(57)【要約】【課題】長手方向に変位をとり高圧回路と接続又は切離しを行うガスＶＴは、変位動作に大きな動力が必要となり、かつ、ガスＶＴの大型化やＧＩＳとの接続部分の重量化を招いていた。【解決手段】高圧回路に接続可能な高圧導体１０と、高圧導体１０に対向配置し、かつ、接触子１１を有する電圧変成要素１８と、電圧変性要素１８に連結し、かつ、電圧変性要素１８を円周方向に回転させて、接触子１１を高圧導体１０に接触、又は、開離させる機構部１４と、を有してガス絶縁計器用変圧器を構成する。【選択図】図２
2009016768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧回路に接続可能な高圧導体と、
前記高圧導体に対向配置し、かつ、接触子を有する電圧変成要素と、
前記電圧変性要素に連結し、かつ、前記電圧変性要素を円周方向に回転させて、前記接触子を前記高圧導体に接触、又は、開離させる機構部と、
を有することを特徴とするガス絶縁計器用変圧器。
【請求項２】
前記高圧導体は、各々が多相交流の各相の高圧導体に接続した複数の高圧導体であり、
前記電圧変性要素は、各々が前記複数の高圧導体に対向配置した複数の電圧変性要素であり、かつ、
前記機構部は、前記複数の電圧変性要素に連結し、かつ、前記複数の電圧変性要素を円周方向に回転させて、各前記接触子を各前記高圧導体に接触、又は、開離させる請求項１に記載のガス絶縁計器用変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧回路に対して接続又は切離しが可能なガス絶縁計器用変圧器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁計器用変圧器（以下、「ガスＶＴ」と言う。）は、ガス絶縁開閉装置（以下「ＧＩＳ」と言う。）に接続して高圧回路の電圧変成を行うが、ＧＩＳの直流及び交流耐電圧試験時等には、高圧回路から切離す必要がある。このため、ガスＶＴは、高圧回路に対して接続、又は、切離しを行うための断路手段を備える必要がある。
【０００３】
ガスＶＴは、ＧＩＳに取付けられて使用するものであるが、ＧＩＳにガスＶＴを取付けた状態で、ＧＩＳのＡＣ耐電圧試験をしようとするとガスＶＴの鉄芯が磁気飽和し、一次コイルを焼損する危険があった。このため、その対策として、１）ＧＩＳ側又はガスＶＴ側に断路器を設け、ＧＩＳのＡＣ耐電圧試験時にガスＶＴを切離す、２）ＶＴの鉄芯を大きくして、試験としてＡＣ耐電圧を印加しても鉄芯が磁気飽和しない等の対処がとられていた。
【０００４】
しかし、ＧＩＳにおける断路器の設置（前項１））は、コストアップにつながり、ガスＶＴに磁気飽和しない鉄芯を採用すること（前項２））は、ＶＴが大きくなりＧＩＳ自体を大きくしてしまうこと及びＶＴ自体のコストアップにつながるため、簡易断路部を有するガスＶＴが提案されている。以下に、図１（特許文献１）を用いてそのガスＶＴを説明する。
図１は、ガスＶＴの内部構造を示す側面図である。容器１０１内には、絶縁ガスが充填されており、絶縁スペーサ１１２や容器カバー１１０等により密閉されている。容器１０１内に導入された高圧導体１０２の端部には、高圧端子１０３が設けられ、電圧変性要素１１１の高圧側端部の接続導体１０４に対向して配置される。
【０００５】
電圧変性要素１１１は、一次コイル１０５、二次コイル１０６、及び鉄芯１０７から構成される。上記のように、電圧変性要素１１１は、高圧導体１０２に対向して配置されるため、高圧導体１０２との接続又は切離しは、容器１０１の長手方向に接続導体１０４及び電圧変性要素１１１を変位することで行う。つまり、電圧変性要素１１１に連結された可動板１０９を、絶縁スペーサ１１２側に移動させることにより、接続導体１０５を高圧端子１０３と接続し、可動版１０９を容器カバー１１０側に移動させることにより、接続導体１０５を高圧端子１０３から切離すことが可能である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５５７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように提案されているガスＶＴは、高圧端子１０３から、接続導体１０４を、ガスＶＴの長手方向に変位させることで、高圧回路との絶縁距離を保ち、断路する機構を採用している。
