JP5542986B2 - スイッチギヤ - Google Patents

Description

この発明は、受配電設備に適用されるスイッチギヤに関し、特にスイッチギヤに搭載する制御回路の取り付け構造の改良に関するものである。

スイッチギヤは、箱体内に遮断器および計器用変成器（計器用変流器や計器用変圧器）などが収納され、それら機器を監視または制御する制御回路が箱体の前面開口を開閉自在に閉塞する前面扉に取り付けられている。
スイッチギヤの制御回路は、保護・計測・表示・操作機能を一つの機器に集約したマルチリレーと、このマルチリレーと組み合わせてシステムを構成するための制御用の補助機器とからなる。即ち、マルチリレーは、過電流継電器・地絡継電器などの保護継電器と、電流計・積算電力計などの計測器と、状態表示用ランプなどの表示機と、操作スイッチなどの操作器から成り、また補助機器はマルチリレーの状態を外部で監視するためのラッチリレーなどの補助リレーから成る。

マルチリレーは、前面扉の裏面に取り付けられるが、その一部が前面扉の窓を貫通して正面に現れるため意匠、視認性、操作性など、顧客の要求に合わせた配置となる。それに対し、制御用の補助機器は前面扉の裏面側または箱体内に配置され、扉正面の機器取り付けに合わせ、客先毎の配置設計を行っていた。
例えば、特許文献１に示すスイッチギヤは、扉に計測・保護・制御器具を取り付け、この扉の裏面の両側にそれぞれ２つの支持金具を設け、一方の支持金具に蝶番を介して回動自在に支持された多数の各孔を有する取付板に補助継電器等の制御用小物部品をハンガーボードのように自由に取り付け可能にし、計測・保護・制御器具と補助継電器等の制御用小物部品を箱体内や隣接盤等に分散することなく、スイッチギヤの扉に一括して取り付けるようにしている。

このようなスイッチギヤにおいて、マルチリレーと補助機器とを接続する配線の他、計器用変成器の二次端子とマルチリレーとを接続する配線が必要となる。これら配線のうち、計器用変成器の二次端子とマルチリレーとを接続する配線は、箱体の側面の内壁または前面扉の裏面に沿って設けた配線用ダクトの中に収納される。またマルチリレーと補助機器とを接続する配線は、前面扉の裏面に設けた配線用ダクトの中に収納される。

実開平５−２５９０３号公報

特許文献１に示すスイッチギヤにおいては、箱体の側面の内壁に沿って設けた配線用ダクトの中に配線が収納されるものが示されているが、一般にスイッチギヤの配線は、制御用の補助機器の配置を扉裏面に配置するために、計器用変流器や計器用変圧器の二次端子とマルチリレーを接続する配線と、マルチリレーと補助機器を接続する配線が前面扉の裏面に設けた配線用ダクトの中で混在することになる。
このような場合、遮断器が接続される主回路で発生したサージが計器用変流器や計器用変圧器の二次配線から制御回路へ移行してしまい、制御回路が誤動作するという問題があった。
また、計器用変流器や計器用変圧器の二次配線から制御回路へ移行するサージを抑制させるために、計器用変流器や計器用変圧器の二次端子とマルチリレーを接続する配線と、マルチリレーと補助機器を接続する配線の配線経路を分けると、別途配線用ダクトを追加することになり、器具配置を行なうためのスペースを圧迫するという問題もあった。

この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、マルチリレーに接続される配線の配置を工夫するだけで、サージなどに影響されない信頼性の高いスイッチギヤを得ることを目的とするものである。

この発明に係わるスイッチギヤにおいては、遮断器および計器用変成器を収納した箱体の前面扉に取り付けられ、保護・計測・表示・操作機能を集約したマルチリレーと、このマルチリレーの状態を外部で監視するため箱体の内部に収納された補助リレーからなる制御用の補助機器とを備え、マルチリレーと補助機器とを接続する配線のマルチリレーに対する接続面と、計器用変成器とマルチリレーとを接続する配線のマルチリレーに対する接続面とが異なるようにしたものである。

この発明は、計器用変成器とマルチリレーを接続する配線と、マルチリレーと補助機器を接続する配線を分離することができ、計器用変成器の二次配線に重畳したサージが制御回路の配線へ移行せず、信頼性の高いスイッチギヤを得ることが出来る。

