(57)【要約】  本発明は、回路遮断器の長手方向軸線(AX)に対して横方向(D)に沿って延びる少なくとも1組のバスバー(3,4)と電気的にかつ機械的に接続された少なくとも1つの回路遮断機を備える高電圧遮蔽されたステーションに関する。金属被覆(1)は、前記バー(3,4)の組が、前記横方向(D)に沿って膨張したとき被覆のわずかな振子運動を許す関節部を介して地面に固定されている。このような構成は、バーの組の上での軸線方向ベローズの使用を排除または低減させて、外装付きステーションの製造コストを低減させる。好ましくは、前記関節部と結合されて、バーの組が膨張したときの被覆内の機械的な応力を低減させるために被覆が可撓性を持つように設計されている。
2005513991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路遮断器の長手方向軸線(AX)に対して横方向に延びる軸線(D)に沿って延びる少なくとも1組のバスバー(3,4)と電気的にかつ機械的に接続された少なくとも1つの回路遮断器を備える、地面(S)に固定された金属ケース(1)の内部のガス絶縁高電圧金属被覆サブステーション要素であって、金属ケース(1)が、前記バスバー(3,4)の組が前記横方向軸線(D)に沿って膨張するときケースがわずかに傾斜することを可能にするヒンジを介して地面に固定されることを特徴とするサブステーション要素。
【請求項２】
前記ヒンジが、地中に固定された、前記横方向軸線(D)とほぼ垂直である平面(P)の両側での収縮に適している少なくとも1つの金属レールまたは部品(7A,7B)によって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の金属被覆サブステーション要素。
【請求項３】
前記少なくとも1つの金属レール(7A,7B)が、Ｉ字形断面であることを特徴とする請求項2に記載の金属被覆サブステーション要素。
【請求項４】
前記金属ケース(1)が、金属枠(5,6)によって地面上で水平方向に保持され、そのそれぞれが、金属レールまたは部品(7A,7B)上に起立することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の金属被覆サブステーション要素。
【請求項５】
前記ヒンジは、前記回路遮断器が作動しているとき、前記回路遮断器の長手方向軸線(AX)に沿った前記金属ケース(1)のいかなる運動も阻止するよう設計されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の金属被覆サブステーション要素。
【請求項６】
前記金属ケース(1)が、前記金属ケースの機械的応力を最小化するために、いくらかの可撓性を有することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか１項に記載の金属被覆サブステーション要素。
【請求項７】
前記金属ケース(1)が、相互接続ゾーン(10,10',10”)を介して相互接続されている複数の部分(1A,1B,1C)から構成され、前記相互接続ゾーンの少なくとも1つが可撓性を有することを特徴とする請求項6に記載の金属被覆サブステーション要素。
【請求項８】
前記金属ケース(1)の部分(1A,1B,1C)の少なくとも1つが鋳造アルミニウム製であり、少なくとも1つの可撓性の相互接続ゾーン(10,10',10”)がヒンジベローズによって形成されていることを特徴とする請求項7に記載のサブステーション要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路遮断器の長手方向軸線に対して横方向に延びる軸線に沿って延びる少なくとも1組のバスバーと電気的にかつ機械的に接続された少なくとも1つの回路遮断器を備える、地面に固定された、金属ケースの内部のガス絶縁高電圧金属被覆サブステーション要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
「高電圧金属被覆サブステーション要素」という用語は、少なくとも1つの回路遮断器を備えるサブステーションセクションを示すために使用され、「金属ケース」という用語は、前記要素を構成している高電圧バスバーを被覆する個別の金属ケースとスイッチ装置を、互いに組み立てることによって作製されたケーシング全体を示すために使用される。通常、このような要素では、金属ケースは地面に固定される。金属ケースは一般に、回路遮断器を包囲している、前記回路遮断器の長手方向軸線に沿って延びるタンクを備える。タンクは、たとえば高電圧金属被覆バスバーからなり、共通点を介して回路遮断器をバスバーの組と電気的にかつ機械的に接続する鉛直方向接続部片の下にある。このようなサブステーション要素の金属ケースはまた、たとえば、共通点に取り付けられた1つまたは複数の断路器などの他の電気スイッチ装置を収容する。バスバーの組が、回路遮断器の長手方向軸線に対して横方向に延びている。従来、熱膨張による長さの変動を補償するためにバスバーの組の上に軸線方向ベローズを装着する提案がなされている。より具体的には、バスバーを通って流れる電流、および周囲温度の変動のため、バスバーの組に熱膨張が生じる。このような膨張は、このような金属ケースを製造するために通常使用される材料がアルミニウムであるため、さらに大きくなる。30メートル(m)の長さのバスバーの組を備えるサブステーションについて、バスバーの組の膨張は、40℃の温度増加に対して約30ミリメートル(mm)である。
【０００３】
