(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器負荷電流を遮断しタップ切換を行う切換開閉器を有する負荷時タップ切換器において、切換開閉器に３位置（入−切−入）タイプの真空バルブを各相２個使用し、各真空バルブの一方の固定接点に補助スイッチを介して変圧器の巻線から引き出した隣り合うタップの一方を選択したタップ選択器の可動接点に接続し、もう一方の固定接点には限流抵抗を介して先に接続したタップとは逆のタップを選択したタップ選択器の可動接点に接続し、各真空バルブの可動接点側を中性点に接続することを特徴とした負荷時タップ切換器。
【請求項２】
変圧器負荷電流を遮断しタップ切換を行う切換開閉器を有する負荷時タップ切換器において、切換開閉器に３位置（入−切−入）タイプの真空バルブを各相２個使用し、この真空バルブの一方の固定接点に保護ヒューズを介して変圧器の巻線から引き出した隣り合うタップの一方を選択したタップ選択器の可動接点に接続し、もう一方の固定接点には限流抵抗を介して先に接続したタップとは逆のタップを選択したタップ選択器の可動接点に接続し、各真空バルブの可動接点側を中性点に接続することを特徴とした負荷時タップ切換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷時タップ切換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
切換開閉器部に真空バルブを用いた従来技術の負荷時タップ切換器は、複数の真空バルブおよび限流抵抗と補助スイッチの組合せにより、いくつかの切換開閉器回路構成があった。それらの切換開閉器回路構成について図７から図９に示す例を用いて説明する。
図７に示す切換開閉器回路は、変圧器巻線１から引き出した隣り合うタップ６ａ、６ｂの一方を選択したタップ選択器の各可動接点５ａ、５ｂと中性点との間に２個の真空バルブ４ａ１、４ａ２また４ｂ１、４ｂ２を直列に接続し、中性点側に近い前記真空バルブと並列に限流抵抗２ａ、２ｂを接続した２抵抗４バルブ方式の切換開閉器回路であり特公昭６２−１６００４号公報で紹介されている。
【０００３】
図８に示す切換開閉器回路は、変圧器巻線１から引き出した隣り合うタップ６ａ、６ｂの一方を選択したタップ選択器の可動接点５ａ、５ｂのどちらかを選択して接続する切換スイッチ３と負荷電流を遮断する真空バルブ４ａ３を直列に接続し、この真空バルブのもう一方の一端を中性点に接続する。また変圧器巻線１から引き出した隣り合うタップ６ａ、６ｂの一方を選択したタップ選択器の可動接点５ｂに接続した限流抵抗２と循環電流を遮断する真空バルブ４ａ４を直列に接続し、この真空バルブのもう一方の一端を中性点に接続した１抵抗２バルブ方式の切換開閉器回路であり第２６５３５８５号特許公報で紹介されている。
【０００４】
図９に示す切換開閉器回路は、変圧器巻線１から引き出した隣り合うタップ６ａ、６ｂの一方を選択したタップ選択器の各可動接点５ａ、ｂ５と中性点との間に真空バルブ４ａ５、４ｂ５を接続し、限流抵抗と直列に接続した真空バルブ４ｂ６を前記真空バルブ４ｂ５と並列に接続した１抵抗３バルブ方式の切換開閉器回路である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、切換開閉器の遮断部に真空バルブを採用した負荷時タップ切換器が製品化されている。この負荷時タップ切換器は電流遮断を真空バルブによって行うため遮断性能向上のメリットがあり、また油中絶縁変圧器においては油が汚損されないメリットがあるため急速に普及している。
【０００６】
しかしながら真空バルブの遮断性能は真空バルブ内の真空度に依存しているため、真空バルブの絶縁筒の破損や真空バルブ可動接点動作用の伸縮ベローズの劣化などの異常により真空バルブ内の真空度が低下し、その状態のままで使用を継続すると真空バルブによる遮断が不可能になり、切換開閉器の回路構成によってはタップ間短絡や補助スイッチ電流遮断の遮断アークで発生するカーボンでの油汚損により切換開閉器各部の絶縁性能低下などの恐れがあった。
【０００７】
従来の負荷時タップ切換器の切換開閉器における真空バルブ異常時の状態について図１０から図１２に示す例を用いて説明する。
