JP5992320B2 - スイッチギヤ - Google Patents

Description

この発明は、例えば金属閉鎖形のスイッチギヤに関し、特にその放圧部の構造に関するものである。

従来のスイッチギヤとしては、例えば図１７に示すようなものがある。接地金属製の筐体１の内部は複数のコンパートメントに区画されている。台車２に搭載された引出形の遮断器３が収納される遮断器コンパートメント４が配置されており、この遮断器３は正面側から引き出し可能となっている。遮断器コンパートメント４の後壁には、上下に所定の間隔を隔てて主回路の断路部５ａ，５ｂが固設してあり、遮断器３の後面に突設した接続端子と着脱できるようになっている。そして、断路部５ａ，５ｂには主回路端子６ａ，６ｂが設けられている。遮断器コンパートメント４の上方は、制御機器（図示せず）が収納される制御器コンパートメント７となっている。

遮断器コンパートメント４の背面側の上方は、３相の母線８が支持碍子９に支持されて配設された母線コンパートメント１０となっており、遮断器３の一端側に接続された断路部５ａの主回路端子６ａと母線８とが分岐母線１１によって接続されて収納されている。母線コンパートメント１０の後方及び下方は、負荷側のケーブル１２が収納されるケーブルコンパートメント１３である。遮断器３の他端側に接続された断路部５ｂの主回路端子６ｂとケーブル１２とは負荷側導体１４によって接続され、途中には変流器１５が貫通して設けられている。また、主回路端子６ｂには接地開閉器１６が接続されている。

筐体１の正面側にはヒンジにより開閉する扉１７が設けられており、各コンパートメントは、独立した室を構成している。主回路部品が収納されるコンパートメント、すなわち、遮断器コンパートメント４、母線コンパートメント１０及びケーブルコンパートメント１３は、筐体１の天井部１ａの天板に連通しており、各コンパートメントの天板には放圧板１８ａ，１８ｂ，１８ｃが設けられている。これらの放圧板は、片端を天井部１ａにボルトなどの締結部材あるいは溶接や溶着などの手段で固定されており、固定部の付近にヒンジ、あるいは、スリットなどで一端の強度を弱くして折れ曲がりやすくした折曲部を有し、開閉可能に取り付けて構成している。

また、天井部１ａの外周には、放圧板１８ａ〜１８ｃを囲うための衝立１９が、垂直方向に立設されており、図１８の斜視図に示すように、衝立１９で囲った上方の空間は開放されている。衝立１９は、例えば、天井部１ａの外周のフレームにボルト締め等によって固定されている。

上述のごとく構成されたスイッチギヤは、例えば、遮断器３で予期しない短絡あるいは地絡事故によってアークが発生した場合、遮断器コンパートメント４内の圧力が上昇し、高温になった内部のガスはその上部の天井部１ａの放圧口に設けた放圧板１８ａが上方に開いて内部の圧力を開放する。同様に、母線コンパートメント１０内の圧力上昇はその天井部の放圧口に設けた放圧板１８ｂによって、またケーブルコンパートメント１３内の圧力上昇はその天井部の放圧口に設けた放圧板１８ｃによって外部に開放される。

筐体１の天井部１ａ全体には、放圧口にそれぞれ設けた放圧板１８ａ〜１８ｃを囲うように衝立１９が設けられているために、放圧板１８ａ〜１８ｃから外部に噴出した高温のガスは上方に排出され、その過程で大気中に分散されて圧力が弱められ、温度が低下する。スイッチギヤは通常屋内の電気室に設置されているので、筐体１の天井部の上方には、
あまり間隔を空けずに電気室の天井が存在する。もし、衝立１９が無い場合は、上方に噴出した高温ガスがスイッチギヤの周囲のメンテナンス・スペースへ回り込むことになる。このとき、メンテナンス・スペースに操作員がいれば、操作員が高温ガスを浴びる可能性があるが、衝立１９によってメンテナンス・スペースに達するまでの迂回距離を確保し、高温ガスを衝立１９が無いものに比べてより冷却するようになるので、事故時でも操作員が高温ガスによる受ける影響を低減できるように構成している。

特開２００７−２２１８７８号公報

上述した従来のスイッチギヤは、筐体１の天井部１ａ全体に設けた衝立１９によって、放圧口にそれぞれ設けた放圧板１８ａ〜１８ｃを囲うとともに放圧板１８ａ〜１８ｃから外部に噴出した高温のガスを迂回させるために、衝立の材料費及び設置にかかる費用が余分にかかるという問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、衝立を設けることなく高温のガスを迂回させることができるスイッチギヤを提供するものである。

