JP2020092069A

JP2020092069A - 移動型ガス遮断器

Info

Publication number: JP2020092069A
Application number: JP2018230350A
Authority: JP
Inventors: 昌之星野; Masayuki Hoshino; 好男秦; Yoshio Hata; 福田　英樹; Hideki Fukuda; 英樹福田; 晃太渡部; Kota Watabe; 誠健小川; Masatake Ogawa
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2020-06-11

Abstract

【課題】搬送時おけるガスの充填及び回収を簡便にした移動型ガス遮断器を提供する。【解決手段】遮断器本体１１と、ゴムなどの膨縮自在な袋体からな内側タンク２１と該内側タンク２１を覆う外側タンク２２とからなる二重構造のガスタンク２０と、内側タンク２１と外側タンク２２との間の空間に気体を流入する圧縮機３０と、を備え、遮断器本体１１からＳＦ6ガスを回収するときは、遮断器本体１１と内側タンク２１との間の接続バルブ２５を開放して前記遮断器本体１１から前記内側タンク２１にＳＦ6ガスを流入させ、前記遮断器本体１１にＳＦ6ガスを充填するときは、前記接続バルブ２５を開放するとともに前記圧縮機３０により外側タンク２２内の空気を流入して内側タンク２１を潰すことにより内側タンク２１から遮断器本体１１にＳＦ6ガスを流入させる。【選択図】図１

Description

この発明は、大電流を遮断するためのガス遮断器に関し、とくに災害地などに搬送して使用に供される移動型ガス遮断器に関する。

ガス遮断器には、絶縁性ガス、例えばＳＦ⁶ガスが高圧（例えば、５ｋｇf／ｃｍ²）で充填されており、このようなガス遮断器を移動させるには、一旦、ＳＦ⁶ガスを回収する必要がある。これは、ガス遮断器内部構造が複雑なため、高圧ガスが充填されたまま搬送させたときに、振動などによりガス漏れが生じてしまう恐れがあるためである。

そのため、従来、ガス遮断器を搬送する際には、搬送前にガス遮断器からＳＦ⁶ガスを回収し、搬送先においてガス遮断器にＳＦ⁶ガスを再充填していた。

図７は従来のガス遮断器１００とガス回収装置１１０とを接続した状態の概略構成図である。

具体的には、先ず、ガスタンク１１１、真空ポンプ１１２及びコンプレッサ１１３を備えたガス回収装置１１０をガス遮断器１００に接続して、ＳＦ⁶ガスをガスタンク１１１に回収する。次に、ガス回収装置１１０をガス遮断器１００から外し、ガス抜きしたガス遮断器１００とガス回収装置１１０とを搬送先に搬送させる。そして、搬送先において、ガス回収装置１１０をガス遮断器１００に再び接続し、ＳＦ⁶ガスをガス回収装置１１０からガス遮断器１００に再充填を行う。ガス遮断器１００にＳＦ⁶ガスの充填が完了した後、ガス回収装置１１０をガス遮断器１００から切り離すことで、ガス遮断器１００が運転可能にされる。

特開２０１１−０６０７２５号公報

しかしながら、ガス回収装置１１０にはガスタンク１１１、真空ポンプ１１２及びコンプレッサ１１３などで構成されているため、ガス回収装置１１０自体が大きく、重量も嵩むため、搬送の手間、搬送コスト等が甚大であった。また、現場におけるガス遮断器１００とガス回収装置１１０との接続、取外し作業などに時間と手間が掛かり、搬送先でのガス遮断器の運転を迅速にできないという問題もあった。

特許文献１の発明には、ガス回収装置が記載されているだけで、ガス遮断器に一体に設けられたものではなく、上述の課題を有する。ただ、ＳＦ⁶ガスの回収タンクがガス採集袋になったものが記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載されたガス回収タンクは、袋体のタンク（ガス採集袋）が示されているだけで、搬送の際に破損の恐れや取扱い性が悪いという問題もあった。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、高圧の絶縁性ガス中で電流の開閉を行う遮断器本体と、該遮断器本体内の絶縁性ガスを貯蔵するとともに絶縁性ガスを収容しその収容容積が可変な内側タンクと該内側タンクを覆う外側タンクとからなるガスタンクと、前記内側タンクと前記遮断器本体とを接続する接続バルブと、前記内側タンクの前記収容容積を縮小させる縮小手段と、を備え、前記遮断器本体の絶縁性ガスを回収するときは、前記接続バルブを開放して絶縁性ガスを前記遮断器本体から前記内側タンクに流入させ、前記遮断器本体に絶縁性ガスを充填するときは、前記接続バルブを開放するとともに前記縮小手段により内側タンクの前記収容容積を縮小して絶縁性ガスを内側タンクから遮断器本体に流入するようにした、ことを特徴とする。

