JPWO2008136113A1

JPWO2008136113A1 - 金属閉鎖形スイッチギヤ

Info

Publication number: JPWO2008136113A1
Application number: JP2009512844A
Authority: JP
Inventors: 俊一郎千輪
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2010-07-29
Anticipated expiration: 2027-04-26
Also published as: WO2008136113A1; CN101636889A; KR101083112B1; JP4979767B2; HK1139513A1; CN101636889B; MY184827A; KR20100004959A

Abstract

吸気口（４）と排気口（１８）とを有する箱体（１）の内部に電気機器が収納された金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、吸気口（４）が形成された箱体（１）１の外被部の内側に、外被部と間隔を空け、吸気口（４）に対向させて、通気口（１９）が形成された通気仕切板として機能する盤内仕切板（１７）を配置し、箱体（１）の内部のケーブル室（１４）で短絡事故が発生したときに、高温のアークガスが吸気口（４）から外部に排出されるのを、盤内仕切板（１７）によって抑制するようにした。

Description

この発明は、吸気口と排気口とを有する箱体の内部に電気機器が収納され、内部が換気されるように構成された金属閉鎖形スイッチギヤに関するものである。

金属閉鎖形スイッチギヤは、盤内に遮断器等の電気機器を収納し、電気を安全に配電するための配電盤である。金属閉鎖形スイッチギヤでは、盤内部の温度上昇抑制のため、扉面や外被に換気用の吸気口及び排気口を設けている。従来の金属閉鎖形スイッチギヤの換気部の構造として、例えば、扉に換気口が透設され、複数個の換気孔が形成された換気板が扉の背面側から換気口を塞ぐように取り付けられ、更にその後ろ側に、換気口の周縁部に立設されたスタッドに挿通されて前後に移動自在に防護板が設けられ、防護板と換気板とは、間に設けられたばねによって常時は所定の間隔を保つように構成されたスイッチギヤの換気装置が開示されている。
このような構成により、通常は、防護板と換気板の間を外気が自由に出入りできるので換気機能を満足し、本体内部で短絡事故が発生したとき、高熱ガスにより防護板がばねを圧縮して移動し、換気板の換気孔を閉塞し、高熱ガスが扉の前方へ噴出するのを防止するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−２３８４１３号公報（第２頁、図１）

特許文献１に示されたような従来のスイッチギヤの換気装置では、短絡等の事故発生時を考慮して、複数個の換気孔が形成された換気板のすぐ後ろに無孔の防護板を設けているので、換気の流路が狭められ、その分、通常時の換気における換気効率が低下する。
また、防護板を設けるためのスタッドや取付部材、更に防護板の移動のためのばね部材等が必要となり、部品点数が増加し、加工及び組立工数が増えてコストアップとなるとい問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、吸気口及び排気口を備えた金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、簡単な構成で、平常時においては換気効率を低下させること無く、また、短絡事故時には発生したアークガスが吸気口を通り盤外に噴出するのを抑制できる金属閉鎖形スイッチギヤを得ることを目的とする。

この発明に係わる金属閉鎖形スイッチギヤは、吸気口と排気口とを有する箱体の内部に電気機器が収納された金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、吸気口が形成された箱体の外被部の内側に、外被部と間隔を空け吸気口に対向させて、通気口が形成された通気仕切板を配置し、箱体の内部で短絡事故が発生したときに、高温のアークガスが吸気口から外部に排出されるのを、通気仕切板によって抑制するようにしたものである。

この発明の金属閉鎖形スイッチギヤによれば、吸気口が形成された箱体の外被部の内側に、外被部と間隔を空け吸気口に対向させて、通気口が形成された仕切壁を配置し、短絡事故発生時に、高温のアークガスが吸気口から外部に排出されるのを通気仕切板によって抑制するようにしたので、簡単な構成で、平常時においては換気効率を低下させることなく、内部短絡事故時には吸気口からアークガスの噴出を抑制でき盤周辺の人員の安全を確保できる。

