JP5269273B1 - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

ガス絶縁開閉装置１０は、遮断器４と、遮断器４に接続された母線側断路器１ａ，１ｂと、遮断器４に接続された線路側断路器６と、遮断器４が接続された側と反対側で線路側断路器６に接続された母線２ｂと、線路側断路器６の上部に接続された避雷器７と、母線２ｂの上部に配置された計器用変圧器８と、線路側断路器６および母線２ｂの下に形成された空間内に配置され、遮断器４、母線側断路器１ａ，１ｂ、および線路側断路器６の制御に用いられる開閉器制御箱９とを備える。

Description

本発明は、ガス絶縁開閉装置に関し、特に、構成機器の配置構成に関するものである。

電力系統の発変電分野で使用されるガス絶縁開閉装置は、絶縁性能および消弧性能に優れた六弗化硫黄ガス（ＳＦ₆ガス）等の消弧性ガスを密閉充填した金属圧力容器内に、開閉器、母線、計器用変流器、および計器用変圧器等の構成機器を収容し、互いに接続して構成され、これまで装置全体の大幅な縮小化が図られてきた。

しかしながら、近時の技術進歩の向上による構成機器の小形化および装置の信頼性向上を踏まえて、装置全体の更なる縮小化による経済性の向上が求められている。装置全体の縮小化の手段としては、構成機器自体の小型化の他、構成機器の配置適正化が挙げられる。

特許文献１の図１では、遮断器、母線側断路器、計器用変流器、および線路側断路器等の構成機器を備えたガス絶縁開閉装置が記載されている。

特開平７−１２３５４６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のガス絶縁開閉装置では、開閉器制御箱が構成機器の配置領域の外側に配置されているので、装置全体が大きくなり、設置スペースが増大するという問題があった。また、開閉器制御箱が構成機器の配置領域の外側に配置されるため、各構成機器から開閉器制御箱までをつなぐ配電線も機器配置によっては長くなってしまう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、設置スペースの縮小化および構成機器から開閉器制御箱までをつなぐ配電線の短縮化が可能なガス絶縁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、本発明に係るガス絶縁開閉装置は、遮断器と、この遮断器に接続された母線側断路器と、前記遮断器に接続された線路側断路器と、前記遮断器が接続された側と反対側で前記線路側断路器に接続された母線と、前記線路側断路器の上部に接続された第１の線路側機器と、前記母線の上部に配置された第２の線路側機器と、前記第１および第２の線路側機器の下方で前記線路側断路器および前記母線の下に形成された空間内に配置され、前記遮断器、前記母線側断路器、および前記線路側断路器の制御に用いられる開閉器制御箱と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、線路側断路器および母線の下に形成された空間内に開閉器制御箱を配置し、開閉器制御箱を構成機器の配置領域の内側に配置するようにしたので、ガス絶縁開閉装置の設置スペースの縮小化および構成機器から開閉器制御箱までをつなぐ配電線の短縮化が可能になる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す縦断面図である。 図２は、比較例に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す縦断面図である。 図３は、特許文献１に記載のガス絶縁開閉装置の構成を示す縦断面図である。 図４は、実施の形態２に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す縦断面図である。 図５は、実施の形態３に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す縦断面図である。 図６は、実施の形態４に係るガス絶縁開閉装置の構成を示す縦断面図である。

以下に、本発明の実施の形態に係るガス絶縁開閉装置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１．
図１は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１０の構成を示す縦断面図である。図１に示すように、ガス絶縁開閉装置１０は、遮断器４、遮断器用操作装置５、母線側断路器１ａ，１ｂ、母線２ａ、線路側断路器６、接地開閉器３、避雷器７、母線２ｂ、計器用変圧器８、および開閉器制御箱９を備えている。