この発明によれば、ガス遮断器の遮断器本体側の絶縁性ガスを低圧にして、ガスタンクと一体にしてガス遮断器を搬送する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の移動型ガス遮断器において、前記内側タンクが膨縮自在な袋体からなり、前記縮小手段は前記内側タンクと前記外側タンクとの間の空間に気体を流入させて前記収容容積を縮小させる圧縮機からなる、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１に記載の移動型ガス遮断器において、前記縮小手段は前記内側タンクを押圧して前記収容容積を縮小させる押圧手段からなる、ことを特徴とする。

請求項４の発明は、高圧の絶縁性ガス中で電流の開閉を行う遮断器本体と、該遮断器本体内の絶縁性ガスを貯蔵するとともに前記収容容積が可変な内側タンクと該内側タンクを覆う外側タンクとからなるガスタンクと、前記内側タンクと前記遮断器本体とを接続する接続バルブと、前記内側タンクの前記収容容積を縮小させる縮小手段と、を備えた移動型ガス遮断器における絶縁性ガスの回収と充填方法であって、移動型ガス遮断器の移動前に、前記接続バルブを開放して前記遮断器本体から絶縁性ガスを前記内側タンクに回収し、前記接続バルブを閉塞して移動型ガス遮断器を移動させ、移動型ガス遮断器の移動後、前記接続バルブを開放するとともに前記縮小手段により内側タンクの前記収容容積を縮小して絶縁性ガスを遮断器本体に充填する、ことを特徴とする。

請求項１及び請求項４の発明によれば、ＳＦ⁶ガスを回収する内側タンクを膨縮自在な袋体にしたので、内側タンクにＳＦ⁶ガスが流入すると、内側タンクの容積は徐々に大きくなりその内圧は漸増するだけで、ＳＦ⁶ガスの移送がスムースに行われる。そのため、従来の場合に比較して、遮断器本体側の減圧をより促進することができ、遮断器本体をより低圧にすることができる。これにより、移動型ガス遮断器内の絶縁性ガスは残留した状態ではあるが、低圧であるため、搬送時おいて振動などでガス漏れを生じることはなく。

請求項２の発明によれば、内側タンクを縮小する縮小手段を圧縮機とし、外側タンクと内側タンクとの間の空間に気体を流入させるようにしたので、圧縮機を比較的小型なにものすることができ、装置全体の大型化を抑制することができる。

請求項３の発明によれば、内側タンクを縮小する縮小手段を押圧手段にしたので、機械的な構造で、確実に内側タンクに充填された絶縁性ガスを遮断器本体側に流出することができる。

図２及び図３とともに、この発明の実施の形態１を示すもので、本図は全体の概略を示す構成図である。遮断器本体にガスを充填する前の状態を示す要部拡大図である。遮断器本体にガスを充填した後の状態を示す要部拡大図である。図５及び図６とともに、この発明の実施の形態２を示すもので、本図は全体の概略を示す構成図である。遮断器本体にガスを充填する前の状態を示す要部拡大図である。遮断器本体にガスを充填した後の状態を示す要部拡大図である。従来のガス遮断器とガス回収装置とを概略的に示す構成図である。

以下、この発明を図示の各実施の形態に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１乃至図３は、この実施の形態１に係る移動型ガス遮断器１０を示すもので、図１は全体の概略を示す構成図であり、図２は遮断器本体にガスを充填する前の状態を示す要部拡大図で、図３は遮断器本体にガスを充填した後の状態を示す要部拡大図である。

移動型ガス遮断器１０は、災害などの緊急時に災害地に搬送し、使用に供される。

移動型ガス遮断器１０は、高圧の絶縁性ガス（例えばＳＦ⁶ガス）中で電流の開閉を行う遮断器本体１１と、ＳＦ⁶ガスを貯蔵するとともに前記収容容積が可変な内側タンク２１と該内側タンク２１を覆う外側タンク２２とからなるガスタンク２０と、前記内側タンク２１と前記遮断器本体１１とを接続する接続バルブ２５と、前記内側タンク２１と前記外側タンク２２との間の空間２３に空気を流入する圧縮機３０と、を備える。

