特許 7196818 スイッチギアのロック構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-19

(45)【発行日】2022-12-27

(54)【発明の名称】スイッチギアのロック構造

(51)【国際特許分類】

   H02B 1/14 20060101AFI20221220BHJP

   H02B 3/00 20060101ALI20221220BHJP

   H05K 5/02 20060101ALI20221220BHJP

   H05K 5/03 20060101ALI20221220BHJP

【ＦＩ】

H02B1/14 Z

H02B3/00 Z

H05K5/02 A

H05K5/03 D

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019198996

(22)【出願日】2019-10-31

(65)【公開番号】P2021072727

(43)【公開日】2021-05-06

【審査請求日】2022-08-30

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003942

【氏名又は名称】日新電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 剛貴

【審査官】内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１１５０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１７１７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０３－０８０６０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０８－０５０８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５５－１４１２０４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ２７／００ － ２７／１０

Ｈ０２Ｂ １／００ － １／３８

１／４６ － １１／２８

Ｈ０５Ｋ ５／００ － ５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチギアの筐体の内部機器を閉塞するために取り付けられる、着脱可能な複数の遮蔽板と、
前記複数の遮蔽板の取り外しをロック可能な遮蔽板ロック機構と、
前記内部機器の電気系統から入力される一次電圧を変換した二次電圧を前記遮蔽板ロック機構に出力する変成器とを備え、
前記複数の遮蔽板は、取り外す際の順序が規定されるように、隣り合う２枚の前記遮蔽板の少なくとも一部が重複するように配置され、
前記遮蔽板ロック機構は、当該順序の最先に該当する前記遮蔽板に取り付けられて、当該遮蔽板の取り外しをロック可能に構成されており、
前記遮蔽板ロック機構は、第１のロック部および第２のロック部を含み、
前記第１のロック部は、前記第２のロック部を開錠するための開錠具を有しているとともに、前記変成器から前記二次電圧が出力されている場合には前記開錠具が取り外し不可の状態を維持し、かつ、前記変成器から前記二次電圧が出力されていない場合に前記開錠具を取り外し可能な状態となり、
前記第２のロック部は、前記遮蔽板の取り外しをロックするとともに、前記開錠具によってロック解除可能であることを特徴とするスイッチギアのロック構造。

【請求項2】

前記複数の遮蔽板が３枚の遮蔽板からなる、請求項１に記載のスイッチギアのロック構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、受変電設備に用いられるスイッチギアのロック構造に関する。

【背景技術】

【0002】

受変電設備に用いられるスイッチギアには、充電状態にある受変電機器に作業者が接触することを防止するために、充電状態の受変電機器を閉塞するための遮蔽板が設けられている。

【0003】

通常、受変電機器の保守点検時には、遮断器を開放して当該受変電機器を停電状態とした上で遮蔽板を取り外し、保守点検作業を実施する。

【0004】

しかしながら、作業者の不注意により、高圧盤の操作スイッチにより遮断器を開放しない状態のままで、遮蔽板を取り外してしまう可能性がある。この場合、充電状態にある受変電機器に作業者が接触することにより感電事故となる。

【0005】

このようなヒューマンエラーによる感電事故を未然に防止するための技術的手段として、例えば、特許文献１に開示されている受変電設備が挙げられる。特許文献１に記載の受変電設備は、第１のスイッチギアと、第２のスイッチギアと、を具備している。前記第１のスイッチギアは、金属閉鎖箱に対して遮蔽板を南京錠で施錠している。前記第２のスイッチギアは、前記第１スイッチギアの母線上流側に配置されている。また、前記第２のスイッチギアは、第１のスイッチギアの受変電機器を断接する操作スイッチおよび第１のスイッチギアの受変電機器が母線から切り離された状態で南京錠を開錠するキーが抜脱可能なキースイッチを有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１９－４７５９４号公報（２０１９年３月２２日公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に開示されている受変電設備では、第１のスイッチギアの南京錠を開錠するためのキーが第２のスイッチギア内に具備されている。さらに、遮蔽板ごとに南京錠で施錠されているため、開錠作業の効率化の点で改善の余地がある。

