JP7499707B2

JP7499707B2 - スイッチギヤ

Info

Publication number: JP7499707B2
Application number: JP2021000722A
Authority: JP
Inventors: 多一前田; 和史林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-01-06
Filing date: 2021-01-06
Publication date: 2024-06-14
Anticipated expiration: 2041-01-06
Also published as: JP2022106041A

Description

本願は、スイッチギヤに関するものである。

遮断器において発生する熱をスイッチギヤの盤外に排気するために、スイッチギヤの盤天井板に換気連通口を設け、換気連通口を覆うように換気口を有する換気塔が設けられている。換気塔の換気口から遮断器において発生する熱をスイッチギヤの盤外に排気している。

遮断器が例えば直流遮断器の場合には、電流遮断時において高温のアークが発生して高温のアークガスを発生するとともに、直流遮断器の事故電流を遮断する際、高温のアークガスが直流遮断器の消弧室に放出され、その高温のアークガスが消弧室から換気連通口を経て換気塔の換気口からスイッチギヤの盤外に排気される。

換気塔の換気口はスイッチギヤの盤外の空域に接しているので虫などが換気塔の換気口からスイッチギヤの内部に侵入するという問題がある。

虫などの侵入を防止するものとして、例えば実開平６－４１３１４号公報に示すものがあり、扉の換気口に換気孔を有する鋼板を取り付け、その鋼板の裏面に直接防虫網を設置したものである。この防虫網によって鋼板の換気孔からの虫などの侵入を防止するものである。

実開平６－４１３１４号公報

上述した従来のスイッチギヤにおいて、スイッチギヤの盤天井板に設けた換気塔の換気口の内面に特許文献１に示す防虫網を直接設置し、虫などが換気塔の換気口からスイッチギヤの内部に侵入するのを防止することが考えられる。

しかしながら、防虫網で換気塔の換気口の裏面を覆うことにより、換気塔の換気口の通風面積が減少する。そのため、スイッチギヤの盤内の換気効率が防虫網を取り付けていない場合に比べて数十パーセント低下し、スイッチギヤの運転時に盤内に発生した熱の排出効率が大幅に低下するという問題点がある。

また、遮断器として、例えば直流遮断器とした場合、直流遮断器が事故電流を遮断する際、高温のアークガスが直流遮断器の消弧室に放出され、直流遮断器の消弧室内にその高温のアークガスが急速に充満するが、その急激な圧力上昇をスムーズに軽減できず、直流遮断器の消弧室あるいは直流遮断器を損傷する可能性があるという問題点がある。

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、その目的は、換気塔の通風面積を減少させることなく、虫などの侵入防止を行うことができるスイッチギヤを提供するものである。

本願に開示されるスイッチギヤは、遮断器の上部側に設けられた遮断器上部開口と、前記遮断器上部開口の上方の盤天井板に形成された換気連通口と、前記盤天井板の上方に前記換気連通口を覆って設けられた換気塔とを備えたスイッチギヤであって、前記換気塔は、前記換気連通口の上方に配置された換気天板と、前記換気連通口の縁部と前記換気天板との間に配置され、複数の換気口を有する換気板と、前記換気天板の端部に前記換気板より外方に突出して延在する突出天板と、前記突出天板の端部に前記換気板と空間を開けて配置され、侵入防止構造体を有する侵入防止換気体とにより構成されたものである。

本願に開示されるスイッチギヤによれば、換気塔の通風面積を減少させることなく、虫などの侵入防止を行うことができ、高信頼性のスイッチギヤを得ることができる。

実施の形態１によるスイッチギヤを示す断面図である。実施の形態１によるスイッチギヤを示す斜視図である。実施の形態１によるスイッチギヤを示す図２のＡ－Ａ線における断面図である。実施の形態１によるスイッチギヤにおける換気塔の要部を示す断面図である。実施の形態１によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す斜視図である。実施の形態２によるスイッチギヤにおける換気塔の要部を示す断面図である。実施の形態３によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す斜視図である。実施の形態４によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す斜視図である。実施の形態４によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す側面図である。実施の形態５によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す斜視図である。実施の形態６によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す斜視図である。実施の形態７によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す斜視図である。実施の形態７によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す側面図である。

