JP5591721B2 - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、絶縁媒体としてＳＦ_６ガスなどの絶縁ガスを密閉金属容器内に封入したガス絶縁開閉装置に関する。

従来のガス絶縁開閉装置では、本体機器部と制御盤を一括で輸送及び据付可能とした技術が既に確立されている。すなわち、従来のガス絶縁開閉装置は、本体機器部、制御用ケーブル及び制御盤を含めたユニット寸法がトレーラやトラックなどの輸送機器における積載スペースの限度内に納まるようになっている。

その結果、一括輸送可能なガス絶縁開閉装置の現地工事では、制御用ケーブルの配線接続作業、確認試験が不要となり、従来比で工事工程を半分以下にすることが可能となる。このように本体機器部と制御盤を一括して輸送することで、現地での配線作業を省略することは、現地における工事費を大幅に削減するために必要不可欠な条件である。

図３は一般的に適用される二重母線構成のガス絶縁開閉装置を示す単線結線図である。図４は図３のガス絶縁開閉装置を示す側面図である。

図３及び図４に示すように、本体機器部１Ａは、主母線機器部４、遮断器２、計器用変流器２５，２６及び線路用機器部７を備えている。

主母線機器部４は、２本の主母線５にそれぞれ主母線用断路器６が接続され、これらの主母線用断路器６が計器用変流器２６に接続されている。この計器用変流器２６は、遮断器２、計器用変流器２５を介して線路用機器部７の線路用断路器８に接続されている。線路用機器部７は、線路用断路器８、計器用変圧器９及び電力ケーブルヘッド１０を備えている。また、主母線機器部４は、接地開閉器２７を、線路用機器部７は、接地開閉器２８，２９を、それぞれ備えている。

具体的には、図４に示すように計器用変流器２６は、遮断器２の一側の下部に接続されている。この遮断器２の一側と反対側の他側の上部には、計器用変流器２５が接続されている。この計器用変流器２５には、同軸方向に線路用断路器８、電力ケーブルヘッド１０及び計器用変圧器９が順に接続されている。

また、図４に示すように遮断器２は、遮断器操作機構３上に設置されている。主母線用断路器６には、断路器操作機構１１が取り付けられている。制御盤３０は、断路器操作機構１１から一定間隔をおいて設置されている。この制御盤３０は、制御用ケーブル３１を通して遮断器操作機構３に接続されている。

このように２本の主母線５が遮断器２を経由し、そして計器用変圧器２５を介して外部線路へ接続される回路構成は、国内外各電力会社で共通になっている。

さらに、近年の機器仕様合理化や機器縮小化技術の進展により、２４０／３００ｋＶクラスの基幹系統向けのガス絶縁開閉装置でも、本体機器部、制御盤及び制御用ケーブルを一括して現地まで輸送可能な機器の開発が行われている。

例えば、特許文献１に記載された技術では、ガス絶縁開閉装置でも主要機器、制御盤及び制御用ケーブルを一括して現地まで輸送可能とし、トレーラによる一括輸送を可能としたものである。この技術では、変電設備を構成する機器の輸送費用及び輸送時間、現地据付時における作業費用及び作業時間をそれぞれ削減している。

特開２００８−３０１６９０号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された技術は、送電線路あるいは変圧器側は、断路器、計器用変流器又は計器用変圧器までを共通ベースで輸送するものであり、電力ケーブルヘッドまでを含めて輸送するものではなかった。

近年、電力ケーブルは、プラグインタイプのものが開発されており、このタイプの電力ケーブルは、ガスの給排気を行わずに接続可能としたものである。したがって、上記電力ケーブルヘッドまでを一括で組み立てて輸送することが可能になれば、現地据付時での組立作業が不要になる分、品質面の向上が期待できる。

また、図４に示すように通常遮断器２の保守及び点検、事故時の分解及び組立作業性を考慮すると、機器構成としては、ガス絶縁開閉装置の主母線機器部４の端部に遮断器２を配置し、この遮断器２の側部に十分な作業用空間を確保することが必要である。

しかしながら、遮断器２側に制御盤３０を配置し、かつ回線長さ方向を短縮するためには、例えば制御盤３０の底面に車輪などの転動部材を取り付け、遮断器２側に対して制御盤３０を移動可能に構成するなどの工夫が必要であった。

本発明は上述した事情を考慮してなされたものであり、電力ケーブルヘッドを含む本体機器部と制御盤との一括輸送を実現し、現地据付時の作業の簡略化及び作業時間の短縮化を図ることのできるガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。

