JP5211147B2 - スイッチギヤ - Google Patents

Description

本発明はスイッチギヤに関するものであり、特に開閉器ユニットを複数有するスイッチギヤに関する。

スイッチギヤは受配電系統に配置される機器であり、母線側から電力を受電し、遮断器等を介してケーブルから負荷側へと電力を供給するものである。

ここで、従来のスイッチギヤとして、複数の開閉器ユニットを一つのスイッチギヤに収めたものとして、例えば非特許文献１に記載されたものがある。非特許文献１に記載された構成を回路図と共に、図１０及び図１１を用いて説明する。

図１０の回路図及び図１１に記載する様に、非特許文献１には母線１０２ａと、断路・接地機能のみを有する３位置型断路器１０６ａとを備える開閉器ユニット１０１ａと、別の母線１０２ｂと、断路・接地機能のみを有する３位置型断路器１０６ｂと、真空遮断器１０７とを備える別の開閉器ユニット１０１ｂとを筺体１０５内で組み合わせて二重母線型スイッチギヤ１０１を構成するものが記載されている。

Fixed-Mounted Circuit-Breaker Switchgear Type NXPLUS C, up to 24 kV, Gas-Insulated Medium-Voltage Switchgear[Catalog HA 35.41 2006, SIEMENS]

しかし、上記の様な多重母線型スイッチギヤを提供する場合、いずれかの開閉器ユニットに故障が生じた場合、故障部毎に応じて対応する開閉器ユニットを交換する必要があったことから、故障用に複数の異なる型の開閉器ユニットを予備的に備えていなければならず、管理者にとっての負担となっていた。

そこで、本発明では管理者の負担を軽減できるスイッチギヤを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係るスイッチギヤは二重母線と、筺体内に、投入・遮断を行う真空絶縁開閉スイッチと、該真空絶縁開閉スイッチの母線側に接続されて、断路・接地を行う気中絶縁断路スイッチと、前記母線側に接続されて前記真空絶縁開閉スイッチに電力を供給する三相の母線接続用ブッシングと、前記真空絶縁開閉スイッチよりケーブル側に接続されるケーブル接続用ブッシングと、前記真空絶縁開閉スイッチ、前記気中絶縁断路スイッチ、前記母線接続用ブッシング及び前記ケーブル接続用ブッシングを一体にモールドするエポキシ樹脂とを備える開閉器ユニットを二つ備え、前記各開閉器ユニットに備えられる前記母線接続用ブッシングは、各々が前記二重母線のうち、別の母線に接続され、前記開閉器ユニットは互換可能であり、前記二つの開閉器ユニットは、前記各ケーブル接続用ブッシングの負荷側で電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、管理者の負担を軽減できるスイッチギヤを提供することが可能になる。

各実施例に係る回路図である。 実施例１におけるスイッチギヤの側断面図である。 実施例２におけるスイッチギヤの側断面図である。 実施例３におけるスイッチギヤの側断面図である。 実施例４におけるスイッチギヤの側断面図である。 実施例５におけるスイッチギヤの側断面図である。 実施例６におけるスイッチギヤの側断面図である。 実施例６における開閉器ユニットケーブル接続部の上視図である。 実施例６におけるケーブル接続部の側断面図である。 従来の二重母線型スイッチギヤの回路図である。 従来の二重母線型スイッチギヤの側断面図を示す図である。

以下、本発明の実施に好適な実施例について説明する。尚、下記はあくまでも実施の例に過ぎず、下記具体的内容に発明自体が限定されることを意図する趣旨ではない。

各実施例で説明するスイッチギヤは図１に示す様な回路図で表される。尚、図１では三相のうち一相のみについて代表して説明しているが、他の二相についても同様の回路図となる。

スイッチギヤ１は、金属筺体５の内部に開閉器ユニット１ａ，１ｂ，固体絶縁導体３，ケーブル１４を備えており、開閉器ユニット１ａ，１ｂが負荷側で固体絶縁導体３により接続されて、ケーブルにより負荷側へと電力を供給する様にしている。

