JPWO2013099393A1

JPWO2013099393A1 - 電気室

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Publication number: JPWO2013099393A1
Application number: JP2013551509A
Authority: JP
Inventors: 進小鶴; 崇士 ▲黒▼田; 堀之内　克彦; 克彦堀之内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2032-10-09
Also published as: JP5837093B2; KR101702196B1; KR20140092918A; WO2013099393A1

Abstract

電気設備として例えばスイッチギヤ（１）が収容され、スイッチギヤ（１）の前面側に保守点検用のメンテナンススペース（１０）を有する電気室であって、スイッチギヤ（１）の上方に、スイッチギヤ（１）から発生する熱により温められた空気及びスイッチギヤ（１）の内部短絡事故時に発生する高温・高圧ガスの通気経路となる放熱・放圧スペース（１１）を有し、メンテナンススペース（１０）と放熱・放圧スペース（１１）とが仕切板（１２）で仕切られ、放熱・放圧スペース（１１）から電気室筐体（８）の外部へ開口する電気室排気口（１５）が設けられ、電気室排気口（１５）には、常時外部と連通した換気口と、高温・高圧ガスの発生時の圧力により開放する電気室放圧板（１６）とを備えた。

Description

この発明は、例えば、金属閉鎖形のスイッチギヤ等の電気設備を収容する電気室に関し、特に、電気室の放熱及び放圧構造に関するものである。

スイッチギヤ等の電気設備が、区画された室内に収容されたパッケージ式の電気室は、従来から知られている。
電気室に収容される電気設備は、使用時に熱を発生するのでその熱を外部へ放出する必要がある。複数の配電盤を並べて列盤構成した電気設備を冷却する従来の冷却構造としては、例えば、一対の配電盤の間へ筐体を介在させ、対をなす前記配電盤のそれぞれと筐体とを連結させる吸気口を筐体の下部に設けると共に排気口を筐体の上部に設け、吸気口を有する吸気室と排気口を有する排気室とに隔壁で筐体を仕切り、吸気室の天井部には吸気ダクトを接続し、排気室の天井部には排気ダクトを接続した構成が開示されている（特許文献１参照）。

実開昭６２−１３２６０９号公報（第１頁、第１図）

特許文献１に示すようなダクトによる吸排気構造をパッケージ式の電気室に適用する場合には、ダクトの製作コストがかかるのに加え、ダクト端末の開口部からの雨水侵入対策等も必要となり据付工事費が増加するなど、設備全体がコストアップになるという問題点があった。
また、スイッチギヤ等の電気設備では、内部短絡事故発生時の圧力上昇対策を施す必要があり、通常は、スイッチギヤ等の電気設備を収容するケースの天井部に放圧板が設けられている。この放圧対策をパッケージ式の電気室に適用しようとすれば、電気設備のケースの天井部から電気室の外部へ通じる放圧用ダクトを設け、放圧用ダクトの電気室出口側に放圧板を設ける等の措置が必要となる。この場合、放圧用ダクトだけでは通常運転時の換気ができないため電気室の温度が上昇するので、特許文献１のような吸排気構造を併せ持つ構造とするか、エアコンなどの冷却装置を用いて電気室内を冷却する必要がある。ダクト構造を採用すれば上記のようにコストアップに繋がるという問題点があり、電気室全体を冷却装置により冷却する場合には相応の冷却容量の冷却装置が必要となり、また、冷却装置の故障等により電気室の温度が上がってしまう場合が発生するという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、パッケージ式の電気室において、収容する電気設備で発生する熱の排気と内部事故発生時の放圧を、簡単な構成で行うことができる電気室を提供することを目的とする。

この発明に係る電気室は、電気室筐体の内部に電気設備が収容され、電気設備の前面側に保守点検用のメンテナンススペースを有する電気室であって、電気設備の上方に、電気設備から発生する熱により温められた空気及び電気設備の内部短絡事故時に発生する高温・高圧ガスの通気経路となる放熱・放圧スペースを有し、メンテナンススペースと放熱・放圧スペースとが仕切板で仕切られ、放熱・放圧スペースから電気室筐体の外部へ開口する電気室排気口が設けられ、電気室排気口には、常時前記外部と連通した換気口と、高温・高圧ガスの発生時の圧力により開放する電気室放圧板とを備えたものである。

