(57)【要約】【課題】接点部における局所過熱を抑制する。【解決手段】複数のタップ切換機構群のうちの回転軸１１の端部に位置する端部側タップ切換機構群１００ａ，ｂにおける複数の固定接点接続部材１１１ａ，ｂと複数の入力導体１０８ａ，ｂとの入力接続点１１８ａ，ｂは、回転軸１１の軸方向１において、端部側タップ切換機構群１００ａ，ｂの中心２ａ，ｂより、複数のタップ切換機構群全体の中心３側に位置し、かつ、端部側タップ切換機構群１００ａ，ｂにおける固定子接続部材１５１ａ，ｂと出力導体１０９ａ，ｂとの出力接続点１１９ａ，ｂは、回転軸１１の軸方向１において、端部側タップ切換機構群１００ａ，ｂの中心２ａ，ｂより、複数のタップ切換機構群全体の中心３側に位置している。【選択図】図１
2014154676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に中心を挿通された環状導体と、
前記回転軸の同心円周上において所定の間隔を置いて位置する複数の固定接点と、
前記環状導体と電気的に接続された固定子と、
前記環状導体に摺接しつつ前記回転軸を中心にして回動する第１摺動接点と、
前記回転軸を中心にして回動して前記複数の固定接点に択一的に摺接可能な第２摺動接点と、
前記回転軸を中心にして前記第１摺動接点および前記第２摺動接点とともに回動することにより、前記環状導体と前記複数の固定接点のいずれか１つとを択一的に電気的に接続可能な可動子と
を含む複数のタップ切換機構部が前記回転軸の軸方向において所定の間隔を置いて配置されて電気的に並列に接続されたタップ切換機構群を複数備えたタップ切換器であって、
各前記タップ切換機構群は、
自らが含む前記複数のタップ切換機構部において前記回転軸の軸方向から見て前記同心円周上の同一位置にある前記固定接点同士を電気的に接続する複数の固定接点接続部材と、
自らが含む前記複数のタップ切換機構部の前記固定子同士を電気的に接続する固定子接続部材と、
各前記固定接点接続部材に１つずつ電気的に接続された複数の入力導体と、
前記固定子接続部材と電気的に接続された出力導体と
を含み、
複数の前記タップ切換機構群のうちの前記回転軸の端部に位置する端部側タップ切換機構群における前記複数の固定接点接続部材と前記複数の入力導体との入力接続点は、前記回転軸の軸方向において、前記端部側タップ切換機構群の中心より、前記複数のタップ切換機構群全体の中心側に位置し、かつ、前記端部側タップ切換機構群における前記固定子接続部材と前記出力導体との出力接続点は、前記回転軸の軸方向において、前記端部側タップ切換機構群の中心より、前記複数のタップ切換機構群全体の中心側に位置している、タップ切換器。
【請求項２】
各前記タップ切換機構群は、３つ以上の前記タップ切換機構部を含み、
前記複数のタップ切換機構群のいずれかにて、前記回転軸の軸方向において、互いに隣り合った前記タップ切換機構部同士の間の間隔が不均一である、請求項１に記載のタップ切換器。
【請求項３】
前記端部側タップ切換機構群にて、前記回転軸の軸方向において、最も前記端部側に位置する互いに隣り合った前記タップ切換機構部同士の間の間隔が、他の互いに隣り合った前記タップ切換機構部同士の間の間隔より狭い、請求項２に記載のタップ切換器。
【請求項４】
前記端部側タップ切換機構群において、前記複数の入力導体は前記入力接続点から前記回転軸の軸方向に対して直交する方向に延在し、かつ、前記出力導体は前記出力接続点から前記回転軸の軸方向に対して直交する方向に延在している、請求項１から３のいずれか１項に記載のタップ切換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タップ切換器に関し、特に、接続する変圧器のタップを無負荷時に切り換えるタップ切換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動機構のリード貫通部に生じる渦電流損失を低減し、渦電流損失による電流制限を軽減した負荷時タップ切換器を開示した先行文献として、特開２００７−２５８３９３号公報(特許文献１)がある。
【０００３】
特許文献１に記載された負荷時タップ切換器においては、切換開閉器とタップ選択器の間の接続リードを、奇数側および偶数側接続リードとから構成している。
【０００４】
奇数側接続リードは、奇数側環状接触子から上方に引出されて切換開閉器の奇数側端子に接続された上方引出リードと、奇数側環状接触子から下方に引出されて切換開閉器の奇数側端子に接続された下方引出接続リードとから成る。偶数側接続リードは、上方に引出された上方引出接続リードと、下方に引出された下方引出接続リードとから成る。
【０００５】
奇数側および偶数側接続リードを上方引出リードと下方引出リードとの２本並列のリードで構成することにより、上部および下部駆動機構を貫通する電流を従来技術の１／２にして、渦電流損失による発熱を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２５８３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
タップ切換器内に発生する渦電流によって、タップ切換器の接点部に局所的な過熱が発生することがある。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、接点部における局所過熱を抑制できるタップ切換器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】
【０００９】
本発明に基づくタップ切換器は、回転軸に中心を挿通された環状導体と、回転軸の同心円周上において所定の間隔を置いて位置する複数の固定接点と、環状導体と電気的に接続された固定子と、環状導体に摺接しつつ回転軸を中心にして回動する第１摺動接点と、回転軸を中心にして回動して複数の固定接点に択一的に摺接可能な第２摺動接点と、回転軸を中心にして第１摺動接点および第２摺動接点とともに回動することにより、環状導体と複数の固定接点のいずれか１つとを択一的に電気的に接続可能な可動子とを含む複数のタップ切換機構部が回転軸の軸方向において所定の間隔を置いて配置されて電気的に並列に接続されたタップ切換機構群を複数備えたタップ切換器である。各タップ切換機構群は、自らが含む複数のタップ切換機構部において回転軸の軸方向から見て上記同心円周上の同一位置にある固定接点同士を電気的に接続する複数の固定接点接続部材と、自らが含む複数のタップ切換機構部の固定子同士を電気的に接続する固定子接続部材と、各固定接点接続部材に１つずつ電気的に接続された複数の入力導体と、固定子接続部材と電気的に接続された出力導体とを含む。複数のタップ切換機構群のうちの回転軸の端部に位置する端部側タップ切換機構群における複数の固定接点接続部材と複数の入力導体との入力接続点は、回転軸の軸方向において、端部側タップ切換機構群の中心より、複数のタップ切換機構群全体の中心側に位置し、かつ、端部側タップ切換機構群における固定子接続部材と出力導体との出力接続点は、回転軸の軸方向において、端部側タップ切換機構群の中心より、複数のタップ切換機構群全体の中心側に位置している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、接点部における局所過熱を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係るタップ切換器の構成を示す断面図である。
【図２】同実施形態に係るタップ切換器のタップ切換機構部を図１の矢印ＩＩ方向から見た図である。
【図３】第１比較例に係るタップ切換器の構成を示す断面図である。
【図４】第２比較例においてタップ切換器を２つ並置した状態を示す断面図である。
【図５】第３比較例に係るタップ切換器の構成を示す断面図である。
【図６】第３比較例に係るタップ切換器において、各タップ切換機構部を流れる電流量を規格化した規格電流値を解析した結果を示すグラフである。
【図７】第３比較例に係るタップ切換器における各タップ切換機構部の通電電流およびその通電電流により発生する磁界を模式的に示す図である。
【図８】第３比較例に係るタップ切換器における各タップ切換機構部に発生する渦電流を模式的に示す図である。
【図９】第３比較例に係るタップ切換器における各タップ切換機構部を流れる電流を模式的に示す図である。
【図１０】同実施形態に係るタップ切換器を流れる電流の一部の経路を示す断面図である。
【図１１】同実施形態および第３比較例に係るタップ切換器において、各タップ切換機構部を流れる電流量を規格化した規格電流値を比較した結果を示すグラフである。
【図１２】同実施形態に係るタップ切換器において、可動子が移動して図２に示す状態から他の固定接点と接触した状態を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態２に係るタップ切換器の構成を示す断面図である。
【図１４】第４比較例に係るタップ切換器の構成を模式的に示す断面図である。
【図１５】本発明の実施形態１の変形例に係るタップ切換器の構成を図１４と同様に模式的に示す断面図である。
【図１６】本発明の実施形態１に係るタップ切換器の構成を図１４と同様に模式的に示す断面図である。
【図１７】本発明の実施形態３に係るタップ切換器の構成を図１４と同様に模式的に示す断面図である。
【図１８】本発明の実施形態４に係るタップ切換器の構成を示す断面図である。
【図１９】同実施形態に係るタップ切換器を流れる電流の経路を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態１に係るタップ切換器について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００１３】
(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係るタップ切換器の構成を示す断面図である。図２は、本実施形態に係るタップ切換器のタップ切換機構部を図１の矢印ＩＩ方向から見た図である。本実施形態に係るタップ切換器１０は、接続する変圧器のタップを無負荷時に切り換えるタップ切換器である。図２においては、絶縁筒１２を透視して記載している。
【００１４】
図１，２に示すように、本発明の実施形態１に係るタップ切換器１０は、電気絶縁性を有する材料からなる回転軸１１と、回転軸１１と同軸状に配置されて電気絶縁性を有する材料からなる絶縁筒１２とを備える。回転軸１１は、図示しない駆動源と接続されており、軸中心に回動可能とされている。絶縁筒１２の直径は、たとえば、５０ｃｍ〜１００ｃｍ程度である。
【００１５】
本実施形態に係るタップ切換器１０は、３つのタップ切換機構部１００が回転軸１１の軸方向１において所定の間隔を置いて配置されて電気的に並列に接続されたタップ切換機構群を２つ備える。