この発明の実施の形態１による金属閉鎖形スイッチギヤの前面図である。図１の金属閉鎖形スイッチギヤの側面断面図である。図１の金属閉鎖形スイッチギヤの遮断器室扉を示す詳細図である。図１の金属閉鎖形スイッチギヤの盤内仕切板を示す詳細図である。この発明の金属閉鎖形スイッチギヤにおける通常時の盤外からの空気の流れを示すモデル図である。この発明の金属閉鎖形スイッチギヤにおける内部短絡事故発生時のアークガスの流れを示すモデル図である。この発明の実施の形態１による金属閉鎖形スイッチギヤの吸気口と通気口の関係の一例を示す説明図である。

実施の形態１．
以下本発明を、図に基づき具体的に説明する。
先ず、図１及び図２によって、金属閉鎖形スイッチギヤの全体構成について説明する。
金属閉鎖形スイッチギヤは、全体が金属製の箱体１で覆われており、前面側は図１のように、ヒンジにより開閉可能な複数の前面扉が設けられている。上段は計器室扉２であり、下段は左右に並んだ２つの遮断器室扉３ａ，３ｂとなっている。遮断器室扉３ａ，３ｂの下部側にはそれぞれ吸気口４（詳細は後述する）が形成されている。

箱体１の内部は複数の室に区画されており、遮断器室扉３ａの内側には上方に遮断器室５ａが配置され、同様に遮断器室扉３ｂの内側にも上方に遮断器室５ｂが配置されており、両遮断器室５ａ，５ｂの下方全体が接続作業室６となっている。また、計器室扉２の内側、すなわち遮断器室５ａ，５ｂの上方は、全体が計器室７となっており、計器類、リレー等の制御機器が収納されている。

遮断器室５ａの内部には遮断器８ａが、また、遮断器室５ｂの内部には遮断器８ｂが収納されており、図２の側面断面図に示すように、遮断器室５ａ，５ｂの後壁には、壁面と絶縁されて壁面を貫通するように、上部接続端子９ａ及び下部接続端子９ｂが配設されて、遮断器５ａ，５ｂの背部の遮断器端子（図示せず）と着脱可能に構成されている。
遮断器室５ａ，５ｂの後方の空間は、上記の上部接続端子９ａと下部接続端子９ｂとの間で２分され、上側の空間は母線室１０となっている。母線室１０内には、上方に３相の水平母線１１が箱体１に絶縁支持されて配設され、更に、水平母線１１と上部接続端子９ａとを接続する分岐導体１２が、支持碍子により箱体１に支持されて収納されている。

一方、下側の空間は、遮断器８ａ，８ｂのそれぞれに繋がる負荷側のケーブル１３が、遮断器単位で個別に収納されるケーブル室１４となっている。
各ケーブル１３は、接続導体１５を介して下部接続端子９ｂに接続されており、接続導体１５の途中には変流器１６が貫通して設けられている。

上記で説明した、遮断器室５ａ，５ｂ、接続作業室６、計器室７、母線室１０、ケーブル室１４は、安全性向上のため、各室の相互間が複数の盤内仕切板によって仕切られている。例えば、接続作業室６とケーブル室１４を仕切るのは盤内仕切板１７である。なお、それ以外の盤内仕切板の符号は省略している。

このように構成した金属閉鎖形スイッチギヤでは、稼動中に母線１１から遮断器８ａ，８ｂを経由してケーブル１３へと大電流が流れるので、通電部や接続部で発熱し、盤内の温度が上昇する。盤内の熱を外部へ放熱させるため、箱体１の外被に外気を取り入れるための吸気口４が形成されている。図の場合であれば、遮断器室扉３ａ，３ｂの下部が吸気口４の位置である。また、箱体１の天板上には、排気口１８を設けている。こうして、下部の吸気口４から盤内に外気を取り込み、内部を冷却して排気口１８から盤外へ排出することで盤内の温度上昇を規定値以下に抑えるように構成されている。
なお、吸気口４の位置は盤前面の扉に限定するものではなく、箱体１の背面などでも良い。また、排気口１８の位置も図の位置に限定するものではない。

上述のように、箱体１の内部は複数の室に盤内仕切板によって区画しているので、内部に取り込んだ外気を効率よく上方の排気口へと導くことができるように、複数ある盤内仕切板の適所に後述するような通気口を設けている。