この発明の電気室によれば、メンテナンススペースと放熱・放圧スペースとが仕切板で仕切られ、放熱・放圧スペースから電気室筐体の外部へ開口する電気室排気口が設けられ、電気室排気口には、常時外部と連通した換気口と、高温・高圧ガスの発生時に高圧により開放する電気室放圧板とを備えたので、通常運転時は換気口により換気されるため、自然対流による換気により電気設備から発生する熱を放熱するように換気設計を行うことで、冷却装置，換気装置を設けずに電気設備の通常運転が可能となる。また、メンテナンススペースの温度上昇を抑えることができる。電気室に冷却装置を設ける場合には冷却容量を抑制することができる。
また、電気室の放圧構造を安価に構成でき、電気設備の内部短絡事故時には高温・高圧ガスを電気室の外部へ放出して作業員の安全を確保することが容易となる。

この発明の実施の形態1による電気室の側面断面図である。図１の電気室の斜視図である。この発明の実施の形態２による電気室の側面断面図である。図３の電気室の斜視図である。この発明の実施の形態３による電気室の側面断面図である。図５の電気室の斜視図である。図５の電気室の天井開口部と放圧板を拡大した斜視図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電気室の側面断面図であり、図２は図１の電気室の外観を示す斜視図である。
本願発明の電気室は、電気室筐体の内部に複数の電気設備が並べて配置され、電気設備の前面側に保守点検用のメンテナンススペースを有するパッケージ式の電気室である。電気設備の例として、以下では列盤配置されたスイッチギヤで説明する。

そこで、先ず、スイッチギヤの構成から説明する。スイッチギヤ１は、スイッチギヤケース１ａの内部が、引出形の遮断器が収容された遮断器室２と、遮断器の一端側に接続される母線が収容された主母線室３と、遮断器の他端側に接続されるケーブルが収容されたケーブル室４と、制御機器が収容された制御器室５とに区画されている。
スイッチギヤ１は、図１の方向に見て左側が前面側であり、開閉扉が設けられ、計器類や操作部が配置されている。

遮断器室２，主母線室３，ケーブル室４の天井部側には、内部短絡事故時等に開放することで高温・高圧ガスをスイッチギヤ１の外部へ放出するための放圧板６が取り付けられている。図１に破線で示す放圧板６は、内部短絡事故発生等により開放した状態を示しているが、通常運転時には水平方向に閉じられている。
この放圧板６には、換気口（図示せず）が設けられており、通常運転時においてスイッチギヤ１内部から発熱した熱を外部に放出できるようになっている。換気口は、例えば複数の小孔やスリットで構成されており、換気口にフィルタを設けておいても良い。
また、スイッチギヤケース１ａの背面側下部には、吸気口７が設けられている。

スイッチギヤ１を収容する電気室筐体８は、図２に示すように、外観は直方体状のコンテナ形状となっており、例えば、鋼鉄やアルミニウム等で製造されている。
図１に示すように、この電気室筐体８の内部の短手方向の一側面に、複数のスイッチギヤ１が電気室筐体８の長手方向に並べられて列盤配置されており、短手方向の他方側の空間、すなわちスイッチギヤ１の前面側空間は、作業員９が電気設備の保守点検を行うためのメンテナンススペース１０となっている。なお、スイッチギヤ１の背面側は電気室筐体８の壁面に近接させて配置されている。

列盤配置されたスイッチギヤ１の上方の空間は、スイッチギヤ１内で暖められた空気や内部事故時に放出される高温・高圧ガスの通気経路となる放熱・放圧スペース１１となっている。
ここで、スイッチギヤ１の前面側上部と電気室筐体８の天井部との間に、メンテナンススペース１０と放熱・放圧スペース１１とを仕切るための仕切板１２を設けている。

