JPWO2003036772A1 - コントロールセンタ - Google Patents
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Abstract
コントロールセンタは、概略箱型を成し前面に開口部を有し制御ユニットが水平方向に複数収納されるユニット室と、ユニット室の裏面に設けられ複数の制御ユニットにそれぞれ電力を分配する電源分配器と、電源分配器に隣接して設けられコントロールセンタの上下方向に延設された排気室とを備え、電源分配器は内部に通風空間を有し、電源分配器のユニット室側に制御ユニットからの熱気を吸入する吸気口が設けられ、電源分配器の排気室側に制御ユニットからの熱気を排出する排気口が設けられており、排気室は内部に通風空間を有し、制御ユニットからの熱気は、電源分配器及び排気室を経由して外部に排出される。
Description
技術分野
本発明は、電力用プラント等に使用されるモータの起動制御・保護などを行う配電盤としてのコントロールセンタに関するものであり、特に複数の制御ユニットを収納するコントロールセンタに関するものである。
技術背景
コントロールセンタは、電力用プラント等に使用されモータや照明等の設備機器と各々電線でつながれ、各設備機器に電力を配電するとともに設備機器の制御をするものである。このコントロールセンタ内には、一般に、各設備機器と各々電線でつながる制御ユニットと、この制御ユニットに電力を供給する母線とが収納されている。
制御ユニットは、上述の設備機器を制御するためにブレーカーあるいはヒューズスイッチ、更にリレー、スイッチ等が内蔵され、ユニット単位で構成されている。制御ユニットは、母線からの電力を設備機器に配電するとともに、外部から入力される制御信号又は、外部からの手動操作に基づいてこの配電をコントロールする。また、制御ユニットは、ブレーカーあるいはヒューズによって事故電流から設備機器を保護する。
このような構成の従来のコントロールセンタにおいては、制御ユニットはブレーカーやスイッチ等を内蔵しているため通電時に発熱する。そして、この発熱が所定の温度以上に達すると誤動作や機器の損傷の原因になるので冷却する必要がある。
一方、近年、コントロールセンタの小型・集約化を図るために、一つのコントロールセンタに多くの制御ユニットを高密度に実装することが求められている。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、多くの制御ユニットを高密度に実装することができるとともに、制御ユニットの冷却性を向上することができるコントロールセンタを得ることを目的とする。
発明の開示
この発明のコントロールセンタは、概略箱型を成し前面に開口部を有し制御ユニットが水平方向に複数収納されるユニット室と、ユニット室の裏面に設けられ複数の制御ユニットにそれぞれ電力を分配する電源分配器と、電源分配器に隣接して設けられコントロールセンタの上下方向に延設された排気室とを備え、電源分配器は内部に通風空間を有し、電源分配器のユニット室側に制御ユニットからの熱気を吸入する吸気口が設けられ、電源分配器の排気室側に制御ユニットからの熱気を排出する排気口が設けられており、排気室は内部に通風空間を有し、制御ユニットからの熱気は、電源分配器及び排気室を経由して外部に排出される。
また、排気室は、電源分配器に電力を供給する母線を収納する母線室である。
また、排気室は、制御ユニットから外部の設備機器に延びる配線を収納する配線室である。
また、ユニット室は、鉛直方向に複数段設けられ、制御ユニットは、全体で縦横碁盤目状に複数配列されている。
また、電源分配器に設けられた吸気口及び排気口は、スリット状に形成されている。
また、電源分配器に設けられた排気口は、電源分配器内部で発生するアーク放出用の開口を兼ねる。
発明を実施するための最良の形態
実施例１．
図１はこの発明のコントロールセンタ（配電盤）の一実施例を示す正面図である。図２はコントロールセンタ（配電盤）の斜視図である。図１及び図２において、概略矩形箱状のコントロールセンタ（配電盤）１の内部には、複数の制御ユニット３が縦横碁盤目状に規則正しく配列されて収納されている。本実施例のコントロールセンタ１においては、水平方向に４列、縦方向に１０段、全体で４０個の制御ユニット３が収納されている。
図３は図１及び図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。図４は図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う矢視断面図である。図５は図４の一部を拡大して示す要部図である。図３から図５において、水平方向に４個並べられた制御ユニット３の背面側に、概略薄幅箱状の電源分配器４が配設されている。電源分配器４は、各段に並設された４個の制御ユニット３に対して１個が設けられている。すなわち、電源分配器４は、制御ユニット３の１段に１個が設けられている。電源分配器４は後で述べるようにこの４個の制御ユニット３に電力を分配する働きをする。
電源分配器４には、後で詳しく述べる吸気口４ａ、及び排気口４ｂ，４ｃが形成されている。
電源分配器４のさらに裏面に、コントロールセンタ１の高さ方向全体にわたって母線室５が形成されている。母線室５内には、電源分配器４に電力を供給する垂直分岐母線（母線）１６が上下方向に延設されている。垂直分岐母線１６は、外部からコントロールセンタ１の内部に３相４極の電力を供給する。垂直分岐母線１６は、３相及び中性相の４本の導体からなり、３本の導体は断面Ｌ字型を成し、１本の導体は断面Ｉ字型を成している。母線室５は内部に通風空間を有している。
一方、制御ユニット３及び電源分配器４の側方には、コントロールセンタ１の高さ方向全体にわたって配線室６が形成されている。配線室６には、制御ユニット３から外部の設備機器に延びる図示しない配線が収納されている。配線室６は内部に通風空間を有している。
図６は１個の制御ユニット３を示す斜視図である。図７は制御ユニット３を背後から見た斜視図である。１個の制御ユニット３はコントロールセンタ１の奥行き方向に長尺の概略直方体の形状を成している。制御ユニット３は、前面を覆う前面板３１、底面及び片側の側面を覆うユニットベース３２、及び裏面を覆う主回路コネクタ取付金具３８，制御回路コネクタ取付金具４０を有している。ユニットベース３２は、上部の一側に形成された細板部３２ａと片側の側面を全面にわたって覆う側面部３２ｂとを有している。制御ユニット３の上面及びユニットベース３２と反対側の側面は密閉されておらず大きく開口している。これは、制御ユニット３組立時の作業性を向上するものである。
制御ユニット３は、外部の設備機器を制御するために内部に種々の機器を搭載している。すなわち、まず前部にヒューズスイッチまたはノーヒューズブレーカからなる遮断装置３４を搭載している。そして後部に電磁開閉器３５を搭載している。なお、電磁開閉器３５は、詳細には電磁接触器３５ａとサーマルリレー３５ｂとから構成されている。
制御ユニット３の前面には、遮断装置３４のオン／オフを切り換える操作ハンドル３３が設けられている。操作ハンドル３３は、前面板３１を貫通して遮断装置３４と接続されており、軸を中心に左右に回転させることにより遮断装置３４のオン／オフを切り換える。
一方、制御ユニット３の後部においては、まず上側に設けられた主回路コネクタ取付金具３８に、電源側主回路コネクタ（ユニット側電源グリップ）３６と負荷側主回路コネクタ（ユニット側負荷グリップ）３７が上下方向に平行に並べて設けられている。さらに、下側に設けられた制御回路コネクタ取付金具４０には、ユニット側制御回路コネクタ３９が水平に設けられている。
図８はコントロールセンタ１から制御ユニット３を全て取り外しさらに配線室６の扉を外した状態を示す斜視図である。図９は制御ユニット３を取り外した一つのユニット室２を示す断面図である。コントロールセンタ１には、棚板１ａで区分けされた複数のユニット室２が上下方向に複数段形成されている。各段に設けられたユニット室２は、後で述べる仕切板で仕切られて制御ユニット３を各々４個収納する部屋を形成する。
図１０はユニット室２を形成する棚板１ａの斜視図である。図１１は棚板１ａの上面図である。図１２はユニット室２を仕切る仕切板１ｂの斜視図である。図１３は仕切板１ｂの正面図である。図１４は仕切板１ｂの側面図である。棚板１ａには奥行き方向に延びる４組のスリット１ａ１が穿孔されている。仕切板１ｂは、このスリット１ａ１に下部に形成された突部１ｂ１を差し込まれて立設される。仕切板１ｂは、各段の棚板１ａに各々４枚が立設され、各段のユニット室２を４個の部屋に仕切る。仕切板１ｂは、概略断面Γ（ガンマ）状を成し、側面板１ｂ２と、側面板１ｂ２の上部から水平に折り曲げられてなる水平部１ｂ３と、水平部１ｂ３からさらに下方に折り曲げられた幅の狭いガイド部１ｂ４とを有する。
