JP6591130B1 - 母線接続装置、スイッチギヤ及び母線接続装置の接続方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記第1圧力容器と隣接する第2圧力容器の内壁面に固定され、内部に第2内部貫通導体が貫通され、前記第2圧力容器の外部に突出する第2突出部と、前記第2突出部から露出する第2接続部と、を有する第2ブッシングと、
前記第1ブッシングと前記第2ブッシングとの間に設けられ、前記第1接続部と前記第2接続部を電気的に接続する導電性部材からなる接続導体部と、
前記接続導体部の垂直投影を含む大きさの開口を有する作業口と、前記作業口を封止する蓋と、を有し、前記第1突出部、前記第2突出部および前記接続導体部を自身の内部空間に格納する中間タンクとを備え、
前記中間タンクは、自身の第1開口部を囲む自身の第1外縁部が前記第1圧力容器の外壁面に固定され、自身の第2開口部を囲む自身の第2外縁部が前記第2圧力容器の外壁面に固定され、
前記中間タンクは、前記第1圧力容器および前記第2圧力容器の外壁面に前記中間タンクを固定する固定具を通す空間として、前記第1外縁部の周縁に沿って環状に設けられ前記第1ブッシングに向けて内部側へ屈曲する第1屈曲部および前記第2外縁部の周縁に沿って環状に設けられ前記第2ブッシングに向けて内部側へ屈曲する第2屈曲部を有しているものである。
本発明に係るスイッチギヤは、隣接する圧力容器の相互間に接続領域が形成され、前記母線接続装置が前記接続領域内に配置され、隣接する前記圧力容器が前記母線接続装置によって連接されるものである。
本発明に係る母線接続装置の接続方法は、第1圧力容器の内壁面に第1ブッシングの一端を固定し、前記第1ブッシングの他端を前記第1圧力容器のブッシング開口部から外部へ突出させる工程と、
前記第1圧力容器に隣接する第2圧力容器の内壁面に、前記第1ブッシングに対向して、第2ブッシングの一端を固定し、前記第2ブッシングの他端を前記第2圧力容器のブッシング開口部から外部へ突出させる工程と、
前記第1ブッシングの取付位置に対応する前記第1圧力容器の外壁面に中間タンクの第1外縁部を固定し、前記第2ブッシングの取付位置に対応する前記第2圧力容器の外壁面に前記中間タンクの第2外縁部を固定する工程と、
前記中間タンクに設けられた作業口から前記第1ブッシングと前記第2ブッシングとの間の接続導体部の接続作業を行う工程と、
前記接続作業の完了後、前記作業口を蓋で密封し、前記中間タンクの内部空間に絶縁性ガスを封入する工程と、
を含み、
前記接続作業は、前記第1ブッシングの第1接続部に第1外径を有するカップ状のソケット導体を固定する工程と、前記第2ブッシングの第2接続部に第2外径を有する棒状のプラグ導体を固定する工程と、前記第1外径に合わせた第1曲面、および前記第2外径に合わせた第2曲面を有する調整治具を用いて、前記ソケット導体と前記プラグ導体の固定位置を調整する工程と、前記ソケット導体の内側に前記プラグ導体を嵌合させて、前記第1接続部と前記第2接続部を電気的に接続させる工程と、を含む
母線接続装置の接続方法である。
また、本発明に係るスイッチギヤによれば、母線接続装置の小型化に伴い、スイッチギヤの外形サイズのコンパクト化を確保できる。
さらに、本発明に係る母線接続方法によれば、中間タンクの作業口から母線接続作業ができるため、組立作業が簡易になる。かつ、母線接続性能を高めることにより、接触抵抗が最小限にできるため、スイッチギヤ間の主回路抵抗も低減できる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る母線接続装置に連接されるスイッチギヤを示す。図1において、スイッチギヤの単体であるスイッチギヤ2とスイッチギヤ3は、それぞれ第1圧力容器4と第2圧力容器5内に絶縁性ガスを充填させることによって圧力容器内の絶縁性を確保している。母線接続装置1は、スイッチギヤ2とスイッチギヤ3の圧力容器間の接続領域の上部に配置されている。このように、隣接するスイッチギヤ同士は母線接続装置を介して連接され、複数個並列に設置して(図1において左右方向)受配電システム用のスイッチギヤが構成される。
