JP2015106582A - 負荷時タップ切換器 - Google Patents

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佳宏 中田
篠田 昌幸
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昌幸 篠田
江口 直紀
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【課題】歪みや変形が生じ難い高剛性の負荷時タップ切換器を提供する。【解決手段】負荷時タップ切換器は変圧器本体のタンク内に設置され、切換開閉器を収容し内部に絶縁油が充填された油槽とこの油槽の下に配置されたタップ選択器とを有する。切換開閉器3は軸、第1板状部材、第2板状部材、第3板状部材、支持部材を備える。第1板状部材には軸に回転自在に支持され、タップ切換時に回転力を発生する畜勢機構が載置されている。第2板状部材には軸に回転自在に支持され、タップ切換により異なる電流を流すための源流抵抗が載置されている。第3板状部材には軸に回転自在に支持され、電流を遮断するための遮断機構が載置されている。支持部材は第1板状部材、第2板状部材および第3板状部材を、側方より各板状部材の側縁に当接して固定する。【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、負荷時タップ切換器に関する。
負荷時タップ切換器は、油槽、タップ選択器および切換開閉器などを備える。この中で切換開閉器は、蓄勢機構部と源流抵抗部と遮断部とからなり、各部には板状部材が配置されており、各板状部材は絶縁物支柱または金属支柱等の支持部材により締結されている。従来、支持部材は板状部材の面に対して直交する方向(厚み方向)にボルト締めして固定される。
特開2008−91393号公報
板状部材は、金属製の板材の他、樹脂などの絶縁物の板材が用いられることから、製造工程でのボルト締めの際に板面が歪むことがある。また切換開閉器は、板面に荷重がかかった状態で長時間高温にさらされるため、樹脂製の板状部材の場合、例えば塑性変形などが生じることもある。板状部材が変形した場合、板状部材の上に搭載される機構部品、例えば遮断部では真空バルブなどに傾きが生じ、駆動負荷が高くなるなど、負荷時タップ切換器としての動作に影響が及ぶという問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、歪みや変形が生じ難い高剛性の負荷時タップ切換器を提供することにある。
本発明の負荷時タップ切換器は、変圧器本体のタンク内に設置され、切換開閉器を収容し内部に絶縁油が充填された油槽とこの油槽の下に配置されたタップ選択器とを有する。切換開閉器は軸、第1板状部材、第2板状部材、第3板状部材、支持部材を備える。第1板状部材には軸に回転自在に支持され、タップ切換時に回転力を発生する畜勢機構が載置されている。第2板状部材には軸に回転自在に支持され、タップ切換により異なる電流を流すための源流抵抗が載置されている。第3板状部材には軸に回転自在に支持され、電流を遮断するための遮断機構が載置されている。支持部材は第1板状部材、第2板状部材および第3板状部材を、側方より各板状部材の側縁に当接して固定する。
第1実施形態の負荷時タップ切換器の構成を示す図である。 図1の負荷時タップ切換器の切換開閉器の構成を示す斜視図である。 図2の切換開閉器の側面断面図である。 (a)切換開閉器に用いる支持部材を示す外面図である。(b)の支持部材のA−A断面図である。 第1実施形態の切換開閉器に用いる支持部材の内側の構造を示す図である。 第1実施形態の切換開閉器の接点構造を示す図である。 第2実施形態の負荷時タップ切換器の切換開閉器の構成を示す斜視図である。 図7の切換開閉器の側面断面図である。 (a)切換開閉器に用いる支持部材を示す外面図である。(b)の支持部材のA−A断面図である。 第2実施形態の切換開閉器に用いる支持部材の内側の構造を示す図である。 第3実施形態の負荷時タップ切換器の切換開閉器の構成を示す斜視図である。 図11の切換開閉器の補強用リングを示す図である。
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は第1実施形態の負荷時タップ切換器の構成を示す図である。負荷時タップ切換器は、変圧器本体のタンク内に設置され、切換開閉器を収容し内部に絶縁油が充填された油槽とこの油槽の下に接続されたタップ選択器とを有する。
具体的には、図1に示すように、第1実施形態の負荷時タップ切換器は、油槽1、タップ選択器2および切換開閉器3などを有する。
油槽1およびタップ選択器2は変圧器本体のタンク内に設置されている。切換開閉器3は変圧器本体のタンクと隔離された状態で油槽1内に設置(収容)されている。油槽1には絶縁油が充填されている。
図2,図3に示すように、切換開閉器3は、蓄勢機構部4、限流抵抗部5、遮断部6、上蓋41、金属プレート50、絶縁物プレート61、真空バルブ62、支持部材11、16、軸12、ボルト19などを有する。支持部材11は、例えばベークライトなどの絶縁性の部材を平板状(平角棒状)に加工した板状部材(絶縁物部材)である。支持部材11は、上蓋41と金属プレート50(絶縁物プレート51)を支持する第1支持部材である。
