JP2001217130A - 負荷時タップ切換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切換接点と固定電極との接触面圧を安定させ
ることによって機器の小形化とコストの低減化を図り、
信頼性を高めた負荷時タップ切換器を提供する。 【解決手段】 切換開閉器にはカム４の回転により主バ
ルブＶ１を開閉する開閉機構３０と、駆動軸２の回転に
対して一定の時間遅れて回転する従動部５０を有する空
転機構４０とが設けられている。従動部５０には切換接
点６５が取付けられる。また、空転機構４０の回転によ
りどちらか一方が切換接点６５と接触するように２個１
対の固定接点６０が配置される。固定接点６０は、切換
接点６５側に突出した板状部材から構成され、その基端
部に固定電極Ｓ１またはＳ２が取付けられ、先端部に切
換接点６５に接する接触子６４が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は変圧器タップ巻線の
タップを負荷時に切換える負荷時タップ切換器に係り、
特に、真空バルブを有する負荷時タップ切換器に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電力機器に対しては信頼性の向
上を図るために、機器の小形化やコストの低減化が要求
されている。これらの要求に応えるには構成を簡略化す
ることが不可欠である。その際、電力機器のどの構成要
素に簡略化が望まれているかを把握することが重要であ
る。

【０００３】負荷時タップ切換器は、負荷時に負荷電流
を遮断して隣接するタップに電流を移す切換開閉器と、
タップ巻線のタップを要求された位置に選択するタップ
選択器とから構成されている。前記２つの構成要素のう
ち、後者のタップ選択器はタップを比較的低速度で選択
し、負荷電流を直接遮断する必要がない。そのため、構
成をシンプルにすることは容易である。これに対して、
前者の切換開閉器は、負荷電流を直接遮断するため一定
以上の速度が必要であり、また後述するような一定の時
間差を設ける機能を備えなくてはならない。これらの点
が切換開閉器の構造を複雑にし、部品数を多くなる要因
となっている。すなわち、負荷時タップ切換器において
は、切換開閉器を簡略化することが強く求められてい
る。

【０００４】ところで負荷時タップ切換器には様々なタ
イプがある。中でも、真空バルブ遮断方式の負荷時タッ
プ切換器は油中遮断方式に比べて保守費用が安く済むと
いう利点があり、近年広く普及している。ここで、１個
の限流抵抗と２個の真空バルブを用いた１抵抗２バルブ
式の負荷時タップ切換器について、図１２および図１３
の回路構成図を用いてその原理を説明する。

【０００５】図１２に示すように、切換開閉器には真空
バルブである主バルブＶ１および抵抗バルブＶ２が設け
られている。主バルブＶ１の一端部にはスライド接点Ｓ
０が接続され、主バルブＶ１の他端部には３相交流電路
の中性点Ｎが接続されている。スライド接点Ｓ０に近接
して固定電極Ｓ１，Ｓ２が配置されており、固定電極Ｓ
１，Ｓ２にはそれぞれ、切換開閉器の接点Ｍ１，Ｍ２が
接続されている。なお、各接点Ｍ１，Ｍ２は図示されな
いタップ選択器に接続されている。また、スライド接点
Ｓ０には切換接点Ｓｍがスライド自在に取付けられてい
る。切換接点Ｓｍはスライド接点Ｓ０上をスライドして
スライド接点Ｓ０と固定電極Ｓ１，Ｓ２のどちらか一方
とを橋絡するようになっている。一方、抵抗バルブＶ２
の一端部にはタップ間の循環電流を制限するための限流
抵抗Ｒが接続されており、この限流抵抗Ｒを介して前記
接点Ｍ２に接続されている。また、抵抗バルブＶ２の他
端部には３相交流電路の一相が接続されている。

【０００６】次に、図１２に示した回路構成を持つ負荷
時タップ切換器の切換動作について図１３に基づいて述
べる。図１３において（１）は切換開閉器の接点Ｍ１が
選択されている状態であり、主バルブＶ１が閉じ、スラ
イド接点Ｓ０より切換接点Ｓｍ、固定電極Ｓ１、タップ
選択器の接点Ｍ１及びタップを通して変圧器のタップ巻
線に負荷電流が流れている。この状態から、抵抗バルブ
Ｖ２が閉じると（２）に示すように切換開閉器の接点Ｍ
１と接点Ｍ２との間にタップ選択器を通して循環電流Ｉ
ｃが流れる。

