TWI423547B - Vacuum insulated switchgear - Google Patents

Description

真空絕緣開關裝置

本發明是關於真空絕緣開關裝置，特別是關於使用在受變電設備，小型暨輕量且可靠性高，並且，事故發生時能夠使設備全體修復迅速性提高的真空絕緣開關裝置。

近年來的受變電設備，使用者的要求為多樣化。例如：根據其使用目的，負載的種類、運轉條件是會不同，因此要考慮到所要求的安全性、可靠性、運轉保全及將來的負載增加進行配電系統的計畫，但該配電系統計畫，也必須顧慮到受變電設備構成用的遮斷器、斷路器、接地開關等的控制及受變電設備的電壓、電流、電力等監視計測。

於該狀況時，如何讓遮斷器、斷路器、接地開關等的機器和其控制機器及監視計測機器的設置空間為較小，達到能夠抑制該設置所需的投資，就成為使用者重要的技術性課題。此外，除了該技術性課題以外，機器的一部份萬一故障時現場的故障部去除、更換等修復作業的容易性，或包括電源修復之修復作業的迅速性也是重要的技術性課題。

為了解決該等課題，已提案有具遮斷及斷路功能的真空雙斷三位型開關的同時，將配置有該開關和操作器的開關區劃部形成為可與框體分離的單元，使該單元化的開關區劃部可選擇性接離母線區劃部內的母線，並且可移動設置在框體內的真空絕緣開關裝置(例如：參照專利文獻1)。

[先行技術文獻]

[專利文獻1]日本特開2008-245409號公報

例如：只要是上述的真空絕緣開關裝置列盤所構成的受變電設備，即使是對外部負載供應電源的一盤發生事故時，其修復作業，只要將事故盤的開關區劃部更換成事先所保管的開關區劃部即可完成修復作業。因此，以短的停電時間就可修復受變電設備全體的電源。

然而，例如：當使用者未保管有上述預備的的開關區劃部時，或即使有保管但事故盤的故障部位涉及母線時，即使是上述的真空絕緣開關裝置，也難以短時間使受變電設備全體的電源修復。列盤所構成的受變電設備中，因各盤的母線是和鄰接盤連接著，所以為了讓一盤的故障部位從健全的其他盤絕緣，需要在鄰接事故盤之其他盤的母線部進行作業。

如上述，在修復受變電設備全體的電源時，即使是需要在鄰接事故盤之其他盤的母線部進行作業時，也要求需為短的停電時間就可修復的真空絕緣開關裝置。

本發明是基於上述事項所硏創的發明，其目的是提供一種小型暨輕量且可靠性高，並且，事故發生時能夠使設備全體修復迅速性提高的真空絕緣開關裝置。

(1)為了達成目的，本發明是針對具備有：框體，該框體具有由接地金屬板分別區隔形成的開關區劃部、母線區劃部、電纜區劃部及控制區劃部；設置在上述開關區劃部內的開關；設置在上述母線區劃部的母線；及與上述開關連接設置在上述電纜區劃部內的電纜，形成為與其他的盤構成列盤的真空絕緣開關裝置，又具備有：設置在上述各盤之上述母線區劃部內的各母線連接部，可與上述各母線形成接離的連接構件；及在盤故障時，可接離連接在該故障盤所鄰接的健全盤彼此之上述連接構件的母線修復構件。

(2)上述第(1)項中，上述母線修復構件是以由撓性電纜本體和設置在上述電纜本體兩端的電纜銜接器構成為佳。

(3)上述第(1)項或第(2)項中，上述母線修復構件是以其內部導體的周圍由固體絕緣材包覆為佳。

(4)上述第(1)項至第(3)項任一項中，上述母線修復構件是以其長度形成可使上述列盤長度方向兩端的盤間連接為佳。

(5)上述第(1)項至第(4)項任一項中，上述母線是以固體絕緣母線為佳。

(6)上述第(1)項中，又以具備空氣絕緣開關裝置，該空氣絕緣開關裝置，具有：具遮斷及斷路功能的開關部；及與上述開關部連接的母線，一端與上述母線修復構件連接的母線連接構件的另一端是連接於上述空氣絕緣開關裝置的母線為佳。

(7)上述第(6)項中，上述母線連接構件的另一端，以透過連接導體形成與上述空氣絕緣開關裝置的裸母線導體連接為佳。

(8)上述第(6)項或第(7)項中，上述母線連接構件的另一端，以設有內部導體外圍具有由絕緣物構成之褶皺狀構造的空氣絕緣終端為佳。

根據本發明的真空絕緣開關裝置時，可去除連接在事故盤的母線，以固體絕緣後的母線修復構件即修復用電纜連接事故盤兩鄰的盤間，因此能夠提供一種小型暨輕量且可靠性高，並且，事故發生時能夠使設備全體修復迅速性提高的真空絕緣開關裝置。

