JP2002175749A - 負荷時タップ切換器 - Google Patents

負荷時タップ切換器

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JP2002175749A
JP2002175749A JP2000374617A JP2000374617A JP2002175749A JP 2002175749 A JP2002175749 A JP 2002175749A JP 2000374617 A JP2000374617 A JP 2000374617A JP 2000374617 A JP2000374617 A JP 2000374617A JP 2002175749 A JP2002175749 A JP 2002175749A
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cam
tap
opening
vacuum valve
boss
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JP2000374617A
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Yoshinobu Taniguchi
嘉信 谷口
Kenichiro Fukumoto
健一郎 福元
Yoshiaki Amita
芳明 網田
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Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005Tap change devices
    • H01H9/0038Tap change devices making use of vacuum switches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/42Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using cam or eccentric

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】小形かつ簡易な構成にして、信頼性の向上を図
ることにある。 【解決手段】変圧器のタップ巻線に有する複数のタップ
を一つのタップから隣接するタップに切換える切換開閉
器と、タップに接続された固定接点を要求された位置に
選択する可動接点を備えたタップ選択器とからなる負荷
時タップ切換器において、切換開閉器は、外部より与え
られる駆動力により回転する駆動軸と、この駆動軸に取
付けられ、且つ溝を設けたカムと、このカムの溝に対応
させて設けられた真空バルブと、これらカムと真空バル
ブとの間に設けられ、カムの回転によって真空バルブを
開閉する開閉機構とを備え、開閉機構は、ローラをカム
の溝に係合して連結した駆動ボスと、真空バルブの可動
接点に連結した開閉ボスと、これら駆動ボスと開閉ボス
との間に設けたワイプばねとから構成され、さらにカム
は絶縁材料で構成されている。

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て電圧調整を行う負荷時タッ
プ切換器において、特に真空バルブを用いた負荷時タッ
プ切換器に関する。
【0002】
【従来の技術】電力機器の小形化、コスト低減の要求
は、ますます高まっている。一方、電力機器には高い信
頼性も同時に要求される。これらの要求に答えるには、
簡易な構成で機能を満たすような方式や構成を考案する
必要がある。
【0003】負荷時タップ切換器は、負荷時に負荷電流
をしゃ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
ップ選択器から構成されている。
【0004】後者のタップ選択器はタップを比較的低速
度で選択し、負荷電流を直接しゃ断する必要がないた
め、構成をシンプルにし易い。一方、前者の切換開閉器
は、負荷電流を直接しゃ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
能が必要である。これらの点が、構造が複雑でかつ部品
数が多くなる要因となっている。
【0005】近年、従来から一般的に用いられている油
中しゃ断方式に比べて保守費用の低減が可能な真空バル