図１０の（ａ）および（ｂ）は２抵抗４バルブ式切換開閉器の各真空バルブ異常時の状態を示した回路図である。図１０の（ａ）は真空バルブ４ａ２が異常時の状態を示し、図１０の（ｂ）は真空バルブ４ａ１が異常時の状態を示している。図１０の（ａ）に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ６ａからタップ６ｂへの切換終了時点でタップ６ａとタップ６ｂ間が、図の点線で示すように真空バルブ４ｂ２と真空バルブ４ｂ１と限流抵抗２ａと真空バルブ４ａ２からなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗２ａが焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線１を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。なお真空バルブ４ｂ２異常時も同じ現象になる。
【０００９】
しかしながら、図１０の（ｂ）に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ６ａからタップ６ｂへの切換過程で図の点線で示すように真空バルブ４ｂ２と限流抵抗２ｂと真空バルブ４ａ１と真空バルブ４ａ２からなる回路により、循環電流を制限する限流抵抗２ａが無効になるため、循環電流が正規状態より多くタップ６ａとタップ６ｂ間に流れることになり、真空バルブ４ａ２の遮断電流が多くなることから真空バルブの接点消耗に影響する恐れがあり、さらに変圧器巻線１が損傷する可能性がある。また真空バルブ４ａ１異常の場合はタップ間短絡状態が継続がなく限流抵抗が焼損しないため外部に外部に異常を警報できない。そのため真空バルブ４ａ１が異常状態のまま使用し、さらに真空バルブ４ａ２が異常状態になると図１０の（ｃ）の点線で示すようにタップ６ａとタップ６ｂ間が完全短絡することになり変圧器巻線１が損傷する。なお真空バルブ４ｂ１異常時も同じ現象になる。
【００１０】
図１１の（ａ）および（ｂ）は１抵抗２バルブ式切換開閉器の各真空バルブ異常時の状態を示した回路図である。図１１の（ａ）は真空バルブ４ａ４が異常時の状態を示し、図１１の（ｂ）は真空バルブ４ａ３が異常時の状態を示している。図１１の（ａ）に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ６ｂからタップ６ａへの切換終了時点でタップ６ａとタップ６ｂ間が、図の点線で示すように限流抵抗２と真空バルブ４ａ４と真空バルブ４ａ３と補助スイッチ３からなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗２が焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線１を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【００１１】
しかしながら、図１１の（ｂ）に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ６ａからタップ６ｂへの切換過程で図の点線で示すように、真空バルブ４ａ３が異常（閉路）状態で補助スイッチが動作するため、本来は無負荷状態で動作する補助スイッチが有負荷状態で動作し電流遮断を行うことにより、遮断アーク９が発生し、そのアークによるカーボンでの油汚損により切換開閉器各部の絶縁性能低下などの恐れがあった。
またタップ間短絡状態の継続がなく限流抵抗２が焼損しないため外部に外部に異常を警報できず、この異常状態での継続使用により極間および相間絶縁低下による不具合拡大の恐れがあった。
【００１２】
図１２の（ａ）および（ｂ）は１抵抗３バルブ式切換開閉器の各真空バルブ異常時の状態を示した回路図である。図１２の（ａ）は真空バルブ４ｂ６が異常時の状態を示し、図１２の（ｂ）は真空バルブ４ｂ５が異常時の状態を示している。図１２の（ａ）に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ６ｂからタップ６ａへの切換終了時点でタップ６ａとタップ６ｂ間が、図の点線で示すように限流抵抗２と真空バルブ４ｂ６と真空バルブ４ａ５からなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗２が焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線１を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【００１３】
