WO2024062660A1

WO2024062660A1 - ガス絶縁開閉装置

Info

Publication number: WO2024062660A1
Application number: PCT/JP2023/010782
Authority: WO
Inventors: 祐介松澤
Original assignee: 株式会社明電舎
Priority date: 2022-09-20
Filing date: 2023-03-20
Publication date: 2024-03-28

Abstract

甲母線室３に甲母線断路器５が収納される。甲母線操作器は甲母線断路器５を操作する。甲母線操作機構７は、甲母線操作器と甲母線断路器５とを連結し、甲母線操作器の操作に応じて甲母線断路器５を操作する。乙母線室４は甲母線室３から見て甲母線操作器の反対側に配置され、乙母線断路器６が収納される。乙母線操作器は、甲母線室３から見て乙母線室４の反対側に配置され、乙母線断路器６を操作する。乙母線操作機構８は、乙母線操作器と乙母線断路器６とを甲母線室３を貫通して連結する。乙母線操作機構８は、乙母線操作器の操作に応じて乙母線断路器６を操作する。複母線タイプのガス絶縁開閉装置において、タンクの小型化と、タンクと閉鎖盤との取り合い部の簡易化を図る。

Description

ガス絶縁開閉装置

　本発明は、複母線タイプのキュービクル形ガス絶縁開閉装置（Ｃ－ＧＩＳ：Ｃｕｂｉｃｌｅ　Ｇａｓ　Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ、以下、ガス絶縁開閉装置と称する）に搭載される母線断路器の操作機構の構造に関する。

　ガス絶縁開閉装置の中には、甲母線室と乙母線室を有する複母線タイプの機種も存在する（例えば、特許文献１）。

　複母線タイプのガス絶縁開閉装置は、甲母線室と乙母線室にそれぞれ甲母線断路器と乙母線断路器が収納され、甲母線断路器、乙母線断路器は甲母線操作器、乙母線操作器により操作される。また、甲母線操作器と甲母線断路器は甲母線操作機構で連結され、乙母線操作器と乙母線断路器は乙母線操作機構で連結される。

　また、甲母線室と乙母線室の下側には、遮断器室が設けられ、これらを１つの箱体（タンク）として、絶縁ガスが充填される。

　従来の複母線タイプのガス絶縁開閉装置において、甲母線操作機構，乙母線操作機構は、タンクの正面側及び背面側に配置しているため、タンクの正面側及び背面側に、操作機構の接続リンクの逃げを設ける必要があった。

　また、ＩＰ保護等級の対策で閉鎖盤に、甲母線操作機構，乙母線操作機構及びリンクが閉鎖盤を貫通する部分にカバーを取り付ける必要があった。

　以上示したようなことから、複母線タイプのガス絶縁開閉装置において、タンクの小型化と、タンクと閉鎖盤の取り合い部の簡易化を図ることが課題となる。

特開２００９－８１９１０号公報

　本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、複母線タイプのガス絶縁開閉装置であって、甲母線断路器が収納された甲母線室と、前記甲母線断路器を操作する甲母線操作器と、前記甲母線操作器と前記甲母線断路器とを連結し、前記甲母線操作器の操作に応じて前記甲母線断路器を操作する甲母線操作機構と、前記甲母線室から見て前記甲母線操作器の反対側に配置され、乙母線断路器が収納された乙母線室と、前記甲母線室から見て前記乙母線室の反対側に配置され、前記乙母線断路器を操作する乙母線操作器と、前記乙母線操作器と前記乙母線断路器とを前記甲母線室内の絶縁リンクを介して貫通して連結し、前記乙母線操作器の操作に応じて前記乙母線断路器を操作する乙母線操作機構と、を備えたことを特徴とする。

　また、他の態様として、前記甲母線室と前記乙母線室の仕切り板における前記乙母線操作機構の貫通箇所に軸受部を備え、前記軸受部は、前記乙母線操作機構を支持するブッシュと、前記甲母線室と前記乙母線室のガス機密性能を維持する直線シール部と、を備えたことを特徴とする。