従来、軸線方向ベローズはバスバーの組に沿って配置され、それによって、特に回路遮断器および電気スイッチ装置を損傷することを回避するために、金属被覆サブステーション要素が受ける機械的な応力は制限される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、サブステーション要素の金属ケースと接続されたバスバーの組の膨張の影響を補償するための、よりコストの低い解決法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために、本発明は、回路遮断器の長手方向軸線に対して横方向に延びる軸線に沿って延びる少なくとも1組のバスバーと電気的にかつ機械的に接続された少なくとも1つの回路遮断器を備える、地面に固定された金属ケースの内部のガス絶縁高電圧金属被覆サブステーション要素であって、金属ケースが、前記バスバーの組が前記横方向軸線に沿って膨張するとき、ケースがわずかに傾斜することを可能にするヒンジを介して地面に固定されることを特徴とするサブステーション要素を提供する。
【０００６】
最も好ましくは、このような構成は、サブステーション要素と接続されたバスバーの組の上の軸線方向ベローズを完全に除去すること、および全てのベローズを除去することが可能ではない場合、ベローズの数を少なくとも減少させることを可能にする。ヒンジは、バスバーの組から離すことができるように地面の高さに配置され、それによって、傾斜運動の振幅を最小化することができる。ヒンジは、直接または中間支持部を介してのいずれかで金属ケースと接続されてもよい。
【０００７】
本発明の金属被覆サブステーション要素の特定の実施形態では、ヒンジは、地中に固定された、前記横方向軸線とほぼ垂直である平面の両側での収縮に適している少なくとも1つの金属レールまたは部品によって構成されている。このような金属レールは、たとえば、Ｉ字形断面のものであってもよく、締結具によって地面に固定されているが、長手方向軸線に対して平行に配置されてもよい。この構成の場合、ヒンジは、横方向軸線の周りで角変形を受ける可能性がない。このようにして、バスバーの組の長さの変動を吸収するための傾斜運動が、鉛直平面のいずれかの側でのみ可能であり、回路遮断器が、この回路遮断器が作動するときに発生する力に耐えることができるように、長手方向軸線に沿って保持される。
【０００８】
本発明の別の実施形態では、金属ケースは、いくらかの可撓性を有するように設計される。この可撓性によって、金属ケース内の機械的応力は、バスバーの組が膨張するとき、さらに減少させられる。金属ケースが、相互接続ゾーンを介して相互接続されている複数の部分から構成されるとき、前記相互接続ゾーンの少なくとも1つは、押出し成形および溶接によって作製することにより、およびヒンジベローズを介在させることにより、可撓性を持たせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の高電圧金属被覆サブステーション要素の実施形態を、以下でより詳細に説明し、図示する。
【００１０】
図1に部分的に示す高電圧金属被覆サブステーション要素は、金属ケース1の内部のガス絶縁された高電圧回路遮断器を備える。金属ケース1は、水平方向の長手方向軸線AXに沿って延びている回路遮断器を包囲しており、軸線AXに対して横方向に延びる軸線Dに沿って延びている2組のバスバー3,4と電気的にかつ機械的に接続されている。このような金属ケースは一般に、相互接続ゾーンを介して相互接続された複数の部分の組立体で構成されている。図1に示した例では、金属ケース1は、回路遮断器を包囲しているタンク1Aを備え、2つの接続部片1B(そのうちの1つのみを図示)が、その金属ケースが管状の形状である、タンク1Aの上部部分から鉛直方向に延びている高電圧金属被覆バスバーからなり、各接続部片は、それ自体がバスバー3,4の組に接続されている共通点1Cに接続されたその上端部を有する。この例では、共通点1Cは、バスバー3,4の各組を回路遮断器から電気的に絶縁する働きをする2つの断路器(図示せず)を備える。金属ケースは、他の電気的なスイッチ装置(図示せず)を含んでもよい。図1に示す金属ケースの様々な部分は、以下でより詳細に説明する相互接続ゾーン10,10'および10”を介して相互接続されている。
【００１１】
図1に示すように、バスバー3および4の組が、2つの金属枠5および6によって地面上に水平方向に保持されている金属ケース1の上方に水平方向に延びており、金属枠のそれぞれは、Ｉ字形断面の金属レール7A,7B上に起立している。これらの金属枠5および6のそれぞれは、レール7A,7Bの間の連結部を形成し、金属ケース1および、この例では前記枠が、金属ケース1が、複数の懸架点を介して懸架されるクレードルを形成している。これと異なるように分配された懸架点を備える他の構成が、本発明の範囲を超えることなく使用されてもよい。サブステーション要素の金属ケース1は、長手方向軸線AXに沿って延びており、一方、バスバー3,4の2組は、軸線AXに対して垂直である横方向軸線Dに沿って延びている。膨張することによって、バスバー3および4の組は、軸線Dに沿って長くなる。金属ケース1上でのバスバー3および4の組の膨張の影響は、バスバー3および4の組が膨張したとき金属ケース1が傾斜することを可能にするようにレール7Aおよび7Bが収縮することによって本発明において補償され長手方向軸線AXの周囲に、傾斜が実質上生じる。傾斜を用いて、金属ケース1全体および回路遮断器の上方に配置された電気スイッチ装置が、バスバーの組が膨張したときに傾斜し、それによって、本発明のサブステーション要素内での機械的な拘束を減少させることができる。
