特開 2022-189263 スイッチギヤ

(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】P2022189263

(43)【公開日】2022-12-22

(54)【発明の名称】スイッチギヤ

(51)【国際特許分類】

   H02B 1/32 20060101AFI20221215BHJP

【ＦＩ】

H02B1/32 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021097757

(22)【出願日】2021-06-11

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002941

【氏名又は名称】弁理士法人ぱるも特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中浦 聡

【テーマコード（参考）】

5G016

【Ｆターム（参考）】

5G016AA04

5G016CD25

5G016CD26

(57)【要約】

【課題】スイッチギヤのアークスペースの筐体への取付が十分でなく、アークスペースの脱落、破損などが生じる恐れがある。
【解決手段】アークスペースを構成する金属板を、碍子を介して金属ボルトで筐体に締結しているため、アークスペースの絶縁耐力が向上するとともに、充分な締付トルクでアークスペースを筐体に締結することができる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流遮断器の遮断時に発生するホットガスを盤外に排出するアークスペースを、筐体内に配設したスイッチギヤにおいて、前記アークスペースの側板である金属板を、碍子を介して前記筐体に金属ボルトで固定したことを特徴とするスイッチギヤ。

【請求項2】

前記金属板は、前部と後部に分けて配設され、前記前部と後部の金属板の間を絶縁板で繋いでいることを特徴とする請求項１に記載のスイッチギヤ。

【請求項3】

前記絶縁板は、前記金属板と金属ボルトで共締めされていることを特徴とする請求項２に記載のスイッチギヤ。

【請求項4】

前記金属板は、前記アークスペースの上側前部と上側後部、下側前部と下側後部に分けて配設され、前記下側前部と前記下側後部の金属板は前記直流遮断器の消弧室周囲に位置しており、前記上側前部と前記上側後部の金属板の間を第１の絶縁板で内側から繋いでいるとともに、前記下側前部と前記下側後部の金属板の間を内側から第２の絶縁板で繋いで形成され、前記第２の絶縁板の面積が前記第１の絶縁板の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のスイッチギヤ。

【請求項5】

前記第１の絶縁板および前記第２の絶縁板は、前記金属板と金属ボルトで共締めされていることを特徴とする請求項４に記載のスイッチギヤ。

【請求項6】

前記金属板の下部に絶縁板が配設されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のスイッチギヤ。

【請求項7】

前記アークスペースの前面の金属板に、碍子を介して制御機器を配置したことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のスイッチギヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願はスイッチギヤに関するものである。

【背景技術】

【0002】

直流遮断器のアークスペースが絶縁板で形成され、この絶縁板を、筐体に取り付ける構造が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。なお、アークスペースを、特許文献１では消弧室３、特許文献２では、アークバリア３と記載しているが、それぞれの文献に、遮断時のアークを消弧するための箱型の大きな空間と説明されており、本願で説明するアークスペースと同じ機能を有するものと考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開昭６０－１３８３０５号公報

【特許文献2】特開昭５９－１０３５０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、スイッチギヤをコンパクトにするため、筐体自体を縮小化する傾向に伴い、アークスペースも縮小化される。このような構成により、直流遮断器の遮断時に、縮小化されたアークスペースを構成する絶縁板が受けるホットガス（高温で導電性を有する気体）の圧力は従来よりも大きくなり、絶縁板が破損する恐れがある。

【0005】

また、特許文献１のように、アングルと引掛金具との係合により、消弧室３を筐体に取り付ける構造、あるいは、特許文献２のように、アングル同士の係合によりアークバリア３を筐体に取り付ける構造では、ホットガスの圧力による振動で、係合が緩む、または係合が外れることにより、消弧室３またはアークバリア３が、脱落あるいは破損する恐れがある。

【0006】

これを防ぐために、絶縁ボルトにより絶縁板で形成されたアークスペースを筐体に固定することも考えられるが、通常の鉄ボルトと比較して絶縁ボルトは強度が低く、充分なトルクで締結できない。そのため、アークスペース内部の圧力上昇により、絶縁ボルト締結部に応力が集中し、絶縁ボルトの緩みまたは破損が生じる恐れがある。