【００１６】
具体的には、タップ切換器１０は、回転軸１１の一端部側に位置する一端部側タップ切換機構群１００ａと、回転軸１１の他端部側に位置する他端部側タップ切換機構群１００ｂとを備える。
【００１７】
一端部側タップ切換機構群１００ａは、回転軸１１の一端部側から中央部側に向けて順に所定の間隔Ｌ1を置いて配置された、第１タップ切換機構部１０１、第２タップ切換機構部１０２、第３タップ切換機構部１０３を含む。
【００１８】
第１タップ切換機構部１０１、第２タップ切換機構部１０２および第３タップ切換機構部１０３は、後述する複数の固定接点接続部材１１１ａおよび固定子接続部材１５１ａによって互いに電気的に並列に接続されている。
【００１９】
他端部側タップ切換機構群１００ｂは、回転軸１１の中央部側から他端部側に向けて順に所定の間隔Ｌ1を置いて配置された、第４タップ切換機構部１０４、第５タップ切換機構部１０５、第６タップ切換機構部１０６を含む。
【００２０】
第４タップ切換機構部１０４、第５タップ切換機構部１０５および第６タップ切換機構部１０６は、後述する複数の固定接点接続部材１１１ｂおよび固定子接続部材１５１ｂによって互いに電気的に並列に接続されている。
【００２１】
各タップ切換機構部１００は、回転軸１１に中心を挿通された環状導体１４０と、回転軸１１の同心円周上において所定の間隔を置いて位置する複数の固定接点１１０と、環状導体１４０と電気的に接続された固定子１５０と、環状導体１４０に摺接しつつ回転軸１１を中心にして回動する第１摺動接点１３０と、回転軸１１を中心にして回動して複数の固定接点１１０に択一的に摺接可能な第２摺動接点１３１と、回転軸１１を中心にして第１摺動接点１３０および第２摺動接点１３１とともに回動することにより、環状導体１４０と複数の固定接点１１０のいずれか１つとを択一的に電気的に接続可能な可動子１２０とを含む。
【００２２】
具体的には、タップ切換器１０において、６つの環状導体１４０が互いの間に所定の間隔Ｌ1を置いて回転軸１１に取り付けられている。所定の間隔Ｌ1は、たとえば、１０ｃｍ程度である。環状導体１４０は、回転軸１１の回動によって回動しないように、回転軸１１に取り付けられた止め輪上に載置されて、止め輪に対して摺接するように固定されている。
【００２３】
本実施形態においては、各タップ切換機構部１００にて、７つの固定接点１１０が、絶縁筒１２の同一円周上に等間隔に配置されている。具体的には、本実施形態では、固定接点１１０は、４５°間隔で配置されている。
【００２４】
回転軸１１の軸方向１から見て絶縁筒１２の周方向において同一位置にある、第１タップ切換機構部１０１の固定接点１１０と、第２タップ切換機構部１０２の固定接点１１０と、第３タップ切換機構部１０３の固定接点１１０とは、固定接点接続部材１１１ａによって電気的に接続されている。
【００２５】
よって、一端部側タップ切換機構群１００ａは、７つの固定接点接続部材１１１ａを含む。固定接点接続部材１１１ａの長さは、第１タップ切換機構部１０１の固定接点１１０と、第３タップ切換機構部１０３の固定接点１１０とを直線状に繋いだ長さである。
【００２６】
回転軸１１の軸方向１から見て絶縁筒１２の周方向において同一位置にある、第４タップ切換機構部１０４の固定接点１１０と、第５タップ切換機構部１０５の固定接点１１０と、第６タップ切換機構部１０６の固定接点１１０とは、固定接点接続部材１１１ｂによって電気的に接続されている。
【００２７】
よって、他端部側タップ切換機構群１００ｂは、７つの固定接点接続部材１１１ｂを含む。固定接点接続部材１１１ｂの長さは、第４タップ切換機構部１０４の固定接点１１０と、第６タップ切換機構部１０６の固定接点１１０とを直線状に繋いだ長さである。
【００２８】
固定子１５０は、環状導体１４０の一端から絶縁筒１２の外側まで絶縁筒１２の径方向に延在するように設けられている。固定子１５０は、固定接点１１０が位置する絶縁筒１２の円周上を通過している。
【００２９】
第１タップ切換機構部１０１の固定子１５０と、第２タップ切換機構部１０２の固定子１５０と、第３タップ切換機構部１０３の固定子１５０とは、固定子接続部材１５１ａによって電気的に接続されている。固定子接続部材１５１ａの長さは、第１タップ切換機構部１０１の固定子１５０と、第３タップ切換機構部１０３の固定子１５０とを直線状に繋いだ長さである。
【００３０】
第４タップ切換機構部１０４の固定子１５０と、第５タップ切換機構部１０５の固定子１５０と、第６タップ切換機構部１０６の固定子１５０とは、固定子接続部材１５１ｂによって電気的に接続されている。固定子接続部材１５１ｂの長さは、第４タップ切換機構部１０４の固定子１５０と、第６タップ切換機構部１０６の固定子１５０とを直線状に繋いだ長さである。
【００３１】
第１摺動接点１３０は、環状導体１４０の縁部を挟み込むように設けられた１対の半球状の接点部を有している。この接点部は、環状導体１４０と点接触に近い局所的な面接触をしているため電気抵抗が高く、通電時における発熱の度合いが大きい部位である。
【００３２】
第２摺動接点１３１は、固定接点１１０の縁部を挟み込むように設けられた１対の半球状の接点部を有している。この接点部は、固定接点１１０と点接触に近い局所的な面接触をしているため電気抵抗が高く、通電時における発熱の度合いが大きい部位である。なお、第２摺動接点１３１は、各固定接点１１０と接離可能なように設けられている。
【００３３】
可動子１２０は、回転軸１１と連結されており、回転軸１１の回動により回転軸１１を中心にして回動する。また、可動子１２０においては、その一端が第１摺動接点１３０と連結され、その他端が第２摺動接点１３１と連結されている。
【００３４】
すわなち、可動子１２０が回動することにより、第２摺動接点１３１が、７つの固定接点１１０のいずれか１つと接触または離間する。第２摺動接点１３１が接触している固定接点１１０と環状導体１４０とは、第２摺動接点１３１と可動子１２０と第１摺動接点１３０とを通じて電気的に接続される。
【００３５】
各タップ切換機構群は、各固定接点接続部材に１つずつ電気的に接続された７つの入力導体と、固定子接続部材と電気的に接続された出力導体とを含む。各入力導体は、変圧器のタップにそれぞれ電気的に接続されている。
【００３６】
具体的には、一端部側タップ切換機構群１００ａは、各固定接点接続部材１１１ａに１つずつ電気的に接続された７つの入力導体１０８ａと、固定子接続部材１５１ａと電気的に接続された出力導体１０９ａとを含む。
【００３７】
他端部側タップ切換機構群１００ｂは、各固定接点接続部材１１１ｂに１つずつ電気的に接続された７つの入力導体１０８ｂと、固定子接続部材１５１ｂと電気的に接続された出力導体１０９ｂとを含む。
【００３８】
回転軸１１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群１００ａの中心２ａは、第２タップ切換機構部１０２上に位置している。回転軸１１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群１００ｂの中心２ｂは、第５タップ切換機構部１０５上に位置している。
【００３９】
回転軸１１の軸方向１において、２つのタップ切換機構群全体の中心３は、一端部側タップ切換機構群１００ａおよび他端部側タップ切換機構群１００ｂの各々と距離Ｌ2だけ離れている。
【００４０】
一端部側タップ切換機構群１００ａにおける７つの固定接点接続部材１１１ａと７つの入力導体１０８ａとの入力接続点１１８ａは、回転軸１１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群１００ａの中心２ａより、２つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置し、かつ、一端部側タップ切換機構群１００ａにおける固定子接続部材１５１ａと出力導体１０９ａとの出力接続点１１９ａは、回転軸１１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群１００ａの中心２ａより、２つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置している。
【００４１】
他端部側タップ切換機構群１００ｂにおける７つの固定接点接続部材１１１ｂと７つの入力導体１０８ｂとの入力接続点１１８ｂは、回転軸１１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群１００ｂの中心２ｂより、２つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置し、かつ、他端部側タップ切換機構群１００ｂにおける固定子接続部材１５１ｂと出力導体１０９ｂとの出力接続点１１９ｂは、回転軸１１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群１００ｂの中心２ｂより、２つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置している。
【００４２】
本実施形態においては、入力導体１０８ａは入力接続点１１８ａから回転軸１１の軸方向１に対して直交する方向に延在し、かつ、出力導体１１９ａは出力接続点１１９ａから回転軸１１の軸方向１に対して直交する方向に延在している。
【００４３】
入力導体１０８ｂは入力接続点１１８ｂから回転軸１１の軸方向１に対して直交する方向に延在し、かつ、出力導体１１９ｂは出力接続点１１９ｂから回転軸１１の軸方向１に対して直交する方向に延在している。
【００４４】
上記の構成を有する本実施形態に係るタップ切換器１０の作用および効果を説明するために、ここで、比較例に係るタップ切換器について説明する。
【００４５】
図３は、第１比較例に係るタップ切換器の構成を示す断面図である。図３に示すように、第１比較例に係るタップ切換器７０においては、電気絶縁性を有する材料からなる回転軸７１と、回転軸７１と同軸状に配置されて電気絶縁性を有する材料からなる絶縁筒７２とを備える。回転軸７１は、図示しない駆動源と接続されており、軸中心に回動可能とされている。
【００４６】
第１比較例に係るタップ切換器７０は、３つのタップ切換機構部７００が回転軸７１の軸方向１において所定の間隔を置いて配置されて電気的に並列に接続されたタップ切換機構群を１つ備える。
【００４７】
タップ切換機構群は、回転軸７１の一端部側から順に所定の間隔を置いて配置された、第１タップ切換機構部７０１、第２タップ切換機構部７０２、第３タップ切換機構部７０３を含む。
【００４８】
第１タップ切換機構部７０１、第２タップ切換機構部７０２および第３タップ切換機構部７０３は、複数の固定接点接続部材７１１および固定子接続部材７５１によって互いに電気的に並列に接続されている。