しかしながら、図１２の（ｂ）に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ６ａからタップ６ｂへの切換終了時でタップ６ａとタップ６ｂ間が図の点線で示すように、真空バルブ４ｂ５と真空バルブ４ａ５からなる回路により完全短絡することになり変圧器巻線１が損傷する。なお真空バルブ４ａ５異常時も同じ現象になる。
【００１４】
以上、説明の通り、従来の負荷時タップ切換器の切換開閉器では、真空バルブ異常時にその真空バルブの部位によっては、真空バルブ異常を検出できずに不具合が拡大する恐れがあった。
【００１５】
そこで本発明は、切換開閉器に真空バルブを用いた負荷時タップ切換器において、前記切換開閉器に用いた各部位の真空バルブ異常時にその異常を検出し外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる切換開閉器を備えた負荷時タップ切換器を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明では次のような手段により負荷時タップ切換器の切換開閉器を構成する。請求項１に対応する発明は、変圧器負荷電流を遮断しタップ切換を行う切換開閉器を有する負荷時タップ切換器において、切換開閉器に３位置（入−切−入）タイプの真空バルブを各相２個使用し、各真空バルブの一方の固定接点に補助スイッチを介して変圧器の巻線から引き出した隣り合うタップの一方を選択したタップ選択器の可動接点に接続し、もう一方の固定接点には限流抵抗を介して先に接続したタップとは逆のタップを選択したタップ選択器の可動接点に接続し、各真空バルブの可動接点側を中性点に接続することにより、各部位の真空バルブ異常時に前記限流抵抗を介した状態でタップ間短絡状態になり、その限流抵抗の焼損により圧器巻線を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などで検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐものである。
【００１７】
請求項２に対応する発明は、変圧器負荷電流を遮断しタップ切換を行う切換開閉器を有する負荷時タップ切換器において、切換開閉器に３位置（入−切−入）タイプの真空バルブを各相２個使用し、この真空バルブの一方の固定接点に保護ヒューズを介して変圧器の巻線から引き出した隣り合うタップの一方を選択したタップ選択器の可動接点に接続し、もう一方の固定接点には限流抵抗を介して先に接続したタップとは逆のタップを選択したタップ選択器の可動接点に接続し、各真空バルブの可動接点側を中性点に接続することにより、各部位の真空バルブ異常時に前記限流抵抗または保護ヒューズを介した状態でタップ間短絡状態になり、その限流抵抗あるいは保護ヒューズの焼損により圧器巻線を保護すると共に限流抵抗あるいは保護ヒューズ焼損による圧力上昇を保護継電器などで検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例を図を用いて説明する。
図１は本発明の負荷時タップ切換器の切換開閉器回路の実施例を示し、図３は本発明の負荷時タップ切換器の切換開閉器回路の他の実施例を示し、図２および図４は本発明の負荷時タップ切換器の切換開閉器回路の図１および図３の切換動作を順次示すしている。
【００１９】
図１に示す本発明の一実施例では、変圧器巻線１より引き出した隣り合うタップ６ａ、６ｂを選択するタップ選択器の可動接点５ａ、５ｂ。タップ切換過程での循環電流を制限する限流抵抗２ａ、２ｂと電流遮断を行う３位置（入−切−入）タイプの真空バルブ４ａ、４ｂと、この真空バルブと前記タップ選択器の可動接点５ａ、５ｂとの接続を交互に行うための補助スイッチ３ａ、３ｂから構成されている。
【００２０】
３位置（入−切−入）タイプの各真空バルブ４ａ、４ｂの一方の固定接点４ａＬ、４ｂＲに補助スイッチ３ａ、３ｂを介して変圧器巻線１より引き出した隣り合うタップ６ａ、６ｂを選択するタップ選択器の可動接点５ａまたは５ｂに接続し、もう一方の固定接点４ａＲ、４ｂＬには限流抵抗２ａ、２ｂを介して先に接続したタップとは逆のタップを選択したタップ選択器の可動接点５ａまたは５ｂに接続し、各真空バルブの可動接点側を中性点に接続する。
【００２１】
図１に示す一実施例の切換動作について図２の（ａ）から（ｆ）により説明する。
