(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床スラブ上に基礎ベースが設置され、この基礎ベースの上方に複数の共通ベースが設置され、前記基礎ベース及び前記共通ベース間に振動絶縁装置が設けられ、各共通ベース上に開閉機器が配置されたガス絶縁開閉装置において、
隣接する前記共通ベース間に、ダンパーが配設され、
各共通ベース上の開閉機器が互いに動作の位相をずらして構成されたことを特徴とするガス絶縁開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス絶縁開閉装置に係り、特にその防振構造の改良技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガス絶縁開閉装置は大容量化が進み、大規模な設備となる傾向にある。その中でも、開閉機器に関しては動作に伴って振動が生じるため、機器の大形化に伴って振動が増大している。この振動の増大により、変電所の設置環境によってはその運用上、大きな障害となる場合があった。具体的には、都市部における電力需要の増加からビルの地下に大規模な変電所を開設することが多いが、このようなビル内の変電所において振動が大きな問題となっている。
【０００３】
すなわち、変電所が配置されたすぐ上のフロアに、静粛が望まれるレストラン等がレイアウトされた場合、開閉機器の振動や騒音が伝わり、苦情が寄せられることがあった。特に、開閉機器の１つであるガス遮断器は、送電系統に地絡事故を起きたとき、事故系統を切離して事故の拡大を防止することを目的としているので、その動作は極めて高速でなくてはならず、大きな振動が発生する。そこで従来より、ガス遮断器自体の振動を低減するか、あるいは振動の伝達経路を制限するといった、防振対策を施すことが強く望まれていた。
【０００４】
ここで、防振構造を有するガス絶縁開閉装置の従来例について、図１０を用いて具体的に説明する。この従来例は特開平６−３５１１１６号に示されたガス絶縁開閉装置である。図に示すように床スラブ１上には基礎ベース２が設置されており、この基礎ベース２の上方には共通ベース４が設置されている。基礎ベース２及び共通ベース４には天板及び底板が設けられており、同一形状で互いに重なり合うように配置されている。また、共通ベース４には側板も設けられている。共通ベース４上には各回線を構成する回線構成機器５が配置されている。この回線構成機器５にはガス遮断器１２が含まれている。なお、図中の符号１３はケーブルヘッド、１４はケーブルヘッド１３から地中に向かって引き出された電力ケーブルである。
【０００５】
防振構造の主要部として、基礎ベース２と共通ベース４との間に振動絶縁装置３が複数配置されている。各振動絶縁装置３は、第１及び第２の防振ゴム６，７と、結合ロッド８及びナット９とから構成されている。第１の防振ゴム６は基礎ベース２の天板上面と共通ベース４の底板下面との間に配置され、第２の防振ゴム７は第１の防振ゴム６に対向して共通ベース４底板の内側に配置されている。２つの防振ゴム６，７は同一材料で同一形状に形成され、且つ垂直方向に伸縮可能であり、ばね定数は同一で十分に低くなるように構成されている。
【０００６】
また、防振ゴム６，７は垂直方向に完全に重なり合うように配置され、この状態で基礎ベース２の天板、第１の防振ゴム６、共通ベース４の底板及び第２の防振ゴム７には貫通孔が設けられている。そして、この貫通孔に結合ロッド８が挿入され、その両端部がナット９で締め付けられることにより、これらの部材が結合されている。
【０００７】
また、共通ベース４の側板に近接して固定座１０が設けられている。この固定座１０は床スラブ１に固定されている。さらに、固定座１０と共通ベース４の側板との間にはスライドベアリング１１が配置されている。つまり、共通ベース４はスライドベアリング１１により固定座１０に対して垂直方向に可動に支持されている。これら固定座１０及びスライドベアリング１１は水平方向の変位を拘束し、優れた耐震性能を確保するためのものである。
【０００８】