この発明の実施の形態におけるスイッチギヤの全体構成を説明するための概略図である。 この発明の実施の形態１のスイッチギヤにおける制御回路の背面配置を説明するための斜視図である。 図２に示す制御回路の背面配置から構成部品の一部を省略した斜視図である。 この発明の実施の形態２のスイッチギヤにおける制御回路の背面配置を説明するための斜視図である。 この発明の実施の形態３のスイッチギヤにおける制御回路の背面配置を説明するための斜視図である。 この発明の実施の形態４のスイッチギヤにおける制御回路の背面配置を説明するための斜視図である。 この発明の実施の形態４においてノイズをシールドする為の構造を説明するための図である。 この発明の実施の形態４においてノイズをシールドする為の構造を説明するための図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１におけるスイッチギヤを図１乃至図３に基づいて説明する。図１は全体構成における機器配置と配線経路の概略図を示し、図２は制御回路の配置構成の斜視図を示し、図３は配線の接続関係が明確になるよう図２に示す構成部品の一部を省略した斜視図を示している。
図１に示すスイッチギヤは、矩形の箱体１と、この箱体１の前面開口部に取り付けられ、前面開口を開閉自在に閉塞する前面扉２からなる。箱体１内には、電源と負荷とを接続する主回路（図示せず）に設けられた遮断器３が出し入れ自在に収納されている。さらに箱体１内には、主回路に流れる電流を検出する計器用変流器４、主回路の電圧を検出する計器用変圧器５が収納されている。（以下、計器用変流器４と計器用変圧器５を総称する場合は計器用変成器という）

前面扉２の裏面側には、スイッチギヤの制御回路を構成するマルチリレー６と、このマルチリレー６の背面に配置され、マルチリレー６と配線７により接続されて使用される制御用の補助機器８とが取り付けられている。
マルチリレー６は保護・計測・表示・操作機能を一つの機器に集約したもので、過電流継電器・地絡継電器などの保護継電器と、電流計・積算電力計などの計測器と、状態表示用ランプなどの表示機と、操作スイッチなどの操作器から成っている。また補助機器８はマルチリレー６の状態を外部で監視するためのラッチリレーなどの補助リレーから成っている。即ち、補助機器８は遮断器３の操作や主回路を監視するために、マルチリレー６と組み合わせてシステムを構成するためのスイッチギヤの制御回路を構成する。
マルチリレー６の計測器の一部や表示用ランプ、操作スイッチなどは前面扉２の窓を貫通して正面に現れるようになっている。

前面扉２の裏面側には、垂直に延びた配線用ダクト９ａと、この配線用ダクト９ａと交差するように水平に延びた配線用ダクト９ｂが設けられている。これら配線用ダクト９ａ、９ｂには、計器用変流器４の二次端子とマルチリレー６間を接続する配線１０の一部と、計器用変圧器５の二次端子とマルチリレー６間を接続する配線１１の一部が収納されている。
マルチリレー６と補助機器８とを接続する配線７の接続面は、計器用変成器（計器用変流器４と計器用変圧器５）の二次端子とマルチリレー６とを接続する配線１０、１１の接続面と異なるようになっている。即ち、マルチリレー６と補助機器８とを接続する配線７はマルチリレー６の側面に来るように配置され、計器用変成器４、５の二次端子とマルチリレー６とを接続する配線１０、１１はマルチリレー６の下面に来るように配置される。
このようにマルチリレー６と補助機器８とを接続する配線７と、計器用変成器４、５の二次端子とマルチリレー６とを接続する配線１０、１１が平行して配置されないよう配線経路を分離することにより、計器用変流器４や計器用変圧器５の二次端子に接続される配線１０、１１から配線７を介して制御回路（マルチリレー６と補助機器８）へ移行するサージを抑制でき、制御回路が誤動作するという問題はなくなる。

次に、制御回路の配置の具体的な構成を図２および図３において説明する。
図２において、マルチリレー６は前面扉２の裏面に固定されて取り付けられており、その一部は前面扉２の窓を貫通して正面に現れるようになっている。前面扉２の裏面にはマルチリレー６を挟むように上下２本の器具取り付けフレーム（第１支持フレーム）１２が平行して溶接などで固定されている。上下の器具取り付けフレーム１２間には、制御用の補助機器８をマルチリレー６の背面に配置するための凸形の背面配置用フレーム（第２支持フレーム）１３が、ネジなどの締結部１４によって左右に２個固定されている。左右の背面配置用フレーム１３には制御用の補助機器８をマルチリレー６の背面に配置するための取付板１５が固定的に取付されている。そして取付板１５に制御用の補助機器８が搭載されて取付され、マルチリレー６の背面に制御用の補助機器８が配置される。

