JP2005317681A

JP2005317681A - 貫通形変流器およびそれを具備する受配電設備

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Publication number: JP2005317681A
Application number: JP2004132043A
Authority: JP
Inventors: Takio Kokubu; 多喜雄國分; Yukio Osawa; 雪雄大澤
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2024-04-27
Also published as: JP4636360B2

Abstract

【課題】大電流に対する保護を行いつつ、小電流領域で高精度の２次側電流を出力する。
【解決手段】過電流に対する保護を行うために１次側に入力された電流を変流して２次側から出力する貫通形変流器１に、１次側の入力電流が大きい時に２次側の出力電流特性が直線性を有するような第１材料により形成された第１鉄心１−４と、１次側の入力電流が小さい時における２次側の出力電流値の精度が第１材料を用いた場合よりも高くなるような第２材料により形成された第２鉄心１−５とを設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、過電流に対する保護を行うために１次側に入力された電流を変流して２次側から出力する貫通形変流器およびそれを具備する受配電設備に関し、特には、大電流に対する保護を行いつつ、小電流領域で高精度の２次側電流を出力することができる貫通形変流器およびそれを具備する受配電設備に関する。

従来から、過電流に対する保護を行うために１次側端子に入力された電流を変流して２次側端子から出力する導体形変流器が知られている。図７は従来の導体形変流器を示した図である。詳細には、図７（Ａ）は従来の導体形変流器の正面図、図７（Ｂ）は従来の導体形変流器の右側面図である。図７において、５−１は導体形変流器のハウジングを構成する樹脂、５−２は１次側端子、５−３は２次側端子である。５−４は１種類の材料により形成された鉄心、５−５は巻線である。図７に示す従来の導体形変流器では、過電流に対する保護を行うことができるように大きい鉄心５−４が設けられていた。そのため、１次側の入力電流が小さい時には、２次側の出力電流値の精度が低くなってしまっていた。それゆえ、従来の受配電設備では、１次側の入力電流が小さい時に電流計測または電力計測を行うことができるように設定された変流器が、図７に示した導体形変流器とは別個に設けられていた。そのため、従来の受配電設備では、２個以上の変流器を受配電設備本体に取付けるための取付けスペースが必要とされていた。

また、従来から、過電流に対する保護を行うために１次側端子に入力された電流を変流して２次側端子から出力する貫通形変流器が知られている。図８は従来の貫通形変流器を示した図である。詳細には、図８（Ａ）は従来の貫通形変流器の平面図、図８（Ｂ）は従来の貫通形変流器の右側面図である。図９は図８（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿って切断した従来の貫通形変流器の断面図である。図８および図９において、１’は過電流に対する保護を行うために１次側に入力された電流を変流して２次側から出力する貫通形変流器、１−１’は貫通形変流器１’のハウジングを構成する樹脂、１−２’は口出し線、１−３’は貫通形変流器１’を例えば遮断器に取付けるための取付け用インサートである。１−４’は鉄心、１−８’は巻線、１−９’は絶縁テープである。図８および図９に示す従来の貫通形変流器では、過電流に対する保護を行うことができるように大きい鉄心１−４’が設けられていた。そのため、１次側の入力電流が小さい時には、２次側の出力電流値の精度が低くなってしまっていた。それゆえ、従来の受配電設備では、１次側の入力電流が小さい時に電流計測または電力計測を行うことができるように設定された変流器が、図８および図９に示した貫通形変流器とは別個に設けられていた。そのため、従来の受配電設備では、２個以上の変流器を受配電設備本体に取付けるための取付けスペースが必要とされていた。

従来の一般的な方式では、高圧遮断器、変流器、および、保護継電器の組み合わせの構成が、個々に選定され、それぞれ別々に受配電設備に取付けられて固定されていた。特に、変流器は、受配電設備の保護する回路の通電電流毎に選定しなければならず、変流器の種類が多くなっていた。そのため、機器の選定、取付けに多大な労力がかかってしまう。特に、変流器は受配電設備の保護する回路の通電電流毎に選定しなければならず、変流器の種類が多くなっていたため、選定間違いのおそれがあり、取付け後の仕様変更に伴う変流器の交換が大変であるという問題があった。

