JP2013539221A - 負荷時タップ切換器及びこの負荷時タップ切換器用の真空バルブ - Google Patents

Abstract

本発明は、降圧変圧器の巻線タップと巻線タップとの間を遮断なしに切り換えるための負荷時タップ切換器に関する。２つの負荷分岐部が、切り換えるべき各相に対して設けられている。各負荷分岐部が、主接触子として作用する１つの真空バルブを有し、１つの限流抵抗と１つずつの別の真空バルブとから成る少なくとも１つの直列回路を前記真空バルブに対して並列に有する。各負荷分岐部の少なくとも２つずつの真空バルブが、別々に互いに独立して操作可能な２つの可動接触子と１つの共通の固定接触子とを有する１つの真空バルブに構造的に結合されている。

Description

本発明は、降圧変圧器の巻線タップと巻線タップとの間を遮断なしに切り換えるための、真空バルブを有する負荷時タップ切換器に関する。

一相当たり全部で４つの真空バルブを有する負荷時タップ切換器が、ドイツ連邦共和国特許出願公開第２０２１５７５号明細書から公知である。主接触子としての１つの真空バルブと、もう１つの真空バルブとがそれぞれ、抵抗接触子としての１つの限流抵抗に直列接続されている状態で２つの負荷分岐部の各々の中に設けられている。

その前の巻線タップｎから新たに予め選択された巻線タップｎ＋１に負荷を遮断なしに切り換える場合、切断する側の主接触子が最初に開かれ、その後に引き継ぐ側の抵抗接触子が閉じる。その結果、双方の限流抵抗によって制限された過渡電流が、双方の巻線タップｎと巻線タップｎ＋１との間に流れる。

当該通電後に、切断する側のその前に閉じられている抵抗接触子が開かれ、次いで、引き継ぐ側の主接触子が閉じる。その結果、新しい巻線タップｎ＋１の全ての負荷電流が、引込線に通電される。すなわち、切り換えが完了している。

ドイツ連邦共和国未公開特許第１０２００９０４８８１３号明細書には、別の負荷時タップ切換器が記されている。この負荷時タップ切換器の場合、さらなる機械式の切換要素が、各負荷分岐部の両真空バルブの電気接続部と引込線との間に追加して設けられている。

これらの公知の負荷時タップ切換器は、一相当たり４つの独立した真空バルブを必要とする。同様に、これらの真空バルブ自体とこれらの真空バルブに付随する操作機械とのための大きい必要スペースが欠点である。さらに、これらの公知の構成は、高い構成要素経費に起因して比較的高価である。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２０２１５７５号明細書 ドイツ連邦共和国未公開特許第１０２００９０４８８１３号明細書 ドイツ連邦共和国特許第３３４４３６７号明細書 ドイツ連邦共和国特許第１９７５６３０８号明細書 ヨーロッパ特許第０２５８６１４号明細書 ドイツ連邦共和国特許第１０２００６０３３４２２号明細書

本発明の課題は、同じ機能でもより簡単に構成されていて、切換要素がより少ないスペースしか必要とせず、さらにより安価である負荷時タップ切換器を提供することにある。

さらに、本発明の課題は、当該さらに発展させた負荷時タップ切換器に対して特に有益に使用可能である真空バルブを提供することにある。

本発明の負荷時タップ切換器は、各負荷分岐部内の２つの真空バルブを１つの真空バルブに統合するという一般的な思想に基づく。

さらに、本発明の真空バルブは、１つの真空バルブの構造と２つの可動接触子系とを組み合わせることによって、１つの負荷時タップ切換器の、同じく作られた２つの真空バルブの機能を結合させるという一般的な思想に基づく。これによって、新しい方式の真空バルブが簡単に製作され得る。つまり、当該真空バルブは、特に内側に存在する接触圧縮ばね又は摺動接触子を有しない。

２つの接触点を有する複数の真空バルブは、既に公知である。

ドイツ連邦共和国特許第３３４４３６７号明細書は、１つの真空室内の、直列に電気接続された２つの接触対を有する１つの真空バルブに関する。これらの接触対は、同時に操作可能である。

ドイツ連邦共和国特許第１９７５６３０８号明細書は、１つの共通の軸線上に配置された２つの切換区間を有する同様な１つの真空バルブに関する。この場合、内側に存在する接触圧縮ばねが設けられている。

