JP2012059899A - 計器用変成器装置 - Google Patents

Abstract

【課題】三相分の計器用変圧器を一列配置で収納する箱体の縮小化を図る。
【解決手段】主回路電圧を測定するコイル３とコイル３に接続された一次端子６とコイル３を貫通するコア５とを有する計器用変成器２ａ、２ｂ、２ｃと、一次端子６と主回路導体８との接続部に設けられる電界緩和シールド９、１０、１１とを備えた計器用変成器装置であって、計器用変成器９、１０、１１の三相分を箱体１内に一列配置し、相間を形成する電界緩和シールド１０よりも対地間のギャップを形成する電界緩和シールド９、１１の曲率を大きくしたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、スイッチギヤやＣ−ＧＩＳのような開閉装置に用いられる計器用変成器装置に関する。

従来、計器用変成器は、開閉装置の主回路電圧の測定に用いられるものであり、筒状の一次コイルと二次コイルをエポキシ樹脂でモールドし、小型化が図られている。このような計器用変成器は、三相分が箱体内の幅方向、所謂、相間方向に一列配置され、開閉装置内の主回路導体と接続される。また、主回路導体との接続部には、ガス絶縁のような耐電圧特性が電界依存性を示すものでは、電界緩和リングが設けられる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−２３０１３６号公報

上記の従来の計器用変成器においては、次のような問題がある。
三相分の計器用変成器は、電界緩和リングを含め、各相が同様の形状をし、略等間隔で配置されている。このため、三相分が同様の諸特性を示し品質上好ましいものとなるものの、耐電圧特性においては異なった特性を示す。三相をＲ相、Ｓ相、Ｔ相と表示すると、Ｒ−Ｓ、Ｓ−Ｔの相間ギャップと、Ｒ−接地、Ｔ−接地の対地間ギャップとで電界利用率が異なってくる。

即ち、相間と対地間とを同様のギャップ長とし、計器用変成器を一列配置とすると、対地間ギャップの耐電圧特性の方が低下する。このため、対地間のギャップを相間よりも広くしなければならず、箱体の幅方向の縮小化には限界があった。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、三相分の計器用変成器を収納する箱体を縮小し得る計器用変成器装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、実施形態の計器用変成器装置は、主回路電圧を測定するコイルと前記コイルに接続された一次端子と前記コイルを貫通するコアとを有する計器用変成器と、前記一次端子と主回路導体との接続部に設けられる電界緩和シールドとを備えた計器用変成器装置であって、前記計器用変成器の三相分を箱体内に一列配置し、相間よりも対地間のギャップを形成する電界緩和シールドの曲率を大きくしたことを特徴とする。

本発明の実施例１に係る計器用変成器装置の構成を示す断面図。 本発明の実施例２に係る計器用変成器装置の電界緩和リングを示す正面図。 本発明の実施例３に係る計器用変成器装置の構成を示す断面図。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例１に係る計器用変成器装置を図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る計器用変成器装置の構成を示す断面図である。

図１に示すように、床板１ａとその両側にそれぞれ固定された側板１ｂ、１ｃを有する箱体１内には、幅方向に三相分の計器用変成器２ａ、２ｂ、２ｃが同様の間隔を保って一列配置され、床板１ａに固定されている。計器用変成器２ａ、２ｂ、２ｃは、一次コイルと二次コイルから構成される環状のコイル３、コイル３をエポキシ樹脂でモールドした絶縁被覆４、コイル３の中央開口部を貫通するコア５、一次コイルに接続された一次端子６、二次コイルに接続された二次端子７で構成されている。

ここで、計器用変成器２ａをＲ相、計器用変成器２ｂをＳ相、計器用変成器２ｃをＴ相とする。いずれもコイル３、絶縁被膜４、コア５など同様の構成である。

一次端子６には、それぞれ開閉装置側の主回路導体８が接続される。Ｒ相では第１の電界緩和リング９、Ｓ相では第２の電界緩和リング１０、Ｔ相では第３の電界緩和リング１１を介して接続され、接続部の電界緩和が行われる。

そして、第１の電界緩和リング９の直径をφ１、第２の電界緩和リング１０の直径をφ２、第３の電界緩和リング１１の直径をφ３とすると、φ１＝φ３＞φ２としている。即ち、側板１ｂと対向し対地間となる第１の電界緩和リング９、および側板１ｃと対向し対地間となる第３の電界緩和リング１１の曲率を、相間となる第２の電界緩和リング１０よりも大きくしている。

これにより、対地間を形成するＲ相、Ｔ相の電界利用率が高くなり、耐電圧特性を向上させることができる。第１、第３の電界緩和リング９、１１の曲率を、第２の電界緩和リング１０の二倍以上にすることにより、Ｒ相−側板１ｂの対地間、Ｒ相−Ｓ相の相間、Ｓ相−Ｔ相の相間、Ｔ相−側板１ｃの対地間のそれぞれのギャップ長を同様とすることができる。各相でギャップ長が同様となれば、浮遊容量などの受ける影響も同様となり、計器用変成器２ａ、２ｂ、２ｃの計測精度を向上させることができる。

なお、計器用変成器２ａ、２ｂ、２ｃでは、外形形状を幅方向よりも高さ方向を大きくすることにより、三相分を一列配置したときの幅方向の寸法を縮小化することができる。コイル３の外形形状を幅方向が薄い矩形状とすれば、全体形状も幅方向が薄いものとなる。