従来の貫通形変流器の例として、例えば特開昭５８−２２０３２２号公報に記載されたものがあるが、特開昭５８−２２０３２２号公報に記載された受配電設備では変流器が１個しか設けられていない。そのため、特開昭５８−２２０３２２号公報に記載された貫通形変流器によっては、大電流に対する保護を行いつつ、小電流領域で高精度の２次側電流を出力することができない。つまり、大電流に対する保護を行うことができるように貫通形変流器が設定されている場合には、小電流領域で高精度の２次側電流を出力することができず、小電流領域で高精度の２次側電流を出力することができるように貫通形変流器が設定されている場合には、大電流に対する保護を行うことができない。

特開昭５８−２２０３２２号公報

前記問題点に鑑み、本発明は、大電流に対する保護を行いつつ、小電流領域で高精度の２次側電流を出力することができる貫通形変流器およびそれを具備する受配電設備を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明によれば、過電流に対する保護を行うために１次側に入力された電流を変流して２次側から出力する貫通形変流器において、１次側の入力電流が大きい時に用いられる第１鉄心と、１次側の入力電流が小さい時に用いられる第２鉄心とを具備することを特徴とする貫通形変流器が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、過電流に対する保護を行うために１次側に入力された電流を変流して２次側から出力する貫通形変流器において、１次側の入力電流が大きい時に２次側の出力電流特性が直線性を有するような第１材料により形成された第１鉄心と、１次側の入力電流が小さい時における２次側の出力電流値の精度が前記第１材料を用いた場合よりも高くなるような第２材料により形成された第２鉄心とを具備することを特徴とする貫通形変流器が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、前記第１鉄心および前記第２鉄心を樹脂ケースにより包囲することを特徴とする請求項１又は２に記載の貫通形変流器が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、変流比の異なる複数の巻線を内蔵した請求項１〜３のいずれか一項に記載の貫通形変流器と、複数のタップと、タップ切換えスイッチとを具備することを特徴とする受配電設備が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、前記貫通形変流器が遮断器に取付けられて一体化せしめられた状態で受配電設備本体に取付けられることを特徴とする請求項４に記載の受配電設備が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、前記貫通形変流器が前記遮断器の主回路端子部に取付けられることを特徴とする請求項５に記載の受配電設備が提供される。

請求項７に記載の発明によれば、前記貫通形変流器が遮断器用固定枠に取付けられて一体化せしめられた状態で受配電設備本体に取付けられることを特徴とする請求項４に記載の受配電設備が提供される。

請求項８に記載の発明によれば、前記貫通形変流器が前記遮断器用固定枠の主回路端子部に取付けられることを特徴とする請求項７に記載の受配電設備が提供される。

請求項１又は２に記載の貫通形変流器では、１次側の入力電流が大きい時に用いられる第１鉄心と、１次側の入力電流が小さい時に用いられる第２鉄心とが設けられている。詳細には、１次側の入力電流が大きい時に２次側の出力電流特性が直線性を有するような第１材料により形成された第１鉄心と、１次側の入力電流が小さい時における２次側の出力電流値の精度が第１材料を用いた場合よりも高くなるような第２材料により形成された第２鉄心とが設けられている。そのため、１次側の入力電流が大きい時、つまり、大電流領域においては、第１鉄心により過電流に対する保護を行うことができる。更に、１次側の入力電流が小さい時、つまり、小電流領域においては、第２鉄心により高精度の２次側電流を出力することができる。つまり、大電流に対する保護を行いつつ、小電流領域で高精度の２次側電流を出力することができる。その結果、小電流領域において電流計測用あるいは電力計測用として使用することができる。

