JP5539431B2 - 変圧器設備、及び外部電力供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、変圧器設備、及び外部電力供給方法に関し、特に、変圧器等の修理、交換時に二次側ダクトを利用して負荷に外部電力を供給する変圧器設備、及び変圧器設備における外部電力供給方法に関するものである。

配電用変圧器の二次側引き出し部は、通常、鋼板を用いたダクトにより周囲と隔絶されており、ダクト内の主回路導体は電力ケーブルと接続して外部の二次側回路の機器に接続する構造となっている。図４は変電所設備の概略構成を示す図であり、送電鉄塔７０から給電された高圧電力は、遮断器７１を介して配電用変圧器７２により所定の電圧（２２ＫＶ、又は６ＫＶ）に降圧される。その電力はダクト７３を介して電力ケーブル７４により、スイッチギア（電気の状態を監視しながら電力系統を保護・制御する機器）７５に供給される。ここで、配電用変圧器７２が故障により、改修又は交換する必要性が生じた場合、従来の方法では、電力ケーブル７４の経路をＡ点で遮断して、スイッチギア７５に供給する電力を一旦停止して、移動用変圧器７８により移動用電力ケーブル７７をスイッチギア７５に接続して、配電用変圧器７２が復旧するまで電力をバイパスしていた。

図５は、従来の変圧器とダクトの位置関係を示す変圧器設備の図であり、図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）はダクトを正面から見た図である。この変圧器設備２００は、高圧電力を所定の電圧（２２ＫＶ、又は６ＫＶ）に降圧する配電用変圧器（以下、単に変圧器と呼ぶ）５０と、変圧器５０の二次側出力端子５１と、二次側出力端子５１から出力された電力を伝達する主回路導体５２と、主回路導体５２をダクト５３から絶縁する複数の碍子５９と、主回路導体５２の終端に接続された電力ケーブル５８と、主回路導体５２と電力ケーブル５８を覆うダクト５３と、を備えている。尚、主回路導体５２は、所定の厚みと幅を有する銅板から構成され、碍子５９によりダクト５３から絶縁されながら保持されている。また、ダクト５３は、主回路導体５２と電力ケーブル５８との導通を断接する断接部５４を外部から操作するための開口部５５と、外部から電力ケーブル５８の接続部５７を切り離して、電力ケーブル５８を交換するときの操作扉５６を有している。
従来技術として特許文献１には、変圧器の停電回数を低減するために、ケーブルダクトの中間に絶縁板を備え、電力ケーブルを引き込む工程まで絶縁板により安全を確保しておき、２回の停電を１回に低減した変圧器ケーブル設置方法について開示されている。

