JP6599048B1 - ガス絶縁開閉装置 - Google Patents

Abstract

開閉装置を増設して列盤を増やす場合に、増設作業を容易にして作業時間の短縮を図るガス絶縁開閉装置を得る。遮断器を収容する遮断器タンク(２)の上部に母線(７)を収容する母線タンク(３)が配置され、母線(７)は、母線タンク(３)の幅方向の端部に設けられた母線接続用ブッシング(１３)に接続され、母線タンク(３)のタンク幅寸法は、ガス絶縁開閉装置(１)の筐体幅寸法より小さく構成されており、筐体幅寸法とタンク幅寸法との差分で形成される空間部を、ガス絶縁開閉装置を列盤する際の母線(７)の接続スペースとした。

Description

本願は、ガス絶縁開閉装置に関し、特にその母線接続構造に関するものである。

ガス絶縁開閉装置は封入されたＳＦ６ガスの優れた絶縁性能によって機器をコンパクト化することで、電気室のスペース縮小に貢献している。ガス絶縁開閉装置は、通常、受電盤、フィーダ盤などのそれぞれの用途の盤を列盤し、それらの盤を母線により接続した構成となっている。母線部分に関しては、ガス絶縁開閉装置の据付時に母線タンクを接続し、母線タンク内の母線導体を接続するガス母線方式が一般的である。
また、近年は、固体絶縁母線を用いることでガス絶縁開閉装置の据付時の現地ガス処理作業をなくしているケースもある。例えば、遮断部と断路部を一体にモールドしたモールドユニットの上方に、３相の固体絶縁母線が、スイッチギヤの前面から見て左右方向に向けて配置されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７−９３１３３号公報（第８頁、図１−２，図８）

前述のように、ガス絶縁開閉装置の母線部分に固体絶縁母線を用いて、ガス絶縁開閉装置の現地据付時のガス処理作業を無くすことは可能である。特許文献１のような固体絶縁母線構成の場合は、スイッチギヤの各盤の上部に母線接続用ブッシングが配置され、その上方に固体絶縁母線が配置される。したがって、開閉装置を複数面列盤した際には、列盤した盤の上部を渡る形で、盤どうしを接続する固体絶縁母線が、複数面の開閉装置の上部に配置される構成となる。
このような構成において開閉装置を増設する場合、母線を停電させ、既設盤の上部の固体絶縁母線をすべて取り外した上で、増設盤を列盤し、増設盤の分も含めた固体絶縁母線を再度取り付けるという作業が必要となる。この理由は、特許文献１のような固体絶縁母線構造は、列盤した盤の上部を渡る形で母線が配置されているので、一面部分だけの固体絶縁母線を取り外すことができず、全部同時に取り外す必要があるためである。このため、増設時の作業時間が長時間化するという課題があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、増設等で列盤を増やす場合に、母線の接続作業を容易にして作業時間の短縮を図るガス絶縁開閉装置を得ることを目的とする。

本願に開示されるガス絶縁開閉装置は、遮断器を収容する遮断器タンクと、前記遮断器タンクの上部に配置され母線を収容する母線タンクとを有するガス絶縁開閉装置を、盤筐体の幅方向である盤幅方向に複数並べて列盤配置されるガス絶縁開閉装置であって、前記列盤配置される各ガス絶縁開閉装置の母線タンクは、前記盤幅方向の両端部のそれぞれに、前記母線と接続された母線接続用ブッシングが配置されると共に、前記盤幅方向におけるタンク幅寸法が、前記盤筐体の筐体幅寸法より小さく構成されており、隣接する前記母線タンクの母線接続用ブッシングどうしが、前記筐体幅寸法と前記タンク幅寸法との差分で形成される空間部に配置された第1の固体絶縁母線アダプタにより接続されていると共に、列盤の増設が予定される終端側にある前記母線タンクの母線接続用ブッシングには、端部に絶縁栓が取り付けられた第２の固体絶縁母線アダプタが接続されているものである。

本願に開示されるガス絶縁開閉装置によれば、母線を収容する母線タンクのタンク幅寸法は、ガス絶縁開閉装置の筐体幅寸法より小さく構成されており、筐体幅寸法とタンク幅寸法との差分で形成される空間部を、ガス絶縁開閉装置を列盤する際の母線の接続スペースとしたので、列盤時に隣接する盤と母線を接続する作業が発生した場合は、接続スペースを利用して隣接する盤どうしの母線を容易に接続することが可能となるため、作業時間の短縮を図ることが可能となる。