【0008】

本発明の一態様は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、スイッチギアのロック構造において、ロック解除にかかる作業効率を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るスイッチギアのロック構造は、スイッチギアの筐体の内部機器を閉塞するために取り付けられる、着脱可能な複数の遮蔽板と、前記複数の遮蔽板の取り外しをロック可能な遮蔽板ロック機構と、前記内部機器の電気系統から入力される一次電圧を変換した二次電圧を前記遮蔽板ロック機構に出力する変成器とを備え、前記複数の遮蔽板は、取り外す際の順序が規定されるように、隣り合う２枚の前記遮蔽板の少なくとも一部が重複するように配置され、前記遮蔽板ロック機構は、当該順序の最先に該当する前記遮蔽板に取り付けられて、当該遮蔽板の取り外しをロック可能に構成されており、前記遮蔽板ロック機構は、第１のロック部および第２のロック部を含み、前記第１のロック部は、前記第２のロック部を開錠するための開錠具を有しているとともに、前記変成器から前記二次電圧が出力されている場合には前記開錠具が取り外し不可の状態を維持し、かつ、前記変成器から前記二次電圧が出力されていない場合に前記開錠具を取り外し可能な状態となり、前記第２のロック部は、前記遮蔽板の取り外しをロックするとともに、前記開錠具によってロック解除可能であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一態様によれば、スイッチギアのロック構造において、ロック解除にかかる作業効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係るロック構造を備えるスイッチギアの構成を概略的に示す断面図である。

【図2】図１に示される断面図におけるＩ－Ｉ線矢視断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るロック構造に含まれる遮蔽板の構成例を示す概略図である。

【図4】本発明の他の実施形態に係るロック構造に含まれる遮蔽板の構成例を示す概略図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るロック構造に含まれるロック機構の拡大図である。

【図6】上記ロック機構の一部である第１のロック部の内部構造を示す断面図である。

【図7】本発明の一実施形態に係るロック構造に含まれる遮蔽板の一変形例について示す概略図である。

【図8】本発明の一実施形態に係るロック構造に含まれる遮蔽板の他の変形例について示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施形態におけるスイッチギアのロック構造について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0013】

（スイッチギアの構成）
図１は、本実施形態に係るロック構造を備えるスイッチギア１の構成を概略的に示す断面図である。図２は、図１に示される断面図におけるＩ－Ｉ線矢視断面図である。

【0014】

図１に示すように、本実施形態におけるスイッチギア１は、筐体１０と、受変電機器１１と、着脱可能な複数の遮蔽板（第１遮蔽板３１、第２遮蔽板３２、および第３遮蔽板３３）と、ロック機構（遮蔽板ロック機構）２と、変成器１２とを備えている。以下、第１遮蔽板３１、第２遮蔽板３２、および第３遮蔽板３３をまとめて言及する場合、遮蔽板３１～３３と称する。

【0015】

図１において、スイッチギア１が地面に設置された場合、地面に対して垂直な方向をＸ軸方向とする。また、スイッチギア１を図１の白抜き矢印方向から見たときに、対向する面においてＸ軸と垂直な方向をＹ軸方向とする。そして、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交するスイッチギア１の奥行方向をＺ軸方向と規定する。以下、図２～６の図面を参照して説明する場合においても、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向を同様に規定して説明する。

【0016】

スイッチギア１は、一般に開閉装置とも呼ばれ、引込線から配電線に延びる母線に接続される装置であって、該母線の上流側における高電圧を適正な電圧に変圧した上で各負荷へ配電するために用いられる。スイッチギア１は、金属製の筐体１０の内部に、筐体１０の内部機器である受変電機器１１を備えている。受変電機器１１は、受変電のための種々の機器であり、例えば、変流器、変圧器、遮断器、各種計測器、保護継電器などを含む。受変電機器１１は、母線に接続され、外部から電力が供給されている。スイッチギア１は、内部に含まれる受変電機器１１の種類により、受電盤、配電線盤、コンデンサ盤、変圧器盤、低圧盤などとも呼ばれる。

【0017】

筐体１０は、受変電機器１１を格納するための金属製の箱である。筐体１０は、受変電機器１１を保守点検する際に開放可能な扉５を備えている。スイッチギア１は、扉５を開放した状態において、筐体１０内の受変電機器１１の充停電状態に応じて受変電機器１１を閉塞して、作業者の安全を確保するために設けられたロック構造を備えている。本実施形態におけるスイッチギア１のロック構造は、遮蔽板３１～３３、ロック機構２、および変成器１２を含む。遮蔽板３１～３３、ロック機構２、および変成器１２について、以下の各項目において詳述する。

