JP2012238653A - 切換開閉器およびこれを用いたタップ切換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で通電切換えを高精度に行うタップ切換装置を提供する。
【解決手段】タップ切換装置は、タップ選択器および切換開閉器を備えている。切換開閉器は、タップ巻線からの負荷電流が流れるタップを第１タップから第２タップに切り換える。切換開閉器は、絶縁槽１２、蓄勢装置１４、駆動軸１６、第１電位絶縁槽側固定部材７１、第２電位絶縁槽側固定部材、第１中性電位板６１、通電切換部材２１、中性電位ブラケット６７、第１電位通電部材７２、第２電位通電部材などを有している。通電切換部材２１は、駆動軸１６の回転に伴って第１の位置と第２の位置との間を回動する。中性電位ブラケット６７は、通電切換部材２１に常時接触する中性電位側接触子を保持する。第１電位通電部材７２は、第１の位置に回動した通電切換部材２１に接触する第１電位側接触子を有し、第２電位通電部材は、第２の位置に回動した通電切換部材２１に接触する第２電位側接触子を有する。
【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、変圧器のタップ巻線からの負荷電流が流れるタップを切り換える切換開閉器、および、これを用いたタップ切換装置に関する。

負荷時タップ切換装置は、切換開閉器およびタップ選択器を備えている。タップ選択器は、変圧器のタップ巻線から引き出される一対のタップの位置を選択する。切換開閉器は、タップ巻線からの負荷電流を流すタップを一対のタップ間で切り換える。切換開閉器は、負荷電流を切断することなく、電位の切換動作を行う（例えば特許文献１参照）。

定常時にも電流が流れる切換開閉器においては、接続抵抗や放熱性を考慮する必要がある。そのため、電流容量が大きい負荷時タップ切換装置においては通常、切換開閉器は、切換動作時のみに電流を流す機構に加え、中性電位と一対のタップ電位の通電を切り換える機構（通電切換機構）を有している。通電切換機構は、油槽を構成する絶縁槽内に設けられ、蓄勢装置から駆動軸を介して伝達されたトルクにより駆動し、切換動作を行う。

特表平１１−５０４７５５号公報

特許文献１に記載された切換開閉器は、絶縁槽の内面に固定された一対のタップ電位板のそれぞれと中性電位板とを接続する一対の導電接触子が設けられていて、駆動軸と同期連動するリンク手段に支持された通電体が一対の導電接触子の一方に接触することにより、通電切換えを行う。

この構成では、一対の導電接触子と通電体とが絶縁槽側と切換ユニット側に分離して別ユニットで構成されているため、切換えシーケンスのタイミング精度を確保するには、これらの相対位置を高精度に構築する必要がある。ところが、負荷時タップ切換器は、絶縁槽内に切換開閉器を挿入することにより組み立てられるため、通電体および一対の導電接触子の双方を高精度に位置決めすることは極めて困難であり、特許文献１に記載されたように、挿入ガイドやガイド棒などの位置決め用の付属部品を追加する必要がある。そうすると、組立工数や材料費などのコストが増大してしまう。また、切換開閉器の点検作業後に動作検証を行う場合、絶縁槽内に切換開閉器を挿入した状態で検証を行う必要がある。そのため、変圧器の設置現場で種々の動作検証を行わなければならず、保守性の悪化や保守費用の増大といった問題が生じてしまう。

