特開 2022-136535 トレーニング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022136535

(43)【公開日】2022-09-21

(54)【発明の名称】トレーニング装置

(51)【国際特許分類】

   H02B 3/00 20060101AFI20220913BHJP

【ＦＩ】

H02B3/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021036198

(22)【出願日】2021-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】000203977

【氏名又は名称】日鉄テックスエンジ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090273

【弁理士】

【氏名又は名称】國分 孝悦

(72)【発明者】

【氏名】川島 則孝

(72)【発明者】

【氏名】浜谷 浩行

(72)【発明者】

【氏名】加藤 健悟

(72)【発明者】

【氏名】玉作 朋之

(72)【発明者】

【氏名】今村 浩孝

(72)【発明者】

【氏名】山下 眞治

(57)【要約】

【課題】電気関係作業のトレーニングに適したトレーニング装置を提供する。
【解決手段】電気関係作業のトレーニングのためのトレーニング装置１であって、可搬式の筐体２と、筐体２内に設置された、６００Vを超える高圧の環境下で使用可能な電力機器（例えば刃型スイッチ１３ａを有する断路器１３やがいし１７で保持される銅帯１７ａ）と、１００Ｖの交流電圧を供給する電源を利用して、電力機器に６００Ｖ以下の低圧を印加する電力出力装置として機能する変圧器２５とを備える。
【選択図】図１Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気関係作業のトレーニングのためのトレーニング装置であって、
可搬式の筐体と、
前記筐体内に設置された、６００Vを超える高圧の環境下で使用可能な電力機器と、
前記電力機器に６００Ｖ以下の低圧を印加する電圧出力装置とを備えたことを特徴とするトレーニング装置。

【請求項2】

前記電力機器として刃型スイッチを有する断路器が設置されており、前記刃型スイッチを開閉操作する作業のトレーニングが実施可能であることを特徴とする請求項１に記載のトレーニング装置。

【請求項3】

前記電力機器として検電対象部が設置されており、前記検電対象部の検電作業のトレーニングが実施可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のトレーニング装置。

【請求項4】

前記電力機器として短絡接地器具を接続する接続部が設置されており、前記接続部に短絡接地器具を接続する作業のトレーニングが実施可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトレーニング装置。

【請求項5】

前記電圧出力装置は、１００Ｖの交流電圧を供給する電源を利用して、前記電力機器に６００Ｖ以下の低圧を印加することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のトレーニング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気関係作業のトレーニングのためのトレーニング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電気関係作業の一つとして、停電作業がある。図３～図５を参照して、高圧（一般的には交流にあって６００Vを超える電圧）の環境下における停電作業の例を述べる。作業者は、不図示の遮断器操作スイッチにより遮断器をオフにした後、図３に示すように、断路器１０１の刃型スイッチ１０１ａを開操作して、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の断路器１０１を開放する。刃型スイッチ１０１ａの開閉操作には、必要に応じてフック棒１０２を使用する。次に、図４に示すように、作業者は、各相の断路器１０１から延出する電線１０３が接続する各相のがいし１０４の接続部１０５に検電器１０６を接触させ、停電を確認する。検電器１０６は、検知子を電路に接触させて、発光や発音の表示によって電路の充電、停電を判別するための機器であり、例えば特許文献１等にあるように伸縮可能なもの等が知られている。次に、図５に示すように、作業者は、アースフックと呼ばれる短絡接地器具１０７を用いて、まず図示は省略するが短絡接地器具１０７の接地金具をアース端子（接地母線）に接続し、続いて短絡接地器具１０７の頭部金物１０８を各相の接続部１０５に接続する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】意匠登録第１１９０２９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような電気関係作業に関して、未熟者への教育のためにトレーニングが必要である。この場合に、現場において、熟練者がマンツーマンで未熟者を指導することが考えられる。しかしながら、実電圧の環境下でのトレーニングとなり、高圧の環境下では、安全を確保するための負担が大きくなる。また、あらかじめ無電圧としてからトレーニングを実施するようにした場合は、臨場感のあるトレーニングが難しくなる。

【0005】

本発明は、電気関係作業のトレーニングに適したトレーニング装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のトレーニング装置は、電気関係作業のトレーニングのためのトレーニング装置であって、可搬式の筐体と、前記筐体内に設置された、６００Vを超える高圧の環境下で使用可能な電力機器と、前記電力機器に６００Ｖ以下の低圧を印加する電圧出力装置とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、電気関係作業のトレーニングに適したトレーニング装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1A】実施形態に係るトレーニング装置を示す正面図である。