奥行き方向に長尺の概略直方体の制御ユニット３は、仕切板１ｂで仕切られた奥行き方向に長尺の概略直方体の空間に収納される。そして、前面開口部方向に引き出しのように引き出せる構造とされている。上述のガイド部１ｂ４は、後で述べるように制御ユニット３を出し入れする際にガイドの働きをする。
図１５は制御ユニット３と電源分配器４が接続されている様子を示す斜視図である。電源分配器４には４個の制御ユニット３が接続可能であるが、図１５では解り易いように両端に各々１個の制御ユニット３が接続されている。電源分配器４は接続された複数の制御ユニット３に電力を供給する。本実施例の電源分配器４は、横方向に並設された４つの制御ユニット３に対して１個が設けられ、厚さの薄い直方体状の筐体を有し、対応する４つの制御ユニット３の裏面を幅広面で覆うように制御ユニット３に隣接して配設されている。電源分配器４は、各段のユニット室２の後ろに１個が設けられており、すなわち、上下方向に複数個が並べて設けられており、全体で碁盤目状に配列された制御ユニット３群の裏面を覆うように配設されている。
図４や図５に示されるように、電源分配器４群の後ろ側に母線室５が設けられている。母線室５はコントロールセンタ１の上下方向にコントロールセンタ１の高さ方向全体にわたって形成されている。母線室５内には、電源分配器４に電力を供給する垂直分岐母線１６が収納されている。
図１６は電源分配器４の斜視図である。図１６に示されるように、電源分配器４の前面、すなわち、制御ユニット３側には、制御ユニット３で加熱された空気を吸入するスリット状の吸気口４ａが設けられている。一方、電源分配器４の裏面、すなわち、母線室５側には、制御ユニット３からの熱気を排出するスリット状の排気口４ｂが設けられている。そして、電源分配器４の内部には、制御ユニット３からの熱気を流通させる通風空間が空いている。
そして、電源分配器４群の後ろに設けられた母線室５には、上下方向に延びる通風空間が空いている。さらに母線室５の上方には図示しない排気口が設けられている。そして、制御ユニット３からの熱気は、電源分配器４及び母線室５を経由して外部に排出される。すなわち、母線室５は、電源分配器４を介して移動した熱気を外部に排出する排気室の働きをしている。
このように構成されたコントロールセンタ１においては、ユニット室２の前面開口部から流入した空気は、制御ユニット３で暖められ、電源分配器４及び排気室としての母線室５を通って外部に流れる。すなわち、電源分配器４を熱気を逃がす通風路として活用することができる。このようなことから、本実施例のコントロールセンタ１は、多くの制御ユニット３を高密度に実装することができ、且つ、特別な通風構造を設けることなく制御ユニット３からの熱気を外部に排出することができる。
図１７はコントロールセンタ１内部の制御ユニット３の側面部分を一部拡大して示す要部斜視図である。制御ユニット３群及び電源分配器４群の側面側に配線室６が形成されている。配線室６は制御ユニット３と外部の設備機器とをつなぐ配線を収納しコントロールセンタ１の上下方向全長にわたって形成された空間である。配線室６の内部には、制御ユニット３からの熱気を流通させる十分な通風空間が空いている。
電源分配器４の前面、すなわち、制御ユニット３側には、上述のように制御ユニット３で加熱された空気を吸入するスリット状の吸気口４ａが設けられている。一方、電源分配器４の側面、すなわち、配線室６側は、全面にわたって開口されており、この開口は制御ユニット３からの熱気を排出する排気口４ｃを形成している。そして、配線室６の内部には、制御ユニット３からの熱気を流通させる通風空間が空いている。この通風空間は、コントロールセンタ１の上下方向に延び、配線室６の上方には図示しない排気口が設けられている。制御ユニット３からの熱気は、電源分配器４及び配線室６を経由して外部に排出される。すなわち、配線室６は、電源分配器４を介して移動した熱気を外部に排出する排気室の働きをしている。
このように構成されたコントロールセンタにおいては、ユニット室２の前面開口部から流入した空気は、制御ユニット３で暖められ、電源分配器４及び排気室としての配線室６を通って外部に流れる。すなわち、電源分配器４を熱気を逃がす通風路として活用することができる。このようなことから、多くの制御ユニット３を高密度に実装することができ、且つ、特別な通風構造を設けることなく制御ユニット３からの熱気を外部に排出することができるコントロールセンタを得ることができる。
一方、電源分配器４の側面に形成された排気口４ｃは、電源分配器４の内部で発生するアーク放出用の開口を兼ねている。すなわち、図１７に示されるように吸気口４ａ及び排気口４ｃが設けられた部分である電源分配器４の上部に形成された部屋は、いずれの機器も設けられていない全くの空間とされている。そして、この空間は排気専用に特別に設けられたものである。そのため、制御ユニット３の事故で発生する例えばアークガスをこの経路にて容易に放出することができ、母線室５内に収納された母線へ影響が及ぶ心配が無く、ユニット室２内で発生した事故の拡大を防止することができる。
図１８は電源分配器４と垂直分岐母線１６との接続の様子を示す断面図である。図１９は盤内の主な構成要素を示す分解斜視図である。電源分配器４のさらに後ろ側には、外部の母線に接続されコントロールセンタ１内にほぼ垂直に延設された４本の垂直分岐母線１６が設けられている。垂直分岐母線１６は、導電材料で作製され断面Ｌ字状または断面Ｉ字状を成し一側の幅広面を互いに対向するようにして上下方向に１列に整列して並設されている。この４本の垂直分岐母線１６は、上下方向に並設された複数の電源分配器４の後ろ側でコントロールセンタ１の高さ方向にほぼ全長にわたって垂直に延設されている。この４本の垂直分岐母線１６は、コントロールセンタ１内に３相４極の電力を供給している。
図２０は電源分配器４の上面図である。図２１は電源分配器４の右側面図である。図２２は電源分配器４の構成部品を示す分解斜視図である。図２３は電源分配器４の内部を詳細に示す斜視図である。図２４は電源分配器４の内部の分岐導体の引き回しの様子を示す正面図である。図２５は図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿う矢視断面図である。図２６は分岐導体８及び分配導体９の構造を示す分解斜視図である。
図２０から図２６において、電源分配器４は、概略薄幅箱状の直方体を成し、前面である制御ユニット３側に平板状の前面パネル４ｄ、裏面である垂直分岐母線１６側に後部パネル４ｅを有している。そして、電源分配器４の裏面には、母線係合手段として４対の共通電源グリップ７が垂直分岐母線１６側に延びるように立設されている。
４対の共通電源グリップ７は、各々４本の垂直分岐母線１６に対応する位置に設けられている。共通電源グリップ７は、対向する２個の端子７ａ，７ｂを有し、この２個の端子７ａ，７ｂで４本の垂直分岐母線１６を挟んで所謂クリップ接続をする。２個の端子７ａ，７ｂは、所定の間隔を有してほぼ並行に設けられており、先端部内側には若干の面取りが施されており、また先端部および対向する内側部には一段低くなった段差が形成されている。そして、２個の端子７ａ，７ｂは、立設方向に移動されながら、すなわち、コントロールセンタ１の奥行き方向に移動されながら、垂直分岐母線１６を挟み込んで垂直分岐母線１６と接続される。
電源分配器４をコントロールセンタ１に載置する際には、電源分配器４を垂直分岐母線１６に向けて共通電源グリップ７の立設方向に移動させることにより、共通電源グリップ７が垂直分岐母線１６を挟み込み、共通電源グリップ７と垂直分岐母線１６とが接続される。
次に、電源分配器４の内部の説明をする。図２３に良く示されるように４本の分岐導体８は、一端８ａをボルト８ｃで締着されてそれぞれ共通電源グリップ７に電気的に接続されている。そして、４本の分岐導体８は、それぞれ電源分配器４内を引き回されて、他端８ｂを４本の分配導体９に接続されている。４本の分配導体９は、電源分配器４内で水平方向に平行に配置されている。４本の分配導体９には、電源側主回路係合手段としてそれぞれ４個の分配器側電源グリップタブ１０が所定の位置に設けられている。各々の分配器側電源グリップタブ１０は、制御ユニット３側に突出する平板状部を有している。それぞれの分配器側電源グリップタブ１０は、各々制御ユニット３に対応する位置において、平板状部が同一平面内に位置するように上下方向に１列に整列させて配設されている。分配器側電源グリップタブ１０は、一側を分配導体９に接続され、他側を後で述べる制御ユニット２のユニット側電源グリップ３６に挟み込まれて所謂グリップ接続され制御ユニット３に対して垂直分岐母線１６からの電力を供給する。
