JP2001230136A - 計器用変成器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 相間距離を短縮して配電盤等の閉鎖形受配電
設備の小型化を可能にする。 【解決手段】 同心円上に配置された円筒状の一次巻線
１２および二次巻線１３を絶縁樹脂により一体成形する
とともに、前記巻線の外周部および中心孔に鉄心を挟着
した計器用変成器において、一次巻線１２及び二次巻線
１３の厚さ寸法を長さ寸法よりも大にして偏平形状にす
るとともに、２組のカットコア１４，１５を前記中心孔
を中心にして断面略８の字状に両巻線１２，１３に挟着
し外側をバンド２１〜２４で締め付け固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一次巻線及び二次
巻線を絶縁樹脂により一体成形したモールド形の計器用
変成器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、計器用変成器、即ち一次巻線を高
圧側母線と接続して一次回路を形成し、一次巻線電圧を
低電圧に変成して、二次巻線に接続された電圧計や継電
器を動作させる計器用変圧器（以下ＶＴと称す）や接地
形計器用変圧器（以下ＥＶＴと称す）、あるいは一次巻
線電流を低電流に変成して、二次巻線に接続された電流
計や継電器を動作させる変流器（以下ＣＴと称す）は、
電圧／電流計測用として、または回路保護用異常電圧／
電流検出センサとして、受配電設備に不可欠な電気機器
であり、配電盤等の閉鎖形受配電設備の内部に、他の電
気機器や絶縁機器と共に一括収納されている。そして、
単相ＶＴあるいはＥＶＴは、図７に示す内部断面図のよ
うに、二脚鉄心１に、円筒状一次巻線２と二次巻線３を
同心円上に配置し、エポキシ樹脂４により絶縁を施した
構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、一次巻線一
端を高圧側母線と接続し、他端を接地して一次回路を形
成するＥＶＴは、通常、図８に示すように単相ＥＶＴ３
台が相間方向に並列配置されるので、各単相ＥＶＴ自身
の相間方向寸法が増大し、高圧側母線の相間距離を必要
以上に広げてしまう。図において、５〜７がＥＶＴ、８
〜１０が接触子、１１が移動用台車である。これらの結
果、高圧側母線の相間距離拡大に伴い、配電盤等の閉鎖
形受配電設備の筐体が大型化するのみならず、高圧側母
線が本来の引き込み間隔のままでは配線できず、ＥＶＴ
設置部分で高圧側母線の外側２相を局部的に折り曲げ処
理して相間寸法を調整する必要も生じている。

【０００４】又、三相ＥＶＴは、一般に５脚鉄心を水平
配置し３脚それぞれに円筒状の一次巻線と二次巻線を同
心円上に配置し絶縁を施す構成なので、両端の鉄心ヨー
ク部が三相ＥＶＴ本体から突き出るため相間方向に寸法
が増大する傾向にあり、更に三相ＥＶＴは大型化に伴い
製作工数や費用が増大する等の問題があった。又、比較
的小電流（３００Ａ以下）が流れる高圧側母線に、一次
巻線の両端子を介して直列接続し母線電流を取り込む巻
線形ＣＴについても、３台が相間方向に並列配置される
ので同様に高圧側母線の相間距離拡大に伴う不都合を生
じていた。

