JPWO2013046371A1 - 主回路開閉装置 - Google Patents

Abstract

遮断器３と、遮断器３を支持する脚部８ａ，８ｂと、遮断器３に接続された断路器４と、断路器４を支持する脚部９と、遮断器３及び断路器４を収納するとともに、脚部８ａ，８ｂの位置に合わせて開口部１４ａ，１４ｂが設けられた底板部２ａを有し、底板部２ａに脚部９が固定された金属容器２と、底板部２ａが載置された天板部１ａ及び天板部１ａを支持する脚部１ｂを有し、天板部１ａ上に開口部１４ａ，１４ｂを介して脚部８ａ，８ｂが固定された支持架台１と、を備えた主回路開閉装置を提供する。

Description

本発明は、主回路開閉装置に関し、特に発電プラントにおいて主発電機と主変圧器との間に設置される主回路開閉装置に関するものである。

発電プラントにおける主発電機の起動方式としては、高圧同期方式と低圧同期方式が知られている（特許文献１参照）。高圧同期方式では、主発電機と主変圧器とを直結するとともに起動用変圧器を設ける必要がある。これに対し、低圧同期方式では、主発電機と主変圧機との間に主回路開閉装置を設ける一方で、起動用変圧器を不要としている。

特許文献１に記載の低圧同期方式の主回路開閉装置では、第１の金属容器（外被）に収納された遮断部及び断路部は支持架台上に取り付けられている。すなわち、遮断部及び断路部は支持架台を構成する天板上に直接固定されている。また、遮断部及び断路部以外の付属機器であるコンデンサ、避雷器、及び計器用変圧器等は、支持架台の天板の下方に載置された取付板に取り付けられている。

特開２００２−１８６１２６号公報（図１）

主回路開閉装置の支持架台は、遮断部の開閉動作に伴う強い衝撃力に耐え得るために剛性の高い鉄製のものとなっており、一般に補強箇所及び溶接個所が多いが、特許文献１に記載の主回路開閉装置では、さらに遮断部及び断路部の双方を固定する構造であることから、補強箇所及び溶接個所がより一層多くなるという問題があった。

また、特許文献１に記載の主回路開閉装置では、支持架台の上部は、遮断部及び断路部を取り付けるために、金属製の全面の板材から成る天板で構成する必要があり、重量が重くコストが掛るという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、支持架台の補強箇所及び溶接個所を減らすことが可能で支持架台の構造が簡素化されるとともに、支持架台の天板の重量も減らすことが可能な主回路開閉装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る主回路開閉装置は、遮断器と、この遮断器を支持する遮断器脚部と、前記遮断器に接続された断路器と、この断路器を支持する断路器脚部と、前記遮断器及び前記断路器を収納するとともに、前記遮断器脚部の位置に合わせて開口部が設けられた平板状の底部を有し、当該底部上に前記断路器脚部が固定された外被と、この外被の前記底部が載置される天板部及びこの天板部を支持する架台脚部を有し、前記遮断器脚部の下端部が前記外被の開口部に挿入されて前記遮断器脚部が当該開口部を介して前記天板部上に固定された支持架台と、を備える。

本発明によれば、支持架台の補強箇所及び溶接個所を減らすことが可能で支持架台の構造が簡素化されるとともに、支持架台の天板の重量も減らすことができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態に係る主回路開閉装置の縦断面構成を示す図である。 図２は、支持架台の平面構造を図１のＡ−Ａ矢視断面で示した図である。 図３は、図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図４は、支持架台の斜視図である。 図５は、特許文献１に記載の主回路開閉装置の機器構成を示す正面図である。

以下に、本発明に係る主回路開閉装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、本実施の形態に係る主回路開閉装置の縦断面構成を示す図である。図２は、支持架台の平面構造を図１のＡ−Ａ矢視断面で示した図である。図３は、図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。図４は、支持架台の斜視図である。以下、図１〜図４を参照して、本実施の形態に係る主回路開閉装置の構成を説明する。

本実施の形態に係る主回路開閉装置は、支持架台１と、支持架台１上に搭載された外被としての金属容器２と、金属容器２内に収納され、支持架台１の天板部１ａ上に固定された脚部８ａ，８ｂを介して支持架台１により支持された遮断器３と、金属容器２内に収納され、遮断器３に接続されるとともに、金属容器２の内底部上に固定された脚部９を介して金属容器２により支持された断路器４と、金属容器２の外底部に懸架されたコンデンサ５、避雷器６、及び計器用変圧器７と、を備えて構成される。