遮断器本体１１は、接続バルブ２５を介してガスタンク１１に接続されていて、これら遮断器本体１１及び内側タンク２１内には、遮断器本体１１にすべて充填されたとすると、遮断器本体１１内の圧力が５ｋｇf／ｃｍ²になる量のＳＦ⁶ガスが封入されている。

内側タンク２１はゴムなどの膨縮自在な袋体からなり、外側タンク２２内に収納されて二重構造のガスタンク２０が構成され、前記外側タンク２２は金属製でいわゆるガスボンベのように高圧に耐え得るものとなっている。

外側タンク２２にはバルブ３１を介して圧縮機３０が接続されており、圧縮機３０の起動により外側タンク２２内に空気が流入して高圧になるようになっており、これにより内側タンク２１がその外表面から圧力を受け、内側タンク２１が収縮するようになっている。

圧縮機３０は、外側タンク２２と内側タンク２１との間の空間２３に気体を流入するもので、その圧力は、遮断器本体１１内の圧力が５ｋｇf／ｃｍ²になればよいので、これと同程度かやや高ければよいため、比較的小型の圧縮機３０を用いることができる。

次に、遮断器本体１１へのＳＦ⁶ガスの充填、回収する手順について説明する。

移動型ガス遮断器１０は、災害などの緊急時に災害地に搬送して使用に供されるため、通常は、遮断器本体１１には、ＳＦ⁶ガスが充填されておらず、内側タンク２１にＳＦ⁶ガスが充填された状態で保管されている（図２参照）。そのため、搬送先において遮断器本体１１側へＳＦ⁶ガスの充填を行う必要があるため、先ず、遮断器本体１１へのＳＦ⁶ガスの充填について説明する。

搬送された移動型ガス遮断器１０は、ガスタンク２０の内側タンク２１にＳＦ⁶ガスが充填され、遮断器本体１１にはＳＦ⁶ガスが入っていない状態で、かつ、接続バルブ２５が閉塞されている状態である（図２参照）。

また、外側タンク２２内に内側タンク２１は膨張した状態で外側タンク２２と内側タンク２１との間に空間２３がほぼない状態になっており、外側タンク２２と圧縮機３０とを接続するバルブ３１も閉塞されている。

先ず、上記接続バルブ２５及びバルブ３１を開放し、圧縮機３０を起動する。上記接続バルブ２５を開放することで、内側タンク２１と遮断器本体１１とが連通し、内側タンク２１内のＳＦ⁶ガスは徐々に遮断器本体１１内に移送され、内側タンク２１が収縮し始める。また、圧縮機３０の起動により、外側タンク２２内に空気が流入され、内側タンク２１はその外表面から押圧されることになる。外側タンク２２と内側タンク２１との間に空間２３の圧力が高まると、内側タンク２１がさらに収縮し、内側タンク２１のＳＦ⁶ガスが全て遮断器本体１１側に移送される（図３参照）。

このとき、内側タンク２１はほぼ圧潰された状態となり、また、遮断器本体１１内の圧力が５ｋｇf／ｃｍ²にされる。

この状態で、接続バルブ２５を閉塞するとともに、圧縮機３０を停止し、バルブ３１を閉塞することで、遮断器本体１１へのＳＦ⁶ガスの充填が完了し、移動型ガス遮断器１０が運転可能な状態とされる。

なお、図示は省略したが、外側タンク２２には内部圧力を開放するための弁が設けられ、移動型ガス遮断器１０が運転可能な状態になったときに上記弁を開放し、外側タンク２２の内部圧力が大気圧にされる。

次に、使用に供された移動型ガス遮断器１０の遮断器本体１１からガスタンク２０内にＳＦ⁶ガスを回収する手順について説明する。

先ず、遮断器本体１１と内側タンク２１との間の接続バルブ２５を開放する。また、外側タンク２２に設けられた図示しない上記弁も開放する。これにより、内側タンク２１と遮断器本体１１とが連通するため、両者内の圧力差によりＳＦ⁶ガスは徐々に遮断器本体１１側から内側タンク２１内に移送され、内側タンク２１は徐々に膨張し、遮断器本体１１内はその分徐々に減圧され低圧になる。このとき、内側タンク２１と外側タンク２２との間の空間２３は、内側タンク２１の膨張に伴い、狭くなるが上記弁の開放により外側タンク２２内の空気が流出するため、内側タンク２１の膨張が阻害されることはない。

