(57)【要約】【課題】動作時間の速い受電断路器を用いて、回線の切替え時間を速くする。【解決手段】受電断路器７、１２および遮断器８、１３を接続配置する回線が少なくとも２回線有する受電部１、２と、前記受電部１、２に接続され、一方の回線１から電力供給を受けて運転される負荷４ａ、４ｂとを備え、前記受電断路器７、１２を接離自在の一対の電極を有する真空バルブで構成し、前記一方の回線１を、前記遮断器８、前記受電断路器７の順で開路し、次いで、他方の回線２を、前記受電断路器１２、遮断器１３の順で閉路し、前記負荷４ａ、４ｂの電力供給を前記一方の回線１から前記他方の回線２に切替えることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電断路器および遮断器を接続配置する回線が少なくとも２回線有する受電部と、
前記受電部に接続され、一方の回線から電力供給を受けて運転される負荷とを備え、
前記受電断路器を接離自在の一対の電極を有する真空バルブで構成し、
前記一方の回線を、前記遮断器、前記受電断路器の順で開路し、
次いで、他方の回線を、前記受電断路器、遮断器の順で閉路し、
前記負荷の電力供給を前記一方の回線から前記他方の回線に切替えることを特徴とする受電設備。
【請求項２】
前記真空バルブで構成された受電断路器は、電磁エネルギーで操作される操作機構により開閉させることを特徴とする請求項１に記載の受電設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統を２回線で受電する受電設備に係り、互いの回線へ切替えるときの切替え時間を改善し得る受電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力系統の受電においては、常用線と予備線の２回線で構成された受電設備が多用されるようになり、電力の安定供給が図られている。
【０００３】
この受電設備は、図２に示すように、常用線の受電部１および予備線の受電部２の２回線から構成され、それぞれが電力取引用の計器用変圧変流器３を介して複数の負荷４ａ、４ｂに接続されている。
【０００４】
常用線の受電部１には、受電のケーブルヘッド５、常用線接地装置６、常用線受電断路器７、常用線遮断器８および常用線母線断路器９の各機器が配置され、それぞれ相互間が接続されている。また、予備線の受電部２には、常用線の受電部１と同様に、受電のケーブルヘッド１０、予備線接地装置１１、予備線受電断路器１２、予備線遮断器１３および予備線母線断路器１４が配置され相互間が接続されている。
【０００５】
そして、通常、常用線の受電部１から負荷４ａ、４ｂへの電力供給が行われており、常用線の受電部１の各機器の状態は、常用線接地装置６が開路、常用線受電断路器７、常用線遮断器８および常用線母線断路器９が閉路となっている。また、予備線の受電部２の各機器の状態は、予備線接地装置１１、予備線受電断路器１２および予備線遮断器１３が開路、予備線母線断路器１４が閉路となっている。
【０００６】
ここで、常用線の受電部１の事故や点検などで常用線の受電部１から予備線の受電部２に受電を切替える場合、各機器の開閉動作は、次のような手順で行われる。先ず、前記常用線遮断器８を開路した後、前記常用線受電断路器７を開路して常用線の受電部１からの受電を停止する。次に、前記予備線受電断路器１２を閉路した後、前記予備線遮断器１３を閉路して予備線の受電部２に受電を切替えする。
【０００７】
この切替え制御は、図示しない制御装置からの信号により行われ、その切替え時間は、受電断路器７、１２および遮断器８、１３の開閉動作時間に影響される。特に、受電断路器７、１２は、主回路を確実に開路する責務を有するので、極間となる電極間距離が充分に確保できるような構造を採用しており、開閉動作時間に大きく影響を与える。
【０００８】
ところで、前記受電断路器７、１２として、気中絶縁方式を用いると、互いに対向した一対の電極の一方に一方端を支点としたブレードを設け、このブレードを回動させて、他方の電極にブレードの他方端を接離させる構成となる（例えば、特許文献１参照。）。また、ガス絶縁方式の場合は、電界緩和構造の互いに対向した一対の電極の一方に直線移動する可動接触子を収納し、この可動接触子に一方端が連結され他方端が直角方向に支点を有する絶縁ロッドを設け、この絶縁ロッドを回動させることにより、可動接触子を直線移動させて他方の電極と接離させるようにしている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
