JP5783941B2 - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、遮断器ユニット、引き出し回路ユニットおよび主母線の配置構成に改良を加えたガス絶縁開閉装置に関する。

ガス絶縁開閉装置は、絶縁性及び消弧性に優れたガスを密閉容器に充填し、前記密閉容器内に遮断器および断路器などを収納するとともに、主母線などの機器を組合せることで構成されている。この種の開閉装置は気中絶縁方式の開閉装置に比べて小型化が容易である。中でも、複数の機器をユニット化したガス絶縁開閉装置は、優れたコンパクト化を発揮することができる。

また近年では、地価高騰などを背景として変電所の建設用地の縮小化が望まれている。そのため変電所には、小型化に優れたガス絶縁開閉装置が多用されている。さらに最近の変電所では、屋内型のガス絶縁開閉装置の建屋を含めたものが知られている。したがって、ガス絶縁開閉装置の建屋面積は厳しい制約を受ける傾向にある。その結果、ガス絶縁開閉装置には一層の小型化が要求されている。

以下、遮断器を含む遮断器ユニットと、外部受電端子を含む引き出し回路ユニットを備えたガス絶縁開閉装置について、図１０を用いて説明する。図１０はガス絶縁開閉装置の代表的な単線結線図である。図１０に示すように、ガス絶縁開閉装置には複数の機器を１台のユニットとして、合計２０台のユニットが配置されている。２０台のユニットの内訳は、遮断器ユニット５〜１６が１２台、引き出し回路ユニット１７〜２４が８台である。

また、２０台のユニットは、３台の遮断器ユニットと２台の引き出し回路ユニットからなる５台のユニット群を１つの上位ユニットとして、４つの上位ユニット１〜４に分かれている。これら上位ユニット１〜４が１つの単位となって、第１および第２の主母線２５、２６に接続されている。

遮断器ユニットは、ガス遮断器２７と、計器用変流器２８、２９と、主母線接地開閉器付きの断路器３０、３１とから構成されている。引き出し回路ユニットには、接地開閉器付きの断路器３２と、引き出し回路用の接地開閉器３３と、計器用変圧器３４と、外部受電端子３５と、接続母線３６とから構成されている。外部受電端子３５には、例えばケーブル端末部やブッシングなどがある。

続いて図１１を参照して、ガス絶縁開閉装置全体の機器配置について説明する。図１１に示すように、上位ユニット１〜４は図１１の左右方向に並んでおり、且つ互いに一定距離、離れて配置されている。上位ユニット１〜４の構成要素である各ユニットのユニット軸線（ユニットを構成する機器の接続軸線）は、図１１の左右方向に延びている。また、各ユニットのユニット軸線は上位ユニット１〜４同士で同一軸線上となり、且つ互いに平行に配置されている。

また、主母線２５、２６はともに上位ユニット１〜４の外側（第１の主母線２５が図１１の下側、第２の主母線２６が図１１の上側）に配置されている。これら主母線２５、２６は図１１の左右方向に沿って互いに平行に配置されている。

さらに、主母線２５、２６には所定の間隔を持って、接続軸線が水平な接続母線３７、３８が取り付けられている。このうち、接続母線３７を介して第１の主母線２５に対し遮断器ユニット５、８、１１、１４が接続されている。また、接続母線３８を介して第２の主母線２６に対し遮断器ユニット７、１０、１３、１６が接続されている。

また、図１１に示した従来例では、上位ユニット３の引き出し回路ユニット２１、２２にＬ字状の接続母線４５、４６を介してブッシング３９、４０が接続されている。ブッシング４０は第１の主母線２５の外側（図１１の下側）に配置され、ブッシング３９は第２の主母線２６の外側（図１１の上側）に配置されている。

なお、ブッシング３９、４０が接続される引き出し回路ユニット２１と２２の位置関係は、ユニット２１が図１１の下側、ユニット２２が図１１の上側である。このとき、図１１下側のユニット２１に接続されるブッシング３９が図１１上側に位置し、図１１上側のユニット２２に接続されるブッシング４０が図１１下側に位置している。そのため、ユニット２１、２２とブッシング３９、４０とを結ぶ接続母線４５、４６はＬ字状であって、互いに交差して配置されている。