【図1B】実施形態に係るトレーニング装置を示す右側面透過図である。

【図1C】実施形態に係るトレーニング装置の筐体内を示す正面図である。

【図2】トレーニング装置における回路構成の概要を説明するための図である。

【図3】電気関係作業の例を説明するための図である。

【図4】電気関係作業の例を説明するための図である。

【図5】電気関係作業の例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
本実施形態では、高圧（一般的には交流にあって６００Vを超える電圧）の環境下、より具体的には３ｋＶ～７ｋＶの高圧の環境下での停電作業等の電気関係作業を想定して、そのトレーニングに適したトレーニング装置を説明する。
図１Ａ～図１Ｃに、実施形態に係るトレーニング装置１を示す。図１Ａはトレーニング装置１の正面図、図１Ｂはトレーニング装置１の右側面透過図、図１Ｃはトレーニング装置１の筐体２内を示す正面図である。なお、以下では、図１Ａを正面（前面）とし、それを基準として前後、左右、上下の方向を説明する。また、図２は、トレーニング装置１における回路構成の概要を説明するための図である。

【0010】

図１Ａ～図１Ｃに示すように、トレーニング装置１は、可搬式の筐体２を備える。筐体２は、底板部３と、底板部３の四隅に立設される４本の柱４と、４本の柱４の上端で前後左右に架設される梁５とを有する。また、図１Ｂに示すように、筐体２の左右において、前後の柱４の上部間には、前後に延びる補強梁６が架設される。また、前の柱４の後方であって、底板部３と補強梁６との間に、上下に延びる補強柱７が立設される。このようにして構成されるフレームに対して上面、左右面、及び後面を構成する板材８が設けられるとともに、前面に扉９が設けられる。板材８や扉９は、軽量化を図るためにポリ塩化ビニル等の合成樹脂製とする。

【0011】

筐体２の底部には、トレーニング装置１を走行移動させるためのキャスタ１０と、トレーニング装置１を固定するのに使用されるアジャスタボルト１１とが取り付けられる。例えば図１Ｂに示すように、床板部３に、前後方向に伸縮可能な支持バー１２に設置し、この支持バー１２にアジャスタボルト１１を取り付けるようにしてもよい。これにより、トレーニング装置１を固定するときに、トレーニング装置１の前後方向の支持間隔を広げて、転倒防止効果を高めることができる。

【0012】

筐体２内には、Ｕ相用、Ｖ相用、Ｗ相用の３台の断路器１３が左右に並ぶように設置される。断路器１３の具体的な支持構造の説明は省略するが、筐体２の後面付近でフレームを利用して支持されるようにすればよい。各断路器１３は、刃型スイッチ１３ａを有する。３台の断路器１３の刃型スイッチ１３ａはリンクを介してレバー１４に連係し、レバー１４の引き操作、押し操作で、３台の断路器１３の開操作、閉操作を一括して行う構成になっている。各断路器１３において、刃型スイッチ１３ａを挟んで一端側には絶縁電線１５が接続し、他端側には絶縁電線１６が接続する。なお、断路器１３は、現場で実際に使用可能、すなわち高圧の環境下で使用可能な断路器であり、本発明でいう電力機器の一例である。

【0013】

また、筐体２内の上部には、Ｕ相用、Ｖ相用、Ｗ相用のがいし１７が設置される。例えば前列にＵ相用の銅帯１７ａを保持する２つのがいし１７、中央列にＶ相用の銅帯１７ａを保持する２つのがいし１７、後列にＷ相用の銅帯１７ａを保持する２つのがいし１７が設置される。がいし１７の具体的な支持構造の説明は省略するが、筐体２の天井面付近でフレームを利用して支持されるようにすればよい。がいし１７は、電線を接続する銅帯１７ａを保持し、銅帯１７ａに絶縁電線１８が接続する。絶縁電線１８は、後述する制御盤２４において、断路器１３に接続する絶縁電線１６に接続する。なお、がいし１７で保持される銅帯１７ａは、現場で実際に使用可能、すなわち高圧の環境下で使用可能な電路であり、本発明でいう電力機器の一例である。

【0014】

また、筐体２内の下部には、端子台１９が設置される。端子台１９の具体的な支持構造の説明は省略するが、筐体２の後面付近でフレームを利用して支持されるようにすればよい。端子台１９には、断路器１３に接続する絶縁電線１５が接続する。また、端子台１９には、ケーブル（絶縁電線よりさらに被覆を強化されたもの）２０が接続する。絶縁電線１５は、現場において高圧電源に接続する電線に相当するが、トレーニング装置１においては、絶縁電線１５が接続する端子台１９に接続するケーブル２０の先端が切断されている。なお、端子台１９は、現場で実際に使用可能、すなわち高圧の環境下で使用可能な端子台であり、本発明でいう電力機器の一例である。