そこで、本発明の実施形態に係る切換開閉器は、上述の課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で通電切換えの精度を向上させることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の実施形態に係る切換開閉器は、変圧器のタップ巻線からの負荷電流が流れるタップを第１タップから第２タップに切り換える切換開閉器であって、円筒状の絶縁材からなる絶縁槽と、前記第１タップ側に電気的に接続されて、前記絶縁槽の内面に対して固定された第１電位絶縁槽側固定部材と、前記第２タップ側に電気的に接続されて、前記絶縁槽の内面に対して固定された第２電位絶縁槽側固定部材と、前記絶縁槽内に前記絶縁槽と同軸的に延びた駆動軸と、前記駆動軸の一端に設けられて、前記駆動軸を回転させる蓄勢装置と、前記絶縁槽内に前記駆動軸に対して垂直に配置されて、中性電位側に電気的に接続された板状の第１中性電位板と、前記第１中性電位板に近接し前記絶縁槽に囲まれた空間に配置されて、前記駆動軸の回転に伴って第１の位置と第２の位置との間を回動する通電切換部材と、前記第１の位置と第２の位置との間を回動する前記通電切換部材に常時接触するように設けられた中性電位側接触子を保持し、前記第１中性電位板に対して固定されて、前記中性電位側接触子と前記第１中性電位板とを電気的に接続する中性電位ブラケットと、前記第１の位置に回動した前記通電切換部材に接触するように設けられた第１電位側接触子を有し、中性電位および第２電位に対して絶縁固定されて、前記第１電位側接触子と前記第１電位絶縁槽側固定部材とを電気的に接続する第１電位通電部材と、前記第２の位置に回動した前記通電切換部材に接触するように設けられた第２電位側接触子を有し、中性電位および第２電位に対して絶縁固定されて、前記第２電位側接触子と前記第２電位絶縁槽側固定部材とを電気的に接続する第２電位通電部材と、を備えたことを特徴とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明の実施形態に係るタップ切換装置は、タップ巻線から引き出される第１タップおよび第２タップの位置を選択するタップ選択器と、前記タップ巻線からの負荷電流が流れるタップを前記第１タップから前記第２タップに切り換える切換開閉器とを具備したタップ切換装置であって、前記切換開閉器は、円筒状の絶縁材からなる絶縁槽と、前記第１タップ側に電気的に接続されて、前記絶縁槽の内面に対して固定された第１電位絶縁槽側固定部材と、前記第２タップ側に電気的に接続されて、前記絶縁槽の内面に対して固定された第２電位絶縁槽側固定部材と、前記絶縁槽内に前記絶縁槽と同軸的に延びた駆動軸と、前記駆動軸の一端に設けられて、前記駆動軸を回転させる蓄勢装置と、前記絶縁槽内に前記駆動軸に対して垂直に配置されて、中性電位側に電気的に接続された板状の第１中性電位板と、前記第１中性電位板に近接し前記絶縁槽に囲まれた空間に配置されて、前記駆動軸の回転に伴って第１の位置と第２の位置との間を回動する通電切換部材と、前記第１の位置と第２の位置との間を回動する前記通電切換部材に常時接触するように設けられた中性電位側接触子を保持し、前記第１中性電位板に対して固定されて、前記中性電位側接触子と前記第１中性電位板とを電気的に接続する中性電位ブラケットと、前記第１の位置に回動した前記通電切換部材に接触するように設けられた第１電位側接触子を有し、前記第１中性電位板に対して絶縁固定されて、前記第１電位側接触子と前記第１電位絶縁槽側固定部材とを電気的に接続する第１電位通電部材と、前記第２の位置に回動した前記通電切換部材に接触するように設けられた第２電位側接触子を有し、前記第１中性電位板に対して絶縁固定されて、前記第２電位側接触子と前記第２電位絶縁槽側固定部材とを電気的に接続する第２電位通電部材と、を備えたことを特徴とする。

本発明の実施形態に係るタップ切換装置の概略立断面図である。 本発明の実施形態に係る切換開閉器の切換ユニットの回路構成図である。 本発明の実施形態に係る切換開閉器の切換ユニットのタップ切換動作を説明するための回路構成図である。 本発明の実施形態に係る切換開閉器の部分側面図である。 本発明の実施形態に係る切換開閉器の部分縦断面図である。 図５の上下を反転させて示した切換開閉器の通電切換機構付近の部分斜視図である。 図６から第２サポート板を省略した切換開閉器の通電切換機構付近の部分斜視図である。 本発明の実施形態に係る切換開閉器の通電切換機構の切換動作を説明するための通電切換機構の概略横断面図である。 本発明の実施形態に係る切換開閉器の接点切換機構の部分斜視図である。 図９の部分拡大図である。

本発明の実施形態に係るタップ切換装置について、図１ないし図１０を用いて説明する。
まず、本実施形態に係るタップ切換装置の概要について、図１を用いて説明する。図１は、タップ切換装置の概略立断面図である。

タップ切換装置は、切換開閉器１０およびタップ選択器１３０を備えている。タップ選択器１３０は、変圧器のタップ巻線から引き出される第１タップおよび第２タップの位置を選択する。切換開閉器１０は、タップ巻線からの負荷電流を流すタップを第１タップと第２タップとの間で切り換える。

切換開閉器１０およびタップ選択器１３０は、変圧器タンク１５０内に収納されている。切換開閉器１０は、図１に示したように、変圧器タンク１５０の上部から内部に向かって吊り下げられている。タップ選択器１３０は、切換開閉器１０の下方に設置されている。

切換開閉器１０は、絶縁槽１２、蓄勢装置１４、駆動軸１６、および、切換ユニット１８を備えている。蓄勢装置１４、駆動軸１６、および、切換ユニット１８は、絶縁槽１２内に設置されている。

絶縁槽１２は、絶縁材からなり、円筒状に形成されている。絶縁槽１２は、変圧器タンク１５０の上部に固定され、変圧器タンク１５０の上部から内部に向かって下方に延びている。絶縁槽１２は、その内部に油が充填されていて、油槽を構成している。

蓄勢装置１４は、絶縁槽１２内の上方に設置されている。蓄勢装置１４は、切換ユニット１８のタップ切換動作の駆動源となる弾性エネルギーを蓄える。

駆動軸１６は、蓄勢装置１４から絶縁槽１２の中心軸に沿って下方に延び、切換ユニット１８に連結されている。駆動軸１６は、蓄勢装置１４に蓄えられた弾性エネルギーをトルクとして切換ユニット１８に伝達する。