特開平０５−１３０７１７号公報

しかしながら、図１１に示したガス絶縁開閉装置には次のような問題点が指摘されていた。すなわち、上位ユニット１〜４は、５台のユニットを図１１の上下方向に並べて配置したので、図１１の上下方向に十分に長い。しかも、図１１の従来例では主母線２５、２６を上位ユニット１〜４の両脇に配置している。さらに、主母線２５、２６は接地開閉器４１、４３および計器用変圧器４２、４４を有するため、その分だけ図１１の上下方向に膨らむことになる。したがって、図１１のガス絶縁開閉装置は幅寸法Ｗが大きくなっていた。その結果、装置の建屋面積の大型化を招いており、変電所の建設面積を増大させていた。

また、図１１の従来例では、ブッシング３９、４０と引き出し回路ユニット２１、２２とを接続する接続母線４５、４６が、互いに交差していた。したがって、接続母線４５、４６における交差部分の機器構成が複雑化し易く、装置の製造コストを増大させる要因となっていた。このため、シンプルな構成で回線を引き出すことが望まれていた。

ところで、ガス絶縁開閉装置においては、各機器を操作するための操作箱が例えば遮断器ユニットの主母線接地開閉器付きの断路器３０、３１や、引き出し回路ユニットの、接地開閉器付きの断路器３２、引き出し回路用の接地開閉器３３の近傍に点在配置されているのが一般的である。図１１のガス絶縁開閉装置にも勿論、機器操作用の操作箱が配置されるが、上位ユニット１〜４が２本の主母線２５、２６に囲まれているため、次のような不具合があった。すなわち、操作箱の設置場所によっては、作業員が主母線２５、２６を回り込んで操作箱に接近しなくてはならなかった。その結果、作業員が操作箱に接近する際の巡路が長くなり、各機器の操作および保守・点検を効率よく行えないことがあった。

本実施形態のガス絶縁開閉装置は、以上の課題を解消するために提案されたものである。本実施形態の目的は、小型化により建屋面積を小さくして変電所建設面積の縮小化に寄与し、シンプルな回線引き出しを実現して低廉化を図ると共に、機器の操作性および保守・点検性を向上させたガス絶縁開閉装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本実施形態のガス絶縁開閉装置は、次の（ａ）〜（ｈ）を有することを特徴とする。
（ａ）同じ向きでほぼ平行に上下２つの口出し部が形成された縦型の遮断器と、各口出し部に接続し水平方向に延びる接続軸線を持つ上下２つの断路器とを備えた複数の遮断器ユニット。
（ｂ）外部受電端子を備え、両脇から前記遮断器ユニットによって挟まれるように配置した引き出し回路ユニット。
（ｃ）前記引き出し回路ユニットに設けられ、当該引き出し回路ユニットの両脇に位置する前記遮断器ユニットの上側の断路器同士あるいは下側の断路器同士を接続する第１の接続母線。
（ｄ）前記遮断器ユニットと前記引き出し回路ユニットとを交互に直列に接続し、且つ両端部に前記遮断器ユニットを配置し、両端部の前記遮断器ユニットにおける２つの断路器のうちの一方にのみ、隣接する前記引き出し回路ユニットの前記第１の接続母線を接続してなる上位ユニット。
（ｅ）前記上位ユニットの両端部に配置した前記遮断器ユニットにおいて前記第１の接続母線と接続していない側の前記断路器に接続するとともに、前記第１の接続母線の上方又は下方に位置する第２の接続母線。
（ｆ）前記第２の接続母線に接続し、上下２つの前記断路器の各接続軸線を含む平面上にその母線軸を配置した主母線。
（ｇ）前記遮断器ユニットの上下２つの断路器の内、前記第１の接続母線を介して前記主母線が接続された側の断路器には、前記主母線と反対方向側に主母線接地用の接地開閉器および計器用変圧器を接続する。
（ｈ）これら接地開閉器および計器用変圧器の接続軸線は前記遮断器ユニットのユニット軸線とほぼ平行に配置し、且つユニット軸線よりも短く設定する。

第１の実施形態の平面図 第１の実施形態の正面図 第１の実施形態における上位ユニットの正面図 図３のＸ−Ｘ矢視図 第１の実施形態における遮断器ユニットの側面図 第１の実施形態における引き出し回路ユニットの側面図 第２の実施形態における上位ユニットの正面図 図７のＹ−Ｙ矢視図 第３の実施形態における上位ユニットの平面図 従来のガス絶縁開閉装置の代表的な単線結線図 従来のガス絶縁開閉装置の平面図

（１）第１の実施形態
［構成］
図１〜図６を参照して、第１の実施形態を構成する機器の配置について説明する。第１の実施形態は構成機器の配置に関して改良を加えたものであって、構成機器自体は図１０、図１１にて示した従来例の構成機器と同様である。そのため、従来例と同一部材については同一符号を付している。