ブを用いた負荷時タップ切換器が普及している。この真
空バルブを用いた方式は種々考案されているが、その一
例として、2個の限流抵抗と4個の真空バルブを用いた
2抵抗4バルブ式の原理を、図2、図3により説明す
る。
【0006】図2は2抵抗4バルブ式負荷時タップ切換
器の原理を説明するための回路構成図、図3は同じく動
作シーケンス図である。図2は2抵抗4バルブ方式の切
換回路とその切換順序をからの順に示す。また、図
3は図2の切換回路における切換順序からをシーケ
ンス図として示したものである。
【0007】図2において、Twはタップ巻線、T1,T
2はタップ、WA,WBは抵抗バルブ、Rは抵抗、HA,
HBは主バルブである。
【0008】ここで、切換動作について述べる。
【0009】図2及び図3において、はタップT1に
選択された運転状態を示している。
【0010】この状態で、図示されていない電動操作機
構の切換動作によって、タップ切換動作が開始される。
【0011】まず、主バルブHAが開いて負荷電流をし
ゃ断すると、限流抵抗Rに負荷電流IAが移る(図中
)。次に、抵抗バルブWBが閉じると、2つの限流抵
抗Rには負荷電流IAとタップ間電流IBが流れる(図中
)。
【0012】次に、抵抗バルブWAが開いて負荷電流を
遮断してタップT2に移すと(図中)、限流抵抗Rに
は負荷電流IBのみが流れる。最後に、主バルブHBが閉
じてタップT2に完全に移り、タップT2での運転状態と
なって切換動作を終了する(図中)。この図2、図3
において、切換開閉器の1タップに要する時間(主バル
ブHAが開いた状態から、他方の主バルブHBが閉じるま
での時間)を切換開閉器の切換時間t2としている。こ
の切換時間t2は常時一定の値でなければ、主バルブH
A,HBおよび抵抗バルブWA,WBの負荷電流遮断能力に影
響を与えることになる。
【0013】また、図2、図3には、タップ選択器の動
作を省略しているが、図2中の状態から図示しないタ
ップT3への切換に際しては、タップ選択器の接点M1が
タップT1からT3へ移動を完了した後、切換開閉器は
状態からへ前述の動作と逆の順序で切換動作を行うこ
とになる。このような動作原理による従来の負荷時タッ
プ切換器としては、例えば図4に示すような構成のもの
がある。なお、図4では負荷時タップ切換器の内、切換
開閉器部分のみを示し、タップ選択器は図中から省略し
ている。
【0014】図4において、120は図示しない変圧器
カバーに取付けられる頭部、121は図示しない電動操
作機構からの動力を受け垂直変換する歯車装置、122
は歯車装置121の動力を蓄勢装置123へ伝達する絶
縁軸、124は頭部120に適宜の間隔を存して取付け
られた複数本の絶縁支柱で,支持棒125と共に全体の
構造を支持する。126は蓄勢装置123からの放勢力
を受けて回転する駆動軸で、この駆動軸126は軸中央
部に取付けられたカム127を回転させ、開閉機構13
0,130’を介して主バルブHA,HBと抵抗バルブW
A,WBを所定の順序に従って駆動する。
【0015】開閉機構130,130’は、それぞれロ
ーラ128,128’をカム127の溝に係合して連結
した駆動ボス104,104’と、主バルブHA,HBま
たは抵抗バルブWA,WBの内のいずれかと連結した絶縁
ロッド129,129’と、この絶縁ロッド129,1
29’に連結した開閉ボス132,132’と、開閉ボ
ス132、132’と駆動ボス104,104′との間
に設けたワイプばね131、131’とから構成されて
いる。105は開閉機構130、130’が取付けられ
た軸受板である。
【0016】また、101は中性点引出し端子Nと主バ
ルブHA,HBを固定する締付部を有した中性点導体で蓄
勢装置123に支持棒125により固定されている。1
02,102′は主バルブHA,HBおよび抵抗バルブWA,
WB各々の可動接点と接続導体103とを接続した平編
線で,主バルブHA,HBから抵抗バルブWA,WBへの通電
経路を形成している。接続導体103は、外周側が絶縁
材料でコーティングされている。
【0017】107A,107Bは抵抗バルブWA,WBの固
定接点に取付けられた接続端子である。また、106は
絶縁パネルで、接続端子107A,107Bを取付け、そ
の中央部には駆動軸126の軸受106aを有してい
る。次に、上記従来の負荷時タップ切換器の動作を説明
する。
【0018】図示しない電動操作機構の回転は歯車装置
