JP5638726B1 - ガス絶縁スイッチギヤ - Google Patents

Abstract

遮断器２と断路器１とを収容すると共に絶縁性ガスが封入された圧力タンク３と、前記圧力タンク３の外部に設置され前記遮断器２を操作する遮断器操作機構７と、前記圧力タンク３の外部に設置され前記断路器１を操作する断路器操作機構６とを一体構造体として、筐体９内に収容し、前記圧力タンク３に接続される母線４の母線接続部１０と外線ケーブル５の外線ケーブル接続部１１の位置に応じて前記一体構造体を回転して位置決めし得るようにした。

Description

この発明は、電力の送配電及び受電設備などに用いられるガス絶縁スイッチギヤに関するものである。

ガス絶縁スイッチギヤは、受変電設備を構成する主要機器であり、信頼性、安全性及び保守点検の省力化だけでなく、小型化および低コスト化が求められている。また、ガス絶縁スイッチギヤは、受変電設備の他の装置の配置の都合上、様々な制約を受けている。
例えば、ガス絶縁スイッチギヤへの外線ケーブルの引き込み位置を上部とするのか、下部とするのかということである。
従来のガス絶縁スイッチギヤにおいては、外線ケーブルの引き込み位置が上下のいずれであっても同一の部品で対応できるようにして低コスト化を図っている（例えば、特許文献１参照）。
すなわち、床面上にベースを介して設置された制御盤の後方に遮断器本体を設置し、遮断器の中心軸の高さを、遮断器の中心軸から母線容器の上面までの寸法とベースの高さの寸法の合計よりも大きな寸法となるように設定し、操作器を全体の中心に配置したものである。このように設定することによって、外部ケーブルの引き込み位置に係らず同一構成品で対応でき、標準化が可能となり、製作が容易になると同時に低コスト化の効果が得られるものである。

実開平５−７４１０９号公報（第１頁、図１）

前述のガス絶縁スイッチギヤでは、遮断器を中心に上下を反転しても問題とならないように、遮断器の下部に十分な空間を形成し、操作器を全体の中心に配置することによって低コスト化を達成しているが、過剰なスペースを必要とするため、装置が大型になるという問題があった。

本発明はガス絶縁スイッチギヤに対する外線ケーブルの引込み方向の上下に対応し、かつ、従来よりも高さ寸法を小さくすることができるガス絶縁スイッチギヤを提供することを目的とする。

本発明に係るガス絶縁スイッチギヤは、内部に遮断器と断路器とを収容すると共に絶縁性ガスが封入された圧力タンク、前記圧力タンクの外部に設置され前記遮断器を操作する遮断器操作機構、前記圧力タンクの外部に設置され前記断路器を操作する断路器操作機構、及び前記圧力タンクと前記遮断器操作機構と前記断路器操作機構とを収容する筐体を備え、前記圧力タンク、前記遮断器操作機構、及び前記断路器操作機構が一体構造体とされて前記筐体に収容され、前記圧力タンクに接続される母線の母線接続部と外線ケーブルの外線ケーブル接続部の位置に応じて前記一体構造体を回転して位置決めし得るようにしたものである。

本発明のガス絶縁スイッチギヤによれば、圧力タンク、遮断器操作機構、及び断路器操作機構が予め一体構造体とされ、かつ、筐体に対して外線ケーブルの引込み方向に応じて回転して支持するようにして収容するようにしたので、外線ケーブルの引込み方向の違いに関わらず同一のタンク構造を使用することができ、かつ、ガス絶縁スイッチギヤの高さを従来よりも縮小することが可能となる。
この発明の前記以外の目的、特徴、観点及び効果は、図面を参照する以下のこの発明の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。