図１に示すように、上位ユニット１〜４が図１の左右方向に並んでおり、且つ互いに一定距離、離れて配置されている。上位ユニット１〜４の構成要素である各ユニットのユニット軸線（ユニットを構成する機器の接続軸線）は、図１の上下方向に延びている。また、全てのユニット軸線は互いに平行に配置されている。

また、図１に示すように、上位ユニット３の引き出し回路ユニット２１、２２にはブッシング３９、４０が接続されている。ブッシング４０は図１の下側に配置され、ブッシング３９は図１の上側に配置されている。ブッシング３９の引き出し軸線は引き出し回路ユニット２１のユニット軸線と同一直線上にあり、ブッシング４０の引き出し軸線は引き出し回路ユニット２２のユニット軸線と同一直線上にある。これらブッシング３９、４０の引き出し軸線は互いにほぼ平行であって、且つ１８０度反対方向を向くように配置されている。このため、ユニット２１、２２とブッシング３９、４０とを結ぶ接続母線４７、４８は、図１の上下方向に延びる直線状であり、互いに平行に配置されている。

図２に示すように、第１の主母線２５は上位ユニット１〜４の上方に配置され、第２の主母線２６は上位ユニット１〜４の下方に配置されている。すなわち、主母線２５、２６は上位ユニット１〜４を上下方向から挟むようにして平行に配置されている。さらに主母線２５、２６は、遮断器ユニット５〜１６の断路器３０、３１の各接続軸線を含む平面上にその母線軸が配置されている。

また、図２〜図４に示すように、上位ユニット１では、遮断器ユニット５と遮断器ユニット６の下側の断路器３１同士が、引き出し回路ユニット１７の接続母線３６によって一直線上に接続されている。また、上位ユニット１では、遮断器ユニット６と遮断器ユニット７の上側の断路器３０同士が、引き出し回路ユニット１８の接続母線３６によって一直線上に接続されている。

さらに、上位ユニット１の一端部（図２〜図４の左端部）に位置する遮断器ユニット５において、引き出し回路ユニット１７の接続母線３６と接続していない側の上側の断路器３０には、接続母線３７（図２、図３に図示）が接続されている。この接続母線３７の上部に第１の主母線２５が接続されている。

また、上位ユニット１の他端部（図２〜図４の右端部）に位置する遮断器ユニット７において、引き出し回路ユニット１８の接続母線３６と接続していない側の下側の断路器３１には、接続母線３８（図２、図３に図示）が接続されている。この接続母線３８の下部に第２の主母線２６が接続されている。

なお、上位ユニット２〜４においても同様の機器配置を有している。すなわち、上位ユニット１〜４と主母線２５、２６との関係について言えば、図２に示すように、上位ユニット１〜４の両端に位置する遮断器ユニット５および７（８および１０、１１および１３、１４および１６）と、主母線２５、２６とが、接続母線３７、３８によって接続されている。接続母線３７、３８の接続軸線は、主母線２５、２６と同じく、断路器３０、３１の各接続軸線を含む平面上に配置されている。

次に、遮断器ユニット５〜１６を構成する機器の配置について図５を用いて説明する。図５に示すように、各遮断器ユニット５〜１６内のガス遮断器２７は縦型に配置されている。ガス遮断器２７には、ほぼ平行で同一方向（図４では右方向）に向いた上下２つの口出し部２７ａ、２７ｂが設けられている。

上側の口出し部２７ａには計器用変流器２８が接続され、下側の口出し部２７ｂには計器用変流器２９が接続されている。計器用変流器２８、２９には断路器３０、３１が接続されている。断路器３０、３１は水平方向に延びる接続軸線を有している。遮断器ユニット５〜１６ではこれら断路器３０、３１がユニットの端部に位置するようになっている。

さらに、引き出し回路ユニット１７〜２４を構成する機器の配置について図６を用いて説明する。図６に示すように、各引き出し回路ユニット１７〜２４内の断路器３２および接地開閉器３３は同一の縦型容器内に収納されている。接地開閉器３３の上部には上方に向いた口出し部３３ａが形成されており、この口出し部３３ａに計器用変圧器３４が接続されている。

また、断路器３２の下端部付近に外部受電端子３５が設置されている。さらに、断路器３２には図６の右方向に向いた口出し部３２ａが形成されており、口出し部３２ａに接続母線３６が接続されている。引き出し回路ユニット１７〜２４では接続母線３６がユニットの端部に位置している。接続母線３６の接続軸線は、主母線２５、２６の母線軸と同様、遮断器ユニット５〜１６の断路器３０、３１の各接続軸線を含む平面上に配置されている。