【０００５】このように、計器用変成器の大きさ自体
が、配電盤等の閉鎖形受配電設備を小型化して据え付け
面積を縮小しコスト低減等をはかろうとする際の障害の
一つとなっていた。また、キュービクル形絶縁開閉装置
（以下Ｃ−ＧＩＳと称す）にあっては、内蔵機器の小型
化と共に、高圧母線の相間距離を極力縮小して装置全体
を小型化する要望があり、単相ＥＶＴあるいは巻線形Ｃ
Ｔ自身の相間方向寸法が、相間距離の縮小、ひいてはＣ
−ＧＩＳ全体の小型化に対する障害となっていた。そこ
で、本発明は、ますますコンパクト化、低コスト化が要
求される配電盤等の閉鎖形受配電設備に対応可能なＥＶ
Ｔ、巻線形ＣＴ等のモールド形の計器用変成器を提供す
ることを課題とした。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで上記課題を解決す
るために、請求項１の発明は、同心円上に配置された円
筒状の一次巻線および二次巻線を絶縁樹脂により一体成
形するとともに、前記巻線の外周部および中心孔に鉄心
を挟着した計器用変成器において、一次巻線及び二次巻
線の外半径と内半径の寸法差をその軸方向長さよりも大
にして偏平円筒状巻線を形成するとともに、２組の半割
り鉄心を前記巻線の中心孔を中心にして断面略８の字状
に両巻線に挟着し外側をバンドで締め付け固定したこと
を特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、巻線外側に円筒状の突部を形成しその底部に端子金
具を埋設して一次巻線接続端子部を形成したことを特徴
とする。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、巻線外側に凸部を形成しその先端に端子金具を埋設
して一次巻線接続端子部を形成したことを特徴とする。

【０００９】なお、請求項１または２または３の発明に
おいては、絶縁樹脂としてエポキシ樹脂を用いることが
好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、図に基づき本発明の実施形
態をＥＶＴについて説明する。以下、特に断りがない場
合ＥＶＴは単相をいう。図１は本発明によるＥＶＴの第
１の実施形態の外観図を示し、図２は主要部分を表した
説明図を示す。図２において、１２は一次巻線、１３は
二次巻線であり、同心円上に配設されている。１４，１
５は鉄心であるところのカットコアであり、１６，１７
はカットコア１４，１５の端部を覆うフレーム、１８は
一次巻線１２の接続端子部である。接続端子部１８の周
囲には、内側にテーパ面を形成した円筒部１９が突設さ
れ、スリップオン嵌合を可能にしている。これらのう
ち、カットコア１４，１５およびフレーム１６，１７を
のぞく部分は、エポキシ樹脂により一体成形される。前
記円筒部１９を含むエポキシ樹脂の全体を、絶縁部２０
として示す。

【００１１】図１において、２１〜２４は、半割りのカ
ットコア１４，１５を外側より結束するバンドであり、
カットコア１４，１５は巻線１２，１３の周囲に断面略
８の字状に配設される。図１（ｂ）において、バンド２
２の右方には、端子金具が埋設されて接地側接続端子部
２５が配設されている。一次巻線１２の一端は接続端子
部１８に接続され、他端が接地側接続端子部２５に接続
されている。また、バンド２１，２３の左方には、二次
端子２６が配設されて、二次巻線１３の両端が接続され
ている。なお、必要に応じて、開放三角結線を形成して
零相電圧を検出する三次巻線（図示せず）を二次巻線１
３の内側に設け三次端子（図示せず）に引き出せる構成
としている。

【００１２】一般に、ＥＶＴの巻線、特に細い電線を多
数巻装する一次巻線は、巻線の型崩れや電線のズレ・落
線を防止するためと、巻線自体の製作のしやすさから、
軸方向に比較的長い円筒状巻線、あるいは複数の短い円
筒状巻線を同軸平行に配置して構成している。これに対
し、本実施形態による巻線２，３はプリプレグ（絶縁基
材テープに熱硬化性樹脂をコーティングしたもの）を層
間絶縁紙にして幅を狭く多層に巻装して、図２（ｂ）に
示すように円筒面外半径R1と円筒面内半径R2の差がその
円筒長Lより大である円筒形状、即ち偏平円筒状巻線を
構成している。このプリプレグを用いた場合は、電線の
巻回の作業性は比較的良いが、一般的な絶縁紙であるポ
リエステルフィルムを使用する場合は、表面が滑らかで
あるため、滑りやすく、型崩れしやすい。そのため、ポ
リエステルフィルムを用いる場合は、巻芯および絶縁紙
に電線を巻回した後は、軸を水平に保ち、型崩れしない
ように注意を払いながら金型内に装着し、樹脂を注型し
なければならない。

