(57)【要約】【課題】変電所等の電気所において空調設備が故障した際の機器温度の上昇を確実に防ぐ。【解決手段】電気設備の監視や制御を行う制御盤２２、常時の冷却を必要とする機器２１、及び、機器２１を冷却する空調設備２３と、空気操作機器４０、空気操作機器４０を作動させる圧縮空気が蓄えられる空気タンク３２、及び、空気タンク３２に圧縮空気を供給するコンプレッサ３１と、を備えた電気所において、機器２１を冷却するエアクーラー２５、空気タンク３２の圧縮空気をエアクーラー２５に導く空気配管５１、及び、制御盤２２によって制御され圧縮空気のエアクーラー２５への供給量を調節する電磁弁５０を設け、空調設備２３から出力される故障信号を制御盤２２に入力し、制御盤２２が、空調設備２３から故障信号が入力された場合に、電磁弁５０を開いてエアクーラー２５を作動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気設備の監視や制御を行う制御盤、冷却を必要とする機器、及び、前記機器を冷却する空調設備と、
空気操作機器、前記空気操作機器を作動させる圧縮空気が蓄えられる空気タンク、及び、前記空気タンクに前記圧縮空気を供給するコンプレッサと、
を備えた電気所における前記機器の冷却方法であって、
前記機器を冷却するエアクーラー、前記空気タンクの前記圧縮空気を前記エアクーラーに導く空気配管、及び、前記制御盤によって制御され前記圧縮空気の前記エアクーラーへの供給量を調節する電磁弁を設け、
前記空調設備から出力される故障信号を前記制御盤に入力し、
前記制御盤が、前記空調設備から前記故障信号が入力された場合に、前記電磁弁を開いて前記エアクーラーを作動させる
機器冷却方法。
【請求項２】
請求項１に記載の機器冷却方法であって、
前記電気所には前記空気タンクに蓄えられている前記圧縮空気の圧力が所定の閾値未満になると前記コンプレッサを作動させる圧力スイッチが設けられており、
前記圧力スイッチから出力される、前記コンプレッサを作動させるための信号を前記制御盤に入力し、
前記制御盤が、前記信号が入力された場合に前記電磁弁を閉じて前記エアクーラーへの前記圧縮空気の供給を停止する
機器冷却方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の機器冷却方法であって、
前記機器の温度を計測し、計測した値を前記制御盤に入力する温度センサを設け、
前記制御盤が、前記温度センサから入力される前記値に応じて、前記電磁弁の開度を調節する
機器冷却方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の機器冷却方法であって、
前記電磁弁を強制的に閉じさせる指示を前記制御盤に入力するためのインタフェースを設け、
前記制御盤が、前記指示が入力されると、前記電磁弁を閉じて前記エアクーラーへの前記圧縮空気の供給を停止する
機器冷却方法。
【請求項５】
電気設備の監視や制御を行う制御盤、冷却を必要とする機器、及び、前記機器を冷却する空調設備と、
空気操作機器、前記空気操作機器を作動させる圧縮空気が蓄えられる空気タンク、及び、前記空気タンクに前記圧縮空気を供給するコンプレッサと、
前記機器を冷却するエアクーラー、前記空気タンクの前記圧縮空気を前記エアクーラーに導く空気配管、及び、前記制御盤によって制御され前記圧縮空気の前記エアクーラーへの供給量を調節する電磁弁と、
を備えて構成される機器冷却システムであって、
前記空調設備から出力される故障信号を前記制御盤に入力し、
前記制御盤が、前記空調設備から前記故障信号が入力された場合に、前記電磁弁を開いて前記エアクーラーを作動させる
機器冷却システム。
【請求項６】
請求項５に記載の機器冷却システムであって、
前記空気タンクに蓄えられている前記圧縮空気の圧力が所定の閾値未満になると前記コンプレッサを作動させる圧力スイッチを備え、
