(57)【要約】      （修正有）【課題】負荷時タップ切換装置において、遮断要素として使用する真空バルブに外雷等の高電圧が課電されることを防止し、真空バルブが高電圧によって絶縁破壊されることを確実に阻止することのできる切換開閉器を提供する。【解決手段】１抵抗２バルブ方式の切換開閉器において、各々の真空バルブＶＭ，ＶＲに耐衝撃電圧特性に優れた切換スイッチＣ１，Ｃ２を接続し、運転していない側のタップに真空バルブＶＭ，ＶＲが接続されることのないように切換スイッチＣ１，Ｃ２を操作する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一相あたり１個の限流抵抗器と２個の真空バルブと、該真空バルブの各々に直列接続されて、偶数タップと奇数タップの何れかを選択する切換スイッチから構成し、該切換スイッチの耐衝撃電圧特性を前記真空バルブよりも高く設定したことを特徴とする負荷時タップ切換装置の切換開閉器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一相あたり１個の限流抵抗器と２個の真空バルブからなる１Ｒ２Ｖ方式の切換開閉器において、真空バルブの接点間耐電圧保護を図ることにより、タップ間短絡を確実に防止することのできる構造の切換開閉器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、変圧器巻線に複数のタップを設け、変圧器の負荷を切らないままタップを切り換えて、常時変圧比を調整し、送り出し電圧を一定に保つ負荷時タップ切換装置は知られている。
【０００３】
前記負荷時タップ切換装置の遮断要素としては、近年、従来の機械接点に代わって真空バルブが使用されるようになってきた。真空バルブは気中式や油中式の接点より電流遮断能力が優れており、また、小型化が図れる点でも機械式の接点と比較して有利である。
【０００４】
一方で、真空バルブ式負荷時タップ切換装置は、真空バルブを組み込んだ切換開閉器に外雷等の異常電圧（高電圧）が侵入した際、真空バルブ接点間の絶縁が破壊されてタップ間短絡等の異常が生じることを防止するために、真空バルブ接点間の耐電圧性能を向上させなければならないが、接点間の耐電圧性能を向上させるためには真空バルブ接点間の距離を拡大しなければならず、真空バルブが大型化する欠点がある。真空バルブの大型化はこれを搭載する切換開閉器の大型化を招き好ましくない。
【０００５】
また、真空バルブは一般的に高価であるので、切換開閉器に使用する真空バルブの個数は最少数であることがコスト面から望ましい。そこで、真空バルブの個数を極力少なくして、かつ、切換開閉器の構造が簡素にできる１Ｒ２Ｖ方式（一相あたり１個の限流抵抗器と２個の真空バルブから構成される）の切換開閉器が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２６５３５８５号
【０００７】
前記特許文献１記載の切換開閉器を図３に示す。図３に示す切換開閉器は、タップＮでの運転状態では、図３（ａ）に示すように、真空バルブＶＭは閉成しており、真空バルブＶＲは開成している。この状態で負荷電流は点線で示すように真空バルブＶＭから切換スイッチＣを経てタップＮに流れる。
【０００８】
タップＮでの運転状態からタップＮ+１での運転状態へ移行する場合、同図（ｂ）に示すように真空バルブＶＲを閉成する。この状態における負荷電流は同図（ａ）に示す経路と同一である。
【０００９】
次に、同図（ｃ）に示すように真空バルブＶＭを開成すると、真空バルブＶＭによってこれを通る負荷電流が遮断されるので、負荷電流は真空バルブＶＲから限流抵抗器Ｒを介してタップＮ+１に流れる。
【００１０】
この状態で、切換スイッチＣをＣ−１からＣ−２に切り換え（同図（ｄ）参照）、その後、同図（ｅ）に示すように真空バルブＶＭを閉成する。この結果、負荷電流は真空バルブＶＭから切換スイッチＣを介してタップＮ+１へ流れる。
