特許 7347190 スイッチギア取替工法

(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】2023-09-11

(45)【発行日】2023-09-20

(54)【発明の名称】スイッチギア取替工法

(51)【国際特許分類】

   H02B 3/00 20060101AFI20230912BHJP

   H02B 1/20 20060101ALI20230912BHJP

【ＦＩ】

H02B3/00 D

H02B3/00 E

H02B1/20 M

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019227036

(22)【出願日】2019-12-17

(65)【公開番号】P2021097482

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2022-11-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126561

【弁理士】

【氏名又は名称】原嶋 成時郎

(72)【発明者】

【氏名】山根 光喜

【審査官】内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０９７３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４７５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２２１４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｂ １／００ － １／３８

Ｈ０２Ｂ １／４６ － ７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

配変二次箱を含む必須箱と配電線箱を含む付帯箱とを備えた既設のスイッチギアが基礎の上に設置され、前記既設のスイッチギアを新設のスイッチギアに取り替えるスイッチギア取替工法であって、
前記基礎の余剰スペースに前記新設のスイッチギアの少なくとも必須箱を設置して、前記既設のスイッチギアと並列に変圧器に接続する必須箱設置ステップと、
前記既設のスイッチギアの付帯箱を前記基礎から撤去し、前記新設のスイッチギアの付帯箱を前記基礎に設置して前記変圧器に接続する付帯箱取替ステップと、
前記既設のスイッチギアの必須箱を前記基礎から撤去する必須箱撤去ステップと、
を備えることを特徴とするスイッチギア取替工法。

【請求項2】

前記付帯箱取替ステップにおいて、１回の停電で前記基礎から撤去する付帯箱の数と前記基礎に設置する付帯箱の数は、停電許容時間内で行えるように設定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチギア取替工法。

【請求項3】

前記必須箱設置ステップおよび前記付帯箱取替ステップにおいて、重要度が高い配電線が接続される配電線箱を優先に取り替える、
ことを特徴とする請求項１または２のいずか１項に記載のスイッチギア取替工法。

【請求項4】

前記必須箱設置ステップにおいて、前記新設のスイッチギアの配電線箱を前記余剰スペースに設置して前記変圧器に接続する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずか１項に記載のスイッチギア取替工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、配電用の設備として使用されるスイッチギアを取り替えるスイッチギア取替工法に関する。

【背景技術】

【0002】

スイッチギアは、電力の開閉や制御などを行う開閉装置であり、金属製のキャビネット内に遮断器や変成器、母線などが収納されている。具体的には、配変用変圧器の二次側に接続される配変二次箱、所内で使う電力や各継電器等の計器に使う電圧を供給する所内ＧＰＴ箱、母線と他の変圧器の二次盤からの母線とを連絡する母連箱、配電線（回線）を介して電力需要地に配電する複数の配電線箱を備える。

【0003】

このようなスイッチギアは、経年などにより劣化した場合には、新たなスイッチギアと取り替る必要がある。スイッチギアを取り替る場合、従来、バンク停電を長期間することなく工事期間中の電力供給信頼度を高めるために、既設の位置（現位置）とは異なる別位置に新たなスイッチギアを設置する工法が採られていた。しかし、新たなスイッチギアを設置するための基礎を設置しなければならず、工事費用が嵩むばかりでなく、設置スペースがない場合や他設備の基礎などと干渉する場合には、設置および取替が困難となる。

【0004】

このため、開閉ユニット群の取り替え作業を小さい作業スペースでスムーズに行うことができる、という開閉ユニット群取替工法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この工法は、移動用スイッチギアを変圧器に接続すると共に至近の配電線立ち上げ箇所に接続し、既設の配電線箱を１つずつ新配電線箱に取り替え、取り替えられた新配電線箱を移動用スイッチギアの母線と電気的に接続する。また、次に取り替える配電線箱の母線を切り離すとともに、この配電線箱に接続されていた電力ケーブルを取り替えられた新配電線箱に振り替える。このような作業を未取替の配電線箱がなくなるまで行い、直近で取り替えた新配電線箱を至近の配電線立ち上げ箇所に接続するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－１２２１４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１に記載の開閉ユニット群取替工法では、移動用スイッチギアを設置しなければならず、設置スペースがない場合や他設備の基礎などと干渉する場合には、適用することができない。一方、既設のスイッチギアの基礎には、余剰スペースが設けられている場合があり、この余剰スペースを有効に活用してスイッチギアの取り替えができれば、新たな基礎を設置することなく現位置での取替が可能となる。