電源分配器４のそれぞれの制御ユニット３に対応した位置には、さらに負荷側主回路係合手段として分配器側負荷グリップ端子台１１が設けられている。分配器側負荷グリップ端子台１１は、上下方向に整列して設けられた４個の接続係合子１１ａを有している。この４個の接続係合子１１ａは、後で述べる制御ユニット３のユニット側負荷グリップ３７に挟み込まれて所謂グリップ接続され制御ユニット３からの配電を外部に出力する。分配器側負荷グリップ端子台１１には、さらに４個の接続係合子に対応するネジ止め部１１ｂが設けられている。このネジ止め部１１ｂには、図示しない外部ケーブル端子台を介して設備機器から延びる電線が接続される。
電源分配器４のそれぞれの制御ユニット３に対応した位置には、さらに分配器側制御回路コネクタ１２とが設けられている。分配器側制御回路コネクタ１２は、直線状に延びる断面凸と凹の２個のコネクタでなり、後で述べる制御ユニット３のユニット側制御回路コネクタ３９と係合接続され制御ユニット３に制御信号を供給及び外部に出力する。分配器側制御回路コネクタ１２には、図示しない外部ケーブル端子台を介して制御盤からの制御信号線が接続される。
図１６に戻り、上述の電源分配器４の分配器側電源グリップタブ１０、分配器側負荷グリップ端子台１１及び分配器側制御回路コネクタ１２は、すべて前面パネル４ｄにほぼ面一となるように設けられている。さらに詳細には、分配器側電源グリップタブ１０と分配器側負荷グリップ端子台１１とは、前面パネル４ｄに穿孔されたスリット状の穴から覗いている。また、分配器側制御回路コネクタ１２は、前面パネル４ｄに突設されている。
次に、電源分配器４の前面パネル４ｄに対向する制御ユニット３の裏面の構造を説明する。図７に示されるように制御ユニット３の裏面には、電源分配器４の分配器側電源グリップタブ１０に対応した位置に、電源側主回路コネクタ（ユニット側電源グリップ）３６が突設されている。また、分配器側負荷グリップ端子台１１に対応した位置に、負荷側主回路コネクタ（ユニット側負荷グリップ）３７が突設されている。
ユニット側電源グリップ３６及びユニット側負荷グリップ３７は、それぞれ上下方向に整列して設けられた４個のグリップ接続端子を有している。このグリップ接続端子は、対向する２つのはさみ状の端子から成り、この対向する２つの端子は先端部において間隔が広げられている。この対向する端子は、立設方向に移動されると対向する分配器側電源グリップタブ１０及び分配器側負荷グリップ端子台１１の接続係合子１１ａを挟み込んでこれらと接続される。
さらに電源分配器４の分配器側制御回路コネクタ１２に対応した位置に、ユニット側制御回路コネクタ３９が突設されている。ユニット側制御回路コネクタ３９は、直線状に延びる断面凸と凹の２個のコネクタでなり、分配器側制御回路コネクタ１２と係合接続する。
上述したように、仕切板１ｂは概略断面Γ（ガンマ）状を成し、水平に折り曲げられた水平部１ｂ３からさらに下方に折り曲げられた幅の狭いガイド部１ｂ４を有ている。そして、仕切板１ｂは制御ユニット３の細板部３２ａと側面部３２ｂとを包み込むように立設される。そして、仕切板１ｂの上部において水平部１ｂ３とガイド部１ｂ４とから形成される下方に開口を有する断面コ字のガイド部は、細板部３２ａに対して細板部３２ａが制御ユニット３の出し入れ方向に移動可能なように微少な間隙を有してこれに係合する。そして、制御ユニット３は、棚板１ａ上に載置される際にこの仕切板１ｂにガイドされて所定の精度をもってコントロールセンタ１に挿入される。そのため、制御ユニット３に設けられたユニット側電源グリップ３６、ユニット側負荷グリップ３７及びユニット側制御回路コネクタ３９は、それぞれ、電源分配器４に設けられた分配器側電源グリップタブ１０、分配器側負荷グリップ端子台１１及び分配器側制御回路コネクタ１２に良好に係合することができる。このように、ユニットベース３２の細板部３２ａと仕切板１ｂは、制御ユニット３を電源分配器４に対して進退動方向に案内する案内手段を構成している。
このような構成のコントロールセンタにおいては、垂直分岐母線１６から供給された電力は、電源分配器４で分配されて複数の制御ユニット３に供給される。制御ユニット３は、供給された電力をユニット側制御回路コネクタ３９に入力された制御信号あるいは外部からの手動操作に基づいて制御してユニット側負荷グリップ３７に出力する。ユニット側負荷グリップ３７に出力された電力は、分配器側負荷グリップ端子台１１を介して外部の設備機器に配電されこれを駆動する。
このように、本実施例の電源分配器４においては、一側を分岐導体８に接続され他側を制御ユニット３のユニット側電源グリップ３６に挟み込まれてグリップ接続され制御ユニット３に垂直分岐母線１６からの電力を供給する分配器側電源グリップタブ１０と、制御ユニット３のユニット側負荷グリップ３７に挟み込まれてグリップ接続され制御ユニット３からの配電を外部に出力する分配器側負荷グリップ端子台１１と、制御ユニット３のユニット側制御回路コネクタ３９と接続され制御ユニット３に制御信号を供給及び外部に出力する分配器側制御回路コネクタ１２とを有しているので、制御ユニット３の追加・変更をする際に、制御ユニット３を電源分配器４に対して進退動させて接続・離間させることができ、垂直分岐母線１６を停電することなしに制御ユニット３の追加・変更をすることができる。
また、電源分配器４においては、制御ユニット３に対応する複数の分配器側電源グリップタブ１０、分配器側負荷グリップ端子台１１及び分配器側制御回路コネクタ１２が設けられており、これらは、前面パネル４ｄにほぼ面一に設けられている。そのため、コントロールセンタ１内において、１段に複数台の制御ユニット３を並設して収納できるようにし収納効率を向上させることができる。
図２７は１つの制御ユニット３を試験位置に引き出した状態を示す断面図である。図２８は制御ユニット３が接続位置であることを示す図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。図２９は制御ユニット３が試験位置であることを示す図２７のＸＸＶＩＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。
制御ユニット３は各制御ユニット３の下部に配設された棚板１ａの上面を前後方向に移動し、各相端子が上下方向になるように主回路コネクタ取付金具３８に取付けられた電源側主回路コネクタ３６と負荷側主回路コネクタ３７によって、電源分配器４と接続され垂直分岐母線１６から主回路電源の供給を受けることができる。
さらに、制御ユニット３が棚板１ａ上を前方に移動し、主回路コネクタ３６，３７を電源分配器４より引き出し主回路が断路状態にある時においても、制御ユニット側制御回路コネクタ３９を取付ける制御回路コネクタ取付金具４０が制御ユニットベース３２上を前後方向にスライドし、分配器側制御回路コネクタ１２から分離しないようにした試験位置状態を得ることができる。
ここで、主回路コネクタ３６，３７は、図７に示すように、各相端子が上下方向になるように、電源側主回路コネクタ３６の各相端子と負荷側主回路コネクタ３７の各相端子とが並べて配置されている。
この構成により、比較的小さな占有空間で主回路コネクタ３６，３７の配置が可能となり、高密度実装を的確に実現することができる。
また、この主回路コネクタ３６，３７については、各相端子が水平左右方向になるように、電源側主回路コネクタ３６の各相端子と負荷側主回路コネクタ３７の各相端子とを並べて配置されるようにしてもよい。
この構成によっても、比較的小さな占有空間で主回路コネクタ３６，３７の配置が可能となり、高密度実装を的確に実現することができる。
以上のように、この発明による実施例では、制御ユニット３の前後方向に遮断装置３４，電磁開閉器３５を並べて配置し、制御ユニット３後面に電源側主回路コネクタ３６，負荷側主回路コネクタ３７，制御ユニット側制御回路コネクタ３９を配置することにより高密度実装を可能にし、かつ概略Ｌ字形に成形された制御ユニットベース３２を使用することにより、制御ユニット３組立時の作業性向上が得られるとともに、主回路断路状態においても制御回路のみの操作が可能な試験位置状態を得ることにより、外部からの電源供給を必要とせず、試験時において作業効率向上の効果が得られる。