特開２００７−１８９７５８公報

しかし、変圧器の停止が１日でなく、長期間を要する場合は、車載またはトレーラによる移動用変圧器等を設置・接続して仮設電力を供給する必要があるが、従来のケーブルダクトは、既設の電力ケーブルの保護を目的とした構造であるため、移動用電力ケーブルを外部から安全確実に接続できる構造になっていないといった問題がある。
また、特許文献１に開示されている従来技術は、停電の回数を低減することはできるが、上記と同様に移動用電力ケーブルを外部から安全確実に接続できる構造になっていないといった問題は解決されていない。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、変圧器の改修又は交換時に、移動用電力ケーブルを外部から安全確実に接続できる構造を有する変圧器設備を提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、変圧器と、該変圧器の二次側電力を負荷側に供給する主回路導体と、該主回路導体からの電力を負荷側に供給する電力ケーブルの接続部と、前記主回路導体と前記電力ケーブルとの導通を断接する断接部と、を備えた変圧器設備であって、前記断接部を断状態にすることによって前記電力ケーブルと前記変圧器との導通を遮断した状態で、外部電力を供給するための外部ケーブルを前記電力ケーブルの接続部と接続可能に構成したことを特徴とする。
変圧器に接続された主回路導体はケーブルダクト内に設置され、負荷に接続された電力ケーブルに二次側の電力を供給している。従って、変圧器が故障して修理又は交換の必要性が生じた場合は、一旦、主回路導体と電力ケーブルとの導通を断状態として、その間、負荷には移動用変圧器から外部電力を供給して負荷を稼動状態としておく必要がある。そのとき、外部ケーブルを電力ケーブルの接続部に外部から接続できる構成としておくことが重要である。本発明では、これらのことを想定して、主回路導体と電力ケーブルとの導通を断接する断接部を備え、外部電力を供給するための外部ケーブルを電力ケーブルの接続部と接続可能に構成した。これにより、変圧器の修理又は交換を短時間で、且つ安全に行なうことができる。
また、前記主回路導体、前記電力ケーブルの接続部、及び前記断接部を内部に収容したケーブルダクトを備え、前記ケーブルダクトには、前記電力ケーブルに対して前記外部ケーブルを接続する作業用の第１の開口部を備えていることを特徴とする。
外部電力を供給するための外部ケーブルを電力ケーブルの接続部と接続可能にするためには、ケーブルダクトに予め作業が可能なように開口部を備えておく必要がある。また、その開口部は、接続作業がし易いような位置に備えておく。これにより、外部ケーブルを容易に電力ケーブルに接続することができる。
さらに、前記第１の開口部を覆うように、前記ケーブルダクトの外面に拡張ダクトを備え、前記拡張ダクトには第２の開口部が形成され、前記電力ケーブルと接続されて前記第１の開口部から外部へ突出した接続部材と前記外部ケーブルとの接続作業を前記第２の開口部を介して外部から実施できるように構成されていることを特徴とする。
ケーブルダクトの第１の開口部に外部ケーブルを接続した場合、そのままでは感電の危険がある。そこで本発明では、第１の開口部を覆うように、ケーブルダクトの外面に拡張ダクトを備え、外部ケーブルの接続作業を外部から実施できるように第２の開口部を形成し、電力ケーブルと接続されて第１の開口部から外部へ突出した接続部材と外部ケーブルとの接続作業を第２の開口部を介して外部から実施できるように構成する。これにより、作業性と安全性を両立しながら、外部ケーブルの接続とその運用を行なうことができる。

請求項２は、前記ケーブルダクトには第３の開口部が形成され、前記断接部において分断された前記主回路導体の前記負荷側部位と前記外部ケーブルとの接続作業を前記第３開口部を介して外部から実施できるように構成されていることを特徴とする。
外部電力を供給する方法として、移動用変圧器の外部ケーブルを電力ケーブルの接続部に接続する方法があるが、ケーブルダクトの設置場所によっては、リード線で接続した方が望ましい場合がある。このような場合に対応するために、ケーブルダクトに第３の開口部を備え、そこに例えば貫通ブッシング付鋼板によりリード線と負荷側部位とを接続する。これにより、ケーブルダクトの設置場所による対応が臨機応変に可能となる。
請求項３は、変圧器と、該変圧器の二次側電力を負荷側に供給する主回路導体と、該主回路導体からの電力を負荷側に供給する電力ケーブルの接続部と、前記主回路導体と前記電力ケーブルとの導通を断接する断接部と、を備えた変圧器設備における外部電力供給方法であって、前記断接部を断状態にすることによって前記電力ケーブルと前記変圧器との導通を遮断した状態で、外部電力を供給するための外部ケーブルを前記電力ケーブルの接続部と接続することを特徴とする。
また、前記主回路導体、前記電力ケーブルの接続部、及び前記断接部を内部に収容したケーブルダクトを備え、前記ケーブルダクトには、前記電力ケーブルに対して前記外部ケーブルを接続する作業用の第１の開口部を備えていることを特徴とする。
さらに、前記第１の開口部を覆うように、前記ケーブルダクトの外面に拡張ダクトを備え、前記拡張ダクトには第２の開口部が形成され、前記電力ケーブルと接続されて前記第１の開口部から外部へ突出した接続部材と前記外部ケーブルとの接続作業を前記第２の開口部を介して外部から実施できるように構成されていることを特徴とする。
請求項１と同様の作用効果を奏する。

