JP6887405B2 - 転流式直流遮断器盤 - Google Patents

Description

本発明は転流式直流遮断器盤に関し、例えば、変電所等に設置される転流式直流遮断器盤に適用して好適なものである。

従来、遮断器として、コンデンサに蓄積した電荷を、主回路を流れる直流電流と逆方向に重畳させることで当該直流電流を遮断する転流式直流遮断器がある。この種の転流式直流遮断器は、直流電源と負荷との間に接続され、主回路を電気的に開閉する主開閉器と、直列接続された転流コンデンサ及び転流スイッチを有し、主開閉器と並列に接続される転流回路と、転流回路の転流スイッチのオン／オフなどを制御する制御装置とを備えて構成される。

そして主回路に過大な電流が流れた場合、主開閉器が開離した後に転流スイッチがオンされ、転流コンデンサの放電に伴う高周波転流電流が主開閉器に供給される。そしてこの転流電流が主回路の直流電流に重畳され、当該直流電流に電流零点が発生することにより直流が遮断される。

このような転流式直流遮断器盤に関して、例えば、特許文献１には、主開閉器及び転流スイッチを備える主開閉器駆動装置を配電盤の筐体内部の下段に配置し、転流コンデンサを筐体内部の上段に配置した構成が開示されている。

特開２００８−２２０１６０号公報

ところで、特許文献１に開示された従来の転流式直流遮断器盤では、上述のように重量物である転流コンデンサが配電盤の筐体内部の上段に配置された構造となっているため、保守点検又は交換のために転流コンデンサを筐体内部に出し入れするに際してはリフタを用いて転流コンデンサを上げ下げする必要があった。

しかしながら、リフタを用いた高所での作業は、危険であるだけでなく、作業性も悪いという問題があった。また上述のように重量物を上段に配置しているため、配電盤の重心位置が高くなり、配電盤の安定性低下の要因ともなっていた。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、保守点検作業や交換作業の作業性及び安全性を向上させ得る転流式直流遮断器盤を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、直流電源及び負荷間に接続され、転流コンデンサに蓄積した電荷を主回路を流れる直流電流と逆方向に重畳させることにより当該直流電流を遮断する転流式直流遮断器が搭載された転流式直流遮断器盤において、前記主回路を流れる前記直流電流を消弧させる主開閉器が搭載され、前記主回路の通電を遮断するように前記主開閉器を駆動させる主開閉器駆動装置と、前記主開閉器駆動装置を他の機器又は部品と電気的に接続する接続導体と、前記主開閉器駆動装置、前記接続導体及び前記転流コンデンサが収納された直流遮断器収納箱とを設け、前記主開閉器駆動装置は、前記直流遮断器収納箱の下段に、当該直流遮断器収納箱から引き出すための所定方向に移動自在に配置され、前記転流コンデンサは、前記直流遮断器収納箱の下段における前記主開閉器駆動装置の後方位置に、前記主開閉器駆動装置と同じ前記所定方向に移動自在に配置され、前記接続導体は、前記主開閉器駆動装置及び前記転流コンデンサ間の空間内を通るように配線され、前記接続導体は、前記転流コンデンサの移動範囲を通る第１の部位と、前記転流コンデンサの移動範囲を通らない第２の部位と、前記第１及び第２の部位を分離自在に物理的及び電気的に接続する接触子とを備えるようにした。

かかる構成を有する本発明の転流式直流遮断器盤によれば、主開閉器駆動装置を直流遮断器収納箱から引き出し、その後、接続導体の第２の部位を第１の部位から切り離すことにより転流コンデンサを直流遮断器収納箱から引き出すことができる。従って、リフタ等の特殊工具を用いることなく転流コンデンサの保守点検作業や交換作業を作業性高く行うことができる。

また本転流式直流遮断器盤では、転流式直流遮断器を構成する主要機器のうちの重量物である主開閉器駆動装置及び転流コンデンサが直流遮断器収納箱の下段に配置されるため、重心が低くなり、安定性を向上させることができる。

本発明によれば、保守点検作業や交換作業の作業性及び安全性を向上させ得る転流式直流遮断器盤を実現できる。

転流式直流遮断器を備えた直流遮断装置の概略構成を示す回路図である。 転流式直流遮断器を備える従来の直流回路用配電盤の構成例を示す側面図である。 転流式直流遮断器を備える本実施の形態の直流回路用配電盤の構成例を示す側面図である。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