これらの電極間距離は、定格電圧２０ｋＶクラスでは、気中絶縁方式を用いると約２００ｍｍ、ガス絶縁方式を用いると約５０ｍｍとなる（例えば、特許文献３参照。）。
【００１０】
このように、前記受電断路器７、１２では、ブレードや操作ロッドを回動させているので、ブレードや可動接触子の移動距離、即ち電極間距離を充分に大きくすることができるが、それに伴って必然的に開閉動作時間が長くなる。更に、動作開始の信号が入力されてから、例えばモータを動作させてバネを蓄積し、そのバネの放勢によりブレードや可動接触子を動作させているものがあり、より一層、開閉動作時間が長くなっている。
【００１１】
このため、一般的な断路器の開閉では、動作開始の信号が入力されてから完了するまでの開閉動作時間が数秒となることが多い。なお、遮断器８、１３では、０．２秒以下の高速で開閉が行われている。
【００１２】
一方、受電の切替えにおいては、前記負荷４ａ、４ｂが停電となるため、例えば計算機電源のような瞬時の停電によりシステムがダウンするような負荷では、それを防止する無停電電源装置（ＵＰＳ）が電源側に設置されている。更には、回線の切替えを無停電で行うことが可能な２回線切替え開閉器を用いることもある（例えば、特許文献４参照。）。
【００１３】
なお、常用線接地装置６、予備線接地装置１１は、それぞれの回線が停電され、負荷側を点検などするときに閉路される。また、常用線母線断路器９、予備線母線断路器１４も、負荷側を点検などするときに開路される。
【００１４】
【特許文献１】
特開平１０−１７２３９６号公報（第２頁、図１）
【００１５】
【特許文献２】
特開２００１−１１２１３０号公報（第１頁、図２）
【００１６】
【特許文献３】
特開２００１−２１８３１０号公報（第３−４頁、図２）
【００１７】
【特許文献４】
特開２０００−１４００８号公報（第３頁、図１）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上記の受電設備においては、以下のような問題がある。
【００１９】
前記負荷４ａ、４ｂの重要度によっては、停電の影響を防ぐため、上記の無停電電源装置（ＵＰＳ）や２回線切替え開閉器を設置せざるを得ないが、例えば空調設備や照明設備のような設備では、経済性を優先する場合がある。これは、これらの設備には、電源側に約１秒の遅延リレーを設け、１秒以内の瞬時停電では、運転時の状態がホールドされシステムがダウンしないようにしている。即ち、１秒以内で回線の切替えを行うことができれば、システムはダウンせず、再通電により運転が継続される。
【００２０】
このため、経済性を優先した設備を接続した負荷においては、回線の切替え時にシステムがダウンしないような、速い開閉動作時間を有する断路器を用いた受電設備が望まれていた。
【００２１】
なお、１秒以上の停電が継続されると、電源側に並列に設置された自家発電設備が運転されるようになっている。
【００２２】
従って、本発明は、速い開閉動作時間を有する受電断路器を真空バルブで構成することにより、回線の切替え時間を速くし得る受電設備を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の受電設備は、受電断路器および遮断器を接続配置する回線が少なくとも２回線有する受電部と、前記受電部に接続され、一方の回線から電力供給を受けて運転される負荷とを備え、前記受電断路器を接離自在の一対の電極を有する真空バルブで構成し、前記一方の回線を、前記遮断器、前記受電断路器の順で開路し、次いで、他方の回線を、前記受電断路器、遮断器の順で閉路し、前記負荷の電力供給を前記一方の回線から前記他方の回線に切替えることを特徴としている。
【００２４】
このような構成によれば、受電断路器の開閉動作時間を速くすることができるので、２回線受電の受電設備における回線の切替え時間が速くでき、負荷に接続されている設備のシステムのダウンを防ぐことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１および図２を参照して説明する。なお、先に説明した図２の単線結線図は、本発明の実施の形態に係る受電設備の単線結線図と同様である。図１は、本発明の実施の形態に使用される真空断路器の断面図である。
【００２６】
図２に示した単線結線図において、常用線受電断路器７および予備線受電断路器１２は、図１に示すように、接離自在の一対の電極２２、２３を有する筒状の真空バルブ２４に、例えばエポキシ樹脂でモールドして絶縁層２５を設けた構成とし、そして、可動側の電極２３には、操作ロッド２６の一方端が連結され、他方端に電磁エネルギーで操作される操作機構２７が連結されている。