更に、マルチリレー６と計器用変流器４の二次端子とが接続される配線１０およびマルチリレー６と計器用変圧器５の二次端子とが接続される配線１１と、マルチリレー６と制御用の補助機器８の間を接続している配線７（以下、制御用配線７と称することもある）のマルチリレー６に対する接続位置の関係は、図２から取付板１５と補助機器８を省略した図３から明確なように、マルチリレー６と計器用変流器４の二次端子とが接続される配線１０およびマルチリレー６と計器用変圧器５の二次端子とが接続される配線１１のマルチリレー６に対する接続面６ａがマルチリレー６の下側の面にあるので、マルチリレー６と制御用の補助機器８の間を接続している制御用配線７のマルチリレー６に対する接続面６ｂはマルチリレー６の左側の面で行なう構成としている。
したがって、マルチリレー６と計器用変流器４の二次端子とが接続される配線１０およびマルチリレー６と計器用変圧器５の二次端子とが接続される配線１１は、マルチリレー６と制御用の補助機器８の間を接続している制御用配線７とは配線が平行しないように分離した配線経路となっている。

図２のようにマルチリレー６の背面に制御用の補助機器８を配置することで、制御用の補助機器８を配置するスペースを削減することができ、その削減スペースに他の機器を追加するなど有効活用することができるようになる。また、図２のような背面配置にすることで、マルチリレー６と補助機器８とを接続する配線７を、計器用変成器（計器用変流器４と計器用変圧器５）の二次端子とマルチリレー６とを接続する配線１０、１１から分離した配線経路にすることができると共に、マルチリレー６と制御用の補助機器８の間を接続している配線７を最短化することができ、配線材料費の削減ができる。それと、制御用配線７を型取りした専用ケーブルとすることで整線作業を省略することができ、更なる加工費の削減もできる。

なお、マルチリレー６と計器用変流器４の二次端子とが接続される配線１０およびマルチリレー６と計器用変圧器５の二次端子とが接続される配線１１のマルチリレー６への接続面が下側にある場合、マルチリレー６と制御用の補助機器８とを接続する制御用配線７と配線経路を分離した構成とするには、制御用配線７をマルチリレー６の下側以外の面で行なう構成にすることで、同じように配線経路の分離が可能になる。
このように、マルチリレー６と計器用変流器４の二次端子とが接続される配線１０およびマルチリレー６と計器用変圧器５の二次端子とが接続される配線１１と、制御用配線７の配線経路の分離が行なえるようにするために、マルチリレー６と計器用変流器４の二次端子とが接続される配線１０およびマルチリレー６と計器用変圧器５の二次端子とが接続される配線１１が接続される接続面６ａと、制御用配線７が接続される接続面６ｂが異なる面になるようにマルチリレー６の接続面を構成することで、配線経路の分離が行なえる。

以上のように実施の形態１のスイッチギヤにおいては、制御用の補助機器８をマルチリレー６の背面に配置し、マルチリレー６と補助機器８とを接続する制御用配線７の接続面と、計器用変成器４、５の二次端子とマルチリレー６とを接続する配線１０、１１の接続面とを異なる面としているから、マルチリレー６に接続される制御用配線７と計器用変成器４、５の二次配線１０、１１との配線経路を分離することができるので、計器用変成器の二次配線１０、１１から制御用配線７に移行してくるサージを抑制することができる。また、制御用の補助機器８をマルチリレー６の背面に配置したことで、従来と比較して、制御用配線７の線長を大幅に短縮できるので配線材料費の削減ができる。それと、制御用配線７を型取りした専用ケーブルとすることで整線作業を省略することができ、更なる加工費の削減もできる。

実施の形態２．
次にこの発明の実施の形態２におけるスイッチギヤを図４に基づいて説明する。図４は制御回路の配置構成の斜視図を示しており、実施の形態１の図２に相当する図である。
この発明の実施の形態２によるスイッチギヤは、制御用の補助機器８をマルチリレー６の背面に配置した状態で、前面扉に対して可動式にしたものである。図４において、図１及び図２と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。