【0007】

そこでこの発明は、新たな基礎を設置することなくスイッチギアの取替を可能にするスイッチギア取替工法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】

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、配変二次箱を含む必須箱と配電線箱を含む付帯箱とを備えた既設のスイッチギアが基礎の上に設置され、前記既設のスイッチギアを新設のスイッチギアに取り替えるスイッチギア取替工法であって、前記基礎の余剰スペースに前記新設のスイッチギアの少なくとも必須箱を設置して、前記既設のスイッチギアと並列に変圧器に接続する必須箱設置ステップと、前記既設のスイッチギアの付帯箱を前記基礎から撤去し、前記新設のスイッチギアの付帯箱を前記基礎に設置して前記変圧器に接続する付帯箱取替ステップと、前記既設のスイッチギアの必須箱を前記基礎から撤去する必須箱撤去ステップと、を備えることを特徴とする。

【0009】

請求項２の発明は、請求項１に記載のスイッチギア取替工法において、前記付帯箱取替ステップにおいて、１回の停電で前記基礎から撤去する付帯箱の数と前記基礎に設置する付帯箱の数は、停電許容時間内で行えるように設定されている、ことを特徴とする。

【0010】

請求項３の発明は、請求項１または２に記載のスイッチギア取替工法において、前記必須箱設置ステップおよび前記付帯箱取替ステップにおいて、重要度が高い配電線が接続される配電線箱を優先に取り替える、ことを特徴とする。

【0011】

請求項４の発明は、請求項１から３に記載のスイッチギア取替工法において、前記必須箱設置ステップにおいて、前記新設のスイッチギアの配電線箱を前記余剰スペースに設置して前記変圧器に接続する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

請求項１の発明によれば、基礎の余剰スペースに新設のスイッチギアの配変二次箱等を設置し、同基礎上で配電線箱等の付帯箱を取り替えて既設のスイッチギアの配変二次箱等の必須箱を撤去するため、新たな基礎を設置することなくスイッチギアの取替を行うことが可能となる。従って、新たな基礎の設置に伴う工事費用を削減することができるとともに、設置スペースがない場合や他設備の基礎などが干渉する場合であっても、スイッチギアを適正に取り替えることが可能なる。

【0013】

請求項２の発明によれば、１回の停電作業の停電許容時間内で行えるだけの数の付帯箱を順次取り替えるため、付帯箱の取替に伴う停電の影響を軽減することが可能となる。

【0014】

請求項３の発明によれば、重要度が高い配電線が接続される配電線箱を優先に取り替えるため、配電線箱の取替に伴う停電の影響を軽減することが可能となる。

【0015】

請求項４の発明によれば、必須箱設置ステップにおいて、必須箱のみならず配電線箱を余剰スペースに設置して配電線をより早く運開するため、停電による影響を軽減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】この発明の実施の形態に係るスイッチギア取替工法の取替対象である、既設のスイッチギアの設置状態を示す概念図である。

