JP5615839B2 - 中電圧配電キュービクル - Google Patents

Description

本発明は、電気回路の２つの部分の間に取り付けられるよう設計され、少なくとも、上記部分間の電流の通過（flow）、上記部分間の電流の遮断（interruption）、回路の切断（disconnection）、および上記部分のいずれか一方の接地（earthing）、の各機能を実行する中電圧配電キュービクル（medium-voltage electric distribution cubicle）に関する。

既知の配電キュービクルでは、真空カートリッジが、スイッチおよび回路遮断器（circuit breaker）の機能を実行するために使用される一方で、空気絶縁またはガス絶縁の装置が、切断および接地の機能を実行するために使用されている。

これらの機能は、電流の通過、電流の遮断、切断、および接地の機能を同時に実行する機能ユニットを実現すべく、様々な方法で組み合わせることができる。

例えば、スイッチ、切断スイッチ、および接地スイッチの各機能を実行する３位置のスイッチギヤ装置（three-position switchgear device）で構成された機能ユニットや、スイッチ切断器を接地スイッチと組み合わせて構成された機能ユニットや、接地部を有する２位置の切断スイッチをスイッチまたは回路遮断器と組み合わせて構成された機能ユニットが知られている。また、例えば、切断スイッチ、接地スイッチ、およびスイッチの機能をそれぞれ実行する３つの装置の組み合わせにより形成された機能ユニットも知られている。

本発明は、電流の通過、電流の遮断、切断、および接地の各機能を実行可能にする中電圧配電キュービクルであって、単純な設計であると同時に、電力系統（power system）にて作業が行われる場合に安全性の向上をもたらすよう切断を行うキュービクルを提案する。

さらに、本発明は、通電部分（live component）の寸法の最適化も達成する。

この目的のため、本発明の目的は、上述の種類の中電圧配電キュービクルであって、前記キュービクルは、真空遮断技術（vacuum break technology）によるスイッチ（または回路遮断器）であって、切断スイッチの機能も実行するスイッチ（または回路遮断器）と、前記スイッチ（回路遮断器）に直列なセレクタであって、電流を通過させる位置（current flow position）と、前記回路の前記部分を接地する位置、の少なくとも２つの位置を有するセレクタとを備え、前記スイッチ（回路遮断器）は、電源側（line-side）において母線（busbar）と電気的に接続され、負荷側（load-side）において前記セレクタと電気的に接続され、前記セレクタは、負荷側において少なくとも１本のケーブルまたは母線と電気的に接続され、前記キュービクルは、閉位置、切断位置、および接地位置の３つの位置をとることが可能である、ことを特徴とする中電圧配電キュービクルを提供することにある。

よって、これにより、特別な切断の概念（すなわち、一方は、電力系統の動作の切断であり、他方は、機器の部品やその周囲で作業者が作業を行うことを可能にする切断）を導入することができる。これは、作業者の安全が強く考慮され、追加の空間を加える二重の切断により保証されることを意味する。

特定の特徴によれば、前記キュービクルは、前記スイッチ（回路遮断器）が閉位置にある場合に、前記セレクタが閉位置から離れることを防止する手段を備える。

別の特徴によれば、前記キュービクルは、前記セレクタが接地されている場合に、前記スイッチ（回路遮断器）が閉じることを防止する手段を備える。

別の特徴によれば、前記セレクタは、電流を通過させる位置と、開位置と、前記回路の前記部分のいずれか一方を接地する位置、の３位置のセレクタである。

別の特徴によれば、前記セレクタは、ガス遮断技術（gas-break technology）を用いたセレクタである。

別の特徴によれば、前記スイッチ（回路遮断器）および／または前記セレクタは、真空カートリッジにより実現される。

別の特徴によれば、前記セレクタは、複数本のケーブルの検査（test）を可能にする、ケーブル検査位置と称される位置を有する。

別の特徴によれば、前記ケーブル検査位置は、前記セレクタの前記開位置に相当する。

別の特徴によれば、ケーブル検査を実行するために、前記セレクタは、ケーブル側に接続されたブッシング（bushing）または検査コネクタの固定部（fixed part）、または、母線側に配置された前記セレクタの固定接点（stationary contact）と同じ側に接続されたブッシングまたは検査コネクタの固定部を備える。

しかしながら、本発明のその他の利点および特徴は、もっぱら例示の目的で提示された添付の図面を参照する以下の詳細な説明から、より明確に明らかになる。

図１〜図７は、様々な位置にある本発明の配電キュービクルの概略図である。

閉位置にあるキュービクルを示す図である。 カートリッジによる切断と称される位置にあるキュービクルを示す図である。 接地位置にある同じキュービクルを示す図である。 ケーブル側のカートリッジよりも負荷側に追加の絶縁を有し、切断位置にある同じキュービクルを示す図である。 ケーブル検査について考えられる３つの実施形態に応じて、ケーブル検査位置と称される位置にある同じキュービクルを示す図である。 ケーブル検査について考えられる３つの実施形態に応じて、ケーブル検査位置と称される位置にある同じキュービクルを示す図である。 ケーブル検査について考えられる３つの実施形態に応じて、ケーブル検査位置と称される位置にある同じキュービクルを示す図である。 ケーブル検査が実行されるときの２つのキュービクルの接続関係を示す概略図である。