[發明之實施形態]

以下，使用圖面說明本發明的真空絕緣開關裝置的一實施形態。

第1圖至第3圖是表示本發明的真空絕緣開關裝置的一實施形態，第1圖為本發明的真空絕緣開關裝置一實施形態的側面圖，第2圖為第1圖所示本發明的真空絕緣開關裝置一實施形態的縱剖正面圖，第3圖為第1圖所示本發明的真空絕緣開關裝置一實施形態的透視圖。

第1圖至第3圖中，真空絕緣開關裝置的框體1是由配置在內部的複數接地金屬板分別區隔成母線區劃部1a、開關區劃部1b、電纜區劃部1c及控制區劃部1d。此外，框體1的前面側(第1圖右側)，設有可單開的正面門片1e，框體1的背面側(第1圖左側)，分別設有可單開的上側背面門片1f、下側背面門片1g。

母線區劃部1a是靠近框體1的深度方向中央部(第1圖左右方向)配置在上部側，開關區劃部1b是配置在母線區劃部1a的下方，電纜區劃部1c是配置在框體1的背面側(第1圖左側)。此外，控制區劃部1d是配置在正面門片1e的背面上側，位於母線區劃部1a相向的位置。

電纜區劃部1c的上部和母線區劃部1a的邊界部，如第3圖所示設有母線室隔板2。母線區劃部1a內，透過做為連接構件的銜接器4配置有與框體1前面平行(第1圖中與紙面正交的方向)之三相固體絕緣後的母線3。即，母線3是鋪設在鄰接盤的盤間，其一端連接於該盤的銜接器4，另一端連接於鄰接盤的銜接器4。另，母線3是經由固體絕緣物絕緣成氣體不存在，不需要氣體管理所以使用處理性佳的同時，即使母線區劃部內有粉塵或異物混入，也能夠維持絕緣性因此能夠確保安全性。

銜接器4，當該盤的兩鄰配置有其他盤時，使用可使從兩鄰的盤延伸出來的母線3、3一端連接在水平方向開口部的T字型銜接器4，當該盤只是單側配置有其他盤時，使用可使從其他盤延伸出來的母線3一端連接在水平方向開口部的反L字型銜接器4。銜接器4的下部內部形成有圓錐形的凹陷，透過嵌插下述開關區劃部1b的連接襯套，就可與開關等電氣接離。此外，銜接器4的上部，具備有：包覆著內部之導體部的圓錐形未圖示的絕緣栓；及覆蓋著該絕緣栓上部的絕緣蓋4a。藉由絕緣蓋4a和絕緣栓的卸除，就可在做為連接部的銜接器4的內部圓錐形的凹陷嵌插下述的修復用電纜的電纜銜接器。

開關區劃部1b，於該例中是由真空雙斷三位型開關(真空雙斷三位型遮斷斷路器)、接地開關及操作裝置組入在框體所形成的單元構成。

電纜區劃部1c，配設有：連接於上述真空雙斷三位型開關(真空雙斷三位型遮斷斷路器)的固定接點，導入在電纜區劃部1c內的電纜連接用端子5；可旋轉地設置在該電纜連接用端子5的T型電纜接頭6；旋轉該T型電纜接頭6就可使其配置在上部或下部，連接於電纜連接用端子5的電纜7；及設置在電纜連接用端子5外圍的系統保護用的變流器8。本實施形態中，電纜7是從框體1的下部導入在電纜區劃部1c。

控制區劃部1d是由封閉左右各側部的複數側板9和正面門片1e所構成，例如：設有具備保護繼電器等的控制裝置。

開關區劃部1b，本實施形態已說明是由真空雙斷三位型開關(真空雙斷三位型遮斷斷路器)、接地開關及操作裝置組入在框體所形成的單元構成，但配置在開關區劃部1b內的真空雙斷三位型開關、接地開關是由環氧樹脂模鑄成一體。如此一來，就可使開關部單元化成小形輕量化。上述模鑄的外表面是利用塗敷的導電塗料接地，藉此確保接觸的安全性。

上述的真空雙斷三位型開關，具備有：具備絕緣筒的真空容器；分別收納在該真空容器內的2個固定電極；及該等的活動電極，構成為雙斷。該例中，配置成固定電極位於上側，可接離該固定電極的活動電極位於下側。