図１は、転流式直流遮断器Ｃを備えた直流遮断装置の概略構成を示す。図１において、転流式直流遮断器Ｃを構成する主開閉器５及び可飽和リアクトル９を備える主回路Ａは、直流電源４０及び負荷４１間に接続される。

また転流式直流遮断器Ｃは、直列接続された転流コンデンサ１０及び転流スイッチ６から構成される転流回路Ｂと、非直線抵抗器８から構成される転流回路Ｂとを備え、これら２つの転流回路Ｂが主回路Ａと並列に接続される。非直線抵抗器８は、主回路Ａの電磁エネルギーを吸収するためのエネルギー吸収装置である。

図２は、このような回路構成の転流式直流遮断器Ｃが搭載された従来の直流回路用配電盤１の構成例を示す。この直流回路用配電盤１では、主要機器が、直流遮断器収納箱２と、直流遮断器収納箱２の裏面側に設置された背面収納箱３と、直流遮断器収納箱２の前面側に配置された前面収納箱４とに分けて収容されている。そして転流式直流遮断器Ｃを構成する標準化された主要機器が直流遮断器収納箱２の内部に収容される。

実際上、直流遮断器収納箱２の内部の前面側下方には、主開閉器駆動装置７が配置されている。主開閉器駆動装置７は、主回路Ａを流れる電流を消弧させる主開閉器５と、主回路Ａを流れる電流に重畳させる電流を通電させる転流スイッチ６とを備え、重畳した電流により主回路Ａに電流零点を発生させて主回路Ａの通電を遮断するように主開閉器５を駆動させる機能を有する主要機器である。

主開閉器駆動装置７の下面には複数の車輪７Ａが設けられており、主開閉器駆動装置７は、これらの車輪７Ａが直流遮断器収納箱２の内部床面に敷設された第１のレール１１Ａ上を転動することにより第１のレール１１Ａ上を滑らかに移動できるようになされている。

また主開閉器駆動装置７の背後には、転流回路Ｂを構成する非直線抵抗器８と、主回路Ａに設置されて該主回路Ａに発生させる電流零点の近傍における電流変化率を低減させる可飽和リアクトル９とが配設されている。

さらに非直線抵抗器８及び可飽和リアクトル９の上側には、転流電流を主開閉器５に供給する転流コンデンサ１０が配設されている。転流コンデンサ１０は、その下面に設けられた複数の車輪１０Ａが直流遮断器収納箱２の内部中段に敷設された第２のレール１１Ｂを転動することにより第２のレール１１Ｂ上を滑らかに移動できるようになされている。

また転流コンデンサ１０の前面側には、この直流遮断器収納箱２に収容された各機器の制御や操作を行う制御装置１２〜１５がそれぞれ配設されている。

さらに直流遮断器収納箱２の内部背面側の下方位置には外部の直流電源と接続する母線１６が配設されており、当該直流遮断器収納箱２の内部の他の空間部にはこの母線１６と接続された接続導体１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃがそれぞれ配設されている。

そして、主開閉器５及び転流スイッチ６は、断路部１８Ａ〜１８Ｃを介して各機器や母線１６及び接続導体１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃとそれぞれ電気的に接続されており、このうち主回路電流が流れる接続導体１７Ａには過電流を検出する過電流検出器１９が取り付けられている。

直流遮断器収納箱２の後方（背面側）には、ボルト及びナット等の連結具を用いて背面収納箱３が着脱自在に取り付けられている。

背面収納箱３には裏面扉３Ａが設けられており、この裏面扉３Ａを開くことで作業員が背面収納箱３の内部に設置された断路形ヒューズ２０、回路保護用の保護継電器２１、主回路の電流を検出するための直流変流器２２、計器用直流変圧器２３及び負荷側主回路の保守点検を行い得るようになされている。なお背面収納箱３の負荷側主回路は下引き出しで形成されている。

