JP5868308B2 - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置に関し、詳しくは、遮断器および断路器をガス絶縁密封容器内に設置し、電力系統から受電する受電ユニット、さらに遮断器および断路器をガス絶縁容器内に設置し、母線を介して電力を負荷側に給電する給電ユニットを有するガス絶縁開閉装置に関する。

本発明の背景技術として、特許文献１にキュービクル型ガス絶縁開閉装置（Ｃ−ＧＩＳ）が開示されている。

受電用断路器、遮断器、母線用断路器の主回路機器が、ＳＦ₆や乾燥空気などの絶縁性ガスを封入した密閉容器内に収容され、この密閉容器の背面側の外枠に電力ケーブル、母線が収容され、密閉容器前面側には主回路機器の操作機構が設置され、各機器間は主回路導体により接続される。

また、密閉容器は内部が仕切り壁により遮断器を収容する区画と母線用断路器を収容する区画に区分され、各区画で短絡等の事故が発生した際の影響を最小限に留めるようにしている。

この受電用ガス絶縁開閉装置においては、電力ケーブルにより電力系統から電力を引き込み、受電用断路器−遮断器−母線用断路器を経由して母線に給電する。

また、給電用のガス絶縁開閉装置の場合は、母線から受電し、母線用断路器−遮断器−給電用断路器を経由して負荷に接続した電力ケーブルに給電する。このように構成されたガス絶縁開閉装置においては、主回路機器および主回路導体を絶縁性ガスを封入した密閉容器内に設置することで小型化できる利点がある。

特開２００４−６４９５５

しかしながら、上記のガス絶縁開閉装置においても２回線引き込み−１ＶＣＴ−２回線給電、バイパス断路器付きの受電方式をキュービクル型ガス絶縁開閉装置で構成する場合、図６に示すように２重母線を切り替えるために断路器（ＤＳ）３０１と接地開閉器（ＥＳ）３０２を組み合わせたものを２組使用することが必要となる。この場合、機器の操作機構を装置前面に配置するには、これらの機器を上下に配置し、絶縁を確保する距離を保ちながら導体を設置することが必要であり、装置の高さが増加する課題がある。

本発明は、上述の課題を考慮してなされたもので、２重母線の切り替えと、それぞれの母線を接地することができ、かつ装置の高さを低減して小型化が可能なガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。

本発明のガス絶縁開閉装置は、絶縁ガスを封入したガス絶縁容器内に少なくとも断路器、接地開閉器、遮断器、及び接地開閉器付き断路器を有する主回路機器を収容して構成する。前記ガス絶縁容器内は、母線側と受電側の２つの領域に仕切り板により二分され、前記ガス絶縁容器の背面側には受電ケーブルを前記受電側の領域に引き込むケーブルヘッドが配される。前記受電ケーブルは前記受電側の領域において、受電側断路器、受電側接地開閉器及びアレスタに電気的に接続される。前記遮断器は前記受電側の領域において、前記受電側断路器を経て前記受電ケーブルに電気的に接続される。前記遮断器は、前記仕切り板に設けられ前記二分された領域を機密に接続する絶縁スペーサを介して前記母線側の領域に設けられた下側配置の接地開閉器付き断路器に電気的に接続される。前記下側配置の接地開閉器付き断路器は前記ガス絶縁容器の背面側に接地極を有し、かつ、前記遮断器との電気的接続部よりも前記接地極側に母線側電極を有する。前記母線側電極は上側配置の接地開閉器付き断路器の主回路側電極を介して一方の母線に電気的に接続される。前記上側配置の接地開閉器付き断路器は、前記ガス絶縁容器の前面側に接地極を有する。前記上側配置の接地開閉器付き断路器の主回路電極及び接地極の間に他方の母線が接続される。

本発明の装置により、ガス絶縁開閉装置内部において母線切り替え部に接地開閉器と断路器を別途設けることなく、かつ最短の導体長さにて母線の切り替えおよび母線接地が可能となる。これによりガス絶縁開閉装置を小型化でき、設置容積を縮小化できる。