開關的一方固定電極是透過配置成可導入在母線區劃部1a內的連接襯套和銜接器4形成可接離地連接於母線區劃部1a內的母線3。此外，開關的一方固定電極是透過配置成可導入在電纜區劃部1c內的連接襯套形成可接離地連接於電纜區劃部1c內的電纜7的T型電纜接頭6。

第4圖是上述的本發明真空絕緣開關裝置一實施形態應用在饋電盤，以4面列盤所構成的受變電設備的電路圖。第4圖中，該受變電設備是由電源從圖面最左側的外部受電的受電盤，和從其右側分別對各自外部負載供應電源的饋電盤(1)、饋電盤(2)及饋電盤(3)所構成。此外，受電盤和饋電盤(1)是由母線3a(BUS1)連接兩盤間，饋電盤(1)和饋電盤(2)是由母線3b(BUS2)連接兩盤間，饋電盤(2)和饋電盤(3)是由母線3c(BUS3)連接兩盤間。

其次，使用第5圖至第9圖說明上述的本發明真空絕緣開關裝置一實施形態應用在饋電盤時受變電設備事故時的修復動作。第5圖為本發明的真空絕緣開關裝置一實施形態應用在饋電盤時受變電設備的事故修復作業說明用電路圖，第6圖為第5圖所示受變電設備的事故修復作業說明用透視圖，第7圖為表示本發明的真空絕緣開關裝置一實施形態構成用的修復用電纜的連接狀態局部橫剖面圖，第8圖為表示第5圖所示受變電設備的事故修復狀態透視圖，第9圖為表示第5圖所示受變電設備的事故修復狀態的平面圖。第5圖至第9圖中，與第1圖至第4圖所示圖號相同的圖號為同一部份，於此省略同一部份的詳細說明。

第5圖是假設在饋電盤(2)的內部發生故障部位涉及到母線3的事故。為了迅速修復受變電設備，以優先修復饋電盤(1)及(3)對外部負載的電源供應，在短時間將饋電盤(2)的事故部位從該列盤絕緣為主要目的。上述目的之事故修復作業，大致是以下述順序實施各作業。

(1)開放受電盤的遮斷器或上位送出側的遮斷器，使受變電設備成為停電狀態。

(2)拆卸連接在饋電盤(2)的母線3b(BUS2)和母線3c(BUS3)。

(3)針對饋電盤(2)，拆卸事故部位。

(4)饋電盤(3)的電源是以母線修復構件即修復用電攬10連接饋電盤(1)的母線3和饋電盤(3)的母線3。

(5)接通受電盤的遮斷器及上位送出側的遮斷器使受變電設備復電，開始對外部負載供應電源。

第6圖是具體說明上述順序當中第(4)項的修復順序，相當於第5圖的饋電盤(1)的透視圖。

首先，於第6圖的(a)圖中，拆卸連接在饋電盤(1)和饋電盤(2)的母線3b(BUS2)，卸下饋電盤(1)的上側背面門片1f和母線室隔板2。

其次，拆下饋電盤(1)的銜接器4的絕緣蓋4a，卸下絕緣栓，對銜接器4內部的圓錐形凹陷，嵌插做為母線修復構件的修復用電纜10一端側的電纜銜接器11的凸部。第6圖的(b)是呈現著饋電盤(1)的銜接器4嵌插有修復用電纜10一端側的電纜銜接器11的狀態。即，在與固體絕緣後的母線3a(BUS1)延伸方向的正交方向是延伸著修復用電纜10，修復用電纜10的一端連接有由T型電纜接頭形成的電纜銜接器11，修復用電纜10是可和該電纜銜接器11一起以內部導體為中心在水平面內旋轉。

於此，修復用電纜10是構成為內部導體例如形成捻線狀的銅線具撓性，其周圍例如是以矽膠般的絕緣性橡膠包覆著，並且以設置電位的導電性橡膠包覆著絕緣性橡膠的周圍。此外，本實施形態的修復用電纜10是在兩端具備上述電纜銜接器11的同時，其長度形成為能夠連接列盤所構成的受變電設備長方向兩端的盤間。

