JPS5923169B2 - 変電設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスポットネットワーク受電装置等で用いられる
変電設備に係り、その変圧器の２次側での短絡事故をす
みやかに除去する設置構成に関するものである。

本発明が適用される１例として、最近過密都市への配電
方式として普及しつつある低圧スポットネットワーク系
統を第１図に示し、合せ従来技術を説明する。

即ち電力会社の変電所１より、２〜３回線にて送り出さ
れる特高き電線２より受電し、各回線ごとケーブルヘッ
ド３、断路器４、変圧器５、プロテクタヒユーズ６、プ
ロテクタしゃ断器７を介して、ネットワーク母線８に、
それぞれの回線が接続される。

ネットワーク母線８よりティクオフしゃ断器９、ティク
オフヒユーズ１０を介して受電設備の各負荷へ供給され
る。

その際負荷内容により３相３線回路１１と３相４線回路
１２が必要数設けられる。

このような系統においては ■ 変圧器５の２次巻線とプロテクタヒユーズ６の電源
側で万一短絡事故が発生すると変圧器５にダメージを与
えると同時に、一次側の変電所１の図示しないが過電流
継電器を動作させ、送り出ししゃ断器を働かせて、その
回線を停電させることとなり、その回線に接続される他
の需要家の回線をも停電させることになり好ましくない
。

■ またプロテクタヒユーズ６を変圧器５の巻線直下に
位置さしその間を絶縁外被たとえば絶縁テープなどで絶
縁強化しても完全でなく、短絡事故を皆無にすることは
不可能である。

さらにヒユーズは発熱が大なるためその端子近辺に放熱
を増す目的で冷却フィンなどを設けることが多く、一般
に形状が複雑となり、絶縁外被を施し絶縁強化を行うこ
とが困難であり、かつバーリヤなどを用いて絶縁強化す
れば高価となる。

これらをさらに具体的な従来の盤構成を示す第２図、第
３図を用いて説明する。

一般にスポットネットワークを盤構成し建屋上に設置す
る場合、その建屋条件により、一般に第２図の配置構成
で示すようにケーブルヘッド３から変圧器５才での特高
側３５、プロテクタヒユーズ６からティクオフヒユーズ
１０までの低圧側３６とを、分離配置し、その間をバス
ダクト３０で接続した分離形方式と、第３図の配置構成
で示すようにそれらを一体集合化した集合形方式とが採
用されている。

第２図では特高側３５はさらにケーブルヘッド３と断路
器４を正面側３１に、変圧器５を背面側３２に設け、ま
た第３図ではより合理的にケーブルヘッド３、断路器４
、プロテクタヒユーズ６、プロテクタしゃ断器７、ネッ
トワーク母線８、ティクオフしゃ断器９、ティクオフヒ
ユーズ１０を正面側４０に、変圧器５を背面側に設けら
れるのが常である。

このように構成した場合、まず分離形では第２図に示す
ように、変圧器５の２次側とプロテクタヒユーズ６の間
に距離があり、その間をバスダクト３０により接続され
るので部品数が多くなり事故原因が多くなる。

つまりプロテクタヒユーズ６が変圧器５の２次側より遠
く離れているためその保護範囲が限定される。

集合形の場合は、第３図に示すように特高側と低圧側が
集合一体化されているため変圧器５の２次側よりプロテ
クタヒユーズ６までの距離が短かくなり、事故原因は分
離形に比し少なくなるがプロテクタヒユーズ６を変圧器
５の直下に位置させてもある程度はプロテクタヒユーズ
６の無保護範囲が存在し皆無にすることは困難である。

またその際経済的に配置するためには正面、背面より離
れている盤内部に取付ける必要が生じ、万一のヒユーズ
の溶断の際の取り替えや日常の目視点検のために盤内に
進入しなければならず好ましくない。