これらの図面には、１組の母線ｊをケーブルｃと電気的に接続するよう設計された、本発明の中電圧配電キュービクルが示されている。このキュービクルは、母線ｊとケーブルｃとの間を電流が流れる（flow）ことを可能にし、電気的な故障の発生に応じてスイッチ（回路遮断器）により行われる遮断（break）の後に電流を遮断させ、回路を切断して電力系統の２つの部分が独立に動作することを可能にし、回路を切断して電力系統におけるケーブル検査などの作業を実行できるようにする、という諸機能を実行するように設計されている。

母線ｊとケーブルｃとの間において、このキュービクルは、電源側が母線ｊと接続され、負荷側が３位置の空気セレクタ２（負荷側がケーブルｃに接続されている）と接続された真空スイッチ（回路遮断器）１を備えている。

この真空スイッチ（回路遮断器）１は、真空カートリッジ３により実現されており、切断の機能も実行する。セレクタ２は、電流の通過を可能にする動作位置と、開位置と、接地位置の３つの位置を有する空気遮断技術を用いたセレクタである。

さらに、このキュービクルは、スイッチ（回路遮断器）が閉位置にある場合に、セレクタが閉位置から離れることを防止する手段を備えている。このような手段は、セレクタが遮断の能力を有していない場合に必要である。

さらに、このキュービクルは、セレクタが接地されている場合に、スイッチ（回路遮断器）が閉じることを防止する手段を備えている。このような手段は、セレクタが閉じる能力を有していない場合に必要である。

図１では、電流が母線ｊとケーブルｃとの間を流れ、キュービクルが動作位置にある。

図２では、真空スイッチ（回路遮断器）が切断位置にあり、キュービクルが切断位置にある一方で、セレクタが電流を通過させる位置にある。この位置は、電力系統の２つの部分ｊおよびｃが独立に動作することを可能にする。

図３では、キュービクルが、接地位置６にある。

この位置において、真空スイッチ（回路遮断器）１は切断位置にあり、空気セレクタ２は接地位置にある。空気セレクタが開くことで、接地が行われるときに絶縁ギャップが追加され、キュービクルがこの位置にある際に得られる安全性が向上すると共に、空気セレクタよりも負荷側の電力系統における作業が実行可能となる。

図４では、真空スイッチ（回路遮断器）とセレクタの両方が切断位置にあり、キュービクルが、追加の絶縁を有する切断位置にある。

キュービクルのこの位置でも、空気セレクタよりも負荷側の電力系統における作業（例えば、図５〜図７に示すように、ケーブルの挙動を調べるためにケーブルに高電圧を注入することを含むケーブル検査の実行を含む作業）を、より安全性の高い条件下で実行することが可能となる。

図５では、この切断位置において、ケーブル検査Ｔが、専用のブッシングを使用することなく、ケーブルヘッドのレベルにおいて直接実行される。

図６では、別の実施形態により、この検査Ｔが検査専用のブッシングにより実行され、このブッシングは、ケーブル接続ブッシングが配置される側に配置され、常時通電のケーブル側に接続される。

図７では、この検査Ｔが、セレクタ（この場合には３つの位置を有している）の固定接点側において、セレクタと接続されたコネクタにより実行される。

図８では、本発明による２つの配電キュービクルＣ、Ｄが、これらのセレクタの出力端子同士を接続するケーブルにより電気的に接続されている。これにより、ケーブルを、ケーブルヘッドを介して検査することや、接地接続点を切断することによって検査することや、検査地点またはケーブル側の専用のブッシングにより検査することが可能となる。

このように、特にこのようなケーブル検査を可能にするセレクタのこの第３の位置によれば、ケーブル試験が接地接続点を切断することで行われる場合のように、常時接地の出力について絶縁の寸法を用意することはもはや無用である。

このように、本発明によれば、セレクタが２つの位置を有するか３つの位置を有するかによらず、セレクタよりも負荷側での作業を実行する際の安全条件が改善された配電キュービクルが実現される。

よって、本発明は、切断機能を有する２つの切断装置および絶縁装置の直列接続を特徴とし、これらの装置はすなわち、
真空遮断技術によるスイッチ・切断器（switch-disconnector）または回路遮断器・切断器（breaker-disconnector）であって、単純に開くことで電力系統の動作に必要な切断機能（切断器に関して規定される要件を考慮した、電力系統の２つの部分の有効な分離）を実行するスイッチ・切断器または回路遮断器・切断器と、
ケーブルフィーダが接地されたとき、またはセレクタが追加の絶縁位置にあるときに、電力系統における作業のために、確実な（おそらくは視認できる）絶縁ギャップをもたらし、絶縁破壊または電源側の切断カートリッジの機能不良の場合に作業者の安全性を向上させるセレクタ・接地スイッチ複合装置（combined selector-earthing switch）、
である。