　また、他の態様として、前記甲母線室と前記乙母線室の下に配置された遮断器室と、前記遮断器室の前記甲母線操作器が設けられた方向の反対側に設けられ、前記遮断器室内が所定の圧力に達すると前記遮断器室内の熱ガスを放出する第一背面側放圧口と、前記乙母線室の前記甲母線操作器が設けられた方向の反対側に設けられ、前記乙母線室内が所定の圧力に達すると前記乙母線室内の熱ガスを放出する第二背面側放圧口と、前記乙母線室および前記遮断器室の前記甲母線操作器が設けられた方向の反対側に配置され、前記第一背面側放圧口および前記第二背面側放圧口から排出された熱ガスを外部に放出する背面閉鎖盤と、前記背面閉鎖盤の上部開口部に設けられ、前方に傾斜するスロープを有する第一放出口と、を備え、前記第一放出口における前記スロープと水平面との傾斜角は、前記第一放出口から排出された熱ガスが天井に当たらない角度とすることを特徴とする。

　また、その一態様として、前記甲母線室の上面に設けられ、前記甲母線室内が所定の圧力に達すると前記甲母線室内の熱ガスを外部に放出する上側放圧口と、前記上側放圧口が設けられた位置に配置され、前方に傾斜するスロープを有する第二放出口を有し、前記第二放出口における前記スロープと水平面との傾斜角は、前記第二放出口から排出された熱ガスが天井に当たらない角度とすることを特徴とする。

　また、その一態様として、前記第二放出口における前記スロープと水平面との傾斜角は、前記第一放出口における前記スロープと水平面との傾斜角よりも大きいことを特徴とする。

　また、その一態様として、前記甲母線室および前記遮断器室の前記背面閉鎖盤が設けられた方向の反対側の面に前面閉鎖盤が配置され、前記前面閉鎖盤および前記背面閉鎖盤の高さは、前記甲母線室および前記乙母線室の高さよりも高いことを特徴とする。

　本発明によれば、複母線タイプのガス絶縁開閉装置において、タンクの小型化やタンクと閉鎖盤の取り合い部の簡易化を図ることが可能となる。

実施形態１におけるガス絶縁開閉装置の正面図。実施形態１におけるガス絶縁開閉装置の側面図。実施形態１におけるガス絶縁開閉装置の断面図。甲母線室と乙母線室間のパーティションに設けた軸受部を示す図。甲母線操作機構の構成・動作を示す図。乙母線操作機構の構成・動作を示す図。実施形態２におけるガス絶縁開閉装置を示す側面図。ガス絶縁開閉装置の形式試験（内部閃絡試験）を示す図。スロープの傾斜角度の説明図。

　以下、本願発明における複母線タイプのガス絶縁開閉装置の実施形態１、２を、図１～図９に基づいて詳述する。

　［実施形態１］
　図１に実施形態１におけるガス絶縁開閉装置の正面図、図２に実施形態１におけるガス絶縁開閉装置の側面図、図３に実施形態１におけるガス絶縁開閉装置の断面図を示す。

　本実施形態１は、甲母線と乙母線を有する複母線タイプのガス絶縁開閉装置である。

　図２に示すように、甲母線室３には甲母線断路器５が収納される。乙母線室４には乙母線断路器６が収納される。乙母線室４は、甲母線室３よりも奥側に設けられる。

　また、甲母線室３と乙母線室４の下側には、図示省略の遮断器室が設けられ、２つの母線室と併せて１つのタンクとして、六フッ化硫黄ガスやドライエア等の絶縁ガスが充填される。

　図１、図３に示すように、甲母線室３の甲母線断路器５を操作する甲母線操作器１と、乙母線室４の乙母線断路器６を操作する乙母線操作器２がガス絶縁開閉装置の正面（手前側）に配置されている。

　換言すると、乙母線室４は、甲母線室３から見て甲母線操作器１の反対側に配置される。乙母線操作器２は甲母線室３から見て乙母線室４の反対側に配置される。すなわち、甲母線操作器１および乙母線操作器２は、ガス絶縁開閉装置の正面（手前側）に集約されている。

　ガス絶縁開閉装置は、図３に示すように、甲母線操作器１と甲母線断路器５とを連結し甲母線操作器１の操作に応じて甲母線断路器５を操作する甲母線操作機構７と、乙母線操作器２と乙母線断路器６を連結し乙母線操作器２の操作に応じて乙母線断路器６を操作する乙母線操作機構８と、を備える。