本発明の実施の形態１によるガス絶縁スイッチギヤの、外線ケーブルを下から引き出すように用いた場合の、内部レイアウトを概略的に示す側面断面図である。 図１のガス絶縁スイッチギヤの具体的な製品構成を示す側面断面図である。 本発明の実施の形態１によるガス絶縁スイッチギヤの、外線ケーブルを上から引き出すように用いた場合の、内部レイアウトを概略的に示す側面断面図である。 図３のガス絶縁スイッチギヤの具体的な製品構成を示す側面断面図である。 本発明の実施の形態２によるガス絶縁スイッチギヤの内部レイアウトを概略的に示す側面断面図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に関わるガス絶縁スイッチギヤを、図１から図４に基づいて説明する。なお、図１は、本発明の実施の形態１によるガス絶縁スイッチギヤの内部レイアウトを概略的に示す側面断面図である。図２は、図１のガス絶縁スイッチギヤの具体的な製品構成を示す側面断面図である。図１及び図２では、遮断器に接続される外線ケーブルを下から引き出すように用いた場合の構造を示している。
図３は、本発明の実施の形態１によるガス絶縁スイッチギヤの内部レイアウトを概略的に示す側面断面図である。図４は、図３のガス絶縁スイッチギヤの具体的な製品構成を示す側面断面図である。図３及び図４では、外線ケーブルを上から引き出すように用いた場合の構造を示している。
なお、各図を通じて同一符号は、各々同一または相当部分を示すものである。

図１、図２に示すように、ガス絶縁スイッチギヤ１００は、断路器１と遮断器２とを内部に収容する圧力タンク３、母線４、外線ケーブル５、断路器１を操作する断路器操作機構６、遮断器２を操作する遮断器操作機構７、および制御回路を収容する制御箱８を筐体９内に収容して構成されている。ここで、断路器１は、断路器と接地開閉器の機能を一体にした三点断路器を表している。また、圧力タンク３は、金属製で内部に絶縁性ガスが封入されている。さらに、筐体９は、構成部品の周囲を取り囲むように、フレームとパネルによって構成されている。

また、圧力タンク３における外線ケーブル５との接続部には、外線ケーブル接続部としてのケーブル側ブッシング１０が設置され、圧力タンク３における母線４との接続部には、母線接続部としての母線側ブッシング１１が設置されている。また、筐体９における断路器操作機構６及び遮断器操作機構７の前面部には扉９ａが設けられ、制御箱８の前面側には扉９ｂが設けられている。なお、制御箱８の設置位置は外線ケーブル５の引き込み方向が変更されても変わらない。そして、ケーブル側ブッシング１０の外周には、同心状に装着された主回路電流の測定用センサであるＣＴ（変流器）１２が設置されている。なお、通電経路としては、外線ケーブル５、ケーブル側ブッシング１０、遮断器２、断路器１、母線側ブッシング１１、母線４の順に構成される。

前述の圧力タンク３、断路器操作機構６、及び遮断器操作機構７は予め一体化されて一体構造体となっている。しかも、筐体９に対して外線ケーブル５の引込み方向に応じて回転して支持して収容し、図２及び図４に示す何れの態様でも収容、固定できるように構成されている。図１、図２では、ガス絶縁スイッチギヤ１００の下部から外線ケーブル５を引込む構造を示し、図３、図４のガス絶縁スイッチギヤ１００Ａは外線ケーブル５を上方から引き込む構造を示している。したがって、前記圧力タンク３、断路器操作機構６、及び遮断器操作機構７による一体構造体は、上下反転させて支持される。筐体９は、天板９ｃと底板９ｄの形状ないしは構造を、外線ケーブル５の引き込み位置に応じて任意に変更できるようにしておくことで簡単に対応できる。例えば、天板９ｃと底板９ｄの何れにも外線ケーブル５を挿通するための開口部を設けておき、外線ケーブル５を挿通しない側の開口部に対しては、それを塞ぐための蓋を取り付けるようにするなど、既存の技術で適宜実施することができる。