【０００７】続いて（３）に示すように主バルブＶ１が
開いて負荷電流を遮断すると、電流は抵抗バルブＶ２側
に移る。その後、（４）に示すように切換接点Ｓｍが動
き始め、（５）に示す時点で切換接点Ｓｍが固定電極Ｓ
２側への切換を完了する。さらに（６）に示すように主
バルブＶ１が閉じることにより１つのタップ切換動作が
終了する。以上は接点Ｍ１から接点Ｍ２への切換動作で
あり、接点Ｍ２から接点Ｍ１へ切換える場合は上記の動
作とは逆方向の動作、つまり図１３の（６）から（１）
へという動作になる。

【０００８】このような動作原理による従来の負荷時タ
ップ切換器の具体的な構成としては、図１４、図１５に
示すようなものがある。図１４は従来の負荷時タップ切
換器の切換開閉器を縦断面して示す正面図、図１５は図
１４中のＸ−Ｘ線に沿う矢視断面図である。

【０００９】図１４に示すように、切換開閉器には蓄勢
装置１０１（点線にて図示）が設けられている。蓄勢装
置１０１の出力軸には蓄勢装置１０１から回転力が伝達
される駆動軸１０２が取付けられいる。駆動軸１０２は
プレート１０６及び絶縁サポート１１９に軸受を介して
回転自在に支持されている。また、駆動軸１０２の上部
にはカム１０８が固着されており、このカム１０８の外
周部に主バルブＶ１用と抵抗バルブＶ２用の２つの溝１
０８ａ，１０８ｂが形成されている。

【００１０】プレート１０６の下面には保持台１１０が
取付けられている。保持台１１０には直動ガイド１０９
が連結され、直動ガイド１０９には円筒形のスライダ１
１２が上下運動可能に支持されている。スライダ１１２
にはカムフォロア１１１ａが取付けられている。カムフ
ォロア１１１ａは上記主バルブＶ１用の溝１０８ａに回
転自在に係合し、スライダ１１２を上下動させるように
なっている。

【００１１】また、上記スライダ１１２内には主バルブ
Ｖ１の通電上必要な接触圧を与えるワイプばね１１３が
設けられ、その一端部にはワイドプロッド１１４を介し
て主バルブＶ１の可動接点１１７ａが連結されている。
以上は主バルブＶ１側の構成であるが、抵抗バルブＶ２
側の可動接点とカム１０８との間にも、抵抗バルブＶ２
用の溝１０８ｂに係合するカムフォロア１１１ｂなど、
同様な構成の機構が設けられている。

【００１２】上記絶縁サポート１１９の下面には開口端
を有する絶縁筒１２０が駆動軸１０２と同心円状に取付
けられている。この絶縁筒１２０の内側にスライド接点
Ｓ０と固定電極Ｓ１，Ｓ２が設けられている。そして、
スライド接点Ｓ０には主バルブＶ１の固定接点１１７ｂ
が導体１１８を介して接続されている。さらに、駆動軸
１０２の下部には可動部１５０が固着され、この可動部
１５０にはスライド接点Ｓ０と固定電極Ｓ１，Ｓ２とを
接離する切換接点Ｓｍが設けられている。この場合、可
動部１５０が回転する時、切換接点Ｓｍはスライド接点
Ｓ０と常時接触しているが、固定電極Ｓ１、Ｓ２とはど
ちらか一方とのみ接触するように構成されている（図１
５参照）。

【００１３】次に上記従来例の負荷時タップ切換器の動
作について図１６、図１７を用いて説明する。カム１０
８の回転に伴い、カムフォロア１１１ａ、スライダ１１
２、ワイプバネ１１３、ワイプロッド１１４を介して主
バルブＶ１の可動接点１１７ａが駆動される。抵抗バル
ブＶ２についても同様である。図１６中の（ａ）は切換
開閉器の接点Ｍ１を選択している状態、（ｂ）は切換開
閉器の接点Ｍ２を選択している状態を示している。ま
た、図１７中の（ａ）は接点Ｍ１から接点Ｍ２への切換
時の通電状態、（ｂ）は接点Ｍ２から接点Ｍ１への切換
時の通電状態を示している。

【００１４】まず、接点Ｍ１から接点Ｍ２への切換動作
について説明する。蓄勢装置１０１の出力によって駆動
軸１０２が回転すると、カム１０８が図１６（ａ）の状
態から図中右方向に回転し、これに伴って抵抗バルブＶ
２が閉じる。このとき、図１７中の（ａ）に示すよう
に、切換時間Ｔにおいてｔ４，ｔ１，ｔ２，ｔ３の順番
で通電状態が移行していく。

【００１５】すなわち、時間ｔ４が経過すると、主バル
ブＶ１が開く。ここで、可動部１５０と共に回転する切
換接点Ｓｍは、固定電極Ｓ１とスライド接点Ｓ０とを橋
絡している。さらに、時間ｔ１が経過すると切換接点Ｓ
ｍは固定電極Ｓ１から離れ、固定電極Ｓ１はオフとな
る。そして、時間ｔ２が経過すると切換接点Ｓｍが固定
電極Ｓ２に接触し、固定電極Ｓ２はオンとなる。最終的
に時間ｔ３経過後、主バルブＶ１が閉じる。この状態で
は切換接点Ｓｍは固定電極Ｓ２とスライド接点Ｓ０間を
橋絡している。