変流器内に硬度の異なる２個の鉄心が配置されると、少しの外力によってもそれらの鉄心が変形したり、それらの鉄心の位置ずれが生じたりするおそれがある点に鑑み、請求項３に記載の貫通形変流器では、第１鉄心および第２鉄心が樹脂ケースにより包囲されている。そのため、例えば第１鉄心および第２鉄心の周りに巻線が巻かれる時、巻線の周りに樹脂が注型される時など、第１鉄心および第２鉄心に対して外力が加わる時に第１鉄心または第２鉄心が変形してしまうこと、あるいは、第１鉄心と第２鉄心との位置ずれが生じてしまうことを抑制することができる。

請求項４に記載の受配電設備では、変流比の異なる複数の巻線が貫通形変流器に内蔵され、複数のタップが設けられている。そのため、単一の貫通形変流器によって広範囲にわたって異常電流を検出することができる。更に、タップ切換えスイッチが設けられている。そのため、変流比を容易に変更することができ、変流比の仕様変更に簡単に対応することができる。つまり、仕様の異なる複数の変流器の中から最適な仕様の変流器を選定する煩わしさを排除することができる。好ましくは、異常電流の検出範囲が異なる複数の巻線が貫通形変流器に内蔵され、単一の貫通形変流器によって広範囲にわたって異常電流を検出することができるように複数のタップが設けられている。

請求項５に記載の受配電設備では、貫通形変流器が遮断器に取付けられて一体化せしめられた状態で受配電設備本体に取付けられる。そのため、貫通形変流器と遮断器とがそれぞれ別々に受配電設備本体に取付けて固定されるのに伴って機器の選定および取付けに多大な労力がかかってしまうのを回避することができる。つまり、機器の選定間違いを低減することができる。また、遮断器と一体化せしめられることなく貫通形変流器が単体で受配電設備本体に取付けられるのに伴って受配電設備の周りに貫通形変流器取付け用のスペースを確保する必要性を排除することができ、受配電設備を小型化することができる。更に、受配電設備本体に対して遮断器が取付けられるのとは別個に受配電設備本体に対して貫通形変流器が取付けられるのに伴って取付け工数が増加してしまうのを回避することができ、受配電設備の組立コストを低減することができる。

請求項６に記載の受配電設備では、貫通形変流器が遮断器の主回路端子部に取付けられる。好ましくは、貫通形変流器が取付けられた遮断器の外形寸法が、貫通形変流器が取付けられていない遮断器の外形寸法よりも大きくならないように、貫通形変流器が遮断器の主回路端子部に取付けられる。そのため、貫通形変流器が取付けられていない遮断器が取付けられていた受配電設備を変更することなく、貫通形変流器が取付けられた遮断器をその受配電設備に対して取付けることができる。

請求項７に記載の受配電設備では、貫通形変流器が遮断器用固定枠に取付けられて一体化せしめられた状態で受配電設備本体に取付けられる。そのため、貫通形変流器と遮断器用固定枠とがそれぞれ別々に受配電設備本体に取付けて固定されるのに伴って機器の選定および取付けに多大な労力がかかってしまうのを回避することができる。つまり、機器の選定間違いを低減することができる。また、遮断器用固定枠と一体化せしめられることなく貫通形変流器が単体で受配電設備本体に取付けられるのに伴って受配電設備の周りに貫通形変流器取付け用のスペースを確保する必要性を排除することができ、受配電設備を小型化することができる。更に、受配電設備本体に対して遮断器用固定枠が取付けられるのとは別個に受配電設備本体に対して貫通形変流器が取付けられるのに伴って取付け工数が増加してしまうのを回避することができ、受配電設備の組立コストを低減することができる。

請求項８に記載の受配電設備では、貫通形変流器が遮断器用固定枠の主回路端子部に取付けられる。好ましくは、貫通形変流器が取付けられた遮断器用固定枠の外形寸法が、貫通形変流器が取付けられていない遮断器用固定枠の外形寸法よりも大きくならないように、貫通形変流器が遮断器用固定枠の主回路端子部に取付けられる。そのため、貫通形変流器が取付けられていない遮断器用固定枠が取付けられていた受配電設備を変更することなく、貫通形変流器が取付けられた遮断器用固定枠をその受配電設備に対して取付けることができる。