【００１２】
図2に示すように、レール7AなどのＩ字形断面の各金属レールは、長手方向軸線AXと平行に配置されながら、たとえば締結具9によって地面Sに固定されている。締結具9は、各レール7A,7Bは、鉛直平面Pの両側に対して収縮することが可能であるように、横方向軸線Dとほぼ垂直である鉛直方向平面P内に延びる可撓性のウェブ8を備える。レールが、長手方向軸線に対して平行に配置されているため、結果としてできる全体のヒンジが、鉛直平面P内での金属ケースのいかなる運動も阻止する。この構成は、長手方向軸線AXに沿ってサブステーション要素の金属ケース1を保持すること、すなわち、回路遮断器が作動したときのサブステーション要素のいかなる長手方向の変位も阻止することを可能にする。
【００１３】
実際には、平面Pの両側のレール7A,7Bの収縮の角度αは、100分の1ラジアンである。このようにして、金属ケースは、可撓性の要素によって提供されるヒンジ機能を用いて少し傾斜することが可能になる。実際には、約100分の1ラジアンの収縮角度を許すヒンジを実装することは、その長さが60メートルであるバスバーの組の膨張を補償するが、一方、従来技術では、このようなバスバーの組に沿って20メートルごとに軸線方向ベローズを取り付けることが必要である。金属レールは、バスバーのための軸線方向ベローズよりも、製造するのに費用が掛からない。本発明の範囲を超えることなく、レールまたは可撓性の部分7A,7Bは、金属ケース1が、長手方向軸線AXの周りに実質上少し運動するいかなるタイプのヒンジとも交換することができる。
【００１４】
金属被覆要素は、バスバーの組が膨張したときの金属ケース内の機械的な拘束をさらに低減するために、いくらかの可撓性を有するように設計されている。より具体的には、金属ケース1は、鉛直方向接続部片1Bと水平方向のバスバー3および4の組の間の角度の変動に対処するように設計されている。このような変動は、バスバー3および4の組が膨張したとき、金属ケース1の傾斜運動によって誘発される。
【００１５】
この可撓性は、金属ケースの構造によって、たとえば、それを介して金属ケース1の様々な構成部分が相互接続される1つまたは複数の相互接続ゾーンに与えることによって得ることができる。図3では、金属ケース1は、それぞれ、タンク1Aを接続部片1Bと接続する、接続部片1Bを共通点1Cと接続する、共通点1Cをバスバー3,4の組と接続する、3つの可撓性の相互接続ゾーン10,10',10”を備える。休止時、バスバー3および4の組は、金属ケース1の接続部片1Bと角度βを形成する。この角度βは、鉛直位置にある接続部片に対応する直角に近い。バスバー3および4の組のバスバーが膨張するとき、接続部片1Bが、かなり傾斜して、これらは、鉛直方向と角度αを形成し、それによって角度βは、ほぼ、β1と符号を付けられた値をとる。この角度βの変動は、可撓性の相互接続ゾーン10'および10”によって吸収され、それによって、バスバー3および4の組が膨張することによって金属ケースに発生する機械的応力を低減させる。図3に示すように、β1＝β-αである。
【００１６】
金属ケースがアルミニウムシート製であるとき、可撓性の相互接続ゾーンは、たとえば押出し成形によっておよび溶接によって作製されることによる。たとえば、タンク1Aと接続部片1Bの間の相互接続ゾーン10は、固定フランジに、もしくは直接接続部片1Bに溶接された、突き出したカラーを形成するためにタンク内の開口部を押出し成形することによって作製されてもよい。当業者に公知のように、鍛造アルミニウムおよび押出し成形に適した曲率半径を選択することによって、このような相互接続ゾーンの可撓性を調節することが可能である。
【００１７】
金属ケースが鋳造アルミニウム製であるとき、ヒンジベローズが、たとえば、接続部片1Bと共通点1Cの間の相互接続ゾーン10'に取り付けられてもよい。このようなヒンジベローズは、バスバーの組のための軸線方向ベローズよりもずっとコストが低く、したがって、金属被覆サブステーションのコストがかなり低減される。
【００１８】
金属被覆サブステーションの各要素は、軸線方向ベローズを、サブステーションのバスバーの組から除外することを可能にすることによって、地面にヒンジ結合されてもよい。本発明は、サブステーションのコストを低減させることを可能にする。当然、本発明は、金属被覆サブステーション要素のための他のタイプの建造物に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】Ｉ字形断面の2つの金属レールを介して地面上に起立している金属ケースを備える、本発明の金属被覆サブステーション要素の概略図である。
【図２】金属製のレールを示す、図1のA-A'に関する断面図である。
【図３】本発明のサブステーション要素を示す、平面A-A'に関する図である。
【符号の説明】
【００２０】
1  金属ケース
3,4  バスバー
5,6  金属枠
7A,7B  金属レール
8  ウェブ
9  締結具
AX,D  軸線
P  平面
S  地面
【図１】
2005513991.tif 000003
【図２】
2005513991.tif 000004
【図３】
2005513991.tif 000005
【国際調査報告】
2005513991.tif 000006
2005513991.tif 000007
2005513991.tif 000008
2005513991.tif 000009