【００４９】
各タップ切換機構部７００は、回転軸７１に中心を挿通された環状導体７４０と、回転軸７１の同心円周上において所定の間隔を置いて位置する複数の固定接点７１０と、環状導体７４０と電気的に接続された固定子７５０と、環状導体７４０に摺接しつつ回転軸７１を中心にして回動する第１摺動接点７３０と、回転軸７１を中心にして回動して複数の固定接点７１０に択一的に摺接可能な第２摺動接点７３１と、回転軸７１を中心にして第１摺動接点７３０および第２摺動接点７３１とともに回動することにより、環状導体７４０と複数の固定接点７１０のいずれか１つとを択一的に電気的に接続可能な可動子７２０とを含む。
【００５０】
具体的には、タップ切換器７０において、３つの環状導体７４０が互いの間に所定の間隔を置いて回転軸７１に取り付けられている。
【００５１】
第１比較例においては、各タップ切換機構部７００にて、７つの固定接点７１０が、絶縁筒７２の同一円周上に等間隔に配置されている。具体的には、固定接点７１０は、４５°間隔で配置されている。
【００５２】
回転軸７１の軸方向１から見て絶縁筒７２の周方向において同一位置にある、第１タップ切換機構部７０１の固定接点７１０と、第２タップ切換機構部７０２の固定接点７１０と、第３タップ切換機構部７０３の固定接点７１０とは、固定接点接続部材７１１によって電気的に接続されている。よって、タップ切換機構群は、７つの固定接点接続部材７１１を含む。
【００５３】
固定子７５０は、環状導体７４０の一端から絶縁筒７２の外側まで絶縁筒７２の径方向に延在するように設けられている。固定子７５０は、固定接点７１０が位置する絶縁筒７２の円周上を通過している。
【００５４】
第１タップ切換機構部７０１の固定子７５０と、第２タップ切換機構部７０２の固定子７５０と、第３タップ切換機構部７０３の固定子７５０とは、固定子接続部材７５１によって電気的に接続されている。
【００５５】
第１摺動接点７３０は、環状導体７４０の縁部を挟み込むように設けられた１対の半球状の接点部を有している。第２摺動接点７３１は、固定接点７１０の縁部を挟み込むように設けられた１対の半球状の接点部を有している。なお、第２摺動接点７３１は、各固定接点７１０と接離可能なように設けられている。
【００５６】
可動子７２０は、回転軸７１と連結されており、回転軸７１の回動により回転軸７１を中心にして回動する。また、可動子７２０は、その一端が第１摺動接点７３０と連結され、その他端が第２摺動接点７３１と連結されている。
【００５７】
すわなち、可動子７２０が回動することにより、第２摺動接点７３１が、７つの固定接点７１０のいずれか１つと接触または離間する。第２摺動接点７３１が接触している固定接点７１０と環状導体７４０とは、第２摺動接点７３１と可動子７２０と第１摺動接点７３０とを通じて電気的に接続される。
【００５８】
タップ切換機構群は、各固定接点接続部材７１１に１つずつ電気的に接続された７つの入力導体７０８と、固定子接続部材７５１と電気的に接続された出力導体７０９とを含む。
【００５９】
回転軸７１の軸方向１において、タップ切換機構群の中心２は、第２タップ切換機構部７０２上に位置している。回転軸７１の軸方向１において、タップ切換機構群全体の中心３も、第２タップ切換機構部７０２上に位置している。
【００６０】
すなわち、タップ切換機構群における７つの固定接点接続部材７１１と７つの入力導体７０８との入力接続点７１８は、回転軸７１の軸方向１において、タップ切換機構群の中心２およびタップ切換機構群全体の中心３上に位置し、かつ、タップ切換機構群における固定子接続部材７５１と出力導体７０９との出力接続点７１９は、回転軸７１の軸方向１において、タップ切換機構群の中心２およびタップ切換機構群全体の中心３上に位置している。
【００６１】
第１比較例に係るタップ切換器７０においては、第１摺動接点７３０および第２摺動接点７３１の接点部における発熱を低減するために、第１〜第３タップ切換機構部７０１〜７０３を並列に接続して、各タップ切換機構部７００に流れる電流を分散させている。しかし、３つのタップ切換機構部７００のみでは、大電流を通電するのに不足することがある。その場合、タップ切換器７０を２つ並置することが考えられる。
【００６２】
図４は、第２比較例においてタップ切換器を２つ並置した状態を示す断面図である。図４に示すように、第２比較例においては、タップ切換器７０を２つ並置して使用することにより、１つのタップ切換器７０に流れる電流値を半分にしている。
【００６３】
第２比較例のように、２つのタップ切換器７０を並置した場合、これらの占有スペースが大きくなり好ましくない。そこで、２つのタップ切換器７０を１つにまとめることが考えられる。
【００６４】
図５は、第３比較例に係るタップ切換器の構成を示す断面図である。図５に示すように、第３比較例に係るタップ切換器８０においては、２つのタップ切換機構群を含む。
【００６５】
第３比較例に係るタップ切換器８０は、電気絶縁性を有する材料からなる回転軸８１と、回転軸８１と同軸状に配置されて電気絶縁性を有する材料からなる絶縁筒８２とを備える。回転軸８１は、図示しない駆動源と接続されており、軸中心に回動可能とされている。
【００６６】
タップ切換器８０は、３つのタップ切換機構部８００が回転軸８１の軸方向１において所定の間隔を置いて配置されて電気的に並列に接続されたタップ切換機構群を２つ備える。
【００６７】
具体的には、タップ切換器８０は、回転軸８１の一端部側に位置する一端部側タップ切換機構群８００ａと、回転軸８１の他端部側に位置する他端部側タップ切換機構群８００ｂとを備える。
【００６８】
一端部側タップ切換機構群８００ａは、回転軸８１の一端部側から中央部側に向けて順に所定の間隔を置いて配置された、第１タップ切換機構部８０１、第２タップ切換機構部８０２、第３タップ切換機構部８０３を含む。
【００６９】
第１タップ切換機構部８０１、第２タップ切換機構部８０２および第３タップ切換機構部８０３は、複数の固定接点接続部材８１１ａおよび固定子接続部材８５１ａによって互いに電気的に並列に接続されている。
【００７０】
他端部側タップ切換機構群８００ｂは、回転軸８１の中央部側から他端部側に向けて順に所定の間隔を置いて配置された、第４タップ切換機構部８０４、第５タップ切換機構部８０５、第６タップ切換機構部８０６を含む。
【００７１】
第４タップ切換機構部８０４、第５タップ切換機構部８０５および第６タップ切換機構部８０６は、複数の固定接点接続部材８１１ｂおよび固定子接続部材８５１ｂによって互いに電気的に並列に接続されている。
【００７２】
各タップ切換機構部８００は、回転軸８１に中心を挿通された環状導体８４０と、回転軸８１の同心円周上において所定の間隔を置いて位置する複数の固定接点８１０と、環状導体８４０と電気的に接続された固定子８５０と、環状導体８４０に摺接しつつ回転軸８１を中心にして回動する第１摺動接点８３０と、回転軸８１を中心にして回動して複数の固定接点８１０に択一的に摺接可能な第２摺動接点８３１と、回転軸８１を中心にして第１摺動接点８３０および第２摺動接点８３１とともに回動することにより、環状導体８４０と複数の固定接点８１０のいずれか１つとを択一的に電気的に接続可能な可動子８２０とを含む。
【００７３】
具体的には、タップ切換器８０において、６つの環状導体８４０が互いの間に所定の間隔を置いて回転軸８１に取り付けられている。環状導体８４０は、回転軸８１の回動によって回動しないように、回転軸８１に取り付けられた止め輪上に載置されて、止め輪に対して摺接するように固定されている。
【００７４】
各タップ切換機構部８００にて、７つの固定接点８１０が、絶縁筒８２の同一円周上に等間隔に配置されている。具体的には、固定接点８１０は、４５°間隔で配置されている。
【００７５】
回転軸８１の軸方向１から見て絶縁筒８２の周方向において同一位置にある、第１タップ切換機構部８０１の固定接点８１０と、第２タップ切換機構部８０２の固定接点８１０と、第３タップ切換機構部８０３の固定接点８１０とは、固定接点接続部材８１１ａによって電気的に接続されている。よって、一端部側タップ切換機構群８００ａは、７つの固定接点接続部材８１１ａを含む。
【００７６】
回転軸８１の軸方向１から見て絶縁筒８２の周方向において同一位置にある、第４タップ切換機構部８０４の固定接点８１０と、第５タップ切換機構部８０５の固定接点８１０と、第６タップ切換機構部８０６の固定接点８１０とは、固定接点接続部材８１１ｂによって電気的に接続されている。よって、他端部側タップ切換機構群８００ｂは、７つの固定接点接続部材８１１ｂを含む。
【００７７】
固定子８５０は、環状導体８４０の一端から絶縁筒８２の外側まで絶縁筒８２の径方向に延在するように設けられている。固定子８５０は、固定接点８１０が位置する絶縁筒８２の円周上を通過している。
【００７８】
第１タップ切換機構部８０１の固定子８５０と、第２タップ切換機構部８０２の固定子８５０と、第３タップ切換機構部８０３の固定子８５０とは、固定子接続部材８５１ａによって電気的に接続されている。
【００７９】
第４タップ切換機構部８０４の固定子８５０と、第５タップ切換機構部８０５の固定子８５０と、第６タップ切換機構部８０６の固定子８５０とは、固定子接続部材８５１ｂによって電気的に接続されている。
【００８０】
第１摺動接点８３０は、環状導体８４０の縁部を挟み込むように設けられた１対の半球状の接点部を有している。この接点部は、環状導体８４０と点接触に近い局所的な面接触をしているため電気抵抗が高く、通電時における発熱の度合いが大きい部位である。
【００８１】
第２摺動接点８３１は、固定接点８１０の縁部を挟み込むように設けられた１対の半球状の接点部を有している。この接点部は、固定接点８１０と点接触に近い局所的な面接触をしているため電気抵抗が高く、通電時における発熱の度合いが大きい部位である。なお、第２摺動接点８３１は、各固定接点８１０と接離可能なように設けられている。
【００８２】
可動子８２０は、回転軸８１と連結されており、回転軸８１の回動により回転軸８１を中心にして回動する。また、可動子８２０は、その一端が第１摺動接点８３０と連結され、その他端が第２摺動接点１３１と連結されている。
【００８３】
すわなち、可動子８２０が回動することにより、第２摺動接点１３１が、７つの固定接点８１０のいずれか１つと接触または離間する。第２摺動接点１３１が接触している固定接点８１０と環状導体８４０とは、第２摺動接点１３１と可動子８２０と第１摺動接点８３０とを通じて電気的に接続される。
【００８４】
各タップ切換機構群は、各固定接点接続部材に１つずつ電気的に接続された７つの入力導体と、固定子接続部材と電気的に接続された出力導体とを含む。各入力導体は、変圧器のタップにそれぞれ電気的に接続されている。