図2において、スイッチギヤ2の第1圧力容器4の内壁面4bに取付されている第1ブッシング6、スイッチギヤ3の第2圧力容器5の内壁面5bに取付されている第2ブッシング7は、それぞれ第1圧力容器4と第2圧力容器5のブッシング開口部から外部へ突出し、同軸の延長線上になるように対向配置されている。さらに、第1ブッシング6の第1突出部6aから露出する第1接続部17a、および第2ブッシング7の第2突出部7aから露出する第2接続部17bは、複数の導電性部材からなる接続導体部10を介して電気的に接続され、一対のブッシングセットになる。
中間タンク11の両端面はそれぞれ第1圧力容器4と第2圧力容器5の外壁面に固定される。第1ブッシング6が取り付けられる第1圧力容器4の内壁面4b部分に対応する外壁面4aには、固定具8が複数個取り付けられており、第2ブッシング7が取り付けられる第2圧力容器5の内壁面5b部分に対応する外壁面5aには、固定具として固定具9が複数個取り付けられている。中間タンク11は、一方の端面である第1外縁部11c(図5に示す)が第1圧力容器4の外壁面4aに固定具8と固定用のナット8aによって固定され、他方の端面である第2外縁部11d(図5に示す)が第2圧力容器5の外壁面5aに固定具9と固定用のナット9aによって固定される。
図5(a)と図5(b)に示すように、中間タンク11の両端面(第1外縁部11cおよび第2外縁部11d)には、それぞれ3相分のブッシングの突出部を通すべく設けられる第1開口部18aと第2開口部18bを有する。図5(b)に示すように、第1開口部18aを囲む中間タンク11の第1外縁部11cにおいて、パッキン等のガスシール材の内側の位置を固定するための内側ガイド21a、外側の位置を固定するための外側ガイド21b、および外側ガイド21bの外周に第1圧力容器4側の固定具8を通すための複数の固定具通し穴18cを有する構造である。スイッチギヤ3の第2圧力容器5に固定される第2開口部18bを囲む中間タンク11の第2外縁部11dにおいても、同様な構造であり、第2圧力容器5側の固定具9を通すための固定具通し穴18d(図示せず)を複数有する。
なお、第1圧力容器4の外壁面4aと中間タンク11の間、第2圧力容器5の外壁面5aと中間タンク11の間、および作業口19を封止する蓋12と中間タンク11の間において、それぞれパッキン等のガスシール材を介して固定、封止する。つまり、中間タンク11の両端面の第1開口部18a、第2開口部18b、および作業口19が封止されるため、中間タンク11の中が密閉状態となる。
これは、図3に示すように、ブッシング内の電界緩和シールド16が設けられており、圧力容器の壁面の開口部周辺の電界緩和効果が生じたため、ブッシングに近接する中間タンク11の第1屈曲部11aおよび第2屈曲部11bを設けることが可能となるからである。この中間タンク11に形成される第1屈曲部11aおよび第2屈曲部11bにより、固定具を通す空間が中間タンク11の外周より内側にあるため、中間タンク11の両端面の外縁部の外周サイズを中央部のより大きくする必要がなく、母線接続装置の小型化が実現できる。この構造の中間タンクを用いる母線接続装置の小型化に伴い、スイッチギヤの圧力容器の壁面にスタントを固定する範囲も小さくでき、スイッチギヤの外形サイズのコンパクト化を確保できる。
具体的には、接続導体部10において、ソケット導体10aには、互いのブッシングの軸ズレを緩和するために、ボルト10cの径に対してボルト穴10iの穴径は数ミリ〜数十ミリ大きく形成される。さらにボルト穴10iの穴径より大きいワッシャ10gを介して、ボルト10cによってソケット導体10aと第1ブッシング6の第1接続部17aが接続される。