【0018】

（遮蔽板の構成）
遮蔽板３１～３３の構成について、図２～図４を用いて説明する。

【0019】

遮蔽板３１～３３は、受変電機器１１を閉塞するために取り付けられる板であり、充電状態にある受変電機器１１に作業者が接触することを防止する。遮蔽板３１～３３は、通常、複数の固定具４（例えば、ボルト）により筐体１０に固定されている。遮蔽板３１～３３は、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネートなどの樹脂製である。遮蔽板３１～３３が樹脂製である場合、切断、整形などの加工がし易く、軽量なため、取り扱いに好適である。また、透明性を有する樹脂を用いた場合、遮蔽板３１～３３が取り付けられている状態で、スイッチギア１の内部機器類を視認することができる。他の一実施形態において、遮蔽板３１～３３は、鋼板などの金属製であってもよい。遮蔽板３１～３３が金属製である場合、耐久性に優れるとともに、形状の一部に湾曲部を比較的容易に形成できる。

【0020】

図３は、遮蔽板３１～３３の構成例を示す概略図であって、遮蔽板３１～３３がアクリル板などの板状材料により構成されているときの例を示している。図３の符号３０１は、図２における各遮蔽板の重複（接続）部分の拡大図である。図３の符号３０２は、符号３０１のＪ－Ｊ線矢視断面図を示している。

【0021】

図３に示すように、第１遮蔽板３１は、本体部３１Ａと、重複部３１Ｂとを備えている。本体部３１Ａは、Ｘ軸方向における第２遮蔽板３２および第３遮蔽板３３の間に配置されており、四隅を固定具４で固定されている。重複部３１Ｂは、その一部が他の遮蔽板（第２遮蔽板３２または第３遮蔽板３３）の一部と重複するように構成されており、本体部３１Ａにおける表面上に接着されている。図３中、接着箇所を領域Ｐとして示している。第１遮蔽板３１がアクリル板である場合、本体部３１Ａと重複部３１Ｂとの接着には、例えばアクリル接着剤などの接着剤が用いられる。

【0022】

重複部３１Ｂは、第２遮蔽板３２および第３遮蔽板３３を固定するための複数の固定箇所のうち少なくとも一部に重複するように配置される。重複部３１Ｂは、そのように配置することが可能な形状を有している。重複部３１Ｂは、遮蔽板３１～３３を筐体１０に取り付けた状態において、第１遮蔽板３１よりも先に、第２遮蔽板３２および第３遮蔽板３３のいずれかを取り外すことができないように、第２遮蔽板３２および第３遮蔽板３３の端部近傍を板押さえする。本実施形態では、第２遮蔽板３２および第３遮蔽板３３は、重複部３１Ｂが重複している固定箇所において、固定具４によって重複部３１Ｂと共締めされている。

【0023】

上記構成により、第１遮蔽板３１を取り外さない限り、第２遮蔽板３２および第３遮蔽板３３を取り外すことができない構成となっている。換言すると、遮蔽板３１～３３は、取り外す際の順序が規定されており、第１遮蔽板３１は、当該順序の最先に該当している。

【0024】

（他の一例における遮蔽板の構成）
図４は、遮蔽板３１～３３が金属製の板など、湾曲形成が可能な板状材料により構成されているときの例（第１遮蔽板３１’、第２遮蔽板３２’および第３遮蔽板３３’）を示している。図４の符号４０１は、図２における各遮蔽板の重複部分の拡大図である。図４の符号４０２は、符号４０１のＫ－Ｋ線における断面図を示している。

【0025】

図４に示すように、第１遮蔽板３１’は、本体部３１Ａ’と、重複部３１Ｂ’とを備えている。第１遮蔽板３１’は、重複部３１Ｂ’が本体部３１Ａ’と一体形成されているという点で第１遮蔽板３１（図３参照）と異なる。図４に示す遮蔽板３１’～３３’の場合、第１遮蔽板３１’の固定箇所と、第２遮蔽板３２’の固定箇所の少なくとも一部とが重複している。同様に、第１遮蔽板３１’の固定箇所と、第３遮蔽板３３’の固定箇所の少なくとも一部とが重複している。当該重複する固定箇所において、第１遮蔽板３１’と第２遮蔽板３２’、第１遮蔽板３１’と第３遮蔽板３３’は、それぞれ固定具４によって共締めされている。

【0026】

図４の場合も、第１遮蔽板３１’を取り外さないかぎり、第２遮蔽板３２’および第３遮蔽板３３’を取り外すことができない構成となっている。つまり、遮蔽板３１’～３３’は、取り外す際の順序が規定されており、第１遮蔽板３１’は、当該順序の最先に該当している。

【0027】

（ロック機構の構成）
ロック機構２（遮蔽板ロック機構）は、筐体１０に設けられており、遮蔽板３１～３３の取り外しをロックするための機構である。具体的には、ロック機構２は、取り外す際の順序の最先に該当している第１遮蔽板３１の近傍に取り付けられ、第１遮蔽板３１の取り外しをロックするように構成されている。

