンパートメント13も正面から見て右側(図4のように裏面側から見て左側)に寄っている。
断路端子7aとケーブル12aとの間は、接続導体15aによって接続され、その途中には変流器16aが貫通して設けられている。また断路端子7aには接地開閉器17aが接続されている。
上段ケーブルコンパートメント13の天井は筐体1の天井と兼用されており、開口部27が形成されて、それを塞ぐように放圧板28が設けられている。
支持金具18aから下の領域ではケーブル12aの表面は接地されているので、ケーブル表面と接地金属であるコンパートメントの側壁との絶縁距離を確保する必要が無いため、ケーブルの設置に必要なスペースは少なくてよい。そのため、ケーブルコンパートメント13はスイッチギヤ内の上部側では、前述の接続導体15a,変流器16aならびに接地開閉器17a等を収納するために幅方向に必要スペースを確保し、下部側ではケーブル配線に併せて幅方向のスペースを縮小させ、支持金具18a部から下方では、ケーブルコンパートメント13の幅方向のスペースを必要最小限としている。
上段側と同様に、断路端子7dとケーブル12bとの間は、接続導体15bによって接続され、その途中には変流器16bが貫通して設けられている。また断路端子7dには接地開閉器17bが接続されている。
ケーブル12bは途中に設けた支持金具18bでケーブル表面を接地した状態で固定される。下端側には零相変流器19bが貫通されており、それから先のケーブルはスイッチギヤの外部に引き出されて他の電力機器に接続される。
図4及び図10に示すように、下部側で幅方向に最大のスペースをもち、上述の接続導体15b,変流器16bならびに接地開閉器17b等を収容する。接続導体15bの形状はケーブル12bの端末処理に用いる長さを確保するために、可能な限り上下に長くしている。
各遮断器コンパートメント4,5と、母線コンパートメント10及び各ケーブルコンパートメント13,14とが、それぞれスイッチギヤの天井を幅方向及び奥行き方向に区切る形で仕切られた構造となっている。
上段と下段の機器の配置を左右にずらせることにより、上段機器コンパートメントの側壁と筐体の壁面とに形成されるスペースを、下段機器コンパートメントの放圧路に利用したので、必要以上にスイッチギヤの寸法を増加させることなく放圧路を確保できる。
各放圧板22,24,26,28,30は、正常運転の状態では閉じられており、図1中に実線で示した状態であるが、万一スイッチギヤの筐体内部で事故が発生した時には、事故による高圧・高温ガスによって放圧板は開放され、事故のあったコンパートメントの放圧板が破線の状態となり、内部圧力と高温のガスを放出するようになっている。
図11は、図1の変形例のスイッチギヤを示す側面断面図であり、図12はその背面から見たケーブルコンパートメントを示す断面図である。図1と同等部分は同一部号を付して説明を省略する。
相違点は、ケーブルの引き込み方向がスイッチギヤ天井部側からとなった点である。上段ケーブルコンパートメント31及び下段ケーブルコンパートメント32に収容される各ケーブル12a,12bは天井側から引き込まれている。この場合でも、図1の場合と同
様に、2つの遮断器3a,3bをそれぞれスイッチギヤ右上部ならびに左下部、或いはスイッチギヤの左上部ならびに右下部に配置することで、主回路機器を収納するコンパートメントの全てがスイッチギヤ天井部に直結する開口部をもつことが可能である。
図13(a)は正面側から遮断器コンパートメント内部を見た図、(b)は背面側からケーブルコンパートメント内部を見た図であり、図2及び図4に対応する図である。また図14はその平面図であり図5に対応する図である。なお、側面図は図1と同等である。図1,図2,図4,図5と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点のみを説明する。
相違点は、天井部に開口する開口部の開口面積の差異を少なくした点である。このために、下段または中段のコンパートメントの天井へ通じる放圧路において、天井へ開口する近傍の側壁を、開口部が広がるように傾斜を持たせて形成している。
天井部の開口面積が広いほど、内部短絡時に発生する高圧高温ガスをスイッチギヤの外に排出する量が増えるため、内部圧力の上昇を抑制することができる。
これに伴い、図14に示すように、上段遮断器コンパートメント4の開口部33と上段ケーブルコンパートメント13の開口部36は図5と比較して小さくした。放圧経路の断面積が変化する箇所は、これまでと同様に放圧の流路に対して斜めに区画している。
また、内部短絡事故時のアークエネルギーが増加し天井部の開口部の面積増加が必要な場合に、天井のスペースを有効に活用しながら、開口面積の差異を少なくできるので、スイッチギヤの筐体寸法が拡大するのを抑制できる。
図15は、図1に対応する図であり、同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点のみを説明する。
図1の場合では、母線コンパートメントは筐体1の上下方向の中央部に有り、3相の母線は上下方向に並べて配置されていたが、図15の例では、母線8は、上端及び下段遮断器コンパートメント4,5の後方の上部側に、前後方向に並べて水平配置されている。
