JP5751024B2 - 閉鎖配電盤 - Google Patents

Description

本発明は、閉鎖配電盤に関し、特にアーク事故発生時等におけるガスの放出に関するものである。

閉鎖配電盤においては、小動物の侵入、過電圧、誤操作等により内部アーク事故が発生する。このような事故が発生すると、局部的に過熱し装置内部の圧力が上昇して、装置に機械的または熱的に大きなストレスを与えてしまう。

（従来の内部アーク事故の現象：図７）
先ず、図７に示す従来の構成により、内部アーク事故の現象を説明する。
図７は、従来の閉鎖配電盤の構成を示す断面図である。１０１はダクト、１０２は放圧板、１０３は開放口、１０４は筐体、１０５は制御室、１０６は遮断器室、１０７は遮断器、１０８は主母線室、１０９はケーブル室である。

小動物の侵入等により内部アーク事故が発生する可能性のある部位は、遮断器室１０６、ケーブル室１０９、主母線室１０８である。内部アーク事故発生時には、装置内部の圧力が急上昇し、図中に矢印で示すように、筐体１０４内部に過大な圧力が加わる。そのため、開放口１０３に設置された放圧板１０２が開放され、ダクト１０１を通じて、アークガスを外部へ放出する（特許文献１参照）。

以上が内部アーク事故の現象の説明である。
（従来のアークガス放出の動作：図８）
続いて、図８に示す従来の構成により、内部アーク事故が発生した場合のアークガスの放出の動作をさらに説明する。

図８は、従来の閉鎖配電盤のアークガスの放出の動作を示す断面図である。１１０は扉、１１１はアークガスである。
上述のとおり、内部アーク事故発生時は筐体１０４内部の圧力が急上昇する。そして、筐体１０４が破損したり、扉１１０が開いてしまうことにより、扉１１０の周囲に高温のアークガス１１１が放出されるため、大変危険である。

そこで、そのような危険を防止するため、筐体１０４の開放口１０３に設置された放圧板１０２が開放動作を行う。これにより、筐体内部のアークガス１１１を、開放口１０３から放出することができる。

さらに、開放口１０３に設置されたダクト１０１を通じて、アークガス１１１を安全な場所まで輸送し、外部へ排出して処理することができる。
以上が内部アーク事故発生時のアークガスの放出の動作の説明である。

特開２００７−２２１８７８号公報

しかし、このような従来の閉鎖配電盤には、以下のような課題があった。
上述のとおり、閉鎖配電盤の内部が異常に圧力上昇したときには、内部圧力を積極的に放圧し、ダクト１を通じて外部へ放出することになる。

ところが、内部アーク事故によって発生したアークガス１１１は高温であるため、輸送の途中で、ダクト１０１を融解して損傷させてしまう。その結果、アークガス１１１が、安全な場所に到着する前に、ダクト１０１の損傷箇所から外部に放出されてしまう、という問題があった。

また、場合によっては、特許文献の図７のように、開放口とダクトの間に、衝立と上部カバーなどにより空間部を形成し、そこにいったんガスを入れてからダクトで外部へ放出する構成を採用することがある。

だが、この場合でも、空間部を形成する衝立や上部カバーが融解して損傷し、ガスがその損傷箇所から外部へ放出されてしまう、という問題があった。
そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するべく、事故で発生したアークガスを安全に外部へ放出できる閉鎖配電盤を提供することである。

前記の目的を達成するために、本発明によれば、内部が複数のコンパートメントに区画され、それぞれの該コンパートメントに回路部品が収納された筐体と、前記コンパートメントに連通する前記筐体の天井部に、前記コンパートメント内の異常圧力によって開放する放圧板と、該放圧板を取り囲む放出部とを備える閉鎖配電盤において、前記放出部の内側に、加熱されるとガスを発生するアブレーション材料で構成された被覆部が形成され、
前記放出部の内部であって、前記放圧板の近傍に拡散用部材が設置されていることを特徴とする閉鎖配電盤とする。