前記圧力スイッチから出力される、前記コンプレッサを作動させるための信号を前記制御盤に入力し、
前記制御盤が、前記信号が入力された場合に前記電磁弁を閉じて前記エアクーラーへの前記圧縮空気の供給を停止する
機器冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、機器冷却方法、及び機器冷却システムに関し、とくに変電所等の電気所に設置されている機器を冷却する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、発電所などの施設における所内用の圧縮空気供給装置について記載されている。具体的には、例えば、「発電所などの施設の所内用に乾燥した圧縮空気を低いランニングコストで供給する」こと、「空気圧縮機からの圧縮空気を所内の負荷設備に供給する圧縮空気配管路に、圧縮空気中の湿分を膜浸透によって分離する中空糸分離膜型の除湿装置を設ける」こと等が記載されている。
【０００３】
特許文献２には、発電所建屋内の冷空気を利用して配電盤の盤内を冷却し電子応用機器を実装したものでも充分に機能が発揮出来る配電盤を提供し安価に既設配電盤の更新を実現する技術について記載されている。具体的には、例えば、「発電所建屋内の冷空気を利用して配電盤の盤内を冷却する」こと、「発電所建屋内の１階フロアーより取り入れた冷空気が配電盤内に取り付けられた冷却ファンにより異物混入防止の金網をへて通気ダクト、通気ピットを通過し、フィルターを経由して配電盤に誘引される」こと等が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３４２５３号公報
【特許文献２】特開昭６０−８４９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
変電所等の電気所には、電気機器、母線、配電線等の電気設備の監視や制御を行う機器を収容する制御室（配電盤室）、空気遮断器や空気断路器等の空気操作機器に必要な圧縮空気を生成するコンプレッサ室等の建屋が設けられている。
【０００６】
このうち制御室等の建屋には、高温に晒されると誤作動や機器寿命の短命化等の悪影響が生じる可能性があるため常時の冷却を必要とする機器（配電盤、遠隔監視制御装置、保護継電器、制御弁式据置鉛蓄電池等）が設置されており、従来、こうした建屋には空調設備を設けて室内が高温になるのを防いでいる。また空調装置が故障した場合は中央制御所等に自動的に警報が送信されるようにして作業員が緊急の対応を取れるようにしている。
【０００７】
しかし空調装置が故障してから現場に作業員が到着するまで時間を要することがあり、とくに夏場は機器温度が急激に上昇するため、機器に悪影響が生じてしまう可能性があった。
【０００８】
本発明は、こうした背景に鑑みてなされたものであり、その主たる目的の一つは、空調設備が故障した際の機器の温度上昇を確実に防ぐことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明のうちの一つは、電気設備の監視や制御を行う制御盤、常時の冷却を必要とする機器、及び、前記機器を冷却する空調設備と、空気操作機器、前記空気操作機器を作動させる圧縮空気が蓄えられる空気タンク、及び、前記空気タンクに前記圧縮空気を供給するコンプレッサと、を備えた電気所における前記機器の冷却方法であって、前記機器を冷却するエアクーラー、前記空気タンクの前記圧縮空気を前記エアクーラーに導く空気配管、及び、前記制御盤によって制御され前記圧縮空気の前記エアクーラーへの供給量を調節する電磁弁を設け、前記空調設備から出力される故障信号を前記制御盤に入力し、前記制御盤が、前記空調設備から前記故障信号が入力された場合に、前記電磁弁を開いて前記エアクーラーを作動させる、というものである。
【００１０】
