JP2009118617A - 開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人に対する安全性と外的影響に対する信頼性と設計の自由度と生産性とが高く、生産コストが低い開閉装置を提供する。
【解決手段】筐体１の内部に遮断器を収容し、該遮断器は遮断部１４ｃと該遮断部１４ｃに接続された一対の導体１４ａ，１４ｂとを備え、該一対の導体１４ａ，１４ｂの一方の端部には一方の主回路導体５ａを介して主母線６を接続し、他方の端部には他方の主回路導体５ｂおよび筐体１の外部に接続された電源ケーブル７を介して外部電源に接続した開閉装置において、前記筐体１に隔壁２を設けて大気圧空間１ｂと密封空間１ａとを形成し、大気圧空間１ｂには前記遮断器として引出形遮断器１４を収容し、該引出形遮断器１４の一対の導体１４ａ，１４ｂおよび遮断部１４ｃを絶縁カバー１４ｄで被覆し、密封空間１ａには前記一方の主回路導体５ａと前記他方の主回路導体５ｂと前記主母線６とを収容した。
【選択図】図１

Description

本発明は開閉装置に関し、筐体の内部を開放空間と常閉空間とに区分し、開放空間には固体絶縁した引出形遮断器を設けたものである。

金属閉鎖型スイッチギヤ等の開閉装置としては、例えば特許文献１，２に記載のものが知られている。この開閉装置は、筐体の内部に開閉器等の電気機器と該電気機器を接続する主回路導体を収容して構成され、主回路導体には高圧の電流が流れることから、相間絶縁および対地間絶縁を行うため、筐体の内部に絶縁ガスを充填している。

このように、開閉装置には絶縁のための構成が採用されており、絶縁のための構成の種類に応じて、気中絶縁開閉装置と、ガス絶縁開閉装置と、固体絶縁開閉装置との３つのタイプの開閉装置がある。

気中絶縁開閉装置は図３の（従来例１）に示すように、金属板で構成した筐体１の内部に隔壁２および着脱可能な保護カバー３を設け、引き出し可能な引出形遮断器（ＶＣＢ）４と該引出形遮断器４の遮断部を開閉操作する操作部（ＯＰ）４ａとを設け、該引出形遮断器４の一方の端子を一方の主回路導体５ａを介して主母線（ＢＵＳ）６に接続し、該引出形遮断器４の他方の主回路導体５ｂを介して電力ケーブル７に接続し、他方の主回路導体５ｂに変流器（ＣＴ）８を設けたものである。筐体１および電力ケーブル７の外覆７ａは接地されている。このような構成を採用すると、設計する際の自由度が高く、主回路導体５ａ，５ｂが露出しているため内部で作業する際に安全のため主回路導体５ａ，５ｂを接地させる作業が容易であり、引出形遮断器４を引き出す際に双方の主回路導体５ａ，５ｂとの間を断路することになり、別個に断路器（ＤＳ）を設ける必要がない。

ガス絶縁開閉装置は図４の（従来例２）に示すように、筐体１の内部に隔壁２を設けて絶縁ガスが充填されたガス空間１ａと大気圧空間１ｂとに区分し、該ガス空間１ａには遮断器（ＶＣＢ）９，接地開閉器付断路器（ＥＤＳ）１０・１１，接地開閉器（ＥＳ）１２と主回路導体５ａ，５ｂと主母線（ＢＵＳ）６とを収容し、大気圧空間１ｂには遮断器９等を操作する操作部（ＯＰ）９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａを収容し、主回路導体５ｂには筐体１の外部の電力ケーブル７を接続し、該電力ケーブル７に変流器（ＣＴ）８を設けたものである。筐体１および電力ケーブル７の外覆７ａは接地されている。このような構成を採用すると、主回路導体５ａ，５ｂはガス空間１ａに収容されているため感電事故は生じず安全であり、ガス空間１ａは密閉構造であることから湿度，塵埃，小動物などの外的影響に対する信頼性が高く、ガス空間１ａにＳＦ６ガスを使用した場合は開閉装置を大幅に小型化できる。

固体絶縁開閉装置は図５の（従来例３）に示すように、筐体１の内部に引き出し可能な引出形遮断器（ＶＣＢ）４と該引出形遮断器４の遮断部を開閉操作する操作部（ＯＰ）４ａとを設け、該引出形遮断器４の一方の導体４ｃを一方の主回路導体５ａを介して主母線（ＢＵＳ）６に接続し、該引出形遮断器４の他方の導体４ｂを他方の主回路導体５ｂを介して電力ケーブル７に接続し、引出形遮断器４内の導体４ｂ，４ｃおよび主回路導体５ａ，５ｂ、更に主母線６を絶縁物であるモールド樹脂１３で覆い、主回路導体５ｂに変流器（ＣＴ）８を設けたものである。筐体１，電力ケーブル７の外覆７ａ，モールド樹脂１３は接地されている。このような構成を採用すると、主回路導体５ａ，５ｂがモールド樹脂１３で覆われているため感電事故は生じず安全であり、また主回路導体５ａ，５ｂはモールド樹脂１３で覆われているため湿度，塵埃，小動物などの外的影響に対する信頼性が高く、空気による絶縁を必要としないため開閉装置を大幅に小型化できる。
特開２００６−１２９６９９号公報 特開２００６−１１５６９８号公報