しかしながらこの方式の場合、高圧回路の電圧が高くなってくると、電圧変性要素（コイルや鉄芯）が重くなり、それを移動させるのに大きな動作力が必要となる。このことにより大きな操作装置が必要となる。
【０００８】
また、接続導体１０４を高圧端子１０３から切離す場合、十分な絶縁距離を保つ必要があるため、接続導体と高圧端子間の絶縁距離分、ガスＶＴの長手方向の長さが必要となり、ガスＶＴを含めたＧＩＳ設置面積の増加となる。
【０００９】
さらに、この場合、ガスＶＴの自重×容器の長手方向距離のモーメント力がＧＩＳとガスＶＴの連結部に掛かることになり、その力に対して変形しないＧＩＳとガスＶＴの接続部分を設計すると、ＧＩＳとガスＶＴ接続部が重量化する。また、上記した大きな操作装置、ガスＶＴを含めた設置面積の増加、ＧＩＳ及びガスＶＴ接続部の重量化は、いずれもＧＩＳ又はガスＶＴのコストアップに繋がる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、高圧回路に接続可能な高圧導体と、高圧導体に対向配置し、かつ、接触子を有する電圧変成要素と、電圧変性要素に連結し、かつ、電圧変性要素を円周方向に回転させて、接触子を高圧導体に接触、又は、開離させる機構部と、を有することを特徴とするガス絶縁計器用変圧器を提供する。
【００１１】
また、高圧導体は、各々が多相交流の各相の高圧導体に接続した複数の高圧導体とし、電圧変性要素は、各々が複数の高圧導体に対向配置した複数の電圧変性要素とし、かつ、機構部は、複数の電圧変性要素に連結し、かつ、複数の電圧変性要素を円周方向に回転させて、各接触子を各高圧導体に接触、又は、開離させても良い。
【発明の効果】
【００１２】
コイルや鉄芯の重心位置を殆ど変えることなく、電圧変性要素を円周方向に回転することで、高圧導体と電圧変性要素の接触子と絶縁距離を変えることが可能であるので、接続又は切離し動作において、例え高圧で重量のある電圧変性要素であっても動作動力が小さくなる。
【００１３】
また、電圧変性要素を円周方向に回転することで、高圧導体と電圧変性要素の接触子と絶縁距離を変えることが可能であるので、長手方向に変位をとる従来のガスＶＴと比して、ガスＶＴの長手方向が短小化し、ガスＶＴを含めたＧＩＳ設置面積が減少する。さらに、ガスＶＴの自重×容器の長手方向距離のモーメント力が小さくなり、ＧＩＳとガスＶＴ接続部重量を軽量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態によるガスＶＴについて、図２〜７を参照して説明する。
図２は、高圧回路と電圧変成要素を接続した状態（以下、「オン状態」と言う。）にある単相交流用ガスＶＴの側面の断面図である。本発明の一実施形態によるガスＶＴ２０は、長手方向又は長手方向の直角方向（水平）にしてＧＩＳと接続可能である。
【００１５】
ガスＶＴ２０は、一次コイル１、二次コイル２、電界緩和シールド３、鉄芯４、及び鉄芯固定金具５を有する電圧変性要素１８を格納している。絶縁スペーサ８が容器７に気密接続されているため、容器７内には、ＳＦ6等の絶縁ガスが充填されている。
【００１６】
ＧＩＳからの導体である絶縁スペーサ導体８ａは、容器７に対し偏心して取付けた絶縁スペーサ８及び取付フランジ９を介して、容器７内に引き出され、容器７内で高圧導体１０と接続される。絶縁スペーサ導体８ａと接続された高圧導体１０は、接触子１１と接続することにより、ＧＩＳ内の高圧回路に、導体１２が電気接続し、電圧変性要素１８により電圧の測定が可能となる。接触子１１には、バネ（図示省略）が設けてあり接触子１１は上下に動き、かつ、そのバネの力で接続される高圧導体１０との接触圧を保持している。なお、接触子１１は、電圧変成要素１８に取り付けられているが、接触子１１は、高圧導体１０側に設けても良い。
【００１７】
