JP6896185B1

JP6896185B1 - ガス絶縁開閉装置

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Publication number: JP6896185B1
Application number: JP2020549076A
Authority: JP
Inventors: 井上　直明; 直明井上; 隆広森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2021-06-30
Anticipated expiration: 2040-04-17
Also published as: CN115380444A; US12095239B2; EP4138237A4; EP4138237A1; JPWO2021210159A1; WO2021210159A1; US20230163577A1

Abstract

ガス絶縁開閉装置（１００）に配置された各機器ユニットの間隔を小さくすることができ、ガス絶縁開閉装置（１００）の小型化を可能とする。操作扉（４）を備えた装置筐体（１）と、装置筐体（１）の内部に配置された密閉容器（３）と、密閉容器（３）の操作扉（４）に対向する側面に、フランジ部（１３、２３）を介して取付けられた遮断器ユニット（１０）及び接地開閉器ユニット（２０）と、を備えたガス絶縁開閉装置（１００）であって、操作扉（４）に対向する密閉容器（３）の側面は、遮断器ユニット（１０）が取付けられた部分と、接地開閉器ユニット（２０）が取付けられた部分とで、操作扉（４）からの距離が異なり、遮断器ユニット（１０）と接地開閉器ユニット（２０）との干渉を回避することを特徴とするガス絶縁開閉装置（１００）。

Description

本願は、ガス絶縁開閉装置に関するものである。

ガス絶縁開閉装置は、遮断器ユニット、断路器ユニット、接地開閉器ユニット等の機器ユニットを備え、高電圧が印加される主回路部を、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）等の絶縁性ガスを充てんした密閉容器内に配置した開閉設備であり、密閉容器内に絶縁性ガスを用いるため、各機器ユニットの主回路部を近接して配置することができ、小型化が可能となる。

このようなガス絶縁開閉装置では、遮断器ユニット、断路器ユニット、接地開閉器ユニット等は、密閉容器の側面に各機器ユニットのフランジ部を介して取付けられる。
ガス絶縁開閉装置の構成を簡略化するため、この密閉容器の側面は平坦に形成され、各機器ユニットは、平面内に、縦一列に取付けられるのが一般的である（例えば、特許文献１）。

特開２００７−３３６６５８号公報

ガス絶縁開閉装置において、遮断器ユニット、断路器ユニット、接地開閉器ユニット等の複数の機器ユニットはフランジ部を介して、密閉容器の側面に縦一列に取付けられる。
この時、密閉容器の内側に配置される主回路部及び密閉容器の外側に配置される機器ユニットの操作機構は、隣接する機器ユニット間で接触することなく配置されることが必要である。

ある機器ユニットについて、密閉容器の外側に配置される操作機構と密閉容器の内側に配置される主回路部の縦方向の大きさが異なる場合、例えば、主回路部よりも操作機構が大きい場合を考えると、隣接する各機器ユニットの操作機構間が接触しないように、操作機構の大きさに対応して、機器ユニットの間隔を広く開けて配置することが必要である。

一方、主回路部と操作機構とは同じ機器ユニットを構成するため、操作機構よりも小さい主回路部についても同じ間隔を開けて配置することになる。言い換えれば、主回路部については必要以上に大きな間隔で配置することになり、ガス絶縁開閉装置の小型化に反するという問題があった。

本願は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ガス絶縁開閉装置に配置された各機器ユニット相互の間隔を小さくすることができ、ガス絶縁開閉装置の小型化を可能とすることを目的とする。

本願のガス絶縁開閉装置では、
操作扉を備えた装置筐体、
装置筐体の内部に配置された１つの密閉容器、
操作扉に対向して、１つの密閉容器に第１のフランジ部を介して取り付けられた遮断器ユニット及び第２のフランジ部を介して取り付けられた接地開閉器ユニット、を備えたガス絶縁開閉装置であって、
第１のフランジ部と操作扉までの距離と、第２のフランジ部と前記操作扉までの距離が異なるように、第１および第２のフランジ部が１つの密閉容器に取り付けられていることを特徴とするものである。

本願によれば、各機器ユニット相互の間隔を小さくすることができ、ガス絶縁開閉装置を小型化することができる。

実施の形態１におけるガス絶縁開閉装置の側断面図である。実施の形態１における遮断器ユニットの側断面図である。実施の形態１における接地開閉器ユニットの側断面図である。ガス絶縁開閉装置の側断面図である。実施の形態２におけるガス絶縁開閉装置の側断面図である。