【００８５】
具体的には、一端部側タップ切換機構群８００ａは、各固定接点接続部材８１１ａに１つずつ電気的に接続された７つの入力導体８０８ａと、固定子接続部材８５１ａと電気的に接続された出力導体８０９ａとを含む。
【００８６】
他端部側タップ切換機構群８００ｂは、各固定接点接続部材８１１ｂに１つずつ電気的に接続された７つの入力導体８０８ｂと、固定子接続部材８５１ｂと電気的に接続された出力導体８０９ｂとを含む。
【００８７】
回転軸８１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群８００ａの中心２ａは、第２タップ切換機構部８０２上に位置している。回転軸８１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群８００ｂの中心２ｂは、第５タップ切換機構部８０５上に位置している。
【００８８】
回転軸８１の軸方向１において、２つのタップ切換機構群全体の中心３は、一端部側タップ切換機構群８００ａおよび他端部側タップ切換機構群８００ｂの各々と等間隔で離れている。
【００８９】
一端部側タップ切換機構群８００ａにおける７つの固定接点接続部材８１１ａと７つの入力導体８０８ａとの入力接続点８１８ａは、回転軸８１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群８００ａの中心２ａ上に位置し、かつ、一端部側タップ切換機構群８００ａにおける固定子接続部材８５１ａと出力導体８０９ａとの出力接続点８１９ａは、回転軸８１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群８００ａの中心２ａ上に位置している。
【００９０】
他端部側タップ切換機構群８００ｂにおける７つの固定接点接続部材８１１ｂと７つの入力導体８０８ｂとの入力接続点８１８ｂは、回転軸８１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群８００ｂの中心２ｂ上に位置し、かつ、他端部側タップ切換機構群８００ｂにおける固定子接続部材８５１ｂと出力導体８０９ｂとの出力接続点８１９ｂは、回転軸８１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群８００ｂの中心２ｂ上に位置している。
【００９１】
第３比較例に係るタップ切換器８０においては、第１タップ切換機構部８０１および第６タップ切換機構部８０６に流れる電流値が大きくなり、これらの接点部における発熱が過大となる問題が生じることを本発明者らは見出した。
【００９２】
図６は、第３比較例に係るタップ切換器において、各タップ切換機構部を流れる電流量を規格化した規格電流値を解析した結果を示すグラフである。図６においては、縦軸に規格電流値、横軸に段数を示している。
【００９３】
段数としては、第１タップ切換機構部を１段目、第２タップ切換機構部を２段目、第３タップ切換機構部を３段目、第４タップ切換機構部を４段目、第５タップ切換機構部を５段目、第６タップ切換機構部を６段目としている。なお、本解析においては、タップ切換器８０を有限要素法によりモデル化して各段の電流分布を算出した。
【００９４】
図６に示すように、タップ切換器８０においては、第１タップ切換機構部８０１および第６タップ切換機構部８０６に、第２〜第５タップ切換機構部８０２〜８０５より多くの電流が偏って流れている。
【００９５】
このように電流が偏流するメカニズムについて以下に説明する。
図７は、第３比較例に係るタップ切換器における各タップ切換機構部の通電電流およびその通電電流により発生する磁界を模式的に示す図である。図８は、第３比較例に係るタップ切換器における各タップ切換機構部に発生する渦電流を模式的に示す図である。図９は、第３比較例に係るタップ切換器における各タップ切換機構部を流れる電流を模式的に示す図である。図７〜図９においては、図５のタップ切換器をＡ−Ａ線矢印方向から見た断面図を示している。
【００９６】
図７に示すように、第１タップ切換機構部８０１には、紙面裏側から紙面表側に通電電流８５１が流れる。第２タップ切換機構部８０２には、紙面裏側から紙面表側に通電電流８５２が流れる。第３タップ切換機構部８０３には、紙面裏側から紙面表側に通電電流８５３が流れる。第４タップ切換機構部８０４には、紙面裏側から紙面表側に通電電流８５４が流れる。第５タップ切換機構部８０５には、紙面裏側から紙面表側に通電電流８５５が流れる。第６タップ切換機構部８０６には、紙面裏側から紙面表側に通電電流８５６が流れる。
【００９７】
図５に示す入力導体８０８ａと入力導体８０８ｂとのそれぞれに同等の通電電流を流すことにより、各タップ切換機構部に流れる通電電流８５１〜８５６の各電流値は略同一となる。
【００９８】
各通電電流８５１〜８５６によって、各タップ切換機構部８０１〜８０６の周囲を周回する磁束が発生する。これらの磁束は合成されて全体として、図７において左回りに周回する磁束８６０が発生する。
【００９９】
磁束８６０は、第１タップ切換機構部８０１と第２タップ切換機構部８０２との間を矢印８６１で示す方向に侵入する。磁束８６０は、第２タップ切換機構部８０２と第３タップ切換機構部８０３との間を矢印８６２で示す方向に侵入する。
【０１００】
また、磁束８６０は、第４タップ切換機構部８０４と第５タップ切換機構部８０５との間を矢印８６４で示す方向に侵入する。磁束８６０は、第５タップ切換機構部８０５と第６タップ切換機構部８０６との間を矢印８６５で示す方向に侵入する。
【０１０１】
このように、磁束８６０の一部は、第１タップ切換機構部８０１と第２タップ切換機構部８０２と固定接点接続部材８１１ａと固定子接続部材８５１ａとから構成されるループと鎖交するように周回する。
【０１０２】
磁束８６０の一部は、第２タップ切換機構部８０２と第３タップ切換機構部８０３と固定接点接続部材８１１ａと固定子接続部材８５１ａとから構成されるループと鎖交するように周回する。
【０１０３】
同様に、磁束８６０の一部は、第４タップ切換機構部８０４と第５タップ切換機構部８０５と固定接点接続部材８１１ｂと固定子接続部材８５１ｂとから構成されるループと鎖交するように周回する。
【０１０４】
磁束８６０の一部は、第５タップ切換機構部８０５と第６タップ切換機構部８０６と固定接点接続部材８１１ｂと固定子接続部材８５１ｂとから構成されるループと鎖交するように周回する。
【０１０５】
上記のループを磁束８６０が貫くことにより、磁束８６０を打ち消す方向の磁束を生じさせる渦電流が発生する。
【０１０６】
具体的には、図８に示すように、第１タップ切換機構部８０１には、紙面裏側から紙面表側に流れる渦電流８７１が発生する。第３タップ切換機構部８０３には、紙面表側から紙面裏側に流れる渦電流８７３が発生する。第４タップ切換機構部８０４には、紙面表側から紙面裏側に流れる渦電流８７４が発生する。第６タップ切換機構部８０６には、紙面裏側から紙面表側に流れる渦電流８７６が発生する。
【０１０７】
上記の渦電流の発生により、第１タップ切換機構部８０１と第２タップ切換機構部８０２との間を矢印８８１で示す方向に進む磁束、第２タップ切換機構部８０２と第３タップ切換機構部８０３との間を矢印８８２で示す方向に進む磁束、第４タップ切換機構部８０４と第５タップ切換機構部８０５との間を矢印８８４で示す方向に進む磁束、第５タップ切換機構部８０５と第６タップ切換機構部８０６との間を矢印８８５で示す方向に進む磁束が生じる。
【０１０８】
各タップ切換機構部８０１〜８０６においては、上記の通電電流８５１〜８５６と渦電流８７１〜８７６とが合成された電流が流れる。第１タップ切換機構部８０１および第６タップ切換機構部８０６においては、通電電流８５１，８５６と渦電流８７１，８７６との流れる方向が同じため両者が合算されて電流値が大きくなる。第３タップ切換機構部８０３および第４タップ切換機構部８０４においては、通電電流８５３，８５４と渦電流８７３，８７４との流れる方向が逆のため両者が減算されて電流値が小さくなる。
【０１０９】
この結果、図９に示すように、第１タップ切換機構部８０１を流れる電流８９１および第６タップ切換機構部８０６を流れる電流８９６の各電流値は、第２タップ切換機構部８０２を流れる電流８９２および第５タップ切換機構部８０５を流れる電流８９５の各電流値より大きくなる。
【０１１０】
第３タップ切換機構部８０３を流れる電流８９３および第４タップ切換機構部８０４を流れる電流８９４の各電流値は、第２タップ切換機構部８０２を流れる電流８９２および第５タップ切換機構部８０５を流れる電流８９５の各電流値より小さくなる。
【０１１１】
第１タップ切換機構部８０１を流れる電流８９１および第６タップ切換機構部８０６を流れる電流８９６の各電流値は、第３タップ切換機構部８０３を流れる電流８９３および第４タップ切換機構部８０４を流れる電流８９４の各電流値に比較して約２倍となる。
【０１１２】
発熱量は電流値の２乗に比例するため、第３比較例に係るタップ切換器８０においては、第１タップ切換機構部８０１および第６タップ切換機構部８０６の接点部における発熱量は、第３タップ切換機構部８０３および第４タップ切換機構部８０４の接点部における発熱量に比較して約４倍となる。
【０１１３】
このような接点部における過大な発熱を抑制するために、本実施形態に係るタップ切換器１０においては、上記の構成を有している。特に、入力接続点１１８ａおよび出力接続点１１９ａを回転軸１１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群１００ａの中心２ａより２つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置させている。また、入力導体１０８ｂおよび出力接続点１１９ｂを回転軸１１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群１００ｂの中心２ｂより２つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置させている。
【０１１４】
図１０は、本実施形態に係るタップ切換器を流れる電流の一部の経路を示す断面図である。図１０においては、入力導体１０８ａから第１タップ切換機構部１０１を通過して出力導体１０９ａに流れる電流１５１ｉと、入力導体１０８ａから第３タップ切換機構部１０３を通過して出力導体１０９ａに流れる電流１５３ｉと、入力導体１０８ｂから第４タップ切換機構部１０４を通過して出力導体１０９ｂに流れる電流１５４ｉと、入力導体１０８ｂから第６タップ切換機構部１０６を通過して出力導体１０９ｂに流れる電流１５６ｉとを示している。
【０１１５】