（ａ）の状態は、真空バルブ４ａの接点４ａＬと補助接点３ａが閉路であり、タップ６ａに接続された運転状態を示し、負荷電流ＩＬは図の点線の如くタップ６ａに流れる。
（ｂ）の状態は、切換動作が開始され真空バルブ４ａの接点４ａＬが開路になった状態を示し、負荷電流ＩＬは真空バルブ４ｂの接点４ｂＬから限流抵抗２ｂを介してタップ６ａに流れる。
（ｃ）の状態は、真空バルブ４ａの接点４ａＲが閉路になった状態を示し、真空バルブ４ａの接点４ａＲと真空バルブ４ｂの接点４ｂＬおよび限流抵抗２ａ、２ｂを通して、タップ６ａとタップ６ｂの間に短絡開路が形成され、限流抵抗２ａ、２ｂによって制限された循環電流ＩＣが流れる。
（ｄ）の状態は、無負荷の補助スイッチ３ａおよび３ｂが動作した状態を示し、循環電流ＩＣは継続して流れる。
（ｅ）の状態は、真空バルブ４ｂの接点４ｂＬが開路になった状態を示し、負荷電流ＩＬは真空バルブ４ａの接点４ａＲから限流抵抗２ａを介してタップ６ｂに流れる。
（ｆ）の状態は、真空バルブ４ｂの接点４ｂＲが閉路になった状態を示し、負荷電流ＩＬは図の点線の如くタップ６ｂに流れ切換動作が完了する。
【００２２】
図１に示す一実施例における真空バルブ異常時の状態を図５の（ａ）および（ｂ）により説明する。図５の（ａ）は真空バルブ４ａが異常時の状態を示し、図５の（ｂ）は真空バルブ４ｂが異常時の状態を示している。
図５の（ａ）に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ６ｂからタップ６ａへの切換終了時点でタップ６ａとタップ６ｂ間が、図の点線で示すように限流抵抗２ａと真空バルブ４ａと補助スイッチ３ａからなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗２ａが焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線１を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【００２３】
図５の（ｂ）に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ６ａからタップ６ｂへの切換終了時点でタップ６ａとタップ６ｂ間が、図の点線で示すように限流抵抗２ｂと真空バルブ４ｂと補助スイッチ３ｂからなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗２ｂが焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線１を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【００２４】
また図１における真空バルブ４ａと４ｂが同時に異常になった場合でも、補助スイッチ３ａあるいは３ｂの一方が開路状態のため、タップ６ａとタップ６ｂ間で完全短絡状態にはならずに図５の（ａ）および（ｂ）になるため、限流抵抗２ａまたは２ｂが焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線１を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【００２５】
図３に示す本発明の一実施例では、変圧器巻線１より引き出した隣り合うタップ６ａ、６ｂを選択するタップ選択器の可動接点５ａ、５ｂ。タップ切換過程での循環電流を制限する限流抵抗２ａ、２ｂと電流遮断を行う３位置（入−切−入）タイプの真空バルブ４ａ、４ｂと、この真空バルブと前記タップ選択器の可動接点５ａ、５ｂとの間に設置し過電流から変圧器巻線１を保護するための保護ヒューズ７ａ、７ｂから構成されている。
【００２６】
３位置（入−切−入）タイプの各真空バルブ４ａ、４ｂの一方の固定接点４ａＬ、４ｂＲに保護ヒューズ７ａ、７ｂを介して変圧器巻線１より引き出した隣り合うタップ６ａ、６ｂを選択するタップ選択器の可動接点５ａまたは５ｂに接続し、もう一方の固定接点４ａＲ、４ｂＬには限流抵抗２ａ、２ｂを介して先に接続したタップとは逆のタップを選択したタップ選択器の可動接点５ａまたは５ｂに接続し、各真空バルブの可動接点側を中性点に接続する。
【００２７】
図３に示す一実施例の切換動作について図４の（ａ）から（ｅ）により説明する。
（ａ）の状態は、真空バルブ４ａの接点４ａＬとが閉路であり、タップ６ａに接続された運転状態を示し、負荷電流ＩＬは図の点線の如くタップ６ａに流れる。