【0007】

本願は上述のような問題を解決するためになされたもので、絶縁耐力が向上するとともに、充分な締付トルクで筐体に締結されたアークスペースを有するスイッチギヤ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】

【0008】

本願に開示されるスイッチギヤは、直流遮断器の遮断時に発生するホットガスを盤外に排出するアークスペースを、筐体内に配設しており、アークスペースの側板である金属板を、碍子を介して前記筐体に金属ボルトで固定している。

【発明の効果】

【0009】

本願に開示されるスイッチギヤによれば、アークスペースを構成する金属板を碍子を介して金属ボルトで筐体に締結しているため、アークスペースの絶縁耐力が向上するとともに、充分な締付トルクでアークスペースを筐体に締結することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係るスイッチギヤの斜視図である。

【図2】図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】実施の形態１に係るスイッチギヤのアークスペースの構造図である。

【図4】図１のＢ－Ｂ断面の上部拡大図である。

【図5】実施の形態２に係るスイッチギヤのアークスペースの構造図である。

【図6】実施の形態３に係るスイッチギヤのアークスペースの構造図である。

【図7】実施の形態４に係るスイッチギヤのアークスペースの構造図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

実施の形態１．
図１は実施の形態１のスイッチギヤの斜視図、図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。
スイッチギヤ１００は、筐体１内の区切られた空間に、機器が収納されて構成されている。すなわち、筐体１には、直流遮断器（以下遮断器と称す）２が、紙面手前側に引出し可能に収納され、遮断器２の上部にアークスペース３が筐体１に取り付けられている。

【0012】

アークスペース３は、遮断器２に取り付けられた消弧室２１を取囲むように、側面を金属板３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、及び絶縁板３２ａ、３２ｂ、正面及び背面を、金属板３１ｅ、３１ｆ及び絶縁板３２ｃ、３２ｄにより構成されている。アークスペース３は、筐体１の天井部まで延び、天井部には排気口が形成された換気塔１１が設けられている。遮断器２の背後には、母線導体４、各種ケーブル５が収納されている。

【0013】

遮断器２の前面にはフェースプレート２２が取付けられ、遮断器２を引き出すための取っ手、遮断器２を手動で投入させるための手動投入ハンドルを差し込むための孔部、遮断器２本体を試験位置と接続位置との間を移動させるためのハンドルを取り付けるための孔部などが設けられている。

【0014】

図３は、図１のアークスペースの構造図、図４は、図１のＢ－Ｂ断面の上部拡大図である。アークスペース３は、上部側面の前部の金属板３１ａと上部側面の後部の金属板３１ｂを、帯状の絶縁板３２ａで繋ぎ、下部側面の前部の金属板３１ｃと下部側面の後部の金属板３１ｄを絶縁板３２ｂで繋ぐことにより、金属板による前後の導電性バリアの絶縁分離を形成し、直流遮断器の再点弧を防止している。

【0015】

アークスペース３の消弧室２１のホットガスの噴き出し口周辺は、絶縁板３２ａよりも面積の大きい、アークスペース前部の絶縁板３２ｂ、側部の絶縁板３２ｃ、後部の絶縁板３２ｄにより、消弧室２１を囲むように形成され、絶縁性を高めている。金属板３１ｃ、３１ｄは、絶縁板３２ｂの外側を囲むように重ねて配設され、金属ボルト７で共締めされている。これにより、碍子６を介して筐体１と締結されるのは、金属板となり、絶縁板が直接筐体１と締結されておらず、筐体１への取り付けの際の絶縁板の破損などを防ぐことができる。

【0016】

直流遮断器の遮断直後のアークスペース３は、ホットガスにより、一時的に通電性能を有するため、アークスペース３は、接地されている筐体１に対して中間電位とすることにより、対地間強度を確保している。このため、図４で示すように、筐体１のフレーム８とアークスペース３との間を、碍子６を介して、鉄ボルトなどの金属ボルト７で締結する。これにより、アークスペース３を絶縁支持する碍子６により沿面長を長くし、絶縁耐力を強化できる。