ところが、前記気中絶縁開閉装置は、主回路導体が露出するため、人が触れるおそれがあり安全性が確保されず、また湿度，塵埃による主回路導体の腐食や小動物による事故を生じる虞がある。

前記ガス絶縁開閉装置は、ガス空間の点検作業を安全に行うための主回路導体の接地を大気圧空間で行なうことができず、回路構成によっては接地開閉器（ＥＳ）を設ける必要があり、遮断器（ＶＣＢ）はガス空間に配置するために固定構造を採用することになり遮断器の上下位置に回路を開く断路器（ＤＳ）が必要となることから、前記接地開閉器とを合体させた接地開閉器付断路器（ＥＤＳ）を設けなければならず、絶縁ガスとしてＳＦ６ガスを使用した場合は、ＳＦ６ガスが地球温暖化防止排出抑制対策ガスであるために回収装置等を設けなければならない。

前記固体絶縁開閉装置は、モールド樹脂を設けることになるため設計の自由度が低く、モールド樹脂によりモールドする際のリードタイムが長いため生産性が低い。

そこで本発明は、上記の課題を解決し、人に対する安全性と外的影響に対する信頼性と設計の自由度と生産性とが高く、生産コストが低い開閉装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、筐体の内部に遮断器を収容し、該遮断器は遮断部と該遮断部に接続された一対の導体とを備え、該一対の導体の一方の端部には一方の主回路導体を介して主母線を接続し、他方の端部には他方の主回路導体および筐体の外部に接続されたケーブルを介して外部電源に接続した開閉装置において、前記筐体に隔壁を設けて開放空間と常閉空間とを形成し、前記開放空間には前記遮断器として引出形遮断器を収容し、前記常閉空間には前記一方の主回路導体と前記他方の主回路導体と前記主母線とを収容し、前記引出形遮断器の前記一対の導体および前記遮断部を絶縁カバーで被覆したことを特徴とする。

この発明によれば、主回路導体および主母線を常閉空間に収容したので、常閉空間には人が入ることができず、人が主回路導体，主母線に接触することがなくなり、しかも常閉空間には水分や塵埃や小動物が入ることもない。従って、感電事故や、主回路導体の腐食や、小動物による事故は生じない。また、引出形遮断器を採用するので、引出形遮断器を遮断して引出形遮断器を開放空間へ引き出すと断路を行なったことになる。更に引出形遮断器を開放空間へ引き出すことにより主回路導体が露出するので、主回路導体を接地することが可能になる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の開閉装置において、前記常閉空間の夫々の主回路導体の一端を、凹部を有する絶縁ブッシングを介して前記隔壁に気密に貫通させ、該主回路導体の一端と前記引出形遮断器の前記導体の端部とが接続された状態では、前記導体の端部を被覆する前記絶縁カバーの端部が前記凹部に嵌合されていることを特徴とする。

この発明によれば、引出形遮断器が「接続位置」を占める時には絶縁ブッシングの凹部に絶縁カバーの端部が嵌合されて高圧部が保護される。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の開閉装置において、前記導体の端部が前記主回路導体の一端から離れた断路状態においても、前記絶縁カバーの端部が前記凹部に嵌合していることを特徴とする。

この発明によれば、引出形遮断器が「断路位置」を占める時は絶縁ブッシングの凹部へ絶縁カバーの端部を嵌合した状態が維持されているので、主回路導体や引出形遮断器の導体に人が接触することはなく、かつ断路状態で塵埃や小動物が絶縁ブッシングの内部へ入ることもない。