接触子１１が、高圧導体１０を介してＧＩＳ側の高圧回路と接続することで、一次コイル１が高圧回路と接続される。一次コイル１に流れる高圧電流により鉄芯４内に生じる磁束変化によって、二次コイル２に誘導起電力が生じる。このようにして、ガスＶＴ２０は、計器用変圧器として機能する。
【００１８】
電圧変性要素１８が取付けられた中身取付板１３には、回転操作軸１５が取付けられており、回転操作軸１５は底板６の外側に引き出されている。中身取付板１３と底板６との間にはベアリング等からなる回転機構部１４が設けられている。回転操作軸１５は、ギアボックス１７を介して、操作ハンドル１６に接続され、操作ハンドル１６を回転することにより、中身取付板１３が回転する。また、操作ハンドル１６の回転数がギアボックス１７において変換されることで、操作ハンドル１６における回転動力は低減されるため、電圧変性要素１８に大きな回転動力が必要な場合でも、人力により容易に操作ハンドル１６を回転し、中身取付板１３を回転させることが可能である。なお、図２においては、ギアボックス１７を設けたガスＶＴ２０の例を説明したが、電圧変性要素１８の重量が軽い等、中身取付板１３の回転動作力が人力で容易に回転可能な場合は、ガスＶＴ２０には、ギアボックス１７は不要である。また、回転機構部１４は、中身取付板１３が図示しないストッパで止まるようにすることで、電圧変性要素が接続又は切離しをするための所定の回転範囲に制限することが可能である。
【００１９】
図３は、高圧回路と電圧変成要素を切離した状態（以下、「オフ状態」と言う。）にある単相交流用ガスＶＴの側面の断面図である。図３に示されるガスＶＴ２０は、操作ハンドル１６を回転し、中身取付板１３と共に電圧変成要素を９０度回転させることで、高圧導体１０と接触子１１が切離され、ガスＶＴをオン状態からオフ状態に切り替えることが可能である。また、長手方向を水平にしてガスＶＴをＧＩＳに設置した場合等は、鉄芯４と容器７の間に、回転機構部１４同様のベアリングを有する回転機構部１４ａを設置し、電圧変性要素１８の回転動作中に回転操作軸１５に電圧変性要素１８のモーメント力がかからないようにすることで、電圧変性要素１８の回転動作力を低減しても良い。
【００２０】
このように、ガスＶＴ２０は、電圧変性要素１８を、ＧＩＳ側の高圧導体１０の長手方向（高圧導体軸心方向）の変位により、接触子１１を切離すのではなく、電圧変性要素１８を高圧導体１０に対して回転運動させ高圧導体１０の軸心中心から円周方向に変位させることで、接触子１１を切離し、オフ状態にすることが可能である。
【００２１】
そのため、ＧＩＳ側にＶＴを切り離すための断路器が不要となると共に、ガスＶＴの長手方向（高圧導体軸心方向）ではなく高圧導体軸心中心に対して円周方向において絶縁距離をとることができるため、電圧変性要素１８を長手方向に変位させるガスＶＴと比較して、本発明によるガスＶＴ２０は、長手寸法を短小化でき、ガスＶＴを含めたＧＩＳ設置面積の低下や、接続部のモーメント力低下によるＧＩＳとガスＶＴ接続部の部材を軽量化が可能となる。さらに、長手方向を垂直にしてガスＶＴをＧＩＳに設置した場合でも、長手方向を水平にしてガスＶＴをＧＩＳに設置した場合でも、上記した電圧変性要素１８の回転移動は、電圧変性要素の重心位置を変えないで高圧導体１０との絶縁距離をとることが可能であるため、回転動作に必要な力は小さい。
【００２２】
図４は、図２に示すＡ−Ａ’線断面によるオン状態のガスＶＴの断面図である。
接触子１１は、Ａ−Ａ’線断面において偏心した位置にあり、図示しないＧＩＳ側の高圧導体１０と偏心位置において電気接続される。また、例えば矢印１９に示されるように、中身取付板１３と共に反時計周りに電圧変性要素１８を回転させることにより、接触子１１は、高圧導体１０と切離される。
【００２３】
図５は、絶縁スペーサ８及び取付フランジ９をガスＶＴの容器７の軸心中心に取付けた場合のオン状態にある単相交流用ガスＶＴの側面の断面図である。
図示のように、絶縁スペーサ８及び取付フランジ９を容器７の軸心中心に取付けられているため、高圧導体１０は、容器７の軸心から偏心位置に曲げられ、偏心位置にある電圧変性要素１８と接続されている。このように、本発明の実施形態によるガスＶＴは、ＧＩＳからの高圧導体の接続位置を、図２に示すようにガスＶＴ軸心から偏心した位置で取り合うことも可能であり、図５に示すようにガスＶＴの軸心中心で取り合うことも可能である。