【0017】

金属板３１ａと金属板３１ｂとを絶縁分離する方法として、柱状の絶縁材を金属板３１ａと金属板３１ｂとの間に配置し、この柱状の絶縁材を筐体１に固定して形成することも可能である。しかし、柱状の絶縁物の場合、碍子を介して筐体１に固定する構造ではなく、直接、筐体１に柱状の絶縁材を固定することとなる。このため、沿面長が足りず、地絡経路となる恐れがある。

【0018】

以上のように本実施の形態では、図５に示すように、アークスペース３の側板を構成する金属板３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは、破線で囲んだ碍子６を介して筐体１に固定されるため、アークスペース３と筐体との間の絶縁耐力に差が生じる箇所がなく、均一に絶縁耐力を強化することができる。さらに、金属板３１ａと金属板３１ｂとを絶縁板３２ａで繋ぎ、金属板３１ｃと金属板３１ｄとを絶縁板３２ｂで繋いでいるため、導電性バリアの絶縁分離を確実に形成できる。さらに、金属板３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは、碍子６を介して金属ボルト７で筐体１に固定するため、アークスペース３内の圧力上昇によるボルトの緩みあるいは破損が発生しない程度に充分な締付トルクでの締結が可能となる。なお、金属板３１ａ、３１ｂ、と絶縁板３２ａ、または金属板３１ｃ、３１ｄ、と絶縁板３２ｂは金属ボルト７で共締めしているが、これに限るものではない。

【0019】

実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係るスイッチギヤ１００のアークスペース３ａを示す斜視図である。実施の形態１のアークスペース３と同じ構成の箇所は説明を省略する。
実施の形態１において、絶縁板３２ｂは、絶縁性を高めるために、遮断器２の上部の周囲に配設されているが、帯状の絶縁板３２ａをアークスペース３ａの上部から下部まで配設し、絶縁板３２ａに金属板３１ａ、３１ｂ、金属板３１ｃ、３１ｄ、金属板３１ｇ、３１ｈを絶縁板３２ａと繋ぐことにより絶縁分離を行ってもよい。これにより、使用する絶縁板の面積を減らすことができ、コストの削減を図ることができる。

【0020】

金属板３１ｇ、３１ｈは、実施の形態１の絶縁板３２ｂと同様に、遮断器２の上部のみを覆うように構成してもよく、ホットガスが筐体１内のアークスペースの外に放出するのを確実に防ぐように遮断器２の側面の上部から下部までを覆うように構成してもよい。特に遮断器２にフィンが取り付けられている場合に有効である。

【0021】

実施の形態３．
図７は、実施の形態３に係るスイッチギヤ１００のアークスペース３ｂを示す斜視図である。絶縁板３２ｄ以外は実施の形態１と同じ構成である。実施の形態２のように金属板３１ｇ、３１ｈを帯状の絶縁板３２ａで繋ぐ構造物により遮断器２の側部を覆うよりも、２枚の絶縁板３２ｄにより遮断器２の側部を覆うことで、構成も簡素化でき、部品点数を削減できるとともに、絶縁性を向上させることが可能となる。

【0022】

実施の形態４．
図８は、実施の形態４に係るスイッチギヤ１００のアークスペース３ｃを示す斜視図である。構造は、実施の形態２と同様、帯状の絶縁板３２ａをアークスペース３ａの上部から下部まで配設し、絶縁板３２ａに金属板３１ａ、３１ｂ、金属板３１ｃ、３１ｄ、金属板３１ｇ、３１ｈを絶縁板３２ａと繋ぐことにより絶縁分離を行っている。これに加え、前面の金属板３１ｅに碍子を介してフレームを取り付け、その上に制御盤を配設している。これにより、スイッチギヤの小型化により、制御室に配置できなくなった制御盤の一部の制御機器（例えばリレー９等）を、アークスペースの前面に配設することが可能となる。

【0023】

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

【符号の説明】

【0024】

１：筐体、２：直流遮断器、３、３ａ、３ｂ、３ｃ：アークスペース、４：母線導体、５：ケーブル、６：碍子、７：金属ボルト、８：フレーム、９：リレー、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ、３１ｇ、３１ｈ：金属板、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ：絶縁板、１００：スイッチギヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】