封閉式配電盤的制作方法

封閉式配電盤的制作方法
【專利摘要】將框體(2)內劃區為多個隔室(斷路器室(3)、母線室(4)、電纜室(5))的封閉式配電盤(1)。在斷路器室(3)、母線室(4)以及電纜室(5)的上方配置電弧氣分散泄壓緩和室(8)，在斷路器室(3)、母線室(4)以及電纜室(5)的頂板部分別設置與電弧氣分散泄壓緩和室(8)連通的排氣導管(9、10、11)。在排氣導管(9、10、11)的上端部設置擋板(12、13、14)，在形成于電弧氣分散泄壓緩和室(8)的上部的開口部(8a)設置壓力緩和屏蔽槽(15)。在擋板(12、13、14)的主面形成連通各排氣導管(9、10、11)與電弧氣分散泄壓緩和室(8)之間的通氣部(12a、13a、14a)，在該通氣部(12a、13a、14a)設置網狀部件(12b、13b、14b)。
【專利說明】
封閉式配電盤
技術領域
[0001 ]本發明涉及在框體內收納切斷母線的主電路零件等的封閉式配電盤，詳細而言涉及發生內部短路事故等時的泄壓構造。【背景技術】
[0002]封閉式配電盤具有如下的構造:將接地的金屬箱內劃分成幾個隔室(隔間， compartment)，在各隔室中收納斷路器、母線、連接導體等主電路零件。
[0003]當在各隔室內發生伴隨由于短路事故等發生電弧的內部電弧事故時，隔室的內部壓力過大地上升，擔心會從框體、門、監視窗等噴出電弧氣。因此，例如，在開關設備(switch gear)等封閉式配電盤中，在各隔室中設置泄壓擋板，抑制發生內部電弧事故時的過大的壓力上升(例如專利文獻1-5)。
[0004]另外，當在隔室室內發生內部電弧事故時，在隔室中收納的零件產生氣體化、蒸氣化的高溫分解生成物，經由泄壓擋板被排出到隔室外。因此，如圖4所示，在現有技術的封閉式配電盤16中，設置背面罩17等隔斷，防止向隔室外排出的高溫分解生成物向周圍飛散。
[0005]像這樣，在封閉式配電盤中，通過抑制發生內部電弧事故時的隔室的壓力上升，并且限制釋放的氣體化、蒸氣化的高溫分解生成物的釋放方向，確保了發生內部電弧事故時的安全性。
[0006]封閉式配電盤的安全性通過內部電弧短路測試(例如IEC62271-200)等來驗證。具體說來，在例如IEC62271-200的內部電弧短路測試(測試項目6.106內部事故電弧測試)中， 在封閉式配電盤的前后/左或右/水平面(距地面高度2m的位置)設置有指示器(indicator) (150cm見方的黑的棉布)的狀態下，判定是否滿足使得在封閉式配電盤內進行內部閃絡一定時間而指示器未著火，或者門、罩未打開等基準。
[0007]但是，當從隔室向外部釋放的高溫分解生成物從頂板等彈回而打到指示器時，有指示器會燒毀、變得無法進行所述內部電弧短路測試的判定的擔憂。
[0008]因此，為了降低從隔室向外部釋放的高溫分解生成物的勢頭，考慮降低釋放氣體壓力。但是，當為了降低釋放氣體壓力而抑制來自泄壓擋板的氣體釋放量時，有隔室內的壓力上升而從框體、門、監視窗等噴出氣體的擔憂。
[0009]現有技術文獻
[0010]專利文獻[〇〇11]專利文獻1:美國專利第6417443說明書 [〇〇12]專利文獻2:美國專利第6827643說明書 [〇〇13]專利文獻3:美國專利第7054143說明書
[0014] 專利文獻4:國際公開第2007/057460號 [〇〇15] 專利文獻5:日本特開2011-223721號公報
【發明內容】

[0016]鑒于上述情況，本發明的目的在于提供一種對降低封閉式配電盤的釋放氣體壓力以及高溫分解生成物的釋放量作出貢獻的技術。
