JP5448984B2

JP5448984B2 - ガス絶縁開閉装置

Info

Publication number: JP5448984B2
Application number: JP2010087095A
Authority: JP
Inventors: 敦夫日比野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-04-05
Filing date: 2010-04-05
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2030-04-05
Also published as: JP2011223659A

Description

本発明は、遮断器を含むガス絶縁開閉装置に関し、特にその耐震構造に関する。

従来のガス絶縁開閉装置は、遮断器動作時の床への衝撃を抑制するため、遮断器と床との間に防振ゴムを設け、鉛直方向の固有振動数を１０Ｈｚ以下に設定している（例えば特許文献１を参照）。

特開２００１−２８６０１号公報

しかしながら、地震波形の卓越周波数の多くは１０Ｈｚ以下であり、ガス絶縁開閉装置の鉛直方向の固有振動数と地震波形の卓越周波数とが一致することがあり得る。そして、地震発生時に実際に双方が一致した場合、ガス絶縁開閉装置には鉛直方向にも大きな加速度が印加される。すなわち、鉛直方向の加速度は水平方向の加速度より小さいものの、米国の耐震規格ＩＥＥＥ６９３においては鉛直方向の加速度は水平方向の加速度の８０％と規定されており、鉛直方向にもなお大きな加速度が発生する。その結果、従来のガス絶縁開閉装置では、遮断器と他の回線構成機器とを水平方向に接続するベローが大きく変形するという問題点があった。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、地震発生時において遮断器と他の回線構成機器とを接続するベローが大きく変形することを抑制することができるガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るガス絶縁開閉装置は、遮断器を含む各回線構成機器が基礎面上に設置され、前記遮断器と前記基礎面との間に防振装置が設置されるとともに、前記遮断器と少なくとも一の回線構成機器とが水平に配置されたベローを介して接続されたガス絶縁開閉装置であって、前記防振装置は、前記遮断器の下部に固定され、鉛直方向下方に延伸して、前記基礎面との間に配置された第１の弾性部材と当接して前記第１の弾性部材により上方へ押圧されるとともに、上方に配置された第２の弾性部材により下方へ押圧される柱状部材と、地震発生時に、前記柱状部材が鉛直方向の振動により所定の高さまで変位すると前記柱状部材の鉛直方向の移動を固定する固定機構と、を有する、ことを特徴とする。

この発明によれば、地震発生時において遮断器と他の回線構成機器とを接続するベローが大きく変形することを抑制することができる、という効果がある。

図１は、実施の形態に係るガス絶縁開閉装置の構成図である。図２は、防振装置の断面構成図であり、特に地震発生時以外の断面構成図である。図３は、防振装置の断面構成図であり、特に地震発生時の断面構成図である。図４は、地震発生時に遮断器が固定された場合のガス絶縁開閉装置の構成図である。図５は、実施の形態のガス絶縁開閉装置において、地震発生直後に遮断器をジャッキにより支えている状態の構成図である。図６は、実施の形態のガス絶縁開閉装置において、遮断器をジャッキにより定位置に移動させた状態の構成図である。

以下に、本発明に係るガス絶縁開閉装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置の構成図である。図１に示すように、本実施の形態のガス絶縁開閉装置は、平板状の遮断器ベース２０上に設置された遮断器１と、遮断器１に接続されるその他の回線構成機器２２と、遮断器１と回線構成機器２２とを水平方向に接続するベロー２１と、床２面上に設置され防振部としての構造を備えるとともに遮断器ベース２０を複数箇所で支持する防振装置３と、を備えている。また、遮断器１の下方における床２面上にはジャッキ４が配置されている。

本実施の形態では、遮断器１を含む各回線構成機器が基礎面としての例えば床２面上に設置されている。また、遮断器１は、複数の回線構成機器２２とそれぞれベロー２１を介して接続されていてもよい。

