(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性ガスが密封され、少なくとも一面に第１の開口部が設けられた第１の圧力タンクと、前記第１の圧力タンクの内部に配置され大電流を遮断する遮断器と、前記遮断器と接続され主回路を切離する第１の断路器と、前記主回路を外部の機器と接続する第１のブッシングとからなる標準ユニットで構成された基本ユニット部と、
前記遮断器の一方側の端子に接続され一方向に延在する母線と、絶縁性ガスが密封され前記母線を内蔵するとともに少なくとも一面に前記第１の開口部と相対する第２の開口部が設けられ外部接続される回路数に対応して前記母線の延在方向に長さが設定される第２の圧力タンクと、外部接続される回路数に対応して必要数が配設され前記第２の圧力タンクの壁面を貫通して前記第２の圧力タンクの内部の主回路を外部の機器と接続する第２のブッシングと、前記母線と前記第２のブッシングとの間に配置され、前記主回路を切離する一つもしくは複数の第２の断路器とからなり形状が変更可能に構成された可変ユニット部と、
を備え、前記基本ユニット部の前記第１の開口部と前記可変ユニット部の前記第２の開口部とを相対して接合された構成体としたことを特徴とするガス絶縁スイッチギヤ。
【請求項２】
前記母線は、大地に対して水平に配設したことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁スイッチギヤ。
【請求項３】
前記母線は、大地に対して垂直に配設したことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁スイッチギヤ。
【請求項４】
前記母線と前記第２のブッシングとの間は、直接接続するものと、前記第２の断路器を介して接続するものを任意に選択可能にしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス絶縁スイッチギヤ。
【請求項５】
前記母線に接続される前記第２のブッシングを前記第２の圧力タンクの側面に配設したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガス絶縁スイッチギヤ。
【請求項６】
前記母線に接続される前記第２のブッシングの有無にかかわらず前記第１の圧力タンクの形状を共通としたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガス絶縁スイッチギヤ。
【請求項７】
前記第１の断路器は、接続−断路−接地の３位置間を動作する３位置開閉器であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のガス絶縁スイッチギヤ。
【請求項８】
前記第２の断路器は、接続−断路−接地の３位置間を動作する３位置開閉器であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のガス絶縁スイッチギヤ。
【請求項９】
前記基本ユニット部の前記第１の圧力タンクの底面を傾斜させて前記第１の開口部を小さくし、かつ、前記可変ユニット部の前記第２の圧力タンクの前記第２の開口部を前記第１の開口部と合わせて小さくしたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のガス絶縁スイッチギヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば受変電設備などに用いられるガス絶縁スイッチギヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のガス絶縁スイッチギヤのうち、電気エネルギーの分配、集電のためにリングメインユニットと呼ばれる、主に３回路で構成されたガス絶縁スイッチギヤがある。例えば、分配を目的としたガス絶縁スイッチギヤであれば、３回路は外部からの引き込み、外部への送り出し、分配先への給電の目的で各回路が使用される。【０００３】
ガス絶縁スイッチギヤの機能集約、縮小化を目的として、３回路の開閉器及び接続先を集約したガス絶縁スイッチギヤがある。また、回路を構成する機器や回路数を柔軟に対応するため、１回路もしくは２回路を１面という単位でガス絶縁スイッチギヤが構成され、これらを組み合わせる対応もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４４４５０１７号公報