[0017]達到上述目的的本發明的封閉式配電盤的一個方式是一種封閉式配電盤，具有: 隔室(隔間)，通過將框體內劃區而形成，收納主電路零件；電弧氣分散泄壓緩和室，經由形成于隔室的開口部與隔室連通；以及泄壓擋板，設置于隔室的開口部，根據隔室的壓力變化而被打開，其特征在于，在泄壓擋板設置將隔室和電弧氣分散泄壓緩和室連通的通氣部，進而，在電弧氣分散泄壓緩和室內，與隔室的開口部尚開地設置比該隔室的開口部的寬度以及縱深大的屏蔽板。
[0018]另外，在達到上述目的的本發明的封閉式配電盤的其它方式中，在上述封閉式配電盤中，將連通隔室與電弧氣分散泄壓緩和室之間的排氣導管從隔室延伸設置到電弧氣分散泄壓緩和室內。【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的實施方式的封閉式配電盤的立體圖。
[0020]圖2是示出本發明的實施方式的封閉式配電盤的概要的縱剖面圖。
[0021]圖3是本發明的實施方式的封閉式配電盤的排氣導管部的放大圖。
[0022]圖4是現有技術的封閉式配電盤的概要剖面圖。【具體實施方式】
[0023]將參照附圖對本發明的封閉式配電盤詳細地進行說明。另外，在實施方式的說明中，例示將封閉式配電盤內以斷路器室、母線室以及電纜室這3個隔室隔開的方式來進行說明，但封閉式配電盤內的結構不限于實施方式，本發明能夠應用于設置有能夠適當地收納所需的電路零件的數量的隔室的封閉式配電盤。
[0024]將參照圖1至3對封閉式配電盤1的內部結構進行說明。如圖1、2所示，本發明的實施方式的封閉式配電盤1具有接地金屬制的框體2，框體2內被劃區成多個隔室(斷路器室3、 母線室4、電纜室5)。另外，在實際的封閉式配電盤1中，在封閉式配電盤1的側部設置有其它封閉式配電盤或罩，無法看到電弧氣分散泄壓緩和室8內，但為了便于說明，在圖1所示的封閉式配電盤1中，省略了其它封閉式配電盤或者罩的圖示。
[0025]如圖2所示，在封閉式配電盤1的前表面側(即圖2的左側)，配置有斷路器室3(VCB 室)，在斷路器室3內收容有抽出式斷路器(未圖示)。在斷路器室3的前表面側形成有斷路器室開口部，在該斷路器室開口部中設置有門6。另外，在斷路器室3的上方，配置有收納控制機器的繼電器盒7。
[0026]在斷路器室3的背面側上方，配置有配設了例如三相的母線(未圖示)的母線室4。 母線與連接于斷路器的一端側的斷路部的主電路端子連接。
[0027]在斷路器室3的背面側下方以及母線室4的背面側，配置有收容了負載側的電纜 (未圖示)的電纜室5。電纜與連接于斷路器的另一端側的斷路部的主電路端子連接。
[0028]在斷路器室3、母線室4以及電纜室5的上方，配置有電弧氣分散泄壓緩和室8。在斷路器室3、母線室4以及電纜室5的頂板部，分別設置有與電弧氣分散泄壓緩和室8連通的排氣導管9、10、11，在排氣導管9、10、11的上端部設置有擋板12、13、14。另外，在形成于電弧氣分散泄壓緩和室8的上部的電弧氣分散泄壓緩和室開口部8a，設置有壓力緩和屏蔽槽15。
[0029]從斷路器室3、母線室4、電纜室5向電弧氣分散泄壓緩和室8的方向延伸設置排氣導管9、10、11。通過設置排氣導管9、10、11，斷路器室3、母線室4、電纜室5的容積擴大。即，通過設置排氣導管9、10、11，各斷路器室3、母線室4以及電纜室5的容積分別變為在圖中用粗線包圍的區域(各隔室3、4、5的容積與排氣導管9、10、11的容積之和)。斷路器室3、母線室4以及電纜室5的容積增加，從而當在斷路器室3、母線室4、電纜室5內部發生了內部電弧事故等的情況下，內部壓力上升的程度被降低。