更に、スイッチギヤ１の背面側の電気室筐体８の壁面には、その下部側でスイッチギヤ１の吸気口７に対向する位置に、電気室吸気口１３が設けられている。
電気室吸気口１３の外部側は、例えば、ルーバー１３ａが設けられ、外部からの雨水等が入らないようになっている。そして、内部側には、スイッチギヤ１側からのガス圧により閉じられるシャッタ１４を備えている。
また、電気室吸気口１３が設けられた電気室筐体８側面の上部側には、放熱・放圧スペース１１内の温められた空気を電気室筐体８の外部へ排出するための電気室排気口１５が設けられ、電気室排気口１５には、スイッチギヤ１の内部短絡事故等で発生する高温・高圧ガスを放出するための電気室放圧板１６を備えている。電気室放圧板１６は、通常運転時は閉じられているので、通常運転時の排熱・換気のための換気口（図示せず）が電気室放圧板１６に設けられている。この換気口は、例えば複数の小孔やスリット等で構成されている。また、換気口にはフィルタを設けても良い。更に、換気口に外部からの雨水等が入らないような措置もとられている。なお、換気口は必ずしも電気室放圧板１６に設ける必要はなく、電気室放圧板１６とは別個に電気室排気口１５に設けても良い。

次に、上記のように構成された電気室の作用について説明する。
通常運転時は、スイッチギヤ１の内部機器は通電により発熱するので、電気室筐体８下部の電気室吸気口１３及びスイッチギヤ１の吸気口７を通じて外気が取り入れられ、図１中に点線で示す経路をたどり、スイッチギヤ１から発生する熱を吸収して暖められた空気はスイッチギヤ筐体１ａの天井部に設けた放圧板６の換気口から放熱・放圧スペース１１へ排出される。通常運転時は電気室排気口１５に設けた電気室放圧板１６は閉じられているので、暖められた空気は、放熱・放圧スペース１１から電気室放圧板１６に形成されている換気口を通じて外部へ排出される。

もし、スイッチギヤ１の内部で短絡事故等が発生した場合には、瞬時に高温・高圧ガスが発生する。この高温・高圧ガスによる圧力上昇により、下部側の電気室吸気口１３はシャッタ１４が矢印の方に回動して閉じられ、スイッチギヤ１の天井側の放圧板６が、図１に破線で示すように開いて、高温・高圧ガスは放熱・放圧スペース１１へ排出され、更に、電気室放圧板１６が開放されて、電気室排気口１５より高温・高圧ガスが電気室筐体８の外部へ点線で示すように排出される。このように、スイッチギヤ１の背面側を電気室筐体８の一方の側壁に接近させて配置し、その側壁側に吸気口と排気口を設けたので、吸排気用のダクト等を必要とせずに、簡単に吸排気ができる。
図２の斜視図において、右側の電気室放圧板１６は、短絡事故等が発生して開放した状態を示しており、他の２箇所の電気室放圧板１６は通常運転時の状態を示している。

本願発明では、放熱・放圧スペース１１とメンテナンススペース１０とを仕切る仕切板１２を設けているので、通常運転時においてスイッチギヤ１内部で暖められた空気がメンテナンススペース１０へ回り込むことはない。通常運転時は換気口により換気されるため、自然対流による換気により電気設備から発生する熱を放熱するように換気設計を行うことで、冷却装置，換気装置を設けずに電気設備の通常運転が可能となる。また、メンテナンススペースの温度上昇を抑えることができる。電気室に冷却装置を設ける場合には冷却容量を抑制することができる。
また、短絡事故等が発生した場合においては、仕切板１２があるので、高温・高圧ガスがメンテナンススペース１０へ放出されることがなく、作業員９の安全を確保することが容易となる。

なお、図１に示す電気室の内部構成は、一例を示すものであり、図の配置構成に限定するものではない。また、スイッチギヤ１は図１の構成と異なる場合もある。更に、電気設備はスイッチギヤに限定するものではなく、例えば、コントロールギヤや変圧器等が収容される場合もある。これらの点は以下の実施の形態の電気室でも同様である。