実施の形態１．
以下、本願の実施の形態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は実施の形態１によるスイッチギヤを示す断面図である。図２は実施の形態１によるスイッチギヤを示す斜視図である。図３は実施の形態１によるスイッチギヤを示す図２のＡ－Ａ線における断面図である。図４は実施の形態１によるスイッチギヤにおける換気塔の要部を示す断面図である。図５は実施の形態１によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す斜視図である。

この実施の形態１においては、スイッチギヤ１００の遮断器として例えば直流遮断器１０１とした場合について述べる。そして、図１は直流遮断器１０１における接点が開離動作中の状態を示す。

まず、図１により直流遮断器１０１の構成について説明する。直流遮断器１０１は、電流通電時において、消弧空間が形成された消弧室１０２の下部に配置された上部導体１０３とその下側に配置された下部導体１０４を上部導体１０３に接続された固定側主接点１０５と、下部導体１０４に接続した可動子１０６に接続された可動側主接点１０７とが接触し、可動子１０６が上部導体１０３と下部導体１０４を介して電流を通電させている。

電流遮断時では、事故電流が流れると、下部導体１０４に配置された過電流検出器１０８が過電流を検出および動作し、電流通電時において、可動子１０６を保持していたラッチ１０９を解除することで、回転軸１１０を中心に可動子１０６が時計方向に回転し開極動作を行う。固定側主接点１０５および可動側主接点１０７は消弧室１０２内部に収納されており、固定側主接点１０５および可動側主接点１０７の上部には遮断時にアークＫが発生するアーク接触子が配置されており、固定側アーク接触子１１１と可動側アーク接触子１１２によって構成されている。

これら固定側アーク接触子１１１と可動側アーク接触子１１２は、開極動作において、固定側主接点１０５および可動側主接点１０７の開離の後に遅れて開離することで、アークＫが固定側主接点１０５および可動側主接点１０７で発生し溶損することを防止し、固定側主接点１０５および可動側主接点１０７を保護している。

固定側アーク接触子１１１と可動側アーク接触子１１２の上部には発生したアークＫを転流させ消弧室１０２上部へと導くためのアークホーンが配置されており、アークホーンは固定側アークホーン１１３と可動側アークホーン１１４によって構成されている。

消弧室１０２の上側には、電極降下電圧およびアーク長さの延長によって、アーク電圧を高め限流遮断するための磁性を持つ薄板状の磁性体からなるグリッド１１５ａが複数配置されており、グリッド１１５ａのグリッド集合体１１５の上部側にはアークガスを消弧室１０２外部へと排気するための排気口１１６が設けられている。

消弧室１０２の排気口１１６の上部側に遮断器上部開口１３０が設けられ、遮断器上部開口１３０の上方のスイッチギヤ１００の盤天井板１００ａに例えば四角形状の換気連通口１４０が設けられ、遮断器上部開口１３０と換気連通口１４０との間にアークスペース枠体１２０が設けられている。

スイッチギヤ１００の盤天井板１００ａには換気連通口１４０が形成され、換気連通口１４０の上方には換気塔２００が設けられ、換気塔２００は換気連通口１４０を覆うように設けられている。換気塔２００は次のように構成されている。

換気連通口１４０の上方に換気天板２０１を配置し、換気連通口１４０の縁部と気天板２０１との間に複数の換気口２０３を有する換気板２０２が設けられている。すなわち、換気板２０２は例えば四角形状の換気連通口１４０の縁部にそれぞれ設けられている。