図４において、取付板１５は凸形の背面配置用フレーム（第２支持フレーム）１３の一方に軸体１６などで回転可能に軸支されている。制御用の補助機器８は回転可能な取付板１５に搭載されて固定されている。こうして制御用の補助機器８はマルチリレー６の背面に回転可能な可動式の取付板１５に取り付け配置される。なお図示していないが、取付板１５の可動側とは反対側の自由端には取付板１５と背面配置用フレーム（第２支持フレーム）１３とを係脱自在に固定する留め具が設けられる。
図４のように取付板１５を回転可能に可動とすることで、マルチリレー６の背面に制御用の補助機器８を配置した構成でも、マルチリレー６の結線作業を行なうときには、制御用の補助機器８を取付板１５に取り付けた状態で開閉できるので、マルチリレー６と制御用の補助機器８とを接続している制御用配線７を外すことなく、マルチリレー６と計器用変流器４の二次端子とが接続される配線１０およびマルチリレー６と計器用変圧器５の二次端子とが接続される配線１１の作業空間を確保することができる。

図４ではマルチリレー６と計器用変流器４の二次端子とが接続される配線１０およびマルチリレー６と計器用変圧器５の二次端子とが接続される配線１１の接続をマルチリレー６の下側で行ったときに、マルチリレー６と補助機器８とを接続する制御用配線７の取り合いはマルチリレー６および補助機器８の左側で行なっている。このような構成の場合には、図４に示すように左側の凸形の背面配置用フレーム（第２支持フレーム）１３と取付板１５の左側で可動部を設け、垂直方向を軸にした構成とする。しかし、制御用配線７のマルチリレー６との取り合い位置がマルチリレー６および補助機器８の上側にある場合は、可動部は水平方向を軸にした構成であっても良い。

実施の形態３．
次にこの発明の実施の形態３におけるスイッチギヤを図５に基づいて説明する。図５は制御回路の配置構成の斜視図を示しており、実施の形態１の図２に相当する図である。
この発明の実施の形態３によるスイッチギヤは、制御用の補助機器８をマルチリレー６の背面に配置した状態で、前面扉に対してスライド式に可動にしたものである。図５において、図１及び図２と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。

図５において、背面配置用フレーム（第２支持フレーム）１３ａは、上下２本の器具取り付けフレーム（第１支持フレーム）１２にネジなどの締結部１４によってそれぞれ上下に固定されたＬ型の背面配置用フレームとし、このＬ型の背面配置用フレーム（第２支持フレーム）１３ａの背面部には長孔１３ｂが水平方向に設けられている。そして取付板１５が長孔１３ｂに沿って可動可能にスライドするようになっている。制御用の補助機器８はスライド可能な取付板１５に搭載されて固定されている。こうして制御用の補助機器８はマルチリレー６の背面に可動式の取付板１５に取り付け配置される。

図５のように取付板１５をスライド式に可動とすることで、マルチリレー６の背面に制御用の補助機器８を配置した構成でも、マルチリレー６の結線作業を行なうときには、制御用の補助機器８を取付板１５に取り付けた状態で開閉できるので、マルチリレー６と制御用の補助機器８とを接続している制御用配線７を外すことなく、マルチリレー６と計器用変流器４の二次端子とが接続される配線１０およびマルチリレー６と計器用変圧器５の二次端子とが接続される配線１１の作業空間を確保することができる。即ち、計器用変成器４、５の二次端子に接続された配線１０、１１をマルチリレー６に接続する際は、補助機器８が固定された取付板１５を図の左側にスライドさせることで結線の作業空間を確保することができる。

実施の形態４．
次にこの発明の実施の形態４におけるスイッチギヤを図６〜図８に基づいて説明する。図６は制御回路の配置構成の斜視図を示しており、実施の形態１の図２に相当する図である。図７および図８はノイズをシールドする為の構造を説明するための図である。
この発明の実施の形態４によるスイッチギヤは、マルチリレー６と制御用の補助機器８をノイズからシールドするようにした構成にしたものである。図６〜図８において、図１及び図２と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。

図６において、取付板１５は実施の形態２のように背面配置用フレーム（第２支持フレーム）１３に可動可能なように取付されている。制御用の補助機器８はマルチリレー６と対向するように取付板１５の内面に搭載されている。凸形の背面配置用フレーム（第２支持フレーム）１３の上下および左右の４方の面にはマルチリレー６と制御用の補助機器８を包囲するようにノイズを電磁シールドできるシールドパネル１７が取り付けられている。また取付板１５はノイズを電磁シールドできる材質にする。したがって取付板１５を閉じた状態にしたときに、マルチリレー６と制御用の補助機器８は取付板１５とシールドパネル１７で閉じた空間に配置されることになる。