一般的にガス遮断器１２における振動は、遮断器１２が動作する際に垂直方向の衝撃力Ｆが発生し、これが共通ベース４及び基礎ベース２を介して床スラブ１に伝播することにより起きる。以上のガス絶縁開閉装置では共通ベース４及び基礎ベース２間に設置された第１及び第２の防振ゴム６，７はばね定数が低く、垂直方向に十分に伸縮可能であるため、遮断器１２からの衝撃力Ｆを吸収することができる。このように振動絶縁装置３が防振性能を発揮し、遮断器１２動作時の振動を大幅に低減させることができる。したがって、ビルの地下に大規模な変電所を開設する場合でも、騒音や振動に対する苦情が起きることなく、周囲の環境に調和するため、運用上の障害となることがない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来のガス絶縁開閉装置では、ばね定数の低い防振ゴム６，７を用いた振動絶縁装置３を基礎ベース２と共通ベース４の間に配置し、これによりガス遮断器１２から床スラブ１への衝撃力Ｆの伝達を防止し、振動を抑えている。しかし、大容量化に伴ってガス絶縁開閉装置の大形化が進む現在、簡単な構成で優れた防振性能を発揮することが要求されている。
【００１０】
また、防振性能を向上させるために全体の固有振動数を低くした場合、地震時の水平方向の応答変位が大きくなるので、これを小さくして耐震性能を確保しなくてはならない。例えば、上記従来例では共通ベース４を水平方向から支持する固定座１０及びスライドベアリング１１を設けている。しかし、スライドベアリング１１は取付作業が比較的面倒であり、シンプルな構成で高い耐震性能を持つガス絶縁開閉装置が望まれていた。
【００１１】
本発明は、上記の点を考慮して提案されたものであり、その目的は、簡単な構成により高い防振性能及び良好な耐震性を確保できる優れたガス絶縁開閉装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、床スラブ上に基礎ベースが設置され、この基礎ベースの上方に複数の共通ベースが設置され、前記基礎ベース及び前記共通ベース間に振動絶縁装置が設けられ、各共通ベース上に開閉機器が配置されたガス絶縁開閉装置において、隣接する前記共通ベース間に、ダンパーが配設され、各共通ベース上の開閉機器が互いに動作の位相をずらして構成されたことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、振動絶縁装置の防振効果に加えて、ダンパーが開閉機器からの衝撃力による振動エネルギーを吸収することができ、防振性能をいっそう高めることができる。
【００１６】
しかも、隣り合う共通ベース間に配設したダンパーの働きにより開閉機器からの衝撃力を低減できる上に、ダンパーが基礎ベース上に固定されていないので、ダンパーからの衝撃力が基礎ベースを介して床スラブに伝わることがない。したがって衝撃力をよりいっそう低減することができる。さらに、開閉機器の動作位相を互いにずらしたので、衝撃力を分散させることができ、ガス絶縁開閉装置全体としての衝撃力を低減することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（１）参考例１…図１〜図６参照
［構成］
以下、本発明の参考例を図面を参照して具体的に説明する。なお、図１４に示した従来例と同一の部材に関しては同一符号を付し、説明は省略する。まず、参考例１の構成について図１〜図３を用いて説明する。図１に示すように、基礎ベース２と共通ベース４の間にはダンパー１５が配設されている。このダンパー１５は減衰比が０．２〜０．４となるように構成されている。
【００２４】
また、図２に示すように、ダンパー１５には、固定部１８と、固定部１８に挿入された可動部１７とが設けられており、可動部１７上面が共通ベース４の底板に、固定部１８が基礎ベース２の天板に、ボルト１６によってそれぞれ取り付けられている。次に図３のダンパー１５の断面図を示す。この図に示すように、固定部１８内には粘性流体１９が封入されている。また、可動部１７には固定部１８の内壁を垂直方向に摺動するフランジ部１７ａが設けられている。フランジ部１７ａには粘性流体１９が垂直方向に流通可能な穴１７ｂが複数あけられている。
【００２５】
可動部１７のフランジ部１７ａが固定部１８内を垂直方向に移動すると、穴１７ｂに粘性流体１９が流れるため、フランジ部１７ａの上下で圧力差が生じ、可動部１７の移動速度ｖに比例した抵抗力ｃｖが発生する。ここで、ｃは減衰係数と呼ばれる比例定数である。系全体に配置されるダンパー１５の数をＮとすると、系全体の減衰係数はＣ＝Ｎ×ｃとなる。また、系全体の防振ゴムの垂直方向のばね定数をＫ、防振ゴム上の質量をＭとすると、この系の振動の減衰状況を特徴付けるパラメータである減衰比ｈは、次式で表される。
【００２６】