本発明の目的は変圧器２次側の無保護範囲を極小にし、
変圧器２次側の短絡事故による１次側への事故の拡大を
最小にする変電設備を提供することにある。

即ち本発明の代表的一実施例を要約して説明すると、変
圧器の２次において各巻線の１端を負荷側に他端を事故
電流しゃ新要素、例えばヒユーズを介して、それらを一
括接続して中性相を引出すことにより、変圧器の巻線も
含めた２次側の短絡、地絡事故に対し、ヒユーズの保護
機能を発揮させると同時に、そのことにより変圧器２次
側の短絡、地絡事故をヒユーズにより極小の時間で除去
し、１次側への影響波及を極微にすることである。

一方その構成具体的手段において、変圧器の振動影響を
受けないようヒユーズを盤構造物に取り付は変圧器との
間に振動緩和導体で接続することにより振動によるヒユ
ーズの寿命劣化を期たさないようにヒユーズの取付け、
盤構成を行うものである。

以下本発明の代表的な実施例を第４，５，６゜７図を参
照して説明する。

第４図は本発明のヒユーズ結線法を適用したスポットネ
ットワーク系統の一実施例を示し、第５，６図はヒユー
ズ変圧器の振動影響がないようヒユーズを盤構造物で支
持し、振動緩和導体を介して変圧器と接続する閉鎖配電
盤の変圧器室部の実施例であり、側面図をａに示し、背
面図をｂに示す。

その中で第５図は変圧器の冷却用送風機が正面側に変圧
器と別置きされ、変圧器２次側の負荷への引出しが盤天
井部より行なわれる場合を示し、前述の第２図の分離形
２の特高側３５の背面側３２の変圧器室に多（適用され
る。

一方策６図は変圧器の冷却用送風機が変圧器のケース自
体に組込まれ、変圧器２次側の負荷への引出しが下部よ
り正面側へ貫通される場合を示し、同様に前述の第３図
の集合形の背面側４１の変圧器室に適用される。

第７図は第５図のヒユーズ室５１および第６図のヒユー
ズ室５１の詳細説明図を示し、ｂは正面図をａはｂのＡ
−Ａ矢視を示す平面図を表わしている。

次に各部により詳細に説明すると、第４図において変圧
器の２次側巻線の１端１６．１８，２０を負荷側へ引出
しプロテクタしゃ断器Ｉへ接続する。

これに対し他端１５，１７，１９は事故電流しゃ新要素
となるプロテクタヒユーズ６を介して中性点２２を構成
するよう接続する。

そしてこの中性点２２を直接接地すると共に中性相２１
を引出しネットワーク母線８へ接続することによりスポ
ットネットワーク系統が構成される。

他の構成は前述の第１図と同様であり、対応する部分に
同一符号を附し説明は省略する。

このような構成によると中性点２２と各プロテクタヒユ
ーズ６の間は中性点が直接接地されていることより通常
電位が零であり相間短絡、地絡が生じても事故電流が発
生しな（安全であり、絶縁強化の必要も人身に対する接
触防止策も不要となる。

次に各プロテクタヒユーズ６の各巻線の中性点側１５，
１γ、１９の間をみてみると、一時的な短絡、地絡が生
じてもやはり電位が零であるため、事故電流が発生せず
安全である。

しかし、たとえばその間で３相短絡を行ったまま変圧器
の負荷端子１６，１８．２０以下で、短絡、地絡が生じ
ると事故電流が流れることとなるが、そのようなケース
は通常はヒユーズユニットやその接続導体が閉鎖物でお
おわれており異物侵入の恐れがなく皆無と考えられるの
で、本部分も絶縁強化、人身に対する接触防止策も特に
必要としない。

そして変圧器の各巻線の負荷端子１６，１８゜２０以下
テイクオフヒユーズ１０の電源側までの範囲の地絡、短
絡事故に対しては新たな位置に設けられたプロテクタヒ
ユーズ６がすみやかに溶断し事故電流をしゃ断すると同
時に、変圧器５の１次側への波及を最小時間にするため
プロテクタヒユーズの保護顛囲の拡大が可能となる。