【００１６】逆に接点Ｍ２から接点Ｍ１方向への動作
は、カム１０８が図１６（ｂ）の状態から図中左方向に
回転する。これに伴って主バルブＶ１が開く。このと
き、図１７中の（ｂ）に示すように、切換時間Ｔにおい
て時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４の順番で通電状態が移行
していく。

【００１７】すなわち、時間ｔ１経過後に切換接点Ｓｍ
は固定電極Ｓ２から離れ、固定電極Ｓ２はオフとなる。
そして、時間ｔ２経過後に切換接点Ｓｍが固定電極Ｓ１
に接触し、固定電極Ｓ１はオンとなる。さらに時間ｔ３
経過後に主バルブＶ１が閉じ、最後に時間ｔ４経過後に
抵抗バルブＶ２が閉じる。このとき、切換接点Ｓｍは固
定電極Ｓ１とスライド接点Ｓ０間を橋絡した状態となっ
ている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の負
荷時タップ切換器において、機器の小形化とコストの低
減化を図るためには、次のような問題点を解決すること
が課題となっている。可動部１５０の切換接点Ｓｍは、
通電しながら固定電極Ｓ１またはＳ２の内周面を転動す
る。このとき、切換接点Ｓｍが動作する時の振動により
切換接点Ｓｍと固定電極Ｓ１，Ｓ２との接触面圧が変動
するおそれがある。そこで両者の接触面圧の低下を防ぐ
ために面圧を与えるばね力を大きく設計している。この
結果、可動部１５０および支持部材が大形化した。しか
も、切換接点Ｓｍおよび固定電極Ｓ１，Ｓ２の接触面圧
を大きく設計すると、両者の摩耗量が大きくなる。した
がって、使用条件によってはメンテナンスの間隔が短く
なり、コストが高騰するといった不具合が生じた。

【００１９】また、カム１０８と可動部１５０は駆動軸
１０２に直結して固着されているので、駆動軸１０２に
よるカム１０８の正逆方向回転はほぼ対称の動きとな
る。そのため、切換開閉器の接点Ｍ１から接点Ｍ２移動
時と、接点Ｍ２から接点Ｍ１移動時の両方で同時に、時
間ｔ１（主バルブＶ１が開いてから一方の固定電極Ｓ
１，Ｓ２がオフとなるまでの時間）を長くするには限界
がある。したがって、主バルブＶ１の消弧時間を確保す
ることが困難となっていた。そこで従来より、構成を複
雑化することなく、十分な主バルブＶ１の消弧時間を得
ることが要請されている。

【００２０】本発明は、上記の問題点を解決するために
提案されたものであり、その主たる目的は、切換接点と
固定電極との接触面圧を安定させることによって機器の
小形化およびコストの低減化を図り、信頼性を高めた負
荷時タップ切換器を提供することにある。また本発明の
他の目的は、切換時間を調整して真空バルブの消弧時間
を十分に確保でき、性能安定性に優れた負荷時タップ切
換器を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、負荷時に負荷電流を遮断して変圧器タ
ップ巻線の一つのタップから隣接するタップに電流を移
す切換開閉器と、前記タップを要求された位置に選択す
るタップ選択器とが設けられた負荷時タップ切換器にお
いて、次のような技術的な特徴を有している。

【００２２】請求項１の発明は、前記切換開閉器には、
外部より与えられる駆動力により回転する駆動軸と、前
記駆動軸に取付けられるカムと、真空バルブと、前記カ
ムの回転により前記真空バルブを開閉する開閉機構と、
前記駆動軸の回転に対して一定の時間遅れて回転する従
動部を有する空転機構が設けられ、前記従動部に切換接
点が取付けられ、前記空転機構の回転によりどちらか一
方が切換接点と接触するように２個１対の固定接点が配
置され、前記固定接点は、前記切換接点側に突出した板
状部材から構成され、その基端部に固定電極が取付けら
れ、先端部に前記切換接点に接する接触子が設けられた
ことを特徴とする。