【００１１】
以上の動作を実行することによって、タップＮでの運転状態からタップＮ+１での運転状態への移行を完了する。なお、タップＮ+１での運転状態からタップＮでの運転状態へ移行する場合は、上述した動作と逆の動作を図３（ｅ）から図３（ａ）へと順番に行うことにより実現する。
【００１２】
特許文献１によれば、図３に示す構造を採用することにより、従来問題であった外雷侵入時等の高電圧課電が真空バルブの絶縁を破壊することを完全に解消できると記載されている。つまり、高電圧課電を切換スイッチＣで負担することにより、運転状態では真空バルブを常時閉路することが可能となるというのである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
然るに、図３に示す切換開閉器においては、真空バルブＶＭは切換スイッチＣを切り換えることによって、負荷時タップ切換装置の運転中は常にＮ又はＮ+１に接続される構造であるので、常時、閉状態を維持することができるが、真空バルブＶＲは回路の特性上、タップＮ又はＮ+１の何れか一方にのみ接続されるので、真空バルブＶＲが接続されていない側のタップで運転する場合は真空バルブＶＲの開状態を維持しなければならず、この間に外雷等によって高電圧が侵入した場合、真空バルブＶＲの接点間の絶縁が破壊されてタップ間短絡が生じ、短絡回路に流れる大電流によって通電経路にある接点や限流抵抗器等が熱破損してしまう危険がある。
【００１４】
つまり、上記特許文献１の発明では、外雷等に起因する高電圧課電の対策としては不十分であり、高価な真空バルブが破損したり、これを組み込む負荷時タップ切換装置の損傷等を招く危険性を排除しきれない。
【００１５】
そこで、本発明は、前記高電圧課電の問題を完全に解消することのできる１Ｒ２Ｖ方式の切換開閉器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１記載の発明は、一相あたり１個の限流抵抗器と２個の真空バルブと、真空バルブの各々に直列接続されて、偶数タップと奇数タップの何れかを選択する切換スイッチから切換開閉器を構成し、切換スイッチの耐衝撃電圧特性を真空バルブより高く設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、２個の真空バルブの双方に耐衝撃電圧特性の高い切換スイッチを接続し、切換スイッチの切換操作によって２個の真空バルブを偶数タップと奇数タップの何れかに切換えることを可能としたので、負荷時タップ切換装置の運転中において、２個の真空バルブを共に閉状態とすることができ、耐衝撃電圧性能の真空バルブへの依存を解消することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る切換開閉器による偶数タップと奇数タップ間の切換動作を示す回路図である。
【図２】本発明に係る切換開閉器による偶数タップと奇数タップ間の切換動作を説明するシーケンス図である。
【図３】従来の切換開閉器による偶数タップと奇数タップ間の切換動作を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図１および図２を用いて説明する。図１は本発明に係る負荷時タップ切換装置の切換開閉器とタップ選択器を示す回路図であり、ＴＷはタップ巻線を示している。
【００２０】
Ｎ，Ｎ+１はタップ巻線ＴＷに備えられる隣り合うタップであり、タップ選択器（矢印で表記）によって選択される。ＶＭは主回路用の真空バルブを示しており、ＶＲは限流抵抗回路用の真空バルブであり、主回路用の真空バルブＶＭに並列接続される。Ｒは限流抵抗回路用の真空バルブＶＲに直列接続され、他端を主回路用の真空バルブＶＭおよび図示しない星形結線の中性点に接続した限流抵抗器である。
【００２１】