この発明による実施例によれば、盤の前面に開口部を有し制御ユニット３を前方に引き出し可能に装着する複数のユニット室２の後部に電源分配器４の構成要素として設けられ制御ユニット３の主回路を母線１６からなる外部主回路に接続する主回路接続部を有するコントロールセンタ１において、操作ハンドル３３を有するヒューズスイッチまたはノーヒューズブレーカからなる遮断装置３４と、制御動作を行うための電磁開閉器３５と、制御ユニット３の主回路を電源側および負荷側外部主回路に接続するための主回路コネクタ３６，３７と、制御ユニット３の制御回路をモータ制御回路等の外部回路に接続するための制御回路コネクタ３９とを備え、制御ユニット３の前後方向に前記操作ハンドル３３，遮断装置３４，電磁開閉器３５，主回路コネクタ３６，３７を並べて配置し、前記制御回路コネクタ３９を前記主回路コネクタ３６，３７の下部に並べて配置するとともに、前記主回路コネクタ３６，３７は各相端子が上下方向または水平方向になるように電源側，負荷側のコネクタを並べて配置し、かつ、前記制御回路コネクタ３９は制御ユニット３の主回路接続位置および試験位置でモータ制御回路等の外部回路に接続可としたので、ヒューズスイッチまたはノーヒューズブレーカからなる遮断装置を用いたものにおいて高密度実装を適切に実現できるとともに、主回路断路状態においても制御回路のみの操作が可能で試験時における作業効率を向上できるコントロールセンタを得ることができる。
このように、配電盤は、概略箱型を成し前面に開口部を有し複数の制御ユニットが収納されるユニット室と、ユニット室の裏面に設けられ複数の制御ユニットに電力を分配する電源分配器と、電源分配器に隣接して設けられ電源分配器に電力を供給する母線を収納し配電盤の上下方向に延設された母線室とを有する配電盤であって、電源分配器は内部に通風空間を有し、電源分配器のユニット室側に制御ユニットからの熱気を吸入する吸気口が設けられ、電源分配器の母線室側に制御ユニットからの熱気を排出する排気口が設けられており、母線室は内部に通風空間を有し、制御ユニットからの熱気は、電源分配器及び母線室を経由して外部に排出される。そのため、多くの制御ユニットを高密度に実装することができるとともに、制御ユニットの冷却性を向上することができる。
また、ユニット室内に収納された制御ユニットは、縦横碁盤目状に複数配列されている。そのため、多くの制御ユニットを小空間にさらに高密度に実装することができるとともに、配線やメンテナンス、或いは管理等の使い勝手を良くすることができる。
さらに、電源分配器に設けられた吸気口及び排気口は、スリット状に形成されている。そのため、電源分配器の筐体の強度を落とすことなく、効率的に熱気を排出することができる。
また、配電盤は、概略箱型を成し前面に開口部を有し複数の制御ユニットが収納されるユニット室と、ユニット室の裏面に設けられ複数の制御ユニットに電力を分配する電源分配器と、電源分配器に隣接して設けられ電源分配器に電力を供給する母線を収納する母線室と、電源分配器に隣接して設けられ制御ユニットから外部の設備機器に延びる配線を収納し配電盤の上下方向に延設された配線室とを有する配電盤であって、電源分配器は内部に通風空間を有し、電源分配器のユニット室側に制御ユニットからの熱気を吸入する吸気口が設けられ、電源分配器の配線室側に制御ユニットからの排気を排出する排気口が設けられており、配線室は内部に通風空間を有し、制御ユニットからの熱気は、電源分配器及び配線室を経由して外部に排出される。そのため、多くの制御ユニットを高密度に実装することができるとともに、制御ユニットの冷却性を向上することができる。
また、ユニット室内に収納された制御ユニットは、縦横碁盤目状に複数配列されている。そのため、多くの制御ユニットを小空間にさらに高密度に実装することができるとともに、配線やメンテナンス、或いは管理等の使い勝手を良くすることができる。
また、電源分配器に設けられた吸気口及び排気口は、スリット状に形成されている。そのため、電源分配器の筐体の強度を落とすことなく、効率的に熱気を排出することができる。
さらに、電源分配器に設けられた吸気口及び排気口は、排気専用に形成された開口である。そのため、制御ユニットの事故で発生する例えばアークガスをこの経路にて放出することができ、アークガス等の母線への噴出による母線短絡といった２次事故が発生することが無くなり、事故の拡大を防止できる。
産業上の利用の可能性
この発明のコントロールセンタは、概略箱型を成し前面に開口部を有し制御ユニットが水平方向に複数収納されるユニット室と、ユニット室の裏面に設けられ複数の制御ユニットにそれぞれ電力を分配する電源分配器と、電源分配器に隣接して設けられコントロールセンタの上下方向に延設された排気室とを備え、電源分配器は内部に通風空間を有し、電源分配器のユニット室側に制御ユニットからの熱気を吸入する吸気口が設けられ、電源分配器の排気室側に制御ユニットからの熱気を排出する排気口が設けられており、排気室は内部に通風空間を有し、制御ユニットからの熱気は、電源分配器及び排気室を経由して外部に排出される。そのため、多くの制御ユニットを高密度に実装することができるとともに、複数の制御ユニットに電力を分配する電源分配器を通風経路に使用したので、制御ユニットの冷却性を向上することができる。
また、排気室は、電源分配器に電力を供給する母線を収納する母線室である。そのため、排気室として特別な部屋を設けることなく母線室を兼用するのでさらに小型化とすることができる。
また、排気室は、制御ユニットから外部の設備機器に延びる配線を収納する配線室である。そのため、排気室として特別な部屋を設けることなく配線室を兼用するのでさらに小型化とすることができる。
また、ユニット室は、鉛直方向に複数段設けられ、制御ユニットは、全体で縦横碁盤目状に複数配列されている。そのため、多くの制御ユニットを小空間にさらに高密度に実装することができるとともに、配線やメンテナンス、或いは管理等の使い勝手を良くすることができる。
また、電源分配器に設けられた吸気口及び排気口は、スリット状に形成されている。そのため、電源分配器の筐体の強度を落とすことなく、効率的に熱気を排出することができる。
また、電源分配器に設けられた排気口は、電源分配器内部で発生するアーク放出用の開口を兼ねる。そのため、制御ユニットの事故で発生する例えばアークガスをこの経路にて放出することができ、アークガス等の母線への噴出による母線短絡といった２次事故が発生することが無くなり、事故の拡大を防止できる。
【図面の簡単な説明】
図１はこの発明のコントロールセンタ（配電盤）の一実施例を示す正面図である。
図２はコントロールセンタ（配電盤）の斜視図である。
図３は図１及び図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。
図４は図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う矢視断面図である。
図５は図４の一部を拡大して示す要部図である。
図６は１個の制御ユニットを示す斜視図である。
図７は制御ユニットを背後から見た斜視図である。
図８はコントロールセンタから制御ユニットを全て取り外しさらに配線室の扉を外した状態を示す斜視図である。
図９は制御ユニットを取り外した一つのユニット室を示す断面図である。
図１０はユニット室を形成する棚板の斜視図である。
図１１は棚板の上面図である。
図１２はユニット室を仕切る仕切板の斜視図である。
図１３は仕切板の正面図である。
図１４は仕切板の側面図である。
図１５は制御ユニットと電源分配器が接続されている様子を示す斜視図である。
図１６は電源分配器の斜視図である。
図１７はコントロールセンタ内部の制御ユニットの側面部分を一部拡大して示す要部斜視図である。
図１８は電源分配器と垂直分岐母線との接続の様子を示す断面図である。
図１９は盤内の主な構成要素を示す分解斜視図である。
図２０は電源分配器の上面図である。
図２１は電源分配器の右側面図である。
図２２は電源分配器の構成部品を示す分解斜視図である。
図２３は電源分配器の内部を詳細に示す斜視図である。
図２４は電源分配器の内部の分岐導体の引き回しの様子を示す正面図である。
図２５は図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿う矢視断面図である。
図２６は分岐導体及び分配導体の構造を示す分解斜視図である。
図２７は１つの制御ユニットを試験位置に引き出した状態を示す断面図である。
図２８は制御ユニットが接続位置であることを示す図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。
図２９は制御ユニットが試験位置であることを示す図２７のＸＸＶＩＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。
本発明は、電力用プラント等に使用されるモータの起動制御・保護などを行う配電盤としてのコントロールセンタに関するものであり、特に複数の制御ユニットを収納するコントロールセンタに関するものである。
技術背景
コントロールセンタは、電力用プラント等に使用されモータや照明等の設備機器と各々電線でつながれ、各設備機器に電力を配電するとともに設備機器の制御をするものである。このコントロールセンタ内には、一般に、各設備機器と各々電線でつながる制御ユニットと、この制御ユニットに電力を供給する母線とが収納されている。