【図2】図１の状態から配電用変圧器二次ダクト改良を行う状態を示す回路図である。

【図3】この発明の実施の形態に係るスイッチギア取替工法において、新設のスイッチギアの配変二次箱などを設置した状態を示す概念図である。

【図4】図３の状態を示す回路図である。

【図5】図４の状態から第１の配電線箱の配電線を切り替える状態を示す回路図である。

【図6】図５の状態から新設のスイッチギアを変圧器に接続する状態を示す回路図である。

【図7】図６の状態から新設のスイッチギアの第１の配電線箱の配電線を運開した状態を示す回路図である。

【図8】図７の状態から既設のスイッチギアの母連箱を撤去して新設の配電線箱を２つ設置する状態を示す概念図である。

【図9】図８の状態を示す回路図である。

【図10】図９の状態から既設のスイッチギアの残箱を撤去して新設の母連・ＳＣ箱を設置する状態を示す概念図である。

【図11】図１０の状態を示す回路図である。

【図12】図１１の状態から取替が完了した状態を示す回路図である。

【図13】この発明の実施の形態に係るスイッチギア取替工法の取替対象である、既設のスイッチギアの他の設置状態を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

【0018】

図１～図１３は、この発明の実施の形態を示し、図１は、この実施の形態に係るスイッチギア取替工法の取替対象である、既設のスイッチギア１００Ａの設置状態を示す概念図ある。既設のスイッチギア１００Ａは、必須箱として配変二次箱１０２Ａと所内ＧＰＴ箱１０３Ａを備え、付帯箱として母連箱１０１Ａと３つの配電線箱１０４Ａ～１０６Ａを備え、これらの箱（キャビネット）１０１Ａ～１０６Ａが長方形状の基礎１１０の上に設置されている。

【0019】

すなわち、基礎１１０の長手方向の一端部から順に、配電線箱１０６Ａ、１０５Ａ、１０４Ａ、所内ＧＰＴ箱１０３Ａ、配変二次箱１０２Ａ、母連箱１０１Ａが設置されている。また、母連箱１０１Ａから基礎１１０の他端部までの間に、何も設置されていない余剰スペース１１１が設けられている。この余剰スペース１１１は、この実施の形態では、後述するように３つの箱２～４を設置可能な大きさの空間となっている。

【0020】

ここで、箱１０１Ａ～１０６Ａの配列順序や余剰スペース１１１の大きさはこれに限らない。すなわち、箱１０１Ａ～１０６Ａの配列順序は、後述するように、いずれかの箱１０１Ａ～１０６Ａを基礎１１０から撤去して、撤去した空間に新設のスイッチギア１０のいずれかの箱１～６を基礎１１０に設置する、という工程を順次行える順序であればよい。例えば、図１３に示すような順序であってもよい。また、余剰スペース１１１の大きさは、必須箱つまり配変二次箱１０２Ａと所内ＧＰＴ箱１０３Ａを設置できる大きさであればよく、この実施の形態の余剰スペース１１１よりも大きくても小さくてもよい。

【0021】

また、この実施の形態では、図２に示すように、母線１２０に第１のバンクＡと第２のバンクＢが連系されており、第１のバンクＡ側の第１のトランス（変圧器）１２１Ａにスイッチギア１００Ａが接続され、第２のバンクＢ側の第２のトランス１２１Ｂにスイッチギア１００Ａと同等の構成のスイッチギア１００Ｂが接続されている。そして、スイッチギア１００Ａの母連箱１０１Ａとスイッチギア１００Ｂの母連箱１０１Ｂとが、連系線１２２を介して接続されている。

【0022】

このような既設のスイッチギア１００Ａを新設のスイッチギア１０に取り替えるスイッチギア取替工法について、以下に説明する。ここで、トランス停電およびバンク停電は、土曜、日曜、祝日のみ可能であるとする。つまり、１回の停電作業で許容される停電許容時間は、連続２日間または３日間とする。また、バンク停電の復旧時においては、バンクＡ－バンクＢ母連遮断器並用が必要で、配電線によるバンクＡ－バンクＢ並用は不可とする。また、新設のスイッチギア１０は、既設のスイッチギア１００Ａと同等の構成で、母連・ＳＣ箱（付帯箱）１、配変二次箱（必須箱）２、所内ＧＰＴ箱（必須箱）３および３つの配電線箱（付帯箱）４～６を備える。ここで、ＳＣは、力率改善用コンデンサ装置（スタコン）を示す。