其次，卸下饋電盤(3)的上側背面門片1f和母線室隔板2，拆下饋電盤(3)的銜接器4的絕緣蓋4a，卸下絕緣栓，對銜接器4內部的圓錐形凹陷，嵌插修復用電纜10另一端側的電纜銜接器11的凸部。其結果，就可完成饋電盤(1)和饋電盤(3)之母線3的連接。第7圖中，圖示著饋電盤(1)和饋電盤(3)的修復用電纜10和銜接器4連接狀態的局部橫剖面。如第7圖所示，修復用電纜10的外皮部，是只在饋電盤(3)側例如將接地線連接在框體藉此形成接地，電纜銜接器11、11是分別於饋電盤(1)、饋電盤(3)，形成與修復用電纜10相同的接地。

第8圖及第9圖是表示經由上述順序執行後受變電設備的事故修復狀態，呈現第5圖受電盤除外的列盤狀態，第8圖為透視圖，第9圖為平面圖。

根據上述的本發明真空絕緣開關裝置之一實施形態時，可去除連接在事故盤即饋電盤(2)的母線3b(BUS2)、3c(BUS3)，以固體絕緣後的修復用電纜10連接事故盤兩鄰即饋電盤(1)和饋電盤(3)的盤間，因是能夠提供一種小型暨輕量且可靠性高，並且，事故發生時能夠使設備全體修復迅速性提高的真空絕緣開關裝置。

此外，固體絕緣後的修復用電纜10，其長度是形成為可連接列盤所構成的受變電設備長方向兩端的盤間，因此也能夠安全對應任何盤的事故。基於此，能夠縮短修復作業的事先安排等作業時間，能夠提高設備全體的修復迅速性。

其次，使用第10圖及第11圖說明本發明的真空絕緣開關裝置另一實施形態。第10圖為表示本發明的真空絕緣開關裝置另一實施形態的與空氣絕緣開關裝置的連接配置例透視圖，第11圖為表示本發明的真空絕緣開關裝置另一實施形態構成用的修復用電纜的連接狀態的局部橫剖面圖。

上述的本發明一實施形態中，為了使事故發生時的設備全體修復迅速性提高，以可短時間使第5圖饋電盤(2)的事故部位從該列盤絕緣為主要目的，但本實施形態中，又以可短時間修復對饋電盤(2)所供應之外部負載的電源供應為主要目的。即，當真空絕緣開關裝置的列盤沒有預備的盤，該真空絕緣開關裝置的列盤附近配置有空氣絕緣開關裝置時，使用該空氣絕緣開關裝置的預備盤對饋電盤(2)所供應之外部負載供應電源。

第10圖中，20為空氣絕緣開關裝置，該空氣絕緣開關裝置20是構成為在盤內部的空氣中收納有具遮斷及斷路功能的開關部(例如真空遮斷器)，雖然未加以圖示但各盤內分別收納的真空遮斷器等開關部間是以空氣絕緣後的母線連接成通電。另一方面，21為真空絕緣開關裝置即饋電盤(3)，該等兩者倂設成鄰接配置，使用母線修復構件即連接用電纜22連接成通電構成列盤。

本實施形態中，真空絕緣開關裝置21的盤前後方向的尺寸是形成比空氣絕緣開關裝置20的盤前後方向尺寸還短，該等兩者倂設成鄰接配置時，因在真空絕緣開關裝置21的盤後方會產生空間，所以是在該空間部份配置收納盤23，在收納盤23內收納上述連接用電纜22。

連接用電纜22是構成為內部導體例如形成捻線狀的銅線具撓性，其周圍例如是以矽膠般的絕緣性橡膠包覆著，並且以設置電位的導電性橡膠包覆著絕緣性橡膠的周圍。此外，本實施形態的連接用電纜22是在一端具備有與上述電纜銜接器11相同的T型電纜接頭24，同時另一端是和內部導體外圍具有由絕緣物構成之褶皺狀構造的空氣絕緣終端25連接著，該三相的空氣絕緣終端25的各個之間，確保有於空氣中所需要的絕緣距離。

上述的連接用電纜22一端側的T型電纜接頭24，如第11圖所示，例如：能夠連接於嵌插在饋電盤(3)之銜接器4的修復用電纜10的電纜銜接器11上部。於該狀況時，與銜接器4的狀況相同，拆下修復用電纜10的電纜銜接器11的絕緣蓋，卸下內部的絕緣栓，對電纜銜接器11內部的圓錐形凹陷嵌插連接用電纜22一端側的T型電纜接頭24的凸部。另一方面，連接用電纜22另一端側連接的空氣絕緣終端25是透過連接導體26，形成與空氣絕緣開關裝置20內部的裸母線導體連接。