[0030]參照圖3，更詳細地對排氣導管9、10、11部分進行說明。另外，圖3是設置于斷路器室3的排氣導管9的放大圖，但設置于母線室4以及電纜室5的排氣導管10、11的構造也與排氣導管9的構造相同，所以在括弧內記載了對應的符號。
[0031]在排氣導管9、10、11的上端，形成有排氣導管上部開口部9a、10a、11a。另外，在排氣導管9、10、11的側部，形成有將各排氣導管9、10、11與電弧氣分散泄壓緩和室8之間連通的排氣導管側面開口部9b、10b、11b，在排氣導管側面開口部9b、10b、11b，設置有網狀部件9c、10c、11c。當將網狀部件9c、10c、Ilc作為例如不銹鋼20目(每I英寸的網眼是20個)時，確保了各排氣導管9、10、11與電弧氣分散泄壓緩和室8之間的通氣，并且抑制了異物從外部進入到排氣導管9、10、11內。
[0032]擋板12、13、14以能夠開閉的方式設置于各排氣導管上部開口部9a、10a、lla。擋板
12、13、14的一側邊的端部經由鉸鏈等而被支撐于例如排氣導管9、10、11的上端部。另外，擋板12、13、14的另一側邊的端部通過螺絲等固定部件(圖示省略)被固定于排氣導管9、10、11的上端部。于是，當斷路器室3、母線室4或者電纜室5的內部壓力上升而其壓力超過一定值時，固定部件被打開，擋板12、13、14變為打開。
[0033]在擋板12、13、14的主面形成有將排氣導管9、10、11與電弧氣分散泄壓緩和室8之間連通的通氣部12a、13a、14a，在通氣部12a、13a、14a設置有網狀部件12b、13b、14b。通過將網狀部件12b、13b、14b作為例如不銹鋼20目，從而確保排氣導管9、10、11與電弧氣分散泄壓緩和室8之間的通氣，并且抑制異物從外部進入排氣導管9、10、11內。
[0034]壓力緩和屏蔽槽15是例如如圖1所示具有與電弧氣分散泄壓緩和室開口部8a連接的屏蔽槽開口部15a和具有與電弧氣分散泄壓緩和室開口部8a相同面積的底板15b(屏蔽板)的、上部開口的有底的槽。在壓力緩和屏蔽槽15的側部形成有屏蔽槽側面開口部15c，在斷路器室3(或者母線室4、電纜室5)產生的電弧氣(以后稱為熱氣)在電弧氣分散泄壓緩和室8被減壓之后，經由屏蔽槽側面開口部15c被釋放至封閉式配電盤I的外部。另外，在排氣導管上部開口部9a、10a、I Ia的附近，尚開排氣導管上部開口部9a、10a、I Ia而設置了壓力緩和屏蔽槽15的底板15b。成為如下構造:該底板15b的寬度和縱深(即底板15b的面積)比排氣導管上部開口部9a、10a、Ila的寬度和縱深(即排氣導管上部開口部9a、10a、I Ia的開口面積)大，經由排氣導管9、1、11釋放的高溫分解生成物全部打到底板15b。如圖2所示，排氣導管9、10、11的上端與底板15b的離開距離L被設定為在從斷路器室3(或者母線室4、電纜室5)釋放的高溫分解生成物全部打到底板15b的距離以內、并且在高溫分解生成物被散熱的距離以上。該離開距離L能夠通過從與底板15b對置地設置的排氣導管上部開口部9a、10a、I Ia的側端向寬度方向(或者進深方向)突出的底板15b的端部的長度(突出長度X)以及排氣導管9、10、11的向電弧氣分散泄壓緩和室8方向的延伸設置長度H來決定。例如，在將排氣導管9、10、11的上端至底板15b的離開距離L設為“I”的情況下，以使底板15b的寬度和縱深的突出長度X成為“0.2?0.3”、使排氣導管9、10、11的延伸設置長度H成為“I?2”的尺寸比的方式，在電弧氣分散泄壓緩和室8內設置壓力緩和屏蔽槽15。另外，也可以按照在擋板12、13、14打開時擋板12、13、14抵接到底板15b的距離來設置壓力緩和屏蔽槽15。
