JP2007232599A - 電流切替開閉器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 変流器の試験および実負荷試験をする際に相を変える場合でも試験配線の変更を不要にすることができる電流切替開閉器を提供する。
【解決手段】 電力系統からの各相の試験電流を取り出す各変流器と、変流器を試験するために試験電流を測定する電流測定器との間を接続する電流切替開閉器であって、変流器の2次側がそれぞれ接続される赤端子および±端子と、白端子および±端子と、青端子および±端子と、黒端子および±端子とで構成される第1の接続部を備え、電流測定器が接続される端子およびM端子で構成される第2の接続部を備える。さらに、第1の接続部に接続されている変流器の2次側がそれぞれ接続され、各変流器の2次側から1つを選択して第2の接続部に接続すると共に残りの変流器の2次側を短絡し、かつ、第2の接続部に対する接続を切り替えるとき、接続の切替途中で第1の接続部の各2次側を短絡した状態にするカムスイッチ12を備える。
【選択図】 図2

Description

この発明は、変流器を試験する際に用いられる電流切替開閉器および変流器2次側の電流測定(以下、「実負荷試験」という)する際に用いられる電流切替開閉器に関する。
変流器は電力を搬送する電力系統に設置され、変流器からの二次電流からこの電力系統の異常をリレー盤が検出する。この変流器の試験は次のように行われる。図11に示すように、電力系統の送電線101〜103には変流器(CT)111〜113が設置されている。変流器111〜113の試験に際して、変流器111〜113の二次側試験用端子(CTT)121に電流プラグ122を取り付ける。送電線101〜103の異常を検出するリレー盤131は、二次側試験用端子121を経て変流器111〜113からの検出電流を受け取る(例えば、特許文献1参照)。
二次側試験用端子121に電流プラグ122を取り付けた後、電流プラグ122に対して試験配線を行う。つまり、3相交流のR相(赤相)、S相(白相)、T相(青相)、N相(黒相)の1つにメータ132を接続して、メータ132に流れる電流から変流器111〜113を試験する。図11では、R相にメータ132を接続して変流器111を試験する。
特開2001−231153
ところで、先に説明した変流器の試験および実負荷試験には次の課題がある。例えば図11に示すように、赤相を測定した後で白相を測定する場合、電流プラグ122の赤相を短絡した後、白相試験のための試験配線をする必要がある。つまり、試験する相を変更する毎に試験配線を変更しなければならないという課題がある。また、試験配線の際に、試験していない相の電流プラグ122の端子を開放すると、端子には高電圧が発生するので、感電防止や装置破損防止等のために端子間を短絡しなければならないという課題もある。さらに、電流プラグ122には3相交流接続用に8つの端子が取り付けられているので、試験配線の変更の際には誤配線が発生する可能性もある。
この発明の目的は、前記の課題を解決し、変流器の試験および実負荷試験をする際に相を変える場合でも試験配線の変更を不要にすることができる電流切替開閉器を提供することにある。
前記の課題を解決するために、請求項1の発明は、電力系統からの各相の試験電流を取り出す各変流器と、前記変流器を試験するために前記試験電流を測定する電流測定器との間を接続する電流切替開閉器であって、前記変流器の2次側がそれぞれ接続される第1の接続部と、前記電流測定器が接続される第2の接続部と、前記第1の接続部に接続されている前記変流器の2次側がそれぞれ接続され、前記各変流器の2次側から1つを選択して前記第2の接続部に接続すると共に残りの前記変流器の2次側を短絡し、かつ、前記第2の接続部に対する接続を切り替えるとき、接続の切替途中で前記第1の接続部の各2次側を短絡した状態にする電流切替手段とを備えることを特徴とする電流切替開閉器である。
請求項1の発明では、電力系統の各相から試験電流を取り出すための変流器の2次側を第1の接続部に接続し、また、電流測定器を第2の接続部に接続した後、作業者が電流切替手段を操作して各変流器の2次側から1つを選択する。これにより、電流切替手段は、選択された2次側を第2の接続部に接続すると共に、残りの2次側を短絡する。かつ、第2の接続部に対する2次側の接続を切り替えるとき、接続の切替途中で第1の接続部の各2次側を短絡した状態にする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の電流切替開閉器において、前記第1の接続部と前記電流切替手段との間に介在する各補助変流器と、前記各補助変流器を前記第2の接続部に接続するかどうかを切り替える開閉手段とを備えることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項2に記載の電流切替開閉器において、各相が3相交流のR相、S相、T相と、中性相のN相とである場合、前記補助変流器は前記R相、S相、およびT相に対応して介在することを特徴とする。
