JP7254241B2 - ガス絶縁開閉装置及びガス絶縁開閉装置のケーブル耐電圧試験方法 - Google Patents

Description

本願は、ガス絶縁開閉装置及びガス絶縁開閉装置のケーブル耐電圧試験方法に関する。

従来ガス絶縁開閉装置は、耐電圧試験等のために、課電用端子を具備していた（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、ガス絶縁開閉器に設けた課電用端子を常時は接地端子として使用し、耐電圧試験時にはブッシングに形成したガス封入室に絶縁ガスを封入して、この課電用端子を覆うように試験用ブッシングを取り付けるようにしたものが開示されている。

しかし、ガス絶縁開閉装置の据付後に、現地でケーブル耐電圧試験等を実施する場合には、ケーブルへの電圧印加が容易な構造が必要とされる。そのため、特許文献１の構造では、現地でガス処理等の煩雑な作業が必要であり、さらに試験用ブッシングの製作コストも高価であった。

これに対し、特許文献２には、タンク内に接地開閉器を収納し、この接地開閉器から大地へ導出される接地回路がタンク外に導出されるガス絶縁開閉装置において、接地開閉器と大地間に接続される断路部を設け、断路部の接地開閉器側に設けられた端子に試験用の端子を接続できるようにしたものが開示されている。この断路器の開放投入の操作により、試験用の端子が容易に接続でき、試験が容易に実施可能となる。

実開平３－６３０１４号公報 特開平７－２２２３１５号公報

特許文献２では、断路器が３相のブレードが、回転軸を中心に回動動作することで上方に移動し開放されるが、回転軸が端子近くに残るため、耐電圧試験時に絶縁距離が不十分な虞がある。

本願は、上記の課題を解決するための技術を開示するものであり、簡便な構造で試験用の端子が接続可能で、絶縁距離を確保可能なガス絶縁開閉装置を提供することを目的とする。

本開示によるガス絶縁開閉装置は、タンク内部に収納された接地開閉器付き断路器及び遮断器と、前記接地開閉器付き断路器に接続され前記接地開閉器付き断路器を接地する前記タンク外に設けられた課電用端子とを備えたガス絶縁開閉装置であって、前記遮断器の一端は前記タンク外のケーブルに電気的に接続可能な状態に接続されており、一端を回動軸として、前記課電用端子に水平方向に挿入されて接続される接地バーを有し、前記接地バーの回動軸側に接続された接地導体を介して前記課電用端子を接地するものである。

本開示によるガス絶縁開閉装置のケーブル耐電圧試験方法は、上述のガス絶縁開閉装置におけるケーブル耐電圧試験方法であって、前記接地開閉器付き断路器を前記課電用端子に接続して接地する工程と、前記遮断器を投入して閉回路とし、前記課電用端子から前記ケーブルへの回路を形成する工程と、前記接地バーを前記課電用端子から水平方向に回動させて開放し、前記課電用端子から退避させる工程と、前記課電用端子に試験用器具を接続し前記ケーブルの耐電圧試験を行う工程と、を備えたものである。

本開示によれば、簡便な構造で試験用の端子が接続可能で、絶縁距離を確保可能なガス絶縁開閉装置及びガス絶縁開閉装置のケーブル耐電圧試験方法を提供することが可能となる。

実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す側面図で、一部断面を示した図である。 実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の課電用端子の収納された端子室の構造を示す図で、図１中Ａ－Ａ方向から見た図である。 図２Ａにおいて端子室の扉を開けた状態を示す図である。 図２Ｂにおいて、接地バーを開放した状態を示す図である。 実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の課電用端子と接地バーとの接続状態を示す図で、図２Ａ中Ｂ－Ｂ方向から見た断面図である。 接地バーの先端部の構造を示す平面図である。 接地バーの先端部の構造を示す側面図である。 図２Ａ中Ｃ－Ｃ方向から見た図で、インタロック装置の構造を示す図である。 図５Ａ中Ｅ－Ｅ方向から見た図である。 図２Ｃ中Ｄ－Ｄ方向から見た図で、インタロック装置の構造を示す図である。 実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置におけるインタロック装置の動作を説明するための図である。 実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置におけるインタロック装置の動作を説明するための図である。 実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置におけるインタロック装置の動作を説明するための図である。 実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置におけるインタロック装置の動作を説明するための図である。 実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の課電用端子に試験用端子を取り付ける手順を説明するための図である。 実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の課電用端子に試験用端子を取り付ける手順を説明するための図である。 図９Ａ中Ｆ－Ｆ方向から見た断面図である。 実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の課電用端子に取り付けられる試験用端子の構造を示す平面図である。 試験用端子の構造を示す側面図である。