図３に遮断器室扉３ａの詳細を示す。遮断器室扉３ａには下部側には前述のように吸気口４が形成されている。この吸気口４は、板面に抜き穴加工等で横方向のスリットを多数形成したものを示しているが、開口穴は図の形状に限定するものではなく、例えば、丸穴や多角形穴でも良く、また抜き穴以外に鎧戸や金網等で構成しても良い。
図４は、接続作業室６とケーブル室１４とを区画する盤内仕切板１７の詳細図である。盤内仕切板１７には通気口１９が形成されている。通気口１９は、多数のスリットで形成したものを示しているが、上記の遮断器室扉３ａの吸気口４と同様に、他の形状でも良い。

次に、本発明の特徴部である換気構造と作用について説明する。
図５は、通常時の盤外からの空気の流れを示すモデル図である。また、図６は内部短絡事故発生時のアークガスの流れを示すモデル図である。先ず、この両図によって、本発明の金属閉鎖形スイッチギヤの換気構造部の基本形から説明する。
吸気口４が形成された箱体１の外被部（すなわち、箱体１の外被の吸気口４が形成された近傍）の内側に、その外被部と間隔を空け、吸気口４に対向させて、通気口１９が形成された通気仕切板２０が設けられている。通気仕切板２０の後方の奥室２１には、短絡事故の発生の可能性がある電気機器が収納されている。
通常の稼働時には、盤内の電気機器の温度上昇により、自然対流によって（又はファンなどの強制通風によって）箱体１の吸気口４から外気が矢印のような空気流となって前室２２に取り込まれ、通気仕切板２０の通気口１９から奥室２１へと流入して、収納されている電気機器が冷却される。
平常時の空気の流速は遅いので、通気仕切板２０によって空気の流通が阻害されることはなく、換気機能が損なわれることはない。

次に、奥室２１に収納されている電気機器が短絡事故を起こした場合について説明する。図６のように、事故発生点２３では、超高温のアークガスが発生し、奥室２１内の圧力が急激に上昇する。このとき、通気仕切板２０が無ければ、箱体１の吸気口４から高温のアークガスが盤外部へ噴出する恐れがあるが、本実施の形態では、事故発生点２３と箱体１の外被部との間に、前室２２を隔てて通気口１９を有する通気仕切板２０を設けているので、高温高圧のアークガスが通気口１９を抜けて前室２２噴出される過程で、矢印で示すように、通気口１９を通過するときの大きな抵抗により噴出圧力が弱められ、更に前室２２の広い空間で減圧されると同時に温度が下がるために、盤外へ高温のアークガスが流出するのを防止することができる。

以上のような構成を、図１〜図４で説明した構成の金属閉鎖形スイッチギヤと対比した場合、図５は、図２の側面図に示す遮断器室扉３ａと盤内仕切板１７の部分に相当する。そこで、図５中に、図１〜図４で説明した構成に対応する部分の符号を括弧内に示している。
吸気口４が形成された箱体１の外被部は遮断器室扉３ａであり、通気仕切板２０は盤内仕切板１７に相当し、前室２２は接続作業室６、奥室２１はケーブル室１４に対応する部分である。

従って、図１〜図４で示すような金属閉鎖形スイッチギヤの構成にすれば、接続作業室６とケーブル室１４を仕切る盤内仕切板１７を通気仕切板２１として兼用することができる。
もし、接続作業室６が無く、遮断器室５ａの下側がケーブル室１４ａと一体に繋がっているような場合であれば、図２に示す盤内仕切板１７の位置近傍に、別途通気仕切板２０を設ければよい。
また、図１，図２に示した金属閉鎖形スイッチギヤの内部構成は、一例を示すものであり、この構成に限定するものではない。金属閉鎖形スイッチギヤとしては、箱体１に吸気口４と排気口１８とを有し、内部に短絡事故の発生の可能性がある電気機器が収納されたものが対象となる。
吸気口４が形成された箱体１の外被部の内側に、図５のように通気仕切板２０を設けるのを基本形とし、兼用可能な盤内仕切板がある場合は、盤内仕切板を通気仕切板に兼用すればよい。