【0028】

ロック機構２について、図５および図６に基づいて以下に説明する。図５は、図２に破線で示されているロック機構２部分の拡大図である。図５に示すように、ロック機構２は、第１のロック部２１と、第２のロック部２２とを含む。図６は、第１のロック部２１の内部の構造を示す図である。図６の符号６０１および６０２は、図１の白抜き矢印方向から見た図である。図６の符号６０３は、符号６０１を正面図としたときに、側面方向から見た図である。

【0029】

図５および図６に示すように、第１のロック部２１は、ロック板２２３と、ソレノイド機構２２２とを備えている。また、第１のロック部２１は、第２のロック部を開錠するための開錠具２２５を有している。ソレノイド機構２２２は、ソレノイドコイル２２０およびプランジャ２２１を備えている。ソレノイドコイル２２０は、変成器１２に電気的に接続している。

【0030】

図６の符号６０１は、後述する変成器１２から二次電圧が出力されている場合、すなわちソレノイドコイル２２０に電圧が印加されている場合の第１のロック部２１を示している。この場合、プランジャ２２１は、符号６０１に示されているように突出して、ロック板２２３の切り欠き部と掛合し、ロック板２２３の旋回をロックする。

【0031】

一方、図６の符号６０２は、変成器１２から前記二次電圧が出力されていない場合（すなわちソレノイドコイル２２０に電圧が印加されていない場合）の第１のロック部２１を示している。この場合、プランジャ２２１は、符号６０２に示されているように、Ｘ軸方向下向き（引き込み方向）に移動する。これにより、ロック板２２３が旋回可能となる。

【0032】

ここで、ロック板２２３と開錠具２２５を適用するための鍵穴部２２４とは連動可能に接続されている。つまり、電圧が印加されている状態（符号６０１の状態）においては、鍵穴部２２４に差し込まれた開錠具２２５の旋回が不可能であり、開錠具２２５が取り外し不可の状態が維持される。一方、電圧が印加されない状態（符号６０２の状態）になると、開錠具２２５を用いて鍵穴部２２４を旋回し、開錠具２２５の取り外しが可能な状態となる。

【0033】

第２のロック部２２は、図５に示すように、遮蔽板３１の取り外しをロックするためのバーロック２１１を備えている。バーロック２１１は、バー２１３を備えている。バー２１３は、開錠具２２５を鍵穴２１２に差し込み、解除することによりバーロック２１１の本体部より引き抜き可能な構造となっている。バー２１３が引き抜かれると、第１遮蔽板３１が取り外し可能な状態となる。

【0034】

（変成器について）
変成器１２は、受変電機器１１に接続されている母線と電気的に接続している計器用変成器である。変成器１２は、受変電機器１１の電気系統から入力される一次電圧を変換した二次電圧をロック機構２に出力する。前記一次電圧は、スイッチギア１が用いられる受変電設備の対応電圧により異なる。例えば、スイッチギア１が高圧スイッチギアである場合、前記一次電圧は、３．３ｋＶ～６．６ｋＶである。スイッチギア１が低圧スイッチギアである場合、前記一次電圧は、４００Ｖ～６００Ｖである。スイッチギア１が特別高圧スイッチギアである場合、前記一次電圧は、１１ｋＶ～３３ｋＶである。前記二次電圧は、一般的には１００Ｖの出力であり、当該１００Ｖの電圧を出力する出力端子（図示せず）は、ロック機構２のソレノイド機構２２２に電気的に接続されている。

【0035】

（本実施形態の効果）
上述のように、本実施形態に係るスイッチギア１のロック構造は、スイッチギア１の筐体１０の内部機器を閉塞するために取り付けられる、着脱可能な複数の遮蔽板（遮蔽板３１～３３）と、遮蔽板３１～３３の取り外しをロック可能なロック機構２と、前記内部機器の電気系統から入力される一次電圧を変換した二次電圧をロック機構２に出力する変成器１２とを備える。

【0036】

遮蔽板３１～３３は、取り外す際の順序が規定されるように、隣り合う２枚の前記遮蔽板の少なくとも一部が重複するように配置されている。

【0037】

ロック機構２は、当該順序の最先に該当する第１遮蔽板３１に取り付けられて、第１遮蔽板３１の取り外しをロック可能に構成されている。ロック機構２はまた、第１のロック部２１および第２のロック部２２を含む。

【0038】

第１のロック部２１は、第２のロック部２２を開錠するための開錠具２２５を有している。第１のロック部２１はまた、変成器１２から前記二次電圧が出力されている場合には開錠具２２５が取り外し不可の状態を維持する。第１のロック部はまた、変成器１２から前記二次電圧が出力されていない場合に開錠具２２５を取り外し可能な状態となる。第２のロック部２２は、第１遮蔽板３１の取り外しをロックするとともに、開錠具２２５によってロック解除可能である。