【００２４】
図６は、オン状態にある三相交流用ガスＶＴの側面の断面図である。
本発明の一実施形態によるガスＶＴは、上述したように単相用ガスＶＴの他に、多相用のガスＶＴとしても提供可能である。なお、下記には、三相用のガスＶＴについて説明するが、円周方向においてＧＩＳ側との十分な絶縁距離がとれるならば、三相以外の多相においても当然に本発明に係るガスＶＴは提供可能である。
【００２５】
三相交流用ガスＶＴ４０は、ＧＩＳから三相分の高圧導体と接続されるため、接続用導体、電圧構成要素がそれぞれ三相分必要となる。したがって、図示のように、絶縁スペーサ導体３９ａ、３９ｂ、３９ｃは、三相分あり、ＧＩＳ内の高圧回路に接続されている。高圧導体３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、絶縁スペーサ導体３９ａ、３９ｂ、３９ｃにそれぞれ接続されており、図６に示すオン状態では、各相用の電圧編成要素３８ａ、３８ｂ、３８ｃの接触子３１ａ、３１ｂ、３１ｃに接触可能なように配置される。
【００２６】
三相交流用ガスＶＴ４０は、絶縁スペーサ２８及び取付フランジ２９をガスＶＴの容器２７に取付けられる。容器２７と底板２６との間に中身取付板３３と回転機構部３４が設けられており、三相交流用の電圧変性要素３８ａ、３８ｂ、３８ｃ（図示せず）が、中身取付板３３に取り付けられる。電圧変性要素３８ａ、３８ｂ、３８ｃは、ＧＩＳ側の高圧導体との絶縁距離を均等にするために、それぞれ円周方向に１２０°ずらして取付けられており、電圧変性要素３８ａ、３８ｂ、３８ｃは、それぞれ、一次コイル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、二次コイル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、電界緩和シールド２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、鉄芯２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、及び鉄芯固定金具２５ａ、２５ｂ、２５ｃを有している。なお、長手方向を水平にしてガスＶＴをＧＩＳに設置した場合等は、図示しないが鉄芯２４ａ、２４ｂ、２４ｃと容器２７の間に、ベアリングを有する回転機構部を設置し、電圧変性要素３８ａ、３８ｂ、３８ｃの回転動作中に回転操作軸３５に電圧変性要素３８ａ、３８ｂ、３８ｃのモーメント力がかからないようにすることで、電圧変性要素３８ａ、３８ｂ、３８ｃの回転動作力を低減しても良い。
【００２７】
中身取付板３３には、回転操作軸３５が取付けられており、回転操作軸３５は底板２６の外側に引き出されている。中身取付板３３と底板２６との間にはベアリング等からなる回転機構部３４が設けられている。回転操作軸３５は、ギアボックス３７を介して、操作ハンドル３６に接続され、操作ハンドル３６を回転することにより、中身取付板３３が回転する。また、操作ハンドル３６の回転数がギアボックス３７において変換されることで、操作ハンドル３６における回転動力は低減されるため、電圧変性要素３８ａ、３８ｂ、３８ｃに大きな回転動力が必要な場合でも、人力により容易に操作ハンドル３６を回転し、中身取付板３３を回転させることが可能である。
【００２８】
図７は、図６に示すＢ−Ｂ’線断面による三相交流用のガスＶＴの断面図である。
接触子３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、Ｂ−Ｂ’線断面において、それぞれが１２０°ずらして配置され、図示しないＧＩＳ側の高圧導体３０ａ、３０ｂ、３０ｃと接続又は切離される。また、例えば矢印３９に示されるように、反時計周りに中身取付板３３と共に電圧変性要素３８ａ、３８ｂ、３８ｃを、例えば６０°回転させることにより、接触子３１ａ、３１ｂ、３１ｃは、高圧導体３０ａ、３０ｂ、３０ｃと切離される。