ヨーロッパ特許第０２５８６１４号明細書は、真空バルブと特定の配線とを負荷時タップ切換器に組み合わせることを記す。この場合、複数の切換区間が、１つの真空室内に配置されている。このことは、リング状の固定接触子を有する真空バルブの構造を複雑にする。

最後に、ドイツ連邦共和国特許第１０２００６０３３４２２号明細書は、複数の機能を有する別の真空バルブを記す。この場合、ここでも、リング状の固定接触子が、内側に存在する接触圧縮ばねとして必要である。

これらの公知の解決手段のいずれも、本発明の負荷時タップ切換器に適さない。

本発明の真空バルブの好適な一実施の形態によれば、別々の両接触子系の幾何学寸法が、その負荷時タップ切換器の電気条件に基づく回路に適合される、特にその別々の接触子系が主接触子として使用されるのか又は補助接触子として使用されるのかどうかの電気条件に基づく回路に適合される。このため、例えば、ハウジングの直径又はそれぞれの別々の接触子系のタペットの行程が、幾何学的に適切に変更される。換言すれば、１つの共通の真空バルブの当該両別々の接触子系が、同一に構成されるのではなくて、異なる幾何学寸法によってその負荷時タップ切換器の電気条件に適合される。当該真空バルブの本発明の一般的な思想は、説明したように、１つの真空バルブと２つの可動接触子系とを組み合わせることによって等しく構成された２つの真空バルブの機能を１つの負荷時タップ切換器で結合することである。しかし、この場合、既に上述したように、これらの可動接触子系の各々が、同じ電気特性を必要としない。何故なら、これらの接触子系は、負荷時タップ切換器の切換シーケンスで異なる切換機能を満たすからである。一般に、接触子系の幾何学的により大きい寸法は、真空バルブ内部のより大きい絶縁距離を意味する。このため、当該別々の接触子系が、それらの幾何学的形状をその負荷時タップ切換器に基づく回路のそれぞれの限界条件に適合させることによって、当該実施の形態が、この関係を特に簡単な方法で利用する。

以下に、本発明を図面に基づいてさらに詳しく例示的に説明する。

従来の技術による負荷時タップ切換器を示す。 この公知の負荷時タップ切換器の切換シーケンスを示す。 各負荷分岐部内で結合された１つの真空バルブを有する本発明の負荷時タップ切換器を示す。 追加の機械式接触子を有する各負荷分岐部内で結合された１つの真空バルブを有する本発明の別の負荷時タップ切換器を示す。 本発明の真空バルブを示す。 本発明の真空バルブの好適な実施の形態を示す。

図１には、公知の負荷時タップ切換器が示されている。この負荷時タップ切換器は、第１負荷分岐部を有する。この第１負荷分岐部内には、主接触子として作用する真空バルブＭＳＶ_ａが存在し、限流抵抗Ｒ_ａと抵抗接触子として作用する真空バルブＴＴＶ_ａとが、この真空バルブＭＳＶ_ａに対して並列に存在する。全く同様に、第２分岐部が、真空バルブＭＳＶ_ｂを有し、別の限流抵抗Ｒ_ｂと真空バルブＴＴＢ_ｂとをこの真空バルブＭＳＶ_ｂとに対して並列に有する。したがって、当該公知の負荷時タップ切換器は、１つの負荷分岐部当たり２つの真空切換セルを有する、すなわち一相当たり全部で４つの真空切換セルを有する。

図２は、巻線タップｎから巻線タップｎ＋１に切り換わるときの当該公知の負荷時タップ切換器の切換シーケンスを示す。巻線タップｎが接続されている当該開始位置は、図１中に示された個々の切換要素の位置に相当する。当該切換えは、以下のステップで実行される：
・ＭＳＶ_ａが開き、
・ＴＴＶ_ｂが閉じ、
・ＴＴＶ_ａが開き、
・ＭＳＶ_ｂが閉じる；当該切換えが完了する。

図３は、本発明の負荷時タップ切換器の第１の実施の形態を示す。この実施の形態では、一方の負荷分岐の、従来の分離されて並列に配置された複数の真空切換セルが、１つの第１真空バルブＶ_ａに結合されていること、及び、他方の分岐部の、従来の分離されて並列に配置された複数の真空切換セルが、１つの第２真空バルブＶ_ｂに結合されていることが、−二重枠によって−概略的に示されている。