また、図１，図２に示す金属閉鎖形スイッチギヤは、複数の遮断器（図の場合は８ａ、８ｂの２台）を、大地に対し並行方向で、且つ、箱体１の前面側から見て左右方向に並べて配置している。複数の遮断器が箱体内に収納される場合は、このように横並列方向に配置すれば、遮断器８ａ、８ｂの上下方向にスペースが形成されるので、例えば、図に示すように、上方のスペースを計器室７とし、下方のスペースを接続作業室６として利用できる。通常、吸気口４は箱体１の前面側の下部に設けられる場合が多いので、吸気口４と、接続作業室６の奥壁の盤内仕切板１７とが対向するような構成を取りやすく、盤内仕切板１７を通気仕切板２０として容易に兼用できる。また、接続作業室６の広い空間で、アークガスを減圧できる効果も期待できる。

図７は、換気部の吸気口と通気口の他の例を示す説明図である。吸気口４及び通気口１９は、先に説明したように、スリットや丸穴のような多数の開口穴によって形成されている。この開口穴の大きさの関係を次のようにする。すなわち、通気仕切板２０に形成する通気口１９の開口穴を、箱体１の吸気口４の開口穴より小さくしたものである。
このように構成すれば、通気口１９の抵抗が大きくなり、内部短絡事故時に発生するアークガスが通気口１９を通り外部側へ噴出する圧力を低減する効果が大きい。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、吸気口と排気口とを有する箱体の内部に電気機器が収納された金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、吸気口が形成された箱体の外被部の内側に、外被部と間隔を空け吸気口に対向させて、通気口が形成された通気仕切板を配置し、箱体の内部で短絡事故が発生したときに、高温のアークガスが吸気口から外部に排出されるのを、通気仕切板によって抑制するようにしたので、簡単な構成で、平常時の換気効率を低下させることなく、内部短絡事故時の盤周辺の人員の安全を確保できる。

また、吸気口と通気口は、それぞれ多数の開口穴によって形成し、通気口の開口穴を吸気口の開口穴より小さくしたので、短絡事故時にアークガスが発生したとき、通気口の抵抗が大きくなり、通気仕切板によってアークガスの圧力を効果的に低減できるため、アークガスが吸気口から外部に排出されるのを抑制する効果が大きい。

また、吸気口は箱体の外被を構成する前面扉に設けられ、通気仕切板は箱体の内部を複数の室に区画する盤内仕切板の一部を兼用したので、部品点数や、加工及び組立工数をほとんど増やすこと無く、内部短絡事故時の盤外へのアークガスの噴出を抑制することができる。

また、箱体の内部を、箱体の前面側に配置された遮断器室と、遮断器室の上方に配置された計器室と、遮断器室の下方に配置された接続作業室と、遮断器室の後方上部に配置された母線室と、遮断器の後方下部に配置されたケーブル室とに区画し、吸気口が形成される前面扉は、遮断器室及び接続作業室の前面に設けられた遮断器室扉とし、兼用する盤内仕切壁は、接続作業室とケーブル室とを区画する盤内仕切板としたので、上記効果に加えて、ケーブル室で短絡事故が発生したとき、その前面側の大きな接続作業室で効果的にアークガスの温度と圧力を低減することができる。

更にまた、遮断器室には、大地に対して並行で、且つ、箱体の前面側から見て左右方向に並べて複数の遮断器を収納したので、遮断器が複数台の場合でも、遮断器の下部に大きな空間を形成することができるため、ここを吸気口から盤内へ通じる換気経路として利用して容易に通気仕切板を設けることができる。

この発明に係わる金属閉鎖形スイッチギヤは、吸気口と排気口とを有する箱体の内部に電気機器が収納された金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、吸気口は多数の開口穴によって形成され、吸気口が形成された箱体の外被部の内側に、外被部と間隔を空け吸気口に対向させて、吸気口の開口穴より小さい多数の開口穴を有する通気口が形成された通気仕切板を配置し、箱体の内部で短絡事故が発生したときに、高温のアークガスが吸気口から外部に排出されるのを、通気仕切板によって抑制するようにしたものである。