また、本発明によれば、内部が複数のコンパートメントに区画され、それぞれの該コンパートメントに回路部品が収納された筐体と、前記コンパートメントに連通する前記筐体の天井部に、前記コンパートメント内の異常圧力によって開放する放圧板と、該放圧板を取り囲む放出部とを備える閉鎖配電盤において、前記放出部の内側に、加熱されるとガスを発生するアブレーション材料で構成された被覆部が形成され、前記放出部の内部に、拡散用部材が複数設置されていることを特徴とする閉鎖配電盤とする。

また、本発明によれば、内部が複数のコンパートメントに区画され、それぞれの該コンパートメントに回路部品が収納された筐体と、前記コンパートメントに連通する前記筐体の天井部に、前記コンパートメント内の異常圧力によって開放する放圧板と、該放圧板を取り囲む放出部とを備える閉鎖配電盤において、前記放出部の内部であって、前記放圧板の近傍に拡散用部材が設置されており、該拡散用部材の表面に、加熱されるとガスを発生するアブレーション材料で構成された被覆部が形成されていることを特徴とする閉鎖配電盤とする。

また、本発明によれば、内部が複数のコンパートメントに区画され、それぞれの該コンパートメントに回路部品が収納された筐体と、前記コンパートメントに連通する前記筐体の天井部に、前記コンパートメント内の異常圧力によって開放する放圧板と、該放圧板を取り囲む放出部とを備える閉鎖配電盤において、前記放出部の内部であって、前記放圧板の近傍に拡散用部材が設置されており、前記拡散用部材が、加熱されるとガスを発生するアブレーション材料からなることを特徴とする閉鎖配電盤とする。

本発明により、閉鎖配電盤において、事故で発生したアークガスを安全に外部へ放出することができる。

本発明の第１の実施例の閉鎖配電盤の放出部等を示す断面図である。 本発明の第２の実施例の閉鎖配電盤の放出部等を示す断面図である。 本発明の第３の実施例の閉鎖配電盤の放出部等を示す断面図である。 本発明の第４の実施例の閉鎖配電盤の放出部等を示す断面図である。 本発明の第５の実施例の閉鎖配電盤の放出部等を示す断面図である。 本発明の第６の実施例の閉鎖配電盤の全体を示す断面図である。 従来の閉鎖配電盤の全体を示す断面図である。 従来の閉鎖配電盤の放出部等を示す断面図である。

実施の形態を以下の実施例で説明する。

（第１の実施例の構成：図１）
最初に、図１により、本発明の第１の実施例の閉鎖配電盤の構成を説明する。
図１は、本発明の第１の実施例の閉鎖配電盤の放出部等を示す断面図である。１はダクト、２は放圧板、３は開放口、４は筐体、５は扉、６は被覆部、７はアークガス、８はアブレーションガスである。

遮断器（図示しない）等を収納する筐体４には、側面に扉５が形成されている。筐体４の内部は、遮断器室、制御室、主母線室、ケーブル室（これらは図示しない）ごとに区画されている。

筐体４の天井部には、開放口３が形成されている。開放口３には放圧板２が設けられている。この放圧板２により、開放口３は通常は閉じられている。筐体４の天井部の外側には、放圧板２と開放口３を覆うようにダクト１（放出部）が形成されている。

そして、ダクト１の内側は、被覆部６がコーティングされている。被覆部６は、加熱されるとガスを発生するアブレーション材料（後述）で形成されている。
ここでは、ダクト１の内部をアブレーション材料の被覆部６でコーティングしているが、コーティングではなく、ダクト１の内面部自体をアブレーション材料で形成してもよい。また、ダクト１の全体をアブレーション材料で形成することもできる。ただし、必ずしもダクト１の内側の全面をアブレーション材料で形成する必要はない。