切換ユニット１８は、駆動軸１６から伝達された弾性エネルギーにより駆動し、タップ切換動作を行う。

次に、切換ユニット１８のタップ切換動作について、図２および図３を用いて説明する。図２は、切換開閉器の回路構成図である。図３は、切換開閉器のタップ切換動作を説明するための回路構成図である。

切換ユニット１８は、回路構成上、図２に示したように、３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）のタップ巻線９０ｕ，９０ｖ，９０ｗのそれぞれから引き出された２つのタップ（第１タップ９１，第２タップ９２）と３相交流電路の中性点９３との間に設けられている。各相の切換ユニット１８は、遮断機構、通電切換機構２０、接点切換機構３０、および、限流抵抗器５０を備えている。本実施形態では、遮断機構として、２種の真空バルブ４０（主バルブ４０ａ，抵抗バルブ４０ｂ）が用いられている。

切換ユニット１８は、負荷電流が第１タップ９１から第１の電路１０１を通って中性点９３に流れる状態（図２および図３（ａ）参照）から、図３（ｂ）から図３（ｇ）に示した過程を経て、負荷電流が第２タップ９２から第１の電路１０１を通って中性点９３に流れる状態（図３（ｈ）参照）に切り換える。

まず、通電切換機構２０の作動により、第１の電路１０１から第２の電路１０２に切り換え、第１タップ９１からの負荷電流を第２の電路１０２を通して中性点９３に流す（図３（ｂ）参照）。第２の電路１０２には、主バルブ４０ａが接続されている。この過程では、主バルブ４０ａが閉栓されているため、負荷電流は、第２の電路１０２を流れる。

続いて、主バルブ４０ａを開栓することにより、第２の電路１０２を断ち切り、第１タップ９１からの負荷電流を第３の電路１０３を通して中性点９３に流す（図３（ｃ）参照）。第３の電路１０３には、限流抵抗器５０と抵抗バルブ４０ｂとが直列に接続されている。この過程では、抵抗バルブ４０ｂが閉栓されているため、負荷電流は、第３の電路１０３を流れる。

その後、第２タップ９２と中性点９３とを繋いだ第４の電路１０４の抵抗バルブ４０ｂを閉栓することにより、タップ巻線９０からの負荷電流を第１タップ９１および第２タップ９２を介して第３の電路１０３および第４の電路１０４の両方に流す（図３（ｄ）参照）。なお、第４の電路１０４には、第３の電路１０４と同様に、限流抵抗器５０と抵抗バルブ４０ｂとが直列に接続されている。

続いて、接点切換機構３０の作動により、第１タップ９１に接続されていた第２の電路１０２を第２タップ９２に繋ぎ換える（図３（ｅ）参照）。

その後、第３の電路１０３の抵抗バルブ４０ｂを開栓することにより、第３の電路１０３を断ち切り、タップ巻線９０からの負荷電流を第２タップ９２を介して第４の電路１０４に流す（図３（ｆ）参照）。

続いて、第２の電路１０２の主バルブ４０ａを閉栓することにより、第２タップ９２からの負荷電流を第２の電路１０２を通して中性点９３に流す（図３（ｇ）参照）。

その後、通電切換機構２０の作動により、第２の電路１０２から第１の電路１０１に切り換え、第２タップ９２からの負荷電流を第１の電路１０１を通して中性点９３に流す（図３（ｈ）参照）。

切換開閉器１０の切換ユニット１８は、上述したタップ切換動作により、負荷時に負荷電流を遮断し、タップ巻線９０からの負荷電流を流すタップを第１タップ９１と第２タップ９２との間で切り換える。

次に、切換ユニット１８の各機構の構造および実装状態について、図４および図５を用いて説明する。図４は、切換開閉器の部分側面図である。図５は、切換開閉器の部分縦断面図である。

上述したとおり、絶縁槽１２内には、絶縁槽１２と同軸的に延びた駆動軸１６が設けられている。駆動軸１６の上端には、蓄勢装置１４が設置されている。

本実施形態に係る切換開閉器１０の切換ユニット１８は、真空バルブ４０（遮断機構）、通電切換機構２０、接点切換機構３０、および、限流抵抗器５０を備えている。切換ユニット１８を構成する各機構は、図４および図５に示したように、絶縁槽１２内に駆動軸１６に沿って多段的に収納されている。

蓄勢装置１４の下方に位置する第１収納空間１１１には、複数の真空バルブ４０（主バルブ４０ａ，抵抗バルブ４０ｂ）が設置されている。複数の真空バルブ４０は、駆動軸１６の周りに互いに等間隔に配置されている。第１収納空間１１１の上端には、漏斗状のサポート部材８０が設けられている。

第１収納空間１１１の下段に位置する第２収納空間１１２には、切換接点機構３０が設置されている。

第２収納空間１１２の下段に位置する第３収納空間１１３には、通電切換機構２０が設置されている。第３収納空間１１３の上端には、鋼板からなる第１サポート板８１が設けられ、第３収納空間１１３の下端には、鋼板からなる第２サポート板８２が設けられている。