以下、本実施の形態について図を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。

実施の形態１．
以下、実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置について図を用いて説明する。
図１は、実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す右側面図である。図において、ガス絶縁開閉装置１は、筺体の内部に複数のコンパートメントを有している。母線室３ａの母線３が母線用ブッシング４を介して、タンク２内部の導体に接続される。タンク２内部には絶縁性ガスが封入されており、接地開閉器付き断路器５及び接地開閉器付き断路器５に接続された遮断器６を備え、遮断器６はケーブル用ブッシング７を介して、ケーブル室８ａのケーブル８へ接続され、ケーブル８から負荷へ電力が供給される。なお、遮断器６からケーブル８へは電気的に接続可能な状態に接続されていれば、例えば遮断器６とケーブル８との間にさらに断路器を接続した構成であってもよい。

接地開閉器付き断路器５は、ガス絶縁開閉装置１の動作中においては母線３側に接続されているが、遮断器６を接地する場合には母線３から開放され、タンク２外の課電用端子９側に接続されて接地導体１１を介して接地される。
なお、タンク２の筺体前方の制御機器室５ｂには、接地開閉器付き断路器５を制御する制御器５ａ及び遮断器６を制御する制御器６ａが収納されている。課電用端子９が収納されているコンパートメントである端子室９ｂの扉９ａを開け、後述する試験用端子、試験用電源等の試験用器具の接続を行う。扉９ａは、ガス絶縁開閉装置１の筺体の前方の扉を兼ねていてもよい。

図２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、課電用端子９の収納された端子室９ｂの構造を示す図で、それぞれ、図１中Ａ－Ａ方向から見た図である。図２Ｂは、図２Ａにおいて扉９ａが開いた状態を、図２Ｃは、図２Ｂにおいて、接地バー１０が開放された状態を示す図である。図２Ａにおいて、３相分の課電用端子９に接地バー１０が接続されている状態を示している。接地バー１０は一端が接地バー支持具１２に回動自在に取り付けられ、課電用端子９に接続する場合、他端はインタロック装置１３内で係合されている。また、接地バー支持具１２には接地導体１１が取り付けられており、接地バー１０は接地導体１１を介して接地される。

図３は、図２Ａ中Ｂ－Ｂ方向から見た図である。課電用端子９の接続部９１はジャンクション構造を有しており、接地バー１０は水平方向からジャンクション構造に挟み込まれて接続される。

通常、課電用端子９は接地バー１０により三相ともに接地短絡され、接地開閉器付き断路器５の接地端子として使用される。ケーブル８の耐電圧試験時には、接地開閉器付き断路器５を課電用端子９側に投入し、遮断器６を投入（遮断器を閉）した後に、接地バー１０を開放し、課電用端子９と試験用器具を接続することになる。図２Ｂは、接地開閉器付き断路器５を課電用端子９側に投入し、遮断器６を投入（遮断器を閉）した後、扉９ａを開けた状態である。続いて図２Ｃにおいて、接地バー１０のインタロック装置１３側の係合が解かれ、接地バー支持具１２側を軸に水平方向に回動して、接地バー１０は課電用端子９から開放される。

図４Ａは、接地バー１０の先端部の構造を示す平面図、図４Ｂは、接地バーの先端部の構造を示す側面図である。図に示されるように、接地バー１０の先端部には上方に突出したＬ字金具１０ａ及び先端がフック形状の係合金具１０ｂが取付けられ、係合金具１０ｂの先端がインタロック装置１３内で係合される。

