JP6348305B2 - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）に関するものである。

図１は、受変電設備の一例である２Ｌ−２ＣＢから構成されるガス絶縁開閉装置を示している。図１はそのガス絶縁開閉装置の単線結線図である。このガス絶縁開閉装置は、１Ｌと２Ｌの２回線で受電でき、装置内に実装される各接点を開閉することで所定の経路を構成し、二系統の変圧器（Ｔｒ）に電力供給をするものであり、具体的な構成は、以下の通りである。まず、各回線１Ｌ，２Ｌにそれぞれ接続される受電回路を実装した受電盤１と、二系統の変圧器（Ｔｒ）にそれぞれ接続される変圧器一次盤２と、受電盤１と変圧器一次盤２との間に配置した電力取引量を計測する取引用計器用変成器３を備えている。各盤は、図１の単線結線図に示す回路を構成するための各機器が組み込まれる。

例えば、受電盤１と変圧器一次盤２を１つの箱とする場合、受電盤１と取引用計器用変成器３を接続する受電側接続母線（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）４と、変圧器一次盤２と取引用計器用変成器３とを接続する変圧器側接続母線（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）５が必要となる。これら各母線は、絶縁スペーサで固定支持される母線や導体ケーブル（以下、「導体ケーブル」と称する）により構成される。この種のガス絶縁開閉装置の一例としては、例えば特許文献１に開示された技術がある。

特開平１１−１３６８１７

上述した従来のガス絶縁開閉装置では、以下に示す課題を有する。受電側接続母線４並びに変圧器側接続母線５は、それぞれ三本必要となり、合計６本の導体ケーブルが存在する。よって、６本の導体ケーブルを接続するための場所や、導体ケーブルを配置する空間が必要となり、装置の小型化を図るうえでの障害となる。また、６本の導体ケーブルを接続するための作業も煩雑となる。

上述した課題を解決するために、本発明に係るガス絶縁開閉装置は、受電線に接続される受電回路と、変圧器に接続される変圧器一次側回路と、それら受電回路と前記変圧器一次側回路の間に接続される取引用計器用変成器と、前記受電回路と前記取引用計器用変成器とを接続する受電側接続母線と、前記変圧器一次側回路と前記取引用計器用変成器とを接続する変圧器側接続母線を備えたガス絶縁開閉装置であって、前記受電側接続母線と、前記変圧器側接続母線とを接触しないように、空間をおいて配置した第一導体板と第二導体板をモールド樹脂で覆い一体化して往復導体としたモールド母線で構成するようにしたものを前提とする。

導体板をモールド樹脂で覆い往復導体を形成したため、受電側接続母線と変圧器側接続母線を１本のモールド母線で構成することができ、三相分の３本ですむ。よって、従来必要であった６本の導体ケーブルに比べ、本数を半減でき、コンパクトな設計となる。

（１）上述した前提の構成に、前記第一導体板と前記第二導体板の両端は、それぞれ積層方向で重なり、前記両端は、接続用往復導体を介して前記受電回路、前記変圧器一次側回路、前記取引用計器用変成器のうちの接続先に接続されるように構成し、前記接続用往復導体は、同心に配置した筒状の外側導体とその外側導体内に電気的に絶縁された状態で挿入配置される内側導体を備え、前記外側導体と前記内側導体は、前記受電回路、前記変圧器一次側回路が実装される室内に配置され、その室内は絶縁性のガスが充填されるようにするとよい。絶縁性のガスは、絶縁性を有するガスは、例えばＳＦ６，Ｎ２，ＣＯ２，空気やその混合ガスを含む。このようにすると、外側導体と内側導体はガスにより電気的な絶縁が行われる。そして、受電回路等が実装される室に対して一本の接続用往復導体で供給できるので良い。

（２）上述した前提の構成に、前記モールド母線の両端は、前記受電回路並びに前記変圧器一次側回路を実装する本体箱と、前記取引用計器用変成器を実装する本体箱に対し、それぞれ伸縮継手を介して接続されるようにするとよい。このようにすると、温度変化に伴い第一導体板や第二導体板が伸縮したとしても、伸縮継手が吸収し、モールド母線と本体箱との間にかかるストレスを可及的に抑制できる。また、伸縮継手を用いた場合、例えば、モールド母線を取り付けた際の高さのずれを吸収・調整することが容易に行えるので好ましい。