第１の実施例の構成は以上である。
（第１の実施例の動作）
第１の実施例の閉鎖配電盤のアークガス放出時の動作を説明する。

筐体４内部でアーク事故が起こり、高温のアークガス７が発生すると、筐体４内部の圧力上昇を避けるため、放圧板２が開動作を行う。これにより、図１で示した矢印のとおり、アークガス７が開放口３を通って筐体４の外側へ出て、ダクト１に流入する。

アークガス７が、ダクト１の内部を通過する際に、アブレーション材料で形成された被覆部６に接触すると、高温のアークガス７の熱によって気化したアブレーション材料の被覆部６からアブレーションガス８が発生する。このアブレーションガス８により、アークガス７が冷却される。

第１の実施例の動作は以上である。
（アブレーション材料）
ここで、第１および、その他の第２〜６の実施例にも共通する、アブレーション材料について説明する。

アブレーションとは、固体物質の加熱による溶融気化、昇華または熱分解のうち少なくとも１つのプロセスによる急激なガス発生現象をいう。アブレーション材料から発生するアブレーションガスには、冷却作用がある。

アブレーション材料としては、ポリマーからなる樹脂を用いることが好ましく、以下の様々な材料を用いることができる。
例えば、アブレーション材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン等の直鎖構造樹脂を用いた場合には、被覆部６が比較的低温で熱分解するため、放出初期の少量のアークガス７の段階であっても、アブレーションガス８を得ることができる。

また、アブレーション材料として、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等の、炭素と水素から構成されるポリマーを用いた場合には、アブレーションガス８として、熱拡散性に優れた水素ガスまたは炭化水素ガスが発生するため、効率的にアークガス７を冷却することができる。

そのほか、アブレーション材料からなる被覆部６を、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレン等の、耐熱性樹脂で構成することも可能である。かかる構成とすれば、被覆部６に高温のアークガス７が当たっても、被覆部６の熱変形を抑制することができる。

アブレーション材料の説明は以上である。
（第１の実施例の効果）
かくして本発明の第１の実施例によれば、アークガス７が、ダクト１の内部の被覆部６（アブレーション材料）に接触すると、高温のアークガス７の熱によって気化した被覆部６からアブレーションガス８が発生する。

そして、このアブレーションガス８により、アークガス７を冷却することができる。この冷却作用により、アークガス７によるダクト１の融解損傷を防止することができる。
（第２の実施例の構成：図２）
次に、図２により、本発明の第２の実施例の閉鎖配電盤の構成を説明する。

なお、以下、第２〜６の実施例の説明では、第１の実施例と同じ部分についてはその詳細な説明を省略し、異なる点を中心に説明を行う。
図２は、本発明の第２の実施例の閉鎖配電盤の放出部等を示す断面図である。９は拡散部材である。

第１の実施例と異なる点は、ダクト１の内側に、拡散部材９が設置されていることである。拡散用部材９は、平板形状であり、開放口３の近傍に開放口３と対向するように配置されている。ただし、拡散用部材９は、ダクト１内部に配置されていればよいのであり、必ずしも図２のような配置に限定されることはない。

第２の実施例の構成は以上である。
（第２の実施例の動作）
第２の実施例の閉鎖配電盤の動作を説明する。

放圧板２の開動作により開放口３を通ってダクト１に流入したアークガス７は、拡散用部材９に衝突する。これにより、例えば、図２の矢印のとおり、アークガス７が分散される。そのため、ダクト１の一部に集中的にアークガス７が吹き付けられることがない。

なお、図２の矢印によるアークガス７の流れは、あくまで例示である。開放口３から流入したアークガス７は、その吹き付け力の強弱などにより、様々な流れ経路となり得る。
第２の実施例の動作は以上である。

（第２の実施例の効果）
かくして本発明の第２の実施例によれば、ダクト１の内部に設置された拡散用部材９によって、アークガス７が拡散させられる。そのため、ダクト１の一部に集中的に吹き付けられることがなく、吹き付け箇所を分散させて、ダクト１内部の広範囲でアブレーションガス８を発生させることができる。