　ここで、図３に示すように、甲母線操作機構７で甲母線操作器１と甲母線断路器５とを連結するために、甲母線室３に軸受部９ａが設けられる。また、乙母線操作機構８で乙母線操作器２と乙母線断路器６を連結するために、甲母線室３と乙母線室４のパーティション（仕切り板）に軸受部９ｂが設けられ、甲母線室３に軸受部９ｃが設けられる。

　図４に、軸受部９の構成を示す。図４では、例として軸受部９ｂを示している。図４に示すように、甲母線室３と乙母線室４との間にパーティション（仕切り板）が設けられ、このパーティション（仕切り板）における乙母線操作機構８の貫通箇所に軸受部９ｂが設けられる。この軸受部９ｂは、ブッシュ１０と直線シール部（例えば、シールパッキン）１１とを備える。

　ブッシュ１０は、乙母線操作機構８を支持する。直線シール部１１は、甲母線室３と乙母線室４のガス気密性能を維持する。図４では、軸受部９ｂについて説明したが、軸受部９ａ、９ｃも構成は同様である。

　次に、甲母線操作機構７と乙母線操作機構８の構成と動作について説明する。まず、図５に基づいて、甲母線操作機構７の構成について説明する。

　図５に示すように、甲母線断路器５は第１導体１２と、第１導体１２に回転可能に支持された第１ブレード１３と、を備える。この第１ブレード１３がＤＳコンタクト１４に接触するとＤＳ（断路器）が「ＯＮ」となり、ＥＳコンタクト１５に接触するとＥＳ（接地開閉器）が「ＯＮ」となる。

　この第１ブレード１３には、甲母線操作機構７が接続される。甲母線操作機構７の第１絶縁リンク１６の一端が、第１ブレード１３に接続される。第１絶縁リンク１６の他端は、第１主軸１７に接続される。また、第１主軸１７には、第１リンク１８、第１ロッド１９、第２リンク２０を介して甲母線操作器１の第１出力レバー２１が接続される。第１主軸１７及び第１出力レバー２１は回転可能に設けられる。

　次に、図５に基づいて、甲母線操作機構７の動作について説明する。

　「甲母線操作機構７：ＤＳ操作」
　甲母線操作器１の第１出力レバー２１を時計回りに動かす→第２リンク２０、第１ロッド１９、第１リンク１８が奥側（図５の右側）に押し込まれる→第１主軸１７が時計回りに回転する→第１絶縁リンク１６が奥側（図５の右側）に押し込まれる→第１ブレード１３が時計回りに回転しＤＳコンタクト１４に接触する→ＤＳ（断路器）が「ＯＮ」となる。

　「甲母線操作機構７：ＥＳ操作」
　甲母線操作器１の第１出力レバー２１を反時計回りに動かす→第２リンク２０、第１ロッド１９、第１リンク１８が手前側（図５の左側）に引き出される→第１主軸１７が反時計回りに回転する→第１絶縁リンク１６が手前側（図５の左側）に引き出される→第１ブレード１３が反時計回りに回転しＥＳコンタクト１５に接触する→ＥＳ（接地開閉器）が「ＯＮ」となる。

　次に、図６に基づいて、乙母線操作機構８の構成について説明する。

　図６に示すように、乙母線断路器６は第２導体２２と、第２導体２２に回転可能に支持された第２ブレード２３と、を備える。この第２ブレード２３がＤＳコンタクト２４に接触するとＤＳ（断路器）が「ＯＮ」となる。

　この第２ブレード２３には、乙母線操作機構８が接続される。乙母線操作機構８の第２絶縁リンク２５の一端が第２ブレード２３に接続される。第２絶縁リンク２５の他端は第２主軸２６に接続される。また、第２主軸２６には、第３リンク２７、第２ロッド２８、第３絶縁リンク２９、第３ロッド３０、第４リンク３１を介して乙母線操作器２の第２出力レバー３２が接続される。第２主軸２６，第２出力レバー３２は回転可能に設けられる。