以上のように、実施の形態１の電気室によれば、電気室筐体の内部に電気設備が収容され、電気設備の前面側に保守点検用のメンテナンススペースを有する電気室であって、電気設備の上方に、電気設備から発生する熱により温められた空気及び電気設備の内部短絡事故時に発生する高温・高圧ガスの通気経路となる放熱・放圧スペースを有し、メンテナンススペースと放熱・放圧スペースとが仕切板で仕切られ、放熱・放圧スペースから電気室筐体の外部へ開口する電気室排気口が設けられ、電気室排気口には、常時外部と連通した換気口と、高温・高圧ガスの発生時に高圧により開放する電気室放圧板とを備えたので、通常運転時は換気口により換気されるため、自然対流による換気により電気設備から発生する熱を放熱するように換気設計を行うことで、冷却装置，換気装置を設けずに電気設備の通常運転が可能となる。また、メンテナンススペースの温度上昇を抑えることができる。電気室に冷却装置を設ける場合には冷却容量を抑制することができる。
また、電気室の放圧構造を安価に構成でき、電気設備の内部短絡事故時には高温・高圧ガスを電気室の外部へ放出して作業員の安全を確保することが容易となる。

また、電気室筐体は直方体状であり、複数の電気設備が電気室筐体の内部の長手方向に並べられ、且つ、短手方向の一側面に寄せて配置されたパッケージ式の電気室としたので、上記効果を有するコンパクトな電気室を安価に提供できる。

実施の形態２．
図３は、実施の形態２による電気室の側面断面図である。実施の形態１の図１と同等部分は同一符号を付して説明は省略し、以下では相違点を中心に説明する。また図４は、図３の電気室の外観を示す部分斜視図である。実施の形態１との相違点は、電気室排気口の構造である。

図３に示すように、電気室排気口１５には、雨水の浸入を防止するための庇となる庇形天井１７を設けている。そして、この庇形天井１７の下面側に電気室放圧板１８を設けている。電気室放圧板１８は、実施の形態１の場合と同様に、通常運転時の放熱のための換気口が形成されており、通常運転時には水平方向に閉じられている。
ここで電気室排気口１５には、フィルタなどを取り付けて、小動物や塵埃などの侵入を防止するような対策を施しても良い。

通常運転時には、図３中に点線で示すような経路をたどり、電気室吸気口１３からスイッチギヤ１の吸気口７を通じて外気が取り入れられ、電気室排気口１５の電気室放圧板１８に設けた換気口から排出されて換気される。
スイッチギヤ１の内部で短絡事故等が発生した場合は、スイッチギヤ１の放圧板６及び電気室放圧板１８がガス圧で開放され、高温・高圧ガスが電気室の外部へ放出される。
図４の斜視図において、左側の電気室放圧板１８は開放された状態を示しており、右側の電気室排気口１５は通常運転時の閉じられた状態を示している。

以上のように、実施の形態２の電気室によれば、電気室排気口は電気室筐体の側面に形成され、電気室排気口の外部側に、雨水の浸入を防止するための庇が設けられているので、実施の形態１の効果に加えて、電気室排気口に雨水が浸入するのを確実に防止することができる。

実施の形態３．
図５は、実施の形態３による電気室の側面断面図である。実施の形態１の図１と同等部分は同一符号を付して説明は省略し、以下では相違点を中心に説明する。図６は、図５の電気室の外観を示す部分斜視図である。また、図７は、図５の電気室排気口を構成する筒状部、及び放圧板を示す斜視図である。実施の形態１との相違点は、電気室排気口の構造である。

本実施の形態の電気室排気口１９は、スイッチギヤ１の上方に位置する電気室筐体８の天井部に設けられている。そしてこの電気室排気口１９には、天井部から更に上方へ煙突形状に突出し、上方に開口した筒状部２０を備えており、その開口を上面から塞ぐように、電気室放圧板２１が設けられ、電気室放圧板２１は、電気室筐体８の天井外面に連結部材２２で連結されて繋止されている。連結部材２２は、例えば、伸縮する紐のようなものでもよく、ばねや鎖のようなものでも構わない。また、ヒンジ構造にしても良い。