上記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、絶縁媒体として絶縁ガスを封入した密閉金属容器内に、遮断器、主母線用断路器及び主母線を設けた主母線機器部、線路用断路器及び電力ケーブルヘッドを設けた線路用機器部を有する本体機器部と、前記本体機器部と制御用ケーブルによって接続され、かつ前記本体機器部に設けられた各機器を制御する制御盤とを備えるガス絶縁開閉装置であって、前記遮断器は、軸を鉛直方向として設置されるとともに、前記主母線機器部が接続される第１の口出し部と、前記線路用機器部が接続される第２の口出し部とを備え、前記第２の口出し部の水平面からの高さが前記第１の口出し部より高く、かつ前記第１、第２の口出し部が同一方向を向くように形成され、前記制御盤は、水平面上に配置される架構に固定され、かつ主母線方向の幅が前記遮断器の主母線方向の幅より狭いことを特徴とする。
また、本発明に係るガス絶縁開閉装置は、絶縁媒体として絶縁ガスを封入した密閉金属容器内に、遮断器、主母線用断路器及び主母線を設けた主母線機器部、線路用断路器及び電力ケーブルヘッドを設けた線路用機器部を有する本体機器部と、前記本体機器部と制御用ケーブルによって接続され、水平面上に配置される架構に固定され、かつ前記本体機器部に設けられた各機器を制御する制御盤と、を備えるガス絶縁開閉装置であって、前記遮断器は、軸を鉛直方向として設置されるとともに、前記主母線機器部が接続される第１の口出し部と、前記線路用機器部が接続される第２の口出し部とを備え、前記第２の口出し部の水平面からの高さが前記第１の口出し部より高く、かつ前記第１、第２の口出し部が同一方向を向くように形成され、前記架構の上面に銅バーを配設し、前記本体機器部と複数個所で接地線を介して接続したことを特徴とする。
さらに、本発明に係るガス絶縁開閉装置は、絶縁媒体として絶縁ガスを封入した密閉金属容器内に、遮断器、主母線用断路器及び主母線を設けた主母線機器部、線路用断路器及び電力ケーブルヘッドを設けた線路用機器部を有する本体機器部と、前記本体機器部と制御用ケーブルによって接続され、水平面上に配置される架構に固定され、かつ前記本体機器部に設けられた各機器を制御する制御盤と、を備えるガス絶縁開閉装置であって、前記遮断器は、軸を鉛直方向として設置されるとともに、前記主母線機器部が接続される第１の口出し部と、前記線路用機器部が接続される第２の口出し部とを備え、前記第２の口出し部の水平面からの高さが前記第１の口出し部より高く、かつ前記第１、第２の口出し部が同一方向を向くように形成され、前記架構の端部に前記遮断器を横方向にずらして取り外せるスペースを設けたことを特徴とする。

本発明に係るガス絶縁開閉装置の一実施形態を示す側面図である。 図１の電力ケーブルヘッドの設置状態を示す立面図である。 一般的に適用される二重母線構成のガス絶縁開閉装置を示す単線結線図である。 図３のガス絶縁開閉装置を示す側面図である。

以下に、本発明に係るガス絶縁開閉装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。

なお、図１及び図２を通して従来の構成と同一又は対応する部分には、同一の符号を付して説明する。また、以下の実施形態では、電力ケーブルヘッドが相分離形で構成されたガス絶縁開閉装置に適用した場合について説明する。

（一実施形態）
（構成）
図１は本発明に係るガス絶縁開閉装置の一実施形態を示す側面図である。

図１に示すように、本実施形態のガス絶縁開閉装置は、本体機器部１と、制御盤３０と、これら本体機器部１と制御盤３０を接続する制御用ケーブル３１と、から大略的に構成されている。

本体機器部１は、Ｈ形鋼などの形材から格子状に組み立てられた架構２０を有している。この架構２０は、地面に接触するベース部であり、上面に銅バー１５が部分的に敷設されている。また、架構２０は、本体機器部１の遮断器操作機構３及び制御盤３０を直接支持している。

本体機器部１は、絶縁媒体としてＳＦ_６ガスなどの絶縁ガスを封入した密閉金属容器内に遮断器２、主母線用断路器６、主母線５、計器用変流器２５，２６、計器用変圧器９及び電力ケーブルヘッド１０を備えている。

遮断器操作機構３上には、軸を鉛直方向とした遮断器２が設置されている。この遮断器２は、口出し部（分岐部）２ａ，２ｂが上下に２つ形成され、これらの２つの口出し部２ａ，２ｂが同一方向を向いている。すなわち、口出し部（第２の口出し部）２ｂは、水平面からの高さが口出し部（第１の口出し部）２ａより高い位置に設けられている。