制御ユニットは、上述の設備機器を制御するためにブレーカーあるいはヒューズスイッチ、更にリレー、スイッチ等が内蔵され、ユニット単位で構成されている。制御ユニットは、母線からの電力を設備機器に配電するとともに、外部から入力される制御信号又は、外部からの手動操作に基づいてこの配電をコントロールする。また、制御ユニットは、ブレーカーあるいはヒューズによって事故電流から設備機器を保護する。
このような構成の従来のコントロールセンタにおいては、制御ユニットはブレーカーやスイッチ等を内蔵しているため通電時に発熱する。そして、この発熱が所定の温度以上に達すると誤動作や機器の損傷の原因になるので冷却する必要がある。
一方、近年、コントロールセンタの小型・集約化を図るために、一つのコントロールセンタに多くの制御ユニットを高密度に実装することが求められている。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、多くの制御ユニットを高密度に実装することができるとともに、制御ユニットの冷却性を向上することができるコントロールセンタを得ることを目的とする。
発明の開示
この発明のコントロールセンタは、概略箱型を成し前面に開口部を有し制御ユニットが水平方向に複数収納されるユニット室と、ユニット室の裏面に設けられ複数の制御ユニットにそれぞれ電力を分配する電源分配器と、電源分配器に隣接して設けられコントロールセンタの上下方向に延設された排気室とを備え、電源分配器は内部に通風空間を有し、電源分配器のユニット室側に制御ユニットからの熱気を吸入する吸気口が設けられ、電源分配器の排気室側に制御ユニットからの熱気を排出する排気口が設けられており、排気室は内部に通風空間を有し、制御ユニットからの熱気は、電源分配器及び排気室を経由して外部に排出される。
また、排気室は、電源分配器に電力を供給する母線を収納する母線室である。
また、排気室は、制御ユニットから外部の設備機器に延びる配線を収納する配線室である。
また、ユニット室は、鉛直方向に複数段設けられ、制御ユニットは、全体で縦横碁盤目状に複数配列されている。
また、電源分配器に設けられた吸気口及び排気口は、スリット状に形成されている。
また、電源分配器に設けられた排気口は、電源分配器内部で発生するアーク放出用の開口を兼ねる。
発明を実施するための最良の形態
実施例１．
図１はこの発明のコントロールセンタ（配電盤）の一実施例を示す正面図である。図２はコントロールセンタ（配電盤）の斜視図である。図１及び図２において、概略矩形箱状のコントロールセンタ（配電盤）１の内部には、複数の制御ユニット３が縦横碁盤目状に規則正しく配列されて収納されている。本実施例のコントロールセンタ１においては、水平方向に４列、縦方向に１０段、全体で４０個の制御ユニット３が収納されている。
図３は図１及び図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。図４は図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う矢視断面図である。図５は図４の一部を拡大して示す要部図である。図３から図５において、水平方向に４個並べられた制御ユニット３の背面側に、概略薄幅箱状の電源分配器４が配設されている。電源分配器４は、各段に並設された４個の制御ユニット３に対して１個が設けられている。すなわち、電源分配器４は、制御ユニット３の１段に１個が設けられている。電源分配器４は後で述べるようにこの４個の制御ユニット３に電力を分配する働きをする。
電源分配器４には、後で詳しく述べる吸気口４ａ、及び排気口４ｂ，４ｃが形成されている。
電源分配器４のさらに裏面に、コントロールセンタ１の高さ方向全体にわたって母線室５が形成されている。母線室５内には、電源分配器４に電力を供給する垂直分岐母線（母線）１６が上下方向に延設されている。垂直分岐母線１６は、外部からコントロールセンタ１の内部に３相４極の電力を供給する。垂直分岐母線１６は、３相及び中性相の４本の導体からなり、３本の導体は断面Ｌ字型を成し、１本の導体は断面Ｉ字型を成している。母線室５は内部に通風空間を有している。
一方、制御ユニット３及び電源分配器４の側方には、コントロールセンタ１の高さ方向全体にわたって配線室６が形成されている。配線室６には、制御ユニット３から外部の設備機器に延びる図示しない配線が収納されている。配線室６は内部に通風空間を有している。
図６は１個の制御ユニット３を示す斜視図である。図７は制御ユニット３を背後から見た斜視図である。１個の制御ユニット３はコントロールセンタ１の奥行き方向に長尺の概略直方体の形状を成している。制御ユニット３は、前面を覆う前面板３１、底面及び片側の側面を覆うユニットベース３２、及び裏面を覆う主回路コネクタ取付金具３８，制御回路コネクタ取付金具４０を有している。ユニットベース３２は、上部の一側に形成された細板部３２ａと片側の側面を全面にわたって覆う側面部３２ｂとを有している。制御ユニット３の上面及びユニットベース３２と反対側の側面は密閉されておらず大きく開口している。これは、制御ユニット３組立時の作業性を向上するものである。
制御ユニット３は、外部の設備機器を制御するために内部に種々の機器を搭載している。すなわち、まず前部にヒューズスイッチまたはノーヒューズブレーカからなる遮断装置３４を搭載している。そして後部に電磁開閉器３５を搭載している。なお、電磁開閉器３５は、詳細には電磁接触器３５ａとサーマルリレー３５ｂとから構成されている。
制御ユニット３の前面には、遮断装置３４のオン／オフを切り換える操作ハンドル３３が設けられている。操作ハンドル３３は、前面板３１を貫通して遮断装置３４と接続されており、軸を中心に左右に回転させることにより遮断装置３４のオン／オフを切り換える。
一方、制御ユニット３の後部においては、まず上側に設けられた主回路コネクタ取付金具３８に、電源側主回路コネクタ（ユニット側電源グリップ）３６と負荷側主回路コネクタ（ユニット側負荷グリップ）３７が上下方向に平行に並べて設けられている。さらに、下側に設けられた制御回路コネクタ取付金具４０には、ユニット側制御回路コネクタ３９が水平に設けられている。
図８はコントロールセンタ１から制御ユニット３を全て取り外しさらに配線室６の扉を外した状態を示す斜視図である。図９は制御ユニット３を取り外した一つのユニット室２を示す断面図である。コントロールセンタ１には、棚板１ａで区分けされた複数のユニット室２が上下方向に複数段形成されている。各段に設けられたユニット室２は、後で述べる仕切板で仕切られて制御ユニット３を各々４個収納する部屋を形成する。
図１０はユニット室２を形成する棚板１ａの斜視図である。図１１は棚板１ａの上面図である。図１２はユニット室２を仕切る仕切板１ｂの斜視図である。図１３は仕切板１ｂの正面図である。図１４は仕切板１ｂの側面図である。棚板１ａには奥行き方向に延びる４組のスリット１ａ１が穿孔されている。仕切板１ｂは、このスリット１ａ１に下部に形成された突部１ｂ１を差し込まれて立設される。仕切板１ｂは、各段の棚板１ａに各々４枚が立設され、各段のユニット室２を４個の部屋に仕切る。仕切板１ｂは、概略断面Γ（ガンマ）状を成し、側面板１ｂ２と、側面板１ｂ２の上部から水平に折り曲げられてなる水平部１ｂ３と、水平部１ｂ３からさらに下方に折り曲げられた幅の狭いガイド部１ｂ４とを有する。
奥行き方向に長尺の概略直方体の制御ユニット３は、仕切板１ｂで仕切られた奥行き方向に長尺の概略直方体の空間に収納される。そして、前面開口部方向に引き出しのように引き出せる構造とされている。上述のガイド部１ｂ４は、後で述べるように制御ユニット３を出し入れする際にガイドの働きをする。
図１５は制御ユニット３と電源分配器４が接続されている様子を示す斜視図である。電源分配器４には４個の制御ユニット３が接続可能であるが、図１５では解り易いように両端に各々１個の制御ユニット３が接続されている。電源分配器４は接続された複数の制御ユニット３に電力を供給する。本実施例の電源分配器４は、横方向に並設された４つの制御ユニット３に対して１個が設けられ、厚さの薄い直方体状の筐体を有し、対応する４つの制御ユニット３の裏面を幅広面で覆うように制御ユニット３に隣接して配設されている。電源分配器４は、各段のユニット室２の後ろに１個が設けられており、すなわち、上下方向に複数個が並べて設けられており、全体で碁盤目状に配列された制御ユニット３群の裏面を覆うように配設されている。
図４や図５に示されるように、電源分配器４群の後ろ側に母線室５が設けられている。母線室５はコントロールセンタ１の上下方向にコントロールセンタ１の高さ方向全体にわたって形成されている。母線室５内には、電源分配器４に電力を供給する垂直分岐母線１６が収納されている。