本発明によれば、空調設備に障害が発生した際、機器の温度上昇を防ぐことができる。また空気操作機器を作動させる目的で空気タンクに蓄えられている圧縮空気を利用してエアクーラーを作動させるため、本発明は既存の設備を利用して容易かつ低コストで実施することができる。
【００１１】
本発明の他の一つは、上記機器の冷却方法であって、前記電気所には前記空気タンクに蓄えられている前記圧縮空気の圧力が所定の閾値未満になると前記コンプレッサを作動させる圧力スイッチが設けられており、前記圧力スイッチから出力される、前記コンプレッサを作動させるための信号を前記制御盤に入力し、前記制御盤が、前記信号が入力された場合に前記電磁弁を閉じて前記エアクーラーへの前記圧縮空気の供給を停止する、というものである。
【００１２】
本発明によれば、空気タンクに蓄えられている圧縮空気の圧力が低下している場合に制御盤が電磁弁を閉じてエアクーラーへの圧縮空気の供給を停止するので、空気タンクの圧力が不足して空気操作機器の作動に影響が生じるのを防ぐことができる。また既存の圧力スイッチが出力する信号を圧縮空気の圧力の低下を示す信号として利用してエアクーラーへの圧縮空気の供給を制御するため、本発明は既存の仕組みを利用して容易かつ低コストで実施することができる。
【００１３】
本発明の他の一つは、上記機器の冷却方法であって、前記機器の温度を計測し、計測した値を前記制御盤に入力する温度センサを設け、前記制御盤が、前記温度センサから入力される前記値に応じて、前記電磁弁の開度を調節する、というものである。
【００１４】
本発明によれば、機器の温度に応じて圧縮空気の利用量を調節することができ、空気タンクに蓄えられている圧縮空気を有効に利用することができる。
【００１５】
本発明の他の一つは、上記機器の冷却方法であって、前記電磁弁を強制的に閉じさせる指示を前記制御盤に入力するためのインタフェースを設け、前記制御盤が、前記指示が入力されると、前記電磁弁を閉じて前記エアクーラーへの前記圧縮空気の供給を停止する、というものである。
【００１６】
本発明によれば、例えば、空調設備が復旧してエアクーラーによる機器の冷却が不要となった際はエアクーラーへの圧縮空気の供給を迅速に停止させることができ、空気タンクに蓄えられている圧縮空気を有効に利用することができる。
【００１７】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、空調設備が故障した際の機器温度の上昇を確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】機器冷却システム１の概略的な構成を示す図である。
【図２】緊急冷却処理Ｓ２００を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面とともに本発明の一実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１に本発明の一実施形態として説明する機器冷却システム１の概略的な構成を示している。機器冷却システム１は、変電所等の電気所の制御室２に設置されている空調設備２３（エアコンディショナ）の冷却機能に障害が発生し、制御室２(配電盤室）に設置されている各種機器２１（配電盤、保護継電器、遠隔監視制御装置、制御弁式据置鉛蓄電池等）の温度（以下、機器温度と称する）が上昇した際、同電気所のコンプレッサ室３から供給される圧縮空気を利用して各種機器２１の冷却を行う。尚、同図には、電気所に設けられている各種電気設備（変圧器、遮断器、断路器、避雷器、調相設備、制御設備、電源設備等）のうち以下の説明で用いる一部の電気設備のみを示してある。同図において、太い実線は空気配管を表わし、点線は信号線を表わす。
【００２２】
同図に示すように、制御室２には、常時の冷却を必要とする各種機器２１、制御盤２２、空調設備２３、温度センサ２４、エアクーラー２５、及び強制停止スイッチ２６が設けられている。
【００２３】