電流１５１ｉおよび電流１５６ｉが流れる経路は、迂回するように曲折しており、電流１５３ｉおよび電流１５４ｉが流れる直線状の経路に比較して長い。そのため、電流１５１ｉおよび電流１５６ｉが流れる経路のインダクタンスは、電流１５３ｉおよび電流１５４ｉが流れる経路のインダクタンスより大きい。
【０１１６】
よって、交流電流に対して電流１５１ｉおよび電流１５６ｉが流れる経路のインピーダンスは、電流１５３ｉおよび電流１５４ｉが流れる経路のインピーダンスより大きくなる。その結果、第１タップ切換機構部１０１および第６タップ切換機構部１０６を流れる電流値を低減することができる。
【０１１７】
図１１は、本実施形態および第３比較例に係るタップ切換器において、各タップ切換機構部を流れる電流量を規格化した規格電流値を比較した結果を示すグラフである。図１１においては、本実施形態に係るタップ切換器１０および第３比較例に係るタップ切換器８０の有限要素法に基づいて作成したモデルを用いて計算した結果を示している。また、図１１においては、縦軸に規格電流値、横軸に段数、実施形態１を実線、第３比較例を点線で示している。
【０１１８】
図１１に示すように、本実施形態に係るタップ切換器１０においては、第３比較例に係るタップ切換器８０に比較して、第１タップ切換機構部１０１および第６タップ切換機構部１０６を流れる電流値が低減し、電流の偏流が抑制されている。
【０１１９】
このように電流の偏流を抑制することにより、第１タップ切換機構部１０１および第６タップ切換機構部１０６の接点部における局所的な過熱の発生を抑制することができる。その結果、タップ切換器１０の全体において、接点部の局所的な過熱の発生を抑制できる。
【０１２０】
本実施形態においては、回転軸１１の軸方向１において２つのタップ切換機構群の全体の中心３側に最も近接した位置に、入力接続点１１８ａ，１１８ｂおよび出力接続点１１９ａ，１１９ｂを配置したが、各配置はこれに限られない。
【０１２１】
具体的には、回転軸１１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群１００ａの中心２ａより２つのタップ切換機構群の全体の中心３側に、入力接続点１１８ａおよび出力接続点１１９ａを配置すればよい。
【０１２２】
同様に、回転軸１１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群１００ｂの中心２ｂより２つのタップ切換機構群の全体の中心３側に、入力接続点１１８ｂおよび出力接続点１１９ｂを配置すればよい。
【０１２３】
このように入力接続点１１８ａ，１１８ｂおよび出力接続点１１９ａ，１１９ｂを配置することにより、電流の偏流を抑制して、接点部における局所的な過熱の発生を抑制できる。
【０１２４】
また、タップ切換器１０が含むタップ切換機構群の数は、２つに限られず複数であればよい。さらに、各タップ切換機構群が含むタップ切換機構部の数は、３つに限られず複数であればよい。また、各タップ切換機構部に含まれる固定接点の数は、７つに限られず複数であればよい。よって、固定接点同士の間隔は、４５°より小さくても大きくてもよい。
【０１２５】
図１２は、本実施形態に係るタップ切換器において、可動子が移動して図２に示す状態から他の固定接点と接触した状態を示す図である。図１２に示すように、可動子１２０が他の固定接点１１０に接触した状態においても、上記した電流の偏流を抑制することが可能である。
【０１２６】
以下、本発明の実施形態２に係るタップ切換器について図を参照して説明する。なお、本実施形態に係るタップ切換器２０は、４つのタップ切換機構部を含むタップ切換機構群を３つ備える点のみ実施形態１に係るタップ切換器１０と異なるため、実施形態１と共通する構成については説明を繰り返さない。
【０１２７】
(実施形態２)
図１３は、本発明の実施形態２に係るタップ切換器の構成を示す断面図である。図１３に示すように、本発明の実施形態２に係るタップ切換器２０は、電気絶縁性を有する材料からなる回転軸２１と、回転軸２１と同軸状に配置されて電気絶縁性を有する材料からなる絶縁筒２２とを備える。回転軸２１は、図示しない駆動源と接続されており、軸中心に回動可能とされている。絶縁筒２２の直径は、たとえば、５０ｃｍ〜１００ｃｍ程度である。
【０１２８】
本実施形態に係るタップ切換器２０は、４つのタップ切換機構部２００が回転軸２１の軸方向１において所定の間隔を置いて配置されて電気的に並列に接続されたタップ切換機構群を３つ備える。
【０１２９】
具体的には、タップ切換器２０は、回転軸２１の一端部側に位置する一端部側タップ切換機構群２００ａと、回転軸２１の中央部に位置する中央部タップ切換機構群２００ｂと、回転軸２１の他端部側に位置する他端部側タップ切換機構群２００ｃとを備える。
【０１３０】
一端部側タップ切換機構群２００ａは、回転軸２１の一端部側から中央部側に向けて順に所定の間隔Ｌ1を置いて配置された、第１タップ切換機構部２０１、第２タップ切換機構部２０２、第３タップ切換機構部２０３、第４タップ切換機構部２０４を含む。
【０１３１】
第１タップ切換機構部２０１、第２タップ切換機構部２０２、第３タップ切換機構部２０３および第４タップ切換機構部２０４は、複数の固定接点接続部材２１１ａおよび固定子接続部材２５１ａによって互いに電気的に並列に接続されている。
【０１３２】
中央部タップ切換機構群２００ｂは、回転軸２１の一端部側から他端部側に向けて順に所定の間隔Ｌ1を置いて配置された、第５タップ切換機構部２０５、第６タップ切換機構部２０６、第７タップ切換機構部２０７、第８タップ切換機構部２０８を含む。
【０１３３】
第５タップ切換機構部２０５、第６タップ切換機構部２０６、第７タップ切換機構部２０７および第８タップ切換機構部２０８は、複数の固定接点接続部材２１１ｂおよび固定子接続部材２５１ｂによって互いに電気的に並列に接続されている。
【０１３４】
他端部側タップ切換機構群２００ｃは、回転軸２１の中央部側から他端部側に向けて順に所定の間隔Ｌ1を置いて配置された、第９タップ切換機構部２０９、第１０タップ切換機構部２１０’、第１１タップ切換機構部２１１、第１２タップ切換機構部２１２を含む。
【０１３５】
第９タップ切換機構部２０９、第１０タップ切換機構部２１０’、第１１タップ切換機構部２１１および第１２タップ切換機構部２１２は、複数の固定接点接続部材２１１ｃおよび固定子接続部材２５１ｃによって互いに電気的に並列に接続されている。
【０１３６】
各タップ切換機構部２００は、回転軸２１に中心を挿通された環状導体２４０と、回転軸２１の同心円周上において所定の間隔を置いて位置する複数の固定接点２１０と、環状導体２４０と電気的に接続された固定子２５０と、環状導体２４０に摺接しつつ回転軸２１を中心にして回動する第１摺動接点２３０と、回転軸２１を中心にして回動して複数の固定接点２１０に択一的に摺接可能な第２摺動接点２３１と、回転軸２１を中心にして第１摺動接点２３０とともに回動することにより、環状導体２４０と複数の固定接点２１０のいずれか１つとを択一的に電気的に接続可能な可動子２２０とを含む。
【０１３７】
具体的には、タップ切換器２０において、１２個の環状導体２４０が互いの間に所定の間隔Ｌ1を置いて回転軸２１に取り付けられている。所定の間隔Ｌ1は、たとえば、１０ｃｍ程度である。環状導体２４０は、回転軸２１の回動によって回動しないように、回転軸２１に取り付けられた止め輪上に載置されて、止め輪に対して摺接するように固定されている。
【０１３８】
本実施形態においては、各タップ切換機構部２００にて、７つの固定接点２１０が、絶縁筒２２の同一円周上に等間隔に配置されている。具体的には、本実施形態では、固定接点２１０は、４５°間隔で配置されている。
【０１３９】
回転軸２１の軸方向１から見て絶縁筒２２の周方向において同一位置にある、第１タップ切換機構部２０１の固定接点２１０と、第２タップ切換機構部２０２の固定接点２１０と、第３タップ切換機構部２０３の固定接点２１０と、第４タップ切換機構部２０４の固定接点２１０とは、固定接点接続部材２１１ａによって電気的に接続されている。
【０１４０】
よって、一端部側タップ切換機構群２００ａは、７つの固定接点接続部材２１１ａを含む。固定接点接続部材２１１ａの長さは、第１タップ切換機構部２０１の固定接点２１０と、第４タップ切換機構部２０４の固定接点２１０とを直線状に繋いだ長さである。
【０１４１】
回転軸２１の軸方向１から見て絶縁筒２２の周方向において同一位置にある、第５タップ切換機構部２０５の固定接点２１０と、第６タップ切換機構部２０６の固定接点２１０と、第７タップ切換機構部２０７の固定接点２１０と、第８タップ切換機構部２０８の固定接点２１０とは、固定接点接続部材２１１ｂによって電気的に接続されている。
【０１４２】
よって、中央部タップ切換機構群２００ｂは、７つの固定接点接続部材２１１ｂを含む。固定接点接続部材２１１ｂの長さは、第５タップ切換機構部２０５の固定接点２１０と、第８タップ切換機構部２０８の固定接点２１０とを直線状に繋いだ長さである。
【０１４３】
回転軸２１の軸方向１から見て絶縁筒２２の周方向において同一位置にある、第９タップ切換機構部２０９の固定接点２１０と、第１０タップ切換機構部２１０’の固定接点２１０と、第１１タップ切換機構部２１１の固定接点２１０と、第１２タップ切換機構部２１２の固定接点２１０とは、固定接点接続部材２１１ｃによって電気的に接続されている。
【０１４４】
よって、他端部側タップ切換機構群２００ｃは、７つの固定接点接続部材２１１ｃを含む。固定接点接続部材２１１ｃの長さは、第９タップ切換機構部２０９の固定接点２１０と、第１２タップ切換機構部２１２の固定接点２１０とを直線状に繋いだ長さである。
【０１４５】
固定子２５０は、環状導体２４０の一端から絶縁筒２２の外側まで絶縁筒２２の径方向に延在するように設けられている。固定子２５０は、固定接点２１０が位置する絶縁筒２２の円周上を通過している。
【０１４６】
第１タップ切換機構部２０１の固定子２５０と、第２タップ切換機構部２０２の固定子２５０と、第３タップ切換機構部２０３の固定子２５０と、第４タップ切換機構部２０４の固定子２５０とは、固定子接続部材２５１ａによって電気的に接続されている。固定子接続部材２５１ａの長さは、第１タップ切換機構部２０１の固定子２５０と、第４タップ切換機構部２０４の固定子２５０とを直線状に繋いだ長さである。
【０１４７】
第５タップ切換機構部２０５の固定子２５０と、第６タップ切換機構部２０６の固定子２５０と、第７タップ切換機構部２０７の固定子２５０と、第８タップ切換機構部２０８の固定子２５０とは、固定子接続部材２５１ｂによって電気的に接続されている。固定子接続部材２５１ｂの長さは、第５タップ切換機構部２０５の固定子２５０と、第８タップ切換機構部２０８の固定子２５０とを直線状に繋いだ長さである。
【０１４８】