【００２３】以上の構成を有する請求項１の発明では、
空転機構の従動部と共に切換接点が回転し、固定接点の
接触子と接触して通電状態となる。このとき、固定接点
は切換接点側に突出した板状部材であるため、接触子と
切換接点との接触面積を広くとることができ、確実に通
電回路を構成することができる。そのため、切換接点の
構成を容易に簡素化することができ、切換接点が動作す
る時の振動を小さくすることができる。したがって、固
定接点および切換接点との接触による通電に際して、通
電に必要な両者の接触面圧を安定させることができる。
この結果、従来のように接触面圧を確保するために切換
接点の支持部材を大きくする必要がなくなり、機器の小
形化に寄与することができる。また、固定接点と切換接
点との接触面圧の安定に伴い、摩耗量を小さくすること
ができる。そのため、接点の寿命が延び、メンテナンス
間隔を長くとることが可能となり、経済的にも有利であ
る。

【００２４】請求項２の発明は、請求項１記載の負荷時
タップ切換器において、前記固定接点の板状部材は、複
数枚の銅板または銅合金板を重ね合わせて構成されたこ
とを特徴とする。上記請求項２の発明では、前記請求項
１の発明と同様の作用効果に加えて、固定接点の板状部
材が複数枚の銅板または銅合金板であるため、安定した
通電性能を確保することができる。

【００２５】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の負荷時タップ切換器において、前記切換接点は１枚の
板状部材から構成され、前記固定接点は前記切換接点を
挟む２枚の板状部材から構成されたことを特徴とする。
このような請求項３の発明では、固定接点が切換接点を
挟むことにより、より確実に通電回路を構成することが
でき。このため、通電容量が増大して通電性能はいっそ
う安定化する。

【００２６】請求項４の発明は、請求項１、２または３
記載の負荷時タップ切換器において、前記固定電極に前
記固定接点の前記接触子を前記切換接点側に付勢するば
ね部材が取付けられたことを特徴とする。以上の請求項
４の発明では、固定電極に取付けられたばね部材が接触
子を切換接点側に付勢するので、前記請求項３の発明と
同じく、通電性能の安定化と通電容量の増大という作用
効果を得ることができる。

【００２７】請求項５の発明は、請求項１、２、３また
は４記載の負荷時タップ切換器において、前記固定接点
および前記切換接点の一部または全体は、タングステ
ン、ドープタングステン、クロム銅、ベリリウム銅また
はベリリウム銅合金から構成されたことを特徴とする。
上記請求項５の発明では、固定接点および切換接点の一
部または全体が、タングステン、ドープタングステン、
クロム銅、ベリリウム銅またはベリリウム銅合金からな
るため、固定接点および切換接点の摩耗量が少なくな
り、寿命と信頼性を向上することができる。

【００２８】請求項６の発明は、請求項１、２、３、４
または５記載の負荷時タップ切換器において、前記固定
接点および前記切換接点の相対的な距離が変わるように
前記固定接点および前記切換接点のうち少なくとも一方
が移動自在に配置されたことを特徴とする。以上のよう
な請求項６の発明では、固定接点または切換接点のうち
少なくとも一方が移動自在であるため、両者の相対的に
距離を変えて切換時間を調整することが可能となる。し
たがって、真空バルブの消弧時間を十分に確保すること
ができ、安定した性能が得られる。

【００２９】

【発明の実施の形態】［１］第１の実施の形態 ＊構成＊ 以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明す
る。図１〜図８は、請求項１〜６記載の発明に対応する
負荷時タップ切換器の第１の実施の形態を示すもので、
図１は負荷時タップ切換器の切換開閉器を縦断面して示
す正面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図、図
３は図１のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図、図４は図１のＣ
−Ｃ線に沿う矢視断面図、図５は図１のＤ−Ｄ線に沿う
矢視断面図、図６は同実施の形態における固定接点と切
換接点の構成を示す正面図、図７および図８は同実施の
形態におけるカムによる主バルブＶ１および抵抗バルブ
Ｖ２の開閉動作説明図で、図７の（ａ）は切換開閉器の
接点Ｍ１選択状態、図７の（ｂ）は切換開閉器の接点Ｍ
２選択状態、図８の（ａ）は接点Ｍ１から接点Ｍ２への
切換時の通電状態、図８の（ｂ）は接点Ｍ２から接点Ｍ
１への切換時の通電状態をそれぞれ示す図である。

【００３０】図１において、１は蓄勢装置（図示点線で
示す）であり、この蓄勢装置１は図示しない電動操作機
構からの動力を受けてバネを蓄勢し、所定蓄勢量に達し
た後に瞬発的に蓄勢したエネルギーを放勢して回転力を
得るようになっている。２は上端部が蓄勢装置１の出力
軸に直結される駆動軸である。駆動軸２は蓄勢装置１か
ら回転力が伝達されて一定範囲を往復回転動作するよう
に構成されており、その上端部がベアリング８ａを介し
てプレート３に回転自在に支持され、中間部がベアリン
グ８ｂを介してプレート５に回転自在に支持されてい
る。