この発明に係わるスイッチギヤは、内部に電気機器などが配設され、天井部に放圧するための放圧開口部を有する筐体と、前記筐体の前記天井部の前記放圧開口部を囲繞するように配設され、放圧口を有する基枠と、前記基枠の中央部近傍に前記放圧口から放圧される気流を前記放圧口の中心部側に整流する整流部材と、前記基枠の前記放圧口に配設された放圧蓋とを設けたものである。

この発明に係わるスイッチギヤによれば、筐体の天井部の放圧開口部を囲繞するように配設され、放圧口を有する基枠と、基枠の中央部近傍に放圧口から放圧される気流を放圧口の中心部側に整流する整流部材と、基枠の放圧口に配設された放圧蓋とを設け、整流部材により放圧口から放圧される気流を放圧口の中心部側に整流するようにしたので、高温のガスを迂回させることができるスイッチギヤを得ることができる。

この発明の実施の形態1に係わるスイッチギヤを示す正面図である。 この発明の実施の形態1に係わるスイッチギヤにおける放圧前の状態を示す側面断面図である。 この発明の実施の形態１に係わるスイッチギヤにおける放圧後の状態を示す側面断面図である。 この発明の実施の形態１に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す側面図である。 この発明の実施の形態１に係わるスイッチギヤにおける流路特性を示す模式図である。 この発明の実施の形態１に係わるスイッチギヤにおける流路特性を示す模式図である。 この発明の実施の形態１に係わるスイッチギヤにおける流路特性を示す模式図である。 この発明の実施の形態１に係わるスイッチギヤにおける流路特性を示す模式図である。 この発明の実施の形態２に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す要部斜視図である。 この発明の実施の形態２に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す側面図である。 この発明の実施の形態３に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す要部斜視図である。 この発明の実施の形態３に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す側面図である。 この発明の実施の形態４に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す側面図である。 従来のスイッチギヤを示す側面断面図である。 従来のスイッチギヤを示す斜視図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１から図５に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わるスイッチギヤを示す正面図である。図２はこの発明の実施の形態1に係わるスイッチギヤにおける放圧前の状態を示す側面断面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わるスイッチギヤにおける放圧後の状態を示す側面断面図である。図４はこの発明の実施の形態１に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す斜視図である。図５はこの発明の実施の形態１に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す側面図である。なお、図４および図５は放圧蓋１２２を省略している。

これら各図において、接地金属製の筐体１０１の内部は複数のコンパートメントに区画されている。台車１０２に搭載された引出形の遮断器１０３が収納される遮断器コンパートメント１０４が配置されており、この遮断器１０３は正面側から引き出し可能となっている。遮断器コンパートメント１０４の後壁には、上下に所定の間隔を隔てて主回路の断路部１０５ａ，１０５ｂが固設してあり、遮断器１０３の後面に突設した接続端子と着脱できるようになっている。そして、断路部１０５ａ，１０５ｂには主回路端子１０６ａ，１０６ｂが設けられている。遮断器コンパートメント１０４の上方は、制御機器（図示せず）が収納される制御器コンパートメント１０７となっている。

遮断器コンパートメント１０４の背面側の上方は、３相の母線１０８が支持碍子（図示せず）に支持されて配設された母線コンパートメント１１０となっており、遮断器１０３の一端側に接続された断路部１０５ａの主回路端子１０６ａと母線１０８とが分岐母線１１１によって接続されて収納されている。母線コンパートメント１１０の後方及び下方は、負荷側のケーブル１１２が収納されるケーブルコンパートメント１１３である。遮断器１０３の他端側に接続された断路部１０５ｂの主回路端子１０６ｂとケーブル１１２とは負荷側導体１１４によって接続され、途中には変流器１１５が貫通して設けられている。また、主回路端子１０６ｂには接地開閉器１１６が接続されている。

筐体１０１の正面側にはヒンジにより開閉する扉１１７が設けられており、各コンパートメントは、独立した室を構成している。主回路部品が収納されるコンパートメント、すなわち、遮断器コンパートメント１０４、母線コンパートメント１１０及びケーブルコンパートメント１１３の上部は、筐体１０１の天井部１０１ａに放圧開口部１０１ｂをそれぞれ形成されている。