【００２７】
なお、真空バルブ２４の外部には、固定側に通電導体２８が固定され、可動側に通電導体２９が摺動自在に接続され、それぞれ電路を構成している。また、一対の電極２２、２３間距離は、例えば定格電圧２０ｋＶクラスでは、真空バルブ２４内の優れた真空絶縁の絶縁耐力から約１０ｍｍとすることができる。
【００２８】
そして、通常、常用線の受電部１から電力供給が行われており、常用線の受電部１の各機器の状態は、常用線接地装置６が開路、常用線受電断路器７、常用線遮断器８および常用線母線断路器９が閉路となっている。また、予備線の受電部２の各機器の状態は、予備線接地装置１１が開路、予備線受電断路器１２および予備線遮断器１３が開路、予備線母線断路器１４が閉路となっている。
【００２９】
ここで、常用線の受電部１から予備線の受電部２に受電を切替える場合、各機器の開閉動作は、次のような手順で行われる。先ず、前記常用線遮断器８を開路した後、前記常用線受電断路器７を開路して常用線の受電部１からの受電を停止する。次に、前記予備線受電断路器１２を閉路した後、前記予備線遮断器１３を閉路して予備線の受電部２に受電を切替えする。
【００３０】
この切替え制御は、図示しない制御装置からの信号により行われ、上記の常用線遮断器８から予備線遮断器１３までの開閉動作が連続的に行われる。ここで、受電断路器７、１２の開閉動作は、信号入力で即応する電磁エネルギーの前記操作機構２７を用い、また、電極２２、２３間距離を最も短くできる真空絶縁方式を用いているため、高速化とすることができる。即ち、信号入力で直ちに動作が開始され、更に電極２２、２３間距離が従来の絶縁方式に比べて、約１／２０〜１／５となるので、開閉動作時間を０．２秒以下とすることができる。これは、遮断器８、１３と同程度の開閉動作時間を得られることである。
【００３１】
従って、常用線遮断器８の開路、常用線受電断路器７の開路、予備線遮断器１３の閉路および予備線受電断路器１２の閉路のそれぞれの開閉動作時間が０．２秒以下となり、回線切替えの一連の開閉動作時間を０．８秒以下とすることができる。なお、遮断器８、１３の動作時間は、０．２秒以下である。
【００３２】
上記本発明の実施の形態の受電設備によれば、常用線から予備線に切替える場合、常用線遮断器８の開路、常用線受電断路器７の開路、予備線遮断器１３の閉路および予備線受電断路器１２の閉路までの一連の開閉動作時間を１秒以内とすることができるので、約１秒の遅延リレーを設けた負荷４ａ、４ｂの設備において瞬時停電によるシステムのダウンを防ぐことができる。
【００３３】
なお、予備線から常用線に切替える場合においても、上記と同様に１秒以内で切替えることができるので、瞬時停電による負荷の設備のシステムのダウンを防ぐことができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。即ち、本発明の実施の形態では、電磁エネルギーで動作する操作機構について説明したが、予め操作バネを蓄勢してラッチを掛けておき、制御装置からの信号でこのラッチを外して操作バネを放勢させ、急速に動作を開始するラッチ式操作機構を用いてもよい。これにより、受電断路器の開閉動作時間を０．２秒以下とすることができ、回線の切替えを１秒以内とすることができるので、瞬時停電による負荷の設備のシステムのダウンを防ぐことができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、常用線から予備線への切替え、または予備線から常用線への切替えをする受電設備において、制御装置からの信号に即応して高速で開閉する真空バルブで構成した受電断路器を用いているので、回線の切替えを短時間で行うことができ、瞬時停電によるシステムのダウンを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る真空断路器を示す断面図。
【図２】受電設備の単線結線図。
【符号の説明】
１  常用線の受電部
２  予備線の受電部
３  計器用変圧変流器
４ａ、４ｂ  負荷
５、１０  ケーブルヘッド
６  常用線接地装置
７  常用線受電断路器
８  常用線遮断器
９  常用線母線断路器
１１  予備線接地装置
１２  予備線受電断路器
１３  予備線遮断器
１４  予備線母線断路器
２２、２３  電極
２４  真空バルブ
２５  絶縁層
２６  操作ロッド
２７  操作機構
２８、２９  通電導体
【図１】
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【図２】
2004236398.tif 000004