(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
奇数側端子と偶数側端子と出力端子と可動子とを有し、その可動子の動作によって、出力端子を奇数側端子または偶数側端子の何れかに選択的に投入接続する切換開閉器と、
円周上に配置された複数個の奇数側固定接触子と、該円周の同一平面・内側に同軸に配設された奇数側環状集電接触子と、一端が前記奇数側固定接触子に選択的に接触し、他端が前記奇数側環状集電接触子に常時接触する奇数側可動接触子とから成る奇数側接触子群と、
円周上に配置された複数個の偶数側固定接触子と、該円周の同一平面・内側に同軸配設された偶数側環状集電接触子と、一端が前記偶数側固定接触子に選択的に接触し、他端が前記偶数側環状集電接触子に常時接触する偶数側可動接触子とから成る偶数側接触子群とを備え、
前記奇数側および偶数側接触子群を上下に同軸配置すると共に、これら接触子群の上下の少なくとも一方に置かれた磁性材料からなる駆動機構で前記固定側および可動側の可動接触子を駆動するように構成されたタップ選択器と、
前記タップ選択器の奇数側および偶数側環状集電接触子と、切換開閉器の奇数側および偶数側端子との間を夫々接続する接続リードと、
を備えた負荷時タップ切換器において、
前記接続リードが、前記各環状集電接触子から引き出されて上方へ伸びる上方引出接続リードと、前記上方引出接続リードが引き出されたものと同じ環状集電接触子から引き出されて下方へ伸びる下方引出接続リードとから構成され、
前記上方引出接続リードと下方引出リードからなる接続リードが、前記駆動機構の内側および外側を一度通過した後前記切換開閉器の共通の端子に接続されていることを特徴とする負荷時タップ切換器。
【請求項２】
前記切換開閉器と、前記タップ選択器における奇数側および偶数側接触子群とが複数組設けられ、
前記複数組の切換開閉器の奇数側端子間および偶数側端子間が接続リードで互いに共通接続され、前記奇数側および偶数側接触子群における奇数側および偶数側固定接触子の同一番接触子間が接続リードで互いに共通接続され、
前記タップ選択器の複数組の接触子群の一方の奇数側および偶数側環状集電接触子から内側に引出された各１本の上方引出接続リードが環状集電接触子群の内側を通して上方へ、前記タップ選択器の複数組の接触子群の他方の奇数側および偶数側環状集電接触子から内側に引出された各１本の下方引出接続リードが環状集電接触子の内側を通し下方へ夫々引出され、これら上方引出接続リードと下方引出接続リードが前記駆動機構の内側および外側を一度通過した後切換開閉器の奇数側あるいは偶数側端子の何れか一方に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の負荷時タップ切換器。
【請求項３】
前記接触子群の上側に駆動機構がある場合は上方へ引出した上方引出接続リードが、また下側に駆動機構がある場合は下方へ引出した下方引出接続リードが、それら駆動機構をそれぞれ貫通していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の負荷時タップ切換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力用変圧器に使用される負荷時タップ切換器に関するものであって、特に、その駆動機構のリード貫通部の改良技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
負荷時タップ切換器は、変圧器に取り付けられ、変圧器の運転状態でタップ切り換えを行うために従来から多用されているもので、例えば、特許文献１にその一例を見ることができる。この特許文献１に記載の負荷時タップ切換器の１相分の要素構成を図４に示す。
【０００３】
図４において、１は、いわゆる単極双投開閉器の機能を持つ切換開閉器であって、この切替開閉器１は、出力端子１０、奇数および偶数側端子１１および１２、可動子１３とから成り、可動子１３の動作により奇数側固定端子１１、または、偶数側固定端子１２を選択的に出力端子１０に接続するように構成されている。
【０００４】
２は、奇数側接触子群２１と偶数側接触子群２２とこれら接触子群を駆動する駆動機構２３とから成るタップ選択器、３は切換開閉器１とタップ選択器２との間を接続する接続リードである。
【０００５】
奇数側接触子群２１は、円周上に配置された奇数番固定接触子２１３、２１５、２１７……と、その同一平面・内側に同軸配置された奇数側環状集電接触子２１０と、一端が前記奇数側固定接触子に選択的に、他端が前記奇数側環状集電接触子に常時接触する奇数側可動接触子２１００とから構成される。