Ｃ１は主回路用の真空バルブＶＭに直列接続された機械式の切換スイッチ（以下、第１の切換スイッチという）であり、Ｃ２は限流抵抗回路用の真空バルブＶＲに直列接続された機械式の切換スイッチ（以下、第２の切換スイッチという）である。
【００２２】
次に、上記構成の切換開閉器の動作について説明する。図１はタップＮからＮ+１への切換動作を（ａ）から（ｈ）の順に示したものである。負荷時タップ切換装置がタップＮで運転中は、図１（ａ）に示すように、第１の切換スイッチＣ１がＣ１−１に接続され、第２の切換スイッチＣ２がＣ２−１に接続され、真空バルブＶＭおよび真空バルブＶＲが共に閉成した状態にあり、負荷電流は同図に点線で示す経路で流れている。
【００２３】
この状態からタップＮ+１での運転状態へ移行する場合は、まず、同図（ｂ）に示すように真空バルブＶＭを開成する。これにより、負荷電流は限流抵抗器Ｒから真空バルブＶＲ、第２の切換スイッチＣ２を介してタップＮに流れる。
【００２４】
次に、同図（ｃ）に示すように、第１の切換スイッチＣ１をＣ１−１からＣ１−２へ切り換え、その後、同図（ｄ）に示すように真空バルブＶＭを閉成する。この結果、負荷電流は点線で示すように真空バルブＶＭから第１の切換スイッチＣ１を介してタップＮ+１に流れる。
【００２５】
また、循環電流が同図に一点鎖線（タップＮとN＋１の電位差によって流れる向きが変わる）で示すように、タップＮとＮ+１間を真空バルブＶＭ、第１の切換スイッチＣ１、真空バルブＶＲ、第２の切換スイッチＣ２、限流抵抗器Ｒを介して流れる（横流という）が、この横流は限流抵抗器Ｒによって十分抑制される。
【００２６】
次に、同図（ｅ）に示すように真空バルブＶＲを開成すると、図１（ｄ）に一点鎖線で示した循環電流が真空バルブＶＲの開成によって遮断されて流れなくなり、図１（ｅ）に点線で示すように、負荷電流のみが真空バルブＶＭから第１の切換スイッチＣ１を介してタップＮ+１へ流れる。
【００２７】
その後、同図（ｆ）に示すように、第２の切換スイッチＣ２をＣ２−１からＣ２−２へ切り換えると、同図（ｇ）に示すように真空バルブＶＲを閉成する。真空バルブＶＲの閉成によっても、真空バルブＶＲには限流抵抗器Ｒが直列接続されているので、負荷電流は同図（ｆ）の場合と同様、真空バルブＶＭおよび第１の切換スイッチＣ１を介してタップＮ+１へ流れる状態を維持する。
【００２８】
以上の動作によって、変圧器の負荷を切らないままタップＮでの運転状態からタップＮ+１での運転状態へ移行して変圧比を調整することができる。なお、タップＮ+１からタップＮへの切り換えは、上述したと逆の動作を図１（ｇ）から図１（ａ）へと順番に実行することによって実現するものである。
【００２９】
図２は図１に示す切換開閉器のタップＮからタップＮ+１への切換動作の過程を示すシーケンス図であり、タップＮからタップＮ+１への切換動作を正転シーケンスとして左から右へ順を追って示しており、タップＮ+１からタップＮへの切換動作を逆転シーケンスとして右から左へ順を追って示している。
【００３０】
図１を用いて説明したように、正転シーケンスの当初、真空バルブＶＭ、ＶＲは共に閉成状態にあり、第１の切換スイッチＣ１はＣ１−１に接続されており、第２の切換スイッチＣ２はＣ２−１に接続されている。
【００３１】
まず最初に、真空バルブＶＭを開成し負荷電流を遮断した状態で第１の切換スイッチＣ１をＣ１−１からＣ１−２に切り換える。切換後は真空バルブＶＭを再び閉成する。次に、真空バルブＶＲを開成して負荷電流を遮断した後、第２の切換スイッチＣ２をＣ２−１からＣ２−２に切り換える。切換後は真空バルブＶＲを再び閉成する。これにより、正転シーケンスは終了し、タップＮでの運転状態からタップＮ+１での運転状態への移行が完了する。
【００３２】
なお、逆転シーケンスの場合は、図２に示すように、当初、真空バルブＶＭ、ＶＲは共に閉成状態にあり、第１の切換スイッチＣ１はＣ１−２に接続されており、第２の切換スイッチＣ２はＣ２−２に接続されている。
【００３３】