請求項１に係る発明によれば、主回路導体および主母線を常閉空間に収容し、引出形遮断器の導体および遮断部を絶縁カバーで被覆したので、高圧の充電部が露出せず、感電事故や、主回路導体の腐食や、小動物による事故は生じず、安全性と信頼性が確保される。また、引出形遮断器を採用するので、該引出形遮断器を開放空間へ引き出すと断路を実行できて断路器の設置を省略でき、更に引出形遮断器を開放空間へ引き出すと主回路導体が露出するので接地することが可能となり、接地開閉器の設置も省略できる。また更に、引出形遮断器は開放空間に設けているので、引出形遮断器を引き出して保守点検を行なったり、引出形遮断器に不具合が生じた場合は引出形遮断器を引き出して部品交換したり引出形遮断器自体を交換したりすることができる。また更に、絶縁カバーは変動要素のない箇所に限定して用いるので設計の自由度と生産性とが高く、ＳＦ６ガス等の地球温暖化防止排出抑制ガスを用いないので生産コストが低い
請求項２に係る発明によれば、引出形遮断器の導体と主回路導体との接続部では、絶縁ブッシングの凹部に絶縁カバーの端部を嵌合しているので、引出形遮断器が「接続位置」を占める時に高圧の充電部が保護される。

請求項３に係る発明によれば、引出形遮断器が「断路位置」を占める時は絶縁ブッシングの凹部へ絶縁カバーの端部が嵌合された状態が維持されるので、絶縁ブッシングの内部が閉塞され、安全性と信頼性が維持される。

以下、本発明による開閉装置の実施の形態を図１に基づいて説明する。

筐体１の内部に隔壁２が設けられると共に該隔壁２の右側には密封容器１ｃが収容され、常閉空間としての密封空間１ａと開放空間としての大気圧空間１ｂとが形成されている。１ｄは正面に設けられた扉である。前記大気圧空間１ｂには遮断器としての引出形遮断器１４が収容されている。該引出形遮断器１４は遮断部１４ｃと該遮断部１４ｃに接続された一対の導体１４ａ，１４ｂとを備えており、該遮断部１４ｃを開閉操作する操作部１４ｅが設けられている。一方、前記密封空間１ａには主回路導体５ａと主回路導体５ｂと主母線６とが収容されている。

そして、前記導体１４ａの端部には主回路導体５ａを介して主母線６が接続されている。一方、前記導体１４ｂの端部には主回路導体５ｂが接続され、該主回路導体５ｂにはケーブルとしての電力ケーブル７が接続され、電力ケーブル７は外部電源に接続されている。

前記引出形遮断器１４の一対の導体１４ａ，１４ｂおよび遮断部１４ｃは絶縁カバー１４ｄにより被覆されている。この絶縁カバー１４ｄは、量産可能な部品のみを絶縁物で覆って絶縁カバーとしたものであり、従来の固体絶縁開閉装置の場合とは異なって、絶縁すべき最小限の部品のみが絶縁されている。また、従来の固体絶縁開閉装置のように組み立て後にモールド樹脂で覆ったものではなく、導体１４ａ，１４ｂ等の部品の状態において予め絶縁カバー１４ｄを装着したものである。前記のように絶縁すべき最小限の部品のみに絶縁カバー１４ｄを設けるので、絶縁材料の使用量も少なく、モールド樹脂で覆う場合に比べて生産性が高く設計の自由度も高い。

密封空間１ａの夫々の主回路導体５ａ，５ｂの一端は、絶縁ブッシング１５を介して前記隔壁２および密封容器１ｃに気密に貫通している。絶縁ブッシング１５には筒部１５ａが形成され、該筒部１５ａの内部に凹部１５ｂが形成されている。そして、引出形遮断器１４の導体１４ａ，１４ｂの端部と主回路導体５ａ，５ｂの一端との接続時には、該凹部１５ｂに、導体１４ａ，１４ｂの端部を被覆する絶縁カバー１４ｄの端部が嵌合されている。

図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、引出形遮断器１４は、「接続位置」，「断路位置」，「切り離し位置」の３位置を占めることができるように構成されている。そして、図２（ｂ）に示すように、導体１４ａ，１４ｂの端部が主回路導体５ａ，５ｂの一端から離れた引出形遮断器１４の断路状態においても、絶縁カバー１４ｄの端部が凹部１５ｂに嵌合しているように構成されている。つまり、絶縁ブッシング１５の筒部１５ａの長さは十分に長い値に設定されている。

主回路導体５ｂには変流器（ＣＴ）８が設けられている。主回路導体５ｂの他端への電力ケーブル７の一端の接続部は、筐体１および密封容器１ｃを貫通する位置に配置され、電力ケーブル７はケーブルヘッド７ｂを介して着脱可能に設けられている。電力ケーブル７には絶縁のための外覆７ａが設けられ、該外覆７ａおよび前記筐体１は接地されている。

