特開 2023-20309 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】P2023020309

(43)【公開日】2023-02-09

(54)【発明の名称】スイッチギヤ

(51)【国際特許分類】

   H02B 1/28 20060101AFI20230202BHJP

【ＦＩ】

H02B1/28 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021125599

(22)【出願日】2021-07-30

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中山 崇嗣

【テーマコード（参考）】

5G016

【Ｆターム（参考）】

5G016AA04

5G016CH02

(57)【要約】

【課題】筐体内にて内部アーク事故が発生した際に、換気口からガスが放出されることを抑制するスイッチギヤを提供する。
【解決手段】実施形態に係るスイッチギヤは、筐体と、主回路部と、放圧口と、換気口と、第１仕切り板と、第２仕切り板と、を備える。主回路部は、筐体内に収容される。放圧口は、筐体の天井部に設けられる。換気口は、筐体に設けられる。第１仕切り板は、換気口と主回路部の一部との間に設けられる。第２仕切り板は、第１仕切り板と主回路部の一部との間において、主回路部の一部の近傍且つ上方に設けられる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体内に収容された主回路部と、
前記筐体の天井部に設けられた放圧口と、
前記筐体に設けられた換気口と、
前記換気口と前記主回路部の一部との間に設けられた第１仕切り板と、
前記第１仕切り板と前記主回路部の前記一部との間において、前記主回路部の前記一部の近傍且つ上方に設けられた第２仕切り板と、
を備えるスイッチギヤ。

【請求項2】

前記主回路部は、上段主回路と下段主回路とを有し、
前記下段主回路の上方において前記下段主回路の近傍に位置し、前記天井部に沿う方向に延び、前記筐体内の母線室を規定する第３仕切り板をさらに備え、
前記第２仕切り板は、前記第３仕切り板と一体に形成されている、
請求項１に記載のスイッチギヤ。

【請求項3】

前記第２仕切り板は、一方の端部が前記換気口に近づくにつれて第１方向に向かうように傾斜した、
請求項１または２に記載のスイッチギヤ。

【請求項4】

前記第２仕切り板および前記第３仕切り板のうち少なくとも一つは、金属で構成される、
請求項１～３のうちいずれか１項に記載のスイッチギヤ。

【請求項5】

前記第１仕切り板は、前記換気口のサイズよりも大きい、
請求項１～４のうちいずれか１項に記載のスイッチギヤ。

【請求項6】

前記第１仕切り板と前記下段主回路との間に位置し、前記第１仕切り板と面する第４仕切り板をさらに備え、
前記第４仕切り板は、前記第２仕切り板よりも前記換気口の近傍に位置する、
請求項１～５のうちいずれか１項に記載のスイッチギヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、スイッチギヤに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、真空遮断器等が金属製の筐体内に収容されたスイッチギヤが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２１３３１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来のスイッチギヤは、スイッチギヤの盤内温度の上昇を抑えるため筐体の正面や背面に換気口が設けられている。そのため、筐体内にて内部アーク事故が発生した際に、換気口から発生した高温・高圧ガスが放出する虞がある。

【0005】

本発明が解決する課題の一例は、筐体内にて内部アーク事故が発生した際に、換気口からガスが放出されることを抑制するスイッチギヤを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係るスイッチギヤは、筐体と、主回路部と、放圧口と、換気口と、第１仕切り板と、第２仕切り板と、を備える。前記主回路部は、前記筐体内に収容される。前記放圧口は、前記筐体の天井部に設けられる。前記換気口は、前記筐体に設けられる。前記第１仕切り板は、前記換気口と前記主回路部の一部との間に設けられる。前記第２仕切り板は、前記第１仕切り板と前記主回路部の前記一部との間において、前記主回路部の前記一部の近傍且つ上方に設けられる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本実施形態のスイッチギヤの斜視図である。

【図2】図２は、本実施形態のスイッチギヤの断面図であって、図１のＶ－Ｖ位置での断面図である。

【図3】図３は、本実施形態の変形例のスイッチギヤの断面図であって、図１のＶ－Ｖ位置での断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（実施形態）
以下、実施形態に係るスイッチギヤを図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態の構成、並びに当該構成によってもたらされる作用及び結果（効果）は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。

【0009】

また、以下に開示される実施形態の変形例には、同様の構成要素が含まれる。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。なお、本明細書では、序数は、部品や部材を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。