遮断器４は、いわゆる縦型の遮断器である。すなわち、遮断器４は、軸方向に長寸の例えば円筒状の遮断器タンクをその軸線が設置面５０に対して垂直になるようにして配置され、この遮断器タンク内部の遮断部（図示せず）の開閉方向が上下方向（縦方向）となっている。遮断器４は、遮断器タンクの側面に、引出口４ａ〜４ｃを備えている。引出口４ａ，４ｂは、遮断器タンクの軸方向に所定の間隔で設けられ、水平かつ同一の方向に引出されている。また、引出口４ｃは引出口４ａ，４ｂと反対方向に引出されている。引出口４ａは引出口４ｂよりも上方に位置し、引出口４ｃは例えば引出口４ｂと略同じ高さに位置している。後述するように、引出口４ａ，４ｂには母線側機器群が接続され、引出口４ｃには線路側機器群が接続される。遮断器４には、例えばその下部側面に遮断器用操作装置５が設けられており、遮断器４は遮断器用操作装置５により開閉操作される。

遮断器４には、引出口４ａを介して母線側断路器１ａが接続されている。母線側断路器１ａには、母線（図示せず）が接続される。さらに、遮断器４には、引出口４ｂを介して母線側断路器１ｂが接続されている。母線側断路器１ｂには、母線（図示せず）が接続される。母線側断路器１ａ，１ｂにはそれぞれ断路器用操作装置（図示せず）が設けられている。母線側断路器１ａ，１ｂは冗長性を確保するために二重系を構成するものである。なお、冗長構成としない場合には、遮断器４に母線側断路器１ａ，１ｂのいずれか一方のみを接続する構成とすればよい。

引出口４ｃには、母線２ａが接続され、母線２ａには線路側断路器６が接続されている。母線２ａは、遮断器４と線路側断路器６とを接続する接続母線であり、遮断器４は母線２ａを介して線路側断路器６と接続されている。母線２ａは、設置面５０から所定の高さの位置に配置されている。また、線路側断路器６には、接地開閉器３が接続されている。図１では、接地開閉器３は、例えば線路側断路器６と一体に構成されている。別言すれば、線路側断路器６は接地開閉器３付の断路器である。

線路側断路器６は、いわゆる縦型の断路器である。すなわち、線路側断路器６は、そのタンクが上下方向（縦方向）に長寸で、タンク内部の断路部（図示せず）の開閉方向が上下方向（縦方向）となっている。線路側断路器６には断路器用操作装置（図示せず）が設けられている。線路側断路器６の上部には、例えば避雷器７が接続されている。

線路側断路器６には、母線２ａを介して遮断器４が接続された側と反対側の端部に母線２ｂが接続されている。母線２ｂの上部には、例えば計器用変圧器８が接続されている。母線２ｂは例えば四方向に端子を有し、線路側断路器６が接続された端子と逆方向に向いた端子には遮断器４と直交する方向に延伸する母線（一部のみ表示）が接続される。母線２ｂはその横方向の寸法が計器用変圧器８または避雷器７の横方向の寸法に概略等しい。

なお、避雷器７の上端は計器用変圧器８の上端よりも高い。また、避雷器７の上端がガス絶縁開閉装置１０の上端となっている。

上記のような配置構成のもとでは、計器用変圧器８の下方で母線２ｂの下および避雷器７の下方で線路側断路器６の下には一体に空間が形成され、開閉器制御箱９はこの空間内に配置される。図１では、開閉器制御箱９は、例えば計器用変圧器８の下方で母線２ｂの下に配置され、設置面５０上に置かれている。

開閉器制御箱９は、遮断器４の遮断器用操作装置５、母線側断路器１ａ，１ｂの各断路器用操作装置（図示せず）、および線路側断路器６の断路器用操作装置（図示せず）等の開閉器用操作装置と配電線（図示せず）で接続され、遮断器４、母線側断路器１ａ，１ｂ、および線路側断路器６等の開閉器の監視制御に用いられる監視制御盤を含んでいる。

本実施の形態では、遮断器４に対して線路側に配置される線路側機器群に関し、線路側断路器６の上部に避雷器７を設け、線路側断路器６の片側端部に接続される母線２ｂの上部に計器用変圧器８を設けることにより、避雷器７および計器用変圧器８の下方で線路側断路器６および母線２ｂの下に開閉器制御箱９の設置スペースを確保することができる。