本発明の実施例１を示す内部構成図である。 接地開閉器付き断路器ユニット（下側）の構成の一例を示す図である。 接地開閉器付き断路器ユニット（上側）の構成の一例を示す図である。 接地開閉器付き断路器ユニット（下側）の他の構成例を示す図である。 本発明の実施例２を示す内部構成図である。 従来のキュービクル型ガス絶縁開閉装置の受電ユニットの構成例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明を説明する。

図１はガス絶縁開閉装置の受電盤の内部構成を示す縦方向側面の断面図である。図中、装置の紙面左側を前面側とし、装置の紙面右側を背面側とする。

受電盤のガス絶縁容器１００ａ内部には遮断器ユニット１、受電側断路器ユニット２、母線側断路器ユニット（下側）３、母線側断路器ユニット（上側）４の各主回路機器が収納されており、各機器間は主回路導体で接続されている。受電盤の前面側には各機器の操作機構が配置され、背面側には受電ケーブル５の繋ぎ込み部分となるケーブルヘッド６が配置される。

遮断器ユニット１は、遮断器１ａと操作器１ｂにより構成されており、ユニットごとガス密閉容器１００ａ内に設置されている。遮断器操作器１ｂが取り付けられた背板のガス区画側にはブレード式の接地器１ｃ、１ｄが設置されており、遮断器１ａの両極を接地可能な構造である。

受電側断路器ユニット２は受電側断路器２ａと受電側接地開閉器２ｂ、及びアレスタ２ｃにより構成されており、ユニットごとガス密閉容器１００ａ内に設置されている。

ガス絶縁容器１００ａ内は、母線側と受電側の２つの領域に仕切り板１００ｂにより上下に二分されている。仕切り板１００ｂには、母線側と受電側の２つの領域を機密に接続する絶縁スペーサ１００ｃが設けられる。絶縁スペーサ１００ｃを介して、受電側の遮断器１ａと母線側の母線側断路器ユニット（下側）３が電気的に接続される。

母線側断路器ユニット（下側）３は、下側配置の接地開閉器付き断路器３ａにより構成されており、接地極３ｂは断路器の軸上において、母線側電極３ｃを挟んで、操作器３ｌの反対側、つまりガス絶縁開閉装置の背面側に設置されている。

母線側断路器ユニット（上側）４は、上側配置の接地開閉器付き断路器４ａにより構成されており、接地極４ｂは断路器の軸上において、操作器４ｈ側、つまりガス絶縁開閉装置の前面側に設置されている。

２重母線は、装置前面側から見て奥側の母線７ａと手前側の母線７ｂに配置される。電力は、ケーブルヘッド６で受電し、受電ケーブル５を介して装置下部の受電側断路器ユニット２に繋がる。

受電側断路器２ａが「入」状態にて回路は遮断器ユニット１に接続される。遮断器１ａを介して接地開閉器付き断路器ユニット（下側）３に繋がる。下側配置の接地開閉器付き断路器３ａを「入」状態として母線７ａと接続される。

接地開閉器付き断路器ユニット（上側）４の上側配置の接地開閉器付き断路器４ａを「入」状態とすることで母線７ｂと接続され回路が切り替わる。なお、図１においては上側配置の接地開閉器付き断路器４ａを「入」状態とすると、母線７ａ及び７ｂ双方に通電することになるが、受電側の開閉装置を２面、給電側の開閉装置を２面、ＶＣＴを１面、バイパス用ＤＳ１個を組み合わせることで全体の母線切り替えを実現する。

点検時には上側配置の接地開閉器付き断路器４ａ、と下側配置の接地開閉器付き断路器３ａを「接地」状態とすることで母線７ａと母線７ｂをそれぞれ接地とすることが可能となる。

一般に、２重母線形式のＣ−ＧＩＳでは省スペース化のために、装置の横幅方向に配置した母線７ａの三相分の導体と、母線７ｂの三相分の導体とを装置の奥行き方向に並列配置する。