【数１】
0004309504.tif 000002
［作用効果］
以上のように構成したガス絶縁開閉装置の特性について、図４及び図６を参照して説明する。ガス遮断器１２の動作時には、図４（ａ）に示すような衝撃力が２回作用する。そして、図４（ｂ）に示すようにそれぞれの衝撃力による荷重Ｒ１及びＲ２が合成され、床スラブ１面に荷重Ｒが伝達される。この床面荷重Ｒは、ガス遮断器１２の垂直方向の固有振動数に依存し、図５に示すようにおおむね固有振動数が低いほど衝撃伝達率（床面荷重／遮断器動作時の力積）は小さくなる。ただし、地震の卓越振動数が、０．５〜１０Ｈｚ程度なので、水平方向の固有振動数は高くしたまま垂直方向の固有振動数を下げる必要がある。そのため、垂直方向の固有振動数は１０〜１５Ｈｚで設定されることが多い。
【００２７】
この垂直方向の固有振動数が１０〜１５Ｈｚの場合について、減衰比と衝撃伝達率との関係を図６に示す。この図より明らかなように、減衰比を０．２〜０．４に設定するとき、衝撃伝達率が低いことが分かる。すなわち、参考例１では、振動絶縁装置３の防振効果に加えて、減衰比が０．２〜０．４であるダンパー１５の働きにより、ガス遮断器１２から床スラブ１に伝わる衝撃力Ｆを効率良く低減できる。したがって、優れた防振性能を発揮することができる。
【００２８】
また、通常のガス絶縁開閉装置の減衰比は５％程度である。そのため、ダンパー１５の減衰比を０．２〜０．４に設定することによって、減衰比が従来のものよりも高くなる。したがって、地震時の応答も低減可能であり、耐震性能が向上するという効果がある。
【００２９】
（２）参考例２…図７参照
［構成］
参考例２は、ダンパー１５Ａの構成に特徴がある。このダンパー１５Ａにおける前記のダンパー１５との大きな相違点は、可動部１７にフランジ部１７ａがない点と、固定部１８内に挿入された可動部１７を囲むようにして筒部材２０が固定部１８に収納された点である。そして、この筒部材２０には粘性流体１９が水平方向に流通可能な穴２０ａが複数形成されている。穴２０ａは線対象となるようにあけられている。おり、筒部材２０と固定部１８との間には気体（空気）が封入された容器２１が配置されている。
【００３０】
［作用効果］
このような構成を有する参考例２のダンパー１５Ａでは、可動部１７が垂直方向に移動した場合、筒部材２０内の圧力が初期の圧力ｐからｐ＋Δｐに上昇し、筒部材２０の外側はｐ＋Δｐ´に上昇する。この圧力差分は水平方向の力となるが、穴２０ａが線対称にあけられているので、キャンセルさせることができる。また、垂直方向には面積の差分に対応する力として（Α−Α´）Δｐが発生する。この力は図３に示したダンパー１５における面積の差分に対応する力（Α＋Α´）Δｐよりも、はるかに小さい。すなわち、参考例２によれば、粘性流体１９が水平方向に流れるダンパー１５Ａを用いることによって、垂直方向に伝わる力を小さくすることができ、ダンパー１５Ａから床スラブ１に伝わる衝撃力を低減することができる。これにより、いっそう優れた防振性能を確保することができる。
【００３１】
なお、本態様は、上述した参考例２に限定されるものではなく、ダンパー内の粘性流体が移動するための穴が筒ではなく、水平方向に移動するピストンのフランジ部にあけられていても、同様に効果が期待できる。
【００３２】
（３）参考例３…図８
［構成］
参考例３は、床スラブ１に固定された固定座１０と共通ベース４の間に弾塑性ダンパー２４が配設されたことを特徴としている。なお、弾塑性ダンパー２３は、降伏点の高い材料（たとえば鉄）では振動時の相対変位により塑性変形が起きるような細いロッドで構成したり、降伏点の低い材料（たとえば鉛）で構成する。
【００３３】
［作用効果］
この様な構成を有する参考例３においては、ガス遮断器１２の動作時に衝撃力Ｆが発生しても、弾塑性ダンパー２４がその振動エネルギーの一部を熱エネルギーに変換することができる。そのため、床スラブ１に作用する衝撃力Ｆを緩和して荷重を低減できる。さらに、弾塑性ダンパー２４が配設されたことによりガス絶縁開閉装置全体の減衰比が増加するため、地震時の応答も低減することができる。
【００３４】
（４）本発明の前提となる形態…図９
［構成］
