JP2007259681A - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的な機器・母線配置のＧＩＳを提供し、敷地面積の縮小や、母線長の短縮化をはかり、遮断器の保守・回収効率を高める。
【解決手段】回線内接続母線２Ａ，２Ｂ、引き出し母線４、縦型遮断器１Ａ〜１Ｆ及び回線間接続主母線３Ａ，３Ｂを単相機器によって構成する。回線内接続母線、引き出し母線及び回線間接続主母線は、３相分の母線を同一平面上において平行に配設する。回線内接続母線２Ａ，２Ｂ及び回線間接続主母線３Ａ，３Ｂは、各相の母線の主軸が同一方向にしかも平面的に略重なるように、回線内接続母線及び回線間接続主母線が上下に重なり合うように配置する。引き出し母線４を回線内接続母線２Ａ，２Ｂ及び回線間接続主母線３Ａ，３Ｂの主軸方向と交差する方向で上下に重なり合うように配置する。縦型遮断器１Ａ〜１Ｆを回線内接続母線及び回線間接続主母線の側方に、その配列方向が回線内接続母線及び回線間接続主母線の主軸の方向と平行になるように配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、１−１／２遮断器方式のレイアウト構成を有するガス絶縁開閉装置に関するものである。

一般にガス絶縁開閉装置（以降ＧＩＳと略す）を適用した電気所において、１−１／２遮断器方式のレイアウト構成を行う場合、図５に示すように、１回線あたり３台の遮断器１Ａ〜１Ｃまたは１Ｄ〜１Ｆを回線内接続主母線２Ａ，２Ｂの同一軸上に直列に配置している。

回線内接続主母線２Ａ，２Ｂの同一軸上に３台の遮断器１Ａ〜１Ｃ，１Ｄ〜１Ｆを配置した回線６，７は送電線回線や変圧器回線などの引き出し回線８に対し平面上平行となるように配置し、各回線６及び７間は各々の平面上並列になるように配置している。

各回線６及び７間は、任意の回線間接続主母線３Ａ，３Ｂとの接続・切り離しが可能となるような主母線切り替え用断路器５を介して、各回線６及び７の端部を主母線３によって接続されている。

送電線回線や変圧器回線などの引き出し回線を構成する引き出し回線母線４は、遮断器の保守・改修作業の邪魔とならないように、ガス遮断器１Ａ〜１Ｃまたは１Ｄ〜１Ｆを避けるよう回線６と回線７の間に、回線６を構成する遮断器１Ａと１Ｂあるいは遮断器１Ｂと１Ｃの間または回線７を構成する遮断器１Ｄと１Ｅあるいは遮断器１Ｅと１Ｆの間に、分岐を設けて、各回線６，７から引き出している。

なお、図５では簡潔に説明するため、ＧＩＳ構成要素のうち、説明に必要な遮断器、断路器、母線のみを示し接地開閉器、計器用変成器、計器用変流器、避雷器などは記載から省略している。

上述のような１−１／２遮断器方式のＧＩＳレイアウトを適用する場合、各回線６，７の遮断器１Ａ〜１Ｃまたは１Ｄ〜１Ｆを同一軸上に配置し、また各回線６，７を並列に配置するため、１回線あたりの奥行き（幅）が長くなり、据付けに必要なスペースを増長させる要因の一つとなっていた。また、屋内型ＧＩＳの場合幅の広い建屋が必要となっていた。

送電線回線や変圧器回線等の引出し回線の引き出し母線４は、各回線６，７の遮断器上部の保守スペースを避け配置することが必要であり、遮断器上部に配置することが不可能であるため、各回線６，７間に配置せざるを得ない。その結果、回線引き出し母線４の配置のために回線間スペースを大きく取らざるを得ず、これも据付けに必要なスペースを増長させる要因の一つとなっており、さらに回線６，７間の接続用主母線３Ａ，３Ｂが長くなり経済性の観点から不利となっていた。

更に、各回線６，７は送電線回線や変圧器引出し回線４の引き出しに方向に対し平行に配置されているため、引き出し回線用母線４を９０度の角度に方向転換する必要があり、多くの引き出し母線構成ユニットを必要とした。

上述のように従来のレイアウトではＧＩＳ据付けのために大きなスペースを確保せねばならず、増長な据付けスペース、増長な回線間接続主母線が必要となる等、経済性の面から不利となっていた。