一方、扉９ａを開けたときに表れる、断路器操作機構６と遮断器操作機構７の前方部に設置されている操作方向などを表示する文字板（図示省略）は、予め一体化されている圧力タンク３、断路器操作機構６、及び遮断器操作機構７の上下方向が反転されたときに、一緒に上下が反転すると具合が悪いので、文字板を、例えば裏面に接着材が設けられたシールによって作成しておき、上下方向が定まった後に貼付することなどで容易に対応できる。また、断路器操作機構６や遮断器操作機構７に付随する例えばカウンターなどは、圧力タンク３などの反転によって上下が逆向きになる際には、一旦、取り外して上下を合わせた姿勢で付け替えることで対応できる。

次に、圧力タンク３と外線ケーブル５及び母線４との接続例について説明する。
圧力タンク３の床面に設けられた貫通穴（図示省略）には外線ケーブル接続部である３相分のケーブル側ブッシング１０が気密性を確保して設けられている。外線ケーブル５は、ケーブル側ブッシング１０の内部を貫通する導体を介して圧力タンク３の内部の導体と電気的に接続されて電気経路が構成される。圧力タンク３の上面部の貫通穴（図示省略）には母線接続部である３相分の母線側ブッシング１１が、同様に気密性を確保して設けられている。母線４は、母線側ブッシング１１を貫通する導体を介して、圧力タンク３の内部の導体と接続され通電経路を構成する。母線４は、例えば固体絶縁母線であり、接地スクリーンが施されたものが好ましい。固体絶縁母線を使用することでガス処理が不要となる。母線４は母線側ブッシング１１に挿入し、ネジ止めのみで取り付けが可能であるため比較的狭い空間でも作業が可能である。

次に、ケーブル側ブッシング１０とそれに対応した外線ケーブル５を接続する場合の一般的な組合せを以下に示す。
Ａ．気中絶縁部を有するブッシングと気中端末ケーブル。
Ｂ．直線型スリップオン（Ｓｌｉｐ−ｏｎ）接続用ブッシング（オス）と直線型スリップオンケーブル（Ｓｌｉｐ−ｏｎ Ｃａｂｌｅ）（メス）。
Ｃ．直線型スリップオン接続用ブッシング（メス）と直線型スリップオンケーブル（オス）。
前記組合せのＡ、Ｂ、Ｃの何れもガス処理が不要である。また、それぞれの特徴として、Ａは端末処理が最も容易であるが端末距離が長く、ＢとＣは端末処理に少し時間を要するが端末距離が短いことが挙げられる。これらの特徴を踏まえてガス絶縁スイッチギヤの納入先の仕様に応じて選ぶことができる。

一方、図３に示したガス絶縁スイッチギヤ１００Ａは、外線ケーブル５を筐体９の上方から引込む場合の構成である。ガス絶縁スイッチギヤ１００Ａは、図１のガス絶縁スイッチギヤ１００において説明した圧力タンク３と圧力タンク３の外側に設置された断路器操作機構６及び遮断器操作機構７を一体で上下方向に反転させ、外線ケーブル５を上から引込むために筐体９の形状を変更したものである。そのため、ガス絶縁スイッチギヤ１００Ａの床面から母線４を設置するために必要最小限のスペースが確保できる高さに圧力タンク３及び断路器操作機構６及び遮断器操作機構７を取付けられるように筐体９に収容する機器類の取付部や固定部などの構造を予め両方の構成に対応できるように製作しておく。

前記のように、実施の形態１によれば、三点断路器１及び遮断器２を収納した圧力タンク３と断路器操作機構６及び遮断器操作機構７を外線ケーブル５の引込み方向に応じて一体で上下方向に反転できる構造とし、さらに筐体９の天板９ｃと底板９ｄを入れ替え可能にする等の変更で、下引込みの場合、外線ケーブル５のケーブル側ブッシング１０との接続に必要な端末距離を確保し、上引込みの場合、母線４を母線側ブッシング１１に接続するために必要な寸法をそれぞれスイッチギヤの床面から確保するだけで、圧力タンク３及び断路器操作機構６及び遮断器操作機構７を取付けることができ、従来よりも高さの小さいガス絶縁スイッチギヤを得ることができる。このガス絶縁スイッチギヤ１００、１００Ａは外線ケーブル５の引込み方向に関わらず同一の圧力タンク３及び操作機構を使用することができるため、組立の完全ユニット化による品質安定と量産化により従来よりも低コスト化が図れるという効果が得られる。