この配置とした場合、従来構造（図６）では接地開閉器の接地極は操作器側に配置される。そのため、機器の操作器を装置前面に配置した状態で、母線切り替えを実施し、かつそれぞれの母線を接地可能な構成とするためには、接地開閉器をそれぞれの母線に設け、断路器を２つ設ける必要がある。この場合、断路器と接地開閉器間の絶縁距離を確保しつつ配置するため、装置高さ方向が高くなり大型化する。

また、接地開閉器付き断路器を使用する場合においても、従来構造では操作器側に接地極があるため、それぞれの母線を切り替え、接地とするためには、上下に配置した接地開閉器付断路器の操作器を装置前面と、背面に別々に設置することとなり、装置奥行き方向で大型化するとともに、ガス絶縁開閉装置の操作性が低下する。

これに対し、本発明の実施例（図１）では上下に配置した接地開閉器付き断路器において、上側配置の接地開閉器付き断路器４ａは装置手前に配置する母線７ｂに接続し、接地極４ｂを前面側に設置する。また下側配置の接地開閉器付き断路器３ａは装置奥側の母線７ａに接続し、接地極３ｂを装置背面側に配置する。

このように、上下に配置する接地開閉器付き断路器の接地極を装置奥行き方向で前面側と背面側に配置することにより、操作器を装置前面に配置しながら母線切り替えと、それぞれの母線を独立に接地することが実施可能な構造となり、さらに接地開閉器と断路器を別々に設置することが不要となるため、接地開閉器の高さ分について装置高さ方向の縮小化が可能となる。

接地開閉器付き断路器ユニット（下側）３の構成の一例を図２に示す。支持絶縁筒３ｄと回路側電極３ｅは一体構造となっており、回路側電極３ｅは主回路導体３ｆと電気的に接続している。なお、主回路導体３ｆは他端で遮断器１ａに電気的に接続している。回路側電極３ｅ内部には接触子３ｇが設けられ、可動子３ｈと回路側電極３ｅとの電気的接触が為される。

回路側電極３ｅと母線側電極３ｃ、接地極３ｂは同軸上に配置され、可動子３ｈが装置の前面側から背面側に向けて断路器軸上を移動することにより、投入状態から断路状態、接地状態と状態が変化する。

可動子３ｈはねじ状の絶縁ロッド３ｉの回転運動により断路器軸上を移動する。接地状態では母線側電極３ｃを接地する。上記のねじ状の絶縁ロッドによる動作は、絶縁ロッドの押し引きによる移動で動かしてもよい。

接地開閉器付き断路器ユニット（上側）４の構成の一例を図３に示す。支持絶縁筒４ｃと母線側電極４ｄは一体構造となっている。母線側電極４ｄ内部には接触子４ｅが設けられ、可動子４ｆと母線側電極４ｄとの電気的接触が為される。

支持絶縁筒４ｃ内部には接地極４ｂが設けられる。母線側電極４ｄと対向する位置に主回路側電極４ｉが設置される。支持絶縁筒４ｃと接地極４ｂ、母線側電極４ｄ、主回路側電極４ｉは同軸上に配置され、可動子４ｆが装置の前面側から背面側に向けて断路器軸上を移動することにより、接地状態から断路状態、投入状態へと状態が変化する。

可動子４ｆはねじ状の絶縁ロッド４ｇの回転運動により断路器軸上を移動する。接地状態では母線側電極４ｄを接地する。上記のねじ状の絶縁ロッドによる動作は、絶縁ロッドの押し引きによる移動で動かしてもよい。

上記に示した接地開閉器付き断路器ユニットを上下に配置することで、図１に示した実施例では、上側配置の接地開閉器付き断路器４ａは装置手前に配置する母線７ｂに接続し、接地極４ｂを前面側に設置する。また下側配置の接地開閉器付き断路器３ａは装置奥側の母線７ａに接続し、接地極３ｂを背面側に配置する。

このように、上下に配置する接地開閉器付き断路器の接地極を装置奥行き方向で前面側と背面側に配置することにより、操作器を装置前面に配置しながら母線切り替えと、それぞれの母線を独立に接地することが実施可能な構造となる。