【００１３】断面略８の字状に組付けられたカットコア
１４，１５は、中央脚部分の鉄心断面積を上下に二分し
て磁路を形成することによりヨーク部の鉄心厚（図１
（ｃ）における厚さｄ）を半減して、全体を薄型に形成
することができる。更に、２組の略ロ字状をしたカット
コア１４，１５を断面略８の字状にバンド締めして形成
することで、鉄心組み立てが極めて容易になるのみなら
ず、ＥＶＴ本体がフレーム１６を介するだけで配電盤隔
壁あるいは直接移動用架台に挿着することが容易にな
る。

【００１４】ＥＶＴ上部絶縁樹脂の高圧側母線（図２
（ｃ）参照）と同軸上に一次巻線の接続端子部１８が設
けられ、その高圧側端子金具が円筒部１９の底面に位置
しているので、高圧側端子金具と対地間（移動用架台や
配電盤隔壁等）の絶縁樹脂表面の漏洩距離が増大し、絶
縁性能を十分保持できる。そして一次巻線の接続端子部
１８は、図２（ｃ）に示すごとく高圧側母線５１との接
続をスリップオン嵌合構成とすれば、接続作業が容易と
なり絶縁性能も更に安定する。

【００１５】図３は第２の実施形態を示す外観図であ
る。この実施形態の特徴は、一次巻線接続端子部の部分
であり、絶縁部２０に設けた凸部３２の先端に金具を埋
設して、一次巻線接続端子部３１を構成したものであ
る。その他の部分は第１の実施形態と共通であるので、
共通部分には、同一の符号を付して説明を省略する。こ
の第２の実施形態の場合、高圧側母線との接続後、絶縁
カバー（図示せず）を取り付ける等の適宜な絶縁保護を
することで、接続作業も容易となり絶縁性能も安定す
る。

【００１６】第１の実施形態のＥＶＴは、上述の一次巻
線の接続端子部１８を設けて絶縁樹脂表面の漏洩距離を
増加させることと、偏平円筒状をした一次巻線１２の外
周を対地（鉄心ヨーク部や移動用架台あるいは配電盤隔
壁等）に近接させながら、誘導率の大きいエポキシ樹脂
を介在して絶縁耐力を確保させることによって、相間方
向寸法を極力縮小しても上下方向の寸法拡大に殆ど影響
を与えていない。こうして本実施形態によるＥＶＴ３台
を図４に示したように、並列配置し、接触子（図示せ
ず）を介して接続する構成としたことにより、高圧側３
相母線の相間距離を縮小した分、配電盤等の閉鎖形受配
電設備の筐体寸法の縮小に寄与することができる。ここ
で言う相間距離の方向とは、一次巻線１２および二次巻
線１３の軸方向を指している。図４において、４１〜４
３はＥＶＴ、４４はフレームを兼ねた台車である。

【００１７】次に、巻線形ＣＴについて説明する。図５
は、巻線形ＣＴからなる第３の実施形態の外観図であ
り、図６が主要部を表した説明図である。図６におい
て、６１は一次巻線、６２は二次巻線であり、巻線間絶
縁部６３を介して同心円上に配設されている。６４，６
５は鉄心であるところのカットコアであり、６６，６７
はカットコア６４，６５の端部を覆うフレーム、６８，
６９は一次巻線６１の接続端子部であり、一次巻線６１
の巻始め、巻終りがそれぞれ接続端子部６８，６９と接
続されている。接続端子部６８，６９の周囲には、内側
にテーパ面を形成した円筒部７１，７２が突設され、ス
リップオン嵌合を可能にしている。これらのうち、カッ
トコア６４，６５およびフレーム６６，６７をのぞく部
分は、エポキシ樹脂により一体成形される。前記円筒部
７１，７２を含むエポキシ樹脂の全体を、絶縁部７３と
して示す。

【００１８】図５において、７４〜７７は、半割りのカ
ットコア６４，６５を外側より結束するバンドであり、
カットコア６４，６５は巻線６１，６２の周囲に断面略
８の字状に配設される。バンド７６の右方には二次端子
７８が配設され、バンド７７の左方には二次端子７９が
配設されている。図示されるように、この巻線形ＣＴ
は、上部両端の接続端子部６８，６９の周囲に円筒部７
１，７２が形成されているが、これを図３の凸部３２の
ように突出させた構成とすることも可能である。