請求項1の発明により、変流器の試験および実負荷試験をする場合に測定する相を変えるときには、電流切替手段を操作するだけで、各相に対応する変流器の2次側から1つを選択して電流測定器に接続すると共に、残りの相に対応する変流器の2次側を短絡することができるので、変流器の試験のための作業効率を大幅に上げることができる。また、電流切替手段を操作するだけで変流器の2次側を電流測定器に接続するので、従来のように試験配線の変更を不要にすることができる。さらに、第2の接続部に対する2次側の接続を切り替えるとき、接続の切替途中で第1の接続部の各2次側を短絡した状態にするので、接続の切替の際に変流器の2次側に高電圧が発生することを防ぐことができる。
請求項2の発明により、各変流器の2次側に補助変流器を介在させることができるので、実負荷電流の試験を安全に行うことができ、多用途の使用を可能にする。
請求項3の発明により、大きな電流が流れる赤相(R相)、白相(S相)、および青相(T相)に対応する変流器からの試験電流を、補助変流器を介して取り出すので、大きな試験電流が入力することを防ぐことができる。
次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。図1は、この実施の形態による電流切替開閉器1の使用状態を示す接続図である。なお、この実施の形態では、先に説明した図11と同一または同一と見なされる構成要素にはそれと同じ参照符号を付けて、その説明を省略する。この実施の形態による電流切替開閉器1は電流プラグ122を介して二次側試験用端子121に接続されて用いられる。電流切替開閉器1は、図2に示すように、電流プラグ122を接続するための「電流入力」の「赤」、「±」、「白」、「±」、「青」、「±」、「黒」、「±」の端子と、電流測定器であるメータ132を接続するための「電流出力」の「±」、「M」の端子とを備えている。以下では、「赤」の端子を赤端子と記し、他の端子も同様に記す。なお、図2は、電流切替開閉器1を収納する収納箱の操作パネルを示す図である。また、この実施の形態では、「電流入力」の赤端子、±端子、白端子、±端子、青端子、±端子、黒端子、±端子が第1の接続部を形成し、「電流出力」の±端子とM端子とが第2の接続部を形成する。
また、電流切替開閉器1は、「内部CT切替」の開閉器11と、「相切替」のカムスイッチ12とを備え、開閉器11は、ハンドル111で「不使用」、「使用」の各位置で開路または閉路を形成する。カムスイッチ12はハンドル121で45度毎に回転し、「0」、「赤」、「0」、「白」、「0」、「青」、「0」、「黒」の各位置で開路または閉路を形成する。
次に、開閉器11およびカムスイッチ12について説明する。まず、開閉器11の構造を図3に示す。開閉器11は、赤相用の開閉部11Aと、白相用の開閉部11Bと、青相用の開閉部11Cとを備えている。なお、図3は開閉器11のハンドル111が図2の「不使用」の位置のときの開閉状態を表している。開閉部11Aは、「31」、「32」、「11」、「12」、「33」、「34」、「13」、「14」、「21」、「22」、「23」、「24」の接点と、補助変流器11A1とを備えている。なお、以下では、「31」の接点を31接点と記し、他の接点も同様に記す。開閉部11Aでは、31接点と32接点、11接点と12接点、33接点と34接点、13接点と14接点、21接点と22接点、23接点と24接点とが、開閉器11のハンドル111により開路または閉路となる開閉部分をそれぞれ構成している。開閉部11Bは、61接点、62接点、41接点、42接点、63接点、64接点、43接点、44接点、51接点、52接点、53接点、54接点と、補助変流器11B1とを備え、61接点と62接点、41接点と42接点、63接点と64接点、43接点と44接点、51接点と52接点、53接点と54接点とがそれぞれ開閉部分を構成している。開閉部11Cは、91接点、92接点、71接点、72接点、93接点、94接点、73接点、74接点、81接点、82接点、83接点、84接点と、補助変流器11C1とを備え、91接点と92接点、71接点と72接点、93接点と94接点、73接点と74接点、81接点と82接点、83接点と84接点とがそれぞれ開閉部分を構成している。