（３）上述した前提の構成に、前記第一導体板は、複数の板状の導体板要素を備え、それら複数の導体板要素を一列に並べるとともに、それら隣接する前記導体板要素の端部同士を連結部材を介して連係させ、その連結部材と前記導体板要素は、その並べた方向に相対移動可能に構成し、前記第二導体板は、複数の板状の導体板要素を備え、それら複数の導体板要素を一列に並べるとともに、それら隣接する前記導体板要素の端部同士を連結部材を介して連係させ、その連結部材と前記導体板要素は、その並べた方向に相対移動可能に構成するとよい。このようにすると、例えば導体板の全長が長くなった場合でも、複数に分割することで、全体での伸縮を可及的に抑制することができるのでよい。

本発明では、取引用計器用変成器に接続する母線を往復導体で構成することができ、配線する本数を削減することができ、コンパクトなレイアウトを採ることができる。例えば、三相の場合、従来６本の導体ケーブルを必要としていたが、本発明を用いることで、３本のモールド母線で良くなる。

従来例を示す単線結線図である。 本発明に係るガス絶縁開閉装置の好適な実施形態を示す単線結線図である。 ガス絶縁開閉装置１０の一系統側の受電盤１１と変圧器一次盤１２が組み込まれたユニットの側面内部構造を示す図である。 その正面外観図である。 その一部拡大断面図である。 モールド母線２０の一例を示す図である。 作用を説明する図である。 本発明に係るガス絶縁開閉装置の好適な別の実施形態を示すモールド母線を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。

図２は、本発明に係るガス絶縁開閉装置の好適な一実施形態である２Ｌ−２ＣＢのガス絶縁開閉装置の単線結線図を示している。図２と図１とを比較すると明らかなように、具体的な回路構成は同じにしているが、取引用計器用変成器に接続する母線の構造を以下に記述するように異ならせている。

図２に示すように、ガス絶縁開閉装置１０は、各回線１Ｌ，２Ｌにそれぞれ接続される受電回路を実装した受電盤１１と、二系統の変圧器（Ｔｒ）にそれぞれ接続される変圧器一次盤１２と、受電盤１１と変圧器一次盤１２との間に配置した電力取引量を計測する取引用計器用変成器１３を備えている。そして受電盤１１と変圧器一次盤１２は、１つの本体箱１６内に実装される。さらに、受電盤１１と取引用計器用変成器１３は、受電側接続母線（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）１４により接続され、変圧器一次盤１２と取引用計器用変成器１３は、変圧器側接続母線（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）１５により接続する。各盤は、図２の単線結線図に示す回路を構成するための各機器が組み込まれる。

図３は、ガス絶縁開閉装置１０の一系統側の受電盤１１と変圧器一次盤１２が組み込まれたユニットの側面内部構造を示し、図４はその正面外観図を示している。同図に示すように、本体箱１６の適宜位置に受電盤１１と変圧器一次盤１２が実装される。本体箱１６内には絶縁性のガスが充填される。本体箱１６は、上部室１６ａと下部室１６ｂを備える。上部室１６ａが母線接続ユニットを構成し、受電盤１１を構成する母線用接地開閉器付断路器１１ａや、変圧器一次盤１２を構成する母線用接地開閉器付断路器１２ａを含む変圧器一次盤１２が実装される。また、下部室１６ｂが受電ユニットを構成し、受電盤１１が実装される。また、上部室１６ａ（母線接続ユニット）と下部室１６ｂ（受電ユニット）は、その壁面同士が接触した状態で連結される。母線接続ユニットを構成する上部室１６ａの上面に、取引用計器用変成器１３と接続するための母線の一端が連結され、上部室１６ａの背面から変圧器（Ｔｒ）へ接続される。

本実施形態では、受電側接続母線（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１）１４ 変圧器側接続母線（Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２）１５を往復導体で構成するモールド母線２０で構成する。すなわち、モールド母線２０は、受電側接続母線１４と、変圧器側接続母線１５の同相の母線同士を組にし、導体板からなる往復導体で構成する。取引用計器用変成器１３へ接続される同相の受電側接続母線１４と、変圧器側接続母線１５は、常に同電位であるため往復導体を構成することが可能となる。よって、モールド母線２０は、３本を備える。