121へ伝達され、さらに絶縁軸122を介して蓄勢装
置123に蓄勢動作を与える。この蓄勢装置123の蓄
勢力が所定値に達すると放勢され、その放勢力を回転運
動に変換して駆動軸126を回転させる。この回転によ
りカム127が回転して外周部に設けられた溝の変位に
応じて駆動ボス104,104′を上、下方向に駆動す
る。
【0019】さらに、この直線運動が、ワイプばね13
1、131’、開閉ボス132、132’、絶縁ロッド
129、129’を介して、主バルブHA,HBおよび抵
抗バルブWA,WBを所定の順序で駆動する。図5は、カ
ム127の溝とローラ位置との関係から主バルブHA,H
B、抵抗バルブWA,WBの動作を説明するための図であ
り、127a,127bはカム127に設けられた溝
で、これらの溝127a,127bに沿って駆動ボス1
04,104’に連結されたローラ128,128’が
回転移動することにより、絶縁ロッド129,129’
を介して連結された開閉ボス132,132’が駆動
し、主バルブHA,HB、抵抗バルブWA,WBがそれぞれ開
閉される。ここで、図5において、〜は原理を示す
図2及び図3中の数字と同一状態を示している。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の負荷
時タップ切換器においては、前述したように小形化、簡
易な構成によるコスト低減および信頼性の向上という要
求に加え、特に真空バルブの駆動部分に対して、以下の
ような課題がある。
【0021】(1)真空バルブ同士を電気的に絶縁する
ために、各真空バルブとカム127との間に、前述した
ように絶縁ロッド129、129’が設けられている。
この絶縁ロッド129、129’は、可動部重量増大
と、負荷時タップ切換器全体を大きくする要因になって
いる。この対策として、絶縁ロッド129、129’を
安易に短くする手段は、当然、絶縁性能を低下させるこ
とになり、適当でない。
【0022】(2)カム127による真空バルブの駆動
は、駆動ボス104、104’、ワイプばね131、1
31’、開閉ボス132、132’、絶縁ロッド12
9、129’等、多くの構成要素から構成された開閉機
構130、130’を介して行われており、真空バルブ
の可動接点の振動や傾きの要因となり、遮断性能の低下
につながる可能性がある。
【0023】本発明は、上記のような問題点を解決し、
小形かつ簡易な構成にして信頼性の向上を図り得る負荷
時タップ切換器を提供することを目的とする。
【0024】
【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、次のような手段により負荷時タップ切換器
を構成するものである。
【0025】本発明は、変圧器のタップ巻線に有する複
数のタップを一つのタップから隣接するタップに切換え
る切換開閉器と、前記タップに接続された固定接点を要
求された位置に選択する可動接点を備えたタップ選択器
とからなる負荷時タップ切換器において、前記切換開閉
器は、外部より与えられる駆動力により回転する駆動軸
と、この駆動軸に取付けられ、且つ溝を設けたカムと、
このカムの溝に対応させて設けられた真空バルブと、こ
れらカムと真空バルブとの間に設けられ、カムの回転に
よって前記真空バルブを開閉する開閉機構とを備え、前
記開閉機構は、ローラを前記カムの溝に係合して連結し
た駆動ボスと、前記真空バルブの可動接点に連結した開
閉ボスと、これら駆動ボスと開閉ボスとの間に設けたワ
イプばねとから構成され、前記カムは絶縁材料で構成さ
れる。
【0026】上記のような負荷時タップ切換器にあって
は、絶縁材料で構成したカムによって真空バルブ間が電
気的に絶縁されるため、開閉ボスと真空バルブの可動接
点ととの間の絶縁ロッドが不要となる。このため、前記
開閉機構が簡易な構成となり、真空バルブの可動接点を
上下方向に駆動する時、振動や可動接点傾き等の問題が
無く、真空バルブの開閉動作を安定させることができ
る。
【0027】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。
【0028】図1は本発明による負荷時タップ切換器の
第1の実施の形態を示す正面図である。なお、図1にお
いては本実施の形態の負荷時タップ切換器の内、切換開
閉器の一部のみを示し、図4に示した従来技術による負
荷時タップ切換器と同一の部分については説明を省略す
る。
【0029】図1において、図示しない電動操作機構か