【０００６】
偶数側接触子群２２は、奇数側接触子群に平行同軸な円周上に配置された偶数番固定接触子２２２、２２６、２２６……と、その同一平面・内側に同軸配置された偶数側環状集電接触子２２０と、一端が前記偶数側固定接触子に選択的に他端が前記偶数側環状集電接触子に常時接触する偶数側可動接触子２２００とから構成されている。
【０００７】
奇数側固定接触子２１３、２１５、２１７……および偶数側固定接触子２２２、２２６、２２６……には、図示されない変圧器から引出された奇数番タップおよび偶数番タップが夫々接続される。
【０００８】
駆動機構２３は、奇数側可動接触子を駆動する奇数側駆動機構２３１と偶数側可動接触子を駆動する偶数側駆動機構２３２から成り、それぞれ、上部奇数側および上部偶数側駆動アーム２３１１および２３２１と、下部奇数側および下部偶数側駆動アーム２３１２および２３２２、とそれらの間に張架された奇数側および偶数側駆動バー２３１３および２３２３とから構成されている。
【０００９】
接続リード３は、タップ選択器の奇数側環状集電接触子２１０と切換開閉器の奇数側端子１１とを接続する奇数側接続リード３１と、同じくタップ選択器の偶数側環状集電接触子２２０と切換開閉器の偶数側端子１２とを接続する偶数側接続リード３２とから成り、何れも、それぞれの環状集電接触子から内側へ引出されたのち、タップ選択器の中心を貫通して上方に引出された後、切換開閉器の奇数側および偶数側固定端子１１および１２に接続されている。
【００１０】
このような構成を有する図４の従来技術では、切換開閉器の可動子１３が奇数側固定端子１１の側に投入しているときには、タップ選択器の奇数側可動接触子２１００が投入している固定接触子、例えば、図４においては、奇数番固定接触子２１５→奇数側可動接触子２１００→奇数側環状集電接触子２１０→奇数側接続リード３１→切換開閉器の奇数側端子１１→可動子１３→出力端子１０の経路で電流が流れる。
【００１１】
また、切換開閉器の可動子１３が偶数側固定端子１２の側に投入しているときには、タップ選択器の偶数側可動接触子２２００が投入している固定接触子、例えば、図４においては、偶数番固定接触子２２６→偶数側可動接触子２２００→偶数側環状集電接触子２２０→偶数側接続リード３２→切換開閉器の偶数側端子１２→可動子１３→出力端子１０の経路で電流が流れる。
【００１２】
以上は、三相負荷時タップ切換器の１相分の構成を示したものであるが、３相分の場合は、以上のように構成された切換開閉器を３群、タップ選択器の奇数および偶数接触子群、奇数および偶数側接続リードをそれぞれ３群用意して同様に配置接続すれば良いことは説明するまでもない。また、タップ選択器の３相分の可動接触子は周知のとおり一括駆動できるので駆動機構は増群する必要はない。
【００１３】
【特許文献１】特公昭６２−１４０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このような従来装置による負荷時タップ切換器は、タップ選択器と切換開閉器との間の接続リード３がタップ選択器の駆動機構２３の中心部を貫通して配設されている。そして、切換開閉器１が奇数側に投入しているときは奇数側接続リード３１に、また、偶数側に投入しているときは偶数側接続リード３２にというように、奇数または偶数側の接続リードの何れかの側に常時電流が流れることになり、この電流が駆動機構２３を貫通することになる。
【００１５】
そして、駆動機構２３が磁性材料で構成されている場合には、前記電流によってその電流貫通部近傍内部に渦電流が発生し、この渦電流と材料の固有抵抗によって生じる渦電流損に因って駆動機構電流貫通部の加熱・温度上昇が発生する。
【００１６】
図５は、例えば、奇数側接続リード３１に電流ＩＬが流れている場合に、この電流ＩＬによる磁束φＬが駆動機構電流貫通部の一つ（つまり電流に鎖交する駆動機構の一部）である奇数側駆動アーム２３１１に発生している様子を例示したもので、奇数側駆動アーム２３１１が磁性材料で構成されている場合は、この磁束φＬによる渦電流損に因って、当該部に加熱・温度上昇が発生する。
【００１７】
そして、この加熱・温度上昇の程度によっては、負荷時タップ切換器の定格電流値を制限するか、あるいは、駆動機構を非磁性材料で構成しなければならないという問題が生じる。
【００１８】