サポート部材８０、第１サポート板８１は、図４に示したように、駆動軸１６の方向に沿って延びた複数本の中性電位連結ロッド６３により連結され、電気的に接続されている。中性電位連結ロッド６３は、駆動軸１６の周りに互いに等間隔に配置されている。

第３収納空間１１３の下段に位置する第４収納空間１１４には、限流抵抗器５０が設置されている。

次に、通電切換機構２０の構造の詳細について、図４ないし図８を用いて説明する。図６は、図５の上下を反転させて示した切換開閉器の通電切換機構付近の部分斜視図である。図７は、図６から第２サポート板を省略した切換開閉器の通電切換機構付近の部分斜視図である。図８は、切換開閉器の通電切換機構の切換動作を説明するための通電切換機構の概略横断面図である。

上述したとおり、通電切換機構２０は、第１サポート板８１と第２サポート板８２とに挟まれた第３収納空間１１３に設置されている。通電切換機構２０は、図３に示したように、第１の電路１０１の中性点９３側と第１タップ９１との接続を断ち切って、中性点９３側と第２タップ９２とを接続する。

第１の電路１０１の中性点９３側は、第１中性電位板６１、第２中性電位板６２、中性電位連結ロッド６３、中性電位絶縁槽側固定部材６４、中性電位通電部材６５、および、中性電位引出部６６などから構成されている。

第１中性電位板６１は、図４ないし図７に示したように、駆動軸１６に垂直に配置され、第１サポート板８１の下面に固定されている。

第２中性電位板６２は、図４および図５に示したように、蓄勢装置１４と第１収納空間１１１との間に設けられている。第２中性電位板６２は、環板状に形成されている。第２中性電位板６２は、駆動軸１６に垂直に配置され、サポート部材８０の上面に固定されている。

第１中性電位板６１と第２中性電位板６２とは、中性電位連結ロッド６３を介して電気的に接続されている。

中性電位絶縁槽側固定部材６４は、図５に示したように、絶縁槽１２の内周面に対応して湾曲した板状に形成され、絶縁槽１２の内周面に固定されている。中性電位絶縁槽側固定部材６４は、第２中性電位板６２の外縁付近から第１収納空間１１１の下端付近まで下方に延びている。

中性電位通電部材６５は、図５に示したように、ボルトにより第２中性電位板６２に締結されている。中性電位通電部材６５には、中性電位絶縁槽側固定部材６４の内面に対応した曲面が形成されていて、その曲面が中性電位絶縁槽側固定部材６４に設置されたスライド接点に接触している。中性電位通電部材６５は、第２中性電位板６２と中性電位絶縁槽側固定部材６４とを電気的に接続している。

中性電位引出部６６は、図５に示したように、中性電位を中性電位絶縁槽側固定部材６４から絶縁槽１２の外部に引き出す。

第１タップ９１側の電路は、３相のタップ巻線９０に対応して、各相ごとに設けられている。各相の第１タップ９１側の電路は、第１電位絶縁槽側固定部材７１、第１電位通電部材７２、および、第１電位引入部７３などから構成されている。

第１電位絶縁槽側固定部材７１は、図５に示したように、絶縁槽１２の内周面に対応して湾曲した板状に形成され、絶縁槽１２の内周面に固定されている。３相のタップ巻線９０に対応した３枚の第１電位絶縁槽側固定部材７１は、駆動軸１６の周りに互いに等間隔に配置されている。第１電位絶縁槽側固定部材７１は、第２収納空間１１２付近から第４収納空間１１４付近まで下方に延びている。

３相のタップ巻線９０に対応した３個の第１電位通電部材７２は、図７に示したように、駆動軸１６の周りに互いに等間隔に配置されている。第１サポート板８１および第１中性電位板６１には、駆動軸１６の周りに等間隔に３つの切欠きが形成されている。３個の第１電位通電部材７２は、それぞれ、第１サポート板８１および第１中性電位板６１に形成された切欠きを挿通して、第２収納空間１１２から第３収納空間１１３まで延びている。

なお、図５に示したように、第２サポート板８２に対して、絶縁材からなる通電部材取付体８３が固定されている。第１電位通電部材７２は、図６に示したように、通電部材取付体８３に対して、ボルト７２ｂを用いて、固定されている。

第１電位通電部材７２の第２収納空間１１２側には、第１電位絶縁槽側固定部材７１の内面に対応した曲面７２ａが形成されていて、その曲面７２ａが第１電位絶縁槽側固定部材７１に設置されたスライド接点に接触している。このようにして、第１電位通電部材７２と第１電位絶縁槽側固定部材７１とが電気的に接続されている。