本実施例では接地開閉器付き断路器ユニット（上側）４において、可動子４ｆと接触子４ｅ、可動子４ｆと主回路側電極４ｉがそれぞれ接触している投入状態（図３（３））から、可動子４ｆが装置前面方向に移動する操作器の「引き」の動作で可動子４ｆが主回路側電極４ｉと離れ、装置前面側の母線７ｂと母線７ａの電気的な断路を実施し（図３（２））、さらに「引き」動作を行うことにより装置前面側の接地極４ｂと可動子４ｆ、母線７ｂが接触し、母線７ｂの接地が為される（図３（１））。

接地状態から可動子４ｆを装置背面方向に移動する操作器の「押し」の動作により、接地から断路、断路から投入状態へと移行する。

また接地開閉器付き断路器ユニット（下側）３において、装置背面側に接地極３ｂを配置した構造で、可動子３ｈと回路側電極３ｅ、可動子３ｈと母線側電極３ｃがそれぞれ接触している投入状態（図２（１））から、可動子３ｈが装置背面側方向に移動する操作器の「押し」の動作により、回路側電極３eと可動子３ｈが離れ、主回路導体３ｆと装置背面側の母線７ａとの電気的な断路を実施し（図２（２））、さらに「押し」動作を行うことにより接地極３ｂと可動子３ｈと母線７ａが接触し、母線７ａの接地が為される（図２（３））。

これにより、装置前面に操作器を配置しながら母線７aの接地が可能となる。接地状態から可動子３ｈを装置前面方向に移動する「引き」の動作により、接地から断路、断路から投入状態へと移行する。

上記により本実施例では装置前面に操作器を配置して母線切り替えと接地が実現できる。図６の従来構造では、２台の接地開閉器と２台の断路器により母線切り替え、および母線接地を実施している。

本実施例は図６の従来構造に対して接地開閉器と断路器を別途設置する必要がないため、断路器ユニット部分に垂直方向に配置した主回路導体の長さが従来構造に対して接地開閉器の高さ２個分と接地開閉器に必要な絶縁距離分を短くできる。

さらに本実施例においては各機器の操作器を装置前面に設置できるため、装置奥行き長さを変えずに装置高さを低減することが可能となり、ガス絶縁開閉装置の小型化が可能となる。

本発明の異なる実施例を以下に示す。接地開閉器付き断路器ユニット（下側）３の構成例を図４に示す。支持絶縁筒３ｄと回路側電極３ｅは一体構造となっており、回路側電極３ｅは主回路導体３ｆと電気的に接続している。なお、主回路導体３ｆは他端で遮断器１ａに電気的に接続している。

支持絶縁筒３ｄ内部には接地極３ｊが設けられる。また、可動子３ｋが支持絶縁筒３ｄ内部の装置前面側に配置される。回路側電極３ｅ内部には接触子３gが設けられ、可動子３ｈと回路側電極３ｅとの電気的接触が為される。

回路側電極３ｅと母線側電極３ｃ、接地極３ｂ、接地極３ｊは同軸上に配置され、可動子３ｈが装置の前面側から背面側に向けて断路器軸上を移動することにより、投入状態（１）から断路状態（２）、接地状態（３）と状態が移行する。

可動子３ｈが接地状態となる際、同時に可動子３ｋは接地極３ｊと回路側電極３ｅを電気的に接触させ、回路側電極３ｅを接地状態にする。

可動子３ｈ、可動子３ｋはねじ状の絶縁ロッド３ｉの回転運動により断路器軸上を移動する。なお、ねじ状の絶縁ロッドによる動作は、絶縁ロッドの押し引きによる移動で動かしてもよい。

接地状態では接地極３ｂが母線側電極３ｃを接地し、接地極３ｊが回路側電極３ｅを接地させる。

上記構成に加え、実施例１における受電側断路器ユニット２の受電側断路器２ａを接地開閉器付き断路器に代えることで遮断器側の主回路導体の充電電荷を接地することができる。

上記の構成により、遮断器１ａの両極側のブレード式接地器１ｃ、１ｄを設置しなくても遮断器両極の主回路導体の充電電荷を接地可能となり、部品点数を低減しつつ装置の小型化が可能となる（図５）。