［作用効果］
上記のような第１の実施形態においては、図１および図２に示すように、ユニット５〜２４を互いに平行となるように２０台並べて配置し、主母線２５、２６の母線軸を、遮断器ユニット５〜１６の断路器３０、３１の各接続軸線を含む平面上に配置している。このとき、断路器３０、３１の各接続軸線を含む平面は、上位ユニット１〜４の一縁部を含む平面と一致する。

そのため、第１の実施形態を上方から見た場合、主母線２５、２６は上位ユニット１〜４の一縁部から幅方向に向かって飛び出すことがなく、上位ユニット１〜４の占有面積の内側に収まる。したがって、図１に示すように、ガス絶縁開閉装置の幅寸法Ｗ２は上位ユニット１〜４の幅寸法と一致することになる。このような第１の実施形態によれば、図１１に示した従来のガス絶縁開閉装置に比べて、装置の幅寸法Ｗ２を小さくすることができ、建屋面積が小さくなり、変電所の建設面積を縮小化することができる。

また、第１の実施形態では、主母線２５、２６を、上位ユニット１〜４の上下に配置したので、上位ユニット１〜４を主母線２５、２６が取り囲むことがない。したがって、機器の操作箱が点在していたとしても、操作箱に容易に接近することができ、操作箱への巡路を短縮化することが可能である。したがって、操作箱へのアクセスが容易となり、機器の操作効率および保守・点検の作業効率が向上する。

さらに、第１の実施形態では、ブッシング３９と引き出し回路ユニット２１、ブッシング４０と引き出し回路ユニット２２を、それぞれ同一直線上に置くことができる。そのため、両者を接続する接続母線４７、４８は、直線的な構成となり、且つ互いに交差することがない。したがって、第１の実施形態においては機器構成の簡略化を進めることができる。その結果、スムーズに回線引き出しを実施することができ、低廉化を図ることが可能となる。

（２）第２の実施形態
第２の実施形態について図７、図８を用いて説明する。第２の実施形態は、上位ユニット１〜４の基本構成に関しては上記第１の実施形態と同様である。

［構成］
図７、図８に示すように、上位ユニット４において、引き出し回路ユニット２３の接続母線３６によって遮断器ユニット１４と遮断器ユニット１５の下側の断路器３１同士が一直線上に接続されている。また、上位ユニット４では、引き出し回路ユニット２４の接続母線３６によって遮断器ユニット１５と遮断器ユニット１６の上側の断路器３０同士が一直線上に接続されている。

さらに、上位ユニット４の一端部（図７中の左端部）に位置する遮断器ユニット１４において、引き出し回路ユニット２３の接続母線３６と接続していない側の上側の断路器３０に接続母線３７（図７に図示）が接続されている。この接続母線３７の上部に第１の主母線２５が接続されている。

接続母線３７が接続された断路器３０において、接続母線３７が接続している面と反対側の面に主母線用の接地開閉器４１が水平に接続されている。接地開閉器４１には主母線用の計器用変圧器４２（図８に図示）が接続されている。計器用変圧器４２は断路器３０に対する接地開閉器４１の接続方向と直交するように配置されている。

また、上位ユニット４の他端部（図７中の右端部）に位置する遮断器ユニット１６において、引き出し回路ユニット２４の接続母線３６と接続していない側の下側の断路器３１には接続母線３８（図７に図示）が接続されている。この接続母線３８の下部に第２の主母線２６が接続されている。

接続母線３８が接続された断路器３１において、接続母線３８が接続している面と反対側の面には主母線用の接地開閉器４３が水平に接続されている。接地開閉器４３には主母線用の計器用変圧器４４（図８に図示）が接続されている。計器用変圧器４４は断路器３１に対する接地開閉器４３の接続方向と直交するように配置されている。

これら接地開閉器４１、４３および計器用変圧器４２、４４はその接続軸線が遮断器ユニット１４〜１６のユニット軸線とほぼ平行となるように配置されている。このとき、接地開閉器４１、４３および計器用変圧器４２、４４の接続軸線の幅寸法Ｗ３は、ガス絶縁開閉装置の幅寸法Ｗ２（共に図８に図示）よりも短く設定されている。