実施の形態１によるガス絶縁開閉装置の側面断面図である。 図１の上面図である。 実施の形態１によるガス絶縁開閉装置の固体絶縁母線アダプタの断面図である。 図３の固体絶縁母線アダプタに母線接続用ブッシングを挿入した状態を示す断面図である。 図４の母線コンタクト係合部に用いられるプラグイン接触子を示す断面図である。 実施の形態１によるガス絶縁開閉装置の２面列盤時の途中を示す上面図である。 図６の状態から２面列盤を完了した状態を示す上面図である。 図７の２面列盤後に固体絶縁母線アダプタと絶縁栓を取り付けた状態を示す上面図である。 実施の形態１によるガス絶縁開閉装置の３面列盤時を示す上面図である。 図９の単線図である。 実施の形態２によるガス絶縁開閉装置の２面列盤時の状態を示す単線図である。 実施の形態２によるガス絶縁開閉装置の３面列盤時の状態を示す単線図である。 実施の形態３によるガス絶縁開閉装置を示す単線図と前面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１によるガス絶縁開閉装置の側面断面図である。図２は、図１のガス絶縁開閉装置１を上部から見た上面図であり、主として上部の母線タンク部およびその接続部の断面を示し、本願に直接関係しない部分の図示は省略している（以下の上面図も同様）。なお、図１では図の左側が前面であり、図２では９０度回転させて下側を前面として図示している。したがって、図１の左右方向はガス絶縁開閉装置の盤筐体の奥行き方向であり、図２の左右方向は盤筐体の幅方向である。

図１に示すように、ガス絶縁開閉装置１は、遮断器タンク２と、その上方に配置された母線タンク３を有しており、絶縁ガスが封入された遮断器タンク２の内部には、遮断器４と計器用変流器５が配置され、同じく絶縁ガスが封入された母線タンク３内には、断路器６と母線７が配置されている。遮断器タンク２の前方は、操作機構等が収容される操作室８、その上方は制御機器等が収容される制御室９、また、遮断器タンク２の下方は電力ケーブル１０が収容されるケーブル室１１となっている。
遮断器４の可動側は、遮断器タンク２と母線タンク３の区画部に設けられたブッシング１２と、それに続く断路器６を経由して母線７に接続されている。遮断器４の固定側は、接続導体およびその途中に設けられた計器用変流器５を経由して電力ケーブル１０に接続されている。
なお、遮断器タンク２、ケーブル室１１の内部構成は一例を示すもので、本図に限定するものではない。

図２の上面図に示すように、遮断器タンク２の上方に配置された母線タンク３のタンク幅寸法は、ガス絶縁開閉装置１の筐体幅寸法より小さく構成されているのが、本願の特徴部である。
母線タンク３の内部には、３相の母線７が、盤幅方向に向けて並行に配置されている。そして、母線７の両端のタンク壁貫通部には母線接続用ブッシング１３が配置され、母線７は、この母線接続用ブッシング１３に接続されて支持されている。
列盤される、すなわち複数のガス絶縁開閉装置１が幅方向に並べて配置される場合、例えば図２において図の左側に配置されるガス絶縁開閉装置の母線は、母線タンク３の左側の母線接続用ブッシング１３に接続される。右側に配置されるガス絶縁開閉装置の母線は、母線タンク３の右側の母線接続用ブッシング１３に接続される。

図３は、列盤したときに各盤の母線どうしを接続する部分に使用される固体絶縁母線アダプタ１４を示す断面図である。全体が円筒状であり、外表面は表面導電層１４ａ、その内側は内部絶縁層１４ｂである。内部絶縁層１４ｂは、例えばゴムのように弾性を有する絶縁体で構成されている。内径側において、長手方向の両端側から中央に向かって縮径するようにテーパ状に形成された部分がプラグイン部１４ｃであり、中央部のストレート部分が母線コンタクト係合部１４ｄである。

図４は、固体絶縁母線アダプタ１４に母線接続用ブッシング１３を挿入した状態を示す断面図である。
プラグイン部１４ｃには母線接続用ブッシング１３が嵌合され、母線コンタクト係合部１４ｄには次に説明するプラグイン接触子凹１５とプラグイン接触子凸１６が挿入される。これらの組み合わせ手順は後述する。
母線接続用ブッシング１３は、母線タンク３の外側に突出する部分が、中心の導体部１３ａと、その外面を被覆する絶縁部１３ｂで構成され、絶縁部１３ｂは、先端側が細くなったコーン状をしており、この部分がプラグイン部１４ｃに嵌合する。
なお、母線接続用ブッシング１３の、母線タンク３への取付け部および内部側は図示を省略している。