そして、遮断器本体１１が低圧になった状態で、各バルブ２５、３０を閉塞して、搬送可能状態にされる。

この実施の形態１に係る移動型ガス遮断器１０によれば、ＳＦ⁶ガスを回収する内側タンク２１をゴムなどの膨縮自在な袋体にしたので、内側タンク２１にＳＦ⁶ガスが流入すると、内側タンク２１の容積は徐々に大きくなりその内圧は漸増するだけで、ＳＦ⁶ガスの移送がスムースに行われる。そのため、従来のような金属製のガスタンクにＳＦ⁶ガスを回収する場合に比較して、遮断器本体１１側の減圧をより促進することができ、遮断器本体１１をより低圧にすることができる。

また、上述のように、ガス回収のためのガスタンク２０は、真空ポンプや大型コンプレッサを必要としないため小型化することでき、よって、遮断器本体１１とガスタンク２０とを連結した状態にすることができ、従来のように、移動型ガス遮断器とガス回収装置をと別々に搬送する必要はなく、また搬送の前後において、ガス遮断器とガスタンクとの接続及び切り離し作業が不要となる。そのため、搬送から設置、運転開始までを迅速に行うことができ、災害などの緊急時においても有効に機能させることができる。

さらに、ＳＦ⁶ガスを回収する内側タンク２１は袋体のものであるが、金属製の外側タンク２２で覆って、ガスタンク２０を二重構造としたので、内側タンク２１が破損することもない。

なお、搬送時の遮断器本体１１内はより低圧であることが好ましいため、更に低圧にするためには、ガスタンクの容量を大きくすることが考えられる。また、補助的に小型ポンプを用い遮断器本体１１のＳＦ⁶ガスを強制的にガスタンク２０へ移送するようにしても良い。このようにすれば、ガスタンク２０の容量を大きくすることもなく、むしろ小型化することができる。

また、この実施の形態１において、内側タンク２１の前記収容容積を縮小させる縮小手段として圧縮機３０としたが、本発明はこれに限らず、電動又は手動のポンプであっても良い。要は、外側タンク２２と内側タンク２１との空間に気体を流入させることができ、かつその圧力が５ｋｇf／ｃｍ²以上にすることができるものであれば良い。

（実施の形態２）
図４乃至図６は、この実施の形態２に係る移動型ガス遮断器４０を示すもので、図４は全体の概略を示す構成図であり、図５は遮断器本体にガスを充填する前の状態を示す要部拡大図で、図６は遮断器本体にガスを充填した後の状態を示す要部拡大図である。

この実施の形態２では、内側タンク５１を縮小させる縮小手段が、内側タンク５１を直接押圧する押圧手段６０となっている点で、実施の形態１と構成が異なり、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することで説明を省略する。

ガスタンク５０は内側タンク５１と外側タンク５２とで構成されている点は上記実施の形態１と同様であるが、外側タンク５２内には、内側タンク５１を一端側へ押圧する押圧部材６１が設けられている。

押圧手段６０は、外側タンク５２内を摺動する押圧部材６１と、該押圧部材６１を摺動させる駆動機構６２と、を備え、該駆動機構６２と前記押圧部材６１とはロッド６３によって連結されている。

駆動機構６２は外側タンク５２内の内側タンク５１とは反対側の一端部に設けられ、押圧部材６１が駆動機構６２の内側タンク５１側に配されている。

駆動機構６２の駆動により、押圧部材６１が外側タンク５２内で内側タンク５１を押圧する方向及びその反対方向に往復運動するようになっている。

先ず、遮断器本体１１にＳＦ⁶ガスを充填する手順について説明する。

上記接続バルブ２５を開放して、遮断器本体１１と内側タンク５１とを連通すると、両者内の圧力差によりＳＦ⁶ガスは徐々に内側タンク５１内のＳＦ⁶ガスは徐々に遮断器本体１１内に移送される。

そして、上記押圧手段６０の駆動機構６２を駆動すると、押圧部材６１が駆動機構６２側から他端側へ移動するため、内側タンク５１が押圧されて収縮されて行く。これにより内側タンク５１内のＳＦ⁶ガスは更に遮断器本体１１側に移送される。