図4に示すように、支持部材16は、例えば樹脂形成品であり、棒状の支持部16aと湾曲部16bと屈折部16cとを有する。湾曲部16bは軸12と同軸的に湾曲した内壁面および外壁面を有している。屈折部16cは湾曲部16bを絶縁物プレート61の面の内側に入り込ませてかつ下方に突出させるためのものである。
図5,図6に示すように、支持部材16の湾曲部16bの内壁面には、タップ選択器2の側から上方へ突出して設けられた固定接点13(油槽接点ともいう)と対応し接触する切換用の接点15(可動接点)が配設されている。接点15はバネ22などの付勢手段(弾性体)により固定接点13の側に付勢されている。
蓄勢機構部4は、軸12と、この軸12に回転自在に支持された上蓋41と、この上蓋41の上面に載置された畜勢機構42とを有する。畜勢機構42はタップ切換時に回転力を発生する。上蓋41を第1板状部材という。
限流抵抗部5は、軸12に回転自在に支持された金属プレート50と、この金属プレート50に対向配置された絶縁物プレート51と、この絶縁物プレート51の上面に載置された源流抵抗52とを有する。源流抵抗52はタップ切換により異なる電流を流すためのものである。
金属プレート50と絶縁物プレート51はスペーサ53により所定間隔を隔てて一体的に固定されている。なお金属プレート50と絶縁物プレート51の一体の部材を第2板状部材という。絶縁物プレート51は例えばフェノール樹脂などで形成された円盤(ドーナツ)状の板材である。
遮断部6は、軸12に回転自在に支持された絶縁物プレート61と、この絶縁物プレート61の上面に載置された真空バルブ62とを有する。絶縁物プレート61は例えば繊維強化プラスチック(FRP)などの素材を用いて形成された樹脂加工品である。絶縁物プレート61を第3板状部材という。
絶縁物プレート61の縁部(側面)は支持部材16の中央部がボルト19により締め付けられて、絶縁物プレート61と支持部材16とが結合(固定)されている。また支持部材16の上部は金属プレート50の縁部(側面)に当接され、側方からボルト19により締め付けられて結合(固定)されている。つまり支持部材16は金属プレート50(絶縁物プレート51)と絶縁物プレート61とを支持する第2支持部材である。
真空バルブ62は電流を遮断するための遮断機構の一部である。真空バルブ62は遮断部6に設けられており、真空容器内に接点と金属ベローズを有している。金属ベローズは真空用フレキシブルチューブである。金属ベローズは可動電極の軸が真空バルブ62の開口を出入りする動作に追従して伸縮しつつ真空バルブ62の気密性(真空状態)を保持する。これにより遮断時のアークの切れがよくなる。
従来は筒状の部材を絶縁物プレート61の下に取り付けてタップ選択器2の突出部に嵌合させるように挿着していたが、この実施形態では、絶縁物プレート51、61の周囲にほぼ等間隔で設けた凹部に支持部材11,16をあてがい、側方からボルト19で締め付ける構造としたので、支持部材11,16を組み込む上での作業性が向上する。
この負荷時タップ切換器では、負荷時には、必要に応じて切換開閉器3が回転し、下部のタップ選択器2の固定接点13(図5参照)を切り換えることで、変圧器本体の電流・電圧が切り換えられる。
このようにこの第1実施形態の負荷時タップ切換器によれば、切換開閉器3に設けられた蓄勢機構部4、限流抵抗部5、遮断部6の各プレート部材(上蓋41、絶縁物プレート51、絶縁物プレート61)を支持部材11,16にて側方から接合(固定)する構造としたことで、製造時にプレート部材(上蓋41、絶縁物プレート51、絶縁物プレート61)のプレート面にかかるボルト19の締め付け圧から起こるプレート面の歪みなどが生じることがなくなり、また長時間の熱による絶縁物プレート51、61の塑性変形も軽減することができる。
またこの実施形態の負荷時タップ切換器では、切換開閉器3の支持部材16を、支持部16aと屈折部16c(段部)と湾曲部16bとからなる一体構造物(一体成形部品)とし、切換用の固定接点13(油槽接点)に対応する接点15を湾曲部16bの内面に配置したので、部品点数を削減できると共に支持部材16の組み込み作業性が向上し、切換開閉器3の製造コストを低減することができる。
さらにタップ選択器2側の接点13(油槽接点)とバネ22を介して接点15を接触させる構造としたことで、接点のチャタリングなどを防止できる。
(第2実施形態)
図7は負荷時タップ切換器の切換開閉器の第2実施形態を示す図、図8は図7の切換開閉器の側面断面図である。
図7、図8に示すように、この第2実施形態の切換開閉器は、支持部材14を有する。支持部材14は上蓋41、金属プレート50(絶縁物プレート51)および絶縁物プレート61を一つの側面で側方からのボルト締めで一体的に支持する。換言すると、支持部材14は上蓋41、金属プレート50および絶縁物プレート61を、側方より各プレートの側縁に当接して固定する。すなわちこの第2実施形態は第1実施形態の支持部材11と支持部材16を一体化したものである。
図9に示すように、支持部材14は、支持部14aと湾曲部14bと屈折部14cとリブ14dを有する。リブ14dは湾曲部14bの外面のほぼ中央部に縦方向に突設されている。リブ14dは下方に向かうほど高さが低くなるように傾斜して設けられている。つまりリブ14dは屈折部14c(段部)および湾曲部14bを補強するための補強部である。