さらに各回線６，７に配置される遮断器に保守・改修等で回線からの引出しが必要となった場合、直接遮断器を回線から引き出すことができず、隣接する機器を分解してから引き出す必要があり、点検・改修のための作業効率が悪いものとなっていた。

このような観点から、特許文献１には、１−１／２遮断器方式のガス絶縁開閉装置において、回線間接続主母線を水平に配置し、この主母線の長手方向に縦型遮断器を併置することにより、据え付け面積の縮小を図った発明が記載されている。しかしながら、特許文献１に記載の発明は、次のような解決すべき課題を有するものであって、実用性に優れたものではなかった。
特開昭５８−００６０１３号公報

変電所の構成には単母線方式、複母線方式、１−１／２遮断器方式などがある。経済性の比較はおおよそ１回線当たり１：１．２：１．５の割合となる。これは構成機器の中で最も高価な遮断器が、１−１／２遮断器方式の場合、２回線当たり３台使用されているためである。このため１−１／２遮断器方式の変電所は、建設コストの関係から重要度の高い変電所、すなわち高電圧、大容量変電所の構成として主に用いられてきた。

一方、ＧＩＳをタンク構造からみた特徴は、低電圧から高電圧になるに従い、三相器から単相器となる傾向がある。一般的に三相器はＧＩＳの縮小化、経済性のために採用されてきたが、同一タンク内に三相電圧機器を収納するため電界ストレスが厳しくなり、高電圧化するとタンクサイズが増大したり絶縁支持物が大型化するなど技術的な難しさが加わり、全体的に経済性の面を圧迫するからである。

また、万が一の事故時には影響範囲が三相共に及ぶことから、復旧時間や復旧コストが増大し、長時間停電が許されない重要変電所では単相化の要望が強い。いいかえれば高電圧、大容量変電所では単相器が一般的に採用されているということである。ちなみに世界的に見ても電圧１４５ｋＶクラス以下のＧＩＳでは三相器が主流であるが、４２０ｋＶ以上では逆にほとんどが単相器となっている。

このように１−１／２遮断器方式の変電所は建設コストが割高であるにもかかわらず、高電圧、大容量の非常に重要な変電所に採用され、またそこに用いられるＧＩＳは単相器が多い。

このような技術的背景のもとで前記特許文献１の発明をみると、この特許文献１の発明は主母線が三相器となっている。したがって、特許文献１の発明において、主母線１，２を単相母線で構成したと仮定すると、垂直方向に３本の母線を配置するか、水平に３本の母線を配置するかのいずれかまたはこの両者の組み合わせとなる。

しかし、垂直３本配置の場合はその幅寸法は増大しないが、実際には、遮断器から降りてくる取り合い母線が２相目、３相目の母線と干渉が起こり接続できない。このため水平配置となるが、主母線の単相母線それぞれ３本、合計６本が横に並びその幅寸法が大幅に伸びることとなる。

この点は、接続用母線も同様であって、遮断器からの取り合い母線が水平に出てくるため接続母線の単相母線は垂直配置とならざるを得ない。こうなると高さ方向にも大幅に伸びることになる。これではこの提案が解決しようとしている縮小化効果に程遠いものとなってしまう。

本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであって、その目的は、遮断器を回線間接続主母線に対向して配置し、各回線を同一軸上に配置することで、効率的な機器・母線配置のＧＩＳを提供し、敷地面積の縮小や、母線長の短縮化をはかり、遮断器の保守・回収効率を高めることにある。