換気天板２０１の端部に換気板２０２より外方に突出して延在する突出天板２０４が設けられている。突出天板２０４に例えば取付板２０５がそれぞれ取り付けられ、これら取付板２０５に虫などの侵入を防止する侵入防止換気体２０６が取り付けられ、侵入防止換気体２０６は換気板２０２と空間Ｇの間隔を設けて取り付けられている。

侵入防止換気体２０６は、虫などの侵入を防止する例えば金網で構成された侵入防止構造体２０７と、例えば取付板２０５に侵入防止換気体２０６を取り付ける取付部２０８とから構成されている。取付部２０８には複数の取付穴２０８ａが形成され、取付穴２０８ａにボルト（図示せず）を通して侵入防止換気体２０６を取付板２０５に取り付けられる。なお、侵入防止換気体２０６の下端面はスイッチギヤ１００の盤天井板１００ａの上面に当接した状態で配置されている。

次に換気方向について述べる。固定側アーク接触子１１１と可動側アーク接触子１１２は、開極動作において、固定側主接点１０５と可動側主接点１０７とが開離することで、アークＫが固定側主接点１０５および可動側主接点１０７で発生してアークガスが消弧室１０２に充満し、排気口１１６から上方の遮断器上部開口１３０側に噴出する。

排気口１１６から上方に噴出する際、アークガスは高温のホットガスとして噴出されるとともに高温の金属粒子も同時に噴出する。金属粒子がスイッチギヤ１００の盤内機器に飛散しないようにアークスペース枠体１２０を設けている。

アークスペース枠体１２０を通過した高温のホットガスは換気連通口１４０から換気塔２００内に流入し、換気板２０２の換気口２０３を通過して空間Ｇ内に流入する。この空隙Ｇを設けたことにより換気板２０２の換気口２０３から流出したホットガスの空間Ｇ内の通風量を維持することができる。

そして、空間Ｇ内に流入した高温のホットガスは換気板２０２と空間Ｇの間隔を設けて配置した侵入防止換気体２０６の侵入防止構造体２０７を通過してスイッチギヤ１００の盤外に排気される。空間Ｇを設けたことにより、侵入防止構造体２０７の長手方向の寸法が換気板２０２の長手方向の寸法より長くなる。したがって、侵入防止換気体２０６の侵入防止構造体２０７の通風面積は換気板２０２の換気口２０３の通風面積と同等以上とすることができる。

このように、換気板２０２から空間Ｇの間隔を開けて侵入防止換気体２０６の侵入防止構造体２０７を配置しても通風面積が減少しないので、換気塔２００の換気および通風効率が低下しない。したがって、電流遮断時に発生する高温のホットガスをスムーズに換気板２０２の換気口２０３、空間Ｇ、侵入防止換気体２０６の侵入防止構造体２０７を通じてスイッチギヤ１００の盤外に排気することができる。

ホットガスをスムーズにスイッチギヤ１００の盤外に排気することができるので、電流遮断時に直流遮断器１０１にかかる圧力負荷を低減することができるとともに、スイッチギヤ１００の盤構造あるいは直流遮断器１０１の損傷が生じないようにすることができる。また、侵入防止換気体２０６の侵入防止構造体２０７を設けたことにより、虫などのスイッチギヤ１００の盤内への侵入を防止することができる。

実施の形態２．
図６は実施の形態２によるスイッチギヤにおける換気塔の要部を示す断面図である。上述した実施の形態１においては、侵入防止換気体２０６がボルトにより換気天板２０１の突出天板２０４に設けた取付板２０５に取り付けられる場合について述べたが、この実施の形態２においては、ボルトを使用しないで侵入防止換気体２０６を取付板２０５に取り付けるようにしたものである。

この実施の形態２においては、取付板２０５の下端部に換気板２０２の方向に突出する係合突出片２０５ａを設け、係合突出片２０５ａを侵入防止換気体２０６の取付部２０８の取付穴２０８ａに係合させるようにしたものである。