このリブ14dを設けたことで、屈折部14c(段部)および湾曲部14bが補強されると共に、切換開閉器3をタップ選択器2に組み込む際に、リブ14dがガイドとなり切換開閉器3をスムーズにタップ選択器2に組み込むことができる。なおこの実施形態では、補強部を直線的な突出形状のリブ14dとしたが、この他、補強部は湾曲部14bの外面全面に渡って突出させた形状にしてもよい。
このようにこの第2実施形態によれば、第1実施形態よりも支持部14aを長くした支持部材14を上蓋41の側縁、金属プレート50の側縁、および絶縁物プレート61の側縁に当ててボルト19でそれぞれ側方から締め付けて各部を一体的に固定する構造としたことで、ボルト締めの際に上蓋41、絶縁物プレート51、61の歪みをなくすことができると共に、切換開閉器3全体として剛性を高めることができる。
また支持部材14の段状の部分(湾曲部14bと屈折部14c)にリブ14dを形成したので、支持部材14の剛性を確保でき、部品接合時の歪み(湾曲部14bの反り返りなど)を軽減することができる。
さらに支持部材14の下部の湾曲部14bにリブ14dを設けたことで、支持部材14を補強できると共に、切換開閉器3をタップ選択器2に組み込む際にはリブ14dをガイドとして利用でき、組み込み作業性を向上することができる。
(第3実施形態)
図11は負荷時タップ切換器の切換開閉器の第3実施形態を示す図、図12は図11の切換開閉器の補強用リングを示す平面図である。
図11、図12に示すように、この第3実施形態の切換開閉器は、絶縁物プレート61から下方へ突出する複数の湾曲部14bを囲むように補強用リング18を備える。この補強用リング18は複数の湾曲部14bの広がりを抑制またはなくすように拘束する拘束部材である。この補強用リング18の外縁部には金属支柱10を避けるための凹部18aが設けられており、この凹部18aで金属支柱10を避けて支持部材14の周囲に嵌め込むことができる。
このようにこの第3実施形態によれば、絶縁物プレート61から下方へ突出する複数の湾曲部14bを囲むように補強用リング18を配置したことで、湾曲部14bの外側への広がりを抑え、または広がりをなくすことができる。
すなわち上述した実施形態によれば、歪みや変形が生じ難い高剛性の負荷時タップ切換器を提供することができる。
本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。説明した実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
2…タップ選択器、3…切換開閉器、4…蓄勢機構部、5…限流抵抗部、6…遮断部、10…金属支柱、11,16…支持部材、12…軸、13…固定接点、14…支持部材、14a,16a…支持部、14b,16b…湾曲部、14c,16c…屈折部、14c…屈折部、14d…リブ、15…接点、16a…支持部、18…補強用リング、18a…凹部、19…ボルト、22…バネ、41…上蓋、42…畜勢機構、50…金属プレート、51…絶縁物プレート、52…源流抵抗、53…スペーサ、61…絶縁物プレート、62…真空バルブ。

Claims (7)

  1. 変圧器本体のタンク内に設置され、切換開閉器を収容し内部に絶縁油が充填された油槽とこの油槽の下に配置されたタップ選択器とを有する負荷時タップ切換器において、
    前記切換開閉器が、
    軸と、
    前記軸に回転自在に支持され、タップ切換時に回転力を発生する畜勢機構が載置された第1板状部材と、
    前記軸に回転自在に支持され、タップ切換により異なる電流を流すための源流抵抗が載置された第2板状部材と、
    前記軸に回転自在に支持され、電流を遮断するための遮断機構が載置された第3板状部材と、
    前記第1板状部材、前記第2板状部材および前記第3板状部材を、側方より各板状部材の側縁に当接して固定する支持部材と
    を具備する負荷時タップ切換器。
  2. 前記支持部材が
    前記第1板状部材と前記第2板状部材とを支持する第1支持部材と、
    前記第2板状部材と前記第3板状部材とを支持する第2支持部材と
    を備える請求項1記載の負荷時タップ切換器。
  3. 前記遮断機構に設けられた真空バルブを有する請求項1記載の負荷時タップ切換器。
  4. 前記支持部材が、
    前記第3板状部材の下方に突出し、前記軸と同軸的に湾曲した内面を有し、前記内面にタップ選択器2の固定接点と接触する切換用の接点を配置した湾曲部を有する請求項1記載の負荷時タップ切換器。
  5. 前記支持部材が、
    前記湾曲部を前記第3板状部材の面の内側に入り込ませてかつ下方に突出させるための屈折部を有する請求項1記載の負荷時タップ切換器。
  6. 前記湾曲部の外面に下方へ向かうほど低くなるように突設された補強部を有する請求項4記載の負荷時タップ切換器。
  7. 前記第3板状部材の下に突出する複数の前記湾曲部を囲むように配置された拘束部材を備える請求項4記載の負荷時タップ切換器。
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