そして、開閉器ユニット１ａ，１ｂには、真空容器内において真空絶縁条件下、接点で入・切を行う真空開閉スイッチ６ａ，６ｂと、真空開閉スイッチ６ａ，６ｂの母線側に接続されて気中絶縁条件下、断路・接地を行う３位置形気中断路スイッチ７ａ，７ｂと、ケーブル側に配置されて負荷側への電力供給量を測定する電圧検出器８と、母線側に接続されて真空開閉スイッチ６ａ，６ｂに電力を供給する三相の母線接続用ブッシング９と、ケーブル側に接続される三相のケーブル接続用ブッシング１０とが配置されており、これら真空開閉スイッチ６，３位置形気中断路スイッチ７，電圧検出器８，母線接続用ブッシング９，ケーブル接続用ブッシング１０はエポキシ樹脂１１により一体にモールドされ、モールドスイッチ１ａａ，１ｂａを構成する。開閉器ユニット１ａ，１ｂは、導体接続部１５によって負荷側の固体絶縁導体３に接続される。

開閉器ユニット１ａ，１ｂにはさらに、真空開閉スイッチ６及び３位置形気中断路スイッチ７を駆動させる操作装置１２ａ，１２ｂと、操作装置用制御装置とが配置されている。

固体絶縁導体３と開閉器ユニット１ａ，１ｂとの接続には開閉器ユニット１ａから突き出しているケーブル接続用ブッシング１０を介して接続される。

固体絶縁導体３にはケーブル接続用ブッシングが回転可能に設けられたＴ型ケーブル接続部４と、このＴ型ケーブル接続部４に接続されて負荷側に電力を供給するケーブル１４が配置されている。

ケーブル接続部４はＴ形状であるため、固体絶縁導体３に対して回転可能に接続することができ、かつ前記実施形態１〜５の機器レイアウトの配置にすれば、盤内のレイアウトを変更することなく、ケーブルの引きこみを上引きこみ，下引きこみどちらでも対応することが可能である。

本実施例では、一例として上記の様に構成した互換可能な開閉器ユニットを複数設けることのみで多重母線型のスイッチギヤを構成することにより、事故の場所によって交換する開閉器ユニットを変える必要が無くなり、管理者の負担が軽減される。

また、スイッチギヤでは事故電流を遮断すると共に、負荷側で急激な電圧変動が生じた場合等には負荷側を接地させ、事故が波及しない様にする必要がある。上記の様に、一つの開閉器ユニットに、遮断機能及び接地機能を持たせることにより、互換可能な開閉器ユニットを複数有するのみで良く、異なる型の開閉器ユニットを設ける必要が無くなる。

更に、一つの開閉器ユニットに断路機能を持たせることで、対サージ電圧等に対する信頼性も向上させることができる。

また、実施例中では説明を容易にすると共に、最も多重母線型スイッチギヤでも適用の可能性が高いことから、二重母線型の構造についてのみ説明し、詳細説明は省略するが、三重以上の母線型スイッチギヤ構造でも適用は可能である。

以下、個々の実施例では上記した回路構成を実現し、上記の効果を奏することに加えて、更にスイッチギヤの使用者の使用態様に応じて利便性を向上させる開閉器ユニットの配置について説明する。

第１の実施例について図２を用いて説明する。本実施例に係る真空絶縁型のスイッチギヤ１では、２つの開閉器ユニット１ａ，１ｂと、２つの母線部２ａ，２ｂと、２つの開閉器ユニット１ａ，１ｂとを接続する固体絶縁導体３と、ケーブル接続部４及び上記各ユニットを収納する筐体５とから構成される。そして、上記開閉器ユニット１ａ，１ｂは母線部２ａ，２ｂがスイッチギヤ背面を向く様、同じ側に上下２段に並行に配置され、上記２つの開閉器ユニット１ａ，１ｂ間に固体絶縁導体３を配置し、上記固体絶縁導体３より背面側にケーブル接続部４が配置され、該ケーブル接続部４は母線部２ａ，２ｂと同じ背面側に配置されている。そして、２つの開閉器ユニットの導体接続部１５が向かい合う様にしている。

本実施例では、母線部２ａ，２ｂがいずれも背面側に配置され、またケーブル接続部４も母線部２ａ，２ｂ同様背面側に配置されていることから、据付時に現地で接続されることになる母線部２ａ，２ｂ及びケーブル接続部４が盤背面側に集約され、現地における据付作業性の向上が図れる。

また、本実施例では２つの開閉器（３位置形気中断路スイッチと真空開閉スイッチ）は並行に配置されており、開閉器の軸方向に長く（長手方向）、該長手方向と垂直方向には短い開閉器ユニットの構造となっている。この様に一方向が長く、別の方向が短い、例えば直方体形状をした開閉器ユニットについて、直方体の短い側方向に複数の開閉器ユニットを配置することで、複数の開閉器ユニットを収納する筺体及びスイッチギヤの形状は、立方体に近付き、容積を小さくすることができる。この様に短い側（長手方向と垂直方向等）の方向に複数の開閉器を重なる様に配置することで、コンパクトな真空絶縁スイッチギヤの提供が可能となる。