実施の形態の説明及び各図において、同一の符号を付した部分は、同一又は相当する部分を示すものである。

実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図４を用いて説明する。図１には、本実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の側断面図を示しており、図２及び図３には、ガス絶縁開閉装置に配置する遮断器ユニット、接地開閉器ユニットの側断面図を示している。また、図４には比較用のガス絶縁開閉装置の側断面図を示している。

まず、図１〜図３に基づいて、本実施の形態１のガス絶縁開閉装置１００の構造を説明する。
図１は本実施の形態１のガス絶縁開閉装置１００の側断面図で、図１に示すようにガス絶縁開閉装置１００は、装置筐体１内に各機器ユニットが配置された構成をしており、装置筐体１の左側の側面には操作扉４、右側の側面には背面扉５が配置されている。
ガス絶縁開閉装置１００は、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）等の絶縁性ガスを充てんした密閉容器２、３が内部に備えられている。ここでは、上段及び下段に２つの密閉容器２、３が配置された構成を例に説明する。

操作扉４に対向した上段の密閉容器２の側面には、断路器に切替可能な接地開閉器ユニット６が、中央部分に張り出したフランジ部を介して設置されている。また、背面扉５に対向した密閉容器２の側面には、同様に、断路器に切替可能な背面用接地開閉器ユニット７がフランジ部を介して設置されている。

図１に示した本実施の形態１のガス絶縁開閉装置１００の上段の密閉容器２及び上段の密閉容器２に設置された各機器ユニットは、本実施の形態１のガス絶縁開閉装置１００と比較するために後述する図４に示したガス絶縁開閉装置１２０と同じ構成であり、本願の特徴を表すものではないので、以下の説明において、上段の密閉容器２に関係する説明は省略する。

下段の密閉容器３の側面のうち、操作扉４に対向した側面に、遮断器ユニット１０と接地開閉器ユニット２０とが、それぞれの中央部分から張り出したフランジ部を介して、上下に並んで取付けられている。

本実施の形態１で密閉容器３に配置して用いた遮断器ユニット１０と接地開閉器ユニット２０について、図２及び図３を用いて構成及び動作等を説明する。
図２は、遮断器ユニット１０の側断面図を示している。図２に示すように、遮断器ユニット１０の中央部分には張り出した板状のフランジ部１３が形成されている。このフランジ部１３が密閉容器３の側面に取付けられ、遮断器ユニット１０が密閉容器３に設置される。

図２の紙面に向かってフランジ部１３の左側は操作機構１４であり、密閉容器３の外側に設置される。一方、紙面に向かってフランジ部１３の右側の楕円形破線で囲んだ部分は主回路部１２であり、密閉容器３の内部に配置される。主回路部１２には、真空バルブ１６が設置されている。

操作機構１４には、主回路部１２を操作する動作装置等が収納されている。操作機構１４には、真空バルブ１６を高速に動作させるための大型の蓄勢バネを含むバネ操作機構が収められており、操作機構１４の下方向に張り出した、円形一点鎖線で囲んだ突起部１５が配置されている。

図３は接地開閉器ユニット２０の側断面図を示している。接地開閉器ユニット２０は、図３に破線四角で囲んで示す、断路器に切替可能な第一の接地開閉器ユニット２１と、切替できない第二の接地開閉器ユニット３１の、少なくとも接地開閉機能を有する２つの接地開閉器ユニット２１、３１を上下に一対として配置し、共通するフランジ部２３によりそれぞれの中央部分で連結した構成をしている。
切替可能な第一の接地開閉器ユニット２１と切替できない第二の接地開閉器ユニット３１は、紙面に向かってフランジ部２３の左側に操作機構２４、３４を有する。これらの操作機構２４、３４は、密閉容器３の外側に設置される。

紙面に向かってフランジ部２３の右側の円形破線で囲んだ部分は主回路部２２、３２を示しており、これらの主回路部２２、３２は、密閉容器３の内側に設置される。
それぞれの操作機構２４、３４は、操作機構２４、３４を制御するための回路基板２５、３５を有する。回路基板２５、３５は、多くの場合、それぞれの操作機構２４、３４の上部に配置されている。