図7に示すように、予めソケット導体10aは、ボルト10cを用いてワッシャ10gを介して第1ブッシング6の第1接続部17aに接続される。接触子10hを設けられるプラグ導体10bは、ボルト10dを用いて第2ブッシング7の第2接続部17bに接続される。ただし、この段階では、ソケット導体10aと第1ブッシング6との間は完全に締め付けず、手で触って動く程度に締め付ける。
この段階で、調整治具50を用いて対向して接近したソケット導体10aとプラグ導体10bの固定位置を調整する。位置調整が完了した状態でボルト10cを完全に締め付ける。なお、調整治具50を用いた位置調整、およびボルト10cの締め付け作業は作業口19から実施する。
最後に、作業口19にパッキン等のガスシール材を介して蓋12で密閉させ、絶縁性ガス封入を行う。
調整治具50は、ソケット導体10aとプラグ導体10bの接続方向の断面において、段差50aを有する。ソケット導体10aの外径を第1外径D1とし、プラグ導体10bの外径を第2外径D2とする場合、段差50aは高さが(D1−D2)/2である。
ソケット導体10a側の断面D−Dにおいて、調整治具50はソケット導体10aの第1外径D1に合わせた第1曲面50bを有する。同時に、プラグ導体10b側の断面C−Cにおいて、調整治具50はプラグ導体10bの第2外径D2に合わせた第2曲面50cを有する。なお、第1曲面50bと第2曲面50cとも、角度範囲が180°以内であり、取付けと取外しが可能な構造である。
実施の形態1に係る母線接続方法によれば、中間タンクの作業口から母線接続作業ができるため、組立作業が簡易になる。
図10に、本発明の実施の形態2に係る母線接続装置に連接されるスイッチギヤを示す。実施の形態1と異なる点は、母線接続装置20の接続導体部22の構造およびブッシングの接続方法である。
図11は実施の形態2に係る母線接続装置20の拡大図である。第1ブッシング6および第2ブッシング7の構造は実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。スイッチギヤ2の第1圧力容器4の内壁面4bに第1ブッシング6が取付されており、同様にスイッチギヤ3の第2圧力容器5の内壁面5bに第2ブッシング7が取付されている。
図12は母線接続装置20の接続導体部22の拡大断面図である。図12において、接続導体部22は、第1ブッシング6の第1突出部6aの第1接続部17aに第1固定部材22cによって固定される第1導体部22a、および、第2ブッシング7の第2突出部の第2接続部17bに第2固定部材22dによって固定される第2導体部22bで構成されている。また、第1導体部22aと第2導体部22bとは第3固定部材22eによって接続される。
第1固定部材22c、第2固定部材22dおよび第3固定部材22eは金属製導電性部材であり、例えばボルトが用いられる。
具体的に、ずれの対応方法として、接続導体部22の部品の穴径を大きくすること、あるいは接続導体部22の部品点数を増やすことが挙げられる。例えば、第1導体部22a、第2導体部22bのボルトに対するガタを大きくすることで、第1ブッシング6と第2ブッシング7の軸ずれが発生した場合でも接続可能な構造となっている。
次に、スイッチギヤ3内の第2圧力容器5のブッシング取付位置に対応する外壁面5aに固定されている固定具9を、中間タンク11の固定具通し穴18dに挿入するように近づける。固定具通し穴18dに固定具9が完全に挿入された後、固定具通し穴18cと固定具9を固定用のナット9aで固定する。
さらに、図12に示すように、中間タンク11の作業口19から、第1導体部22a、第2導体部22b、第1固定部材22c、第2固定部材22dおよび第3固定部材22eを用い、対向配置している第1ブッシング6の第1接続部17aと第2ブッシング7の第2接続部17bの接続作業を行う。接続作業の完了後、作業口19にパッキン等のガスシール材を介して蓋12で密閉させ、絶縁性ガス封入を行う。
実施の形態2に係る母線接続方法によれば、中間タンクの作業口から母線接続作業ができるため、組立作業が簡易になる。かつ、母線接続性能を高めることにより、接触抵抗が最小限にできるため、スイッチギヤ間の主回路抵抗も低減できる。