遮断器２の下部の口出し部２ａには、水平方向に計器用変流器２６を介して主母線機器部４が接続されている。この主母線機器部４は、主母線５と、主母線用断路器６を備えている。

主母線機器部４と架構２０との間には、断路器操作機構１１の高さの分だけ主母線用断路器６が二点鎖線で示すように取外し可能な空間を有している。換言すれば、口出し部２ａの高さは、主母線用断路器６を鉛直下部に取り外す際に主母線５と干渉しない寸法としている。

一方、遮断器２の上部の口出し部２ｂには、水平方向に計器用変成器２５を介して線路用機器部７が接続されている。この線路用機器部７は、線路用断路器８、計器用変圧器９及び電力ケーブルヘッド１０を備えている。

したがって、遮断器２と、遮断器２の下部に取り付けられた主母線機器部４と、遮断器２の上部に取り付けられた線路用機器部７は、全体として側面視で反時計方向に９０度回転させたＵ字状に形成されている。

電力ケーブルヘッド１０は、相分離形で構成され、プラグインタイプの電力ケーブル１０ａが接続されている。したがって、電力ケーブル１０ａは、機器のガスを給排気することなく電力ケーブルヘッド１０に接続可能となっている。

また、電力ケーブルヘッド１０は、主母線機器部４の前面（図１の左側）に配置されている。電力ケーブル１０ａは、架構２０に設けられたトレイ１８における図示しない開口部を通して引き出している。この電力ケーブル１０ａは、三相共に鉛直方向に導出することも可能であるが、本実施形態では、図２に示すように三相のうち、両端相をトレイ１８の開口部に下降するに従って徐々に中相に近づくように鉛直方向に対して角度αが例えば１０度となるように傾斜させている。これら三相の電力ケーブル１０ａは、トレイ１８の１箇所の開口部にケーブル三相分を挿通させるようにしている。そして、電力ケーブル１０ａは、図示しない送電線路あるいは変圧器に接続されている。

なお、本実施形態では、電力ケーブル１０ａの両端相を鉛直方向に対して１０度傾斜させるようにしたが、必ずしも、この角度に限定することなく、５度〜１０度の範囲であればよい。要するに、各相の電力ケーブル１０ａのフランジ１０ｂが接触しないような角度であれば、上記の範囲以外の角度であってもよい。また、電力ケーブル１０ａは、線路用断路器８に対する電力ケーブルヘッド１０の取付角度を変更させることで、鉛直方向に対して傾斜させることが可能となる。

制御盤３０は、主母線機器部４及び線路用機器部７を挟んで遮断器２に対向する位置に設置されている。したがって、制御盤３０は、図１において遮断器２−主母線機器部４−電力ケーブルヘッド１０−制御盤３０の位置関係になっている。また、制御盤３０は、図２に示すように主母線５方向の幅寸法Ｚが遮断器２の主母線５方向の回線幅Ａより約５００ｍｍ以上短くなるように、架構２０の幅方向中心付近に設置されている。

また、制御盤３０は、制御用ケーブル３１を介して遮断器操作機構３と接続されている。この制御ケーブル３１は、架構２０内のトレイ１８を通して予め製品出荷前に配設されている。

一方、主母線機器部４の端部には、主母線用断路器６、線路用断路器８を操作するための断路器操作機構１１が配置されている。この断路器操作機構１１は、下面が制御盤３０の上面に接するように配置されている。断路器操作機構１１は、制御盤３０と接する面には、スライド開閉可能な開口部が設けられており、通常は開状態としておき、制御ケーブル３１を通せるようにしている。

また、断路器操作機構１１は、操作用の連結ロッド３２を介して主母線用断路器６、線路用断路器８と接続されている。断路器操作機構１１は、図示しない駆動モータが内蔵され、この駆動モータを駆動することにより、その駆動力が連結ロッド３２を介して主母線用断路器６、線路用断路器８に伝達され、これら主母線用断路器６、線路用断路器８の開閉操作を行うように構成されている。

ガス監視装置１２は、制御盤３０の制御面近傍であって、制御盤３０の上部側面に取り付けた支持板３３上に配置されている。ガス監視装置１２は、各機器の絶縁ガス圧力などを監視することができるように配管１３により各機器と接続されている。