切替可能な第一の接地開閉器ユニット２１の主回路部２２には、断路器端子２６、接地端子２８と、可動導体２７を備えている。可動導体２７は、断路器端子２６と接地端子２８との間の導通状態の切替を行う。そのため、可動導体２７の切替により断路器と接地開閉器の機能を併せ持つことができる。

切替できない第二の接地開閉器ユニット３１は、主回路部３２に、接地端子３８と可動導体３７のみを備え、第一の接地開閉器ユニット２１とは異なり、断路器端子を備えていない。そのため、断路器の機能を有さず、接地開閉機能のみを有する。

なお、本実施の形態１の説明において、接地開閉器ユニット２０は第一の接地開閉器ユニット２１と第二の接地開閉器ユニット３１を備えた構成としたが、これに限定されるものではなく、第一の接地開閉器ユニット２１と第二の接地開閉器ユニット３１のいずれか一方のみからなる構成であっても同様の効果を有することができる。

遮断器ユニット１０、接地開閉器ユニット２０はそれぞれのフランジ部１３、２３を介して、操作扉４に対向した密閉容器３の側面に配置されている。
図１に示した本実施の形態１のガス絶縁開閉装置１００の場合、密閉容器３の側面のうち、操作扉４に対向した側面には段差が形成されており、操作扉４側から観察した場合、遮断器ユニット１０のフランジ部１３が取付けられる部分よりも、同じ密閉容器３の側面のうち、接地開閉器ユニット２０のフランジ部２３が取付けられる部分の方が奥側となっている。

ここで、密閉容器３の段差を有する側面に配置する遮断器ユニット１０、接地開閉器ユニット２０の形状を検討する。
本実施の形態１の接地開閉器ユニット２０は、図１と図３からわかるように、密閉容器３の外側に位置する２つの操作機構２４、３４の高さ方向の大きさと、密閉容器３の内側に位置する２つの主回路部２２、３２の高さ方向の大きさとを比較するとほぼ同程度と言える。

一方、図１及び図２に示した遮断器ユニット１０で、操作機構１４と主回路部１２の高さ方向の大きさを比較すると、操作機構１４にはバネ操作機構を収納した突起部１５があり、高さ方向の大きさは、主回路部１２よりも操作機構１４の方が大きくなっている。

そのため、図１に示した本実施の形態１のガス絶縁開閉装置１００のように、密閉容器３の側面のうち、接地開閉器ユニット２０のフランジ部２３が取付けられる部分を、遮断器ユニット１０が取付けられる部分よりも操作扉４側から見て奥側に設置することにより、遮断器ユニット１０の突起部１５と、第一の接地開閉器ユニット２１の操作機構２４とが接触せず、干渉を回避することができる。
その結果、図１に示すように、遮断器ユニット１０と接地開閉器ユニット２０との間の矢印４３で示した部分の間隔を狭くして設置することができる。

なお、本実施の形態１においては、図１、図２に示すように遮断器ユニット１０の操作機構１４が突起部１５を有し、遮断器ユニット１０の操作機構１４の高さ方向の大きさが主回路部１２より大きい構成を説明したが、反対に遮断器ユニット１０の操作機構１４よりも主回路部１２の高さ方向の大きさが大きい場合でも同様の手法により、遮断器ユニット１０と接地開閉器ユニット２０の主回路部１２、２２とが接触せず、干渉を回避することができる。
さらに、本実施の形態１においては、図１に示すように遮断器ユニット１０の操作機構１４が接地開閉器ユニット２０に向けた突起部１５を有する構成を説明したが、反対に接地開閉器ユニット２０の操作機構２４が遮断器ユニット１０に向けた突起部を有する場合であっても同様の手法により、相互の接触を防ぎ、干渉を回避することができる。また、突起部が遮断器ユニット１０又は接地開閉器ユニット２０の主回路部に形成された場合であっても同様の手法により接触を防ぎ、干渉を回避することができる。

図４に示したガス絶縁開閉装置１２０は、図１に示したガス絶縁開閉装置１００と比較するもので、遮断器ユニット１０、接地開閉器ユニット２０のフランジ部１３、２３は、構造を簡略化するため平坦な密閉容器３の側面に取り付けられている。
言い換えれば、遮断器ユニット１０と接地開閉器ユニット２０は、操作扉４側から見て奥方向に揃えて設置されている。