従って、本実施の形態によれば、開閉器制御箱９を装置内側（詳細には、開閉器制御箱９を除く構成機器の配置領域内側）に形成された設置スペース内に収納することができ、装置長さ方向（図１の横方向）の寸法を縮小化し、装置全体の設置スペースを縮小化することが可能となる。

また、本実施の形態では、遮断器４および線路側断路器６をそれぞれ縦型としている。これにより、装置長さ方向（図１の横方向）の寸法がより縮小化されるので、装置全体の設置スペースをより縮小化することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、開閉器制御箱９を装置内側に収納することができるため、開閉器制御箱９と各開閉器（遮断器４、母線側断路器１ａ，１ｂ、線路側断路器６等）とをつなぐ配電線（図示せず）を全体として短縮することが可能となる。さらにまた、本実施の形態は、開閉器制御箱９の高さを抑えることにより、保守点検性にも優れる。

また、本実施の形態では、開閉器制御箱９は例えば計器用変圧器８の下方で母線２ｂの下に配置されている。これにより、開閉器制御箱９への到達が容易となり、保守点検性にも優れる。なお、開閉器制御箱９の高さを短寸に調整した後、開閉器制御箱９を例えば避雷器７の下方で線路側断路器６の下、または、母線２ａの下に配置することもできる。

また、本実施の形態では、線路側断路器６の上部に避雷器７を配置し、母線２ｂの上部に計器用変圧器８を配置するようにしたが、避雷器７と計器用変圧器８の配置を相互に入れ替えてもよい。

さらにまた、線路側断路器６の上部および母線２ｂの上部に配置する線路側機器を避雷器７および計器用変圧器８以外の機器としてもよく（例えば、接地開閉器等）、少なくとも母線２ｂの下に開閉器制御箱９が収納可能な設置スペースが確保できればよい。

図２は、比較例に係るガス絶縁開閉装置１００の構成を示す縦断面図である。なお、図２では、図１に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、主に図１の構成との差異のみ説明する。図２に示すように、ガス絶縁開閉装置１００では、線路側断路器６の上部に避雷器７は配置されておらず、避雷器７は母線２ｂの下部に接続されている。そして、開閉器制御箱９は、装置外側（詳細には、遮断器４、母線側断路器１ａ，１ｂ、母線２ａ、接地開閉器３、線路側断路器６、避雷器７、母線２ｂ、計器用変圧器８等の構成機器の配置領域外側）に配置されている。そのため、ガス絶縁開閉装置１００では、本実施の形態と比較して、設置スペースが増大するという問題がある。

図３は、特許文献１に記載のガス絶縁開閉装置１０１の構成を示す縦断面図である。なお、図３では、図１に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、主に図１の構成との差異のみ説明する。図３に示すように、ガス絶縁開閉装置１０１では、引出口４ｃは引出口４ａと略同じ高さに配置され、引出口４ｃには母線２が接続され、母線２には線路側断路器６ａが接続されている。線路側断路器６ａはいわゆる縦型の断路器であり、設置面５０上に置かれ、接地開閉器３ａが接続されている。また、遮断器４の下部側面には遮断器用操作装置５が設けられている。遮断器用操作装置５は縦方向よりも横方向に長寸であり、遮断器用操作装置５の端部には横置きで開閉器制御箱９が配置されている。その結果、開閉器制御箱９は、装置外側（詳細には、遮断器４、母線側断路器１ａ，１ｂ、母線２、接地開閉器３ａ、線路側断路器６ａ等の構成機器の配置領域外側）に配置されることとなる。そのため、ガス絶縁開閉装置１０１では、本実施の形態と比較して、設置スペースが増大するという問題がある。