【0010】

また、以下の各図では、便宜上、互いに直交する三方向が定義されている。Ｘ方向は、スイッチギヤ１の前後方向に沿う方向である。Ｙ方向は、スイッチギヤ１の幅方向に沿う方向であり、左右方向とも称され得る。Ｚ方向は、スイッチギヤ１の高さ方向に沿う方向であり、上下方向とも称され得る。また、Ｘ方向は、第１方向の一例である。

【0011】

図１は、本実施形態に係るスイッチギヤ１の斜視図である。図２は、本実施形態に係るスイッチギヤ１の断面図である。図１、２に示すように、本実施形態のスイッチギヤ１は、筐体１１と、放圧口１２と、フラッパー１３と、換気口１４と、収納機器１５と、上段母線室１６と、下段母線室１７と、断路部１８と、主回路部１９と、換気口障壁２０と、誘導障壁２１と、を備える。換言すれば、スイッチギヤ１は、収納機器１５が金属製の筐体１１内に収容された、所謂金属閉鎖形スイッチギヤである。なお、スイッチギヤ１は、この例には限定されない。筐体１１は、盤や閉鎖箱等とも称されうる。

【0012】

筐体１１は、例えば、金属製であり、直方体状の箱型に構成されている。筐体１１は、下壁部１１ａと、側壁部１１ｂと、上壁部１１ｃと、を有する。下壁部１１ａは、Ｚ方向と直交する方向（ＸＹ平面）に沿って延びている。

【0013】

側壁部１１ｂは、下壁部１１ａの端部から囲むように突出し、上方向（＋Ｚ方向）に延びている。

【0014】

上壁部１１ｃは、下壁部１１ａと間隔を空けて反対側に位置し、Ｚ方向と直交する方向（ＸＹ平面）に沿って延びている。なお、上壁部１１ｃは、天井部の一例である。

【0015】

放圧口１２は、スイッチギヤ１の筐体１１内にて内部アーク事故が起きた際に、発生するガスを外部に放出するものである。放圧口１２は、筐体１１の上壁部１１ｃから開口している。なお、放圧口１２の数や形状は適宜変更されても良い。

【0016】

フラッパー１３は、筐体１１内にて内部アーク事故が起きた際に放圧口１２から放出されるガスを制限するものである。フラッパー１３は、ヒンジまたはミシン目によって、筐体１１の上壁部１１ｃに開閉自在に設けられており、放圧口１２を覆うことが可能である。なお、フラッパー１３の数や形状は、放圧口１２の数や形状に対応させ適宜変更されても良い。

【0017】

換気口１４は、筐体１１内の空気を換気するものである。本実施形態では、換気口１４は、前方向（＋Ｘ方向）に向く側壁部１１ｂに設けられている。なお、換気口１４の配置位置は、側壁部１１ｂ上であれば適宜変更されても良い。換気口１４には、ミシン目状の複数の孔が設けられており、筐体１１内の空気を換気可能である。

【0018】

収納機器１５には、例えば、遮断器等の装置が含まれる。収納機器１５は、筐体１１に収納され、筐体１１の上下方向（Ｚ方向）において上段収納機器１５１と下段収納機器１５２とに分かれる。なお、本実施形態では二つの収納機器１５が筐体１１に収納されているが、これよりも多い数の収納機器１５が筐体１１内に収納されても良い。

【0019】

上段収納機器１５１には、上段母線室１６が設けられている。上段母線室１６は、上壁部１１ｃと上段母線室１６を仕切る上段母線室仕切り板１６１により囲まれた空間である。

【0020】

上段母線室仕切り板１６１は、Ｘ方向（ＹＺ平面）に沿って延びた後、Ｘ方向と直交する方向（ＹＺ平面）に沿って延びている。上段母線室仕切り板１６１には、例えばミシン目状の複数の孔が設けられており、内部アーク事故にて発生したガスを通気可能である。

【0021】

下段収納機器１５２には、下段母線室１７が設けられている。下段母線室１７は、下段母線室１７を規定する下段母線室仕切り板１７１と誘導障壁２１の一部とにより囲まれた空間である。なお、下段母線室１７は、母線室の一例である。

【0022】

下段母線室仕切り板１７１は、Ｘ方向（ＹＺ平面）に沿って延びる金属で構成された二枚の仕切りである。下段母線室仕切り板１７１には、例えばミシン目状の複数の孔が設けられており、内部アーク事故にて発生したガスを通気可能である。なお、下段母線室仕切り板１７１は、第３仕切り板の一例である。