図７の部品図により、筒状部２０と電気室放圧板２１を更に詳しく説明する。
筒状部２０は、上面が水平方向外側に開いたフランジ２０ａを有し、側面の上部側には換気口２０ｂが形成されている。換気口２０ｂは、図では複数のスリットとしているが、例えば、複数の丸穴で構成しても良い。
電気室放圧板２１は、その周囲を垂直下方に折り曲げて形成した雨よけ２１ａを有している。雨よけ２１ａは、雨水が筒状部２０の開口部や換気口２０ｂから電気室内へ侵入するのを防止する役目をし、また、強い横風を受けたとき、電気室放圧板２１が強風で開放するのを防止している。

次に、本実施の形態の電気室排気口１９の作用について説明する。
通常運転時には、スイッチギヤ１内部の電気機器で発生する熱により温められた空気は、図５に点線で示すような経路で、電気室排気口１９の筒状部２０の換気口２０ｂから電気室の外へ排出される。
内部短絡事故発生時には、ガス圧により電気室放圧板２１が上方に開放し、筒状部２０のフランジ２０ａ上面と電気室放圧板２１下面との間にできた空隙部より、高温・高圧ガスが電気室の外部へ放出される。このとき、電気室放圧板２１は連結部材２２により電気室筐体８の天井部に繋止されているので飛散することはない。
図６の斜視図において、左側の電気室排気口１９は、通常運転時で電気室放圧板２１が閉鎖されている状態を示し、右側は内部短絡事故発生時で電気室放圧板２１が開放された状態を示している。

以上のように、実施の形態３の電気室によれば、電気室排気口は電気室筐体の天井面に形成され、天井面から外部上方に突出して開口する筒状部を有し、筒状部の側面上部に換気口が設けられ、筒状部の上方から開口を塞ぐように、外周に雨よけを有する電気室放圧板が被せられており、内部短絡事故時には、発生した高温・高圧ガスにより電気室放圧板が開放されて高温・高圧ガスが外部へ放出されるようにしたので、高温・高圧ガスが電気室の外部へ放出される際に上方向に向かって排出されるため、実施の形態１の効果が得られると共に、実施の形態１及び２と比較すると、放出された高温・高圧ガスが電気室周囲にいる人に与える影響を抑制でき、安全性が向上する。

また、電気室放圧板は、連結部材により電気室筐体の天井外部に結合されており、電気室放圧板が開放された際に、連結部材により繋止されるようにしたので、上記効果に加えて、内部短絡事故時に電気室放圧板が開放されて飛散するのを防止できる。

１スイッチギヤ（電気設備）１ａスイッチギヤケース
２遮断器室３主母線室
４ケーブル室５制御器室
６放圧板７吸気口
８電気室筐体９作業員
１０メンテナンススペース１１放熱・放圧スペース
１２仕切板１３電気室吸気口
１３ａルーバー１４シャッタ
１５，１９電気室排気口１６，１８，２１電気室放圧板
１７庇形天井２０筒状部
２０ａフランジ２０ｂ換気口
２１ａ雨よけ２２連結部材。

この発明に係る電気室は、電気室筐体の内部に電気設備が収容され、電気設備の前面側に保守点検用のメンテナンススペースを有する電気室であって、前記電気設備は筐体を有し、前記電気設備の筐体の上方に、電気設備から発生する熱により温められた空気及び電気設備の内部短絡事故時に発生する高温・高圧ガスの通気経路となる放熱・放圧スペースを有し、メンテナンススペースと放熱・放圧スペースとが仕切板で仕切られ、放熱・放圧スペースから電気室筐体の外部へ開口する電気室排気口が設けられ、電気室排気口には、常時前記外部と連通した換気口と、高温・高圧ガスの発生時の圧力により開放する電気室放圧板とを備えたものである。