モールド母線２０は、図６に示すように、第一導体板２１と第二導体板２２を上下に所定の距離を置いて平行に配置し、周囲をモールド樹脂２３で覆う構成を有する。第一導体板２１と第二導体板２２は、ともに細長な帯板から構成される。これら第一導体板２１と第二導体板２２とで、モールド中の主往復導体２４を構成する。

第一導体板２１並びに第二導体板２２は、互いの対向面は全長に渡り平坦面にし、全長に渡り離反距離が均一になるようにしている。そして、第一導体板２１と第二導体板２２の対向する空間内にもモールド樹脂２３が充填され絶縁される。さらに第一導体板２１と第二導体板２２の両端は、平面円形状で、ともに肉厚にしている。具体的には、上側に位置する第一導体板２１の端部２１ａは、上面が上方に膨らむ形状とし、下側に位置する第二導体板２２の端部２２ａは下面が下方に膨らむ形状とする。さらに、第一導体板２１の端部２１ａは、その下面に開口する凹部２１ｂを設ける。また、第二導体板２２の端部２２ａは、上下に貫通する貫通孔２２ｂを設ける。凹部２１ｂと貫通孔２２ｂは、同一の内径とし、中心軸を一致させている。これにより、凹部２１ｂと貫通孔２２ｂは、上下方向で重なる配置となり、係る凹部２１ｂ，貫通孔２２ｂ内に、接続用往復導体２５を挿入配置する。

接続用往復導体２５は、両端が開放した円筒状の外側導体２６と、その外側導体２６の内部に上下貫通状態で挿入した内側導体２７を備える。外側導体２６と内側導体２７は同心配置される。内側導体２７の両端は、外側導体２６の両端よりも外側に突出する。そして、その内側導体２７の両端の外径と、外側導体２６の外径は、略等しくしている。また、本実施形態では、内側導体２７は、円柱状の本体２７ａと、その本体２７ａの両端に装着した接続用キャップ２７ｂとを備える。接続用キャップ２７ｂも導電材料から形成し、本実施形態では、本体２７ａと接続用キャップ２７ｂを同じ材料で形成している。

そして、接続用往復導体２５を凹部２１ｂ，貫通孔２２ｂに挿入した状態では、内側導体２７の一端に位置する接続用キャップ２７ｂが凹部２１ｂ内に位置し、外側導体２６の一端が貫通孔２２ｂ内に位置する。そして、接続用キャップ２７ｂと凹部２１ｂとの間、並びに外側導体２６と貫通孔２２ｂとの間には、通電用のコンタクト２８を介在させる。このコンタクト２８により、接続用キャップ２７ｂ・凹部２１ｂ間、外側導体２６・貫通孔２２ｂ間で、それぞれ大電流の接続が安定して行われる。

さらに、外側導体２６の内周面と、内側導体２７の外周面との間には所定の隙間が確保されるように構成する。この接続用往復導体２５は、ガスが充填された室内に存在し、ガスにより絶縁状態が確保される。

また、主往復導体２４の両端に配置された接続用往復導体２５は、それぞれ本体箱１６の上部室１６ａと、取引用計器用変成器１３を構成するユニットに装着される。図５に示すように、上部室１６ａに装着された接続用往復導体２５は、内側導体２７の他端が内部配管２９を介して母線用接地開閉器付断路器１１ａに接続され、外側導体２６の他端が内部配管３０を介して母線用接地開閉器付断路器１２ａに接続される。また、図示省略するが、取引用計器用変成器１３を構成するユニットに装着された接続用往復導体２５は、外側導体２６，内側導体２７がそれぞれ取引用計器用変成器１３の適宜箇所に接続される。これにより、第一導体板２１と内側導体２７が、受電側接続母線１４を構成し、第二導体板２２と外側導体２６が、変圧器側接続母線１５を構成する。