【0023】

スイッチギア取替工法では、まず、ダクト改造ステップとして、図２に示すように、第１のトランス１２１Ａの二次側のダクト１２３を改造して分岐ダクト１２４を加え、二股のダクトにする。ここで、ダクト１２３には、第１のトランス１２１Ａの二次側のケーブルが収納され、分岐ダクト１２４には、新設のスイッチギア１０からのケーブルが収納される。このように分岐ダクト１２４を設けることで、後述するようにして、新設のスイッチギア１０からのケーブル（配変二次ケーブル）を分岐ダクト１２４を通して第１のトランス１２１Ａに接続できるようになる。このダクト改造ステップでは、第１のトランス１２１Ａの一次側遮断器１３１と二次側遮断器１３２および母線連絡用遮断器１３３を含むエリアが停電範囲ＢＡとなる。

【0024】

次に、図３に示すように、必須箱設置ステップとして、基礎１１０の余剰スペース１１１に新設のスイッチギア１０の少なくとも必須箱を設置して、既設のスイッチギア１００Ａと並列に第１のトランス１２１Ａに接続する。この実施の形態では、まず、余剰スペース１１１の大きさと停電許容時間、必要作業時間を考慮して、新設のスイッチギア１０の配変二次箱２と所内ＧＰＴ箱３と第１の配電線箱４を余剰スペース１１１に設置し、配変二次ケーブルを敷設する。このとき、図４に示すように、分岐ダクト１２４から新設のスイッチギア１０までのエリアが停電範囲ＢＡとなる。このように、分岐ダクト１２４から新設のスイッチギア１０の３箱２～４までを先に設置、敷設しておくことで、第１のバンクＡの停電時間を縮小化可能となる。

【0025】

続いて、図５に示すように、既設のスイッチギア１００Ａの第１の配電線箱１０４Ａに接続されている、２回線の配電線を切り替える。すなわち、第１の配電線箱１０４Ａから配電線を切り離し、新設のスイッチギア１０の第１の配電線箱４に接続する。このとき、図４の停電範囲ＢＡに加えて、既設のスイッチギア１００Ａの第１の配電線箱１０４Ａが停電範囲ＢＡとなる。ここで、第１の配電線箱１０４Ａの配電線を優先的に切り替えるのは、第１の配電線箱１０４Ａに接続されている配電線が他の配電線に比べて重要度が高いから（重負荷回線だから）である。すなわち、後述する付帯箱取替ステップのみならず必須箱設置ステップにおいても、配電線箱１０４Ａ～１０６Ａを取り替える場合に、重要度が高い配電線が接続された配電線箱１０４Ａ～１０６Ａを優先して取り替える。

【0026】

次に、図６に示すように、分岐ダクト１２４内の導体をダクト１２３内の導体に接続して、新設のスイッチギア１０を既設のスイッチギア１００Ａと並列に、第１のトランス１２１Ａつまり第１のバンクＡに接続する。このとき、第１のトランス１２１Ａの一次側遮断器１３１と二次側遮断器１３２、母線連絡用遮断器１３３および新設のスイッチギア１０を含むエリアと、第１の配電線箱１０４Ａが停電範囲ＢＡとなる。

【0027】

続いて、図７に示すように、バンク停電を復旧させて、新設のスイッチギア１０の第１の配電線箱４に接続された配電線２回線を運開し、既設のスイッチギア１００Ａと新設のスイッチギア１０を並用運転する。このとき、配変二次箱１０２Ａに接続された二次側遮断器１３２でバンクＡ－バンクＢ並用となる。

【0028】

次に、付帯箱取替ステップとして、既設のスイッチギア１００Ａの付帯箱を基礎１１０から撤去し、新設のスイッチギア１０の付帯箱を基礎１１０に設置して第１のトランス１２１Ａに接続する。この際、１回の停電で基礎１１０から撤去する付帯箱の数と基礎１１０に設置する付帯箱の数は、停電許容時間内で行えるように設定する。