請求項４は、前記ケーブルダクトには第３の開口部が形成され、前記断接部において分断された前記主回路導体の前記負荷側部位と前記外部ケーブルとの接続作業を前記第３の開口部を介して外部から実施することを特徴とする。
請求項２と同様の作用効果を奏する。

本発明によれば、主回路導体と電力ケーブルとの導通を断接する断接部を備え、外部電力を供給するための外部ケーブルを電力ケーブルの接続部と接続可能に構成したので、変圧器の修理又は交換するための移動用機器への停電切替を短時間で、且つ安全に行なうことができる。
また、ケーブルダクトに予め作業が可能なように開口部を備えておくので、外部ケーブルを容易に電力ケーブルに接続することができる。
また、第１の開口部を覆うように、ケーブルダクトの外面に拡張ダクトを備え、外部ケーブルの接続作業を外部から実施できるように第２の開口部を形成し、電力ケーブルと接続されて第１の開口部から外部へ突出した接続部材と外部ケーブルとの接続作業を第２の開口部を介して外部から実施できるように構成するので、作業性と安全性を両立しながら、外部ケーブルの接続作業を行なうことができる。
また、ケーブルダクトに第３の開口部を備え、そこに例えば貫通ブッシング付鋼板によりリード線と負荷側部位とを接続することにより、ケーブルダクトの設置場所による対応が臨機応変に可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る変圧器設備の構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る変圧器設備の構成を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る変圧器設備の構成を示す断面図である。 変電所設備の概略構成を示す図である。 従来の変圧器とダクトの位置関係を示す変圧器設備の図であり、 （ａ）は断面図、（ｂ）はダクトを正面から見た図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明の第１の実施形態に係る変圧器設備の構成を示す断面図である。本発明の変圧器設備１００は、高圧電力を所定の電圧（２２ＫＶ、又は６ＫＶ）に降圧する変圧器２と、変圧器２の二次側出力端子３と、二次側出力端子３から出力された電力を伝達する主回路導体８と、主回路導体８をケーブルダクト４から絶縁する複数の碍子１と、主回路導体８の終端に接続された電力ケーブル１５と、主回路導体８と電力ケーブル１５を覆うケーブルダクト４と、を備えている。尚、主回路導体８は、所定の厚みと幅を有する銅板から構成され、碍子１によりケーブルダクト４から絶縁されながら保持されている。また、ケーブルダクト４は、主回路導体８と電力ケーブル１５との導通を断接する断接部５（図では断接片７が取り除かれている）を外部から操作するための開口部６と、電力ケーブル１５の接続部１２から外部ケーブル１４を接続するための第１の開口部１０を有している。また、ケーブルダクト４の内部に空気を換気する換気口１８を備えている。

即ち、本実施形態では、変圧器２と、この変圧器２の二次側電力を図示しない負荷側に供給する主回路導体８と、この主回路導体８からの電力を負荷側に供給する電力ケーブル１５の接続部１２と、主回路導体８と電力ケーブル１５との導通を断接する断接部５と、を備えた変圧器設備１００であって、図１に示すように断接部５を断状態（断接片７を開放する）にすることによって、電力ケーブル１５と変圧器２との導通を遮断した状態で、外部電力を供給するための外部ケーブル１４を電力ケーブル１５の接続部１２と接続可能に構成した。また、主回路導体８、電力ケーブル１５の接続部１２、及び断接部５を内部に収容したケーブルダクト４を備え、ケーブルダクト４には、電力ケーブル１５に対して外部ケーブル１４を接続する作業用の第１の開口部１０を備えている。更に、第１の開口部１０を覆うように、ケーブルダクト４の外面に拡張ダクト９を備え、拡張ダクト９には第２の開口部１１が形成され、電力ケーブル１５と接続されて第１の開口部１０から外部へ突出した接続部材１６と外部ケーブル１４との接続作業を第２の開口部１１を介して外部から実施できるように構成されている。尚、主回路導体８と電力ケーブル１５との導通を断接する場合、断接部５でなくとも、白星印の部分を断接しても構わない。
外部電力を供給するための外部ケーブル１４を電力ケーブル１５の接続部１２と接続可能にするためには、ケーブルダクト４に予め作業が可能なように第１の開口部１０を備えておく必要がある。また、その第１の開口部１０は、接続作業がし易いような位置に備えておく。これにより、外部ケーブル１４を容易に電力ケーブル１５に接続することができる。