根據上述的本發明的真空絕緣開關裝置另一實施形態時，可獲得和上述一實施形態相同的效果，同時能以固體絕緣後的連接用電纜22連接與空氣絕緣開關裝置20的盤間，因此能夠對事故盤供應電源的外部負載迅速復電。其結果，能夠提供一種可使事故發生時的設備全體修復迅速性提高的真空絕緣開關裝置。

此外，固體絕緣後的連接用電纜22的空氣絕緣終端25具有由絕緣物構成的褶皺狀部，使空氣絕緣開關裝置20內的裸母線導體，和為接地電位的連接用電纜22的導電性橡膠之間，絕緣部所構成的絕緣距離能夠對應褶皺長的長度，即使空氣絕緣終端25本身的全長為較短，也是能夠防止短路。其結果，能夠實現零件的小型化。

1．．．框體

2．．．母線室隔板

3．．．母線

4．．．銜接器

4a．．．絕緣蓋

5．．．端子

6．．．T型電纜接頭

7．．．電纜

8．．．變流器

9．．．側板

10．．．修復用電纜

11．．．電纜銜接器

20．．．空氣絕緣開關裝置

21．．．真空絕緣開關裝置

22．．．連接用電纜

23．．．收納盤

24．．．T型電纜接頭

25．．．空氣絕緣終端

26．．．連接導體

第1圖為本發明的真空絕緣開關裝置一實施形態的側面圖。

第2圖為第1圖所示本發明的真空絕緣開關裝置一實施形態的縱剖正面圖。

第3圖為第1圖所示本發明的真空絕緣開關裝置一實施形態的透視圖。

第4圖為本發明的真空絕緣開關裝置一實施形態應用在饋電盤時受變電設備的電路圖。

第5圖為本發明的真空絕緣開關裝置一實施形態應用在饋電盤時受變電設備的事故修復作業說明用的電路圖。

第6圖為第5圖所示受變電設備的事故修復作業說明用的透視圖。

第7圖為表示本發明的真空絕緣開關裝置一實施形態構成用的修復用電纜的連接狀態的局部橫剖面圖。

第8圖為表示第5圖所示受變電設備的事故修復狀態的透視圖。

第9圖為表示第5圖所示受變電設備的事故修復狀態的平面圖。

第10圖為表示本發明的真空絕緣開關裝置另一實施形態與空氣絕緣開關裝置的連接配置例的透視圖。

第11圖為表示本發明的真空絕緣開關裝置另一實施形態構成用的修復用電纜的連接狀態的局部橫剖面圖。

1．．．框體

1a．．．母線區劃部

1b．．．開關區劃部

1c．．．電纜區劃部

1d．．．控制區劃部

3．．．母線

3a．．．母線(BUS1)

4．．．連接構件

7．．．電纜

10．．．母線修復構件

11．．．電纜銜接器

Claims (7)

1. 一種真空絕緣開關裝置，具備有：框體，該框體具有由接地金屬板分別區隔形成的開關區劃部、母線區劃部、電纜區劃部及控制區劃部；設置在上述開關區劃部內的開關；設置在上述母線區劃部的母線；及與上述開關連接設置在上述電纜區劃部內的電纜，形成與其他的盤構成列盤的真空絕緣開關裝置，其特徵為，具備有：設置在上述各盤之上述母線區劃部內的各母線連接部，可與上述各母線形成接離的連接構件；及在盤故障時，可接離連接在該故障盤所鄰接的健全盤彼此之上述連接構件的母線修復構件；又具備空氣絕緣開關裝置，該空氣絕緣開關裝置，具有：具遮斷及斷路功能的開關部；及與上述開關部連接的母線，一端與上述母線修復構件連接的母線連接構件的另一端是連接於上述空氣絕緣開關裝置的母線。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的真空絕緣開關裝置，其中，上述母線修復構件，是由撓性電纜本體和設置在上述電纜本體兩端的電纜銜接器所構成。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載的真空絕緣開關裝置，其中，上述母線修復構件，是內部導體的周圍由固體絕緣材包覆著。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載的真空絕緣開關裝置，其中，上述母線修復構件，是形成可使上述列盤長度方向兩端的盤間連接的長度。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載的真空絕緣開關裝置，其中，上述母線為固體絕緣母線。
6. 如申請專利範圍第1項所記載的真空絕緣開關裝置，其中，上述母線連接構件的另一端是透過連接導體形成與上述空氣絕緣開關裝置的裸母線導體連接著。
7. 如申請專利範圍第1項或第6項所記載的真空絕緣開關裝置，其中，上述母線連接構件的另一端，設有內部導體外圍具有由絕緣物構成之褶皺狀構造的空氣絕緣終端。