前記の目的を達成するために、本発明のガス絶縁開閉装置は、回線間接続主母線を介して接続された第１と第２の回線を備え、第１と第２の回線のそれぞれには、第１、第２及び第３の遮断器が第１及び第２の回線内接続母線を介して電気的に直列接続され、第１及び第３の遮断器はその一端が回線間接続主母線に接続され、また第１の回線内接続母線における第１の遮断器と第２の遮断器の間及び第２の回線内接続母線における第２と第３の遮断器の間から引き出し回線が導出されている１−１／２遮断器方式のガス絶縁開閉装置において、第１と第２の回線内接続母線、引き出し母線、各遮断器及び回線間接続主母線をそれぞれ単相機器によって構成し、かつ第１と第２の回線内接続母線、引き出し母線及び回線間接続主母線については、それぞれ３相分の母線を同一平面上において平行に配設し、第１と第２の回線内接続母線及び回線間接続主母線については、各相の母線の主軸が同一方向にしかも平面的に略重なるように、かつ、第１と第２の回線内接続母線及び回線間接続主母線が上下に重なり合うように配置し、前記引き出し母線を、第１と第２の回線内接続母線及び回線間接続主母線の主軸方向と交差する方向に、かつ第１と第２の回線内接続母線及び回線間接続主母線と上下に重なり合うように配置し、前記各回線の第１乃至第３の遮断器を上下の口出しを備えた縦型遮断器によって構成し、これら第１乃至第３の縦型遮断器を前記第１と第２の回線内接続母線及び回線間接続主母線の側方に、その配列方向が前記第１と第２の回線内接続母線及び回線間接続主母線の主軸の方向と平行になるように配置したことを特徴とする。

前記のような構成を有する本発明のガス絶縁開閉装置では、第１と第２の回線内接続母線、引き出し母線、各遮断器及び回線間接続主母線をそれぞれ単相機器によって構成すると共に、各回線の第１乃至第３の遮断器を縦型遮断器とすることにより、各母線の積層配置が可能となる。

本発明によれば、主母線群を積層配置することにより、装置全体の奥行き（幅）寸法の縮小が可能となる。また、主母線群や遮断器として単相機器を使用したので、３相一括型の機器を前提とした特許文献１の装置に比較して、装置全体の小型化という利点を確保しつつ、高電圧化及び保守・点検作業の容易化を達成できる。

以下、本発明の第１実施形態を図１乃至図４に従って具体的に説明する。即ち、図１は本実施形態の平面図、図２はその正面図、図３は縦型遮断器部分の側面図、図４は単線結線図である。なお、図５に示した従来のガス絶縁開閉装置と同一の部材については、同一の符号を付して説明する。

（１）実施形態の構成
図１に示すように、第１と第２の回線６，７は、それぞれ平行に配置された３本の単相の回線内接続母線２Ａ，２Ｂによって構成されている。ここで、回線内接続母線２Ａ，２Ｂは、図２の正面図に示すように、回線内接続母線２Ａが縦型遮断器の上部口出し部分と一致する高さに、回線内接続母線２Ｂが縦型遮断器の下部口出し部分と一致する高さに配置されている。また、第１の回線６の回線内接続母線２Ａ，２Ｂと、第２の回線７の回線内接続母線２Ａ，２Ｂは、同一軸上に配置されている。

第１と第２の回線６，７を接続する回線間接続主母線３Ａ，３Ｂは、平行に配置された３本の単相母線から構成され、図２に示すように、第１の回線間接続主母線３Ａは、引き出し母線４の上方に、第２の回線間接続主母線３Ｂは回線内接続母線２Ｂの下方に、回線内接続母線２Ａ，２Ｂと平行に（第１と第２の回線６，７の長さ方向と平行に）配置されている。なお、図１の平面図では、回線内接続母線２Ｂまでを図示しており、回線間接続主母線３Ａ，３Ｂは示されていない。

第１と第２の回線６，７における回線内接続母線２Ａ，２Ｂの長さ方向ほぼ中央部からは、回線内接続母線２Ａ，２Ｂと直角に単相母線からなる３本の引き出し回線４がそれぞれ引き出されている。このうち、図２の上方に配置されている回線内接続母線２Ａからは、回線内接続母線２Ａの上部に設けた口出し部に対して水平に引き出し回線４が接続されている。また、下方に配置された回線内接続母線２Ｂからは、その上部に垂直母線を配置し、この垂直母線の上部口出し部に引き出し母線４が接続させている。その結果、回線内接続母線２Ａ，２Ｂから引き出された２組の引き出し母線４は、同じ高さで、平行に配置される。

第１と第２の回線６，７には、それぞれ第１から第３の縦型遮断器１Ａ〜１Ｃと１Ｄ〜１Ｆが設けられている。これらの縦型遮断器１Ａ〜１Ｃ，１Ｄ〜１Ｆは、図３の側面図に示すように、いずれも単相の型の遮断器であって、その上部口出し部が上方の回線内接続母線２Ａに対応し、下部口出し部が下方の回線内接続母線２Ｂに対応する位置に設けられている。