従って、アークガス７に対する冷却作用を向上させ、ダクト１の融解損傷をさらに防止することができる。
（第３の実施例の構成：図３）
続いて、図３により、本発明の第３の実施例の閉鎖配電盤の構成を説明する。

図３は、本発明の第３の実施例の閉鎖配電盤の放出部等を示す断面図である。
第２の実施例と異なる１つ目の点は、拡散用部材９の形状である。拡散用部材９は、円錐形状である。その配置は、開放口３の近傍であり、その頂点が開放口３と対向するように配置されている。ただし、拡散用部材９は、ダクト１内部に配置されていればよいのであり、必ずしも図３のような配置に限定される必要はない。

２つ目の点は、拡散用部材９がアブレーション材料でコーティングされている点である。ただし、コーティングではなく、拡散用部材９自体がアブレーション材料で形成されていてもよい。

第３の実施例の構成は以上である。
（第３の実施例の動作）
第３の実施例の閉鎖配電盤の動作を説明する。

放圧板２の開動作により開放口３を通ってダクト１に流入したアークガス７は、円錐形状の拡散用部材９に衝突する。拡散用部材９は円錐形状であるため、この頂点に衝突したアークガス７はより多方向へ拡散する。例えば、図３の矢印の流れのとおりとなる。そのため、よりダクト１の一部に集中的にアークガス７が吹き付けられることがなく、アークガス７の拡散が可能となる。

なお、図３の矢印によるアークガス７の流れは、あくまで例示である。開放口３から流入したアークガス７は、その吹き付け力の強弱などにより、様々な流れ経路となり得る。
第３の実施例の動作は以上である。

（第３の実施例の効果）
かくして本発明の第３の実施例によれば、ダクト１の内部に設置された円錐形状の拡散用部材９によって、アークガス７がより多様な方向へ拡散させられる。そのため、ダクト１の一部に集中的に吹き付けられることがなく、吹き付け箇所をさらに分散させて、ダクト１内部のより広範囲でアブレーションガス８を発生させることができる。

従って、アークガス７に対する冷却作用をより向上させ、ダクト１の融解損傷をさらに防止することができる。
また、拡散用部材９にもアブレーション材料がコーティングされているため、より多くのアブレーションガス８を発生させることができる。

従って、アークガス７に対する冷却作用をより向上させ、ダクト１の融解損傷をさらに防止することができる。
（第４の実施例の構成：図４）
引き続いて、図４により、本発明の第４の実施例の閉鎖配電盤の構成を説明する。

図４は、本発明の第４の実施例の閉鎖配電盤の放出部等を示す断面図である。
第３の実施例と異なる点は、拡散用部材９の形状である。拡散用部材９は、Ｖ字形状である。その配置は、開放口３の近傍であり、その頂点が開放口３と対向するように配置されている。ただし、拡散用部材９は、ダクト１内部に配置されていればよいのであり、必ずしも図４のような配置に限定される必要はない。

なお、第３の実施例と同様、拡散用部材９は、アブレーション材料でコーティングされている。ただし、コーティングではなく、拡散用部材９自体がアブレーション材料で形成されていてもよい。

第４の実施例の構成は以上である。
（第４の実施例の動作）
第４の実施例の閉鎖配電盤の動作を説明する。

放圧板２の開動作により開放口３を通ってダクト１に流入したアークガス７は、Ｖ字形状の拡散用部材９に衝突する。拡散用部材９はＶ字形状であるため、この頂点に衝突したアークガス７は、より多方向へ拡散する。例えば、図４の矢印の流れのとおりとなる。そのため、よりダクト１の一部に集中的にアークガス７が吹き付けられることがなく、アークガス７の拡散が可能となる。

なお、図４の矢印によるアークガス７の流れは、あくまで例示である。開放口３から流入したアークガス７は、その吹き付け力の強弱などにより、様々な流れ経路となり得る。
第４の実施例の動作は以上である。