また直流遮断器収納箱２の前方（正面側）には、ボルト及びナット等の連結具を用いて前面収納箱４が着脱自在に取り付けられている。

前面収納箱４には正面扉４Ａが設けられており、この正面扉４Ａを開き、直流遮断器収納箱２の内部に収容されている主開閉器駆動装置７を直流遮断器収納箱２の内部から外部に引き出すように第１のレール１１Ａ上を移動させることで、主開閉器駆動装置７を断路部１８Ａ〜１８Ｃから切り離すことができ、これにより主開閉器５及び転流スイッチ６の保守点検を行い得るようになされている。

また前面収納箱４の正面扉４Ａの裏面には、配電盤制御用の補助リレーや制御スイッチ、状態表示用の表示灯や故障表示器などから構成される配電盤制御ユニット２４が取り付けられており、正面扉４Ａの前面側又は配電盤制御ユニット２４の背面側にはスイッチ、表示灯及び又は故障表示器が配置されている。

さらに前面収納箱４の内部側面には、電気ケーブルの取合いを行う端子台２５Ａ〜２５Ｃが配設されており、この端子台２５Ａ〜２５Ｃを介して配電盤制御ユニット２４と直流遮断器収納箱２及び背面収納箱３の内部に配置された直流回路用配電盤１を構成している各機器との電気的な接続がなされている。

一方、図２との対応部分に同一符号を付して示す図３は、本実施の形態による転流式直流遮断器Ｃ´を有する直流回路用配電盤３０の構成例を示す。この直流回路用配電盤３０は、直流遮断器収納箱２の内部の前面側下方に主開閉器駆動装置７が配置され、その背面側に断路部１８Ａ〜１８Ｃが配設されている。

主開閉器駆動装置７は、その下面に設けられた複数の車輪７Ａが直流遮断器収納箱２の内部床面上に敷設された共有レール３１上を転動することにより共有レール３１上を滑らかに移動できるようになされている。

また断路部１８Ａ〜１８Ｃの後方には、転流コンデンサ３２が配置されている。転流コンデンサ３２の下面には主開閉器駆動装置７の車輪構造と同じ構造の複数の車輪３２Ａが設けられており、これらの車輪３２Ａが共有レール３１上を転動することで転流コンデンサ３２を共有レール３１上で滑らかに移動させることができるようになされている。

さらに直流遮断器収納箱２の内部における転流コンデンサ３２よりも上側には、共有レール３１上を移動する転流コンデンサ３２の移動範囲（可動範囲）と干渉しないように非直線抵抗器８及び可飽和リアクトル９が配設されている。そして可飽和リアクトル９及び断路部１８Ｃ間を接続する接続導体３３は、断路部１８Ａ〜１８Ｃ及び転流コンデンサ３２間の物理的な空間内を通るように配線されている。

この場合、接続導体３３は、共有レール３１上を移動する転流コンデンサ３２の移動範囲を通る第１の導体部位３３Ａと、転流コンデンサ３２の移動範囲を通らない第２の導体部位３３Ｂとに分割されて構成され、これら第１及び第２の導体部位３３Ａ，３３Ｂが転流コンデンサ３２の移動範囲よりも上側の位置で転流コンデンサ引出し用接触子３５Ａを介して分離自在に物理的及び電気的に接続されている。

同様に、断路形ヒューズ２０及び断路部１８Ｂ間を接続する接続導体３４は、断路部１８Ａ〜１８Ｃ及び転流コンデンサ３２間の物理的な空間内を通るように配線されている。そして接続導体３４は、共有レール３１上を移動する転流コンデンサ３２の移動範囲を通る第１の導体部位３４Ａと、転流コンデンサ３２の移動範囲を通らない第２の導体部位３４Ｂとに分割されて構成され、これら第１及び第２の導体部位３４Ａ，３４Ｂが転流コンデンサ３２の可動範囲よりも上側の位置で転流コンデンサ引出し用接触子３５Ｂを介して分離自在に物理的及び電気的に接続されている。