【００３１】プレート３直下の駆動軸２にはカム４が取
付けられており、このカム４には図２に示すように外周
側に複数の溝、本例では２個の溝４ａまたは４ｂが設け
られている。また、プレート５にはストッパピン９が取
付けられている。さらに、駆動軸２の下方には図示しな
い支柱によりプレート７が固定されている。

【００３２】カム４の外周側には、図２、図４及び図５
に示すように円周方向を３等分した位置に、Ｕ，Ｖ，Ｗ
で示す３相器を構成する各相の主バルブＵ１，Ｖ１、Ｗ
１および抵抗バルブＵ２，Ｖ２、Ｗ２の計６個の真空バ
ルブがそれぞれ配置されている。図１に示すように主バ
ルブＶ１にはバルブ可動接点４１およびバルブ固定接点
４２が設けられている。また、バルブＶ１とカム４との
間にはカム４の回転により主バルブＶ１を開閉する開閉
機構３０が設けられる。主バルブＶ１および抵抗Ｖ２の
下部には絶縁サポート６が設けられている。

【００３３】開閉機構３０は、駆動ボス２０と、この駆
動ボス２０に設けられ且つカム４の溝４ａまたは４ｂと
係合するローラ２１と、バルブ可動接点４１に連結され
た開閉ボス２４と、駆動ボス２０と開閉ボス２４との間
に設けたワイプばね２５とから構成されている。開閉ボ
ス２４は導線２２を介して３相交流電路の中性点Ｎに接
続されている。また、バルブ固定接点４２は、図示しな
い限流抵抗Ｒに接続されている。なお、開閉機構３０に
ついては真空バルブを開閉するための機構であり、主バ
ルブＶ１以外の主バルブＵ１，Ｗ１も抵抗バルブＵ２，
Ｖ２、Ｗ２も同様に設置されている。前述したように、
本実施の形態では３相器の構成を示しており、図４およ
び図５に示すように円周方向に３等分して各相が配置さ
れている。上記では１相分の真空バルブの構成を述べた
が、他の相の各真空バルブについても同様の構成であ
る。

【００３４】駆動軸２の図示下部には空転機構４０が設
けられている。この空転機構４０は、駆動軸２に連結キ
ー１１により固定された第１のカップリング１０と、こ
のカップリング１０と開離自在に回転する第２のカップ
リング５１とから構成されている。第２のカップリング
５１には絶縁軸５３が連結され、この絶縁軸５３に従動
部５０が構成される。

【００３５】第１のカップリング１０および第２のカッ
プリング５１には、図３に示すようにそれぞれ凸部１０
ａおよび凹部５１ａが設けられ、第１のカップリング１
０の凸部１０ａを第２のカップリング５１の凹部５１ａ
間に位置させて開離自在に組合せられている。また、こ
れら凸部１０ａおよび凹部５１ａ間に空転角度δが設定
されている。この空転角度δを設定したことにより、従
動部５０は駆動軸２の回転に対して一定の時間遅れて回
転するようになっている。

【００３６】さらに、絶縁軸５３の外周側には集電リン
グ５４が設けられている。この集電リング５４の下部に
板状の切換接点６５が取付けられている。切換接点６５
は従動部５０の回転に伴って回転するようになってい
る。また、切換接点６５は、タングステンあるいはドー
プタングステンによって構成されている。ドープタング
ステンとはタングステンに微量の添加物を加えたもので
ある。主バルブＶ１のバルブ固定接点４２下部には通電
台７１が取付けられている。通電台７１の下方には絶縁
リング７４が配置されている。

【００３７】図５に示すように、絶縁リング７４には円
周方向に伸びる長穴７５が複数形成されており、各長穴
７５に固定電極Ｓ１またはＳ２がボルト７６で固定され
ている。図１および図５に示すように、固定電極Ｓ１，
Ｓ２にはそれぞれ、切換接点６５側に突出した板状部材
からなる固定接点６０が取付けられている。さらに固定
電極Ｓ１，Ｓ２は図示しない切換開閉器の接点Ｍ１，Ｍ
２にそれぞれ接続されている。スライド接点７０は通電
台７１を介して主バルブＶ１のバルブ固定接点４２に接
続されている。また、スライド接点７０は集電リング５
４と摺動しながら常時橋絡されている（図４参照）。

【００３８】ここで、固定接点６０の詳細について図５
および図６を参照して説明する。図６に示すように、固
定接点６０はばね性を有する銅合金板６１を複数枚重ね
合わせて構成されており、その先端部に互いに向い合う
半球状の接触子６４が設けられている。また、銅合金板
６１の基端部はサポート６２および座金６３を介して固
定電極Ｓ１またはＳ２の表裏にボルト６７によって固定
されている。