[0035]接下來，對通過內部短路電弧測試而在斷路器室3內部發生了內部電弧事故(在封閉式配電盤I的斷路器室3內部的相間短路或者接地所致的電弧事故)時的擋板12的動作、壓力緩和屏蔽槽15、排氣導管9以及電弧氣分散泄壓緩和室8等的效果進行說明。另外，在其它隔室(母線室4、電纜室5)發生了內部電弧事故時的擋板13、14的動作以及壓力緩和屏蔽槽15以及排氣導管10、11等的效果也與在斷路器室3內部發生了內部電弧事故的情況相同，所以省略詳細的說明。
[0036]當在斷路器室3內部發生內部電弧事故時，斷路器室3內部的空氣由于電弧而膨脹，并且斷路器室3內部的零件、套管由于高溫的電弧熔化而產生金屬粉等高溫分解生成物。
[0037]當由于斷路器室3內部的空氣的膨脹而斷路器室3內部的壓力上升時，該膨脹的空氣經由設置于擋板12的網狀部件12b以及排氣導管9的網狀部件9c被釋放到電弧氣分散泄壓緩和室8內。此時，經由擋板12的網狀部件12b釋放的高溫分解生成物的大部分打到比排氣導管上部開口部9a的寬度和縱深大的壓力緩和屏蔽槽15的底板15b，從而降低向電弧氣分散泄壓緩和室8釋放時的勢頭，所以高溫分解生成物幾乎不會被釋放到封閉式配電盤I的外部。此時，通過將直至底板15b的離開距離L、突出長度X以及延伸設置長度H設為上述尺寸比，從而熱氣全部打到底板15b，并且高溫分解生成物被散熱，這是優選的。
[0038]進而，當斷路器室3內部的壓力上升時，擋板12的固定部件被放開而擋板12打開。其結果是，斷路器室3內部的熱氣被從排氣導管9釋放，斷路器室3內部的壓力被降低，并且熱氣在電弧氣分散泄壓緩和室8內膨脹以及擴散，從而熱氣的溫度、壓力被降低。在該情況下，電弧氣分散泄壓緩和室8的容積越大，熱氣的膨脹以及擴散的效果越高，熱氣的溫度、壓力被降低。
[0039]熱氣經由屏蔽槽側面開口部15c移動到壓力緩和屏蔽槽15內，從電弧氣分散泄壓緩和室開口部8a被釋放到封閉式配電盤I的外部。此時，通過在壓力緩和屏蔽槽15的至少對置的I組以上的側部形成屏蔽槽側面開口部15c，從各屏蔽槽側面開口部15c流入壓力緩和屏蔽槽15內的熱氣的方向反轉。其結果是，從各屏蔽槽側面開口部15c流入的熱氣彼此碰撞，熱氣的勢頭被降低。另外，在壓力緩和屏蔽槽15是長方體形的情況下，通過在對置的側部分別形成屏蔽槽側面開口部15c，熱氣的流動變為朝向壓力緩和屏蔽槽15的中心的流動，熱氣的勢頭被進一步緩和。
[0040]壓力緩和屏蔽槽15的底板15b被設置得越接近隔室3、4、5的開口部9a、10a、11a，從開口部9a、10a、lla釋放的高溫分解生成物打到底板15b的比例越增加。例如，底板15b被設置成位于從排氣導管9、10、11釋放的高溫分解生成物的最大釋放角度(相對于釋放方向的最大開角)的延長線上，從而從排氣導管9、10、11釋放的高溫分解生成物的大部分打到底板15b，之后從電弧氣分散泄壓緩和室開口部8a釋放(或者積蓄到電弧氣分散泄壓緩和室8內)。其結果是，能夠降低從封閉式配電盤I釋放的高溫分解生成物的勢頭以及釋放量。
[0041]根據以上那樣的本發明的實施方式的封閉式配電盤I，通過將進行熱氣的膨脹以及擴散的電弧氣分散泄壓緩和室8的容積確保得較大，并且將壓力緩和屏蔽槽15的底板15b(屏蔽板)設置于在斷路器室3、母線室4、電纜室5等隔室形成的開口部(即排氣導管上部開口部9a、10a、Ila)附近，能夠抑制在隔室3、4、5中所生成的高溫分解生成物被直接釋放到封閉式配電盤I的外部。