第１電位引入部７３は、第１タップ９１側の電位を絶縁槽１２の外部から第１電位絶縁槽側固定部材７１に引き入れる。第１電位引入部７３には、ケーブル（図示省略）が接続されて、タップ選択器１３０の第１タップ９１側の端子に電気的に接続されている。

第２タップ９２側の電路についても、第１タップ９１側の電路と同様に、第２電位絶縁槽側固定部材、第２電位通電部材７７、および、第２電位引入部などから構成されている。

本実施形態では、図７に示したように、Ｕ相の第１電位通電部材７２ｕとＷ相の第２電位通電部材７７ｗとが隣り合い、１つの切欠きを挿通して配置されている。また、Ｖ相の第１電位通電部材７２ｖとＵ相の第２電位通電部材７７ｕとが隣り合って配置され、Ｗ相の第１電位通電部材７２ｗとＶ相の第２電位通電部材７７ｖとが隣り合って配置されている。

通電切換機構２０は、３相のタップ巻線９０に対応して、各相ごとに設けられている。各相の通電切換機構２０は、図７に示したように、通電切換部材２１、回動リンク部材２２、複数本の中性電位側接触子２３、複数本の第１電位側接触子２４、および、複数本の第２電位側接触子２５を有している。上述したとおり、通電切換機構２０は、第１サポート板８１と第２サポート板８２とに挟まれた第３収納空間１１３に収納されている。

３相のタップ巻線９０に対応した３個の通電切換部材２１は、図７に示したように、前記第１電位通電部材と第２電位通電部材との間に設けられて、駆動軸１６の周りに互いに等間隔に配置されている。通電切換部材２１は、図８に示したように、駆動軸１６の方向に延びた回動軸２１ａを有している。通電切換部材２１の横断面は、回動軸２１ａを略中心とした略扇形状に形成されている。通電切換部材２１は、回動軸２１ａを中心に回動可能に設けられている。

なお、通電切換部材２１の断面扇形状の弧に相当する側面２１ｂが、後述する中性電位側接触子２３との接触面になる。また、通電切換部材２１の断面扇形状の半径に相当する側面２１ｃ，２１ｄが、それぞれ、第１電位側接触子２４および第２電位側接触子２５との接触面となる。側面２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、第１中性電位板６１に対して起立している。

回動リンク部材２２は、駆動軸１６の回転を通電切換部材２１の回動に変換する。駆動軸１６が回転すると、所定の動作プロファイルを持った回動リンク部材２２を介して、通電切換部材２１が第１の位置（図８（ａ）の位置）から第２の位置（図８（ｃ）の位置）に回動する。

中性電位側接触子２３は、略直方体形状に形成されている。複数本の中性電位側接触子２３は、回動軸２１ａに対して垂直に配置され、通電切換部材２１に向かって延びている。中性電位側接触子２３の一端は、第１中性電位板６１に固定された中性電位ブラケット６７により保持されている。中性電位側接触子２３の他端は、図８に示したように、通電切換部材２１の回動位置にかかわらず、通電切換部材２１の側面２１ｂに常時接触している。中性電位側接触子２３は、通電切換部材２１の側面２１ｂに確実に接触するように、弾性体を介して中性電位ブラケット６７に保持されている。

第１電位側接触子２４は、略直方体形状に形成されている。複数本の第１電位側接触子２４は、回動軸２１ａに対して垂直に配置され、通電切換部材２１に向かって延びている。第１電位側接触子２４の一端は、第１電位通電部材７２の第２収納空間１１２側で保持されている。第１電位側接触子２４の他端は、図８に示したように、通電切換部材２１が第１の位置に回動した際に、通電切換部材２１の側面２１ｃに面接触する。第１電位側接触子２４は、通電切換部材２１の側面２１ｃに確実に接触するように、弾性体を介して第１電位通電部材７２に保持されている。

第２電位側接触子２５は、略直方体形状に形成されている。複数本の第２電位側接触子２５は、回動軸２１ａに対して垂直に配置され、通電切換部材２１に向かって延びている。第２電位側接触子２５の一端は、第２電位通電部材７７の第２収納空間１１２側で保持されている。第２電位側接触子２５の他端は、図８に示したように、通電切換部材２１が第２の位置に回動した際に、通電切換部材２１の側面２１ｄに面接触する。第２電位側接触子２５は、通電切換部材２１の側面２１ｄに確実に接触するように、弾性体を介して第２電位通電部材７７に保持されている。

上述したとおり、通電切換部材２１は、駆動軸１６の回転に伴って、第１の位置と第２の位置との間を回動する。通電切換部材２１が第１の位置に存在するときには、第１タップ９１側の電路と中性点９３側の電路とが、通電切換部材２１に接触した第１電位側接触子２４および中性電位側接触子２３を介して、通電される。一方、通電切換部材２１が第２の位置に存在するときには、第２タップ９２側の電路と中性点９３側の電路とが、通電切換部材２１に接触した第２電位側接触子２５および中性電位側接触子２３を介して、通電される。