実施の形態２．
図４は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１１の構成を示す縦断面図である。図４に示すように、ガス絶縁開閉装置１１は、遮断器２４、遮断器用操作装置５、母線側断路器１ａ，１ｂ、母線２２ａ〜２２ｃ、線路側断路器２６、接地開閉器３ａ，３ｂ、高速接地開閉器３ｃ、避雷器７、計器用変圧器８、および開閉器制御箱９を備えている。なお、図４では、図１に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付している。

遮断器２４は、いわゆる横型の遮断器であり、架台４０上に載置されている。すなわち、遮断器２４は、軸方向に長寸の例えば円筒状の遮断器タンクをその軸線が設置面５０に対して水平になるようにして配置され、この遮断器タンク内部の遮断部（図示せず）の開閉方向が水平方向（横方向）となっている。遮断器２４の遮断器タンクの側面には、例えば二つの引出口２４ａ，２４ｂが設けられている。引出口２４ａ，２４ｂは、遮断器タンクの軸方向に所定の間隔で設けられ、いずれも上方に引出されている。後述するように、引出口２４ａには母線側機器群が接続され、引出口２４ｂには線路側機器群が接続される。遮断器２４には、例えばその軸方向の一端面に遮断器用操作装置５が設けられており、遮断器２４は遮断器用操作装置５により開閉操作される。

遮断器２４には、引出口２４ａを介して母線２２ａが接続されている。母線２２ａは、上下方向（縦方向）に長寸で、上下に間隔をあけて水平かつ同一方向に引出された二つの引出口２３ａ，２３ｂを有している。母線２２ａには、母線用の接地開閉器３ａが接続される。引出口２３ａには母線側断路器１ａが接続され、母線側断路器１ａには母線（図示せず）が接続される。引出口２３ｂには母線側断路器１ｂが接続され、母線側断路器１ｂには母線（図示せず）が接続される。母線２２ａは、遮断器２４と母線側断路器１ａ，１ｂとを接続する接続母線であり、遮断器２４は母線２２ａを介して母線側断路器１ａ，１ｂと接続されている。母線側断路器１ａ，１ｂにはそれぞれ断路器用操作装置（図示せず）が設けられている。母線側断路器１ａ，１ｂは冗長性を確保するために二重系を構成するものである。なお、冗長構成としない場合には、遮断器２４に母線側断路器１ａ，１ｂのいずれか一方のみを接続する構成とすればよい。

引出口２４ｂには、母線２２ｃが接続されている。母線２２ｃの横方向の寸法は、例えば引出口２４ｂの直径と同程度である。母線２２ｃには、母線２２ａと反対側の側面端部に線路側断路器２６が接続されている。また、母線２２ｃには、線路用の接地開閉器３ｂが接続されている。母線２２ｃは、遮断器２４と線路側断路器２６とを接続する接続母線であり、遮断器２４は母線２２ｃを介して線路側断路器２６と接続されている。

線路側断路器２６は、いわゆる横型の断路器である。すなわち、線路側断路器２６は、そのタンクが水平方向（横方向）に長寸で、タンク内部の断路部（図示せず）の開閉方向が水平方向（横方向）となっている。また、線路側断路器２６には、例えば高速接地開閉器（Fast Earth Switching）３ｃが接続されている。高速接地開閉器３ｃは、アーク電流を強制的に消滅させて高速再閉路を可能とするものである。図４では、高速接地開閉器３ｃは、例えば線路側断路器２６と一体に構成されている。別言すれば、線路側断路器２６は高速接地開閉器３ｃ付の断路器である。線路側断路器２６には断路器用操作装置（図示せず）が設けられている。線路側断路器２６の上部には、例えば避雷器７が接続されている。

線路側断路器２６には、母線２２ｃを介して遮断器２４が接続された側と反対側の端部に母線２２ｂが接続されている。母線２２ｂの上部には、例えば計器用変圧器８が接続されている。母線２２ｂは例えば三方向に端子を有し、線路側断路器２６が接続された端子と逆方向に向いた端子には遮断器２４と同方向に延伸する母線（一部のみ表示）が接続される。母線２２ｂはその横方向の寸法が計器用変圧器８または避雷器７の横方向の寸法に概略等しい。