なお転流コンデンサ引出し用接触子３５Ａ，３５Ｂとしては、例えば２枚の導体板で第１の導体部位３３Ａ，３４Ａと、第２の導体部位３３Ｂ，３４Ｂとを挟むタイプのものでも、また対向する２側面にそれぞれ挿入孔が設けられ、一方の側面の挿入孔に第１の導体部位３３Ａ，３４Ａの先端部を挿入し、他方の側面の挿入孔に第２の導体部位３３Ｂ，３４Ｂの先端部を挿入することで、これら第１の導体部位３３Ａ，３４Ａ及び第２の導体部位３３Ｂ，３４Ｂが物理的及び電気的に接続されるタイプのものであってもよい。要は、第１の導体部位３３Ａ，３４Ａ及び第２の導体部位３３Ｂ，３４Ｂを分離自在に物理的及び電気的に接続できるものであれば、転流コンデンサ引出し用接触子３５Ａ，３５Ｂとしては、種々の構成のものを広く適用することができる。

以上の構成を有する本実施の形態の転流式直流遮断器Ｃ´では、共有レール３１上を移動させるようにして主開閉器駆動装置７を直流遮断器収納箱２から引き出し、その後、各接続導体３３，３４の第１の導体部位３３Ａ，３４Ａをそれぞれ転流コンデンサ引出し用接触子３５Ａ，３５Ｂから取り外すようにして第２の導体部位３３Ｂ，３４Ｂから切り離すことにより、他の機器や部品と干渉することなく転流コンデンサ３２を共有レール３１上を移動させて直流遮断器収納箱２から引き出すことができる。

また、この後、転流コンデンサ１０を直流遮断器収納箱２の内部に押し込み、共有レール３１上を移動させて元の位置に戻した後に、各接続導体３３，３４の第１の導体部位３３Ａ，３４Ａを転流コンデンサ引出し用接触子３５Ａ，３５Ｂを用いて第２の導体部位３３Ｂ，３４Ｂと物理的及び電気的に再接続し、さらに主開閉器駆動装置７を直流遮断器収納箱２の内部に押し込み、共有レール３１上を移動させて元の位置に戻すことにより、主開閉器駆動装置７が断路部１４Ａ〜１４Ｃと物理的及び電気的に接続した元の状態に戻すことができる。

従って、本転流式直流遮断器Ｃ´によれば、主開閉器駆動装置７及び転流コンデンサ３２といった重量物をリフタ等の特殊工具を用いることなく直流遮断器収納箱２に出し入れすることができる。

また本転流式直流遮断器Ｃ´によれば、リフタ等の特殊工具を用いることなく主開閉器駆動装置７及び転流コンデンサ３２といった重量物を直流遮断器収納箱２に出し入れできるため、保守点検時に特殊工具を設置するための余分なスペースを必要とせず、狭隘な変電所でも安全に主開閉器駆動装置７や転流コンデンサ３２の保守点検作業や交換作業を行うことができる。

さらに本転流式直流遮断器Ｃ´では、上述のように主開閉器駆動装置７及び転流コンデンサ３２が直流遮断器収納箱２の下段に配置されるため、本転流式直流遮断器Ｃ´の重心が図２について上述した従来の転流式直流遮断器Ｃと比べて低く、その分、機械的な安定性及び信頼性を向上させることができる。

さらに本転流式直流遮断器Ｃ´では、主開閉器駆動装置７用のレールと、転流コンデンサ３２用のレールとが共通の１つの共有レール３１により構成されているため、従来の転流式直流遮断器Ｃと比べて部品点数を削減することができ、その分、製造コストの低減を図ることができる。

さらに図２について上述した従来の転流式直流遮断器Ｃでは、転流コンデンサ１０（図２）へのケーブルの接続を直流遮断器収納箱２の上側から行う必要があったが、本転流式直流遮断器Ｃ´では、転流コンデンサ３２へのケーブルの接続を直流遮断器収納箱２の内部で行うことができるため、製造時や、主開閉器駆動装置７及び転流コンデンサ３２の保守点検時及び交換時の作業性を大幅に向上させることができ、その分、製造コストや保守コストの低減を図ることができる。

なお上述の実施の形態においては、本発明を図３のように構成された転流式直流遮断器Ｃ´に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成の転流式直流遮断器に広く適用することができる。