図５は、母線コンタクト係合部１４ｄに挿入されるプラグイン接触子凹１５と、プラグイン接触子凸１６を示す断面図である。プラグイン接触子凹１５は、中空円筒状で一端側が母線接続用ブッシング１３への取付け面となっており、中心部に取付け穴が形成されている。プラグイン接触子凸１６は、円柱状で一端側が母線接続用ブッシング１３の取付け面となっており、中心部に取付け穴が形成されている。また、外周面には接触子部１６ａを有している。この接触子部１６ａがプラグイン接触子凹１５の中空部の内周面と接触して通電部となる。

図６は、ガス絶縁開閉装置１を列盤する途中を示す上面図であり、本願に関係する要部のみを示している。最初の盤を「１面目」と呼び、増設する盤を「２面目」と呼ぶことにする。１面目の盤を固定した後、１面目の母線接続用ブッシング１３にプラグイン接触子凹１５をボルト締め等で取付け、次に固体絶縁母線アダプタ１４を挿入して組付ける。固体絶縁母線アダプタ１４の内部絶縁層１４ｂは弾性部材で構成されているので、プラグイン接触子凹１５を取り付けた状態で固体絶縁母線アダプタ１４の挿入が可能である。
なお、１面目の盤の左側に列盤する予定がない場合は、１面目の母線タンク３の左側面の母線接続用ブッシング１３は、外部側をコーン状に突出させる必要はなく、母線７の端部を単に支持するだけの構造でよい。

一方の２面目の盤は、母線タンク３の左側の母線接続用ブッシング１３に、プラグイン接触子凸１６をボルト締め等で取り付ける。その後、２面目の盤を１面目の盤の方向にスライドさせることで、盤どうしが列盤されると同時に固体絶縁母線アダプタ１４の両側に１面目と２面目の母線接続用ブッシング１３がプラグインされ母線の接続が完了する。

図７は、列盤が完了した状態を示す上面図である。図から分かるように、固体絶縁母線アダプタ１４の長さは、ガス絶縁開閉装置１の筐体幅寸法から母線タンク３のタンク幅寸法を差し引いた長さと略同じように設定している。また、これに嵌合するように母線接続用ブッシング１３の母線タンク３より外部に突出する部分の長さを設定している。固体絶縁母線アダプタ１４の部分が固体絶縁母線の役目をするので、列盤後は、両盤の母線７どうしが固体絶縁母線で接続されたものと同等になる。このように、ガス絶縁開閉装置１の筐体幅寸法と母線タンク３のタンク幅寸法との差分で形成される空間部を、列盤する際の母線どうしの接続スペースとして利用するものである。

上述の図６、図７では、２面で運用する場合であったが、例えば、運用初期は２面で運用し、将来２面目の右側にさらに１面の増設が予定されているような場合について説明する。
図８は、２面列盤後にさらに列盤が予定されている場合を示す上面図である。２面目の右側に突出する母線接続用ブッシング１３に固体絶縁母線アダプタ１４と絶縁栓１７を取り付けている。このように、将来の増設に備え、増設の予定側にある母線接続用ブッシング１３に、固体絶縁母線アダプタ１４を接続し、その端部に絶縁栓１７を取り付けておくものである。こうすることで、増設の予定側である２面目の母線端を絶縁して開閉装置を運用することが可能となる。

図９は、３面列盤時の状態を示す上面図である。図８の状態から３面目を増設する際には、母線７を停電させ、２面目右側の固体絶縁母線アダプタ１４に設けていた絶縁栓１７を取り外し、先に説明した２面目の場合と同様の手順で３面目を列盤することで３面の母線７が接続される。
なお、さらに列盤を増やす場合には、４面目以降も同様な方法で列盤することが可能である。また、これ以上増設の予定がない場合は、終端の盤の外側の母線接続用ブッシング１３は、コーン状に突出させておく必要はない。

図１０は、図９に対応し、３面列盤したときの単線図である。
特許文献１で示したような従来のガス絶縁開閉装置では、例えば、既設盤のすべての絶縁母線を取り外して、増設盤の列盤を行い、その後絶縁母線の再組立を行う必要があったが、本実施の形態では、増設にあたっては端盤の絶縁栓１７を取り外すだけで既設盤側に大きな作業が発生しないため、大幅な作業時間の短縮を図ることが可能となる。

なお、図２，図６−図９では、盤幅方向に対する母線タンク３の配置位置を、前面から見て右側に寄せて配置した場合を示したが、母線タンク３の盤幅方向の配置位置は図に限定するものではなく、例えば盤幅方向の左側、中央に配置しても良い。

以上のように、実施の形態１のガス絶縁開閉装置によれば、遮断器を収容する遮断器タンクの上部に母線を収容する母線タンクが配置されたガス絶縁開閉装置であって、母線は、母線タンクの幅方向の端部に設けられた母線接続用ブッシングに接続され、母線タンクのタンク幅寸法は、ガス絶縁開閉装置の筐体幅寸法より小さく構成されており、筐体幅寸法とタンク幅寸法との差分で形成される空間部を、ガス絶縁開閉装置を列盤する際の母線の接続スペースとしたので、列盤時に隣接する盤と母線を接続する作業が発生した場合は、接続スペースを利用して隣接する盤どうしの母線を容易に接続することが可能となるため、作業時間の短縮を図ることが可能となる。

また、ガス絶縁開閉装置が列盤されるときは、接続スペースにおいて隣接する盤の母線接続用ブッシングどうしが固体絶縁母線アダプタにより接続されるので、列盤する際には、既設盤側の絶縁母線を取り外すことなく、容易に母線を接続して列盤できる。また、列盤後は母線どうしが固体絶縁母線で接続されたものと同等になる。

また、母線接続用ブッシングは、固体絶縁母線アダプタが接続され、固体絶縁母線アダプタの端部に絶縁栓が設けられているので、将来増設作業が発生した場合には、固体絶縁母線アダプタの絶縁栓を取り外して容易に増設盤との母線接続が可能となり、作業時間を短縮できる。

実施の形態２．
図１１は、実施の形態２によるガス絶縁開閉装置を示す単線図である。２面列盤した場合を示しており、１面目は実施の形態１の場合と同じである。本実施の形態は、２面目のガス絶縁開閉装置部分に特徴を有するが、１面目と同等部分は同一符号を付している。
１面目と２面目との母線接続は、実施の形態１の場合と同様であり、母線タンク３の側面の接続スペースにおいて、固体絶縁母線アダプタ１４を用いて接続されている。ここまでは実施の形態１と同様である。

本実施の形態では、図１１に示すように、２面目は、母線タンク３の内部に、実施の形態１と同様の母線７と並行し、離隔して第２の母線１８を有している。第２の母線１８も母線接続用ブッシング１３により支持されている。
２面目の盤の母線タンク３の内部において、母線７と第２の母線１８とは、第２の断路器１９を介して接続されている。第２の母線１８の右側の母線接続用ブッシング１３の外部側には固体絶縁母線アダプタ１４が接続され、絶縁栓１７により第２の母線１８を絶縁した状態としている。なお、第２の断路器１９の部分は、断路器に限定するものではなく、要は開閉器であれば良い。また、母線は２つとしたが、それ以上あっても良い。

図１２は、３面目を列盤した状態を示す単線図である。３面目は、母線タンク３の高さ方向を２面目と同程度にし、母線７の位置を２面目の第２の母線１８と合わせているが、それ以外は基本的に１面目と同等なので、同等部分は同一符号で示し説明は省略する。
２面目の右側に３面目を増設する際は、まず２面目の盤の第２の断路器１９を「切」として２面目の盤において母線７と第２の母線１８とを切り離し、第２の母線１８を接地とする。これにより、増設工事の際には、１面目と２面目を停電させずに運用したままで、第２の母線１８に接続した固体絶縁母線アダプタ１４の絶縁栓１７を取り外し、２面目と同様の手順で３面目を列盤する。
増設後は、２面目の断路器１９、３面目の断路器６を「入」としたのち、３面目の遮断器４を「入」とすることで、３面目も課電状態となり運用可能となる。

以上のように、実施の形態２のガス絶縁開閉装置によれば、母線タンクに収容する母線は、並行に配置された複数の母線で構成され、複数の母線どうしは開閉器を介して接続されているので、増設により列盤を増やすときは、開閉器を切とし、増設盤側の母線を接地しておくことで、既設盤側の母線が課電された状態で増設工事を行うことができる。