この発明は、前記のような問題を解決するためになされたもので、駆動機構のリード貫通部に生じる渦電流損失を低減し、もって渦電流損失による電流制限を軽減できる負荷時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】
【００１９】
この発明は、次の構成を有することを特徴とする。
(1)奇数側端子と偶数側端子と出力端子と可動子とを有し、その可動子の動作によって、
出力端子を奇数側端子または偶数側端子の何れかに選択的に投入接続する切換開閉器。
(2)円周上に配置された複数個の奇数側固定接触子と、該円周の同一平面・内側に同軸に
配設された奇数側環状集電接触子と、一端が前記奇数側固定接触子に選択的に接触し、他
端が前記奇数側環状集電接触子に常時接触する奇数側可動接触子とから成る奇数側接触子
群。
(3)円周上に配置された複数個の偶数側固定接触子と、該円周の同一平面・内側に同軸配
設された偶数側環状集電接触子と、一端が前記偶数側固定接触子に選択的に接触し、他端
が前記偶数側環状集電接触子に常時接触する偶数側可動接触子とから成る偶数側接触子群。
(4)前記奇数側および偶数側接触子群を上下に同軸配置すると共に、これら接触子群の上
下の少なくとも一方に置かれた磁性材料からなる駆動機構で前記固定側および可動側の可
動接触子を駆動するように構成されたタップ選択器。
(5)前記タップ選択器の奇数側および偶数側環状集電接触子と、切換開閉器の奇数側およ
び偶数側端子との間を夫々接続する接続リード。
(6)前記各環状集電接触子から引き出されて上方へ伸びる上方引出接続リードと、前記上
方引出接続リードが引き出されたものと同じ環状集電接触子から引き出されて下方へ伸び
る下方引出接続リードとから構成される接続リード。
(7)前記上方引出接続リードと下方引出リードからなる接続リードを、前記駆動機構の内
側および外側を一度通過した後前記切換開閉器の共通の端子に接続する。
【００２０】
なお、切換開閉器と、タップ選択器における奇数側および偶数側接触子群とが複数組設けられた負荷時タップ切換器についても、同様な構成とすることができる。更に、接触子群の上側に駆動機構がある場合は上方へ引出した上方引出接続リードが、また下側に駆動機構がある場合は下方へ引出した下方引出接続リードが、それら駆動機構をそれぞれ貫通していることが望ましい。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、奇数側および偶数側とも接続リードが上方引出と下方引出の２本並列リードで構成されており、これによって上部および下部駆動機構を貫通する電流が従来技術の１／２となり、渦電流損失による加熱・発熱が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（１）第１実施形態
以下、この発明の第１実施形態を図１に従って具体的に説明する。図１は、この発明の第１実施形態の負荷時タップ切換器を、その１相分を代表して示す構成図であって、前記従来技術と同じ符号の部分についてはその説明は省略する。
【００２３】
図１において、４は、この実施形態における切換開閉器とタップ選択器の間の接続リードで、奇数側および偶数側接続リード４１および４２とから構成されている。奇数側接続リード４１は奇数側環状接触子２１０からタップ選択器の中心部を貫通して上方に引出されたのち切換開閉器の奇数側端子１１に接続された上方引出リード４１１と、同じく奇数側環状接触子２１０からタップ選択器の中心部を貫通して下方に引出されたのち切換開閉器の奇数側端子１１に接続された下方引出接続リード４１２とから成る。
【００２４】
また、偶数側接続リード４２は偶数側環状接触子２２０からタップ選択器の中心部を貫通して上方に引出されたのち切換開閉器の偶数側端子１２に接続された上方引出接続リード４２１と、同じく偶数側環状接触子２２０からタップ選択器の中心部を貫通して下方に引出されたのち切換開閉器の偶数側端子１２に接続された下方引出接続リード４２２とから成る。
【００２５】
以上説明したように、この第１実施形態では、奇数側および偶数側とも接続リードが上方引出と下方引出の２本並列リードで構成されており、これによって上部および下部駆動機構を貫通する電流が従来例の構成の１／２となるので、従来の負荷時タップ切換器で見られたような加熱・温度上昇問題が低減される。更に、電流を通流していない側の接続リードが駆動機構に鎖交する短絡ループを形成し、この短絡ループの電磁誘導作用によって駆動機構内に生じる磁束の一部が相殺されるので、加熱・温度上昇が更に低減される。