【特許文献２】特許第４３３４８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のガス絶縁スイッチギヤのうち、特許文献１のガス絶縁スイッチギヤでは、回路数の増減や計測器の追加等、適用回路の変更に対応が困難であるという問題があった。一方、特許文献２のガス絶縁スイッチギヤの場合、回路は適切に構成できるものの、各面において対地間、すなわち高電圧部と接地部（圧力タンクもしくは筐体）との間の絶縁距離を確保する必要があるため、ガス絶縁スイッチギヤの縮小化に限界があった。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ガス絶縁スイッチギヤの外形寸法を縮小し、かつ、必要な回路構成を得ることができるガス絶縁スイッチギヤを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わるガス絶縁スイッチギヤは、絶縁性ガスが密封され、少なくとも一面に第１の開口部が設けられた第１の圧力タンクと、前記第１の圧力タンクの内部に配置され大電流を遮断する遮断器と、前記遮断器と接続され主回路を切離する第１の断路器と、前記主回路を外部の機器と接続する第１のブッシングとからなる標準ユニットで構成された基本ユニット部と、  前記遮断器の一方側の端子に接続され一方向に延在する母線と、絶縁性ガスが密封され前記母線を内蔵するとともに少なくとも一面に前記第１の開口部と相対する第２の開口部が設けられ外部接続される回路数に対応して前記母線の延在方向に長さが設定される第２の圧力タンクと、外部接続される回路数に対応して必要数が配設され前記第２の圧力タンクの壁面を貫通して前記第２の圧力タンクの内部の主回路を外部の機器と接続する第２のブッシングと、前記母線と前記第２のブッシングとの間に配置され、前記主回路を切離する一つもしくは複数の第２の断路器とからなり形状が変更可能に構成された可変ユニット部と、を備え、前記基本ユニット部の前記第１の開口部と前記可変ユニット部の前記第２の開口部とを相対して接合された構成体としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係るガス絶縁スイッチギヤによれば、基本ユニット部の第１の開口部と可変ユニット部の第２の開口部とを相対して接合して一つの構成体とし、一つのガス区画内に構成したため、それぞれの間を仕切る絶縁スペーサ等を設ける必要がなくなるため、その周辺に必要な絶縁空間が不要となり、全体的に外形寸法を小さく構成できるガス絶縁スイッチギヤを得ることができる。また、第２の圧力タンクの内部に複数の第２の断路器を収納する場合は、断路器間の仕切りがないため、仕切りと断路器の間に必要な絶縁空間が不要となり、全体的に外形寸法を小さく構成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す正面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す平面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す図１のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係わる図１の構造を有するガス絶縁スイッチギヤを示す単線接続図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係わる図８の構造を有するガス絶縁スイッチギヤを示す単線接続図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す正面断面図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す側面断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す正面断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す側面断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す平面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１から図９に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す正面図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す側面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す平面図である。