JP5992211B2 - スイッチギヤ - Google Patents

Description

この発明は、例えば、電力の送配電および受電設備などに用いられるスイッチギヤに関し、特に、複数の盤で列盤構成される場合の母線の接続構造に関するものである。

従来の一般的なスイッチギヤの内部構成としては、例えば、筐体内に上下２段に引出形の遮断器が収容され、遮断器背面の中央部において左右水平方向に３相の主母線が配置され、各遮断器の一方の端子は分岐導体を介して主母線に接続され、各遮断器の他方の端子は筐体の下部側から引き込まれた外線ケーブルに接続されている。また、３相の主母線を一対の絶縁体によって挟み込み、絶縁体を筐体のフレームに固定することで、主母線の支持を簡易にした構成のスイッチギヤが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−３３３３１３号公報（第４頁、図３）

スイッチギヤの主回路に接続される外線ケーブルは、スイッチギヤが据え付けられる現場の状況に合わせ、スイッチギヤの天井もしくは床面に設けたケーブル引き込み部からスイッチギヤ内に引き込まれ接続される。外線ケーブルの端末処理にはケーブルの種類・サイズに合った所定の端末処理寸法が必要である。
特許文献１のようなスイッチギヤにおいて、外線ケーブルの引込部が天井側の場合には、筐体の高さを高くするか、両遮断器と主母線の配置位置を全体に下方に移動させて、外線ケーブルの端末寸法を確保する必要がある。
上下の引込で共通の主母線標準位置を決めた上で、スイッチギヤを構成するにはスイッチギヤ高さの縮小化が困難であった。
また、主母線の配置位置を下げると、列盤された他の盤の主母線との高さが異なることになる。このため、盤間で主母線位置の高さ方向の変換を行う必要があるが、これを気中絶縁で行う場合は、母線相間の気中絶縁距離を確保しながら高さを変化させる必要があるため、スイッチギヤの幅が大きくなるという問題があった。

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、列盤されるスイッチギヤの外線ケーブルの引込方向やケーブルサイズにより、盤間で母線の配置高さが異なる場合にも容易に対応できるスイッチギヤを提供することを目的とする。

この発明に係るスイッチギヤは、水平方向に配置された３相の主母線と、遮断器と、遮断器に接続される外線ケーブルとが収容された盤が複数個列盤配置され、隣接した盤の主母線同士が接続されて構成されるスイッチギヤであって、主母線の配置高さが異なる盤が隣接する箇所の主母線同士は、配置高さの差分と同じ段差で屈曲した３相の段付接続母線をその接続部を残して段付接続母線の屈曲部が絶縁部材で一体に形成された母線接続ユニットにより、接続されているものである。

この発明のスイッチギヤによれば、主母線の配置高さが異なる盤が隣接する箇所の主母線同士は、配置高さの差分と同じ段差で屈曲した３相の段付接続母線をその接続部を残して段付接続母線の屈曲部が絶縁部材で一体に形成された母線接続ユニットで接続したので、列盤構成されたスイッチギヤの外線ケーブルの引込方向やケーブルサイズが異なり、主母線の床面からの配置高さが隣接する盤で異なる場合に、スイッチギヤの筐体を大きくすることなく容易に対応でき、スイッチギヤの縮小化を図ることができる。

この発明の実施の形態1によるスイッチギヤの配列の一例をブロックスケルトンで示した列盤構成図ある。 図１に対応したスイッチギヤの遮断器と主母線の配置を示す図である。 図２の要部の側面断面図である。 図２の母線接続ユニットの第１の実施例を示す図である。 図２の母線接続ユニットの第２の実施例を示す図である。 図２の母線接続ユニットの第３の実施例を示す図である。 図２の母線接続ユニットの第４の実施例を示す図である。 図２の母線接続ユニットの第５の実施例を示す図である。

実施の形態１．
図１は、列盤配置されたスイッチギヤの配列をブロックスケルトンで示した構成図であり、本願発明に関係する構成のみを示している。
先ず図１により、列盤配置されるスイッチギヤの全体構成から説明する。図では高圧電源が引き込まれる引込盤１と、フィーダ盤２〜４が列盤配置された例を示している。フィーダ盤２はケーブル上引き出しであり、フィーダ盤３及び４はケーブル下引き出しの盤である。各盤には主回路の電路を入り切りする遮断器５が収容され、遮断器５の一端側は、各盤を貫通して設けられた主母線６に接続されている。フィーダ盤２〜４の各盤には、遮断器６が各２台収容された場合を示している。