なお、避雷器７の上端は計器用変圧器８の上端よりも高い。また、避雷器７の上端がガス絶縁開閉装置１１の上端となっている。

上記のような配置構成のもとでは、計器用変圧器８の下方で母線２２ｂの下および避雷器７の下方で線路側断路器２６の下には一体に空間が形成され、開閉器制御箱９はこの空間内に配置される。図４では、開閉器制御箱９は、例えば計器用変圧器８の下方で母線２２ｂの下に配置され、設置面５０上に置かれている。

開閉器制御箱９は、遮断器２４の遮断器用操作装置５、母線側断路器１ａ，１ｂの各断路器用操作装置（図示せず）、および線路側断路器２６の断路器用操作装置（図示せず）等の開閉器用操作装置と配電線（図示せず）で接続され、遮断器２４、母線側断路器１ａ，１ｂ、および線路側断路器２６等の開閉器の監視制御を行う監視制御盤を含んでいる。

本実施の形態では、遮断器２４に対して線路側に配置される線路側機器群に関し、線路側断路器２６の上部に避雷器７を設け、線路側断路器２６の片側端部に接続される母線２２ｂの上部に計器用変圧器８を設けることにより、避雷器７および計器用変圧器８の下方で線路側断路器２６および母線２２ｂの下に開閉器制御箱９の設置スペースを確保することができる。

従って、本実施の形態によれば、開閉器制御箱９を装置内側（詳細には、開閉器制御箱９を除く構成機器の配置領域内側）に形成された設置スペース内に収納することができ、装置長さ方向（図１の横方向）の寸法を縮小化し、装置全体の設置スペースを縮小化することが可能となる。

また、本実施の形態では、遮断器２４および線路側断路器２６をそれぞれ横型としている。これにより、装置高さ方向（図４の縦方向）の寸法も抑制することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、開閉器制御箱９を装置内側に収納することができるため、開閉器制御箱９と各開閉器（遮断器２４、母線側断路器１ａ，１ｂ、線路側断路器２６等）とをつなぐ配電線（図示せず）を全体として短縮することが可能となる。さらにまた、本実施の形態は、開閉器制御箱９の高さを抑えることにより、保守点検性にも優れる。

また、本実施の形態では、開閉器制御箱９は例えば計器用変圧器８の下方で母線２２ｂの下に配置されている。これにより、開閉器制御箱９への到達が容易となり、保守点検性にも優れる。なお、開閉器制御箱９の高さを短寸に調整した後、開閉器制御箱９を例えば避雷器７の下方で線路側断路器２６の下に配置するようにしてもよい。

実施の形態３．
図５は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１２の構成を示す縦断面図である。なお、図５では、図４に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、主に図４の構成との差異のみ説明する。

図５に示すように、本実施の形態では、線路側断路器２６の上部に計器用変圧器８を配置し、母線２２ｂの上部に避雷器７を配置している。すなわち、図４と比較すると、避雷器７と計器用変圧器８の配置が相互に入れ替わっている。

本実施の形態のその他の構成は、図４に示す実施の形態２と同様であり、本実施の形態は、実施の形態２と同様の効果を奏する。

なお、実施の形態２，３では、線路側断路器２６および母線２２ｂの上部に配置する線路側機器を避雷器７および計器用変圧器８としたが、これら以外の機器としてもよく、少なくとも母線２２ｂの下に開閉器制御箱９が収納可能な設置スペースが確保できればよい。

実施の形態４．
図６は、本実施の形態に係るガス絶縁開閉装置１３の構成を示す縦断面図である。なお、図６では、図４に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、主に図４の構成との差異のみ説明する。