【００３９】このような固定接点６０は、従動部５０の
回転に伴って回転する切換接点６５を上下から挟み込ん
で接触し、固定電極Ｓ１，Ｓ２のどちらか一方と、スラ
イド接点７０とを橋絡して通電回路を構成するようにな
っている。さらに、銅合金板６１と共に板ばね６８の基
端部が固定電極Ｓ１またはＳ２にボルト６７によって固
定されている。板ばね６８の先端部は接触子６１に接し
ており、接触子６１を切換接点６５側に付勢するように
なっている。なお、スライド接点７０は固定接点６０と
同様の構成になっている。

【００４０】＊作用効果＊ 次に上記のように構成された第１の実施の形態の作用に
ついて説明する。まず、負荷時タップ切換器全体の作用
について述べる。図７および図８は主バルブＶ１、抵抗
バルブＶ２を開閉するカム４の動作説明図である。外周
側に溝４ａ，４ｂを設けたカム４の回転に伴い、主バル
ブＶ１および抵抗バルブＶ２が開閉される。

【００４１】図７および図８の（ａ）を用いて接点Ｍ１
から接点Ｍ２への切換動作について説明する。蓄勢装置
１の出力によって駆動軸２が回転すると、これと同時に
カム４は図７（ａ）の接点Ｍ１の選択状態から図中右方
向に回転する。これに伴って抵抗バルブＶ２が閉じる。
接点Ｍ１から接点Ｍ２への切換動作では、図８中の
（ａ）に示すように、切換時間Ｔにおいてｔ４，ｔ１，
ｔ２，ｔ３の順番で通電状態が移行する。

【００４２】すなわち、時間ｔ４が経過すると、主バル
ブＶ１が開く。このとき、空転機構４０の従動部５０で
は第１のカップリング１０の凸部１０ａおよび第２のカ
ップリング５１の凹部５１ａ間に形成された空転角度δ
の間、空転する。そのため、切換接点６５には動作遅れ
時間ｔδが発生する。この動作遅れ時間ｔδが生じたこ
とにより、時間ｔ１が長くなる。

【００４３】時間ｔ１が経過すると、固定電極Ｓ１とス
ライド接点７０とを橋絡していた切換接点６５が固定接
点６０から離れ、固定電極Ｓ１はオフとなる。さらに、
時間ｔ２が経過すると、切換接点６５が固定接点６０に
接触し、固定電極Ｓ２はオンとなる。最終的に時間ｔ３
経過後、主バルブＶ１が閉じる。このとき、切換接点６
５は固定接点６０を介して固定電極Ｓ２とスライド接点
７０間を橋絡した状態となっている。

【００４４】逆に切換開閉器の接点Ｍ２からＭ１方向へ
移動する場合は、カム４が図７（ｂ）の状態から図示左
方向に回転する。これに伴い、まず主バルブＶ１が開
く。このとき、図８中の（ｂ）に示すように、切換時間
Ｔにおいて時間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４の順番で通電状
態が移行する。

【００４５】すなわち、ｔ１経過後に切換接点６５は固
定接点６０から離れ、固定電極Ｓ２はオフとなる。この
時にも動作遅れ時間ｔδが生じることにより、時間ｔ１
が長くなっている。そして、ｔ２経過後に切換接点６５
は固定接点６０に接触し、固定電極Ｓ１はオンとなる。
さらにｔ３経過後に主バルブＶ１が閉じ、最後にｔ４経
過後に抵抗バルブＶ２が閉じる。このとき、切換接点６
５は固定接点６０を介して固定電極Ｓ１とスライド接点
７０との間が橋絡された状態となる。また、主バルブＶ
１が閉じている状態にあるときは、ワイプばね２５が圧
縮されており、主バルブＶ１のバルブ可動接点４１に通
電に必要な接触力を与えている。

【００４６】上記のような第１の実施の形態によれば、
以下の効果を得ることができる。第１には、通電性能の
安定化を図ることができる。これは、従動部５０と共に
回転する切換接点６５を簡易な構成にして、切換接点６
５動作時の振動や固定接点６０との接触面圧の変動を小
さくできるからである。また、固定接点６０が複数枚の
銅合金板６１である点、固定接点６０が切換接点６５を
挟む構成である点、固定接点６０が板ばね６８を有する
点、さらには切換接点６５がタングステンまたはドープ
タングステンからなる点などが、通電性能の安定化に寄
与することができる。

【００４７】第２には、機器の小形化を進めることがで
きる。切換接点６５と固定接点６０との接触面圧を確保
するために従来では切換接点６５を径の大きい部材で支
持する構成をとっていたが、切換接点６５および固定接
点６０の接触面圧変動が小さい第１の実施の形態では、
銅合金板６１のばね性および板ばね６８の付勢力によっ
て確実に切換接点６５と固定接点６０とを接触させるこ
とができ、大径部材は不要となる。