以下で、本発明にしたがって結合されたこれらの真空バルブをさらに詳しく説明する。

ここで特筆すべきは、従来の分離した複数の真空バルブの機能を本発明にしたがって結合することが、特定の回路に限定されていない点である。つまり、当該本発明の機能の結合は、２つ以上の真空バルブが１つの負荷分岐部内に設けられているときに常に可能である。

それ故に、図４は、さらに改良された回路を有する本発明の負荷時タップ切換器の第２の実施の形態を示す。

この場合、第１機械式切換要素ＭＤＣ_ａが、（従来の技術による独立した真空バルブＭＳＶ_ａ及びＴＴＶ_ａの代わりとして使用される）本発明の第１真空バルブＶ_ａの電気接続部と引込線ＬＡとの間にさらに設けられている。全く同様に、別の機械式切換要素ＭＤＣ_ｂが、（従来の技術による独立した真空バルブＴＴＶｂ及びＭＳＶｂの代わりとして使用される）本発明の第２真空バルブＶ_ｂの電気接続部と引込線との間に設けられている。ここでは、両機械式切換要素ＭＤＣ_ａ，ＭＤＣ_ｂが、例示的に断路器として構成されている。つまり、これらの機械式切換要素は、転位切換器として使用されるのではなくて、解除装置、すなわち負荷電流を負荷分岐部に通電させない電気絶縁部として使用される。

例えば、一相当たり４つの独立した真空バルブを有する負荷時タップ切換器−このような負荷時タップ切換器は、従来の技術において存在する−の場合に、これらの４つの真空バルブのうちの２つずつの真空バルブを、本発明にしたがって結合された１つの真空バルブと交換することも、本発明の範囲内である。

図５は、本発明にしたがって結合された真空バルブを示す。この真空バルブは、２つの独立した接触子系Ｉ及びＩＩを有する。これらの接触子系Ｉ及びＩＩは、この真空バルブの縦方向の対称軸線ｓ２の両端部に配置されている。この場合、当該全ての真空バルブを包囲する１つの共通のハウジング１が設けられている。上タペット２が、回転対称な縦軸線ｓ１方向に同心状に設けられていて、下タペット３が、その反対側の端部に設けられている。これらのタペットが、ハウジング１の内側で可動接触子４，５を公知の方法で支持する。両可動接触子４，５は、当該タペット２又は３を操作することによって別々に且つ互いに独立して１つの共通の固定接触子６に接続され得る。これらのタペットと協働する公知の接触ばねは、ここでは見やすさの理由から図示されていない。しかしながら、上ベローズ７及び下ベローズ８は図示されている。これらのベローズは、同じに又は異なって形成され得る。さらに、ここでは、上セラミック９及び下セラミック１０並びにその内側にある上防水シールド１２及び下防水シールドが図示されている。

図６は、本発明の真空バルブの好適な実施の形態を示す。この実施の形態の場合、接触子系Ｉ及びＩＩが、それらの異なる幾何学寸法のためにその負荷時タップ切換器に特有の電気条件に適合されている。図６の表示では、同じ符号が、図５中の同じ構成部材に対して使用される。当該同じ構成部材は、図５に対する明細書中に詳しく既に説明されたので、図６に対する構成では、両実施の形態の違いだけを説明する。図５とは違って、複数の真空バルブが、より大きい第１ハウジング部１３及びより小さい第２ハウジング部１４を有することによって、接触子系Ｉ及びＩＩ並びに対応する接触子系Ｉ又はＩＩ内に存在する構成部材が、異なる大きさに寸法決めされていて、このため、ハウジング１が、この幾何学寸法に適合されている。

以上により、本発明の負荷時タップ切換器では、複数の利点が奏され得る。したがって、必要な真空バルブの数が、事実上半分になる。つまり、これらの切換要素のための必要スペースが、これに応じてより小さい。コストも減少する。当該利点は、本発明で使用される真空バルブによって達成される。これらの真空バルブは、「タンデム方式のバルブ」として構成されていて、２つの別々の接触子系を有する。この場合、本発明の真空バルブは簡単に構成されている。つまり、従来の技術から公知の解決手段と違って、内側に存在する接触圧縮ばねを必要とせず、複雑な操作機構又は例えばリング形状の同心状の特有な接触子構造も必要としない。