支持架台１は、天板部１ａと、この天板部１ａに取り付けられた脚部１ｂとを備えて構成される。天板部１ａは、板状の金属部材を用いて形成され、例えば四つの開口部１５ａ〜１５ｄを有している。開口部１５ａ，１５ｂ，１５ｄは例えば矩形形状であり、開口部１５ｃは例えば円形状である。開口部１５ｃは、開口部１５ｂと開口部１５ｄとの間に設けられている。天板部１ａにおける開口部１５ａと開口部１５ｂとの間の領域は、遮断器３の支持部材としての遮断器支持部１ａ−１を形成しており、脚部８ａの下端部の固定に利用される領域である。天板部１ａにおける開口部１５ｂと開口部１５ｄとの間でかつ開口部１５ｃを除く領域は、遮断器３の支持部材としての遮断器支持部１ａ−２を形成しており、脚部８ｂの下端部の固定に利用される領域である。天板部１ａは、例えば複数個の板状部材を組み合わせ溶接等により接合するなどして構成することができる。また、支持架台１の脚部１ｂは、例えば４本の脚から成る。脚部１ｂは、金属部材を用いて形成され、その上部に天板部１ａが設けられている。支持架台１は、剛性の高い例えば鉄製である。

金属容器２は、天板部１ａ上に取り付けられている。金属容器２は、筒状で、主回路開閉装置の外被である。金属容器２の底部は平板状の底板部２ａを成している。底板部２ａは天板部１ａ上に重ねて載置されていて天板部１ａに固定されている。また、底板部２ａには、開口部１４ａ〜１４ｃが設けられている。開口部１４ａは遮断器支持部１ａ−１上に配置され、脚部８ａの下端部は開口部１４ａに挿入されて遮断器支持部１ａ−１上に固定されている。すなわち、開口部１４ａは、少なくとも脚部８ａが挿入可能な大きさであって、脚部８ａに対応する位置に配置される。脚部８ａは例えば棒状で一対から成る。開口部１４ｂは遮断器支持部１ａ−２上に配置され、脚部８ｂの下端部は開口部１４ｂに挿入されて遮断器支持部１ａ−２上に固定されている。すなわち、開口部１４ｂは、少なくとも脚部８ｂが挿入可能であって、脚部８ｂに対応する位置に配置される。脚部８ｂは例えば円筒状である。また、底板部２ａ上には、断路器４の脚部９の下端部が固定されている。このように、遮断器３は、架台１の天板部１ａ上に取り付けられた脚部８ａ，８ｂにより支持されている。他方、断路器４は、金属容器２の底板部２ａ上に取り付けられた脚部９により支持されている。金属容器２は、支持架台１よりも剛性を要求されないので、例えばアルミニウム製とすることができる。

また、金属容器２外の底板部２ａ上には、遮断器３及び断路器４以外の主回路開閉装置の構成機器であっていわゆる付属機器が取り付けられている。具体的には、例えば、サージ吸収用のコンデンサ５、避雷器６、及び計器用変圧器７が底板部２ａの下面に取り付けられて底板部２ａに懸架された構成となっている。コンデンサ５は、天板部１ａに設けられた開口部１５ｂを介して底板部２ａに取り付けられている。開口部１５ｂは、軸線方向において脚部８ａ，８ｂを支持する遮断器支持部１ａ−１，１ａ−２間に設けられている。避雷器６及び計器用変圧器７は、天板部１ａに設けられた開口部１５ｄを介して底板部２ａに取り付けられている。なお、図３では、付属機器の表示を省略している。また、付属機器は、これらの具体例に限定されない。

金属容器２内では、金属容器２の軸線方向に沿って、遮断器３及び断路器４が直列に接続されて収納されている。遮断器３は、絶縁性ガスが充填された筒状の金属容器内に可動接触子（図示せず）とこれに接離する固定接触子（図示せず）等を備えて構成される。遮断器３の可動接触子は、操作装置（図示せず）に連結された操作ロッド１０と連結されている。操作ロッド１０は開口部１４ｂ，１５ｃを順次挿通して天板部１ａの下方へ引き出されている。また、断路器４は、絶縁性ガスが充填された筒状の金属容器内に可動接触子（図示せず）とこれに接離する固定接触子（図示せず）等を備えて構成される。断路器４の可動接触子は、操作装置（図示せず）に連結された操作ロッド１１と連結されている。操作ロッド１１は、開口部１４ｃを挿通して天板部１ａの下方へ引き出されている。

遮断器３は例えば発電機（図示せず）と接続され、断路器４は例えば変圧器（図示せず）と接続される。本実施の形態の主回路開閉装置は、例えば発電プラントにおいて主発電機と主変圧器との間に設置される。

次に、本実施の形態の動作について説明する。遮断器３及び断路器４はそれぞれ操作装置（図示せず）を操作することにより開閉される。遮断器３は電極間のアークを消弧するために大きな操作力の操作装置によって瞬時に駆動され、遮断器３の脚部８ａ，８ｂ及び支持架台１に大きな力が作用する。そのため支持架台１は強度を高くする必要があり、それに遮断器３を取り付けることになる。特に強度が必要な部位は遮断器３の脚部８ａ，８ｂを支える遮断器支持部１ａ−１，１ａ−２であり、これらを構成する支持部材の強度を強化すればよい。他方、断路器４の開閉は瞬時に行う必要はなく、断路器４の脚部９に衝撃力は作用しない。そのため、脚部９の支持部は強度を高くする必要がない。そこで、本実施の形態では、断路器４の脚部９を支持架台１よりも強度の低い金属容器２に取り付ける構成とした。