図６に示すように、本実施の形態では、線路側断路器２６の上部に高抵抗型避雷器７ａを配置している。高抵抗型避雷器７ａは、避雷器に使用される酸化亜鉛素子等の電圧非直線抵抗素子が通常のものよりも高抵化されたもの（高抵抗素子）であり、素子の小径化により平坦性が改善され、避雷器の高さの短寸化を可能とするものである。そのため、高抵抗型避雷器７ａの縦方向の長さは、図４の避雷器７の縦方向の長さよりも短くなっており、その結果、高抵抗型避雷器７ａの上端は計器用変圧器８の上端よりも低くなっている。

高抵抗型避雷器７ａを採用することにより、装置高さの制約となっている避雷器長さが短くなり、装置全体の高さを低く抑えることができるため、ガス絶縁開閉装置１３の低重心化が図れる。

また、装置高さが高くなると、輸送時の積載条件を守れなくなる可能性があり、機器を分割して輸送する必要が生ずるが、高抵抗型避雷器７ａを採用することにより、装置の一体輸送が可能となる。

なお、高抵抗型避雷器７ａと計器用変圧器８の配置を相互に入れ替えることも可能である。

本実施の形態のその他の構成および効果は、実施の形態２と同様である。また、高抵抗型避雷器７ａは、実施の形態１にも適用することができる。

本発明は、設置スペースの縮小化を図ったガス絶縁開閉装置として有用である。

１ａ，１ｂ 母線側断路器、２ａ，２ｂ，２２ａ〜２２ｃ 母線、３，３ａ，３ｂ 接地開閉器、３ｃ 高速接地開閉器、４，２４ 遮断器、４ａ〜４ｃ，２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ 引出口、５ 遮断器用操作装置、６，６ａ，２６ 線路側断路器、７ 避雷器、７ａ 高抵抗型避雷器、８ 計器用変圧器、９ 開閉器制御箱、１０〜１３，１００，１０１ ガス絶縁開閉装置、４０ 架台、５０ 設置面。

Claims (9)

1. 遮断器と、
   この遮断器に接続された母線側断路器と、
   前記遮断器に接続された線路側断路器と、
   前記遮断器が接続された側と反対側で前記線路側断路器に接続された母線と、
   前記線路側断路器の上部に接続された第１の線路側機器と、
   前記母線の上部に配置された第２の線路側機器と、
   前記第１および第２の線路側機器の下方で前記線路側断路器および前記母線の下に形成された空間内に配置され、前記遮断器、前記母線側断路器、および前記線路側断路器の制御に用いられる開閉器制御箱と、
   を備えることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 前記第１の線路側機器は避雷器であり、前記第２の線路側機器は計器用変圧器であることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
3. 前記第１の線路側機器は計器用変圧器であり、前記第２の線路側機器は避雷器であることを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁開閉装置。
4. 前記避雷器の上端の位置が前記計器用変圧器の上端の位置よりも低いことを特徴とする請求項２または３に記載のガス絶縁開閉装置。
5. 前記遮断器は、当該遮断器の開閉方向が上下方向である縦型の遮断器であり、
   前記線路側断路器は、当該線路側断路器の開閉方向が上下方向である縦型の断路器であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
6. 前記遮断器は、水平に引出された第１の引出口およびこの第１の引出口と反対方向に引出された第２の引出口が設けられた上下方向に長寸の遮断器タンクを有し、
   前記第１の引出口には前記母線側断路器が接続され、
   前記第２の引出口には接続母線を介して前記線路側断路器が接続されることを特徴とする請求項５に記載のガス絶縁開閉装置。
7. 前記遮断器は、当該遮断器の開閉方向が水平方向である横型の遮断器であり、
   前記線路側断路器は、当該線路側断路器の開閉方向が水平方向である横型の断路器であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。
8. 前記遮断器は、いずれも上方に引出された第１および第２の引出口が設けられた水平方向に長寸の遮断器タンクを有し、
   前記第１の引出口には第１の接続母線を介して前記母線側断路器が接続され、
   前記第２の引出口には第２の接続母線を介して前記線路側断路器が接続されることを特徴とする請求項７に記載のガス絶縁開閉装置。
9. 前記開閉器制御箱は、前記第２の線路側機器の下方で前記母線の下に配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置。

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