【００４８】第３には、コストの低減化が実現する。第
１の実施の形態においては、前述したように切換接点６
５がタングステンまたはドープタングステンからなり、
しかも固定接点６０および切換接点６５の接触面圧の変
動が小さい。そのため、両接点６０，６５の接離動作を
繰返しても摩耗量は少なく、固定接点６０および切換接
点６５の寿命が延びる。したがって、メンテナンスの間
隔が長くなり、コストを抑えることができる。

【００４９】第４には、主バルブＶ１の消弧時間を十分
に確保して性能の安定化を図ることができる。すなわ
ち、空転機構４０の作用により動作遅れ時間ｔδが生じ
るので、時間ｔ１を長くすることができる。また、固定
電極Ｓ１，Ｓ２の位置を長穴７５によって移動させるこ
とによっても、切換時間を調整することが可能である。
このような切換時間の調整により主バルブＶ１の消弧時
間を容易に確保することができる。以上述べたような第
１の実施の形態によれば、負荷時タップ切換器の切換開
閉器において、切換接点６５と固定電極６０との接触面
圧を安定させて機器の小形化およびコストの低減化を図
ることができ、信頼性を大幅に向上させることが可能で
ある。

【００５０】［２］第２の実施の形態 ＊構成＊ 次に、第２の実施の形態を図９〜図１１を参照して説明
する。なお、第１の実施の形態と同一の部材については
図１から図８と同一の符号を付してその説明を省略し、
ここでは異なる部分について述べる。図９は負荷時タッ
プ切換器の切換開閉器を縦断面して示す正面図、図１０
は図９のＥ−Ｅ線に沿う矢視断面図、図１１は図９のＦ
−Ｆ線に沿う矢視断面図である。

【００５１】図９において、集電リング５４に切換接点
２６５が取付けられている。切換接点２６５は、タング
ステンまたはドープタングステンによって構成されてい
る。また図１０に示すように、固定電極Ｓ８１，Ｓ８２
は絶縁リング７４に設けた長穴７５にボルト７６で固定
されている。この固定電極Ｓ８１，Ｓ８２には、それぞ
れ固定接点２６０が設けられている。切換接点２６５は
従動部５０の回転に伴い、固定接点２６０を介して固定
電極Ｓ８１，Ｓ８２のどちらか一方とスライド接点７０
とを橋絡するようになっている。

【００５２】固定接点２６０の詳細を図１０および図１
１により述べる。固定接点２６０には互いに向い合う２
枚１対のブレード８４が設けられている。ブレード８４
はピン８３を介して回転可能に固定電極Ｓ８１，Ｓ８２
に接続されている。第２の実施の形態では、ブレード８
４は３対で構成されている。また、ブレード８４間には
ばね８５が設けられている。

【００５３】＊作用効果＊ 以上のように構成された第２の実施の形態では、ばね８
５の付勢力を受けた２枚１対のブレード８４が確実に切
換接点２６５を把持するので、固定接点２６０は切換接
点２６５を挟み込んで接触し通電回路を確実に構成する
ことができる。このような第２の実施の形態によれば、
第１の実施の形態と同様の作用と効果に加えて、固定接
点２６０において固定電極Ｓ１，Ｓ２の傾き等による接
触面圧への影響を受け難くなり、さらに信頼性が向上す
るという効果がある。

【００５４】［３］他の実施の形態 本発明による実施の形態は、前述の形態に限るものでは
なく、負荷時タップ切換器の用途に応じて種々変形して
実施できることは勿論である。例えば、本実施例の切換
開閉器の形態を負荷時タップ切換器のタップ選択器にも
適用することが可能である。また、切換開閉器の切換接
点および固定接点を、クロム銅、ベリリウム銅またはベ
リリウム銅合金で構成することにより、本発明と同様の
効果を得ることが可能である。さらに、固定接点および
切換接点の相対的な距離が変わるのであれば、固定接点
および切換接点の両方が移動自在に配置されていても良
く、その構成は適宜変更可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の負荷時タッ
プ切換器によれば、切換接点と固定電極との接触面圧を
安定させ、接点の摩耗量を少なくすることによって機器
の小形化、コストの低減化および長寿命化を図り、信頼
性を高めたことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の負荷時タップ切換
器の切換開閉器を縦断面して示す正面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う矢視断面図。