実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２によるガス絶縁スイッチギヤの内部レイアウトを概略的に示す側面断面図である。なお、この実施の形態２のガス絶縁スイッチギヤ１００Ｂは、ケーブル側ブッシング１０及び母線側ブッシング１１を床面に対して垂直な面に取付けられるように形状を変更した圧力タンク３Ａを用いるようにしたものである。図において、圧力タンク３Ａは、その前面側（図における左側）における断路器操作機構６及び遮断器操作機構７を取付けた面の上部及び下部にそれぞれ階段状の段差部３１、３２が形成された側面視凸字状に形成されている。階段状に形成された鉛直方向の一方の面を形成する段差部３１にはケーブル側ブッシング１０を、他方の鉛直方向の面を形成する段差部３２には母線側ブッシング１１が取付けられる。

このように、一方の段差部３１にはケーブル側ブッシング１０を取り付け、他方の段差部３２には母線側ブッシング１１を取り付けることで、実施の形態１で示したガス絶縁スイッチギヤ１００と比べて母線４を鉛直方向に三相配置するため筐体９の高さが大きくなるものの、ケーブル側ブッシング１０及び母線側ブッシング１１は共に水平方向に設置されるので、全体の高さはむしろ低くでき、しかも、母線４及び外線ケーブル５を筐体９の前面側から取付けることが可能となる。その他の構成は図１から図４に示す実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

前記のように構成された実施の形態２においては、実施の形態１と同様に、ガス絶縁スイッチギヤ１００Ｂについて外線ケーブル５を上方から引込む構造に変更する場合、圧力タンク３Ａと断路器操作機構６及び遮断器操作機構７を一体で上下方向に反転させ、筐体９に収容、固定することで、母線４を設置するために必要最小限のスペースが確保できる高さに圧力タンク３Ａ及び断路器操作機構６及び遮断器操作機構７が取付けられる。
この実施の形態２で示したガス絶縁スイッチギヤ１００Ｂを用いることで、実施の形態１で示した効果に加え、ガス絶縁スイッチギヤ１００Ｂの納入先で筐体９の前面側のスペースのみで据付作業を行うことができるため、設置スペースを従来よりも縮小することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。例えば、本発明に関するガス絶縁スイッチギヤの構成及びスイッチギヤを構成する機器、部品等は、図１〜図５に例示された構成に限定されるものでは無い。

Claims (2)

1. 内部に遮断器と断路器とを収容すると共に絶縁性ガスが封入された圧力タンク、前記圧力タンクの外部に設置され前記遮断器を操作する遮断器操作機構、前記圧力タンクの外部に設置され前記断路器を操作する断路器操作機構、及び前記圧力タンクと前記遮断器操作機構と前記断路器操作機構とを収容する筐体を備え、前記圧力タンク、前記遮断器操作機構、及び前記断路器操作機構が一体構造体とされて前記筐体に収容され、前記圧力タンクに接続される母線の母線接続部と外線ケーブルの外線ケーブル接続部の位置に応じて前記一体構造体を回転して位置決めし得るようにしたことを特徴とするガス絶縁スイッチギヤ。
2. 前記圧力タンクは、その前面側における上部及び下部にそれぞれ階段状の段差部が形成されてなり、前記母線接続部と前記外線ケーブル接続部が、上部側の前記段差部と下部側の前記段差部とに分けて設置されていることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁スイッチギヤ。

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