図１は本発明の貫通形変流器の第１の実施形態を示した図である。詳細には、図１（Ａ）は第１の実施形態の貫通形変流器の平面図、図１（Ｂ）は第１の実施形態の貫通形変流器の右側面図である。図２は図１（Ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断した第１の実施形態の貫通形変流器の断面図である。図１および図２において、１は過電流に対する保護を行うために１次側に入力された電流を変流して２次側から出力する貫通形変流器である。１−１は貫通形変流器１のハウジングを構成する樹脂、１−２は口出し線、１−３は貫通形変流器１を例えば高圧遮断器に取付けるための取付け用インサートである。１−４は１次側の入力電流が大きい時に２次側の出力電流特性が直線性を有するような第１材料により形成された第１鉄心である。１−５は１次側の入力電流が小さい時における２次側の出力電流値の精度が第１材料を用いた場合よりも高くなるような第２材料により形成された第２鉄心である。１−６は第１鉄心１−４を包囲するための上側樹脂ケース、１−７は第１鉄心１−４および第２鉄心１−５を包囲するための下側樹脂ケースである。１−８は巻線、１−９は絶縁テープである。

図１および図２に示すように、第１の実施形態の貫通形変流器では、１次側の入力電流が大きい時に用いられる第１鉄心１−４と、１次側の入力電流が小さい時に用いられる第２鉄心１−５とが設けられている。詳細には、１次側の入力電流が大きい時に２次側の出力電流特性が直線性を有するような第１材料により形成された第１鉄心１−４と、１次側の入力電流が小さい時における２次側の出力電流値の精度が第１材料を用いた場合よりも高くなるような第２材料により形成された第２鉄心１−５とが設けられている。そのため、１次側の入力電流が大きい時、つまり、大電流領域においては、第１鉄心１−４により過電流に対する保護を行うことができる。更に、１次側の入力電流が小さい時、つまり、小電流領域においては、第２鉄心１−５により高精度の２次側電流を出力することができる。つまり、大電流に対する保護を行いつつ、小電流領域で高精度の２次側電流を出力することができる。その結果、小電流領域において電流計測用あるいは電力計測用として使用することができる。

更に、第１の実施形態の貫通形変流器では、図２に示すように、第１鉄心１−４および第２鉄心１−５が樹脂ケースにより包囲されている。詳細には、第２鉄心１−５の厚みより大きい深さを有する下側樹脂ケース１−７内に第１鉄心１−４および第２鉄心１−５が挿入され、それにより、第１鉄心１−４および第２鉄心１−５が同心となるように位置決めされ、次いで、蓋をするように第１鉄心１−４上に上側樹脂ケース１−６が配置される。そのため、例えば第１鉄心１−４および第２鉄心１−５の周りに巻線１−８が巻かれる時、巻線１−８の周りに樹脂１−１が注型される時など、第１鉄心１−４および第２鉄心１−５に対して外力が加わる時に第１鉄心１−４または第２鉄心１−５が変形してしまうこと、あるいは、第１鉄心１−４と第２鉄心１−５との位置ずれが生じてしまうことを抑制することができる。

図３は図１に示した貫通形変流器が２個取付けられた高圧遮断器を示した図である。詳細には、図３（Ａ）は２個の貫通形変流器が取付けられた高圧遮断器の右側面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断した高圧遮断器の断面図である。図３において、２は高圧遮断器、３は貫通形変流器１を取付けるための取付けねじである。

図４は図３に示した貫通形変流器１および高圧遮断器２が固定枠に入れられた状態を示した図である。図４において、４は図３に示した貫通形変流器１および高圧遮断器２を受配電設備（図示せず）に取付けるための専用の固定枠である。