次にインタロック装置１３の構造について説明する。図５Ａは、インタロック装置１３の構造を示す図で、図２Ａ中Ｃ－Ｃ方向から見た図である。図５Ｂは、図５Ａ中Ｅ－Ｅ方向から見た図である。また、図６は図２Ｃ中Ｄ－Ｄ方向から見た図で、接地バー１０が開放された状態を示している。図に示されるように、接地バー１０が課電用端子９に接続される場合、接地バー１０の水平方向の回動動作により接地バー１０のＬ字金具１０ａがインタロック装置１３のフレームに当接し、ストッパの役割を担う。また、インタロック装置１３のフレームのＬ字金具１０ａが当接する面にはマイクロスイッチ１３ａのアクチュエータが突出しており、接地バー１０の課電用端子９への挿入すなわち接続状態及び開放状態を検出するセンサの役割を担う。検出された信号はインタロック信号として接地開閉器付き断路器５を制御する制御器５ａ及び遮断器６を制御する制御器６ａへ出力される。

接地バー１０が課電用端子９へ挿入されると、Ｌ字金具１０ａがインタロック装置１３のフレームに当接し、当接面に突出したマイクロスイッチ１３ａのアクチュエータを押す。また、係合金具１０ｂの先端はソレノイド１３ｂの下方でソレノイド可動鉄心１３ｂ１と係合する。インタロック装置１３のソレノイド１３ｂは、接地開閉器付き断路器５を制御する制御器５ａ及び遮断器６を制御する制御器６ａからインタロック信号を受け取り、遮断器６が投入（遮断器が閉）かつ接地開閉器付き断路器５が接地状態においてのみ、励磁され、ソレノイド可動鉄心１３ｂ１が上昇する。ソレノイド可動鉄心１３ｂ１が上昇すると、係合金具１０ｂの先端の係合が解除され、接地バー１０が課電用端子９から開放操作可能となる。遮断器６が投入（遮断器が閉）かつ接地開閉器付き断路器５が接地状態以外の状態では、ソレノイド１３ｂは非励磁となりソレノイド可動鉄心１３ｂ１が係合金具１０ｂの先端と係合された状態が維持され接地バー１０の開放操作が不可となる。

インタロック装置１３の動作の詳細について図７Ａから７Ｄを用いて説明する。
図７Ａから７Ｄは、マイクロスイッチ１３ａとソレノイド１３ｂを有するインタロック装置１３と接地バーとの関係示した図である。図７Ａにおいて、接地バーの係合金具１０ｂの先端がソレノイド可動鉄心１３ｂ１と係合している状態を示している。これは通常時、例えばガス絶縁開閉装置１が運転中を示しており、接地バー１０は課電用端子９へ挿入され、課電用端子９は接地されている。遮断器６が閉、接地開閉器付き断路器５が母線３と接続されている状態であり、ソレノイド１３ｂは励磁されず、接地バー１０の開放操作はできない。不用意に課電用端子９の接地が解除されることを防止している。

図７Ｂはケーブル耐電圧試験を実施する場合の状態を示す。ケーブル耐電圧試験を実施する場合は、遮断器６を投入（遮断器を閉）、接地開閉器付き断路器５を課電用端子９側に接続し、課電用端子９からケーブル８への回路を形成する。この時、各制御器５ａ、６ａからソレノイド１３ｂはインタロック信号を受け取り励磁されて、ソレノイド可動鉄心１３ｂ１が上昇することで、接地バー１０の開放操作が可能となる。

接地バー１０が開放されると、図７Ｃに示されるようにマイクロスイッチ１３ａが接地バー１０の開放を検知し、各制御器５ａ、６ａへ接地解除状態であることを示すインタロック信号を出力する。接地バー１０が開放され、課電用端子９が接地されていない状態では、各制御器５ａ、６ａにより、接地開閉器付き断路器５及び遮断器６の操作は不可となり、再び接地バー１０が挿入されるまでは、接地開閉器付き断路器５及び遮断器６の不用意な操作はできなくなる。