図４はこの発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す図１のＢ−Ｂ線における断面図である。図５はこの発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す図１のＡ−Ａ線における断面図である。図６はこの発明の実施の形態１に係わる図１の構造を有するガス絶縁スイッチギヤを示す単線接続図である。図７はこの発明の実施の形態１に係わる図８の構造を有するガス絶縁スイッチギヤを示す単線接続図である。図８はこの発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す正面断面図である。図９はこの発明の実施の形態１に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す側面断面図である。
【００１１】
この実施の形態１におけるガス絶縁スイッチギヤ１００は、例えばＳＦ６ガス、乾燥空気、窒素などの絶縁性ガスが密封され、その一面に第１の開口部１ａ１を設けた第１の圧力タンク１ａと、内部に例えば真空バルブ２ｂを備え大電流を遮断する遮断器２と、主回路を接続・断路する第１の断路器３ａと、主回路を外部の機器と接続する第１のブッシング４ａと、遮断器２と第１の断路器３ａとを接続する接続導体７ａと、第１の断路器３ａと第１のブッシング４ａとを接続する接続導体７ｂとを備えた基本ユニット部１０１が構成される。
【００１２】
例えばＳＦ６ガス、乾燥空気、窒素などの絶縁性ガスが密封され、その一面に第１の開口部１ａ１と相対する第２の開口部１ｂ１を設けた第２の圧力タンク１ｂと、遮断器２と接続され、ガス絶縁スイッチギヤ１００の正面と大地に対して水平に配設された３相分の３本の母線５と、一端が母線５に接続され主回路を接続・断路する第２の断路器３ｂと、一端が母線５に接続されて外部の機器と接続する第２のブッシング４ｂと、第２の断路器３ｂの他端部と接続されて外部の機器と接続する第３のブッシング４ｃと、母線５と第２の断路器３ｂとを接続する接続導体８ａと、母線５と第２のブッシング４ｂとを接続する接続導体８ｂと、第２の断路器３ｂと第３のブッシング４ｃとを接続する接続導体８ｃとを備えた可変ユニット部１０２が構成される。
【００１３】
そして、第１の圧力タンク１ａの第１の開口部１ａ１と第２の圧力タンク１ｂの第２の開口部１ｂ１を相対して突き合わせて接合することで、一つの構成体とする。第１の圧力タンク１ａと第２の圧力タンク１ｂとは一つの構成体となり、その内部は一つのガス区画として構成できるため、それぞれの間を仕切る絶縁スペーサ等を設ける必要がなくなるため、その周辺に必要な絶縁空間が不要となり、全体的に外形寸法を小さく構成できるガス絶縁スイッチギヤを得ることができる。また、第２の圧力タンクの内部に複数の第２の断路器を収納する場合は、断路器間の仕切りがないため、仕切りと断路器の間に必要な絶縁空間が不要となり、全体的に外形寸法を小さく構成できる。
【００１４】
なお、標準的なガス絶縁スイッチギヤ１００においては、第１の断路器３ａ、第２の断路器３ｂは、接続−断路−接地の３位置間を動作する３位置開閉器にて構成される。
【００１５】
基本ユニット部１０１の第１の圧力タンク１ａは、架台１１によって支持されている。また、遮断器２の遮断器操作機構２ａ及び第１の断路器３ａの第１の断路器操作機構３ｄや制御部品は第１の圧力タンク１ａの外部に設置されており、保護のため収納箱１３に収納されている。収納箱１３も、架台１１によって支持されている。収納箱１３は、第１のブッシング４ａのタンク外側露出部及びその露出部へ接続されるケーブル端末２１の外周を覆うことで保護しており、ケーブル収納箇所と遮断器２の遮断器操作機構２ａあるいは第１の断路器操作機構３ｄ等の収納箇所の間には、万が一の事故の影響の波及を避けるため、仕切り板１７を配設し、両者の空間を分離するように仕切っている。
【００１６】
また、第１の圧力タンク１ａの外部に突出した第１のブッシング４ａの外周には、主回路電流計測用の円環状の変流器６を装着している。
【００１７】
可変ユニット部１０２の第２の圧力タンク１ｂは、架台１２によって支持されている。また、第２の断路器３ｂの第２の断路器操作機構３ｅや制御部品はタンク外部に設置されており、ガス絶縁スイッチギヤ１００の外部環境から分離して内部構造を保護するため収納箱１５に収納している。収納箱１５も、架台１２によって支持されている。収納箱１５は、第３のブッシング４ｃの第２の圧力タンク１ｂの外側露出部及びその露出部へ接続されるケーブル端末２３も保護しており、ケーブル収納箇所と第２の断路器操作機構３ｅ等の収納箇所には、万が一の事故の影響の波及を避けるため、仕切り板１８を配設し、第２断路器操作機構３ｅ部とケーブル接続部の空間を分離している。さらに、ブッシング４ｂの圧力タンク１ｂの外側露出部及びその露出部へ接続されるケーブル端末２２を保護するため、収納箱１４に収納しており、第２の圧力タンク１ｂ及び架台１２によって支持されている。