また、ケーブルダクト４の第１の開口部１０に外部ケーブル１４を接続した場合、そのままでは感電の危険がある。そこで本実施形態では、第１の開口部１０を覆うように、ケーブルダクト４の外面に拡張ダクト９を備え、外部ケーブル１４の接続作業を外部から実施できるように第２の開口部１１を形成し、電力ケーブル１５と接続されて第１の開口部１０から外部へ突出した接続部材１６と外部ケーブル１４との接続作業を第２の開口部１１を介して外部から実施できるように構成する。これにより、作業性と安全性を両立しながら、外部ケーブル１４の接続作業を行なうことができる。
また、外部電力を供給するための外部ケーブル１４を電力ケーブル１５の接続部１２と接続可能にするためには、ケーブルダクト４に予め作業が可能なように第２の開口部１１を備えておく必要がある。また、その第２の開口部１１は、接続作業がし易いような位置に備えておく。これにより、外部ケーブル１４を容易に電力ケーブル１５に接続することができる。

図２は本発明の第２の実施形態に係る変圧器設備の構成を示す断面図である。本発明の変圧器設備１１０は、主回路導体８、電力ケーブル１５の接続部１２、及び断接部５を内部に収容したケーブルダクト４を備え、ケーブルダクト４には、電力ケーブル１５に対してリード線（外部ケーブル）１９を接続する第３の開口部２０が形成され、断接部５において分断された主回路導体８の負荷側部位８ａとリード線１９との接続作業を第３開口部２０を介して外部から実施できるように構成されている。尚、第３の開口部２０は、断接部５（図では断接片７が取り除かれている）を外部から操作するための開口部として使用する。
外部電力を供給する方法として、図１に示すように、図示しない移動用変圧器の外部ケーブル１４を電力ケーブル１５の接続部１２に接続する方法があるが、ケーブルダクト４の設置場所によっては、リード線１９で接続した方が望ましい場合がある。このような場合に対応するために、ケーブルダクト４に第３の開口部２０を備え、そこに例えば貫通ブッシング付鋼板２３によりリード線１９と負荷側部位８ａとを接続する。これにより、ケーブルダクト４の設置場所による対応が臨機応変に可能となる。

図３は本発明の第３の実施形態に係る変圧器設備の構成を示す断面図である。本発明の変圧器設備１２０は、図１の電力ケーブル１５を新しい電力ケーブル２２に交換する場合の図である。まず、既設の電力ケーブル１５を接続部１２から外して拡張ダクト９側に移設する。そして、電力ケーブル１５に図２で説明した断接部５において分断された主回路導体８の負荷側部位８ａとリード線１９との接続作業を第３開口部２０を介して外部から実施して電力を供給しておく。その後、新しい電力ケーブル２２を地下ダクト１７を介して敷設して、電力ケーブル１５が設置されていた場所に敷設する。そして、電力の供給を一旦停止して、接続部１２から古い電力ケーブル１５を切り離して、新しい電力ケーブル２２に付け替える。そして、古い電力ケーブル１５を地下ダクト１７から引き抜く。尚、ケーブル取替え時は拡張ダクト９を準備した後、一旦変圧器２を停電して移動用を接続する際、黒星印部を切り離しておくことで、新しい電力ケーブル２２の敷設・端末処理が安全にできる。