第１の実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、例えば２個の貫通形変流器１が高圧遮断器２の主回路端子側の下側の両端の端子に取付けられて一体化せしめられる。次いで、図４に示すように、貫通形変流器１が高圧遮断器２に取付けられて一体化せしめられた状態で固定枠４に入れられ、受配電設備本体（図示せず）に取付けられる。そのため、貫通形変流器１と高圧遮断器２とがそれぞれ別々に受配電設備本体に取付けて固定されるのに伴って機器の選定および取付けに多大な労力がかかってしまうのを回避することができる。つまり、機器の選定間違いを低減することができる。また、高圧遮断器２と一体化せしめられることなく貫通形変流器１が単体で受配電設備本体に取付けられるのに伴って受配電設備（図示せず）の周りに貫通形変流器取付け用のスペースを確保する必要性を排除することができ、受配電設備を小型化することができる。更に、受配電設備本体に対して高圧遮断器２が取付けられるのとは別個に受配電設備本体に対して貫通形変流器１が取付けられるのに伴って取付け工数が増加してしまうのを回避することができ、受配電設備の組立コストを低減することができる。

更に、第１の実施形態では、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示したように、貫通形変流器１が取付けられた高圧遮断器２の外形寸法が、貫通形変流器１が取付けられていない高圧遮断器２の外形寸法、つまり、貫通形変流器１が取付けられる前の高圧遮断器２の外形寸法よりも大きくならないように、貫通形変流器１が高圧遮断器２の主回路端子側の端子に取付けられる。そのため、貫通形変流器１が取付けられていない高圧遮断器２が取付けられていた受配電設備を変更することなく、貫通形変流器１が取付けられた高圧遮断器２をその受配電設備に対して取付けることができる。

また、第１の実施形態では、図２に示した巻線１−８の他に、変流比の異なる巻線（図示せず）が貫通形変流器１に内蔵され、受配電設備に複数のタップ（図示せず）が設けられている。そのため、単一の貫通形変流器１によって広範囲にわたって異常電流を検出することができる。更に、タップ切換えスイッチ（図示せず）が、例えば図３に示した高圧遮断器２に設けられている。そのため、変流比を容易に変更することができ、変流比の仕様変更に簡単に対応することができる。つまり、仕様の異なる複数の変流器の中から最適な仕様の変流器を選定する煩わしさを排除することができる。好ましくは、図２に示した巻線１−８とは異常電流の検出範囲が異なる巻線（図示せず）が巻線１−８とは別個に貫通形変流器１に内蔵され、単一の貫通形変流器１によって広範囲にわたって異常電流を検出することができるように複数のタップ（図示せず）が設けられている。

以下、本発明の貫通形変流器の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の貫通形変流器は、図１および図２に示した第１の実施形態の貫通形変流器１と同様に構成されている。そのため、第２の実施形態の貫通形変流器では、図１および図２に示した第１の実施形態の貫通形変流器と同様の効果を奏することができる。

図５は図１に示した貫通形変流器１が２個取付けられた固定枠４および高圧遮断器２を示した図である。詳細には、図５（Ａ）は２個の貫通形変流器１が取付けられた固定枠４および高圧遮断器２の正面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示した貫通形変流器１、固定枠４および高圧遮断器２の右側面図である。

図５に示すように、第２の実施形態では、例えば２個の貫通形変流器１が固定枠４の主回路端子側の下側の両端の端子に取付けられて一体化せしめられ、高圧遮断器２が固定枠４に入れられ、受配電設備本体（図示せず）に取付けられる。そのため、貫通形変流器１と固定枠４とがそれぞれ別々に受配電設備本体に取付けて固定されるのに伴って機器の選定および取付けに多大な労力がかかってしまうのを回避することができる。つまり、機器の選定間違いを低減することができる。また、固定枠４と一体化せしめられることなく貫通形変流器１が単体で受配電設備本体に取付けられるのに伴って受配電設備（図示せず）の周りに貫通形変流器取付け用のスペースを確保する必要性を排除することができ、受配電設備を小型化することができる。更に、受配電設備本体に対して固定枠４が取付けられるのとは別個に受配電設備本体に対して貫通形変流器１が取付けられるのに伴って取付け工数が増加してしまうのを回避することができ、受配電設備の組立コストを低減することができる。