図２は、防振装置３の断面構成図であり、特に地震発生時以外の断面構成図である。防振装置３は、シリンダ５、軸部材６、ピストン７、防振ゴム９、ばね１０、ばね押さえ１１、ばね１２、シリンダ１４、ピストン１６、ピン１７、および例えばゴム製の粘弾性部材１８を備えている。また、防振装置３は複数個所に設けられ、例えば矩形の遮断器ベース２０を４箇所で支持する。

図２に示すように、有底筒状のシリンダ５がその底部３０を床２面上に配置しかつその中心軸を例えば鉛直方向にして設置されている。シリンダ５の底部３０には中心軸方向に貫通する穴部が設けられ、この穴部を貫通して床２に固定された軸部材６が鉛直上方に延伸するように立設されている。軸部材６は、底部３０を貫通した後、下方から上方へ向かって順に、防振ゴム９、ピストン７、遮断器ベース２０、粘弾性部材１８、ばね１０、およびばね押さえ１１を貫通する。

シリンダ５（第１のシリンダ）の内底面上には第１の弾性部材としての例えば防振ゴム９が配置されている。シリンダ５内には柱状部材であるピストン７（第１のピストン）が往復摺動可能に嵌入されている。また、ピストン７の上端部３１は遮断器ベース２０に固定され、従って、ピストン７と遮断器ベース２０と遮断器１とが一体として移動するよう構成されている。また、ピストン７の下端部３２は防振ゴム９に当接するように配置される。このように、ピストン７の下端面とシリンダ５の内底面との間に防振ゴム９が挟まれている。

ピストン７の上方における遮断器ベース２０の上部には粘弾性部材１８が配置されている。粘弾性部材１８の上部には、第２の弾性部材としての例えばばね１０が配置されている。ばね１０は上からばね押さえ１１により押さえられ、ばね押さえ１１は軸部材６に固定される。

このように、遮断器ベース２０およびピストン７は粘弾性部材１８を介したばね１０と防振ゴム９とにより上下から挟まれており、遮断器ベース２０およびピストン７に印加された鉛直方向の加速がばね１０、防振ゴム９の伸縮により緩和される構造であり、遮断器１の開閉操作に伴って発生する衝撃の緩和が図られている。

また、ピストン７の側面には、例えば全周に渡ってＶ溝状の凹部８が設けられている。

シリンダ５の側面には穴部１９が設けられている。また、有底筒状のシリンダ１４（第２のシリンダ）がその中心軸を例えば水平方向にしかつその開口部３３が穴部１９に連通するように位置を合わせてシリンダ５の側面に固定されている。

シリンダ１４内にはピストン１６（第２のピストン）が往復摺動可能に嵌入されるとともに、このピストン１６は、シリンダ１４とピストン１６との間（シリンダ１４の内底面上）に配置された第３の弾性部材としての例えばばね１２により、ピストン７の方向へ押圧されている。すなわち、図２では、ばね１２は水平方向に圧縮された状態にある。また、ピストン１６の先端部３４は開口部３３、穴部１９を介してピストン７の側面に当接している。ここで先端部３４は凹部８に嵌合するように断面Ｖ字形状である。

また、本実施の形態では、遮断器ベース２０およびピストン７を、粘弾性部材１８を介したばね１０と防振ゴム９とで挟み、この鉛直方向の固有振動数を１０Ｈｚ以下に設定する。換言すれば、固有振動数が１０Ｈｚ以下に設定されるようにばね１０と防振ゴム９の弾性定数が設定されている。

なお、穴部１９は、遮断器開閉動作に伴うピストン７の鉛直方向の往復動作範囲内での最高点におけるピストン７の凹部８の到達位置よりも上に設けられる。すなわち、遮断器開閉動作に伴う振動によって、ピストン７の凹部８が穴部１９の位置まで到達することがないように構造設計されている。

また、シリンダ１４の側面には、例えば長穴状の小判穴１５が設けられている。小判穴１５はシリンダ１４の中心軸方向をその長手方向とする。ピストン１６の後端部３５の側面にはピン１７が設けられ、このピン１７の先端は小判穴１５を挿通してシリンダ１４の外部に出ている。