（第４の実施例の効果）
かくして本発明の第４の実施例によれば、ダクト１の内部に設置されたＶ字形状の拡散用部材９によって、アークガス７がより多様な方向へ拡散させられる。そのため、ダクト１の一部に集中的に吹き付けられることがなく、吹き付け箇所をさらに分散させて、ダクト１内部のより広範囲でアブレーションガス８を発生させることができる。

従って、アークガス７に対する冷却作用をより向上させ、ダクト１の融解損傷をさらに防止することができる。
また、拡散用部材９にもアブレーション材料がコーティングされているため、より多くのアブレーションガス８を発生させることができる。

従って、アークガス７に対する冷却作用をより向上させ、ダクト１の融解損傷をさらに防止することができる。
（第５の実施例の構成：図５）
続けて、図５により、本発明の第５の実施例の閉鎖配電盤の構成を説明する。

図５は、本発明の第５の実施例の閉鎖配電盤の放出部等を示す断面図である。
第４の実施例と異なる点は、ダクト１の内面である。第５の実施例では、ダクト１の内面には被覆部（アブレーション材料）が形成されていない。アブレーション材料は、拡散用部材９にコーティングされているだけである（被覆部６）。

なお、第５の実施例では、拡散用部材９の形状がＶ字形状であるが、これに限定されることはなく、平板形状や円錐形状でもよい。
第５の実施例の構成は以上である。

（第５の実施例の動作）
第５の実施例の閉鎖配電盤の動作を説明する。
放圧板２の開動作により開放口３を通ってダクト１に流入したアークガス７は、Ｖ字形状の拡散用部材９に衝突して拡散する。そのため、ダクト１の一部に集中的にアークガス７が吹き付けられることがなく、アークガス７の拡散が可能となる。

なお、図５の矢印によるアークガス７の流れは、あくまで例示である。開放口３から流入したアークガス７は、その吹き付け力の強弱などにより、様々な流れ経路となり得る。
第５の実施例の動作は以上である。

（第５の実施例の効果）
かくして本発明の第５の実施例によれば、ダクト１の内部に設置されたＶ字形状の拡散用部材９によって、アークガス７がより多様な方向へ拡散させられる。そのため、ダクト１の一部に集中的に吹き付けられることがなく、吹き付け箇所をさらに分散させることができる。

さらに、拡散用部材９には被覆部６（アブレーション材料）が形成されているため、そこから発生するアブレーションガス８により、アークガス７を冷却し、ダクト１の融解損傷を防止することができる。

（第２〜５の実施例における複数設置）
なお、第２〜５の実施例では、拡散用部材９をそれぞれ１つのみ設置しているが、ダクト１の内部に複数設置することもできる。

この場合には、アークガス７をより多様な方向へ拡散することができ、また、アブレーションガス８をより広範囲で発生させることができるため、冷却作用をより向上させることができる。

（第６の実施例の構成：図６）
続けて、図６により、本発明の第６の実施例の閉鎖配電盤の構成を説明する。
図６は、本発明の第６の実施例の閉鎖配電盤の全体を示す断面図である。

なお、ここでは、ダクト１の内部の構成（被覆部や拡散用部材等）の記載は省略している。
第１〜５の実施例と異なる点は、複数の放圧板２および開放口３を包含するかたちで、ダクト１が設置されている点である。

第６の実施例の構成は以上である。
（第６の実施例の動作）
第６の実施例の動作を説明する。

複数の放圧板２の開動作により、複数の開放口３からそれぞれ放出されるアークガスは、まとめてダクト１の内部に放出される。
ダクト１の内部では、内面に被覆部や拡散用部材（いずれも図示しない）が形成されているため、アークガスの拡散や冷却が行われる。

（第６の実施例の効果）
かくして本発明の第６の実施例によれば、一つのダクト１の内部に複数の開放口３からのアークガスをまとめて包含して、拡散や冷却を行うことができるため、内部でより拡散や冷却作用を進めることができ、ダクト１の融解損傷をさらに防止することができる。