架構２０には、四隅に各機器と一体で吊りワイヤー２１により吊り上げ可能とするために吊り穴１４が設けられている。上記のように架構２０の上面には、銅バー１５が敷設され、この銅バー１５に接地線１６が接続されている。この接地線１６は、本体機器部１の各機器に取り付けられた接地端子２２と接続されている。また、架構２０には、接地端子２３が取り付けられ、この接地端子２３が接地線２４と接続されている。したがって、各機器の接地電流は、順に接地端子２２、接地線１６、銅バー１５、架構２０、接地端子２３及び接地線２４を経て流れることになる。

なお、遮断器２の口出し部２ａ，２ｂ側と反対側には、架構２０の端部を延長してスペース１９が設けられ、このスペース１９を用いて現地据付後であっても遮断器２を水平（横）方向にずらして外せるようにしている。

その他、主母線機器部４の下方の重心近傍には、輸送時の本体機器部１に対する衝撃度を記録する電子式の衝撃記録装置１７が取り付けられている。

（作用及び効果）
本実施形態では、本体機器部１と制御盤３０を制御用ケーブル３１によって予め接続していることにより、電力ケーブルヘッド１０まで配線した状態で本体機器部１を現地まで輸送することが可能になる。これにより、工場出荷時に発生する制御用ケーブル３１を切離する作業工程及び作業費と、現地工事における制御用ケーブル３１の再接続分の作業工程及び作業費を削減することができ、工場と現地における双方の工事工程を短縮することができる。

また、本実施形態では、制御盤３０を含めた送電線路接続方向の長さ、具体的には、図４に示す制御盤３０を含めた機器本体部１Ａの寸法Ｙに対し、本実施形態は、線路用機器部７を折り返して機器本体部１を側面視Ｕ字状に形成することにより、図１に示す機器本体部１の寸法Ｘを約１／２にまで縮小することが可能である。

因みに、本実施形態は、主母線機器部４が接続される口出し部２ａと、線路用機器部７が接続される口出し部２ｂを同一方向であって、口出し部２ｂの水平面からの高さを口出し部２ａより高く形成したことにより、図４に示す機器本体部１Ａに対して線路用機器部７を折り返し、機器本体部１を側面視Ｕ字状に形成することになる。

さらに、本実施形態では、制御盤３０へのアクセス性を損なわず、遮断器２の事故時にスペース１９を利用して遮断器２を取外し可能とすることにより、遮断器２の巡視点検性に優れ、かつ現地据付時の配線が不要になる。

そして、本実施形態では、制御盤３０の主母線方向の幅寸法Ｚを架構２０の回線幅（遮断器２の主母線方向の幅）Ａより５００ｍｍ以上狭くすることにより、主母線機器部４への通路を確保することができ、電力ケーブルヘッド１０への作業員のアクセスが容易になる。

本実施形態では、断路器操作機構１１の底面を制御盤３０と共有することにより、制御用ケーブル３１の配線が不要になる。

また、本実施形態は、主母線機器部４の下方に主母線用断路器６を取り外すための空間を設けたことにより、主母線用断路器６の交換作業性を確保している。

電力ケーブルヘッド１０は、三相のうち両端相が中相側に鉛直方向から５〜１０度程度傾けることにより、架構２０に設ける開口部の幅を機器から決定される回線幅Ａより狭くできるので、余分なスペースを追加する必要がなくなる。さらに、電力ケーブル１０ａをプラグインタイプの接続形態とすることにより、現地でのガス給排気の作業が不要になり、その分品質の向上及び作業時間の短縮化が図れる。

そして、本実施形態は、ガス監視装置１２を制御盤３０の制御面近傍に配置することで、制御盤３０の幅を回線幅より狭くしたスペースを有効活用することができ、かつガス監視作業を集中して行うことが可能になる。

本実施形態は、架構２０内のスペースあるいは架構２０の上面を利用してトレイ１８、銅バー１５を設けることで、現地での配線や接地線作業を省略することができる。

本実施形態は、架構２０の中央重心点の近傍に輸送時の電子式衝撃記録装置１７を設けることで、輸送時の振動加速度の評価を架構２０の端部に配置したときより正確に実施することが可能になる。

このように本実施形態によれば、工場出荷時の本体機器部１、制御盤３０及び制御用ケーブル３１の配置関係、相互間の接続構造を工夫し、制御用ケーブル３１を接続したまま移動可能とし、現地工事工程及び製品出荷準備工程を短縮することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明を電力ケーブルヘッドが相分離形で構成されたガス絶縁開閉装置に適用した場合について説明したが、これに限らず一つのガス容器に三相の主回路を収納した三相一括器にも適用することも可能である。

１…本体機器部、２…遮断器、２ａ…口出し部（第１の口出し部）、２ｂ…口出し部（第２の口出し部）、３…遮断器操作機構、４…主母線機器部、５…主母線、６…主母線用断路器、７…線路用機器部、８…線路用断路器、９…計器用変圧器、１０…電力ケーブルヘッド、１０ａ…電力ケーブル、１０ｂ…フランジ、１１…断路器操作機構、１２…ガス監視装置、１３…配管、１４…吊り穴、１５…銅バー、１６…接地線、１７…電子式衝撃記録装置、１８…トレイ、１９…スペース、２０…架構（ベース部）、２１…吊りワイヤー、２２…接地端子、２３…接地端子、２４…接地線、２５…計器用変流器、２６…計器用変流器、２７…接地開閉器、２８…接地開閉器、２９…接地開閉器、３０…制御盤、３１…制御用ケーブル、３２…連結ロッド、３３…支持板

Claims (9)

1. 絶縁媒体として絶縁ガスを封入した密閉金属容器内に、遮断器、主母線用断路器及び主母線を設けた主母線機器部、線路用断路器及び電力ケーブルヘッドを設けた線路用機器部を有する本体機器部と、
   前記本体機器部と制御用ケーブルによって接続され、かつ前記本体機器部に設けられた各機器を制御する制御盤と、
   を備えるガス絶縁開閉装置であって、
   前記遮断器は、軸を鉛直方向として設置されるとともに、前記主母線機器部が接続される第１の口出し部と、前記線路用機器部が接続される第２の口出し部とを備え、
   前記第２の口出し部の水平面からの高さが前記第１の口出し部より高く、かつ前記第１、第２の口出し部が同一方向を向くように形成され、
   前記制御盤は、水平面上に配置される架構に固定され、かつ主母線方向の幅が前記遮断器の主母線方向の幅より狭いことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 絶縁媒体として絶縁ガスを封入した密閉金属容器内に、遮断器、主母線用断路器及び主母線を設けた主母線機器部、線路用断路器及び電力ケーブルヘッドを設けた線路用機器部を有する本体機器部と、
   前記本体機器部と制御用ケーブルによって接続され、水平面上に配置される架構に固定され、かつ前記本体機器部に設けられた各機器を制御する制御盤と、
   を備えるガス絶縁開閉装置であって、
   前記遮断器は、軸を鉛直方向として設置されるとともに、前記主母線機器部が接続される第１の口出し部と、前記線路用機器部が接続される第２の口出し部とを備え、
   前記第２の口出し部の水平面からの高さが前記第１の口出し部より高く、かつ前記第１、第２の口出し部が同一方向を向くように形成され、
   前記架構の上面に銅バーを配設し、前記本体機器部と複数個所で接地線を介して接続したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
3. 絶縁媒体として絶縁ガスを封入した密閉金属容器内に、遮断器、主母線用断路器及び主母線を設けた主母線機器部、線路用断路器及び電力ケーブルヘッドを設けた線路用機器部を有する本体機器部と、
   前記本体機器部と制御用ケーブルによって接続され、水平面上に配置される架構に固定され、かつ前記本体機器部に設けられた各機器を制御する制御盤と、
   を備えるガス絶縁開閉装置であって、
   前記遮断器は、軸を鉛直方向として設置されるとともに、前記主母線機器部が接続される第１の口出し部と、前記線路用機器部が接続される第２の口出し部とを備え、
   前記第２の口出し部の水平面からの高さが前記第１の口出し部より高く、かつ前記第１、第２の口出し部が同一方向を向くように形成され、
   前記架構の端部に前記遮断器を横方向にずらして取り外せるスペースを設けたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
4. 前記制御盤は、前記主母線機器部及び前記線路用機器部を挟んで前記遮断器に対向する位置に設置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のガス絶縁開閉装置。
5. 前記主母線機器部の端部には、前記主母線用断路器及び前記線路用断路器を操作する断路器操作機構が配置され、その下面が前記制御盤の上面に接していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のガス絶縁開閉装置。
6. 前記主母線機器部の下方には、前記主母線用断路器を取り外すための空間が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のガス絶縁開閉装置。
7. 前記電力ケーブルヘッドが相分離形で構成され、この電力ケーブルヘッドに接続される電力ケーブルは、三相のうち両端相が中相側に傾斜していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のガス絶縁開閉装置。
8. 前記電力ケーブルヘッドに対して前記電力ケーブルをプラグイン接続としたことを特徴とする請求項７に記載のガス絶縁開閉装置。
9. 前記架構は、前記制御用ケーブル通線用のトレイを有していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のガス絶縁開閉装置。