次に、遮断器開閉時における防振装置３の動作について説明する。遮断器１の開閉動作に伴う衝撃は遮断器ベース２０およびピストン７に伝達されるが、遮断器ベース２０およびピストン７は粘弾性部材１８を介したばね１０と防振ゴム９とにより上下から挟まれ、遮断器１の鉛直方向の固有振動数は１０Ｈｚ以下に設定されているので、衝撃は吸収緩和され、床２への衝撃の伝達は抑制される。この際、ピストン７は、鉛直方向上方に往動しまたは鉛直方向下方へ復動するが、上記のように、遮断器操作時の衝撃によっては、ピストン７の凹部８が穴部１９の位置まで到達することはない。本実施の形態では、遮断器ベース２０、シリンダ５をばね１０、粘弾性部材１８と防振ゴム９で挟むことにより、鉛直方向の固有振動数を１０Ｈｚ以下に設定して、遮断器１の動作による衝撃の振動数よりも低くするとともに、粘弾性部材１８が変形し、遮断器１の振動エネルギーを熱エネルギーに変換することにより、遮断器動作時の床への衝撃を抑制する。

次に、地震発生時における防振装置３の動作について図１〜図３を参照して説明する。図３は、防振装置３の断面構成図であり、特に地震発生時の断面構成図である。地震波形の卓越周波数の多くは１０Ｈｚ以下であり、地震発生時には遮断器１の鉛直方向の固有振動数と地震波形の卓越周波数とが一致することがあり、この場合、遮断器１には鉛直方向に大きな加速度が印加される。以下、地震により鉛直方向に大きな加速度が印加された場合において、図３に示すように、遮断器ベース２０とともに（すなわち、遮断器１とともに）、ピストン７がシリンダ５内で上方に移動するが、ピストン７に全周に渡って設けられたＶ溝状の凹部８がシリンダ５に設けられた穴部１９の位置まで上昇すると、ピストン１６がばね１２により押圧されてシリンダ１４内をピストン７へ向かって移動し、ピストン１６の先端部３４がピストン７の凹部８に嵌る。これにより、ピストン７とともに遮断器１の鉛直方向の移動が固定されることから、ベロー２１での過大な変形が防止される。このように、シリンダ１４、ピストン１６、ばね１２は固定機構として作用する。

図４は、地震発生時に遮断器が固定された場合のガス絶縁開閉装置の構成図であり、図１と比較すると、遮断器ベース２０の高さが僅かに上昇した位置で遮断器１が固定されていることから、ベロー２１の変形が抑制されている。

なお、図３および図４に示されるピストン１６により遮断器１が鉛直方向に固定された状態から図１および図２に示されるように遮断器１のピストン１６による拘束を解除する際は、図５に示すようにジャッキ４を上昇させ、ジャッキ４の上部を遮断器１に当てて遮断器１を支えた後、ピン１７をシリンダ１４の底面側に引き戻すことにより固定を解除してピストン１６を元の位置（図２参照）に戻す。次に、図６に示すようにジャッキ４を下降させることにより、遮断器１を静かに元に位置に降ろすことができる。

このように、本実施の形態によれば、ばね１０、粘弾性部材１８、および防振ゴム９を用いて遮断器１の鉛直方向の固有振動数を１０Ｈｚ以下に設定することにより、遮断器開閉時に発生する床２への衝撃力を抑制するとともに、地震発生時に、遮断器１の鉛直方向の固有振動数と地震波形の鉛直方向の卓越周波数とが一致した場合においても、ピストン１６により遮断器１の鉛直方向の往動（上方への移動）を固定し、遮断器１と回線構成機器２２とを接続するベロー２１が大きく変形することを抑制することができる。

本発明は、地震発生時にベローが大きく変形することを抑制することができる防振装置を備えたガス絶縁開閉装置として有用である。

１遮断器
２床
３防振装置
４ジャッキ
５シリンダ
６軸部材
７ピストン
８凹部
９防振ゴム
１０，１２ばね
１１ばね押さえ
１４シリンダ
１５小判穴
１６ピストン
１７ピン
１８粘弾性部材
１９穴部
２０遮断器ベース
２１ベロー
２２回線構成機器
３０底部
３１上端部
３２下端部
３３開口部
３４先端部
３５後端部