開閉器11の開閉動作は次のとおりである。開閉器11のハンドル111が「不使用」の位置のとき、開閉部11Aでは、31接点と32接点とが閉じ、11接点と12接点とが開いている。また、33接点と34接点とが開き、13接点と14接点とが閉じている。さらに、21接点と22接点、23接点と24接点が開いている。開閉部11Bおよび開閉部11Cは開閉部11Aと接点番号が異なるだけで、各開閉部分の開閉動作は開閉部11Aと同じであるので説明を省略する。つまり、開閉部11Aの31接点と32接点とで構成される開閉部分が開閉部11Bの61接点と62接点とで構成される開閉部分、および開閉部11Cの91接点と92接点とで構成される開閉部分に相当し、開閉部11Aの11接点と12接点とで構成される開閉部分が開閉部11Bの41接点と42接点とで構成される開閉部分、および開閉部11Cの71接点と72接点とで構成される開閉部分に相当する。また、開閉部11Aの33接点と34接点とで構成される開閉部分が開閉部11Bの63接点と64接点とで構成される開閉部分、および開閉部11Cの93接点と94接点とで構成される開閉部分に相当し、開閉部11Aの13接点と14接点とで構成される開閉部分が開閉部11Bの43接点と44接点とで構成される開閉部分、および開閉部11Cの73接点と74接点とで構成される開閉部分に相当する。さらに、開閉部11Aの21接点と22接点とで構成される開閉部分が開閉部11Bの51接点と52接点とで構成される開閉部分、および開閉部11Cの81接点と82接点とで構成される開閉部分に相当し、開閉部11Aの23接点と24接点とで構成される開閉部分が開閉部11Bの53接点と54接点とで構成される開閉部分、および開閉部11Cの83接点と84接点とで構成される開閉部分に相当する。
開閉器11のハンドル111が「使用」のとき、例えば図4に示すように、開閉部11Aでは、各接点の開閉状態は図3とは逆になる。他も同様である。図4では、補助変流器11A1が1次側11A11と2次側11A12とを備えて、後述するように、ハンドル111の位置に応じて、補助変流器11A1の1次側11A11および2次側11A12の接続が変更される。補助変流器11A1は次のために用いられる。実負荷試験電流の測定回路が開路になっても高電圧の抑制および回路の絶縁を目的としている。なお、変流比は、5/5[A]である。補助変流器11B1および補助変流器11C1も同様である。なお、黒相は中性相であるので、この実施の形態では、黒相に対応する補助変流器を用いていない。
開閉器11に対する接続は次のとおりである。図4の開閉部11Aでは、31接点が11接点に接続され、33接点が13接点に接続されている。32接点が22接点に接続され、14接点が24接点に接続されている。補助変流器11C1の1次側は12接点と34接点との間に接続され、補助変流器11C1の2次側は21接点と23接点との間に接続されている。開閉部11Bおよび開閉部11Cは開閉部11Aと接続関係が同様であるので説明を省略する。
次に、カムスイッチ12について説明する。カムスイッチ12の構造は図3に示すとおりである。つまり、カムスイッチ12では、図3の紙面横方向の「0」、「赤」、「0」、「白」、「0」、「青」、「0」、「黒」がノッチの位置を表す。図3の紙面縦方向の数字「11」、「21」、「31」、「41」、「51」、「53」、「61」、「63」、「71」、「73」、「81」、「83」が入力側の端子であり、図3の紙面縦方向の数字「12」、「22」、「32」、「42」、「52」、「54」、「62」、「64」、「72」、「74」、「82」、「84」が出力側の端子である。以下では、「11」の端子を11端子と記し、他の端子も同様に記す。入力側の端子と出力側の端子と一対をなす端子、つまり、11端子と12端子、…、83端子と84端子はカムスイッチ12のハンドル121の回転軸の回転方向に沿うように配置され、入力側の11端子、…、83端子、および、出力側の12端子、…、84端子はハンドル111の回転軸の軸方向に沿って配置されている。例えば11端子と12端子とがハンドル111の回転軸の回転方向に沿うように配置され、1対の11端子および12端子に対して、次の1対の21端子および22端子が積層されて、かつ、ハンドル111の回転軸の軸方向に配置されている。
カムスイッチ12に対する接続は次のとおりである。入力側では、11端子が51端子と開閉器11の開閉部11Aの22接点および32接点とに接続されている。21端子が53端子と開閉器11の開閉部11Bの52接点および62接点とに接続されている。31端子が61端子と開閉器11の開閉部11Cの82接点および92接点とに接続されている。41端子が63端子と開閉器11の黒相用の±端子とに接続されている。71端子が73端子に接続され、73端子が81端子に接続され、81端子が83端子に接続されている。出力側では、12端子が72端子と開閉器11の開閉部11Aの14接点および24接点とに接続されている。22端子が74端子と開閉器11の開閉部11Bの44接点および54接点とに接続されている。32端子が82端子と開閉器11の開閉部11Cの74接点および84接点とに接続されている。42端子が84端子と、黒相用の黒端子とに接続されている。52端子が54端子と62端子と64端子とに接続されている。