すなわち、侵入防止換気体２０６の取付部２０８の取付穴２０８ａに取付板２０５の係合突出片２０５ａを係合させた後、侵入防止換気体２０６が係合された取付板２０５を換気天板２０１の突出天板２０４に取り付ける。この実施の形態２においても、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３．
図７は実施の形態３によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す斜視図である。上述した実施の形態１および実施の形態２においては、通常の電流遮断時における高温のホットガスの排気について述べたが、この実施の形態３においては、事故電流遮断時において、直流遮断器１０１から発生するホットガスが高温、高圧となるので、高温、高圧のホットガスを支障なくスイッチギヤ１００の盤外に排気させる構造としたものである。

この実施の形態３においては、侵入防止換気体２０６の取付部２０８に例えば複数のスリットからなる低曲げ強度部２０９（以下、スリットと称す）を設けている。低曲げ強度部としては、スリット２０９ではなく低厚み部として曲げ強度を他の部分より低くして変形可能な状態としても同様の効果を奏する。

すなわち、事故電流遮断時においては、直流遮断器１０１から発生するホットガスは高温、高圧となってアークスペース枠体１２０内に充満し、高温、高圧のホットガスは換気連通口１４０から換気塔２００内に流入し、換気板２０２の換気口２０３を通過して空間Ｇ内に流入する。この空隙Ｇ内に流入した高温のホットガスは換気板２０２と空間Ｇの間隔を設けて配置した侵入防止換気体２０６の侵入防止構造体２０７を通過してスイッチギヤ１００の盤外に排気される。

しかしながら、侵入防止換気体２０６の侵入防止構造体２０７の内側である空間Ｇにおいてホットガスの圧力が設定値以上に上昇した場合、ホットガスの圧力をスムーズに開放するため、侵入防止換気体２０６の下端が固定されていないことにより、侵入防止換気体２０６の取付部２０８に設けたスリット２０９部が変形し、この変形に伴いスリット２０９部を支点としてスリット２０９より下部の侵入防止換気体２０６が盤外方側に曲げられ、侵入防止換気体２０６の侵入防止構造体２０７の内側の空間Ｇ内のホットガスの圧力をスムーズに開放することができる。

実施の形態４．
図８は実施の形態４によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す斜視図である。図９は実施の形態４によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す側面図である。

上述した実施の形態３においては、侵入防止換気体２０６の取付部２０８に例えば複数のスリット２０９を設けた場合について述べたが、この実施の形態４においては、この実施の形態４においては、侵入防止換気体２０６の取付部２０８に例えば複数のヒンジ２１０の一方側を取り付け、ヒンジ２１０の他方側が取付板２０５あるいは換気天板２０１の突出天板２０４に取り付けている。

この実施の形態４においても、侵入防止換気体２０６の侵入防止構造体２０７の内側である空間Ｇにおいてホットガスの圧力が設定値以上に上昇した場合、ホットガスの圧力をスムーズに開放するため、侵入防止換気体２０６の下端が固定されていないことにより、侵入防止換気体２０６の取付部２０８に設けたヒンジ２１０を支点として侵入防止換気体２０６が盤外方側に回動して開き、侵入防止換気体２０６の侵入防止構造体２０７の内側の空間Ｇ内のホットガスの圧力をスムーズに開放することができる。

実施の形態５．
図１０は実施の形態５によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す斜視図である。上述した実施の形態１および実施の形態２においては、侵入防止換気体２０６の侵入防止構造体２０７が金網で構成された場合について述べたが、この実施の形態５においては、繊維構成体あるいは繊維織物体などのフィルターにより構成された侵入防止構造体２１２を有する侵入防止換気体２１１としたものであり、取付部２１３に取付穴２１３ａが設けられている。

この実施の形態５においては、金網から繊維構成体あるいは繊維織物体などのフィルターの侵入防止構造体２１２としたものであり、上述した実施の形態１および実施の形態２と同様の効果を奏する。