実施の形態３．
図１３は、実施の形態３によるガス絶縁開閉装置を示す図で、図１３（ａ）は単線図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）に対応した盤の前面図の要部のみを示している。
ガス絶縁開閉装置自体は、基本的に実施の形態１で説明したものと同等である。母線タンク３に収容した母線７の側面に母線接続用ブッシング１３が配置されている。ここで、母線接続用ブッシング１３の外部側に電力ケーブル２０を接続可能に構成した点が本実施の形態の特徴部である。このため、電力ケーブル２０が接続される側の母線接続用ブッシング１３の外部側の接続インターフェースの形状を、一般的なケーブル接続部のインターフェースと同じ形状としている。すなわち、母線接続用ブッシング１３の外部突出側は、電力ケーブル２０のケーブルヘッド部２０ａが嵌合可能な形状としている。

これにより、母線接続用ブッシング１３に電力ケーブル２０のケーブルヘッド部２０ａを直接接続することが可能となる。電力ケーブル２０を覆うように、ケーブル保護のためケーブルカバー２１を設けている。
図１３（ａ）の単線図に示すように、受電側の電力ケ−ブル２０から母線７，断路器６，遮断器４を経由して送り出し側の電力ケーブル１０へと繋がる経路を、開閉装置１面で構成することが可能となる。

従来のようなスイッチギヤであれば、例えば、スイッチギヤに電力ケーブルを下引き込みした場合、スイッチギヤを介してさらに下向きに送り出しケーブルを出す場合は、当該盤に加えてもう１面増設し、当該盤と追加盤を母線接続した上で追加盤側から送り出しケーブルを下に引き出す形態となるため、２面分のスペースが必要となり、コスト、スペースともに増加する場合があったが、本実施の形態であれば１面のみで構成可能である。当然ながら、実施の形態１と同様に、この盤の左側に盤を増設することも可能である。

以上のように、実施の形態３のガス絶縁開閉装置によれば、母線接続用ブッシングの外部側の接続インターフェースの形状が、電力ケーブルの接続部のインターフェースに合わせ形成されており、母線接続用ブッシングに電力ケーブルが直接接続可能に構成されているので、ケーブル接続のための盤を必要とせず受電側の電力ケーブルを容易に接続することができる。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ ガス絶縁開閉装置、２ 遮断器タンク、３ 母線タンク、４ 遮断器、５ 計器用変流器、６ 断路器、７ 母線、８ 操作室、９ 制御室、１０ 電力ケーブル、１１ ケーブル室、１２ ブッシング、１３ 母線接続用ブッシング、１３ａ 導体部、１３ｂ 絶縁部、１４ 固体絶縁母線アダプタ、１４ａ 表面導電層、１４ｂ 内部絶縁層、１４ｃ プラグイン部、１４ｄ 母線コンタクト係合部、１５ プラグイン接触子凹、１６ プラグイン接触子凸、１６ａ 接触子部、１７ 絶縁栓、１８ 第２の母線、１９ 第２の断路器、２０ 電力ケーブル、２０ａ ケーブルヘッド部、２１ ケーブルカバー

Claims (4)

1. 遮断器を収容する遮断器タンクと、前記遮断器タンクの上部に配置され母線を収容する母線タンクとを有するガス絶縁開閉装置を、盤筐体の幅方向である盤幅方向に複数並べて列盤配置されるガス絶縁開閉装置であって、
   前記列盤配置される各ガス絶縁開閉装置の母線タンクは、前記盤幅方向の両端部のそれぞれに、前記母線と接続された母線接続用ブッシングが配置されると共に、前記盤幅方向におけるタンク幅寸法が、前記盤筐体の筐体幅寸法より小さく構成されており、
   隣接する前記母線タンクの母線接続用ブッシングどうしが、前記筐体幅寸法と前記タンク幅寸法との差分で形成される空間部に配置された第1の固体絶縁母線アダプタにより接続されていると共に、列盤の増設が予定される終端側にある前記母線タンクの母線接続用ブッシングには、端部に絶縁栓が取り付けられた第２の固体絶縁母線アダプタが接続されている
   ことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
2. 請求項１に記載のガス絶縁開閉装置において、
   前記固体絶縁母線アダプタは、表面が導電層であり、内側は絶縁層で構成されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のガス絶縁開閉装置において、
   前記母線接続用ブッシングは、前記母線タンクの外側に突出する部分が、中心の導体部と、その外面を被覆する絶縁部で構成され、前記絶縁部は、先端側が細くなったコーン状をしていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス絶縁開閉装置において、
   前記母線タンクに収容する前記母線は、並行に配置された複数の母線で構成され、前記複数の母線どうしは開閉器を介して接続されていることを特徴とするガス絶縁開閉装置。

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