引込盤１に上位系統から電力が供給され、引込盤１に搭載された遮断器５を介して、主母線６に渡される。主母線６を介し電力を受けたフィーダ盤２では、遮断器５を経由し盤筐体の天井側から外線ケーブル７により他配列のスイッチギヤ群（図示せず）へ電力を供給する。同様に、フィーダ盤３及び４では、遮断器５を経由し盤筐体の床側から外線ケーブル７により他配列のスイッチギヤ群へ電力を供給する。外線ケーブル７の筐体への引込部と遮断器５の接続部との距離は、外線ケーブル７のサイズに応じたケーブル端末処理のための端末寸法を確保する必要がある。

図２は、図１のブロックスケルトンに対応した盤の遮断器５と主母線６の配置を示す図である。図１の引込盤１に対応する部分が引込盤１ａであり、同様に、フィーダ盤２〜４に対応する部分がフィーダ盤２ａ〜４ａである。主母線６は三相分あるので、各相を６ａ，６ｂ，６ｃで示している。各盤間の主母線６ａ，６ｂ，６ｃは、盤間接続母線８ａ，８ｂ，８ｃによって接続されている。
ここで、各盤に収容される遮断器５と主母線６ａ〜６ｃの組合せは、標準化の観点から同じ構成としてユニット化している。フィーダ盤２ａ〜４ａに収容された２台の遮断器５は、上下方向に段積みされ、その中間部の背面側に３相の主母線６ａ〜６ｃが、前面側から見て左右水平方向に、相間距離をとって配置されており、この部分の関係は各盤とも共通である。また、引込盤１ａは、このユニットから上段側の遮断器５を除けばよい。

フィーダ盤４ａは、外線ケーブルサイズが大きい場合を示している。先に説明したように、ケーブルサイズに応じたケーブル処理のための端末処理寸法が必要なため、筐体の床側から引き込まれる外線ケーブルの端末距離を確保するために、ユニット化された遮断器５と主母線６ａ〜６ｃの高さを高くし、下段側の遮断器５に接続される外線ケーブル７の
ための端末処理寸法を確保した状態を表している。
フィーダ盤４ａに収容される遮断器５と主母線６ａ〜６ｃのユニット高さを高くした場合、列盤配置されて隣接する盤、図の場合ではフィーダ盤３ａの主母線６ａ〜６ｃとの母線高さが異なることになる。このため、異なる配置高さの母線同士を接続するために、母線接続ユニット９を設け、母線接続ユニット９により高さの変換を行っているのが本願の特徴部分である。

ここで、もし上引き出しのフィーダ盤において、外線ケーブルの都合で端末処理のための距離を大きくする必要がある場合は、遮断器５と主母線６ａ〜６ｃのユニット高さを、フィーダ盤４ａとは逆に下方にずらせて配置し、母線接続ユニット９を盤幅方向を軸に上下反転させることで、フィーダ盤４ａとは上下逆の関係になり、天井側からの端末距離を確保することができるように構成されている。
なお、図１，図２の列盤配置は一例を示すものであり、盤数や配列順序は図に限定するものではない。列盤配置される盤構成に合わせて、母線接続ユニット９を適宜組み合わせ、またその上下方向を入れ替えることにより、各種の列盤配置に広く対応することが可能である。
また、遮断器５は、２段積みの場合を示しているが、これに限定するものではない。但し、２段積みの場合は図のように２台の遮断器５と３相の主母線６ａ〜６ｃを容易にセットにすることができ、より効果を発揮できる。

図３（ａ）は、図２のフィーダ盤３ａの側面断面図であり、（ｂ）は、図２のフィーダ盤４ａの側面断面図である。いずれも外線ケーブル７は図示していない。上段の遮断器５の一端側は、主回路接続部１０ａにより外線ケーブル７に接続され、下段の遮断器５は主回路接続部１０ｂにより外線ケーブル７に接続される。また両遮断器５の他端側は接続導体１１を介して３相の主母線６ａ，６ｂ，６ｃの各相に接続されている。
（ａ）の遮断器５と主母線６ａ〜６ｃの高さは標準位置である。（ｂ）の遮断器５と主母線６ａ〜６ｃの高さは、下段遮断器５に接続される外線ケーブル７の端末処理のための距離を確保するために、全体の配置を高くしている。