らの動力を受けて、駆動軸126が回転すると、これに
伴ってカム27が回転し、開閉機構30、30’を介し
て主バルブHA,HBと抵抗バルブWA,WBを所定の順序に
従って駆動させる構成については従来と同様である。
【0030】本実施の形態では、上記開閉機構30、3
0として、それぞれ絶縁材料からなるローラ28、2
8’を絶縁材料からなるカム27の溝に係合して連結し
た駆動ボス4、4’と、主バルブHA,HB及び抵抗バル
ブWA,WBにそれぞれ連結した開閉ボス32、32’
と、この開閉ボス32、32’と駆動ボス4,4′との
間に設けたワイプばね31、31’とから構成するもの
である。この場合、カム27及びローラ28,28’の
絶縁材料の種類については、本実施の形態では特に限定
しない。
【0031】また、5は絶縁材料で構成した軸受板であ
り、上記開閉機構30、30’が取付けられている。
【0032】さらに、2,2′は主バルブHA,HBおよ
び抵抗バルブWA,WB各々の可動接点と接続導体3とを
接続した平編線で、主バルブHA,HBから抵抗バルブW
A,WBへの通電経路を形成している。接続導体3は、外
周側が絶縁材料でコーティングされている。また、10
6は絶縁パネルで、その中央部には駆動軸126の軸受
106aを有している。
【0033】次に上記のように構成された負荷時タップ
切換器の作用を説明する。
【0034】図示しない電動操作機構の回転が駆動軸1
26に伝達され、この駆動軸126が回転すると、これ
に伴ってカム27が回転し、外周部に設けられた溝の変
位に応じて駆動ボス4,4′を上、下方向に駆動する。
さらに、この直線運動が、ワイプばね31、31’、開
閉ボス32、32’、を介して、主バルブHA,HBおよ
び抵抗バルブWA,WBを所定の順序で駆動する。
【0035】なお、カム27の回転による主バルブHA,
HB、抵抗バルブWA,WBの動作原理は図2、図3及び図
5と同様なので、ここではその説明を省略する。
【0036】前述したように各真空バルブを駆動する開
閉機構30、30’は、従来技術で必要であった図4中
の絶縁ロッド129、129’が不要であるため、簡易
な構成となる。従って、各真空バルブを駆動する時の振
動や傾きが軽減される。また、ワイプばね31、31’
は、各真空バルブが閉じた状態の時に、真空バルブの電
極間に通電上必要な面圧を与える作用がある。以上のよ
うな本実施の形態によれば、以下の効果を得ることがで
きる。
【0037】(1)カム27およびローラ28、28’
によって真空バルブ間が電気的に絶縁されているため、
従来技術で必要であった図4中の絶縁ロッド129、1
29’が不要となり、開閉機構30、30’が簡易な構
成になる。また、絶縁性能も従来技術同様に良好とな
る。
【0038】(2)各真空バルブを駆動する開閉機構3
0、30’の構成が簡素なため、真空バルブの可動接点
の振動や傾き等の問題が無く、真空バルブの遮断性能が
向上する。
【0039】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。
【0040】例えば、図1中の開閉機構30、30’の
駆動ボス4、4’を絶縁材料で構成することにより、前
述の実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
また、図1中の開閉機構30、30’のワイプばね3
1、31’と駆動ボス4,4’の両方を絶縁材料で構成
することにより、さらに優れた絶縁性能が得られる。
【0041】また、上記ローラ28,28’をカム27
の溝に係合させて駆動ボス4,4’を連結したが、これ
らローラ28,28’を絶縁材料で構成して駆動ボス
4,4’を連結してもよい。このようにしても溝に接す
るローラが絶縁材料で構成されているため、真空バブル
間の電気的絶縁性能がさらに向上する。
【0042】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、小形
かつ簡易な構成で、真空バルブや機構全体に働く振動が
小さく、遮断性能と絶縁性能に優れた、信頼性の高い負
荷時タップ切換器を提供することができる。
【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
器を示す正面図。
【図2】2抵抗4バルブ式負荷時タップ切換器の原理を
説明するための回路構成図。
【図3】2抵抗4バルブ式負荷時タップ切換器の原理を