【００２６】
図２は、駆動機構上部駆動アーム２３１１を代表例として、奇数側接続リードに電流が流れている場合に磁束の一部が相殺されるメカニズムを説明したものである。図２において、奇数側接続上方引出リード４１１に負荷電流ＩＬ／２が流れると、それによって駆動機構上部アーム２３１１に先ず磁束φＬが発生するところまでは従来技術と同じである。
【００２７】
この第１実施形態の新たな作用は、電流を通流していない偶数側の接続リード４２が駆動機構上部アーム２３１１に鎖交した短絡ループを形成している点である。前記磁束φＬにより、この短絡ループには負荷電流ＩＬ／２とは逆向きの誘導電流Ｉｉが流れ、この誘導電流Ｉｉにより、駆動機構上部アーム２３１１に、前記磁束φＬと逆向きの磁束φｉが発生する。その結果、駆動機構上部アーム内の総磁束はφＬ−φｉ＜φＬとなる。すなわち、総磁束の一部が相殺低減され、渦電流損およびそれによる加熱・温度上昇問題が軽減される。
【００２８】
図２では駆動機構上部アーム２３１１の場合を例に説明したが、駆動機構上部アーム２３２１、駆動機構下部アーム２３１２および２３２２でも全く同様にして、総磁束の一部が相殺低減され、渦電流損およびそれに起因する加熱・温度上昇問題が軽減されることは、言うまでもない。また、偶数側に電流が流れている場合は、奇数側の接続リードが駆動機構上部アームに鎖交した短絡ループを形成して同様効果を生じることも言うまでもない。
【００２９】
以上は、三相負荷時タップ切換器の１相分の構成を示したものであるが、３相分の場合は、以上のように構成された切換開閉器を３群、タップ選択器の奇数および偶数接触子群、奇数および偶数側接続リードをそれぞれ３群用意して同様に配置接続すれば良いことは説明するまでもない。
【００３０】
また、タップ選択器の３相分の可動接触子は周知のとおり一括駆動できるので駆動機構は増群する必要はない。なお、接触子群の上下に配置された駆動機構構成要素２３１１、２３１２、２３２１、２３２２は何れも駆動アームとして説明したが、、説明の便宜上、歯車、軸受、フレームなどを含む駆動機構構成要素の代表として駆動アームと称しただけで、何も駆動アームのみに限るものではない。
【００３１】
（２）第２実施形態
図３は、この発明の第２実施形態である負荷時タップ切換器を、その１相分を代表して示す構成図である。図３において、従来技術と同じ符号の部分については説明は省略する。また、切換開閉器およびタップ選択器接点群に、添字ａおよびｂが付されたものは、添字なしの従来例と同じものを２群用意し、一方をａ群、他方をｂ群と識別したものである。
【００３２】
５は、この第２実施形態における切換開閉器とタップ選択器間、タップ選択器内、切換開閉器内の接続リードで、切換開閉器とタップ選択器間の奇数側接続リード５１、偶数側接続リード５２、タップ選択器固定接触子間接続リード５３、切換開閉器端子間接続リード５４とから成る。
【００３３】
奇数側接続リード５１は、奇数側環状接触子２１０ａからタップ選択器の中心部を貫通して上方に引出されたのち切換開閉器の奇数側端子１１ａに接続されたリード５１ａと、同じく奇数側環状接触子２１０ｂからタップ選択器の中心部を貫通して下方に引出されたのち切換開閉器の奇数側端子ｌｌｂに接続されたリード５ｌｂとから成る。
【００３４】
偶数側接続リード５２は、偶数側環状接触子２２０ａからタップ選択器の中心部を貫通して上方に引出されたのち切換開閉器の偶数側端子１２ａに接続されたリード５２ａと、同じく偶数側環状接触子２２０ｂからタップ選択器の中心部を貫通して下方に引出されたのち切換開閉器の偶数側端子１２ｂに接続されたリード５２ｂとから成る。
【００３５】
タップ選択器固定接触子間接続リード５３は、奇数側接点群の各同一番号固定接触子間を接続するリード５３５（説明の便宜上、固定接触子２１５ａと２１５ｂ間の接続リード５３５のみ表示）と、偶数側接点群の各同一番号固定接触子間を接続するリード５３６（説明の便宜上、固定接触子２２６ａと２２６ｂ間の接続リード５３６のみ表示）とから成る。
【００３６】
切換開閉器端子間接続リード５４は、切換開閉器の奇数側端子ｌｌａとｌｌｂ間の接続リード５４１と、偶数側端子１２ａと１２ｂ間の接続リード５４２とから成る。
【００３７】