この発明の金属閉鎖形スイッチギヤによれば、多数の開口穴を有する吸気口が形成された箱体の外被部の内側に、外被部と間隔を空け吸気口に対向させて、吸気口の開口穴より小さい多数の開口穴を有する通気口が形成された仕切壁を配置し、短絡事故発生時に、高温のアークガスが吸気口から外部に排出されるのを通気仕切板によって抑制するようにしたので、簡単な構成で、平常時においては換気効率を低下させることなく、内部短絡事故時には吸気口からアークガスの噴出を抑制でき盤周辺の人員の安全を確保できる。

以上のように、本実施の形態の発明によれば、吸気口と排気口とを有する箱体の内部に電気機器が収納された金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、多数の開口穴を有する吸気口が形成された箱体の外被部の内側に、外被部と間隔を空け吸気口に対向させて、吸気口の開口穴より小さい多数の開口穴を有する通気口が形成された通気仕切板を配置し、箱体の内部で短絡事故が発生したときに、高温のアークガスが吸気口から外部に排出されるのを、通気仕切板によって抑制するようにしたので、短絡事故時にアークガスが発生したとき通気口の抵抗が大きくなり、通気仕切板によってアークガスの圧力を効果的に低減できるため、簡単な構成で、平常時の換気効率を低下させることなく、内部短絡事故時の盤周辺の人員の安全を確保できる。

また、吸気口は箱体を構成する前面扉の下部に設けられ、箱体の内部を複数の室に区画する盤内仕切板を有し、盤内仕切板のうち吸気口に対向する部分は、通気口が形成されて通気仕切板として兼用され、箱体の内部で短絡事故が発生したときに、高温のアークガスが吸気口から外部に排出されるのを、通気仕切板によって抑制するようにしたので、部品点数や、加工及び組立工数をほとんど増やすこと無く、内部短絡事故時の盤外へのアークガスの噴出を抑制することができる。

また、箱体の内部を、箱体の前面側に配置された遮断器室と、遮断器室の上方に配置された計器室と、遮断器室の下方に配置された接続作業室と、遮断器室の後方上部に配置された母線室と、遮断器の後方下部に配置されたケーブル室とに区画し、吸気口は、遮断器室及び接続作業室の前面に設けられた遮断器室扉に形成され、通気仕切板は、接続作業室とケーブル室とを区画する盤内仕切板としたので、上記効果に加えて、ケーブル室で短絡事故が発生したとき、その前面側の大きな接続作業室で効果的にアークガスの温度と圧力を低減することができる。

Claims

吸気口と排気口とを有する箱体の内部に電気機器が収納された金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、
前記吸気口が形成された前記箱体の外被部の内側に、前記外被部と間隔を空け前記吸気口に対向させて、通気口が形成された通気仕切板を配置し、前記箱体の内部で短絡事故が発生したときに、高温のアークガスが前記吸気口から外部に排出されるのを、前記通気仕切板によって抑制するようにしたことを特徴とする金属閉鎖形スイッチギヤ。
請求項１記載の金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、
前記吸気口と前記通気口は、それぞれ多数の開口穴によって形成され、前記通気口の開口穴は前記吸気口の開口穴より小さいことを特徴とする金属閉鎖形スイッチギヤ。
請求項１又は請求項２記載の金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、
前記吸気口は前記箱体を構成する前面扉の下部に設けられ、前記通気仕切板は前記箱体の内部を複数の室に区画する盤内仕切板の一部を兼用したことを特徴とする金属閉鎖形スイッチギヤ。
請求項３記載の金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、
前記箱体の内部は、前面側に配置された遮断器室と、前記遮断器室の上方に配置された計器室と、前記遮断器室の下方に配置された接続作業室と、前記遮断器室の後方上部に配置された母線室と、前記遮断器室の後方下部に配置されたケーブル室とに区画されており、前記吸気口が形成された前記前面扉は、前記遮断器室及び前記接続作業室の前面に設けられた遮断器室扉であり、兼用する前記盤内仕切壁は、前記接続作業室と前記ケーブル室とを区画する盤内仕切板であることを特徴とする金属閉鎖形スイッチギヤ。
請求項４記載の金属閉鎖形スイッチギヤにおいて、
前記遮断器室には、複数の遮断器が、大地に対して並行で、且つ、前記箱体の前面側から見て左右方向に並べて収納され、前記各遮断器は仕切板によって仕切られていることを特徴とする金属閉鎖形スイッチギヤ。