実施の形態1および実施の形態2では、隣接するスイッチギヤ2の第1圧力容器4、スイッチギヤ3の第2圧力容器5および母線接続装置の中間タンク11はそれぞれ分離された密閉容器である。つまり、これらの密封された圧力容器がそれぞれ独立に区画されている状態であるため、圧力容器の個数分のガス処理回数が必要となる。例えば、図14に示すように、スイッチギヤ23〜26の4つのスイッチギヤの単体の列盤形態において、4つの圧力容器27〜30、および母線接続装置の中間タンク31〜33、全部で7つの密閉容器があるので、ガス処理が7回必要となり、7つの圧力容器にそれぞれガス封入装置45を装着する必要がある。
図16は図15における断面B−Bを示す図である。図16に示すように、母線接続装置の中間タンク42〜44のそれぞれの端面の開口部に覆われる圧力容器の壁面46において、圧力容器の壁面を貫通する貫通穴47を1つ以上設けている。これにより、図15に示す4つの圧力容器38〜41、と3つの母線接続装置の中間タンク42〜44つを同一ガス区画とする。したがって、複数のスイッチギヤ単体が列盤されている形態においても、圧力容器または中間タンクのいずれか一つにガス封入装置45を取り付けることによってガス処置は一度で可能となる。また、全ての圧力容器と中間タンクを同一ガス区画にせず、同一ガス区画であることが必要される一部の圧力容器のみ壁面に貫通穴を設けてもよい。
実施の形態3に係る母線接続装置、および母線接続方法によれば、実施の形態1および2と同様な効果がある上、さらに、実施の形態3に係るスイッチギヤによれば、スイッチギヤの圧力容器の壁面に、中間タンクと貫通する貫通穴が設けられるため、同一ガス区画であることが必要とされる圧力容器と中間タンクのガス処置が一度で済むことができる。これにより、スイッチギヤの圧力容器および母線接続装置の中間タンクにおけるガス処置回数を減らすことができ、スイッチギヤの組立作業が簡易になる。
8、9 固定具、8a、9a ナット、10、22 接続導体部、
10a ソケット導体、10b プラグ導体、10c、10d ボルト、10e カップ状穴、10f カップ状穴、10g ワッシャ、10h 接触子、10i ボルト穴、
22a 第1導体部、22b 第2導体部、22c 第1固定部材、22d 第2固定部材、22e 第3固定部材、
11 中間タンク、11a 第1屈曲部、11b 第2屈曲部、11c 第1外縁部、11d 第2外縁部、12 蓋、13 ブッシング取付面、14a 第1内部貫通導体、14b 第2内部貫通導体、15 ブッシング絶縁層、16 電界緩和シールド、17a 第1接続部、17b 第2接続部、18a 第1開口部、18b 第2開口部、18c、18d 固定具通し穴、19 作業口、21a 内側ガイド、21b 外側ガイド、
23、24、25、26、34、35、36、37 スイッチギヤ、
27、28、29、30、38、39、40、41 圧力容器、
31、32、33、42、43、44 母線接続装置の中間タンク、
45 ガス封入装置、46 壁面、47 貫通穴、
50 調整治具、50a 段差、50b 第1曲面、50c 第2曲面
Claims (8)
- 第1圧力容器の内壁面に固定され、内部に第1内部貫通導体が貫通され、前記第1圧力容器の外部に突出する第1突出部と、前記第1突出部から露出する第1接続部と、を有する第1ブッシングと、
前記第1圧力容器と隣接する第2圧力容器の内壁面に固定され、内部に第2内部貫通導体が貫通され、前記第2圧力容器の外部に突出する第2突出部と、前記第2突出部から露出する第2接続部と、を有する第2ブッシングと、
前記第1ブッシングと前記第2ブッシングとの間に設けられ、前記第1接続部と前記第2接続部を電気的に接続する導電性部材からなる接続導体部と、
前記接続導体部の垂直投影を含む大きさの開口を有する作業口と、前記作業口を封止する蓋と、を有し、前記第1突出部、前記第2突出部および前記接続導体部を自身の内部空間に格納する中間タンクとを備え、