【００１８】
収納箱１３及び収納箱１５は、制御箱１６と連接されており、必要な制御回路を配設できる構造となっている。制御箱１６は、架台１１によって支持されている。
【００１９】
図６の単線接続図で、図６の一番右側の回路は基本ユニット部１０１の回路を示す。それ以外の回路およびそれらを共通に接続する母線が可変ユニット部１０２の回路を示す。基本ユニット部１０１の回路は、概ねこの回路で引込部へ接続する回路として機能を満たす。一方、可変ユニット部１０２の回路は、ガス絶縁スイッチギヤ１００が外部接続される回路数、すなわち引込１回路と引出回路数の合計、及び、収納される開閉機器、計測器具、接続ケーブル本数によって変動することが想定される。変動する要素に応じて、可変ユニット部１０２の収納機器及び第２の圧力タンク１ｂの形状は変更されることとなる。
【００２０】
一例として、回路数、接続ケーブル本数を変更した事例を示す。図７に単線図、図８に正面断面図、図９に側面断面図をそれぞれ示す。図７では、図６から回路数が１回路削減され、接続ケーブル本数を１本から２本に変更した回路を示している。この時のガス絶縁スイッチギヤ１００の構造は図８および図９のようになる。図８の正面断面図において、ケーブル端末２３は２条に増えており、図９の側面断面図において、第２のブッシング４ｂ及びケーブル端末２２が削除された構造となる。
【００２１】
複数の回路を１つのガス区画に封入することで、各回路間、特に可変ユニット部１０２内における回路間の絶縁距離を削減することが出来る。図４において、２つの第２の断路器３ｂの間には、お互いの機器間には絶縁空間しか存在しない。特許文献２のように各回路が個別に構成されたガス絶縁スイッチギヤであれば、機器間に接地された仕切り（圧力タンク壁面）が存在し、各機器と仕切りとの間に絶縁空間を設ける必要があった。この発明の実施の形態１ではこれらを削除し、一つのガス区画内に収納することで、ガス絶縁スイッチギヤ１００の外形寸法、特に幅寸法の縮小を図ることができる。
【００２２】
ガス絶縁スイッチギヤ１００を２つの基本ユニット部１０１と可変ユニット部１０２とに分けることで、基本ユニット部１０１はいかなる適用回路においても標準ユニットとして製作することが出来るため、部材のストック化等計画的に生産することが出来、コスト削減を図ることができる。
【００２３】
また、図４に示すように、可変ユニット部１０２の第２の断路器３ｂ無しの接続回路を母線５に直接接続する構造とし、第２の断路器３ｂ無しの回路が存在しない場合（図８）と第２の圧力タンク１ｂの寸法及び構造を共通にすることで、圧力タンクの種類を削減し、計画生産及びコスト削減を図ることが出来る。
【００２４】
制御箱１６は、ガス絶縁スイッチギヤ１００の適用回路の最大条件に必要な制御器具が収納できる構造とし、それを架台１１のみで支持する構造とすることで、回路条件が変わっても制御箱１６を共通化することが出来、制御箱１６の計画生産並びにコスト削減を図ることができる。
【００２５】
このように、ガス絶縁スイッチギヤ１００を２つの基本ユニット部１０１と可変ユニット部１０２とに分けることで、基本ユニット部１０１はいかなる適用回路においても標準ユニットとして製作することが出来るため、部材のストック化等計画的に生産することが出来、コスト削減を図ることができる。
【００２６】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図１０に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１０はこの発明の実施の形態２に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す正面断面図である。
【００２７】
図１０において、上述した実施の形態１と同様の部分については説明を省略する。図１０では、基本ユニット部１０１の第１の圧力タンク１ｃの底面の一部を傾斜させた傾斜部１ｃ２を設けて第１の開口部１ｃ１を小さくし、かつ、可変ユニット部１０２の第２の圧力タンク１ｄの第２の開口部１ｄ１を第１の開口部１ｃ１と合わせて小さくし、基本ユニット部１０１の第１の圧力タンク１ｃの第１の開口部１ｃ１と可変ユニット部１０２の第２の圧力タンク１ｄの第２の開口部１ｄ１とを突合せて接合している。このように収納機器が存在しない空間を削減するように第１の圧力タンク１ｃの形状を変更することで、ガス区画空間を減らすことができるので、絶縁性ガスの使用量を削減することが出来る。また、第１の開口部１ｃ１および第２の開口部１ｄ１を小さくすることで、気密シール部の信頼性が向上し、ユニット部同士の接合時の締結作業を削減することができる。