制御盤２２は、マイクロコンピュータ（中央処理装置、記憶装置、通信回路等を含む）、各種制御装置、入力装置（接点入力（ＤＩ）、操作ボタン、タッチパネル等）、出力装置（接点出力（ＤＯ）、ランプ、ＬＥＤ、液晶パネル等）、通信装置等を含み、電気所に設けられている各種電気設備の監視や制御を行う。
【００２４】
制御盤２２は、空調設備２３から入力される後述の故障信号を検知する機能、温度センサ２４から入力される機器温度が予め設定した閾値（以下、温度閾値と称する。）以上であるか否かを判定する機能、コンプレッサ室３に設けられた後述の圧力スイッチ３５から入力される後述の圧力状態信号に基づき後述の空気タンク３２に蓄えられている圧縮空気の圧力を判定する機能、強制停止スイッチ２６から入力される後述の強制停止信号に基づきエアクーラー２５への圧縮空気の供給を停止する機能、上記機器温度と予め設定された目標温度との差や圧力状態信号、及び強制停止信号の状態に応じて後述の電磁弁５０に開度調節信号を出力し電磁弁５０の開度を調節する機能を備える。これらの機能は、制御盤２２の中央処理装置が、制御盤２２の記憶装置に格納されているプログラムを読み出して実行することによって、もしくは、制御盤２２が備えるハードウェアによって実現される。
【００２５】
尚、制御盤２２への、圧力状態信号の入力、温度センサ２４の計測値の入力、及び強制停止スイッチ２６からの強制停止信号の入力は、例えば、制御盤２２の接点入力（ＤＩ）を利用して行うことができる。
【００２６】
空調設備２３は、冷媒の蒸発熱等を利用して制御室２内の空気を冷却する機構を備え、制御室２内に設置されている各種機器２１の温度上昇を防ぐ。空調設備２３は、自身の冷却機能に障害が発生した際、その旨を伝える故障信号を出力する機能を有する。同図に示すように、空調設備２３から出力された故障信号は制御盤２２に入力される。空調設備２３は、自身の冷却機能に障害が発生している間、所定の間隔で繰り返し故障信号を出力する。
【００２７】
温度センサ２４は、機器温度をリアルタイムに計測し、計測した値を制御盤２２に入力する。尚、温度センサ２４が、例えば、各種機器２１の温度ではなく制御室２内の室温を機器温度として計測してもよい。
【００２８】
エアクーラー２５は、外部供給される圧縮空気を急激に減圧して体積膨張させることにより低温の空気を生成してこれを噴射する。エアクーラー２５の一例として、ニッシン産業株式会社（登録商標）の「超低温空気発生装置エアクーラー」がある。エアクーラー２５は、当該エアクーラー２５から噴射される空気が各種機器２１に効率よく当たるように設置される。例えば、エアクーラー２５は、配電盤の高温発生部位に空気が吹き付けられるように設置される。尚、この場合、熱交換されて温度上昇した空気は、例えば、配電盤の排気口等から排気される。後述するように、エアクーラー２５を作動させるための圧縮空気は、後述の減圧弁３３、空気配管５１、及び電磁弁５０を介して、コンプレッサ室３の空気タンク３２から供給される。
【００２９】
強制停止スイッチ２６は、電磁弁５０を強制的に閉じさせる指示を制御盤２２に入力するためのインタフェースである。作業員等は、強制停止スイッチ２６を操作することで空気タンク３２からエアクーラー２５への圧縮空気の供給を強制停止させることができる。強制停止スイッチ２６は、作業員等の人が直接が操作するものであってもよいし、近接もしくは遠隔した場所から通信手段を介して間接的に制御されるものであってもよい。強制停止スイッチ２６に対して所定の停止操作が行われると、強制停止スイッチ２６は、停止操作が行われたことを示す信号（以下、強制停止信号と称する。）を制御盤２２に入力する。制御盤２２は、強制停止信号が入力されると、後述の電磁弁５０を閉じてエアクーラー２５への圧縮空気の供給を停止する。
【００３０】
同図に示すように、コンプレッサ室３には、コンプレッサ３１、空気タンク３２、減圧弁３３、圧力センサ３４、及び圧力スイッチ３５が設けられている。コンプレッサ３１と空気タンク３２、空気タンク３２と減圧弁３３は、夫々、空気配管３７，３８で連結されている。