図４に母線接続ユニット９の一実施例を示す。（ａ）は図２と同方向に見た正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は底面図である。図に示すように、母線接続ユニット９は、列盤された母線高さの異なる盤間の主母線同士を接続する３相の段付接続母線１２ａ，１２ｂ，１２ｃが、長さ方向両端部の接続部を残して、エポキシなどの絶縁材料からなる絶縁部材１３により３相一体にモールドされている。段付接続母線１２ａ〜１２ｃは、断面矩形状の導電性平板からなり、隣接する盤の母線高さに合うように段差を付けて屈曲させて形成されている。実際の製作では、長方形の平板を幅方向に曲げて形成しても良く、また、平板から切り出して製作しても良い。

段付接続母線１２ａ〜１２ｃは、両端部の接続部において隣接する盤の主母線とボルト締めによって接続されるが、ボルト穴は図示していない。
また、母線接続ユニット９が盤の筐体に組み込まれるときは、絶縁部材１３の長手方向の両端部が、盤の筐体のフレームにボルト締め等で固定されるが、ボルト穴は図示していない。
母線接続ユニット９が貫通する部分の筐体側壁には、その大きさに合わせて開口部が設けられている。

段付接続母線１２ａ〜１２ｃの相間絶縁は、モールドされた絶縁部材１３の内部においては絶縁部材１３により絶縁が確保されるが、気中部分については沿面絶縁距離が必要なため、ひだ部１３ａ、及び、ひだ部１３ｂを絶縁部材１３のモールド成形時に絶縁部材１３の表面に一体成形することで、沿面絶縁距離を確保している。また、対地間の絶縁については、絶縁部材１３の長手方向の両端部近傍に設けたひだ部１３ａによりに、沿面長を確保している。なお、以下の説明で、絶縁部材１３のひだ部以外の部分を「本体部」と呼ぶことにする。

このように接続母線とそれを取り囲む絶縁部材を母線接続ユニット９として一体に構成することで、スイッチギヤを構成する盤の高さと幅は従来とほぼ同等で、遮断器５と主母線６の高さを上下に移動して外線ケーブル７が接続できるので、スイッチギヤの盤高さの縮小化につなげることができる。実際の適用に当たっては、母線接続ユニット９を標準化しておき、外線ケーブル７のケーブルサイズや引き込み方向に合わせて、母線接続ユニット９を適宜組み合わせて遮断器５と主母線６の高さを決めればよい。
なお、沿面長を確保するためのひだ部の大きさや数は、適用する系統の電圧により種々異なるので、それぞれに最適な値を選択すればよい。

次に、母線接続ユニット９の他の実施例について説明する。図５は、母線接続ユニット９の２番目の実施例を示す図であり、図４と同様に、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。図４と同等部分は同一符号で示す。なお、以下の各実施例でも、図示方法と符号の付け方は同じとする。
図５において、図４と異なるのは、相間のひだ部の形状である。ひだ部１３ｃを図のように折り曲げて、相間のひだ部１３ｂと接続して一体化している。結果的に、各段付接続母線１２ａ〜１２ｃの長さ方向の一端側の相間から他端側の相間にかけて連続してひだ部が形成されることになる。これにより、例えば、段付接続母線１２ａの左端側とそれに近い段付接続母線１２ｂの右端側の導体露出部との沿面距離も、ひだ部１３ｃの折曲部分で距離が伸びることになり、相間の沿面長を確保して、母線接続ユニット９の縮小化を図るようにしたものである。各母線接続ユニット９の縮小化はスイッチギヤの幅方向の縮小化にも貢献できる。

次に、母線接続ユニット９の第３の実施例を図６により説明する。図６は図５の変形例である。対地間の沿面絶縁距離は、図４、５の場合と同様に、絶縁部材１３の本体部の長手方向の両端部近傍のひだ部１３ａで行うが、相間の沿面距離確保のために、ひだ部１３ｄを設けている。ひだ部１３ｄは、段付接続母線１２ａ〜１２ｃの段差に合わせて同方向に段差を設け、段付接続母線１２ａ〜１２ｃの長さ方向の一端側の相間から他端側の相間にかけて連続して設け、絶縁部材１３の本体部を取り巻いて一体に形成している。ひだ部１３ｄの相間の個数は、図では２個としているが適宜増減すればよい。
このように構成することで、相間の沿面長をひだ部１３ｄにより確保できるので、図５と同様な効果を得ることができる。