以上で説明したとおり、本発明の変圧器設備は、主回路導体８と電力ケーブル１５との導通を断接する断接部５を備え、外部電力を供給するための外部ケーブル１４を電力ケーブル１５の接続部１２と接続可能に構成したので、変圧器２の修理又は交換するための移動用機器への停電切替を短時間で、且つ安全に行なうことができる。
また、ケーブルダクト４に予め作業が可能なように第１の開口部１０を備えておくので、外部ケーブル１４を容易に電力ケーブル１５に接続することができる。
また、第１の開口部１０を覆うように、ケーブルダクト４の外面に拡張ダクト９を備え、外部ケーブル１４の接続作業を外部から実施できるように第２の開口部１１を形成し、電力ケーブル１５と接続されて第１の開口部１０から外部へ突出した接続部材１６と外部ケーブル１４との接続作業を第２の開口部１１を介して外部から実施できるように構成するので、作業性と安全性を両立しながら、外部ケーブル１４の接続作業を行なうことができる。
また、ケーブルダクト４に第３の開口部２０を備え、そこに例えば貫通ブッシング付鋼板２３によりリード線１９と負荷側部位８ａとを接続することにより、ケーブルダクト４の設置場所による対応が臨機応変に可能となる。

１ 碍子、２ 変圧器、３ 二次側出力端子、４ ケーブルダクト、５ 断接部、６ 開口部、７ 断接片、８ 主回路導体、９ 拡張ダクト、１０ 第１の開口部、１１ 第２の開口部、１２ 接続部、１３ 外部ケーブル接続部、１４ 外部ケーブル、１５ 電力ケーブル、１６ 接続部材、１７ 地下ダクト、１８ 換気口、１９ リード線、２０ 第３の開口部、２１ 地下孔、２２ 新しい電力ケーブル、１００、１１０、１２０ 変圧器設備

Claims (4)

1. 変圧器と、該変圧器の二次側電力を負荷側に供給する主回路導体と、該主回路導体からの電力を負荷側に供給する電力ケーブルの接続部と、前記主回路導体と前記電力ケーブルとの導通を断接する断接部と、を備えた変圧器設備であって、
   前記主回路導体、前記電力ケーブルの接続部、及び前記断接部を内部に収容したケーブルダクトを備え、
   前記ケーブルダクトには、前記電力ケーブルに対して前記外部ケーブルを接続する作業用の第１の開口部を備え、
   前記第１の開口部を覆うように、前記ケーブルダクトの外面に拡張ダクトを備え、
   前記拡張ダクトには第２の開口部が形成され、前記電力ケーブルと接続されて前記第１の開口部から外部へ突出した接続部材と前記外部ケーブルとの接続作業を前記第２の開口部を介して外部から実施できるように構成され、
   前記断接部を断状態にすることによって前記電力ケーブルと前記変圧器との導通を遮断した状態で、外部電力を供給するための外部ケーブルを前記電力ケーブルの接続部と接続可能に構成したことを特徴とする変圧器設備。
2. 前記ケーブルダクトには第３の開口部が形成され、前記断接部において分断された前記主回路導体の前記負荷側部位と前記外部ケーブルとの接続作業を前記第３開口部を介して外部から実施できるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の変圧器設備。
3. 変圧器と、該変圧器の二次側電力を負荷側に供給する主回路導体と、該主回路導体からの電力を負荷側に供給する電力ケーブルの接続部と、前記主回路導体と前記電力ケーブルとの導通を断接する断接部と、を備えた変圧器設備における外部電力供給方法であって、
   前記主回路導体、前記電力ケーブルの接続部、及び前記断接部を内部に収容したケーブルダクトを備え、
   前記ケーブルダクトには、前記電力ケーブルに対して前記外部ケーブルを接続する作業用の第１の開口部を備え、
   前記第１の開口部を覆うように、前記ケーブルダクトの外面に拡張ダクトを備え、
   前記拡張ダクトには第２の開口部が形成され、前記電力ケーブルと接続されて前記第１の開口部から外部へ突出した接続部材と前記外部ケーブルとの接続作業を前記第２の開口部を介して外部から実施し、
   前記断接部を断状態にすることによって前記電力ケーブルと前記変圧器との導通を遮断した状態で、外部電力を供給するための外部ケーブルを前記電力ケーブルの接続部において前記電力ケーブルと接続することを特徴とする変圧器設備における外部電力供給方法。
4. 前記ケーブルダクトには第３の開口部が形成され、前記断接部において分断された前記主回路導体の前記負荷側部位と前記外部ケーブルとの接続作業を前記第３の開口部を介して外部から実施することを特徴とする請求項３に記載の変圧器設備における外部電力供給方法。

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