そして、遮断器コンパートメント１０４、母線コンパートメント１１０及びケーブルコンパートメント１１３の上部で筐体１０１の天井部１０１ａにそれぞれ形成した放圧開口部１０１ｂを囲繞するように基枠１２０が配設されている。基枠１２０には放圧口１２０ａを有する。基枠１２０の中央部近傍には放圧口１２０ａから放圧される気流を放圧口１２０ａの中心部側に整流する整流部材１２１が設けられている。この整流部材１２１は一例として基枠１２０の中央部で筐体１０１の前後方向と直交する方向に配置され、例えばＶ字形状体で構成された場合を示している。整流部材１２１によって筐体１０１の前後方に仕切られた基枠１２０の放圧口１２０ａに放圧蓋１２２が配設されている。この放圧蓋１２２は一端をヒンジまたは一部をスリットなどで強度を弱くした折曲部により開閉可能に取り付けて構成している。スイッチギヤが正常に運転されているときはこの放圧蓋１２２は閉じられており、基枠１２０の放圧口１２０ａを閉塞している。スイッチギヤが何らかの異常により内部圧力が上昇したときにはこの放圧蓋１２２は開放され、基枠１２０の放圧口１２０ａを開放する構成となっている。

次に動作について説明する。スイッチギヤが何らかの異常により内部圧力が上昇したとき、図２に示すように、放圧蓋１２２は全開されて基枠１２０の放圧口１２０ａを開放する。基枠１２０の放圧口１２０ａが開放されることにより、筐体１０１内の圧力上昇した高温ガスが筐体１０１の天井部１０１ａの放圧開口部１０１ｂを通して基枠１２０の放圧口１２０ａから放圧される。

基枠１２０の中央部で筐体１０１の前後方向と直交する方向に配置された例えばＶ字形状体で構成された整流部材１２１によってスイッチギヤの周囲へ拡散しない方向へ高温ガスの流路を変更することが可能となる。この場合にはスイッチギヤの前後方向に高温ガスが拡散しないように構成された場合を示している。

高温ガスの拡散原理を図６から図９に基づいて説明する。図６は例えば筒状の物体１３０の中を流れる高温ガス１３１の特性を示すものであり、筒状の物体１３０の中を流れている高温ガス１３１は筒状の物体１３０の壁部に近づくほど流速が低下する。これは、高温ガス１３１の粘性により生じるものである。このとき、壁近傍では図７に示すような高温ガス１３１の速度に勾配が生じる。この速度勾配が生じると、壁付近において、図７に示すような渦１３１ａが発生する。この渦１３１ａの効果により壁方向に向かう流れが形成される。その結果、筒状の物体１３０の末端より後方では、壁外側への流れが生じると考えられる。そして、筒状の物体１３０から放出後は筒状の物体１３０の壁部の外部側の方向に向かって高温ガス１３１ｂが拡散する現象が生じる。

この特性を整流部材１２１を設けていない場合について検証したのが図８に示すものである。図８は筐体１０１内を流れるときの高温ガス１３１が、筐体１０１末端より後方においては筐体１０１の壁部外方へ渦流１３１ａが生じ、この渦流１３１ａによって筐体１０１末端より後方においては筐体１０１の壁部外方への放圧流１３１ｂとなって筐体１０１の周囲に拡散してしまう。

この実施の形態１においては、放圧口１２０ａを有する基枠１２０が遮断器コンパートメント１０４、母線コンパートメント１１０及びケーブルコンパートメント１１３の上部で筐体１０１の天井部１０１ａにそれぞれ形成した放圧開口部１０１ｂを囲繞するように配設され、この基枠１２０の中央部近傍に設けた例えばＶ字形状体で構成される整流部材１２１によって放圧口１２０ａから放圧される気流を放射圧口１２０ａの中心部側に整流するようにしている。

すなわち、図９に示すように、筐体１０１内を流れるときの高温ガス１３１が、基枠１２０の放圧口１２０ａにおいては例えばＶ字形状体で構成される整流部材１２１によって高温ガス１３１ｃの二つの流れとなる。これら二つの流れの高温ガス１３１ｃは基枠１２０の末端部においては基枠１２０の壁部外方へ渦流１３１ｄが生じるが、この渦流１３１ｄは図８における渦流１３１ａより小さなものとなる。そして、基枠１２０の中央部近傍に設けた例えばＶ字形状体で構成される整流部材１２１によってその整流部材１２１の壁部外方へ渦流１３１ｅが生じる。この渦流１３１ｅは図９に示すように、基枠１２０の放射圧口１２０ａの中心部側に整流され、基枠１２０の放射圧口１２０ａの中心部側への放圧流１３１ｆとなる。この基枠１２０の放射圧口１２０ａの中心部側への放圧流１３１ｆの流れおよび基枠１２０の壁部外方への小さな渦流１３１ｄの作用により、基枠１２０の壁部外方への放圧流１３１ｇは極めて小さなものとなり、基枠１２０の周囲、すなわち、筐体１０１の周囲への拡散を迂回させることができる。