開閉器11およびカムスイッチ12に対して、図2の「電流入力」の赤相用の±端子が開閉器11の開閉部11Aの11接点および31接点に接続され、赤端子が13接点および33接点に接続されている。白相用の±端子が開閉器11の開閉部11Bの41接点および61接点に接続され、白端子が43接点および63接点に接続されている。青相用の±端子が開閉器11の開閉部11Cの71接点および91接点に接続され、青端子が73接点および93接点に接続されている。先に述べたように、黒相用の±端子がカムスイッチ12の41端子に接続され、黒端子がカムスイッチ12の42端子に接続されている。図2の「電流出力」であるメータ用の±端子がカムスイッチ12の64端子に接続され、M端子がカムスイッチ12の83端子に接続されている。
次に、電流切替開閉器1の動作を、カムスイッチ12の動作と共に説明する。
図2の「内部CT切替」のハンドル111を「不使用」の位置にしている場合、ハンドル121を「0」の位置にすると、11端子と12端子との間、21端子と22端子との間、31端子と32端子との間、41端子と42端子との間が閉路状態になる。図3では黒丸印が接点の閉路位置を示し、太線がオーバーラップを示すが、オーバーラップについては後述する。この閉路状態により、電流切替開閉器1の「赤相」の±端子は、開閉器11の開閉部11Aの31接点、32接点、カムスイッチ12の11端子、12端子、開閉部11Aの14接点、13接点を経て、電流切替開閉器1の赤端子に接続される。つまり、ハンドル121が「0」の位置では、電流切替開閉器1は「赤相」の±端子と赤端子との間を短絡状態にしている。同様に、ハンドル121が「0」の位置では、電流切替開閉器1は「白相」の±端子と白端子との間を短絡状態にし、「青相」の±端子と青端子との間を短絡状態にしている。「黒相」の±端子は、カムスイッチ12の41端子、42端子を経て「黒相」の黒端子に接続される。つまり、ハンドル121が「0」の位置では、電流切替開閉器1は「黒相」の±端子と黒端子との間を短絡状態にしている。
ハンドル121が「0」の位置から「赤」の位置に切り替える場合、つまり相の切替をする場合、ハンドル121が「0」と「赤」との間にあるとき、閉路状態がオーバーラップをする。つまり、ハンドル121が「0」と「赤」との間にあるとき、図5に示すように、カムスイッチ12の接点A111、接点A211、接点A311、および接点A411が閉路状態であり、かつ、接点A212、接点A312、接点A412、接点A512、および接点A712が閉路状態である。オーバーラップについて「赤相」を例として説明する。ハンドル121が「0」の位置では、接点A111により、端子11と端子12との間が閉路状態にある。この後、ハンドル121を回して「0」と「赤」の間にしたとき、接点A111と、接点A512および接点A712とがオーバーラップをする。これにより、相の切替の際にハンドル121が「0」と「赤」の間の位置にあるときは、端子11と端子12との間が閉路状態になると共に、端子51と端子52との間および端子71と端子72との間が閉路状態になる。この結果、接点A111により、図6に示すルートR1が形成されると同時に、図7に示すように、接点A512により、メータ132の接続用端子である±端子とM端子とを含むルートR2が形成される。つまり、「赤相」の±端子と赤端子を短絡状態に保ちながら、「赤相」の±端子と赤端子にメータ132を接続している。この後、ハンドル121が「赤」の位置では、図6で形成されたルートR1が開路となり、図7のルートR2だけが閉路を形成する。この結果、「赤相」の±端子と赤端子とにメータ132を接続する場合、「赤相」の±端子と赤端子との間の短絡を保ちながら、「赤相」の±端子と赤端子とに対して「電流出力」の±端子とM端子とを接続する。この後、ハンドル121を「白」の位置にして「白相」の±端子と赤端子にメータ132を接続する場合、ハンドル121を「青」の位置にして「青相」の±端子と赤端子にメータ132を接続する場合、ハンドル121を「黒」の位置にして「黒相」の±端子と赤端子にメータ132を接続する場合も同様に、各相を短絡にしながらメータ132を接続する。つまり、「電流入力」と「電流出力」とは、ハンドル121の位置に応じて、図8に示すようになる。なお、図8では「ST」が短絡を表す。
ところで、ハンドル121を「0」の位置にした場合、開閉部11Aを「使用」に切り替えると、例えば開閉器11の開閉部11Aでは、接点11と接点12との間、接点33と接点34の間、接点21と接点22との間、接点23と接点24との間が閉路状態になり、開閉器11の接点31と接点32との間、接点13と接点14の間が開路状態になる(図4)。これにより、図9に示すように、補助変流器11A1の1次側11A11が接点11および接点12と、接点33および接点34とにより、「赤相」の±端子と赤端子とに接続される。また、補助変流器11A1の2次側11A12の一方は、図9に示すように、接点21、接点22、端子11、端子12、接点24、接点23を経て、補助変流器11A1の2次側11A12の他方に接続される。つまり、ルートR11により形成された閉路により、補助変流器11A1の2次側11A12が短絡される。換言すると、開閉部11Aを「使用」に切り替えると、「赤相」の±端子と赤端子には補助変流器11A1の1次側11A11が接続され、開閉部11Aの接続点P11A1と接続点P11A2との間には、補助変流器11A1の2次側11A12が接続される。開閉部11Bおよび開閉部11Cは開閉部11Aと同様である。
