JPH0231876Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、発変電所や工場の変電室で給電用
に使用される母線構造に関するものである。

従来の母線と全く同様に使用可能であり、二重
母線、環状母線、相分離、相非分離、更に密閉母
線等にも使用可能である。

従来の技術 従来の母線は銅帯、銅管、銅棒、アルミ導体な
どの裸導体が用いられていて、上記母線に対し、
放熱手段はとられていたが、特に冷却機による冷
却手段はとられていなかつた。

そのため、母線のジユール損と周囲温度できま
る許容電流には限界があつた。

母線の電流容量は、母線材料の最高許容温度、
許容電圧降下、許容電力損失等できまるが、この
許容電流を増加させるには、母線の断面積を大き
くする等の手段が考えられるが、断面積の大きい
母線は作業上、保守上の面で多くの欠点を有する
ことになるので適当でない。

例えば、従来のアルミ導体による母線（１枚の
場合）では、垂直取付で厚さ６mm、巾170mm
（1020mm²以下6^t×170^wと表記する）の断面形状を
有するアルミ導体では最高使用温度を95℃とすれ
ば、周囲温度が45℃の場合許容電流は1500A、又
同じ条件で10^t×170^w（1700mm²）では1800Aであつ
た。

又水平取付とすると（１枚）、電流容量は約９
％低減する。

考案が解決しようとする問題点 母線の要求される機能は (1) 日常の運転・保守が安全・確実に行ないうる
ものであること。

(2) 結線はできるだけ簡素化し、しかもその性能
を最高度に発揮しうること。

(3) 万一事故が発生しても、その影響する範囲を
最小限にとどめるとともに、負荷切換などの操
作がすみやかに行ないうること。

(4) 将来の増改修工事が容易であること 等である。

本願考案は更に母線の許容電流の増加を図るた
めにされた母線構造に関するものである。

問題点を解決するための手段 本考案はこの欠点を解決し従来の母線と等価的
に同一厚さ、同一巾の母線の許容電流を増加し、
かつ母線複数本を互いに電気的絶縁状態で、離隔
配置して、冷却も同時に効率よくできるコンパク
ト化した母線構造とし、最終目的として送電容量
を増加させるためになされたものである。

その特徴とするところは導電性で断面中空、長
手方向にＬ字型形状をなす平角線であつて、中空
部内壁にウイツクが設けられ、中空部内に作動流
体が封入され、片部が凝縮部、中間に断熱部、他
部が蒸発部を構成してなるヒートパイプ機能を有
する母線複数本が互いに電気的に絶縁状態で整列
配置され、前記凝縮部を外函の接地された冷却機
と電気的に絶縁状態で装着させ、冷却機内の電気
的絶縁冷媒により冷却させ、かつ前記断熱部、蒸
発部を導体とした母線構造である。

実施例 実施例を図によつて説明すると、１は互いに電
気的に絶縁状態に整列配置された母線構造を構成
する母線（例えばアルミ製、銅製）である。その
断面は平角中空である。

互いの電気的絶縁状態は、各母線を離隔配置
し、後述する冷却機への接続方法によつて達成さ
れる。

ここで母線間隔は、風による横振れ、短絡電
流、鳥獣害などを考慮し、又開閉サージ商用周波
など各種過電圧に対して、フラツシユ・オーバー
しないよう選定される。

例えば公称電圧66kV級では屋1500mm、屋内
1000mm、77kV級では屋外1700mm、屋内1000mm程
度である。

中空部内壁には金網（銅製）等を装着したり、
内壁断面形状を溝付としたウイツクが形成されて
いる。

中空部内には作動流体２４として例えばアンモ
ニヤ、水等が封入されている。

作動流体は、空気等常温下で凝縮しない非凝性
気体が真空吸引して排気した後に封入される。

ここで中空部の断面形状は、平角形状と相似で
あつても又円形、楕円形であつてもよいことは勿
論である。

ここで平角形状であれば製造しやすく、円形、
楕円形であれば熱の伝達がよい。

母線の片部は凝縮部１１、他部は蒸発部１２か
らなつている。

又中間部は断熱部１３を形成している。

ここでＬ字型形状をなしていることから、片部
を冷却機で冷却しやすく、又他部を導体として使
用しやすくなつている。

断面平角であるので母線としての使用上、取り
付けや分岐が固定金具や、締付クランプなどで簡
単に出来ることのほか、外側の空気対流を良好な
らしめ、更に本考案のごとく複数本の母線配置す
る場合占積率もよくなる。

母線の支持は通常の母線と同様にして、屋外に
あつてはピンがいしや支持がいしで支持して鉄構
に取付け、屋内にあつては、鋼管、山形鋼などで
わくを組み、建物にブラケツトその他の金物を取
り付け、あるいはコンパートメントを設けて架設
する。