母線コンパートメント38は、上部側母線コンパートメント部38aと、下部側母線コンパートメント部38bと、この上下の母線コンパートメント部38a,38bを接続すると共に放圧路を兼ねる放圧路部38cとから成っている。
上部側母線コンパートメント部38aには、母線8と主回路断路部6aに接続される分岐導体11bが収容され、下部側母線コンパートメント部38bには、主回路断路部6cに接続される分岐導体11bが収容され、放圧路部38cには、主回路断路部6aと6c
を連結する分岐導体11aが収容されている。
このような構成においても、図1の場合と同様な作用効果を得ることができる。
また、コンパートメントを構成する壁面やスイッチギヤの外部に面した扉及びカバー部等の補強を減らすことが可能となり、スイッチギヤの製作コストを低減できる。
3a,3b 遮断器 4 上段遮断器コンパートメント
5 下段遮断器コンパートメント 5a 放圧路
6a〜6d 主回路断路部 7a〜7d 断路端子
8 母線 9 支持碍子
10 母線コンパートメント 10a 放圧路
11,11a,11b 分岐導体 12a,12b ケーブル
13 上段ケーブルコンパートメント 14 下段ケーブルコンパートメント
14a 放圧路 15a,15b 接続導体
16a,16b 変流器 17a,17b 接地開閉器
18a,18b 支持金具 19a,19b 零相変流器
21,23,25,27,29 開口部 22,24,26,28,30 放圧板
31 上段ケーブルコンパートメント 32 下段ケーブルコンパートメント
33〜37 開口部 38 母線コンパートメント
38a 上部側母線コンパートメント部 38b 下部側母線コンパートメント部
38c放圧路部。
Claims (3)
- 筐体の内部が複数のコンパートメントに区画され、母線とその母線から分岐した2回線以上の分岐回路を構成する機器とが、前記複数のコンパートメントのそれぞれに収容されたスイッチギヤにおいて、
前記分岐回路を構成する機器は前記筐体内の上段と下段に配置されると共に左右にずらせて配置され、
前記上段に配置された機器を収容する上段機器コンパートメントの側壁と前記筐体の側壁との間に形成される空間を、前記下段に配置された機器を収容する下段機器コンパートメントの筐体天井へ通じる経路とし、
前記母線を収容する母線コンパートメント及び全ての前記機器コンパートメントは、個別に前記筐体の天井部に直結されて外部へ開口する開口部を有し、前記下段機器コンパートメントの前記開口部の直下に下段に配置される前記分岐回路を構成する機器を配置し、
前記分岐回路を構成する機器は、前記分岐回路毎に少なくとも遮断器とその遮断器に接続されるケーブルであり、前記遮断器は前記母線コンパートメントの前方に配置された上段及び下段の遮断器コンパートメントに収容され、前記ケーブルは前記母線コンパートメントの後方に配置された上段及び下段のケーブルコンパートメントに収容され、
前記ケーブルコンパートメントに収容される前記ケーブルは、ケーブル引込部からケーブル端子までの途中において、少なくとも一箇所が支持金具によって前記ケーブルコンパートメントの壁面に支持されて前記ケーブルの外皮が接地されていることを特徴とするスイッチギヤ。 - 請求項1記載のスイッチギヤにおいて、
前記各コンパートメントの内部から前記開口部へ向かう放圧経路で断面積が変化する部分は、緩やかに変化するように前記コンパートメントの壁面に傾斜が設けられていることを特徴とするスイッチギヤ。 - 筐体の内部が複数のコンパートメントに区画され、母線とその母線から分岐した2回線以上の分岐回路を構成する機器とが、前記複数のコンパートメントのそれぞれに収容されたスイッチギヤにおいて、
前記分岐回路を構成する機器は前記筐体内の上段と下段に配置されると共に左右にずらせて配置され、
前記上段に配置された機器を収容する上段機器コンパートメントの側壁と前記筐体の側壁との間に形成される空間を、前記下段に配置された機器を収容する下段機器コンパートメントの筐体天井へ通じる経路とし、
前記母線を収容する母線コンパートメント及び全ての前記機器コンパートメントは、個別に前記筐体の天井部に直結されて外部へ開口する開口部を有し、前記下段機器コンパートメントの前記開口部と前記下段機器コンパートメントとが垂直方向に重なる部分を有し、前記分岐回路を構成する機器は、前記分岐回路毎に少なくとも遮断器とその遮断器に接続されるケーブルとを有し、前記遮断器は前記母線コンパートメントの前方に配置された上段及び下段の遮断器コンパートメントに収容され、前記ケーブルは前記母線コンパートメントの後方に配置された上段及び下段のケーブルコンパートンメントに収容され、
前記ケーブルコンパートメントに収容される前記ケーブルは、ケーブル引込部からケーブル端子までの途中において、少なくとも一箇所が支持金具によって前記ケーブルコンパートメントの壁面に支持されて前記ケーブルの外皮が接地されていることを特徴とするスイッチギヤ。
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