【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿う矢視断面図。

【図５】図１のＤ−Ｄ線に沿う矢視断面図。

【図６】第１の実施の形態における固定接点と切換接点
の構成を示す正面図。

【図７】第１の実施の形態における主バルブＶ１、抵抗
バルブＶ２を開閉するカムの動作説明図で、（ａ）は切
換開閉器の接点Ｍ１選択状態を示す図、（ｂ）は切換開
閉器の接点Ｍ２選択状態を示す図。

【図８】第１の実施の形態における主バルブＶ１、抵抗
バルブＶ２を開閉するカムの動作説明図で、（ａ）は接
点Ｍ１から接点Ｍ２への切換時の通電状態を示す図、
（ｂ）は接点Ｍ２から接点Ｍ１への切換時の通電状態を
示す図。

【図９】本発明の第２の実施の形態の負荷時タップ切換
器の切換開閉器を縦断面して示す正面図。

【図１０】図９のＥ−Ｅ線に沿う矢視断面図。

【図１１】図９のＦ−Ｆ線に沿う矢視断面図。

【図１２】１抵抗２バルブ式負荷時タップ切換器の原理
を示す回路構成図。

【図１３】１抵抗２バルブ式負荷時タップ切換器の動作
原理を説明するための回路構成図。

【図１４】従来の負荷時タップ切換器の切換開閉器の正
面図。

【図１５】図１４のＸ−Ｘ線に沿う矢視断面図。

【図１６】従来の負荷時タップ切換器の主バルブＶ１、
抵抗バルブＶ２を開閉するカムの動作説明図で、（ａ）
は切換開閉器の接点Ｍ１選択状態を示す図、（ｂ）は切
換開閉器の接点Ｍ２選択状態を示す図。

【図１７】従来の負荷時タップ切換器の主バルブＶ１、
抵抗バルブＶ２を開閉するカムの動作説明図で、（ａ）
は接点Ｍ１から接点Ｍ２への切換時の通電状態を示す
図、（ｂ）は接点Ｍ２から接点Ｍ１への切換時の通電状
態を示す図。

【符号の説明】

２…駆動軸 ４…カム ４ａ，４ｂ…溝 ３０…開閉機構 ４０…空転機構 ４１…バルブ可動接点 ４２…バルブ固定接点 ５０…従動部 ６０，２６０…固定接点 ６１…銅合金板 ６４…接触子 ６５，２６５…切換接点 ６８…板ばね ７０…スライド接点 ７５…長穴 ８４…ブレード ８５…ばね Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１…主バルブ Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２…抵抗バルブ Ｓ１，Ｓ２，Ｓ８１，Ｓ８２…固定電極 Ｍ１，Ｍ２…接点 Ｎ…中性点 Ｔ…切換時間 δ…空転角度 ｔδ…動作遅れ時間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 網田 芳明 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 平岡 尚文 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 負荷時に負荷電流を遮断して変圧器タッ
   プ巻線の一つのタップから隣接するタップに電流を移す
   切換開閉器と、前記タップを要求された位置に選択する
   タップ選択器とが設けられた負荷時タップ切換器におい
   て、 前記切換開閉器には、外部より与えられる駆動力により
   回転する駆動軸と、前記駆動軸に取付けられるカムと、
   真空バルブと、前記カムの回転により前記真空バルブを
   開閉する開閉機構と、前記駆動軸の回転に対して一定の
   時間遅れて回転する従動部を有する空転機構が設けら
   れ、 前記従動部に切換接点が取付けられ、 前記空転機構の回転によりどちらか一方が切換接点と接
   触するように２個１対の固定接点が配置され、 前記固定接点は、前記切換接点側に突出した板状部材か
   ら構成され、その基端部に固定電極が取付けられ、先端
   部に前記切換接点に接する接触子が設けられたことを特
   徴とする負荷時タップ切換器。
2. 【請求項２】 前記固定接点の板状部材は、複数枚の銅
   板または銅合金板を重ね合わせて構成されたことを特徴
   とする請求項１記載の負荷時タップ切換器。
3. 【請求項３】 前記切換接点は１枚の板状部材から構成
   され、 前記固定接点は前記切換接点を挟む２枚の板状部材から
   構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の負
   荷時タップ切換器。
4. 【請求項４】 前記固定電極に前記固定接点の前記接触
   子を前記切換接点側に付勢するばね部材が取付けられた
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の負荷時タ
   ップ切換器。
5. 【請求項５】 前記固定接点および前記切換接点の一部
   または全体は、タングステン、ドープタングステン、ク
   ロム銅、ベリリウム銅またはベリリウム銅合金から構成
   されたことを特徴とする請求項１、２、３または４記載
   の負荷時タップ切換器。
6. 【請求項６】 前記固定接点および前記切換接点の相対
   的な距離が変わるように前記固定接点および前記切換接
   点のうち少なくとも一方が移動自在に配置されたことを
   特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の負荷時
   タップ切換器。