　次に、図６に基づいて、乙母線操作機構８の動作について説明する。

　「乙母線操作機構：ＤＳ操作」
　乙母線操作器２の第２出力レバー３２を反時計回りに動かす→第４リンク３１、第３ロッド３０、第３絶縁リンク２９、第２ロッド２８、第３リンク２７が手前側（図６の左側）に引き出される→第２主軸２６が反時計回りに回転する→第２絶縁リンク２５が手前側（図６の左側）に引き出される→第２ブレード２３が反時計回りに回転しＤＳコンタクト２４に接触する→ＤＳ（断路器）が「ＯＮ」となる。

　以上示したように、本実施形態１のガス絶縁開閉装置によれば、正面の操作器で甲母線および乙母線の断路器を操作することが可能となる。

　また、断路器の操作機構がガス中（母線室）にあるため、タンク幅を縮小することができる。

　さらに、母線操作器は、正面（手前側）に集約されており、操作機構を通すための逃げを設ける必要がない。そのため、タンクの正面側及び背面側がフラットになり、背面側でのタンクと閉鎖盤との取り合い部もシンプルにできる。

　これにより、ガス絶縁開閉装置の設置面積を削減することが可能となる。

　［実施形態２］
　従来、タンク内部において内部閃絡などにより圧力上昇があった場合、放圧口から外部に放圧し、事故波及の拡大が防止されている。放圧口はタンクの正面側以外の閉鎖盤（背面閉鎖盤など）に設けられるものや、上側に設けられているものがある。

　しかし、従来のガス絶縁開閉装置は、内部閃絡時の熱ガスの勢いを閉鎖盤内で弱めるため閉鎖盤の容量を大きくする必要があった。本実施形態２の目的は、正面（前面）側での保守点検者の安全確保と保護であり、その安全性を証明するために、インジケータを配備した形式試験（内部閃絡試験）が行われるものである。

　図７に本実施形態２におけるガス絶縁開閉装置を示す。本実施形態２は、実施形態１と同様に甲母線と乙母線を有する複母線タイプのガス絶縁開閉装置である。ただし、実施形態１とは図の向きが逆であり、図７では、右側が正面（前面）側、左側が背面側となっている。

　図７に示すように、ガス絶縁開閉装置は、遮断器室３３と、甲母線室３と、乙母線室４と、を備える。遮断器室３３は、甲母線室３、乙母線室４の下側に設けられる。遮断器室３３には、遮断器などが収納される。遮断器室３３、甲母線室３、乙母線室４を合わせて１つのタンク４６として、六フッ化硫黄ガスやドライエア等の絶縁ガスが充填される。甲母線室３、乙母線室４内の構成については、実施形態１と同様であるため説明を省略する。

　遮断器室３３および甲母線室３の前面（手前側）には、ガス絶縁開閉装置を覆うように前面閉鎖盤３４が設けられる。前面閉鎖盤３４には、甲母線断路器を操作する甲母線操作器と、乙母線断路器を操作する乙母線操作器と、が収納される。

　遮断器室３３および乙母線室４の背面（奥側）には、ガス絶縁開閉装置を覆うように背面閉鎖盤３５が設けられる。

　ガス絶縁開閉装置は、内部閃絡時などのタンク４６内の異常な圧力上昇を抑制するために各コンパートメント（遮断器室３３、甲母線室３、乙母線室４）に放圧口を設けている。

　具体的には、遮断器室３３と背面閉鎖盤３５との間には、第一背面側放圧口３６が設けられる。乙母線室４と背面閉鎖盤３５との間には、第二背面側放圧口３７が設けられる。甲母線室３の上面には上側放圧口３８が設けられる。また、第一背面側放圧口３６、第二背面側放圧口３７、上側放圧口３８の開口部には、放圧板３６ａ、３７ａ、３８ａが設けられている。

　遮断器室３３、乙母線室４が所定の圧力に達すると、放圧板３６ａ、３７ａが開き、第一背面側放圧口３６、第二背面側放圧口３７から熱ガスが背面閉鎖盤３５に放出される。また、甲母線室３が所定の圧力に達すると、放圧板３８ａが開き、熱ガスが上側放圧口３８から第二放出口４１に放出される。

