JP5676829B1

JP5676829B1 - スイッチギヤ

Info

Publication number: JP5676829B1
Application number: JP2014538030A
Authority: JP
Inventors: 吉田　忠広; 忠広吉田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2034-06-06
Also published as: US9825438B2; US20170040779A1; JPWO2015186244A1; EP3154141B1; WO2015186244A1; EP3154141A4; EP3154141A1; CN106415958B; CN106415958A; DK3154141T3

Abstract

複数のケーブルコンパートメントの内部を相互に連通させるダクトと、複数のケーブルコンパートメントのうちの何れかのケーブルコンパートメントの内部に高圧ガスが発生したとき、前記ダクトに所定方向にのみ前記高圧ガスを流通させるガス流通方向規制装置とを備え、スイッチギヤの外形寸法を大きくすることなく、ケーブルコンパートメント内での内部事故に対応して、高圧ガスをスイッチギヤの所定部位から外部へ放出可能とする。

Description

この発明は、受変電設備に用いられるスイッチギヤに関するものである。

スイッチギヤ装置は、通常、外部の電源に接続される母線と、負荷に接続されるケーブルと、母線とケーブルとの間に接続された開閉器等の開閉装置であるスイッチギヤ本体とが、夫々仕切られたコンパートメント内に収納されている。このように構成されるスイッチギヤに於いて、スイッチギヤの内部事故時に発生するホットガスを安全に決められた方向に噴出させるため、母線、ケーブル、スイッチギヤ本体を収納するコンパートメント、及び他のコンパートメントにホットガス放出手段、即ち放出経路及び放出構造を配設し、このホットガス放出手段により、内部事故時に発生するホットガスを隣接するコンパートメント、及び／又は、隣接する他のスイッチギヤのコンパートメントへ意図的に流出させる方式を採用した従来の装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。

オーストラリア特許出願ＡＵ２０１３２０１０８３Ａ１

前述のような従来のスイッチギヤの場合、１つのスイッチギヤの中で、ケーブルを収納するケーブルコンパートメントが開閉器を収納する高電圧コンパートメントの前又は後等の離れた箇所に複数配設され、隣接したコンパートメントがない場合には、何れのケーブルコンパートメント内で発生した高圧ガスであるホットガスも外部へ放出させる手段をケーブルコンパートメントの外部に設ける必要があり、スイッチギヤの外形寸法が大きくなるという課題が存在する。

この発明は、従来のスイッチギヤに於ける前述のような課題を解決するためになされたもので、外形寸法を大きくすることなく、ケーブルコンパートメント内での内部事故に対応することができるスイッチギヤを提供することを目的とするものである。

この発明によるスイッチギヤは、
絶縁性ガスを封入した密閉容器内に、少なくとも開閉器と前記開閉器に接続される導体とを収納した高電圧コンパートメントと、
前記開閉器を操作する操作機構を収納した操作機構コンパートメントと、
前記開閉器を制御する制御器具を収納した制御箱と、
前記高電圧コンパートメントを支持する架台と、
前記導体に接続されるケーブルを夫々収納し、互いに分離して配置された複数のケーブルコンパートメントと、
を備えたスイッチギヤであって、
前記複数のケーブルコンパートメントの内部を相互に連通させるダクトと、
前記複数のケーブルコンパートメントのうちの何れかのケーブルコンパートメントの内部に高圧ガスが発生したとき、前記ダクトに所定方向にのみ前記高圧ガスを流通させるガス流通方向規制装置と、
を備えたことを特徴とするものである。

この発明によるスイッチギヤによれば、複数のケーブルコンパートメントの内部を相互に連通させるダクトと、前記複数のケーブルコンパートメントのうちの何れかのケーブルコンパートメントの内部に高圧ガスが発生したとき、前記ダクトに所定方向にのみ前記高圧ガスを流通させるガス流通方向規制装置とを備えているので、スイッチギヤの外形寸法を大きくすることなく、複数のケーブルコンパートメントに対する内部事故対応が可能となる。

この発明の実施の形態１によるスイッチギヤを示す六面図で、（ａ）は正面、（ｂ）は左側面、（ｃ）は右側面、（ｄ）は上面、（ｅ）は底面、(ｆ)は背面、を夫々示している。この発明の実施の形態１によるスイッチギヤの逆止板を示す平面図である。この発明の実施の形態２によるスイッチギヤのダクトを、その延びる方向に切断して示す断面図である。この発明の実施の形態２によるスイッチギヤの遮蔽板を示す平面図である。この発明の実施の形態３によるスイッチギヤのダクトを、その延びる方向に切断して示す断面図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１によるスイッチギヤについて、図に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態１によるスイッチギヤを示す六面図で、（ａ）は正面、（ｂ）は左側面、（ｃ）は右側面、（ｄ）は上面、（ｅ）は底面、(ｆ)は背面、を夫々示している。図１に示すスイッチギヤ１００は、高電圧コンパートメント２と、第１の操作機構コンパートメント３と、第２の操作機構コンパートメント４と、制御箱５と、架台６ａ、６ｂと、第１のケーブルコンパートメント１１と、第２のケーブルコンパートメント１２と、第３のケーブルコンパートメント１３とを備えている。

高電圧コンパートメント２は、絶縁性ガスとともに封入した密閉容器により構成され、遮断器や断路器等の開閉装置であるスイッチギヤ本体（図示せず）と、そのスイッチギヤ本体に接続する導体（図示せず）と、ブッシングとを収納している。高電圧コンパートメント２内に収納されたブッシングは、高電圧コンパートメントを貫通して高電圧コンパートメント内の導体と接続されたケーブルに接続されている。

第１の操作機構コンパートメント３、及び第２の操作機構コンパートメント４は、高電圧コンパートメント２内に収納されたスイッチギヤ本体を操作する操作機構を収納している。制御箱５は、第１の操作機構コンパートメント３と第２の操作機構コンパートメント４内に収納された操作機構等を制御する制御器具一式を収納している。架台６ａ、６ｂは、高電圧コンパートメント２を支持している。第１のケーブルコンパートメント１１と、第２のケーブルコンパートメント１２と、第３のケーブルコンパートメント１３は、夫々、ケーブル接続ブッシングとそれに接続されたケーブルを覆うように設けられている。

第１のケーブルコンパートメント１１は、高電圧コンパートメント２の一方の側面に配設されている。第２のケーブルコンパートメント１２は、高電圧コンパートメント２の前面に配設されている。第３のケーブルコンパートメント１３は、高電圧コンパートメント２の他方の側面に配設され、高電圧コンパートメント２の他方の側面に於いてスイッチギヤの底部から上面まで延びるように構成されている。

第１のダクト１４は、一端が接続部３１を介して第１のケーブルコンパートメント１１に接続され、他端が接続部３３を介して第３のケーブルコンパートメント１３に接続されている。第２のダクト１５は、一端が接続部３４を介して第２のケーブルコンパートメント１２に接続され、他端が接続部３２を介して第１のダクト１４に接続されている。第１のダクト１４及び第２のダクト１５は、高電圧コンパートメント２の下方に配設され、架台６ａ、６ｂとの干渉を避けた位置に配設されており、ホットガスによる圧力上昇を抑制するため、可能な範囲で断面積を大きく確保できるよう構成されている。

第１のダクト１４の一端と第１の１コンパートメント１１との接続部３１には、矢印Ａ方向へのホットガスの流出を可能とするが、その逆方向へのホットガスの流出を阻止する後述の逆止板が配置されている。又、第１のダクト１４の他端と第３のコンパートメント１３との接続部３３には、矢印Ｂ方向へのホットガスの流出を可能とするが、その逆方向へのホットガスの流出を阻止する後述の逆止板が配置されている。更に、第１のダクト１４と第２のダクト１５との接続部３２には、矢印Ｃ方向へのホットガスの流出を可能とするが、その逆方向へのホットガスの流出を阻止する後述の逆止板が配置されている。

図２は、この発明の実施の形態１によるスイッチギヤの逆止板を示す断面図である。図２に於いて、逆止板３４は鉄、ステンレス若しくはアルミニウムの平板で構成されており、第１のダクト１４の一端と第１の１コンパートメント１１との接続部３１に於ける接続穴３５を塞ぐように、その接続穴３５よりも大きく形成されている。そして、この逆止板３４は、第１のダクト１４側から接続穴３５の周縁に当接して接続穴３５を閉塞するように、接続穴３５の周縁の一部に対向する一辺がボルト３６により接続穴３５の周縁の一部に固定されている。その結果、第１のコンパートメント１１内で発生したホットガスは、逆止板３４を第１のダクト１４の方向に撓ませて接続穴３５の周縁から逆止板３４を離反させることで接続穴３５を開放させ、第１のダクト１４側に図１に示す矢印Ａの方向に流出することができる。しかし、逆止板３４が接続穴３５の周縁に当接する方向である反矢印Ａ方向には逆止板３４撓ませることができないので、第１のダクト１４側にホットガスが存在しても接続穴３５を開放させることができず、ホットガスは第１のダクト１４側から第１のコンパートメント１１側には流出することができない。

同様に、逆止板３４は、第１のダクト１４の他端と第３の１コンパートメント１３との接続部３３に於ける接続穴３５を塞ぐように、その接続穴３５よりも大きく形成されている。そして、この逆止板３４は、第３のコンパートメント１３側から接続穴３５を閉塞するように、接続部３３の接続穴３５の周縁の一部に対向する一辺がボルト３６、３７、３８、３９により、接続穴３５の周縁の一部に固定されている。

その結果、第３のコンパートメント１３内で発生したホットガスは、逆止板３４を第１のダクト１４の方向に撓ませることができないので第１のダクト１４側に流出することが阻止され、第３のコンパートメント１３の上部に設けられた放出部（図示せず）からスイッチギヤの外部に放出される。又、第１のコンパートメント１１内に発生したホットガスは、前述のように逆止板３４を撓ませて第１のダクト１４内に図１に矢印Ａの方向に流出し、更に接続部３３に設置された逆止板３４を第３のコンパートメント１３側に撓ませて図１に示す矢印Ｂの方向に第３のコンパートメント１３内に流出し、最終的には、第３のコンパートメント１３の上部に設けられた放出部からスイッチギヤの外部に放出される。

又、逆止板３４は、第１のダクト１４と第２のダクト１５との接続部３２に於ける接続穴３５を塞ぐように、その接続穴３５よりも大きく形成されている。そして、この逆止板３４は、第２のダクト１４側から接続穴３５を閉塞するように、接続部３２の接続穴３５の周縁の一部に対向する一辺がボルト３６により接続穴３５の周縁の一部に固定されている。

その結果、第２のコンパートメント１２内に発生したホットガスは、第２のダクト１５を介して前述のように逆止板３４を撓ませて第１のダクト１４内に図１に矢印Ｃの方向に流出し、更に接続部３３に設置された逆止板３４を第３のコンパートメント１３側に撓ませて図１に示す矢印Ｂの方向に第３のコンパートメント１３内に流出し、最終的には、第３のコンパートメント１３の上部に設けられた放出部からスイッチギヤの外部に放出される。

前述のようにケーブルコンパートメントが、第１〜第３のケーブルコンパートメント１１〜１３のように複数に分割して設けられていても、夫々のケーブルコンパートメントで発生したホットガスをスイッチギヤの上面に放圧する必要があるが、図１に示すように、第１のケーブルコンパートメント１１、及び第２のケーブルコンパートメント１２の上部に、第１の操作機構コンパートメント３、及び第２の操作機構コンパートメント４が設けられている場合ので、第１の操作機構コンパートメント３、及び第２の操作機構コンパートメント４を回避してスイッチギヤ１００の上方にホットガスを放圧させる必要がある。その一つの対応策として、第１のケーブルコンパートメント３、及び第２のケーブルコンパートメント４の側面へ、夫々、ホットガスの噴出部を設けることが考えられるが、この場合、スイッチギヤ１００の外形寸法が大きくなるという課題が発生する。

この発明の実施の形態１によるスイッチギヤによれば、第３のケーブルコンパートメント１３がスイッチギヤ１００の上面まで延伸していることを利用し、第３のケーブルコンパートメント１３の上面から最終的にホットガスを放圧させるようにしたものであり、その具体的構成として、前述の第１のダクト１４及び第２のダクト１５を配設し、夫々の接続部３１、３２、及び３３に前述の逆止板３４を配設するようにしたものである。これにより、第１のケーブルコンパートメント１１、若しくは第２のケーブルコンパートメント１２で発生したホットガスを、第３のケーブルコンパートメント１３を介してスイッチギヤ１００の上面から放圧させることができる。

尚、前述では逆止板３４の一辺を、接続穴３５付近で４か所に於いてボルト３６で固定するようにした場合を示したが、ボルトの数はこれに限定されるものではない。つまり、逆止板３４が接続穴３５の周縁に当接する方向にホットガスの圧力が作用した場合には逆止板３４が接続穴３５を閉塞して接続穴３５の先へホットガスを流出させず、逆止板３４を接続穴の周縁から離反させる方向にホットガスの圧力が作用した場合には、逆止板３４がその固定箇所を中心として撓む等の変形により接続穴３５を開放させることにより接続穴３５の先へホットガスを流出させることができるように、逆止板３４が固定されていればよい。

以上述べたように、この発明の実施の形態１によるスイッチギヤによれば、ダクトを用いて複数のケーブルコンパートメントを接続した構造を採用することで、スイッチギヤの外形寸法を大きくすることなく、全てのケーブルコンパートメントの放圧機能を確保することが可能となり、IEC規格（IEC62271-200）に規定されるAFLRクラス（スイッチギヤ上下面以外へホットガス放出しない構造）を達成することが可能となる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２によるスイッチギヤについて説明する。図３Ａは、この発明の実施の形態２によるスイッチギヤのダクトを、その延びる方向に切断して示す断面図である。図３Ａに示す第１のダクト１４は、前述の実施の形態１の場合に於ける第１のダクト１４に対応するものであり、紙面の上下方向を長手方向として示されている。図３Ａに於いて、第１のダクト１４は、ホットガスの流れを部分的に遮るように、第１のダクト１４の長手方向に対して垂直方向に、換言すれば、ホットガスの流れる方向に対して垂直方向に、３枚の遮蔽板４１を所定の間隔を介して配置した構造を備えている。これらの遮蔽板４１は、部分的にホットガスを通せるように穴４２が設けられている。

図３Ｂは、この発明の実施の形態２によるスイッチギヤの遮蔽板を示す平面図であって、図３Ａに示す遮蔽板４１を図３Ａの矢印Ｚの方向から見た平面図である。図３Ｂに於いて、遮蔽板４１は、部分的にホットガスを流通させるように複数個の貫通穴４１１を備えている。貫通穴４１１の形状、配置箇所、及び数については、想定するホットガスの流量、上昇する圧力の大きさ等によって変化させることができる。又、遮蔽板４１の枚数は３枚に限定されるものではなく、想定するホットガスの流量、上昇する圧力の大きさ等によって変化させることができる。更に、遮蔽板４１の枚数毎に、貫通穴４１１の形状、配置箇所、及び数を変化させてもよい。又、前述の第１の実施の形態１に於ける第２のダクト１５に遮蔽板４１を設けてもよい。

その他の構成は、実施の形態１に於けるスイッチギヤと同様である。

以上のべたように、第１のダクト１４内に遮蔽板４１を設けることで、その中を通過するホットガスの温度を低減し、吹き出し圧力を低減させることができる。これによって、第１のダクト１４の接続先の第３のケーブルコンパートメント１３の強度確保するための補強を削減することができるため、最終的に第３のケーブルコンパートメント１３のコスト削減につなげることができる。

ダクトを用いて複数のケーブルコンパートメントを接続した構造を採用することで、スイッチギヤの外形寸法を大きくすることなく、全てのケーブルコンパートメントの放圧機能を確保することが可能となり、IEC規格（IEC62271-200）に規定されるAFLRクラス（スイッチギヤ上下面以外へホットガス放出しない構造）を達成することが可能となる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３によるスイッチギヤについて説明する。図４は、この発明の実施の形態３によるスイッチギヤのダクトを、その延びる方向に切断して示す断面図である。図４に示す第１のダクト１４は、前述の実施の形態１の場合に於ける第１のダクト１４に対応するものであり、紙面の上下方向を長手方向として示されている。図４に於いて、第１のダクト１４は、ホットガスの流れを遮るように、第１のダクト１４の長手方向に対する垂直方向に対して斜め方向に、換言すれば、ホットガスの流れる方向に対する垂直方向に対して斜め方向に、５枚の遮蔽板４３を所定の間隔を介して、第１のダクト１４の一方の側面と他方の側面に交互に固定して配置した構造を備えている。各遮蔽板４３の傾斜の方向は、ホットガスの流れる方向である。尚、遮蔽板４３の枚数は、想定するホットガスの流量、上昇する圧力の大きさ等によって変化させることができる。又、前述の第１の実施の形態１に於ける第２のダクト１５に遮蔽板４３を設けてもよい。

以上のべたように、第１のダクト１４を通過するホットガスの温度を低減し、吹き出し圧力を低減させることができる。これによって、第１のダクト１４の接続先の第３のケーブルコンパートメント１３の強度確保するための補強を削減することができるため、最終的に第３のケーブルコンパートメント１３のコスト削減につなげることができる。

尚、この発明は、その発明の範囲内に於いて、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

この発明は、スイッチギヤ等の開閉装置、ひいては受配電設備等の電力機器分野に利用することができる。

１００スイッチギヤ、２高電圧コンパートメント、
３第１の操作機構コンパートメント、４操作機器コンパートメント、
５制御箱、６ａ、６ｂ架台、１１第１のケーブルコンパートメント、
１２第２のケーブルコンパートメント、
１３第３のケーブルコンパートメント、１４第１のダクト、
１５第２のダクト、３１、３２、３３接続部、３４逆止板、
３５接続穴、３６ボルト、４１、４３遮蔽板、４２貫通穴。

Claims

絶縁性ガスを封入した密閉容器内に、少なくとも開閉器と前記開閉器に接続される導体とを収納した高電圧コンパートメントと、
前記開閉器を操作する操作機構を収納した操作機構コンパートメントと、
前記開閉器を制御する制御器具を収納した制御箱と、
前記高電圧コンパートメントを支持する架台と、
前記導体に接続されるケーブルを夫々収納し、互いに分離して配置された複数のケーブルコンパートメントと、
を備えたスイッチギヤであって、
前記複数のケーブルコンパートメントの内部を相互に連通させるダクトと、
前記複数のケーブルコンパートメントのうちの何れかのケーブルコンパートメントの内部に高圧ガスが発生したとき、前記ダクトに所定方向にのみ前記高圧ガスを流通させるガス流通方向規制装置と、
を備えたことを特徴とするスイッチギヤ。
前記ガス流通方向規制装置は、前記ケーブルコンパートメントと前記ダクトとの接続部に設けられた接続穴を開閉する逆止板により構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチギヤ。
前記ダクトは、前記高電圧コンパートメントの下方に配設されている、
したことを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチギヤ。
前記ダクトは、その延びる方向に対して垂直方向に配置された遮蔽板を備えている、
ことを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載のスイッチギヤ。
前記遮蔽板は、前記ダクトの延びる方向に所定の間隔を介して複数枚配置されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のスイッチギヤ。
前記遮蔽板は、少なくとも一つの貫通穴を備えている、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載のスイッチギヤ。
前記ダクトは、その延びる方向に対して傾斜して配置された遮蔽板を備えている、
ことを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載のスイッチギヤ。
前記遮蔽板は、前記ダクトの延びる方向に所定の間隔を介して複数枚配置され、前記ダクトの一方の側壁と他方の側壁に交互に固定されている、
ことを特徴とする請求項７に記載のスイッチギヤ。