第９タップ切換機構部２０９の固定子２５０と、第１０タップ切換機構部２１０’の固定子２５０と、第１１タップ切換機構部２１１の固定子２５０と、第１２タップ切換機構部２１２の固定子２５０とは、固定子接続部材２５１ｃによって電気的に接続されている。固定子接続部材２５１ｃの長さは、第９タップ切換機構部２０９の固定子２５０と、第１２タップ切換機構部２１２の固定子２５０とを直線状に繋いだ長さである。
【０１４９】
第１摺動接点２３０は、環状導体２４０の縁部を挟み込むように設けられた１対の半球状の接点部を有している。この接点部は、環状導体２４０と点接触に近い局所的な面接触をしているため電気抵抗が高く、通電時における発熱の度合いが大きい部位である。
【０１５０】
第２摺動接点２３１は、固定接点２１０の縁部を挟み込むように設けられた１対の半球状の接点部を有している。この接点部は、固定接点２１０と点接触に近い局所的な面接触をしているため電気抵抗が高く、通電時における発熱の度合いが大きい部位である。なお、第２摺動接点２３１は、各固定接点２１０と接離可能なように設けられている。
【０１５１】
可動子２２０は、回転軸２１と連結されており、回転軸２１の回動により回転軸２１を中心にして回動する。また、可動子２２０は、その一端が第１摺動接点２３０と連結され、その他端が第２摺動接点２３１と連結されている。
【０１５２】
すわなち、可動子２２０が回動することにより、第２摺動接点２３１が、７つの固定接点２１０のいずれか１つと接触または離間する。第２摺動接点２３１が接触している固定接点２１０と環状導体２４０とは、第２摺動接点２３１と可動子２２０と第１摺動接点２３０とを通じて電気的に接続される。
【０１５３】
各タップ切換機構群は、各固定接点接続部材に１つずつ電気的に接続された７つの入力導体と、固定子接続部材と電気的に接続された出力導体とを含む。各入力導体は、変圧器のタップにそれぞれ電気的に接続されている。
【０１５４】
具体的には、一端部側タップ切換機構群２００ａは、各固定接点接続部材２１１ａに１つずつ電気的に接続された７つの入力導体２０８ａと、固定子接続部材２５１ａと電気的に接続された出力導体２０９ａとを含む。
【０１５５】
中央部タップ切換機構群２００ｂは、各固定接点接続部材２１１ｂに１つずつ電気的に接続された７つの入力導体２０８ｂと、固定子接続部材２５１ｂと電気的に接続された出力導体２０９ｂとを含む。
【０１５６】
他端部側タップ切換機構群２００ｃは、各固定接点接続部材２１１ｃに１つずつ電気的に接続された７つの入力導体２０８ｃと、固定子接続部材２５１ｃと電気的に接続された出力導体２０９ｃとを含む。
【０１５７】
回転軸２１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群２００ａの中心２ａは、第２タップ切換機構部２０２と第３タップ切換機構部２０３との間に位置している。回転軸２１の軸方向１において、中央部タップ切換機構群２００ｂの中心２ｂは、第６タップ切換機構部２０６と第７タップ切換機構部２０７との間に位置している。回転軸２１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群２００ｃの中心２ｃは、第１０タップ切換機構部２１０’と第１１タップ切換機構部２１１との間に位置している。
【０１５８】
回転軸２１の軸方向１において、３つのタップ切換機構群全体の中心３は、一端部側タップ切換機構群２００ａおよび他端部側タップ切換機構群２００ｃの各々と距離Ｌ3だけ離れている。中央部タップ切換機構群２００ｂの中心２ｂと３つのタップ切換機構群全体の中心３とは重なっている。
【０１５９】
一端部側タップ切換機構群２００ａにおける７つの固定接点接続部材２１１ａと７つの入力導体２０８ａとの入力接続点２１８ａは、回転軸２１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群２００ａの中心２ａより、３つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置し、かつ、一端部側タップ切換機構群２００ａにおける固定子接続部材２５１ａと出力導体２０９ａとの出力接続点２１９ａは、回転軸２１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群２００ａの中心２ａより、３つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置している。
【０１６０】
他端部側タップ切換機構群２００ｃにおける７つの固定接点接続部材２１１ｃと７つの入力導体２０８ｃとの入力接続点２１８ｃは、回転軸２１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群２００ｃの中心２ｃより、３つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置し、かつ、他端部側タップ切換機構群２００ｃにおける固定子接続部材２５１ｃと出力導体２０９ｃとの出力接続点２１９ｃは、回転軸２１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群２００ｃの中心２ｃより、３つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置している。
【０１６１】
本実施形態においては、入力導体２０８ａは入力接続点２１８ａから回転軸２１の軸方向１に対して直交する方向に延在し、かつ、出力導体２１９ａは出力接続点２１９ａから回転軸２１の軸方向１に対して直交する方向に延在している。
【０１６２】
入力導体２０８ｃは入力接続点２１８ｃから回転軸２１の軸方向１に対して直交する方向に延在し、かつ、出力導体２１９ｃは出力接続点２１９ｃから回転軸２１の軸方向１に対して直交する方向に延在している。
【０１６３】
本実施形態に係るタップ切換器２０においても、一端部側タップ切換機構群２００ａにおいて、第１タップ切換機構部２０１を流れる電流を低減して、電流の偏流を抑制できる。また、他端部側タップ切換機構群２００ｃにおいて、第１２タップ切換機構部２１２を流れる電流を低減して、電流の偏流を抑制できる。
【０１６４】
このように電流の偏流を抑制することにより、第１タップ切換機構部２０１および第１２タップ切換機構部２１２の接点部における局所的な過熱の発生を抑制することができる。その結果、タップ切換器２０の全体において、接点部の局所的な過熱の発生を抑制できる。
【０１６５】
以下、本発明の実施形態３に係るタップ切換器について図を参照して説明する。なお、本実施形態に係るタップ切換器は、入力導体および出力導体の形状のみ実施形態１に係るタップ切換器１０と異なるため、実施形態１と共通する構成については説明を繰り返さない。
【０１６６】
(実施形態３)
図１４は、第４比較例に係るタップ切換器の構成を模式的に示す断面図である。図１５は、本発明の実施形態１の変形例に係るタップ切換器の構成を図１４と同様に模式的に示す断面図である。図１６は、本発明の実施形態１に係るタップ切換器の構成を図１４と同様に模式的に示す断面図である。図１７は、本発明の実施形態３に係るタップ切換器の構成を図１４と同様に模式的に示す断面図である。
【０１６７】
まず、第４比較例に係るタップ切換器について説明する。図１４に示すように、第４比較例に係るタップ切換器は、第１〜第６タップ切換機構部５０１〜５０６を含むタップ切換機構群を１つ備える。
【０１６８】
タップ切換機構群は、入力導体５０８ａと出力導体５０９ａとを含む。入力導体５０８ａは、入力接続点５１８ａから回転軸の軸方向１に平行に延在している。出力導体５０９ａは、出力接続点５１９ａから回転軸の軸方向１に平行に延在している。
【０１６９】
図１４においては、入力導体５０８ａから第１タップ切換機構部５０１を通過して出力導体５０９ａに流れる電流５５１ｉと、入力導体５０８ａから第３タップ切換機構部５０６を通過して出力導体５０９ａに流れる電流５５６ｉとを示している。上述の通り、通電電流と渦電流との合成により電流５５１ｉおよび電流５５６ｉの値は、他の経路を流れる電流値より大きい。
【０１７０】
第４比較例に係るタップ切換器においては、電流５５１ｉが流れる経路は、電流５５６ｉが流れる経路より長い。そのため、インダクタンスおよびインピーダンスについては、電流５５１ｉが流れる経路の方が、電流５５６ｉが流れる経路より大きくなる。このインダクタンスおよびインピーダンスの違いから、電流５５６ｉの値が極度に高くなるため第４比較例に係るタップ切換器は好ましくない。
【０１７１】
次に、本発明の実施形態１の変形例に係るタップ切換器について説明する。図１５に示すように、本発明の実施形態１の変形例に係るタップ切換器は、第１〜第３タップ切換機構部９０１〜９０３を含む一端部側タップ切換機構群と、第４〜第６タップ切換機構部９０４〜９０６を含む他端部側タップ切換機構群とを備える。
【０１７２】
一端部側タップ切換機構群は、入力導体９０８ａと出力導体９０９ａとを含む。入力導体９０８ａは、入力接続点９１８ａから回転軸の軸方向１に平行に延在した後、回転軸の軸方向１に直交する方向に延在している。すなわち、入力導体９０８ａは、回転軸の軸方向１に平行に延在する迂回部９０８ａｘを含む。
【０１７３】
出力導体９０９ａは、出力接続点９１９ａから回転軸の軸方向１に平行に延在した後、回転軸の軸方向１に直交する方向に延在している。すなわち、出力導体９０９ａは、回転軸の軸方向１に平行に延在する迂回部９０９ａｘを含む。
【０１７４】
他端部側タップ切換機構群は、入力導体９０８ｂと出力導体９０９ｂとを含む。入力導体９０８ｂは、入力接続点９１８ｂから回転軸の軸方向１に平行に延在した後、回転軸の軸方向１に直交する方向に延在している。すなわち、入力導体９０８ｂは、回転軸の軸方向１に平行に延在する迂回部９０８ｂｘを含む。
【０１７５】
出力導体９０９ｂは、出力接続点９１９ｂから回転軸の軸方向１に平行に延在した後、回転軸の軸方向１に直交する方向に延在している。すなわち、出力導体９０９ｂは、回転軸の軸方向１に平行に延在する迂回部９０９ｂｘを含む。
【０１７６】
図１５においては、入力導体９０８ａから第１タップ切換機構部９０１を通過して出力導体９０９ａに流れる電流９５１ｉと、入力導体９０８ａから第３タップ切換機構部９０３を通過して出力導体９０９ａに流れる電流９５３ｉと、入力導体９０８ｂから第４タップ切換機構部９０４を通過して出力導体９０９ｂに流れる電流９５４ｉと、入力導体９０８ｂから第６タップ切換機構部９０６を通過して出力導体９０９ｂに流れる電流９５６ｉとを示している。
【０１７７】
本発明の実施形態１の変形例に係るタップ切換器においては、電流９５３ｉおよび電流９５４ｉが流れる経路も迂回するように曲折しており、電流９５１ｉおよび電流９５６ｉが流れる経路との差が、図１６に示す実施形態１に係るタップ切換器に比較して小さくなっている。