また、変圧器の２次側巻線における地絡、短絡事故にお
いても当然プロテクタヒユーズ６の保護機能が発揮され
る。

これは第１図で示す従来の系統では実現できなかった新
たな特長である。

このようにプロテクタヒユーズ６を第４図の位置構成と
することにより前述のような特長があるが、ヒユーズは
その内部構造より振動にさらされると寿命劣化を起因す
る恐れがあるので、本発明を具体化する場合、この振動
緩和策を講じる必要があり、その１手段として乾式変圧
器を用いた変圧器室に本発明を適用した実施代表例につ
いて以下に説明する。

第５図ａ側面図において、盤は正面側３１、背面側３２
より構成され、その背面側３２に変圧器５が収納されて
いる。

電路は図示しない断路器より端子５６へ導入され振動緩
和導体たとえばフレキシブルリード５８を介して、変圧
器５の１次側導体へ接続される。

変圧器５の２次側巻線の各負荷側端子１６，１８，２０
はフレキシブルリード５Ｔを介してバスダクト３０など
により盤外へ引出される。

一方中性点側端子１５，１７，１９はフレキシブルリー
ド５５を介してヒユーズユニット５１のプロテクタヒユ
ーズ６の端子に接続される。

このプロテクタヒユーズ６の他方の端子相互を接続して
中性点を形成したのち、その部分より同様にフレキシブ
ルリード５５を介して中性線２１が引出され変圧器５に
より適当な位置に支持されたのち、他の電圧和と同様フ
レキシブルリード５７を介してバスダクト３０などによ
り外部へ引出される。

ここでヒユーズユニット５１は、変圧器５を引出す場合
に取外される背面枠５４に固定され、枠を取外す場合は
フレキシブルリード５５を取外すことにより、ヒユーズ
ユニット５１を枠５４に付属させたまま取外すことがで
きるので、ヒユーズユニット５１を背面中央に取り付け
ても、従来の変圧器出入れの作業性を阻害するものでな
い。

このヒユーズ６は一般に発熱が太き（その冷却を考慮す
る必要があるが、変圧器５の図中点線の矢印で示す通気
経路つまり、まず他の室に設けられた送風機により送り
込まれる５２の冷却風は変圧器ケースを湧って、変圧器
の巻線、鉄心を冷却したのち盤内を通って、天井部に設
けられた排気ダクト５０などにより、盤外へ排熱される
ものとは別に、図中実線の矢印５３に示すようにヒユー
ズユニット５１に通気できるよう背面扉に換気口を設け
ることにより容易に冷却させることができる。

また変圧器５の圧力の高まった冷却風をヒユーズユニッ
ト５１の下部より変圧器５のケースへ通じさせる風導を
、変圧器５の振動がヒユーズユニット５１へ伝わらない
ようにジャバラなどにより形成してヒユーズユニット５
１へ導入させ変圧器室、背面換気口へ排出させるように
することで、強制換気により、より効率の高い冷却を行
うことも可能である。

いずれにしろ変圧器を冷却して高温となった熱風がヒユ
ーズユニットへ入らぬようにすると同時に必要によりヒ
ユーズユニット５１のケース内側に断熱材を貼るなどし
て伝熱を最小にすることもできる。

第６図では、変圧器５の冷却用送風機６１を変圧器自身
に組込み、背面にその吸気口を設けた実施例である。

また変圧器５の巻線負荷側がフレキシブルリード５７を
介して、変圧器室４１より正面側４０へ矢印６０方向に
導入される実施例である。

他の構成は第５図と同様に説明できる。

次に前記ヒユーズユニット５１をより詳細に説明すると
、第７図において、変圧器室の背面扉７０を支持する背
面フレーム枠５４にヒユーズユニットケース５１を適当
なボルト類７６で取付けることによりフレーム枠５４と
扉７０とヒユーズユニット５１が一体となって移動可能
と々る。

つまり変圧器の出し入れの際、一体となったフレーム枠
５４を取外すことにより支障なくその作業が可能となる
。

従って扉７０を外し、次にユニットを外し、さらに枠５
４を外して変圧器を出し入れするなどの、数段階の工程
を経て変圧器を出し入れする場合に比べ、扉調整が不要
となるなどの作業性を向上させることができる。