また上述の実施の形態においては、接続導体３３，３４を、共有レール３１上を移動する転流コンデンサ３２の移動範囲を通る第１の導体部位３３Ａ，３４Ａと、当該移動範囲を通らない第２の導体部位３３Ｂ，３４Ｂとに分離できる２分割構造とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、接続導体３３，３４を３分割以上の分割構造とするようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態においては、可飽和リアクトル９及び断路部１８Ｃ間を接続する接続導体３３と、断路形ヒューズ２０及び断路部１８Ｂ間を接続する接続導体３４とを共有レール３１上を移動する転流コンデンサ３２の移動範囲を通る第１の導体部位３３Ａ，３４Ａと、当該移動範囲を通らない第２の導体部位３３Ｂ，３４Ｂとに分離できる２分割構造とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、主開閉器駆動装置７及び転流コンデンサ３２間の空間を通って配線される接続導体を転流コンデンサ３２の移動範囲を通る第１の導体部位３３Ａ，３４Ａと、当該移動範囲を通らない第２の導体部位３３Ｂ，３４Ｂとに分離できるようにするのであれば、かかる接続導体が主開閉器駆動装置７とどのような機器又は部品間を電気的に接続するものであってもよい。

本発明は種々の構成の転流式直流遮断器盤に広く適用することができる。

１，３０……直流回路用配電盤、２……直流遮断器収納箱、３……背面収納箱、４……前面収納箱、５……主開閉器、６……転流スイッチ、７……主開閉器駆動装置、７Ａ，３２Ａ……車輪、８……非直線抵抗器、９……可飽和リアクトル、１０，３２……転流コンデンサ、１１Ａ，１１Ｂ……レール、１６……母線、１７Ａ〜１７Ｃ……接続導体、１８Ａ〜１８Ｃ……断路部、１９……過電流検出器、３１……共有レール、３３，３４……接続導体、３３Ａ，３３Ｂ，３４Ａ，３４Ｂ……接続導体、３５Ａ，３５Ｂ……転流コンデンサ引出し用接触子、Ａ……主回路、Ｂ……転流回路、Ｃ……転流式直流遮断器。

Claims (3)

1. 直流電源及び負荷間に接続され、転流コンデンサに蓄積した電荷を主回路を流れる直流電流と逆方向に重畳させることにより当該直流電流を遮断する転流式直流遮断器が搭載された転流式直流遮断器盤において、
   前記主回路を流れる前記直流電流を消弧させる主開閉器が搭載され、前記主回路の通電を遮断するように前記主開閉器を駆動させる主開閉器駆動装置と、
   前記主開閉器駆動装置を他の機器又は部品と電気的に接続する接続導体と、
   前記主開閉器駆動装置、前記接続導体及び前記転流コンデンサが収納された直流遮断器収納箱と
   を有し、
   前記主開閉器駆動装置は、前記直流遮断器収納箱の下段に、当該直流遮断器収納箱から引き出すための所定方向に移動自在に配置され、
   前記転流コンデンサは、前記直流遮断器収納箱の下段における前記主開閉器駆動装置の後方位置に、前記主開閉器駆動装置と同じ前記所定方向に移動自在に配置され、
   前記接続導体は、前記主開閉器駆動装置及び前記転流コンデンサ間の空間内を通るように配線され、
   前記接続導体は、
   前記転流コンデンサの移動範囲を通る第１の部位と、
   前記転流コンデンサの移動範囲を通らない第２の部位と、
   前記第１及び第２の部位を分離自在に物理的及び電気的に接続する接触子と
   を備える
   ことを特徴とする転流式直流遮断器盤。
2. 前記直流遮断器収納箱の床面に敷設されたレールを備え、
   前記主開閉器駆動装置及び前記転流コンデンサが前記レール上に、当該レール上を移動自在に配置された
   ことを特徴とする請求項１に記載の転流式直流遮断器盤。
3. 前記転流コンデンサに蓄積された前記電荷を前記主回路を流れる前記直流電流と逆方向に重畳するようにして当該主回路に発生させる電流零点の近傍における電流変化率を低減させる可飽和リアクトルを備え、
   前記可飽和リアクトルは、前記直流遮断器収納箱内の前記転流コンデンサよりも上側に前記転流コンデンサの移動範囲と干渉しないように配設され、
   前記接続導体は、前記主開閉器駆動装置及び前記可飽和リアクトル間を接続する
   ことを特徴とする請求項２に記載の転流式直流遮断器盤。

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