Claims

遮断器を含む各回線構成機器が基礎面上に設置され、前記遮断器と前記基礎面との間に防振装置が設置されるとともに、前記遮断器と少なくとも一の回線構成機器とが水平に配置されたベローを介して接続されたガス絶縁開閉装置であって、
前記防振装置は、
前記遮断器の下部に配置された遮断器ベースに固定され、鉛直方向下方に延伸して、前記基礎面との間に配置された第１の弾性部材と当接して前記第１の弾性部材により上方へ押圧されるとともに、前記遮断器ベース上に配置された第２の弾性部材により下方へ押圧される第１の柱状部材と、
地震発生時に、前記第１の柱状部材が鉛直方向の振動により所定の高さまで変位すると、水平に配置された第２の柱状部材を前記第１の柱状部材側に移動させ、当該第２の柱状部材の先端部を前記第１の柱状部材の側面に設けられた凹部に嵌合させることで、前記第１の柱状部材の鉛直方向の移動を固定する固定機構と、
を有する、
ことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
遮断器を含む各回線構成機器が基礎面上に設置され、前記遮断器と少なくとも一の回線構成機器とが水平に配置されたベローを介して接続されたガス絶縁開閉装置であって、
前記遮断器の下部に配置された遮断器ベースに固定され、鉛直方向下方に延伸するとともに、その下端から所定の高さのところの側面に周方向にわたって凹部が設けられた第１のピストンと、
その底部を前記基礎面上に配置して鉛直に立設され、前記第１のピストンが摺動可能に嵌入されるともに、前記凹部の位置よりも高いところの側面に穴部が設けられた第１のシリンダと、
この第１のシリンダの内底面上に配置され、前記第１のピストンの下端部と当接して前記第１のピストンを上方へ押圧する第１の弾性部材と、
前記第１のシリンダの上方における前記遮断器ベース上に配置され、前記第１のピストンを下方へ押圧する第２の弾性部材と、
水平に配置されるとともに前記第１のシリンダの側面に設けられた穴部にその開口部が連通するように位置を合わせて前記第１のシリンダの側面に取り付けられた第２のシリンダと、
この第２のシリンダに摺動可能に嵌入されるともに、前記第２のシリンダの内底面上に配置された第３の弾性部材により前記第１のピストン側に押圧されて、前記第２のシリンダの先端部が前記穴部を介して前記第１のピストンの側面に当接している第２のピストンと、
を備え、
地震発生時に、前記第１のピストンが鉛直方向の振動により上方へ変位して前記凹部が前記穴部の高さまで達すると、前記第３の弾性部材により押圧された前記第２のピストンが前記第１のピストン側に移動し、前記第２のシリンダの先端部が前記穴部を挿通して前記凹部に嵌合し、前記第１のピストンの鉛直方向の移動を固定することを特徴とするガス絶縁開閉装置。
前記穴部は、前記遮断器の開閉動作に伴う前記第１のピストンの鉛直方向の往復動作範囲内での最高点における前記凹部の到達位置よりも上に設けられることを特徴とする請求項２に記載のガス絶縁開閉装置。
前記第２のシリンダの側面には前記第２のピストンの移動方向を長手方向とする長穴が設けられ、前記第２のピストンの側面には前記長穴を挿通してその先端が前記第２のシリンダの外部に出たピンが設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のガス絶縁開閉装置。
前記第２のピストンの先端部が前記穴部を挿通して前記凹部に嵌合し、前記第２のピストンが前記第１のピストンの鉛直方向の移動を固定した状態において、前記遮断器ベースの下方の前記基礎面上に配置されたジャッキにより前記遮断器ベースを介して前記遮断器が支えられた後に、前記ピンが前記第２のシリンダの底面側に引き戻されることにより前記第２のピストンによる前記第１のピストンの固定が解除されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
前記第１の弾性部材はゴムであり、前記第２および第３の弾性部材はそれぞればねであることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
前記遮断器ベースと前記第２の弾性部材との間には粘弾性部材が配置されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。