【００３１】
コンプレッサ３１は、圧縮空気を生成して空気タンク３２に供給し、空気タンク３２内の圧力を所定値（例えば３０ｋｇ／ｃｍ2）以上に維持する。コンプレッサ３１は、例えば、レシプロ型コンプレッサ、スクリュー型コンプレッサ等である。空気タンク３２には、コンプレッサ３１から供給される圧縮空気が蓄えられる。
【００３２】
減圧弁３３は、空気タンク３２の圧縮空気を減圧（例えば１５ｋｇ／ｃｍ2に減圧）して後述の電磁弁５０に供給する。同図に示すように、空気タンク３２に蓄えられている圧縮空気は、減圧弁３３及び空気配管５１を介して、電気所に設けられている各種空気操作機器４０（空気遮断器、空気断路器等）並びに電磁弁５０に適宜供給される。
【００３３】
圧力センサ３４は、空気タンク３２に蓄えられている圧縮空気の圧力を計測し、計測した値を圧力スイッチ３５に入力する。圧力スイッチ３５は、圧力センサ３４から入力される値に応じてコンプレッサ３１を作動させる。具体的には、圧力スイッチ３５は、空気タンク３２に蓄えられている圧縮空気の圧力が所定の閾値（以下、空気タンク圧力閾値と称する。）未満になるとコンプレッサ３１を作動させ、空気タンク３２に蓄えられている圧縮空気の圧力を増加させ、圧縮空気の圧力が、空気タンク圧力閾値以上になるとコンプレッサ３１を停止させる。
【００３４】
同図に示すように、圧力スイッチ３５によるコンプレッサ３１の制御信号（コンプレッサ３１を作動させるか否かを制御する信号であり、空気タンク３２に蓄えられている圧縮空気の圧力が空気タンク圧力閾値未満であるか否かを示す信号でもある。以下、圧力状態信号とも称する。）は、制御室２の制御盤２２にも入力される。このように、本実施形態の機器冷却システム１は、コンプレッサ室３に設けられている既存の圧力スイッチ３５の機能を利用する。
【００３５】
電磁弁５０は、減圧弁３３を介して空気タンク３２から供給される圧縮空気のエアクーラー２５への供給量（噴射空気量）を制御する。電磁弁５０の開度は、制御盤２２から送られてくる信号（以下、開度調節信号と称する。）によって調節される。
【００３６】
＜処理説明＞
続いて、図２に示すフローチャートとともに、機器冷却システム１において行われる処理（以下、緊急冷却処理Ｓ２００と称する。）について説明する。
【００３７】
同図に示すように、制御盤２２は、空調設備２３からの故障信号の入力有無をリアルタイムに監視している（Ｓ２１１：ＮＯ）。故障信号が入力されると（Ｓ２１１：ＹＥＳ）、制御盤２２は、Ｓ２１２からの処理を行う。
【００３８】
Ｓ２１２では、制御盤２２は、温度センサ２４から入力される機器温度が温度閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２１２）。機器温度が温度閾値以上でなければ（Ｓ２１２：ＮＯ）、処理はＳ２１１に戻る。機器温度が温度閾値以上であれば（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、処理はＳ２１３に進む。
【００３９】
Ｓ２１３では、制御盤２２は、圧力スイッチ３５から入力される圧力状態信号が、空気タンク３２に蓄えられている圧縮空気の圧力が空気タンク圧力閾値未満（圧力スイッチ３５がオン）であることを示しているか否かを判定する。そして圧力状態信号が、空気タンク３２に蓄えられている圧縮空気の圧力が空気タンク圧力閾値未満であることを示している場合（Ｓ２１３：ＹＥＳ）、制御盤２２は、電磁弁５０を直ちに「閉」としてエアクーラー２５への圧縮空気の供給を停止する（Ｓ２１４）。その後、処理はＳ２１１に戻る。このように機器冷却システム１は、空気タンク３２に蓄えられている圧縮空気の圧力が低下している場合はエアクーラー２５への圧縮空気の供給を停止して、圧縮空気が不足することによる各種空気操作機器４０の操作への影響を防ぐ。
【００４０】