また、一つのダクトでよいため、コスト面でもメリットがある。
（その他実施例について）
上記実施形態は好ましい実施例について述べたものであり、本発明の趣旨を逸脱することなく、当分野において通常の知識を有する者により、種々の変形実施例が可能なことは勿論である。即ち、筐体や扉、放圧板や開放口、ダクト、被覆部、拡散用部材等の寸法や各部分の形状等は、設置現場の要求および状況等に応じて種々変更されるべきものである。

１ ダクト（放出部）
２ 放圧板
３ 開放口
４ 筐体
５ 扉
６ 被覆部
７ アークガス
８ アブレーションガス
９ 拡散用部材

Claims (11)

1. 内部が複数のコンパートメントに区画され、それぞれの該コンパートメントに回路部品が収納された筐体と、
   前記コンパートメントに連通する前記筐体の天井部に、前記コンパートメント内の異常圧力によって開放する放圧板と、
   該放圧板を取り囲む放出部とを備える閉鎖配電盤において、
   前記放出部の内側に、加熱されるとガスを発生するアブレーション材料で構成された被覆部が形成され、
   前記放出部の内部であって、前記放圧板の近傍に拡散用部材が設置されていることを特徴とする閉鎖配電盤。
2. 内部が複数のコンパートメントに区画され、それぞれの該コンパートメントに回路部品が収納された筐体と、
   前記コンパートメントに連通する前記筐体の天井部に、前記コンパートメント内の異常圧力によって開放する放圧板と、
   該放圧板を取り囲む放出部とを備える閉鎖配電盤において、
   前記放出部の内側に、加熱されるとガスを発生するアブレーション材料で構成された被覆部が形成され、
   前記放出部の内部に、拡散用部材が複数設置されていることを特徴とする閉鎖配電盤。
3. 内部が複数のコンパートメントに区画され、それぞれの該コンパートメントに回路部品が収納された筐体と、
   前記コンパートメントに連通する前記筐体の天井部に、前記コンパートメント内の異常圧力によって開放する放圧板と、
   該放圧板を取り囲む放出部とを備える閉鎖配電盤において、
   前記放出部の内部であって、前記放圧板の近傍に拡散用部材が設置されており、
   該拡散用部材の表面に、加熱されるとガスを発生するアブレーション材料で構成された被覆部が形成されていることを特徴とする閉鎖配電盤。
4. 内部が複数のコンパートメントに区画され、それぞれの該コンパートメントに回路部品が収納された筐体と、
   前記コンパートメントに連通する前記筐体の天井部に、前記コンパートメント内の異常圧力によって開放する放圧板と、
   該放圧板を取り囲む放出部とを備える閉鎖配電盤において、
   前記放出部の内部であって、前記放圧板の近傍に拡散用部材が設置されており、
   前記拡散用部材が、加熱されるとガスを発生するアブレーション材料からなることを特徴とする閉鎖配電盤。
5. 請求項１または２に記載の閉鎖配電盤において、
   前記拡散用部材の表面に、加熱されるとガスを発生するアブレーション材料で構成された被覆部が形成されていることを特徴とする閉鎖配電盤。
6. 請求項１または２に記載の閉鎖配電盤において、
   前記拡散用部材が、加熱されるとガスを発生するアブレーション材料からなることを特徴とする閉鎖配電盤。
7. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の閉鎖配電盤において、
   前記被覆部が、耐熱性樹脂で構成されていることを特徴とする閉鎖配電盤。
8. 請求項２に記載の閉鎖配電盤において、
   前記拡散用部材が、前記放圧板の近傍に設置されていることを特徴とする閉鎖配電盤。
9. 請求項３または４に記載の閉鎖配電盤において、
   前記拡散用部材が、前記放出部の内部に複数設置されていることを特徴とする閉鎖配電盤。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の閉鎖配電盤において、
    前記拡散用部材が、四角形状、円錐形状、Ｖ字形状から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする閉鎖配電盤。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の閉鎖配電盤において、
    前記放出部が、複数の前記放圧板を取り囲んで形成されていることを特徴とする閉鎖配電盤。