【0015】

また、筐体２内の下部には、左右の補強柱７間に架設される支持フレーム２２が設置される。支持フレーム２２は上下２本あり、これら２本の支持フレーム２２には、遮断器の絵又は写真が記載されたパネル２３が貼り付けられる。なお、パネル２３は、支持フレーム２２に対して面ファスナ等を介して着脱可能とするのがよい。

【0016】

また、筐体２内の下部には、制御盤２４が設置される。制御盤２４の具体的な支持構造の説明は省略するが、筐体２の側面付近でフレームを利用して支持されるようにすればよい。制御盤２４には、後述する変圧器２５、低圧遮断器２６、ヒューズ２７、低圧電磁開閉器２８が実装される。

【0017】

また、筐体２内の下部には、接地母線となる接地銅帯２１が設置される。

【0018】

また、図１Ａに示すように、筐体２の側面下部からは、電源に接続するための電源コード２９が導出される。電源コード２９は、いわゆる商用電源（単相１００Ｖの交流電圧を供給する電源）に接続するためのコンセントプラグ３０を具備する。また、電源コード２９には、ペンダントスイッチ３１が設けられる。

【0019】

また、扉９には、電源表示灯３２、電圧計３３、遮断器状態表示灯（赤ランプ及び緑ランプ）３４、遮断器操作スイッチ３５が設置される。

【0020】

なお、トレーニング装置１の高さは、一般的な人の身長に合わせて、例えば１６０ｃｍ～１９０ｃｍ程度の高さとする。これにより、トレーニング装置１の大型化を避け、可搬性を損なわないようにしつつ、トレーニングを実施するときに、作業者が自然な体勢で作業を行うことが可能になる。なお、トレーニング装置１の前後左右幅も例えば１００ｃｍ未満の寸法とし、重量も数十ｋｇ程度として、トレーニング装置１の大型化を避け、可搬性を損なわないようにするのが好ましい。

【0021】

次に、図２を参照して、トレーニング装置１における回路構成の概要を説明する。
変圧器２５の入力部に、電源コード２９が接続する。変圧器２５は、商用電源の１００Ｖの交流電圧を例えば２００Ｖ～４４０Ｖ程度の交流電圧に変圧する。変圧器２５の出力部に、低圧遮断器２６を介して、断路器１３が接続する。例えば低圧遮断器２６の単相Ｕ相と断路器１３の三相のうちのＵ相が接続され、低圧遮断器２６の単相Ｖ相と断路器１３の三相のうちのＶ相及びＷ相が接続されるようにする。
また、電源コード２９には、ペンダントスイッチ３１よりも下流、かつ、変圧器２５よりも上流に、ヒューズ２７を介して電源表示灯３２、電圧計３３が接続する。

【0022】

各相の断路器１３に接続する絶縁電線１６は、現場においてＶＣＢ（Vacuum Circuit Breaker）等の遮断器３６を介して母線に接続する電線に相当する。遮断器３６の開閉は遮断器操作スイッチに連動し、また、遮断器操作スイッチの位置に応じて、遮断器状態表示灯が状態を表示するように構成される。トレーニング装置１においては、実際の遮断器３６の重量が大きいことから、遮断器３６の代わりに、遮断器の絵又は写真が記載されたパネル２３が設けられる。そして、回路上では、各相の断路器１３に接続する絶縁電線１６は、模擬遮断器である低圧電磁開閉器２８及び絶縁電線１８を介して各相の銅帯１７ａに接続する。そして、低圧電磁開閉器２８のオンオフを遮断器操作スイッチ３５に連動させ、また、遮断器操作スイッチ３５の位置に応じて、遮断器状態表示灯３４が状態を表示するように構成する。

【0023】

各相の断路器１３に接続する絶縁電線１５は、現場において高圧電源に接続する電線に相当する。トレーニング装置１においては、各相の断路器１３に接続する絶縁電線１５が端子台１９に接続し、端子台１９に接続するケーブル２０の先端が切断されている。