第２の実施例について図３を用いて説明する。本実施例については、開閉器ユニットの配置は実施例１と異なるが、開閉器ユニット自体は実施例１と同様のものを使用しており、開閉器ユニットについて重複説明は省略する。

本実施例では、上記開閉器ユニット１ａ，１ｂはそれぞれ母線接続部が上方に位置するように、スイッチギヤが長手方向に上下２段で重なるよう配置され、上記２つの開閉器ユニット間に固体絶縁導体３を配置し、上記固体絶縁導体３の背面側に各導体接続部１５が配置される。各導体接続部１５は各々並行となる面内に配置されていると共に、方向についても同じ側を向いている。そして、導体接続部１５同士は、導体接続部１５に垂直な導体によって互いに接続がされている。

本実施例によれば、スイッチギヤが長手方向に上下に重なるよう配置したため、盤の高さ寸法は大きくなるが、盤の奥行き寸法が最小化できるため、高さはあるが、据付面積の小さい電気室に設置するのに最適な真空絶縁スイッチギヤを提供することが可能である。

また、各導体接続部１５は各々並行となる面内に配置されていると共に、方向についても同じ側を向き、導体接続部１５に垂直な固体絶縁導体３によって互いに接続がされているので、導体接続部１５同士を連結するアダプタが不要となり、構成部材を減らすことができる。

第３の実施例について図４を用いて説明する。本実施例については、開閉器ユニットの配置は実施例１または２と異なるが、開閉器ユニット自体は実施例１と同様のものを使用しており、開閉器ユニットについてのここでの説明は省略する。

そして、上記開閉器ユニット１ａ，１ｂは各母線接続部がスイッチギヤ上方に位置するように、スイッチギヤが長手方向及び長手方向に垂直な方向からずれた位置に複数配置し、かつ、下段側をスイッチギヤ正面側、上段側をスイッチギヤ背面側に配置し、上記２つの開閉器ユニット間に固体絶縁導体３を配置し、上記固体絶縁導体３の背面側に導体接続部１５が配置される。

本実施例では、スイッチギヤを長手方向及び長手方向に垂直な方向からずれた位置に複数配置したことにより、スイッチギヤ全体の寸法は大きくなるものの、スイッチギヤ内の各コンパートメントへアクセスするためのスペースを十分に確保することができるため、保守・メンテナンス性に優れた真空絶縁スイッチギヤを提供することが可能となる。

第４の実施例について図５を用いて説明する。本実施例については、開閉器ユニットの配置は上記各実施例と異なるが、開閉器ユニット自体は実施例１と同様のものを使用しており、開閉器ユニットについてのここでの説明は省略する。

本実施例では、上記開閉器ユニット１ａ，１ｂは互いの母線接続部や導体接続部１５が盤中央で向かい合うように、スイッチギヤ正面側と背面側にスイッチギヤの底面上に隣接して同じ高さに配置され、上記２つの開閉器ユニット間に固体絶縁導体３を配置し、上記固体絶縁導体３の背面側にケーブル接続部４が配置される。

本実施例によれば、複数の開閉器ユニットをスイッチギヤの底面上に隣接して配置したことにより、盤の高さ寸法を最小化でき、スイッチギヤの重心も低くなるため、高さ制限のある電気室や、耐震性能の要求される地域に設置するのに適した真空絶縁スイッチギヤを提供することが可能である。また、耐震性という観点では、複数の開閉器ユニットを下部に、具体的には開閉器ユニットの高さ中心がスイッチギヤの高さの半分以下となる様に、配置することで一定の効果を得られる。この点は下記実施例５及び６でも同様である。

また、ケーブル接続部が盤背面側に位置するため、現地でのケーブル取付作業も容易に可能となる。

また、互いの母線接続部や導体接続部１５が盤中央で向かい合うように配置したので、現地で取り付けを行う母線部等の位置を集約でき、作業性の向上に寄与する。

第５の実施例について図６を用いて説明する。本実施例については、開閉器ユニットの配置は上記各実施例と異なるが、開閉器ユニット自体は実施例１と同様のものを使用しており、開閉器ユニットについてのここでの説明は省略する。