更に、第２の実施形態では、図５に示したように、貫通形変流器１が取付けられた固定枠４の外形寸法が、貫通形変流器１が取付けられていない固定枠４の外形寸法、つまり、貫通形変流器１が取付けられる前の固定枠４の外形寸法よりも大きくならないように、貫通形変流器１が固定枠４の主回路端子側の端子に取付けられる。そのため、貫通形変流器１が取付けられていない固定枠４が取付けられていた受配電設備を変更することなく、貫通形変流器１が取付けられた固定枠４をその受配電設備に対して取付けることができる。

図６は図１に示した貫通形変流器１が図５に示した位置とは異なる位置に２個取付けられた固定枠４および高圧遮断器２を示した図である。詳細には、図６（Ａ）は２個の貫通形変流器１が取付けられた固定枠４および高圧遮断器２の正面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）に示した貫通形変流器１、固定枠４および高圧遮断器２の右側面図である。図６に示す例では、２個の貫通形変流器１が固定枠４の主回路端子側の上側の両端の端子に取付けられて一体化せしめられている。

本発明の貫通形変流器の第１の実施形態を示した図である。図１（Ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断した第１の実施形態の貫通形変流器の断面図である。図１に示した貫通形変流器が２個取付けられた高圧遮断器を示した図である。図３に示した貫通形変流器１および高圧遮断器２が固定枠に入れられた状態を示した図である。図１に示した貫通形変流器１が２個取付けられた固定枠４および高圧遮断器２を示した図である。図１に示した貫通形変流器１が図５に示した位置とは異なる位置に２個取付けられた固定枠４および高圧遮断器２を示した図である。従来の導体形変流器を示した図である。従来の貫通形変流器を示した図である。図８（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿って切断した従来の貫通形変流器の断面図である。

符号の説明

１貫通形変流器
１−１樹脂
１−２口出し線
１−３取付け用インサート
１−４第１鉄心
１−５第２鉄心
１−６上側樹脂ケース
１−７下側樹脂ケース
１−８巻線
１−９絶縁テープ
２高圧遮断器
３取付けねじ
４固定枠

Claims

過電流に対する保護を行うために１次側に入力された電流を変流して２次側から出力する貫通形変流器において、１次側の入力電流が大きい時に用いられる第１鉄心と、１次側の入力電流が小さい時に用いられる第２鉄心とを具備することを特徴とする貫通形変流器。
過電流に対する保護を行うために１次側に入力された電流を変流して２次側から出力する貫通形変流器において、１次側の入力電流が大きい時に２次側の出力電流特性が直線性を有するような第１材料により形成された第１鉄心と、１次側の入力電流が小さい時における２次側の出力電流値の精度が前記第１材料を用いた場合よりも高くなるような第２材料により形成された第２鉄心とを具備することを特徴とする貫通形変流器。
前記第１鉄心および前記第２鉄心を樹脂ケースにより包囲することを特徴とする請求項１又は２に記載の貫通形変流器。
変流比の異なる複数の巻線を内蔵した請求項１〜３のいずれか一項に記載の貫通形変流器と、複数のタップと、タップ切換えスイッチとを具備することを特徴とする受配電設備。
前記貫通形変流器が遮断器に取付けられて一体化せしめられた状態で受配電設備本体に取付けられることを特徴とする請求項４に記載の受配電設備。
前記貫通形変流器が前記遮断器の主回路端子部に取付けられることを特徴とする請求項５に記載の受配電設備。
前記貫通形変流器が遮断器用固定枠に取付けられて一体化せしめられた状態で受配電設備本体に取付けられることを特徴とする請求項４に記載の受配電設備。
前記貫通形変流器が前記遮断器用固定枠の主回路端子部に取付けられることを特徴とする請求項７に記載の受配電設備。