【００２８】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図１１および図１２に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１１はこの発明の実施の形態３に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す側面断面図である。図１２はこの発明の実施の形態３に係わるガス絶縁スイッチギヤを示す平面断面図である。
【００２９】
この実施の形態３では、第１の圧力タンク１ｅを有する基本ユニット部１０１の後部の第１の開口部１ｅ１に、第２の圧力タンク１ｆを有する可変ユニット部１０２の第２の開口部１ｆ１を突合せて接合して一つの構成体を構成しており、一端が遮断器２の一端部に接続し垂直方向に延在させた３相分３本の母線５から各回路毎に分岐して接続した第２の断路器３ｂやその先に接続する第３のブッシング４ｃやケーブル端末２３を各回路毎に上方に積み上げる方向に配置している。また、図１１において、遮断器２の一端から左方向に導出した接続導体の端部には第２の圧力タンク１ｆの壁部を貫通して装着した第２のブッシング４ｂを介してケーブル端末２２を接続している。
【００３０】
また、図１２において、第２の断路器３ｂから分岐した主回路は第３のブッシング４ｃにて第２の圧力タンク１ｆの壁面を貫通し、その一端部はケーブル端末２３に接続している。図１２において、ケーブル端末２３の中ほどに丸形の破線で示したものは、下方に延在するケーブルを示している。図１１に示すように、３相分の第３のブッシング４ｃを左右に偏移させることで、垂直方向に延在する３相分のケーブルが互いに干渉することがなくなるため、ケーブル端末２３を第３のブッシング４ｃに接続することが容易になる。
【００３１】
このように母線５を垂直方向に延在させて、ここからの分岐回路を上下方向に積み上げるように構成することで、例えば風力発電機用タワーのように、ガス絶縁開閉装置の設置面積が狭いが天井方向の制約が比較的少ないケースに簡単に対応することができる。このような場合、各風力発電機用タワー間を接続する電力線の回線数が増加しても、各回線に対応して接続する分岐主回路を上下方向に積み上げる様に配置することで、狭い設置面積であっても複数の電力線の回線接続に容易に対応することができる。
【００３２】
なお、この実施の形態３では、母線５を垂直方向に延在させて、ここからの分岐回路を上下方向に積み上げるように構成した例を示したが、これに限るものではなく、母線５を鉛直方向ではなく例えば上下方向に傾斜させて（すなわち斜めに）配置しても、上記の事例に比べて設置面積が増加するものの、狭い設置面積であっても複数の回線の接続に容易に対応できる。
【００３３】
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明は、第１の圧力タンクの第１の開口部と第２の圧力タンクの第２の開口部を相対して突き合わせて接合することで、一つの構成体とし、その内部は一つのガス区画として構成できるガス絶縁スイッチギヤの実現に好適である。
【要約】
この発明に係わるガス絶縁スイッチギヤは、少なくとも一面に第１の開口部が設けられた第１の圧力タンクと、第１の圧力タンクの内部に配置され大電流を遮断する遮断器と、遮断器と接続され主回路を切離する第１の断路器と、主回路を外部の機器と接続する第１のブッシングとから構成された基本ユニット部と、少なくとも一面に第１の開口部と相対する第２の開口部が設けられた第２の圧力タンクと、第２の圧力タンクの内部に配置され遮断器の一方側の端子に接続された母線と、第２の圧力タンクの壁面を貫通して第２の圧力タンクの内部の主回路を外部の機器と接続する第２のブッシングと、母線と第２のブッシングとの間に配置され、主回路を切離する一つもしくは複数の第２の断路器とから構成された可変ユニット部と、を備え、基本ユニット部の第１の開口部と可変ユニット部の第２の開口部とを相対して接合して一つの構成体としたものである。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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