【0023】

断路部１８は、上段収納機器１５１及び下段収納機器１５２に固定されており、左右方向（Ｙ方向）に複数並んでいる。複数の断路部１８の一部は、上段母線室１６及び下段母線室１７に収納されている。

【0024】

主回路部１９は、上段主回路１９１と、下段主回路１９２と、を有する。主回路部１９は、銅やアルミニウム等の金属で構成される。

【0025】

上段主回路１９１は、上段収納機器１５１に固定された断路部１８の一部に接続される。上段主回路１９１は、例えばＬ字状に形成され、電力ケーブルが接続される。

【0026】

下段主回路１９２は、下段収納機器１５２に固定された断路部１８の一部に接続される。下段主回路１９２は、例えば前方向（＋Ｘ方向）に延び、換気口１４に近づくにつれて下方向（－Ｚ方向）に傾斜して形成され、電力ケーブルが接続される。

【0027】

換気口障壁２０は、内部アーク事故発生時に放出されるガスが換気口１４から放出されないように遮るものである。本実施形態では、換気口障壁２０は、換気口１４と下段主回路１９２との間に位置する。換気口障壁２０の配置位置は、下段主回路１９２側よりも換気口１４側に寄っている。

【0028】

換気口障壁２０は、下壁部１１ａから突出し、Ｘ方向と直交する方向（ＹＺ平面）に沿って延びている。換気口障壁２０のサイズは、換気口１４からガスが漏れないようにするため換気口１４のサイズよりも大きい。なお、換気口障壁２０は、第１仕切り板の一例である。

【0029】

誘導障壁２１は、金属で構成されており、下段主回路１９２において内部アークが発生した時、ガスを上壁部１１ｃに開口した放圧口１２に誘導するものである。誘導障壁２１は、換気口障壁２０よりも下段主回路１９２の上方かつ近傍に位置する。

【0030】

誘導障壁２１の一部は、下段母線室仕切り板１７１と一体となって、下段母線室１７を囲んでおり、Ｘ方向と直交する方向（ＹＺ平面）に沿って延びている。誘導障壁２１の下方向（－Ｚ方向）の端部は、換気口１４に近づくにつれて前方向（＋Ｘ方向）に傾斜している。なお、誘導障壁２１は、第２仕切り板の一例である。

【0031】

本実施形態では、一例として、誘導障壁２１の傾斜部分は、１つであるが、複数の傾斜部分が高さ方向（Ｚ方向）に沿って設けられても良い。また、下段母線室仕切り板１７１を誘導障壁２１のような形状に加工することで、誘導障壁２１は設けなくとも良い。

【0032】

仕切り板２２は、下段主回路１９２において内部アークが発生した時、高温になった下段主回路１９２によって、換気口障壁２０が溶けることを防ぐものである。仕切り板２２は、下壁部１１ａから突出し、Ｘ方向と直交する方向（ＹＺ平面）に沿って延びている。

【0033】

本実施形態では、仕切り板２２は、換気口障壁２０と下段主回路１９２との間に位置する。仕切り板２２の配置位置は、下段主回路１９２側よりも換気口障壁２０側に寄っている。なお、仕切り板２２は、第４仕切り板の一例である。

【0034】

本実施形態では、一例として、１枚の仕切り板２２が配置されているが、複数の仕切り板２２が前後方向（Ｘ方向）に沿って配置されても良い。

【0035】

以上のように、本実施形態のスイッチギヤ１は、筐体１１と、筐体１１の上壁部１１ｃ放圧口１２と、筐体１１に設けられた換気口１４と、筐体１１内に収容された主回路部１９と、換気口１４と主回路部１９の一部との間に設けられた換気口障壁２０と、換気口障壁２０と主回路部１９の一部との間において、主回路部１９の一部の近傍且つ上方に設けられた誘導障壁２１と、を備える。

【0036】

本実施形態のスイッチギヤ１の筐体１１内にて内部アーク事故が発生する場合、筐体１１内に収容された主回路部１９の下段主回路１９２において内部アークが発生し、高温になり溶けることで高温・高圧ガスが発生する。発生したガスは、発生源を中心として等方的に拡散する。