次に、図７は、母線接続ユニット９の第４の実施例を示す図である。この母線接続ユニット９は、各段付接続母線１２ａ〜１２ｃにおいて、絶縁部材１３の本体部から外に突出している各相の接続部近傍を取り巻くように、突出方向に対し垂直に、ひだ部１３ｅをモールド成形により本体部と一体に形成したものである。ひだ部１３ｅの数は適宜増減すればよい。
このような構成により、ひだ部１３ｅで相間及び対地間の沿面長を共に増やすことができる。

更に、図８は、母線接続ユニット９の第５の実施例を示す図であり、図７の変形例である。ひだ部を設ける部位は図７の場合と類似しているが、この母線接続ユニット９のひだ部１３ｆは、絶縁部材１３の本体部から外に突出している段付接続母線１２ａ〜１２ｃの各相の接続部近傍を取り囲み、突出方向と平行な円筒状をして本体部と一体にモールド成形されている。
このような構成においても、ひだ部１３ｆにより、図７と同様な効果を得ることができ
る。

以上のように、実施の形態１のスイッチギヤによれば、水平方向に配置された３相の主母線と、遮断器と、遮断器に接続される外線ケーブルとが収容された盤が複数個列盤配置され、隣接した盤の主母線同士が接続されて構成されるスイッチギヤであって、主母線の配置高さが異なる盤が隣接する箇所の主母線同士は、配置高さの差分と同じ段差で屈曲した３相の段付接続母線をその接続部を残して絶縁部材でモールドして一体に形成した母線接続ユニットにより、接続されているので、列盤構成されたスイッチギヤの外線ケーブルの引込方向やケーブルサイズが異なり、主母線の床面からの配置高さが隣接する盤で異なる場合に、盤の筐体を大きくすることなく容易に対応でき、スイッチギヤの縮小化を図ることができる。

また、母線接続ユニットの絶縁部材の表面には、３相の段付接続母線の相間及び段付接続母線と対地間となる部位に、沿面絶縁距離を確保するためのひだ部が絶縁部材と一体に形成されているので、母線接続ユニットを縮小化でき、スイッチギヤの幅方向の縮小化を図ることができる。

また、３相の段付接続母線の相間に形成されるひだ部は、段付接続母線の長さ方向の一端側の相間から他端側の相間にかけて連続して設けられているので、母線接続ユニットを更に縮小化でき、スイッチギヤの幅方向の縮小化を図ることができる。

また、ひだ部は、３相の段付接続母線の両端の接続部近傍を取り巻くように設けられているので、母線接続ユニットの絶縁部材の相間及び対地間の沿面長を共に増やして母線接続ユニットを縮小化できるため、スイッチギヤの幅方向の縮小化を図ることができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１，１ａ 引込盤 ２〜４，２ａ〜４ａ フィーダ盤
５ 遮断器 ６，６ａ〜６ｃ 主母線
７ 外線ケーブル ８ａ〜８ｃ 盤間接続母線
９ 母線接続ユニット １０ａ，１０ｂ 主回路接続部
１１ 接続導体 １２ａ〜１２ｃ 段付接続母線
１３ 絶縁部材 １３ａ〜１３ｆ ひだ部。

Claims (4)

1. 水平方向に配置された３相の主母線と、遮断器と、前記遮断器に接続される外線ケーブルとが収容された盤が複数個列盤配置され、隣接した前記盤の前記主母線同士が接続されて構成されるスイッチギヤであって、
   前記主母線の配置高さが異なる盤が隣接する箇所の前記主母線同士は、前記配置高さの差分と同じ段差で屈曲した３相の段付接続母線をその接続部を残して前記段付接続母線の屈曲部が絶縁部材で一体に形成された母線接続ユニットにより、接続されていることを特徴とするスイッチギヤ。
2. 請求項１記載のスイッチギヤにおいて、
   前記母線接続ユニットの前記絶縁部材の表面には、３相の前記段付接続母線の相間及び前記段付接続母線と対地間となる部位に、沿面絶縁距離を確保するためのひだ部が前記絶縁部材と一体に形成されていることを特徴とするスイッチギヤ。
3. 請求項２記載のスイッチギヤにおいて、
   ３相の前記段付接続母線の相間に形成されるひだ部は、前記段付接続母線の長さ方向の一端側の相間から他端側の相間にかけて連続して設けられていることを特徴とするスイッチギヤ。
4. 請求項２記載のスイッチギヤにおいて、
   前記ひだ部は、３相の前記段付接続母線の両端の接続部近傍を取り巻くように設けられていることを特徴とするスイッチギヤ。

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