２は冷却機で外函２０を接地線２１で例えば第
三種接地工事を施し接地して安全を確保する。前
記母線１の複数本の凝縮部１１がこの冷却機２と
電気的絶縁性のパツキン２２を介して密封装着さ
れ、ここで冷却される。

冷却機２は通常の冷却機と同様に作動する。

すなわち、冷却機２内にフレオン１２、メチル
クロライド、アンモニヤ等の冷媒２３が封入さ
れ、冷却コイル２４から冷却水が循環し、センサ
ー２５、ソレノイドバルブ２６等によつて冷却作
用が行なわれる。ここで冷媒２２は電気的絶縁性
を有しているので凝縮部１１が冷媒に接触しても
母線間の電気的絶縁が保たれる。

３は端子でここから他の母線、継電器、モータ
ー等に電気的接続がなされる。

作 用 本考案の母線構造の作用を説明すると、上記母
線構造を構成する各母線１に通電しジユール熱に
より母線１が発熱した場合、母線１の内部に封入
された作動流体が熱を受けて蒸発し、その蒸気が
母線１の中空部の圧力の低い箇所、すなわち前記
凝縮部１１の部分に流動する。

凝縮部１１に伝達された熱は冷媒２３によつて
冷却されるので、凝縮部１１に到達した気相作動
流体はここで凝縮する。

すなわち、作動流体はジユール熱によつて生じ
る熱を作動流体の潜熱として冷却機２まで輸送す
る。

作動流体が蒸発する箇所では液相作動流体の蒸
発により毛細管圧力が生じ、その結果冷却機２に
よつて冷却された凝縮部１１で液化した作動流体
がその毛細管圧力によつてヒートパイプ機能を有
する母線１内を還流する。

そして還流した液相作動流体は再度熱を受けて
蒸発し、上述した動作を繰返し行ない、従つて作
動流体が上述のように蒸発、凝縮を繰返し行なつ
て循環流動することにより、通電に伴つて生ずる
ジユール熱が継続して冷却され、その結果母線１
の温度上昇が抑制される。

なお、凝縮液化した作動流体が母線１内を還流
することにより、熱輸送が繰返し行なわれるので
あるから、凝縮部１１の部分を他の部分より高い
位置に設定すれば、凝縮液化した作動流体が毛細
管圧力および重力によつて蒸発の生じている箇所
に還流するので還流距離換言すれば母線１の長さ
を長く取ることができる。

又ウイツクを使用しているので、母線１の水平
配置やトツプヒート配置もできる。

本願考案の母線構造を構成する母線の許容電流
は、全体として複数本のアルミ導体母線を使つた
場合で１枚当りに換算して、従来例と比較して以
下のごとく向上した。

条件は最高使用温度95℃、周囲温度45℃、母線
の厚さｔ、巾ｗは従来母線のそれと近似的に同一
のものを使用した。なお、この場合、実質的断面
積は中空であるので従来母線より縮少されるが、
表皮効果を考慮すればこの方が材料の節約にもな
る。

(1) 従来例（アルミ導体） (i) 6^t×170^w 1500〔Ａ〕 (ii) 10^t×170^w 1800〔Ａ〕 (2) 本願考案の例（母線１枚当り） (i) 6^t×170^w 3000〜3500〔Ａ〕 (ii) 10^t×170^w 3200〜4200〔Ａ〕 ここでは母線を複数本近接して配置したことに
よる近接効果があつてもなお、上記の特性向上が
達成されたものである。

又往復母線とした場合には、上記特性値より更
に向上（２倍程度に）することはいうまでもな
い。

考案の効果 本願考案によれば母線に要求される機能はその
まま担保され、更に電流容量の向上が図られる。

すなわち母線に要求される機能として上述した
が更に例えば母線保護リレーがそのまま使え、又
主保護、後備保護、絶縁協調、系統分離等を機能
もそのまま担保される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の略解図。 図中１……母線、１１……凝縮部、１２……蒸
発部、２……冷却機、２０……パツキン、２１…
…接地線、２２……パツキンである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 導電性で断面中空、長手方向にＬ字型形状を
   なす平角線であつて、中空部内壁にウイツクが
   設けられ、中空部内に作動流体が封入され、片
   部が凝縮部、中間に断熱部、他部が蒸発部を構
   成してなるヒートパイプ機能を有する母線複数
   本が互いに電気的に絶縁状態で整列配置され、
   前記凝縮部を外函の接地された冷却機と電気的
   に絶縁状態で装着させ、冷却機内の電気的絶縁
   冷媒により冷却させ、かつ前記断熱部、蒸発部
   を導体とした母線構造。 (2) 凝縮部を蒸発部より高く位置させたことを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   母線構造。 (3) 中空部の断面形状は平角形であることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の母
   線構造。