また、付属機器であるコンデンサ５、避雷器６、及び計器用変圧器７は、操作装置によって駆動されることは無く静止しているため、これらの機器から衝撃力は発生しない。そのため、これらの付属機器の支持に高い強度は要求されず、これらを金属容器２の底板部２ａの下面に懸架した構成で十分な支持強度が確保される。

ここで、本実施の形態と従来の主回路開閉装置との対比を行う。図５は、特許文献１に記載の主回路開閉装置の機器構成を示す正面図である。図５に示すように、支持架台１２３上には外被としての金属容器１４４が載置され、この金属容器１４４内には、遮断部１３３、遮断部可動接触子１３８、断路部１３１、及び断路部可動接触子１４１が収納されている。遮断部可動接触子１３８は操作軸１４０に連結され、断路部可動接触子１４１は操作軸１４３に連結されている。また、支持架台１２３の下部には金属容器１２４が設けられている。金属容器１２４内には、断路部１３１にブッシング１３２を介して接続されるとともに取付板１３５に一体的に取り付けられた計器用変圧器１１８、サージ吸収用のコンデンサ１１９、及び避雷器１２０が収納されている。さらに、金属容器１２４内には、遮断部１３３にブッシング１３４を介して接続されるとともに取付板１３６に取り付けられた計器用変圧器１１８が収納されている。

図５のように構成された従来の主回路開閉装置では、支持架台１２３は遮断部１３３及び断路部１３１の双方を固定する構造であることから、補強箇所及び溶接個所が多くなるという問題があった。また、支持架台１２３の上部は、遮断部１３３及び断路部１３１を取り付けるために、金属製の一枚の板材から成る天板で構成する必要があり、重量が重くコストが掛るという問題があった。

本実施の形態では、支持架台１が直接支持するのは遮断器３であり、断路器４は外被である金属容器２により支持されていることから、支持架台１のうち特に遮断器支持部１ａ−１，１ａ−２の強度強化を図ればよく、上記従来の主回路開閉装置の構成と比べて、補強箇所及び溶接個所を減らすことが可能で、支持架台１の構造が簡素化される。

また、本実施の形態では、支持架台１の天板部１ａには付属機器を金属容器２に懸架するための開口部１５ｂ，１５ｄが設けられているので、従来の主回路開閉装置のように天板を一枚板で構成する場合と比べて、天板部１ａの重量を減らすことができる。

また、従来の主回路開閉装置では、付属機器を取り付けるための取付板が必要になり、コストも掛かるという問題があったが、本実施の形態では、付属機器の取り付けに取付板は不必要であり、コストも低減できる。

以上のように、本実施の形態によれば、必要な箇所のみを強度強化した簡素な構造の支持架台１としたことにより、支持架台１の小型化、重量の低減、及びコストの低減を図ることができる。

本発明は、主回路開閉装置として有用であり、特に発電プラントの低圧同期方式において主発電機と主変圧器との間に用いられる発電主回路開閉装置に適している。

１ 支持架台
１ａ 天板部
１ａ−１，１ａ−２ 遮断器支持部
１ｂ，８ａ，８ｂ，９ 脚部
２ 金属容器
２ａ 底板部
３ 遮断器
４ 断路器
５ コンデンサ
６ 避雷器
７ 計器用変圧器
１０，１１ 操作ロッド
１４ａ〜１４ｃ，１５ａ〜１５ｄ 開口部
１１８ 計器用変圧器
１１９ コンデンサ
１２０ 避雷器
１２３ 支持架台
１２４ 金属容器
１３１ 断路部
１３３ 遮断部
１３２，１３４ ブッシング
１３８ 遮断部可動接触子
１４１ 断路部可動接触子
１３５，１３６ 取付板

Claims (2)

1. 遮断器と、
   この遮断器を支持する遮断器脚部と、
   前記遮断器に接続された断路器と、
   この断路器を支持する断路器脚部と、
   前記遮断器及び前記断路器を収納するとともに、前記遮断器脚部の位置に合わせて開口部が設けられた平板状の底部を有し、当該底部上に前記断路器脚部が固定された外被と、
   この外被の前記底部が載置される天板部及びこの天板部を支持する架台脚部を有し、前記遮断器脚部の下端部が前記外被の開口部に挿入されて前記遮断器脚部が当該開口部を介して前記天板部上に固定された支持架台と、
   を備えることを特徴とする主回路開閉装置。
2. 前記天板部には前記遮断器脚部の下端部が固定された部位以外の箇所に開口部が設けられており、前記外被の前記底部の下面には当該開口部を介して付属機器が懸架されていることを特徴とする請求項１に記載の主回路開閉装置。

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