【高圧】LBS(高圧交流負荷開閉器)について

高圧

概要

LBSはLoad Break Switchの略で高圧交流負荷開閉器と呼ばれ、変圧器やコンデンサなどの高圧機器や電路の入・切のために使用される開閉器です。

需要家側の受電所やキュービクル内に導入されており、一般的には変圧器の直近上位に設置されるケースが多いです。(イメージはイラストのようになります)

LBS(交流負荷開閉器)の構成と働きについて

基本的には300kVA以下の容量を持つ変圧器へと適用される開閉器であり、通常は負荷電流しか開閉することが出来ません。

そのため短絡電流・過電流発生時に回路を遮断をするため、限流ヒューズ付のモデルを採用することが多いです。

上記のような300kVA以下の需要家において、主遮断装置に限流ヒューズ付きLBSを使用している方式をPF・S形と呼称します。

※ちなみに主遮断装置に高圧交流遮断器(CB)を採用した方式(過電流継電器などの継電器も組み合わせる)をCB形と呼称します。

LBSの構造

LBSの構造例をイラストにまとめましたので、参照してください。

LBS(交流負荷開閉器)の構造と各部名称について

操作ハンドル

このハンドル部にディスコン棒(DS棒)を引っ掛けて引くことで、接点を開放することが出来ます。逆に押し入れると接点投入が可能です。

アークの発生する恐れがあるため、開閉操作は勢いよくやることが肝要となります。

主接点

投入中は主にこの部分からヒューズを経て、二次側へと負荷電流が流れます。

補助接点(アーク接点)

開閉操作時のアーク消弧を担う部位となります。

開放操作時は主接点が外れた後、次に補助接点が開放されます。この時補助接点にはアークが発生しますが、補助接点のアークブレードはアークシュート(消弧室)内にあるため、消弧室の細隙効果と冷却効果により消滅します。

投入操作時は逆に主接点よりも早く充電部に触れるため、同様に補助接点がアークを消弧します。

このように補助接点はアークの発生と消弧を担い、主接点に負担をかけない役割を持っているのです。

ヒューズ

LBS本体はあくまでも負荷電流の開閉しか行えないため、短絡・過負荷時は限流ヒューズが遮断を担い、溶断することで大電流を遮断します。

溶断動作後は溶断表示棒が飛び出します。この際トリップレバー(ヒューズ下の金属プレート)を押し出し、ラッチが動作することで、三相すべてが開放されるストライカ引き外し方式と呼ばれる機構が存在します。

これは一相でもヒューズが溶断すると三相全てが開放されるため、欠相運転を防止することが出来ます。

LBSの働き

前述のところでほぼ説明は終わりましたが、一応イラストにまとめておきます。

LBS(交流負荷開閉器)の動作と働きについて

  • LBS本体は負荷電流の開閉を行う
  • 限流ヒューズが溶断することで短絡電流・過電流を遮断する
  • ストライカ引き外し方式はヒューズ動作時、欠相を防止する

上記がLBSのはたらきを語る上では重要でしょう。

近年は励磁突入電流抑制機能付きLBSというモデルも販売されています。この機器は抵抗を内蔵しており、投入時に抵抗を挿入して突入電流を抑制することが可能です。

これは安全な開閉が可能となることはもとより、保護協調対策としても有用です。

通常は励磁突入電流を考慮して変圧器の分割配置、順番投入などを行わなければならないですが、このモデルを利用すればそれが幾分か抑えられます。

つまり上位側に過電流継電器(OCR)があれば不要動作を防ぐことが可能になるんですね。

まとめ

  • LBSは高圧受電設備に使用される開閉器である。
  • LBS本体は負荷電流、ヒューズが短絡電流・過電流をそれぞれ遮断・開放する。
  • ストライカ引き外し、励磁突入抑制機能など安全に考慮した機能を持つモデルもある。

参考文献・サイト

  • 田沼和夫『大写解 高圧受電設備: 施設標準と構成機材の基本解説』オーム社,2017年,p.123-p.133
  • 保安点検ドットコム『LBSとは?』http://www.hoantenken.com/news-lbs

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