上述のように、接地開閉器ユニット２０では、密閉容器３の外側に配置した操作機構２４、３４と密閉容器３の内側に配置した主回路部２２、３２では、高さ方向の大きさは同程度であるが、遮断器ユニット１０では、操作機構１４が突起部１５を有するため、密閉容器３の外側に配置した操作機構１４の方が、密閉容器３の内側に配置した主回路部１２より高さ方向の大きさが大きくなっている。

そのため、図４に示したガス絶縁開閉装置１２０のように、遮断器ユニット１０と接地開閉器ユニット２０とを、操作扉４側から見て同じ距離に設置すると、遮断器ユニット１０の突起部１５と接地開閉器ユニット２０の第一の接地開閉器ユニット２１の操作機構２４、または突起部１５と操作機構２４上の回路基板２５とが接触せず、干渉しないように、図４中の矢印４２で示した部分の間隔を広く開けて設置することが必要である。

一方、密閉容器３の内側に設置された遮断器ユニット１０、接地開閉器ユニット２０の主回路部１２、２２、３２は、突起部１５を有しないため、間隔を広く開けて設置することは必要ではない。しかし、上述のように密閉容器３の外側に設置された操作機構１４、２４、３４では間隔を広く開けて設置する必要があるため、操作機構１４、２４、３４と同じ間隔で設置された主回路部１２、２２、３２については必要以上に間隔を広く設置することになる。

以上のように、本実施の形態１に示したガス絶縁開閉装置１００では、遮断器ユニット１０と接地開閉器ユニット２０との間隔を狭くすることができるため、密閉容器３を縮小することができ、ガス絶縁開閉装置１００を小型化することができる。また同時に、電力ケーブル４１から接地開閉器ユニット２０の主回路部２２、３２等を繋ぐ導体を短縮することができ、電力のロスを低減し、ガス絶縁開閉装置１００内での発熱を抑制することができるという特徴も有する。

実施の形態２．
図５は本願の実施の形態２のガス絶縁開閉装置１１０の側断面図を示している。
図４に示したガス絶縁開閉装置１２０では、下段の密閉容器３の側面には、遮断器ユニット１０と接地開閉器ユニット２０が、操作扉４側から見て、揃った同じ平面上に、それぞれのフランジ部１３、２３を介して設置されている。

このようなガス絶縁開閉装置１２０の各機器ユニットの配列では、遮断器ユニット１０の操作機構１４に形成された、バネ操作機構を収納する突起部１５と、第一の接地開閉器ユニット２１の操作機構２４上の回路基板２５とが接触し、相互に干渉するため、遮断器ユニット１０と接地開閉器ユニット２０との間隔を広く配置することが必要であった。

一方、本実施の形態２のガス絶縁開閉装置１１０では、図５に示したガス絶縁開閉装置１１０の側断面図に示すように、下段の密閉容器３の側面に遮断器ユニット１０と接地開閉器ユニット２０とが取付けられている点は図４に示したガス絶縁開閉装置１２０と同じである。
しかし、本実施の形態２では、遮断器ユニット１０のフランジ部１３は、操作扉４側から見て、接地開閉器ユニット２０のフランジ部２３よりも奥方向に位置しており、遮断器ユニット１０は奥方向にずれて設置されている。

接地開閉器ユニット２０のうち、第一の接地開閉器ユニット２１の操作機構２４上に配置された回路基板２５は、一般に操作機構２４上の適当な位置に移動させることができる。

そこで、遮断器ユニット１０を操作扉４側から見て奥方向に設置し、操作機構２４上の回路基板２５を操作扉４に近接する側に配置することにより、遮断器ユニット１０の突起部１５と第一の接地開閉器ユニット２１の回路基板２５との接触を防止し、干渉を回避することができ、遮断器ユニット１０と接地開閉器ユニット２０との間隔を狭くして設置することができる。

遮断器ユニット１０と接地開閉器ユニット２０との間隔を狭くしたことによって、ガス絶縁開閉装置１２０を小型化することができると同時に、電力ケーブル４１から接地開閉器ユニット２０等を繋ぐ導体を短縮することができ、電力のロスを低減し、ガス絶縁開閉装置１２０内での発熱を抑制することができる。