接地バー１０が開放されている状態で、例えば、ケーブル耐電圧試験終了時に手動操作により遮断器６を開とした場合、図７Ｄに示されるようにソレノイド１３ｂの励磁が解除され、ソレノイド可動鉄心１３ｂ１が下降する。そのため、係合金具１０ｂの先端がソレノイド可動鉄心１３ｂ１と係合するように挿入することができなくなり、接地バー１０の操作を行うことができない。再び、遮断器６を投入（遮断器を閉）、接地開閉器付き断路器５を課電用端子９側に接続した状態にしてソレノイド１３ｂを励磁しない限り、課電用端子９の接地を行うことはできなくなる。

次に、ケーブル耐電圧試験について図を用いて説明する。図８は、図２Ｃの接地バー１０が開放された状態に絶縁性部品から構成される台座３０を課電用端子９の前方、正面に配置した構成を示す図である。図９Ａは、図８に示された台座３０上に各相に対応した試験用端子３１を配置し、課電用端子９の接続部９１のジャンクションに試験用端子３１を挿入した状態を示した図である。また、図９Ｂは、図９Ａ中Ｆ－Ｆ方向から見た断面図を示す。なお、図８、９Ａ中接地導体１１は省略している。図１０Ａは試験用端子３１の構造を示す平面図、図１０Ｂは試験用端子３１の構造を示す側面図である。試験用端子３１は導電性の材料からなり、棒状部品からなるプラグ部３１ｂと板状部品からなる電源接続部３１ａを有する。図９Ａ、９Ｂに示されるように、試験用端子３１のプラグ部３１ｂは課電用端子９の接続部９１のジャンクションに挿入され、台座３０で固定された電源接続部３１ａは筺体の外部で試験用電源３２に接続される。この時、試験用端子３１の接続された相間及び各相の端子と接地バー１０、筺体等の接地金属との距離は試験電圧に耐えうるだけの絶縁距離を確保する必要がある。試験用電源３２からケーブルに所定の電圧（直流電圧）が印加され、耐電圧試験が実施される。ケーブル耐電圧試験が終了すると、試験用端子３１から試験用電源３２が取り外され、試験用端子３１のプラグ部３１ｂが課電用端子９の接続部９１から抜き取られる。課電用端子９の前方に配置した台座３０を取り除いて、接地バー１０の接続準備を行う。

本実施の形態においては、課電用端子９を接地するための接地バー１０が水平方向に回動動作して課電用端子９から退避させた後、試験用端子３１を課電用端子９に接続してケーブル耐電圧試験を行うので、試験用端子３１の各相と接地バーとの絶縁距離を確保することが可能となる。また、図２Ｃ、図９Ａ、図９Ｂにおいて、接地バー１０を接地バー支持具１２から取り外しができるように接地バー１０の回動軸と接地バー支持具１２と締結するようにすれば、絶縁距離の確保に有効であると共に、耐電圧試験の操作が容易になる。あるいは、接地バー支持具１２の内側にレールを設け、接地バー１０を接地バー支持具１２に沿って収納できるようにしてもよい。

また、本実施の形態においては、接地バー１０の接地及び開放の動作を規制するインタロック装置１３を備えているので、接地バー１０の接地及び開放の状態と接地開閉器付き断路器５及び遮断器６の各制御器５ａ、６ａとが連動し、接地バー１０の操作あるいは接地開閉器付き断路器５及び遮断器６の操作を規制するので、不用意な操作を回避することができ、短絡事故等を回避することができ、信頼性の高いガス絶縁開閉装置を提供することが可能となる。

また、上述では、インタロック装置１３にソレノイド１３ｂを具備し、接地バー１０の先端がフック状の係合金具１０ｂとソレノイド可動鉄心１３ｂ１を係合するようにしたが、これに限るものではない。係合金具１０ｂの先端がフック状でなくても、ソレノイド可動鉄心１３ｂ１の上昇、下降により、係合、解除が可能な穴形状であってもよい。