上述した通電切換機構２０によれば、通電切換機構２０で生じた熱は、中性電位側接触子２３および中性電位ブラケット６７を介して、通電切換機構２０の近傍に配置された第１中性電位板６１に伝わって放熱される。したがって、通電切換機構２０の放熱性が高い。

また、通電切換部材２１と第１電位側接触子２４および第２電位側接触子２５とが面接触するため、接触抵抗を低減できる。

次に、接点切換機構３０の構造の詳細について、図９および図１０を用いて説明する。図９は、切換開閉器の接点切換機構の部分斜視図である。図１０は、図９の円筒部材を省略した部分拡大図である。

上述したとおり、接点切換機構３０は、第２収納空間１１２に設置されている。接点切換機構３０は、図３（ｄ）および（ｅ）に示したように、主バルブ４０ａの接続先を第１タップ９１側の電路から第２タップ９２側の電路に切り換える。

接点切換機構３０は、図９に示したように、円筒部材３１、接点切換部材３２、主バルブ側接点部材３６、第１電位側接点部材３７、および、第２電位側接点部材３８を有している。主バルブ側接点部材３６、第１電位側接点部材３７、および、第２電位側接点部材３８は、３相のタップ巻線９０に対応して、各相ごとに設けられている。

円筒部材３１は、円筒状に形成された絶縁体である。円筒部材３１は、図４に示したように、絶縁槽１２内に絶縁槽１２と同軸的に設けられている。

３相のタップ巻線９０に対応した３個の主バルブ側接点部材３６は、駆動軸１６の周りに互いに等間隔に配置され、円筒部材３１の内周面に対して固定されている。主バルブ側接点部材３６は、円筒部材３１の内周面に沿って湾曲した板状に形成されている。主バルブ側接点部材３６は、主バルブ４０ａを介して中性点９３に接続されている。

３相のタップ巻線９０に対応した３個の第１電位側接点部材３７は、駆動軸１６の周りに互いに等間隔に配置され、円筒部材３１の内周面に対して固定されている。第１電位側接点部材３７は、円筒部材３１の内周面に沿って湾曲した板状に形成されている。第１電位側接点部材３７は、対応する主バルブ側接点部材３６に対して駆動軸１６の軸方向に隣り合って配置されている。

第１電位側接点部材３７は、第１タップ９１側の電路に接続されている。具体的には、第１電位側接点部材３７は、図１０に示したように、ボルト３７ａにより第１電位通電部材７２に締結され、第１電位通電部材７２に電気的に接続されている。

第２電位側接点部材３８は、第２タップ９２側の電路に接続されている。３相のタップ巻線９０に対応した３個の第２電位側接点部材３８は、駆動軸１６の周りに互いに等間隔に配置され、円筒部材３１の内周面に対して固定されている。第２電位側接点部材３８は、円筒部材３１の内周面に沿って湾曲した板状に形成されている。第２電位側接点部材３８は、対応する主バルブ側接点部材３６に対して駆動軸１６の軸方向に隣り合って配置され、対応する第１電位側接点部材３７に対して円筒部材３１の周方向に隣り合って配置されている。

第２電位側接点部材３８は、第２タップ９２側の電路に接続されている。具体的には、第２電位側接点部材３８は、ボルトにより第２電位通電部材７７に締結され、第２電位通電部材７７に電気的に接続されている。

前記第１電位側接点部材３７と第２電位接点部材３８の間には、絶縁材からなる絶縁スペー３９が円筒部材３１の内周面に対して固定されている。絶縁スペーサー３９は、円筒部材３１の内周面に沿って湾曲した板状に形成されている。

接点切換部材３２は、円筒部材３１内に配置され、駆動軸１６に対して回動自在に設置されている。接点切換部材３２は、３相のタップ巻線９０に対応した３個の接点切換接触子３３を有している。３個の接点切換接触子３３は、駆動軸１６の周りに互いに等間隔に配置されている。図９においては、接点切換接触子３３は、第１電位側接点部材３７の内面および主バルブ側接点部材３６の内面に接触して、第１電位側接点部材３７と主バルブ側接点部材３６とを電気的に接続している。

駆動軸１６の回転に伴い、駆動軸に固定された空転カップリング１７を介して接点切換部材３２が所定のタイミングで回転して、接点切換接触子３３は、第１電位接点部材３７、絶縁スペーサー３９、第２電位側接点部材３８および主バルブ側接点部材３６の各内面に沿って回動し、第１電位側接点部材３７と主バルブ接点部材３６との電気的接続を乖離した後、第２電位側接点部材３８と主バルブ側接点部材３６とを電気的に接続する。このようにして、接点切換機構３０は、主バルブ４０ａの接続先を第１タップ９１側の電路から第２タップ９２側の電路に切り換える。