本発明によれば、通電部分の寸法を最適化することができる。動作のための切断機能と接地の機能とが分離されることで、技術の選択（真空および空気）を、各々の機能にとって最適にすることができる。

真空カートリッジが、動作（電力系統の電圧、衝撃電圧（shock voltage））に合わせて寸法付けられる。

空気での追加の絶縁が、追加のストレス（ケーブル試験電圧）を加える電力系統における作業またはケーブル検査や、ケーブルの接地に合わせて寸法付けられる。

この方式の別の利点は、ユーザにとっての操作の簡単さにある。キュービクルは、２つの装置により３つの異なる位置（閉位置、切断位置、接地位置）に設定することができるが、ある状態（state）から別の位置への切り換え（すなわち、閉状態から切断状態、切断状態から接地状態、および接地状態から切断状態）のためには、ただ１つの装置を操作すればよい。

本発明は、当然ながら、もっぱら例示を目的として提示された上述および図示の実施形態に決して限定されない。

例えば、本発明は、電流を通過させる位置と接地位置の２つの位置しか備えていないセレクタを有するキュービクルであって、上述の結果が同様に得られる解決策（solution）も包含する。３位置のセレクタという解決策は、２位置のセレクタという解決策の利点に加えて、負荷側の作業の実行時の安全性の向上をもたらし、ケーブル検査の実行時に接地の切断を行う必要がない。

また、例えば、真空装置は、スイッチまたは回路遮断器であってよく、セレクタは、空気以外の別の技術（例えば、真空や、チッ素、ＣＯ２、ＳＦ６などのその他の気体）を使用してもよい。

逆に、本発明は、上述の手段とこれらの組み合わせを含む技術的手段を、これらが本発明の要旨に従って実行される限りにおいて、すべて包含する範囲まで広がる。

Claims (9)

1. 電気回路の２つの部分の間に取り付けられるよう設計され、少なくとも、前記部分間の電流の通過、前記部分間の電流の遮断、回路の切断、および前記部分のいずれか一方の接地、の各機能を実行する中電圧配電キュービクルであって、
   真空遮断技術によるスイッチ（１）であって、切断スイッチの機能も実行するスイッチ（１）と、
   前記スイッチ（１）に直列なセレクタ（２）であって、電流を通過させる位置と、前記回路の前記部分のいずれか一方を接地する位置、の少なくとも２つの位置を有するセレクタ（２）とを備え、
   前記スイッチ（１）は、電源側において母線と電気的に接続され、負荷側において前記セレクタ（２）と電気的に接続され、
   前記セレクタ（２）は、負荷側において少なくとも１本のケーブルまたは母線と電気的に接続され、
   前記キュービクルは、前記スイッチの開きの後において、前記部分間の電流の通過を可能にする閉位置と、前記スイッチが切断位置にある一方で前記セレクタが電流を通過させる位置にある切断位置であって、前記セレクタの開きおよび接地の後において、前記電気回路の前記２つの部分が独立に動作することを可能にする切断位置と、前記セレクタの接地により提供される追加の絶縁位置により、向上した安全条件を有する前記セレクタよりも負荷側の前記電気回路における作業を実行可能にする、前記部分のいずれか一方の接地位置の３つの位置をとることが可能であることを特徴とする中電圧配電キュービクル。
2. 前記スイッチが閉位置にある場合に、前記セレクタが閉位置から離れることを防止する手段、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の中電圧配電キュービクル。
3. 前記セレクタが接地されている場合に、前記スイッチが閉じることを防止する手段、
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の中電圧配電キュービクル。
4. 前記セレクタは、電流を通過させる位置と、開位置と、前記回路の前記部分のいずれか一方を接地する位置、の３位置のセレクタ（２）である、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の中電圧配電キュービクル。
5. 前記セレクタ（２）は、ガス絶縁技術を用いたセレクタである、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の中電圧配電キュービクル。
6. 前記スイッチ（１）および／または前記セレクタ（２）は、真空カートリッジ（３）により実現される、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の中電圧配電キュービクル。
7. 前記セレクタ（２）は、複数本のケーブル（ｃ）の検査を可能にする、ケーブル検査位置と称される位置を有する、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の中電圧配電キュービクル。
8. 前記ケーブル検査位置は、前記セレクタ（２）の前記開位置に相当する、
   ことを特徴とする請求項４および７に記載の中電圧配電キュービクル。
9. ケーブル検査を実行するために、前記セレクタ（２）は、ケーブル側に接続されたブッシングまたは検査コネクタＴの固定部、または、母線側に配置された前記セレクタ（２）の固定接点と同じ側に接続されたブッシングまたは検査コネクタＴの固定部、を備えることを特徴とする請求項７または８に記載の中電圧配電キュービクル。

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