【００２９】
このように、ガスＶＴ４０は、単相用ガスＶＴ２０と同様に、電圧変性要素３８ａ、３８ｂ、３８ｃを、回転運動させガスＶＴ４０の軸心中心から円周方向に変位させることで、接触子３１ａ、３１ｂ、３１ｃを高圧導体３０ａ、３０ｂ、３０ｃから切離し、オフ状態にすることが可能である。
【００３０】
そのため、単相用ガスＶＴ２０と同様に、ＧＩＳ側にＶＴを切り離すための断路器が不要となると共に、ガスＶＴの長手方向（高圧導体軸心方向）ではなく軸心中心から円周方向において絶縁距離をとることができるため、電圧変性要素を長手方向に変位させるガスＶＴと比較して、本発明によるガスＶＴ４０は、長手方向を短小化でき、ガスＶＴを含めたＧＩＳ設置面積の低下や、ＧＩＳとガスＶＴ接続部の部材を軽量化が可能となる。さらに、長手方向を垂直にしてガスＶＴをＧＩＳに設置した場合でも、長手方向を水平にしてガスＶＴをＧＩＳに設置した場合でも、上記した電圧変性要素の回転移動は、電圧変性要素の重心位置を変えないで高圧導体との絶縁距離をとることが可能であるため、回転動作に必要な力は小さい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来のガスＶＴの内部構造の側面図である。
【図２】オン状態にある単相交流用ガスＶＴの側面の断面図である。
【図３】オフ状態にある単相交流用ガスＶＴの側面の断面図である。
【図４】図２に示すＡ−Ａ’線断面によるオン状態の単相交流用ガスＶＴの断面図である。
【図５】絶縁スペーサをガスＶＴの軸心中心に取付けた場合のオン状態にある単相交流用ガスＶＴの側面の断面図である。
【図６】オン状態にある三相交流用ガスＶＴの側面の断面図である。
【図７】図６に示すＢ−Ｂ’線断面による三相交流用ガスＶＴの断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    一次コイル
２    二次コイル、
３    電界緩和シールド
４    鉄芯
５    鉄芯固定金具
６、２６    底板
７、２７    容器
８、２８    絶縁スペーサ
８ａ    絶縁スペーサ導体
９、２９    取付フランジ
１０    高圧導体
１１    接触子
１２    導体
１３、３３    中身取付板
１４、１４ａ、３４    回転機構部
１５、３５    回転操作軸
１６、３６    操作ハンドル
１７、３７    ギアボックス
１８    電圧変性要素
１９、３９    矢印
２０、４０    ガスＶＴ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ    一次コイル
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ    二次コイル、
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ    電界緩和シールド
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ    鉄芯
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ    鉄芯固定金具
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ    高圧導体
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ    接触子
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ    導体
３８ａ、３８ｂ、３８ｃ    電圧変性要素
３９ａ、３９ｂ、３９ｃ    絶縁スペーサ導体
【図１】
2009016768.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009016768.tif 000007
【図６】
2009016768.tif 000008
【図７】
2009016768.tif 000009