上述した接点切換機構３０によれば、スペース効率が良く、切換ユニット１８の構成に幅広く対応できる。

次に、本実施形態に係るタップ切換装置の効果について説明する。

本実施形態に係る切換開閉器１０は、蓄勢装置１４、駆動軸１６、および、切換ユニット１８を一体に組み立てた後、これらを絶縁槽１２内に挿入して、製造される。挿入により、絶縁槽１２側に固定された第１電位絶縁槽側固定部材７１、第２電位絶縁槽側固定部材、および、中性電位絶縁槽側固定部材６４と、切換ユニット１８側に組み込まれた第１電位通電部材７２、第２電位通電部材７７、および、中性電位通電部材６５とが、それぞれ、接触して、電気的に接続され、切換ユニット１８が、絶縁槽１２に保持される。

このように、切換ユニット１８において切換動作に係る機構部を一体に構成するため、切換えシーケンスのタイミング精度が高くなる。また、切換開閉器１０の点検作業後に動作検証を行う場合、絶縁槽１２内に切換ユニット１８等を挿入する前に動作検証を行うことができる。そのため、変圧器の設置現場で動作検証を行う必要がなく、保守性が高く、保守費用を抑えることができる。

また、本実施形態に係る切換開閉器１０の切換ユニット１８は、サポート部材８０、第１サポート板８１、第２サポート板８２、第１中性電位板６１、第２中性電位板６２、および、これらを連結する中性電位連結ロッド６３を骨格として、各機構２０，３０，４０，６０が駆動軸１６に沿って多段的に実装され、構成されている。したがって、本実施形態に係る切換開閉器１０は、剛性が高く、構成が単純であるため、安価に製造でき、部品の互換性も良い。

また、鉄鋼系材料および銅系材料からなる２種の中性電位連結ロッド６３を駆動軸１６周りに交互に配置することにより、第１中性電位板６１と第２中性電位板６２との間を低インピーダンスで接続することができる。

さらに、本実施形態に係る切換開閉器１０の切換ユニット１８は、第１中性電位板６１の近傍に通電切換機構２０を設けている。通電切換機構２０で生じた熱は、中性電位側接触子２３および中性電位ブラケット６７を介して、第１中性電位板６１に伝わり、第１中性電位板６１で放熱される。したがって、本実施形態によれば、通電切換機構２０の放熱性が高い。

上記の実施形態は単なる例示であって、本発明はこれらに限定されるものではない。

１０…切換開閉器、１２…絶縁槽、１４…蓄勢装置、１６…駆動軸、１８…切換ユニット、２０…通電切換機構、２１…通電切換部材、２１ａ…通電切換部材の回動軸、２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ…通電切換部材の側面、２２…回動リンク部材、２３…中性電位側接触子、２４…第１電位側接触子、２５…第２電位側接触子、３０…接点切換機構、３１…円筒部材、３２…接点切換部材、３３…接点切換接触子、３６…主バルブ側接点部材、３７…第１電位側接点部材、３７ａ…ボルト、３８…第２電位側接点部材、４０…真空バルブ（遮断機構）、４０ａ…主バルブ、４０ｂ…抵抗バルブ、５０…限流抵抗器、６１…第１中性電位板、６２…第２中性電位板、６３…中性電位連結ロッド、６４…中性電位絶縁槽側固定部材、６５…中性電位通電部材、６６…中性電位引出部、６７…中性電位ブラケット、７１…第１電位絶縁槽側固定部材、７２…第１電位通電部材、７２ａ…第１電位通電部材の曲面、７２ｂ…ボルト、７３…第１電位引入部、７７…第２電位通電部材、７７ａ…第２電位通電部材の曲面、８０…サポート部材、８１…第１サポート板、８２…第２サポート板、８３…通電部材取付体、９０ｕ…Ｕ相のタップ巻線、９０ｖ…Ｖ相のタップ巻線、９０ｗ…Ｗ相のタップ巻線、９１…第１タップ、９２…第２タップ、９３…中性点、１０１〜１０４…第１〜４の電路、１１１〜１１４…第１〜４収納空間、１３０…タップ選択器、１５０…変圧器タンク

Claims (7)