次に、開閉装置の作用を説明する。引出形遮断器１４を閉状態にする場合には、図２（ａ）に示すように引出形遮断器１４を「接続位置」に配置し、操作部１４ｅを操作して遮断部１４ｃを閉じる。一方、遮断部１４ｃを開状態にする場合には、操作部１４ｅを前記とは逆方向へ操作する。遮断部１４ｃが開いて遮断された状態で図２（ｂ）に示すように引出形遮断器１４を「断路位置」まで引き出すと、導体１４ａ，１４ｂが主回路導体５ａ，５ｂから離れて断路状態になる。このとき、導体１４ａ，１４ｂは主回路導体５ａ，５ｂから切り離されるが、絶縁カバー１４ｄの端部は筒部１５ａの凹部１５ｂに嵌合された状態を維持しており、絶縁ブッシング１５の内部は閉塞されている。図２（ｃ）に示すように引出形遮断器１４を「切り離し位置」まで引き出すと、導体１４ａ，１４ｂおよび主回路導体５ａ，５ｂが露出する。従って、これらを接地することが可能となる。引出形遮断器１４は大気圧空間１ｂに引き出しが可能に設けているので、引出形遮断器１４を引き出して保守点検を行なったり、引出形遮断器１４に不具合が生じた場合は引出形遮断器１４を引き出して部品交換したり引出形遮断器１４自体を交換したりすることができ、現地での作業時間を短縮することができる。

この発明によれば、主回路導体５ａ，５ｂおよび主母線６を密封容器１ｃに収容したので、密封容器１ｃには人が入ることができず、人が主回路導体５ａ，５ｂ，主母線６に接触することがなくなり、しかも密封容器１ｃには水分や塵埃や小動物が入ることもない。従って、感電事故や、主回路導体５ａ，５ｂの腐食や、小動物による事故は生じない。また、引出形遮断器１４を採用するので、引出形遮断器１４を遮断して引出形遮断器１４を大気圧空間１ｂへ引き出すと断路を行ったことになる。更に引出形遮断器１４を大気圧空間１ｂへ引き出すことにより主回路導体５ａ，５ｂが露出するので、主回路導体５ａ，５ｂを接地することが可能になる。

この発明によれば、引出形遮断器１４が「接続位置」を占める時には絶縁ブッシング１５の凹部１５ｂに絶縁カバー１４ｄの端部が嵌合されて高圧部が保護される。

この発明によれば、引出形遮断器１４が「断路位置」を占める時は絶縁ブッシング１５の凹部１５ｂへ絶縁カバー１４ｄの端部を嵌合した状態が維持されているので、主回路導体５ａ，５ｂや引出形遮断器１４の導体１４ａ，１４ｂに人が接触することはなく、かつ断路状態で塵埃や小動物が絶縁ブッシング１５の内部へ入ることもない。

なお、本実施の形態では、主回路を開閉する開閉装置に本発明に係る開閉装置を適用した場合を示したが、計器用変圧器（ＶＴ）や接地形計器用変圧器（ＥＶＴ）等のように、試験時に電気的に切り離しすることが必要な機器が接続される接続部に適用することもできる。

開閉装置を示す構成図（実施の形態）。 開閉装置の作用説明図（実施の形態）。 気中絶縁開閉装置を示す構成図（従来例１）。 ガス絶縁開閉装置を示す構成図（従来例２）。 固体絶縁開閉装置を示す構成図（従来例３）。

符号の説明

１…筐体
１ａ…大気圧空間（開放空間）
１ｂ…密封空間（常閉空間）
２…隔壁
５ａ，５ｂ…主回路導体
６…主母線
７…電源ケーブル（ケーブル）
１４…引出形遮断器
１４ａ，１４ｂ…導体
１４ｃ…遮断部
１４ｄ…絶縁カバー
１５…絶縁ブッシング
１５ａ…筒部
１５ｂ…凹部

Claims (3)

1. 筐体の内部に遮断器を収容し、該遮断器は遮断部と該遮断部に接続された一対の導体とを備え、該一対の導体の一方の端部には一方の主回路導体を介して主母線を接続し、他方の端部には他方の主回路導体および筐体の外部に接続されたケーブルを介して外部電源に接続した開閉装置において、
   前記筐体に隔壁を設けて開放空間と常閉空間とを形成し、前記開放空間には前記遮断器として引出形遮断器を収容し、前記常閉空間には前記一方の主回路導体と前記他方の主回路導体と前記主母線とを収容し、
   前記引出形遮断器の前記一対の導体および前記遮断部を絶縁カバーで被覆したことを特徴とする開閉装置。
2. 請求項１に記載の開閉装置において、
   前記常閉空間の夫々の主回路導体の一端を、凹部を有する絶縁ブッシングを介して前記隔壁に気密に貫通させ、該主回路導体の一端と前記引出形遮断器の前記導体の端部とが接続された状態では、前記導体の端部を被覆する前記絶縁カバーの端部が前記凹部に嵌合されていることを特徴とする開閉装置。
3. 請求項２に記載の開閉装置において、
   前記導体の端部が前記主回路導体の一端から離れた断路状態においても、前記絶縁カバーの端部が前記凹部に嵌合していることを特徴とする開閉装置。

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