また、ハンドル121を「赤」の位置にした場合、開閉部11Aを「使用」に切り替えると、例えば開閉器11では、開閉部11Aの接続点P11A1と接続点P11A2との間には、補助変流器11A1の2次側11A12が接続される。同時に、開閉部11Aの接続点P11A1と接続点P11A2との間には、図10に示すように、ルートR12の閉路によりメータ132用の±端子とM端子とが接続され、赤相とメータ132との間に補助変流器11A1が介在することになる。開閉部11Bおよび開閉部11Cは、開閉部11Aと同様である。
こうして、この実施の形態の電流切替開閉器1によれば、変流器の試験および実負荷試験をする場合に測定する相を変えるときには、ハンドル121の位置を回すだけで、「赤」、「白」、「青」、「黒」の位置に応じて、選択された相の変流器をメータ132を接続すると共に、残りの相の変流器を短絡することができる。この結果、変流器の試験のための作業効率を大幅に上げることができ、従来のように試験配線の変更を不要にすることができる。また、残りの相の変流器を短絡するので、相の切替の際に高電圧発生が発生することを防ぐことができる。また、電流切替開閉器1は主に開閉器11とカムスイッチ12と補助変流器11A1、11B1、11C1とで構成されるので、電流切替開閉器1をコンパクトな収納箱に収めることができる。さらに、電流切替開閉器1が補助変流器11A1、11B1、11C1を装備しているので、実負荷試験時に電流測定回路が開路しても高電圧を抑制することができ、実負荷電流の試験を安全に行うことができ、多用途の使用を可能にする。
以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。たとえば、電流切替開閉器1は開閉器11を含む回路とカムスイッチ12を含む回路との両方を備える構成であったが、開閉器11を含む回路を除いた構成でもよい。
この発明の実施の形態による電流切替開閉器の使用状態を示す接続図である。 電流切替開閉器を収納する収納箱の操作パネルを示す図である。 開閉部およびカムスイッチの回路構成を示す構成図である。 開閉部の開閉状態を説明する図である。 カムスイッチのオーバーラップを説明する図である。 カムスイッチにより形成されるルートを示す図である。 カムスイッチにより形成されるルートを示す図である。 電流入力と電流出力との関係を示す図である。 開閉器により形成されるルートを示す図である。 開閉器により形成されるルートを示す図である。 従来の試験配線を説明する説明図である。
符号の説明
1 電流切替開閉器
11 開閉器(開閉手段)
12 カムスイッチ(電流切替手段)
111、121 ハンドル
11A、11B、11C 開閉部
11A1、11B1、11C1 補助変流器
121 二次側試験用端子
122 電流プラグ
131 リレー盤
132 メータ(電流測定器)

Claims (3)

  1. 電力系統からの各相の試験電流を取り出す各変流器と、前記変流器を試験するために前記試験電流を測定する電流測定器との間を接続する電流切替開閉器であって、
    前記変流器の2次側がそれぞれ接続される第1の接続部と、
    前記電流測定器が接続される第2の接続部と、
    前記第1の接続部に接続されている前記変流器の2次側がそれぞれ接続され、前記各変流器の2次側から1つを選択して前記第2の接続部に接続すると共に残りの前記変流器の2次側を短絡し、かつ、前記第2の接続部に対する接続を切り替えるとき、接続の切替途中で前記第1の接続部の各2次側を短絡した状態にする電流切替手段と、
    を備えることを特徴とする電流切替開閉器。
  2. 前記第1の接続部と前記電流切替手段との間に介在する各補助変流器と、
    前記各補助変流器を前記第2の接続部に接続するかどうかを切り替える開閉手段と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の電流切替開閉器。
  3. 各相が3相交流のR相、S相、T相と、中性相のN相とである場合、前記補助変流器は前記R相、S相、およびT相に対応して介在することを特徴とする請求項2に記載の電流切替開閉器。

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