［作用効果］
上記のような第２の実施形態によれば、上位ユニット４の構成を変更することなく、主母線用の接地開閉器４１、４３を遮断器ユニット１４、１６の断路器３０、３１の接続軸線上に配置することができる。また、接地開閉器４１、４３には計器用変圧器４２、４４を接続するので、これらの機器４１〜４４を主母線２５、２６に設置する必要がない。

したがって、第２の実施形態では、図１１に示した従来例のように主母線２５、２６の幅寸法が外側に向かって膨らむことがない。その結果、接地開閉器４１、４３および計器用変圧器４２、４４を設置した場合であっても、第１の実施形態と同様なガス絶縁開閉装置の幅寸法Ｗ２に設定することが可能である。これにより、ガス絶縁開閉装置の建屋面積を小型化することができ、変電所の建設面積を縮小化することが可能である。

（３）第３の実施形態
第３の実施形態について図９を用いて説明する。
［構成］
第３の実施形態では、上位ユニット１Ａにおいて遮断器ユニット５〜７と引き出し回路ユニット１７、１８のユニット軸線の長さ寸法をほぼ同じに設定して構成する。同様に、他の３つの上位ユニットにおいても、３台の遮断器ユニットと２台の引き出し回路ユニットのユニット軸線の長さ寸法をほぼ同じに設定して構成する。

［作用効果］
第３の実施形態によれば、上位ユニット１〜４の外形が平面から見て長方形となる。したがって、輸送架台の構造を簡素化することができる。その結果、主母線を含む複数台の上位ユニット１〜４を一括して輸送することが容易となり、梱包の数を低減して現地施工箇所を減らすことが可能である。これにより、輸送コストや施工コストが低減し、経済的に有利となる。また、上位ユニット１〜４が強度的にも強い矩形構造となるため、輸送に際しての安全性が高く、装置の品質が向上するといったメリットがある。

（４）他の実施形態
なお、上記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１〜４…上位ユニット
５〜１６…遮断器ユニット
１７〜２４…引き出し回路ユニット
２５…第１の主母線
２６…第２の主母線
２７…ガス遮断器
２８、２９…計器用変流器
３０、３１、３２…断路器
３３、４１、４３…接地開閉器
３４、４２、４４…計器用変圧器
３５…外部受電用端子
３６、３７、３８…接続母線
３９、４０…ブッシング

Claims (3)

1. 同じ向きでほぼ平行に上下２つの口出し部が形成された縦型の遮断器と、各口出し部に接続し水平方向に延びる接続軸線を持つ上下２つの断路器とを備えた複数の遮断器ユニットと、
   外部受電端子を備え、両脇から前記遮断器ユニットによって挟まれるように配置した引き出し回路ユニットと、
   前記引き出し回路ユニットに設けられ、当該引き出し回路ユニットの両脇に位置する前記遮断器ユニットの上側の断路器同士あるいは下側の断路器同士を接続する第１の接続母線と、
   前記遮断器ユニットと前記引き出し回路ユニットとを交互に直列に接続し、且つ両端部に前記遮断器ユニットを配置し、両端部の前記遮断器ユニットにおける２つの断路器のうちの一方にのみ、隣接する前記引き出し回路ユニットの前記第１の接続母線を接続してなる上位ユニットと、
   前記上位ユニットの両端部に配置した前記遮断器ユニットにおいて前記第１の接続母線と接続していない側の前記断路器に接続するとともに、前記第１の接続母線の上方又は下方に位置する第２の接続母線と、
   前記第２の接続母線に接続し、上下２つの前記断路器の各接続軸線を含む平面上にその母線軸を配置した主母線と、
   を有し、
   前記遮断器ユニットの上下２つの断路器の内、前記第１の接続母線を介して前記主母線が接続された側の断路器には、前記主母線と反対方向側に主母線接地用の接地開閉器および計器用変圧器を接続し、
   これら接地開閉器および計器用変圧器の接続軸線は前記遮断器ユニットのユニット軸線とほぼ平行に配置し、且つユニット軸線よりも短く設定したことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. ２つの前記引き出し回路ユニットの端部に、外部受電用のブッシングを接続し、
   ２つの当該ブッシングは、引き出し軸方向が前記引き出し回路ユニットのユニット軸線方向とほぼ平行であり、且つ、ブッシングの引き出し軸方向が互いに１８０度反対方向を向くように配置す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. 前記遮断器ユニットと前記引き出し回路ユニットのユニット軸線の長さ寸法を同じに設定したことを特徴とする請求項１または２に記載のガス絶縁開閉装置。
   

Images