以上のように、この実施の形態１によれば、上述した従来のスイッチギヤのように、筐体の天井部全体に亘って配置された衝立を設けることなく、基枠１２０の中央部近傍に設けた例えばＶ字形状体で構成される整流部材１２１によって放圧口１２０ａから放圧される気流を放射圧口１２０ａの中心部側に整流することができ、筐体１０１の周囲への拡散を迂回させることができるスイッチギヤを得ることができる。

また、例えばＶ字形状体で構成される整流部材１２１は、基枠１２０の中央部で筐体１０１の前後方向と直交する方向に配置された場合について述べたが、例えばＶ字形状体で構成される整流部材１２１を基枠１２０の中央部で筐体１０１の前後方向と平行な方向に配置するようにしてもよく、上述した実施の形態１と同様の効果を奏する。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図１０から図１２に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１０はこの発明の実施の形態２に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す斜視図である。図１１はこの発明の実施の形態２に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す要部斜視図である。図１２はこの発明の実施の形態２に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す側面図である。なお、図１０、図１２は放圧蓋１２２を省略している。

上述した実施の形態１においては、整流部材１２１がＶ字形状体で構成された場合について述べたが、この実施の形態２においては、基枠１２０の中央部近傍に配設される整流部材１３２が円錐形状体で構成され、支持部材１３３により基枠１２０に支持されたものである。

上述した実施の形態１におけるＶ字形状体で構成された整流部材１２１では２方向の整流であったが、この実施の形態２における整流部材１３２は円錐形状体で構成したので、周囲全体への整流を行うことができ、上述した実施の形態１よりも整流効果を高めることができる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図１３から図１５に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１３はこの発明の実施の形態３に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す斜視図である。図１４はこの発明の実施の形態３に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す要部斜視図である。図１５はこの発明の実施の形態３に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す側面図である。なお、図１３、図１５は放圧蓋１２２を省略している。

上述した実施の形態２においては、基枠１２０の中央部近傍に配設される整流部材１３２が円錐形状体で構成された場合について述べたが、この実施の形態３においては、基枠１２０の中央部近傍に配設される整流部材１３４が例えば四角面錐形状体などの多角面錐形状体で構成され、支持部材１３５により基枠１２０に支持されたものである。この実施の形態３においても、上述した実施の形態２と同様の効果を奏する。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４を図１６に基づいて説明する。図１６はこの発明の実施の形態４に係わるスイッチギヤにおける放圧構造を示す側面図である。なお、図１６は放圧蓋１２２を省略している。

この実施の形態４は、例えば上述した実施の形態１をベースとして、基枠１２０の周縁部を基枠１２０の放圧口１２０ａ内側に傾斜させた傾斜部１３６を設けたものである。この傾斜部１３６は整流部材１２１と同様の効果を奏するものであり、整流効果をより一層高めることができる。

この実施の形態４は、上述した実施の形態１に適用した場合について述べたが、これに限定されるものではなく、上述した実施の形態２および実施の形態３にも適用することができ、同様の効果を奏する。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態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。

この発明は、衝立を設けることなく高温のガスを迂回させることができるスイッチギヤの実現に好適である。

１０１ 筐体、１０１ａ 天井部、１０１ｂ 放圧開口部、１２０ 基枠、１２０ａ 放圧口、１２１ 整流部材、１２２ 放圧蓋、１３２ 整流部材、１３３ 支持部材、１３４ 整流部材、１３５ 支持部材、１３６ 傾斜部。

Claims (6)

1. 内部に電気機器などが配設され、天井部に放圧するための放圧開口部を有する筐体と、前記筐体の前記天井部の前記放圧開口部を囲繞するように配設され、放圧口を有する基枠と、前記基枠の中央部近傍に前記放圧口から放圧される気流を前記放圧口の中心部側に整流する整流部材と、前記基枠の前記放圧口に配設された放圧蓋とを設けたことを特徴とするスイッチギヤ。
2. 前記整流部材はＶ字形状体で構成されたことを特徴とする請求項１に記載のスイッチギヤ。
3. 前記整流部材は円錐形状体で構成され、支持部材により前記基枠に支持されたことを特徴とする請求項１に記載のスイッチギヤ。
4. 前記整流部材は多角面錐形状体で構成され、支持部材により前記基枠に支持されたことを特徴とする請求項１に記載のスイッチギヤ。
5. 前記多角面錐形状体は四面錐形状体で構成されたことを特徴とする請求項４に記載のスイッチギヤ。
6. 前記基枠の周縁部を前記放圧口内側に傾斜させた傾斜部を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のスイッチギヤ。

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