このような構成を有する第２実施形態においては、切換開閉器の可動子１３ａおよび１３ｂが奇数側固定端子１１ａおよび１１ｂの側に投入しているときには、タップ選択器の奇数側可動接触子２１００ａおよび２１００ｂが投入している固定接触子（例えば、図３においては、奇数番固定接触子２１５ａおよび２１５ｂ）、奇数側可動接触子２１００ａおよび２１００ｂ、奇数側環状集電接触子２１０ａおよび２１０ｂ、奇数側接続リード５１ａおよび５ｌｂ、切換開閉器の奇数側端子１１ａおよびＨｂ、可動子１３ａおよび１３ｂを経て出力端子１０ａおよび１０ｂに電流が流れる。
【００３８】
また、切換開閉器の可動子１３ａおよび１３ｂが偶数側固定端子１２ａおよび１２ｂの側に投入しているときには、タップ選択器の偶数側可動接触子２２００ａおよび２２００ｂが投入している固定接触子（例えば、図３においては、偶数番固定接触子２２６ａおよび２２６ｂ）、偶数側可動接触子２２００ａおよび２２００ｂ、偶数側環状集電接触子２２０ａおよび２２０ｂ、偶数側接続リード５２ａおよび５２ｂ、切換開閉器の偶数側端子１２ａおよび１２ｂ、可動子１３ａおよび１３ｂを経て出力端子１０ａおよび１０ｂに電流が流れる。
【００３９】
以上説明したように、この第２実施形態でも前記第１実施形態と同様に、奇数側および偶数側とも接続リードが上方引出と下方引出の２本並列リードで構成されており、これによって上部および下部駆動機構を貫通する電流が従来例の構成の１／２となるので、加熱・温度上昇問題が低減される。
【００４０】
更に、電流を通流していない側の接続リードで構成されるループ、例えば、図３のように奇数側で通電している場合には、タップ選択器の固定接触子間接続リード５３４→偶数側固定接触子２２６ａ→可動接触子２２００ａ→環状集電接触子２２０ａ→接続リード５２ａ→切換開閉器偶数側端子１２ａ→接続リード５４２→換開閉器偶数側端子１２ｂ→接続リード５２ｂ→タップ選択器の環状集電接触子２２０ｂ→可動接触子２２００ｂ→固定接触子２２６ｂ→固定接触子間接続リード５３４から成るループが、駆動機構に鎖交する短絡ループを形成するので、第１実施形態で説明したと全く同様に、この短絡ループの電磁誘導作用によって駆動機構内に生じる磁束の一部が相殺され加熱・温度上昇問題が更に低減される。
【００４１】
以上は、三相負荷時タップ切換器の１相分の構成を示したものであるが、３相分の場合は、以上のように構成された切換開閉器を３群、タップ選択器の奇数および偶数接触子群、奇数および偶数側接続リードをそれぞれ３群用意して同様に配置接続すれば良いことは説明するまでもない。また、タップ選択器の３相分の可動接触子は周知のとおり一括駆動できるので駆動機構は増群する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の第１実施形態の負荷時タップ切換器の構成を示す模式図。
【図２】この発明の構成要点である渦電流損の軽減作用を説明する概念図。
【図３】この発明の第２実施形態の負荷時タップ切換器の構成を示す模式図。
【図４】従来の負荷時タップ切換器の構成を示す模式図。
【図５】従来の負荷時タップ切換器における渦電流損発生の作用を説明する概念図。
【符号の説明】
【００４３】
１ …切換開閉器
１０…出力端子
１１…奇数側端子
１２…偶数側端子
１３…可動子
２ …タップ選択器
２１…奇数側接触子群
２１０…奇数側環状集電接触子
２１３、２１５、２１７… 奇数番固定接触子
２１００…奇数側可動接触子
２２…偶数側接触子群
２２０…偶数側環状集電接触子
２２２、２２４、２２６…偶数番固定接触子
２２００ …偶数側可動接触子
２３…駆動機構
２３１…奇数側駆動機構
２３１１…奇数側上部駆動アーム
２３１２…奇数側下部駆動アーム
２３１３… 奇数側駆動バー
２３２…偶数側駆動機構
２３２１…偶数側上部駆動アーム
２３２２…偶数側下部駆動アーム
２３２３…偶数側駆動バー
４…接続リード
４１…奇数側接続リード
４１１…上方引出接続リード
４１２…下方引出接続リード
４２…偶数側接続リード
４２１…上方引出接続リード
４２２…下方引出接続リード
５…接続リード
５１…奇数側接続リード
５１ａ…上方引出接続リード
５１ｂ…下方引出接続リード
５ ２ … 偶数側接続リード
５２ａ…上方引出接続リード
５２ｂ…下方引出接続リード
５３…タップ選択器固定接触子間接続リード
５３１… 奇数番固定接触子間接続リード
５３２… 偶数番固定接触子間接続リード
５４…切換開閉器端子間接続リード
５３１… 奇数端子間接続リード
５３２… 偶数端子間接続リード
【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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