１ａ・・・遮断器、１ｂ・・・遮断器操作器、１ｃ、１ｄ・・・ブレード式接地器、２ａ・・・受電側断路器、２ｂ・・・受電側接地開閉器、２ｃ・・・アレスタ、３ａ・・・下側配置の接地開閉器付き断路器、３ｂ・・・接地極、３ｃ・・・母線側電極、３ｄ・・・支持絶縁筒、３ｅ・・・回路側電極、３ｆ・・・主回路導体、３ｇ・・・接触子、３ｈ・・・可動子、３ｉ・・・絶縁ロッド、３ｊ・・・接地極、３ｋ・・・可動子、３ｌ・・・操作器、４ａ・・・上側配置の接地開閉器付き断路器、４ｂ・・・接地極、４ｃ・・・支持絶縁筒、４ｄ・・・母線側電極、４ｅ・・・接触子、４ｆ・・・可動子、４ｇ・・・絶縁ロッド、４ｈ・・・操作器、４ｉ・・・主回路側電極、５・・・受電ケーブル、６・・・ケーブルヘッド、７ａ、７ｂ・・・母線、

Claims (4)

1. 絶縁ガスを封入したガス絶縁容器内に少なくとも断路器、接地開閉器、遮断器、及び接地開閉器付き断路器を有する主回路機器を収容してなるガス絶縁開閉装置において、
   前記ガス絶縁容器内は、母線側と受電側の２つの領域に仕切り板により二分され、
   前記ガス絶縁容器の背面側には受電ケーブルを前記受電側の領域に引き込むケーブルヘッドが配され、
   前記受電ケーブルは前記受電側の領域において、受電側断路器、受電側接地開閉器及びアレスタに電気的に接続され、
   前記遮断器は前記受電側の領域において、前記受電側断路器を経て前記受電ケーブルに電気的に接続され、
   前記遮断器は、前記仕切り板に設けられ前記二分された領域を機密に接続する絶縁スペーサを介して前記母線側の領域に設けられた下側配置の接地開閉器付き断路器に電気的に接続され、
   前記下側配置の接地開閉器付き断路器は前記ガス絶縁容器の背面側に接地極を有し、かつ、前記遮断器との電気的接続部よりも前記接地極側に母線側電極を有し、
   前記母線側電極は上側配置の接地開閉器付き断路器の主回路側電極を介して一方の母線に電気的に接続され、
   前記上側配置の接地開閉器付き断路器は、前記ガス絶縁容器の前面側に接地極を有し、
   前記上側配置の接地開閉器付き断路器の主回路電極及び接地極の間に他方の母線が接続されることを特徴とする、ガス絶縁開閉装置。
2. 請求項１記載のガス絶縁開閉装置において、
   前記受電側断路器、前記受電側接地開閉器、前記遮断器、前記下側配置の接地開閉器付き断路器及び前記上側配置の接地開閉器付き断路器それぞれの操作器は前記ガス絶縁容器の前面側に配されることを特徴とする、ガス絶縁開閉装置。
3. 請求項１又は２記載のガス絶縁開閉装置において、
   前記遮断器の両極にブレード式接地器を有することを特徴とする、ガス絶縁開閉装置。
4. 請求項１又は２記載のガス絶縁開閉装置において、
   前記下側配置の接地開閉器付き断路器に代えて、二つの接地極と、前記二つの接地極の間に設けられた回路側電極及び母線側電極と、前記回路側電極及び前記母線側電極を前記二つの接地極にそれぞれ接地する二つの可動子とを同軸上に配置して下側配置の接地開閉器付き断路器を構成し、
   投入状態においては、前記母線側電極を短絡するための前記一方の可動子が前記回路側電極及び前記母線側電極を橋架し、
   接地状態においては、前記それぞれの可動子が前記回路側電極及び前記母線側電極を接地し、さらに、
   前記受電側断路器に代えて接地開閉器付き断路器を備えたことを特徴とする、ガス絶縁開閉装置。