図１６は電源分配器４の斜視図である。図１６に示されるように、電源分配器４の前面、すなわち、制御ユニット３側には、制御ユニット３で加熱された空気を吸入するスリット状の吸気口４ａが設けられている。一方、電源分配器４の裏面、すなわち、母線室５側には、制御ユニット３からの熱気を排出するスリット状の排気口４ｂが設けられている。そして、電源分配器４の内部には、制御ユニット３からの熱気を流通させる通風空間が空いている。
そして、電源分配器４群の後ろに設けられた母線室５には、上下方向に延びる通風空間が空いている。さらに母線室５の上方には図示しない排気口が設けられている。そして、制御ユニット３からの熱気は、電源分配器４及び母線室５を経由して外部に排出される。すなわち、母線室５は、電源分配器４を介して移動した熱気を外部に排出する排気室の働きをしている。
このように構成されたコントロールセンタ１においては、ユニット室２の前面開口部から流入した空気は、制御ユニット３で暖められ、電源分配器４及び排気室としての母線室５を通って外部に流れる。すなわち、電源分配器４を熱気を逃がす通風路として活用することができる。このようなことから、本実施例のコントロールセンタ１は、多くの制御ユニット３を高密度に実装することができ、且つ、特別な通風構造を設けることなく制御ユニット３からの熱気を外部に排出することができる。
図１７はコントロールセンタ１内部の制御ユニット３の側面部分を一部拡大して示す要部斜視図である。制御ユニット３群及び電源分配器４群の側面側に配線室６が形成されている。配線室６は制御ユニット３と外部の設備機器とをつなぐ配線を収納しコントロールセンタ１の上下方向全長にわたって形成された空間である。配線室６の内部には、制御ユニット３からの熱気を流通させる十分な通風空間が空いている。
電源分配器４の前面、すなわち、制御ユニット３側には、上述のように制御ユニット３で加熱された空気を吸入するスリット状の吸気口４ａが設けられている。一方、電源分配器４の側面、すなわち、配線室６側は、全面にわたって開口されており、この開口は制御ユニット３からの熱気を排出する排気口４ｃを形成している。そして、配線室６の内部には、制御ユニット３からの熱気を流通させる通風空間が空いている。この通風空間は、コントロールセンタ１の上下方向に延び、配線室６の上方には図示しない排気口が設けられている。制御ユニット３からの熱気は、電源分配器４及び配線室６を経由して外部に排出される。すなわち、配線室６は、電源分配器４を介して移動した熱気を外部に排出する排気室の働きをしている。
このように構成されたコントロールセンタにおいては、ユニット室２の前面開口部から流入した空気は、制御ユニット３で暖められ、電源分配器４及び排気室としての配線室６を通って外部に流れる。すなわち、電源分配器４を熱気を逃がす通風路として活用することができる。このようなことから、多くの制御ユニット３を高密度に実装することができ、且つ、特別な通風構造を設けることなく制御ユニット３からの熱気を外部に排出することができるコントロールセンタを得ることができる。
一方、電源分配器４の側面に形成された排気口４ｃは、電源分配器４の内部で発生するアーク放出用の開口を兼ねている。すなわち、図１７に示されるように吸気口４ａ及び排気口４ｃが設けられた部分である電源分配器４の上部に形成された部屋は、いずれの機器も設けられていない全くの空間とされている。そして、この空間は排気専用に特別に設けられたものである。そのため、制御ユニット３の事故で発生する例えばアークガスをこの経路にて容易に放出することができ、母線室５内に収納された母線へ影響が及ぶ心配が無く、ユニット室２内で発生した事故の拡大を防止することができる。
図１８は電源分配器４と垂直分岐母線１６との接続の様子を示す断面図である。図１９は盤内の主な構成要素を示す分解斜視図である。電源分配器４のさらに後ろ側には、外部の母線に接続されコントロールセンタ１内にほぼ垂直に延設された４本の垂直分岐母線１６が設けられている。垂直分岐母線１６は、導電材料で作製され断面Ｌ字状または断面Ｉ字状を成し一側の幅広面を互いに対向するようにして上下方向に１列に整列して並設されている。この４本の垂直分岐母線１６は、上下方向に並設された複数の電源分配器４の後ろ側でコントロールセンタ１の高さ方向にほぼ全長にわたって垂直に延設されている。この４本の垂直分岐母線１６は、コントロールセンタ１内に３相４極の電力を供給している。
図２０は電源分配器４の上面図である。図２１は電源分配器４の右側面図である。図２２は電源分配器４の構成部品を示す分解斜視図である。図２３は電源分配器４の内部を詳細に示す斜視図である。図２４は電源分配器４の内部の分岐導体の引き回しの様子を示す正面図である。図２５は図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿う矢視断面図である。図２６は分岐導体８及び分配導体９の構造を示す分解斜視図である。
図２０から図２６において、電源分配器４は、概略薄幅箱状の直方体を成し、前面である制御ユニット３側に平板状の前面パネル４ｄ、裏面である垂直分岐母線１６側に後部パネル４ｅを有している。そして、電源分配器４の裏面には、母線係合手段として４対の共通電源グリップ７が垂直分岐母線１６側に延びるように立設されている。
４対の共通電源グリップ７は、各々４本の垂直分岐母線１６に対応する位置に設けられている。共通電源グリップ７は、対向する２個の端子７ａ，７ｂを有し、この２個の端子７ａ，７ｂで４本の垂直分岐母線１６を挟んで所謂クリップ接続をする。２個の端子７ａ，７ｂは、所定の間隔を有してほぼ並行に設けられており、先端部内側には若干の面取りが施されており、また先端部および対向する内側部には一段低くなった段差が形成されている。そして、２個の端子７ａ，７ｂは、立設方向に移動されながら、すなわち、コントロールセンタ１の奥行き方向に移動されながら、垂直分岐母線１６を挟み込んで垂直分岐母線１６と接続される。
電源分配器４をコントロールセンタ１に載置する際には、電源分配器４を垂直分岐母線１６に向けて共通電源グリップ７の立設方向に移動させることにより、共通電源グリップ７が垂直分岐母線１６を挟み込み、共通電源グリップ７と垂直分岐母線１６とが接続される。
次に、電源分配器４の内部の説明をする。図２３に良く示されるように４本の分岐導体８は、一端８ａをボルト８ｃで締着されてそれぞれ共通電源グリップ７に電気的に接続されている。そして、４本の分岐導体８は、それぞれ電源分配器４内を引き回されて、他端８ｂを４本の分配導体９に接続されている。４本の分配導体９は、電源分配器４内で水平方向に平行に配置されている。４本の分配導体９には、電源側主回路係合手段としてそれぞれ４個の分配器側電源グリップタブ１０が所定の位置に設けられている。各々の分配器側電源グリップタブ１０は、制御ユニット３側に突出する平板状部を有している。それぞれの分配器側電源グリップタブ１０は、各々制御ユニット３に対応する位置において、平板状部が同一平面内に位置するように上下方向に１列に整列させて配設されている。分配器側電源グリップタブ１０は、一側を分配導体９に接続され、他側を後で述べる制御ユニット２のユニット側電源グリップ３６に挟み込まれて所謂グリップ接続され制御ユニット３に対して垂直分岐母線１６からの電力を供給する。
電源分配器４のそれぞれの制御ユニット３に対応した位置には、さらに負荷側主回路係合手段として分配器側負荷グリップ端子台１１が設けられている。分配器側負荷グリップ端子台１１は、上下方向に整列して設けられた４個の接続係合子１１ａを有している。この４個の接続係合子１１ａは、後で述べる制御ユニット３のユニット側負荷グリップ３７に挟み込まれて所謂グリップ接続され制御ユニット３からの配電を外部に出力する。分配器側負荷グリップ端子台１１には、さらに４個の接続係合子に対応するネジ止め部１１ｂが設けられている。このネジ止め部１１ｂには、図示しない外部ケーブル端子台を介して設備機器から延びる電線が接続される。
電源分配器４のそれぞれの制御ユニット３に対応した位置には、さらに分配器側制御回路コネクタ１２とが設けられている。分配器側制御回路コネクタ１２は、直線状に延びる断面凸と凹の２個のコネクタでなり、後で述べる制御ユニット３のユニット側制御回路コネクタ３９と係合接続され制御ユニット３に制御信号を供給及び外部に出力する。分配器側制御回路コネクタ１２には、図示しない外部ケーブル端子台を介して制御盤からの制御信号線が接続される。