本実施例では、上記開閉器ユニット１ａ，１ｂは、互いの母線接続部や導体接続部１５が盤中央で互いに向かい合う側となる様、スイッチギヤ正面側と背面側とに配置されている。上記２つの開閉器ユニット間に固体絶縁導体３を配置し、上記固体絶縁導体３の上方側にケーブル接続部４が配置される。また、複数の開閉器ユニットはスイッチギヤの下部で隣接すると共に、異なる高さに配置されている。

本実施例によれば、実施例４と同様に、盤の高さ寸法を縮小でき、スイッチギヤの重心も低くなる。よって、高さ制限のある電気室や、耐震性能の要求される地域に設置するのに最適な優れた真空絶縁スイッチギヤを提供することが可能である。

また、実施例４と比較し、複数の開閉器ユニットはスイッチギヤの下部で隣接すると共に、異なる高さに配置されていることから、導体接続部１５を取り付けるための幅方向（図６中左右方向）寸法を短くしても、他方の開閉器ユニットの導体接続部１５が妨げることがない。故に、スイッチギヤの奥行き寸法が縮小化できるため、電気室のスペースが十分確保するのが難しく、据付面積の縮小化が要求される場所に最適な優れた真空絶縁スイッチギヤを提供することが可能である。

また、互いの母線接続部や導体接続部１５が盤中央で互いに向かい合う側に配置されているため、現地で取り付けを行う母線部等の位置を集約でき、作業性の向上に寄与する。

第６の実施例について図７ないし図９を用いて説明する。本実施例では、図７に示す様に、開閉器ユニットの配置は実施例４と同様、上記開閉器ユニット１ａ，１ｂは互いの母線接続部や導体接続部１５が盤中央で向かい合うように、スイッチギヤ正面側と背面側にスイッチギヤの底面上に隣接して配置されている。

尚、開閉器ユニット自体は実施例１と同様のものを使用しており、開閉器ユニットについてのここでの説明は省略する。

本実施例では、導体接続部１５は隣接して配置されており、上記２つの開閉器ユニット間に固体絶縁導体３を配置することなく、導体接続部１５とケーブル接続用アダプタ１６が接続される。また、複数の開閉器ユニットはスイッチギヤの下部で隣接すると共に、同じ高さに配置されている。

また、開閉器ユニット１ａ，１ｂは図８に示す様に盤奥行き方向でケーブル接続部が互い違い（千鳥）になるように配置されている。

また、図９に示されるように、開閉器ユニット１ａ，１ｂにそれぞれ接続されるケーブル端末は、ケーブル接続用アダプタ１６を介して、１つのケーブルに接続される。

本実施例によれば、実施例４と同様に、スイッチギヤ正面側と背面側にスイッチギヤの底面上に隣接して開閉器ユニット１ａ，１ｂを配置しているため、盤の高さ寸法を最小化でき、スイッチギヤの重心も低くなる。それにより、高さ制限のある電気室や、耐震性能の要求される地域に設置するのに適した真空絶縁スイッチギヤを提供することが可能である。また、耐震性という観点では、複数の開閉器ユニットを下部に、具体的には開閉器ユニットの高さ中心がスイッチギヤの高さの半分以下となる様に配置することで一定の効果を得られる。

更に、開閉器ユニット１ａ，１ｂを互い違い（千鳥）に配置したことで、盤の奥行き寸法が縮小でき、据付面積の縮小化が図れる。

また、本実施例によれば、導体接続部１５を隣接して配置したので、開閉器ユニット間に固体絶縁導体３を配置することなく、導体接続部１５とケーブル接続用アダプタ１６を接続し、ケーブル側と接続できる様になるため、他の実施例では必要な開閉器ユニット間を接続する固体絶縁導体３が不要となり、部品数の低減が図れる。尚、前提としてケーブル接続用アダプタ１６自体は、据え付け業者がケーブルを施工する際、一般的に用いる汎用の部品であり、新たにスイッチギヤメーカが製作しなければならないものではないことに言及しておく。よって、部品点数を減らすことができると共に、現地でのケーブル接続作業も容易になる。更に、本観点については導体接続部１５を隣接して配置しておけば、導体接続部１５とケーブル接続用アダプタ１６を接続し、ケーブル側と接続できる様になるものであり、本実施例の様に開閉器ユニット同士を同じ高さにすることを必須の条件とする訳ではない。但し、開閉器ユニット同士を同じ高さにすることで、導体接続部１５を同一構造とすることができ（長さ等を調整する必要がなくなる）、生産性は向上する。