【0029】

具体的には、基礎１１０の大きさと停電許容時間、必要作業時間を考慮して、まず、既設のスイッチギア１００Ａの母連箱１０１Ａから連系線１２２を切り離し、図８に示すように、既設のスイッチギア１００Ａの１つの付帯箱つまり母連箱１０１Ａを基礎１１０から撤去し、新設のスイッチギア１０の配電線箱５、６を基礎１１０に設置する。ここで、例えば、１回の停電で基礎１１０からの旧付帯箱の撤去と、基礎１１０への新付帯箱の設置を行えない場合には、旧付帯箱の撤去と新付帯箱の設置とを異なる停電時に行ってもよい。また、１回の停電で旧付帯箱の撤去や新付帯箱の設置を行えるように、準備工程（例えば、設置ボルトの取り外しやケーブル端末処理など）を停電前に行うようにしてもよい。

【0030】

次に、図９に示すように、既設のスイッチギア１００Ａの第２の配電線箱１０５Ａおよび第３の配電線箱１０６Ａから配電線を切り離し、新設のスイッチギア１０の第２の配電線箱５および第３の配電線箱６に接続する。このとき、第１のトランス１２１Ａの二次側遮断器１３２、既設のスイッチギア１００Ａ、新設のスイッチギア１０の配電線箱５、６および第２のバンクＢの母連箱１０１Ｂを含むエリアが停電範囲ＢＡとなる。

【0031】

続いて、付帯箱取替ステップとともに、既設のスイッチギア１００Ａの必須箱を基礎１１０から撤去する必須箱撤去ステップを同時に行う。すなわち、図１０に示すように、既設のスイッチギア１００Ａの残箱１０２Ａ～１０６Ａをすべて基礎１１０から撤去し、新設のスイッチギア１０の母連・ＳＣ箱１を基礎１１０に設置する。次に、図１１に示すように、連系線１２２を新設のスイッチギア１０の母連・ＳＣ箱１に接続する。このとき、第１のトランス１２１Ａの一次側遮断器１３１と二次側遮断器１３２、母線連絡用遮断器１３３、既設のスイッチギア１００Ａ、新設のスイッチギア１０および第２のバンクＢの母連箱１０１Ｂを含むエリアが停電範囲ＢＡとなる。ここで、連系線１２２の新設のスイッチギア１０側の端末は、洞道内で事前に端末処理（端子圧縮を除く処理）を実施することで、既設の母連箱１０１Ａから新設の母連・ＳＣ箱１への切り替えを短時間で行い、停電時間を短縮する。そして、図１２に示すように、新設のスイッチギア１０への切り替えが完了するものである。

【0032】

このように、付帯箱取替ステップにおいて、新設の配電線箱５、６を同時に基礎１１０に設置、接続しているが、停電許容時間などに応じて、配電線箱５、６を順次設置、接続してもよい。この場合、重要度が高い配電線が接続される配電線箱５、６を優先に取り替える。例えば、第３の配電線箱１０６Ａに比べて第２の配電線箱１０５Ａの方が重要度の高い配電線が接続されている場合、まず、既設の母連箱１０１Ａを基礎１１０から撤去し、新設の第２の配電線箱５を基礎１１０に設置して、新設の第２の配電線箱５に配電線を接続する。次に、新設の第３の配電線箱６を基礎１１０に設置して、新設の第３の配電線箱６に配電線を接続する。このようにして、重要度が高い配電線が接続される第２の配電線箱５を優先的に取り替えることで、重要度が高い配電線を早期に開運して、配電線箱５、６の取替に伴う停電の影響を軽減することが可能となる。