【0039】

上記のように構成した本実施形態のスイッチギア１のロック構造によれば、複数の遮蔽板（遮蔽板３１～３３）全てを、１つのロック機構２により、取り外し不可能とすることができる。また、スイッチギア１の内部に変成器１２を備えることにより、スイッチギア１内が停電状態になったときに引き抜き可能な開錠具２２５を含む第１のロック部と、開錠具２２５を用いて遮蔽板のロックを解除する第２のロック部とを同じスイッチギア内に設置することができる。よって作業効率が各段に向上する。

【0040】

本実施形態のスイッチギア１のロック構造はまた、以下の２段階の人為操作を必要とする：（ｉ）第１のロック部から開錠具２２５を引き抜く（ｉｉ）開錠具２２５を用いて第２のロック部のバーロックを解除する。上記のように２段階の工程を設けることにより、ロック解除の際のヒューマンエラーに対する安全性をより向上させることが可能となる。

【0041】

すなわち、本実施形態のスイッチギア１のロック構造は、ヒューマンエラーによる感電事故の可能性を低減するためのスイッチギアのロック構造において、ロック解除にかかる作業効率を向上させることができる。

【0042】

（変形例）
（Ａ）上述した実施形態では、複数の遮蔽板が、第１遮蔽板３１、第２遮蔽板３２、および第３遮蔽板３３からなる場合について説明したが、遮蔽板の枚数は、３枚に限定されない。取り外す際の順序が規定される複数の遮蔽板であれば、その枚数は２枚以上の任意の枚数であってよい。

【0043】

（Ｂ）第１遮蔽板３１、第２遮蔽板３２、および第３遮蔽板３３は、それぞれ樹脂製および金属製の何れかであってよく、その他の材質（例えばガラス）により形成されていてもよい。一変形例におけるスイッチギア１のロック構造では、遮蔽板３１～３３は、それぞれ、様々な材質の遮蔽板が組み合わされていてもよい。

【0044】

（Ｃ）重複部３１Ｂの形状は、第１遮蔽板３１を取り外さない限り第２遮蔽板３２および第３遮蔽板３を取り外すことができない構成となっていればよく、上述した実施形態の形状（図３参照）に限定されない。

【0045】

例えば、図７には第１遮蔽板３１の変形例である第１遮蔽板４１を図示している。図７の遮蔽板４１は、本体部４１Ａおよび重複部４１Ｂを備えており、重複部４１Ｂは本体部４１Ａの表面上に接着されている。本変形例における重複部４１Ｂは、第２遮蔽板３２および第３遮蔽板３３と共締めされていない点が、上記実施形態における重複部３１Ｂと異なっている。

【0046】

本変形例においても、重複部４１Ｂは、第１遮蔽板４１よりも先に、第２遮蔽板４２および第３遮蔽板４３のいずれかを取り外すことができないように、第２遮蔽板４２および第３遮蔽板４３の端部近傍を板押さえすることができる。そのため、遮蔽板４１～４３は、取り外す際の順序が規定されており、第１遮蔽板４１は、当該順序の最先に該当している。

【0047】

（Ｄ）上述の実施形態において、第１遮蔽板３１は、Ｘ軸方向において、第２遮蔽板３２と第３遮蔽板３３との間に配置されていたが、遮蔽板３１～３３の配置は上記に限定されない。

【0048】

例えば、図８には、遮蔽板３１～３３の変形例として、遮蔽板５１～５３を示している。図８において、第１遮蔽板５１は、本体部５１Ａと重複部５１Ｂとを備えており、重複部５１Ｂは本体部５１Ａの表面上に接着されている。第２遮蔽板５２は、本体部５２Ａと重複部５２Ｂとを備えており、重複部５２Ｂは、本体部５２Ａの表面上に接着されている。この場合においても、遮蔽板５１～５３は、取り外す際の順序が規定されており、第１遮蔽板５１は、当該順序の最先に該当している。また、図８に示す構成の場合、ロック機構２は、Ｘ軸方向において一番上方向に位置する第１遮蔽板５１に設けられる。

【0049】

〔附記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0050】

１・・・スイッチギア
２・・・ロック機構（遮蔽板ロック機構）
１０・・・筐体
１１・・・受変電機器（内部機器）
１２・・・変成器
２１・・・第１のロック部
２２・・・第２のロック部
３１、３２、３３・・・遮蔽板
２２５・・・開錠具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】