上記実施例１の計器用変成器装置によれば、相間のギャップを形成する第２の電界緩和リング１０よりも、対地間のギャップを形成する第１、第３の電界緩和リング９、１１の曲率を大きくしているので、対地間の耐電圧特性が向上し、箱体１の幅方向寸法の縮小化を図ることができる。

次に、本発明の実施例２に係る計器用変成器装置を図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係る計器用変成器装置の電界緩和リングを示す正面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、電界緩和リングの形状である。図２において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、電界緩和リングは、各相で相似形状であるので、Ｒ相を用いて説明する。

図２に示すように、第１の電界緩和リング９は、主回路導体８側の上部リング１２と一次端子６側の下部リング１３とに二分割されており、これらはボルト１４で締付け固定されている。そして、上部リング１２の曲率半径をｒ１、下部リング１３の曲率半径をｒ２とすると、ｒ１＞ｒ２としている。

一般的に、上部リング１２側は空間に曝され電界が上昇し、下部リング１３側は一次端子６で所定の高さを持って計器用変成器２ａが近接している影響を受けて電界が抑制される。このため、上部リング１２側の方の曲率半径ｒ１を大きくすることにより、上部リング１２と下部リング１３の電界を同様とすることができ、第１の電界緩和リング９全体の電界緩和を図ることができる。

上記実施例２の計器用変成器装置によれば、実施例１による効果のほかに、第１の電界緩和リング９全体の電界緩和を図ることができる。

次に、本発明の実施例３に係る計器用変成器装置を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例３に係る計器用変成器装置の構成を示す断面図である。なお、この実施例３が実施例１と異なる点は、計器用変成器の配置である。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３に示すように、計器用変成器２ａ、２ｂ、２ｃが箱体１の高さ方向に一列配置され、側板１ｂに固定されている。下段にＲ相の計器用変成器２ａ、中段にＳ相の計器用変成器２ｂ、上段にＴ相の計器用変成器２ｃが同様の間隔を保って配置され、それぞれＬ字状の主回路導体８が接続されている。Ｒ相では第４の電界緩和リング１５、Ｓ相では第５の電界緩和リング１６、Ｔ相では第６の電界緩和リング１７を介して接続され、接続部の電界緩和が行われている。

そして、第４の電界緩和リング１５の直径をφ４、第５の電界緩和リング１６の直径をφ５、第６の電界緩和リング１７の直径をφ６とすると、φ４＞φ５＝φ６としている。即ち、床板１ａと対向し対地間となる第４の電界緩和リング１５の曲率を、相間となる第５、第６の電界緩和リング１６、１７よりも大きくしている。

これにより、対地間を形成するＲ相の電界利用率が高くなり、耐電圧特性を向上させることができる。そして、Ｒ相−床板１ａの対地間、Ｒ相−Ｓ相の相間、Ｓ相−Ｔ相の相間のギャップ長をそれぞれ同様とすることができる。

上記実施例３の計器用変成器装置によれば、相間のギャップを形成する第５、６の電界緩和リング１６、１７よりも、対地間のギャップを形成する第４の電界緩和リング１５の曲率を大きくしているので、対地間の耐電圧特性が向上し、箱体１の高さ方向寸法の縮小化を図ることができる。

以上述べたような実施形態は、相間を形成する電界緩和リングよりも対地間を形成する電界緩和リングの曲率を大きくし、耐電圧特性を向上させているので、計器用変成器を収納する箱体の縮小化を図ることができる。

以上において幾つかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、単に例として示したもので、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。実際、ここにおいて述べた新規な装置は、種々の他の形態に具体化されてもよいし、さらに、本発明の主旨またはスピリットから逸脱することなく、ここにおいて述べた装置の形態における種々の省略、置き換えおよび変更を行ってもよい。付随する請求項およびそれらの均等物は、本発明の範囲および主旨またはスピリットに入るようにそのような形態若しくは変形を含むことを意図している。

１ 箱体
１ａ 床板
１ｂ、１ｃ 側板
２ａ、２ｂ、２ｃ 計器用変成器
３ コイル
４ 絶縁被覆
５ コア
６ 一次端子
７ 二次端子
８ 主回路導体
９、１０、１１、１５、１６、１７ 電界緩和リング
１２ 上部リング
１３ 下部リング
１４ ボルト

Claims (5)

1. 主回路電圧を測定するコイルと前記コイルに接続された一次端子と前記コイルを貫通するコアとを有する計器用変成器と、
   前記一次端子と主回路導体との接続部に設けられる電界緩和シールドとを備えた計器用変成器装置であって、
   前記計器用変成器の三相分を箱体内に一列配置し、相間よりも対地間のギャップを形成する電界緩和シールドの曲率を大きくしたことを特徴とする計器用変成器装置。
2. 前記計器用変成器の三相分を幅方向にＲ相、Ｓ相、Ｔ相の順に配置し、
   前記Ｓ相よりも前記Ｒ相、前記Ｔ相の電界緩和シールドの曲率を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の計器用変成器装置。
3. 前記計器用変成器の三相分を高さ方向に床板からＲ相、Ｓ相、Ｔ相の順に配置し、
   前記Ｓ相、前記Ｔ相よりも前記Ｒ相の電界緩和シールドの曲率を大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の計器用変成器装置。
4. 前記電界緩和シールドを、前記主回路導体側の上部リングと前記一次端子側の下部リングとに二分割し、
   前記下部リングよりも前記上部リングの曲率半径を大きくしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の計器用変成器装置。
5. 前記コイルの外形形状を幅方向よりも高さ方向を大きくしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の計器用変成器装置。

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