本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１において、ケーブル８の耐電圧試験を行う方法として、母線３とケーブル８との間にある接地開閉器付き断路器５及び遮断器６について、まず接地開閉器付き断路器５を母線から３開放し、課電用端子９を介して接地し、遮断器６を投入して（閉として）課電用端子９から接地開閉器付き断路器５及び遮断器６を経由してケーブル８への回路を形成し、その後課電用端子９を接地するための接地バーを端子室内で課電用端子９から水平方向に回動させて退避させたのち、課電用端子９に試験用器具を接続するようにしたので、簡便に耐電圧試験モードに切り替えることができ、かつ端子室９ｂ内で各相の課電用端子９から絶縁距離が確保できる構造となり、ケーブル８の耐電圧試験を容易に実施できるようになる。また、接地バー１０の投入、開放状態に応じてインタロック信号により接地開閉器付き断路器５及び遮断器６の制御器５ａ、６ａと連動するので、接地バー１０の操作あるいは接地開閉器付き断路器５及び遮断器６の操作を規制する。これにより、耐電圧試験中の不用意な操作を回避し、短絡事故等を回避することができ、信頼性の高いガス絶縁開閉装置のケーブル８の耐電圧試験方法を提供することが可能となる。

本開示は、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：ガス絶縁開閉装置、 ２：タンク、 ３：母線、 ３ａ：母線室、 ４：母線用ブッシング、 ５：接地開閉器付き断路器、 ５ａ：制御器、 ５ｂ：制御機器室、 ６：遮断器、 ６ａ：制御器、 ７：ケーブル用ブッシング、 ８：ケーブル、 ８ａ：ケーブル室、 ９：課電用端子、 ９ａ：扉、 ９ｂ：端子室、 １０：接地バー、 １０ａ：Ｌ字金具、 １０ｂ：係合金具、 １１：接地導体、 １２：接地バー支持具、 １３：インタロック装置、 １３ａ：マイクロスイッチ、 １３ｂ：ソレノイド、 １３ｂ１：可動鉄心、 ３０：台座、 ３１：試験用端子、 ３２ 試験用電源、 ９１：接続部

Claims (8)

1. タンク内部に収納された接地開閉器付き断路器及び遮断器と、前記接地開閉器付き断路器に接続され前記接地開閉器付き断路器を接地する前記タンク外に設けられた課電用端子とを備えたガス絶縁開閉装置であって、
   前記遮断器の一端は前記タンク外のケーブルに電気的に接続可能な状態に接続されており、
   一端を回動軸として、前記課電用端子に水平方向に挿入されて接続される接地バーを有し、前記接地バーの回動軸側に接続された接地導体を介して前記課電用端子を接地するガス絶縁開閉装置。
2. 前記接地バーの他端に係合金具を設け、前記接地バーが前記課電用端子に接続された時に前記係合金具が係合されるインタロック装置を備えた、請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
3. 前記インタロック装置は前記接地バーが前記課電用端子と接続状態あるいは開放状態にあることを検知するセンサを備えた、請求項２に記載のガス絶縁開閉装置。
4. 前記インタロック装置は、前記センサで検知した前記接地バーの状態を前記接地開閉器付き断路器の制御器及び前記遮断器の制御器に送信し、前記各制御器からの信号により前記係合金具の係合を解除する請求項３に記載のガス絶縁開閉装置。
5. 前記インタロック装置は、前記接地開閉器付き断路器が前記課電用端子に接続されかつ前記遮断器が閉回路の場合に前記係合金具の係合を解除する請求項４に記載のガス絶縁開閉装置。
6. 前記課電用端子を３相分有する請求項１から５のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
7. 前記接地バーが開放された状態において前記課電用端子に試験用端子を接続可能な請求項１から６のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
8. 請求項１から６のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置におけるケーブル耐電圧試験方法であって、
   前記接地開閉器付き断路器を前記課電用端子に接続して接地する工程と、
   前記遮断器を投入して閉回路とし、前記課電用端子から前記ケーブルへの回路を形成する工程と、
   前記接地バーを前記課電用端子から水平方向に回動させて開放し、前記課電用端子から退避させる工程と、
   前記課電用端子に試験用器具を接続し前記ケーブルの耐電圧試験を行う工程と、を備えたガス絶縁開閉装置のケーブル耐電圧試験方法。

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