また、モールド母線２０のユニットへの接続構造は、以下のようになっている。ここでは、図６を用いて本体箱１６の上部室１６ａへの接続構造を説明するが、取引用計器用変成器１３側の接続構造も同じである。主往復導体２４を覆うモールド樹脂２３の、第二導体板２２の端部２２ａの下方に突出するように筒状部３１を設ける。この筒状部３１の長さは、筒状部３１の下方部位が上部室１６ａの内部に進入する長さとする。上部室１６ａの上面の取り付け箇所には、貫通孔３２を設ける。貫通孔３２の内径は、筒状部３１の外径よりも大きい設定とする。これにより、筒状部３１は、貫通孔３２内において面内で移動可能となる。また、上部室１６ａは、ガスが充填されているため、貫通孔３２からガスが外部に流出しないように適宜の部材で閉塞する。

また、筒状部３１は、下方開口した凹部３１ａを有する。凹部３１ａの最深部は、第二導体板２２の端部２２ａに位置する。凹部３１ａの内周面は、下方に行くに従って内径が拡大するテーパー面となる。これにより、接続用往復導体２５の外周面と筒状部３１の凹部３１ａの内周面との間の空間は、下方に行くに従って徐々に広くなる。これにより、例えば接続用往復導体２５に対して筒状部３１が相対的に傾くことが許容される。また、接続用往復導体２５の先端を貫通孔２２ｂ，凹部２１ｂに装着する際に、接続用往復導体２５をスムーズに凹部３１ａを移動し挿入することができる。

さらに、筒状部３１の上端近傍に、外側に突出するフランジ３４を設ける。そして、上部室１６ａの上面と、フランジ３４の下面との間に伸縮継手３３を介在させ、係る伸縮継手３３にてモールド樹脂２３を支持する。伸縮継手３３は、例えばベローズ、蛇腹とも称されるもので、例えば筒状部３１が上面に対して傾斜可能となる。よって、例えば接続用往復導体２５が起立した状態で筒状部３１が傾斜するように変位すると、テーパー面の凹部３１ａにより係る傾斜が許容される。

本実施形態によれば、伸縮継手３３を用いてモールド母線２０を支持するようにしたため、例えば取付時の高さ調整を伸縮継手３３で吸収することができる。また、例えば、温度変化により第一導体板２１，第二導体板２２が伸縮しようとした場合でも、図７に示すように、伸縮継手３３が変形し、モールド母線２０の軸方向の変位を許容することができるので良い。図７は、膨張時のものを示しているが、収縮時でも同様に機能する。

図８は、本発明の他の実施形態を示している。本実施形態では、第一導体板２１は二本の導体板要素４１，４１を一直線上に配置し、それら導体板要素４１，４１を連結部材４３を介して電気的・機械的に連結する。連結部材４３は、導体板要素４１，４１の端部に対し、軸方向に相対移動可能に連係される。同様に第二導体板２２は二本の導体板要素４２，４２を一直線上に配置し、連結部材４４を介して電気的・機械的に連結する。連結部材４４は、導体板要素４２，４２の端部に対し、軸方向に相対移動可能に連係される。これにより例えば温度変化により第一導体板２１や第二導体板２２が伸縮した場合、導体板要素４１，４２と連結部材４３，４４の連結部分の相対移動により当該伸縮を吸収し、第一導体板２１，第二導体板２２の全長の伸縮の程度を抑制する。特に、導体板の全長が長い場合、温度変化に伴う伸縮する長さも長くなるため、また、導体板の様々の全長に対して複数の導体板要素を組み合わせて構成できるため、本実施形態のように複数の導体板要素に分割するのが有効に機能する。

これにより、例えば図７に図示したように伸縮継手３３が変位することを抑制したり、変位量を小さく抑えたりすることができる。なお、その他の構成並びに作用効果は、上述した実施形態と同様であるためその説明を省略する。

上述した実施例では、２Ｌ−２ＣＢのガス絶縁開閉装置を例に挙げて説明したが、本発明が適用されるガス絶縁開閉装置はこれに限るものではなく、各種のタイプのものに適用できる。

また、上述した実施形態では、温度変化による導体板の伸縮を吸収する手段を設けたが、係る手段を設けなくても良い。また、伸縮継手３３を設けずに複数の導体板要素と連結部材を備える構成としても良く、各種の変形実施が可能である。