１ 真空絶縁スイッチギヤ
１ａ，１ｂ，１０１ａ，１０１ｂ 開閉器ユニット
１ａａ，１ａｂ モールドスイッチ
２ａ，２ｂ 母線部
３ 固体絶縁導体
４ ケーブル接続部
５，１０５ 筺体
６ａ，６ｂ 真空開閉スイッチ
７ ３位置形気中断路スイッチ
８ 電圧検出器
９ 母線接続用ブッシング
１０ ケーブル接続用ブッシング
１１ エポキシ樹脂
１２ａ 真空開閉スイッチ用操作器
１２ｂ ３位置形気中断路スイッチ操作器
１４ ケーブル
１５ 導体接続部
１６ ケーブル接続用アダプタ
１０１ スイッチギヤ
１０２ａ，１０２ｂ 母線
１０４ ケーブル接続部
１０６ａ，１０６ｂ ３位置断路器
１０７ 真空遮断器

Claims (11)

1. 二重母線と、
   筺体内に、投入・遮断を行う真空絶縁開閉スイッチと、該真空絶縁開閉スイッチの母線側に接続されて、断路・接地を行う気中絶縁断路スイッチと、前記母線側に接続されて前記真空絶縁開閉スイッチに電力を供給する三相の母線接続用ブッシングと、前記真空絶縁開閉スイッチよりケーブル側に接続されるケーブル接続用ブッシングと、前記真空絶縁開閉スイッチ、前記気中絶縁断路スイッチ、前記母線接続用ブッシング及び前記ケーブル接続用ブッシングを一体にモールドするエポキシ樹脂とを備える開閉器ユニットを二つ備え、前記各開閉器ユニットに備えられる前記母線接続用ブッシングは、各々が前記二重母線のうち、別の母線に接続され、
   前記開閉器ユニットは互換可能であり、
   前記二つの開閉器ユニットは、前記各ケーブル接続用ブッシングの負荷側で電気的に接続されていることを特徴とするスイッチギヤ。
2. 請求項１に記載のスイッチギヤであって、
   前記開閉器ユニットは、更に負荷側ケーブルに接続される導体接続部を備えており、
   前記開閉器ユニットがそれぞれ備える前記母線接続用ブッシングは、いずれも略同じ側に配置され、かつ、複数の前記導体接続部が向かい合って配置され、
   更に前記母線接続用ブッシングと前記負荷側ケーブルは略同じ側に配置されていることを特徴とするスイッチギヤ。
3. 請求項２に記載のスイッチギヤであって、
   複数の前記開閉器ユニットは、前記開閉器ユニットにおける長手方向と略垂直な方向に重なって配置されていることを特徴とするスイッチギヤ。
4. 請求項１に記載のスイッチギヤであって、
   前記開閉器ユニットは、更に負荷側ケーブルに接続される導体接続部を備えており、
   複数の前記開閉器ユニットは、前記開閉器ユニットにおける長手方向に重なっていることを特徴とするスイッチギヤ。
5. 請求項４に記載のスイッチギヤであって、
   前記複数の導体接続部は各々が並行となる面内に配置されると共に、略同じ側に配置されており、かつ該複数の導体接続部に対して略垂直な導体によって接続されていることを特徴とするスイッチギヤ。
6. 請求項１に記載のスイッチギヤであって、
   前記開閉器ユニットは該開閉器ユニットの長手方向及び該長手方向に対して略垂直な方向からは、ずれた位置に複数配置されていることを特徴とするスイッチギヤ。
7. 請求項１に記載のスイッチギヤであって、
   複数の前記開閉器ユニットは、スイッチギヤの下部で略同じ高さで隣接する様に配置されていることを特徴とするスイッチギヤ。
8. 請求項７に記載のスイッチギヤであって、
   前記開閉器ユニットは、負荷側ケーブルに接続される導体接続部を備えており、複数の該導体接続部が向かい合う様に配置されていることを特徴とするスイッチギヤ。
9. 請求項１に記載のスイッチギヤであって、
   複数の前記開閉器ユニットは、スイッチギヤの下部で隣接すると共に、異なる高さに配置されていることを特徴とするスイッチギヤ。
10. 請求項９に記載のスイッチギヤであって、
    前記開閉器ユニットは、負荷側ケーブルに接続される導体接続部を備えており、複数の該導体接続部は向かい合う側に配置されていることを特徴とするスイッチギヤ。
11. 請求項２ないし５，８または１０のいずれか一つに記載のスイッチギヤであって、
    複数の前記導体接続部は隣接して配置されることを特徴とするスイッチギヤ。

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