各縦型遮断器１Ａ〜１Ｃ，１Ｄ〜１Ｆの接続構成は次の通りである。
まず、第１の回線６においては、遮断器１Ａの上部口出しと遮断器１Ｂの上部口出しを回線内接続母線２Ａに主母線と接続・切り離しが可能となるような主母線切り替え用断路器５を介して接続し、遮断器１Ｂの下部口出し９と遮断器１Ｃの下部口出し９を回線内接続母線２Ａに対して主母線切り替え用断路器５を介して接続し、回線内の母線の接続を行う。

第１の回線６の遮断器１Ａの下部口出しと第２の回線７の遮断器１Ｆの下部口出し９を回線間接続主母線３Ｂに主母線切り替え用断路器５を介し接続し、遮断器１Ｃの上部口出し９と隣接回線７の遮断器１Ｄの上部口出し９を主母線切り替え用断路器５を介して回線間接続主母線３Ａに接続し、回線６，７間の母線接続を行う。

なお、前記のように引き出し回線４は母線切り替え用断路器５に挟まれた回線内接続用母線２Ａから分岐をとり、隣接遮断器１と逆方向に回線間接続用母線３Ａ回線内接続母線２Ａとの間のスペースを用いて引き出し回線用母線４を引き出す。

更に、送電線に接続される引き出し母線４については、その端部に気中絶縁ブッシング１０を配置する。この場合、気中ブッシングの相配置（通常、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相と呼ばれる）の三相のブッシング軸を結ぶ軸線が、主母線群の主軸と平面的に平行となるように配置する。そして、前記図１乃至図３で説明した各機器は、図４の単線結線図に示すようにして、電気的に接続されている。

（２）実施形態の作用
以上の通り、本実施形態においては、回線内接続母線２Ａ，２Ｂおよび回線間接続主母線３Ａ，３Ｂを挟んで縦型遮断器１Ａ〜１Ｃ，１Ｄ〜１Ｆを垂直に配置することで、縦型遮断器１Ａ〜１Ｃ，１Ｄ〜１Ｆを母線とは逆方向に他の機器を分解することなく引き出すことが可能となり、点検・改修範囲のための作業範囲を大幅に縮小することで、保守に必要な作業時間、費用を低減することが可能となる。

また、隣接する各回線６，７を回線間接続母線３Ａ，３Ｂの同一軸線上に直列に配置することで、ＧＩＳ各回線の奥行き(幅)寸法が小さくなるため、その据付奥行き幅の縮小が可能となり、敷地取得費用やＧＩＳ建屋建設費用の低減が図れる。同時に各回線の奥行き(幅)が小さくなることで、引き出し回線用母線４を短縮することが可能となり、コストの低減が図られる。

従来のレイアウトでは引き出し母線４のスペースを確保するために、各回線６，７間に長い回線間接続主母線を必要としたが、各回線６，７を引き出し母線４方向に対し垂直に配置し各縦型遮断器１Ａ〜１Ｃ，１Ｄ〜１Ｆ間から分岐をとることとしたことで、引き出し母線４を配置するためのスペースが不要となると共に遮断器を避けて配置する必要もなくなる。その結果、引き出し母線や回線間接続主母線長の短縮が可能となりコストの低減が図られる。また、引き出し母線４の角度変更も不要となり、引き出し母線構成ユニット数の低減にも寄与する。

その上、本実施形態では、装置全体を単相母線構成とすると共に、回線内接続母線２Ａ，２Ｂ、回線間接続主母線３Ａ，３Ｂ及び引き出し母線４を上下４段に配置し、なかでも最下段と最上段に主母線３Ａ，３Ｂを配置し、中間に接続母線２Ａ、２Ｂを配置している。しかも、接続母線２Ａ，２Ｂそれぞれの三相を結ぶ軸線は、縦型遮断器１Ａ〜１Ｃ，１Ｄ〜１Ｆから出た水平取り合い母線の軸線とずらしている。

こうすることによりすべての母線は立体交差が可能であり、しかも装置全体の奥行き（幅）寸法は単相母線３本分＋遮断器幅で構成できる。これに対して、特許文献１の発明では、三相母線２本＋遮断器幅であるが三相母線は単相母線に比べ径寸法は１．５〜２倍あることから、実質的には、本実施形態の装置は特許文献１の装置と比べても同等以下のものである。