　背面閉鎖盤３５の内部は、一部のセンサが設置されるのみで、熱ガスが第一背面側放圧口３６、第二背面側放圧口３７から放出された際の排気ダクトとなっている。背面閉鎖盤３５の上部開口部には、金属のメッシュ４０が設けられる。

　また、背面閉鎖盤３５の上部開口部には、第一放出口３９が設けられる。

　第一放出口３９は、背面閉鎖盤３５の上部開口部から立設した基部３９ａと、基部３９ａから延設されて前方に傾斜したスロープ３９ｂと、を有する。本実施形態２において、スロープ３９ｂと水平面の角度は２０°とする。

　甲母線室３の上側放圧口３８の放圧板３８ａが設けられた位置には、第二放出口４１が設けられる。第二放出口４１は、上面から垂直に立設した基部４１ａと、基部４１ａから延設されて前方に傾斜したスロープ４１ｂと、を有する。本実施形態２において、スロープ４１ｂと水平面の角度は３０°とする。

　タンク４６（甲母線室３、乙母線室４）の上部より前面閉鎖盤３４、背面閉鎖盤３５の上部が高くなっている。これにより、熱ガスの勢いを抑えられる。

　次に、内部閃絡時の熱ガスの流れを説明する。図７内の矢印は熱ガスの流れを示す。

　遮断器室３３で内部閃絡が発生した場合には、遮断器室３３が所定の圧力に達すると放圧板３６ａが開き、放圧口３６から背面閉鎖盤３５に熱ガスが放出される。同様に、乙母線室４で内部閃絡が発生した場合には、乙母線室４が所定の圧力に達すると放圧板３７ａが開き、放圧口３７から背面閉鎖盤３５に熱ガスが放出される。

　背面閉鎖盤３５の内部は、放圧ダクトとして機能し、熱ガスを第一放出口３９から放出する。第一放出口３９は、スロープ３９ｂが斜め前方に傾斜されているため、熱ガスは上部前方に向かって放出される。

　また、ガス絶縁開閉装置の甲母線室３で内部閃絡が発生した時には、甲母線室３が所定の圧力に達すると、放圧板３８ａが開き、熱ガスが上側放圧口３８から第二放出口４１に放出される。上部の第二放出口４１に設けたスロープ４１ｂは、斜め前方に傾斜しているため、熱ガスは上部前方に向かって放出される。

　図８は、ガス絶縁開閉装置の形式試験（内部閃絡試験）を示す図である。図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は背面図、図８（ｃ）は側面図、８（ｄ）は正面図である。

　図８に示すように、内部閃絡試験時においては、ガス絶縁開閉装置４２の周囲には鉄枠４３が設けられている。この鉄枠４３の側面および上面にはインジケータ（布）が設けられる。格子状の箇所が、インジケータ（布）が設けられた箇所であり、鉄枠４３のガス絶縁開閉装置４２側にインジケータ（布）が設けられる。また、ガス絶縁開閉装置４２の周囲には側壁４４が配置され、上部には天井４５が設けられる。

　本実施形態２において、第一放出口３９、第二放出口４１のスロープ３９ｂ、４１ｂの傾斜角は、図９に示すように、熱ガスが天井４５で跳ね返らないように、天井４５の前面側端部と第一放出口３９、第二放出口４１とを線で結んで決めたものである。すなわち、第一放出口３９におけるスロープ３９ｂと水平面との傾斜角は第一放出口３９から排出された熱ガスが天井４５に当たらない角度とする。

　また、第二放出口４１におけるスロープ４１ｂと水平面との傾斜角は、第二放出口４１から排出された熱ガスが天井４５に当たらない角度とする。このため、天井４５の前面側端部との距離の関係から、第一放出口３９（スロープ３９ｂ）の傾斜角＜第二放出口４１（スロープ４１ｂ）の傾斜角となっている。なお、元々の天井４５の位置が高く、熱ガスが跳ね返らない環境であれば第一放出口３９、第二放出口４１は不要である。