【0033】

また、必須箱撤去ステップと付帯箱取替ステップを同時に行って、既設のスイッチギア１００Ａの残箱１０２Ａ～１０６Ａをすべて基礎１１０から同時に撤去しているが、箱１０１Ａ～１０６Ａの配列順序や停電許容時間などに応じて、順次行ってもよい。例えば、図１３に示すような配列順序の場合、必須箱設置ステップとして、新設の配変二次箱２と所内ＧＰＴ箱３と第１の配電線箱４を余剰スペース１１１に設置し、既設の第１の配電線箱１０４Ａの配電線を新設の第１の配電線箱４に接続する。次に、既設の第１の配電線箱１０４Ａを撤去し、新設の第２の配電線箱５を基礎１１０に設置し、既設の第２の配電線箱１０５Ａの配電線を新設の第２の配電線箱５に接続する。同様に、既設の第２の配電線箱１０５Ａを撤去し、新設の第３の配電線箱６を基礎１１０に設置し、既設の第３の配電線箱１０６Ａの配電線を新設の第３の配電線箱６に接続して、既設の第３の配電線箱１０６Ａを撤去する。

【0034】

このように、このスイッチギア取替工法によれば、基礎１１０の余剰スペース１１１に新設のスイッチギア１０の配変二次箱２等を設置し、同基礎１１０上で配電線箱４～６、１０４Ａ～１０６Ａ等の付帯箱を取り替えて既設のスイッチギア１００Ａの配変二次箱１０２Ａ等の必須箱を撤去するため、新たな基礎を設置することなくスイッチギアの取替を行うことが可能となる。従って、新たな基礎の設置に伴う工事費用を削減することができるとともに、設置スペースがない場合や他設備の基礎などが干渉する場合であっても、スイッチギアを適正に取り替えることが可能なる。

【0035】

また、１回の停電作業の停電許容時間内で行えるだけの数の付帯箱を順次取り替えるため、付帯箱の取替に伴う停電の影響を軽減することが可能となる。

【0036】

さらに、重要度が高い配電線が接続される配電線箱４～６、１０４Ａ～１０６Ａを優先に取り替えるため、配電線箱４～６、１０４Ａ～１０６Ａの取替に伴う停電の影響を軽減することが可能となる。特に、この実施の形態では、必須箱設置ステップにおいて、必須箱のみならず、重要度が高い配電線が接続された第１の配電線箱４を余剰スペース１１１に設置して配電線２回線を運開し、既設のスイッチギア１００Ａと新設のスイッチギア１０を並用運転するため、重負荷回線に対する停電の影響を最小限に軽減することが可能となる。

【0037】

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、必須箱設置ステップにおいて、新設の配変二次箱２と所内ＧＰＴ箱３と第１の配電線箱４を余剰スペース１１１に設置しているが、余剰スペース１１１の大きさや停電許容時間などに応じて、新設の配変二次箱２と所内ＧＰＴ箱３のみを設置、接続してもよい。この場合、付帯箱取替ステップにおいて第１の配電線箱４を設置、接続する。

【0038】

また、既設のスイッチギア１００Ａの箱１０１Ａ～１０６Ａの構成や配列順序、新設のスイッチギア１０の箱１～６の構成や配列順序は、上記のものに限らない。従って、箱１～６、１０１Ａ～１０６Ａを取り替える順番も上記のものに限らない。さらに、余剰スペース１１１が既設のスイッチギア１００Ａの横隣にある場合を説明したが、既設のスイッチギア１００Ａの背面側などに余剰スペース１１１があってもよい。また、余剰スペース１１１がない場合は必須箱が設置可能なスペース１１１を増設してもよい。

【符号の説明】

【0039】

１０ 新設のスイッチギア
１ 母連・ＳＣ箱（付帯箱）
２ 配変二次箱（必須箱）
３ 所内ＧＰＴ（必須箱）
４～６ 配電線箱（付帯箱）
１００Ａ 既設のスイッチギア
１０１Ａ 母連箱（付帯箱）
１０２Ａ 配変二次箱（必須箱）
１０３Ａ 所内ＧＰＴ箱（必須箱）
１０４Ａ～１０６Ａ 配電線箱（付帯箱）
１１０ 基礎
１１１ 余剰スペース
１２１Ａ 第１のトランス（変圧器）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】