更に、超高圧変電所ではＧＩＳ列を挟んで一方が送電線側、もう一方が変圧器群で構成されることが多い。この点をも考慮し送電線側には気中絶縁ブッシング１０を配置し、反対側にも引き出し母線４を配置して変圧器等に接続できるようにしている。この場合、遮断器上部を引き出し母線４が通過するため遮断器の点検性が損なわれることに配慮して、遮断器は引き出し母線の反対側に配置している。よって、拡張性が高くしかもコンパクトなガス絶縁開閉装置を実現できる。

本発明のガス絶縁開閉装置の一実施の形態を示す平面図である。 図１のガス絶縁開閉装置の正面図である。 図１のガス絶縁開閉装置の縦型遮断器部分の側面図である。 図１のガス絶縁開閉装置の単線結線図である。 従来のガス絶縁開閉装置の一例を示す平面図である。

符号の説明

１…回線の遮断器
１Ａ…第１の回線の第１遮断器
１Ｂ…第１の回線の第２遮断器
１Ｃ…第１の回線の第３遮断器
１Ｄ…第２の回線の第１遮断器
１Ｅ…第２の回線の第２遮断器
１Ｆ…第２の回線の第３遮断器
２Ａ…回線内接続用主母線
２Ｂ…回線内接続用主母線
３Ａ…回線間接続主母線
３Ｂ…回線間接続主母線
４…引き出し回線母線
５…主母線断路器
６…第１の回線
７…第２の回線回線
８…引き出し回線
９…遮断器の口出し
１０…気中絶縁ブッシング

Claims (4)

1. 回線間接続主母線を介して接続された第１と第２の回線を備え、第１と第２の回線のそれぞれには、第１、第２及び第３の遮断器が第１及び第２の回線内接続母線を介して電気的に直列接続され、第１及び第３の遮断器はその一端が回線間接続主母線に接続され、また第１の回線内接続母線における第１の遮断器と第２の遮断器の間及び第２の回線内接続母線における第２と第３の遮断器の間から引き出し回線が導出されている１−１／２遮断器方式のガス絶縁開閉装置において、
   第１と第２の回線内接続母線、引き出し母線、各遮断器及び回線間接続主母線をそれぞれ単相機器によって構成し、かつ第１と第２の回線内接続母線、引き出し母線及び回線間接続主母線については、それぞれ３相分の母線を同一平面上において平行に配設し、
   第１と第２の回線内接続母線及び回線間接続主母線については、各相の母線の主軸が同一方向にしかも平面的に略重なるように、かつ、第１と第２の回線内接続母線及び回線間接続主母線が上下に重なり合うように配置し、
   前記引き出し母線を、第１と第２の回線内接続母線及び回線間接続主母線の主軸方向と交差する方向に、かつ第１と第２の回線内接続母線及び回線間接続主母線と上下に重なり合うように配置し、
   前記各回線の第１乃至第３の遮断器を上下の口出しを備えた縦型遮断器によって構成し、これら第１乃至第３の縦型遮断器を前記第１と第２の回線内接続母線及び回線間接続主母線の側方に、その配列方向が前記第１と第２の回線内接続母線及び回線間接続主母線の主軸の方向と平行になるように配置したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 前記回線内接続母線に接続した引き出し母線の導出方向と回線内接続母線を挟んで反対位置に、前記第１乃至第３の縦型遮断器の少なくとも１つを配置したことを特徴とする請求項１記載のガス絶縁開閉装置。
3. 各相の引き出し母線の先端に気中絶縁ブッシングを接続し、この３相分の気中絶縁ブッシングのブッシング軸を結ぶ軸線が前記主母線群の主軸と平面的に平行となるように配置したことを特徴とする請求項１記載のガス絶縁開閉装置。
4. 前記第１の回線においては、第１の遮断器の上部口出しと第２の遮断器の上部口出しを第１の回線内接続母線に接続し、第２の遮断器の下部口出しと第３遮断器の下部口出しを第１の回線内接続母線に対して接続し、
   第１の回線の第１遮断器の下部口出しと第２の回線の第３の遮断器の下部口出しを回線間接続主母線に接続し、第１の回線の第３の遮断器の上部口出しと第２の回線の第１の遮断器の上部口出しを回線間接続主母線に接続したことを特徴とする請求項１記載のガス絶縁開閉装置。

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