この発明に係る電気室は、電気室筐体の内部に電気設備が収容され、電気設備の前面外側に作業員が立ち入って電気設備の保守点検を行う保守点検用のメンテナンススペースを有する電気室であって、電気設備は筐体を有し、電気設備の筐体の上方に、電気設備から発生する熱により温められた空気及び電気設備の内部短絡事故時に発生する高温・高圧ガスの通気経路となる放熱・放圧スペースを有し、メンテナンススペースと放熱・放圧スペースとが仕切板で仕切られ、放熱・放圧スペースから電気室筐体の外部へ開口する電気室排気口が設けられ、電気室排気口には、常時外部と連通した換気口と、高温・高圧ガスの発生時の圧力により開放する電気室放圧板とを備えたものである。

以上のように、実施の形態１の電気室によれば、電気室筐体の内部に電気設備が収容され、電気設備の前面外側に作業員が立ち入って電気設備の保守点検を行う保守点検用のメンテナンススペースを有する電気室であって、電気設備の上方に、電気設備から発生する熱により温められた空気及び電気設備の内部短絡事故時に発生する高温・高圧ガスの通気経路となる放熱・放圧スペースを有し、メンテナンススペースと放熱・放圧スペースとが仕切板で仕切られ、放熱・放圧スペースから電気室筐体の外部へ開口する電気室排気口が設けられ、電気室排気口には、常時外部と連通した換気口と、高温・高圧ガスの発生時に高圧により開放する電気室放圧板とを備えたので、通常運転時は換気口により換気されるため、自然対流による換気により電気設備から発生する熱を放熱するように換気設計を行うことで、冷却装置，換気装置を設けずに電気設備の通常運転が可能となる。また、メンテナンススペースの温度上昇を抑えることができる。電気室に冷却装置を設ける場合には冷却容量を抑制することができる。
また、電気室の放圧構造を安価に構成でき、電気設備の内部短絡事故時には高温・高圧ガスを電気室の外部へ放出して作業員の安全を確保することが容易となる。

また、電気室筐体は直方体状であり、複数の電気設備が電気室筐体の内部の長手方向に並べられ、且つ、短手方向の一方の側面に寄せて配置され、短手方向の他方の側面と電気設備との空間をメンテナンススペースとしたパッケージ式の電気室としたので、上記効果を有するコンパクトな電気室を安価に提供できる。

Claims

電気室筐体の内部に電気設備が収容され、前記電気設備の前面側に保守点検用のメンテナンススペースを有する電気室であって、
前記電気設備の上方に、前記電気設備から発生する熱により温められた空気及び前記電気設備の内部短絡事故時に発生する高温・高圧ガスの通気経路となる放熱・放圧スペースを有し、
前記メンテナンススペースと前記放熱・放圧スペースとが仕切板で仕切られ、
前記放熱・放圧スペースから前記電気室筐体の外部へ開口する電気室排気口が設けられ、
前記電気室排気口には、常時前記外部と連通した換気口と、前記高温・高圧ガスの発生時の圧力により開放する電気室放圧板とを備えたことを特徴とする電気室。
請求項１記載の電気室において、
前記電気室筐体は直方体状であり、複数の前記電気設備が前記電気室筐体の内部の長手方向に並べられ、且つ、短手方向の一側面に寄せて配置されたパッケージ式の電気室であることを特徴とする電気室。
請求項１又は請求項２に記載の電気室において、
前記電気室排気口は前記電気室筐体の側面に形成され、前記電気室排気口の外部側に、雨水の浸入を防止するための庇が設けられていることを特徴とする電気室。
請求項１又は請求項２に記載の電気室において、
前記電気室排気口は前記電気室筐体の天井面に形成され、前記天井面から外部上方に突出して開口する筒状部を有し、前記筒状部の側面上部に換気口が設けられ、前記筒状部の上方から前記開口を塞ぐように、外周に雨よけを有する電気室放圧板が被せられており、内部短絡事故時には、発生した前記高温・高圧ガスにより前記電気室放圧板が開放されて前記高温・高圧ガスが外部へ放出されるようにしたことを特徴とする電気室。
請求項４記載の電気室において、
前記電気室放圧板は、連結部材により前記電気室筐体の天井外部に結合されており、前記電気室放圧板が開放された際に、前記連結部材により繋止されるようにしたことを特徴とする電気室。