この状態で、真空バルブＶＲを開成して負荷電流を遮断した後、第２の切換スイッチＣ２をＣ２−２からＣ２−１へ切り換える。切り換えた後は、真空バルブＶＲを閉成する。次に、真空バルブＶＭを開成して負荷電流を遮断した後、第１の切換スイッチＣ１をＣ１−２からＣ１−１へ切り換える。その後、真空バルブＶＭを閉成することにより逆転シーケンスを終了し、タップＮ+１での運転状態からタップＮでの運転状態への移行を完了する。
【００３４】
以上が本発明の切換開閉器の動作内容であるが、本発明の特徴は以下に記す通りである。つまり、本発明の切換開閉器によれば、真空バルブＶＭには第１の切換スイッチＣ１が直列接続されており、真空バルブＶＲには第２の切換スイッチＣ２が直列接続されている。ここで、第１，２の切換スイッチＣ１，Ｃ２は、共に耐衝撃電圧特性が真空バルブＶＭ，ＶＲの電圧特性と比較してより高く設定してある。
【００３５】
これにより、真空バルブＶＭおよび真空バルブＶＲは、各々接続していない側のタップ間には切換スイッチＣ１，Ｃ２が介在するので、切換スイッチＣ１，Ｃ２の耐衝撃電圧性能によって真空バルブＶＭ，ＶＲに高電圧が課電されることはなく、高電圧によって真空バルブＶＭ，ＶＲの絶縁が破壊されることを防止できる。
【００３６】
具体的には、図１（ａ）はタップＮで運転中の切換開閉器の状態を示しているが、真空バルブＶＭは閉成状態で且つＶＭに接続される第１の切換スイッチＣ１はＣ１−１が選択されており、真空バルブＶＲも閉成状態で且つＶＲに接続される第２の切換スイッチＣ２はＣ２−１が選択されているため、真空バルブＶＭとＶＲが接続されていないタップＮ+１との間には、耐衝撃電圧特性の高い第１の切換スイッチＣ１と第２の切換スイッチＣ２が介在することになる。これにより、外雷等により高電圧が侵入した場合においても、高電圧は第１の切換スイッチＣ１と第２の切換スイッチＣ２が負担することとなり、真空バルブＶＭとＶＲに高電圧が課電されることを確実に防止することができる。
【００３７】
また、図１（ｇ）はタップＮ+１で運転中の切換開閉器の状態を示しているが、真空バルブＶＭは閉成状態で且つＶＭに接続される第１の切換スイッチＣ１はＣ１−２が選択されており、真空バルブＶＲは閉成状態で且つＶＲに接続される第２の切換スイッチＣ２はＣ２−２が選択されているので、真空バルブＶＭとＶＲが接続されていないタップＮとの間には、耐衝撃電圧特性の高い第１の切換スイッチＣ１と第２の切換スイッチＣ２が介在することになる。これにより、外雷等により高電圧が侵入した場合でも、高電圧は第１の切換スイッチＣ１と第２の切換スイッチＣ２が負担することとなり、真空バルブＶＭとＶＲに高電圧が課電されることを確実に防止することができる。
【００３８】
タップＮでの運転状態、または、タップＮ+１の運転状態の双方において真空バルブＶＭとＶＲを並列状態にすることができ、この結果として、真空バルブＶＭとＶＲは、タップＮでの運転状態、または、タップＮ+１での運転状態の双方において、共に閉成状態を維持することが可能となるのである。
【００３９】
以上説明したように、本発明に係る負荷時タップ切換装置の切換開閉器は、構造が簡素な１Ｒ２Ｖ方式を採用しつつ、真空バルブに耐衝撃電圧特性が依存することを完全に解消することで、真空バルブの大型化・大容量を確実に阻止し、コスト面およびサイズ面で有利な切換開閉器を提供することができる利点を有する。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
負荷時タップ切換装置の切換開閉器に利用される。
【符号の説明】
【００４１】
ＴＷ  タップ巻線
Ｎ，Ｎ+１  タップ
Ｃ１  第１の切換スイッチ
Ｃ２  第２の切換スイッチ
ＶＭ  主回路用の真空バルブ
ＶＲ  限流抵抗用の真空バルブ
Ｒ  限流抵抗器
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014123599.tif 000005