　ＩＥＣ規格では、内部閃絡時にガス絶縁開閉装置の内部から放出された熱ガスでインジケータが燃えないことという記載がある。本実施形態２は、第一放出口３９、第二放出口４１に設けたスロープ３９ｂ、４１ｂに角度をつけることで、ガス絶縁開閉装置４２から排出される熱ガスの排出方向をコントロールし、熱ガスがインジケータに及ばないようになっている。

　以上示したように、本実施形態２によれば、背面閉鎖盤３５の上部に設けた第一放出口３９およびタンク上部に設けた第二放出口４１に、スロープ３９ｂ、４１ｂを設け、内部閃絡時に発生する熱ガスをスロープ３９ｂ、４１ｂで角度をつけて放出することによって、ＩＥＣ規格で定められた領域に熱ガスが及ばないようにした。その結果、背面閉鎖盤３５内で熱ガスの勢いを抑える必要がなくなるため、背面閉鎖盤３５を小型化することができ、設置面積を減らすことができる。

　以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。

Claims

　複母線タイプのガス絶縁開閉装置であって、
　甲母線断路器が収納された甲母線室と、
　前記甲母線断路器を操作する甲母線操作器と、
　前記甲母線操作器と前記甲母線断路器とを連結し、前記甲母線操作器の操作に応じて前記甲母線断路器を操作する甲母線操作機構と、
　前記甲母線室から見て前記甲母線操作器の反対側に配置され、乙母線断路器が収納された乙母線室と、
　前記甲母線室から見て前記乙母線室の反対側に配置され、前記乙母線断路器を操作する乙母線操作器と、
　前記乙母線操作器と前記乙母線断路器とを前記甲母線室内の絶縁リンクを介して貫通して連結し、前記乙母線操作器の操作に応じて前記乙母線断路器を操作する乙母線操作機構と、
　を備えたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
　前記甲母線室と前記乙母線室の仕切り板における前記乙母線操作機構の貫通箇所に軸受部を備え、
　前記軸受部は、
　前記乙母線操作機構を支持するブッシュと、
　前記甲母線室と前記乙母線室のガス機密性能を維持する直線シール部と、
　を備えたことを特徴とする請求項１記載のガス絶縁開閉装置。
　前記甲母線室と前記乙母線室の下に配置された遮断器室と、
　前記遮断器室の前記甲母線操作器が設けられた方向の反対側に設けられ、前記遮断器室内が所定の圧力に達すると前記遮断器室内の熱ガスを放出する第一背面側放圧口と、
　前記乙母線室の前記甲母線操作器が設けられた方向の反対側に設けられ、前記乙母線室内が所定の圧力に達すると前記乙母線室内の熱ガスを放出する第二背面側放圧口と、
　前記乙母線室および前記遮断器室の前記甲母線操作器が設けられた方向の反対側に配置され、前記第一背面側放圧口および前記第二背面側放圧口から排出された熱ガスを外部に放出する背面閉鎖盤と、
　前記背面閉鎖盤の上部開口部に設けられ、前方に傾斜するスロープを有する第一放出口と、
　を備え、
　前記第一放出口における前記スロープと水平面との傾斜角は、前記第一放出口から排出された熱ガスが天井に当たらない角度とすることを特徴とする請求項１記載のガス絶縁開閉装置。
　前記甲母線室の上面に設けられ、前記甲母線室内が所定の圧力に達すると前記甲母線室内の熱ガスを外部に放出する上側放圧口と、
　前記上側放圧口が設けられた位置に配置され、前方に傾斜するスロープを有する第二放出口を有し、
　前記第二放出口における前記スロープと水平面との傾斜角は、前記第二放出口から排出された熱ガスが天井に当たらない角度とすることを特徴とする請求項３記載のガス絶縁開閉装置。
　前記第二放出口における前記スロープと水平面との傾斜角は、前記第一放出口における前記スロープと水平面との傾斜角よりも大きいことを特徴とする請求項４記載のガス絶縁開閉装置。
　前記甲母線室および前記遮断器室の前記背面閉鎖盤が設けられた方向の反対側の面に前面閉鎖盤が配置され、
　前記前面閉鎖盤および前記背面閉鎖盤の高さは、前記甲母線室および前記乙母線室の高さよりも高いことを特徴とする請求項３記載のガス絶縁開閉装置。