ノイズのシールド性を高くするために、図６の上下に配置したシールドパネル１７と可動式の取付板１５の接触は、図７に示す構成のように、取付板１５の上端および下端からシールドパネル１７側に延びる延長部１５ａを設けるようにする。また図６の左右に配置した背面配置用フレーム（第２支持フレーム）１３と可動式の取付板１５の接触は、図８に示す構成のように、接触部分を大きくする。
なお、シールドパネル１７と取付板１５および背面配置用フレーム（第２支持フレーム）１３との接触の取り方は上記の方式に拠らなくても、ノイズが電磁シールドできる構成であれば何れの方式でも良い。

図６の構成では、マルチリレー６と制御用の補助機器８とを接続する配線７は、取付板１５とシールドパネル１７で閉じた空間に配置される。マルチリレー６と計器用変流器４の二次端子とが接続される配線１０およびマルチリレー６と計器用変圧器５の二次端子とが接続される配線１１は、マルチリレー６の下側で接続されるときは、下側に配置したシールドパネル１７に穴を空けてコネクタ（図示省略）を設け、このコネクタを介してマルチリレー６と計器用変成器４、５の二次配線１０、１１とが接続されるようにすることでシールドは保たれる。

実施の形態４のスイッチギヤにおいては、マルチリレー６と制御用の補助機器８の周囲は、ノイズをシールドできるシールドパネル１７で囲い、可動式の取付板１５はノイズをシールドできる材質にしているから、外部から進入してくるノイズをシールドすることができ、スイッチギヤの信頼性を高くすることができる。
なお、図６では背面配置用フレーム（第２支持フレーム）１３の側面にシールドパネル１７を固定して筐体にする構成としているが、背面配置用フレーム（第２支持フレーム）１３をシールドできるパネルで箱体に構成し、マルチリレー６と制御用の補助機器８を一括で覆う構成としたものでもよい。また取付板１５は可動式でなく、図２に示すような固定式のものにして、シールドした筐体にマルチリレー６と制御用の補助機器８を一括で覆う構成としてもよい。

実施の形態５．
また、図６のようにマルチリレー６と制御用の補助機器８をシールドパネル１７で囲った構成とした時に、シールドパネル１７に放熱用のスリットを設けた構成としたものとすると、一層信頼性が高まる。このとき、スリットの穴径は、対象とするノイズの半波長より小さな穴径にすることで、ノイズの侵入を防ぐことができる。

１：箱体 ２：前面扉
３：遮断器 ４：計器用変流器（計器用変成器）
５：計器用変圧器（計器用変成器） ６：マルチリレー
６ａ、６ｂ：接続面
７：マルチリレーと補助機器間の配線 ８：制御用の補助機器
９ａ、９ｂ：配線用ダクト
１０：計器用変流器二次端子とマルチリレー間の配線
１１：計器用変圧器二次端子とマルチリレー間の配線
１２：器具取り付けフレーム（第１支持フレーム）
１３、１３ａ：背面配置用フレーム（第２支持フレーム） １３ｂ：長孔
１４：締結部 １５：取付板
１６：軸体 １７：シールドパネル。

Claims (7)

1. 遮断器および計器用変成器を収納した箱体の前面扉に取り付けられ、保護・計測・表示・操作機能を集約したマルチリレーと、前記マルチリレーの状態を外部で監視するため前記箱体の内部に収納された補助リレーからなる制御用の補助機器とを備え、前記マルチリレーと前記補助機器とを接続する配線の前記マルチリレーに対する接続面と、前記計器用変成器と前記マルチリレーとを接続する配線の前記マルチリレーに対する接続面とが異なるようにしたスイッチギヤ。
2. 前記マルチリレーと前記補助機器とを接続する配線と、前記計器用変成器と前記マルチリレーとを接続する配線の配線経路を分離した請求項１に記載のスイッチギヤ。
3. 前記計器用変成器の二次端子と前記マルチリレーとを接続する配線の一部は、前面扉の裏面に設けられた配線用ダクトに収納された請求項１または請求項２に記載のスイッチギヤ。
4. 前記補助機器は前記前面扉の裏面側に固定された支持フレームに取り付けられた取付板に搭載されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスイッチギヤ。
5. 前記取付板は前記支持フレームに可動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載のスイッチギヤ。
6. 前記補助機器は前記マルチリレーの背面に配置され、電磁シールド可能な材料でできた筐体で囲われたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のスイッチギヤ。
7. 前記筐体にスリットを設けたことを特徴とする請求項６に記載のスイッチギヤ。