【0037】

筐体１１の上壁部１１ｃに到達したガスは、圧力によって筐体１１の上壁部１１ｃに設けられたフラッパー１３を持ち上げ、放圧口１２から外部に放出する。

【0038】

換気口１４は、換気口障壁２０で遮られている。換気口障壁２０は、換気口１４に向かうガスを止めることで、ガスが換気口１４から外部に放出されることを防ぐ。

【0039】

換気口障壁２０と主回路部１９の下段主回路１９２との間において、下段主回路１９２の近傍且つ上方に設けられている誘導障壁２１は、他の部位に比べて溶けやすくなっている。高温・高圧ガスによって溶かされることで誘導障壁２１には、穴が開口し、上方に流路が形成される。これにより、誘導障壁２１は、上方にガスを誘導することができる。

【0040】

これにより、ガスは上壁部１１ｃに近い位置を通じて放出されやすくなる。また、誘導障壁２１を通してガスが放出されることにより、換気口障壁２０がガスに晒され難くなる。従って、本実施形態のスイッチギヤ１は、換気口１４よりガスを放出することがなくなる。

【0041】

また、本実施形態では、主回路部１９は、上段主回路１９１と、下段主回路１９２と、を有し、下段主回路１９２の上方において下段主回路１９２の近傍に位置し、上壁部１１ｃに沿う方向に延び、筐体１１内の下段母線室１７を規定する下段母線室仕切り板１７１をさらに備える。そして、誘導障壁２１は、下段母線室仕切り板１７１と交差する方向に延び、下段母線室仕切り板１７１と一体に形成されている。これにより、下段主回路１９２において内部アークが発生した時、誘導障壁２１と同様に下段母線室仕切り板１７１も溶けやすくなる。

【0042】

従って、誘導障壁２１と同様に、高温・高圧ガスによって溶かされることで下段母線室仕切り板１７１には、穴が開口し、流路が形成される。これにより、誘導障壁２１は、上方にガスを誘導することができ、換気口障壁２０がさらにガスに晒され難くなる。

【0043】

また、本実施形態では、誘導障壁２１は、下方向（－Ｚ方向）の端部が換気口１４に近づくにつれて前方向（＋Ｘ方向）に傾斜している。これにより、下段主回路１９２で発生したガスを上壁部１１ｃに誘導することができる。

【0044】

また、本実施形態では、誘導障壁２１及び下段母線室仕切り板１７１は、金属で構成される。これにより、誘導障壁２１及び下段母線室仕切り板１７１は、金属で構成されていない他の部位に比べ、溶けやすい。従って、誘導障壁２１及び下段母線室仕切り板１７１以外の部位が溶けて、ガスが放出されることを防ぐ。

【0045】

また、本実施形態では、換気口障壁２０は、換気口１４のサイズよりも大きい。これにより、換気口１４に向かうガスをさらに遮る。

【0046】

また、本実施形態では、換気口障壁２０と下段主回路１９２との間に位置し、換気口障壁２０と面する仕切り板２２をさらに備える。仕切り板２２は、誘導障壁２１よりも換気口１４の近傍に位置する。これにより、換気口１４に向かうガスによって、換気口障壁２０が溶けることを防ぐ。従って、仕切り板２２は、下段主回路１９２において内部アークが発生した時、換気口１４からガスが放出されることを抑制する。

【0047】

また、本実施形態のスイッチギヤ１は、換気口１４よりガスを放出することがなくなることにより、スイッチギヤ１の筐体１１周辺で作業する作業員の安全性が向上する。

【0048】

（変形例）
図３は、本実施形態に係る変形例のスイッチギヤ１Ａの断面図である。図３に示されるように、本変形例では、誘導障壁２１の下方向（－Ｚ方向）の端部は、上壁部１１ｃに向かって前方向（＋Ｘ方向）に傾斜している。また、仕切り板２２ａの上方向（＋Ｚ方向）の端部は、上壁部１１ｃに向かって前方向（＋Ｘ方向）に傾斜している。このような構成によっても、内部アーク事故によって発生したガスを上壁部１１ｃに誘導することができる。なお、誘導障壁２１および仕切り板２２ａの傾斜角度は、上記実施形態や変形例には限定されない。

【0049】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0050】

１、１Ａ スイッチギヤ
１１ 筐体
１１ｃ 上壁部（天井部）
１２ 放圧口
１３ フラッパー
１４ 換気口
１７ 下段母線室（母線室）
１７１ 下段母線室仕切り板（第３仕切り板）
１９ 主回路部
１９１ 上段主回路
１９２ 下段主回路
２０ 換気口障壁（第１仕切り板）
２１ 誘導障壁（第２仕切り板）
２２、２２ａ 仕切り板（第４仕切り板）
Ｘ方向 第１の方向

【図1】

【図2】

【図3】