（ｂ）の状態は、切換動作が開始され真空バルブ４ａの接点４ａＬが開路になった状態を示し、負荷電流ＩＬは真空バルブ４ｂの接点４ｂＬから限流抵抗２ｂを介してタップ６ａに流れる。
（ｃ）の状態は、真空バルブ４ａの接点４ａＲが閉路になった状態を示し、真空バルブ４ａの接点４ａＲと真空バルブ４ｂの接点４ｂＬおよび限流抵抗２ａ、２ｂを通して、タップ６ａとタップ６ｂの間に短絡開路が形成され、限流抵抗２ａ、２ｂによって制限された循環電流ＩＣが流れる。
（ｄ）の状態は、真空バルブ４ｂの接点４ｂＬが開路になった状態を示し、負荷電流ＩＬは真空バルブ４ａの接点４ａＲから限流抵抗２ａを介してタップ６ｂに流れる。
（ｅ）の状態は、真空バルブ４ｂの接点４ｂＲが閉路になった状態を示し、負荷電流ＩＬは図の点線の如くタップ６ｂに流れ切換動作が完了する。
【００２８】
図３に示す一実施例における真空バルブ異常時の状態を図６の（ａ）および（ｂ）により説明する。図６の（ａ）は真空バルブ４ａが異常時の状態を示し、図６の（ｂ）は真空バルブ４ｂが異常時の状態を示している。
図６の（ａ）に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ６ｂからタップ６ａへの切換終了時点でタップ６ａとタップ６ｂ間が、図の点線で示すように限流抵抗２ａと真空バルブ４ａと保護ヒューズ７ａからなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗２ａが焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線１を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【００２９】
図６の（ｂ）に示す真空バルブ異常時の場合は、タップ６ａからタップ６ｂへの切換終了時点でタップ６ａとタップ６ｂ間が、図の点線で示すように限流抵抗２ｂと真空バルブ４ｂと保護ヒューズ７ｂからなる回路によってタップ間短絡継続状態になるが、前記限流抵抗２ｂが焼損して短絡状態を解消し変圧器巻線１を保護すると共に限流抵抗焼損による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【００３０】
また図３における真空バルブ４ａと４ｂが同時に異常になった場合でも、保護ヒューズ７ａあるいは７ｂの一方が短絡電流により瞬時に溶断し、タップ６ａとタップ６ｂ間で完全短絡状態が継続せずに短絡器巻線１を保護すると共に保護ヒューズ溶断による圧力上昇を保護継電器などにより検出し異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、切換開閉器の各部位の真空バルブが異常状態になっても、タップ間の完全短絡状態を防ぎ、変圧器巻線を保護すると共に異常を外部へ警報することにより不具合の拡大を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す負荷時タップ切換器の回路図。
【図２】第１図に示した実施例の切換動作を（ａ）から（ｆ）に順次示す回路図。
【図３】本発明の他の実施例を示す負荷時タップ切換器の回路図。
【図４】第３図に示した実施例の切換動作を（ａ）から（ｅ）に順次示す回路図。
【図５】第１図に示した実施例における真空バルブ異常時の状態を示す回路図。
【図６】第３図に示した実施例における真空バルブ異常時の状態を示す回路図。
【図７】従来の負荷時タップ切換器における２抵抗４バルブ式の切換開閉器の回路図。
【図８】従来の負荷時タップ切換器における１抵抗２バルブ式の切換開閉器の回路図。
【図９】従来の負荷時タップ切換器における１抵抗３バルブ式の切換開閉器の回路図。
【図１０】第７図に示した従来の負荷時タップ切換器における真空バルブ異常時の状態を示す回路図。
【図１１】第８図に示した従来の負荷時タップ切換器における真空バルブ異常時の状態を示す回路図。
【図１２】第９図に示した従来の負荷時タップ切換器における真空バルブ異常時の状態を示す回路図。
【符号の説明】
１  変圧器巻線
２ａ，２ｂ限流抵抗
３ａ，３ｂ補助スイッチ
４ａ，４ｂ真空バルブ
６ａ，６ｂタップ
７ａ，７ｂ保護ヒューズ
【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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