本発明の前提となる形態では、基礎ベース２の上方に複数の共通ベース４が設置されており、隣り合う共通ベース４、４’間にダンパー１５が配設されている。また、共通ベース４ごとにガス遮断器１２，２３がそれぞれ配置されている。ガス遮断器１２，２３は、衝撃力Ｆが逆向きとなるように構成されている。すなわち、左右両端に位置されたガス遮断器１２は油圧駆動部が下部に配置されており、動作時の衝撃力Ｆが上方に働くように構成されている。一方、中央に配置されたガス遮断器２３は油圧駆動部が上部に配置されており、動作時の衝撃力Ｆが上下に働くように構成されている。
【００３５】
［作用効果］
本発明の前提となる形態においては、動作時に発生する衝撃力Ｆの方向がガス遮断器１２とガス遮断器２３とでは逆向きとなっている。したがって、３相同時に遮断動作を行う場合、通常の機器構成では単相のみ遮断動作をした場合の３倍の荷重が発生する。これに対して、参考例３では、逆向きの衝撃力Ｆが互いに打消し合うことになり、単相動作時と同じ荷重しか発生しないことになる。その結果、３相のガス遮断器１２，２３を有するガス絶縁開閉装置において、床面スラブ１への衝撃力を著しく低減することができる。
【００３６】
また、共通ベース４間のダンパー１５の作用によって、ガス遮断器１２から床スラブ１へ伝わる衝撃力を低減することができる。しかも、ダンパー１５は基礎ベース２上に固定されていないため、ダンパー１５からの衝撃力が基礎ベース２を介して床スラブ１に伝わることがなく、衝撃力をよりいっそう低減することができ、非常に優れた防振性能を確保できる。
【００３７】
なお、他の形態例としては、図１０に示すようにダンパーを配置することなく、３相のガス遮断器１２，２３が共通ベース４上に配置され、動作時の荷重作用方向が回線ごとに変えられたものでも良い。また、ダンパー１５の配置箇所を変更しても良く、図１１に示すように基礎ベース２及び共通ベース４間にダンパー１５を配設しても良い。
【００３８】
（５）本発明の実施の形態…図１２参照
［構成］
本発明の実施の形態は、上記本発明の前提となる形態を改良したもので、各共通ベース４上には衝撃力Ｆの方向が同じであるガス遮断器１２が配置されている。このとき、３相のガス遮断器１２は開極位相が１２０度づつ位相をずらして構成される点に特徴がある。
【００３９】
［作用効果］
このような本発明の実施の形態によれば、３相分の衝撃力を同時に発生させるのではなく、開極位相をずらすことによって全体としての床面荷重を低減することができる。なお、本発明の実施の形態の変形例として、例えば、図１３に示すように弾塑性ダンパー２４を用いても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回線構成機器が配置される共通ベースにダンパーを取付ける、あるいは動作時の荷重作用方向を回線ごとに変えて開閉機器を構成するといった極めて簡単な構成により、高い防振性能及び良好な耐震性を確保できる優れたガス絶縁開閉装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例１の構成図。
【図２】参考例１の要部構成図。
【図３】参考例１のダンパーの断面図。
【図４】（ａ）はガス遮断器１２の動作時の衝撃力を示すグラフ、（ｂ）は床面荷重を示すグラフ。
【図５】固有振動数と衝撃伝達率との関係を示すグラフ。
【図６】減衰比と衝撃伝達率との関係を示すグラフ。
【図７】参考例２のダンパーの断面図。
【図８】参考例３の構成図。
【図９】本発明の本発明の前提となる形態の構成図。
【図１０】本発明の前提となる形態の変形例の構成図。
【図１１】本発明の前提となる形態の変形例の構成図。
【図１２】本発明の本発明の実施の形態の構成図。
【図１３】本発明の実施の形態の変形例の構成図。
【図１４】従来のガス絶縁開閉装置の構成図。
【図１】
0004309504.tif 000003
【図２】
0004309504.tif 000004
【図３】
0004309504.tif 000005
【図４】
0004309504.tif 000006
【図５】
0004309504.tif 000007
【図６】
0004309504.tif 000008
【図７】
0004309504.tif 000009
【図８】
0004309504.tif 000010
【図９】
0004309504.tif 000011
【図１０】
0004309504.tif 000012
【図１１】
0004309504.tif 000013
【図１２】
0004309504.tif 000014
【図１３】
0004309504.tif 000015
【図１４】
0004309504.tif 000016