【００１９】一般に巻線形ＣＴの巻線は、一次巻線６
１、二次巻線６２共に太い電線が用られ、しかも巻数が
少なく、偏平円筒状巻線を構成しやすい。そのため、巻
線製作後は、型崩れやズレが生じにくく、取扱いが容易
となる。その他は上述のＥＶＴと概ね同様な構成であ
る。なお、巻線形ＣＴの場合、一次巻線と二次巻線の間
は、母線電圧の絶縁耐力を要する。ＥＶＴの場合、一次
巻線は最外層から接地電位となる最内層までで母線電圧
を分担している。

【００２０】そこで、巻線形ＣＴは、巻線を構成する太
い電線を引き回し、接続端子部や端子金具等と鑞付けに
より接続し一体化することにより、一次・二次巻線が金
型内に装着される際に、接続端子部や端子金具を介して
固定保持されるため巻線間寸法も確保しやすくなる。従
って、一次巻線と二次巻線の間を絶縁樹脂が充填されや
すくなり、絶縁耐力の確保も容易となる。そして、この
巻線形ＣＴ３台を並列配置し、両一次巻線接続端子部を
直接高圧母線各相に直列接続すれば、高圧側３相母線の
相間距離を縮小した分、配電盤等の閉鎖形受配電設備の
筐体寸法の縮小に寄与することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、一次
巻線および二次巻線を偏平形状にするとともに鉄心を断
面略８の字状に挟着することで、相間寸法が縮小され
る。それにより、特に高圧側母線の相間距離が縮小可能
となり、コンパクト化が要求される配電盤等の閉鎖形受
配電設備を縮小可能として、低コスト化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の外観を示す図であ
る。

【図２】第１の実施形態の主要部の説明図である。

【図３】本発明の第２の実施形態の外観を示す図であ
る。

【図４】第１の実施形態の取り付け例を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施形態の外観を示す図であ
る。

【図６】第３の実施形態の主要部の説明図である。

【図７】従来例を示す断面図である。

【図８】従来例の取り付け例を示す図である。

【符号の説明】

１２ 一次巻線 １３ 二次巻線 １４，１５ カットコア １６，１７ フレーム １８ 接続端子部 １９ 円筒部 ２０ 絶縁部 ２１〜２４ バンド ２５ 接地側接続端子部 ２６ 二次端子 ４１〜４３ ＥＶＴ ４４ 台車 ５１ 高圧側母線 ６１ 一次巻線 ６２ 二次巻線 ６３ 巻線間絶縁部 ６４，６５ カットコア ６６，６７ フレーム ６８，６９ 接続端子部 ７１，７２ 円筒部 ７３ 絶縁部 ７４〜７７ バンド ７８，７９ 二次端子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同心円上に配置された円筒状の一次巻線
   および二次巻線を絶縁樹脂により一体成形するととも
   に、前記巻線の外周部および中心孔に鉄心を挟着した計
   器用変成器において、 一次巻線及び二次巻線の外半径と内半径の寸法差をその
   軸方向長さよりも大にして偏平円筒状巻線を形成すると
   ともに、 ２組の半割り鉄心を前記巻線の中心孔を中心にして断面
   略８の字状に両巻線に挟着し外側をバンドで締め付け固
   定したことを特徴とする計器用変成器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の計器用変成器において、 巻線外側に円筒状の突部を形成しその底部に端子金具を
   埋設して一次巻線接続端子部を形成したことを特徴とす
   る計器用変成器。
3. 【請求項３】 請求項１記載の計器用変成器において、 巻線外側に凸部を形成しその先端に端子金具を埋設して
   一次巻線接続端子部を形成したことを特徴とする計器用
   変成器。
4. 【請求項４】 請求項１または２または３記載の計器用
   変成器において、 絶縁樹脂としてエポキシ樹脂を用いた計器用変成器。