図１及び図５に示したガス絶縁開閉装置１００、１１０においては、主回路について開閉等を行う遮断器ユニット１０、接地開閉器ユニット２０の配置を例に説明した。
ガス絶縁開閉装置１００、１１０の密閉容器３の側面には計器用変圧器ユニット、避雷器ユニット等の機器ユニットが配置される場合があり、突起部１５を有する操作機構１４を備えた遮断器ユニットを計器用変圧器ユニット及び避雷器ユニット等に用いる場合がある。このような場合も、密閉容器３の側面に段差を形成することで、遮断器ユニットと他の機器ユニットとの間隔を狭くすることができ、ガス絶縁開閉装置１００、１１０の小型化、電力のロスの低減等によるガス絶縁開閉装置１００、１１０の発熱の抑制を図ることができる。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１装置筐体、２密閉容器、３密閉容器、４操作扉、５背面扉、６接地開閉器ユニット、７背面用接地開閉器ユニット、１０遮断器ユニット、１２主回路部、１３フランジ部、１４操作機構、１５突起部、１６真空バルブ、２０接地開閉器ユニット、２１接地開閉器ユニット、２２主回路部、２３フランジ部、２４操作機構、２５回路基板、２６断路器端子、２７可動導体、２８接地端子、３１接地開閉器ユニット、３２主回路部、３４操作機構、３５回路基板、３７可動導体、３８接地端子、４１電力ケーブル、４２矢印、４３矢印、１００ガス絶縁開閉装置、１１０ガス絶縁開閉装置、１２０ガス絶縁開閉装置。

Claims

操作扉を備えた装置筐体、
前記装置筐体の内部に配置された１つの密閉容器、
前記操作扉に対向して、前記１つの密閉容器に第１のフランジ部を介して取り付けられた遮断器ユニット及び第２のフランジ部を介して取り付けられた接地開閉器ユニット、を備えたガス絶縁開閉装置であって、
前記第１のフランジ部と前記操作扉までの距離と、前記第２のフランジ部と前記操作扉までの距離が異なるように、第１および第２のフランジ部が前記１つの密閉容器に取り付けられていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
前記第２のフランジ部と前記操作扉までの距離が前記第１のフランジ部と前記操作扉までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
前記第１のフランジ部と前記操作扉までの距離が前記第２のフランジ部と前記操作扉までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
前記遮断器ユニットと前記接地開閉器ユニットとは、前記密閉容器に上下に取り付けられ、前記遮断器ユニットと前記接地開閉器ユニットのいずれか一方の操作機構の突起部と、他方の操作機構との接触を回避していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のガス絶縁開閉装置。
前記遮断器ユニットと前記接地開閉器ユニットとは、前記密閉容器に上下に取り付けられ、前記遮断器ユニットと前記接地開閉器ユニットのいずれか一方の操作機構の突起部と、他方の操作機構上に配置された回路基板との接触を回避していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のガス絶縁開閉装置。
前記遮断器ユニットと前記接地開閉器ユニットとは、前記密閉容器に上下に取り付けられ、前記遮断器ユニットと前記接地開閉器ユニットのいずれか一方の主回路部の突起部と、他方の主回路部との接触を回避していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のガス絶縁開閉装置。
操作扉を備えた装置筐体、
前記装置筐体の内部に配置された密閉容器、
前記操作扉に対向して、前記密閉容器に第１のフランジ部を介して取り付けられた遮断器ユニット及び第２のフランジ部を介して取り付けられた接地開閉器ユニット、を備え、
前記第１のフランジ部と前記操作扉までの距離と、前記第２のフランジ部と前記操作扉までの距離が異なり、前記遮断器ユニットと前記接地開閉器ユニットとは、前記密閉容器に上下に取り付けられ、前記遮断器ユニットと前記接地開閉器ユニットのいずれか一方の操作機構の突起部と、他方の操作機構上に配置された回路基板との接触を回避していることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
操作扉を備えた装置筐体、
前記装置筐体の内部に配置された密閉容器、
前記操作扉に対向して、前記密閉容器に第１のフランジ部を介して取り付けられた遮断器ユニット及び第２のフランジ部を介して取り付けられた接地開閉器ユニット、を備え、
前記第１のフランジ部と前記操作扉までの距離と、前記第２のフランジ部と前記操作扉までの距離が異なり、前記遮断器ユニットと前記接地開閉器ユニットとは、前記密閉容器に上下に取り付けられ、前記遮断器ユニットと前記接地開閉器ユニットのいずれか一方の主回路部の突起部と、他方の主回路部との接触を回避していることを特徴とするガス絶縁開閉装置。