前記中間タンクは、自身の第1開口部を囲む自身の第1外縁部が前記第1圧力容器の外壁面に固定され、自身の第2開口部を囲む自身の第2外縁部が前記第2圧力容器の外壁面に固定され、
前記中間タンクは、前記第1圧力容器および前記第2圧力容器の外壁面に前記中間タンクを固定する固定具を通す空間として、前記第1外縁部の周縁に沿って環状に設けられ前記第1ブッシングに向けて内部側へ屈曲する第1屈曲部および前記第2外縁部の周縁に沿って環状に設けられ前記第2ブッシングに向けて内部側へ屈曲する第2屈曲部を有している
ことを特徴とする母線接続装置。 - 前記接続導体部により接続される前記第1ブッシングおよび前記第2ブッシングからなるブッシングセットが複数あり、前記中間タンクは、複数の前記ブッシングセットを自身の内部空間に格納することを特徴とする請求項1に記載の母線接続装置。
- 前記作業口が前記接続導体部に対応して配設されていることを特徴とする請求項2に記載の母線接続装置。
- 前記接続導体部は、前記第1接続部に固定されたカップ状のソケット導体と、前記第2接続部に固定され前記ソケット導体に嵌合された棒状のプラグ導体とから構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の母線接続装置。
- 前記接続導体部は、前記第1接続部に第1固定部材によって固定される第1導体部と、前記第2接続部に第2固定部材によって固定される第2導体部と、を有し、
前記第1導体部と前記第2導体部とは第3固定部材によって接続され、前記第1固定部材、前記第2固定部材および前記第3固定部材の取り付け位置の許容範囲内で前記接続導体部の位置調整が可能であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の母線接続装置。 - 隣接する圧力容器の相互間に接続領域が形成され、請求項1から5のいずれか1項に記載の母線接続装置が前記接続領域内に配置され、隣接する前記圧力容器が前記母線接続装置によって連接されることを特徴とするスイッチギヤ。
- 前記母線接続装置の中間タンクの開口部に覆われる前記圧力容器の壁面に、前記圧力容器の壁面を貫通する貫通穴が設けられ、前記中間タンクと前記圧力容器とを同一ガス区画とすることを特徴とする請求項6に記載のスイッチギヤ。
- 第1圧力容器の内壁面に第1ブッシングの一端を固定し、前記第1ブッシングの他端を前記第1圧力容器のブッシング開口部から外部へ突出させる工程と、
前記第1圧力容器に隣接する第2圧力容器の内壁面に、前記第1ブッシングに対向して、第2ブッシングの一端を固定し、前記第2ブッシングの他端を前記第2圧力容器のブッシング開口部から外部へ突出させる工程と、
前記第1ブッシングの取付位置に対応する前記第1圧力容器の外壁面に中間タンクの第1外縁部を固定し、前記第2ブッシングの取付位置に対応する前記第2圧力容器の外壁面に前記中間タンクの第2外縁部を固定する工程と、
前記中間タンクに設けられた作業口から前記第1ブッシングと前記第2ブッシングとの間の接続導体部の接続作業を行う工程と、
前記接続作業の完了後、前記作業口を蓋で密封し、前記中間タンクの内部空間に絶縁性ガスを封入する工程と、
を含み、
前記接続作業は、前記第1ブッシングの第1接続部に第1外径を有するカップ状のソケット導体を固定する工程と、前記第2ブッシングの第2接続部に第2外径を有する棒状のプラグ導体を固定する工程と、前記第1外径に合わせた第1曲面、および前記第2外径に合わせた第2曲面を有する調整治具を用いて、前記ソケット導体と前記プラグ導体の固定位置を調整する工程と、前記ソケット導体の内側に前記プラグ導体を嵌合させて、前記第1接続部と前記第2接続部を電気的に接続させる工程と、を含む
ことを特徴とする母線接続装置の接続方法。
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