説明するための動作シーケンス図。
【図4】従来の負荷時タップ切換器を示す正面図。
【図5】従来及び本発明の負荷時タップ切換器におい
て、カムの溝とローラ位置との関係を示す図。
【符号の説明】
2、2’…平編線 3…接続導体 4、4’…駆動ボス 5…軸受板 27…カム 28、28’…ローラ 30、30’…開閉機構 31、31’…ワイプばね 32、32’…開閉ボス 101…中性点導体 102、102’…平編線 103…接続導体 104、104’…駆動ボス 105…軸受板 106…絶縁パネル 106A…軸受 107A、1−7B…接続端子 120…頭部 121…歯車装置 122…絶縁軸 123…蓄勢装置 124…絶縁支柱 125…支持棒 126…駆動軸 127…カム 128、128’…ローラ 129、129’…絶縁ロッド 130、130’…開閉機構 131、131’…ワイプばね 132、132’…開閉ボス HA,HB…主バルブ WA,WB…抵抗バルブ IA,IB…電流 t2…切換時間
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 Fターム(参考) 5G028 AA05 AA08 EB01 EB11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変圧器のタップ巻線に有する複数のタッ
    プを一つのタップから隣接するタップに切換える切換開
    閉器と、前記タップに接続された固定接点を要求された
    位置に選択する可動接点を備えたタップ選択器とからな
    る負荷時タップ切換器において、 前記切換開閉器は、外部より与えられる駆動力により回
    転する駆動軸と、この駆動軸に取付けられ、且つ溝を設
    けたカムと、このカムの溝に対応させて設けられた真空
    バルブと、これらカムと真空バルブとの間に設けられ、
    カムの回転によって前記真空バルブを開閉する開閉機構
    とを備え、 前記開閉機構は、ローラを前記カムの溝に係合して連結
    した駆動ボスと、前記真空バルブの可動接点に連結した
    開閉ボスと、これら駆動ボスと開閉ボスとの間に設けた
    ワイプばねとから構成され、 前記カムは絶縁材料で構成されたことを特徴とする負荷
    時タップ切換器。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の負荷時タップ切換器にお
    いて、前記開閉機構の駆動ボスは、絶縁材料で構成され
    たローラを前記カムの溝に接するように連結されたこと
    を特徴とする負荷時タップ切換器。
  3. 【請求項3】 変圧器のタップ巻線に有する複数のタッ
    プを一つのタップから隣接するタップに切換える切換開
    閉器と、前記タップに接続された固定接点を要求された
    位置に選択する可動接点を備えたタップ選択器とからな
    る負荷時タップ切換器において、 前記切換開閉器は、外部より与えられる駆動力により回
    転する駆動軸と、この駆動軸に取付けられ、且つ溝を設
    けたカムと、このカムの溝に対応させて設けられた真空
    バルブと、これらカムと真空バルブとの間に設けられ、
    カムの回転によって前記真空バルブを開閉する開閉機構
    とを備え、 前記開閉機構は、ローラを前記カムの溝に接するように
    連結した駆動ボスと、前記真空バルブの可動接点に連結
    した開閉ボスと、これら駆動ボスと開閉ボスとの間に設
    けたワイプばねとから構成され、 前記駆動ボスは絶縁材料で構成されたことを特徴とする
    負荷時タップ切換器。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の負荷時タップ切換器にお
    いて、前記開閉機構のワイプばねは、絶縁材料で構成さ
    れたことを特徴とする負荷時タップ切換器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100678414B1 (ko) 2006-05-04 2007-02-09 정영옥 개폐기용 접속구의 제조장치 및 제조방법
KR102067270B1 (ko) * 2018-10-30 2020-01-16 효성중공업 주식회사 고속스위치

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