1. 変圧器のタップ巻線からの負荷電流が流れるタップを第１タップから第２タップに切り換える切換開閉器であって、
   円筒状の絶縁材からなる絶縁槽と、
   前記第１タップ側に電気的に接続されて、前記絶縁槽の内面に対して固定された第１電位絶縁槽側固定部材と、
   前記第２タップ側に電気的に接続されて、前記絶縁槽の内面に対して固定された第２電位絶縁槽側固定部材と、
   前記絶縁槽内に前記絶縁槽と同軸的に延びた駆動軸と、
   前記駆動軸の一端に設けられて、前記駆動軸を回転させる蓄勢装置と、
   前記絶縁槽内に前記駆動軸に対して垂直に配置されて、中性電位側に電気的に接続された板状の第１中性電位板と、
   前記第１中性電位板に近接し前記絶縁槽に囲まれた空間に配置されて、前記駆動軸の回転に伴って第１の位置と第２の位置との間を回動する通電切換部材と、
   前記第１の位置と第２の位置との間を回動する前記通電切換部材に常時接触するように設けられた中性電位側接触子を保持し、前記第１中性電位板に対して固定されて、前記中性電位側接触子と前記第１中性電位板とを電気的に接続する中性電位ブラケットと、
   前記第１の位置に回動した前記通電切換部材に接触するように設けられた第１電位側接触子を有し、中性電位および第２タップ電位に対して絶縁固定されて、前記第１電位側接触子と前記第１電位絶縁槽側固定部材とを電気的に接続する第１電位通電部材と、
   前記第２の位置に回動した前記通電切換部材に接触するように設けられた第２電位側接触子を有し、中性電位および第１タップ電位に対して絶縁固定されて、前記第２電位側接触子と前記第２電位絶縁槽側固定部材とを電気的に接続する第２電位通電部材と、
   を備えたことを特徴とする切換開閉器。
2. 中性電位側に電気的に接続されて、前記絶縁槽の内面に対して固定された中性電位絶縁槽側固定部材と、
   前記絶縁槽内に前記駆動軸に対して垂直に配置された板状の第２中性電位板と、
   前記駆動軸に沿って延びて、前記第１中性電位板と前記第２中性電位板とを電気的に接続する複数本の中性電位連結ロッドと、
   前記第２中性電位板に対して固定されて、前記第２中性電位板と前記中性電位絶縁槽側固定部材とを電気的に接続する中性電位通電部材と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の切換開閉器。
3. 前記通電切換部材を挟むように前記駆動軸の方向に互いに対向して配置され、前記中性電位連結ロッドにより連結された第１サポート板および第２サポート板を備え、
   前記第１中性電位板が前記第１サポート板に接触し固定されていることを特徴とする請求項２に記載の切換開閉器。
4. 絶縁材からなり、前記絶縁槽内に前記絶縁槽と同軸的に延びた円筒部材と、
   真空バルブを介して前記中性電位側に電気的に接続されて、前記円筒部材の内面に固定されたバルブ側接点部材と、
   前記第１電位側に電気的に接続されて、前記円筒部材の内面に固定された第１電位側接点部材と、
   前記第２電位側に電気的に接続されて、前記円筒部材の内面に固定された第２電位側接点部材と、
   前記円筒部材内に配置されて、前記バルブ側接点部材と前記第１電位側接点部材または前記第２電位側接点部材のいずれか一方とを電気的に接続する接点切換接触子を有し、前記駆動軸の回転に伴って前記バルブ側接点部材が前記第１電位側接点部材に接続された状態から前記第２電位側接点部材に接続された状態に切り換える接点切換部材と、
   を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の切換開閉器。
5. 前記第１電位側接点部材が前記第１電位通電部材に電気的に接続され、前記第２電位側接点部材が前記第２電位通電部材に電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の切換開閉器。
6. 前記通電切換部材、前記接点切換部材、および、前記真空バルブが前記駆動軸に沿って多段的に配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の切換開閉器。
7. タップ巻線から引き出される第１タップおよび第２タップの位置を選択するタップ選択器と、前記タップ巻線からの負荷電流が流れるタップを前記第１タップから前記第２タップに切り換える切換開閉器とを具備したタップ切換装置であって、
   前記切換開閉器は、
   円筒状の絶縁材からなる絶縁槽と、
   前記第１タップ側に電気的に接続されて、前記絶縁槽の内面に対して固定された第１電位絶縁槽側固定部材と、
   前記第２タップ側に電気的に接続されて、前記絶縁槽の内面に対して固定された第２電位絶縁槽側固定部材と、
   前記絶縁槽内に前記絶縁槽と同軸的に延びた駆動軸と、
   前記駆動軸の一端に設けられて、前記駆動軸を回転させる蓄勢装置と、
   前記絶縁槽内に前記駆動軸に対して垂直に配置されて、中性電位側に電気的に接続された板状の第１中性電位板と、
   前記第１中性電位板に近接し前記絶縁槽に囲まれた空間に配置されて、前記駆動軸の回転に伴って第１の位置と第２の位置との間を回動する通電切換部材と、
   前記第１の位置と第２の位置との間を回動する前記通電切換部材に常時接触するように設けられた中性電位側接触子を保持し、前記第１中性電位板に対して固定されて、前記中性電位側接触子と前記第１中性電位板とを電気的に接続する中性電位ブラケットと、
   前記第１の位置に回動した前記通電切換部材に接触するように設けられた第１電位側接触子を有し、前記第１中性電位板に対して絶縁固定されて、前記第１電位側接触子と前記第１電位絶縁槽側固定部材とを電気的に接続する第１電位通電部材と、
   前記第２の位置に回動した前記通電切換部材に接触するように設けられた第２電位側接触子を有し、前記第１中性電位板に対して絶縁固定されて、前記第２電位側接触子と前記第２電位絶縁槽側固定部材とを電気的に接続する第２電位通電部材と、
   を備えたことを特徴とするタップ切換装置。

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