図１６に戻り、上述の電源分配器４の分配器側電源グリップタブ１０、分配器側負荷グリップ端子台１１及び分配器側制御回路コネクタ１２は、すべて前面パネル４ｄにほぼ面一となるように設けられている。さらに詳細には、分配器側電源グリップタブ１０と分配器側負荷グリップ端子台１１とは、前面パネル４ｄに穿孔されたスリット状の穴から覗いている。また、分配器側制御回路コネクタ１２は、前面パネル４ｄに突設されている。
次に、電源分配器４の前面パネル４ｄに対向する制御ユニット３の裏面の構造を説明する。図７に示されるように制御ユニット３の裏面には、電源分配器４の分配器側電源グリップタブ１０に対応した位置に、電源側主回路コネクタ（ユニット側電源グリップ）３６が突設されている。また、分配器側負荷グリップ端子台１１に対応した位置に、負荷側主回路コネクタ（ユニット側負荷グリップ）３７が突設されている。
ユニット側電源グリップ３６及びユニット側負荷グリップ３７は、それぞれ上下方向に整列して設けられた４個のグリップ接続端子を有している。このグリップ接続端子は、対向する２つのはさみ状の端子から成り、この対向する２つの端子は先端部において間隔が広げられている。この対向する端子は、立設方向に移動されると対向する分配器側電源グリップタブ１０及び分配器側負荷グリップ端子台１１の接続係合子１１ａを挟み込んでこれらと接続される。
さらに電源分配器４の分配器側制御回路コネクタ１２に対応した位置に、ユニット側制御回路コネクタ３９が突設されている。ユニット側制御回路コネクタ３９は、直線状に延びる断面凸と凹の２個のコネクタでなり、分配器側制御回路コネクタ１２と係合接続する。
上述したように、仕切板１ｂは概略断面Γ（ガンマ）状を成し、水平に折り曲げられた水平部１ｂ３からさらに下方に折り曲げられた幅の狭いガイド部１ｂ４を有ている。そして、仕切板１ｂは制御ユニット３の細板部３２ａと側面部３２ｂとを包み込むように立設される。そして、仕切板１ｂの上部において水平部１ｂ３とガイド部１ｂ４とから形成される下方に開口を有する断面コ字のガイド部は、細板部３２ａに対して細板部３２ａが制御ユニット３の出し入れ方向に移動可能なように微少な間隙を有してこれに係合する。そして、制御ユニット３は、棚板１ａ上に載置される際にこの仕切板１ｂにガイドされて所定の精度をもってコントロールセンタ１に挿入される。そのため、制御ユニット３に設けられたユニット側電源グリップ３６、ユニット側負荷グリップ３７及びユニット側制御回路コネクタ３９は、それぞれ、電源分配器４に設けられた分配器側電源グリップタブ１０、分配器側負荷グリップ端子台１１及び分配器側制御回路コネクタ１２に良好に係合することができる。このように、ユニットベース３２の細板部３２ａと仕切板１ｂは、制御ユニット３を電源分配器４に対して進退動方向に案内する案内手段を構成している。
このような構成のコントロールセンタにおいては、垂直分岐母線１６から供給された電力は、電源分配器４で分配されて複数の制御ユニット３に供給される。制御ユニット３は、供給された電力をユニット側制御回路コネクタ３９に入力された制御信号あるいは外部からの手動操作に基づいて制御してユニット側負荷グリップ３７に出力する。ユニット側負荷グリップ３７に出力された電力は、分配器側負荷グリップ端子台１１を介して外部の設備機器に配電されこれを駆動する。
このように、本実施例の電源分配器４においては、一側を分岐導体８に接続され他側を制御ユニット３のユニット側電源グリップ３６に挟み込まれてグリップ接続され制御ユニット３に垂直分岐母線１６からの電力を供給する分配器側電源グリップタブ１０と、制御ユニット３のユニット側負荷グリップ３７に挟み込まれてグリップ接続され制御ユニット３からの配電を外部に出力する分配器側負荷グリップ端子台１１と、制御ユニット３のユニット側制御回路コネクタ３９と接続され制御ユニット３に制御信号を供給及び外部に出力する分配器側制御回路コネクタ１２とを有しているので、制御ユニット３の追加・変更をする際に、制御ユニット３を電源分配器４に対して進退動させて接続・離間させることができ、垂直分岐母線１６を停電することなしに制御ユニット３の追加・変更をすることができる。
また、電源分配器４においては、制御ユニット３に対応する複数の分配器側電源グリップタブ１０、分配器側負荷グリップ端子台１１及び分配器側制御回路コネクタ１２が設けられており、これらは、前面パネル４ｄにほぼ面一に設けられている。そのため、コントロールセンタ１内において、１段に複数台の制御ユニット３を並設して収納できるようにし収納効率を向上させることができる。
図２７は１つの制御ユニット３を試験位置に引き出した状態を示す断面図である。図２８は制御ユニット３が接続位置であることを示す図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。図２９は制御ユニット３が試験位置であることを示す図２７のＸＸＶＩＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。
制御ユニット３は各制御ユニット３の下部に配設された棚板１ａの上面を前後方向に移動し、各相端子が上下方向になるように主回路コネクタ取付金具３８に取付けられた電源側主回路コネクタ３６と負荷側主回路コネクタ３７によって、電源分配器４と接続され垂直分岐母線１６から主回路電源の供給を受けることができる。
さらに、制御ユニット３が棚板１ａ上を前方に移動し、主回路コネクタ３６，３７を電源分配器４より引き出し主回路が断路状態にある時においても、制御ユニット側制御回路コネクタ３９を取付ける制御回路コネクタ取付金具４０が制御ユニットベース３２上を前後方向にスライドし、分配器側制御回路コネクタ１２から分離しないようにした試験位置状態を得ることができる。
ここで、主回路コネクタ３６，３７は、図７に示すように、各相端子が上下方向になるように、電源側主回路コネクタ３６の各相端子と負荷側主回路コネクタ３７の各相端子とが並べて配置されている。
この構成により、比較的小さな占有空間で主回路コネクタ３６，３７の配置が可能となり、高密度実装を的確に実現することができる。
また、この主回路コネクタ３６，３７については、各相端子が水平左右方向になるように、電源側主回路コネクタ３６の各相端子と負荷側主回路コネクタ３７の各相端子とを並べて配置されるようにしてもよい。
この構成によっても、比較的小さな占有空間で主回路コネクタ３６，３７の配置が可能となり、高密度実装を的確に実現することができる。
以上のように、この発明による実施例では、制御ユニット３の前後方向に遮断装置３４，電磁開閉器３５を並べて配置し、制御ユニット３後面に電源側主回路コネクタ３６，負荷側主回路コネクタ３７，制御ユニット側制御回路コネクタ３９を配置することにより高密度実装を可能にし、かつ概略Ｌ字形に成形された制御ユニットベース３２を使用することにより、制御ユニット３組立時の作業性向上が得られるとともに、主回路断路状態においても制御回路のみの操作が可能な試験位置状態を得ることにより、外部からの電源供給を必要とせず、試験時において作業効率向上の効果が得られる。
この発明による実施例によれば、盤の前面に開口部を有し制御ユニット３を前方に引き出し可能に装着する複数のユニット室２の後部に電源分配器４の構成要素として設けられ制御ユニット３の主回路を母線１６からなる外部主回路に接続する主回路接続部を有するコントロールセンタ１において、操作ハンドル３３を有するヒューズスイッチまたはノーヒューズブレーカからなる遮断装置３４と、制御動作を行うための電磁開閉器３５と、制御ユニット３の主回路を電源側および負荷側外部主回路に接続するための主回路コネクタ３６，３７と、制御ユニット３の制御回路をモータ制御回路等の外部回路に接続するための制御回路コネクタ３９とを備え、制御ユニット３の前後方向に前記操作ハンドル３３，遮断装置３４，電磁開閉器３５，主回路コネクタ３６，３７を並べて配置し、前記制御回路コネクタ３９を前記主回路コネクタ３６，３７の下部に並べて配置するとともに、前記主回路コネクタ３６，３７は各相端子が上下方向または水平方向になるように電源側，負荷側のコネクタを並べて配置し、かつ、前記制御回路コネクタ３９は制御ユニット３の主回路接続位置および試験位置でモータ制御回路等の外部回路に接続可としたので、ヒューズスイッチまたはノーヒューズブレーカからなる遮断装置を用いたものにおいて高密度実装を適切に実現できるとともに、主回路断路状態においても制御回路のみの操作が可能で試験時における作業効率を向上できるコントロールセンタを得ることができる。
このように、配電盤は、概略箱型を成し前面に開口部を有し複数の制御ユニットが収納されるユニット室と、ユニット室の裏面に設けられ複数の制御ユニットに電力を分配する電源分配器と、電源分配器に隣接して設けられ電源分配器に電力を供給する母線を収納し配電盤の上下方向に延設された母線室とを有する配電盤であって、電源分配器は内部に通風空間を有し、電源分配器のユニット室側に制御ユニットからの熱気を吸入する吸気口が設けられ、電源分配器の母線室側に制御ユニットからの熱気を排出する排気口が設けられており、母線室は内部に通風空間を有し、制御ユニットからの熱気は、電源分配器及び母線室を経由して外部に排出される。そのため、多くの制御ユニットを高密度に実装することができるとともに、制御ユニットの冷却性を向上することができる。