【０１７８】
そのため、本発明の実施形態１の変形例に係るタップ切換器においては、実施形態１に係るタップ切換器１０に比較して、第１タップ切換機構部９０１および第６タップ切換機構部９０６を流れる電流を低減して、電流の偏流を抑制する効果が小さくなる。
【０１７９】
よって、入力導体は入力接続点から回転軸の軸方向に対して直交する方向に延在し、かつ、出力導体は出力接続点から回転軸の軸方向に対して直交する方向に延在していることが好ましい。
【０１８０】
図１７に示すように、本発明の実施形態３のタップ切換器においては、第１〜第３タップ切換機構部３０１〜３０３を含む一端部側タップ切換機構群と、第４〜第６タップ切換機構部３０４〜３０６を含む他端部側タップ切換機構群とを備える。
【０１８１】
一端部側タップ切換機構群は、入力導体３０８ａと出力導体３０９ａとを含む。入力導体３０８ａは、入力接続点３１８ａから回転軸の軸方向１に直交する方向に延在している。出力導体３０９ａは、出力接続点３１９ａから回転軸の軸方向１に直交する方向に延在している。出力導体３０９ａは、入力導体３０８ａと平行に位置している。
【０１８２】
他端部側タップ切換機構群は、入力導体３０８ｂと出力導体３０９ｂとを含む。入力導体３０８ｂは、入力接続点３１８ｂから回転軸の軸方向１に直交する方向に延在している。出力導体３０９ｂは、出力接続点３１９ｂから回転軸の軸方向１に直交する方向に延在している。出力導体３０９ｂは、入力導体３０８ｂと平行に位置している。
【０１８３】
図１７においては、入力導体３０８ａから第１タップ切換機構部３０１を通過して出力導体３０９ａに流れる電流３５１ｉと、入力導体３０８ａから第３タップ切換機構部３０３を通過して出力導体３０９ａに流れる電流３５３ｉと、入力導体３０８ｂから第４タップ切換機構部３０４を通過して出力導体３０９ｂに流れる電流３５４ｉと、入力導体３０８ｂから第６タップ切換機構部３０６を通過して出力導体３０９ｂに流れる電流３５６ｉとを示している。
【０１８４】
電流３５１ｉおよび電流３５６ｉが流れる経路は、迂回するように曲折しており、電流３５３ｉおよび電流３５４ｉが流れる経路に比較して長い。そのため、電流３５１ｉおよび電流３５６ｉが流れる経路のインダクタンスは、電流３５３ｉおよび電流３５４ｉが流れる経路のインダクタンスより大きい。
【０１８５】
よって、交流電流に対して電流３５１ｉおよび電流３５６ｉが流れる経路のインピーダンスは、電流３５３ｉおよび電流３５４ｉが流れる経路のインピーダンスより大きくなる。その結果、第１タップ切換機構部３０１および第６タップ切換機構部３０６を流れる電流値を低減することができる。
【０１８６】
本実施形態に係るタップ切換器においては、第３比較例および本発明の実施形態１の変形例に係るタップ切換器に比較して、第１タップ切換機構部３０１および第６タップ切換機構部３０６を流れる電流値が低減し、電流の偏流が抑制されている。
【０１８７】
このように電流の偏流を抑制することにより、第１タップ切換機構部３０１および第６タップ切換機構部３０６の接点部における局所的な過熱の発生を抑制することができる。その結果、タップ切換器の全体において、接点部の局所的な過熱の発生を抑制できる。
【０１８８】
また、入力導体３０８ａ，３０８ｂと出力導体３０９ａ，３０９ｂとを平行に配置することにより、タップ切換器の占有スペースを削減して小型化を図ることができる。
【０１８９】
以下、本発明の実施形態４に係るタップ切換器について図を参照して説明する。なお、本実施形態に係るタップ切換器は、タップ切換機構部同士の間隔のみ実施形態１に係るタップ切換器１０と異なるため、実施形態１と共通する構成については説明を繰り返さない。
【０１９０】
(実施形態４)
図１８は、本発明の実施形態４に係るタップ切換器の構成を示す断面図である。図１８に示すように、本発明の実施形態４に係るタップ切換器４０は、電気絶縁性を有する材料からなる回転軸４１と、回転軸４１と同軸状に配置されて電気絶縁性を有する材料からなる絶縁筒４２とを備える。回転軸４１は、図示しない駆動源と接続されており、軸中心に回動可能とされている。絶縁筒４２の直径は、たとえば、５０ｃｍ〜１００ｃｍ程度である。
【０１９１】
本実施形態に係るタップ切換器４０は、３つのタップ切換機構部４００が回転軸４１の軸方向１において所定の間隔を置いて配置されて電気的に並列に接続されたタップ切換機構群を２つ備える。
【０１９２】
また、回転軸４１の軸方向１において、互いに隣り合ったタップ切換機構部４００同士の間の間隔が不均一である。さらに、端部側タップ切換機構群にて、回転軸４１の軸方向１において、最も端部側に位置する互いに隣り合ったタップ切換機構部４００同士の間の間隔が、他の互いに隣り合ったタップ切換機構部４００同士の間の間隔より狭い。
【０１９３】
具体的には、タップ切換器４０は、回転軸４１の一端部側に位置する一端部側タップ切換機構群４００ａと、回転軸４１の他端部側に位置する他端部側タップ切換機構群４００ｂとを備える。
【０１９４】
一端部側タップ切換機構群４００ａは、回転軸４１の一端部側から中央部側に向けて順に所定の間隔を置いて配置された、第１タップ切換機構部４０１、第２タップ切換機構部４０２、第３タップ切換機構部４０３を含む。
【０１９５】
第１タップ切換機構部４０１と第２タップ切換機構部４０２との間には、間隔Ｌ6が設けられている。第２タップ切換機構部４０２と第３タップ切換機構部４０３との間には、間隔Ｌ5が設けられている。間隔Ｌ5は、間隔Ｌ6より大きい。また、間隔Ｌ6は、実施形態１のタップ切換器１０における間隔Ｌ1より小さい。
【０１９６】
第１タップ切換機構部４０１、第２タップ切換機構部４０２および第３タップ切換機構部４０３は、複数の固定接点接続部材４１１ａおよび固定子接続部材４５１ａによって互いに電気的に並列に接続されている。
【０１９７】
他端部側タップ切換機構群４００ｂは、回転軸４１の中央部側から他端部側に向けて順に所定の間隔を置いて配置された、第４タップ切換機構部４０４、第５タップ切換機構部４０５、第６タップ切換機構部４０６を含む。
【０１９８】
第４タップ切換機構部４０４と第５タップ切換機構部４０５との間には、間隔Ｌ5が設けられている。第５タップ切換機構部４０５と第６タップ切換機構部４０６との間には、間隔Ｌ6が設けられている。間隔Ｌ5は、間隔Ｌ6より大きい。また、間隔Ｌ6は、実施形態１のタップ切換器１０における間隔Ｌ1より小さい。
【０１９９】
第４タップ切換機構部４０４、第５タップ切換機構部４０５および第６タップ切換機構部４０６は、複数の固定接点接続部材４１１ｂおよび固定子接続部材４５１ｂによって互いに電気的に並列に接続されている。
【０２００】
各タップ切換機構部４００は、回転軸４１に中心を挿通された環状導体４４０と、回転軸４１の同心円周上において所定の間隔を置いて位置する複数の固定接点４１０と、環状導体４４０と電気的に接続された固定子４５０と、環状導体４４０に摺接しつつ回転軸４１を中心にして回動する第１摺動接点４３０と、回転軸４１を中心にして回動して複数の固定接点４１０に択一的に摺接可能な第２摺動接点４３１と、回転軸４１を中心にして第１摺動接点４３０および第２摺動接点４３１とともに回動することにより、環状導体４４０と複数の固定接点４１０のいずれか１つとを択一的に電気的に接続可能な可動子４２０とを含む。
【０２０１】
具体的には、タップ切換器４０において、６つの環状導体４４０が互いの間に所定の間隔を置いて回転軸４１に取り付けられている。環状導体４４０は、回転軸４１の回動によって回動しないように、回転軸４１に取り付けられた止め輪上に載置されて、止め輪に対して摺接するように固定されている。
【０２０２】
本実施形態においては、各タップ切換機構部４００にて、７つの固定接点４１０が、絶縁筒４２の同一円周上に等間隔に配置されている。具体的には、本実施形態では、固定接点４１０は、４５°間隔で配置されている。
【０２０３】
回転軸４１の軸方向１から見て絶縁筒４２の周方向において同一位置にある、第１タップ切換機構部４０１の固定接点４１０と、第２タップ切換機構部４０２の固定接点４１０と、第３タップ切換機構部４０３の固定接点４１０とは、固定接点接続部材４１１ａによって電気的に接続されている。
【０２０４】
よって、一端部側タップ切換機構群４００ａは、７つの固定接点接続部材４１１ａを含む。固定接点接続部材４１１ａの長さは、第１タップ切換機構部４０１の固定接点４１０と、第３タップ切換機構部４０３の固定接点４１０とを直線状に繋いだ長さである。
【０２０５】
回転軸４１の軸方向１から見て絶縁筒４２の周方向において同一位置にある、第４タップ切換機構部４０４の固定接点４１０と、第５タップ切換機構部４０５の固定接点４１０と、第６タップ切換機構部４０６の固定接点４１０とは、固定接点接続部材４１１ｂによって電気的に接続されている。
【０２０６】
よって、他端部側タップ切換機構群４００ｂは、７つの固定接点接続部材４１１ｂを含む。固定接点接続部材４１１ｂの長さは、第４タップ切換機構部４０４の固定接点４１０と、第６タップ切換機構部４０６の固定接点４１０とを直線状に繋いだ長さである。
【０２０７】
固定子４５０は、環状導体４４０の一端から絶縁筒４２の外側まで絶縁筒４２の径方向に延在するように設けられている。固定子４５０は、固定接点４１０が位置する絶縁筒４２の円周上を通過している。
【０２０８】
第１タップ切換機構部４０１の固定子４５０と、第２タップ切換機構部４０２の固定子４５０と、第３タップ切換機構部４０３の固定子４５０とは、固定子接続部材４５１ａによって電気的に接続されている。固定子接続部材４５１ａの長さは、第１タップ切換機構部４０１の固定子４５０と、第３タップ切換機構部４０３の固定子４５０とを直線状に繋いだ長さである。
【０２０９】
第４タップ切換機構部４０４の固定子４５０と、第５タップ切換機構部４０５の固定子４５０と、第６タップ切換機構部４０６の固定子４５０とは、固定子接続部材４５１ｂによって電気的に接続されている。固定子接続部材４５１ｂの長さは、第４タップ切換機構部４０４の固定子４５０と、第６タップ切換機構部４０６の固定子４５０とを直線状に繋いだ長さである。
【０２１０】
第１摺動接点４３０は、環状導体４４０の縁部を挟み込むように設けられた１対の半球状の接点部を有している。この接点部は、環状導体４４０と点接触に近い局所的な面接触をしているため電気抵抗が高く、通電時における発熱の度合いが大きい部位である。
【０２１１】
第２摺動接点４３１は、固定接点４１０の縁部を挟み込むように設けられた１対の半球状の接点部を有している。この接点部は、固定接点４１０と点接触に近い局所的な面接触をしているため電気抵抗が高く、通電時における発熱の度合いが大きい部位である。なお、第２摺動接点４３１は、各固定接点４１０と接離可能なように設けられている。