実施の形態６．
図１１は実施の形態６によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す斜視図である。上述した実施の形態３においては、侵入防止換気体２０６の侵入防止構造体２０７が金網で構成された場合について述べたが、この実施の形態５においては、繊維構成体あるいは繊維織物体などのフィルターにより構成された侵入防止構造体２１２を有する侵入防止換気体２１１としたものであり、取付部２１３に取付穴２１３ａが設けられている。

そして、侵入防止換気体２１１の取付部２１３に例えば複数のスリットからなる低曲げ強度部２１４（以下、スリットと称す）を設けている。低曲げ強度部としては、スリット２１４ではなく低厚み部として曲げ強度を他の部分より低くして変形可能な状態としても同様の効果を奏する。

この実施の形態６においては、金網から繊維構成体あるいは繊維織物体などのフィルターの侵入防止構造体２１２としたものであり、上述した実施の形態３と同様の効果を奏する。

実施の形態７．
図１２は実施の形態７によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す斜視図である。図１３は実施の形態７によるスイッチギヤにおける侵入防止換気体を示す側面図である。

上述した実施の形態４においては、侵入防止換気体２０６の侵入防止構造体２０７が金網で構成された場合について述べたが、この実施の形態７においては、繊維構成体あるいは繊維織物体などのフィルターにより構成された侵入防止構造体２１２を有する侵入防止換気体２１１としたものであり、取付部２１３にヒンジ２１５が設けられている。

この実施の形態７においては、金網から繊維構成体あるいは繊維織物体などのフィルターの侵入防止構造体２１２としたものであり、上述した実施の形態４と同様の効果を奏する。

なお、上述した各実施の形態においては、遮断器が直流遮断器の場合について述べたが、遮断器としては直流遮断器に限定されるものではなく、他の遮断器としてもよく、同様の効果を奏する。

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。

本願は、換気塔の通風面積を減少させることなく、虫などの侵入防止を行うことができ、高信頼性のスイッチギヤの実現に好適である。

１００スイッチギヤ、１００ａ盤天井板、１０１直流遮断器、１０２消弧室、１４０換気連通口、２００換気塔、２０１換気天板、２０２換気板、２０３換気口、２０４突出天板、２０５取付板、２０５ａ係合突出片、２０６侵入防止換気体、２０７侵入防止構造体、２０８取付部、２０８ａ取付穴、２０９スリット、２１０ヒンジ、２１１侵入防止換気体、２１２侵入防止構造体、２１３取付部、２１３ａ取付穴、２１４スリット、２１５ヒンジ

Claims

遮断器の上部側に設けられた遮断器上部開口と、前記遮断器上部開口の上方の盤天井板に形成された換気連通口と、前記盤天井板の上方に前記換気連通口を覆って設けられた換気塔とを備えたスイッチギヤであって、前記換気塔は、前記換気連通口の上方に配置された換気天板と、前記換気連通口の縁部と前記換気天板との間に配置され、複数の換気口を有する換気板と、前記換気天板の端部に前記換気板より外方に突出して延在する突出天板と、前記突出天板の端部に前記換気板と空間を開けて配置され、侵入防止構造体を有する侵入防止換気体とにより構成されたことを特徴とするスイッチギヤ。
前記侵入防止構造体は金網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。
前記侵入防止構造体はフィルター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。
前記フィルターは繊維構成体あるいは繊維織物体で成されたことを特徴とする請求項３記載のスイッチギヤ。
前記突出天板に取付板が設けられ、前記侵入防止換気体に前記取付板に取り付けられる取付部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスイッチギヤ。
前記侵入防止換気体の前記取付部にスリットが形成されたことを特徴とする請求項５に記載のスイッチギヤ。
前記侵入防止換気体の前記取付部にヒンジが取り付けられたことを特徴とする請求項５に記載のスイッチギヤ。
前記突出天板に取付板が設けられ、前記取付板の下端に前記換気板の方向に突出する係合突出片が設けられ、前記侵入防止換気体に前記取付板に取り付けられる取付部を有し、前記取付部に前記係合突出片が係合される取付穴が設けられたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスイッチギヤ。