JP5431599B2 - 真空絶縁スイッチギヤ及びモールドスイッチの交換方法 - Google Patents

Description

本発明は真空絶縁スイッチギヤ及びモールドスイッチの交換方法に係り、特に、真空開閉スイッチ部と接地機能付断路器がエポキシ注型により一体化されたモールドスイッチを備え、受変電設備に使用するものに好適な真空絶縁スイッチギヤ及びモールドスイッチの交換方法に関する。

通常、受変電設備においては、負荷電流或いは事故電流を遮断するための真空遮断器、負荷の保守点検を行う際に、作業者の安全を確保するための断路器及び接地開閉器、系統電圧、系統電流の検出装置、更に、保護リレーなどが収納された閉鎖形配電盤（以下、スイッチギヤという）を備えている。

このスイッチギヤの絶縁方式は多種多様で、従来から気中絶縁、ＳＦ６ガスを使用したガス絶縁に加えて、昨今では、環境対応の観点から固体絶縁、圧縮空気絶縁、全真空絶縁方式のものが登場している。これら各種絶縁方式を採用することによって、遮断器、断路器、接地開閉器の各コンポーネントの小形化が加速している。

このような状況下において、近年、遮断機能を有する真空開閉スイッチ部と同じく気中絶縁された接地機能付断路器（ＥＤＳ）とが、エポキシ注型により一体化されたものを筺体内に収納した真空絶縁スイッチギヤが提案されている（特許文献１参照）。

上述した真空絶縁スイッチギヤは、遮断機能を有した真空開閉スイッチ部を収納した真空容器と、接地機能付断路器(ＥＤＳ)とがエポキシ注型により一体化され、これを筐体内部に収納したものであり、小形で、かつ、軽量で信頼性が高いため、例えば、都市部での配電設備等の重要設備に対してニーズのある小形で、かつ、軽量化に対応し得るものである。

また、受変電設備では、ユーザの要求が多様化している。例えば、その使用目的により、負荷の種類、運転条件が異なるので、要求される安全性、信頼性、運転保全、及び将来の負荷の増加を考慮して配電系統を計画するが、この配電系統の計画において、受変電設備を構成する遮断器、断路器、接地開閉器等の制御、及び受変電設備の電圧、電流、電力等の監視計測に関しても、配慮しなければならない。

この場合、遮断器、断路器、接地開閉器等の機器と、その制御機器、及び監視計測機器の設置空間を如何に小さくして、それら機器の設置のための投資を抑えることができるかが、重要なポイントとなっている。

このようなニーズに対して、特に、スイッチギヤの小形化を図る上では、主要機器である当該開閉器ユニット部の小形化は、スイッチギヤ全体の小形化を図る上で非常に重要であり、必要最小限度の設置スペースに、当該開閉器ユニットを配置することが望まれる。

一方、顧客のニーズとして、現地運転中に、万が一、当該開閉器ユニット部に収納されているモールドスイッチでトラブルが発生した場合、当該トラブルが発生したモールドスイッチを、できるだけ短時間で新たなモールドスイッチと交換することで、極力停電時間を抑えたい要求がある。

通常、スイッチギヤ全体を丸ごと交換して復旧するのが最も短時間で行える交換作業であるが、その場合、交換用のスイッチギヤに掛かる費用負担が大きくなるため、顧客のニーズとして、トラブルが発生したクリティカルパーツのみを交換し、できるかぎり費用負担を軽減したい要求がある。

このようなことから、極力開閉器ユニット部のモールドスイッチ収納部を小容積にすることで、スイッチギヤの小形化を図りつつ、万が一、モールドスイッチ部でトラブルが発生した場合、速やかにモールドスイッチをスイッチギヤから取り外し、新しいモールドスイッチと交換できるように配慮することが必要となる。

このモールドスイッチの交換方法について、図６を用いて説明する。

図６に示す如く、運転時（図６（ａ））には、開閉器区画部１ｂ内に設置された遮断機能を有する真空開閉スイッチ８と、断路及び接地機能を有する三位置形断路スイッチ９とをエポキシ樹脂で一体にモールドしたモールドスイッチ２０が、モールドスイッチ固定部材２１で筺体１に固定され、このモールドスイッチ固定部材２１が開閉スイッチ支持部材に固定されている。

この状態で、モールドスイッチ２０にトラブルが発生して新しいモールドスイッチに交換しようとしても、モールドスイッチ２０の母線側ブッシング２５が、モールドスイッチ２０から母線側ブッシング２５の高さ方向に突出（図中Ｌ寸法）しているため、このままの状態では、母線側ブッシング２５が邪魔になり、モールドスイッチ２０をスイッチギヤ外へ取りだすことが困難である。

そのため、通常は、モールドスイッチ２０の下部に、モールドスイッチ２０の母線側ブッシング２５が上方に突出している高さ方向寸法Ｌと同一寸法Ｌのスペースを確保しておき、トラブルが発生したモールドスイッチを交換する場合には、図６（ｂ）のように、モールドスイッチ固定部材２１から取り外されたトラブルが発生したモールドスイッチ２０を、一旦、モールドスイッ２０の下部に確保されているＬ寸法のスペース部分まで下げ、その後、図６（ｃ）の矢印のように、モールドスイッチ２０の下部に確保されているスペース部分を含む空間からリフター等で水平方向に引き出し、スイッチギヤ外に取り出すようにしている。トラブルが発生したモールドスイッチ２０をスイッチギヤ外に取り出した後は、新しい交換用のモールドスイッチを、上述と逆の手順で、開閉器区画部１ｂ内に設置し、開閉スイッチ支持部材にモールドスイッチ固定部材２１を固定し、このモールドスイッチ固定部材２１を筺体１に固定すれば良い。

特開２０１０−４４９２８号公報

しかしながら、上述したモールドスイッチの交換方法では、予めモールドスイッチの下部に、モールドスイッチの母線側ブッシングの高さ方向寸法Ｌと同一寸法Ｌのスペースを確保する必要があり、このスペースを考慮したモールドスイッチの高さ方向の長さが、図６に示す如く、２Ｌ＋Ｌａとなってしまい（Ｌａは、母線側ブッシングの高さ方向寸法Ｌを除くモールドスイッチの高さ方向寸法）、スイッチギヤ全体の小形化を図る上で障害となっていた。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、スイッチギヤ全体を大型化することなくモールドスイッチの交換が行える真空絶縁スイッチギヤ及びモールドスイッチの交換方法を提供することにある。

本発明の真空絶縁スイッチギヤは、上記目的を達成するために、接地金属板でそれぞれ区画され、下方に操作機構部が配置されている開閉器区画部、母線が配置されている母線区画部、ケーブルが配置されているケーブル区画部、及び制御区画部を有する筐体と、前記開閉器区画部内に設置され、前記操作機構部により操作される遮断機能を有する真空開閉スイッチ及び断路・接地機能を有する三位置型断路スイッチを一体モールドしたモールドスイッチと、該モールドスイッチを前記筐体に固定するモールドスイッチ固定部材と、該モールドスイッチ固定部材を支持固定する開閉スイッチ支持部材とを備え、前記母線区画部は前記筐体の中央部上方に、前記開閉器区画部は前記母線区画部の下方に、前記ケーブル区画部は前記筐体の背面側に、前記制御区画部は、前記筐体の前面側にそれぞれ形成されていると共に、前記モールドスイッチの高さ方向に突出している母線側ブッシングと前記母線が、前記モールドスイッチの水平方向に突出しているケーブル側ブッシングと前記ケーブルがそれぞれ接続されている真空絶縁スイッチギヤにおいて、前記モールドスイッチとその下方に配置されている前記操作機構部との間隔が、前記モールドスイッチの高さ方向に突出している前記母線側ブッシングの長さより短いことを特徴とする。

また、本発明のモールドスイッチの交換方法は、上記目的を達成するために、接地金属板で区画されている開閉器区画部内に設置され、その下方に配置された操作機構部により操作される遮断機能を有する真空開閉スイッチ及び断路・接地機能を有する三位置型断路スイッチが一体にモールドされて形成され、かつ、高さ方向に突出している母線側ブッシングと母線が、水平方向に突出しているケーブル側ブッシングとケーブルがそれぞれ接続されているモールドスイッチを交換するにあたって、前記母線側ブッシングと母線の接続及び前記ケーブル側ブッシングとケーブルの接続を外すと共に、前記モールドスイッチを筺体に固定するモールドスイッチ固定部材との締結及び前記モールドスイッチ固定部材を支持固定する開閉スイッチ支持部材との締結を解除し、その後、前記モールドスイッチ固定部材を、前記母線側ブッシングの高さ方向突出寸法以上に上方に引き上げ、しかる後に、前記モールドスイッチを水平方向に引き出してスイッチギヤ外に取り出し、その後は、交換用のモールドスイッチを、上述と逆の手順で前記開閉器区画部内に設置することを特徴とする。

本発明によれば、スイッチギヤ全体の小形化、及びモールドスイッチ部が故障した際に、当該モールドスイッチのみ交換可能な両方の条件を満足させることができる効果がある。

[図１]本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した一実施の形態を一部断面にて示す運転時の側面図である。
[図２]図１に示す本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した一実施の形態を一部断面にて示すモールドスイッチ交換時の側面図である。
[図３]図１に示す本発明の真空絶縁スイッチギヤを構成する開閉スイッチを示す斜視図である。
[図４]本発明の真空絶縁スイッチギヤの一実施の形態を構成する開閉スイッチを示す平面図である。
[図５]本発明の真空絶縁スイッチギヤの一実施の形態におけるモールドスイッチの交換方法を説明するための図である。
[図６]従来の真空絶縁スイッチギヤにおけるモールドスイッチの交換方法を説明するための図である。

以下、本発明の真空絶縁スイッチギヤの一実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の真空絶縁スイッチギヤをフィーダ盤として適用した一実施の形態を示すものである。該図において、真空絶縁スイッチギヤの筺体１は、接地金属板でそれぞれ区画された母線区画部１ａ、操作機構部を有する開閉器区画部１ｂ、ケーブル区画部１ｃ、及び制御区画部１ｄを備えている。

母線区画部１ａは筐体1の中央部上方に、開閉器区画部１ｂは母線区画部１ａの下方に、ケーブル区画部１ｃは筐体１の背面側(図１の左側)に、制御区画部１ｄは、筐体１の前面側(図１の右側)にそれぞれ形成されている。

母線区画部１ａ内には、３相の固体絶縁された母線５が筺体１の前面と平行に配置されている。母線５は、固体絶縁によりガスレス化され、その取り扱い性と安全性を確保している。開閉器区画部１ｂ内には、遮断機能を有する真空開閉スイッチ８と、断路、接地機能を有する三位置型断路スイッチ９、及び操作機構部１０が配置されている。

ケーブル区画部１ｃには、真空開閉スイッチ８の固定電極に接続され、ケーブル区画部１ｃ内に導入されたケーブル接続用の端子２ａと、この端子２ａに回転可能に設けたＴ型ケーブルヘッド２と、このＴ型ケーブルヘッド２によって端子２ａに接続するケーブル３と、このケーブル３に設けた計器用変流器（ＣＴ）４とが設けられている。ケーブル３は、この例では、筺体１の下部からケーブル区画部１ｃに導入されている。ケーブル区画部１ｃ内のケーブル接続用の端子２ａの外周には、系統保護用の変流器（ＣＴ）６が設けられている。

制御区画部１ｄは、筺体１における操作機構部１０の上方で前面側（図１の右側）に配置されて、設置場所での筺体１の高さ方向の寸法を大きくしないように配慮されている。

このように構成された本実施例の真空絶縁スイッチギヤでは、上記した真空開閉スイッチ８と三位置型断路スイッチ９は、エポキシ樹脂によって一体的にモールドされ、開閉スイッチ支持部材２４に支持されて開閉器区画部１ｂ内に設置されている。開閉器区画部１ｂ内に設置されたモールドスイッチ２０は、その交換時に、作業がし易いように、開閉スイッチ支持部材２４にボルト等の締結手段により取り外し可能に接続されているモールドスイッチ固定部材２１に、ボルト等の締結手段２２により取り外し可能に固定されている。また、筺体１を構成する開閉スイッチ支持部材２４のモールドスイッチ２０が配置されている部分のスイッチギヤ背面側には、モールドスイッチ２０を取り出せる程度の開口部（図示せず）が形成され、運転時には、この開口部はボルト締結された蓋（図示せず）で閉じられているが、モールドスイッチ２０の交換時には、ボルト締結を解除して蓋を取り外し、開口部からモールドスイッチ２０を引き出すことができるように構成されている。

上記のように、モールドスイッチ２０がユニット化され、小型軽量化が図られて交換作業がし易くなっていることは勿論、このユニット化された３個のモールドスイッチ２０は、図３及び図４に示すように、相分離構造であり、筺体１の前面と直交して３列に配置され、その相間に相間接地金属板２３を配置して、相間の短絡事故の発生が抑えられている。また、相間接地金属板２３は、モールドスイッチ固定部材２１と取り外し可能な例えばボルト等の締結部材で締結されている。更に、モールドスイッチ２０の外表面は、導電塗料が塗布されて接地され、接触等の安全性が確保されている。

更に、モールドスイッチ２０と、その下方に配置される操作機構部１０との間隔は、従来は、モールドスイッチ２０の母線側ブッシング２５が上方に突出している高さ方向寸法Ｌと同一寸法Ｌのスペースを確保していたが、本実施例では、その必要がなくなり、モールドスイッチ２０と操作機構部１０との間隔は、母線側ブッシング２５が上方に突出している高さ方向寸法Ｌより短く形成されている。

これにより、モールドスイッチ２０の高さ方向の長さをＬ＋Ｌａとすることができ、スイッチギヤ全体を小形化することが可能となる。

次に、本実施例の構成によるモールドスイッチ２０の交換方法について、図５を用いて説明する。

図５（ａ）は、本実施例の構成における運転状態を示すが、従来構成の運転状態を示す図６（ａ）と異なるのは、図６（ａ）では、モールドスイッチ２０の母線側ブッシング２５が上方に突出している高さ方向寸法Ｌと同一寸法Ｌのスペースを確保していたが、本実施例では、寸法Ｌのスペースを確保する必要がなく、モールドスイッチ２０と操作機構部１０との間隔が、母線側ブッシング２５が上方に突出している高さ方向寸法Ｌより短く形成されている点である。

このような状態でモールドスイッチ２０にトラブルが発生し交換が必要な場合には、先ず、モールドスイッチ２０の母線側ブッシング２５と母線５、及びケーブル側ブッシング２６とケーブル３の接続を外すと共に、モールドスイッチ２０を固定している開閉スイッチ支持部材２４及びモールドスイッチ固定部材２１のボルト締結を解除し、その後、このモールドスイッチ固定部材２１を、モールドスイッチ２０の母線側ブッシング２５が上方に突出している高さ方向寸法Ｌ以上に上方向に引き上げる。この状態を図５（ｂ）に示す（図２も同じ状態を示す）。

図５（ｂ）に示す如く、モールドスイッチ固定部材２１を、モールドスイッチ２０の母線側ブッシング２５が上方に突出している高さ方向寸法Ｌ以上に上方に引き上げたことにより、母線側ブッシング２５が位置するモールドスイッチ２０の上方には、空間が存在することになる。

従って、この空間が存在することにより、モールドスイッチ２０の母線側ブッシング２５が上方にＬ寸法突出していても、邪魔になるものが存在せず、図５（ｃ）に示すように、トラブルが発生したモールドスイッチ２０を、開閉スイッチ支持部材２４に形成された開口部（図示せず）から水平方向に引き出すことができ、スムーズにスイッチギヤ外に取り出すことが可能となる。

トラブルが発生したモールドスイッチ２０をスイッチギヤ外に取り出した後は、新しい交換用のモールドスイッチを、上述と逆の手順で、開閉器区画部１ｂ内に設置し、開閉スイッチ支持部材２４にモールドスイッチ固定部材２１で固定すると共に、モールドスイッチ２０の母線側ブッシング２５と母線５、及びケーブル側ブッシング２６とケーブル３を接続することで交換作業が終了する。

このような本実施例のモールドスイッチの交換方法とすることにより、従来のように、モールドスイッチ２０の下部に、母線側ブッシング２５が上方に突出している高さ方向寸法Ｌと同一寸法Ｌのスペースを確保する必要がなくなり、モールドスイッチの高さ方向の長さが、図５に示す如く、Ｌ＋Ｌａとなり、その分、スイッチギヤ全体の小形化が図れることになる。

その結果、顧客ニーズであるスイッチギヤ全体の小形化と、モールドスイッチ部にトラブルが発生した際に、当該のモールドスイッチのみ交換可能な両方の条件を満足させることができる。

また、本実施例では、上述した効果の他に、モールドスイッチ２０を固定するモールドスイッチ固定部材２１が、開閉スイッチ支持部材２４及び相間接地金属板２３と取り外し可能となっているため、これらを取り外すことで軽量化されており、モールドスイッチ固定部材２１を上方に引き上げ易くなる効果もある。

１…筐体、１ａ…母線区画部、１ｂ… 開閉器区画部、１ｃ…ケーブル区画部、１ｄ…制御区画部、２…Ｔ型ケーブルヘッド、２ａ…端子、３…ケープル、４…計器用変流器、５…母線、６…系統保護用変流器、８…真空開閉スイッチ、９…三位置型断路スイッチ、１０…操作機構部、２０…モールドスイッチ、２１…モールドスイッチ固定部材、２２…締結手段、２３…相間接地金属板、２４…開閉スイッチ支持部材、２５…母線側ブッシング、２６…ケープル側ブッシング。

Claims (6)

1. 接地金属板でそれぞれ区画され、下方に操作機構部が配置されている開閉器区画部、母線が配置されている母線区画部、ケーブルが配置されているケーブル区画部、及び制御区画部を有する筐体と、前記開閉器区画部内に設置され、前記操作機構部により操作される遮断機能を有する真空開閉スイッチ及び断路・接地機能を有する三位置型断路スイッチを一体モールドしたモールドスイッチと、該モールドスイッチを前記筐体に固定するモールドスイッチ固定部材と、該モールドスイッチ固定部材を支持固定する開閉スイッチ支持部材とを備え、
   前記母線区画部は前記筐体の中央部上方に、前記開閉器区画部は前記母線区画部の下方に、前記ケーブル区画部は前記筐体の背面側に、前記制御区画部は、前記筐体の前面側にそれぞれ形成されていると共に、前記モールドスイッチの高さ方向に突出している母線側ブッシングと前記母線が、前記モールドスイッチの水平方向に突出しているケーブル側ブッシングと前記ケーブルがそれぞれ接続されている真空絶縁スイッチギヤにおいて、
   前記モールドスイッチとその下方に配置されている前記操作機構部との間隔が、前記モールドスイッチの高さ方向に突出している前記母線側ブッシングの長さより短いことを特徴とする真空絶縁スイッチギヤ。
2. 請求項１に記載の真空絶縁スイッチギヤにおいて、
   前記モールドスイッチ固定部材は、前記開閉スイッチ支持部材と接続、取り外し可能な締結部材により接続されていることを特徴とする真空絶縁スイッチギヤ。
3. 請求項２に記載の真空絶縁スイッチギヤにおいて、
   前記モールドスイッチは、３個のモールドスイッチが相間接地金属板を間に配置して３列に配設され、前記モールドスイッチ固定部材は、前記相間接地金属板と取り外し可能な締結部材により接続されていることを特徴とする真空絶縁スイッチギヤ。
4. 請求項２又は３に記載の真空絶縁スイッチギヤにおいて、
   前記締結部材は、ボルトであることを特徴とする真空絶縁スイッチギヤ。
5. 接地金属板で区画されている開閉器区画部内に設置され、その下方に配置された操作機構部により操作される遮断機能を有する真空開閉スイッチ及び断路・接地機能を有する三位置型断路スイッチが一体にモールドされて形成され、かつ、高さ方向に突出している母線側ブッシングと母線が、水平方向に突出しているケーブル側ブッシングとケーブルがそれぞれ接続されているモールドスイッチを交換するにあたって、
   前記母線側ブッシングと母線の接続及び前記ケープル側ブッシングとケーブルの接続を外すと共に、前記モールドスイッチを筐体に固定するモールドスイッチ固定部材との締結及び前記モールドスイッチ固定部材を支持固定する開閉スイッチ支持部材との締結を解除し、その後、前記モールドスイッチ固定部材を、前記母線側ブッシングの高さ方向突出寸法以上に上方に引き上げ、しかる後に、前記モールドスイッチを水平方向に引き出してスイッチギヤ外に取り出し、その後は、交換用のモールドスイッチを、上述と逆の手順で前記開閉器区画部内に設置することを特徴とするモールドスイッチの交換方法。
6. 請求項５に記載のモールドスイッチの交換方法において、
   前記モールドスイッチとモールドスイッチ固定部材との締結、及び前記モールドスイッチ固定部材と開閉スイッチ支持部材との締結は、接続、取り外し可能なボルトにより行われていることを特徴とするモールドスイッチの交換方法。

Images