ＭＳＶａ 真空バルブ
ＭＳＶｂ 真空バルブ
ＴＴＶａ 真空バルブ
ＴＴＶｂ 真空バルブ
ＭＤＣａ 機械式切換要素
ＭＤＣｂ 機械式切換要素
Ｒａ 限流抵抗
Ｒｂ 限流抵抗
Ｌ 引込線
ｔａｐ ｎ タップｎ
ｔａｐ ｎ＋１ タップｎ＋１
Ｉ 接触子系
ＩＩ 接触子系
Ｖａ 第１真空バルブ
Ｖｂ 第２真空バルブ
ＬＡ 引込線
Ｓ１ 対称軸線
１ ハウジング
２ 上タペット
３ 下タペット
４ 可動接触子
５ 可動接触子
６ 固定接触子
７ 上ベローズ
８ 下ベローズ
９ 上セラミック
１０ 下セラミック
１１ 上防水シールド
１２ 下防水シールド
１３ 第１ハウジング部
１４ 第２ハウジング部

Claims (6)

1. 降圧変圧器の巻線タップと巻線タップとの間を遮断なしに切り換えるための負荷時タップ切換器であって、
   ２つの負荷分岐部が、切り換えるべき各相に対して設けられていて、
   各負荷分岐部が、主接触子として作用する１つの真空バルブを有し、１つの限流抵抗と１つずつの別の真空バルブとから成る少なくとも１つの直列回路を前記真空バルブに対して並列に有し、
   両負荷分岐部が、１つの共通の引込線に接続されているか又は機械式切換要素によって接続可能である当該負荷時タップ切換器において、
   各負荷分岐部の少なくとも２つずつの真空バルブが、別々に互いに独立して操作可能な２つの可動接触子（４，５）と１つの共通の固定接触子（６）とを有する１つの真空バルブ（Ｖ_ａ，Ｖ_ｂ）に構造的に結合されていること、及び
   前記共通の固定接触子（６）が、共通の前記引込線（ＬＡ）に接続されているか又は機械式切換要素（ＭＤＣ_ａ，ＭＤＣ_ｂ）によって接続可能であることを特徴とする負荷時タップ切換器。
2. １つの限流抵抗と１つの別の真空バルブとから成る１つの直列抵抗が、各負荷分岐部内に正確に設けられていること、及び
   各負荷分岐部の、一方の前記真空バルブと他方の前記真空バルブとがそれぞれ、１つの真空バルブ（Ｖ_ａ，Ｖ_ｂ）内で結合されていることを特徴とする請求項１に記載の負荷時タップ切換器。
3. 請求項１又は２に記載の負荷時タップ切換器用の真空バルブにおいて、
   別々に独立して操作可能な２つの可動接触子（４，５）が、１つの共通のハウジング（１）内にミラー対称に存在すること、
   前記可動接触子（４，５）が、前記真空バルブの縦軸線（ｓ１）の両反対側に配置された複数のタペット（２，３）によって操作可能であること、及び
   両可動接触子（４，５）が、１つの固定接触子（６）に接続可能であることを特徴とする真空バルブ。
4. １つの接触子系（Ｉ，ＩＩ）が、１つの別々の切換室内に複数の前記可動接触子のうちの１つの可動接触子（４，５）を、その可動接触子を包囲する１つの防水シールド（１１，１２）と一緒に構成すること、
   両前記接触子系（Ｉ，ＩＩ）及び両前記切換室が、前記真空バルブの回転対称な前記縦軸線（ｓ１）に対して垂直な対称軸線（ｓ２）の周りでミラー対称に対向していることを特徴とする請求項３に記載の真空バルブ。
5. 両前記タペット（２，３）の各々が、気密のベローズ（７，８）によって包囲されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の真空バルブ。
6. 両前記接触子系（Ｉ，ＩＩ）がそれぞれ、真空バルブを構成されているその負荷時タップ切換器の電気条件に適合されているように、これらの接触子系が、幾何学的に異なる大きさで寸法決めされていることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の真空バルブ。

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