１０ ガス絶縁開閉装置
１１ 受電盤
１１ａ 母線用接地開閉器付断路器ＥＤＳ
１２ 変圧器一次盤
１２ａ 母線用接地開閉器付断路器ＥＤＳ
１３ 取引用計器用変成器
１４ 受電側接続母線
１５ 変圧器側接続母線
１６ 本体箱
１６ａ 上部室
１６ｂ 下部室
２０ モールド母線
２１ 第一導体板
２１ａ 端部
２１ｂ 凹部
２２ 第二導体板
２２ａ 端部
２２ｂ 貫通孔
２３ モールド樹脂
２４ 主往復導体
２５ 接続用往復導体
２６ 外側導体
２７ 内側導体
２７ａ 本体
２７ｂ 接続用キャップ
２８ コンタクト
２９ 内部配管
３０ 内部配管
３１ 筒状部
３１ａ 凹部
３２ 貫通孔
３３ 伸縮継手
３４ フランジ
４１ 導体板要素
４２ 導体板要素
４３ 連結部材
４４ 連結部材

Claims (3)

1. 受電線に接続される受電回路と、変圧器に接続される変圧器一次側回路と、それら受電回路と前記変圧器一次側回路の間に接続される取引用計器用変成器と、前記受電回路と前記取引用計器用変成器とを接続する受電側接続母線と、前記変圧器一次側回路と前記取引用計器用変成器とを接続する変圧器側接続母線を備えたガス絶縁開閉装置であって、
   前記受電側接続母線と、前記変圧器側接続母線とを、空間をおいて配置した第一導体板と第二導体板をモールド樹脂で覆い一体化して往復導体としたモールド母線で構成するようにし、
   前記第一導体板と前記第二導体板の両端は、それぞれ積層方向で重なり、
   前記両端は、接続用往復導体を介して前記受電回路、前記変圧器一次側回路、前記取引用計器用変成器のうちの接続先に接続されるように構成し、
   前記接続用往復導体は、同心に配置した筒状の外側導体とその外側導体内に電気的に絶縁された状態で挿入配置される内側導体を備え、
   前記外側導体と前記内側導体は、前記受電回路、前記変圧器一次側回路が実装される室内に配置され、その室内は絶縁性のガスが充填されることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 受電線に接続される受電回路と、変圧器に接続される変圧器一次側回路と、それら受電回路と前記変圧器一次側回路の間に接続される取引用計器用変成器と、前記受電回路と前記取引用計器用変成器とを接続する受電側接続母線と、前記変圧器一次側回路と前記取引用計器用変成器とを接続する変圧器側接続母線を備えたガス絶縁開閉装置であって、
   前記受電側接続母線と、前記変圧器側接続母線とを、空間をおいて配置した第一導体板と第二導体板をモールド樹脂で覆い一体化して往復導体としたモールド母線で構成するようにし、
   前記モールド母線の両端は、前記受電回路並びに前記変圧器一次側回路を実装する本体箱と、前記取引用計器用変成器を実装する本体箱に対し、それぞれ伸縮継手を介して接続されることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
3. 受電線に接続される受電回路と、変圧器に接続される変圧器一次側回路と、それら受電回路と前記変圧器一次側回路の間に接続される取引用計器用変成器と、前記受電回路と前記取引用計器用変成器とを接続する受電側接続母線と、前記変圧器一次側回路と前記取引用計器用変成器とを接続する変圧器側接続母線を備えたガス絶縁開閉装置であって、
   前記受電側接続母線と、前記変圧器側接続母線とを、空間をおいて配置した第一導体板と第二導体板をモールド樹脂で覆い一体化して往復導体としたモールド母線で構成するようにし、
   前記第一導体板は、複数の板状の導体板要素を備え、それら複数の導体板要素を一列に並べるとともに、それら隣接する前記導体板要素の端部同士を連結部材を介して連係させ、その連結部材と前記導体板要素は、その並べた方向に相対移動可能に構成し、
   前記第二導体板は、複数の板状の導体板要素を備え、それら複数の導体板要素を一列に並べるとともに、それら隣接する前記導体板要素の端部同士を連結部材を介して連係させ、その連結部材と前記導体板要素は、その並べた方向に相対移動可能に構成することを特徴とするガス絶縁開閉装置。

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