[0042]另外，根據本發明的實施方式的封閉式配電盤I，通過設置壓力緩和屏蔽槽15，熱氣在壓力緩和屏蔽槽15中迂回地流通，熱氣的能量(溫度以及壓力)被進一步降低。另外，從壓力緩和屏蔽槽15的對置的側部流入的不同的朝向的熱氣彼此在壓力緩和屏蔽槽15內碰撞，從而熱氣的勢頭被進一步降低。其結果是，高溫分解生成物的動能減少，能夠降低向封閉式配電盤I的外部釋放的高溫分解生成物的動能以及高溫分解生成物的釋放量。另外，通過做成熱氣的朝向為向著壓力緩和屏蔽槽15的中心的朝向的熱氣的釋放路徑的構造，能夠降低朝向封閉式配電盤I的外部(即指示器方向)的熱氣以及高溫分解生成物的量，封閉式配電盤I的安全性提高。另外，通過將屏蔽槽側面開口部15c的總面積設為比壓力緩和屏蔽槽15的底板15b的周緣與電弧氣分散泄壓緩和室8內周面之間的面積大，并且將壓力緩和屏蔽槽15的底板15b的周緣與電弧氣分散泄壓緩和室8內周面之間的面積設為比各個排氣導管上部開口部9a、10a、IIa的面積大，隨著釋放路徑的推進而釋放路徑的剖面積變大，能夠抑制電弧氣分散泄壓緩和室8內部的壓力上升。
[0043]另外，通過將壓力緩和屏蔽槽15設置于擋板12、13、14的附近，即使在將網狀部件12b、13b、14b設置于擋板12、13、14的情況下，也能夠有效地防止水、異物等從外部侵入隔室
3、4、5內部。
[0044]另外，根據本發明的實施方式的封閉式配電盤I，通過在擋板12、13、14設置網狀部件12b、13b、14b，能夠抑制隔室3、4、5的內部壓力的峰值壓力。即，隨著隔室3、4、5內部的壓力上升，隔室3、4、5內部的熱氣經由網狀部件12b、13b、14b被釋放，所以相比于以往那樣的使用板狀的擋板的情況，不會使隔室3、4、5內部的熱氣在打開擋板的同時一下子釋放，而能夠降低隔室3、4、5內部壓力峰值。通過降低內部壓力峰值，能夠降低從隔室3、4、5釋放的熱氣以及高溫分解生成物等的勢頭。另外，通過降低內部壓力峰值，能夠降低對封閉式配電盤I要求的耐壓性(強度)，能夠廉價地制造封閉式配電盤I。
[0045]另外，由于經過了網狀部件12b、13b、14b的熱氣以及高溫分解生成物，網狀部件12b、13b、14b溶解，從而能夠降低熱氣以及高溫分解生成物的熱能以及動能。
[0046]另外，在以往那樣的板狀的擋板為半開狀態的情況下，從隔室3、4、5的開口部釋放的熱氣打到擋板12、13、14的板面，從而僅在一定的方向上被釋放，但在本發明的擋板12、
13、14的情況下，通過利用不銹鋼20目形成通氣部12a、13a、14a，打到擋板12、13、14的熱氣被分成通過擋板12、13、14的通氣部12a、13a、14a的氣流和在擋板12、13、14彈回的氣流。即，能夠降低電弧氣分散泄壓緩和室8內的熱氣流的不均。
[0047]另外，根據本發明的實施方式的封閉式配電盤I，通過在隔室3、4、5設置排氣導管
9、10、11，隔室3、4、5的容積增大，能夠降低在隔室3、4、5發生內部電弧事故時的壓力上升。例如，通過將排氣導管9、10、11相對于隔室3、4、5的容積設為10%?30%左右，能夠得到抑制隔室3、4、5內部的壓力上升的效果。進而，通過在排氣導管9、10、11的側部設置網狀部件9c、10c、11c，隨著隔室3、4、5內部中的壓力上升，隔室3、4、5內部的空氣經由網狀部件9c、10c、Ilc被釋放到電弧氣分散泄壓緩和室8內。其結果是，能夠降低從隔室3、4、5的開口部9a、I Oa、11 a釋放的熱氣的峰值壓力。另外，經由設置于排氣導管9、1、11的側部的網狀部件9c、I Oc、11 c，向排氣導管9、1、11的水平方向也釋放熱氣，所以分散了熱氣的釋放方向而降低了熱氣的勢頭，并且促進了熱氣的擴散。