一方、圧力状態信号が、空気タンク３２に蓄えられている圧縮空気の圧力が空気タンク圧力閾値以上（圧力スイッチ３５がオフ）であることを示している場合（Ｓ２１３：ＮＯ）、制御盤２２は、電磁弁５０を直ちに「開」としてエアクーラー２５への圧縮空気の供給を開始し（Ｓ２１５）、各種機器２１の温度上昇を防ぐ。その後、処理はＳ２１６に進む。
【００４１】
Ｓ２１６では、制御盤２２は、機器温度と予め設定された目標温度との差が大きいか小さいか（差が予め設定された閾値（以下、温度差閾値と称する）以上であるか否か）を判定する。尚、上記目標温度は、各種機器２１に悪影響（誤作動、寿命低下等）が生じない温度（例えば、各種機器２１のメーカが指定する許容温度範囲内の温度）に設定される。上記差が温度差閾値以上である場合（Ｓ２１６：温度差閾値以上）、制御盤２２は、電磁弁５０の開度を増してエアクーラー２５への圧縮空気の供給量を増大させる（Ｓ２１７）。その後、処理はＳ２２０に進む。一方、上記差が温度差閾値未満である場合（Ｓ２１６：温度差閾値未満）、制御盤２２は、電磁弁５０の開度を減じてエアクーラー２５への圧縮空気の供給量を減少させる（Ｓ２１８）。その後、処理はＳ２２０に進む。
【００４２】
Ｓ２２０では、制御盤２２は、強制停止スイッチ２６から強制停止信号が入力されたか否かを判定する。強制停止スイッチ２６から強制停止信号が入力されると（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、制御盤２２は、電磁弁５０を閉じてエアクーラー２５への圧縮空気の供給を停止する（Ｓ２２１）。その後、処理は終了する。一方、強制停止スイッチ２６から強制停止信号が入力されていなければ（Ｓ２２０：ＮＯ）、処理はＳ２１２に戻る。
【００４３】
尚、強制停止スイッチ２６による強制停止操作は、例えば、空調設備２３が故障した旨の警報を受けて現場（電気所）に到着した作業員によって行われる。作業員は、例えば、空調設備２３の修理が完了して空調設備２３の機能が回復すると、強制停止スイッチ２６による強制停止操作を行い、エアクーラー２５への圧縮空気の供給を停止する。これにより空気タンク３２の圧縮空気が不必要に消費されてしまうのを防ぐことができる。
【００４４】
以上、詳細に説明したように、本実施形態の機器冷却システム１によれば、制御室２の空調設備２３に障害が発生した際に各種機器２１の温度上昇を防ぐことができる。また本実施形態の機器冷却システム１は、各種空気操作機器４０を作動させる目的で空気タンク３２に蓄えられている圧縮空気を利用してエアクーラー２５を作動させるので、既存の設備を利用して容易かつ低コストで実施することができる。
【００４５】
また機器冷却システム１は、空気タンク３２に蓄えられている圧縮空気の圧力が低下している場合、制御盤２２が電磁弁５０を閉じてエアクーラー２５への圧縮空気の供給を停止するので、空気タンク３２の圧力が不足して各種空気操作機器４０の操作に影響が生じるのを防ぐことができる。また本実施形態の機器冷却システム１は、既存の圧力スイッチ３５が出力する信号を圧縮空気の圧力の低下を示す信号として利用してエアクーラー２５への圧縮空気の供給を制御するので、既存の仕組みを利用して容易かつ低コストで実施することができる。
【００４６】
ところで、以上の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００４７】
１  機器冷却システム、２  制御室、３  コンプレッサ室、２１  各種機器、２２  制御盤、２３  空調設備、２４  温度センサ、２５  エアクーラー、２６  強制停止スイッチ、３１  コンプレッサ、３２  空気タンク、３３  減圧弁、３４  圧力センサ、３５  圧力スイッチ、３７  空気配管、３８  空気配管、４０  各種空気操作機器、５０  電磁弁
５１  空気配管
【図１】
2017116142.tif 000003
【図２】
2017116142.tif 000004