【０２１２】
可動子４２０は、回転軸４１と連結されており、回転軸４１の回動により回転軸４１を中心にして回動する。また、可動子４２０は、その一端が第１摺動接点４３０と連結され、その他端が第２摺動接点４３１と接離可能なように設けられている。
【０２１３】
すわなち、可動子４２０が回動することにより、第２摺動接点４３１が、７つの固定接点４１０のいずれか１つと接触または離間する。第２摺動接点４３１が接触している固定接点４１０と環状導体４４０とは、第２摺動接点４３１と可動子４２０と第１摺動接点４３０とを通じて電気的に接続される。
【０２１４】
各タップ切換機構群は、各固定接点接続部材に１つずつ電気的に接続された７つの入力導体と、固定子接続部材と電気的に接続された出力導体とを含む。各入力導体は、変圧器のタップにそれぞれ電気的に接続されている。
【０２１５】
具体的には、一端部側タップ切換機構群４００ａは、各固定接点接続部材４１１ａに１つずつ電気的に接続された７つの入力導体４０８ａと、固定子接続部材４５１ａと電気的に接続された出力導体４０９ａとを含む。
【０２１６】
他端部側タップ切換機構群４００ｂは、各固定接点接続部材４１１ｂに１つずつ電気的に接続された７つの入力導体４０８ｂと、固定子接続部材４５１ｂと電気的に接続された出力導体４０９ｂとを含む。
【０２１７】
回転軸４１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群４００ａの中心２ａは、第２タップ切換機構部４０２と第３タップ切換機構部４０３との間に位置している。回転軸４１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群４００ｂの中心２ｂは、第４タップ切換機構部４０４と第５タップ切換機構部４０５との間に位置している。
【０２１８】
回転軸４１の軸方向１において、２つのタップ切換機構群全体の中心３は、一端部側タップ切換機構群４００ａおよび他端部側タップ切換機構群４００ｂの各々と距離Ｌ2だけ離れている。
【０２１９】
一端部側タップ切換機構群４００ａにおける７つの固定接点接続部材４１１ａと７つの入力導体４０８ａとの入力接続点４１８ａは、回転軸４１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群４００ａの中心２ａより、２つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置し、かつ、一端部側タップ切換機構群４００ａにおける固定子接続部材４５１ａと出力導体４０９ａとの出力接続点４１９ａは、回転軸４１の軸方向１において、一端部側タップ切換機構群４００ａの中心２ａより、２つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置している。
【０２２０】
他端部側タップ切換機構群４００ｂにおける７つの固定接点接続部材４１１ｂと７つの入力導体４０８ｂとの入力接続点４１８ｂは、回転軸４１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群４００ｂの中心２ｂより、２つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置し、かつ、他端部側タップ切換機構群４００ｂにおける固定子接続部材４５１ｂと出力導体４０９ｂとの出力接続点４１９ｂは、回転軸４１の軸方向１において、他端部側タップ切換機構群４００ｂの中心２ｂより、２つのタップ切換機構群全体の中心３側に位置している。
【０２２１】
本実施形態においては、入力導体４０８ａは入力接続点４１８ａから回転軸４１の軸方向１に対して直交する方向に延在し、かつ、出力導体４１９ａは出力接続点４１９ａから回転軸４１の軸方向１に対して直交する方向に延在している。
【０２２２】
入力導体４０８ｂは入力接続点４１８ｂから回転軸４１の軸方向１に対して直交する方向に延在し、かつ、出力導体４１９ｂは出力接続点４１９ｂから回転軸４１の軸方向１に対して直交する方向に延在している。
【０２２３】
図１９は、本実施形態に係るタップ切換器を流れる電流の経路を示す断面図である。図１９においては、入力導体４０８ａから第１タップ切換機構部４０１を通過して出力導体４０９ａに流れる電流４５１ｉと、入力導体４０８ａから第２タップ切換機構部４０２を通過して出力導体４０９ａに流れる電流４５２ｉと、入力導体４０８ａから第３タップ切換機構部４０３を通過して出力導体４０９ａに流れる電流４５３ｉとを示している。
【０２２４】
また、入力導体４０８ｂから第４タップ切換機構部４０４を通過して出力導体４０９ｂに流れる電流４５４ｉと、入力導体４０８ｂから第５タップ切換機構部４０５を通過して出力導体４０９ｂに流れる電流４５５ｉと、入力導体４０８ｂから第６タップ切換機構部４０６を通過して出力導体４０９ｂに流れる電流４５６ｉとを示している。
【０２２５】
電流４５１ｉおよび電流４５６ｉが流れる経路は、迂回するように曲折しており、電流４５３ｉおよび電流４５４ｉが流れる直線状の経路に比較して長い。そのため、電流４５１ｉおよび電流４５６ｉが流れる経路のインダクタンスは、電流４５３ｉおよび電流４５４ｉが流れる経路のインダクタンスより大きい。
【０２２６】
よって、交流電流に対して電流４５１ｉおよび電流４５６ｉが流れる経路のインピーダンスは、電流４５３ｉおよび電流４５４ｉが流れる経路のインピーダンスより大きくなる。その結果、第１タップ切換機構部４０１および第６タップ切換機構部４０６を流れる電流値を低減することができる。
【０２２７】
上記のように、本実施形態に係るタップ切換器４０においては、第１タップ切換機構部４０１と第２タップ切換機構部４０２との間の間隔Ｌ6が、第２タップ切換機構部４０２と第３タップ切換機構部４０３との間の間隔Ｌ5より小さい。
【０２２８】
同様に、第５タップ切換機構部４０５と第６タップ切換機構部４０６との間の間隔Ｌ6が、第４タップ切換機構部４０４と第５タップ切換機構部４０５との間の間隔Ｌ5より小さい。
【０２２９】
そのため、第１タップ切換機構部４０１と第２タップ切換機構部４０２と固定接点接続部材４１１ａと固定子接続部材４５１ａとから構成されるループの大きさが小さくなり、このループと鎖交するように周回する磁束４６１を減少させることができる。
【０２３０】
同様に、第５タップ切換機構部４０５と第６タップ切換機構部４０６と固定接点接続部材４１１ｂと固定子接続部材４５１ｂとから構成されるループの大きさが小さくなり、このループと鎖交するように周回する磁束４６２を減少させることができる。
【０２３１】
その結果、この磁束４６２を打ち消す方向の磁束を生じさせる渦電流を低減できる。具体的には、第１タップ切換機構部４０１に発生する渦電流４７１、第２タップ切換機構部４０２に発生する渦電流４７２、第５タップ切換機構部４０５に発生する渦電流４７５、および、第６タップ切換機構部４０６に発生する渦電流４７６を低減できる。
【０２３２】
よって、第１タップ切換機構部４０１および第６タップ切換機構部４０６を流れる電流値をさらに低減することができる。このように電流の偏流を抑制することにより、第１タップ切換機構部４０１および第６タップ切換機構部４０６の接点部における局所的な過熱の発生を抑制することができる。その結果、タップ切換器４０の全体において、接点部の局所的な過熱の発生を抑制できる。
【０２３３】
なお、タップ切換器４０が含むタップ切換機構群の数は、２つに限られず複数であればよい。さらに、各タップ切換機構群が含むタップ切換機構部の数は、３つに限られず３つ以上であればよい。
【０２３４】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【０２３５】
１０，２０，４０，７０，８０  タップ切換器、１１，２１，４１，７１，８１  回転軸、１２，２２，４２，７２，８２  絶縁筒、１００，２００，４００，７００，８００，  タップ切換機構部、１００ａ，２００ａ，４００ａ，８００ａ  一端部側タップ切換機構群、１００ｂ，２００ｃ，４００ｂ，８００ｂ  他端部側タップ切換機構群、１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，７０１，８０１，９０１  第１タップ切換機構部、１０２，２０２，４０２，５０２，７０２，８０２，９０２  第２タップ切換機構部、１０３，２０３，３０３，４０３，５０３，７０３，８０３，９０３  第３タップ切換機構部、１０４，２０４，３０４，４０４，５０４，８０４，９０４  第４タップ切換機構部、１０５，２０５，４０５，５０５，８０５，９０５  第５タップ切換機構部、１０６，２０６，３０６，４０６，５０６，８０６，９０６  第６タップ切換機構部、１０８ａ，１０８ｂ，２０８ａ，２０８ｃ，３０８ａ，３０８ｂ，４０８ａ，４０８ｂ，５０８ａ，７０８，８０８ａ，８０８ｂ，９０８ａ，９０８ｂ  入力導体、１０９ａ，１０９ｂ，１１９ａ，１１９ｂ，２０９ａ，２０９ｃ，２１９ａ，２１９ｃ，３０９ａ，３０９ｂ，４０９ａ，４０９ｂ，４１９ａ，４１９ｂ，５０９ａ，７０９，８０９ａ，８０９ｂ，９０９ａ，９０９ｂ  出力導体、１１０，２１０，４１０，７１０，８１０  固定接点、１１１ａ，１１１ｂ，２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ，４１１ａ，４１１ｂ，７１１，８１１ａ，８１１ｂ  固定接点接続部材、１１８ａ，１１８ｂ，２１８ａ，２１８ｃ，３１８ａ，３１８ｂ，４１８ａ，４１８ｂ，５１８ａ，７１８，８１８ａ，８１８ｂ，９１８ａ，９１８ｂ  入力接続点、１１９ａ，１１９ｂ，２１９ａ，２１９ｃ，３１９ａ，３１９ｂ，４１９ａ，４１９ｂ，５１９ａ，７１９，８１９ａ，８１９ｂ，９１９ａ，９１９ｂ  出力接続点、１２０，２２０，４２０，７２０，８２０  可動子、１３０，２３０，４３０，７３０，８３０  第１摺動接点、１４０，２４０，４４０，７４０，８４０  環状導体、１５０，２５０，４５０，７５０，８５０  固定子、１５１ａ，１５１ｂ，２５１ａ，２５１ｂ，２５１ｃ，４５１ａ，４５１ｂ，７５１，８５１ａ，８５１ｂ  固定子接続部材、２００ｂ  中央部タップ切換機構群、２０７  第７タップ切換機構部、２０８  第８タップ切換機構部、２０９  第９タップ切換機構部、２１０’  第１０タップ切換機構部、２１１  第１１タップ切換機構部、２１２  第１２タップ切換機構部、９０８ａｘ，９０８ｂｘ，９０９ａｘ，９０９ｂｘ  迂回部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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