以下にヒユーズユニット５１内の導電経路を詳説する。

前述の変圧器の各巻線の中性点側の端子１５．１７，１
９は変圧器に適当に支持されている。

これよりフレキシブルリード５５を介して変圧器の振動
を緩和させ、プロテクタヒユーズ６の１端子へ、絶縁支
持物７４．７５で支持されている導体１９を経て接続さ
れる。

その場合絶縁支持物１４はヒユーズユニットケース５１
の背面を形成し変圧器室の熱風がヒユーズユニット５１
内に入らないように側面周囲ケース５１と同様に考慮さ
れている。

さらにプロテクタヒユーズ６の他端より同様に導体８０
を介してそれぞれ変圧器側へ延長されるが、途中で短絡
片７３により電圧和を短絡さすことにより中性点を形成
さすことができる。

この中性点の１部によりフレキシブルリード５５を経て
変圧器に支持されている中性線２１に接続され、任意の
方向へ引廻される。

ヒユーズ６の支持はヒユーズ６の端子に接続されている
導体７９．８０を、第７図すで示す如く、絶縁支持物７
５にて上下から支持し、かつ横方向は、第７図ａで示す
如く、相間絶縁物７８と、ヒユーズ６で挟持することに
より経済的に竪固な支持が可能である。

７１は扉７０に設けられたヒユーズユニット５１へ通じ
る換気口であり、通常パンチングメタル７２などを扉７
０の裏面にウェルドするなどして構成される。

また扉７０とユニット５１の間に多少の弾性、気密を有
するスポンジ７７を扉の換気ロア１周囲にユニット５１
側に貼り付けることにより、扉７０を閉じた状態で変圧
器室の熱風がユニット５１内に入らないよう考慮されて
いる。

本構成により変圧器室の熱風がユニット室へ進入しヒユ
ーズの温度上昇への影響を受けることなく、扉７０の換
気ロア１より外部の冷たい空気の自然換気を行うことが
でき、ヒユーズ６の冷却が可能となる。

必要により扉１０を開けたとき、ヒユーズ６の充電部に
容易に触れることができないよう保護カバー８１をケー
ス５１にネジ止めすることも可能である。

そしてこれらのことにより変圧器の振動がヒユーズに伝
わりにくくヒユーズの寿命保証が可能である。

またヒユーズユニット５１が枠５４と同時に取外すこと
ができ、変圧器出し入れ作業を阻害することにはならな
い。

更にヒユーズの点検は背面の人間の手の容易にとどく範
囲に設けることができ保守点検の作業が容易である。

以上のように本発明によれば、変圧器２次巻線のそれぞ
れの一端を事故電流しゃ断要素を介して共通接続し、中
性点を構成するようにしたので、変圧器２次側のあらゆ
る事故に対し、極少の時間で除去することができ、上位
系統の停電や、変圧器に与えるダメージを最少にするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的なスポットネットワーク系統を示
す系統図、第２図は一般的なスポットネットワークの分
離形盤構成を示す斜視図、第３図は同スポットネットワ
ークの集合形盤構成を示す斜視図、第４図は本発明によ
る変電設備の一実施例を採用したスポットネットワーク
系統を示す系統図、第５図ａ、ｂ及び第６図ａ、ｂは本
発明装置を実際に盤構成した場合の実施例をそれぞれ示
す側面図及び背面図、第７図ａ、ｂは本発明に用いられ
るヒユーズユニットを拡大して示す平面図及び正面図で
ある。 ５・・・・・・変圧器、６・・・・・・事故電流しゃ断
要素、２２・・・・・・中性点、５５・・・・・・振動
緩和導体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １２次側を星形結線した変圧器を有し、この変圧器の２
   次側の各相巻線と中性点との間にそれぞれ事故電流しゃ
   新要素を介在させ、上記中性点を接地すると共に、前記
   各相巻線の反中点側の端部を負荷側電路に接続して成る
   変電設備。