また、ユニット室内に収納された制御ユニットは、縦横碁盤目状に複数配列されている。そのため、多くの制御ユニットを小空間にさらに高密度に実装することができるとともに、配線やメンテナンス、或いは管理等の使い勝手を良くすることができる。
さらに、電源分配器に設けられた吸気口及び排気口は、スリット状に形成されている。そのため、電源分配器の筐体の強度を落とすことなく、効率的に熱気を排出することができる。
また、配電盤は、概略箱型を成し前面に開口部を有し複数の制御ユニットが収納されるユニット室と、ユニット室の裏面に設けられ複数の制御ユニットに電力を分配する電源分配器と、電源分配器に隣接して設けられ電源分配器に電力を供給する母線を収納する母線室と、電源分配器に隣接して設けられ制御ユニットから外部の設備機器に延びる配線を収納し配電盤の上下方向に延設された配線室とを有する配電盤であって、電源分配器は内部に通風空間を有し、電源分配器のユニット室側に制御ユニットからの熱気を吸入する吸気口が設けられ、電源分配器の配線室側に制御ユニットからの排気を排出する排気口が設けられており、配線室は内部に通風空間を有し、制御ユニットからの熱気は、電源分配器及び配線室を経由して外部に排出される。そのため、多くの制御ユニットを高密度に実装することができるとともに、制御ユニットの冷却性を向上することができる。
また、ユニット室内に収納された制御ユニットは、縦横碁盤目状に複数配列されている。そのため、多くの制御ユニットを小空間にさらに高密度に実装することができるとともに、配線やメンテナンス、或いは管理等の使い勝手を良くすることができる。
また、電源分配器に設けられた吸気口及び排気口は、スリット状に形成されている。そのため、電源分配器の筐体の強度を落とすことなく、効率的に熱気を排出することができる。
さらに、電源分配器に設けられた吸気口及び排気口は、排気専用に形成された開口である。そのため、制御ユニットの事故で発生する例えばアークガスをこの経路にて放出することができ、アークガス等の母線への噴出による母線短絡といった２次事故が発生することが無くなり、事故の拡大を防止できる。
産業上の利用の可能性
この発明のコントロールセンタは、概略箱型を成し前面に開口部を有し制御ユニットが水平方向に複数収納されるユニット室と、ユニット室の裏面に設けられ複数の制御ユニットにそれぞれ電力を分配する電源分配器と、電源分配器に隣接して設けられコントロールセンタの上下方向に延設された排気室とを備え、電源分配器は内部に通風空間を有し、電源分配器のユニット室側に制御ユニットからの熱気を吸入する吸気口が設けられ、電源分配器の排気室側に制御ユニットからの熱気を排出する排気口が設けられており、排気室は内部に通風空間を有し、制御ユニットからの熱気は、電源分配器及び排気室を経由して外部に排出される。そのため、多くの制御ユニットを高密度に実装することができるとともに、複数の制御ユニットに電力を分配する電源分配器を通風経路に使用したので、制御ユニットの冷却性を向上することができる。
また、排気室は、電源分配器に電力を供給する母線を収納する母線室である。そのため、排気室として特別な部屋を設けることなく母線室を兼用するのでさらに小型化とすることができる。
また、排気室は、制御ユニットから外部の設備機器に延びる配線を収納する配線室である。そのため、排気室として特別な部屋を設けることなく配線室を兼用するのでさらに小型化とすることができる。
また、ユニット室は、鉛直方向に複数段設けられ、制御ユニットは、全体で縦横碁盤目状に複数配列されている。そのため、多くの制御ユニットを小空間にさらに高密度に実装することができるとともに、配線やメンテナンス、或いは管理等の使い勝手を良くすることができる。
また、電源分配器に設けられた吸気口及び排気口は、スリット状に形成されている。そのため、電源分配器の筐体の強度を落とすことなく、効率的に熱気を排出することができる。
また、電源分配器に設けられた排気口は、電源分配器内部で発生するアーク放出用の開口を兼ねる。そのため、制御ユニットの事故で発生する例えばアークガスをこの経路にて放出することができ、アークガス等の母線への噴出による母線短絡といった２次事故が発生することが無くなり、事故の拡大を防止できる。
【図面の簡単な説明】
図１はこの発明のコントロールセンタ（配電盤）の一実施例を示す正面図である。
図２はコントロールセンタ（配電盤）の斜視図である。
図３は図１及び図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。
図４は図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う矢視断面図である。
図５は図４の一部を拡大して示す要部図である。
図６は１個の制御ユニットを示す斜視図である。
図７は制御ユニットを背後から見た斜視図である。
図８はコントロールセンタから制御ユニットを全て取り外しさらに配線室の扉を外した状態を示す斜視図である。
図９は制御ユニットを取り外した一つのユニット室を示す断面図である。
図１０はユニット室を形成する棚板の斜視図である。
図１１は棚板の上面図である。
図１２はユニット室を仕切る仕切板の斜視図である。
図１３は仕切板の正面図である。
図１４は仕切板の側面図である。
図１５は制御ユニットと電源分配器が接続されている様子を示す斜視図である。
図１６は電源分配器の斜視図である。
図１７はコントロールセンタ内部の制御ユニットの側面部分を一部拡大して示す要部斜視図である。
図１８は電源分配器と垂直分岐母線との接続の様子を示す断面図である。
図１９は盤内の主な構成要素を示す分解斜視図である。
図２０は電源分配器の上面図である。
図２１は電源分配器の右側面図である。
図２２は電源分配器の構成部品を示す分解斜視図である。
図２３は電源分配器の内部を詳細に示す斜視図である。
図２４は電源分配器の内部の分岐導体の引き回しの様子を示す正面図である。
図２５は図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線に沿う矢視断面図である。
図２６は分岐導体及び分配導体の構造を示す分解斜視図である。
図２７は１つの制御ユニットを試験位置に引き出した状態を示す断面図である。
図２８は制御ユニットが接続位置であることを示す図２７のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。
図２９は制御ユニットが試験位置であることを示す図２７のＸＸＶＩＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩＩ線に沿う矢視断面図である。
Claims (6)
- 概略箱型を成し前面に開口部を有し制御ユニットが水平方向に複数収納されるユニット室と、前記ユニット室の裏面に設けられ前記複数の制御ユニットにそれぞれ電力を分配する電源分配器と、前記電源分配器に隣接して設けられコントロールセンタの上下方向に延設された排気室とを備え、
前記電源分配器は内部に通風空間を有し、前記電源分配器の前記ユニット室側に前記制御ユニットからの熱気を吸入する吸気口が設けられ、前記電源分配器の前記排気室側に前記制御ユニットからの熱気を排出する排気口が設けられており、前記排気室は内部に通風空間を有し、前記制御ユニットからの熱気は、前記電源分配器及び前記排気室を経由して外部に排出される
ことを特徴とするコントロールセンタ。 - 前記排気室は、前記電源分配器に電力を供給する母線を収納する母線室であることを特徴とする請求項１に記載のコントロールセンタ。
- 前記排気室は、前記制御ユニットから外部の設備機器に延びる配線を収納する配線室である
ことを特徴とする請求項１に記載のコントロールセンタ。 - 前記ユニット室は、鉛直方向に複数段設けられ、前記制御ユニットは、全体で縦横碁盤目状に複数配列されている
ことを特徴とする請求項１に記載のコントロールセンタ。 - 前記電源分配器に設けられた前記吸気口及び前記排気口は、スリット状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のコントロールセンタ。 - 前記電源分配器に設けられた前記排気口は、該電源分配器内部で発生するアーク放出用の開口を兼ねる
ことを特徴とする請求項３に記載のコントロールセンタ。
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