【0024】

このようにしたトレーニング装置１において、電源コード２９のコンセントプラグ３０を電源に接続した状態で、ペンダントスイッチ３１がオンの場合、電源表示灯３２がオン表示になり、電圧計３３が電圧を表示する。商用電源を電源としているが、電圧計３３は、模擬的に高圧を表示するようにスケール変換する。
そして、模擬遮断器（低圧電磁開閉器２８）がオンであるとき、断路器１３が閉状態にあれば、絶縁電線１５の領域、絶縁電線１６の領域、及び絶縁電線１８の領域はいずれも充電状態にある。この状態で、レバー１４の引き操作を行って断路器１３を開放すると、絶縁電線１５の領域は充電状態にあるが、絶縁電線１６の領域及び絶縁電線１８の領域は停電状態になる。
また、模擬遮断器（低圧電磁開閉器２８）がオフであるとき、断路器１３が閉状態にあれば、絶縁電線１５の領域及び絶縁電線１６の領域は充電状態、絶縁電線１８の領域は停電状態にある。この状態で、レバー１４の引き操作を行って断路器１３を開放すると、絶縁電線１５の領域は充電状態にあるが、絶縁電線１６の領域及び絶縁電線１８の領域は停電状態になる。

【0025】

なお、ペンダントスイッチ３１がオフの場合、電源表示灯３２がオフ表示になり、電圧計３３は電圧を表示しない。また、絶縁電線１５の領域、絶縁電線１６の領域、及び絶縁電線１８の領域はいずれも停電状態にある。

【0026】

本実施形態に係るトレーニング装置１では、断路器１３の刃型スイッチ１３ａを開閉操作する作業（図３で説明した作業に相当）のトレーニングが実施可能である。なお、図１Ｂに示すように、筐体２内に、レバー１４を操作するためのフック棒３７を収容しておき、フック棒３７を使用して刃型スイッチ１３ａの開閉操作を行うようにしてもよい。また、刃型スイッチ１３ａの開閉接触部分の噛み合わせを、現場で実際に設置される場合の噛み合わせよりも緩くしておき、刃型スイッチ１３ａの開閉操作の際にトレーニング装置１に大きな力が作用しないようにしてもよい。

【0027】

また、本実施形態に係るトレーニング装置１では、銅帯１７ａ、断路器１３における絶縁電線１５、１６との接続部、端子台１９を検電対象部として、検電器を使用しての検電作業（図４で説明した作業に相当）のトレーニングが実施可能である。例えば銅帯１７ａ（絶縁電線１８の領域）では、模擬遮断器（低圧電磁開閉器２８）のオンオフや、断路器１３の開閉に応じて停電／充電状態に切り替わるので、現場での作業に即したトレーニングが実施可能である。

【0028】

また、本実施形態に係るトレーニング装置１では、銅帯１７ａ、断路器１３における絶縁電線１５、１６との接続部、端子台１９や、接地銅帯２１を接続部として、短絡接地器具を接続する作業（図５で説明した作業に相当）のトレーニングが実施可能である。

【0029】

また、本実施形態に係るトレーニング装置１では、電源表示灯３２、電圧計３３、遮断器状態表示灯３４の表示確認作業のトレーニングや、遮断器操作スイッチ３５のオンオフ作業のトレーニングが実施可能である。

【0030】

そして、上述したトレーニングを、現場でなく、教室や講義室等の安全エリアにトレーニング装置１を設置して実施することができる。トレーニング装置１によるトレーニングは、実電圧（高圧）の環境下でのトレーニングではなく、低圧の環境下でのトレーニングであり、高圧の環境下で確保すべき安全対策までは要求されない。一方で、無電圧ではなく、電圧が発生している環境下でのトレーニングであり、臨場感のあるトレーニングを実施することができる。
以上のように、電気関係作業のトレーニングに適したトレーニング装置１を提供することができる。

【0031】

なお、本実施形態では、変圧器２５が本発明でいう電圧出力装置に相当し、２００Ｖ～４４０Ｖ程度の交流電圧に変圧する例を述べたが、単相１００Ｖの交流電圧を供給する電源を利用して、電力機器に６００Ｖ以下の低圧を印加するものであればよい。ここで、検電器として、低圧～高圧に対応するものが市販されている。電圧出力装置が電力機器に印加する電圧を、現場（高圧の環境下）で実際に使用する検電器の動作電圧の低圧側の範囲内とすれば、実際に使用する検電器を使用したトレーニングが可能である。

【0032】

以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0033】

１：トレーニング装置、２：筐体、１３：断路器、１３ａ：刃型スイッチ、１７：がいし、１７ａ：銅帯、１９：端子台、２１：接地銅帯、２５：変圧器、２９：電源コード

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】