そして、押圧手段６０は内側タンク５１が圧潰した状態になるまで駆動され、内側タンク５１が圧潰されると、ＳＦ⁶ガスは全て遮断器本体１１側に移送される。

この状態で、押圧手段６０の駆動を停止し、接続バルブ２５を閉塞することで、遮断器本体１１へのＳＦ⁶ガスの充填が完了し、移動型ガス遮断器４０が運転可能な状態とされる。

次に、使用に供された移動型ガス遮断器４０の遮断器本体１１からガスタンク５０内にＳＦ⁶ガスを回収する手順について説明する。

先ず、前記駆動機構６２を駆動させ、押圧部材６１を内側タンク５１から離間した位置へと移動させておく。そして、遮断器本体１１と内側タンク５１との間の接続バルブ２５を開放する。これにより、内側タンク５１と遮断器本体１１とが連通するため、両者内の圧力差によりＳＦ⁶ガスは徐々に遮断器本体１１側から内側タンク５１内に移送され、内側タンク５１は徐々に膨張し、遮断器本体１１内はその分徐々に減圧され低圧になる。上述のように、予め押圧部材６１を内側タンク５１から離間した位置に移動させているため、内側タンク５１の膨張が阻害されることはない。

そして、遮断器本体１１が低圧になった状態で、各接続バルブ２５を閉塞して、搬送可能状態にされる。

この実施の形態２に係る移動型ガス遮断器４０によれば、ゴムなどの膨縮自在な袋体の内側タンク５１を縮小する縮小手段を押圧手段６０にしたので、機械的な構造で、確実に内側タンク５１に充填されたＳＦ⁶ガスを遮断器本体１１側に流出することができる。

以上、この発明の各実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の各実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。

１０移動型ガス遮断器
１１遮断器本体
２０ガスタンク
２１内側タンク
２２外側タンク
２５接続バルブ
３０圧縮機（縮小手段）
４０ガス遮断器
４１遮断器本体
５０ガスタンク
５１内側タンク
５２外側タンク
６０押圧手段（縮小手段）

Claims

高圧の絶縁性ガス中で電流の開閉を行う遮断器本体と、該遮断器本体内の前記絶縁性ガスを貯蔵するとともに前記絶縁性ガスを収容しその収容容積が可変な内側タンクと該内側タンクを覆う外側タンクとからなるガスタンクと、前記内側タンクと前記遮断器本体とを接続する接続バルブと、前記内側タンクの前記収容容積を縮小させる縮小手段と、を備え、
前記遮断器本体の前記絶縁性ガスを回収するときは、前記接続バルブを開放して前記絶縁性ガスを前記遮断器本体から前記内側タンクに流入させ、
前記遮断器本体に前記絶縁性ガスを充填するときは、前記接続バルブを開放するとともに前記縮小手段により前記内側タンクの前記収容容積を縮小して前記絶縁性ガスを前記内側タンクから前記遮断器本体に流入する
ことを特徴とする移動型ガス遮断器。
前記内側タンクが膨縮自在な袋体からなり、
前記縮小手段は前記内側タンクと前記外側タンクとの間の空間に気体を流入させて前記収容容積を縮小させる圧縮機からなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の移動型ガス遮断器。
前記縮小手段は前記内側タンクを押圧して前記収容容積を縮小させる押圧手段からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の移動型ガス遮断器。
高圧の絶縁性ガス中で電流の開閉を行う遮断器本体と、該遮断器本体内の前記絶縁性ガスを貯蔵するとともに前記絶縁性ガスを収容しその収容容積が可変な内側タンクと該内側タンクを覆う外側タンクとからなるガスタンクと、前記内側タンクと前記遮断器本体とを接続する接続バルブと、前記内側タンクの前記収容容積を縮小させる縮小手段と、を備えた移動型ガス遮断器における前記絶縁性ガスの回収と充填方法であって、
移動型ガス遮断器の移動前に、前記接続バルブを開放して前記遮断器本体から前記絶縁性ガスを前記内側タンクに回収し、
前記接続バルブを閉塞して移動型ガス遮断器を移動させ、
移動型ガス遮断器の移動後、前記接続バルブを開放するとともに前記縮小手段により前記内側タンクの前記収容容積を縮小して前記絶縁性ガスを前記遮断器本体に充填する
ことを特徴とする移動型ガス遮断器の絶縁性ガスの回収及び充填方法。