[0048]以上，對本發明的封閉式配電盤示出了具體例而詳細地進行了說明，但本發明的封閉式配電盤不限于上述實施方式，而能夠在不損失本發明的特征的范圍內適當地變更設
i+o
[0049]例如，在本發明的封閉式配電盤中，壓力緩和屏蔽槽、設置于擋板的網狀部件以及排氣導管等各自的結構獨立地起到特定效果。因此，即使是獨立地設置起到特定效果的各要素的方式，也能夠部分性地得到本發明的封閉式配電盤的效果。
[0050]另外，在實施方式的說明中，例示了針對所有隔室的開口部(以及擋板)設置一個壓力緩和屏蔽槽的方式，但也可以是在各個隔室的開口部(以及擋板)分別設置壓力緩和屏蔽槽的方式。即，通過至少在一個隔室的開口部(以及擋板)設置壓力緩和屏蔽槽，能夠得到本發明的封閉式配電盤的效果。
【主權項】
1.一種封閉式配電盤，具有:隔室，通過將框體內劃區而形成，收納主電路零件；電弧氣分散泄壓緩和室，經由形成于所述隔室的開口部與該隔室連通；以及 泄壓擋板，設置于所述隔室的開口部，根據該隔室的壓力變化而被打開，所述封閉式配電盤的特征在于，在所述泄壓擋板設置將所述隔室和所述電弧氣分散泄壓緩和室連通的通氣部，在所述電弧氣分散泄壓緩和室內，與所述隔室的開口部尚開地設置比該隔室的開口部 的寬度以及縱深大的屏蔽板。2.根據權利要求1所述的封閉式配電盤，其特征在于，在所述電弧氣分散泄壓緩和室內設置壓力緩和屏蔽槽，所述壓力緩和屏蔽槽具有與形 成于所述電弧氣分散泄壓緩和室的開口部連接的開口，并且將所述屏蔽板作為底板。3.根據權利要求1或者2所述的封閉式配電盤，其特征在于，在所述泄壓擋板的通氣部設置網狀部件。4.根據權利要求1至3中的任意一項所述的封閉式配電盤，其特征在于，將連通所述隔室與所述電弧氣分散泄壓緩和室之間的排氣導管從所述隔室延伸設置 到所述電弧氣分散泄壓緩和室內，在該排氣導管的上端部設置所述泄壓擋板。5.根據權利要求4所述的封閉式配電盤，其特征在于，在所述排氣導管的側部形成連通該排氣導管與所述電弧氣分散泄壓緩和室之間的側 面開口部，在該側面開口部設置網狀部件。6.根據權利要求2所述的封閉式配電盤，其特征在于，在所述壓力緩和屏蔽槽的至少對置的一對側部形成開口部。7.根據權利要求6所述的封閉式配電盤，其特征在于，形成于所述壓力緩和屏蔽槽的側部的開口部面積大于形成于所述電弧氣分散泄壓緩 和室的內壁面與所述屏蔽板的周緣之間的間隙面積，該間隙面積大于所述隔室的開口部面積。8.根據權利要求1至7中的任意一項所述的封閉式配電盤，其特征在于，在所述泄壓擋板打開時以該泄壓擋板所抵接的距離來設置所述屏蔽板。9.根據權利要求4至8中的任意一項所述的封閉式配電盤，其特征在于，在將所述排氣導管的上端至所述屏蔽板的離開距離設為L，將從與所述屏蔽板對置的 排氣導管的開口端部向該排氣導管寬度方向或者縱深方向突出的該屏蔽板的側端部的突 出距離設為X，將所述排氣導管的延伸設置長度設為H時，滿足以下關系式:L:X=1:0.2 ?1:0.3 L:H=1:1 ?1:2〇
【文檔編號】H02B13/025GK106030943SQ201580010661
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月25日
【發明人】兒玉壽博, 西川篤司, 辻謙次
【申請人】株式會社明電舍